专利名称：在正交频分复用通信系统中用于无线电资源分配的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及正交频分复用(OFDM)通信系统，并且特别地，涉及在OFDM通信系统中的信道质量反馈。
背景技术：
已经提议将正交频分多址(OFDMA)调制方案在例如以下各项的下一代通信系统中用于通过空中接口的下行链路传输3GPP(第三代合作伙伴计划)、E-UTRA(演进的UMTS 陆地无线接入)通信系统、3GPP2第二阶段通信系统，以及各种IEEE(电气及电子工程师学会)802. 16通信系统。在802. 16m OFDMA通信系统中，频道或带宽被分成多个邻接的物理资源单元(PRU)。每个PRU包括彼此正交的18个连续的频率子载波乘以六(6)个或七(7) 个正交频分复用(OFDM)符号。多个PRU的群组被称作子带或簇，子带或簇通常由四(4)个 PRU组成。根据802. 16m标准，基站(BQ可以基于子帧将PRU指配给移动站(MS)。在802. 16m标准中，逻辑资源单元(LRU)是用于分布式和局部化无线电资源分配的基本逻辑单元。被称作逻辑局部化资源单元(LLRU)的一个映射方案将LRU映射到多个邻接的子载波(邻接的或局部的PRU)。LLRU的大小等于PRU的大小，也就是说，18个子载波乘以六个或七个OFDM符号。局部化映射被用于频率选择性调度(FSS)，其中通过基于来自移动站(MQ的窄带信道反馈来对于已知UE具有良好的下行链路信道的一个或多个邻接的子载波来调度移动站(MQ，来最小化传输错误。被称作逻辑分布式资源单元(LDRU)的第二映射方案将LRU映射到遍及频率带宽分布的多个子载波(非邻接的，或分布式的PRU) 中。LDRU的大小也等于PRU的大小，也就是说，18个子载波乘以六个或七个OFDM符号。分布式映射被用于频率分集调度(FDS)并且利用频率分集以实现期望的吞吐量水平，并且由此LRU可以分布在多个子载波当中，而无需信道反馈或仅需宽带信道反馈。另外，802. 16m标准提供将每个下行链路(DL)和上行链路(UL)子帧划分成多个频率分割。每个频率分割由跨越子帧中可用的OFDM符号总量的PRU的集合组成。然后每个频率分割可以被分配给不同的覆盖区域，诸如小区或小区的扇区。在多个覆盖区域当中的频率分割的分布被称作分数频率复用(FFR)。然而，802. 16m标准未能规定特定的物理层结构，即，用于将频率分割分配到不同的覆盖区域或用于将LLRU和LDRU映射到不同的频率分割/覆盖区域的方案。因此，存在对于将频率分割分配到不同的覆盖区域和将LLRU和LDRU映射到不同的覆盖区域的方法和装置的需要。
图1是根据本发明的实施例的无线通信系统的框图。图2是根据本发明的实施例的图1的移动站的框图。图3是根据本发明的实施例的图1的频率分割配置模块的框图。图4是根据本发明的实施例的图1的基站的框图。图5A是图示了根据本发明的实施例，通过图1的通信系统进行的在多个基站/覆盖区域当中的物理层资源分割和资源分配的逻辑流程图。图5B是图示了根据本发明的实施例，通过图1的通信系统进行的在多个基站/覆盖区域当中的物理层资源分割和资源分配的图5A的逻辑流程图的延续。图6是图示了根据本发明的实施例，通过图1的通信系统进行的物理资源单元 (PRU)到邻接段PRU(CS-PRU)和到分布式段PRU(DS-PRU)的映射的框图。图7是图示了根据本发明的实施例，通过图1的通信系统进行的PRU到CS-PRU 和到 DS-PRU, DS-PRU 到经排列的 DS-PRU(P-DS-PRU)、CS-PRU 和 P-DS-PRU 到重新排序的 PRU(R-PRU)，以及R-PRU到分数频率复用(FFR)分割的映射的框图。图8是图示了根据本发明的实施例，以子载波粒度，跨越与多个逻辑资源单元 (LRU)相关联的子载波，从而跨越多个PRU，来扩展分布式资源单元(DRU)的映射的框图。本领域的普通技术人员将了解的是，图中的元素是为了简单和清楚而示出的，并且不必按比例绘制。例如，图中某些元素的尺寸相对于其它元素可以被放大以帮助提高对本发明的各种实施例的理解。同样地，为了便于较少地阻碍对本发明的这些各种实施例的查看，通常没有描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见的和充分理解的元素。
具体实施例方式为了解决对于将频率分割分配到不同的覆盖区域并且将逻辑局部化资源单元 (LLRU)和逻辑分布式资源单元(LDRU)映射到不同的覆盖区域的方法和装置的需要，提供了频率分割分配模块(FPCM)，其用于在正交频分复用(OFDM)通信系统中配置在多个覆盖区域中使用的物理层，其中频率带宽被划分成多个物理资源单元(PRU)。FPCM将PRU划分成两个组，其中这两个组中的第一组可用于频率选择性分配，并且这两个组中的第二组可用于频率分集分配。然后FPCM将这两个组中的每一个组细分成PRU的多个集合，将来自第一组PRU的PRU的集合映射到被分配用于邻接段分配的连续PRU以产生邻接段PRU (CS-PRU)， 并且将来自第二组PRU的PRU集合映射到被分配用于分布式段分配的连续PRU以产生分布式段PRU (DS-PRU)。然后FPCM对分布式段PRU进行排列以产生经排列的分布式段PRU并且将CS-PRU和经排列的DS-PRU分配给至少一个频率分割。总的来说，本发明的实施例包括用于在OFDM通信系统中进行无线电资源分配的方法，其中频率带宽被划分成多个PRU。该方法包括将PRU划分成两个组，其中这两个组中的第一组可用于频率选择性分配，并且这两个组中的第二组可用于频率分集分配；将这两个组中的每一个组细分成PRU的多个集合；将来自第一组PRU的PRU集合映射到被分配用于邻接段分配的连续PRU以产生邻接段PRU(CS-PRU)；并且将来自第二组PRU的PRU集合映射到被分配用于分布式段分配的连续PRU以产生分布式段PRU(DS-PRU)。该方法进一
5步包括，对分布式段PRU进行排列以产生经排列的分布式段PRU并且将CS-PRU和经排列的 DS-PRU分配给至少一个频率分割。本发明的另一实施例包括用于配置OFDM通信系统中的物理层的频率分割配置模块，其中频率带宽被划分成多个PRU。FPCM包括处理器，该处理器被配置成将PRU划分成两个组，其中这两个组中的第一组可用于频率选择性分配，并且这两个组中的第二组可用于频率分集分配；将这两个组中的每一个组细分成多个PRU的集合，将来自第一组PRU的 PRU集合映射到被分配用于邻接段分配的连续PRU以产生邻接段PRU(CS-PRU)；以及将来自第二组PRU的PRU集合映射到被分配用于分布式段分配的连续的PRU以产生分布式段 PRU (DS-PRU)。该处理器进一步被配置成对分布式段PRU进行排列以产生经排列的分布式段PRU。FPCM进一步包括用于向其它的网络元件通知CS-PRU和经排列的DS-PRU的网络接可以参考图1-8对本发明进行更全面的描述。图1是根据本发明的实施例的无线通信系统100的框图。通信系统100包括移动站(MS) 102，诸如但不限蜂窝电话、无线电电话、具有射频(RF)能力的个人数字助理(PDA)，或对诸如膝上型计算机的数字终端设备 (DTE)提供RF接入的无线调制解调器。通信系统100进一步包括具有向MS 102提供无线通信服务的无线接入网络(RAN) 140的无线基础设施。RAN140包括多个基站(BS) 111-115 (示出了五个)，诸如基站收发台(BTQ、节点B或接入点，其每一个都与基于基础设施的调度器 117和频率分割配置模块(FPCM) 118进行通信，基于基础设施的调度器117和频率分割配置模块(FPCM) 118进一步彼此通信。在本发明的各种实施例中，BS 111-115中的每一个都可以经由调度器117与FPCM 118进行通信或可以能够独立地与FPCM 118进行通信。另夕卜， 调度器117和FPCM118中的每一个都可以被实施在以下的一个或多个之中基站控制器、移动交换中心(MSC)，或可以与BS进行通信的任何其它基于基础设施的元件。在本发明的又一实施例中，每个BS 111-115都可以实现其自己的调度器。BS 111-115中的每一个、调度器117以及FPCM 118在本文中可以被称为通信系统100的网络元件。BS 111-115的每一个都经由相应的空中接口 131-135向位于诸如小区或小区的扇区的与BS相关联的覆盖区域121-125中的移动站(MS)提供通信服务。空中接口 131-135 的每一个都包括下行链路(DL)和上行链路(UL)，下行链路(DL)和上行链路(UL)的每一个都包括多个通信信道。优选地，每个DL包括寻呼信道、包括诸如主广播信道(PBCH)和辅助广播信道(SBCH)的用于传输系统参数的多个广播信道的多个DL控制信道，以及多个DL业务信道。优选地，每个UL包括UL接入信道、包括探测信道和诸如信道质量信息(CQI)信道的信道质量反馈信道中的一个或多个的多个UL控制信道，以及多个UL业务信道。现参考图2和3，MS 102和FPCM 118中的每一个都包括各自的处理器202、302， 诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、其组合或本领域普通技术人员熟知的这样的其它设备。MS102和FPCM 118中的每一个进一步包括与相应的处理器相关联的相应的一个或多个存储器设备204、304，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)，和/或只读存储器(ROM)或其等同物，其存储数据和可以由相应的处理器来执行并且允许处理器在通信系统100中进行操作的程序，包括存储在本文中所列举的等式，从而使得仅少量参数的知识就将准许MS和FPCM中的每一个的处理器202、302确定通信系统100的空中接口的物理层结构。FPCM 118进一步包括被耦合到处理器302并且提供与BS 111-115和调度器117的接口的网络接口模块306。图4是根据本发明的实施例的诸如BS 111-115的BS 400的框图。BS 400包括处理器402，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、其组合或本领域普通技术人员熟知的这样的其它设备。BS 400进一步包括与处理器相关联的一个或多个存储器设备404，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)，和/或只读存储器(ROM)或其等同物，其存储数据和可以由相应的处理器来执行并且允许处理器在通信系统100中进行操作的程序。BS 400进一步包括被耦合到处理器402并且提供与FPCM 118 和调度器117的接口的网络接口模块406，和具有RF发射机和RF接收机的射频(RF)收发机408，其被耦合到处理器402并且提供与由BS服务的MS的无线接口。本发明的实施例优选地被实施在FPCM 118内，并且更具体地通过或采用存储在相应的至少一个存储器设备304中并且由FPCM的处理器302来执行的软件程序和指令来实施。然而，本领域的普通技术人员认识到，本发明的实施例可以被可替换地实施在硬件中，例如，集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)等等，诸如在FPCM 118中实现的ASIC。基于本公开，本领域的技术人员将能够容易地产生并且实现这样的软件和/或硬件，而无需恢复实验。通信系统100包括采用正交频分复用(OFDM)调制方案通过空中接口 131-135发送数据的宽带分组数据通信系统。优选地，通信系统100是IEEE(电气及电子工程师学会)802. 16m通信系统，其中射频(RF)信道或带宽被分成多个物理资源单元(PRU)。每个 PRU包括彼此正交的18个频率子载波，乘以六(6)个或七(7)个正交频分复用(OFDM)符号。 多个PRU的群组被称作子带或簇，子带或簇通常由四(4)个PRU组成。诸如BS 111-115的 BS可以基于子帧将PRU指配给移动站(MS)，诸如MS 102。在通信系统100中，逻辑资源单元(LRU)是用于分布式和局部化无线电资源分配的基本逻辑单元。被称作逻辑局部化资源单元(LLRU或CRU(邻接资源单元))的由通信系统100采用的一个映射方案将LRU映射到多个邻接的子载波(邻接的或局部化的PRU)。 LLRU的大小等于PRU的大小，BP, 18个子载波乘以六个或七个OFDM符号。局部化映射被用于通过通信系统100的频率选择性调度(FSS)，其中通过基于来自MS的窄带信道反馈来对于已知UE具有良好下行链路信道的一个或多个邻接的子载波来调度移动站(MS)，来最小化传输错误。被称作逻辑分布式资源单元(LDRU或DRU (分布式资源单元))的由通信系统 100采用的第二映射方案将LRU映射到遍及频率带宽分布的多个子载波(非邻接的，或分布式的，PRU)中。LDRU的大小也等于PRU的大小，即，18个子载波乘以六个或七个OFDM符号。分布式映射被用于通过通信系统100的频率分集调度(FDS)并且利用频率分集以实现期望的吞吐量水平，并且因此LRU可以分布在多个子载波当中，而无需信道反馈或仅需宽带信道反馈。另外，通信系统100将每个下行链路(DL)和上行链路(UL)子帧划分成多个频率分割。每个频率分割由跨越子帧中可用的OFDM符号总量的PRU集合组成。然后每个频率分割可以被分配给不同的覆盖区域，诸如小区或小区的扇区。在多个覆盖区域当中的频率分割的分布被称为分数频率复用(FFR)。为了提供可以以最佳利用率和最小干扰在多个覆盖区域当中分配的物理层无线资源，当在多个覆盖区域当中分布PRU时，通信系统100提供组合频率选择性资源、频率分集资源以及分数频率复用的物理层结构。现在参考图5A、5B以及图6-8，说明了根据本发明的实施例使FPCM 118在诸如BS 111-115的多个BS和相关覆盖区域当中分配PRU的方法。更特别地，图5A和5B描绘了图示根据本发明的实施例，通过通信系统100，尤其是通过FPCM 118进行的在多个基站/覆盖区域当中的物理层资源分割和资源分配的逻辑流程图500。逻辑流程图500开始于(502)， FPCM 118将PRU划分(504)成两个组，可用于对MS频率选择性分配的第一组PRU和可用于对MS频率分集分配的第二组PRU。FPCM 118进一步将每个组细分(506)成PRU的多个集合，其中第一组PRU的每个集合的PRU在频率上是彼此邻接的。例如，FPCM 118可以基于全系统N2比率将PRU划分成附段和N2段，其中附= 4而N2 = 1。每个附段是来自第一组PRU的PRU集合并且包括四个PRU。每个N2段是来自第二组PRU的PRU集合并且包括单个PRU。在本文中也被称为邻接段(⑶)的m段适合于频率选择性分配，因为它们提供了在频率带宽中的PRU的邻接分配。在本文中也被称为分布式段(DS)的N2段适合于频率分集分配并且经历外部排列。如在下文中所描述的，邻接段不经历外部排列，并且不可以被用于DRU。FPCM 118进一步经由空中接口 131-135中的每一个的广播信道，诸如PBCH(主广播信道)，在消息广播中向诸如MS 102的由FPCM服务的MS通知细分。广播消息包括5比特字段邻接段计数(CSC)字段，该字段包括一值，该值即指示可以用来确定多少段被分配给邻接段。分配给邻接段的PRU的数量是N。s，其中N。s = 4*CSC。PRU的剩余部分被分配给分布式段。分配给分布式段的PRU的数量是^is，其中^is = NPKU-N。S，其中Npku表示在频率带宽中的PRU的数量。PBCH的映射是FFS并且可以合并在分段处理中。例如，现参考图6和7，通信系统100的频率带宽被描绘为包括M个PRU，PRU0至 PRU23,也就是说，Npku = M。然后PRUtl至PRU23被分段并且被重新排序成两个组，即，邻接段 PRU (CS-PRU) (Ni段)和分布式段PRU (DS-PRU) (N2段)。如在图6和7中所描绘，DS-PRU的集合被编号为从0到(^is-I)，并且CS-PRU的集合被编号为从0到(N。s-1)。待映射到CS-PRU 的PRU被分组成四⑷个邻接的PRU的集合，S卩，第一 CS集合包括PI^3至PI^6，第二 CS集合包括PRUltl至PRU13,而第三CS集合包括PRU17至PRU2tl。在将第一组PRU和第二组PRU中的每一个细分成多个PRU的集合之后，FPCM 118 将来自第一组PRU的PRU集合映射(510)到被分配用于邻接段分配的连续PRU以产生 CS-PRU。也就是说，PRU3至PRU6分别被映射到CS-PRUtl至CS-PRU3, PRU10至PRU13分别被映射到 CS-PRU4 至 CS-PRU7,而 PRU17 至 PRU2tl 分别被映射到 CS-PRU8 至 CS-PRU11。与PRU的CS集合混合的是DS PRU的集合，也就是说，在每个PRU的CS集合之间 (频率方面)可以是一个或多个DS PRU的集合，S卩，第一 DS集合包括卩冊。至PI^2，第二 DS 集合包括PRU7至PRU9,第三DS集合包括PRU14至PRU16,并且第四DS集合包括PRU21至PRU23。 FPCM 118将来自第二组PRU的每个PRU集合映射(51 到分配用于分布式段分配的连续 PRU以产生DS-PRU。也就是说，PRUtl至PRU2分别被映射到DS-PRUtl至DS-PRU2, PRU7至PRU9 分别被映射到DS-PRU3至DS-PRU5, PRU14至PRU16分别被映射到DS-PRU6至DS-PRU8,而PRU21 至PRU23分别被映射到DS-PRU9至DS-PRU11。从PRU的集合提取DS-PRU以提供四阶频率分集，同时最大化频率邻接的CS-PRU的数量。也就是说，现在参考图6 (其包括图6 (a)和6 (b))，图6 (a)描绘了 PRU到DS-PRU的映射，而图6 (b)描绘了 PRU到CS-PRU的映射。PRU到DS-PRU和CS-PRU的映射由以下的等式(1)和(2)来定义 DS-PRU, = PRU,
其中
权利要求
1.一种用于在正交频分复用通信系统中进行无线电资源分配的方法，其中频率带宽被划分成多个物理资源单元PRU，所述方法包括将PRU划分成两个组，其中所述两个组中的第一组可用于频率选择性分配，并且所述两个组中的第二组可用于频率分集分配；将所述两个组中的每一个组细分成PRU的多个集合；将来自所述第一组PRU的PRU的集合映射到被分配用于邻接段分配的连续PRU，以产生邻接段物理资源单元CS-PRU ；将来自所述第二组PRU的PRU的集合映射到被分配用于分布式段分配的连续PRU，以产生分布式段物理资源单元DS-PRU ；对所述DS-PRU进行排列以产生经排列的DS-PRU ；以及将所述CS-PRU和所述经排列的DS-PRU分配给至少一个频率分割。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，分配给所述至少一个频率分割的所述CS-PRU和所述经排列的DS-PRU是级联的。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，将所述CS-PRU和所述经排列的DS-PRU分配给一个或多个分数频率复用FFR分割，以产生一个或多个FFR分割，每个FFR分割都包括一个或多个PRU。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，经由下行链路广播信道向移动站通知一个或多个FFR分割。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，向移动站通知一个或多个FFR分割包括，传送包括FFR配置字段的下行链路广播信道消息。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述FFR配置字段包括定义FFR分割的数量的第一数据字段和定义所有FFR分割的大小的第二数据字段。
7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括，对FFR分割内的分布式子载波进行排列。
8.根据权利要求3所述的方法，进一步包括，基于特定覆盖区域来对所述一个或多个 FFR分割进行排列。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括，分配供在多个邻近覆盖区域中的每一个中使用的所述一个或多个FFR分割中的主FFR分割。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，分配供在所述多个邻近覆盖区域中的单个覆盖区域中使用的所述一个或多个FFR分割中的多个辅助FFR分割。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述经排列的DS-PRU具有四阶发射分集。
12.一种用于在正交频分复用通信系统中配置物理层的频率分割配置模块，其中频率带宽被划分成多个物理资源单元PRU，所述频率分割配置模块包括处理器，所述处理器被配置成将PRU划分成两个组，其中所述两个组中的第一组可用于频率选择性分配，并且所述两个组中的第二组可用于频率分集分配；将所述两个组中的每一个组细分成PRU的多个集合；将来自所述第一组PRU的PRU的集合映射到被分配用于邻接段分配的连续PRU，以产生邻接段物理资源单元CS-PRU ；将来自所述第二组PRU的PRU的集合映射到被分配用于分布式段分配的连续PRU，以产生分布式段物理资源单元DS-PRU ；以及对所述DS-PRU进行排列以产生经排列的DS-PRU ；和网络接口，用于向其它网络元件通知所述CS-PRU和经排列的DS-PRU。
13.根据权利要求12所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成将所述 CS-PRU和所述经排列的DS-PRU分配给频率分割。
14.根据权利要求13所述的频率分割配置模块，其中，分配给所述频率分割的所述 CS-PRU和所述经排列的DS-PRU是级联的。
15.根据权利要求12所述的频率分割配置模块，其中，所述经排列的DS-PRU具有四阶发射分集。
16.根据权利要求12所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成将所述 CS-PRU和所述经排列的DS-PRU分配给一个或多个分数频率复用FFR分割，以产生一个或多个FFR分割，每个FFR分割都包括一个或多个PRU。
17.根据权利要求16所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成基于特定覆盖区域对所述一个或多个FFR分割进行排列。
18.根据权利要求17所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成分配供在多个邻近覆盖区域中的每一个中使用的所述一个或多个FFR分割的主FFR分割。
19.根据权利要求18所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成分配供在所述多个邻近覆盖区域中的单个覆盖区域中使用的所述一个或多个FFR分割中的多个辅助FFR分割。
20.根据权利要求16所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成经由下行链路广播信道向移动站通知所述一个或多个FFR分割。
21.根据权利要求12所述的频率分割配置模块，其中，所述处理器被配置成传送邻接段计数，所述邻接段计数包括指示向邻接段分配了多少段的值。
全文摘要
在OFDM通信系统(100)中，其中频率带宽被划分成多个物理资源单元(PRU)，提供了配置在多个覆盖区域中使用的物理层的频率分割配置模块(FPCM)(118)。FPCM将PRU划分(504)成用于频率选择性分配的第一组和用于频率分集分配的第二组。FPCM将这两个组中的每一个细分(506)成多个PRU的集合，将来自第一组的PRU集合映射(510)到分配用于邻接段分配的连续PRU(CS-PRU)，并且将来自第二组的PRU集合映射(512)到分配用于分布式段分配的连续PRU(DS-PRU)。FPCM对DS-PRU进行排列(514)并且将CS-PRU和经排列的DS-PRU分配(518)给至少一个频率分割。
文档编号H04W72/04GK102422694SQ201080020540
公开日2012年4月18日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者威廉·J·希勒里, 尤金·维索特斯基, 弗雷德里克·W·沃克, 比什瓦鲁普·蒙达尔, 王凡, 阿努普·K·塔卢克达尔, 阿米塔巴·高希, 马克·C·库达克 申请人:摩托罗拉移动公司