[發明專利]支持靈活的時域資源分配的OFDMA下行導頻結構的發送方法

無效

• 申請號: 200610119416.0
• 申請日: 2006-12-11
• 公開（公告）號: CN101202611A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 戎璐;熊勇;張小東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04L5/02
• 分類號: H04L5/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及無線通信系統中的OFDMA系統。

背景技術

現有的寬帶無線接入通信系統，主要有兩條發展路徑。一條是從原有的模擬到數字的窄帶話音無線通信系統，再到基于碼分多址的第三代無線通信系統，向支持更高帶寬多媒體業務的無線通信系統發展，其以第三代合作伙伴計劃(3GPP)為代表；另一條是從原有的電路交換到分組交換的有線通信系統，到基于固定無線接入的寬帶無線接入系統，向支持高移動性的無線通信系統發展，其以美國電氣及電子工程師學會(IEEE)為代表。這兩條發展路徑殊途同歸。

IEEE的移動WiMAX系統(802.16e)和3GPP的長期演化(LTE)系統，在其空中接口的下行鏈路中，都采用了正交頻分多址(OFDMA)技術。但是這兩套系統在OFDMA幀結構設計上有很大的不同。

移動WiMAX系統的時分復用系統(TDD)下行子幀中，采用可變長度的重排域(permutationzone)，每種重排域內的最小資源塊為時頻隙(slot)，導頻在時間上和頻率上都均勻地分布在每個物理簇中。因此，其導頻所占資源比例相對固定，相應地其數據資源塊的大小和數量也相對固定。其優點是系統設計簡單，只需要確定一套同資源塊大小相匹配的導頻參數，不需要考慮資源塊隨時間的動態變化，上下行之間以及重排域之間資源配置靈活，下行子幀的長度和其中的資源塊能夠以時頻隙為最小單位(通常為2個OFDM符號)進行靈活的調度；缺點是導頻占用的資源較多，損失了大量的頻譜資源。

LTE系統的下行鏈路中，采用固定長度的子幀，每個子幀內的最小資源塊由一定數量的子載波組成，導頻在頻率上均勻地分布在相應的帶寬范圍內，而在時間上則不均勻，僅分布在每個子幀中的少數特定位置的OFDM符號中。其優點是頻譜資源的使用效率高，尤其是對于慢變信道，導頻只使用必要的資源，將絕大部分資源節省給數據使用；缺點是必須以子幀為單位(通常為7個OFDM符號)進行調度，在TDD方式下不利于進行靈活的時域資源調配。

現有的最主要的兩套OFDMA系統，是IEEE?802.16e和正在制定過程中的3GPP?LTE。IEEE802.16e的幀結構如圖1所示。其下行子幀中的數據單元是以時頻隙為最小單位，一個時頻隙由時域上的若干個OFDM符號和頻域上的若干個子信道所構成。在圖1中所描繪的例子中，1個時頻隙在時域上由2個OFDM符號組成。

IEEE?802.16e系統中，OFDMA導頻排列模式的周期，等于時頻隙的時間長度。與圖1中所描繪的時域上含2個OFDM符號的時頻隙的例子相對應，其導頻的排列模式也以2個OFDM符號為周期。圖2給出了IEEE?802.16e中的一個相應的導頻和數據之間復用模式的例子。

如圖2所示，每連續14個子載波中有2個導頻符號，導頻符號的位置同OFDM符號序號的奇偶有關，圖2中第一行對應于偶數序號，第二行對應于奇數序號，這樣，就可以保證在每2個OFDM符號中，所傳輸的數據調制符號的個數剛好是時頻隙大小(24)的整數倍，即資源塊最小單元的整數倍。這樣一來，IEEE?802.16e系統可以在2個OFDM符號的精度下，對下行子幀及其內部的各個重排域的時間資源，根據情況需要進行相當靈活的調度。

由此產生的不足之處是，在每個傳輸數據的下行OFDM符號中，不論有沒有必要，都必須傳輸固定數量的導頻符號。在圖2所示的導頻和數據的基本復用模式下，導頻所占資源的比例固定為1/7，數據所占資源的比例約為86％。事實上，在大量場景下，時域上傳輸這樣密集的導頻是沒有必要的，反而消耗了寶貴的頻譜資源，降低了頻譜效率。尤其是在低速移動和固定游牧等主體應用場景下，實際上所需要的導頻時間密度是比較稀疏的，完全可以間隔很多個OFDM符號，插入一次導頻，將導頻所占資源的比例降低到5％左右，將數據所占資源的比例提高到95％左右，仍然可以獲得良好的系統性能。在這些情況密集下，固定而密集的導頻模式，顯然造成了不必要的頻譜資源浪費。

3GPP?LTE系統中，每個下行子幀由7個(采用短循環前綴時)或6個(采用長循環前綴時)OFDM符號組成。圖3描繪了由7個OFDM符號組成的一個基本下行子幀中，導頻和數據的復用模式。

由圖3可見，在3GPP?LTE系統中，下行每7個OFDM符號中只有2個符號插有導頻，其他OFDM符號中均沒有導頻，通過信道插值獲得所需要的信道估計。在這種配置下，導頻模式的周期為7個OFDM符號，相應地，資源塊單元，在時域上也由7個OFDM符號組成。在這種導頻和數據復用的模式下，導頻所占資源的比例為1/21，數據所占資源的比例約95％。