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CN100474801C - 一种正交频分复用系统中的空闲模式控制方法 - Google Patents

一种正交频分复用系统中的空闲模式控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种正交频分复用(OFDM)系统中的空闲模式控制方法，通过在OFDM帧的帧头中的帧同步序列上叠加空闲模式控制信道，使低移动速率的移动终端在分组业务传输间断期间转入空闲模式，处在空闲模式中的移动终端无需在接收到每个帧后进行FFT运算以检查是否有分组数据需要接收，从而大大节省移动终端电源能量。

Description

一种正交频分复用系统中的空闲模式控制方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统，尤其涉及一种正交频分复用系统(OFDM)中的空闲模式控制方法。
背景技术
目前，在移动通信系统(如OFDM系统)的分组传输过程中，接入点(Access Point，AP)和移动终端(Mobile Terminal，MT)之间的数据传输是通过帧的形式传输的。例如，在公开号为20030193970的美国专利《0FDM发射端和接收端的符号帧同步装置和方法》中公开了一种帧结构，如图1所示。该帧包括帧同步序列(Frame Synchronization Pattern，FSP)和跟随其后的OFDM符号，该帧同步序列被插入到帧的开始部分以用于帧同步。OFDM符号包括保护间隔(GuardInterval，Gl)和同步序列(Sync1，Sync2)或者包括保护间隔和数据(Date1，Date2...)。移动通信系统中，MT每接收一帧数据，必须不停的进行FFT运算以解调时频单元分配信道，检查是否有分组数据需要接收。由于FFT运算的高复杂度，导致系统中移动终端的电源能量消耗非常大，电池寿命大大减短。
发明内容
本发明的目的在于提出一种正交频分复用系统中的空闲模式控制方法。通过AP在OFDM帧的帧头中的帧同步序列上叠加至少一个空闲模式控制信道，然后AP在该空闲模式控制信道中传送决定MT进入空闲模式还是激活模式的信息，并将该帧发送给MT。MT每接收到一帧后，检测该帧的帧头中的空闲模式控制信道，获得其中的信息，使MT在分组业务传输间断期间转入空闲模式。处于空闲模式中的移动终端无需在接收到每帧数据时进行FFT运算，从而大大节省移动终端电源能量。
上述所说的叠加方法是这样的：使用信道化码对空闲模式控制信道进行扩频，得到相互正交的空闲模式控制信道；将各条相互正交的空闲模式控制信道求和；将帧同步序列发生器发出的帧同步序列与上述的求和结果相乘；将相乘的结果与帧同步序列相加，得到在帧同步序列上叠加空闲模式控制信道的改进的帧。
本发明的有益效果：使用本发明方法，在分组业务传输间断期间，移动终端无需在接收到每帧数据时进行FFT运算，因而可以节省电源，延长移动终端(MT)的电池寿命。
附图说明
图1是现有的OFDM帧结构；
图2是根据本发明的一个实施例的OFDM帧结构；
图3是根据本发明的一个实施例的空闲模式控制信道结构；及
图4是根据本发明的一个实施例的空闲模式控制方法的说明图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
本发明的空闲模式是针对分组业务的，也就是说，MT仍处于连接状态，但是在分组传输间断期间不接收或者说不解调任何下行信号，从而节省电源。因此，空闲模式控制机制是面向分组业务的。
实施例1
图2是根据本发明的一个实施例的OFDM帧结构。一个OFDM帧包含一个帧头和若干OFDM符号。帧头中包含帧同步序列(Frame Synchronization Pattern，FSP)，该同步序列可以是伪噪声序列(PN)或者其它相关性好的二进制序列。空闲模式控制信道由AP在每个OFDM帧的帧头中的帧同步序列上叠加m个空闲模式控制信道，m>＝1。m可以根据系统需要而确定。
图3是根据本发明的一个实施例的空闲模式控制信道结构，说明了如何在帧头的帧同步序列上叠加若干个空闲模式控制信道的过程。首先，在步骤a1，使用信道化码对空闲模式控制信道进行扩频，得到相互正交的空闲模式控制信道，以区分各个空闲模式控制信道，例如，空闲模式控制信道1，空闲模式控制信道2，...，空闲模式控制信道m...；在步骤a2，将各条相互正交的空闲模式控制信道求和，得到求和结果；然后，在步骤a3，将同步序列发生器产生的帧同步序列与步骤a2中的和相乘；最后，将步骤a3中的结果与帧同步序列相加，即完成了在帧同步序列上叠加空闲模式控制信道，从而得到改进的帧结构。
在本实施例中，在帧同步序列上叠加m个空闲模式控制信道后，这些相互正交的空闲模式控制信道由AP侧无线资源控制(RRC)层根据系统需求进行分配，使分成小区内各用户共享的空闲信道和激活信道。
图4是根据本发明的一个实施例的空闲模式控制方法的说明图。AP在每一帧可以同时对多个MT进行空闲模式控制。为了简洁，图4示出了AP对某个MT的空闲模式控制过程。当AP决定哪个MT要进入空闲模式或者激活模式时，就把那个MT的MT-ID发送到相应的空闲模式控制信道。AP-Tx代表AP端发送的OFDM帧，H是帧头，包含帧同步序列，M条空闲信道和N条激活信道。当第一个帧中既有要发送给移动终端A(MT_A)的数据又有要发送给移动终端B(MT_B)的数据，并假设MT_A和MT_B的初始状态为激活状态时，AP不在空闲模式控制信道中发送决定该两个移动终端(MT_A和MT_B)进入空闲模式(ideal mode)还是激活模式(active mode)的信息，并将该帧发送给MT_A；MT_A Rx是MT_A接收到的帧，MT_A对接收到的帧检测其帧头中的空闲信道，没有发现MT_A ID，因此仍保持激活状态。当发送第三个帧时，AP侧没有待传给MT_A的数据，AP在一条空闲信道中传输MT_A ID，并将该帧发送给MT_A，MT_A接收到该帧后，对帧头检测空闲信道，发现空闲信道中有MT_A ID，于是切换到空闲模式，空闲周期为Ts个帧，Ts由AP接入点根据移动终端不同的服务质量(QoS)需求，分别给他们指定不同的空闲周期Ts，Ts可以是一个或者几个帧周期。经过Ts的空闲周期后，MT_A检测接收到的帧的帧头，发现激活信道中没有MT_A ID，则进入下一个空闲周期。其后，待传输给MT_A的数据抵达AP，AP在MT_A当前空闲周期结束时，在相应的帧头的激活信道中传送MT_A ID，并发送给MT_A。MT_A接收到后，检测该帧头中的激活信道，发现MT_A ID，则离开空闲模式，进入激活模式，并解调时频单元分配信道，在时频单元分配信道的控制下，进行FFT运算解调分组数据。
实施例2
本实施例中与实施例1基本相似，不同之处是在于，在OFDM帧的帧同步序列上叠加了至少一个空闲模式控制信道后，每个空闲模式信道被赋予一个MT_ID，该MT_ID与使用分组业务的MT一一对应，使得每个使用分组业务的MT拥有一个专用的空闲模式控制信道，因此这里的空闲模式控制信道没有空闲信道和激活信道之分。当AP决定哪个MT将进入空闲模式，就在帧头的该MT专有的空闲模式控制信道中发送空闲码“0”，当AP决定哪个MT将进入激活模式，就在帧头的该MT专有的空闲模式控制信道中发送激活码“1”。相应的，MT检测接收到的帧的帧头时，如果检测到其专有的空闲模式控制信道中为空闲码“0”，则进入空闲模式；如果检测到激活码“1”，则进入激活模式。其中，“0”或者“1”只是一种标记，它们在上述应用中也可以反过来应用，或者也可用“0”或者“1”以外的其它的码来作上述应用。
在本实施例中，“0”或者“1”可以以更高的重复因子发送，因此，与实施例1相比，具有更高的可靠性，对干扰具有更好的鲁棒性，而且MT不需要检测、解扩所有的空闲模式控制信道。
虽然已经结合特定实施例对本发明加以描述，然而根据前面的描述，许多替代、修改与变更对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明将包括所有落在后附的权利要求的构思与范围之内的这种替代、修改与变更。

Claims (9)

1、一种正交频分复用系统中的空闲模式控制方法，所述方法包括以下步骤：
a.接入点(AP)在一个正交频分复用(OFDM)帧的帧同步序列上叠加m个空闲模式控制信道，m>＝1；
b.AP在所述空闲模式控制信道中传送决定移动终端(MT)进入空闲模式还是激活模式的信息，并将所述帧发送给MT；以及
c.MT接收到所述帧，并根据空闲模式控制信道中的所述信息进入空闲模式或激活模式；其特征在于，所述叠加方法包括以下步骤：
a1.使用信道化码对空闲模式控制信道进行扩频，得到相互正交的空闲模式控制信道；
a2.将各条相互正交的空闲模式控制信道求和，得到求和结果；
a3.将帧同步序列发生器发出的帧同步序列与步骤a2中的和相乘；
a4.将步骤a3中的结果与帧同步序列相加，得到在帧同步序列上叠加空闲模式控制信道的帧。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互正交的空闲模式控制信道由AP侧无线资源控制(RRC)层根据系统需求进行分配，使分成小区内各用户共享的空闲信道和激活信道。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述传送决定MT进入空闲模式还是激活模式的信息的方法是，在MT将进入的模式对应的控制信道中发送所述MT的识别号(MT-ID)。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，激活模式下的MT每接收到一帧时检测所有的空闲信道，一旦检测到其MT-ID，所述MT即进入空闲模式。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，空闲模式下的MT每隔一个空闲周期检测所有的激活信道，如果检测到其MT-ID，所述MT将离开空闲模式并解调时频单元分配信道，在时频单元分配信道的控制下，进行FFT运算解调分组数据；如果没有检测到自己的MT-ID，则所述MT进入下一个空闲周期。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，由AP侧RRC层根据系统需求，为每个所述相互正交的空闲模式控制信道分配一个MT-ID，所述MT-ID与使用分组业务的MT一一对应，即使每个使用分组业务的MT具有一个专有的空闲模式控制信道。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传送决定MT进入空闲模式还是激活模式的信息的方法是，在MT专有的控制信道中发送所述MT的空闲码或者激活码。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，激活模式下的MT每接收到一帧时检测其专有的空闲模式控制信道，一旦检测到空闲码，所述MT即进入空闲模式。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，空闲模式下的MT在每个空闲周期末尾检测其专有的空闲模式控制信道，如果检测到激活码，所述MT将离开空闲模式并解调时频单元分配信道，在时频单元分配信道的控制下，进行FFT运算解调分组数据；如果没有检测到激活码，则所述MT进入下一个空闲周期。
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