專利名稱：正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及正交頻分復用接入(OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access )系統(tǒng)中載波分配技術，尤其涉及一種正交頻分復用接入系 統(tǒng)中載波分配的方法與裝置。
背景技術：
近幾年來，在新一代寬帶無線通信系統(tǒng)中，正交頻分復用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ^支術已經(jīng)耳又^單載波才廣頻4支術(J;口 CDMA)，成為主流的基本發(fā)送技術。較早采用OFDM技術的包括數(shù)字廣播 (DAB)和數(shù)字電視(DVB)。隨后，寬帶無線接入系統(tǒng)IEEE 802.1 lg/a/n、 802.16d/e、 802.20也以OFDM/OFDMA技術為基礎。目前無線通信領域所有的 新興技術幾乎都以OFDM為核心。眾所周知，OFDM信號由一些正交的載波 構成，每個載波上均進行數(shù)字調制，與相同數(shù)據(jù)速率的單載波技術相比，OFDM 信號具有更長的符號周期，所以，該技術具有很強的抗多徑衰落的性能。此外， 在載波上應用的調制方式是BPSK、 QPSK、 16QAM和64QAM,各種調制根據(jù) 傳輸速率的要求自適應切換。和無線局域網(wǎng)WLAN相比，WiMAX信號帶寬不 固定，可以從1.25MHz變化到28MHz。在IEEE802.16-2004中，有OFDM和 OFDMA兩種模式，在OFDM模式中，具有200個子載波，并可按TDD或FDD 方式工作。而在OFDMA才莫式中，子載波數(shù)目可變，并為每個用戶分配載波組 即子信道來傳輸該用戶數(shù)據(jù)，載波數(shù)目大大增加。IEEE802.16e-2005支持移動 或者漫游寬帶數(shù)據(jù)接入。
OFDMA系統(tǒng)中，復雜的、時變的無線信道對信號的傳輸可能產(chǎn)生很多不 利影響，例如，影響信號的載波頻率，使接收機接收的信號相對發(fā)射信號的調
4制載波有一定偏離，這會破壞OFDMA系統(tǒng)載波正交性，造成載波間干擾；影 響無線信號的傳輸時間，導致頻率選擇性衰落；此外，還可能造成信號幅度的 衰落等。如果不對以上影響進行有針對性的消除或補償，OFDMA通信系統(tǒng)是 無法正常工作的。在IEEE802.16d/e OFDMA中，發(fā)射才幾在部分載波中插入已知 符號，即導頻，接收機根據(jù)導頻進行時間偏差、頻率偏差以及信道衰落的估計， 從而對信道作補償。導頻的數(shù)量、在時間和頻率上的分布，會對信道估計的效 果產(chǎn)生很大影響。
圖1為802.16協(xié)議中導頻映射方式的結構示意圖，如圖1所示，網(wǎng)格線的 圓圈表示承載導頻的子載波，空白的圓圈表示承載用戶數(shù)據(jù)的子載波。 一般地， OFDMA符號中包括多個排列域(Permutation zone )，每個排列域中又包括多個 子信道，也即分為段(segmentation);每個子信道由兩個群(Cluster)構成， 每個群中包括一對OFDM符號，每個OFDM符號有14個子載波，其中包括12 個數(shù)據(jù)子載波和2個導頻子載波。 一般來說，導頻盡量在時間和頻率上均勻分 布，以利于信道估計，導頻數(shù)量的多少將對信道估計產(chǎn)生關^:的影響，導頻數(shù) 量越多，信道估計的效果往往越好。但是，導頻也是要占用載波資源的，配置 導頻的子載波將不再承載有效數(shù)據(jù)，因此，信道估計效果的提升往往是以載波 開銷為代價的。
目前，OFDMA系統(tǒng)面對的用戶多為固定用戶或慢速移動用戶，針對這類 用戶，信道隨時間的變化相當緩慢，在時間域內無需分布導頻也能獲得較佳的 數(shù)據(jù)傳輸效果。針對上述用戶，完全可通過減少導頻載波的分配來獲得較高的 數(shù)據(jù)傳輸速率或更多的接入用戶。
發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波 分配的方法與裝置，在不影響用戶通信效果的前提下節(jié)約了系統(tǒng)的載波資源。 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的 一種正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的方法，包括確定每個扇區(qū)中下行信道質量達到閾值的用戶，為所確定用戶分配下行專 用子信道，所述下行專用子信道僅承載所確定用戶的數(shù)據(jù)而不插入導頻。
其中，該方法還包括
根據(jù)扇區(qū)中所確定用戶數(shù)與總接入用戶數(shù)的比例，在系統(tǒng)幀的下行zone中 為所確定用戶分配相應比例的下行專用 zone, 所確定用戶的數(shù)據(jù)由下行專用 zone來承載。
其中，所述下行信道質量由下行誤包率、上行信號質量、下行信號質量中 的至少一個來確定。
一種正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的裝置，包括 確定單元，用于確定每個扇區(qū)中下行信道質量達到閾值的用戶；
配置單元，用于將所述分配單元所分配的下行專用子信道中各子載波全配 置為數(shù)據(jù)子載波，不配置導頻。 其中，該裝置還包括
比例確定單元，用于確定扇區(qū)中所述確定單元所確定用戶數(shù)與總接入用戶 數(shù)的比例；
專用zone分配單元，用于根據(jù)所述比例確定單元所確定的比例在系統(tǒng)幀的
專用zone配置單元，用于將所述確定單元確定用戶的數(shù)據(jù)配置到下行專用 zons中承載。
其中，所述確定單元根據(jù)下行誤包率、上行信號質量、終端反饋的下行信 號質量中的至少一個來確定下行信道質量。
本發(fā)明在用戶的信道質量達到設定閾值時，即設置承載該用戶數(shù)據(jù)的子載 波中不再插入導頻，滿足信道質量要求的用戶信道都由不配置導頻的子載波來 承載。由于這些專用子載波中沒有導頻配置，可承載較多的用戶數(shù)據(jù)，提高了 用戶數(shù)據(jù)的傳輸速率，也可接入較多的用戶。本發(fā)明在不影響用戶通信效果的 前提下節(jié)約了系統(tǒng)的載波資源。
圖1為802.16協(xié)議中導頻映射方式的結構示意圖2為本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配方法的流程圖3為本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配裝置的組成結構示意圖4為本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配裝置的另一組成結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是雖然導頻的配置有利于用戶信道估計，提升了信道 估計效果，有利于數(shù)據(jù)的接收，但導頻的使用也占用了寶貴的子載波資源。而 對于移動系統(tǒng)而言，高速移動用戶所占的比例相當有限，大部分情況下用戶的 信道質量還是比較高的，較多的導頻配置對于信道估計的幫助并不是特別明顯。 本發(fā)明針對這一情形，首先確定用戶的下行信道質量，對于下行信道質量達到 設定閾值的用戶，為其分配無導頻的下行專用子載波，以使該專用子載波中全 部承載用戶數(shù)據(jù)。本發(fā)明實現(xiàn)簡單，在不影響用戶通信效果的前提下節(jié)約了系 統(tǒng)的載波資源。以下結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。
圖2為本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配方法的流程圖，如圖2所 示，本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配方法包括以下步驟
步驟201:確定每個扇區(qū)中下行信道質量達到閾值的用戶。以OFDMA系 統(tǒng)幀配置的最小單位為基礎對接入系統(tǒng)的用戶進行統(tǒng)計，確定這些用戶的下行 信道質量，對于信道質量較好而達到設定閾值的用戶，為其分配不插入導頻符 號的下行子載波，這些下行子載波全部承載用戶數(shù)據(jù)。OFDMA子信道中，原 來插入導頻的子載波也被用來傳輸用戶數(shù)據(jù)，提升了系統(tǒng)的載波利用效率。提 高了系統(tǒng)的傳輸速率及系統(tǒng)容量，并且，對于這些信道質量較佳的用戶而言， 通信質量幾乎沒有影響。另外，本發(fā)明的下行信道質量周期可以根據(jù)業(yè)務提供 商的需求而設定， 一般情況下根據(jù)經(jīng)驗設定。下行信道質量由下行誤包率、上 行信號質量、終端反饋的下行信號質量中的至少一個來確定。下行信道質量的確定涉及很多通信參數(shù)，本發(fā)明可以根據(jù)終端反饋的下行數(shù)據(jù)誤包率來確定通 信質量，也可根據(jù)終端反饋的下行信道信噪比等信道質量參數(shù)來直接確定。或 者，通過對上行信號的信噪比、同步狀況來確定下行信道的質量。信道質量的 確定也可根據(jù)前述參數(shù)中的一個以上來綜合確定。本領域技術人員應當理解， 確定信道質量的方式不是唯一的，現(xiàn)有確定信道質量的方式均適用于本發(fā)明。 本發(fā)明中的信道質量閾值可根據(jù)經(jīng)驗來確定。
步驟202:為步驟201中所確定的信道質量達到設定闊值的用戶分配下行 專用子信道，這些下行專用子信道僅承載所確定用戶的數(shù)據(jù)而不插入導頻。對 于這些信道質量較好的用戶，直接由沒有導頻的子信道承載即可。也就是說， 與插入導頻的子信道相比，本發(fā)明下行專用子信道承載的用戶數(shù)據(jù)將會大大提 升，數(shù)據(jù)的傳輸速率也會大大提高。
作為一種實現(xiàn)手段，對于步驟201中所確定的信道質量達到設定閾值的用 戶，也可為其設置一些無導頻的專用下行zone，對于信道質量達到設定闊值的 用戶，直接由專用下行zone中的子信道來承載即可。這樣可簡化系統(tǒng)對子信道 分酉己，節(jié)約系統(tǒng)的處理資源。專用下行zone的設定可以是根據(jù)經(jīng)驗值固定設置， 也可以是根據(jù)扇區(qū)中所確定用戶數(shù)與總接入用戶數(shù)的比例來相應分配。本發(fā)明 并不限定專用下行zone的設置方式。
需要強調的是，本發(fā)明僅是將承載信道質量達到設定閾值用戶數(shù)據(jù)的子載 波中不插入導頻，并不改變OFDMA系統(tǒng)幀的結構及映射方式，對于這些承載 了確定用戶數(shù)據(jù)的zone,與OFDMA系統(tǒng)幀中PUSC zone采用相同的載波映射 方式，并沒有額外增加系統(tǒng)復雜度，也不需要改變系統(tǒng)的現(xiàn)有結構。
本發(fā)明的技術方案可根據(jù)小區(qū)的特征進行部署，并可才艮據(jù)小區(qū)用戶群的不 同而決定是否啟動本發(fā)明的方案，使用靈活，兼容性較高。
本發(fā)明可以明顯才是高帶寬利用率，以10MHz 1024載波系統(tǒng)為例，相對于 部分子載波分配(PUSC) zone,本發(fā)明的專用下行zone可多出5個子信道， 即可增加約16.3%的流量。同時，由于采用了與PUSC相同的載波映射方式， 沒有額外增加系統(tǒng)復雜度。由于信道隨時間變化非常緩慢，通過使用前導碼(preamble )和第一個zone中的導頻進行信道估計，即可滿足無導頻zone中數(shù) 據(jù)的解碼要求。
圖3為本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配裝置的組成結構示意圖， 如圖3所示，本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配裝置包括確定單元30、 分配單元31和配置單元32,其中，確定單元30用于確定每個扇區(qū)中下行信道 質量達到閾值的用戶。下行信道質量的確定涉及很多通信參數(shù)，本發(fā)明可以根 據(jù)終端反饋的下行數(shù)據(jù)誤包率來確定通信質量，也可根據(jù)終端反饋的下行信道 信噪比等信道質量參數(shù)來直接確定?；蛘?，通過對上行信號的信噪比、同步狀 況來確定下行信道的質量。信道質量的確定也可根據(jù)前述參數(shù)中的一個以上來 綜合確定。分配單元31用于為所述確定單元31所確定用戶分配下行專用子信 道。配置單元32用于將分配單元31所分配的下行專用子信道中各子載波全配 置為數(shù)據(jù)子載波，不配置導頻。本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配裝置 以OFDMA系統(tǒng)幀配置的最小單位為基礎對接入系統(tǒng)的用戶進行統(tǒng)計，確定這 些用戶的下行信道質量，對于信道質量較好而達到設定闊值的用戶，為其分配 不插入導頻符號的下行子載波，這些下行子載波全部承載用戶數(shù)據(jù)。關于前述 圖3所示結構中各單元的功能，可參見圖2的相關描述。
圖4為本發(fā)明正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配裝置的另一組成結構示意 圖，如圖4所示，作為一種載波配置的實現(xiàn)手段，本發(fā)明的正交頻分復用接入 系統(tǒng)中載波分配裝置還包括比例確定單元33、專用zone分配單元34和專用zone 配置單元35，其中，比例確定單元33用于確定扇區(qū)中所述確定單元30所確定 用戶數(shù)與總接入用戶數(shù)的比例。專用zone分配單元34用于根據(jù)所述比例確定 單元33所確定的比例在系統(tǒng)幀的下行zone中為所述確定單元30所確定用戶分 配相應比例的下行專用zone。專用zone配置單元35用于將所述確定單元確定 用戶的數(shù)據(jù)配置到下行專用zone中承載。關于前述圖4所示結構中各單元的功 能，可參見圖2的相關描述。本領域技術人員應當理解，比例確定單元33、專 用zone分配單元34、專用zone配置單元35與確定單元30 —起，也可實現(xiàn)本 發(fā)明載波配置。本領域4支術人員應當理解，前述的各單元可通過相應的軟件或電路來實現(xiàn) 其功能。本發(fā)明的載波分配裝置可根據(jù)小區(qū)的特征進行部署，并可根據(jù)小區(qū)用 戶群的不同而決定是否啟動，使用靈活，兼容性較高。
以上所述^f叉為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的方法，其特征在于，該方法包括確定每個扇區(qū)中下行信道質量達到閾值的用戶，為所確定用戶分配下行專用子信道，所述下行專用子信道僅承載所確定用戶的數(shù)據(jù)而不插入導頻。
2、 根據(jù)權利要求1所述的正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的方法，其特 征在于，該方法還包括根據(jù)扇區(qū)中所確定用戶數(shù)與總接入用戶數(shù)的比例，在系統(tǒng)幀的下行zone中 為所確定用戶分配相應比例的下行專用zone,所確定用戶的數(shù)據(jù)由下行專用 zone來承載。
3、 根據(jù)權利要求1所述的正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的方法，其特 征在于，所述下行信道質量由下行誤包率、上行信號質量、下行信號質量中的 至少一個來確定。
4、 一種正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的裝置，其特征在于，該裝置包括確定單元，用于確定每個扇區(qū)中下行信道質量達到閾值的用戶；配置單元，用于將所述分配單元所分配的下行專用子信道中各子載波全配 置為it據(jù)子載波，不配置導頻。
5、 根據(jù)權利要求4所述的正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的裝置，其特 征在于，該裝置還包括比例確定單元，用于確定扇區(qū)中所述確定單元所確定用戶數(shù)與總接入用戶 數(shù)的比例；專用zone分配單元，用于才艮據(jù)所述比例確定單元所確定的比例在系統(tǒng)幀的 專用zone配置單元，用于將所述確定單元確定用戶的數(shù)據(jù)配置到下行專用zone中承載。
6、根據(jù)權利要求4所述的正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的裝置，其特 征在于，所述確定單元^=艮據(jù)下行誤包率、上行信號質量、下行信號質量中的至 少 一個來確定下行信道質量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正交頻分復用接入系統(tǒng)中載波分配的方法，涉及OFDMA系統(tǒng)中載波分配技術，為解決目前部分用戶載波分配不合理而提出，所采用的技術方案為確定每個扇區(qū)中下行信道質量達到閾值的用戶，為所確定用戶分配下行專用子信道，所述下行專用子信道僅承載所確定用戶的數(shù)據(jù)而不插入導頻。本發(fā)明同時公開了一種實現(xiàn)上述方法的裝置。本發(fā)明實現(xiàn)簡單，在不影響用戶通信效果的前提下節(jié)約了系統(tǒng)的載波資源。
文檔編號H04L5/02GK101494532SQ20081005690
公開日2009年7月29日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權日2008年1月25日
發(fā)明者張海卓 申請人:中興通訊股份有限公司