CN102904606B - 用于演进型通用陆地无线接入上行链路的跳频技术 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及用于演进型通用陆地无线接入上行链路的跳频技术。描述了一种通信***,其中用户设备与相关联的基站通信。用户设备采用跳频技术来在其与基站的通信中提供频率分集。描述了用于降低来自不同用户设备的通信之间的冲突和用于用信号高效传输定义将使用的跳频序列的数据的技术。本发明尤其适合用于E-UTRA通信方案的上行链路中。
Description
本申请是申请日为2008年1月30日、申请号为200880001558.4且发明名称为“用于演进型通用陆地无线接入上行链路的跳频技术”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及通信***内的跳频。本发明特别涉及(尽管是非排他性的)使用频分多址(FDMA)技术的通信***的设备之间的跳频信息的高效信令。
本申请基于2007年2月5日提交的英国专利申请No.0702190.0并要求其优先权,该申请的公开内容通过引用全部结合于此。
背景技术
利用传输时间间隔(TTI)之间和TTI内部跳频的局部化FDMA(L-FDMA+FH)已被选为3GPP(3GPP是着眼于第三代移动通信***的未来演进的基于标准的合作体)中当前所研究的演进型通用陆地无线接入(E-UTRA)空中接口的上行链路多址方案。在E-UTRA***之下,与多个用户设备(UE)通信的基站(eNodeB)在尽可能多的同时用户之间分配时间/频率资源总量,以使得能够高效和快速地进行链路适配并获得最大的多用户分集增益。
发明内容
在这种通信***中,在确定如何在不同用户设备中执行跳频以及如何将所选跳频方案用信号通知给每个用户设备以使得这些用户设备知道将哪些资源用于其通信时出现问题。
根据一个方面,本发明提供了一种通信节点,该通信节点可操作来通过具有多个频率资源的通信信道与另一通信节点通信,该通信节点包括:资源确定模块,可操作来根据跳频序列向初始分配的频率资源应用频率偏移,以确定用于与另一通信节点进行数据通信的频率资源,该频率偏移对应于通信信道的整数个频率子带。这种情况下的通信节点可以是诸如移动电话或膝上型计算机等的用户设备或者蜂窝通信网络的基站。
在一个示例性实施例中,子带中的每个频率资源在各个其他子带中具有相应频率资源,并且资源确定模块可操作来应用如下频率偏移:该频率偏移将初始分配的频率资源移动到另一子带中的相应频率资源处。
优选地,如果初始分配包括多个所述频率资源,则这些频率资源是在同一子带中的毗邻(contiguous)子带,使得经偏移的资源也在同一子带中。这是优选的,因为这使得与在经偏移的资源不是毗邻的并且位于不同子带的情况相比,通信节点能够更高效地传输信息。
在一个示例性实施例中,资源确定模块根据伪随机跳频序列来向其初始分配的频率资源应用频率偏移,可利用预定的式子来预先计算或在该偏移将被应用时动态地计算该伪随机跳频序列。这种式子优选地使用伪随机值,以使得所获得的跳频序列表现为随机。
在一个示例性实施例中,当上述通信节点是与多个其他通信节点通信的基站时,该基站维护针对各个所述其他通信节点来定义所述频率资源的初始分配的数据;并且资源确定模块针对每个其他通信节点向初始分配的频率资源应用公共频率偏移,以确定用于与每个其他通信节点进行信息通信的相应频率资源。
本发明的该方面还提供了一种通信***,该通信***包括:通信节点和可操作来通过通信信道与该通信节点通信的多个用户设备;其中,通信信道包括具有多个频率资源的传输带宽,该传输带宽被划分成多个毗邻子带,其中每个子带具有N个频率资源;其中,每个用户设备具有对所述频率资源的相应初始分配以用于与所述通信节点通信;并且其中,每个用户设备可操作来根据跳频序列向其初始分配的频率资源应用频率偏移,该频率偏移对应于整数个所述子带。
根据另一不同方面,提供了一种蜂窝通信***,该蜂窝通信***包括:基站和多个用户设备;其中,每个用户设备可操作来通过具有多个频率资源的通信信道与基站通信;其中,基站可操作来:i)向每个用户设备提供所述频率资源的相应初始分配;和ii)向至少一个用户设备提供该用户设备可与基站通信的周期性通信时机;其中,每个用户设备可操作来根据跳频序列向其初始分配的频率资源应用频率偏移;其中,用户设备使用同一跳频序列并且被彼此同步,以使得在任何时间点,用户设备应用公共频率偏移;并且其中,用户设备所使用的跳频序列是周期性的,并且具有的周期比提供给所述至少一个用户设备的周期性通信时机的周期更大。以这种方式,将为具有周期性通信时机的至少一个用户设备提供某种频率分集。
在一个示例性实施例中,所述至少一个用户是被持久调度的用户,并且其中,其他用户设备中的一个或多个是被动态调度的用户。在多个持久调度的用户被提供以不同通信间隔的情况下,跳频序列的周期被设定为大于最长的通信间隔。
用户设备所使用的跳频序列优选地具有如下周期:该周期是提供给所述至少一个用户设备的周期性通信时机的周期的五倍或更优选地是十倍。在通信信道被划分成多个毗邻子带的情况下,用户设备所使用的跳频序列具有的周期是提供给所述至少一个用户设备的周期性通信时机的周期的倍数,该倍数等于所述子带的数目。
在一个示例性实施例中,每个用户设备根据伪随机跳频序列向其初始分配的频率资源应用频率偏移,该伪随机跳频序列可以是预先固定的或者利用预定式子动态计算的。优选地,用户设备利用涉及伪随机值的式子动态地计算将在给定时间点应用的频率偏移,因为这使得跳频序列表现为随机。可使用移位寄存器电路在每个时间点生成所述伪随机值。在一个示例性实施例中,移位寄存器电路具有M个寄存器,并且可生成长度高达2M的伪随机值的序列,并且其中用户设备与所述跳频序列的周期同步地、周期性地重置移位寄存器。在重置移位寄存器时,用户设备优选地通过在移位寄存器每次被重置到预定数目的可能初始化状态之一时设定移位寄存器的初始状态,来控制将要使用的跳频序列。这使得同一移位寄存器电路能够生成多个不同跳频序列。在这种示例性实施例中,基站可用信号通知每个用户设备在任何给定时间将使用哪个初始化状态。
根据另一方面,提供了一种蜂窝通信***,该蜂窝通信***包括:多个基站和多个用户设备;其中,在使用时,每个用户设备与一基站相关联,并且可操作来通过具有多个频率资源的通信信道与相关联的基站通信;其中,每个用户设备具有所述频率资源的相应初始分配;其中,每个用户设备可操作来根据跳频序列向其初始分配的频率资源应用频率偏移;其中,与同一基站相关联的用户设备在使用时可操作来使用同一跳频序列,并且被彼此同步,以使得在任何时间点,与同一基站相关联的用户设备应用公共频率偏移;并且其中,与不同基站相关联的用户设备在使用时使用不同的跳频序列。这样,每个基站可控制提供给与其相关联的用户设备的初始资源分配,以使与同一基站相关联的用户设备之间的传输冲突最小化,并且通过在与不同基站相关联的用户设备中使用不同跳频序列,小区间冲突也可被减少。
本领域技术人员将会认识到,本发明涉及***的多个不同组件,这些组件可被分开制造和销售。本发明还扩展到这些组件自身以及作为整体的***。
本领域技术人员将会认识到,可在通信***中分开地或者以任何组合来实现上述方面。以下将描述一个具体的示例性实施例,其在通信***中应用了所有上述方面。
附图说明
根据以下对仅通过示例给出并参考附图描述的示例性实施例的详细描述,本发明的这些和其他方面将变得清楚,在附图中:
图1示意性地示出包括多个用户移动(蜂窝)电话的通信***,这些用户移动电话与连接到电话网络的两个基站之一通信;
图2示出E-UTRA通信***的子帧的结构;
图3是示出用于生成伪随机二进制序列的移位寄存器的框图,该伪随机二进制序列用于控制每个用户移动电话将使用的跳频;
图4是示出一些可用时间和频率资源块被指派给四个移动电话的方式的时间频率图;
图5是示出图1所示的基站之一的主要组件的框图;
图6是示出图1所示的移动电话之一的主要组件的框图;
图7是示出与图3类似的移位寄存器布置的框图;以及
图8是示出与图4类似的用于小区中的四个UE(用户设备)的跳频式样(hopping pattern)的时间频率图。
具体实施方式
概述
图1示意性地示出移动(蜂窝)通信***1,其中,第一小区4-1中的移动电话3-0、3-1和3-2的用户可经由第一基站5-1和电话网络7来与其他用户(未示出)通信,并且第二小区4-2中的移动电话3-3、3-4和3-5的用户可经由第二基站5-2和电话网络7来与其他用户(未示出)通信。在该示例性实施例中,基站5对下行链路(从基站5到移动电话3)使用正交频分多址(OFDMA)传输技术,对上行链路(从移动电话3到基站5)使用L-DMA+FH传输技术。
已选择对上行链路使用跳频,这是因为其通过干扰平均化和频率分集而提供了服务质量改善。在该示例性实施例中,选择跳频方案以使得优选地满足以下要求:
-同一小区4中的跳频移动电话3之间没有冲突;
-相邻小区4中是不同跳频式样以降低小区间干扰;
-在用于随后传输的跳频式样中始终都对一个移动电话3使用高度频率分集;
-保持L-FDMA的单个载波属性(其中所分配的频率资源被提供为频率资源的单个毗邻块);
-最小化用于将跳频序列告知移动电话3的信令开销;以及
-跳频被设计为供例如正在使用诸如VoIP之类的服务的被持久调度的移动电话3和基于逐个TTI动态调度的移动电话3使用。
时间/频率资源
在该示例性实施例中,可用的传输频带被划分成多个子带,每个子带包括多个以毗邻块方式布置的毗邻子载波。不同移动电话3在不同时间被分配子带内的(一个或多个)不同资源块(子载波)以用于传输其数据。图2示出E-UTRA对传输信道的最新定义,传输信道包括一序列的1ms传输时间间隔(TTI)11-1、11-2,每个TTI由两个0.Sms的时隙13-1和13-2组成。如图所示,根据所同意的跳频序列,可用的传输带宽被划分成S个子带15-1至15-s并且每个移动电话3被调度为在所选时隙13和所选子带15中发送其上行链路数据。
可以应用两种不同类型的跳频——TTI之间跳频和TTI内部跳频。TTI之间跳频是在所分配的频率资源从一个TTI 11改变到下一个时的,并且TTI内部跳频是在所分配的频率资源从一个时隙13改变到下一个时的。尽管描述将主要提及TTI之间跳频,但是以下描述的技术适用于TTI之间和TTI内部跳频两者。
所提出的跳频方案
该示例性实施例中使用的跳频方案依赖于被赋予子带之一内的资源块(子载波的一个或多个毗邻块)的初始分配的每个移动电话3。这些初始分配是由基站5指派的,因此可以确保对其小区4内的移动电话3的初始分配之间没有冲突。之后根据分配给小区4的跳频序列来改变这些初始分配。在任何时间点上所应用的改变是每个子带中的资源数的整数倍。结果,分配给移动电话3的跳频后的资源也将是单个子带中的毗邻资源块。这是有益的,因为这使得移动电话3所使用的功率放大器(未示出)与所使用的资源块不是毗邻的并且不在同一子带中的情况相比更加高效。因此,为了维护该优点,对跳频移动电话3的所允许的最大毗邻分配对应于子带中的资源块的数目。
在数学上,该示例性实施例中使用的跳频方案可被如下定义:
y={x+a(t)N}mod NRB 式1
其中,
NRB是传输频带中资源块的总数;
N是每个子带中毗邻资源块的数目;
x是分配给移动电话的初始资源块;
y是跳频后的资源块;
t是在基站5和移动电话3之间同步的TTI(或时隙)计数器值;
a(t)是当前跳频偏移并且是来自集合{0,1,...,S-1}的整数值;以及
S是子带的数目。
图3示出用于生成伪随机二进制序列的移位寄存器,该伪随机二进制序列用于控制每个用户移动电话将使用的跳频。将在稍后描述图3的移位寄存器。
图4示出可按上述方式为四个移动电话(MT)生成的跳频式样,其中MT1至MT3各自被指派一个资源块,而MT4被指派两个资源块。在该示例中,a(t)对于TFI#0、TTI#1、TTI#2和TTI#n分别具有值0、2、S-1和1。
可对上行链路分配连续资源块和将连续资源块用信号通知给用户设备(例如移动电话3)的方式已在TSG-RAN R1-070364,“Uplink ResourceAllocation for EUTRA”NEC Group,NTT DoCoMo中提出,该文献的内容通过引用结合于此。本领域技术人员将会认识到,如果移动电话3被指派了多于一个资源块(x),则针对每个所指派的资源块来执行上述计算。
在该示例性实施例中,NRB、N和S是***半静态常量,并且被预先编程到移动电话3和基站5中。在任何给定时间,对于同一小区4中的每个移动电话3而言,所分配的资源块x是不同的。然而,对于同一小区4内的所有移动电话3而言,在任何时间点的a(t)值是公共的,并且该值根据预定的跳频序列而改变。跳频序列优选地具有以下属性:
1.在不同小区4中应当是不同的,以使小区间干扰随机化;
2.应当易于生成(以使基站5和移动电话3中的计算负荷最小化);
3.应当由少量参数定义(以使信令负荷最小化);以及
4.应当是周期性的,周期T比被持久调度的用户的传输间隔长得多(否则存在传输间隔等于a(t)的周期的风险,在该情况下将没有频率分集)。
在对跳频移动电话3留出(set aside)一些TTI的情况下,将仅在这些TTI中应用跳频偏移a(t)。在任何不被跳频移动电话3所占用的资源块中,被动态调度的移动电话3仍然可被调度到这种“跳频TTI”中。
存在多种不同方式来生成移动电话3和基站5中的a(t)。一种可能是使用伪随机序列,从而每T个TTI(或时隙)就重置序列。以这种方式可容易地生成大量序列并且可高效地用信号通知序列号。例如,考虑图3所示的移位寄存器布置17,其产生长度为2047的伪随机二进制序列(PRBS)。移位寄存器17的状态在每个TTI(或时隙)被更新。如果时间t时的11位移位寄存器值由m(t)表示,则0至S-1范围内的伪随机值例如可被如下计算:
a(t)=floor[(m(t).S)/2048] 式2
其中,floor[r]是地板函数(floor function),即不大于r的最大整数。
可利用乘法和移位来容易地执行该计算。通过每T=256个TTI(或时隙)重置移位寄存器,可利用不同初始状态产生八个不同序列。更具体地,图3所示的移位寄存器17在可标记为s(0)至s(2046)的2047个状态中循环。当寄存器每256个TTI(或时隙)被重置时,寄存器将仅在其2047个可能状态中的256个状态中循环。因此,简单地通过在不同初始状态启动移位寄存器17,可以使用同一移位寄存器17来生成不同a(t)序列。例如,可通过将移位寄存器17设定成初始状态s(0)来定义第一a(t)序列;可通过将移位寄存器17设定成初始状态s(256)来定义第二a(t)序列;可通过将移位寄存器17设定成初始状态s(512)来定义第三a(t)序列。不同序列然后可被指派给不同小区4中的基站5和移动电话3,从而避免不同小区4中的两个移动电话3可能遵循完全相同的跳频式样并因此在100%的时间中冲突的可能性。给定小区4中的移动电话3可被用信号通知初始状态,但这将需要十一位的信令开销。因此,在该示例性实施例中,所有初始状态都被预编程到移动电话3中,并且将由小区中的移动电话3使用的适当初始状态被利用相关序列标识符(对于具有八个不同序列的上述示例而言将是3位的标识符)用信号通知给移动电话3。
基站
图5是示出该示例性实施例中使用的各个基站5的主要组件的框图。如图所示,每个基站5包括收发器电路21,收发器电路21可操作来经由一个或多个天线23向移动电话3发送信号和经由一个或多个天线23从移动电话3接收信号,并且可操作来经由网络接口25向电话网络7发送信号和经由网络接口25从电话网络7接收信号。收发器电路21的操作由控制器27根据存储器29中所存储的软件来控制。在此示例性实施例中,存储器29中的软件包括操作***31、资源分配模块33和资源确定模块34(这些模块可形成操作***31的一部分)等。
资源分配模块33可操作来分配将由各个移动电话3在与基站5通信时使用的初始资源块(x)。这种初始资源分配取决于将由用户设备发送的数据的类型和量。对于订阅将发送有规律但少量数据的服务的用户,资源分配模块33反复地或周期性地分配适当资源块。对于例如VoIP服务,这可能使得每20ms就向用户分配资源块。这种类型的分配被称为持久分配。对于要发送更大量数据的用户,资源分配模块将在考虑用户的移动电话3和基站5之间的当前信道状况的情况下动态地分配适当资源块。这种类型的分配被称为动态分配。
资源确定模块34被设置来确定每个移动电话3将其数据发送到基站5要使用的实际频率资源。资源确定模块34使用所确定的频率资源来控制收发器电路21的操作,以使得从每个移动电话3接收的数据可被针对电话网络7适当地恢复和转发。为此,资源确定模块34实现上述移位寄存器17-5和TTI(或时隙)计数器(t)35(尽管这些可被实现为控制器27中的硬件),以使得可利用上述式1和式2以及资源分配模块33所做的初始分配来得知每个移动电话3将在每个时间点实际使用哪个或哪些资源块。在该示例性实施例中,资源确定模块34接收来自电话网络7的序列标识符,该序列标识符标识将应用于资源确定模块34的移位寄存器17-5的初始状态。资源确定模块34利用序列标识符来从存储器中检索相应初始状态,资源确定模块34随后使用该初始状态来设定移位寄存器17-5的初始状态。资源确定模块34还将所接收的序列标识符用信号通知给其小区4中的所有移动电话3。资源确定模块34还发送同步数据以使移动电话3中的TTI(或时隙)计数器与其自己的TTI(或时隙)计数器35同步,以使得基站5和移动电话3可在应用跳频序列(a(t))时保持同步。
移动电话
图6示意性地示出图1所示的各个移动电话3的主要组件。如图所示,移动电话3包括收发器电路71,收发器电路71可操作来经由一个或多个天线73向基站5发送信号和经由一个或多个天线73从基站5接收信号。如图所示,移动电话3还包括控制器75,控制器75控制移动电话3的操作并且连接到收发器电路71以及扬声器77、麦克风79、显示器81和键区83。控制器75根据存储器85中所存储的软件指令而操作。如图所示,这些软件指令包括操作***87和资源确定模块89等。在此示例性实施例中,资源确定模块89包括上述11位移位寄存器17-3和TTI(或时隙)计数器91。
在操作中,资源确定模块89在公共信令信道中接收由基站5发送的小区4的序列标识符。资源确定模块89利用该序列标识符来从存储器中检索将被应用于移位寄存器17-3的相应初始状态。资源确定模块89还接收用于使其TTI(或时隙)计数器91与基站5中的相应计数器35同步的同步数据。在此示例性实施例中,移动电话3在其第一次与基站5联系时接收该信息。资源确定模块89还接收标识最初分配的资源x的资源分配数据,以及这些资源被分配给该移动电话3的TTI 11和/或时隙13。对于被持久调度的移动电话3,该资源分配数据可定义所分配的TTI或时隙之间的时段,以使得移动电话3每Y个TTI(或时隙)被分配资源块x。在这种情况下,资源分配数据仅必须传输一次,或者每当分配将被改变时传输。对于被动态调度的用户,资源分配数据必须在每次所调度的传输之前被传输。
一旦资源确定模块89接收到用于初始化移位寄存器17-3和计数器91的数据以及资源分配数据,就利用式1和式2来确定在所调度的TTI(或时隙)中用于其上行链路传输的(一个或多个)实际资源块。该信息然后用于相应地控制收发器电路71的操作。
修改和替换
以上描述了一个详细的示例性实施例。本领域技术人员将会认识到,可对上述示例性实施例作出许多修改和替换,同时仍然得益于这里所实施的发明。现在将仅通过例示来描述这些替换和修改中的一些。
在上述示例性实施例中,式2用于生成式1中使用的a(t)的值。如果需要,可稍微修改这种计算以确保a(t)的相继值总是不同的,如下:
a(t)={a(t-1)+1+floor[(m(t).(S-1))/2M]} mod S 式3
其中,a(0)=0,且M是移位寄存器17中的寄存器的数目。
另一种可能是通过对序列0,1,...,S-1进行循环采样来生成a(t),如下:
a(t)=kt mod S t=0至T-1
其中,k是与S互质的整数。在这种情况下,不同的k值产生不同的序列。然而,由于所产生的序列将是周期性的,具有周期S,因此不可能满足其周期比被永久调度的用户的传输间隔长得多的所需要求。
在上述示例性实施例中,基站5从电话网络7接收到标识将应用于其移位寄存器17-5的初始化状态的序列标识符。初始化状态的这种分配对于网络可以是固定的,或者可有规律地或周期性地改变。如果是改变的,则基站5优选在公共信令信道中广播新的初始化状态(或状态标识符),以使得移动电话3可相应地更新它们的移位寄存器17-3。在一个示例性实施例中,基站5可被布置为随机选择要使用的初始化状态。在这种情况下,两个相邻小区4最终可能会利用同一跳频序列,但通过有规律地或者周期性地改变序列,可以确保任何产生的小区间干扰将是短暂的。
在上述示例性实施例中,在生成适当跳频序列时使用11位的移位寄存器。本领域技术人员将会认识到,也可以使用更长或更短长度的移位寄存器。类似地,可从移位寄存器获得的不同序列的数目也可变化——不一定是八个。本领域技术人员将会认识到,对于给定长度的移位寄存器,在可从该移位寄存器得出的序列数和这些序列的周期(T)之间存在折衷。序列的长度优选地是任何被持久调度的用户的传输间隔的5倍,并且更优选地是该传输间隔的10倍。为了确保用于所有用户的最大频率分集,序列的长度应当对应于最大传输间隔的长度乘以子带数目(S)。
在上述示例性实施例中,描述了基于移动电话的通信***,其中采用了以上描述的跳频技术。本领域技术人员将会认识到,可在使用多个资源块的任何通信***中采用这些跳频技术中的一些。特别地,可在使用电磁信号或声信号来承载数据的有线或无线通信***中使用这些跳频技术中的一些。一般情况下,基站和移动电话可被看作彼此通信的通信节点。以上描述的跳频技术可只用于上行链路数据、只用于下行链路数据或者用于下行链路数据和上行链路数据两者。其他通信节点可包括用户设备,例如个人数字助理、膝上型计算机、网络浏览机等。
在上述示例性实施例中,描述了许多软件模块。本领域技术人员将会认识到,这些软件模块可用经编译或未经编译的形式来提供,并且可被通过计算机网络作为信号或者在记录介质上提供给基站或移动电话。此外,该软件的一部分或全部所执行的功能可利用一个或多个专用硬件电路来执行。然而,使用软件模块是优选的,因为这便于更新基站5和移动电话3以更新它们的功能。
在上述示例性实施例中,诸如通信信道中的资源块的总数、子带的数目和每个子带中的资源块的数目之类的某些***常量被编程到移动电话和基站中。该信息可被直接编程到在这些设备上运行的软件指令中,或者可以是不时改变的软件输入。在任一种情况下,移动电话和基站将包括直接或间接定义这些***常量的数据(软件或输入)。例如,可以存储直接定义NRB和S的值的数据以及定义可如何从这两个值得出N的数据。
以下详细描述可在当前提出的3GPP LTE标准中实现本发明的方式。尽管多个特征被描述为基本的或者必要的,但是例如由于该标准所强加的其他要求,这仅仅是针对所提出的3GPP LTE标准的情况。因此,这些叙述在任何方式下都不应当被解释为对本发明的限制。以下描述将使用在UTRAN的长期演进(LTE)中使用的命名法。例如,基站被称为eNodeB并且用户设备被称为UE。
1介绍
在TSG-RAN WG1#46bis讨论中,决定将对EUTRA上行链路使用利用TTI之间和TTI内部跳频的局部化FDMA(L-FDMA)(L-FDMA+FH)。然而,没有任何关于EUTRA上行链路可支持哪种跳频式样的讨论。
为此,我们收集了一些可用于为L-FDMA上行链路选择高效跳频式样的要求,并提出了一种用于该上行链路的适当跳频方案。
2对跳频式样的要求
已知跳频通过干扰平均化和频率分集而提供了服务质量改善。然而,需要针对每个***来调整跳频。以下要求适用于LTE***[5-6]:
·同一小区中的跳频UE之间没有冲突;
·相邻小区中是不同跳频式样以降低小区间干扰;
·在用于随后传输的跳频式样中始终都对一个UE使用高度频率分集;
·保持L-FDMA的单个载波属性;
·用于将特定或公共跳频序列通知UE的信令开销应当被保持为尽可能小;
·应当针对旨在去往所持久调度的UE(例如VoIP服务)和高速UE的小型分组来设计跳频。
3跳频方案
使NRB是整个带宽中的资源块(RB)的总数。使带宽被划分成S个子带,每个子带是N=NRB/S个毗邻RB。
如果UE被指派了RB x,则可以理解实际用于在号码t的TTI(或时隙)中传输的RB是
y=x+a(t)N mod NRB,
其中,
t是在eNodeB和UE之间同步的TTI(或时隙)计数器值;以及
a(t)是来自集合{0,1,...,S-1}的值。
如果UE被指派了多于一个RB,则针对每个所指派的RB来执行上述计算。如果所有指派的RB是毗邻的并且包含在S个子带之一中,则即使在应用跳频偏移a(f)之后也保持单个载波属性。因此,对跳频UE的所允许的最大毗邻分配是N个RB。已经在[7]中提出了所指派的毗邻资源分配的信令。周期性序列a(t)对该小区内的所有UE是公共的,并且应当具有以下属性。
5.在不同小区中应当是不同的,以使小区间干扰随机化。
6.应当易于生成(以使eNodeB和UE中的计算负荷最小化)。
7.应当由少量参数定义(以使信令负荷最小化)。
8.其周期T应当比被持久调度的用户的传输间隔长得多(否则存在传输间隔等于a(t)的周期的风险,在该情况下将没有频率分集)。
在为跳频UE留出一些TTI的情况下,将仅在这些TTI中应用跳频偏移a(t)。在任何不被跳频UE所占用的RB中,被动态调度的UE仍然可被调度在这种“跳频TTI”中。
一种可能是利用伪随机序列来生成a(t),从而每T个TTI(或时隙)就重置序列。这样可容易地生成大量序列并且可高效地用信号通知序列号。例如,考虑图7所示的移位寄存器布置,其产生长度为2047的伪随机二进制序列(PRBS)。
移位寄存器状态在每个TTI(或时隙)被更新。使m(t)表示在时间t的11位移位寄存器值。0至S-1范围内的伪随机值可被如下获得:
a(t)=floor[(m(t).S)/2048]。
可利用乘法和移位来容易地执行该计算。通过每T=256个TTI(或时隙)重置移位寄存器,可利用不同初始状态产生八个不同序列。显然,更长的移位寄存器可产生更多的序列和/或更大的周期T。这些不同序列也可被指派到不同小区中。
如果需要,可稍微修改上述计算以确保a(t)的相继值总是不同的,如下:
a(t)={a(t-1)+1+floor[(m(t).(S-1))/2048]}mod S,其中a(0)=0。
图8示出用于四个UE的跳频式样,其中UE1至UE3各自被指派了1个RB,而UE4被指派了2个RB。在该示例中,a(t)对于TTI#0、TTI#1、TTI#2和TTI#n分别具有值0、2、S-1和1。
4结论
此部分概述了一些用于为L-FDMA上行链路选择高效跳频式样的要求。另外,针对L-FDMA描述了一种用于生成跳频式样的方法,该方法避免了跳频UE之间的冲突,同时减轻了其他小区干扰。
因此,提出了这种跳频方案以供E-UTRA上行链路采用。
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尽管参考本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明,但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员将会了解,可在其中作出各种形式和细节上的改变,而不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围。
本申请基于2007年2月5日提交的英国专利申请No.0702190.0并要求其优先权,该申请的公开内容通过引用全部结合于此。
Claims (16)
1.一种蜂窝通信***,包括:
基站和多个用户设备;
其中,每个用户设备可操作来通过具有多个频率资源的通信信道与所述基站通信;
其中,所述基站可操作来:i)向每个用户设备提供所述频率资源的相应分配,所述频率资源的分配包括毗邻分配的资源块的组;和ii)向至少一个用户设备提供该用户设备可与所述基站通信的持久调度的周期性通信时机;
其中,每个用户设备可操作来根据跳频序列向其毗邻分配的资源块的组应用频率偏移;
其中,所述多个用户设备使用同一跳频序列并且被彼此同步,以使得在任何时间点,所述多个用户设备应用公共频率偏移;并且
其中,所述多个用户设备使用的跳频序列是周期性的,并且具有的周期比提供给所述至少一个用户设备的所述持久调度的周期性通信时机的周期更大。
2.根据权利要求1所述的蜂窝通信***,其中,所述多个用户设备使用的跳频序列具有如下周期:该周期是提供给所述至少一个用户设备的所述持久调度的周期性通信时机的周期的五倍。
3.根据权利要求1所述的蜂窝通信***,其中,所述多个用户设备使用的跳频序列具有如下周期:该周期是提供给所述至少一个用户设备的所述持久调度的周期性通信时机的周期的十倍。
4.根据权利要求1所述的蜂窝通信***,其中,所述通信信道被划分成多个毗邻子带,并且所述多个用户设备使用的跳频序列具有的周期是提供给所述至少一个用户设备的所述持久调度的周期性通信时机的周期的倍数,该倍数等于所述子带的数目。
5.根据权利要求4所述的蜂窝通信***,其中,子带中的每个频率资源在各个其他子带中具有相应频率资源,并且每个用户设备可操作来应用如下频率偏移:该频率偏移将毗邻分配的资源块的组移动到另一子带中的相应频率资源。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蜂窝通信***,其中,所述通信信道被划分成多个毗邻子带,并且所述多个用户设备可操作来根据下式来向毗邻分配的资源块的组应用频率偏移:
y={x+a(t)N}mod NRB
其中,
y是跳频后的资源;
NRB是传输频带中频率资源块的总数;
N是每个子带中毗邻频率资源块的数目;
x是毗邻分配的资源块的组;
t是时间计数器值;
a(t)是在时间点t时应用的跳频偏移并且是来自集合{0,1,…,S-1}的整数值;并且
S是子带的数目。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的蜂窝通信***,其中,所述多个用户设备可操作来根据伪随机跳频序列来向其毗邻分配的资源块的组应用频率偏移。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的蜂窝通信***,其中,所述多个用户设备可操作来利用预定式子动态地计算将在给定时间点应用的频率偏移。
9.根据权利要求8所述的蜂窝通信***,其中,所述多个用户设备可操作来利用涉及伪随机值的式子动态地计算将在给定时间点应用的频率偏移。
10.根据权利要求9所述的蜂窝通信***,包括移位寄存器电路,用于在每个时间点生成所述伪随机值。
11.根据权利要求10所述的蜂窝通信***,其中,所述移位寄存器电路具有M个寄存器并且可生成长度高达2M的伪随机值序列,并且所述多个用户设备可操作来与所述跳频序列的周期同步地、周期性地重置所述移位寄存器。
12.根据权利要求10所述的蜂窝通信***,其中,所述用户设备可操作来通过如下方式控制将要使用的跳频序列:在所述移位寄存器每次被重置为预定数目的可能初始化状态之一时,设定所述移位寄存器的初始状态。
13.根据权利要求12所述的蜂窝通信***,其中,所述基站可操作来用信号通知每个用户设备将使用哪个初始化状态。
14.一种通信方法,特征在于使用根据权利要求1至13中任一项所述的***。
15.一种用于蜂窝通信***的用户设备,该用户设备包括:
用于通过具有多个频率资源的通信信道与基站通信的装置,其中所述基站可操作来利用所述通信信道与所述用户设备和多个其他用户设备通信;
用于接收所述频率资源的分配的装置,所述频率资源的分配包括毗邻分配的资源块的组;
用于确定向所述用户设备提供的持久调度的周期性通信时机的装置,在该周期性通信时机中,所述用户设备可与所述基站通信;以及
用于根据跳频序列向毗邻分配的资源块的组应用频率偏移的装置;
其中,所述用户设备可操作来使用同一跳频序列并与每个其他用户设备同步,以使得在任何时间点,所述用户设备和所述多个其他用户设备中的每一个应用公共频率偏移;并且
其中,所述用户设备使用的跳频序列是周期性的,并且具有的周期大于提供给所述用户设备的持久调度的周期性通信时机的周期。
16.一种由蜂窝通信***中的用户设备执行的方法,该方法包括:
通过具有多个频率资源的通信信道与基站通信,其中所述基站还利用所述通信信道与多个其他用户设备通信;
接收所述频率资源的分配,所述频率资源的分配包括毗邻分配的资源块的组;
确定向所述用户设备提供的持久调度的周期性通信时机,在该周期性通信时机中,所述用户设备可与所述基站通信;以及
根据跳频序列向毗邻分配的资源块的组应用频率偏移;
其中,所述用户设备使用同一跳频序列并与每个其他用户设备同步,以使得在任何时间点,所述用户设备和所述多个其他用户设备中的每一个应用公共频率偏移;并且
其中,所述用户设备使用的跳频序列是周期性的,并且具有的周期大于提供给所述用户设备的持久调度的周期性通信时机的周期。
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