CN101232322A - 下行控制信令的传输方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种下行控制信令的传输方法，包括步骤：基站通知用户设备有关Cat0信息的一些系统信息；基站向用户设备传输包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示的Cat0信令；基站向用户设备传输指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目的Cat0信令；基站向用户设备依次传输各个L1/L2控制信道。本发明相对其他的下行控制信令传输方法，将Cat0信令分成两部分传输，在预先通知一部分Cat0信令的基础上，减少了后面部分的Cat0信息所需指示的可能情况的数目，从而降低了Cat0信令所要传输的信息比特数，从而减小了下行控制信令的负担，优化了控制信令的传输性能。

Description

下行控制信令的传输方法及设备

技术领域

本发明涉及移动无线通信系统，特别是涉及下行OFDM系统中的一种下行控制信令的传输方法。

背景技术

现在，3GPP标准化组织已经着手开始对其现有系统规范进行长期的演进(LTE，Long Term Evolution)。在众多的物理层传输技术当中，基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下简称OFDM)的下行传输技术和基于单载波频分多址接入(SingleCarrier Frequency Division Multiple Access，以下简称SC-FDMA)的上行传输技术是研究的热点。OFDM技术本质上是一种多载波调制通信技术，其基本原理是把一个高速率的数据流分解为若干个低速率数据流在一组相互正交的子载波上同时传送。OFDM技术由于其多载波性质，在很多方面具有性能优势。SC-FDMA技术本质上是一种单载波传输技术，其信号峰平比(Peak to Average Power Ratio，以下简称PAPR)比较低，从而移动终端的功率放大器可以以较高的效率工作，扩大小区的覆盖范围，同时通过添加循环前缀(Cyclic Prefix)和频域均衡，其处理复杂度比较低。

根据现有的关于LTE的讨论结果，如图1所示是LTE系统下行帧结构，在LTE系统中的无线资源是指系统或用户设备可以占用的时间和频率资源，可以用无线帧(Radio Frame)(101-103)为单位来做区分，无线帧的时间长度与WCDMA系统的无线帧的时间长度相同，即其时间长度为10ms；每个帧细分为多个时隙(Slot)(104-107)，目前的假设是每个无线帧包含20个时隙，时隙的时间长度为0.5ms；每个时隙又包含多个OFDM符号，根据目前的假设，LTE系统中有效OFDM符号的时间长度约为66.7μs。OFDM符号的CP的时间长度可以有两种，即短CP的时间长度大约为4.8μs，长CP的时间长度大约16.7μs，长CP时隙用于多小区广播/多播和小区半径非常大的情况，短CP时隙(108)包含7个OFDM符号，长CP时隙(109)包含6个OFDM符号。

在OFDM系统中，如果用户的数据被映射到连续的子载波上，则是局部式传输。如果用户的数据被映射到分散的子载波上，则是分布式传输。同一小区内的用户设备所使用的子载波通常不会重叠，这种资源分配方式被称为在频域的正交资源分配。在时域的正交资源的分配方式是基站对同一小区内的用户设备使用不同的时隙或OFDM符号来传输数据。综合频域和时域的资源分配方式，在OFDM系统中可以将下行的资源以时域和频域二维格的方式分配给用户。

在无线通信系统的数据传输过程中，基站需要给用户设备发送一些下行控制信令，来指示下行数据传输或上行数据传输所使用的资源，以实现对上、下行数据传输的调度与控制。目前，一种可行的下行控制信令的传输方式就是利用层1/层2(Layer 1/Layer 2，L1/L2)的下行共享控制信道来传输。通常来讲，L1/L2的下行共享控制信道中传输用于数据传输资源指配的下行控制信令的主要内容有：

●用户设备识别号(UE ID)：用于指示接收下行数据传输的用户设备；

●资源指配：用于指示给用户设备分配的频率资源；

●持续时间(Duration)：用于指示所分配资源的持续时间，此信息内容为可选的。

●循环冗余校验比特：用于控制信令的循环冗余校验。

另外，L1/L2的下行共享控制信道依据其用途，可以分为如下类型：

●下行局部式传输调度控制信道：

用于指示局部式下行数据传输资源指配相关的控制信令。

●下行分布式传输调度控制信道：

用于指示分布式下行数据传输资源指配相关的控制信令。

●上行传输调度控制信道

用于指示上行数据传输资源指配相关的控制信令。

●其他一些可能的类型。

用于传输其他的控制信令。

下行局部式传输、下行分布式数据传输和上行数据传输有其各自不同的传输特征，因此所需的传输资源指示通常来讲是并不相同的，因而用于上述传输资源指配的L1/L2的控制信道的比特数(Bit Size)。

另外根据LTE中对控制信道的研究结果，对每一种特定功能的控制信道，采用两种或两种以上的传输格式，即采用不同的调制编码方式(Modulation & Coding Scheme，MCS)，有利于确保控制信道的正确接收，提高物理层资源利用率和平均相邻小区之间的干扰。

综合以上两种因素，即不同用途的控制信令的比特数一般不同，相同功能的控制信道可能采用不同的MCS，这两种因素导致了在物理层存在多种类型的控制信道。注意：不同功能的控制信令的MCS配置可以是不同的，即一方面不同功能的控制信令的MCS的种类数可以不相同；另一方面不同功能的控制信令的MCS的精确值可以不是完全相等，只是比较接近，这里可以认为这些近似相等的MCS是同一个MCS。不失一般性，假设系统为每种不同功能的控制信令配置相同数目的MCS，假定按照功能把控制信令分为a种，采用的MCS有b种，这时物理层控制信道的类型数可以达到a·b种。

假设一个子帧内的OFDM符号的个数为N，并且控制信令只能在子帧内的前n个OFDM中传输，按照目前LTE中的讨论结果，N＝14和n≤3。同时按照目前LTE的讨论结果，下行数据传输最早可以开始于L1/L2控制信道结束的OFDM符号。根据需要传输的控制信令的数量，控制信令一般不能占满第n个OFDM符号，这些未用于控制信道的子载波可以用于下行数据传输。按照目前LTE中的讨论结果，如果控制信道结束于第3个OFDM符号，下行数据传输可以开始于第3个OFDM符号；如果控制信道结束于第2个OFDM符号，下行数据传输可以开始于第2个OFDM符号，依次类推。

在无线通信系统中，根据在每个调度时刻基站分配的上行和下行用户设备的个数及各个用户设备的信道条件等因素，基站可以确定传输L1/L2控制信令需要的时频资源的数目。为了提供基站最大的调度灵活性，同时能够充分的利用当前没有被控制信道占用时频资源来传输用户数据，基站需要在每个传输时间间隔(TTI)都发送对当前的控制信令的配置信息。这里把这个配置信息称为类型0(Category 0，Cat0)信息。在此信息中需要指出，当前传输时间间隔内，要传输的L1/L2控制信道有哪些类型以及每种类型中所包含的L1/L2控制信道的数目。以使得小区中的用户可以知道当前的传输时间间隔内，各个类型的控制信道所处的时频资源的位置以及数据传输所占的时频资源的开始位置。

因为Cat0信息需要发送给小区覆盖范围内的所有用户设备，至少是必须保证所有当前调度的用户设备能够正确接收Cat0信息，Cat0一般情况下需要占用较多的时频资源，并需要以比较高的功率发送。因此如果Cat0所包含的信息数目太多，则占用系统的时频资源就会非常多，并且其所要求的发射功率就会非常大。

因此有必要设计一种Cat0信息的传输方式，使得基站能够以尽量少的信息比特数指示出当前传输时间间隔内将会传输的下行L1/L2控制信道的类型，以及各个类型中所包含的控制信道的数目。从而可以降低Cat0控制信令相应的信令负担，提高Cat0信息的传输性能，减少传输Cat0信息所需的下行时频资源，以提高系统资源的利用效率。

发明内容

针对上述问题，本发明目的是给出无线通信系统中下行控制信令的传输方法，特别是用于指示L1/L2控制信道的类型及每个类型的L1/L2控制信道的数目相关的Cat0控制信令的传输方法。

按照本发明的一方面，一种下行控制信令的传输方法，包括步骤：

a)基站通知用户设备有关Cat0信息的一些系统信息；

b)基站向用户设备传输包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示的Cat0信令；

c)基站向用户设备传输指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目的Cat0信令；

d)基站向用户设备依次传输各个L1/L2控制信道。

根据本发明的另一方面，一种用于实现下行控制信令传输的基站设备，包括信道编码/交织，速率匹配，调制，OFDM调制，添加循环前缀，数/模变换，射频发射机，发射天线模块，还包括：

a)控制器模块，用于确定要传输的下行控制信道类型及下行控制信道的数目；

b)指示序列与各个控制信道类型数目对应关系模块，用于实现指示序列与各个控制信道类型数目组合的对应关系；

c)控制信息生成器，用于将两部分的Cat0信令，转换为适合无线信道传输的控制信息格式。

本发明相对其他的下行控制信令传输方法，将Cat0信令分成两部分传输，在预先通知一部分Cat0信令的基础上，减少了后面部分的Cat0信息所需指示的可能情况的数目，从而降低了Cat0信令所要传输的信息比特数，从而减小了下行控制信令的负担，优化了控制信令的传输性能。

附图说明

图1是是LTE中下行OFDM系统的帧结构；

图2是下行控制信令时频资源占用的逻辑示意图；

图3是本发明所提出的下行控制信令传输方法的步骤；

图4是Cat0信令的第一种传输方法中包含的两部分Cat0信令的内容；

图5是已知特定的序列

求序号S的算法；

图6是已知序号S求特定的序列

的算法；

图7是Cat0信令的第一种传输方法中包含的两部分Cat0信令的内容；

图8是本发明方法中用户设备的操作步骤；

图9是所提出的Cat0信令传输方法基站的硬件实现框图；

图10是本发明给出的第一种Cat0信令的传输方法实施例；

图11是本发明给出的第二种Cat0信令的传输方法实施例；

图12是基站发射机硬件框图的一个示例。

具体实施方式

本发给出了无线通信系统中下行控制信令的传输方法，特别是给出了用于指示L1/L2控制信道的类型及每个类型的L1/L2控制信道的数目相关的Cat0控制信令的传输方法。

图2中给出了下行控制信令时频资源占用的逻辑示意图。注意，图2是逻辑结构图，即在同一个OFDM符号内，不同的功能域只表示在这个OFDM符号要传输这个信息，但并不限制这些信息在物理层的发送方式，实际上在物理层传输时，这些信息可以映射到连续的子载波，即局部式传输；也可以均匀分布的整个OFDM符号中，即分布式传输；还可以联合采用分布式的传输和局部式的传输。

从图2中可以看出，在传输下行控制信道之前，基站还需要发送Cat0信令。所谓在控制信道之前是指Cat0信令的传输和下行L1/L2控制信道的传输是有逻辑上的先后顺序的，用户设备需要先解出Cat0信令，才能够确定在什么时频资源的位置上去依次检测各个类型的共享控制信道。

本发明主要给出了Cat0信息的传输方法，具体来讲就是如何传输Cat0信息，以指示当前传输时间间隔内传输的L1/L2控制信道的类型，以及各个类型所包含的L1/L2控制信道的数目。

本发明给出的Cat0信息的传输方法，包含的步骤如图3所示。

基站通知用户设备一些和Cat0信息相关的一些系统信息301。此步骤的主要目的是让用户设备获知系统所支持的所有下行控制信信道的类型，以及系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目。

基站向用户设备发送包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示的第一部分Cat0信令302。

基站向用户设备发送第二部分Cat0信令指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目303。

基站向用户设备依次传输各个L1/L2控制信道304。

步骤301的具体实现方式可以有如下几种：

(1)基站用明确的信令指示所支持的所有下行控制信信道的类型，以及系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目。

(2)基站用明确的信令指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型二者中的一个，而通过规范限定另外一个。比如说，基站用明确的信令指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目，而通过规范限定了控制信道所有可能的类型。例如规范限定了系统的下行控制信道的类型有下行局部式控制信道，下行分布式控制信道和上行控制信道，并且每种控制信道有2种调制编码格式，这样基站就无需再用明确的信令指示出系统所支持的所有下行控制信信道的类型。

(3)基站用明确的信令指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型二者中的一个，而通过向用户设备传输其他一些系统信息，来间接的指示出另外一个。比如，基站用明确的信令指示出系统所支持的所有下行控制信道的类型，又通过广播信道指示了系统的带宽信息。由于特定的系统带宽所能容纳的下行控制信道的数目是一定的，这样基站可以通过系统带宽的指示，隐含地指示出了系统所能容纳的最大下行控制信道数目。

(4)基站向用户设备传输其他的一些系统信息，用这些系统信息间接的指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型。

(5)基站向用户设备传输其他的一些系统信息，间接指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型二者中的一个，而通过规范限定另外一个。

(6)通过规范限定系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型。这样就无需再有明确的信令来指示系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型。

步骤301中所述的基站通知用户设备一些和Cat0信息相关的一些系统信息，可以通过广播信道广播。

步骤301中所述的基站通知用户设备一些和Cat0信息相关的一些系统信息，可以通过高层信令通知。

本发明给出的Cat0信令的传输方法有两种，依据传输方法的不同，在步骤302和步骤303中传输的第一部分Cat0信令和第二部分Cat0信令的内容不同。下面分别给出：

Cat0信令的第一种传输方法：

在此方法中，步骤302中所传输的第一部分Cat0的信令的内容为：当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型的指示。

对于当前传输时间间隔内传输的所有的L1/L2控制信道类型的指示可以通过比特映射(Bit Mapping)的方法指出。假定在系统所支持的所有下行控制信信道的类型的总数为T，那么可以用长度为T的比特序列{t_i，i＝1，...T}来指示当前传输时间间隔内传输的L1/L2控制信道类型：

在此方法中，步骤303中所传输的第二部分Cat0信令的内容为：一个长度为L_S的比特序列{a_i，i＝1，...L_S}，用于指示当前传输时间间隔内传输的每一种下行L1/L2控制信道类型中包含的下行L1/L2控制信道的数目。

Cat0信令的第一种传输方法中包含的两部分Cat0信令的内容如图4所示。

在步骤303中，将会用一个比特序列来指示每一种类型中将会传输的下行L1/L2控制信道数目。假定系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目为M，而在步骤302中传输的第一部分Cat0信令中指示当前的传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型总数为T_t，即比特序列{t_i，i＝1，...T}中有T_t位为“1”，那么在步骤303中传输的第二部分的Cat0信令中用于指示每一种类型下行L1/L2控制信道数目的比特序列的长度，由下式确定：

公式(1)中，C_m ⁿ是指从m个不同元素中取出n个元素的所有组合的个数(m≥n)，可以用公式 $C_m^n=\frac{m!}{n!(m-n)!}$ 来计算。

在本发明方法中，每一个传输时间间隔中各个下行L1/L2控制信道的类型中包含的用户数目的指示和在第二部分Cat0信令中传输的L_S的比特序列有一一对应的关系。这种对应关系可以用存储列表的方法得到，也可以用算法计算的方法得到。

这里首先给出存储列表的方法：

假定当前传输时间间隔内，传输的下行L1/L2控制信道的总数目为M_t，而在步骤302中指示的当前的传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型总数为T_t，那么可以用一个长度为(M_t-1)并且(T_t-1)位为“1”的比特序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}来表示当前传输时间间隔内的各个类型的下行L1/L2控制信道的数目。

序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}中的各个比特位的值可以按照如下方式确定：

如果第一类控制信道中的控制信道个数为n_z1+1，那么此序列第一个“1”前面的“0”的个数为n_z1；

如果第j类控制信道的个数即为n_zj+1，那么此序列的第j个“1”和第j-1个“1”之间的“0”的个数为n_zj；其中1＜j＜T_t；

如果第T_t类控制信道的个数即为n_zTt-1+1，那么如果第(T_t-1)个“1”之后的“0”的个数为n_zTt-1。

如果基站确定了当前传输时间间隔内要传输的T_t类控制信道中各有多少个控制信道需要传输，那么就可以按照上述方式确定出表示各个类型数目的序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}。

例如：M_t＝10，T_t＝3，那么长度为(M_t-1＝9)的(T_t-1＝2)位为“1”的表示比特序列“001000010”就表示第一种类型的L1/L2控制信道有3个，第二种类型的L1/L2控制信道有5个，第三种类型的L1/L2控制信道有2个。

有了上述的表示方法，就可以把序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}按照一定的规则排序，并将其序号(Index)的十进制数转换为长度为L_S的比特序列即为其对应的长度为L_S的比特序列。

如果把序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}按照升序排序，可以给出各个控制信道类型中包含的控制信道数目与长度为L_S的比特序列的对应关系表如表1所示。需要注意的是，不失一般性，此对应关系表，也可以按照降序或其他顺序排列。

表1：Cat0信令的第一种传输方法中序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}与长度为L_S的

比特序列对应关系表

如果基站端和用户设备端都存储着上述对应关系表，那么基站端在确定了当前时间间隔所要发送的下行L1/L2控制信道后，就可以确定出每一个下行L1/L2控制信道类型中所有传输的信道数目，就可以确定在第二部分Cat0信令中要传输的长度为L_S的比特序列了。

本发明还给出了，用算法计算对应关系的方法：

这里首先给出各个下行L1/L2控制信道类型中包含的控制信道数目的指示映射到长度为L_S的比特序列的算法，此算法可以由下面公式表示：

{a_i，i＝1，2，...L_S}＝f({c_j，j＝1，2，...M_t-1})    (2)

其中，{a_i，i＝1，2，...L_S}为此算法输出的要求的长度为L_S的二进制比特序列。此算法的输入参数为：表示当前传输时间间隔内的各个类型的下行L1/L2控制信道的数目的长度为(M_t-1)并且(T_t-1)位为“1”的二进制比特序列{c_j，j＝1，2，..M_t-1}。序列{c_j，j＝1，2，..M_t-1}表示各个类型中的信道数目的方法与前面的描述相同。

公式(2)所给出的算法，其目的就是根据序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}求出对应的长度为L_S的比特序列。如果，同样把序列按照如表1的升序排列，那么可以给出确定长度为L_S的比特序列的如下算法。需要注意的是，不失一般性，如果按照降序或是其他顺序排列序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}，同样可以用类似的算法来确定长度为L_S的比特序列。

从表1可以看出，如果给定序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}，那么求出序列在排序中的序号I_dx，在将此序号的十进制数变换为长度为L_S的二进制比特序列就可以得到要求的序列。由于如果M_t＝m，那么“1”的个数为T_t-1的序列{c_j，j＝1，2，...m-1}共有

个，那么序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}可以由下式给出：

$\{a_i,i=\mathrm{1,2},...,L_S\}={\left(I_{\mathrm{dx}}\right)}_{\mathrm{Decimal\; to\; Binary}}$

<math><mrow> <mo>=</mo> <msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>M</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>S</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>Decimal to Binary</mi> </msub> </mrow> </mrow></math>

<math><mrow> <mo>=</mo> <msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>M</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mo>{</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2</mn> <mo>,</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>,</mo> <msub> <mi>M</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>}</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mi>Decimal to Binary</mi> </msub> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></math>

式中，S为特定的长度为M_t-1序列

在所有的长度为M_t-1序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}中的序号。(Index)_{Decimal to Binary}为将序号Index转换为长度为L_S的二进制比特序列的操作。

已知特定的序列

求序号S的算法S＝g({c_j，j＝1，2，...M_t-1})在图5中给出。图中步骤504中，C(M_t-1-i，T_t-1-K)表示组合数计算

利用图5中给出的算法就可以计算出特定的序列所对应的序号S，然后就可以根据公式(3)计算出序列

所影射的长度为L_S的比特序列。

下面再给出，由长度为L_S的比特序列{a_i，i＝1，2，...L_S}确定表示各个下行L1/L2控制信道类型中包含的控制信道数目的序列

的算法：

{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝f^-1({a_i，i＝1，2，...L_S})    (4)

其中，{c_j，j＝1，2，...M_t-1}为此算法输出的表示各个下行L1/L2控制信道类型中包含的控制信道数目的序列。此算法的输入参数为：长度为L_S的二进制比特序列。

在本发明给出的算法中，序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1 and T_i≤M_t≤M}是按升序排列的。不失一般性，如果按降序排列或是其他顺序排列，可以用类似的算法求出。

首先假定序号S为特定的长度为M_t-1序列

在所有的长度为M_t-1序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}中的序号，那么公式(4)可以变换为：

$\{c_j,j=\mathrm{1,2},...,M_t-1\}=f^{-1}\left(\right\{a_i,i=\mathrm{1,2},...,L_S\left\}\right)$

<math><mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>f</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>M</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>S</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>Decimal to Binary</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mrow></math>

<math><mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>g</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>S</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo></math>

式中，(I_dx)_{Decimal to Binary}为将十进制数I_dx转换为长度为L_S二进制序列的操作。

已知序号S求特定的序列

的算法 $\{c_j,j=\mathrm{1,2},...,M_t-1\}=g^{-1}\left(S\right)$ 在图6中给出。图中步骤603中，C(M_t-1-i，T_t-1-K)表示组合数计算

利用图6中的算法既可以根据序号S得到所要求的序列

进而就知道了各个类型的下行控制信道的数目。

如果基站端可以利用公式(2)给出的算法来确定

相应的长度为L_S的比特序列，而用户设备端可以利用公式(5)给出的算法来确定长度为L_S的比特序列相对应的序列那么基站端在确定了当前时间间隔所要发送的下行L1/L2控制信道后，就可以确定出每一个下行L1/L2控制信道类型中所有传输的信道数目，就可以确定在第二部分Cat0信令中要传输的长度为L_S的比特序列了。

Cat0信令的第二种传输方法：

在此方法中，步骤302中所传输的第一部分Cat0的信令的内容为：当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型的指示和当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道的总数目的指示。

对于当前传输时间间隔内传输的所有的L1/L2控制信道类型的指示可以通过比特映射(Bit Mapping)的方法指出。假定在系统所支持的所有下行控制信信道的类型的总数为T，那么可以用长度为T的比特序列{t_i，i＝0，1，...T-1}来指示当前传输时间间隔内传输的L1/L2控制信道类型：

Cat0信令的第二种传输方法中包含的两部分Cat0信令的内容如图7所示。

假定系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目为M，那么指示当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道的总数目M_t的信息比特可以用如下两种方式指示：

方式1：用长度为

的比特序列来指示M_t，此序列可以表示为：

{n_i，i＝1，2，...L_n}＝Binary(M_t)

其中，Binary(M_t)为M_t的二进制数值。

需要注意的是如果采用方式1来指示当前传输时间间隔内的控制信道的总数目，那么用于指示当前传输时间间隔内控制信道类型的信息比特和用于指示当前传输时间间隔内控制信道数目的信息比特可以合在一起做信道编码进行传输。

方式2：假定在当前的传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型总数为T_t，即比特序列{t_i，i＝1，...T}中有T_t位为“1”，那么可以用长度为

的比特序列来指示M_t，此序列可以表示为：

{n_i，i＝1，2，...L_n}＝Binary(M_t-T_t+1)

需要注意的是如果采用方式2来指示当前传输时间间隔内的控制信道的总数目，那么用于指示当前传输时间间隔内控制信道类型的信息比特和用于指示当前传输时间间隔内控制信道数目的信息比特必需分别做信道编码，独立进行传输。其原因是用户设备必须解出用于指示控制信道类型的信息比特才能够确定T_t的值，才能够确定出用于指示控制信道数目的比特数，才能够对这部分控制信息其进行解码。

在步骤303中，将会用一个比特序列来指示每一种类型中将会传输的下行L1/L2控制信道数目。假定在步骤302中第一部分Cat0的信令的内容中指示的当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型的总数目为T_t，即比特序列{t_i，i＝1，...T}中有T_t位为“1”，并且指示的当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道的总数目为M_t，那么在步骤303中传输的第二部分的Cat0信令中用于指示每一种类型下行L1/L2控制信道数目的比特序列的长度，由下式确定：

再此方法中，同样每一个传输时间间隔中各个下行L1/L2控制信道的类型中包含的用户数目的指示和在第二部分Cat0信令中传输的L_S的比特序列有一一对应的关系。这种对应关系可以用存储列表的方法得到，也可以用算法计算的方法得到。

这里首先给出存储列表的方法：

假定当前传输时间间隔内，传输的下行L1/L2控制信道的总数目为M_t，而在步骤302中指示的当前的传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型总数为T_t，那么可以用一个长度为(M_t-1)并且(T_t-1)位为“1”的比特序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}来表示当前传输时间间隔内的各个类型的下行L1/L2控制信道的数目。

序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}中的各个比特位的值可以按照如下方式确定：

如果第一类控制信道中的控制信道个数为n_z1+1，那么此序列第一个“1”前面的“0”的个数为n_z1；

如果第j类控制信道的个数即为n_zj+1，那么此序列的第j个“1”和第j-1个“1”之间的“0”的个数为n_zj，其中1＜j＜T_t；

如果第T_t类控制信道的个数即为n_zTt-1+1，那么如果第(T_t-1)个“1”之后的“0”的个数为n_zTt-1。

如果基站确定了当前传输时间间隔内要传输的T_t类控制信道中各有多少个控制信道需要传输，那么就可以按照上述方式确定出表示各个类型数目的序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}。

有了上述的表示方法，就可以把序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}按照一定的规则排序，并将其序号(Index)的十进制数转换为长度为LS的比特序列即为其对应的长度为L_S的比特序列。

如果把序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}按照升序排序，可以给出各个控制信道类型中包含的控制信道数目与长度为L_S的比特序列的对应关系表如表2所示。需要注意的是，不失一般性，此对应关系表，也可以按照降序或其他顺序排列。

表2：Cat0信令的第二种传输方法中序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}与长度为L_S的

比特序列对应关系表

如果基站端和用户设备端都存储着上述对应关系表，那么基站端在确定了当前时间间隔所要发送的下行L1/L2控制信道后，就可以确定出每一个下行L1/L2控制信道类型中所有传输的信道数目，就可以确定在第二部分Cat0信令中要传输的长度为L_S的比特序列了。

本发明还给出了，用算法计算对应关系的方法：

这里首先给出各个下行L1/L2控制信道类型中包含的控制信道数目的指示映射到长度为L_S的比特序列的算法，此算法可以由下面公式表示：

{a_i，i＝1，2，...L_S}＝f₁({c_j，j＝1，2，...M_t-1})    (7)

其中，{a_i，i＝1，2，...L_S}为此算法输出的要求的长度为L_S的二进制比特序列。此算法的输入参数为：表示当前传输时间间隔内的各个类型的下行L1/L2控制信道的数目的长度为(M_t-1)并且(T_t-1)位为“1”的二进制比特序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}。序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}表示各个类型中的信道数目的方法与前面的描述相同。

公式(7)所给出的算法，其目的就是根据序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}求出对应的长度为L_S的比特序列。如果，同样把序列按照如表2的升序排列，那么可以给出确定长度为L_S的比特序列的如下算法。需要注意的是，不失一般性，如果按照降序或是其他顺序排列序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}，同样可以用类似的算法来确定长度为L_S的比特序列。

从表2可以看出，如果给定序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}，那么求出序列在排序中的序号S，在将此序号的十进制数变换为长度为L_S的二进制比特序列就可以得到要求的序列。因此公式(7)可以变换为：

{a_i，i＝1，2，...L_S}

＝(S)_{Decimal to Binary}    (8)

＝(g({c_j，j＝1，2，...M_t-1}))_{Decimal to Binary}

式中，(S)_{Decimal to Binary}为将序号S转换为长度为L_S的二进制比特序列的操作。

已知特定的序列

求序号S的算法S＝g({c_j，j＝1，2，...M_t-1})即为图5中给出的算法。图中步骤504中，C(M_t-1-i，T_t-1-K)表示组合数计算

利用图5中给出的算法就可以计算出特定的序列

所对应的序号S，然后就可以根据公式(8)计算出序列

所影射的长度为L_S的比特序列。

下面再给出，由长度为L_S的比特序列{a_i，i＝1，2，...L_S}确定表示各个下行L1/L2控制信道类型中包含的控制信道数目的序列

的算法：

$\{c_j,j=\mathrm{1,2},...,M_t-1\}=f_1^{-1}\left(\right\{a_i,i=\mathrm{1,2},...,L_S\left\}\right)---\left(9\right)$

其中，{c_j，j＝1，2，...M_t-1}为此算法输出的表示各个下行L1/L2控制信道类型中包含的控制信道数目的序列。此算法的输入参数为：长度为L_S的二进制比特序列。

在本发明给出的算法中，序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1 and T_t≤M_t≤M}是按升序排列的。不失一般性，如果按降序排列或是其他顺序排列，可以用类似的算法求出。

首先假定序号S为特定的长度为M_t-1序列在所有的长度为M_t-1序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}中的序号，那么公式(9)可以变换为：

$\{c_j,j=\mathrm{1,2},...,M_t-1\}=f_1^{-1}\left(\right\{a_i,i=\mathrm{1,2},...,L_S\left\}\right)$

$=f_1^{-1}\left({\left(S\right)}_{\mathrm{Decimal\; to\; Binary}}\right)$

$=g^{-1}\left(S\right)---\left(10\right)$

式中，(S)_{Decimal to Binary}为将十进制数S转换为长度为L_S二进制序列的操作。

已知序号S求特定的序列

的算法{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝g^-1(S)在图6中给出。图中步骤603中，C(M_t-1-i，T_t-1-K)表示组合数计算

利用图6中的算法既可以根据序号S得到所要求的序列

进而就知道了各个类型的下行控制信道的数目。

如果基站端可以利用公式(7)给出的算法来确定

相应的长度为L_S的比特序列，而用户设备端可以利用公式(9)给出的算法来确定长度为L_S的比特序列相对应的序列

那么基站端在确定了当前时间间隔所要发送的下行L1/L2控制信道后，就可以确定出每一个下行L1/L2控制信道类型中所有传输的信道数目，就可以确定在第二部分Cat0信令中要传输的长度为L_S的比特序列了。

下面给出本发明方法的用户设备的操作步骤，如图8所示：

用户设备首先获知一些和Cat0信息相关的系统信息801。用户设备通过此步骤获知系统所支持的所有下行控制信信道的类型，以及系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目。

用户设备接收基站发送的包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示的第一部分Cat0信令802。

用户设备接收基站发送的指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目第二部分Cat0信令803。

用户设备依次接收基站传输的各个L1/L2控制信道804。

如果按照本发明方法给出的第一种Cat0信令的传输方法，那么在步骤802中，用户设备接收基站发送的第一部分Cat0信令，用户设备可以获知当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道都有哪几种类型。

如果按照本发明方法给出的第二种Cat0信令的传输方法，那么在步骤802中，用户设备接收基站发送的第一部分Cat0信令，用户设备可以获知当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道都有哪几种类型，并且可以获知当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道总共有几个。

在步骤803中，在基站接收到了其内传输的长度为L_S的比特序列后就可以根据其内存储的序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}与长度为L_S的比特序列对应关系表或求其对应关系的算法，确定出比特序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}，从而确定出当前时间间隔内传输的控制信道有几种，并且每一种类型的控制信道有几个。

本发明还给出了实现所提出的Cat0信令传输方法基站的硬件实现框图，如图9所示：

在每一调度时间间隔基站控制器901确定出要传输的下行控制信道类型及下行控制信道的数目之后，就会将类型信息或类型信息和控制信道数目信息输入给控制信息生成器903生成第一部分Cat0信令。之后，控制器901又调用902指示序列与各个控制信道类型数目组合的对应关系模块，检索到或计算出相对应的长度为L_S的比特序列，并传给控制信息生成器903生成第二部分Cat0信令。之后，控制信息生成器就会将两部分的Cat0信令转换为适合无线信道传输的控制信息格式，并通过发送装置发送给用户设备。

其中，指示序列与各个控制信道类型数目组合对应关系模块902中，可以是存储在基站中的一个对应关系的列表，也可以是一个计算对应关系的一个算法。

实施例

为了说明本方法，下面给出本发明方法的实施例，按照本发明方法中的传输Cat0信令的两种不同的方法，本发明分别给出了不同的实施例。

假定系统支持的下行L1/L2控制信道有：下行局部式资源指配信道，下行分布式资源指配信道和上行资源指配信道。另外，假定对于每一种信道，系统可以支持2种调制编码方式(MCS)。这样系统可以支持最大的类型数目T＝6，如下表：

又假定，对于特定的系统带宽，系统可以支持传输的最大的下行L1/L2控制信道数目M＝12。

传输Cat0信令的第一种方法的实施例：

假定在某个传输时间间隔，基站要传输的下行控制信道为类型1，类型3，类型5和类型6。那么按照本发明给出的方法，在第一部分Cat0信令中，基站将会发送比特映射序列{t_i，i＝1，...T}＝“101011”，来指示当前传输时间间隔要发送的下行L1/L2控制信道的类型，并且可以知道当前传输时间间隔内传输的控制信道类型的总数目T_t＝4。

按照公式(1)，在第二部分中传输的用于指示各个类型中控制信道数目的比特序列的长度为：

$=9$

假定当前传输的控制信道总数目M_t＝9，并且类型1的信道有2个，类型3的信道有1个，类型5的信道有4个，类型6的信道有2个，那么按照比特序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}的定义可以得出：

{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝“01100010”

这样，根据序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}与序列{a_i，i＝1，2，...L_S}的对应关系表或者前面给出的算法，就可以确定出序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝“01100010”所对应的长度为L_S的序列。这里采用图5中的算法，可以求出S＝31， $\underset{m=T_t}{\overset{M_t-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m-1}^{T_t-1}=\underset{m=4}{\overset{8}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_{m-1}^3=70,$ 因此可以求出：

{a_i，i＝1，2，...9}＝(101)_{Decimal to Binary}＝″001100101″

这样就可以最终确定基站传输的Cat0信令如图10所示。从图10中可以看出第二部分Cat0信令中传输的序列{a_i，i＝1，2，...9}＝″001100101″就指示了序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝“01100010”，也就相应的指出了第一种类型的信道有2个，第3种信道有1个，第5种信道有4个，而第6种信道有2个。

传输Cat0信令的第二种方法的实施例：

假定在某个传输时间间隔，基站要传输的下行控制信道为类型1，类型2，类型3，类型5和类型6。那么按照本发明给出的方法，在第一部分Cat0信令中，基站将会发送比特映射序列{t_i，i＝1，...T}＝“111011”，来指示当前传输时间间隔要发送的下行L1/L2控制信道的类型，并且可以知道当前传输时间间隔内传输的控制信道类型的总数目T_t＝5。并且假定当前传输的控制信道总数目M_t＝9，并且类型1的信道有2个，类型2的信道有1个，类型3的信道有1个，类型5的信道有3个，类型6的信道有2个。

此外，第二种Cat0传输方法还要在第一部分Cat0信令中指示当前传输时间间隔内传输的下行L1/L2控制信道的总数目M_t。本发明中给出了M_t的两种指示方式：

方式1：根据那么需要用长度为L_n＝4的比特序列来指示M_t，因此：

{n_i，i＝1，2，...4}＝Binary(M_t)＝“1001”

方式2：根据

那么也需要用长度为L_n＝3的比特序列来指示M_t，因此：

{n_i，i＝1，2，...L_n}＝Binary(M_t-T_t+1)＝“101”

按照公式(6)，在第二部分中传输的用于指示各个类型中控制信道数目的比特序列的长度为：

$=7$

由于当前传输的控制信道总数目M_t＝9，并且类型1的信道有2个，类型2的信道有1个，类型3的信道有1个，类型5的信道有3个，类型6的信道有2个，那么按照比特序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}的定义可以得出：

{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝“01110010”

这样，根据序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}与序列{a_i，i＝1，2，...L_S}的对应关系表或者前面给出的算法，就可以确定出序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝“01110010”所对应的长度为L_S的序列。这里采用图5中的算法，可以求出S＝32，，因此可以求出：

{a_i，i＝1，2，...7}＝(32)_{Decimal to Binary}＝″0100000″

这样就可以最终确定基站传输的Cat0信令如图11所示。从图11中可以看出第二部分Cat0信令中传输的序列{a_i，i＝1，2，...7}＝″0100000″就指示了序列{c_j，j＝1，2，...M_t-1}＝“01110010”，也就相应的指出了第一种类型的信道有2个，第2种信道有1个，第3种信道有1个，第5种信道有3个，而第6种信道有2个。

这里还给出了基站传输Cat0信令的硬件实现框图，如图12所示。

在每个调度时间间隔，基站的控制器1201确定出要传输的下行控制信道类型及下行控制信道的数目之后，就会将类型信息或类型信息和控制信道数目信息输入给控制信息生成器1203生成第一部分Cat0信令。之后，控制器1201又调用1202指示序列与各个控制信道类型数目组合对应关系算法模块，计算出相对应的长度为L_S的比特序列，并传给控制信息生成器1203生成第二部分Cat0信令。之后，控制信息生成器就会将两部分的Cat0信令通过发送装置发送给用户设备。发送装置包含的模块有：1204信道编码/交织，1205速率匹配，1206调制，1207 OFDM调制，1208添加循环前缀，1209数/模变换，1210射频发射机，1211发射天线。

Claims (19)

1.一种下行控制信令的传输方法，包括步骤：

a)基站通知用户设备有关Cat0信息的系统信息；

b)基站向用户设备传输包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示的Cat0信令；

c)基站向用户设备传输指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目的Cat0信令；

d)基站向用户设备依次传输各个L1/L2控制信道。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，所述基站通知用户设备有关Cat0信息的系统信息是用户设备获知系统所支持的所有下行控制信信道的类型，以及系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，基站用明确的信令指示所支持的所有下行控制信信道的类型，以及系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目。

4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，基站用明确的信令指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型二者中的一个，而通过规范限定另外一个。

5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，基站用明确的信令指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型二者中的一个，而通过向用户设备传输其他一些系统信息，来间接的指示出另外一个。

6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，基站向用户设备传输其他的一些系统信息，用这些系统信息间接的指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型。

7.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，基站向用户设备传输其他的一些系统信息，间接指示出系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型二者中的一个，而通过规范限定另外一个。

8.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，通过规范限定系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型。这样就无需再有明确的信令来指示系统所能够传输的最大的L1/L2下行控制信道数目和系统所支持的所有下行控制信信道的类型。

9.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，所述的基站通知用户设备一些和Cat0信息相关的一些系统信息，可以通过广播信道广播。

10.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤a)，所述的基站通知用户设备一些和Cat0信息相关的一些系统信息，可以通过高层信令通知。

11.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤b)，所述基站向用户设备传输包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示是用比特映射的方式指示。

12.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤b)，所述基站向用户设备传输包含当前传输时间间隔内传输的所有L1/L2控制信道类型指示的Cat0信令中，还包含当前传输时间间隔传输的所有控制信道的数目指示。

13.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤c)，所述基站向用户设备传输指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目的Cat0信令是一个长度为L_S的二进制比特序列，其长度由下式确定：

14.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤c)，所述基站向用户设备传输指示每一种类型中包含的L1/L2控制信道数目的Cat0信令是一个长度为L_S的二进制比特序列，其长度由下式确定：

15.根据权利要求11中所述的方法，其特征在于，所述Cat0信令中，传输的当前传输时间间隔内所有控制信道的数目指示是用一个长度为L_n的比特序列来指示，该序列为：

{n_i，i＝1，2，...L_n}＝Binary(M_t)

16.根据权利要求11中所述的方法，其特征在于，所述Cat0信令中，传输的当前传输时间间隔内所有控制信道的数目指示是用一个长度为L_n的比特序列来指示，该序列为：

{n_i，i＝1，2，...L_n}＝Binary(M_t-T_t+1)

17.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述长度为L_S的二进制比特序列，通过检索在基站端存储的长度为L_S的二进制比特序列与各个控制信道类型数目指示的对应关系表得到。

18.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述长度为L_S的二进制比特序列，通过调用长度为L_S的二进制比特序列与各个控制信道类型数目指示的对应关系算法得到。

19.一种用于实现下行控制信令传输的基站设备，包括信道编码/交织，速率匹配，调制，OFDM调制，添加循环前缀，数/模变换，射频发射机，发射天线模块，还包括：

a)控制器模块，用于确定要传输的下行控制信道类型及下行控制信道的数目；

b)指示序列与各个控制信道类型数目对应关系模块，用于实现指示序列与各个控制信道类型数目组合的对应关系；

c)控制信息生成器，用于将两部分的Cat0信令，转换为适合无线信道传输的控制信息格式。

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