[发明专利]一种基于ARNS序列跳频的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体而言，本发明涉及一种基于ARNS序列跳频的方法及装置。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple，正交频分复用)技术是一种频率高效的多载波技术，它利用一定数量的彼此正交的子载波来并行地传送低速率数据从而实现整体高速数据的传输。OFDM多载波系统已开始在数字音频广播、高清晰度电视HDTV的地面广播系统以及WIMAX通信系统等领域得到实际应用。而且人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在高速移动通信领域的应用，OFDM技术已经成为的第四代移动通信技术最重要的候选标准。

在多小区OFDM系统中，来自相邻小区间的干扰会严重影响系统的传输性能。因此，在现有的OFDM上行链路中，通常通过跳频的方式解决这一问题。跳频是一种用载频跳变的方式来传送信息的通信手段，它将时频资源分成许多小块RE(Resource Block，资源块)，在每一个跳频周期内把资源块分配给用户用来传输信息。不同的跳频周期内，用户根据跳频算法选择不同的资源块进行通信。针对OFDMA  (Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址接入)系统来说，跳频主要是指用户在不同的跳频周期选择不同的载波进行通信。通过跳频，用户一方面能够使用多个频带进行数据传输从而带来频率分集增益，另一方面在不同的时间间隔用户受到的小区间干扰也不同，利用干扰较小的频带上的数据，借助信道编解码等方式将干扰较大频带上的数据恢复，从而带来性能上的提升。因此，跳频OFDMA系统能够对抗频率选择性衰落，抵抗窄带干扰，同时可以降低小区间干扰对于系统性能的影响。跳频给OFDMA系统带来的增益主要取决于跳频算法的设计。

3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)致力于第三代移动通信系统的演进，目标是发展3GPP无线接入技术向着高数据速率、低延迟和优化分组数据应用方向演进。3GPP在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，引入了OFDM技术。LTE提案建议跳频算法的设计要满足以下几点：

在相同小区内，不同的用户终端不会发生载波冲突；

在相邻的小区间应用不同的跳频算法，尽可能的随机化用户终端受到的来自邻小区的同频干扰；

在设计跳频算法时，用户终端通过跳频得到的频率分集增益应尽量大；

在通信过程中，基站通过在数据帧发送跳频控制信息来告知用户终端跳频图样。在设计过程中，应使跳频控制信息尽可能的少；

用来进行跳频的资源块的大小适中，能够满足各类业务的传输需求。

基于以上特点，通过利用基于中国剩余定理实现的OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址接入)跳频算法，相比较现有的跳频算法具有复杂度低和用户冲突概率小的特点。基于中国剩余定理的跳频算法(RNS-FH scheme)具体描述如下：

令N＝P×Q，P，Q互质且均为素数，将N个载波集合被分成P tone，每个tone含有Q个子载波，则载波集合表示为B＝{b_0，0，b_0，1…b_a，b…b_P-1，Q-1}；

跳频的初始0时刻，假设用户对应的跳频索引为x，占用的子载波为有

其中  a＝x mod P，b＝x mod Q    (1)

引入子信道跳频序列C＝[d₁，d₂]，其中d₁≤P，d₂≤Q，在第j时刻，对应的跳频索引为x的用户占用的子载波为

其中m＝(a+d₁)mod P，n＝(b+d₂)mod Q    (2)，

a，b可由(1)式得到。

在应用基于中国剩余定理的跳频算法得到的RNS-FH OFDMA系统中，每个用户以N·T_s为周期遍历相应组的N个子载波，且子信道之间不会发生载波冲突。如果令则有h的势为1，势指的是集合中元素的个数。即在同一周期内，属于不同跳频方案的两个用户跳频图样重合的次数只有一次。如果在相邻的小区应用不同的C，则可以达到随机化相邻小区间同频干扰的效果。