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CN101156341B - 适应传播路径改变的通信系统资源分配方法和设备 - Google Patents

适应传播路径改变的通信系统资源分配方法和设备 Download PDF

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CN101156341B CN2006800108895A CN200680010889A CN101156341B CN 101156341 B CN101156341 B CN 101156341B CN 2006800108895 A CN2006800108895 A CN 2006800108895A CN 200680010889 A CN200680010889 A CN 200680010889A CN 101156341 B CN101156341 B CN 101156341B
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Abstract

一种通信系统的资源分配方法实现了针对经历显著传播路径改变的终端的高精度传播路径估计。资源分配部件(102)接收传播路径信息(1SCI1到NSCIN)，确定向第一到第N终端的资源分配，并输出资源分配信息(SRA)。复用信号产生部件(103)接收资源分配信息(SRA)，并输出发送信号(STX)。资源选择部件(104)接收传播路径信息(1SCI1到NSCIN)和相对位置信息(SRP)，确定向第一到第N终端的资源分配，并输出资源分配信息(SRA)。资源位置产生部件(105)接收资源分配信息(SRA)，计算相对于导频信号复用位置的可用资源的相对位置，并输出相对位置信息(SRP)。

Description

适应传播路径改变的通信系统资源分配方法和设备
技术领域
本发明涉及通信系统的资源分配方法，其中通信设备向多个终端单元发送信号，并基于与多个终端单元的每一个相对应的信道信息，自适应地分配资源。 
背景技术
在传统无线电通信系统中，导频信号用作对信道进行估计的已知信号。在与共享无线电资源的多个终端进行通信时，以预定间隔在针对多个用户复用的发送数据上复用导频信号的方法称作对于多个终端复用共享导频信号和发送数据的方法。以下参照图1，说明标准联盟3GPP的技术报告TR25.892中描述的信号复用方法。 
资源分配单元802确定对每个终端单元的无线电资源分配，并输出资源分配信号SRA。被提供了资源分配信号SRA的复用信号产生单元103对导频数据和发送数据进行复用，并输出发送信号STX。 
图4示出了使用OFDM(正交频分复用)作为无线电发送方法的复用信号产生单元103的配置示例。OFDM是具有良好多路径抵抗特性的无线电传输方法之一，其中整个频带分为多个子载波，并通过插入保护间隔和在接收端删除保护间隔，去除了由于多路径而引起的符号间干扰。 
导频产生单元201产生并输出导频信号SPI。数据产生单元202到204输出去往终端1到N的发送数据STXD1到STXDN。被提供了发送数据STXD1到STXDN的符号映射单元205到207将数据映射到发送符号，并分别输出发送符号信号STXS1到STXSN。 
被提供了导频信号SPI作为输入的导频复用器208输出导频复用信号SMP1到SMPL。被提供了发送符号信号STXS1到STXSN和资源分配 信号SRA的数据复用器209根据资源分配信号SRA，对发送符号信号STXS1到STXSN进行复用，并输出数据复用信号SMD1到SMDL。导频复用信号SMP1到SMPL和数据复用信号SMD1到SMDL彼此相加，以产生傅立叶逆变换单元输入信号SIFTI1到SIFTIN。 
被提供了傅立叶逆变换单元输入信号SIFTI1到SIFTIN的傅立叶逆变换单元210进行傅立叶逆变换，并输出傅立叶逆变换单元输出信号SIFTO。被提供了傅立叶逆变换单元输出信号SIFTO的保护间隔插入单元211插入保护间隔，并输出发送信号STX。 
采用上述配置，例如，如图2所示，产生发送信号，其中导频信号是在时间轴和频率轴上以预定间隔而复用的。在接收端，使用导频信号估计信道，并基于插入有导频信号的信道部分上的两个估计值点，通过线性插值等估计不具有复用导频信号的信道部分。 
此外，用于根据信道改变而在发送端自适应地选择无线电资源的扩散方向(时间轴，频率轴)的无线电传输方法是可用的(例如，参见专利文献1)。 
专利文献1：JP-A-2003-304220 
发明内容
然而，对于移动速度较快或处于多径干扰的苛刻环境中的终端，信道在时间轴和频率轴上频繁改变。因此，在将远离时间轴或频率轴上的导频信号复用位置的无线电资源分配给这种终端以进行数据传输时，上述资源分配方法造成的问题是，接收端处的信道估计精度下降。虽然通过减小导频信号的插入间隔，可以提高该精度，但是会出现传输效率下降的问题。 
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种适应信道改变的通信系统资源分配方法，该方法提高信道估计精度，而不会降低数据传输效率。 
为了解决上述问题，根据本发明的无线电通信设备包括：资源分配单元，被提供有对应于第一到第N(N：任意自然数)终端单元的第一到第N信道信息，用于确定向第一到第N终端单元的资源分配， 并输出资源分配信号；以及复用信号产生单元，被提供有资源分配信号，用于对导频信号和发送数据进行复用，并输出发送信号。无线电通信设备检测每个终端单元的信道改变，并将导频信号的复用位置附近的资源优先地分配给传播(propagation)改变较大的终端单元。 
采用这种配置，可以提高信道的估计精度，并不会引起数据传输效率的下降。 
本发明有益效果 
采用下述配置和操作，本发明产生的有益效果在于提高信道估计精度，而不会降低数据传输效率。 
附图说明
图1是示出了基于3GPP.TR25,892的无线电通信设备的配置的图； 
图2是用于说明基于3GPP.TR25,892的发送信号的图； 
图3是示出了根据本发明优选实施方式的无线电设备的配置的图； 
图4是示出了基于3GPP.TR25,892的复用信号产生单元的配置的图； 
图5是示出了根据第一实施方式的无线电选择器的配置的图； 
图6是用于说明根据第一和第二实施方式的信号格式的图； 
图7是示出了根据第一实施方式对资源分配进行说明的配置的图； 
图8是示出了根据第二实施方式的资源选择器的配置的图；以及 
图9是示出了根据第二实施方式对资源分配进行说明的配置的图。 
附图标记说明 
101，801 无线电通信设备 
102，802 资源分配单元 
103 复用信号产生单元 
104 资源选择器 
105 资源位置产生单元 
201 导频产生单元 
202，203，204 数据产生单元 
205，206，207 符号映射单元 
208 导频复用器 
209 数据复用器 
210 傅立叶逆变换单元 
211 保护间隔插入单元 
301 信息提取单元 
302，303 排序单元 
304，603 分配位置确定单元 
601，602 群组选择器 
具体实施方式
参照附图，说明本发明的优选实施方式。 
图3是示出了根据本发明优选实施方式的无线电设备的配置的框图。被提供了信道信息SCI1到SCIN的资源分配单元102确定向第一到第N终端的资源分配，并输出资源分配信息SRA。被提供了资源分配信号SRA的复用信号产生单元103输出发送信号STX。资源分配单元102包括资源选择器104和资源位置产生单元105，其中被提供了信道信息SCI1到SCIN和相对位置信息SRP的资源选择器104确定向第一到第N终端的资源分配，并输出资源分配信息SRA；被提供了资源分配信息SRA的资源位置产生单元105计算相对于导频信号复用位置的空资源位置，并输出相对位置信息SRP。 
采用上述配置，资源选择器104将导频信号复用位置附近的资源优先分配给具有较大传播改变的终端单元，从而可以提高信道估计精度，而不会降低数据传输效率。 
(实施方式1) 
图4和5是示出了根据本发明第一实施方式的复用信号产生单元 103和资源选择器104的配置的框图。图4示出了以上参照背景技术描述的使用OFDM作为传输方法的配置。 
在图5中，被提供了信道信息SCI1到SCIN的信息提取单元301提取时间和频率轴上第一到第N终端的信道改变量，并分别输出时间改变信息STD1到STDN和频率改变信息SFD1到SFDN。被提供了时间改变信息STD1到STDN和频率改变信息SFD1到SFDN的排序单元302和303按照改变量的幅度，重新排列这些信息，并分别输出对第一到第N终端在时间和频率上的改变的排序，作为时间排序信息STR和频率排序信息SFR。被提供了时间排序信息STR、频率排序信息SFR和相对位置信息SRP的分配位置确定单元304确定向第一到第N终端的资源分配，并输出资源分配信息SRA。 
例如，考虑如下情况：在使用针对分配有无线电资源帧A的终端的导频信号A时，基于图6所示的信号格式，估计信道。 
在图6中，区域A的每个资源的相对位置信息SRP定义为S(＝时间轴上对于导频信号A的相对位置和频率轴上对于导频信号A的相对位置)。假设N＝5，并且区域A中的无线电资源分配给5个终端。 
假设将信道信息1SCI1到5SCI5配置为根据多普勒频率fd和延迟色散(delay dispersion)τ的(fd，τ)，并且 
SCI1＝(1Hz，1μs) 
SCI2＝(500Hz，0.1μs) 
SCI3＝(1Hz，5μs) 
SCI4＝(10Hz，0.2μs) 
SCI5＝(200Hz，3μs) 
在将信道可以视为恒定不变的连贯时间(coherent time)tcoh(＝1/(2fd))用作时间上的改变，并且将组成信道可以视为恒定不变的带宽的连贯频带(coherent band)Bcoh(＝1/(2πτ))用作频率上的改变的情况下，时间改变信息STD1到STDN和频率改变信息SFD1到SFDN如下： 
STD1＝500ms，SFD1＝160kHz 
STD2＝1ms，SFD2＝1600kHz 
STD3＝0.5ms，SFD3＝32kHz 
STD4＝50ms，SFD4＝800kHz 
STD5＝2.5ms，SFD5＝53kHz 
在上述情况下，数值越小，信道改变量越大。通过按照改变量的降序排列终端编号，来基于改变量进行排序，从而获得下述时间排序信息STR和频率排序信息SFR。 
STR＝(3，2，5，4，1) 
SFR＝(3，5，1，4，2) 
分配位置确定单元304使用该信息，确定资源分配。向时间和频率改变都较大的终端3分配在时间和频率轴上的相对位置都较小的资源，向只有时间改变较大的终端2分配只在时间轴上的相对位置较小的资源，向只有频率改变较大的终端5分配只在频率轴上的相对位置较小的资源。例如，在该过程中，资源分配如图7所示。 
通过上述方式，提高了对于信道改变较大的终端的信道估计精度。 
(实施方式2) 
图8是示出了根据本发明第二实施方式的资源选择器104的图。与第一实施方式类似，复用信号产生单元103具有图4所示配置。 
在图8中，被提供了信道信息SCI1到SCIN的信息提取单元301提取信道上的时间和频率轴上第一到第N终端的改变量，并分别输出时间改变信息STD1到STDN和频率改变信息SFD1到SFDN。 
被分别提供了时间改变信息STD1到STDN和频率改变信息SFD1到SFDN的群组选择器601和602根据时间改变信息STD1到STDN，将第一到第N终端分成M个群组，并根据频率改变信息SFD1到SFDN，将第一到第N终端分成K个群组，并分别输出时间群组信息STGR和频率群组信息SFGR。 
被提供了时间群组信息STGR、频率群组信息SFGR和相对位置信息SRP的分配位置确定单元603确定向第一到第N终端的资源分配，并输出资源分配信息SRA。 
例如，考虑类似第一实施方式中的情况：基于图6所示的信号格式估计信道，并将导频信号A用于分配有无线电资源帧A的终端。 
假设N为5，并且区域A的无线电资源分配给5个终端。此外， 假设将信道信息1SCI1到5SCI5配置为根据多普勒频率fd和延迟色散τ的(fd，τ)，并且 
SCI1＝(1kHz，5μs) 
SCI2＝(50Hz，1μs) 
SCI3＝(10Hz，2.5μs) 
SCI4＝(2kHz，0.5μs) 
SCI5＝(5Hz，0.25μs) 
在将信道可以视为恒定不变的连贯时间tcoh(＝1/(2fd))用作时间上的改变，并且将组成信道可以视为恒定不变的带宽的连贯频带Bcoh(＝1/(2πτ))用作频率上的改变的情况下，时间改变信息STD1到STDN和频率改变信息SFD1到SFDN如下： 
STD1＝0.5ms，SFD1＝32kHz 
STD2＝10ms，SFD2＝160kHz 
STD3＝50ms，SFD3＝64kHz 
STD4＝0.25ms，SFD4＝320kHz 
STD5＝100ms，SFD5＝640kHz 
在上述情况下，数值越小，信道改变量越大。假设M＝2，K＝2，即，根据时间改变将终端分成两个群组，并根据频率改变将终端分成两个群组。 
假设将时间改变信息小于1ms的终端分为时间群组1，时间改变信息等于或大于1ms的终端分为时间群组2，频率改变信息小于100kHz的终端分为频率群组1，频率改变信息等于或大于100kHz的终端分为频率群组2。通过按照终端编号排列这些群组编号，获得下述时间群组信息STGR和频率群组信息SFGR。 
STGR＝(1，2，2，1，2) 
SFGR＝(1，2，1，2，2) 
分配位置确定单元603使用该信息，确定资源分配。向时间和频率改变都较大的终端1分配在时间和频率轴上的相对位置都较小的资源，向只有时间改变较大的终端4分配只在时间轴上的相对位置较小的资源，向只有频率改变较大的终端3分配只在频率轴上的相对位置 较小的资源。例如，在该过程中，资源分配如图9所示。 
通过上述方式，提高了对于信道改变较大的终端的传播估计精度。 
虽然具体描述了本发明的典型实施方式，但是应该理解，在不背离由所附权利要求限定的本发明精神和范围的前提下，可以做出多种修改、替换和可选方式。此外，发明人的目的是，即使在审查期间对权利要求有所修改，也保留所要求保护的发明的所有等同物。 
本申请基于并要求2005年3月31日提交的日本专利申请No.2005-102801的优先权，其全部公开通过引用合并在此。 

Claims (14)

1.一种无线电通信设备，用于向第一到第N终端单元发送信号，其中N是任意自然数，所述无线电通信设备包括：
资源分配单元，用于根据分别对应于第一到第N终端单元的第一到第N信道信息，将导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在时间轴或频率轴上传播改变较大的终端单元；以及
复用信号产生单元，用于根据由资源分配单元确定的资源分配信息，对导频信号和发送数据进行复用，并产生发送信号，
其中资源分配单元包括：
资源选择器，被提供第一到第N信道信息和相对位置信息，确定对第一到第N终端单元的资源分配，并输出所述资源分配信息；以及
资源位置产生单元，被提供所述资源分配信息，计算相对于导频信号复用位置的空资源位置，并输出所述相对位置信息。
2.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中资源分配单元根据第一到第N信道信息，将在时间轴上导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在时间轴上传播改变较大的终端单元。
3.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中资源分配单元根据第一到第N信道信息，将在时间轴上导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在时间轴上传播改变较大的终端单元，并根据第一到第N信道信息，将在频率轴上导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在频率轴上传播改变较大的终端单元。
4.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中资源选择器包括：
时间改变提取单元，用于根据第一到第N信道信息，提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息；
排序单元，用于根据改变量的幅度，重新排列第一到第N时间改变信息，并产生排序信息；以及
分配位置确定单元，用于根据相对位置信息和排序信息，确定资源分配位置。
5.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中资源选择器包括：
时间改变提取单元，用于根据第一到第N信道信息，提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息；
群组归类单元，用于根据改变量的幅度，将第一到第N时间改变信息归类到M个群组，并产生群组信息，其中M是任意自然数；以及
分配位置确定单元，用于根据相对位置信息和群组信息，确定资源分配位置。
6.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中资源选择器包括：
时间/频率改变提取单元，用于根据第一到第N信道信息，提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息、以及对频率轴上的信道改变进行指示的第一到第N频率改变信息；
第一排序单元，用于根据改变量的幅度，重新排列第一到第N时间改变信息，并产生时间改变排序信息；
第二排序单元，用于根据改变量的幅度，重新排列第一到第N频率改变信息，并产生频率改变排序信息；以及
分配位置确定单元，用于根据相对位置信息、时间改变排序信息和频率改变排序信息，确定资源分配位置。
7.根据权利要求1所述的无线电通信设备，其中资源选择器包括：
时间/频率改变提取单元，用于根据第一到第N信道信息，提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息、以及对频率轴上的信道改变进行指示的第一到第N频率改变信息；
第一群组归类单元，用于根据改变量的幅度，将第一到第N时间改变信息归类到M个群组，并产生时间改变群组信息，其中M是任意自然数；
第二群组归类单元，用于根据改变量的幅度，将第一到第N频率改变信息归类到K个群组，并产生频率改变群组信息，其中K是任意自然数；以及
分配位置确定单元，用于根据相对位置信息、时间改变群组信息和频率改变群组信息，确定资源分配位置。
8.一种通信系统的资源分配方法，其中向第一到第N终端单元发送信号的通信设备根据对应于第一到第N终端单元的第一到第N信道信息，分别向第一到第N终端单元分配资源，其中N是任意自然数，所述方法包括：
第一过程，用于根据对应于第一到第N终端单元的第一到第N信道信息，将导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在时间轴或频率轴上传播改变较大的终端单元；以及
第二过程，用于根据由第一过程确定的资源分配信息，对导频信号和发送数据进行复用，并产生发送信号，
其中所述第一过程包括：
基于第一到第N信道信息和相对位置信息，确定对第一到第N终端单元的资源分配，并输出所述资源分配信息；以及
基于所述资源分配信息，计算相对于导频信号复用位置的空资源位置，并输出所述相对位置信息。
9.根据权利要求8所述的通信系统的资源分配方法，其中第一过程包括：根据第一到第N信道信息，将在时间轴上导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在时间轴上传播改变较大的终端单元。
10.根据权利要求8所述的通信系统的资源分配方法，其中第一过程包括：根据第一到第N信道信息，将在时间轴上导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在时间轴上传播改变较大的终端单元，并根据第一到第N信道信息，将在频率轴上导频信号复用位置附近的资源优先地分配给在频率轴上传播改变较大的终端单元。
11.根据权利要求8所述的通信系统的资源分配方法，其中第四过程包括：
用于根据第一到第N信道信息来提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息的过程；
用于根据改变量的幅度来重新排列第一到第N时间改变信息、并产生排序信息的过程；以及
用于根据相对位置信息和排序信息来确定资源分配位置的过程。
12.根据权利要求8所述的通信系统的资源分配方法，其中第四过程包括：
用于根据第一到第N信道信息来提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息的过程；
用于根据改变量的幅度将第一到第N时间改变信息归类到M个群组、并产生群组信息的过程，其中M是任意自然数；以及
用于根据相对位置信息和群组信息来确定资源分配位置的过程。
13.根据权利要求8所述的通信系统的资源分配方法，其中第四过程包括：
用于根据第一到第N信道信息来提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息、以及对频率轴上的信道改变进行指示的第一到第N频率改变信息的过程；
用于根据改变量的幅度来重新排列第一到第N时间改变信息、并产生时间改变排序信息的过程；
用于根据改变量的幅度来重新排列第一到第N频率改变信息、并产生频率改变排序信息的过程；以及
用于根据相对位置信息、时间改变排序信息和频率改变排序信息来确定资源分配位置的过程。
14.根据权利要求8所述的通信系统的资源分配方法，其中第四过程包括：
用于根据第一到第N信道信息来提取对时间轴上的信道改变进行指示的第一到第N时间改变信息、以及对频率轴上的信道改变进行指示的第一到第N频率改变信息的过程；
用于根据改变量的幅度将第一到第N时间改变信息归类到M个群组、并产生时间改变群组信息的过程，其中M是任意自然数；
用于根据改变量的幅度将第一到第N频率改变信息归类到K个群组、并产生频率改变群组信息的过程，其中K是任意自然数；以及
用于根据相对位置信息、时间改变群组信息和频率改变群组信息来确定资源分配位置的过程。
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