WO2009065263A1 - A method for dividing permutation zone of subcarriers and an information configuration system - Google Patents

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WO2009065263A1
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subcarrier
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Huajun Jiang
Gang Qiu
Shaogui Lu
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ZTE Corp
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    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A) or DMT

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications, and in particular, to a method for dividing a subcarrier arrangement region in an orthogonal frequency division multiple access system, and a method for orthogonal frequency A subcarrier arrangement area division information allocation system in a divisional multiple access system.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the technical advantage is more suitable for broadband mobile communication systems and is recognized as one of the core technologies of the next generation mobile communication system.
  • the IEEE 802.16e standard which uses OFDMA technology as the core technology of the physical layer and takes into account mobility and broadband characteristics, is a strong competitor of the next generation mobile communication standard.
  • the 802.16 standard divides a carrier frequency into a plurality of segments, and each segment includes a non-overlapping subcarrier set in the carrier frequency, which is used due to the orthogonality of the OFDM subcarriers. There is no co-channel interference between adjacent cells with different segments of the same carrier frequency.
  • the precondition for this is that the division rules of each segment subcarrier must be the same, that is, the subcarrier arrangement (Permutation) must be consistent.
  • each segment has only the default subcarrier scheduling area (Permutation Zone) of Partial Usage of Sub Channels (PUSC), which is easy to satisfy the above conditions.
  • the 802.16 standard has developed a variety of Permutation methods in the OFDMA physical layer to support various optional enhancement techniques, including PUSC, Full Usage of Subchannels (FUSC), Full Subchannel PUSC, and optional.
  • FUSC Full Usage of Subchannels
  • AMC Adjacent Subcarrier Allocation
  • TUSCl Tile Usage of Subchannels -1
  • TUSC2 Tile Usage of Subchannels -2
  • Permutation methods can appear in one frame at the same time, and are divided by Permutation Zone, as shown in Figure 1.
  • the transition between the downlink zones is based on the Space Time Coding Downlink Zone Information Element in the Downlink Map (DL-Map).
  • the OFDMA symbol offset (Symbol offset) in the above message is an 8-bit field, which is used to identify the starting position of the Zone. It can be seen that which zones are in each frame, and the OFDMA symbol offset of each zone can be dynamically adjusted in each frame according to a certain strategy.
  • Length 4 Length 0x03
  • OFDMA symbol 8 Denotes the start of the zone(counting Offset from the frame preamble and starting from
  • the Renumbering Sequence re-arranges the physical Cluster to form a logical Cluster, and then assigns the logical Cluster to the subchannel group (for the 1024 Fast Fourier Transform (FFT), the downlink contains 6 subchannel groups. ).
  • Data subcarrier mapping according to formula (1): subcarrier (k, s) N subchanneh - n t + ⁇ p s [n k mod N subchannels ] + DL _ PermBase ⁇ mod N subcha hide h ( j ) where Indicates the number of subchannels; S represents the subchannel number from 0 to N subcha nnels-1; k represents the subcarrier number within the subchannel; represents ( A + 13 ' i) mGd N_ "; subcarrier(k, s) Indicates the physical subcarrier number corresponding to the kth subcarrier in the subchannel s; represents the sequence obtained by rotating the permutation sequence to the left s times; DL—PermBas
  • the location of the pilot is identified by the location defined in the cluster, as shown in FIG. As can be seen from Figure 2, when the odd/even symbols of the Cluster are different, the positions of the pilots are different.
  • Bin AMC adjacent subcarrier arrangement
  • the Bin is composed of 9 subcarriers that are physically consecutive.
  • 1024 FFT there are 96 bins in a symbol, and Bin is continuously arranged in descending order of physical subcarriers, from 0 to 95.
  • SegmentO occupies a subchannel group (0, 1) and is constructed using PUSC + PUSC MIMO + Band AMC.
  • the PUSC Zone symbol offset is from 1 to 4; the PUSC MIMO Zone symbol offset is from 5 to 14; the Band AMC Zone symbol offset is 15 to 30.
  • Band AMC Zone uses logical BandO to logical Band3.
  • Segment 1 occupies the subchannel group (2, 3) and is constructed using PUSC + PUSCMIMO + Band AMC.
  • the PUSC Zone symbol offset is from 1 to 4; the PUSC MIMO Zone symbol offset is from 5 to 8; and the Band AMC Zone symbol offset is 9 to 30.
  • Band AMC Zone uses logical Band4 to logical Band7.
  • the present invention provides a method for partitioning subcarrier alignment regions in an orthogonal frequency division multiple access system, and a method for orthogonal frequency division multiple access systems.
  • the sub-carrier arrangement area division information configuration system.
  • a method for dividing a subcarrier arrangement region in an orthogonal frequency division multiple access system includes the following steps: a configuration unit configures subcarrier alignment region division information, and sends subcarrier alignment region division information to The synchronization unit is configured to configure the synchronization unit to calculate the configuration effective frame number, and send the subcarrier alignment area division information and the configuration effective frame number to the base station; the base station divides the subcarrier arrangement area according to the subcarrier arrangement area division information and the configuration effective frame number.
  • the configuration unit indicates the subcarrier arrangement area division information by using a subcarrier arrangement area division table.
  • the subcarrier arrangement area division table includes one or more of the following information: area type information, an area allocation period, an offset in the area allocation period, and an area start symbol offset.
  • the method for configuring the synchronization unit to calculate the configuration effective frame number is: the current frame number plus the maximum delay time for transmitting the subcarrier arrangement area division information to each base station.
  • the configuration synchronization unit determines the maximum delay time according to the number of base stations and the specific implementation of the orthogonal frequency division multiple access system.
  • the subcarrier arrangement area dividing method according to the embodiment of the present invention further includes the following steps: The base station dynamically schedules each subcarrier arrangement area with the same subcarrier arrangement manner.
  • the subcarrier arrangement area division method further includes the following steps: When the user requests access to the subcarrier arrangement area, the base station determines whether the user is allowed to access the subcarrier arrangement area according to the carrier interference ratio of the user.
  • the process of determining, by the base station, whether the user is allowed to access includes the following steps: the base station calculates the bandwidth of the medium access control layer allocated to the user according to the carrier interference ratio of the user and the remaining time slots in the subcarrier arrangement area; Control layer bandwidth The user is allowed to access the subcarrier arrangement area, and the user is not allowed to access the subcarrier arrangement area, where the remaining time slots in the subcarrier arrangement area satisfy the existing users in the subcarrier arrangement area. The remaining time slots after the quality of service.
  • the subcarrier arrangement area division method further includes the following steps: The base station determines whether to allow access to the user to switch according to the quality of service and channel conditions of the access user and the remaining time slots in the target subcarrier arrangement area. Go to the target subcarrier arrangement area; and if the remaining time slots in the target subcarrier arrangement area satisfy the access guard's service shield, and the access user's channel condition allows the access user to perform handover, the base station performs access to the access user. The handover, where the remaining time slots in the target subcarrier arrangement area are the remaining time slots after satisfying the quality of service of the existing users in the target subcarrier arrangement area.
  • a subcarrier arrangement area division information configuration system for use in an orthogonal frequency division multiple access system includes: a configuration unit configured to configure subcarrier alignment area division information, and divide the subcarrier arrangement area The information is sent to the configuration synchronization unit.
  • the synchronization unit is configured to calculate the configuration effective frame number, and send the subcarrier alignment area division information and the configuration effective frame number to the base station.
  • the configuration unit indicates the subcarrier arrangement area division information by using a subcarrier arrangement area division table.
  • the subcarrier arrangement area division table includes one or more of the following information: area type information, area allocation period, offset in the area allocation period, and area start symbol offset.
  • the method for configuring the synchronization unit to calculate the configuration effective frame number is: the current frame number plus the maximum delay time for transmitting the subcarrier arrangement area division information to each base station.
  • the configuration synchronization unit determines the maximum delay time according to the number of base stations and the specific implementation of the orthogonal frequency division multiple access system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the logical structure of an OFDMA frame according to an embodiment of the present invention
  • 2 is a schematic diagram of a cluster structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of interference between multiple zones between different segments according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram of an OFDMA multi-bone wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A to FIG. 5D are diagrams showing an example of dynamic zone division according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of dynamic zone division according to another embodiment of the present invention.
  • DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to solving the co-channel interference problem of an OFDMA multi-Zone application scenario.
  • the method and system for uniformly configuring the position of the frame and the frame appearing in the Permutation Zone in the whole network provided by the present invention (that is, the subcarrier arrangement area division method and the subcarrier arrangement area division information configuration system according to the embodiment of the present invention) can ensure the same At the time point, the sub-carriers of all the segments in the whole network are in the same manner.
  • the present invention also provides a method for improving resource utilization under the fixed zone.
  • a system for uniformly configuring the position of a frame and a frame in a Permutation Zone including an operation and maintenance console (OMC) and a base station, wherein the OMC is connected to each base station in the entire network, and the OMC includes a configuration unit and a configuration synchronization unit.
  • OMC operation and maintenance console
  • the method for dividing the Permutation Zone by using the system shown in FIG. 4 includes the following steps:
  • Zone Partition table is in the following format:
  • the Zone Type indicates the Zone type index. Each Zone type corresponds to a set of Zone feature parameters.
  • the zone carriers in the Zones identified by different Zone Types are arranged differently (for example, different Permutation > Permbase, etc.).
  • Frame Intval indicates the period in which the zone is allocated, in units of frames, that is, in the Frame Intval frame, the zone is divided into the zone, and the Frame Offset represents the offset of the zone in the period Frame Intval.
  • the end symbol of the zone is equal to the start symbol -1 of the next zone. If there is no next zone, the end symbol of the zone is equal to the last symbol of the zone.
  • the Mandatory PUSC Zone containing FCH and DL Map as specified in the 802.16 protocol must be present for each frame, and Symbol Offset -1, the default zone may not be recorded in the above table (or the zone is displayed, but changes are not allowed, as described later) Indicated as PUSC0).
  • the configuration unit sends the configuration data to the configuration synchronization unit.
  • the configuration synchronization unit calculates the configuration effective frame number, and the calculation method is the current frame number plus the maximum delay time of each base station, and the delay may be a fixed empirical value, or may be related to the number of base stations that need to be synchronized, and the specific system. Realization related.
  • the configuration synchronization unit sends configuration data to each base station, which includes the zone partition table in step A and the configuration effective frame number in step B.
  • each base station allocates a zone according to the configuration valid frame number and the new zone partition table according to the configuration effective frame number.
  • This method can support any zone. By configuring parameters, the air interface bandwidth can be fully utilized, and the unified configuration of the entire network zone can be realized.
  • the number of zones allocated in one frame can meet the protocol requirements (in the 16e protocol). There is a limit on the number of zones included in the downlink subframe.
  • the scheme can divide the zone according to the actual traffic demand, that is, the composition of the Zone Type in one frame can be configured, and the bandwidth utilization is high.
  • the absolute frame number of the entire network is consistent. All base transceiver stations (BTSs) are uniformly switched, and the same-frequency multi-zone networking can be realized while using the bandwidth as much as possible.
  • the simplest application of this method is to divide the Zone within the same subframe. That is, in each sub-frame, the area and position of the Zone are defined for each type of zone, as shown in FIG. 6. The number of zones (n), position (Pos), and length (length in symbol) can be determined according to actual needs. After the zone is delimited, there will be no co-channel interference in the whole network. The use of a fixed partition to implement the same-frequency networking requires a corresponding scheduling mechanism. Otherwise, the utilization of radio resources will inevitably be reduced. Because the division of the Zone is fixed, If the amount of data in a zone is small, the resources in the zone are wasted. In order to solve this problem, the following method is proposed according to an embodiment of the present invention:
  • Zones with the same subcarrier arrangement are considered together for data distribution, but the boundary of Zone-Allocation is also required.
  • the carrier arrangement of the two zones can be the same, but it needs to be divided into two zones. In this case, the two parts of the total resources can be considered together, so that the actual needs of PUSC and PUSC-MIMO users can be fully considered, while the data on other segments are not interfered.
  • the admission control is based on the current carrier-to-interference and noise ratio (CINR) (or the supported maximum modulation coding level (MCS)), and the access control goes to the admission control.
  • CINR current carrier-to-interference and noise ratio
  • MCS supported maximum modulation coding level
  • the MCS of the terminal can be obtained, and the number of slots (Slots) remaining in the case of satisfying the quality of service (QoS) of the existing users in the PUSC-Zone is calculated to calculate the medium access control layer (MAC) that can be allocated to the terminal.
  • MAC medium access control layer
  • the specific method is as follows: The system according to the basic requirements of the access user's QoS, and the number of remaining slots of the zone after satisfying the requirements of the existing terminal's QoS (meeting the minimum requirements of QoS), and the channel conditions of the user (for example, channel stability), Determine if the user is allowed to switch to another zone. If the corresponding target zone satisfies the QoS of the existing terminal, the remaining bandwidth can also satisfy the QoS of the new user, and The channel condition allows the user to switch between zones, then the system initiates the user's switching between zones. Switch the user from the current zone to the target zone (for example, switch from PUSC to AMC).
  • the target zone for example, switch from PUSC to AMC
  • the composition of the zones in different frames is different, the physical bandwidth remaining after the different zones mentioned in the previous section satisfy the QoS is a statistical value, and the period of the statistics depends on the specific design (or demand). For example, it can be counted in 0.2 seconds or 0.5 seconds, or it can be counted in 1 second, depending on the specific operational needs.
  • the configuration of the downlink multi-zone is as shown in Table 4: Table 4 Example of zone division configuration
  • PUSC0 is the mandatory zone of the downlink subframe.
  • the absolute frame number FrameNo of the whole network is 4*k, 4*k+l, 4*k+2, 4*k+3, the downlink subframe configuration is as shown in FIGS. 5A, 5B, 5C, and 5D, respectively.
  • the mapping relationship of subcarriers corresponding to all BSs is the same at any time (symbol). Then the data on these zones will not be disturbed.
  • the number of zones in a frame satisfies the protocol requirements. Since a plurality of different Zone types exist in a certain period of time, the resource utilization rate can be improved by the method of the embodiment of the present invention.
  • ⁇ PUSC ( 0 ) and PUSC ( 1 ) are two zones with the same subcarrier arrangement. But for different applications (for example, PUSC, and PUSC-MIMO), assume that the total bandwidth of the two zones is added to 300 Slots. At this time, there are 2 users, User 1 and User 2. User 1 can only be placed in PUSC. In the Zone of ( 0 ), User 2 can only be placed in PUSC ( 2 ). Considering the situation of 2 user bandwidth requirements, Case 1) User 1 has a bandwidth requirement of 150 Slots and User 2 has 150 Slots; Case 2) User 1 has a bandwidth of 120 Slots and User 2 has a bandwidth of 180 Slots.
  • Zone Compared to the method defined by Zone, if the size of two zones (position) is 150, 150, then in the case of user 1), two Users can be satisfied and bandwidth is not wasted. In the case of user situation 2), the demand of all 120 Slots of the first user can be satisfied, but the demand of 180 users of the second user can only be satisfied. Thus, the PUSC ( 0 ) Zone has 30 Slots of space wasted, and User 2's bandwidth is not satisfied. At this point, the system bandwidth is not fully utilized. If dynamic scheduling is adopted, the division of the zone is determined according to the actual needs of the users under the zone.
  • the size of PUSC ( 0 ) and the size of PUSC ( 1 ) are equal to 150 Slots 0 case 2 )
  • the bandwidth of PUSC ( 0 ) is 120 Slots
  • the PUSC(l)-Zone has a bandwidth of 180.
  • the positions of the two zones PUSC ( 0 ) and PUSC ( 1 ) have changed, which is dynamic scheduling. Through dynamic scheduling, it is possible to ensure that there is no interference between user data in the area where the same subcarriers are arranged, and the bandwidth utilization can be improved.
  • the downlink subframe contains three zones, namely PUSC, PUSC-MIMO, and Band-AMC.
  • SBC basic capability negotiation
  • the user can support the zone type supported by the user. Then the user may only support PUSC, or support ⁇ , or Band-AMC. Since the location of the zone in which the different subcarriers are arranged needs to be delimited, it is easy to cause too many users to be allocated to the PUSC-Zone, causing the PUSC-Zone to be filled up and the other zone gaps. In this case, load sharing is required. When the user accesses, it will definitely pass the admission control.
  • whether or not to accept the new user is determined by the free bandwidth, the user's MCS, and the supported zone type. For example, user 0 is trying to access the system. After the SBC is completed, the user is found to support PUSC, PUSC-MIMO, and Band-AMC. At this time, the system judges the remaining bandwidth of different types of zones to satisfy the QoS of the existing users. For example, PUSC is 20 Slot, MIMO is 30 Slot, AMC is 30 Slot, and the user's current CINR (FEC) is obtained, for example, 16Qaml/2.
  • FEC current CINR
  • the bandwidth requirement for the user to meet QoS at this time is 96kbps. Since the user supports MIMO and AMC modes, and any remaining bandwidth provided by one zone can satisfy the QoS bandwidth requirement of the user, then choose to accept The user is in the system. Since the user does not necessarily operate in a non-PUSC manner after accessing the system, after being admitted, the user is first placed in the PUSC area.
  • User 1 supports PUSC and MIMO after SBC, and the QoS requirement is 96 kbps.
  • the system accepts the user and is expected to be placed in the MIMO Zone to update the remaining bandwidth of the zone.
  • the new user 3 appears.
  • the FEC of the user supporting PUSC is also 16Qaml/2, and the QoS requirement is 96kbps.

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Description

子载波排列区域划分方法及信息配置系统 技术领域 本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种用于正交频分多址系统中的子 载波排列区域划分方法、 以及一种用于正交频分多址系统中的子载波排列区 域划分信息配置系统。 背景技术 近年来， 正交频分复用 ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 简称 OFDM )技术由于能够有效对抗多径干扰和窄带干扰、 且频谱效率高而 成为无线通信物理层技术的主流技术， 正交频分多址 ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 简称 OFDMA ) + 多入多出（ Multiple Input Multiple Output, 简称 MIMO )技术相比第三代的码分多址（Code Division Multiple Access, 简称 CDMA )技术具有天然的技术优势， 更适合于宽带移动通信系 统， 被公认为是下一代移动通信系统的核心技术之一。 采用 OFDMA技术为 物理层核心技术且兼顾移动性和宽带特征的 IEEE 802.16e标准是下一代移动 通信标准的强有力竟争者。
802.16标准为了支持同频组网， 将一个载频分为多个分段 ( segment ), 每个 segment包含该栽频中的互不重叠的子载波集， 由于 OFDM子载波的正 交性， 使用相同载频不同 segment的相邻小区之间不会存在同频干扰。 这样 做的前提条件是每个 segment子载波的划分规则必须一致， 即子载波排列方 式 （Permutation ) 必须一致。 通常情况下， 每个 segment只有,默认的使用部 分子信道（Partial Usage of Sub Channels, 简称 PUSC ) 的子载波排列区域 ( Permutation Zone )， 艮容易满足上述条件。 但是， 802.16标准在 OFDMA物理层为了支持各种可选的增强技术， 制定了多种 Permutation方法， 包括 PUSC、 使用全部子信道 ( Full Usage of Subchannels, 简称 FUSC )、 全子信道 PUSC、 可选择的 FUSC、 相邻子载波 分配（ Adjacent Subcarrier Allocation, 筒称 AMC )、使用片子信道方式 -1 ( Tile Usage of Subchannels -1 , 简称 TUSCl )和使用片子信道方式 -2 ( Tile Usage of Subchannels -2， 简称 TUSC2 )。 并且这些 Permutation方法可以同时出现在 一帧中， 用 Permutation Zone来划分， 口图 1所示。 根据 802.16协议描述， 在下行子帧中， 下行各个 Zone之间.的转换是根 据下行图 （Downlink Map, 简称 DL— Map ) 中的空时编码下行区域信息单元 ( Space Time Coding Downlink Zone Information Element , ' 简 称 STC_DL_ZONE_IE ) 或者智能天线系统下行信息单元 ( Adaptive Anttenna System Downlink Information Element, 简称 AS— DL— IE ) 来表明的， 分另1 J如 表 1、 表 2所示。 上述消息中的 OFDMA符号偏移 （Symbol offset ) 为 8bit 字段， 此字段用于标识 Zone的起始位置。 可以看出， 每帧中有哪些 Zone, 以及各 Zone的 OFDMA symbol offset是可以按一定策略在每帧进行动态调整 的。
STC DL ZONE IE格式片段
Figure imgf000004_0001
表 2 - AAS—DL—IE格式片段
语法 大小 注释
(bit)
AAS_DL_IE(){ _ 一
Extended 4 AAS =0x02 DIUC
Length 4 Length = 0x03
OFDMA symbol 8 Denotes the start of the zone(counting offset from the frame preamble and starting from
0)
Permutation 2 ObOO = PUSC permutation
ObOl = FUSC permutation OblO = Optional FUSC permutation Obl l = Optional adjacent subcarrier permutation
…
} 相 的 Segment在 目同的时间， 若使用不同的 Permutation方式， 由于 不同 Permutation对应的子载波排列方式不同，无可避免地导致使用的子载波 集合中部分子载波互相沖突， 造成子载波上信号的互相干扰， 宏观上看即同 频干扰， 下面以 PUSC 和分块相邻子载波排列 ( Band Adjacent Subcarrier Permuation , 简称 Band AMC ) 为例来说明不同 Permutation的子载波互相沖 突的情况。 对于 PUSC , 首先将子信道分为若干个簇 （Cluster ), 每个 Cluster包含 14 个连续的物理子载波。 居重排序列 ( Renumbering Sequence ) 对物理 Cluster重新 _悱列， 进而形成逻辑 Cluster, 接着将逻辑 Cluster分配到子信道 组中 （对 1024的快速傅立叶变换 ( FFT ) 而言， 下行包含 6个子信道组）。 根据公式（ 1 ) 进行数据子栽波映射： subcarrier (k, s) = Nsubchanneh - nt + {ps [nk mod N subchannels ] + DL _ PermBase } mod N subcha匿 h ( j ) 其中，
Figure imgf000005_0001
表示子信道个数； S表示从 0到 Nsubchannels一 1的子信道 编号； k表示子信道内的子载波编号； 表示 (A + 13 'i) mGd N一"； subcarrier(k,s) 表示子信道 s 中的第 k 个子载波对应的物理子载波序号； 表示将 permutation序列向左旋转 s次得到的序列； DL— PermBase是 0到 31的数字， 对于第一个 zone， 等于训练序列 （ preamble )对应的小区标识 （ ID— Cell ), 对于其它 zone, 则在 DL_MAP的 IE中指定。 另夕卜， 导频的位置是 居在 Cluster中定义的位置来标识的， 如图 2所 示。 从图 2可知， 当 Cluster所处的奇 /偶符号不同时， 导频的位置也不同。 其中， Cluster的映射关系为： Re numberingSeq ence(PhysicalCluster) First DL zone or Use All SC indicator = 0 LogicalCluster = · in STC—DL— Zone_IE
Re numberingSequence {PhysicalCluster + 13 * DI_ PermBase) mod Ncluslers Otherwise
。 详细过程可以查阅 802.16e协议 -8.4.6.1.2.1.1。 对于相邻子载波排列 （Band AMC ), 在相邻子载波排列方式下， 数据 子载波和导频子载波都分配到连续的物理子载波上。这种排列方式对上 /下行 是一样的。 在相邻子载波排列中， 最小的单位为 Bin, —个 Bin 由物理上连 续的 9个子载波构成。 对 1024FFT, —个符号内包含 96个 Bin, Bin按照物 理子载波从低到高的顺序连续排列， 从 0到 95。 从上面的描述可以得知， Band-AMC是按子载波连续排列的 , 而 PUSC 是一种子载波离散化排列的， 那么在一个符号的时间范围内， 会存在两种方 式的逻辑数据 /导频子载波对应到相同的物理子载波（即， 子载波沖突）的情 况。 在 1024FFT 情况下， 考虑采用 3 Segment 时分双工 （Time Division Duplex, 简称 TDD ) 2: 1(下行子帧长度： 上行子帧长度 = 2: 1)方式组网， 在不同 Segment 上， 相同符号时间内的 Zone 的 4非列方式不同时， Segment 之间会出现 "重叠" 的区 i或， ： ¾口图 3所示。 在图 3中， segmentO中的 PUSC MIMO Zone和 segment 1中的 Band AMC Zone的交叠区域内， 会出现数据被映射到相同的物理子载波上的情况。 我们假设 3个 Segment的划分方式为：
SegmentO占用子信道组（ 0, 1 )，使用 PUSC + PUSC MIMO + Band AMC 方式构成。 PUSC Zone符号偏移从 1到 4; PUSC MIMO Zone符号偏移从 5 到 14; Band AMC Zone符号偏移为 15到 30。Band AMC Zone使用逻辑 BandO 到逻辑 Band3。
Segment 1 占用子信道组（ 2， 3 )，使用 PUSC + PUSCMIMO + Band AMC 方式构成。 PUSC Zone符号偏移从 1到 4; PUSC MIMO Zone符号偏移从 5 到 8; Band AMC Zone符号偏移为 9到 30。 Band AMC Zone使用逻辑 Band4 到逻辑 Band7。
SegmentO和 Segmentl在符号偏移 9 (符号 10 )到符号偏移 14 (符号为 15 )是 PUSC MIMO区域和 Band AMC区 i或的重合区 i或。 经过计算， 在重合 区域内存在若干物理子载波重叠的情况， 具体重叠子载波数的多少 居子载 波排列基数（ Permbase )、 扇区编号 （ SegmentID ) 等参数的不同而不同。 在 PermBase = 0, SegmentID = 0的条件下， 重复的物理子载波个数> 90个。 当 3个 Segment同时考虑时， 冲突的物理子载波个数更大。 综上所述， 在 OFDMA多 Zone的应用场景下， 若各个 Segment独立调 度各个 Zone的位置和大小， 则邻区之间将产生严重的同频干扰。 发明内容 鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种用于正交频分多址 系统中的子载波排列区域划分方法、 以及一种用于正交频分多址系统中的子 栽波排列区域划分信息配置系统。 根据本发明实施例的用于正交频分多址系统中的子载波排列区域划分 方法， 包括以下步骤： 配置单元对子载波排列区域划分信息进行配置， 并将 子载波排列区域划分信息发送至配置同步单元； 配置同步单元计算配置生效 帧号， 并将子载波排列区域划分信息和配置生效帧号发送至基站； 基站根据 子载波排列区域划分信息和配置生效帧号， 划分子载波排列区域。 其中，配置单元通过子载波排列区域划分表格来表示子载波排列区域划 分信息。 具体地， 子载波排列区域划分表格包括以下信息中的一种或多种： 区域类型信息、 区域分配周期、 区域分配周期中的偏移量、 以及区域起始符 号偏移量。 其中， 配置同步单元计算配置生效帧号的方法为： 当前帧号加上将子载 波排列区域划分信息发送至各基站的最大延迟时间。 具体地， 配置同步单元 根据基站的数目和正交频分多址系统的具体实现确定最大延迟时间。 其中， 根据本发明实施例的子载波排列区域划分方法还包括以下步骤： 基站对子载波排列方式相同的各子载波排列区域进行动态调度。 其中， 根据本发明实施例的子载波排列区域划分方法还包括以下步骤： 当用户请求接入子载波排列区域中时， 基站根据用户的载波干扰比判断是否 允许用户接入子载波排列区域。 其中， 基站判断是否允许用户接入的过程包 括以下步骤： 基站根据用户的载波干扰比和子载波排列区域中的剩余时隙， 计算分配给用户的媒体接入控制层带宽； 如果计算出的媒体接入控制层带宽 满足用户的服务质量， 则允许用户接入子载波排列区域， 否则不允许用户接 入子载波排列区域， 其中， 子载波排列区域中的剩余时隙是满足子载波排列 区域中的已有用户的服务质量之后的剩余时隙。 其中， 根据本发明实施例的子载波排列区域划分方法还包括以下步骤： 基站根据接入用户的服务质量和信道条件、 以及目标子载波排列区域中的剩 余时隙， 判断是否允许接入用户切换到目标子栽波排列区域； 以及如果目标 子载波排列区域中的剩余时隙满足接入用户的服务盾量， 且接入用户的信道 条件允许接入用户进行切换， 则基站对接入用户进行切换， 其中， 目标子载 波排列区域中的剩余时隙是满足目标子载波排列区域中的已有用户的服务质 量之后的剩余时隙。 根据本发明实施例的用于正交频分多址系统中的子载波排列区域划分 信息配置系统包括： 配置单元， 用于对子载波排列区域划分信息进行配置， 并将将子载波排列区域划分信息发送至配置同步单元； 配置同步单元， 用于 计算配置生效帧号， 并将子载波排列区域划分信息和配置生效帧号发送至基 站。 其中，配置单元通过子载波排列区域划分表格来表示子载波排列区域划 分信息。 子载波排列区域划分表格包括以下信息中的一种或多种： 区域类型 信息、 区域分配周期、 区域分配周期中的偏移量、 以及区域起始符号偏移量。 其中， 配置同步单元计算配置生效帧号的方法为： 当前帧号加上将子栽 波排列区域划分信息发送至各基站的最大延迟时间。 具体地， 配置同步单元 根据基站的数目和正交频分多址系统的具体实现确定最大延迟时间。 通过本发明， 可以全网统一配置子载波排列区域出现的帧和帧中位置， 从而可以避免各相邻区域之间的同频干扰。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的 不当限定。 在附图中： 图 1是根据本发明实施例的 OFDMA帧的逻辑结构示意图； 图 2是根据本发明实施例的簇结构的示意图; 图 3是根据本发明实施例的不同 Segment间多 Zone间的干扰示意图； 图 4是根据本发明实施例的在 OFDMA多 Zone无线通信系统中的结构 示意图； 图 5 A至图 5D是 本发明一个实施例的动态 Zone划分例图； 以及 图 6是根据本发明另一个实施例的动态 Zone划分例图。 具体实施方式 本发明旨在解决 OFDMA多 Zone应用场景的同频干扰问题。 本发明提 供的全网统一配置 Permutation Zone出现的帧和帧中位置的方法和系统 （也 就是根据本发明实施例的子载波排列区域划分方法及子载波排列区域划分信 息配置系统）， 可以确保同一时间点上， 全网内所有 Segment 的子栽波 " 列 方式相同。 另夕卜， 本发明还提供了固定 Zone下的提高资源利用率的方法。 如图 4所示， 根据本发明实施例的全网统一配置 Permutation Zone出现 的帧和帧中位置的系统， 包括操作维护控制台 （OMC )和基站。 其中， OMC 与全网中的每一个基站相连接， OMC中包括配置单元与配置同步单元。 其中， 利用图 4所示系统划分 Permutation Zone的方法包括以下步骤：
A. 通过 OMC上的配置单元设置 Zone划分表格。 其中， Zone划分表 格为如下格式：
Zone划分表格式
Figure imgf000009_0001
Zone Type表示 Zone类型索引， 每个 Zone类型对应一组 Zone的特性 参数， 不同 Zone Type标识的 Zone中的子栽波排列方式是不同的（比如不同 的 Permutation > Permbase等 )。
Frame Intval表示该 Zone被分配的周期， 单位为帧， 即每 Frame Intval 帧内分 S巳该 Zone, Frame Offset表示该 Zone在周期 Frame Intval内的偏移量。 Frame Offset 可以为一个序列， 比 口 Frame Offset={0,l,3}。 当 Frame Intval = 4时， 当帧号 % Frame Intval = 0、 1、 或 3时， '义、须 §己亥 Zone。
Symbol Offset表示该 Zone在帧中的起始符号偏移， Symbol Offset = 0 表示 Preamble。 该 Zone的结束符号等于下一个 Zone的起始符号 - 1 , 若没 有下一个 Zone, 则该 Zone的结束符号等于该子帧的最后一个符号。 按照 802.16协议规定的包含 FCH和 DL Map的 Mandatory PUSC Zone 每帧都必须有， 并且 Symbol Offset -1 , 该默认 Zone可以不记录到上述表格 中 （或者显示该 Zone, 但不允许更改， 在后续描述中表示为 PUSC0 )。
B. 配置单元将配置数据发送给配置同步单元。 配置同步单元计算配置 生效帧号， 计算方法为当前帧号加上同步完各个基站的最大延迟时间， 该时 延可以是一个固定的经验值， 或者与需要同步的基站数量有关系， 与具体系 统实现有关。
C. 配置同步单元对各个基站发送配置数据，其中包含步骤 A中的 Zone 划分表格以及步骤 B中的配置生效帧号。 D. 各基站收到配置数据后， 根据配置生效帧号， 从配置生效帧号开始 按新的 Zone划分表格的规则分配 Zone。 该方法可以实现对于任何 Zone的支持， 通过配置参数， 能够充分利用 空口带宽， 而又能实现全网 Zone 的统一配置， 同时兼顾一帧中同时分配的 Zone的个数符合协议要求（在 16e协议中，对于下行子帧中同时包含的 Zone 的个数是有限制的）。 该方案可以根据实际业务量的需求来划分 zone, 也就 是说一帧中 Zone Type的构成是可以配置的， 带宽利用率较高。 全网绝对帧 号是一致的， 所有基站收发台 （BTS ) 统一切换， 可以在尽可能利用带宽的 情况下实现同频多 Zone组网。 该方法最简单的应用为： 同一子帧内划分 Zone。 也就是在每一个子帧 中，为每一种 Zone都划定 Zone的区域和位置，如图 6所示。 Zone的个数（n )、 位置 （Pos )、 和大小 （ length in symbol ) 均可以才艮据实际需求来定。 Zone划 定以后全网不会存在同频干扰。 采用固定划分 Zone的方式来实现同频组网， 需要有相应的调度机制支 持， 否则不可避免地会降低无线资源的利用率。 因为 Zone的划分是固定的， 如果某个 Zone中数据量较少， 则该 Zone中的资源就浪费掉了。 为了解决这 个问题， 根据本发明的实施例提出了如下方法：
1 )相同子载波排列的 Zone 之间进行动态调度。 将相同子载波排列的 Zone (比 δ口， 4目同 Permutation和 PermBase )放在一起考虑数据的分配， 但 是也需要保证 Zone-Allocation的边界。 通过 居实际用户需求量来划分不同 Zone 的大小 （位置）， 可以保证相同子载波排列区域内的带宽得到最大程度 的利用。 比如， 在 PUSC和 PUSC-MIMO, 这两种 Zone的载波排列方式可 以是一样的， 但也需要划分为 2个 Zone。 在这种情况下， 可以将两部分的总 资源放在一起考虑， 这样可以充分考虑 PUSC和 PUSC-MIMO用户的实际需 求， 同时对其它 Segment上的数据没有干扰。
2 ) 在用户接入时， 首先在系统接纳控制中判断是否接纳该用户到系统 中。具体方法为：接纳控制根据用户当前的载波干扰比（ Carrier to Interference and Noise ratio, 简称 CINR ) (或支持的最高阶调制编码级（ Modulation and Coding , 简称 MCS )， 在接入流程走到接纳控制前， 已经可以获得终端的 MCS ), 和满足 PUSC-Zone中已有用户的服务质量 （ QoS ) 情况下剩余的时 隙 （Slot )数， 来计算可以分配给终端的媒体接入控制层 （MAC ) 带宽。 如 果这个带宽能满足终端的 QoS需求， 那么接纳该用户到系统中， 否则拒绝该 用户的接入请求。 当 PUSC 区域内无法接纳新用户时， 就拒绝接纳不支持 PUSC-MIMO的用户了。如果发现 PUSC-MIMO区域内也无法接纳新用户时， 就拒绝接纳支持 MIMO的用户。 在用户接入系统后， 还需要将用户在 Zone 之间作分配， 实现负荷分担， 提高资源利用率。
3 ) 考虑不同 Zone和终端的 QoS进行负荷均衡。 终端在终端基本能力 协商（ SBC )流程后， 虽然和基站交互了所支持的 Zone类型， 但是不能代表 终端一定能按照 Zone的排列方式运行业务。比如，一个用户支持 Band-AMC， 但是当终端接入系统过后， 还需要经过一段时间判断信道条件， 才知道该终 端是否可以按照 Band-AMC 的方式运行业务。 如果接入的终端都集中在 PUSC-Zone中， 那么很快 PUSC-Zone的带宽将被耗尽， 而且 Band-AMC的 Zone的带宽将被浪费。 所以在用户接入系统后， 还需要进行 Zone的切换。 具体方法为： 系统根据接入用户的 QoS基本要求， 和 Zone在满足已有终端 的 QoS (满足 QoS的最低要求）要求后剩余的 Slot数， 以及用户的信道条件 (比如， 信道稳定性）， 判断是否允许用户切换到其他 Zone中。 如果对应目 标 Zone在满足已有终端的 QoS后， 剩余带宽还能满足新用户的 QoS, 而且 信道条件允许用户发生 Zone切换，那么系统发起该用户在 Zone之间的切换。 把该用户从当前 Zone切换到目标 Zone (比如， 从 PUSC切换到 AMC )。
4 )由于不同帧内 Zone的构成是不一样的，所以前文中提到的不同 Zone 满足 QoS后剩余的物理带宽是一个统计值， 统计的周期根据具体设计（或需 求） 而定。 比如， 可以 0.2秒、 0.5秒统计一次， 也可以 1秒统计一次， 视具 体运营需求而定。 假设， 下行多 Zone的配置如表 4所示: 表 4 Zone划分配置例
Figure imgf000012_0001
PUSC0 为下行子帧的强制 Zone。 当全网绝对帧号 FrameNo 为 4*k、 4*k+l、 4*k+2、 4*k+3时， 下行子帧构成分别如图 5A、 5B、 5C、 5D所示。 在保证全网 FrameNo—致的情况下， 在任意时间 （符号） 上， 所有 BS对应 的子载波映射关系是相同的。 那么这些 Zone 上的数据是不会有干扰的。 同 时， 一帧内 Zone个数满足协议需求。 由于在一段时间内， 其实还是存在多种不同的 Zone类型的， 那么可以 通过 居本发明实施例的方法来提高资源利用率。 当 FrameNo = 4*k时， 帧的构成就如图 5A所示。 ϋ殳 PUSC ( 0 ) 和 PUSC ( 1 )为 2个 Zone , 它们具有相同的子栽波排列。 但是针对不同的应用 (比如， PUSC ,和 PUSC-MIMO )，假设 2个 Zone的总带宽相加为 300 Slots„ 此时， 存在 2个用户， 用户 1和用户 2。 用户 1只能放在 PUSC ( 0 ) 的 Zone 里面， 而用户 2只能放在 PUSC ( 2 ) 里面。 考虑 2种用户带宽需求的情况， 情况 1 )用户 1的带宽需求为 150 Slots , 用户 2为 150 Slots; 情况 2 )用户 1 的带宽为 120 Slots , 用户 2的带宽为 180 Slots. 对比 Zone划定的方法，如果划定 2个 Zone的大小（位置）为 150 , 150。 那么在用户情况 1 )的需求下， 两个用户都能被满足， 而且带宽不会被浪费。 在用户情况 2 )的需求下， 第一个用户所有的 120个 Slot的需求都能被满足， 但是第二个用户的 180个用户的需求只有 150能被满足。 这样， PUSC ( 0 ) 这个 Zone有 30个 Slot的空间被浪费了，用户 2的带宽也没有被满足。此时， 系统带宽是没有被完全利用上的。 如果采用动态调度， Zone的划分根据 Zone下面用户的实际需求来定。 在调度完成后， 情况 1 )下用户的数据被放入到 Zone以后， PUSC ( 0 )的大 小和 PUSC ( 1 ) 的大小相等为 150 Slots 0 情况 2 ) 下 PUSC ( 0 ) 的带宽为 120 Slots, PUSC(l)-Zone的带宽为 180。 对比前后两种情况， PUSC ( 0 ) 和 PUSC ( 1 ) 这两个 Zone 的位置发生了变化， 这就是动态调度。 通过动态调 度这种方式， 既可以保证在相同子载波排列的区域上的用户数据之间没有千 扰， 还可以提高带宽利用率。 假设下行子帧中包含 3 个 Zone , 分别为 PUSC、 PUSC-MIMO, 和 Band-AMC。 当用户在基本能力协商 （ SBC )后， 能知道用户支持的 Zone类 型。 那么用户可能只支持 PUSC, 或者还支持 ΜΙΜΟ, 或者 Band-AMC。 由 于不同子载波排列的 Zone 的位置需要被划定， 所以容易造成过多的用户被 分配到 PUSC-Zone里面， 造成 PUSC-Zone被塞满而其他 Zone空隙的情况。 针对这种情况， 需要做负载分担。 当用户接入时， 肯定会经过接纳控制这一 关。 在接纳控制时， 通过空余带宽、 用户的 MCS和支持的 Zone类型来判断 是否接纳这个新用户。 比如， 用户 0正试图接入系统， SBC完成后， 发现该 用户支持 PUSC、 PUSC-MIMO和 Band-AMC。这时， 系统判断不同类型 Zone 在满足已有用户的 QoS情况下的剩余带宽。 比如， PUSC为 20 Slot, MIMO 为 30 Slot, AMC 为 30 Slot, 再获取用户当前的 CINR ( FEC ), 比如为 16Qaml/2。 那么每个 Zone 的剩余带宽可以提供给用户的 MAC 带宽为 PUSC=20 * 6 * 2 * 8 * 200 = 384kbps, MIMO = 30 * 6 * 2 * 8 * 200 = 576kbps, AMC = 30 * 6 * 2 * 8 * 200 = 576kbps„ 假设用户此时满足 QoS的 带宽需求为 96kbps。 由于该用户支持 MIMO和 AMC方式， 而且任何一个 Zone能提供的剩余带宽都能满足该用户的 QoS 带宽需求， 那么选择接纳该 用户到系统。 由于用户在接入系统后不一定能按照非 PUSC的方式运作， 所 以在接纳后， 首先是放在 PUSC的区域中的。 接入新用户后， 3个 Zone的剩 余带宽为 288kbps、 576kbps和 576 kbps。 由于用户支持 MIMO, 所以该用户 的数据可以 4艮快被放入到 MIMO的区域中。 当用户被放入 MIMO区域后， 3 个 Zone的剩余带宽为 PUSC = 384kbps (恢复了）， 480kbps (扣除了 96kbps ), AMC= 576kbps。 接着出现新的用户 1 , 在这段时间内 , 系统发现用户 0能按 照 AMC的方式运行， 所以将用户 0从 MIMO-Zone转到 AMC-Zone中。 转 移后更新 Zone的剩余带宽， PUSC = 384kbps, MIMO = 576kbps (恢复了）， AMC = 480kbps (扣除了 96kbps )。 此时用户 1 经过 SBC后支持 PUSC和 MIMO, 并且 QoS 需求为 96kbps。 那么系统接纳该用户， 并且预计放入到 MIMO Zone中， 更新 Zone的剩余带宽。 剩余 PUSC = 288kbps, MIMO = 576kbps, AMC = 480 kbps„ 接着新的用户 3出现了， 经过 SBC后发现该用 户支持 PUSC的 FEC也有 16Qaml/2, 而且 QoS需求为 96kbps。 此用户不支 持 MIMO , 所以只能被放入 PUSC的 Zone中。 继续更新 Zone的剩余容量。 PUSC = 172 kbps, MIMO = 576kbps， AMC = 480kbps。由于用户是支持 MIMO 的， 所以在条件符合的情况下， 用户 1从 PUSC-Zone切换到 MIMO-Zone。 更新 Zone的容量， PUSC = 288kbps (增加了 96kbps ), MIMO = 480 kbps, AMC = 480 kbps。 通过这样的方法， 可以有效地利用不同划分的 Zone的空间， 大大提高 资源利用率。 以上所述仅为本发明的实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领： I或 的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的权利要求 范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种用于正交频分多址系统中的子载波排列区域划分方法，其特征在于， 包括以下步骤：
配置单元对子载波排列区域划分信息进行配置，并将所述子栽波排 列区域划分信息发送至配置同步单元；
所述配置同步单元计算配置生效帧号，并将所述子载波排列区域划 分信息和所述配置生效帧号发送至基站；
所述基站根据所述子载波排列区域划分信息和所述配置生效帧号， 划分子载波排列区域。
2. 根据权利要求 1所述的子载波排列区域划分方法， 其特征在于， 所述配 置单元通过子载波排列区域划分表格来表示所述子载波排列区域划分信 息。
3. 根据权利要求 2所述的子栽波排列区域划分方法， 其特征在于， 所述子 栽波排列区域划分表格包括以下信息中的一种或多种： 区域类型信息、 区域分配周期、 区域分配周期中的偏移量、 以及区域起始符号偏移量。
4. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的子载波排列区域划分方法， 其特征 在于， 所述配置同步单元计算所述配置生效帧号的方法为： 当前帧号加 上将所述子载波排列区域划分信息发送至各所述基站的最大延迟时间。
5. 根据权利要求 4所述的子载波排列区域划分方法， 其特征在于， 所述配 置同步单元才艮据所述基站的数目和所述正交频分多址系统的具体实现确 定所述最大延迟时间。
6. 根据权利要求 5所述的子载波排列区域划分方法， 其特征在于， 还包括 以下步骤：
所述基站对子载波排列方式相同的各所述子载波排列区域进行动 态调度。
7. 根据权利要求 5所述的子载波排列区域划分方法， 其特征在于， 还包括 以下步骤：
当用户请求接入所述子载波排列区域中时，所述基站根据所述用户 的载波干扰比判断是否允许所述用户接入所述子载波排列区域。
8. 根据权利要求 7所述的子载波排列区域划分方法， 其特征在于， 所述基 站判断是否允许所述用户接入的过程包括以下步骤：
所述基站根据所述用户的载波干扰比和所述子载波排列区域中的 剩余时隙， 计算分配给所述用户的媒体接入控制层带宽；
如果计算出的媒体接入控制层带宽满足所述用户的服务盾量，则允 许所述用户接入所述子载波排列区域， 否则不允许所述用户接入所述子 载波排列区域， 其中
所述子载波排列区域中的剩余时隙是满足所述子载波排列区域中 的已有用户的服务质量之后的剩余时隙。
9. 根据权利要求 5所述的子载波排列区域划分方法， 其特征在于， 还包括 以下步骤：
所述基站根据接入用户的服务质量和信道条件、以及目标子载波排 列区域中的剩余时隙， 判断是否允许所述接入用户切换到所述目标子载 波 4 列区域； 以及
如果所述目标子载波排列区域中的剩余时隙满足所述接入用户的 服务质量， 且所述接入用户的信道条件允许所述接入用户进行切换， 则 所述基站对所述接入用户进行切换， 其中
所述目标子载波排列区域中的剩余时隙是满足所述目标子载波排 列区域中的已有用户的服务盾量之后的剩余时隙。
10. 一种用于正交频分多址系统中的子载波排列区域划分信息配置系统， 其 特征在于， 包括：
配置单元， 用于对子载波排列区域划分信息进行配置， 并将所述子 载波排列区域划分信息发送至配置同步单元；
所述配置同步单元， 用于计算配置生效帧号， 并将所述子载波排列 区域划分信息和所述配置生效帧号发送至基站。
11. 根据权利要求 10 所述的子载波排列区域划分信息配置系统， 其特征在 于， 所述配置单元通过子载波排列区域划分表格来表示所述子载波排列 区域划分信息。
12. 根据权利要求 11 所述的子载波排列区域划分信息配置系统， 其特征在 于， 所述子载波排列区域划分表格包括以下信息中的一种或多种： 区域 类型信息、 区域分配周期、 区域分配周期中的偏移量、 以及区域起始符 号偏移量。
13. 根据权利要求 10至 12中任一项所述的子载波排列区域划分信息配置系 统， 其特征在于， 所述配置同步单元计算所述配置生效帧号的方法为： 当前帧号加上将所述子载波排列区域划分信息发送至各所述基站的最大 延迟时间。
14. 根据权利要求 13 所述的子载波排列区域划分信息配置系统， 其特征在 于， 所述配置同步单元才艮据所述基站的数目和所述正交频分多址系统的 具体实现确定所述最大延迟时间。
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