CN101213865B - 用于无线通信系统的指派确认 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对指派消息作出确认的方法、装置、以及信道结构。该方法和装置允许基于资源进行高效率的信令。

Description

用于无线通信系统的指派确认

在35U.S.C.§119下的优先权要求

本专利申请要求2005年5月31日提交的题为“USE OF SUPPLEMENTALASSIGNMENTS(补充指派的使用)”的美国专利申请No.11/142,121以及2005年10月27日提交的题为“PUNCTURING SIGNALING CHANNEL FOR AWIRELESS COMMUNICATION SYSTEM(用于无线通信系统的信令信道穿孔)”的美国专利申请No.11/260,931的优先权，其两者皆被明确地援引纳入于此。

背景

I.领域

以下说明一般地涉及无线通信，尤其涉及在无线通信系统中动态地管理网络资源及其他。

II.背景

无线通信系统被广泛部署以提供各种通信业务，诸如语音、分组数据、广播、消息接发等等。这些系统可以是能够通过共享可用系统资源来支持多用户的通信的多址系统。此类多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、以及频分多址(FDMA)系统。

多址通信系统典型地采用向系统的个体用户指派系统资源的方法。当此类指派随时间推移急速改变时，仅是管理指派所需的系统开销就会成为总系统容量的一显著部分。当使用将资源块的指派约束于各块全部可能的置换的一个子集的消息来发送指派时，指派的开支可被一定程度地减少，但是根据定义，指派是受约束的。此外，在指派是“粘性”的(例如，一指派随时间推移持久不变而不是具有确定性的到期时间)系统中，要确定这些指派是否已被恰切地解码。

鉴于至少上述情况，本领域中存在对在无线网络系统中改进指派通知和/或更新以及减少开销的系统和/或方法集的需要。

附图简要说明

结合附图来理解以下所阐述的具体说明，本发明的特征和本质将会变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记贯穿地作相应标示。

图1示出一无线通信系统。

图2图解前向链路上的H-ARQ传输。

图3A和3B示出两个副载波结构。

图4示出一种跳频方案。

图5A和5B示出用于一ACK信道的两种信令传输方案。

图6示出为该ACK信道将时频块穿孔。

图7A示出一具有多个簇的ACK段。

图7B示出一未被ACK段穿孔的时频块。

图7C示出一被ACK段穿孔的时频块。

图8示出为实现分集所作的ACK消息的传输。

图9示出一棵二进制信道树。

图10示出一种由终端在反向链路上对传输作出确认的过程。

图11示出一种由终端在反向链路上对传输作出确认的装置。

图12示出一种确定正在反向链路信道上被确认的消息的过程。

图13示出一种确定正在反向链路信道上被确认的消息的装置。

图14示出基站和终端的框图。

图15示出一种发射数据暨信令处理器的框图。

图16示出一种接收数据暨信令处理器的框图。

具体说明

本文中使用措词“示例性的”来表示“起到示例、实例、或例示的作用”。本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计不必被解释为优于或胜过其他实施例或设计。

图1示出具有多个基站110和多个终端120的无线通信系统100。基站是与各终端通信的站。基站也可被称为接入点、B节点、和/或其他某个网络实体，并可包含其功能集中的部分或全部。每一基站110为一特定地理区域102提供通信覆盖。术语“蜂窝小区”根据使用该术语的上下文可指基站和/或其覆盖区域。为提高系统容量，可将基站覆盖区域划分成多个较小的区域，例如三个较小的区域104a、104b、和104c。每一较小的区域由各自的基收发机子系统(BTS)服务。术语“扇区”根据使用该术语的上下文可指BTS和/或其覆盖区域。对于分扇区的蜂窝小区，用于该蜂窝小区中的所有扇区的BTS通常共同位于用于该蜂窝小区的基站内。本文中描述的信令传输技术可被用于具有不分扇区的蜂窝小区的系统，也可被用于具有分扇区的蜂窝小区的系统。为简单化，在以下说明中，对服务一个扇区的基站以及服务一个蜂窝小区的基站普适地使用术语“基站”。

终端120通常分散在系统中的各处，并且每一终端可以是固定的或移动的。终端也可被称为移动站、用户设备、和/或其他某种设备，并可包含其功能集的部分或全部。终端可以是无线设备、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器卡等等。在任何给定时刻，终端可在前向和反向链路上与零个、一个、或多个基站通信。

对于集中式架构，系统控制器130耦合到基站110并对这些基站提供协调和控制。系统控制器130可以是单个网络实体或者是若干网络实体的集合。对于分布式架构，各基站可按需要与彼此通信。

本文中描述的信令传输技术可用于发送各种类型的信令，诸如ACK信息、功率控制命令、信道质量指标(CQI)、系统资源请求、接入试探、反馈信息等等。这些技术既可用于前向链路也可用于反向链路。为清楚起见，以下就在反向链路上发送ACK信息来对这些技术进行说明。

系统的某些方面允许对从基站110传送的指派消息作出高效率的资源分配ACK。指派消息可被确认以提高指派的可靠性并改善调度，从而减少丢失的或不能解码的分组。此外，通过对指派作出确认，要被传送的指派的数目可被减少，因此可供前向链路传输之用的功率预算得以增加。

在此类情形中，为反向链路传输分配的某些逻辑资源被用于指派，其可以是补充的、减量的、前向链路的、反向链路的、或其他的ACK，而其他的被用于发送数据ACK。但是，如果一逻辑资源仅有一个ACK信道，或者针对一给定终端的指派仅有一个ACK信道，则所有ACK仅与数据有关。如此，若有多个反向链路ACK信道可用，则数据和指派消息两者皆可被确认。但是，如果仅有一个或其他数目的受系统限制的ACK信道可用，则仅数据消息被确认。

此外，在某些方面，如果是在单个帧或一帧的一部分里对数据分组和指派两者作出确认，则可仅为这(些)数据分组传送ACK而不为该指派传送ACK。这可能会在有链路预算或其他功率限制的情形中执行。

系统100可采用混合式自动重复请求(H-ARQ)传输，其也称为增量冗余(IR)传输。在采用H-ARQ的情况下，发射机为一数据分组发送一个或多个传输，直至该分组被接收机正确地解码或者最大数目的传输已被发送。在信道状况有变化的情况下，H-ARQ提高数据传输的可靠性并支持针对分组的速率自适应。

图2示出前向链路上的H-ARQ传输。基站处理(例如，编码并调制)数据分组(分组1)并生成多个(V个)数据块，其中V＞1。数据分组也可被称为码字等。数据块也可被称为子分组、H-ARQ传输等等。对应于分组的每一数据块可包含足以允许终端在良好的信道状况下正确解码对应于该分组的信息。这V个数据块通常包含对应于该分组的不同冗余信息。每一数据块可在一帧中被发送，一帧可以是任意的持续时间。这V个数据块被一次一个地发送，直至该分组被终止，并且各个块传输间隔Q帧，其中Q＞1。

基站在帧m里传送对应于分组1的第一个数据块(块1)。终端接收到并处理(例如，解调并解码)块1，确定分组1解码出错，并在帧m+q中向基站发送一NAK，其中q是ACK/NAK延迟，并且1≤q＜Q。基站接收到该NAK并在帧m+Q里传送对应于分组1的第二个数据块(块2)。终端接收到块2，处理块1和2，确定分组1解码出错，并在帧m+Q+q里发回一NAK。这种块传输和NAK响应可继续至多达V次。以图2中所示为例，基站在帧m+2Q中传送对应于分组1的数据块3(块3)。终端接收到块3，处理对应于分组1的块1至3，确定该分组被正确解码，并在帧m+2Q+q里发回ACK。基站接收到该ACK并终止分组1的传输。基站处理下一数据分组(分组2)并以类似的方式传送对应于分组2的各数据块。

在图2中，每Q帧发送一新的数据块。为提高信道利用率，基站可以用交织的方式来传送最多达Q个分组。在一个实施例中，第一股交织由帧m、m+Q等形成，第二股交织由帧m+1、m+Q+1等形成，而第Q股交织由帧m+Q-1、m+2Q-1等形成。这Q股交织彼此偏移一帧。基站可在这Q股交织上传送最多达Q个分组。例如，如果Q＝2，则第一股交织可包括奇数帧，而第二股交织可包括偶数帧。又如，如果Q＝6，则可形成六股交织并将其用于以交织的方式来发送六个分组。一般而言，H-ARQ重传延迟Q和ACK/NAK延迟q通常被选择成为发射机和接收机两者提供充分的处理时间。

为清楚起见，图2示出NAK和ACK两者的传输。对于以下的说明所采取的基于ACK的方案，如果分组被正确解码则发送ACK，而NAK是不被发送的而是根据没有ACK的情况假定成立的。

本文中描述的信令传输技术可用于各种无线通信系统，诸如CDMA系统、TDMA系统、FDMA系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统等等。OFDMA系统利用正交频分复用(OFDM)，这是一种将系统总带宽划分成多个(K个)正交副载波的调制技术。这些副载波也被称为频调、频槽、等等。在采用OFDM的情况下，每一副载波可独立地用数据调制。SC-FDMA系统可利用交织的FDMA(IFDMA)在跨系统带宽分布的副载波上进行传送，利用局部化FDMA(LFDMA)在一块毗邻的副载波上进行传送，或是利用增强型FDMA(EFDMA)在多块毗邻的副载波上进行传送。一般而言，调制码元在频域中是用OFDM来发送的，而在时域中使用SC-FDMA来发送的。

这些信令传输技术还可与各种副载波结构一起使用。为简单化，以下说明假定总共K个副载波可供传输使用，并且被给予索引1至K。

图3A示出分布式副载波结构300。对于副载波结构300，总共K个副载波被排成S个不重叠的集，以使得每一集包含跨总共K个副载波均匀分布的N个副载波。每一集中连贯的副载波被间隔S个副载波，其中K＝S·N。因此，集s包含副载波s、S+s、2S+s、……、(N-1)·S+s，其中s∈{1，...，S}。

图3B示出块副载波结构310。对于副载波结构310，总共K个副载波被排成S个不重叠的集，以使得每一集包含N个连贯的副载波，其中K＝S·N。因此，集s包含副载波(s-1)·N+1至s·N，其中s∈{1，...，S}。

一般而言，这些信令传输技术可与具有任意数目的副载波集的任意副载波结构一起使用。每一副载波集可包括可按任意方式排列的任意数目的副载波。例如，每一集中的副载波可如图3A中所示地跨系统带宽均匀分布，如图3B中所示地连续呈连续状。各副载波集可包括相同或不同数目的副载波。

图4示出将时间和频率划分成时频块的示例性方案。时频块也可被称为铺砌(tile)、话务块、或其他某个术语。在一个实施例中，时频块对应于特定时间区间里的特定副载波集，该特定时间区间可跨越一个或多个码元周期。码元周期是一个OFDM码元或一个SC-FDMA码元的持续时间。在每一时间区间里有S个正交时频块可用。

系统100可定义话务信道以便于进行可用系统资源的分配和使用。话务信道是用于从发射机向接收机发送数据的手段，并且也可被称为信道、物理信道、物理层信道、数据信道、传输信道等等。可为诸如频率和时间等各种类型的系统资源定义话务信道。

一般而言，可定义任意数目的话务信道，并且这些话务信道可具有相同或不同的传输容量。为简单化，以下说明的很大部分假定定义了S个话务信道，其中每一话务信道在用于进行数据传输的每一时间区间里被映射到一个时频块。这S个话务信道可被指派给最多达S个终端。

图4还示出示例性的跳频方案400。对于方案400，每一话务信道如图4中所示地被映射到在不同时间区间里跨频率跳跃以实现频率分集的一特定序列的时频块。跳跃区间是花在给定副载波集上的时间量，并且对于图4中所示的实施例等于一个时间区间。跳频(FH)模式指示在用于进行数据传输的每一时间区间里对每一话务信道使用的特定时频块。图4示出对应于话务信道y的时频块序列。其他话务信道可被映射到对应于话务信道y的时频块序列的垂直和循环移位的版本。

跳频可与图3A和3B中所示的副载波结构一起使用。在称为码元率跳跃的一个实施例中，时频块是一个码元周期里的一个分布式副载波集(例如，如图3A中所示)。对于码元率跳跃，对应于话务信道的副载波跨越整个系统带宽，并且在各码元周期间改变。在称为块跳跃的另一个实施例中，时频块是多个码元周期里的一个毗连副载波集(例如，如图3B中所示)。对于块跳跃，对应于话务信道的副载波是毗连的，并且对于一整个跳跃区间是固定的，但在各跳跃区间之间是改变的。还可以定义其他跳频方案。

终端可在反向链路确认信道(R-ACKCH)上向基站发送ACK信息来对基站在前向链路上发送了的H-ARQ传输作出确认。R-ACKCH在以下的说明中也被称为ACK信道。回到图2，H-ARQ传输在一帧中被发送，一帧可跨越一个或多个跳跃区间。终端可为在其中接收到了来自基站的H-ARQ传输的每一帧发送一ACK/NAK。对应于不同帧大小的ACK信道的数个实施例在以下进行说明。

图5A示出用于ACK信道的信令传输方案500。对于图5A中所示的实施例，一帧跨越两个跳跃区间，并且ACK信道在每一ACK帧里被映射到一个视频块。ACK帧是其中ACK信道被发送的帧，并且数据帧是用于进行数据传输的帧。每一数据帧可与一离开q帧远的ACK帧相关联，如图2中所示。ACK信道可如以下描述地穿孔该ACK信道被映射到的每一时频块的全部或部分。

图5B示出用于ACK信道的信令传输方案510。对于图5B中所示的实施例，S＝32，一帧跨越一个跳跃区间，并且ACK信道在每一ACK帧里被映射到四个时频块。ACK信道可穿孔每一时频块的全部或部分。

为清楚起见，图5A和5B示出每当ACK信道被映射到用于话务信道y的时频块时ACK信道就穿孔一个话务信道y。ACK信道还穿孔其他话务信道，但为清楚起见在图5A和5B中没有标示。终端可在指派的话务信道(例如，话务信道y)上传送数据，并可在ACK信道上传送ACK消息。如果有许多话务信道可用，则ACK信道仅穿孔所指派的话务信道上的传输的一部分，并主要穿孔其他话务信道上来自其他终端的传输。

一般而言，ACK信道在每一ACK帧里可被映射到任意数目的时频块。在一个实施例中，ACK信道在每一ACK帧里被映射到固定数目的时频块。此固定数目可基于可用话务信道的数目和/或其他某些因素来确定。在另一个实施例中，ACK信道在每一ACK帧里被映射到可配置的数目的时频块。此可配置的数目可基于在使用中的话务信道的数目、在每一话务信道上发送的分组的数目、可在每一时频块里发送的ACK比特的数目等来确定。

图5A和5B示出用ACK信道穿孔话务信道的特定实施例。在另一个实施例中，ACK信道被映射到一个或多个固定副载波集，并且话务信道在该固定ACK信道周围跳来跳去。在又一个实施例中，S个副载波集被排成G个区，其中每个区包括S/G个连贯副载波集。ACK信道随后被映射到每一区中的一个副载波集。ACK信道还可用其他方式来穿孔话务信道。

一般而言，ACK信道可用伪随机或确定性方式被映射到时频块。ACK信道可如图5A和5B中所示地被映射到不同副载波集以实现频率和干扰分集。在一个实施例中，ACK信道相对于话务信道而言是伪随机的，并且平等地穿孔各话务信道。这可通过跳跃该ACK信道、跳跃各话务信道、或跳跃该ACK信道和各话务信道两者来实现。一FH模式可指示每一ACK帧里对应于ACK信道的特定时频块。此该FH模式可被发送给终端，或者是终端先验已知的。在任何一种情形中，终端皆具有被该ACK信道占用的时频块的知识。

图6示出由ACK信道穿孔时频块将时频块的一个实施例。该时频块覆盖N个副载波并跨越T个码元周期。一般而言，ACK信道可穿孔时频块的全部或部分。ACK段是ACK信道使用的时频段。ACK段由时频块中被穿孔并供ACK信道使用的部分形成的。一般而言，ACK段可覆盖任意数目的副载波，并可跨越任意数目的码元周期。在图6中没有示出的一个实施例中，ACK信道穿孔整个时频块。对于此实施例，ACK信道在整个时频块里被发送，并且话务数据没有在此时频块里被发送。在图6中所示出的另一个实施例中，ACK信道穿孔该时频块的一部分。例如，ACK信道可穿孔该时频块的一半、四分之一、八分之一、或其他某个分数。被穿孔的部分可如图6中所示地在时间和频率两者上都是毗连的。毗连的副载波上的传输会得到较低的峰均功率比(PAPR)，这是合乎需要的。替换地，被穿孔的部分可跨频率、跨时间、或跨频率和时间两者铺展。在任意情形中，ACK信道皆是在该时频块的被穿孔部分里发送，并且话务数据可在该时频块的剩余部分里被发送。

图7A示出ACK段的一个实施例。对于此实施例，该ACK段覆盖8个副载波并跨越8个码元周期。该ACK段包括64个传输单元。传输单元是一个码元周期里的一个副载波。对于图7A中所示的实施例，该ACK段被划分成四个簇。每一簇覆盖8个副载波，跨越2个连贯码元周期，并包括16个传输单元。

一般而言，ACK段可用各种方式划分。在另一个实施例中，每一簇覆盖两个副载波并跨越全部8个码元周期。在又一个实施例中，每一簇覆盖全部副载波并跨越该ACK段中的全部码元周期。例如，簇1可包括码元周期1和5里的副载波1和2、码元周期2和6里的副载波3和4、码元周期3和7里的副载波5和6、以及码元周期4和8里的副载波7和8。

图7B示出没有被ACK段穿孔的时频块的一个实施例。对于此实施例，该时频块覆盖16个副载波，跨越8个码元周期，并包括128个传输单元。可在这些传输单元中的一些之上发送导频码元，并可在剩余各传输单元之上发送数据码元。如本文中所使用的，数据码元是用于话务数据的码元，导频码元是用于导频——即基站和终端双方皆先验已知的数据——的码元，信令码元是用于信令的码元，并且码元通常是一复数值。对于图7B中所示的实施例，导频码元在码元周期1、2、3、6、7、8里的副载波1、9和16上——或者说在六条各三个导频码元上被发送。各导频码元可如图7B中所示地跨频率分布，并可被用于推导出针对该时频块的信道估计。该信道估计可被用于针对在该时频块里发送的数据码元执行数据检测。

图7C示出被ACK段穿孔的时频块的一个实施例。对于此实施例，导频码元在码元周期1、2、3、6、7、8里的副载波9和16上——或者说在四条各三个码元上被发送。这些导频码元可被用于推导出针对该时频块的未被穿孔的部分的信道估计。

图7B和7C中所示的实施例允许一服务扇区推导出针对供一个或多个邻近扇区之用的ACK段的干扰估计。如果一时频块未被供该服务扇区之用的ACK段穿孔，则一终端可在此整个时频块上向该服务扇区进行传送。但是，此时频块可能会与供一个或多个邻近扇区之用的ACK段冲突。在此情形中，该时频块的下半部会观察到来自供各邻近扇区之用的ACK段的较高的干扰。该服务扇区可基于在码元周期1、2、3、6、7和8里在副载波1上发送的导频码元来估计来自其他(各)扇区的干扰。该服务扇区可利用该干扰估计来对在该时频块里发送的数据码元进行数据检测。

图7B和7C示出用于在时频块里发送导频和数据的一个实施例。导频和数据也可使用对应于时频块的各种其他模式来发送。一般而言，可在一时频块上发送充足数目的导频码元以允许服务扇区推导出针对该时频块——无论是否由供该服务扇区之用的ACK段穿孔——的信道估计。充足数目的导频码元可被定位成使得该服务扇区可推导出针对来自各邻近扇区的ACK段的干扰估计。

终端可为从基站接收到的每一H-ARQ传输发送一ACK消息。在每一ACK消息里发送的信息量可取决于在相应H-ARQ传输中发送的分组数目。在一个实施例中，ACK消息包括对一个分组的H-ARQ传输作出确认的一比特。在另一个实施例中，ACK消息包括对B个分组的H-ARQ传输作出确认的多个(B个)比特。在一个实施例中，ACK消息用开/关键控来发送，例如‘1’对应于ACK，而‘0’对应于NAK。在另一个实施例中，ACK消息在传输之前被编码。

多个终端可使用码分复用(CDM)、时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、其他某种正交复用方案、或其组合来发送其ACK消息。多个终端可使用任何正交复用方案在一ACK段的同一个簇里发送其ACK消息。

在一个实施例中，ACK消息是使用CDM来发送的。对于此实施例，这些终端被指派不同的扩展码或序列，并且每一终端用其扩展码来扩展其ACK消息。对应于各终端的经扩展的ACK消息在码域里彼此正交。

在一个实施例中，扩展码是用Hadamard矩阵的各列形成的正交码。2×2Hadamard矩阵W _2×2和更大的Hadamard矩阵W _2L×2L可被表达为：

${\underset{\‾}{W}}_{2\×2}=\begin{array}{}\end{array}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right]$ 以及 ${\underset{\‾}{W}}_{2L\×2L}=\left[\begin{array}{cc}{\underset{\‾}{W}}_{L\×L}& {\underset{\‾}{W}}_{L\×L}\\ {\underset{\‾}{W}}_{L\×L}& -{\underset{\‾}{W}}_{L\×L}\end{array}\right]\·$ 式(1)

二的幂的正方维度(例如，2×2、4×4、8×8等等)Hadamard矩阵可如式(1)中所示地来形成。

在另一个实施例中，扩展码是用傅里叶矩阵的各列形成的正交码。L×L傅里叶矩阵F_L×L在第m列的第n行有元素f_n，m，其可被表达为

$f_{n,m}=e^{-J2\mathrm{\π}\frac{(n-1)(m-1)}{L}},$ n＝1，....，L并且m＝1，...，L。    式(2)

任意正方维度(例如，2×2、3×3、4×4、5×5等等)的傅立叶矩阵可如式(2)中所示地来形成。

可用L码片扩展码来扩展1比特的ACK消息以生成包含L个码片的经扩展的ACK消息如下：

x_u，i＝a_u·w_u，i，i＝1，...，L，    式(3)

其中a_u是终端u所用的ACK比特，其可具有值0或1，或者说a_u∈{0，1}；

w_u，i是指派给终端u的扩展码的第i码片；以及

x_u，i是终端u所用的经扩展ACK消息的第i码片。

该经扩展ACK消息的L个码片可通过将这L个ACK码片映射到ACK段中的L个传输单元而在频域中被发送，就像在例如OFDMA中那样。替换地，这L个ACK码片可在时域中通过执行L点DFT/FFT以获得L个频域码元并将这L个码元映射到ACK段中的L个传输单元而在时域中被发送，就像在例如SC-FDMA中那样。

对于图7A中所示的实施例，1比特的ACK消息可在16个传输单元中被发送，并且该ACK比特可用一16码片的扩展码来扩展以生成16个ACK码片。这16个ACK码片然后可被映射到一个ACK簇里的16个传输单元。至多达15个其他的终端可使用其他扩展码在同一个簇里发送其ACK消息。至多达64个终端可在一个ACK段里发送ACK消息。

在一个实施例中，可用扩展码的一个子集被用于发送ACK信息。剩余的扩展码不被用来发送ACK信息，而是代之以用来进行干扰估计。在一个实施例中，每一簇包括16个传输单元(例如，如图7A中所示)，八个扩展码可被用来发送ACK信息，并且被称为可使用的扩展码，而剩余的八个扩展码被用来进行干扰估计，并被称为保留扩展码。对于此实施例，每一簇有八个可使用的扩展码可用，并且至多达32个ACK消息可在一个ACK段里被发送。对于此实施例，在每一簇中有八个保留的扩展码可被用于进行干扰估计。通过分配更多的扩展码用于发送ACK消息，在一个ACK段里就可发送多于32个ACK消息。通过为ACK信道分配更多的ACK段，在一个ACK帧里就可以发送多于32个ACK消息。

在另一个实施例中，ACK消息是使用TDM或FDM来发送的。对于此实施例，各终端被指派用于ACK信道的不同的传输单元，并且每一终端在其被指派的传输单元里发送其ACK消息。对应于各终端的ACK消息由此将在时间和/或频率中彼此正交。在基于图7A中所示的ACK段的一个实施例中，八个终端可被指派一个簇的八行，并且每一终端可在被指派的行中的两个传输单元上发送其ACK比特。在另一个实施例中，形成了四个簇，其中每一簇覆盖两个副载波并跨越8个码元周期。八个终端可被指派一个簇的八列，并且每一终端可在被指派的列中的两个传输单元上发送其ACK比特。

图8示出用于传送ACK消息以实现频率和时间分集的一个实施例。对于此实施例，ACK消息在多个(C个)ACK段中的不同簇上发送，每一ACK段里一簇。对于图8中所示的实施例，C＝4，并且ACK消息在四个ACK段里的四个不同的簇上被发送以实现时间分集。在较长的时间区间上发送ACK消息还为位于覆盖边缘处的终端增加了链路预算。这些不利的终端通常在发射功率上有一上限。有较长的传输时间区间供ACK消息之用允许不利的终端能在较长的一段时间上用较大的能量扩展来传送ACK消息，这增加了正确接收该ACK消息的可能性。ACK消息还实现频率分集，因为这四个ACK段占用了不同的2码元区间里的不同副载波集。通过在C个ACK段里的不同簇中发送ACK消息，就可为该ACK消息实现C阶分集。

在一个实施例中，ACK消息是在C个ACK段里的不同簇上被发送的，并且各终端被以伪随机或确定性方式映射到各簇，以使得对应于每一终端的ACK消息在该ACK消息在其上被发送的C各簇中的每一个里观察到来自不同的一组终端的干扰。此实施例为每一终端发送的ACK消息提供时间和频率分集。此实施例进一步提供与来自其他终端的干扰有关的分集。

基站执行互补式的解扩展来恢复出各终端所发送的ACK消息。对于每一终端u，基站用指派给终端u的扩展码来对从终端u所使用的C个簇中的每一个接收到的码元进行解扩展。对于这C个簇中的每一个，基站还可用保留扩展码中的每一个来解扩展接收到的码元以获得针对该簇的干扰估计。基站然后可如以下描述地对与终端u对应的C个经解扩展码元进行定标并将其与针对这C个簇的干扰估计组合以获得检测出的终端u所用的ACK消息。

本文中所描述的信令传输技术可与各种信道结构一起使用。以下对一种示例性信道结构进行说明。

图9示出二进制信道树900的一个实施例。对于图9中所示的实施例，有S＝32个副载波集可供使用。用这32个副载波集可定义一集话务信道。每一话务信道被指派一唯一性的信道ID，并在每一时间间隔里被映射到一个或多个副载波集。例如，可为信道树900中的每一节点定义一个话务信道。各话务信道可自顶向底并且对于每一层自左向右地被顺序编号。对应于最顶端的节点的最大话务信道被指派信道ID0，并且被映射到全部32个副载波集。在最低层1中的32个话务信道具有信道ID31到62，并且被称为基话务信道。每一基话务信道被映射到一个副载波集。

图9中所示的树结构对于正交系统对各话务信道的使用设置了某些限制。对于被指派的每一话务信道，作为该被指派的话务信道的子集(或者说子代)的所有话务信道以及以该被指派的话务信道为其子集的所有话务信道是受限制的。受限制的话务信道与被指派的话务信道不被并发地使用，以使得在同一时间没有两个话务信道使用同一副载波集。

在一个实施例中，一ACK资源被指派给每一被指派以供使用的话务信道。ACK资源也可被称为ACK子信道或其他某个术语。ACK资源包括用于在每一ACK帧里发送ACK消息的有关资源(例如，一扩展码以及一集簇)。对于此实施例，对应于每一话务信道的ACK消息可在被指派的ACK资源上发送。所指派的ACK资源可被信令告知终端。

在另一个实施例中，一ACK资源与信道树的最低层中的基话务信道中的每一个相关联。此实施例允许指派最大数目的具有最小大小的话务信道。对应于最低层之上的一节点的较大话务信道可使用(1)供在该较大话务信道之下的所有基话务信道之用的ACK资源，(2)供这些基话务信道之一——例如，具有最底信道ID的基话务信道——之用的ACK资源，或者(3)供在该较大话务信道之下各基话务信道的一个子集之用的ACK资源。对于以上选项(1)和(3)，对应于该较大话务信道的ACK消息可可使用多个ACK资源来发送以增加正确接收的可能性。如果多个分组被并行发送，例如使用多输入多输出(MIMO)传输来发送，则具有多个基话务信道的较大话务信道可被指派用于进行该传输。基话务信道的数目等于或大于分组的数目。每一分组可被映射到一不同的基话务信道。针对每一分组的ACK然后可使用供相关联的基话务信道之用的ACK资源来发送。

在又一个实施例中，ACK资源被指派给每一要被确认的分组。如果在一帧里发送了一个分组，则一终端可被指派一个ACK资源。如果在一帧里发送了多个分组，例如或使用较大的话务信道或使用空间复用来经由多个天线进行发射，则一终端可被指派多个ACK资源。

在从基站进行可以是补充、减量、前向链路、或反向链路指派的指派传输的情形中，ACK将用未被使用的数据信道的次最高信道ID的信道ID来传送。亦即，假定传送了向终端指派节点15——由此指派节点31和32的指派，则针对该指派的ACK将在信道32的ACK资源上被传送。以此方式，基站可基于是在哪个信道上接收到ACK来确定哪个分组正在被确认。但是，如果没有信道可供用于指派的确认，如果要被确认的数据分组的数目小于或等于可用ACK信道的数目或者所有节点都不具有ACK资源，则所有ACK被确定为都是针对数据分组的。

如前面所讨论的，在一些情形中，如果数据分组和指派分组两者都要被确认，则指派不需要被指派并且仅针对数据分组的ACK被传送。这可为链路预算有限或功率有限的情况而执行。

在又一个实施例中，H-ARQ传输可跨越多股交织，并且ACK消息在多个ACK帧里被发送。基站可组合所检测到的对应于多个ACK帧的ACK消息以提高ACK检测性能。

系统100可支持单载波模式和多载波模式。在单载波模式下，有K个副载波可供用于传输，并且ACK信道可如以上所描述地穿孔话务信道。在多载波模式下，多个载波中的每一个有K个副载波可用。对于多载波模式，ACK信道可被按比例放大以支持更多个话务信道和/或对可用更多载波来发送的更多分组作出确认。

ACK信道的发射功率可被控制以实现良好的性能，性能可由给定的目标ACK/NAK出错率(例如，1％)、给定的目标NAK/ACK出错率(例如，0.1％)、和/或其他度量衡来量化。在一个实施例中，对应于给定终端的ACK信道所用的发射功率是基于该终端所用的ACK信道的实测性能来调整的。在另一个实施例中，ACK信道所用的发射功率是基于基准信道所用的发射功率来调整的。该基准信道可以是常常或者有规律地发送的任何信道，例如话务信道或诸如信道质量指标(CQI)信道等的信令信道。ACK信道可使用基准信道所用的发射功率作为功率基准。ACK信道所用的发射功率可被设为等于基准功率加一Δ，该Δ可基于ACK信道的性能来调整。由此该基准信道被用作短期功率设定点，而ACK信道的长期偏移量基于ACK性能来控制。

图10示出由终端在反向链路上对传输作出确认的过程1000的一个实施例。对于图10中所示的实施例，信令使用CDM来发送的，但是，并不一定需要如此。确定正被确认的消息的类型(框1012)。基于该类型，一确认信道被指派给针对该消息的确认消息(框1014)。如果该消息是数据消息或控制消息，而不是指派，则信道ID从编号最低的节点移到编号最高的可用且包括确认信道的节点或者说逻辑资源。如果在被确认的消息是指派消息，则排序最高的信道如果可用就被指派给针对该指派的ACK消息。指派消息取决于确定什么类型的指派要被确认的系统参数可以是新指派、补充指派、或显式的减量指派。

然后基于例如该信令信道所用的跳频模式来确定供穿孔话务信道的信令信道之用的各时频段(框1016)。生成信令(框1018)并用一扩展码(例如，Walsh码)对其进行扩展以获得经扩展的信令(框1020)。该经扩展的信令被映射到该信令信道所用的各时频段(框1022)。每一时频段可包括多个簇。一信令消息可被映射到多个时频段里的不同的簇以实现分集。信令还可以用代替CDM的其他复用方案来发送。

话务数据被处理并映射到对应于被指派以供使用的话务信道的各时频块(框1024)。被映射到信令信道使用的各时频块的话务数据被穿孔(框1026)。为被映射的信令和话务数据生成OFDM码元或SC-FDMA码元(框1028)。

图11示出由终端在反向链路上对传输作出确认的装置1100的一个实施例。装置1100包括用于确定在被确认的消息类型的装置(框1112)、用于基于该类型向该确认消息指派一信号ID的装置(框1114)、用于确定穿孔话务信道的信令信道所用的时频段的装置(框1116)、用于生成信令的装置(框1118)、用于以一扩展码(例如，Walsh码)来扩展该信令以生成经扩展的信令的装置(框1120)、以及用于将该经扩展的信令映射到该信令信道所用的各时频段的装置(框1122)。一信令消息可被映射到多个时频段里的不同簇以实现分集。装置1110进一步包括用于处理话务数据并将其映射到指派的话务信道所用的各时频块的装置(框1124)、用于穿孔被映射到该信令信道所用的各时频段的话务数据的装置(框1126)、以及用于为经映射的信令和话务数据生成OFDM码元或SC-FDMA码元的装置(框1128)。

图12示出确定正在反向链路信道上被确认的消息的过程1200的一个实施例。过程1200可由基站执行以接收在反向链路上发送的信令和数据。信令信道所用的各时频段被确定(框1212)。从该信令信道所用的各时频段提取出接收到的码元(框1214)。所提取出的接收到的码元被处理以恢复出所传送的信令。对于图12中所示的实施例，所提取出的接收到的码元被用指派给一终端的扩展码来解扩展以获得经解扩展的对应于该终端的码元(框1216)。所提取出的接收到的码元还可用未被用于信令的扩展码来解扩展以获得干扰估计(框1218)。这些经解扩展的码元被检测(例如，在可用的情况下用干扰估计来检测)以恢复出终端所发送的信令(框1220)。信令消息可在多个时频段里的不同簇上被发送。在此情形中，接收到的码元被从每一簇中提取出并用该扩展码来解扩展，并且经解扩展的对应于这些不同簇的码元被检测以恢复出该信令消息。

接收到的码元被从指派给该终端的话务信道所用的各时频块提取出，并且信道ID被确定(框1222)。从信令信道所用的各时频段提取出的接收到的码元被穿孔(框1224)。未被穿孔的接收到的码元被处理以获得经解码的对应于该终端的数据(框1226)。

该信道ID和确认然后被发送以进行进一步的处理来确定正在被确认的信道。

图13示出用于接收信令和话务数据的装置1300的一个实施例。装置1300包括用于确定信令信道所用的各时频段的装置(框1312)、用于从该信令信道所用的各时频段提取接收到的码元的装置(框1314)、用于以一指派给终端的扩展码来将所提取出的接收到的码元解扩展以获得经解扩展的码元的装置(框1316)、用于以未被用于信令的扩展码将所提取出的接收到的码元解扩展以获得干扰估计的装置(框1318)、以及用于对经解扩展的码元执行检测(例如，在可用情况下用干扰估计来检测)以恢复出终端所发送的信令的装置(框1320)。信令消息也可从多个时频段里的不同簇恢复。装置1300进一步包括用于从指派给该终端的话务信道所用的各时频段提取接收到的码元以及信道ID的装置(框1322)、用于穿孔从信令信道所用的各时频段提取出的接收到的码元的装置(框1324)、以及用于处理未被穿孔的接收到的码元以获得经解码的对应于该终端的数据的装置(框1326)。

图14示出图1的基站110和终端120的一个实施例的框图。对于此实施例，基站110和终端120各自配备了单个天线。

在基站110处，发射(TX)数据暨信令处理器1410接收对应于一个或多个终端的话务数据，基于为每一终端选择的一个或多个编码和调制方案来处理(例如，格式化、编码、交织、以及码元映射)该终端的话务数据，并提供数据码元。处理器1401还生成导频码元和信令码元。OFDM调制器1412对数据码元、导频码元、以及信令码元执行OFDM调制并提供OFDM码元。如果系统100采用SC-FDMA，则调制器1412执行SC-FDMA调制并提供SC-FDMA码元。发射机(TMTR)1414调理(例如，转换到模拟、滤波、放大、以及上变频)这些OFDM码元以生成FL已调制信号，该信号被从天线1416发射。

在终端120处，天线1452接收到来自基站110以及可能来自其他基站的FL已调制信号，并将接收到的信号提供给接收机(RCVR)1454。接收机1454处理(例如，调理并数字化)该接收到的信号并提供接收的采样。OFDM解调器(Demod)1456对这些接收的采样执行OFDM解调，并提供对应于总共K个副载波的接收的码元。接收(RX)数据暨信令处理器1458处理(例如，码元解映射、解交织、以及解码)这些接收的码元，并提供针对终端120的经解码的数据和信令。

控制器/处理器1470从处理器1458接收解码结果，并生成终端120所用的ACK消息。TX数据暨信令处理器1460基于正在被确认的消息的类型生成对应于这些ACK消息的信令码元，生成对应于要向基站110发送的话务数据的数据码元，并生成导频码元。OFDM调制器1462对这些数据码元、导频码元、以及信令码元执行OFDM调制并提供OFDM码元。发射机1464调理这些OFDM码元并生成RL已调制信号，该信号被从天线1452发射。

在基站110处，来自终端120以及其他终端的RL已调制信号被天线1416接收到，由接收机1420调理并数字化，由OFDM解调器1422解调，并由RX数据暨信令处理器1424处理以恢复出这些ACK消息并确定ACK消息的信道ID以确定在被确认的消息类型，并恢复出由终端120及其他终端发送的话务数据。控制器/处理器1430接收到检测出的ACK消息并控制前向链路上向各终端的数据传输。

控制器/处理器1430和1470分别指导基站110和终端120处各个处理单元的操作。存储器1432和1472分别存储基站110和终端120所用的程序代码及数据。

图15示出终端120处的TX数据暨信令处理器1460的一个实施例的框图。处理器1460包括TX数据处理器1510、TX信令处理器1520、以及复用器(MUX)/组合器1530。

在TX数据处理器1510内，单元1512对话务数据进行编码、交织、以及码元映射并提供数据码元。码元-副载波映射器1514将这些数据码元映射到指派给终端120的话务信道所用的各时频块。穿孔器1516在基于在被确认的消息的类型的信道ID的基础上穿孔被映射到该ACK信道所用的各时频段的各数据码元，并提供未被穿孔的数据码元。

在TX信令处理器1520内，数据扩展器1522用指派给终端120的扩展码扩展ACK消息并提供ACK码片。对于图15中所示的实施例，扩展是在频域中执行的，并且数据扩展器1522将这些ACK码片作为信令码元来提供。在图15中没有示出的另一个实施例中，扩展是在时域中执行的，并且DFT单元将对应于每一码元周期的各ACK码片变换到频域并提供信令码元。对于两个实施例，皆由码元-副载波映射器1524将这些信令码元映射到ACK信道所用的各时频段里恰适的簇。单元1530将来自处理器1510的数据码元与来自处理器1520的信令码元组合并提供经映射的数据和信令码元。

图16示出基站110处的RX数据暨信令处理器1424的一个实施例的框图。处理器1424包括RX数据处理器1610和RX信令处理器1620。为清楚起见，以下对用于恢复来自一个终端u(例如，图14和15中的终端120)的话务数据和信令的处理进行说明。

在RX数据处理器1610内，码元-副载波解映射器1612从指派给终端120的话务信道所用的各时频块提取出接收的码元。穿孔器1614穿孔从ACK信道所用的各时频段提取出的接收的码元并提供未被穿孔的接收的码元。单元1616对这些未被穿孔的接收的码元进行解映射、解交织、以及解码并提供经解码的对应于终端120的数据。

在RX信令处理器1620内，码元-副载波解映射器1622从ACK信道所用的各时频段提取出接收的码元，然后可将信道信息随检测出的ACK码元一起提供给检测器1628以供随检测出的ACK码元一起转发。如果扩展是在频域中执行的，则IDFT单元将在每一码元周期里接收到的码元变换到时域并提供时域采样以便进行解扩展(图16中未示出)。如果如在图16中示出的并且为以下说明所假定地，扩展是在频域中执行的，则解映射器1622提供接收的码元以便进行解扩展。数据解扩展器1624用指派给终端120的扩展码来将从每一簇接收到的码元解扩展如下：

$z_{u,c}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{r}_{c,i}\·w_{u,i},$ 式(4)

其中r_c，i是从簇c接收的第i个码元；以及

z_u，c是对应于终端u的来自簇c的经解扩展的码元。

干扰估计器1626用每一保留扩展码将从每一簇接收到的码元解扩展如下：

$z_{j,c}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{r}_{c,i}\·w_{j,i},$ j∈RC    式(5)

其中z_j，c是对应于保留扩展码j的经解扩展码元；以及

RC是全部保留扩展码的集合。

干扰估计器1626然后通过将对应于各保留扩展码的经解扩展码元的幅值的平方累加来推导出针对每一簇的干扰估计如下：

$I_{0,c}=\underset{j\∈\mathrm{RC}}{\mathrm{\Σ}}{\left|z_{j,c}\right|}^2$ 式(6)

其中I_0，c是针对簇c的干扰估计。

检测器1628基于对应于所有簇的经解扩展码元及信道估计来对终端120所发送的ACK消息执行检测如下：

$A_u=\underset{c}{\mathrm{\Σ}}\frac{{\left|z_{u,c}\right|}^2}{I_{0,c}},$ 以及           式(7)

式(8)

其中A_th是用于检测ACK比特的阈值，而ACK_u是检测到的对应于终端120的ACK消息。式(7)计算每一簇里对应于该ACK比特的经解扩展的码元的能量，基于针对该簇的干扰估计来对每一簇的码元能量进行定标，并组合用于发送该ACK比特的全部簇的加权结果。

ACK检测还可用其他方式来执行。在另一个实施例中，基站110用干扰消去来执行ACK检测。例如，基站110可检测对应于接收到的最强的终端的ACK比特，估计因此终端而产生的干扰，从接收的码元减去估计出的干扰，并基于经干扰消去的接收的码元检测对应于接收到的次最强的终端的ACK比特。在又一个实施例中，基站110执行相干ACK检测。对于此实施例，基站110基于每一终端发送的导频来推导出针对每一终端的信道估计，并用该信道估计来执行ACK检测。

本文中描述的这些信令传输技术可通过各种手段来实现。例如，这些技术可在硬件、固件、软件、或其组合中实现。对于硬件实现，终端处的各个处理单元可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中所描述的各种功能的其他电子单元、或其组合内实现。基站处的各个处理单元也可在一个或多个ASIC、DSP、处理器等内实现。

对于固件和/或软件实现，这些技术可用执行本文中所描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可被存储在存储器(例如，图14中的存储器1432或1472)中，并由处理器(例如，处理器1430或1470)来执行。存储器可被实现在处理器内或外置于处理器。

应当注意到，本文中信道的概念是指可由接入点或接入终端传送的信息或传输类型。它并不要求或者采用固定的或预先确定的副载波块、时间段、或是专用于此类传输的其他资源。

此外，时频段是可指派用于信令和数据的示例性资源。时频段也可包括频率副载波、传输码元、或其他资源作为时频段的补充。

提供以上对所公开的实施例的说明是为了使本领域任何技术人员皆能制作或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。由此，本发明并非旨在被限定于本文中所示出的这些实施例，而是应与符合本文中所公开的原理和新颖性特征的最广义的范围一致。

Claims (28)

1.一种用于对指派消息作出确认的方法，包括：

确定正在被确认的消息的类型；

基于所述类型来指派信道标识；

生成要经由一通信信道传输的确认；以及

基于所述信道标识将所述确认映射到对各话务信道进行穿孔的信令信道所用的各资源，

其中所述确认对应于所述正在被确认的消息，

其中指派信道标识包括将最高可用的信道标识指派给对各指派消息的确认。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括用一扩展码来扩展所述确认，其中经扩展的确认被映射到所述信令信道所用的各资源。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，映射包括将所述确认映射到多个时频段。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指派消息包括补充指派消息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指派消息包括减量指派消息。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指派消息是前向链路指派或反向链路指派。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，指派包括将最低信道标识指派给对各数据消息的确认。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个时频段覆盖不同频率副载波。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各资源包括各自包括多个簇的时频段，并且其中所述确认被映射到多个时频段中的每一个里的一簇。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括基于跳频模式来确定信令信道所用的各资源。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信令信道平等地穿孔各话务信道。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各话务信道由一信道树定义，其中所述信道树中的每一节点与确认信道中的各特定资源相关联且针对各指派消息的确认被指派以最高可用节点。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括生成携带经映射的确认的正交频分复用(OFDM)码元。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括生成携带经映射的确认的单载波频分多址(SC-FDMA)码元。

15.一种用于对指派消息作出确认的设备，包括：

用于确定正在被确认的消息的类型的装置；

用于基于所述类型来指派信道标识的装置；

用于生成要经由一通信信道传输的确认的装置；以及

用于基于所述信道标识将所述确认映射到对各话务信道进行穿孔的信令信道所用的各资源的装置，

其中所述确认对应于所述正在被确认的消息，

其中用于指派信道标识的装置包括用于将最高可用的信道标识指派给对各指派消息的确认的装置。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述指派消息包括补充指派消息。

17.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述指派消息包括前向链路指派或反向链路指派。

18.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述指派消息包括减量指派消息。

19.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述用于指派的装置包括用于将最低信道标识指派给对各数据消息的确认的装置。

20.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述用于映射的装置包括用于将所述确认映射到多个时频段的装置。

21.如权利要求15所述的设备，其特征在于，进一步包括用于用一扩展码来扩展所述确认的装置，其中经扩展的确认被映射到所述信令信道所用的各资源。

22.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述多个时频段覆盖不同频率副载波。

23.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述各资源包括各自包括多个簇的时频段，并且其中所述确认被映射到多个时频段中的每一个里的一簇。

24.如权利要求15所述的设备，其特征在于，进一步包括用于基于跳频模式来确定信令信道所用的各资源的装置。

25.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述信令信道平等地穿孔各话务信道。

26.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述各话务信道由一信道树定义，其中所述信道树中的每一节点与确认信道中的各特定资源相关联且针对各指派消息的确认被指派以最高可用节点。

27.如权利要求15所述的设备，其特征在于，进一步包括用于生成携带经映射的确认的正交频分复用(OFDM)码元的装置。

28.如权利要求15所述的设备，其特征在于，进一步包括用于生成携带经映射的确认的单载波频分多址(SC-FDMA)码元的装置。

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