專利名稱：在寬帶無線通信系統(tǒng)中分配子載波的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地，本發(fā)明涉及寬帶無線通信系統(tǒng)中分配通信資源的方法，具體地，本發(fā)明涉及使用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中分配子載波的方法與裝置。
背景技術(shù)：
首批MCM(多載波調(diào)制)系統(tǒng)出現(xiàn)在二十世紀(jì)五十年代末，用于軍用高頻無線電通信。OFDM(正交頻分復(fù)用)、即具有疊加正交子載波的MCM的特殊情況，開始開發(fā)于二十世紀(jì)七十年代。通過OFDM，將串行碼元序列轉(zhuǎn)換為并行碼元序列，并且在發(fā)送之前將其調(diào)制為相互正交的子載波。因?yàn)樵诙鄠€(gè)子載波之間正交調(diào)制的困難，所以O(shè)FDM限制了對通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。
但是，在1971年，Weinstein等人提出了一種OFDM方案，其對并行數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行DFT(離散傅立葉變換)，作為一種高效的調(diào)制/解調(diào)處理，由此促進(jìn)了OFDM的開發(fā)。另外，保護(hù)間隔的引入進(jìn)一步減少了通信系統(tǒng)中多徑傳播與延遲擴(kuò)散的不利效果。雖然復(fù)雜硬件對OFDM的廣泛使用形成了障礙，但是包括FFT(快速傅立葉變換)以及IFFT(快速傅立葉逆變換)的數(shù)字信號處理技術(shù)近年來的進(jìn)展已經(jīng)使之能夠?qū)嶋H實(shí)現(xiàn)OFDM。
可以對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)OFDM，例如DAB(數(shù)字音頻廣播)、數(shù)字TV廣播、WLAN(無線局域網(wǎng))、以及W-ATM(無線異步傳輸模式)。OFDM還顯示了較高的頻率使用效率，通過保護(hù)間隔減少了ISI(碼元間干擾)效應(yīng)，并且對多徑衰減具有魯棒性。因此，OFDM提供了對于高速數(shù)據(jù)傳送的最優(yōu)傳送效率。
基于OFDM的多址技術(shù)分為OFDMA(正交頻分多址)與FH(跳頻)-OFDM。FH-OFDM為FH與OFDM的結(jié)合。OFDMA與FH-OFDM都尋求通過在全部頻帶上分散數(shù)據(jù)音調(diào)(data tone)，達(dá)到頻率分集增益。OFDMA是在形成一個(gè)子信道的多個(gè)子載波上傳送每個(gè)OFDM碼元的方案。
對于寬帶無線通信系統(tǒng)的OFDMA應(yīng)用包括在IEEE 802.16a與IEEE802.16e中定義的系統(tǒng)。此類OFDMA系統(tǒng)例如采用2048點(diǎn)FFT，其將1702個(gè)音調(diào)分為166個(gè)導(dǎo)頻音調(diào)與1536個(gè)數(shù)據(jù)音調(diào)。這1536個(gè)數(shù)據(jù)音調(diào)被進(jìn)一步分為32個(gè)子信道以分配給用戶，每個(gè)子信道包括48個(gè)數(shù)據(jù)音調(diào)。OFDMA為多址技術(shù)，其中頻域被分為子信道，每個(gè)子信道具有多個(gè)子載波。時(shí)域被分為多個(gè)時(shí)間槽，并且將子信道分配給用戶。
IEEE 802.16a或IEEE 802.16e系統(tǒng)只在頻域上將10MHz的寬頻帶分為子信道。利用2048點(diǎn)FFT，將大約1600到1700個(gè)子載波分配給一個(gè)OFDM碼元。由此，根據(jù)子載波分配，可以增加小區(qū)的數(shù)目。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，考慮到多小區(qū)環(huán)境中信道之間的沖突，當(dāng)子信道由子載波分配形成時(shí)，只能識別大約40個(gè)小區(qū)。為了有利于布置寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，可識別小區(qū)的數(shù)目應(yīng)該為大約100。在這種情況下，OFDMA方案中常規(guī)子信道/子載波分配方法在其可以維護(hù)的小區(qū)數(shù)目上受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于至少基本解決以上問題和/或缺點(diǎn)，并且至少提供以下好處。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在使用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中分配子載波以增加小區(qū)數(shù)目的方法與裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種在使用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中分配子載波以減少子信道之間沖突的方法與裝置。
通過提供一種在使用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中分配子載波的方法與裝置，來達(dá)到以上目的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在無線通信系統(tǒng)(在該無線通信系統(tǒng)中，移動(dòng)站與基站通過至少一個(gè)子信道相互通信)中向子信道分配多個(gè)子載波的方法中，將小區(qū)的子載波編組為多個(gè)子載波組，該多個(gè)子載波組的每一個(gè)都包括至少一個(gè)連續(xù)子載波；以及通過利用小區(qū)識別信息、多個(gè)里得-所羅門序列、以及關(guān)于子載波組的信息，從每個(gè)子載波組中選擇一個(gè)子載波，向子信道分配多個(gè)子載波。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在無線通信系統(tǒng)(在該無線通信系統(tǒng)中，移動(dòng)站與基站通過至少一個(gè)子信道相互通信)中向子信道分配多個(gè)子載波的裝置中，子載波組生成器將小區(qū)的子載波編組為多個(gè)子載波組，該多個(gè)子載波組的每一個(gè)都包括至少一個(gè)連續(xù)子載波；小區(qū)分離器通過利用小區(qū)識別信息、以及多個(gè)里得-所羅門序列，生成小區(qū)識別序列；以及子載波分配器利用小區(qū)識別序列、以及關(guān)于子載波組的信息，向子信道分配多個(gè)子載波。


從參照附圖的以下詳細(xì)描述，可以清楚看出本發(fā)明的以上以及其他目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的OFDMA通信系統(tǒng)的發(fā)射器的方框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、利用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中的子載波分配裝置的方框圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、利用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中的子載波分配方法；以及圖4A與4B顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、通過基于子載波索引的子載波分配的、在多個(gè)碼元上的子通道的信息。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在以下描述中，不詳細(xì)描述公知的功能或構(gòu)造，因?yàn)槠鋾圆槐匾募?xì)節(jié)混淆本發(fā)明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的OFDMA通信系統(tǒng)的發(fā)射器的方框圖。參照圖1，該發(fā)射器包括CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))插入器101，用來生成通過其檢查傳送錯(cuò)誤的CRC位；編碼器103，用來編碼數(shù)據(jù)位；碼元映射器105，用來按預(yù)定的調(diào)制方案執(zhí)行碼元調(diào)制；以及子信道分配器107，用來按照最大化可識別小區(qū)數(shù)目的方式，利用小區(qū)識別序列以及子信道序列來向用戶分配子信道，下面詳細(xì)描述。
該發(fā)射器還包括串-并轉(zhuǎn)換器(SPC)109，用來將串行調(diào)制碼元轉(zhuǎn)換為并行信號；導(dǎo)頻碼元插入器111；IFFT 113，用來對子信道的并行調(diào)制信號進(jìn)行IFFT處理；并-串轉(zhuǎn)換器(PSC)115，用來將并行調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為串行碼元序列；保護(hù)間隔插入器117，用來在串行碼元序列中插入保護(hù)間隔；數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)119；以及RF(射頻)處理器121。
在操作中，當(dāng)生成用于傳送的用戶數(shù)據(jù)位以及控制數(shù)據(jù)位(此后統(tǒng)稱為信息數(shù)據(jù)位)時(shí)，CRC插入器101在信息數(shù)據(jù)位中插入CRC位，并且編碼器103根據(jù)預(yù)定的編碼方法，按照預(yù)定的編碼率，對CRC插入器101的輸出進(jìn)行編碼，該編碼方法可能包含特播編碼(turbo coding)或者卷積編碼。
碼元映射器105根據(jù)預(yù)定的調(diào)制方案(例如QPSK(正交相移鍵控)、或16QAM(正交幅度調(diào)制))，將編碼位調(diào)制為碼元。子信道分配器107然后向調(diào)制碼元分配子信道。
如以后詳細(xì)描述的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用小區(qū)識別序列以及子信道序列，進(jìn)行子信道分配。SPC 109將已經(jīng)向其分配了子信道及其對應(yīng)頻帶的串行調(diào)制碼元并行化。然后導(dǎo)頻碼元插入器111在并行調(diào)制碼元中插入導(dǎo)頻碼元。
接著IFFT 113對導(dǎo)頻碼元插入器111的輸出信號進(jìn)行N點(diǎn)IFFT。PSC 115然后將IFFT信號轉(zhuǎn)換為串行信號。保護(hù)間隔插入器117在串行信號中插入預(yù)定的保護(hù)間隔。保護(hù)間隔用來消除當(dāng)傳送OFDM碼元序列時(shí)、在先前OFDM碼元時(shí)間中傳送的先前OFDM碼元以及在當(dāng)前OFDM碼元時(shí)間中傳送的當(dāng)前OFDM碼元之間的干擾。
DAC 119將保護(hù)間隔插入器117的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號。RF處理器121(包括濾波器與前端單元)將模擬信號處理為可以在空中傳送的RF信號，并且通過發(fā)射(Tx)天線123將RF信號發(fā)送給無線電網(wǎng)絡(luò)。
在子信道分配器107中進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的子信道分配，其通過利用子信道分配器107，增加了可識別小區(qū)的數(shù)目。
在描述本發(fā)明的子信道分配方法之前，將簡單描述應(yīng)用本發(fā)明的OFDMA通信系統(tǒng)的信道結(jié)構(gòu)。
OFDMA通信系統(tǒng)在多個(gè)相互正交的子載波上傳送并行傳送數(shù)據(jù)。所述子載波包括用于傳遞數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)子載波、以及用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻子載波。一個(gè)子信道包括多個(gè)子載波。子信道是服務(wù)一個(gè)用戶的基本單位，并且每個(gè)用戶在至少一個(gè)子信道上傳送/接收數(shù)據(jù)。
因此，在一個(gè)用戶占用一個(gè)子信道的情況下，OFDMA通信系統(tǒng)可以容納和可用子信道一樣多的用戶。每個(gè)子載波都標(biāo)記有索引或者子載波索引，其指示子載波的邏輯位置。利用該信道結(jié)構(gòu)，通過根據(jù)子載波位置適當(dāng)?shù)叵蜃有诺婪峙渥虞d波，可以控制在每個(gè)基站內(nèi)定義的小區(qū)的數(shù)目以及小區(qū)間干擾根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用稱為Reed-Solomon序列(里得-所羅門序列)(RS Seq)的糾錯(cuò)碼，對子載波進(jìn)行索引，然后相對于子載波的邏輯位置分配子載波，從而使得子信道之間的沖突最小化。RS Seq為允許高速數(shù)據(jù)傳送中多重糾錯(cuò)的編碼方法。RS Seq的基本原理是公知的，由此此處不提供其描述。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、利用多個(gè)子載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中的子載波分配裝置的方框圖。該子載波分配裝置被實(shí)現(xiàn)為圖1的子信道分配器107，包括子載波組生成器107a、小區(qū)分離器107b、以及子載波分配器107c。
參照圖2，子載波組生成器107a將子載波編組為多個(gè)子載波組，該多個(gè)子載波組的每一個(gè)都包括至少一個(gè)連續(xù)的子載波。后面將參照圖3描述子載波編組。小區(qū)分離器107b生成用于利用小區(qū)識別信息以及多個(gè)Reed-Solomon序列的小區(qū)識別的序列。子載波分配器107c利用用于小區(qū)識別的序列以及關(guān)于子載波組的信息，將多個(gè)子載波分配到子信道中。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)計(jì)小區(qū)識別序列，使得給定每個(gè)子載波組中有Q個(gè)連續(xù)子載波，可以識別Q2個(gè)小區(qū)。另外，設(shè)計(jì)子信道序列，以在小區(qū)中分配多達(dá)Q個(gè)子信道。
因此，可以將可識別小區(qū)以及可用于全體小區(qū)的子信道的數(shù)目增加到常規(guī)技術(shù)可用數(shù)目的二次冪。
此后，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的子載波分配方法、小區(qū)識別序列、以及子信道序列。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、利用多個(gè)子載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中的子載波分配方法。
參照圖3，分配給一個(gè)小區(qū)的所有子載波210被編組為(Q-1)個(gè)子載波組220，每個(gè)組包含Q個(gè)連續(xù)子載波210。在伽羅瓦域(Galois Field)GF(Q)上定義指示子載波的邏輯位置的RS Seq。GF(Q)對于某些運(yùn)算封閉，并且具有Q個(gè)元素{0，1，2，...，Q-1}。如果GF(Q)對于特定運(yùn)算封閉，則運(yùn)算結(jié)果落入相同的GF(Q)中。
當(dāng)Q為素?cái)?shù)時(shí)，GF(Q)上加法與乘法由等式(1)以及等式(2)定義等式(1)a+b＝(a+b)mod Qa，b∈{0，1，2，...，Q-1}.....(1)等式(2)a*b＝(a*b)mod Qa，b∈{0，1，2，...，Q-1}.....(2)
其中運(yùn)算符“mod”表示調(diào)制。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，GF(Q)對于等式(1)以及等式(2)定義的加法與乘法封閉。在GF(Q)上定義的小區(qū)識別序列Sm(m為小區(qū)號)是由特定小區(qū)號確定的序列，用于確定每個(gè)子信道的子載波210的邏輯位置。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，利用小區(qū)識別序列以及每個(gè)子信道的參數(shù)β來確定每個(gè)子信道的子載波位置，生成子信道序列Sm，β。優(yōu)選地，從不同子載波組220中選擇的(Q-1)個(gè)子載波210形成一個(gè)子信道(在圖3中Q＝7)。應(yīng)該注意每個(gè)子信道的子載波210數(shù)目可以增加或者減少。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，子載波索引由等式(3)定義Sub_carrier(i)＝Q*i+S(i).....(3)其中Sub_carrier(i)為子載波索引，i為子載波組220的索引或組索引，S(i)為子信道序列Sm，β的第(i+1)個(gè)元素，代表子載波組220中的子載波210。組索引i＝0，1，...，Q-2。一旦定義了Sm，β，就定義了小區(qū)的子信道。
例如，如果將以子載波索引{0，1，2，...，41}標(biāo)記的總共42個(gè)子載波210編組為六個(gè)子載波組220，如圖3中所示，則可以利用長度為6的子信道序列Sm，β，來確定子信道#0到子信道#6中的一個(gè)的六個(gè)子載波210。假定Sm，β＝{3，2，6，4，5，1}，則通過等式(3)，為每個(gè)子信道中的子載波索引i＝0，1，...，5計(jì)算{7*0+3，7*1+2，...，7*5+1}。由此，子信道由具有索引{3，9，20，25，33，36}的子載波構(gòu)成。
以下，詳細(xì)描述小區(qū)識別序列Sm以及子信道序列Sm，β。
優(yōu)選地，本發(fā)明利用小區(qū)識別信息以及多個(gè)序列，定義小區(qū)識別序列Sm。小區(qū)識別信息可以是例如小區(qū)ID，所述多個(gè)序列為在本發(fā)明中定義的基本序列S0與S1。雖然可以定義更多的基本序列，但是對兩個(gè)基本序列進(jìn)行以下描述。
基本序列S0與S1在等式(4)中定義為S0＝{a，a2，a3，...，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，...，a2(Q-2)，a2(Q-1}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1).....(4)
其中a為GF(Q)的素元。對于Q＝7，a6mod 7＝1，由此a＝3，即GF(Q)的元素。由此，S0＝{3，32，32，34，35，36}mod 7＝{3，2，6，4，5，1}以及S1＝{32，34，36，32，34，36}mod 7＝{2，4，1，2，4，1}這些基本序列的元素被循環(huán)移動(dòng)。
等式(5)給出對第m個(gè)小區(qū)的小區(qū)識別序列Sm。
Sm＝c0*S0+c1*S1＝{c0a+c1a2，c0a2+c1a4，...，c0aQ-1+c1a2(Q-1)}.....(5)其中可以定義m＝c0+Qc1。m mod Q的商與余數(shù)分別為c1與c0。此處，m表示小區(qū)識別信息，即，小區(qū)號(小區(qū)ID)。c0與c1是小區(qū)識別因子，并且可以相互替換。
例如，當(dāng)Q＝7時(shí)，c0與c1范圍都是從0到6。c0與c1所有可能組合的數(shù)目為Q2，這是因?yàn)镼值可用于c0與c1中的每一個(gè)，因此，對于Q＝7，可以分離49個(gè)小區(qū)。因此，根據(jù)等式(5)，可以分離Q2個(gè)小區(qū)。
如等式(6)所示，通過添加預(yù)定偏移β，計(jì)算用于為第m個(gè)小區(qū)設(shè)置子信道的子信道序列Sm，β。
Sm，β＝Sm+{β，β，β，...，β，β}β∈GF(Q).....(6)其中β范圍為從0到(Q-1)。因此，可以為一個(gè)小區(qū)分配多達(dá)Q個(gè)子信道。
根據(jù)上述方法，利用等式(5)定義的小區(qū)識別序列Sm，可以識別多達(dá)Q2個(gè)小區(qū)，并且利用等式(6)定義的子信道序列Sm，β，可以向一個(gè)小區(qū)分配多達(dá)Q個(gè)子信道。因此，全體小區(qū)可用的子信道總數(shù)高達(dá)Q3。
如此導(dǎo)出的小區(qū)識別序列性能很好，從而在相鄰小區(qū)之間最多可以發(fā)生兩個(gè)沖突。如果在等式(5)中對于每個(gè)小區(qū)c1＝0(即，小區(qū)數(shù)目保持在常規(guī)水平上)，則Sm成為典型的RS Seq。在這種情況下，在相鄰小區(qū)之間最多發(fā)生一個(gè)沖突。
例如，下面的表1列出對于m＝1(即c0＝1，c1＝0)的基站小區(qū)的多個(gè)子信道序列。
表1

表2顯示在GF(7)上、a＝3，S0＝{3，2，6，4，5，1}以及S1＝{2，4，1，2，4，1}的假定下，對于多個(gè)基站的小區(qū)識別序列。
表2

雖然對于Q＝7，可以識別多達(dá)49(＝Q2)個(gè)小區(qū)S0到S48，但是為簡便起見，表2只顯示了其一部分。
表1顯示對于基站#1(m＝1)的子信道序列。表1的子信道序列與表2所示其他小區(qū)的子信道序列#0之間的比較揭示出在小區(qū)中，當(dāng)c1＝0時(shí)，最多發(fā)生一個(gè)沖突。例如，在表2的S0到S6以及表1的子信道序列之間。最多發(fā)生兩個(gè)沖突，例如，在表2的S7到S13以及表1的子信道序列之間。
雖然將等式(5)與等式(6)分別用做小區(qū)識別序列與子信道序列，但是可以修改它們，從而以不同方式獲得小區(qū)識別序列與子信道序列。為這樣做，可以由等式(7)計(jì)算小區(qū)識別序列與子信道序列。
S′＝c0*S0+{β，β，β，...，β，β}，β∈GF(Q)S″＝S′+c1*S1.....(7)其中S′作為小區(qū)識別序列，S″作為子信道序列。在這種情況下，與以上原始方法相比，可能在子信道之間的沖突的數(shù)目上沒有區(qū)別。應(yīng)該注意也可以使用其他方法。在由等式(7)定義的本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以由等式(3)或者下面的等式(9)來定義子載波索引。
雖然在以上實(shí)施例中向每個(gè)子信道分配(Q-1)個(gè)子載波，但是每個(gè)子信道的子載波數(shù)目不限于該值。如果每個(gè)子信道的子載波數(shù)目小于(Q-1)，則將相關(guān)序列截?cái)嗟剿枰哪菢佣?。例如，如果將每個(gè)子信道的子載波數(shù)目設(shè)置為(Q-M)，則可以修改基本序列S0與S1，如等式(8)所示S0＝{a，a2，a3，...，a(Q-M-1)}S1＝{a2，a4，a6，...，a2(Q-M-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1).....(8)使用原始序列的頭(Q-M)個(gè)子載波。以相同的方式，如果將每個(gè)子信道的子載波數(shù)目設(shè)置為大于(Q-1)，則可以通過重復(fù)基本序列，獲得與所希望的一樣多的子載波。如果每個(gè)子信道包括2x(Q-1)個(gè)子載波，則通過重復(fù)，基本序列S0與S1出現(xiàn)兩次。
圖3顯示在GF(7)上向7個(gè)子信道分配42個(gè)子信道。參照圖3，在小區(qū)2與小區(qū)3的子信道之間發(fā)生兩個(gè)沖突，如虛方框所示。在小區(qū)1與小區(qū)2之間最多發(fā)生一次子信道沖突。
在頻率復(fù)用率為1的無線通信系統(tǒng)中，需要增加可識別小區(qū)的最大數(shù)目，以促進(jìn)基站安裝。為此，可以不對一個(gè)OFDM碼元、而是對多個(gè)OFDM碼元分配子載波。但是，該方法以用于子載波分配的OFDM碼元數(shù)目限制幀結(jié)構(gòu)。
當(dāng)需要時(shí)，本發(fā)明可以將作為基本子載波分配單元的碼元的數(shù)目增加至常規(guī)方法數(shù)目的二次冪。
給定Q(Q-1)個(gè)子載波，如果利用在每個(gè)OFDM碼元中QxN個(gè)子載波定義N個(gè)子載波組，并且使用(Q-1)/N個(gè)OFDM碼元，則由等式(9)計(jì)算子載波索引
Sub_carrier index(n；i)＝Q*(i-N*i/N)+Sm，β(i)，n＝i/N.....(9)在等式(9)中，當(dāng)Q＝7且N＝2時(shí)，載波組的組索引范圍從0到5(即從0到Q-2)，并且碼元索引n為0或1。此處，i/N表示小于或等于i/N的最大整數(shù)?；?1的子信道#0的子載波索引，對于n＝0以及i＝3為11，對于n＝1以及i＝1為13，對于n＝2以及i＝0為10。
圖4A與4B分別顯示當(dāng)Q＝7以及N＝2與3時(shí)，根據(jù)等式(9)向子信道分配子載波的方法。
進(jìn)行子載波分配，以承載圖4A中的兩個(gè)碼元以及圖4B中的三個(gè)碼元。如上所述，圖3所示的子載波分配導(dǎo)致不同小區(qū)的不同子信道之間的最多兩個(gè)子載波沖突。當(dāng)使用GF(Q)上定義的序列時(shí)，基于等式(9)的子信道索引導(dǎo)致每Q個(gè)小區(qū)#0到#(Q-1)、#Q到#(2Q-1)、以及#2Q到#(3Q-1)中的子信道之間不超過一個(gè)的子載波沖突。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在OFDMA通信系統(tǒng)中，利用有限的子載波資源，將可識別小區(qū)的數(shù)目增加到與常規(guī)方法相比的二次冪。另外，當(dāng)保持常規(guī)的可識別小區(qū)的最大數(shù)目時(shí)，本發(fā)明的小區(qū)編號將發(fā)生子信道間沖突的數(shù)目限制到不超過1，而沒有結(jié)構(gòu)修改。
雖然參照本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例顯示并且描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神與范圍的前提下，可以進(jìn)行各種形式與細(xì)節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種在無線通信系統(tǒng)中向子信道分配多個(gè)子載波的方法，在該無線通信系統(tǒng)中，移動(dòng)站與基站通過至少一個(gè)子信道相互通信，該方法包含步驟將小區(qū)的子載波編組為多個(gè)子載波組，該多個(gè)子載波組的每一個(gè)都包括至少一個(gè)連續(xù)子載波；以及通過利用小區(qū)識別信息、多個(gè)里得-所羅門序列、以及關(guān)于子載波組的信息，從每個(gè)子載波組中選擇一個(gè)子載波，向子信道分配多個(gè)子載波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)子載波組的連續(xù)子載波的數(shù)目(Q)等于子信道的數(shù)目。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中小區(qū)識別信息是將小區(qū)ID號(m)除以每個(gè)子載波組的連續(xù)子載波數(shù)目(Q)的商與余數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述分配步驟包括通過下式計(jì)算子信道中包含的子載波的索引Sub_carrier(i)＝Q*i+S(i)其中Sub_carrier(i)表示每個(gè)子載波的索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目-1，并且S(i)為通過下式計(jì)算的以下序列Sm，β的第(i+1)個(gè)元素Sm，β＝Sm+{β，β，β，…，β，β}β∈GF(Q)其中β為范圍從0到子信道總數(shù)-1的子信道索引，并且Sm為小區(qū)識別序列，并且通過以下計(jì)算Sm＝c0*S0+c1*S1其中，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，并且S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述多個(gè)里得-所羅門序列S0與S1通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，如果全體子載波的數(shù)目為Q(Q-1)，利用在每個(gè)OFDM碼元中QxN個(gè)子載波定義N個(gè)子載波組，并且使用(Q-1)/N個(gè)碼元，則所述分配步驟包括通過下式計(jì)算在子信道中包含的子載波的索引Sub_carrier index(n；i)＝Q*(i-N*i/N)+Sm，β(i)，n＝i/N其中，i/N表示小于或等于i/N的最大整數(shù)，Sub_carrier index(n；i)表示每個(gè)子載波的索引，n表示碼元索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目-1，并且通過下式計(jì)算以下序列Sm，βSm，β＝Sm+{β，β，β，…，β，β}β∈GF(Q)其中β為范圍從0到子信道總數(shù)-1的子信道索引，并且Sm為小區(qū)識別序列，并且通過下式計(jì)算Sm＝c0*S0+c1*S1其中，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，并且S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多個(gè)里得-所羅門序列S0與S1通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
12.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述分配步驟包括通過下式計(jì)算在子信道中包含的子載波的索引Sub_carrier(i)＝Q*i+S″(i)其中Sub_carrier(i)表示每個(gè)子載波的索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目-1，S″(i)為通過下式確定的以下序列S″的第(i+1)個(gè)元素S′＝c0*S0+{β，β，β，…，β，β}，β∈GF(Q)S″＝S′+c1*S1其中S′為小區(qū)識別序列，S″為表示具有小區(qū)ID號m的小區(qū)的第β個(gè)子信道的序列，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列并且通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
15.如權(quán)利要求3所述的方法，其中如果向每個(gè)子信道分配(Q-M)個(gè)子載波，則所述分配步驟包含通過下式計(jì)算在子信道中包含的子載波的索引Sub_carrier(i)＝Q*i+S(i)其中Sub_carrier(i)表示每個(gè)子載波的索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目(Q-M)-1，并且S(i)為通過下式計(jì)算的以下序列Sm，β的第(i+1)個(gè)元素Sm，β＝Sm+{β，β，β，…，β，β}β∈GF(Q)其中β為范圍從0到子信道總數(shù)-1的子信道索引，并且Sm為小區(qū)識別序列，并且通過下式計(jì)算Sm＝c0*S0+c1*S1其中，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，并且S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)里得-所羅門序列S0與S1通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
19.一種在無線通信系統(tǒng)中向子信道分配多個(gè)子載波的裝置，在該無線通信系統(tǒng)中，移動(dòng)站與基站通過至少一個(gè)子信道相互通信，該裝置包含子載波組生成器，用來將小區(qū)的子載波編組為多個(gè)子載波組，該多個(gè)子載波組的每一個(gè)都包括至少一個(gè)連續(xù)子載波；小區(qū)分離器，用來通過利用小區(qū)識別信息、以及多個(gè)里得-所羅門序列，生成小區(qū)識別序列；以及子載波分配器，用來利用小區(qū)識別序列、以及關(guān)于子載波組的信息，向子信道分配多個(gè)子載波。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中每個(gè)子載波組的連續(xù)子載波的數(shù)目(Q)等于子信道的數(shù)目。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中小區(qū)識別信息是將小區(qū)ID號(m)除以每個(gè)子載波組的連續(xù)子載波數(shù)目(Q)的商與余數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述子載波分配器通過以下向子信道分配具有索引的子載波通過以下計(jì)算所述子載波索引Sub_carrier(i)＝Q*i+S(i)其中Sub_carrier(i)表示每個(gè)子載波的索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目-1，并且S(i)為通過下式計(jì)算的以下序列Sm，β的第(i+1)個(gè)元素Sm，β＝Sm+{β，β，β，…，β，β}β∈GF(Q)其中β為范圍從0到子信道總數(shù)-1的子信道索引，并且Sm為小區(qū)識別序列，并且通過下式計(jì)算Sm＝c0*S0+c1*S1其中，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，并且S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述多個(gè)里得-所羅門序列S0與S1通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
25.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
26.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，如果全體子載波的數(shù)目為Q(Q-1)，利用在每個(gè)OFDM碼元中QxN個(gè)子載波定義N個(gè)子載波組，并且使用(Q-1)/N個(gè)碼元，則所述子載波分配器通過以下向子信道分配具有索引的子載波通過以下計(jì)算所述子載波索引Sub_carrier index(n；i)＝Q*(i-N*i/N)+Sm，β(i)，n＝i/N其中，i/N表示小于或等于i/N的最大整數(shù)，Sub_carrier index(n；i)表示每個(gè)子載波的索引，n表示碼元索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目-l，并且通過下式計(jì)算以下序列Sm，βSm，β＝Sm+{β，β，β，…，β，β}β∈GF(Q)其中β為范圍從0到子信道總數(shù)-1的子信道索引，并且Sm為小區(qū)識別序列，并且通過以下計(jì)算Sm＝c0*S0+c1*S1其中，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，并且S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列。
27.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述多個(gè)里得-所羅門序列S0與S1通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
30.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述子載波分配器通過以下向子信道分配具有索引的子載波通過下式計(jì)算所述子載波索引Sub_carrier(i)＝Q*i+S″(i)其中Sub_carrier(i)表示每個(gè)子載波的索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目-1，S″(i)為通過下式確定的以下序列S″的第(i+1)個(gè)元素S′＝c0*S0+{β，β，β，…，β，β}，β∈GF(Q)S″＝S′+c1*S1其中S′為小區(qū)識別序列，S″為表示具有小區(qū)ID號m的小區(qū)的第β個(gè)子信道的序列，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列并且通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
32.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
33.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中如果向每個(gè)子信道分配(Q-M)個(gè)子載波，則所述子載波分配器通過以下向子信道分配具有索引的子載波通過下式計(jì)算所述子載波索引Sub_carrier(i)＝Q*i+S(i)其中Sub_carrier(i)表示每個(gè)子載波的索引，變量i表示每個(gè)子載波組的索引，范圍從0到子載波組數(shù)目(Q-M)-1，并且S(i)為通過下式計(jì)算的以下序列Sm，β的第(i+1)個(gè)元素Sm，β＝Sm+{β，β，β，…，β，β}β∈GF(Q)其中β為范圍從0到子信道總數(shù)-1的子信道索引，并且Sm為小區(qū)識別序列，并且通過以下計(jì)算Sm＝c0*S0+c1*S1其中，c0與c1選擇性地為所述商與余數(shù)，并且S0與S1為所述多個(gè)里得-所羅門序列，并且通過下式計(jì)算S0＝{a，a2，a3，…，aQ-2，aQ-1}S1＝{a2，a4，a6，…，a2(Q-2)，a2(Q-1)}(am≠1 for m＜Q-1，aQ-1＝1)其中，a為GF(Q)的素元。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中可通過循環(huán)移動(dòng)所述多個(gè)序列來生成S0與S1的等價(jià)序列。
35.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中每個(gè)子信道的子載波數(shù)目(Q-1)能夠增加/減少。
全文摘要
提供了一種在使用多個(gè)載波的寬帶無線通信系統(tǒng)中分配子載波的方法與裝置。在將所有可用頻帶分為多個(gè)子載波、并且利用預(yù)定數(shù)目的子載波形成每個(gè)子信道的無線通信系統(tǒng)中，將子載波編組為子載波組；根據(jù)預(yù)定的序列從子載波組中選擇子載波；并且在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)，將所選擇的子載波作為子信道分配給小區(qū)。
文檔編號H04W72/04GK1930840SQ200580007214
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者金柾憲, 田宰昊, 尹淳暎, 孟勝柱, 黃寅碩 申請人:三星電子株式會社