CN1953364A - 一种多载波***小区内的信道实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多载波***小区内的信道实现方法，在小区内部保留频率复用因子为1，在小区边界则通过频率分组规划来降低小区之间的干扰时，在主频率和副频率上分别设置调度指示信道，占用主频率的调度指示信道用于调度主频率，占用副频率的调度指示信道用于调度副频率，由于针对主频率和副频率分别设置了不同的调度指示信道，降低了每个调度指示信道所需的时频资源，使分配给调度指示信道的主频率资源相对现有技术大大减少。针对主频率和副频率分别设置了不同的调度指示信道后，移动终端可根据自身当前占用的频率来对占用相应频率的调度指示信道进行监听，相对现有技术降低了移动终端接收调度指示信息的负荷。

Description

一种多载波***小区内的信道实现方法
技术领域
本发明涉及多载波技术，特别是指一种多载波***小区内的信道实现方法。
背景技术
移动通信技术需要支持语音、数据、音频、视频、图像等广泛的业务类型，为了支持多种业务类型，要求移动通信***支持更高的数据速率、更高的频谱效率、完善的服务质量(QoS，Quality of Service)保障机制，提供更好的移动性支持和无线网络覆盖，实现为用户随时随地提供通信服务的目标。目前，有的移动通信以时分多址(TDMA，Time Division Multiple Access)和窄带码分多址(CDMA，Code Division Multipie Access)为主要的接入技术，例如全球移动通信(GSM，Global System fbr Mobile Communication)***和CDMA IS-95移动通信***，有的移动通信以宽带CDMA(WCDMA，Wide Code Division Multiple Access)为主要的接入技术，例如通用移动通信***(UMTS，Universal Mobile Telecommunication System)和WCDMA移动通信***。在CDMA技术中，一个用户的数据符号将占用所有的载频宽度，不同的用户或用户数据通过扩频码来进行区分。由于多径信道破坏了扩频码之间的正交性，使得CDMA技术成为一个自干扰的***，因此，***容量和频谱效率无法满足宽带无线通信的要求。
多载波技术逐渐成为宽带无线通信的热点技术，其基本思想是将一个宽带载波划分为多个子载波，并在多个子载波上同时传输数据，在多数的***应用当中，子载波的宽度小于信道的相干宽度，，这样在频率选择性信道上，每个子载波上的衰落为平坦衰落，这样就减少了符号间的干扰，并且不需要复杂的信道均衡，适合高速数据的传输。多载波技术有多种形式，如正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、多载波CDMA(MC-CDMA，Multicarrier-Code Division Multiple Access)、多载波直接扩展CDMA(MC-DS-CDMA，Multicarrier-Direct Sequence-Code DivisionMultipie Access)、多音调CDMA(MT-CDMA，Multitone-Code DivisionMultiple Access)、多载波TDMA(MC-TDMA，Multicarrier-Time DivisionMultiple Access)、时频域二维扩展、以及在以上基础上的多种扩展技术。
OFDM技术是多载波技术中比较有代表性的一种技术，该技术是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，并且允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间相互正交，就可从混叠的子载波上分离出数据信号。
OFDM技术在提出之后的相当长一段时间内一直没有形成大规模的应用，是由于OFDM技术的发展遇到了很多难于解决的问题，首先，OFDM操作要求各个子载波之间相互正交，尽管理论上通过快速傅立叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)可很好地实现这种调制方式，但在实际应用中，根据当时提供的技术手段，如此复杂的实时傅立叶变换设备在当时是根本无法实现的。此外，发射机振荡器和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素也成为实现OFDM技术的制约条件。后来，大规模集成电路技术的发展解决了FFT的实现问题，随着数字信号处理(DSP，DigitalSignal Processing)技术的发展，OFDM技术开始从理论向实际应用转化。
OFDM技术凭借其固有的对时延扩展较强的抵抗力和较高的频谱效率两大优势迅速成为研究的焦点，并被多个国际规范所采用，如欧洲数字音频广播(DAB，Digital Audio Broadcast)、欧洲数字视频广播(DVB，DigitalVideo Broadcast)、高性能无线局域网(HIPERLAN，High Performance LocalArea Network)、电气和电子工程师协会(IEEE，Institute of Electrical andElectronics Engineers)802.11无线局域网、IEEE802.16无线城域网等***均采用OFDM技术。在第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation PartnershipProject)无线接入网络(RAN，Radio Access Network)会议上，多载波技术成为主要讨论的接入技术。
图1A示出了OFDM技术中用户数据传输过程示意图，如图1A所示，用户数据首先经过信道编码和交织处理，并采用一些调制方法、如二相制相移键控信号(BPSK，Binary Phase Shift Keying)调制、四相制相移键控信号(QPSK，Quaternary Phase Shift Keying)调制、正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)等形成符号，然后经过OFDM操作调制到射频上。在OFDM操作中，首先将符号进行串行/并行转换，形成多个低速的子数据流，每个数据流占用一个子载波；子数据流到子载波的映射可通过离散傅立叶反变换(IDFT，Inverse Discrete Fourier Transform)或快速傅立叶反变换(IFFT，Inverse Fast Fourier Transform)实现；同时OFDM技术使用循环前缀(CP，Cyclic Prefix)作为保护间隔，大大减少甚至消除了码间干扰，并且保证了各信道之间的正交性，从而大大减少了信道间的相互干扰。
此后，陆续出现了强多载波调制与CDMA相结合的技术，目前通常将这些技术划分为频域扩展和时域扩展两大类，如图1B所示，用户数据在经过信道编码、交织和调制后形成符号，形成的符号在进行OFDM操作之前频域或时域的扩展。如果只对符号进行频域扩展，则称为MC-CDMA；如果只对符号进行时域扩展，则称为MC-DS-CDMA；如果对符号进行的频域扩展和时域扩展同时存在，则称为时频域二维扩展的多载波技术。
通过以上描述可见，多载波的映射通过IDFT或IFFT实现，各子载波之间频谱互相重叠且保持正交，并可通过使用循环前缀来克服符号间的干扰。在OFDM技术中，也可通过加窗的方法加快子载波频谱的带外衰减，也存在一些技术手段避免使用循环前缀。这样，多载波技术中用户数据传输过程如图1C所示，用户数据首先经过调制处理，该调制处理可包括信道编码、交织、符号调制以及时域和/或频域扩展等一系列操作，通过调制处理后得到的数据在进行了串行/并行转换后，以一定的技术手段映射到多个子载波上去，这些子载波可为正交的，也可为非正交的，然后再经过并行/串行调制到射频上去。
由于在干扰受限的CDMA***中频率复用因子为1，这样不但频谱效率高，而且不需要进行频率规划，简化了网络规划。但在多载波***中，频率复用因子为1并不能达到最优的频谱效率，因此，在申请号为200510067540.2的专利申请中提出了一种频率软复用的技术方案，在小区内部仍保留频率复用因子为1，在小区边界则通过频率分组规划来降低小区之间的干扰，改善小区边界的通信质量和频谱效率。
由于下行信道是由多个用户按照一定规则复用在一起的，而且这种复用是随时间变化的。基站需要通过一个专用信道来将这种复用规则通知给各个移动终端，使得移动终端能够只提取与自身相关的信息进行解调，可将这个专用信道称为调度指示信道。调度指示信道是多用户共享的，因此，需要为调度指示信道预先指定一定资源，例如，在多载波***中，可以让调度指示信道在不同的符号时刻占用不同的子载波，这样，可取得较好的频率分集增益，如图2所示，其中灰色的方块为调度指示信道在相应时间上的符号所占用的资源。
在频率软复用的技术方案中，位于小区边缘和小区内部的移动终端都需要使用调度指示信道，因此，需要将调度指示信道放在比较稀缺的主频率上，使其占用主频率，即调度指示信道占用着位于小区边缘的移动终端占用的主频率。然而由于位于小区边缘的移动终端和位于小区内部的移动终端占用着不同的频率，对于位于小区边缘的移动终端而言，并不关心位于小区内部0移动终端的调度指示信息。但由于只有一个占用主频率的调度指示信道，使得占用主频率的位于小区边缘的移动终端也需要同时解调位于小区内部的移动终端的调度指示信息，使得对主频率的占用非常高，位于小区边缘的移动终端接收调度指示信息的负荷也非常高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多载波***小区内的信道实现方法，降低调度指示信道对主频率的占用。
为了达到上述目的，本发明提供了一种多载波***小区内的信道实现方法，设置主频率和副频率，该方法还包含步骤A：在主频率和副频率上分别设置调度指示信道，占用主频率的调度指示信道用于调度主频率，占用副频率的调度指示信道用于调度副频率。
所述步骤A之后进一步包括步骤B：移动终端根据自身当前占用的频率，对占用相应频率的调度指示信道进行监听。
所述步骤B为：移动终端根据当前自身占用的主频率，对占用主频率的调度指示信道进行监听。
所述步骤B为：移动终端根据当前自身占用的副频率，对占用副频率的调度指示信道进行监听。
所述步骤B为：移动终端根据当前自身占用的主频率和副频率，对占用主频率的调度指示信道和占用副频率的调度指示信道同时进行监听。
所述步骤B之前进一步包括：基站通知移动终端当前占用的频率。
所述占用主频率的调度指示信道在一个传输时间区间内的每个时间符号上占有不同的子载波。
所述占用副频率的调度指示信道在一个传输时间区间内的每个时间符号上占有不同的子载波。
根据本发明提出的方法，在小区内部保留频率复用因子为1，在小区边界则通过频率分组规划来降低小区之间的干扰时，在主频率和副频率上分别设置调度指示信道，占用主频率的调度指示信道用于调度主频率，占用副频率的调度指示信道用于调度副频率，由于针对主频率和副频率分别设置了不同的调度指示信道，降低了每个调度指示信道所需的时频资源，使分配给调度指示信道的主频率资源相对现有技术大大减少。针对主频率和副频率分别设置了不同的调度指示信道后，移动终端可根据自身当前占用的频率来对占用相应频率的调度指示信道进行监听，相对现有技术降低了移动终端接收调度指示信息的负荷。
附图说明
图1A示出了现有OFDM技术中用户数据传输过程示意图；
图1B示出了现有频域/时域扩展技术中用户数据传输过程示意图；
图1C示出了现有多载波技术中用户数据传输过程示意图；
图2示出了现有调度指示信道在时间符号上占用子载波示意图；
图3示出了本发明中调度指示信道在时间符号上占用子载波示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明在频率软复用的技术方案中，在主频率和副频率上分别设置调度指示信道，占用主频率的调度指示信道用于调度主频率，占用副频率的调度指示信道用于调度副频率。将整个频段划分为两段，其中一个频段作为主频率，另一频段作为副频率。主频率可应用于小区的内部区域，副频率可应用于小区的边界区域，这样，基站或移动终端在主频率上的发射功率可高于在在副频率上的发射功率。
图3示出了本发明中调度指示信道在时间符号上占用子载波示意图，仅示意出了调度指示信道在时间符号上占用子载波的一种情况，图中所示横坐标为时间上的符号，纵坐标为频率，整个频段被划分为主频率和副频率两段，每个填充竖线的方框为在相应时间符号上占用的相应子载波，在主频率和副频率上分别设置一个调度指示信道，只要保证一个传输时间区间(TTI，Transmission Time Interval)内的每个时间符号上占用的子载波不同即可，即占用主频率的调度指示信道在一个TTI内的每个时间符号上占用不同的子载波，占用副频率的调度指示信道在一个TTI内的每个时间符号上占用不同的子载波。
在主频率和副频率上分别设置调度指示信道后，移动终端可根据自身当前占用的频率，对占用相应频率的调度指示信道进行监听，即如果移动终端当前占用主频率，如位于小区边缘的移动终端和高速移动的移动终端，则该移动终端对占用主频率的调度指示信道进行监听；如果移动终端当前占用副频率，如位于小区内部的移动终端，则该移动终端对占用副频率的调度指示信道进行监听；如果移动终端当前同时占用主频率和副频率，则该移动终端对占用主频率的调度指示信道和占用副频率的调度指示信道同时进行监听。
移动终端接入网络或发生位置移动时，基站可根据移动终端的位置通知移动终端其当前占用的频率，这样，移动终端可根据自身当前占用的频率对相应地调度指示信道进行监听。例如，基站根据移动终端的位置通知该移动终端当前占用的频率为主频率，则该移动终端对占用主频率的调度指示信道进行监听；又如，基站根据移动终端的位置通知该移动终端当前占用的频率为副频率，则该移动终端对占用副频率的调度指示信道进行监听；再如，基站根据移动终端的位置通知该移动终端当前占用的频率为主频率和副频率，则该移动终端对占用主频率的调度指示信道和占用副频率的调度指示信道同时进行监听。
以上有关本发明的描述中，小区的内部区域和边界区域可任意划分，例如，可将以基站为中心、半径不大于小区半径的50％的区域划分为小区的内部区域，将该小区的其他区域划分为小区的边界区域；也可将以基站为中心、半径不大于小区半径的60％的区域划分为小区的内部区域，将该小区的其他区域划分为小区的边界区域；还可将以基站为中心、半径不大于小区半径的35％的区域划分为小区的内部区域，将该小区的其他区域划分为小区的边界区域。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种多载波***小区内的信道实现方法，设置主频率和副频率，其特征在于，该方法还包含：
A、在主频率和副频率上分别设置调度指示信道，占用主频率的调度指示信道用于调度主频率，占用副频率的调度指示信道用于调度副频率。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之后进一步包括：
B、移动终端根据自身当前占用的频率，对占用相应频率的调度指示信道进行监听。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B为：移动终端根据当前自身占用的主频率，对占用主频率的调度指示信道进行监听。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B为：移动终端根据当前自身占用的副频率，对占用副频率的调度指示信道进行监听。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B为：移动终端根据当前自身占用的主频率和副频率，对占用主频率的调度指示信道和占用副频率的调度指示信道同时进行监听。
6、根据权利要求2至5任一所述的方法，其特征在于，所述步骤B之前进一步包括：基站通知移动终端当前占用的频率。
7、根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述占用主频率的调度指示信道在一个传输时间区间内的每个时间符号上占有不同的子载波。
8、根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述占用副频率的调度指示信道在一个传输时间区间内的每个时间符号上占有不同的子载波。
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