專利名稱：Ofdma系統(tǒng)測距cdma碼分配的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的方法，尤其涉 及一種遵循IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的 方法。
背景技術(shù)：
接入網(wǎng)是將用戶設(shè)備連接到核心網(wǎng)，使用戶設(shè)備可以使用通過核 心網(wǎng)提供的各種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。以接入介質(zhì)來區(qū)分，包括銅線介質(zhì)接入 技術(shù)、光纖介質(zhì)接入技術(shù)、和無線接入技術(shù)。無線接入具有自由度高、 開通快、地理環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)簡便、和維護(hù)費(fèi)用低等有線接入無 法替代的優(yōu)點(diǎn)。無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、無 線城域網(wǎng)(WMAN)、和無線廣域網(wǎng)(WWAN)共同組成了寬帶無 線接入的網(wǎng)絡(luò)鏈架構(gòu)。寬帶無線接入是實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的一種快捷 部署方式。通過它，運(yùn)營商可以為用戶提供更為靈活的接入業(yè)務(wù)，滿 足多種帶寬需求，并實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)集成。IEEE 802.15是負(fù)責(zé)制定無線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工作組。IEEE 802.11 是負(fù)責(zé)制定無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工作組。IEEE 802.16是負(fù)責(zé)制訂無線 城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工作組。IEEE 802.20是負(fù)責(zé)制訂無線廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工 作組。第2代和第3代蜂窩移動通信系統(tǒng)是目前使用最多的無線廣域 網(wǎng)。IEEE 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)對固定寬帶無線接入空中接口 PHY (物 理)層和MAC (媒體接入控制)層進(jìn)行了規(guī)定，定義了支持多種業(yè) 務(wù)類型的固定寬帶無線接入系統(tǒng)的MAC層和相對應(yīng)的多個(gè)物理層. 該標(biāo)準(zhǔn)包括三種物理層模式單栽波、OFDM (正交頻分復(fù)用)、和 OFDMA (正交頻分多址)。單栽波方式適用于10~66GHz頻段的系統(tǒng)，該頻段可用頻率資源豐富，但傳播特性較差。OFDM和OFDMA 的頻鐠利用率高，在對抗多徑效應(yīng)上具有明顯的優(yōu)勢，3.3GHz/3.5GHz 頻段的802.16-2004系統(tǒng)主要釆用OFDM和OFDMA物理層方式。 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的栽波帶寬可以在1.25MHz 20MHz之間選擇；系統(tǒng) 的雙工模式可以是FDD (頻分雙工)，TDD (時(shí)分雙工)，或者H-FDD (半頻分雙工)。標(biāo)準(zhǔn)定義了 BPSK、 QPSK、 16QAM、和64QAM 調(diào)制方式，適應(yīng)不同傳輸距離和帶寬的需要，支持自動編碼調(diào)制。MAC 層分成三個(gè)子層業(yè)務(wù)特定匯聚子層、公共部分子層、和安全子層。 802.16網(wǎng)絡(luò)一般采用點(diǎn)到多點(diǎn)(PMP)拓樸結(jié)構(gòu)，MAC層要解決遠(yuǎn) 端多址接入、QoS (服務(wù)質(zhì)量)、測距、和安全接入等問題。802.16e標(biāo)準(zhǔn)是802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，802.16e標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可 同時(shí)支持固定和移動寬帶無線接入的系統(tǒng)，工作在小于6GHz、適宜 于移動性的許可頻段。802.16e系統(tǒng)可以用于便攜、低速移動、和全移 動場景，同時(shí)支持固定場景的應(yīng)用。802.16-2004 OFDM物理層采用 256個(gè)子載波，OFDMA物理層采用2048個(gè)子栽波，802.16e對OFDMA 物理層進(jìn)行了擴(kuò)展，使其可支持128、 512、 1024、和2048共4種不 同的子載波數(shù)，以在移動環(huán)境中靈活適應(yīng)信道帶寬的變化。與 802.16-2004技術(shù)相比，802.16e技術(shù)的MAC層為支持移動性和切換 引入了新的功能。802.16支持兩種網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)， 一種是雙向的點(diǎn)對多點(diǎn)(PMP) 結(jié)構(gòu)， 一種是網(wǎng)狀(Mesh)結(jié)構(gòu)。PMP方式，指的是一個(gè)基站(BS) 同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶站(SS)，如圖1所示。BS是提供連接、管理、 和控制SS的設(shè)備集合的總稱。SS是提供用戶設(shè)備和基站連接的設(shè)備 集合的總稱。從基站到用戶站的方向的鏈路被稱為下行鏈路，從用戶 站到基站的方向的鏈路被稱為上行鏈路。寬帶無線接入系統(tǒng)中，幀是用于物理層規(guī)范的固定時(shí)長的結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)序列。IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的一幀可以包含一個(gè)上行鏈路子幀和一 個(gè)下行鏈路子幀.用于傳輸服務(wù)流業(yè)務(wù)目的的BS和SS之間的MAC 對端的單向映射稱為連接。連接由連接標(biāo)識符(CID)識別。所有的業(yè)務(wù)在連接上傳送。從頻域來看，OFDMA符號由多個(gè)子栽波組成。 子栽波包括三種類型數(shù)據(jù)子栽波用于數(shù)據(jù)傳輸；導(dǎo)頻子栽波用于各 種估計(jì)目的；空子栽波不傳輸，保護(hù)頻帶和DC (直流)栽波都為空 栽波。有效的子栽波被劃分為多個(gè)子集，每個(gè)子集稱為子信道。 OFDMA支持頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)兩種模式，圖2 以TDD為例，顯示了 OFDMA的幀結(jié)構(gòu)。在一個(gè)TDD系統(tǒng)中，每個(gè) 下行方向發(fā)送的幀都以一個(gè)前導(dǎo)開始，之后是下行鏈路發(fā)送周期和上 行鏈路發(fā)送周期。測距(ranging)是獲取正確的定時(shí)偏置功率調(diào)整的過程。測距 包括初始觀'J多巨(initial ranging )、周期領(lǐng)i)多巨(periodic ranging)、和 帶寬請求(bandwidth request) 。 SS上電后，執(zhí)行初始測距，完成 SS的發(fā)射定時(shí)和功率的調(diào)整。由于無線環(huán)境的變化，SS需要執(zhí)行周 期測距過程，校正SS的發(fā)射定時(shí)和功率，以適應(yīng)這種無線環(huán)境的變 化。帶寬請求測距是SS向BS請求分配帶寬的過程。當(dāng)使用OFDMA物理層時(shí)，MAC層必須定義一個(gè)單獨(dú)的測距信 道。OFDMA測距是基于碼分多址(CDMA)的.測距信道由一組或 者多組6個(gè)相鄰的子載波組成。組成測距信道的子信道的索引值在上 行鏈路映射(uplink map ) UL-MAP消息中指定。UL-MAP消息是用 于調(diào)度間隔的定義整個(gè)接入的信息集合。用戶在測距信道上允許碰撞。 為了提高測距的傳輸效率，每個(gè)用戶隨機(jī)從一組指定的碼中選擇一個(gè) 測距碼。這些碼使用BPSK調(diào)制到測距信道的子載波上，每個(gè)子載波 一比特。OFDMA物理層指定一個(gè)測距子信道和一個(gè)特定的偽隨機(jī)碼集 合。用于初始測距、周期測距、和帶寬請求的碼的子集在上行信道描 述符(uplink channel descriptor) UCD信道編碼中分配，以使BS根 據(jù)接收到的碼所屬的子集，判決碼的用途。UCD用于描述上行鏈路的 物理層特征。共256個(gè)可用的測距碼用于OFDMA測距，計(jì)為0..255.每個(gè) BS用戶使用這些碼的子組。子組由S定義，0SSS255。該組碼介于6S和((S+N+M+L)mod256)之間。頭N個(gè)碼用于初始測距，下M個(gè)碼 用于周期測距，下L個(gè)碼用于帶寬請求。然而這種分配是靜態(tài)的。由于使用條件的變化，可能出現(xiàn)對于某 一用途分配的測距碼過多，而對于另 一用途則分配的測距碼過少的問 題，導(dǎo)致測距碼使用效率降低。因此，需要一種改進(jìn)的測距碼分配方法，其能夠?qū)y距碼的分配 進(jìn)行優(yōu)化，以提高測距碼的使用效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的基 站和該基站中進(jìn)行CDMA碼分配的方法，其能夠消除或減輕測距碼 分配與需求間的不匹配，從而提高測距碼的使用效率。本發(fā)明提供了一種OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的方法，包 括步驟檢測有用戶接入的測距碼；根據(jù)有關(guān)檢測到的測距碼的信息 計(jì)算測距碼的占用率；確定計(jì)算的測距碼的占用率與測距碼的數(shù)量之 間是否存在不匹配；和如果確定存在不匹配，則調(diào)整當(dāng)前的測距碼分 配，以消除所述不匹配。本發(fā)明還提供了一種基站，其能夠在OFDMA系統(tǒng)測距過程中進(jìn) 行CDMA碼分配，包括物理層模塊，被配置成檢測有用戶接入的 測距碼；和媒體接入層模塊，被配置成根據(jù)有關(guān)檢測到的測距碼的信 息計(jì)算測距碼的占用率；確定計(jì)算的測距碼的占用率與測距碼的數(shù)量 之間是否存在不匹配；和如果確定存在不匹配，則調(diào)整當(dāng)前的測距碼 分配，以消除所述不匹配。根據(jù)本發(fā)明，有關(guān)是否存在不匹配的確定可以包括比較RM-R加和TH，如果RM-Rm〉TH，則確定存在不匹配，其中TH表示預(yù)先 設(shè)定的用于測距碼的占用率比較的閥值，M代表碼占用率最高的用途， m代表碼占用率最低的用途，RM是用途M對應(yīng)的碼占用率，IU是用 途m對應(yīng)的碼占用率，當(dāng)不同用途的碼占用率相同時(shí)，從中隨機(jī)選取M和m,測距碼分配的調(diào)整可以包括增加為用途M分配的測距碼的數(shù)目， 相應(yīng)降低為用途m分配的測距碼的數(shù)目。


圖1示意性說明了 IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)PMP拓樸結(jié)構(gòu)的例子。 圖2示出了 802.16標(biāo)準(zhǔn)TDD OFDMA幀結(jié)構(gòu)。圖3示意性說明了測距碼集中測距碼的分配。 圖4示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的BS的例子。具體實(shí)施例下面結(jié)合圖4說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。如圖4所示，BS 1包括媒體接入層模塊10和物理層模塊11。如圖3所示，分配給BS 1的測距碼集100的測距碼總數(shù)為S， 其中Ni個(gè)測距碼用于用途i。即，N,個(gè)測距碼101分配給初始測距， ]\2個(gè)測距碼102分配給周期測距，N3個(gè)測距碼103分配給帶寬請求。令測距碼的占用率Ri = BS 1檢測到的用于用途i的存在SS發(fā)射 測距信號的碼道的數(shù)目/Ni。用途l代表初始測距，用途2代表周期測距，用途3代表帶寬請 求。測距碼的占用率被周期性地統(tǒng)計(jì)，可以是基于長期的統(tǒng)計(jì)區(qū)間， 也可以是已知技術(shù)的對瞬時(shí)值的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行一定規(guī)則的平滑濾波。TH表示預(yù)先設(shè)定的用于測距碼的占用率比較的閥值。M代表碼 占用率最高的用途，m代表碼占用率最低的用途。當(dāng)不同用途的碼占 用率相同時(shí)，從中隨機(jī)選取。RM是用途M對應(yīng)的碼占用率，Rm是用 途m對應(yīng)的碼占用率。如圖4所示，BS 10的物理層模塊11檢測有用戶接入的測距碼。 當(dāng)檢測到有用戶接入的測距碼時(shí)，物理層模塊11報(bào)告給媒體接入層模 塊10。響應(yīng)于物理層模塊11的報(bào)告，媒體接入層模塊10在步驟Sl接 收到物理層模塊11檢測到的測距碼信息。接著在步驟S2，媒體接入8層模塊10計(jì)算測距碼的占用率。接著在步驟S3，媒體接入層模塊IO 比校Rm-Rm和TH，如果RM-Rm〉TH，則調(diào)整碼的分配比例。如 果RM-Rm〈-TH,則不調(diào)整碼的分配比例。確定是否調(diào)整分配比例 的條件并不局限于上述例子，任何其它能夠反映出測距碼分配與需求 間的不匹配，即分配數(shù)目多但需求少、分配數(shù)目多但需求多的判斷方法均可用于本發(fā)明。作為一個(gè)例子，在調(diào)整碼的分配比例時(shí)，媒體接入層模塊10增 加為用途M分配的測距碼的數(shù)目，例如Nm-Nm + 1，降低為用途m分配的測距碼的數(shù)目，例如Nm-Nm-l，并且指示物理層模塊ll實(shí)施新的測距碼分配。調(diào)整分配比例的方式不局限于上述例子，可以根 據(jù)需要采取不同的調(diào)整策略，只要能夠消除上述不匹配。本發(fā)明提出的OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的方法，實(shí)現(xiàn)了 對測距碼的動態(tài)分配，優(yōu)化了 OFDMA系統(tǒng)的測距處理。
權(quán)利要求
1.一種OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的方法，包括步驟檢測有用戶接入的測距碼；根據(jù)有關(guān)檢測到的測距碼的信息計(jì)算測距碼的占用率；確定計(jì)算的測距碼的占用率與測距碼的數(shù)量之間是否存在不匹配；和如果確定存在不匹配，則調(diào)整當(dāng)前的測距碼分配，以消除所述不匹配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述確定是否存在不匹配的步 驟包括比較RM-Rm和TH;和如果RM-Rm〉TH，確定存在不匹配，其中TH表示預(yù)先設(shè)定的用于測距碼的占用率比較的閥值，M代 表碼占用率最高的用途，m代表碼占用率最低的用途，Rm是用途M 對應(yīng)的碼占用率，Rm是用途m對應(yīng)的碼占用率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，當(dāng)不同用途的碼占用率相同 時(shí)，從中隨機(jī)選取M和m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述調(diào)整測距碼分配的步驟包括增加為用途M分配的測距碼的數(shù)目，相應(yīng)降低為用途m分配的 測距碼的數(shù)目。
5. —種基站，其能夠在OFDMA系統(tǒng)測距過程中進(jìn)行CDMA碼 分配，包括物理層模塊，被配置成檢測有用戶接入的測距碼；和 媒體接入層模塊，被配置成根據(jù)有關(guān)檢測到的測距碼的信息計(jì)算 測距碼的占用率；確定計(jì)算的測距碼的占用率與測距碼的數(shù)量之間是 否存在不匹配；和如果確定存在不匹配，則調(diào)整當(dāng)前的測距碼分配， 以消除所述不匹配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求6的基站，其中所述媒體接入層模塊被進(jìn)一步配置成在確定是否存在不匹配時(shí)，比校Rm-Rm和TH，如果RM-Rm>TH，則確定存在不匹配，其中TH表示預(yù)先設(shè)定的用于測距碼的占用率比較的閥值，M代 表碼占用率最高的用途，m代表碼占用率最低的用途，Rm是用途M 對應(yīng)的碼占用率，Rm是用途m對應(yīng)的碼占用率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的基站，其中，所述媒體接入層模塊被進(jìn)一 步配置成當(dāng)不同用途的碼占用率相同時(shí)，從中隨機(jī)選取M和m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的基站，其中所述媒體接入層模塊被進(jìn)一步 配置成當(dāng)調(diào)整測距碼分配時(shí)，增加為用途M分配的測距碼的數(shù)目，相 應(yīng)降低為用途m分配的測距碼的數(shù)目。
全文摘要
公開了一種OFDMA系統(tǒng)測距CDMA碼分配的方法和相應(yīng)基站。該方法包括步驟檢測有用戶接入的測距碼；根據(jù)有關(guān)檢測到的測距碼的信息計(jì)算測距碼的占用率；確定計(jì)算的測距碼的占用率與測距碼的數(shù)量之間是否存在不匹配；和如果確定存在不匹配，則調(diào)整當(dāng)前的測距碼分配，以消除所述不匹配。
文檔編號H04L29/06GK101325728SQ20071011116
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者嘉 喬, 晶 張 申請人:Ut斯達(dá)康通訊有限公司