[发明专利]无线通信系统中指示信道资源分配的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，特别是涉及无线通信系统中指示信道资源分配的设备和方法。

背景技术

目前，3GPP标准化组织已经着手开始对其现有系统规范进行长期的演进(Long Term Evolution，以下简称LTE)。正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，以下简称为OFDM)技术以其较高的频谱利用率，较低的处理复杂度，成为LTE所采用的下行传输方案。

OFDM技术本质上是一种多载波调制通信技术，其基本原理是把一个高速率的数据流分解为若干个低速率数据流在一组相互正交的子载波上同时传送。OFDM技术由于其多载波性质，在很多方面具有性能优势。(1)OFDM技术一个显著的优势是由于数据分别在多个子载波上并行传输，每个子载波上的符号的长度相应增长，对信道时延不敏感；通过进一步给每个符号上加入保护间隔，即引入循环前缀(CP，Cyclic Prefix)，在信道时延小于循环前缀长度的情况下，可以完全消除符号间干扰(ISI)。这样，每个子载波都经历了平坦衰落信道。(2)OFDM技术的频谱利用率高，OFDM信号在频域上实际是有交叠的，这种交叠在很大程度上提高了频谱利用率。(3)OFDM技术的抗窄带干扰和频率选择性衰落的能力较强。通过信道编码和交织可以使OFDM获得频率分集和时间分集增益，从而有效地对抗窄带干扰和频率选择性衰落。(4)OFDM技术调制可通过基带IFFT变换实现，而IFFT/FFT有成熟的快速计算方法，可以方便地在DSP芯片和硬件结构中实现。

现有的LTE的下行OFDM系统的帧结构如图1所示。无线资源以帧为结构(101-103)，帧长与WCDMA相同，为10ms；每个无线帧细分为多个子帧(104-107)(目前的假设是每帧包含20个子帧，子帧长为0.5ms)；每个子帧根据配置的不同包含多个OFDM符号，短CP子帧包含7个符号(108)，长CP子帧包含6个符号(109)。在LTE系统中，需要有效的同时支持单播业务和多播/广播业务，最可能的复用方式为时分复用(TDM)。其中单播业务的OFDM的符号只需要比较短的循环前缀(CP，大约4.8μs)。对于多播/广播业务，考虑到LTE系统中不倾向于要求系统同步，以及各个小区传播时延的影响，多播/广播业务的OFDM符号必须配置比较长的CP(大约16.7μs)。正是由于单播OFDM符号和多播/广播OFDM符号需要配置的CP长度不同，导致了相应子帧内可以包含的OFDM符号的数目不一样(短CP子帧7个符号，长CP子帧6个符号)。

LTE的上行传输方案采用了单载波频分多址接入(以下简称SC-FDMA)技术。SC-FDMA是一种频谱利用率高，峰平比低的无线多址接入技术，其频域的实现方式如图5所示。调制符号501先进行快速傅立叶变换(以下简称FFT)502模块变换到频域，然后通过子载波映射503模块进行具体的映射。子载波映射后的数据进行快速傅立叶反变换(以下简称IFFT)504模块变换到时域。模块505在数据前加上循环前缀(以下简称CP)。加入CP主要有两个作用：一是消除由于各个用户设备不同步在频域上引起的子载波间的干扰；二是CP的引入可以使接收机使用性能高、复杂度低的频域均衡算法。由于SC-FDMA使用正交的资源分配方式消除了小区内的干扰，同时由于频域均衡算法对性能的提高，SC-FDMA的频谱利用率很高。SC-FDMA的另外一个特性是由于引入了FFT模块502，信号的峰平比比较低，从而使用户设备的功率放大器的效率较高因而降低了功率放大器的复杂度。峰平比低的另外一个好处是小区边缘的用户可以使用较高的数据速率从而提高基站的覆盖。在LTE的研究中，对SC-FDMA设计的桢结构如图6所示。无线资源以帧为结构(601-603)，帧长为10ms；每个无线帧细分为多个子帧(604-607)  (目前的假设是每帧包含20个子帧，子帧长为0.5ms)；每个子帧包含多个SC-FDMA符号，其中较长的符号有6个(608，610，611，612，613，和615)，较短的符号有2个(609和614)。短符号通常用来传输导频。