一种不对称带宽能力的无线网络接入系统的资源分配方法

摘要

本发明公开了一种不对称带宽能力的无线网络接入系统的资源分配方法。首先，确定用户设备的最小带宽能力，并根据系统有效子载波所占用的带宽比例以及每个子载波的带宽，计算出所述用户设备的最小带宽能力对应的有效子载波数N；再以所述有效子载波数N的约数为单位，将系统带宽内总的有效子载波划分为多个组；然后，系统通信时，无线接入设备以所述组为建制，为用户设备分配一组和多组有效子载波用于通信，所述分配的有效子载波数不小于N。本发明所述方法，以分组方式为小带宽UE分配资源块，使得UE在切换状态时，可接收数据，还可以做相邻小区同步，从而保证了下行数据的连续性。

说明书

技术领域

本发明涉及不对称带宽能力的无线网络接入系统，尤其涉及一种不对称带宽能力的无线网络接入系统的资源分配方法。

背景技术

作为一种多载波传输模式，正交频分复用(OFDM)通过将一高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低；循环前缀(CP)的引入，又进一步增强了系统抗符号间干扰(ISI)的能力；除此之外的带宽利用率高、实现简单等特点，使得OFDM在无线通信领域的应用越来越广。

OFDM技术已经成功地应用于许多通信系统中，例如，由欧洲电信标准化组织ETSI制定的数字广播(DAB)和数字电视(DVB)，均采用OFDM技术作为空中接口的无线传输标准。此外，无线局域网标准IEEE 802.11和无线城域网标准IEEE 802.16也都采用了OFDM技术。OFDM技术的有效使用，需要收发双方能够严格地时间同步和载波同步。

由于OFDM系统将频段分成很多个小的子载波，典型的子载波长度可以设计为15kHz，这就使得细粒度的频域资源划分成为可能。从而，使得UE的带宽能力可以小于接入系统提供的带宽。例如，图1给出了这种方法的一个例子，其中，UE带宽小于接入系统提供的带宽，UE只能处理系统带宽的一部分。由于OFDM信号中，不同的子载波完全正交，UE能处理的带宽所属的子载波，不受系统带宽的其它子载波的影响。由于低带宽能力的UE有较低的实现复杂度，这使得UE成本可得到有效控制。另外，可以借助这个特性，在OFDM系统下行发射的频带中心，选择一定数量的连续的子载波的位置设置同步信号。

对于OFDM系统，其有效子载波为只占用系统物理频段的中间部分一定比例范围。设该比例为X％，则接入该系统的UE的有效子子载波占用X％UE物理频段。系统/UE物理频段两侧未被占用的部分称为保护带，为虚拟的子载波。本发明中如未经说明均指有效子载波。

OFDM应用于蜂窝无线移动通信系统时，UE可以在不同的无线接入站点间切换，如图2所示。但是，当小带宽用户设备在不同的无线接入站点之间切换时，如何使得UE同时能够接收数据，成为一个需要解决的问题。对于小带宽能力的UE，接收的子载波可能不包含系统中心的同步信号。这样，当UE重新选择无线接入站点时，UE的数据接收可能会暂短中断。对于语音或VoIP业务来说，这样的中断会极大低降低业务质量。因此，需要一种优化带宽能力小于系统带宽的UE的性能的资源分配方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种不对称带宽能力的无线网络接入系统的资源分配方法，通过合理为小带宽UE进行资源分配，使得小带宽UE在不同无线接入站点间切换时，UE能够同时接收数据。

本发明提供一种不对称带宽能力的无线网络接入系统的资源分配方法，包括如下步骤：

(1)确定用户设备的最小带宽能力，并根据系统有效子载波所占用的带宽比例以及每个子载波的带宽，计算出所述用户设备的最小带宽能力对应的有效子载波数N；

(2)以所述有效子载波数N的约数为单位，将系统带宽内总的有效子载波划分为多个组；

(3)系统通信时，无线接入设备以所述组为建制，为用户设备分配一组和多组有效子载波用于通信，所述分配的有效子载波数不小于N。

所述步骤(2)中，系统带宽内总的有效子载波划分的顺序，是按照子载波所处的频率高低的顺序排列。当划分到最后一个组时，允许该剩余的子载波数小于单位子载波数。步骤(2)中，所述约数为1/2。

所述步骤(3)包括：

当用户设备处于正常接收数据的状态时，无线接入设备在系统带宽范围内任意为用户设备分配一组或多组有效子载波。

所述步骤(3)还包括：

当用户设备处于正常接收数据的状态时，无线接入设备在系统带宽范围内为用户设备分配一组或多组频率资源最好的有效子载波。

所述步骤(3)包括：

当用户设备需要切换时，向无线接入设备发出切换请求，无线接入设备响应UE的请求，UE进入切换状态；

该无线接入设备向用户设备发出切换响应之前或同时，根据承载有同步信号的子载波位置，为用户设备分配一组或多组子载波，所述分配的子载波中包含有所述承载同步信号的子载波。

其中，所述用户设备进入切换状态时，在使用分配的一组或多组子载波接收数据的同时，搜索并同步相邻小区无线接入设备的同步信号，同步成功后，接入该相邻小区的无线接入设备。

本发明所述方法中，所述多组有效子载波是连续的。

应用本发明所述的方法求出资源块的划分方式，所划分出来的资源块可以使得当UE带宽小于无线接入设备带宽时，UE能够根据无线接入设备发出的调度信息，解调两个或更多个连续资源块的数据。这使得无线设备能够为UE指定最好的频率资源，当UE处在切换状态时，本UE可以接收数据的同时，还可以做相邻小区同步，从而保证了下行数据的连续性。

附图说明

图1是OFDM系统的无线接入点和UE子载波间的对应关系；

图2是小区搜索时的状态转换图；

图3是根据本发明实施例的资源分配方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的资源分配方法中对UE进行调度的流程图；

图5是本发明应用设备的使用示意图；

图6是实施例1中调度UE的流程图；

图7是本发明在无线接入设备的子载波范围内调度UE的示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图，将对本发明的所述的方法进行详细说明。

为了解决小带宽UE在不同无线接入站点间切换时，UE能够同时接收数据的技术问题，本发明提供了一种不对称带宽能力的无线网络接入系统的资源分配方法，用于分配下行频谱资源，如图3所示，所述方法，主要包括如下步骤：

步骤310：确定用户设备的最小带宽能力，并根据系统有效子载波所占用的带宽比例以及每个子载波的带宽，计算出所述用户设备的最小带宽能力对应的有效子载波数N。

首先，确定用户设备UE的最小带宽能力，例如UE的带宽可以取10MHz，根据系统有效子载波所占用带宽的比例，以及每个子载波的带宽(例如15kHz)，可得到UE的最小带宽能力所对应的有效子载波数N，即

N＝(UE最小带宽能力×有效子载波所占带宽比例)/每个子载波的带宽。

步骤320：以所述有效子载波数N的约数为单位，将系统带宽内总的有效子载波划分为多个组；

设系统带宽为M个有效子载波，其中M＝(系统带宽×有效子载波所占带宽比例)/每个子载波的带宽。UE在接收数据时，对准无线接入点的下行信号的X个子载波，其中，X总是小于或者等于M，系统能够接入的UE的X值最小为N，即N≤X≤M。

可以使用如下公式将系统带宽分割为G个组，

首先，计算确定每个组应该含有的子载波个数S，利用上面的公式计算时，所用约数可以是1/2；然后，再利用S计算系统带宽内M个有效子载波可被划分为的组数G。这样，除最后一个组外，每个组含S个子载波。系统带宽内总的有效子载波划分的顺序，是按照子载波所处的频率高低的顺序排列。其中，当划分到最后一个组时，允许该剩余的子载波数小于单位子载波数，

步骤330：系统通信时，无线接入设备以所述组为建制，为用户设备分配一组和多组有效子载波用于通信，所述分配的有效子载波数不小于N。

本发明所述的资源分配方法的特点是，为了使得重新搜索其他站点的效能达到最大，需要保证最小带宽能力UE能够将接收频带置于系统频带的中央或近似的部分。一个组中的子载波数目，选取为最接近最小带宽能力UE的子载波数目的一半，所以，在以所述有效子载波数N的约数为单位，将系统带宽内总的有效子载波划分为多个组时，应尽量选取所述约数为1/2。

进一步地，该资源分配方法，对UE子载波数是2的倍数、以及系统子载波数是UE子载波的2^k倍数的情况特别适用，使得每组子载波的数目相等，以便于调度。

如图4所示，基于以上所述的资源分配方法，本发明在所述步骤330中，进一步可以包括一种调度策略，主要包括以下步骤：

步骤410：当用户设备处于正常接收数据的状态时，无线接入设备在系统带宽范围内任意为用户设备分配一组或多组有效子载波。

这使得UE可以通过调度在无线接入设备的频带发射范围接收数据，其中，无线接入设备在系统带宽范围内任意为用户设备分配一组或多组有效子载波，可以是一组或多组频率资源最好的有效子载波。

步骤420：当用户设备需要切换时，向无线接入设备发出切换请求；

如图2所示，当用户设备需要切换时，向无线接入设备发出切换请求，无线接入设备响应UE的请求，UE进入切换状态。

步骤430：该无线接入设备向用户设备发出切换响应之前或同时，根据承载有同步信号的子载波位置，为用户设备分配一组或多组子载波，所述分配的子载波中包含有所述承载同步信号的子载波。

在接入设备向UE发出切换响应前或在其同时，为用户设备分配一组或多组子载波的方式，可以是通过调度指示该UE的接收子载波对准到系统带宽的中间的两组子载波。

步骤440：UE搜索到其它同频段的无线接入设备的同步信道，同步成功。然后接入到该无线接入设备。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：在步骤410中，允许小带宽能力的UE可以将其处理的子载波放在任意2个邻接的两个子载波组。接入设备通过调度信令通知UE，UE在指定的这两个子载波组进行数据解调。这种方式在很大程度上保证了UE在频域内调度的灵活性。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：在步骤410中，如果M、N与S之间满足倍数关系，即M＝c1×S，N＝c2×S其中c1和c2是整数，那么最小带宽能力UE可以接收无线接入设备的任意一个子载波。如果N和S间不存在倍数关系，且M mod S≠N mod S，最小带宽能力UE的N mod S个子载波无法调度有效数据，。

进一步地，上述方法还具有以下特点：在步骤430中，当UE进入了切换状态，UE可以在解调中心频带的数据的同时，搜索并同步相邻小区的中心频带的同步信号。

实施例1：

如图5所示，是本发明实施例的接入系统示意图，其中，包括无线接入设备及其手持用户设备(UE)。

本实施例中，无线接入设备的带宽能力为20MHz。UE的带宽能力可取值为10MHz或20MHz。以3GPP LTE标准的帧结构为参照，系统有效子载波所占用带宽为90％，每个子载波为15kHz。对于无线接入设备有效子载波的个数为M＝1200个，占用18MHz带宽。对于10MHz的UE，即最小带宽能力10MHz，有效子载波为N＝600个，占用9MHz带宽。

本实施例中，系统带宽为M＝1200个有效子载波，UE接收数据时，对准无线接入点的下行信号的X个子载波，X总是小于或者等于M。系统能够接入的UE的X值最小为N。使用如下公式将系统带宽分割为G组。其中

除最后一个组外，每个组含S个子载波。子载波的先后顺序按照子载波所处的频率的高低排列。

本实施例中，根据上述公式计算出G＝4，S＝300。也就是，对于20MHz的无线接入设备，所有子载波被分成4个组，每个组含有300个子载波。这样，即使是10MHz UE也可以接收无线接入设备下行发射的4个组的任意一个组的子载波。任何能力的UE所接收的子载波是连续的。

本实施例中，无线接入设备在不同的子载波组的下行控制信令是相互独立的。不同子载波组中的下行控制信令的编码率，调制阶数以及信号的功率设定相互独立。

基于以上子载波分组方式进行的资源分配的方法，无线接入设备给不同的UE调度一组或多个连续组的子载波，当UE开始切换到另一无线接入设备时，原来的无线接入设备调度该UE对准下行频带的中心位置。其具体流程如图6所示，包括以下步骤：

步骤610，当UE处在正常接收数据的状态，可以在通过调度在无线接入设备的频带发射范围接收数据。

步骤620，当UE需要切换时，向无线接入设备发出切换请求；

步骤630，接入设备向UE发出切换响应前或在其同时，通过调度指示该UE的接收子载波对准到系统带宽的中间的两组子载波。

步骤640，UE搜索到其它同频段的无线接入设备的同步信道，同步成功。然后接入到该无线接入设备。

如图7所示，给出了本发明在无线接入设备的子载波范围内调度UE的示意图。图7中1200个子载波被分成了4个组。系统的同步信号在频带的正中间，也就是跨越了中间的两个子载波组。UE正常接收数据的状态下，UE可以在4个子载波组中选择任何2个相邻的组接收数据。

利用上面描述的实施例方法，本领域的技术人员很容易可以做出在无线设备子载波数、最小带宽能力UE的子载波数、子载波的带宽、同步信道的子载波位置、调制方式等变换，熟悉本技术领域的人员应理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明作等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

例如：在另一实施例中，最小带宽能力UE的子载波数为300个。则每组含有150个子载波，20M无线接入设备的下行发射的子载波被分成8个组。

例如：在另一实施例中，当20M无线接入设备的下行信号的调制方式为经过预处理OFDM体制，即，在OFDM调制的并行数据是通过预滤波的方法产生的。子载波分组的原则仍然同样应用于如上的调度方法。