CN1956432A - 一种在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法，该方法包括：A.为无线通信系统中的小区分配时频图案集合，将该时频图案集合划分为一个以上的时频图案组；B.将小区时频平面上的子载波划分为频率子带，给小区中的调度用户分配所划分的频率子带；C.将至少一个的时频图案组分配给小区中的跳频用户，将所划分的剩余的时频图案组分配给小区中的调度用户；D.小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据，小区中的调度用户采用为自身分配的、位于所分配的频率子带内的时频图案组中的时频图案传输数据。该方法简化了分配时频资源的过程。

Description

一种在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统分配时频资源的技术，特别涉及一种在调度和跳频复周系统中分配时频资源的方法。

背景技术

20世纪90年代以来，在无线通信系统中以正交频分复用(OFDM)为主的多载波技术发展起来。OFDM技术将无线通信系统的时频资源在频域内分为若干正交的窄带子信道，高速数据流通过串并变换在各个子信道上并行传输。由于子信道的窄带特性可以克服多径影响，保持子信道之间的正交性，从而保证了小区内部用户之间的干扰很小。

在基于OFDM的无线通信系统中，多用户分集技术可以有效地实现时频资源的分配，小区基站根据用户上报的信道估计反馈信息分配频率子带，给用户分配传输质量好的频率子带传输数据，从而实现无线通信系统中的所有用户的吞吐量的优化。

在采用完全调度技术的无线通信系统中，小区中的每个用户分配的时频资源可以根据给该用户分配的频率子带以及在该频率子带内的OFDM符号来确定，就是小区中的每个用户上报信道估计的反馈信息给小区基站，小区基站根据接收到的反馈信息为用户分配相应的频率子带给小区中的每个用户，该频率子带根据小区中的每个用户的需要可以为一个或几个连续子载波，小区中的每个用户使用在分配的频率子带中的一个或几个OFDM符号传输数据。举例说明，图1为现有技术的完全采用调度技术的无线通信系统分配时频资源的示意图，当小区中的用户的数据速率需求较小时，一个以上的用户可以占用相同的频率子带。假设小区中存在用户1和用户2，用户1和用户2分别分配了不同的时频资源：用户1的时频资源用 表示，用户2的时频资源用■表示，其余的用户占用的时频资源用□表示。用户1占用频率子带0～5，每个频率子带在时域上占用3个OFDM符号，用户2占用频率子带6～14，每个频率子带在时域上占用3个OFDM符号。

但在同一无线通信系统中，会同时存在两种用户，一种是室内静止或者移动速度慢的用户；另一种为移动速度快或者处于小区边界信噪比(SNR)较低的用户。前者可以采用多用户分集技术完成时频资源的分配，获得较好的多用户分集增益，但是后者无法采用多用户分集技术来达到良好的系统性能。这是因为这种多用户分集技术是基于信道质量来选择给小区中的用户所分配的时频资源，小区中的用户上报的信道估计反馈信息是否准确直接影响到调度的性能，当小区中的用户的移动速度较快时，多径衰落信道随时间变化的也很快，小区基站接收到前一或前几传输时间间隔(TTI)内小区中用户所反馈的信道质量较好的频率子带在当前TTI已经变化了，所以无法采用多用户分集技术来达到良好的系统性能。因此，在小区中的用户上报的信道估计反馈信息不能准确反映当前信道质量的情况下，必须通过其它方式来满足无线通信系统的系统性能，这时必须利用跳频技术来获得较好的时间-频率分集。

为了保证移动速度快或者处于小区边界SNR较低的用户在传输数据时传输质量不会降低，获得良好的时间-频率分集，出现了采用完全跳频技术的无线通信系统。在完全采用跳频技术的无线通信系统中，小区中的每个用户分配的时频资源就是给该用户分配的一个或多个时频图案，小区中的每个用户使用分配的一个或多个时频图案来传输数据。举例说明，图2为现有技术的完全采用跳频技术的无线通信系统分配时频图案的示意图，小区中存在用户1～用户3，用户1～用户3分别分配了不同的时频图案：用户1的时频图案用

表示，用户2的时频图案用

表示，用户3的时频图案用 表示，其余的用户占用的时频资源用□表示。

在同一无线通信系统中，为了既能保证室内静止或移动速度慢的用户实现多用户分集增益，又能保证无线通信系统的移动速度快或者处于小区边界SNR较低的用户获得时间-频率分集增益，出现了调度和跳频复用系统。

目前，在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法为：小区的基站采用在一个TTI内的时频平面上打孔的方式先将时频图案分别分配给小区中的跳频用户，然后再将一个TTI内的时频平面上未打孔的时频资源根据小区中的调度用户的信道估计反馈信息分配给小区中的调度用户。其中，小区中的跳频用户为移动速度快或者处于小区边界SNR较低的用户，小区中的调度用户为室内静止或移动速度慢的用户。

采用这种方法虽然实现了在调度和跳频复用系统中的时频资源分配，但是分配时频资源的过程复杂：针对小区中的跳频用户和调度用户采用了完全不同的分配时频资源的方法。

同时，采用这种方法在通知小区中的调度用户所占用的时频资源时，通知的信息量大，这是因为：小区基站先向小区中的调度用户通知该小区中的所有跳频用户占用的时频资源，再通知该调度用户所占用的频域资源和时域资源。通知的信息量大会增加调度和跳频复用系统的负荷以及处理通知信息的复杂度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法，该方法简化了分配时频资源的过程。

更进一步地，本发明提供的方法在通知小区中的调度用户所占用的时频资源时，能够减小通知的信息量。

根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法，该方法包括：

A、为无线通信系统中的小区分配时频图案集合，将该时频图案集合划分为一个以上的时频图案组；

B、将小区时频平面上的子载波划分为频率子带，给小区中的调度用户分配所划分的频率子带；

C、将至少一个时频图案组分配给小区中的跳频用户，将所划分的剩余的时频图案组分配给小区中的调度用户；

D、小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据，小区中的调度用户采用为自身分配的、位于所分配的频率子带内的时频图案组中的时频图案传输数据。

步骤A所述的给小区分配的时频图案集合由占满小区整个时频平面的时频图案组成。

步骤A所述的给小区分配的时频图案集合中的时频图案，在时域上占用的单元为OFDM符号，在频域上占用的单元为一个子载波或一个以上的子载波。

步骤A所述的给小区分配的时频图案集合中的时频图案在频域上占用的单元为一个以上的子载波，该一个以上的子载波是连续分布的或者是等间隔分布的。

步骤B所述的给小区中的调度用户分配的所划分的频率子带为一个或一个以上。

步骤C所述给小区中的调度用户分配的时频图案组为：

根据小区中的调度用户要传输数据的传输速率分配一个或一个以上的时频图案组，该时频图案组由一个或一个以上在时域上连续、在频域上连续或者在时域和频域上都连续的时频图案组成。

步骤C所述给小区中的调度用户分配的时频图案组为：

根据小区中的调度用户要传输数据的传输速率分配一个或一个以上的时频图案组，该组由一个或一个以上在时域上等间隔分布、在频域上等间隔分布或者在时域和频域上都等间隔分布的时频图案组成。

当步骤D所述小区中的不同调度用户采用的时频图案相同时，

所述分别分配给该小区中的不同调度用户的所划分的频率子带不相同。

步骤D所述的小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据的步骤为：

将时频图案组中的时频图案再次以子载波粒度级进行划分，一个时频图案可以划分为一个以上的时频图案单元，然后将一个以上的时频图案单元分配给小区中的跳频用户传输数据。

在步骤D之后，该方法进一步包括通知小区中的调度用户所分配时频资源的步骤：

将该小区中的调度用户采用的所分配的时频图案组中的时频图案的信息以及所分配的划分频率子带的信息作为小区中的调度用户的时频资源信息，发送给小区中的调度用户。

在步骤D之后，该方法进一步包括通知小区中的跳频用户所分配时频资源的步骤：

将该小区中的跳频用户采用的所分配的时频图案组中的时频图案的信息作为小区中的跳频用户的时频资源信息，发送给小区中的跳频用户。

从上述方案可以看出，本发明采用了相似的方法给小区中的跳频用户和调度用户分配时频资源，并且不需要给小区中的跳频用户先分配时频资源后，再给小区中的调度用户分配时频资源，所以简化了时频资源分配的过程。

更进一步地，本发明在通知小区中的调度用户所分配的时频资源的信息时，只包括分配给该调度用户的时频图案的信息以及分配的所划分频率子带的信息，而不需要像现有技术那样还包括该小区中的所有跳频用户占用的时频资源信息，从而减少了通知的信息量。

附图说明

图1为现有技术的完全采用调度技术的无线通信系统分配时频资源的示意图。

图2为现有技术的完全采用跳频技术的无线通信系统分配时频图案的示意图。

图3为本发明在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法流程图。

图4为本发明在调度和跳频复用系统中分配时频资源的示意图。

图5为一个时频图案的示意图。

图6为本发明在调度和跳频复用系统中分配给跳频用户的时频图案的颗粒度在频域上小于一个频率子带的情况下，分配时频资源的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。

无论是在采用完全调度技术的无线通信系统中，还是在采用在调度和跳频复用系统中，小区中的用户都可以利用时频图案来分配所占用的时频资源。在每个TTI内的整个时频平面上，小区可以按照某种方式生成一个时频图案集合，该时频图案集合中的时频图案可以占满整个时频平面，该时频图案集合中的时频图案在时域上占用的最小单元为OFDM符号，在频域上占用的最小单元为一个子载波或者几个子载波，该几个子载波可以是连续分布的或者是等间隔分布的。

在调度和跳频复用系统中，针对小区中的跳频用户和调度用户，本发明采用相似的方法分配时频资源，即首先在TTI内，将小区的时频图案集合划分为一个以上的时频图案组，其次，给小区中的调度用户分配一或一个以上的频率子带，再次，将至少一个的时频图案组分配给小区中的跳频用户，将所划分的剩余的时频图案组分配给小区中的调度用户，最后，小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据，小区中的调度用户采用在所分配的频率子带内的所分配的时频图案组中的时频图案传输数据。

图3为本发明在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法流程图，其具体步骤为：

步骤300、在一个TTI中，在无线通信系统中的小区内生成一个时频图案集合，该时频图案集合中的时频图案占满整个时频平面。

该时频图案集合内的时频图案可以由序列经过时域或频域的循环移位得到，该序列可以为Costas序列，Latin序列或者线性双曲序列。该时频图案集合也可以由占满整个时频平面的多个时频图案组成。在频域的循环移位过程时采用的单位为频率子带或子载波。

步骤301、将小区的时频图案集合划分为一个以上的时频图案组。

所划分的时频图案组包含一个或一个以上的时频图案。

步骤302、将小区时频平面上的子载波划分为频率子带，根据小区中的调度用户需求，给小区中的调度用户分配所划分的频率子带。

频率子带根据本小区中的调度用户的需求进行划分，也可以参考本TTI内信道环境的相干带宽，一个频率子带一般为连续分布的或等间隔分布的多个子载波。

本小区中的调度用户可以根据需要，分配一个或多个所划分的频率子带，即根据本小区中的调度用户给小区基站上报的信道估计反馈信息给该调度用户分配一个或多个频率子带。

步骤303、将至少一个时频图案组分配给小区中的跳频用户，将所划分的剩余的时频图案组分配给小区中的调度用户。

步骤304、小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据，小区中的调度用户采用在所分配的频率子带内的所分配的时频图案组中的时频图案传输数据。

小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据的过程可以为：

将时频图案组中的时频图案再次以子载波颗粒度级进行划分，一个时频图案可以划分为多个时频图案单元，然后将多个时频图案单元分别分配给小区中的不同跳频用户用于传输数据。

采用上述方式分配时频图案组中的时频图案，必须保证小区中的不同跳频用户所采用的时频图案单元可以拼成至少一个时频图案组。

小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据的过程也可以为：

直接将时频图案组中的时频图案分配给小区中的跳频用户传输数据。

本发明给小区中的不同调度用户分配的时频图案组中的时频图案可以相同，但是这些调度用户分配的频率子带必须不同，从而保证小区内的不同调度用户使用不相同的时频资源传输数据，即小区内的不同调度用户所使用的时频图案之间无交点。

本发明根据小区中的调度用户要传输数据的传输速率，分配给小区中的调度用户的时频图案可以为一个或一个以上的时频图案组，该组由一个或一个以上在时域上连续、在频域上连续或者在时域和频域上都连续的时频图案组成。如当调度用户要传输数据的速率达到一个TTI内传输三个OFDM符号时，只分配具有三个时频图案的时频图案组。

本发明根据小区中的调度用户要传输数据的传输速率，分配给小区中的调度用户的时频图案可以为一个或一个以上的时频图案组，该组由一个或一个以上在时域上等间隔分布、在频域上等间隔分布或者在时域和频域上都等间隔分布的时频图案组成。

本发明为了在调度和跳频复用系统中保证室内静止或移动速度慢的用户实现的多用户分集，在TTI内给小区中的调度用户分配时频图案组和频率子带，小区中的调度用户通过所分配的时频图案组中的时频图案在频率子带内传输数据。

本发明为了在调度和跳频复用系统中保证移动速度快或者处于小区边界SNR较低的用户在传输数据时传输质量不会降低，可以采用子载波颗粒度级在TTI内的整个频带上给小区中的跳频用户分配时频图案。

采用本发明提供的时频资源分配方法，在通知小区中的调度用户所分配的时频资源的信息时，可以只包括该调度用户采用的时频图案组中的时频图案的信息以及分配的所划分的频率子带信息，而不需要像现有技术那样还包括该小区中的所有跳频用户占用的时频资源信息，从而减少了通知信息量。

同样地，采用本发明提供的时频资源分配方法，在通知小区中的跳频用户所分配的时频资源的信息时，只包括该跳频用户采用的时频图案组中的时频图案的信息。

在调度和跳频复用系统中，针对小区中的跳频用户和调度用户，本发明举具体的实施例说明本发明，图4为本发明在调度和跳频复用系统中分配时频资源的示意图。

为了更好地说明本实施例，采用图5所示的一个时频图案示意图，所有分配给小区的时频图案集合内的时频图案都由该时频图案经过频域的循环移位获得，该时频图案集合内的时频图案可以占满整个时频平面。该时频图案用■表示。

在图4中，本发明给调度用户1和调度用户2分别分配相同的时频图案，但所占用的频率子带不同，分别用□和■表示；本发明给跳频用户1～跳频用户3分别分配的时频图案为分别用

和 表示。可以看出，在频率子带0～5上，由调度用户1、跳频用户1～跳频用户3共同占用了时域上的所有OFDM符号，其中，调度用户1占用了三个OFDM符号，跳频用户1～跳频用户3分别占用了一个OFDM符号；在频率子带6～14上，由调度用户2、跳频用户1～跳频用户3共同占用了时域上的所有OFDM符号，其中，调度用户2占用了三个OFDM符号，跳频用户1～跳频用户3分别占用了一个OFDM符号。

在现有技术中，图1所示的完全调度系统在给调度用户分配时频资源时，也可以分配时频图案，从而在向调度用户发送时频资源的通知信息时，只用发送时频图案的信息和所分配的频率子带的信息即可。在本发明中，图4所示的调度和跳频复用系统对于调度用户来说，可以采用与图1所示的完全调度的系统的相同的通知信息来向小区中的调度用户发送时频资源信息。

当小区内的跳频用户所采用的时频图案的颗粒度更小时，比如在频域上小于一个频率子带的单位时，该颗粒度可以为一个或者几个子载波，则分配给小区内的跳频用户的时频图案组中的时频图案数目会增多。如图6所示，小区中的跳频用户1和跳频用户2占用更小颗粒度的时频图案传输数据，分别采用■和 表示。该颗粒度为1/2频率子带，分配给小区内的跳频用户的时频图案组中的时频图案数目增加了一倍。对于小区中的调度用户来说，仍然可以用分配给该调度用户的频率子带和时频图案组中的时频图案来确定该调度用户占用的时频资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种在调度和跳频复用系统中分配时频资源的方法，其特征在于，该方法包括：

A、为无线通信系统中的小区分配时频图案集合，将该时频图案集合划分为一个以上的时频图案组；

B、将小区时频平面上的子载波划分为频率子带，给小区中的调度用户分配所划分的频率子带；

C、将至少一个时频图案组分配给小区中的跳频用户，将所划分的剩余的时频图案组分配给小区中的调度用户；

D、小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据，小区中的调度用户采用为自身分配的、位于所分配的频率子带内的时频图案组中的时频图案传输数据。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的给小区分配的时频图案集合由占满小区整个时频平面的时频图案组成。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的给小区分配的时频图案集合中的时频图案，在时域上占用的单元为OFDM符号，在频域上占用的单元为一个子载波或一个以上的子载波。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的给小区分配的时频图案集合中的时频图案在频域上占用的单元为一个以上的子载波，该一个以上的子载波是连续分布的或者是等间隔分布的。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述的给小区中的调度用户分配的所划分的频率子带为一个或一个以上。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述给小区中的调度用户分配的时频图案组为：

根据小区中的调度用户要传输数据的传输速率分配一个或一个以上的时频图案组，该时频图案组由一个或一个以上在时域上连续、在频域上连续或者在时域和频域上都连续的时频图案组成。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述给小区中的调度用户分配的时频图案组为：

根据小区中的调度用户要传输数据的传输速率分配一个或一个以上的时频图案组，该组由一个或一个以上在时域上等间隔分布、在频域上等间隔分布或者在时域和频域上都等间隔分布的时频图案组成。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当步骤D所述小区中的不同调度用户采用的时频图案相同时，

所述分别分配给该小区中的不同调度用户的所划分的频率子带不相同。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D所述的小区中的跳频用户采用所分配的时频图案组中的时频图案传输数据的步骤为：

将时频图案组中的时频图案再次以子载波粒度级进行划分，一个时频图案可以划分为一个以上的时频图案单元，然后将一个以上的时频图案单元分配给小区中的跳频用户传输数据。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D之后，该方法进一步包括通知小区中的调度用户所分配时频资源的步骤：

将该小区中的调度用户采用的所分配的时频图案组中的时频图案的信息以及所分配的划分频率子带的信息作为小区中的调度用户的时频资源信息，发送给小区中的调度用户。

11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D之后，该方法进一步包括通知小区中的跳频用户所分配时频资源的步骤：

将该小区中的跳频用户采用的所分配的时频图案组中的时频图案的信息作为小区中的跳频用户的时频资源信息，发送给小区中的跳频用户。

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