CN101371477A - 宽带通信系统中物理资源管理的方法 - Google Patents

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Abstract

在包括发送器和多个分别具有最大接收带宽的移动终端(MT)的宽带通信系统中，用于每个MT的共享控制信道(SCCH)被映射，使得来自相应物理共享控制信道(PSCCH)的物理信道符号被局限在由多个最大接收带宽中最小的一个定义的连续子载波的块上。

Description

宽带通信系统中物理资源管理的方法
技术领域
本发明一般地涉及宽带通信系统，更具体地涉及管理这种宽带通信系统中的物理资源的方法。本发明适合于在针对OFDMA网络内具有不同能力的移动终端的共享控制信道的管理中使用，并且联系该示例性而非限制性应用来描述本发明很方便。
背景技术
为了方便起见，将在本说明书的详细描述各处使用3GPP(第三代合作伙伴项目)采用的术语，例如用户设备和UE。但是，本发明不应被解释为限于根据3GPP标准来实现的系统中的应用。
正交频分多址(OFDMA)系统划分频域和时域并为每个用户分配子信道。每个子信道包括多个子载波(频域)和多个时隙(时域)。OFDMA系统基于多址方案，所述多址方案能够通过执行资源分配同时考虑时域和频域二者来使用有限的频率资源容纳多个用户。
OFDMA系统旨在提供高达20MHz的灵活的发送带宽。但是，也必须支持具有较低能力的用户设备(UE)。UE能力被定义为UE能够支持的最大接收带宽。图1是具有20MHz发送带宽并支持不同UE能力的OFDMA系统中的示例性驻扎频带(camp band)集合的表示10。从该图中可以看出，在20MHz发送带宽内，可以拥有一个针对20MHz UE能力的驻扎频带以及多个针对5、10和15MHz UE能力的驻扎频带。针对15MHz UE图示出了三个驻扎频带14、16和18；针对10MHz UE图示出了三个驻扎频带20、22和24；针对5MHz UE表示出了七个驻扎频带26至28。
在这种系统中，为了接收来自发送带宽40内的广播信道(BCH)、同步信道(PCH)和寻呼信道(PCH)的信息，各种UE最初驻扎在中心频率处。一旦UE与基站执行了小区搜索过程、时间和频率校正及同步，UE便保持空闲直至从带宽40内接收到指示UE移到图1所示多个驻扎频带之一的信息。一旦到达那里，UE便监视共享的控制信道(SCCH)并确定随后在共享数据信道上接收的信息何时是针对该UE的。
来自针对每个UE的传送共享控制信道(SCCH)的信息被映射到物理共享控制信道(PSCCH)以发送到每个UE。在OFDMA系统中，打算让任一个UE只接收与该UE的接收带宽能力相对应的驻扎带宽中的PSCCH。另外，打算让对具有不同接收带宽能力的UE的发送可以在相同的发送时间间隔(TTI)内被调度。SCCH和PSCCH的结构还应使任一个UE能够应用相同的处理来接收共享控制信息，无论该UE的驻扎频带在发送频带内的位置如何。最后，系统中的所有可用SCCH可以被组合成集合。每个SCCH集合可包含多个SCCH。要求每个UE根据其能力监视一个或更多个SCCH集合。
发明内容
【本发明解决的问题】
希望提供一种宽带通信系统中的物理资源管理方法，所述方法满足上述要求，同时实现具有不同能力的所有UE之间的有效物理资源共享以及对于所有UE的共享控制信道性能的有效控制。
还希望提供改进或克服现有物理资源管理方法的一个或多个缺点的宽带通信系统中的物理资源管理方法。
【解决问题的手段】
在第一个方面，本发明提供了宽带通信系统中的物理资源管理方法，所述系统包括至少一个用于在占用发送带宽的多个物理子载波上进行发送的发送器，以及各具有相应的最大接收带宽的多个移动终端(MT)，所述方法包括以下步骤：
识别多个MT中最小的最大接收带宽；以及
映射用于每个MT的共享控制信道(SCCH)，使得来自相应物理共享控制信道(PSCCH)的物理信道符号被局限在由多个MT中最小的最大接收带宽定义的连续子载波的块上。映射用于每个MT的SCCH的步骤优选地包括使相应PSCCH的物理信道符号与每个其他MT的PSCCH占用相同数目的子载波。
映射用于每个MT的SCCH的步骤还可以包括使来自相应PSCCH的物理信道符号与每个其他MT的PSCCH具有相同的位置映射模式。
在该方法中，映射用于每个MT的SCCH的方法可以包括将物理信道符号映射到其相应块内的连续子载波位置。或者该方法可以包括将物理信道符号映射到其相应块内的分布式子载波位置。
物理资源管理的方法优选地包括在用于每个PSCCH的至少一个接收信道质量指示(CQI)的基础上调整被分配给至少一个PSCCH的功率和/或子载波位置。
该方法还可包括选择被来自每个块内的每个PSCCH的物理信道符号占用的子载波位置，使得分配到该块中的所有PSCCH的总功率最小化。或者该方法可以包括选择被来自每个PSCCH的物理信道符号占用的子载波位置，使得分配到所有PSCCH的总功率在整个发送带宽上被最小化。
上述分配可以在每个PSCCH多个接收CQI的基础上进行。另外本方法还可包括通过在多个发送时间间隔(TTI)上对接收CQI取平均来评估信道质量。在某些实施例中，本方法还可包括通过在相同的发送时间间隔(TTI)内对联系被PSCCH占用的一组子载波接收的多个CQI取平均来评估信道质量。
在优选形式中，宽带通信系统根据正交频分多址(OFDMA)原理来操作。
发送宽带可以优选地从包括5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的组中选择。MT的最大接收带宽可以从5MHz、10MHz、15MHz或20MHz中选择。MT的最大接收带宽可以彼此不同。
在第二个方面，本发明提供用于在占用发送带宽的多个物理子载波上进行发送并与多个移动终端一起形成宽带通信系统的一部分的基站，所述基站包括实现根据前述权利要求的任意一个所述的方法的一个或多个组件。
通过下面结合附图来考虑的对本发明的示例性而非限制性实施例的详细描述，本发明的各个方面和优势将得到更清楚的理解。
附图说明
图1是具有20MHz发送带宽的宽带OFDMA系统中各种不同接收能力的UE(即5、10、15和20MHz UE)的驻扎操作的示意性表示；
图2是包括根据本发明来操作的基站和多个UE的通信系统的示意性图解；
图3是用于在宽带通信系统中操作的不同能力的UE的SCCH到PSCCH和SDCH到PSDCH的映射的第一实施例的示意性图解；
图4是用于在宽带通信系统中操作的不同能力的UE的SCCH到PSCCH和SDCH到PSDCH的映射的第二实施例的示意性图解；
图5是例示针对宽带通信系统的UE的SCCH的功率控制的图解，其中每个SCCH被映射到一组连续物理活动子载波上；并且
图6是示出用于SCCH的物理信道映射的示意性图解，其中多个PSCCH由300个连续活动子载波的同一块内的分布式子载波组成。
具体实施方式
图2示出包括基站(BTS)44和示例性UE 46、47和48的示例性OFDMA宽带通信系统42。基站44包括分组调度器50、用于每个被调度的UE的SCCH和SDCH的传送信道处理块(分别用参考标号52和54表示)、传送和其他信道、物理信道映射块56、逆快速傅立叶变换(IFFT)处理器58、循环前缀(CP)插入块60、射频块(FR)61和天线62。
每个UE 46、47和48包括天线64、RF处理块66、循环前缀去除块68、快速傅立叶变换(FFT)处理器70、物理信道解映射(de-map)块72，用于SCCH和SDCH的传送处理块74和76以及CQI(信道质量指示)测量块78。
调度块50控制总体资源分配和对连接到BTS 44的所有UE 46、47和48的数据发送。在每个TTI中，对于每个被调度的UE(如UE1 46)，用于UE 1的控制信令块被输入到SCCH传送信道块52。该块将按UE1的身份执行诸如信道编码、速率匹配、交织和可能的掩码之类的典型操作。速率匹配用于将编码的数据与多个可用物理符号相匹配。物理信道映射块56将UE1的SCCH传送信道与其他被调度的UE和其他信道一起映射成频率和时间栅格中(其中每个TTI由多个OFDM符号组成，每个OFDM符号由多个频率子载波组成)的被分配物理资源。物理信道映射块56遵照来自调度器块50的指令对所有物理信道执行功率缩放。对于每个OFDM符号，IFFT用于将物理频率子载波转化成时域信号。循环前缀随后被添加并且产生的信号将通过RF块62以被发送到UE。
每个UE 46、47、48在接收端执行相反的处理以提取SCCH然后提取SDCH。每个UE 46、47、48还执行CQI测量以报告给BTS 44。
表1示出在如图2所示的OFDMA通信系统中用于下行链路发送的参数的示例性集合。
                     表1
Figure A200780002625D00081
该表显著地示出OFDMA系统中不同发送带宽和子载波(FFT)尺寸总数以及可用于数据发送的子载波(被占用的子载波)的数目之间的对应关系。例如，对于具有5MHz发送带宽的BTS，301个连续子载波的块可用，而对于具有20MHz发送带宽的BTS，1201个连续子载波的块可用于下行链路中的信息发送。
图3示出与形成OFDMA系统的一部分的BTS进行通信的具有不同接收带宽能力的多个UE的示例性信道映射。在该示例中，BTS具有20MHz发送带宽。UE0_1、UE0_2、UE0_3和UE0_4各具有20MHz接收带宽能力并驻扎在频带84上。UE1_1、UE1_2、UE1_3和UE1_4各具有10MHz的接收带宽能力并驻扎在与频带84的一半相重叠的频带86上。类似地，UE2_1、UE2_2、UE2_3和UE2_4各具有10MHz的接收带宽能力并驻扎在与频带84的另一半相重叠的频带88上。UE3_1、UE3_2、UE3_3和UE3_4各具有5MHz的接收带宽能力并驻扎在与频带86的一半相重叠的频带90上，而UE4_1、UE4_2、UE4_3和UE4_4各具有5MHz的接收带宽能力并驻扎在与频带86的另一半相重叠的频带92上。
用于每个UE的SCCH的物理信道映射由基站44的分组调度器50执行，以便来自用于任何UE能力的PSCCH的物理信道符号被局限在由最小UE能力能够支持的最大接收带宽定义的连续子载波的块上。在图3所示示例中，任何UE的最小最大接收带宽为5MHz。因此，来自用于任何UE的PSCCH的物理信道符号被局限在由该5MHz带宽定义的301个连续子载波的块上。
即使更大数目的连续子载波可用于具有10MHz、15MHz或20MHz能力的用户设备(UE)，也将供每个PSCCH使用的连续子载波的尺寸限制在由打算在系统中操作的任何UE的最小最大接收带宽定义的尺寸上，这避免了不同UE能力的SCCH之间的冲突并因此既简化了由基站中的分组调度器执行的调度算法，又简化了每个UE能够理解在每个SCCH上接收的信息的方式。若每个PSCCH未被局限于在系统中可操作的任何UE的最小最大接收带宽上，将无法在同一个发送时间间隔(TTI)中同时调度UE1_3(具有10MHz接收带宽能力)及UE3_1、UE3_2、UE3_3和UE3_4(具有5MHz接收带宽能力)。另外，所需调度算法将十分复杂。调度器不仅需要注意基于服务优先级、数据缓冲器尺寸、信道质量指示(CQI)等来在TTI内对每个UE的待发送数据区分优先次序，而且调度器还需要避免具有不同接收带宽能力的UE的SCCH之间的冲突。
在图3所示示例性实施例中，每个PSCCH在每个5MHz发送带宽内只占用300个连续活动子载波的块的1/4。因此，用于UE3_1、UE3_2、UE3_3和UE3_4的SCCH被映射，使得来自相应PSCCH的物理信道符号全都被局限在300个连续活动子载波的同一块上。
来自所有PSCCH的物理信道符号占用每块内相同数目的子载波。因此，在图3所示示例性实施例中，每个PSCCH占用300个活动子载波的每块内的75个子载波。
来自所有PSCCH的物理信道符号还共享相同的位置映射模式。在图3和图4中，物理信道符号被映射到每块内的连续子载波位置。因此，在用于UE3_4、UE3_3、UE3_1和UE3_2的PSCCH中的物理信道符号之间没有重叠并且每个PSCCH的物理信道符号占用连续的子载波位置。
或者，用于每个PSCCH的物理信道符号可以被映射到每块内的分布式子载波位置。图6例示该原理并示出来自用于UE1的PSCCH的物理信道符号94至100如何被映射到300个活动子载波的块内的分布式子载波位置。类似地，用于UE2的PSCCH的物理信道符号102至108在同一块内根据与用于UE1的PSCCH的物理信道符号相同的映射模式被映射到分布式子载波位置。具体而言，PSCCH的物理信道符号被排列在四个子块中，每块跨越若干子载波，并且子块在整个300个子载波的块中以等间隔模式排列。同样的位置映射模式对所有UE成立。
令来自所有PSCCH的物理信道符号在300个活动子载波的每块内占用相同数目的子载波并共享同一位置映射模式，这优化了对具有不同发送带宽能力的UE的PSCCH进行复用的方式的灵活性。在这种系统中管理SCCH所需的调度复杂性被最小化，因为所有SCCH是通过由最小UE能力的5MHz接收带宽定义的方式来发送的。这一要求意味着用于高能力UE的信道编码(或凿孔(puncture))速率比用于较低能力UE的大。为了对具有不同能力的UE的SCCH实现了相同目标信道质量，每个SCCH的功率分配可以根据从每个UE发送到基站的CQI信息来控制。
在图3的示例中，应注意，SCCH及其SDCH不一定是在TTI内的相同子载波中调度的，例如，UE3_4的SCCH及其相应的SDCH位于第一个300个子载波的块的对端。但是在某些情况下，例如对于UE4_3，SCCH和SDCH可以对齐或重叠。
在任一情况下，SCCH及其相应的SDCH落入特定UE驻扎的接收频带内。因此，用于5MHz能力UE(例如，UE3_1)的SDCH将落入同一个301个子载波的块内，而用于20MHz能力UE(例如，UE0_1)的SDCH可以落在BTS的整个1201个子载波发送带宽内的任何位置。
应注意，有些情况下，SCCH在一个OFDM符号中装不下，这种情况下它可以在第二个符号中继续。在这种情况下，SCCH和SDCH信道的映射应至少部分地重叠或者最好完全对齐，即位于同一个子载波上。这种情况在图4中示出，图4描绘了用于与形成OFDMA系统的一部分的BTS通信的具有不同接收带宽能力的多个UE的替代信道映射。在图4中，用于每个UE的SDCH(和PSDCH)及其相应的SCCH通过它们或者对齐或者至少部分重叠的方式来映射。在其他方面，图4与图3相同。以UE 3_2、3_1、3_3和3_4为例。在每种情况下，用于每个UE的PSCCH(110、112、114、116)被映射到BTS的发送带宽的前300个子载波的块中。每个相应的PSDCH(分别是120、122、124、126)被映射到与相应PSCCH的子载波分配重叠的子载波频带。
通过(在频域)对齐SCCH的第一和第二部分，由UE执行的检测的量被最小化。例如，当UE接收第一个OFDM符号时，它不知道其SCCH在频域中位于何处，所以UE需要执行对它的检测。一旦UE找到SCCH部分1的位置，令SCCH部分2位于第二个OFDM符号中的相同频率位置以避免UE必须检测它的位置是非常有利的。
图5例示在本发明的实施例中，为了控制每个SCCH的性能，基于CQI的功率控制可以被执行的方式。
图5描绘5MHz驻扎频带的情形，其中最多的4个UE可以在一个TTI中被同时调度。在该示例中，每个PSCCH被局部化在一组连续子载波中。在这一安排中，用于每个UE的SCCH在300个活动子载波的块内可以占用4个不同的75子载波位置之一。以UE1为例，图5在150处例示300个子载波的块内可以被用于UE1的SCCH占用的四个可能位置152、154、156、158。对于块150内的每个位置152、154、156、158，由UE1报告的平均CQI级别由柱152.1、154.1、156.1、158.1指示。类似地，对于四个位置152、154、156、158的每一个，功率级别由柱152.2、154.2、156.2、158.2指示。这些功率级别指示若PSCCH在300个子载波的块150中的特定位置被发送，则用于PSCCH的接收功率满足最小性能要求所需的发送功率。可以看出，对于300个子载波块内的每个75子载波位置152、154、156、158，报告的平均CQI越大，所需的Tx功率越小。
也可为UE 2、3和4提供类似的图，这些图分别被标注为160、162和164。
利用上述CQI信息，功率控制可以通过在300个活动子载波的块内指派PSCCH的位置来实现，因为频域中每个被调度的UE应被选择使得分配给所有PSCCH的总功率被最小化。一般而言，UE看到的平均CQI越高，其PSCCH所需的功率分配越低。
在本示例中，产生的功率分配和位置指派示于图表170。在这种情况下，对于UE 1、3和4，分别具有最小功率要求152.2、162.1和164.1的PSCCH分配被用于最终的分配170中。但是，对于UE2，由于最小化总功率分配而不是各个UE的功率分配的需要，分配的PSCCH位置160.1不是最小的可能功率分配160.2。
在某些实施例中，若UE对于每个PSCCH位置报告2个或更多个CQI，则功率控制甚至可以以更高的分辨率来执行。这种情况下，2个或更多个确定的功率之和等于分配给该UE的总功率。为了进一步阐释这一点，给出示例。在该示例中，每个UE对于每个300个子载波的块报告8个CQI(即每个位置2个CQI)。
对于每个用户，对应于4个可能的位置，利用所报告的CQI的对来计算4个平均CQI。然后，对应于每个位置计算4个相应的功率级别。
对于位置的24(24＝4！)个可能组合的每一个(记住在300个子载波的块内有四个UE和4个可能位置)，计算所有UE所需的总功率。随后选出要求最小总功率的组合。
接下来，通过分割被分配给2部分(对应于两个报告的CQI)的75个子载波的频带以及将功率级别分配给这75个子载波来执行功率分配，使得在UE处，所有75个子载波的接收功率相同。
在替代实施例中，功率控制可以通过在整个发送带宽上(而不是在300个活动子载波的块内)为调度的UE的每一个指派PSCCH的位置来实现。这种情况下，在频域中，应选择每个PSCCH的位置使得分配给整个发送带宽上的所有PSCCH的总功率最小化。这种情况下，位置的分配将受到某些约束，如UE最大接收带宽、驻扎频带和其他被调度的UE的存在。
应该理解，若将图6所示分布式物理资源分配应用到每个SCCH，则也可使用与前面所述相同的功率控制原理。
虽然参考本发明的某些实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，可以做出各种形式和细节的变更，只要不脱离所附权利要求定义的本发明的精神或范围。

Claims (15)

1.一种宽带通信系统中的物理资源管理方法，所述系统包括至少一个用于在占用发送带宽的多个物理子载波上进行发送的发送器，以及各具有相应的最大接收带宽的多个移动终端(MT)，所述方法包括以下步骤：
识别所述多个MT中最小的最大接收带宽；以及
映射用于每个MT的共享控制信道(SCCH)，使得来自相应物理共享控制信道(PSCCH)的物理信道符号被局限在由所述多个MT中最小的最大接收带宽定义的连续子载波的块上。
2.根据权利要求1所述的物理资源管理方法，其中所述映射用于每个MT的SCCH的步骤包括：
使所述相应PSCCH的物理信道符号与每个其他MT的PSCCH占用相同数目的子载波。
3.根据权利要求1或2中任意一个所述的物理资源管理方法，其中所述映射用于每个MT的SCCH的步骤包括：使所述来自相应PSCCH的物理信道符号与每个其他MT的PSCCH具有相同的位置映射模式。
4.根据权利要求3所述的物理资源管理方法，其中所述映射用于每个MT的SCCH的步骤包括：
将所述物理信道符号映射到它相应的块内的连续子载波位置。
5.根据权利要求3所述的物理资源管理方法，其中所述映射用于每个MT的SCCH的步骤包括：
将所述物理信道符号映射到它相应的块内的分布式子载波位置。
6.根据前述权利要求中任意一个所述的物理资源管理方法，还包括：
在用于每个PSCCH的至少一个接收信道质量指示(CQI)的基础上调整分配给至少一个PSCCH的功率和/或子载波位置。
7.根据前述权利要求中任意一个所述的物理资源管理方法，所述方法还包括：
选择被来自每个块内的每个PSCCH的物理信道符号占用的子载波位置，使得分配到该块中的所有PSCCH的总功率最小化。
8.根据前述权利要求中任意一个所述的物理资源管理方法，还包括：
选择被来自每个PSCCH的物理信道符号占用的子载波位置，使得分配到所有PSCCH的总功率在整个发送带宽上被最小化。
9.根据权利要求6至8中任意一个所述的物理资源管理方法，其中所述分配在每个PSCCH多个接收CQI的基础上进行。
10.根据权利要求7至9中任意一个所述的物理资源管理方法，还包括：
通过在多个发送时间间隔(TTI)上对所述接收CQI取平均来评估信道质量。
11.根据权利要求7至10中任意一个所述的物理资源管理方法，还包括：
通过在相同的发送时间间隔(TTI)内对联系被PSCCH占用的一组子载波接收的多个CQI取平均来评估信道质量。
12.根据前述权利要求中任意一个所述的物理资源管理方法，其中所述宽带通信系统根据正交频分多址(OFDMA)原理来操作。
13.根据前述权利要求中任意一个所述的物理资源管理方法，其中所述发送带宽从包括5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的组中选择。
14.根据前述权利要求中任意一个所述的物理资源管理方法，其中所述多个MT的每一个的最大接收带宽是以下带宽5MHz、10MHz、15MHz或20MHz中的一个。
15.一种用于在占用发送带宽的多个物理子载波上进行发送并与多个移动终端一起形成宽带通信系统的一部分的基站，所述基站包括实现根据前述权利要求的任意一个所述的方法的一个或多个组件。
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