CN1953349B - 一种上行资源分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种上行资源分配方法，应用于多用户复用的通信系统，包括：将一个上行传输时间间隔采用时分复用方式划分成一个或多个数据信号传输时段和参考信号传输时段；所述数据信号传输时段用于传输携带用户数据的数据信号给接收端；所述参考信号传输时段用于传输接收端已知的，用来估计信道和测量信道的参考信号给接收端；所述数据信号占用互不交叠的时频资源；所述参考信号中多用户以码分多址(CDMA)方式占用系统可用频带资源。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种上行资源分配方法。所述上行资源包括无线终端向网络侧发送信令或数据时所需要占用的各种网络资源。
背景技术
在无线通信系统中，接收方解调数据需要获知相应的信道信息，利用均衡等方式进行信道补偿后可有效改善接收性能，这通常是由发送端发送一个携带接收端已知序列的参考信号来实现。在一个多用户的系统中，每个用户传输的无线信道路径不同，从而各自经历的信道衰落也不相同，使得当前用户在某些传输频带上具有较好的传输性能，而在某些频带上可能深度衰落。从系统的观点来说，为了使系统容量和吞吐量最大，可以充分地利用不同用户之间传输的差异性，通常称为多用户分集。多用户分集的系统可以利用用户在时间、频率等方面的差异，通过有效的调度算法，为不同的用户配置不同的时间、频带资源。在上行链路中，为了可靠解调用户数据并且充分利用多用户分集，基站接收端需要获知该用户的传输频带上的信道信息以及全频带上的信道质量的测量信息，以便正确进行数据解调和为接入用户进行有效的资源分配。
现有技术中的具体实现方法是这样的：用户端在发送数据的同时也需要发送一个携带接收端已知序列的参考信号，接收端利用该参考信号获得传输的信道信息，然后用来解调数据。通常的，该参考信号占用与数据信号传输相同的时频资源。当系统为多个用户进行资源优化调度时，并且是在频带上进行资源分配时，需要获知该用户在整个系统带宽内的衰落状况，这就需要该用户另外再发送一个用于测量信道的参考信号，该参考信号的传输周期可以比第一种参考信号的传输周期要长，但是要提供用户在全频带上的信息质量。
该现有技术存在如下缺点：
现有技术需要传输两个参考信号，其中一个参考信号用来获得传输信道信息，另一个参考信号用来获得传输信道测量信息。在时间上要有两份资源分配给它们，系统资源开销较大。
发明内容
本发明提供一种上行资源分配方法，用以解决现有技术中为正确进行数据解调和资源优化调度需要发送两个参考信号从而占用较多系统资源的问题。
本发明方法应用于多用户复用的通信系统，包括：
采用时分复用方式传输参考信号和数据信号；
所有参与信道资源分配的用户终端，在接收端的一个信道测量周期内发送至少一个采用码分多址(CDMA)方式占用系统可用频带资源的第一参考信号，所述第一参考信号用于获得传输频带上的信道信息和信道质量测量信息；在所述信道测量周期内发送的其他参考信号采用不同于CDMA的复用方式；
对不同用户终端的数据信号的传输分配互不交叠的时频资源；或将用户终端划分为多个用户组，给不同的用户组分配互不交叠的时频资源。
所述数据信号采用时分复用、频分复用或时频分复用方式占用互不交叠的时频资源。
所述一组用户内的每一个用户采用码分多址方式在分配的时频资源内发送数据信号。
所述第一参考信号采用的码字由具有常幅度零自相关(CAZAC)特性的序列产生。
所述数据信号占用的频率资源的频带小于系统可用频带。
根据本发明的上述方法，在一个传输周期内至少发送一个所述第一参考信号。
在一个传输周期内每一个数据信号所占用的时长和每一个第一参考信号 所占用的时长相等或不等。
根据本发明的上述方法，发送所述第一参考信号的用户终端在当前传输周期内发送所述数据信号和第一参考信号，或者仅发送所述第一参考信号。
根据本发明的上述方法，将用户终端根据传输信道质量划分为多个用户组。
根据本发明的上述方法，接收端接收到参考信号后，执行下列步骤：
A、接收端根据接收的第一参考信号进行信道估计，得到全频带的信道响应；
B、从所述全频带的信道响应中提取出用户数据信号占用的传输频带的信道响应，进行信道补偿后解调用户数据；
C、接收端对全频带上的信道响应进行分析，计算出用户信号在各个调度频带上的传输质量，并结合接收端的传输资源分配规则为用户分配下次数据信号传输的频带或时间。
本发明有益效果如下：
在本发明方法中，采用CDMA方式占用系统可用频带资源发送参考信号给接收端，在该参考信号中携带接收端已知序列，接收端在进行用户终端频带调度时，根据这一个参考信号既可以用于正确解调数据，又可以进行全频带的信道质量估计，因此，可以节省一个时间上额外的用于测量信道的参考信号发送，节约了系统的传输资源。
附图说明
图1为本发明TTI传输信号结构实施例示意图；
图2为本发明数据信号和参考信号的复用方式示意图。
具体实施方式
在本发明方法中，每个用户在发送上行数据信号的同时，发送一个接收端已知的参考信号给接收端。该参考信号可提供给接收方用于信道估计的信道信息以及进行信道测量的信道测量信息。
在本发明中，参考信号与数据信号采用时分复用方式。在一个传输时间间隔(transmission time interval，TTI)内，划分成一个或多个数据信号传输时段和参考信号传输时段；数据信号传输时段用于传输携带用户数据的数据信号给接收端；参考信号传输时段用于传输接收端已知的、用于获得传输频带上的信道信息和全频带上的信道质量测量信息的参考信号给接收端。
在本发明中，参考信号和数据信号各自的接入方式不同，每个用户在参考信号中采用码分多址(Code Division Multiple Accessing，CDMA)方式，占用系统的可用频带资源发送已知序列到接收端，多个用户在时频域上可以重叠。参考信号中采用的码字可以由具有常幅度零自相关(constant amplitude zero-autocorrelation，CAZAC)特性的序列产生。每个用户的数据信号占用互不交叠的时频资源发送到接收端，如采用频分多址(Frequency Division MultipleAccessing，FDMA)、时分多址(Time Division Multiple Accessing，TDMA)或混合时频分等接入方式，占用较窄的传输频带。
如图1所示，为一个TTI传输的数据结构示意图，该图中将TTI划分为7个传输时段，其中，时段2和时段6传输参考信号，其余时段传输的是用户的数据信号。每一个参考信号传输时段所占用的时长与每一个数据信号传输时段所占用的时长可以相等，也可以设置为不相等。一个TTI中传输的多个数据信号可以是一个用户发送的数据信号，也可以是不同用户发送的数据信号。如图1中，在时段1、3、4、5、7中发送的数据信号可以是1个用户发送的，也可以是2个、3个、4个等多个用户发送的数据信号。
在一个TTI内，至少包含一个参考信号传输时段，传输至少一个参考信号给接收端。
接收端接收到参考信号后，根据接收的参考信号和已知序列进行频域信道估计以及最小方(least square，LS)和FFT插值算法等，得到全频带的信道响应；并从所述全频带的信道响应中提取出用户数据信号占用的传输频带的信道响应，进行信道补偿后解调用户数据。同时，接收端对全频带上的信道响应进 行分析，计算出用户信号在各个调度频带上的传输质量，并结合接收端的传输资源分配规则为用户分配下次传输频带或时间。例如，设定信道质量的衡量标准为信干比(signal interference ratio，SIR)，并将系统带宽划分为多个基本粒度的调度带宽，计算出该用户在所有调度带宽上的SIR，通过选择SIR值较高的一个或多个、连续或不连续的调度频带，然后可以再根据公平性原则，即保证所有用户都能无差别的被服务到，或系统容量最大的原则，即使得系统的吞吐量最大，或者在容量最大化的原则下兼顾公平性等方法，决定该用户的资源分配。
当然，调度的方式并不限于为用户进行频带的分配，也可以从时间上进行分配。因为信道的变化在一段时间内相对很小，而传输的一个TTI长度通常为几个ms以内，如0.5ms的典型TTI长度。基站收到参考信号并且获得信道质量信息后，如果基站测得当前用户的信道质量较好，就可以分配连续或时间上较为集中的几个TTI作为该用户传输数据的资源，而其它用户的数据信号仍然保持与该用户的数据信号在时频上不重叠。在系统预先设定的时间范围内如果测得该用户的传输质量下降，则进行新的资源分配。因此，在纯时域调度的系统中同样可以采用本发明方法进行传输资源调度。
另外，调度的方式还可以是将一组性能接近的用户划分为一个组，例如，将传输信道质量为一设定阈值内的用户划分为一个组，不同的组分配不同的时频资源；同一个组内的用户可以共享同一个时频资源，通过码域的正交性(如CDMA)来区分不同的用户。
在本发明方法中，参与调度的用户与当前进行数据传输的用户可以不相同，参与调度的用户都需要发送采用码分多址方式复用的参考信号，但是可以不必发送相应的数据信号。如图2所示，表示本发明的数据信号和参考信号采用不同的接入方式发送给接收端(基站)。图2中，用户1、用户2、用户3和用户4都向基站发送参考信号，参与调度；而只有用户2、用户3和用户4向基站发送自己的数据信号。从图2中可以看出，用户2、用户3和用户4发送 的数据信号占用互不重叠的频带，而用户1、用户2、用户3和用户4发送的参考信号可以在相同的频带上发送，只要保证给每个用户分配一个不同的正交码就可以了，接收端(基站)根据码的正交性可以分离出每个用户的参考信号信息。
另外，用户端发送给基站的参考信号可以不必每一个参考信号都采用CDMA方式，只要保证在基站的一个信道测量周期内，至少有一个采用CDMA方式占用系统可用频带资源的参考信号发送到基站就可以了，其他参考信号可采用不同于CDMA的复用方式，如FDMA或TDMA等。这是因为在一个调度系统中，通常认为信道的时变较为平缓，因此测量信道的变化不需要在每个TTI内进行，而当信道变化较快或衰落较为严重的情况下，基站也需要更多的参考信号功率来获得较为准确的信道估计，因此可采用FDMA方式的参考信号，同样在数据传输频带上发送。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种上行资源分配方法，应用于多用户复用的通信系统，其特征在于包括：
采用时分复用方式传输参考信号和数据信号；
所有参与信道资源分配的用户终端，在接收端的一个信道测量周期内发送至少一个采用码分多址(CDMA)方式占用系统可用频带资源的第一参考信号，所述第一参考信号用于获得传输频带上的信道信息和信道质量测量信息；在所述信道测量周期内发送的其他参考信号采用不同于CDMA的复用方式；
对不同用户终端的数据信号的传输分配互不交叠的时频资源；或将用户终端划分为多个用户组，给不同的用户组分配互不交叠的时频资源。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据信号采用时分复用、频分复用或时频分复用方式占用互不交叠的时频资源。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一组用户内的每一个用户采用码分多址方式在分配的时频资源内发送数据信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参考信号采用的码字由具有常幅度零自相关(CAZAC)特性的序列产生。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据信号占用的频率资源的频带小于系统可用频带。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个传输周期内至少发送一个所述第一参考信号。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个传输周期内每一个数据信号所占用的时长和每一个第一参考信号所占用的时长相等或不等。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发送所述第一参考信号的用户终端在当前传输周期内发送所述数据信号和第一参考信号，或者仅发送所述第一参考信号。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将用户终端根据传输信道质量划分为多个用户组。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收端接收到第一参考信号后，执行下列步骤：
A、接收端根据接收的第一参考信号进行信道估计，得到全频带的信道响应；
B、从所述全频带的信道响应中提取出用户数据信号占用的传输频带的信道响应，进行信道补偿后解调用户数据；
C、接收端对全频带上的信道响应进行分析，计算出用户信号在各个调度频带上的传输质量，并结合接收端的传输资源分配规则为用户分配下次数据信号传输的频带或时间。
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