专利名称：在正交频分复用移动通信系统中分配频率的装置和方法
技术领域：
本发明总的来说涉及一种正交频分复用(OFDM)通信系统。本发明尤其涉及一种用于通过考虑用户设备(UE)的移动性分配频率资源以支持高速下行链路分组接入(HSDPA)业务的装置和方法。
背景技术：
随着近来用于移动通信业务各种内容的发展，存在一种对诸如视频、音频、文本和数字广播以及语音业务之类的多媒体业务的增长需求。为了满足这种需求，对正交频分复用(OFDM)的研究正在进行，这是一种用于有效传输高速数据的常规无线接入技术。OFDM是一种典型的用于第4代或更后一代移动通信系统的技术，对于超高速分组传输技术的研究和标准化正在全世界积极地进行。
OFDM技术通过使用多个正交副载波来提供高频率效率，并通过使用逆快速傅立叶变换(IFFT)块和快速傅立叶变换(FFT)块确保高速数据的处理。在OFDM方案中，按OFDM码元进行发送，在多路径环境中当前的发送码元可能偶尔受先前的发送码元影响。为了避免OFDM码元间的干扰，OFDM方案采用了一种循环前缀(CP)以在多径信道环境中提供抗码元干扰和衰落的稳健性。优点在于，OFDM方案可以简单地扩展到多用户和多天线系统。
在本文环境中，第3代合作项目(3GPP)的Rel6(第6版)提供了用于高速分组数据下行链路传输的OFDM方案的应用。即，OFDM方案被用于支持高速下行链路分组接入业务(HSDPA)。在这种情况下，为发送下行链路OFDM信号，基站包括使用IFFT将频域信号转换为时域信号的功能、调制在OFDM信号上运载的数据的功能以及处理有关OFDM信号发送的射频(RF)的功能。
图1示出了一种3GPP Rel6建议的基站发射机的传统结构。
参照图1，支持HSDPA的基站提供了用于数据传输的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)和用于运载为HS-DSCH的解调所需的控制信息的高速共享控制信道(HS-SCCH)。例如，HS-SCCH运载通过指示码数的信道化编码集(CCS)信息，通过该信道化编码集(CCS)信息完成发送HS-DSCH。在当前的标准中，最多15个信道化编码可以用于HS-DSCH的发送。
用于HSDPA的HS-DSCH数据和包括控制信息和导频信息的HS-SCCH信息分别在QAM映射器(mapper)100和102中被映射到正交幅度调制(QAM)信号。物理信道(PHY_CH)映射和复用块104把QAM信号映射到用于数据传输的副载波和用于控制信息传输的副载波，然后复用所映射的副载波。IFFT块106对N个复用副载波信号执行IFFT，也就是，OFDM调制，并输出由N个OFDM采样组成的OFDM码元。
保护间隔插入器108在由N个OFDM采样组成的OFDM码元中插入前缀或后缀。例如，保护间隔插入器108在OFDM采样中复制最后的G个OFDM采样(复制的采样数据)并将复制的采样数据插入到OFDM码元的前面。这里，其前面插入了前缀或后缀的OFDM码元，将被称作为“OFDM传输码元”。从保护间隔插入器108输出的OFDM传输码元被分离到同相(I)通道和正交(Q)通道，然后通过数模转换器(DAC)110转换成模拟OFDM信号。OFDM信号通过RF单元112被转换成射频(RF)信号，接着通过天线114发射。
OFDM信号的接收性能相当多地依赖于接收OFDM信号的UE的移动性。这是因为无线信道随着UE的移动和位置而改变特性。
如果UE的移动速度大于或等于增长多普勒效应的阈值速度，则UE的信道质量经受频繁的变化，使得基站不能正常传输下行链路分组数据。也就是说，传统系统为数据传输分配无线资源而没有考虑UE的移动性，导致整个系统性能的恶化。
发明内容
因此，为解决上面的问题，本发明的示范性实施例提供了一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中根据用户设备(UE)的移动性来分配无线资源的装置和方法。
本发明的示范性实施例提供了一种在OFDM移动通信系统中分别给高速UE和低速UE分配无线资源的装置和方法。
本发明的示范性实施例提供了一种在OFDM移动通信系统中通过分别服务高速UE和低速UE而最大化服务质量(QoS)的装置和方法。
本发明的示范性实施例提供了一种在OFDM移动通信系统中向基站反馈UE的移动性信息的装置和方法。
根据本发明的一个示范方面，提供了一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中通过基站将频率资源分配给用户设备(UE)的方法。该方法包括以下步骤接收来自UE的至少包括移动性信息的反馈信息；根据移动性信息确定UE属于高速组还是低速组，如果该UE属于高速组，则根据开环解决方案为UE分配频率资源，如果UE属于低速组，则根据闭环解决方案为UE分配频率资源；以及使用分配的频率资源为UE发送数据。
根据本发明的另外一个示范性方面，提供了一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中接收分配的频率资源的方法，该分配的频率资源用于接收高速下行链路分组数据，该方法包括以下步骤通过多副载波信道利用从基站接收的OFDM信号按频率测量信道质量；测量接收OFDM信号的用户设备(UE)的移动性；根据测量的移动性确定UE是否高速移动；如果UE高速移动，则在反馈信息中包括指示测量的移动性的移动性信息，并将反馈信息发送到基站；以及如果UE不以高速移动，则在反馈信息中包括指示测量的移动性的移动性信息和指示信道质量的信道信息，并将反馈信息发送到基站。
根据本发明再一个另外的示范性方面，提供了一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中分配频率资源给用户设备(UE)的基站装置，该装置包括资源分配器，用于从UE接收至少包括移动性信息的反馈信息，根据移动性信息确定UE属于高速组还是低速组，如果UE属于高速组，则根据开环解决方案为UE分配频率资源，如果UE属于低速组，则根据闭环解决方案为UE分配频率资源，并且确定指示分配的频率资源的映射模式；以及发射机，用于根据由资源分配器提供的映射模式映射用于UE的数据到分配的频率资源，并发送用于UE的数据。
仍根据本发明的另一个示范性方面，提供了一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中用于接收分配的频率资源的用户设备(UE)装置，该分配的频率资源用于接收高速下行链路分组数据，该装置包括信道测量器，用于通过多路径信道利用从基站接收的OFDM信号按频率测量信道质量；移动性测量器，用于测量UE的移动性；反馈信息生成器，用于根据测量的移动性确定UE是否高速移动，如果UE高速移动，则在反馈信息中包括指示测量的移动性的移动性信息；而如果UE没有以高速移动，则在反馈信息中包括移动性信息和信道信息；以及发射机，用于向基站发送反馈信息。
根据下面详细的描述并结合附图，本发明上面的和其它的目的、特征和优点将变得更加明显。
图1是图示了基站发射机的传统结构的图；图2是图示根据本发明的示范性实施例用于分配无线资源的基站发射机的示范性结构的图；图3是图示根据本发明的实施例分别为高速用户设备(UE)和低速UE分配无线资源的示范性操作的流程图；图4A到图4D是示范性图示根据本发明示范性实施例的无线资源分配方法的图；图5是图示根据本发明示范性实施例用于更新分配的无线资源的示范性基站操作的流程图；图6是图示根据本发明的示范性实施例用于发送反馈信息的UE发射机的示范性结构的示意图；图7是图示根据本发明示范性实施例用于发送反馈信息的示范性UE操作的流程图；以及图8是图示根据本发明示范性实施例用于无线资源分配的示范性系统吞吐量的图。
以上附图中，相同或相近的元件、特征和结构由相同的参考标号来表示。
具体实施例方式
现在将参照附图进行详细地描述本发明的示范性实施例。在下面的描述中，为了简明，省略在此所并入的已知的功能和配置的详细描述。
在本发明的一个实施例中，在支持高速下行链路分组接入(HSDPA)业务的正交频分复用(OFDM)移动通信系统中，基站考虑用户设备(UE)的移动性，分配无线资源特别是频率资源，从而保证同一小区中以不同速度移动的多个UE的服务质量(QoS)。
在向UE发送高速分组数据的过程中，基站通过每个UE的多普勒效应分配频率资源以满足每个UE需要的QoS。基站根据每个UE的多普勒值(也就是多普勒频率)采用开环解决方案和闭环解决方案分配频率资源。
更具体地讲，基站采集每个UE的移动速度或多普勒值，并且如果该速度/多普勒值大于或等于预定的阈值，基站使用为高速UE组所设置的资源分配解决方案，其适合于较高信道变化率。如果该速度/多普勒值低于该阈值，基站使用为低速UE组设置的资源分配解决方案，其适合于较低信道变化率。在提供给处于静止状态或非常低速移动的UE的可能的QoS与提供给高速移动(例如，30Km/h或更高)的UE的可能的QoS之间存在差别。因此，基站使用一种能考虑具有不同移动速度的UE的信道环境而最大化UE的发送效率的资源分配解决方案。
在这里，假定应用于OFDM系统的高速下行链路分组接入(HSDPA)信道在调制码元映射到物理信道之前在结构上彼此相等或大致相等。在下面的描述中，为了举例，将QAM码元用作调制码元。通过把信道映射到不同的OFDM时频单元(element)来实现信道复用。对其分配信道的时频单元之间的关系被定义成时频模式，而复用方案应满足下面三个特点。
首先，复用方案应最大化时频网格中向其分配信道的两个随机单元之间的最小距离。
其次，复用方案应最小化两个随机时频模式之间的正规化(normalize)的周期汉明(Hamming)相关。
第三，复用方案应最小化时频模式之间正规化的周期汉明相关的最大旁瓣。
复用方案使用空时发射分集(STTD)或空频发射分集(SFTD)可获得分集增益。为获得频率分集增益，复用方案也可以使用跳频或频率交织。
图2图示了根据本发明一个实施例的基站发射机的结构。
参照图2，正交幅度调制(QAM)映射器200和202分别映射HS-DSCH数据和HS-SCCH信息到QAM信号，该HS-SCCH信息包含用于解调HS-DSCH数据的控制信息和导频信息。将该QAM信号映射到按照从资源分配器230提供的映射模式分配的无线频率资源。
资源分配器230使用来自UE的反馈信息确定适合于UE的时间、频率或空间映射模式。物理信道(PHY_CH)映射和复用块204通过考虑从资源分配器230提供的映射模式将用于支持HSDPA的多个UE的信道数据映射到它们对应的子带，并复用这些子带。这里，“子带”指包含一个或多个副载波的频率资源单元。
逆快速傅立叶变换(IFFT)块206将复用的信号转换成由N个OFDM采样组成的OFDM码元。保护间隔插入器208在由N个OFDM采样组成的OFDM码元中插入前缀或后缀。例如，保护间隔插入器208从OFDM采样中复制最后的G个OFDM采样并将复制的采样插入到OFDM码元的前面。从保护间隔插入器208输出的OFDM传输码元被分离到I通道和Q通道，然后通过数模转换器(DAC)210转换成模拟OFDM信号。OFDM信号通过RF单元212转换成射频(RF)信号，然后通过天线214发射。
基站的资源分配器230通过考虑每个UE的移动性基于来自UE的反馈信息来分配频率资源，并提供指示分配的频率资源的映射模式给物理信道映射和复用块204。也就是说，资源分配器230基于来自UE的反馈信息考虑时间、频率或空间的分集来确定适合于每个UE的映射模式。
图3是图示根据本发明的示范性实施例分别为高速UE和低速UE分配无线资源的示范性基站操作的流程图。
参照图3，在步骤300基站接收来自多个UE的反馈信息。该反馈信息可以包含指示每个UE速度或对应于该移动速度的多普勒值的移动信息和用于分配的频率资源的信道质量指标(CQI)。这里，移动信息不仅仅包含每个UE的速度/多普勒值，也包含据其可确定速度的相关信息。当基站可用的副载波分离成副载波组时，CQI指示用于每个副载波组(也就是子带)的信号质量。另外，CQI包括分配的副载波或分配的副载波组的零值/峰值信息。该“零值”指没有检测到有效信号的副载波/子带，而“峰值”指检测到具有峰值强度的信号的副载波/子带。基站依靠移动性信息控制反馈速率。也就是说，基站考虑移动性信息，单独控制每个UE的移动性报告周期和CQI报告周期，或控制用于发送反馈信息的反馈周期。
在步骤302中，基站根据接收的反馈信息将UE分离成高速UE组和低速UE组。在步骤304中，基站确定高速UE组中的UE数量和低速UE组中的UE数量，并据此确定可用的频率集。在步骤304中，基站确定适合于高速UE组和低速UE组的频率资源。基站使用下面的方法确定频率资源。
第一种方法有优先级的考虑。也就是说，第一种方法给高速UE组分配较高优先级，并将作为3GPP开环资源分配解决方案的科斯塔断(Costas)序列应用到该高速UE组。科斯塔斯序列指定了时频资源，后面将对其进行详细的描述。根据时频映射技术分配时频单元给高速UE组。基站将除了分配给高速UE组的时频单元外剩余的时频单元分配给低速UE组。后面将参照图4A对第一种方法进行详细的描述。
第二种方法基于高速UE的数量和低速UE的数量的比率将整个频带分成两部分。例如，可以假定可用的整个频带总共有16个子带#0到#15，高速UE的数量是低速UE数量的两倍。在这种情况下，基站为高速UE组分配较低频带，也就是子带#0到#10，并且为低速UE组分配较高频带，也就是子带#11到#15。后面将参照图4B对第二种方法进行详细的描述。
第三种方法通过将频率交织技术应用到第二种方法获得频率分集增益。用此方法，基站分配频率集，使得对高速UE组可用的子带与对低速UE组可用的子带在整个频带彼此交替。每个频率集的大小根据高速UE组中UE的数量和低速UE组中UE的数量的比率来确定。此外，基站分配频率集，使得用于高速UE组的子带或用于低速UE组的子带不应彼此毗连。后面将参照图4C对第三种方法进行详细的描述。
第四种方法将每个子带分割成高速UE组中UE的数量和低速UE组中UE的数量的比率。该方法对组成每个子带的副载波按照高速UE组中UE的数量和低速UE组中UE的数量的比率进行划分，并将用于高速UE组的频带与用于低速UE组的频带分开。后面将参照图4D对第四种方法进行详细的描述。
当在步骤306中确定属于高速UE组的UE时，在步骤308中基站使用开环解决方案分配单独的频率资源给高速UE组中的UE。也就是说，基站根据诸如基于科斯塔斯序列的时频映射、STTD、SFTD、跳频和频率交织之类的开环解决方案在为高速UE组分配的频率集中分配频率资源。因此，当为高速UE组分配频率资源时基站不需要高速UE组中的UE的信道信息。此外，基站可以根据平均信号干扰比(SIR)来为高速UE组中的UE单独子带选择调制方案和编码率。
当在步骤310中确定属于低速UE组的UE时，在步骤312中基站根据闭环解决方案在为低速UE组分配的频率集中分配单独的频率资源给低速UE组中的UE。在这种情况下，基站不仅使用低速UE组中UE的移动性信息，而且使用诸如零值/峰值信息的信道信息。例如，基站使用对于零值的信道信息执行频率调度，使得不分配对应于零值的子带给相应的UE。
这是因为在执行用于高速UE组的频率分配之后，执行具有较低信道变化率的低速UE组的频率分配。在这种情况下，基站分析从低速UE组中UE传送来的零值/峰值信息，并根据零值/峰值信息执行频率调度以分配最优的频率资源，使得对高速UE组分配对应于低速UE组的峰值的子带或对低速UE组不分配对应于零值的子带。
此外，基站可以根据UE通过上行链路信道传送来的反馈信息调整反馈周期和反馈信息的类型。
如上所述，基站在高速UE组和低速UE组之间区分，然后使用一种合适的频率分配算法分配频率资源给相应的UE组。基站对高速UE组使用开环算法，对低速UE组使用闭环算法。通过这种方式，基站最大化高速UE和低速UE共存的移动通信系统的整体性能，并采用OFDM方案有效支持HSDPA。
图4A到图4D图示了示范性实施例，其中根据本发明的示范性实施例基站给如图3中所示的高速UE组和低速UE组分配频率资源。在图4A到图4D中，横轴表示整个频带的子带，纵轴表示整个OFDM帧的OFDM码元间隔。因此，每个块表示一个时频单元，该时频单元是子带和OFDM码元间隔的组合。
图4A图示了用于通过考虑优先级分配频率资源的方法的映射模式。该方法使用时频映射模式分配频率给高速UE组。用此方法，基站分配较高的优先级给高速UE组，并使用科斯塔斯序列给高速UE组分配频率。科斯塔斯序列是一种映射模式，该映射模式表示根据时频映射技术分配的时频单元。当OFDM码元(时间轴)的数量等于子带(频率轴)的数量时，也就是说，当时间轴由15个码元间隔组成，并且子带的数量是15时，表示分配的时频单元的映射模式如下。
科斯塔斯序列#0＝[13，5，3，9，2，14，11，15，4，12，7，10，1，6，8]科斯塔斯序列#0是用于创建第1信道的映射模式。科斯塔斯序列#0指示第0信道由第1个子带的第13个码元间隔、第2个子带的第5个码元间隔、第3个子带的第3个码元间隔等等创建。为了提供附加信道，通过沿着频率轴逐一移动科斯塔斯序列#0指示的子带，如下创建科斯塔斯序列#1。
科斯塔斯序列#1＝[14，6，4，10，3，15，12，0，5，13，8，11，2，7，9]类似地，科斯塔斯序列#1指示第2个信道由第1个子带的第14个码元间隔、第2个子带的第6个码元间隔、第3个子带的第4个码元间隔等等创建。如上所述，在图4A中假定在由基站管理的小区中存在3个UE，UE1和UE2是高速UE，而UE3是低速UE。
根据科斯塔斯序列#0为UE1分配[13，5，3，9，2，14，11，15，4，12，7，10，1，6，8]的时频单元。为UE2分配通过沿着频率轴逐一移动科斯塔斯序列#0的子带得到的[14，6，4，10，3，15，12，0，5，13，8，11，2，7，9]的时频单元。
然而，考虑到相应的反馈信息，给作为低速UE的UE3分配在除了分配给高速UE组的时频资源外剩余的资源中的资源。在这种情况下，基站分配该资源，使得根据反馈信息不应该将映射到零值的频率和分配给UE1和UE2的频率分配给UE3。
图4A的频率分配方法可以为高速UE提供灵活的频率分配。然而，由于低速UE必须被分配除了零值频率和分配给UE1和UE2的频率之外的剩余频率，所以基站未给低速UE分配最优的频率资源。因而，基站通过频率调度分配次优频率给低速UE。
换句话说，如果给低速UE的最优子带与分配给高速UE的时频单元交迭，则对于具有与高速UE数量一样多的码元间隔，低速UE不能使用最优子带，而只能使用次优子带。
图4B图示了以高速UE组中的UE数量和低速UE组中的UE数量的比率划分具有预定大小的整个频带的第二种方法。
在图4B中，用于高速UE组的频率集由左手侧的子带#1到#9组成，用于低速UE组的频率集由右手侧的子带#10到#15组成。如果高速UE组中的UE数量假设为Nf，并且低速UE组中的UE数量假设为Ns，则分配给高速UE组的子带数量k变成15*Nf/(Nf+Ns)的取整值，而分配给低速UE组的子带数量变为15-k。
图4C图示了第三种方法，用于按以下方式为高速UE组分配子带使得子带被最大地和周期性地安排在整个频带上。
在图4C中，因为高速UE组中的UE数量Nf比低速UE组中的UE数量Ns少，所以为高速UE组分配的频率集比为低速UE组分配的频率集少。在这种情况下，高速UE组的子带不相互毗连，而是空间分离的以获得频率分集效果。也就是说，高速UE组的频率和低速UE组的频率彼此交替。类似地，分配给高速UE组的子带数量k变成15*Nf/(Nf+Ns)的上取整值，分配给低速UE组的子带数量变为15-k。
图4D图示了用于分配组成一个子带的多个副载波给高速UE组和低速UE组的第四种方法。
参照图4D，每个子带由至少一个用于高速UE组的副载波和至少一个用于低速UE组的副载波组成。使用基于科斯塔斯序列的时频映射技术或跳频技术可为高速UE组中的UE分配频率资源。使用反馈信息可为低速UE组中的UE分配频率资源。
如果高速UE组中的UE数量是Nf，低速UE组中的UE数量是Ns，并且每个子带由Nc个副载波组成，则在每个子带中分配给高速UE组的副载波数量k变成Nc*Nf/(Nf+Ns)的上取整值。例如，如果高速UE组需要更多的频率资源，则基站将由Nc个副载波组成的每个子带划分为round(Nc/(Nc-k))(对Nc/(Nc-k)取整)个频率单元，分配每个子带的一个频率单元给低速UE组，合并每个子带剩余的频率单元，并分配合并的频率单元给高速UE。
图5是图示根据本发明的示范性实施例更新分配的无线资源的示范性基站操作的流程图。
参照图5，在步骤502中，依据来自UE的反馈信息，基站将位于其小区内的UE分类成高速UE组和低速UE组。基站考虑高速UE组中UE的数量和低速UE组中UE的数量来分配频率资源。当在高速UE组和低速UE组中的UE被分配合适的频率时，基站使用一种在UE移动性方面优化的算法。
例如，在步骤502中，基站根据时频映射模式使用科斯塔斯序列给高速UE组中的UE分配时频单元。也就是说，接收根据科斯塔斯序列传送的OFDM信号的UE获得了频率分集效果。然而，基站使用来自每个UE的反馈信息，如零值/峰值或CQI，为低速UE组中的UE分配最优的子带。
在步骤504中，基站确定用于更新已分配频率的无线资源分配周期是否已经到达。无线资源分配周期可以由基站考虑UE的移动性设置。如果无线资源分配周期已经到达，则基站前进到步骤508。在步骤508中，基站考虑高速UE组中的UE数量和低速UE组中的UE数量重新分配频率资源。对于频率分配，基站使用前述的频率分配方法。
然而，如果在步骤504中确定无线资源分配周期没有到达，则在步骤506中基站确定在小区中的无线资源环境中是否有任何事件发生。也就是说，基站确定是否已经有新的UE从另外的小区进入了当前小区或当前小区中的UE已经移到另外小区。或者，基站确定是否高速UE组中的UE已经移到了低速UE组或者低速UE组中的UE已经移到了高速UE组。
在检测到事件的发生时，基站前进到步骤508，在此步骤，它通过考虑所述UE的组状态和每个组中UE的数量来更新小区中的频率分配。
当UE已经移动到了不包含该UE的组时，为了进行快速频率分配，基站可以分配最小的频率，即使作为分析小区中高速UE组和低速UE组的结果，没有UE属于任何一个组。
也就是说，在步骤506中，基站可以根据预先确定的最小事件发生准则更新频率分配来代替每次事件发生时重新分配频率资源。这是为了避免位于小区中的UE和基站之间信令的低效使用。
图6图示了根据本发明的示范性实施例用于发送反馈信息的示范性UE发射机的结构。
参照图6，串并转换器(SPC)600将经过多径信道传输的OFDM信号转换成N个OFDM采样。FFT块602对并行的N个OFDM采样进行FFT，并输出N个数据码元。并串转换器(PSC)604串行转换N个调制码元，并将串行转换的调制码元输出到保护间隔去除器606。保护间隔去除器606从串行转换的调制码元流中去除为避免码元间干扰插入的前缀或后缀，并将去除保护间隔的调制码元流输出到解调器608。解调器608解调从保护间隔去除器606输出的数据码元，并将解调的数据码元输出到解码器610。解码器610把解调的数据码元解码为原始数据。
信道测量器612使用从FFT块602输出的N个采样为每个副载波/子带测量信道质量。信道测量器612确定P个有较低SIR的副载波/子带或与零值相对应的副载波/子带作为信道测量的结果。或者，信道测量器612确定有较高SIR的副载波/子带。将确定的信道信息输入到反馈信息生成器614。反馈信息生成器614包括反馈信息中的信道信息。移动性测量器616计算UE的移动性信息。移动性测量器616可以根据先前的信道信息和输入的信道信息之间的比较结果间接测量UE的移动性，或直接测量UE的移动速度。计算出的移动速度由反馈信息生成器614包含在反馈信息中，然后通过发射机618发送给基站。
在另一个例子中，移动性测量器616通过对先前估计的UE速率与当前UE速率进行比较计算一个多普勒值。所估计的多普勒值或速率差由反馈信息生成器614包括在反馈信息中，然后通过发射机618发送给基站。反馈信息可以进一步包括信道信息，如用于副载波/子带的CQI和零值/峰值。基站通过考虑UE的移动性使用反馈信息进行频率分配。
图7是图示根据本发明的示范性实施例发送反馈信息的示范性UE操作的流程图。
参照图7，在步骤700中，UE接收从基站发送的OFDM信号，并测量用于每个副载波/子带的信道的质量。也就是说，UE为每个副载波/子带测量信道质量，并确定用于零值的子带或确定用于峰值的子带。在步骤702中，UE存储信道质量信息。
在步骤704中，UE通过对当前信道质量与先前测量的信道质量比较来计算由于UE的移动性引起的信道变化。在步骤706中，UE确定信道变化是否超出了预定的阈值。如果信道变化超出了阈值，则UE前进到步骤708。相反，如果信道变化没有超出阈值，则UE前进到步骤710。前进到步骤708指示UE在预定的小区中高速移动或从预定的小区高速移动到另一小区。前进到步骤710指示UE低速移动。
在步骤712中，UE在反馈信息中包含信道变化信息和信道质量信息，并将反馈信息发送给基站。基站把信道变化当作UE的移动性信息。
例如，从以30Km/h或更高的高速移动的UE发送的反馈信息在信道质量经受不断变化的环境中被接收。因此，基站不能保证从高速UE连续发送的反馈信息的可靠性。当反馈信息被频繁地从高速UE发送时，特别是在低信道质量的环境中，在基站和UE间存在信令负担。因此，高速UE只向基站发送基站基于其可以检测信道变化的反馈信息。也就是说，在发送前高速UE在反馈信息中只包括指示UE的信道变化、速率和多普勒值的移动性信息。
因此，高速UE使用用于允许基站最大化频率分集的方法，可以克服诸如由快速信道变化引起的载波间干扰的干扰。在接收带有移动性信息的反馈信息时，基站基于时频映射、STTD、SFTD、跳频或频率交织分配频率资源，确定相应的UE属于高速UE组，即确定使用信道信息的闭环频率分配是不可能的。
相反，在发送前，低速UE不仅在反馈信息中包括如UE的信道变化、速率或多普勒值的移动性信息，还包括诸如与副载波/子带相关的CQI信息和零值/峰值的信道信息。在接收包含移动性信息和信道信息的反馈信息时，基站使用闭环算法基于信道信息分配频率资源，确定相应的UE属于低速UE组。因此，使用频率调度方案或最大载波干扰比(C/I)选择方案，可以从基站为低速UE分配保证QoS的频率资源。
图8图示了根据本发明的示范性实施例用于无线资源分配的示范性系统吞吐量。在这里，在传统开环/闭环解决方案802和804与根据本发明的示范性实施例的自适应解决方案806之间进行比较，前者没有区分高速UE组和低速UE组。
参照图8，因为信道信息对于一个具有达ηa的多普勒值的UE是有效的，所以就系统吞吐量而言闭环解决方案804是有利的。然而，反馈信息对于多普勒值大于ηb的UE不再起作用。因此，从ηb开始，闭环解决方案804的系统吞吐量一点一点地减少。
相反，开环解决方案802平滑地响应多普勒值的变化。然而，因为频率分集增益，多普勒值的增加增加了系统吞吐量。
如果UE的多普勒值小于预定的阈值ηa，则根据本发明的示范性实施例的自适应解决方案806根据闭环解决方案804分配频率。然而，如果多普勒值大于阈值ηa，则自适应解决方案806使用开环解决方案802分配频率。尽管这里示出了两个阈值，也可能如上所述使用一个阈值。用此方法，自适应解决方案通过考虑UE的移动性更新频率分配有效地分配频率资源，从而恶化了系统吞吐量。
如从先前的描述可以理解，本发明的示范性实施例在发送分组数据之前分别分配频率给高速UE和低速UE。本发明的示范性实施例根据UE的移动性使用不同的频率分配算法，从而提高了移动通信系统的整体效率。此外，本发明的示范性实施例周期性地考虑UE移动性分配无线资源，从而满足QoS要求。
尽管参考本发明的示范性实施例，已经对本发明做出了说明和描述，但是本领域的技术人员将会理解，在不背离如由权利要求书定义的本发明精神和范围的情况下，在此可以进行形式和细节的各种修改。
权利要求
1.一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中由基站分配频率资源给用户设备(UE)的方法，该方法包括如下步骤接收来自UE的至少包括移动性信息的反馈信息；根据移动性信息确定UE属于高速组还是低速组，如果该UE属于高速组，则根据开环解决方案为UE分配频率资源，如果UE属于低速组，则根据闭环解决方案为UE分配频率资源；以及使用分配的频率资源为UE发送数据。
2.如权利要求1的方法，进一步包括步骤在整个频带中确定指示可分配给高速组的频率资源的第一频率集；以及确定除了第一频率集以外的剩余频率资源作为用于指示可分配给低速组的频率资源的第二频率集。
3.如权利要求2的方法，其中所述确定步骤包括步骤将根据时频映射技术确定的时频单元确定为第一频率集。
4.如权利要求2的方法，其中所述确定步骤包括以下步骤按属于高速组的UE数目与属于低速组的UE数目的比率，把整个频带划分为一个频带和另外一个频带；以及分别将该一个频带和该另外一个频带确定为第一频率集和第二频率集。
5.如权利要求2的方法，其中所述确定步骤包括确定第一频率集的步骤，使得高速组的子带在整个频带上被分配。
6.如权利要求2的方法，其中所述确定步骤包括以下步骤按属于高速组的UE数目与属于低速组的UE数目的比率，将组成整个频带的每个子带划分为两个副载波集；以及将所述副载波集确定为第一频率集和第二频率集。
7.如权利要求1的方法，其中所述分配步骤包括以下步骤使用基于科斯塔斯序列的时频映射、跳频、空时发射分集(STTD)、空频发射分集(SFTD)或频率交织将频率资源分配给属于高速组的UE。
8.如权利要求1的方法，其中所述分配步骤包括以下步骤使用频率调度方案或最大载波干扰比(C/I)选择方案，根据包括在反馈信息中的信道信息分配频率资源给属于低速组的UE。
9.一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中接收分配的频率资源的方法，该分配的频率资源用于接收高速下行链路分组数据，该方法包括以下步骤通过多副载波信道利用从基站接收的OFDM信号按频率测量信道质量；测量接收OFDM信号的用户设备(UE)的移动性；根据测量的移动性确定UE是否高速移动；如果UE高速移动，则在反馈信息中包括指示测量的移动性的移动性信息，并将反馈信息发送到基站；以及如果UE不以高速移动，则在反馈信息中包括指示测量的移动性的移动性信息和指示信道质量的信道信息，并将反馈信息发送到基站。
10.如权利要求9的方法，其中所述测量移动性的步骤包括以下步骤将测量的信道质量与先前测量的信道质量比较以计算信道变化；如果信道变化大于或等于预定的阈值，则确定UE高速移动；以及如果信道变化小于阈值，则确定UE低速移动。
11.如权利要求9的方法，其中所述移动性信息表示UE的移动速度和多普勒值中的一个。
12.如权利要求9的方法，其中所述信道信息包括按频率的信道质量指标(CQI)信息和指示零值和峰值频率的零值峰值信息。
13.一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中分配频率资源给用户设备(UE)的基站装置，该装置包括资源分配器，用于从UE接收至少包括移动性信息的反馈信息，根据移动性信息确定UE属于高速组还是低速组，如果UE属于高速组，则根据开环解决方案为UE分配频率资源，如果UE属于低速组，则根据闭环解决方案为UE分配频率资源，并且确定指示分配的频率资源的映射模式；以及发射机，用于相据由资源分配器提供的映射模式映射用于UE的数据到分配的频率资源，并发送用于UE的数据。
14.如权利要求13的基站装置，其中所述资源分配器确定在整个频带中指示可分配给高速组的频率资源的第一频率集，并将除第一频率集以外的剩余频率资源确定为可分配给低速组的频率资源的第二频率集。
15.如权利要求14的基站装置，其中所述资源分配器将根据时频映射技术确定的时频单元确定为第一频率集。
16.如权利要求14的基站装置，其中所述资源分配器按属于高速组的UE数目与属于低速组的UE数目的比率，将整个频带划分为一个频带和另一个频带，并分别将所述一个频带和所述另一个频带确定为第一频率集和第二频率集。
17.如权利要求14的基站装置，其中所述资源分配器确定第一频率集，使得高速组的子带在整个频带上被分配。
18.如权利要求14的基站装置，其中所述资源分配器按属于高速组的UE数目与属于低速组的UE数目的比率，将组成整个频带的每个子带划分为两个副载波集，并且将副载波集分别确定为第一频率集和第二频率集。
19.如权利要求13的基站装置，其中所述资源分配器使用基于科斯塔斯序列的时频映射、跳频、空时发射分集(STTD)、空频发射分集(SFTD)或频率交织给属于高速组的UE分配频率资源。
20.如权利要求13的基站装置，其中所述资源分配器使用频率调度方案或最大载波干扰比(C/I)选择方案，根据包括在反馈信息中的信道信息给属于低速组的UE分配频率资源。
21.一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中用于接收分配的频率资源的用户设备(UE)装置，该分配的频率资源用于接收高速下行链路分组数据，该装置包括信道测量器，用于通过多路径信道利用从基站接收的OFDM信号按频率测量信道质量；移动性测量器，用于测量UE的移动性；反馈信息生成器，用于根据测量的移动性确定UE是否高速移动，如果UE高速移动，则在反馈信息中包括指示测量的移动性的移动性信息；而如果UE没有以高速移动，则在反馈信息中包括移动性信息和信道信息；以及发射机，用于向基站发送反馈信息。
22.如权利要求21的UE装置，其中所述移动性测量器将测量的信道质量与先前测量的信道质量比较以计算信道变化，如果信道变化大于或等于预定阈值，则确定UE高速移动，而如果信道变化小于阈值，则确定UE低速移动。
23.如权利要求21的UE装置，其中所述移动性信息表示UE的移动速度和多普勒值中的一个。
24.如权利要求21的UE装置，其中所述信道信息包括按频率的信道质量指标(CQI)信息和指示零值和峰值频率的零值/峰值信息。
全文摘要
一种在正交频分复用(OFDM)移动通信系统中给用户设备(UE)分配频率资源的装置和方法。基站从UE接收至少包括移动性信息的反馈信息，并根据移动性信息确定UE属于高速组还是低速组。如果UE属于高速组，则基站按照开环解决方案为UE分配频率资源，而如果UE属于低速组，则基站根据闭环解决方案为UE分配频率资源，并使用分配的频率资源为UE发送数据。
文档编号H04L5/02GK1761182SQ200510113210
公开日2006年4月19日 申请日期2005年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者吴玄锡, 玉光万, 金相晓, 金潣龟, 尹秀真 申请人:三星电子株式会社