CN101356746A - 具有共享信道化码的mimo控制信道 - Google Patents

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Abstract

用于结合HS－DSCH系统运行的MIMO用户的控制信道与HS－SCCH控制信道共享信道化码。MIMO控制信道信息可以从基于由目的接收者产生的信息所选择的发送天线被用信号通知。由MIMO控制信道使用的调制格式可以基于在相应的MIMO数据传输中天线流的数量进行选择。

Description

具有共享信道化码的MIMO控制信道
技术领域
本发明一般地涉及无线通信，更具体地，涉及在无线通信中的控制信道。
背景技术
这里引入下述文档以作为参考：
[1]S.TChung，A.Lozano，和H.Huang，“Approaching eignmode BLASTchannel capacity using V-BLAST with rate and power feedback”，IEEE Veh.Technol.Conf.，pp.915-919，Sep.2001.
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[4]美国专利申请号为10/841,911，申请日为2004年5月7日，题目为“Basestation，mobile terminal device and method for implementing a selective-per-antennarate-control(S-PARC)technique in a wireless communications network”.
多入多出(MIMO)技术已经被认为用于提高第三代蜂窝系统中的数据速率，例如WCDMA标准中高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的提供。最近，已经提出将称为每天线速率控制(PARC)的MIMO技术用于HS-DSCH(见上述文档[1])。PARC方案基于组合的发送/接收结构，其执行不同速率下天线流的独立编码，并在接收机应用串行干扰抵消(SIC)和解码。选择性的PARC(S-PARC)是PARC的扩展，包括天线选择(见上述文档[2])。使用S-PARC，物理层的传输格式包括选定的天线、解码顺序、信道化码的分配、一个或多个调制格式和一个或多个编码速率。
在WCDMA(宽带CDMA)版本5中，称为高速共享控制信道(HS-SCCH)的下行链路控制信道用于用信号通知(signal)在相关传输时间间隔(TTI)中预定由哪个用户接收HS-DSCH传输。HS-SCCH还用信号通知用于相关TTI的传输格式信息和HARQ(混合ARQ)信息。图1示意了HS-SCCH和HS-DSCH之间的定时关系。如图所示，每个HS-DSCH子帧比其相关HS-SCCH子帧晚2个时隙发送。这样寻址的用户设备(例如移动终端)在HS-DSCH上接收相关数据之前就在HS-SCCH上接收了全部的部分I。部分I用信号通知用户设备标识符和足够的信息(例如，信道化码分配和调制格式)以允许寻址的用户设备配置其RAKE接收机。2个时隙的偏置使用户设备有足够的处理时间在HS-DSCH上的数据到达之前完成RAKE接收机的配置。HS-SCCH子帧的部分II携带编码信息和HARQ相关信息，在处理RAKE输出和恢复在HS-DSCH上传输的信息比特时需要这些信息。而且，WCDMA版本5在给定的TTI中规定高达4个HS-SCCH以向高达4个不同用户用信号通知。为每个HS-SCCH分配扩展因子为128的信道化码。根据WCDMA版本5，HS-DSCH总是为一个数据流(非MIMO)进行配置。这样，根据WCDMA版本5的HS-SCCH仅用于向以非MIMO模式运行的用户用信号通知。
为了有效利用具有HS-DSCH的MIMO技术，需要向用户设备发送关于HS-SCCH的上述相同的常用类型的MIMO相关控制信息。
发明内容
本发明的示例性实施例为结合HS-DSCH系统运行的MIMO用户提供了一种控制信道。这些示例性实施例可以在传输时间间隔内为MIMO用户或非MIMO用户的数据传输分配固定的无线资源，例如功率和可用的信道化码。为了支持这样的数据传输，在数据传输之前发送控制信号以提供诸如用户设备标识符(相关的数据传输预定用于所述用户设备标识符)、传输格式和HARQ相关信息之类的信息。当预定为非MIMO用户时，发送非MIMO控制信道，而当预定为MIMO用户时，发送MIMO控制信道。MIMO控制信道与非MIMO控制信道共享信道化码。就是说，信道化码用于发送非MIMO控制信道还是MIMO控制信道，取决于固定的无线资源用于为非MIMO用户还是MIMO用户提供数据传输。在某些实施例中，可以从根据预定接收者产生的信息所选择的发送天线用信号通知MIMO控制信道信息。在某些实施例中，可以基于在相应的MIMO数据传输中天线流的数量来选择由MIMO控制信道使用的调制格式。
附图说明
图1是示出了在传统的WCDMA系统中HS-SCCH控制信道和HS-SDCH数据信道之间的定时关系的定时图。
图2用图描述了依据本发明的示例性实施例的CDMA发射机装置。
图3用图描述了依据现有技术的HS-SCCH编码和调制。
图4用图描述了依据本发明的又一示例性实施例的CDMA发射机装置。
具体实施方式
本发明的示例性实施例向结合HS-DSCH系统运行的MIMO用户提供用于用信号通知控制信息，诸如用户设备标识符、信道化码分配、包括MIMO数据流的数量、调制和传输块大小或编码速率的传输格式、以及HARQ相关信息的控制信道。此处提到的控制信道一般地指MIMO-SCCH，此处提到的相关数据传输信道一般地指MIMO-DSCH。MIMO-SCCH控制信道与HS-SCCH控制信道共享信道化码。这样，MIMO-SCCH不需要额外的信道化码。可以从目的接收者的信道质量报告指出的最可用发送天线用信号通知MIMO-SCCH控制信道。由MIMO-SCCH控制信道使用的调制格式可以基于将用于相应的MIMO数据传输的天线流的数量进行调整。
图2用图描述了依据本发明的WCDMA发射机装置的示例性实施例。在某些实施例中，在固定位置的基站提供图2的发射机装置。发射机包括传输控制器23，该传输控制器23被设置以使4个图示的MIMO-SCCH控制信道的每一个与4个图示的HS-SCCH控制信道中各自相应的一个共享4个图示的信道化码中的一个。传输控制器23包括4个选择器25，其中的每一个选择器可以根据相关的数据传输旨在用于MIMO用户还是非MIMO用户，选择性地接收相应的MIMO-SCCH控制信息输入或相应的HS-SCCH控制信息输入。一般地如27所示，传输控制器23将各自的信道化码应用到由各自选择器25选择的控制信息输入。
传输控制器23控制选择器25以使每个信道化码可以选择性地应用到相应的MIMO-SCCH控制信息或应用到相应的HS-SCCH控制信息。更具体地，每个信道化码n(其包含在由n＝1，2，3和4定义的组中)，可以应用于已经在控制信道MIMO-SCCH n上传输所提供的控制信息或者已经在控制信道HS-SCCHn上传输所提供的控制信息。以这种方式，任何单个的信道化码可以用于用信号通知控制信道信息给HS-DSCH用户或MIMO-DSCH用户，而不需要额外的码实现MIMO-SCCH。根据给定的接收机终端运行于HS-DSCH接收模式还是MIMO接收模式，给定的接收机终端(用户设备)监听HS-SCCH或MIMO-SCCH。
在例如上述的PARC系统的系统中，不同的发送天线可以使用不同的传输格式。因此，MIMO-SCCH控制信道可能需要用信号通知多于一个的传输格式来建立经由多于一个天线的数据传输。另一方面，HS-SCCH仅需要用信号通知一个单一的传输格式，因为它正在建立仅使用单一天线的HS-DSCH数据传输。因此，有时MIMO-SCCH可能需要用信号通知比HS-SCCH更多的信息。但是，因为MIMO-SCCH将要与HS-SCCH使用相同的信道化码，这意味着，对于这两种信道，如果两种信道都使用QPSK调制，将把该信道化码应用到相同数量的编码比特。因此，当MIMO-SCCH使用比HS-SCCH更多的信息比特时，MIMO-SCCH信道的编码速率将比HS-SCCH信道的编码速率更高。
HS-SCCH的编码方案在图3中示出。在31，部分I的信息被编码为40比特。在33，使用扩展因子128，这40个被编码的比特被映射到时隙中的20个QPSK符号。在35，部分II信息(与CRC信息一起)被编码为80比特。在37，这80个编码的比特被映射到时隙中的40个QPSK。这样，为了重复使用与HS-SCCH相同的信道化码，MIMO-SCCH被限制为用于部分I信息的20个符号，以及用于部分II信息的40个符号。
MIMO技术的每流HARQ方案已经被提出(见上述文件[3])，并已经表明比每TTI的HARQ提供更好的吞吐量。然而，为了支持每流HARQ处理，必须为每个天线流提供部分II中的所有信息(见图1和3)。以4×4的MIMO系统为例，并参考图3，完整的部分II中信息比特的集合将包括(6+3+3+1)×4＝52比特。这52个比特，加上16个CRC比特，然后将需要被编码。而且，用于标识每个HARQ过程所需要的比特数量(见图3中的39)可能需要增加，因为，应用每流HARQ，在任何给定时间的未确认HARQ过程的数量增加。
因为那些上述给出的和其它原因，可以看出，在很多情况下，如果MIMO-SCCH信道受由HS-SCCH强加的编码比特限制(对于部分I为40比特，而对于部分II为80比特)的约束，那么编码增益可以被显著折衷。本发明的某些示例性实施例使用更高阶的调制以有助于减轻前述的编码增益问题。例如，当天线流的数量超过门限时，某些实施例使用更高阶的调制。当天线流的数量为至少3或4时，不同的示例性实施例使用16-QAM代替QPSK来对编码的部分II的比特进行调制。使用16-QAM调制，部分II的可用的编码比特的数量为160，也就是说，如本领域公知的那样，编码可以相应于调制的调整而进行调整。因此，可以使用更高阶的调制充分提高FEC编码增益。
然而，通常期望较高阶调制具有比较低阶调制更低的能量效率。某些示例性实施例尝试通过为MIMO-SCCH信令使用最可用发送天线来对此进行补偿。在某些实施例中，检查从用户设备接收到的可用信道质量报告以确定哪个天线最适于对那个用户的传输。注意，典型地，使用相对大数量的天线流，用户终端将相对地享有相对高的信干噪声比(SINR)。在这种情形下，最佳发送天线通常将传送足够高的容量来验证更高阶调制的使用。
图4用图描述了依据本发明的WCDMA发射机装置的另一示例性实施例。图4的发射机结构通常与图2的发射机结构类似，但是图4的传输控制器40又合并了如上所述的最佳发送天线选择和较高阶调制选择。在图4所示的示例性配置中，信道化码1和4用于用信号通知HS-SCCH，而信道化码2和3用于用信号通知MIMO-SCCH。信道HS-SCCH 1和HS-SCCH4都从天线1被用信号通知(这保持与非MIMO系统的反向兼容)。信道MIMO-SCCH2和MIMO-SCCH3分别从天线4和3被用信号通知。用于信道MIMO-SCCH2和MIMO-SCCH3传输的天线由天线选择器41基于由各自预定用户提供的信道质量报告49决定。比较器43将MIMO流的数量N与门限值TH进行比较，并输出控制信号45，如果流的数量达到门限值，则用信号通知传输格式器47使用更高阶的调制(例如16-QAM)，否则用信号通知传输格式器47使用正常的HS-SCCH调制(例如QPSK)。还回顾，使用PARC，不同天线可以使用不同的传输格式，用户的信道质量报告还被提供给传输格式器47，以使传输格式器47可以适当地将传输格式与选定的天线匹配。
在某些实施例中，将MIMO-SCCH设计成实现了低的模仿概率，也就是MIMO-SCCH消息将被作为HS-SCCH接收的可容许的低概率。在这样的实施例中，这由，例如对编码的部分I、部分II和CRC比特应用与预定用户特定相关的扰频掩蔽(scrambling mask)来实现。类似的掩蔽(masking)已知并用于现有技术的HS-SCCH系统中。
尽管上述已经详细描述了本发明的示例性实施例，但是这不限制本发明的范围，其可以在多种实施例中实现。

Claims (34)

1、一种CDMA发射机装置，包括：
输入，用于提供将在用于为相关MIMO CDMA数据传输提供参数的第一控制信道上发送的第一控制信息；以及
传输控制器，其耦合到所述输入，并能够将信道化码应用于所述第一控制信息，所述信道化码还可用于应用到在为相关的单天线CDMA数据传输提供参数的第二控制信道上传输的第二控制信息。
2、如权利要求1所述的装置，其中所述传输控制器响应于由所述第一控制信息的预定接收者产生的信息，用于选择多个可用天线中的一个以在所述第一控制信道上发送所述第一控制信息。
3、如权利要求2所述的装置，其中所述传输控制器基于将包含在相关MIMO CDMA数据传输中的多个天线流为所述第一控制信道选择调制格式。
4、如权利要求1所述的装置，其中所述传输控制器基于将包含在相关MIMO CDMA数据传输中的多个天线流为所述第一控制信道选择调制格式。
5、如权利要求1所述的装置，其中所述第一控制信息包括接收机标识。
6、如权利要求1所述的装置，其中所述第一控制信息包括将用于MIMO数据传输的传输格式。
7、如权利要求6所述的装置，其中所述传输格式包括将包含在MIMO数据传输中的多个天线流。
8、如权利要求6所述的装置，其中所述传输格式包括将用于MIMO数据传输的调制阶数。
9、如权利要求6所述的装置，其中所述传输格式包括将用于MIMO数据传输的传输块大小。
10、如权利要求6所述的装置，其中所述传输格式包括将用于MIMO数据传输的编码速率。
11、如权利要求1所述的装置，其中MIMO数据传输使用多个码分多路复用信道，并且所述第一控制信息包括信道化码信息。
12、一种无线发射机装置，包括：
输入，其提供由MIMO数据传输的预定接收者产生的信息；以及
传输控制器，其耦合到所述输入，并响应于所述信息、，用于选择多个可用天线中的一个以在用于为MIMO数据传输提供参数的控制信道上发送控制信息。
13、如权利要求12所述的装置，其中由预定接收者产生的所述信息包括表示与所述天线中的一个相关的通信质量的信息。
14、如权利要求12所述的装置，其中预定接收者是CDMA接收机装置。
15、如权利要求12所述的装置，其中所述传输控制器基于将包含在相关MIMO数据传输中的多个天线流为所述控制信道选择调制格式。
16、如权利要求12所述的装置，其中由预定接收者产生的所述信息包括与所述天线中的一个相关的信干噪声比。
17、如权利要求12所述的装置，其中所述控制信息包括接收机标识。
18、一种无线发射机装置，包括：
输入，其提供表示将包含在MIMO数据传输中的多个天线流的信息；以及
传输控制器，其耦合到所述输入并响应于所述信息，用来为用于给MIMO数据传输提供参数的控制信道上控制信息的传输选择调制格式。
19、如权利要求18所述的装置，其中与所述控制信道相关的MIMO数据传输使用每天线流HARQ。
20、如权利要求18所述的装置，其中由所述传输控制器选择的调制格式的调制阶数响应于所述天线流数量的增加而增加，并响应于所述天线流数量的减少而减少。
21、一种用于CDMA传输的方法，包括：
提供将在用于为相关MIMO CDMA数据传输提供参数的第一控制信道上发送的第一控制信息；以及
将信道化码应用到所述第一控制信息，该信道化码还可用于应用到在用于为相关单天线CDMA数据传输提供参数的第二控制信道上传输的第二控制信息。
22、如权利要求21所述的方法，包括，基于由所述第一控制信息的预定接收者产生的信息，选择多个可用天线中的一个以在所述第一控制信道上发送所述第一控制信息。
23、如权利要求22所述的方法，包括基于将包含在相关MIMO CDMA数据传输中的多个天线流为所述第一控制信道选择调制格式。
24、如权利要求21所述的方法，包括基于将包含在相关MIMO CDMA数据传输中的多个天线流为所述第一控制信道选择调制格式。
25、如权利要求21所述的方法，其中所述第一控制信息包括接收机标识。
26、如权利要求21所述的方法，其中所述第一控制信息包括将用于MIMO数据传输的传输格式。
27、如权利要求26所述的方法，其中所述传输格式包括将包含在MIMO数据传输中的多个天线流。
28、如权利要求26所述的方法，其中所述传输格式包括将用于MIMO数据传输中的调制阶数。
29、如权利要求26所述的方法，其中所述传输格式包括将用于MIMO数据传输中的传输块的大小。
30、如权利要求26所述的方法，其中所述传输格式包括将用于MIMO数据传输中的编码速率。
31、如权利要求21所述的方法，其中MIMO数据传输使用多个码分多路复用信道，并且所述第一控制信息包括信道化码信息。
32、一种用于无线数据传输的方法，包括：
提供由MIMO数据传输的预定接收者产生的信息；以及
响应于所述信息，选择多个可用天线中的一个以在用于为MIMO数据传输提供参数的控制信道上发送控制信息。
33、如权利要求32所述的方法，包括基于将包含在MIMO数据传输中的多个天线流为所述控制信道选择调制格式。
34、一种用于无线数据传输的方法，包括：
提供表示将包含在MIMO数据传输中的多个天线流的信息；以及
响应于所述信息，为在用于为MIMO数据传输提供参数的控制信道上的控制信息的传输选择调制格式。
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