[发明专利]一种TDD－OFDMA系统物理层下行资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及时分双工-正交频分多址系统TIME DIVISIONDULPLEXING-Orthogonal Frequency Division Multiple Access，简称TDD-OFDMA无线通讯系统，具体涉及一种TDD-OFDMA系统下行突发以矩形时频块存在的下行资源分配方法。

背景技术

近年来，OFDM技术由于频谱效率高、抗多径干扰而成为了无线通信物理层技术的主流，无论是3G的后续演进，例如LTE，还是当前流行的无线宽带接入技术，例如IEEE 802.16、IEEE 802.20，都采用了OFDM作为物理层技术提供多址接入OFDMA。

在OFDMA系统中，在时域上划分为多个OFDM符号，而在频域上则划分为多个子信道，每个子信道则是一组子载波的集合。通常一个子信道与一个或者几个符号交叉构成的时频区域称为时隙(Slot)，是OFDMA系统最小的分配单位。这样在逻辑上就可以将OFDMA下行帧的物理层资源用时域-频域划分的二维矩形表格表示：一个格子就是一个Slot，如图1所示。

然而，一些TDD-OFDMA系统中要求下行帧中的突发必须以矩形时频块的形式存在。同时下行帧中包含的突发数目以及突发的大小是随机的且不能够事先确定，即使能够知道理论上限与下限。此时，系统必须将调度后的突发以矩形块的形式填充到下行子帧中。这样突发的填充问题就演变成矩形件排样优化问题。众所周知，矩形件排样优化问题是很困难的，从数学上计算复杂性理论看，它属于具有最高计算复杂性的一类问题-NP完全问题。也就是说即使使用很快的计算机，在人们的可接受时间内也不可能求出这种问题的最优解。但是对于无线通信系统的调度，帧长通常为毫秒级，所以调度的实时性要求非常高，而且有限的时间也不能全部留给突发填充使用，调度也需要时间。所以即使得到一个最优解，那么就没有什么意义了。下行突发的填充效果对系统下行资源的利用率有很大的影响，如果填充的不够紧密，会导致有些突发没有合适的矩形区域能够填充，导致还没有发送就要被丢弃，称为“爆帧”。如果填充的不够紧密，会导致留有的没有使用的时隙数目过多，将使用其他方法省下的带宽都浪费了，最终的结果是系统容量与频谱效率降低。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种TDD-OFDMA系统物理层下行资源分配方法，能提高下行资源的利用率、降低爆帧率，同时实现简单，能够满足实时性的要求。

本发明的上述技术问题这样解决，提供一种TDD-OFDMA系统物理层下行资源分配方法，初始有效区域是整个下行子帧时频资源(有效区域是包含右下角时隙的最大未填充矩形区域，空闲区域是除有效区域以外未被填充的矩形区域)，包括以下步骤：

1.1)按先频域后时域原则分配DL-MAP突发(11)，其右侧未分配矩形区域为有效区域，下方未分配矩形区域为空闲区域。空闲区域优先分配给长度小于等于它的UL-MAP突发(12)，其矩形块时域长度为1，频域长度为UL-MAP时隙数目。如果还存在空闲区域，就继续在空闲区域中尝试分配数据突发；

1.2)如果UL-MAP突发还未被分配，按先频域后时域原则，在有效区域中以矩形块的形式分配UL-MAP突发(12)，该矩形块时域长频域长其右侧未分配矩形区域为有效区域，下方未分配区域为空闲区域。如果存在空闲区域，就继续在空闲区域中尝试分配数据突发；

1.3)以矩形块的形式从大到小选择未分配数据突发在有效区域(21)内进行依次分配。在分配过程中可能会有新的空闲区域与有效区域，应该先分配空闲区域，然后分配有效区域。

按照本发明提供的分配方法，所述有效区域是包含右下角时隙的最大未填充矩形区域，空闲区域是除有效区域以外未被填充的矩形区域。

按照本发明提供的分配方法，所述步骤1.3)是如果当前数据突发的大小能被有效区域的频域整除，则按照频域填充此数据突发。其右侧未分配矩形区域为有效区域，无空闲区域。

按照本发明提供的分配方法，所述步骤1.3)是如果当前数据突发的大小不能被有效区域的频域整除但能被有效区域的时域整除，则按照时域填充此数据突发。其下方未分配矩形区域为有效区域，无空闲区域。

按照本发明提供的分配方法，所述步骤1.3)是如果当前数据突发的大小不能被有效区域的频域或时域整除当前数据突发的大小加1能被有效区域的频域整除，则按照频域填充此数据突发。其右侧未分配矩形区域为有效区域，无空闲区域。