CN101091328A - 控制信道传输方法、基站以及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明其目的在于提供一种控制信道传输方法、基站以及终端，在不降低数据信道的传输效率的情况下，提高总的吞吐量，所述方法包括：按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式的步骤；以及使用选择的控制信道形式传输控制信道的步骤。

Description

控制信道传输方法、基站以及终端
技术领域
本发明涉及控制信道传输方法、基站以及终端，特别涉及使用控制信道用于进行自适应的通信参数控制的控制信道传输方法、基站以及终端。
背景技术
在例如第三代移动通信系统中，为了提高数据包的传输效率，采用了自适应调制解调、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传请求)、调度等自适应无线链路控制。这些自适应无线链路控制使用单独的或者共享的控制信道进行，将和控制信道几乎同时传输的数据信道上使用的链路参数通知给各用户终端。
例如在自适应调制解调时，控制信道传输数据信道的调制方式以及编码率等信息。在HARQ时，控制信道传输由数据信道传输的信息包的包号和重发次数等信息。在调度时，控制信道传输用户ID等信息。
被3GPP(Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)标准化的HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行链路分组接入)中，如非专利文献1所述，使用被称为HS-SCCH(SharedControl Channel for HS-DSCH)的共享控制信道进行表1所示的控制信息的传输。
[表1]
HS-SCCH物理信道
信道码集信息 7bits
调制方案信息 1bit
传输块大小信息 6bits
混合ARQ处理信息 3bits
冗余和星座版本 3bits
新数据标记 1bit
UE标识 16bits
对于在自适应无线链路控制上被使用的以往的控制信道传输方法，为使传输数据信道解调时所需信息的控制信道在接收端可靠地解调，使控制信道形式固定地进行使用。另外，为了不降低数据信道的传输效率，以往的控制信道传输方法不仅将信息量缩小到最低必要限度，而且使控制信道形式固定地进行使用，而不是使控制信道形式可变的进行使用。
如非专利文献2所述，表1示出的HSDPA的控制信息在进行CRC校验以及进行R＝1/3的卷积编码后以总计为120比特被码率匹配。之后，进行QPSK调制以及SF＝128的扩散，与HS-SCCH的物理信道相匹配。
非专利文献1：3GGP TS 25.212 v5.9.0(2004-06)
非专利文献2：3GPP TS 25.211 v5.6.0(2004-09)
发明内容
在下一代移动通信系统中为了实现高速数据的传输，使用多载波传输或使用多天线的MIMO(Multiple Input Multiple Output，多入多出)传输。在这种情况下，通过进行每个副载波或每个发送天线的无线参数自适应控制，能进一步提高传输特性。
可是，MIMO传输存在如下问题：随着可变参数的数量增加，在控制信道需要的位数会增加。另外，在一帧中在同时多路复用用户数量增加的情况下，也存在控制信道信息与用户数量成比例增大的问题。
另一方面，能同时传输的信道容量的上限由能正交复用的信道数量决定。因而，在控制信道信息量增加的情况下，能在数据传输中使用的信道数量变少，其结果是存在所说的数据传输效率降低的问题。
在这里，将CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)的多路复用用户的情况作为例子进行说明。图1是表示在同时多路复用用户数量为1时，在数据信道上能使用的码数的说明图。图1示出了同时多路复用用户数量是1，由数据信道以及控制信道一起进行SF＝8的扩散的码复用传输的例子。在使控制信道传输所需要的码数为1的情况下，当将剩下的能正交的码资源全部使用在数据信道上时，在数据信道上能使用的码数为7。
图2是表示当同时多路复用用户数量是4时，在数据信道上能使用的码数的说明图。如图2所示，当同时多路复用用户数量为4时，由于在控制信道上使用4位码，所以在数据信道上能使用的码数被限制为4。因而，每帧的数据信道传输效率降低到4/7。
另外，为了防止数据信道传输效率降低，将控制信道的信息量缩小到最低必要限度的情况下，由于难以得到自适应无线链路控制的增益，所以相反地存在整个系统的传输特性不能提高的问题。
例如在宽带多载波传输中，由于因频率选择性地衰减而每个副载波的通信质量不同，所以一般通过选择通信质量好的副载波进行通信，能提高总的吞吐量。
另外，同样在MIMO传输中，在每个天线分支产生独立的衰减调制的情况下，一般通过选择通信质量好的发送天线进行使用，或者通过按每个天线进行自适应调制解调，能提高总的吞吐量。这样，在自适应无线链路控制所使用的控制信道传输方法中，寻求在不使数据信道的传输效率降低的情况下，使总的吞吐量提高。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种控制信道传输方法、基站以及终端，在不使数据信道的传输效率降低的情况下，提高总的吞吐量。
为了解决上述课题，本发明的控制信道传输方法其特征在于，具有：按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式的步骤，以及使用所述选择的控制信道形式传输控制信道的步骤。
另外，本发明的基站其特征在于，具有选择单元和发送单元，其中该选择单元按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式，该发送单元使用所述选择的控制信道形式将控制信道传输到终端。
另外，本发明的终端其特征在于，具有控制信道解调单元和数据信道解调单元，其中所述控制信道解调单元被基站通知控制信道形式，使用所述被通知的控制信道形式对从所述基站接收的控制信道进行解调，其中所述基站按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择的一种控制信道形式，并使用所述选择的控制信道形式来传输控制信道。所述数据信道解调单元使用所述控制信道解调单元的控制信道的解调结果解调从所述基站接收的数据信道。
在本发明中，按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中与选择一种控制信道形式，使用选择的控制信道形式来传输控制信道。
作为规定的条件，有在一个传输帧内的多路复用用户数量、用户终端安装的发送接收功能、数据信道的QoS、传播路径质量等。通过按照规定的条件选择一种控制信道形式，能限制控制信道的信息量，或者能增加控制信道的信息量、以防止数据信道的传输效率降低。
本发明提供一种控制信道传输方法、基站以及终端，在不降低数据信道的传输效率的情况下，能使总的吞吐量提高。
附图说明
图1是表示当同时多路复用用户数量为1时，在数据信道上能使用的码数的说明图；
图2是表示当同时多路复用用户数量为4时，在数据信道上能使用的码数的说明图；
图3是表示当同时多路复用用户数量为4时，在数据信道上能使用的码数的一例的说明图；
图4是表示当同时多路复用用户数量为4时，在数据信道上能使用的码数的另一例的说明图；
图5是表示当同时多路复用用户数量为3时，在数据信道上能使用的码数的另一例的说明图；
图6是实现本发明控制信道传输方法的系统的一个实施例的结构图；
图7是形式选择/分配部的一个实施例的结构图；
图8是表示形式选择/分配部的处理顺序的一例的流程图；
图9是形式分配部的一个实施例的结构图。
符号说明
1基站
2用户终端
10形式选择/分配部
11发信号生成部
12控制信道生成部
13数据信道生成部
14复用部
15选择部
16发送部
17传播路径测定部
18控制信道解调部
19数据信道解调部
20接收部
51接收部
52数据信道解调部
53发信号解调部
54控制信道解调部
55传播路径测定部
56控制信道生成部
57形式分配部
58数据信道生成部
59复用部
60发送部
100下行控制信道资源分配部
101下行数据信道资源分配部
102上行控制信道资源分配部
103上行数据信道资源分配部
151上行控制信道资源分配部
152上行数据信道资源分配部
具体实施方式
首先，为了使本发明容易理解，对本发明的原理进行说明。在本发明中，事先准备多个信息量不同的多种控制信道形式，按照作为规定条件的一个例子的状况(同时多路复用用户数量、用户终端的发送接收功能(UECapability)、QoS、传播路径质量等)，对控制信道形式进行选择使用。
在此，对准备的表2以及表3所示的两种控制信道形式的例子进行说明。
[表2]
控制信道形式A
内容     位数  可变范围
调制方式(天线1)     2  4种(QPSK、8PSK、16QAM、64QAM)
调制方式(天线2)     2  4种(QPSK、8PSK、16QAM、64QAM)
调制方式(天线3)     2  4种(QPSK、8PSK、16QAM、64QAM)
调制方式(天线4)     2  4种(QPSK、8PSK、16QAM、64QAM)
编码率     2  4种(1/3、1/2、2/3、3/4)
扩散率     3  8种(1、2、4、8、16、32、64、128)
码集     128  最大128码
总计     141
[表3]
控制信道形式B
内容     位数  可变范围
解调方式(天线共用)     1  2种(QPSK、16QAM)
编码率     1  2种(1/2、3/4)
扩散率     2  4种(1、4、16、64)
码集     64  最大64码
总计     68
如表2所示的控制信道形式A由作为自适应控制参数的调制方式(天线1)～调制方式(天线4)、编码率、扩散率、码集构成。例如调制方式(天线1)～调制方式(天线4)作为可变范围设定了4种调制方式(QPSK、8PSK、16QAM、64QAM)。对于表2示出的控制信道形式A，自适应控制参数的种类和可变范围宽，例如在MIMO传输时，能使每个天线的调制方式可变。
另一方面，如表3所示的控制信道形式B作为自适应控制参数由调制方式(天线共用)、编码率、扩散率、码集构成。例如调制方式(共用)作为可变范围设置了两种调制方式(QPSK、16QAM)。对于表3所示的控制信道形式B，在自适应控制参数种类和可变范围与控制信道形式A相比受到限制，位数为控制信道形式A的大约1/2。
另外，在对应MIMO传输的用户终端每个天线的调制方式不可变，如果使调制方式按照在天线共用时的控制条件，也能使用控制信道形式B。
在本发明中，在同时多路复用用户数量少的情况下，使用控制信道信息量多的控制信道形式A，通过由自适应无线链路控制能得到大的增益，能提高总吞吐量。
另一方面，在本发明中同时多路复用用户数量多的情况下，使用控制信道的信息量少的控制信道形式B，限制控制信道的信息量。本发明通过使数据信道的信息量增加控制信道的信息量的减少量，能防止数据信道的传输效率降低。
在此，以基于CDMA的用户多路复用的情况为例进行说明。图3是表示在同时多路复用用户数量是4的时候，在数据信道上能使用的码数的一例的说明图。
在图3中，通过利用控制信道的信息量为控制信道形式A的大约1/2的控制信道形式B，使在一个扩散码内复用成两个控制信道(两个用户的量)。
在一个扩散码内的分割方法可考虑使用时间方向上的时隙(timeslot)的方法和使用频率上的副载波的方法。另外，图3示出了使用时间方向上的时隙，在一个扩散码内在时域上复用成两个控制信道的例子。
在图3的例子中，由于4用户量的控制信道传输所需要的码数为2，所以在数据信道上能使用的码数增加到6。因而，在图3的例子中，和所述的图2的例子相比数据信道的传输效率提高了。
另外，除了在时域和频域上复用控制信道以外，通过使控制信道的扩散率变大，也可使在码域上的复用数量增加。
图4是表示当同时多路复用用户数量为4时，在数据信道能使用的码数的另外一例的说明图。在图4中，通过使控制信道的扩散率为原来的2倍，利用控制信道的信息量为与控制信道形式A相比大约为1/2的控制信道形式B，使在数据信道上能使用的码数增加到6。因而，在图4的例子中，和所述图2的例子相比，提高了数据信道的传输效率。
进而，也可以根据用户终端是否与MIMO传输相对应，来切换控制信道形式。图5是表示在同时多路复用用户数量是3时，在数据信道上能使用的码数的另一例子的说明图。
图5示出了一台与MIMO传输相对应的用户终端和两台不与MIMO传输相对应的用户终端混在一起的例子。这时，向与MIMO传输相对应的用户终端分配控制信道形式A，向不与MIMO传输相对应的用户终端分配控制信道形式B。
通过向不与MIMO传输相对应的用户终端分配控制信道形式B，使在一个扩散码内复用两个控制信道(两个用户量)。通过向与MIMO传输相对应的用户终端分配控制信道形式A，在一个扩散码内复用一个控制信道(一个用户量)。
如此，对于不与MIMO相对应的用户终端，可限制在控制信道中所使用的码资源，提高数据信道的传输效率。对于与MIMO传输相对应的用户终端，由于对每个发送天线能进行自适应无线链路控制，所以能提高总的吞吐量。因而，在图5的例子中和所述图2的例子相比能提高数据信道的传输效率。
另外，在图3～图5表示的控制信道中，也能适当的组合进行使用。例如图5中示出了在一个扩散码内在时域上复用两个控制信道形式B的例子，不过也可以使控制信道的扩散率成为两倍，如图4所示在码域形成复用。
另外，按照每个用户的不同的QoS(Quality of Service)和传播路径质量来切换所使用的控制信道形式也很有效。例如在传播路径质量不好时，相对于传播路径剧烈变动的用户终端，使用自适应无线链路控制的可变范围宽的控制信道形式A即可。
另外，对于传播路径质量好、传播路径的状态比较稳定的用户终端，可以使用信息量少的控制信道形式B。进而，在对于要求数据传输速度快的情况或者要求传输延迟小的情况等QoS要求高的用户终端，可以使用自适应无线链路的可变范围宽、预计能提高吞吐量的控制信道形式A。
如此，在本发明中按照状况来选择使用控制信道形式，从而将传输效率(总吞吐量)控制为最大。
这些控制主要在基站进行。基站进行控制信道形式的选择，将所选择的控制信道形式通过从基站向用户终端的发信号(signaling)进行通知。发信号可以在用户终端连接时进行、或每隔预定时间进行。
另外，在发信号中除了所选择的控制信道形式之外，同时也通知控制信道的扩散率和扩散码、时隙(在时域进行复用的时候)、副载波设置(在频域进行复用的时候)等信息。另外，本发明不仅适用于从基站到用户终端的下行链路的传输，也能同样适用于从用户终端到基站的上行链路的传输。
实施例1
下面，根据以下的实施例，参照附图来说明实施本发明的优选方式。图6是实现本发明控制信道传输方法的系统的一个实施例的结构图。图6的系统包含基站1和用户终端2。
基站1包括：形式选择/分配部10、发信号生成部11、控制信道生成部12、数据信道生成部13、复用部14、选择部15、发送部16、传播路径测定部17、控制信道解调部18、数据信道解调部19以及接收部20。
用户终端2包括：接收部51、数据信道解调部52、发信号解调部53、控制信道解调部54、传播路径测定部55、控制信道生成部56、形式分配部57、数据信道生成部58、复用部59以及发送部60。
首先对从基站1到用户终端2的下行链路的控制信道传输方法进行说明。基站1的形式选择/分配部10如前所述选择控制信道形式，决定帧内的控制信道以及数据信道的分配(复用方法)。在控制信道形式的选择中，使用多路复用用户数量、用户终端的发送接收功能、下行QoS、下行CQI(Channel Quality Indicator)等信息。
表示被选择的控制信道形式分配的形式分配信息作为发信号信息从发信号生成部11通过选择部15、发送部16通知给用户终端2。另外，形式分配信息被通知给控制信道生成部12以及数据信道生成部13。
在控制信道生成部12以及数据信道生成部13中生成的控制信道以及数据信道根据形式分配信息在复用部14进行复用后，通过发送部16传输到用户终端2。
接着，用户终端2的发信号解调部53解调通过接收部51从基站1通知的发信号信息(形式分配信息)，将下行链路的控制信道形式通知给控制信道解调部54。控制信道解调部54根据从发信号解调部53通知的下行链路的控制信道形式进行控制信道解调。控制信道解调部54将从控制信道解调的下行链路的自适应控制参数通知给数据信道解调部52。
数据信道解调部52使用从控制信道解调部54通知的自适应控制参数，进行数据信道的解调处理。在下行链路的控制信道形式的选择中所使用的下行CQI在用户终端2的传播路径测定部55中被测定。并且，下行CQI和上行QoS、用户终端1的发送接收功能一起，通过从用户终端2到基站1的上行链路的控制信道而被传输给基站1。
下面，对从用户终端2到基站1的上行链路的控制信道传输方法进行说明，上行链路的控制信道形式和下行链路控制信道形式相同，由基站1的形式选择/分配部10选择。在上行链路的控制信道形式的选择中，使用了多路复用用户数量、用户终端的接收发送功能、上行QoS、上行CQI(Channel Quality Indicator)等信息。
所选择的上行链路的控制信道形式作为发信号信息从发信号生成部11通过选择部15、发送部16被通知给用户终端2。发信号解调部53解调从基站1通过接收部51通知的发信号信息，将上行链路的控制信道形式通知给形式分配部57。形式分配部57决定上行链路的控制信道以及数据信道的分配(复用方法)，将其形式分配信息通知给控制信道生成部56以及数据信道生成部58。
在基站1中，将形式选择/分配部10选择的上行链路控制信道形式通知给上行链路的控制信道解调部18。控制信道解调部18根据从形式选择/分配部10通知的上行链路的控制信道形式进行控制信道的解调。控制信道解调部18从控制信道将解调的上行链路的自适应控制参数通知给解调部19。
数据信道解调部19使用从控制信道解调部18通知的自适应控制参数进行数据信道的解调处理。在上行链路的控制信道形式的选择上所使用的上行CQI在基站1的传播路径测定部17中被测定。
并且，测出的上行CQI从传播路径测定部17被通知给形式选择/分配部10。另外，通过从用户终端2到基站1的上行链路的控制信道向基站1传输的上行QoS、下行CQI、用户终端1的发送接收功能被传输给形式选择/分配部10。
下面，进一步地详细说明基站1的形式选择/分配部10。图7是形式选择/分配部的一个实施例的结构图。形式选择/分配部10包括：下行控制信道资源分配部100、下行数据信道资源分配部101、上行控制信道资源分配部102、以及上行数据信道资源分配部103。
参照图8的流程图对图7的形式选择/分配部10的处理顺序进行说明。图8是表示形式选择/分配部的处理顺序的一例的流程图。
进入到步骤S1，下行控制信道资源分配部100以及上行控制信道资源控制部102按照同时多路复用用户数量以及用户终端2的发送接收功能，向各用户终端2的控制信道分配无线资源。
进入到步骤S2，下行控制信道资源分配部100以及上行控制信道资源控制部102按照CQI(接收质量、传输路径变动)来调整分配给各用户终端2的控制信道的无线资源。
进入到步骤S3，下行控制信道资源分配部100以及上行控制信道资源控制部102按照QoS(传输速度、要求延迟)来调整分配给各用户终端2的控制信道的无线资源。
另外，进入到步骤S4，下行控制信道资源分配部100以及上行控制信道资源控制部102判断数据信道的无线资源是否充足。如果判断数据信道的无线资源充足(在S4中为是)，则进入到步骤S5。
在步骤S5中，下行数据信道资源分配部101以及上行数据信道资源分配部103按照CQI以及QoS向各用户终端2的数据信道分配无线资源。
另外，如果判断数据信道的无线资源不充足(在S4中为否)，则返回到步骤S1。即，反复进行步骤S1～S4的处理，直到在步骤S4中判断出数据信道的无线资源充足为止。
根据图8的处理顺序，因为能生成所述形式分配信息，所以能向发信号生成部11、控制信道生成部12、数据信道生成部13、上行链路的控制信道解调部18通知形式分配信息。
下面，进一步详细地说明用户终端2的形式分配部57。图9是形式分配部的一个实施例的结构图。形式分配部57包括上行控制信道资源分配部151、和上行数据信道资源分配部152。
上行控制信道资源分配部151根据从发信号解调部53通知的上行链路的控制信道形式，向各用户终端2的上行链路的控制信道分配无线资源。上行数据信道资源分配部152根据从发信号解调部53通知的上行链路的自适应控制参数，向各用户终端2的数据信道分配无线资源。
因此，由于形式分配部57能生成所述形式分配信息，所以能向控制信道生成部56、数据信道生成部58通知形式分配信息。
综上所述，根据本发明，在同时多路复用用户数量增加的情况下，由于能限制控制信道的位数，所以能提高数据信道的传输效率。另外，由于通过按照用户终端2的发送接收功能和传输路径质量来选择所使用的控制信道形式，从而能得到较大的自适应无线链路控制的增益，所以能提高总的吞吐量。另外，由于能抑制数据信道的传输效率的将低，并能同时增加多路复用的用户数量，因而能进行更灵活的信道分配。

Claims (15)

1.一种控制信道传输方法，其特征在于，包括：
按照预定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式的步骤；和
使用所述选择的控制信道形式传输控制信道的步骤。
2.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，在一个传输帧内按照多路复用的用户数量来选择所述控制信道形式。
3.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，按照终端所安装的发送接收功能来选择所述控制信道形式。
4.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，
按照在基站和终端之间传输的数据信道的QoS，来选择所述控制信道形式。
5.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，按照基站和终端之间的传播路径质量来选择所述控制信道形式。
6.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，将所述控制信道在时域内复用传输。
7.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，将所述控制信道在频域内复用传输。
8.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，将所述控制信道在码域内复用传输。
9.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，
通过在呼叫连接时进行的或者每隔规定时间进行的发信号，将所述选择的控制信道形式从基站通知给终端。
10.如权利要求1所述的控制信道传输方法，其特征在于，
按照所述选择的控制信道形式以及复用方法使在一帧内的复用控制信道变少，并使数据信道增多所述一帧内复用控制信道的减少量，进行复用传输。
11.一种基站，其特征在于，包括：
形式选择单元，按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式；和
发送单元，使用所述选择的控制信道形式向终端发送控制信道。
12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，
所述形式选择单元按照在一个传输帧内的多路复用用户数量来选择所述控制信道形式。
13.如权利要求11所述的基站，其特征在于，
所述形式选择单元按照所述终端所安装的发送接收功能来选择所述控制信道形式。
14.一种终端，其特征在于，包括：
控制信道解调单元，被基站通知控制信道形式，使用所述被通知的控制信道形式对从所述基站接收的控制信道进行解调，其中所述基站按照规定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式，并使用所述选择的控制信道形式来传输控制信道；
数据信道解调单元，使用所述控制信道解调单元对控制信道的解调结果来解调从所述基站接收的数据信道。
15.一种终端，其特征在于，包括：
发送单元，基站按照预定的条件从信息量不同的多种控制信道形式中选择一种控制信道形式，发送单元被基站通知所述被选择的控制信道形式，并使用所述被通知的控制信道形式向基站发送控制信道。
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