CN101383657B - 一种下行信道控制信令的发送和接收方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行信道控制信令的发送和接收方法及其装置。在发送端：对各接收端的控制信息分别进行编码和调制，生成CCE，CCE中的控制信息不包含选定控制信息；将选定控制信息相同的接收端的CCE作为一组，对各组内的CCE进行连续编号，并生成用于指示CCE编号和选定控制信息对应关系的指示信息；对该指示信息编码、调制后，与接收端的CCE一起映射到子载波上，完成后续处理后从控制信道发送出去。在接收端：在控制信道上检测CCE并接收指示信息；检测到发送给自己的CCE时，根据解析出的CCE的编号以及收到的CCE编号和选定控制信息的对应关系信息，获得自己的选定控制信息。因此，本发明减少了控制信令的开销。

Description

一种下行信道控制信令的发送和接收方法及其装置

技术领域

本发明涉及多用户无线通信系统中控制信令的传输技术，尤其涉及一种下行信道控制信令的发送和接收方法及其装置。

背景技术

目前，长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统与IMT-Advanced系统通常采用的物理层传输技术是正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequency Division Multiplexing)技术，这种传输技术以其较高的频谱利用率，较低的处理复杂度，成为各种下行方案中比较有前途的一种。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的数据流在一组相互正交的子载波上同时传送。

根据现有的LTE，在LTE系统中的无线资源是指系统或UE(用户设备，也可以称为终端)可以占用的时间和频率资源，可以以无线帧(radio frame)为单位进行区分，每个无线帧细分为多个子帧(sub-frame)，每个子帧又包含多个OFDM符号，进一步给每个符号加入保护间隔，即引入循环前缀CP(Cyclic Prefix)。

在这类大带宽系统中，允许接入的用户较多，因而往往控制信令较多，如果物理资源都用来传输控制信令，则业务的速率无法保证。但是这些信息都是接收端能正确解调的必要信息，都要准确无误的发送。例如在IMT-Advanced系统中，如果系统采用100MHz带宽，Node-B(节点B，也可以称为基站)向UE发送的下行控制信令主要包括三部分内容，每部分内容包括的各个控制信息及其在假定的一种资源分配方式下占用的比特数如下：

1)下行调度信息：资源分配占用24比特，分配周期占用3比特，多天线信息占用3比特，调制方式占用2比特，负载大小占用6比特，HARQ信息占用6比特；

2)上行调度授权：资源分配占用24比特，分配周期占用3比特，多天线信息占用3比特，调制方式占用2比特，负载大小占用6比特；

3)下行认可/不认可(ACK/NACK)信号：占用1比特。

对于不同的分配方法，资源分配所占用的比特数是不同的，上述列出的比特数只是为了说明控制信令的开销很大，并不是强调一定是多少具体的比特数。

可以看出，如果再加上CRC校验及信道编码，控制信令的开销很大，占用了很多物理资源。

为了方便描述，在此对本文件中提及的几个技术术语进行定义和说明：

1)承载控制信息的频域上连续L个子载波叫做控制信道单元CCE(Control channels elements)，所有的控制信道单元都是QPSK调制，每个控制信道是由一个CCE或是CCE组合构成。

2)每个UE能够监测一系列候选控制信道，候选控制信道是收发两端规定好的CCE组合起来可能为控制信道的所有情况。因此候选控制信道的数目大于CCE的数目，候选控制信道的数目是盲检测的最大次数。在现有通信系统中常用的候选控制信道是收发两端规定好只有1、2、4个CCE组合在一起作为候选控制信道，1、2、4组合分别对应3种不同编码速率。

在基站端，把每个UE的控制信息分别进行信道编码，然后进行QPSK调制，进行CCE到资源单元(RE)的映射，进行IFFT变换发送后出去，接收端进行FFT变换后，UE首先对每个CCE的情况进行盲检测，没成功则从每2个连续的CCE作为一个组合进行盲检测，依次类推。如果在整个盲检测过程中都没有监听到和自己相匹配的UE_ID，说明此时没有属于自己的控制信令下达，则UE切换到睡眠模式；如果监听到和自己相匹配的UE_ID，之后按照控制信令解调相对应的业务信息。

目前，对于控制信令的内容及分配方式的研究是一个热点，但对于有效减少控制信令开销的研究较少，目前有利用树形结构来减少控制信令中资源分配信息的方案，但这种方案仅仅是利用树形结构来减少控制信令中的资源分配信息，并不能减少其它控制信息，也不能兼顾其他性能，如盲检测次数，这对于UE端来说是不利的。

在LTE与IMT-Advanced系统中，业务数据的调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM等等方式，可以发现，在同一时刻多个UE的调制方式很多都是相同的，如果每个UE的控制信令里都发送此信息，控制信令的开销会很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种下行信道控制信令的发送和接收方法及其装置，以便减少下行信道上控制信令在通信系统中占用的无线资源，减少控制信令开销。

一方面，本发明提出一种下行信道控制信令的发送方法，包括以下步骤：

步骤A，发送端对各接收端的控制信息分别进行编码和调制，生成控制信道单元，所述控制信道单元中的控制信息不包含选定控制信息；

步骤B，发送端将所述选定控制信息相同的接收端的控制信道单元作为一组，对各组内的控制信道单元进行连续编号，并生成用于指示控制信道单元编号和所述选定控制信息对应关系的指示信息；

步骤C，发送端对所述指示信息编码、调制后，与接收端的控制信道单元一起映射到子载波上，完成后续处理后从控制信道发送出去。

上述方法中，所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

上述方法中，所述步骤B中发送端是按组中控制信道单元对应的接收端数目的多少依次对各组的控制信道单元进行连续编号，对应的接收端数目最多的组先进行编号。

上述方法中，所述控制信道单元编号和所述选定控制信息的对应关系信息包括依次排列的以下内容：对应的接收端数目最多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，对应的接收端数目次多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，依次排列到对应的接收端数目最少的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式。

上述方法中，所述步骤B中将控制信道单元编号和所述选定控制信息的对应关系信息和控制信道格式指示符放在一起，构成一个增强的控制信道格式指示符E-CCFI，然后进行编码、调制。

上述方法中，所述发送端是基站或者无线中继站。

相应地，提出一种下行信道控制信令的接收方法，包括以下步骤：

步骤A，接收端在控制信道上检测自己的控制信道单元，并接收指示控制信道单元编号和选定控制信息对应关系的指示信息；

步骤B，所述接收端检测到发送给自己的控制信道单元时，根据解析出的控制信道单元的编号以及收到的控制信道单元编号和选定控制信息的对应关系信息，获得自己的所述选定控制信息。

上述方法中，所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

上述方法中，所述接收端是无线中继站或者用户设备。

另一方面，提出一种下行信道控制信令的发送端，包括依次连接的信道编码和调制模块、控制信道单元生成及处理模块、子载波映射模块，该控制信道单元生成及处理模块包括：

控制信道单元生成单元，用于根据编码、调制后的各个用户设备的控制信息分别生成控制信道单元，并根据不包含在控制信道单元中的选定控制信息将选定控制信息相同的用户设备的控制信道单元作为一组，对各组内的控制信道单元进行连续编号；

指示信息生成单元，用于生成指示控制信道单元编号和所述选定控制信息对应关系的指示信息；

编码调制单元，用于对来自指示信息生成单元的指示信息进行编码、调制，并输出到子载波映射模块。

上述发送端中，所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

上述发送端中，所述控制信道单元生成单元是按组中控制信道单元对应的接收端数目的多少依次对各组的控制信道单元进行连续编号，对应的接收端数目最多的组先进行编号。

上述发送端中，所述指示信息生成单元生成的所述指示信息包括依次排列的以下内容：对应的接收端数目最多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，对应的接收端数目次多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，依次排列到对应的接收端数目最少的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式。

上述发送端是基站或者无线中继站。

相应地，提出一种下行信道控制信令的接收端，包括控制信道监听单元和控制信息解析单元，其中：

控制信道监听单元，用于在控制信道上检测本接收端的控制信道单元，并接收指示控制信道单元编号和选定控制信息对应关系的指示信息；

控制信息解析单元，用于根据控制信道监听单元检测到的控制信道单元的编号以及收到的指示信息中包含的控制信道单元编号和业务调制方式信息的对应关系，获得本接收端的选定控制信息。

上述接收端中，所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

上述接收端是无线中继站或者用户设备。

本发明主要的优势和特点如下：

1.与现有技术相比，减少下行信道上控制信令在通信系统中占用的无线资源，减少控制信令的开销。

2.采用本发明的技术方案，可以在一定程度上减少下行信道接收端盲检测的次数。把UE使用频率较高的调制方式的CCE放在前面，当前通信的UE想要接收的CCE编号排在前面的可能性较大。如果UE在控制信道上传输的一系列CCE的开头部分就检测到自己的CCE，则该UE在此即可结束这次监听。因此，从统计学意义上看，对每一个当前通信的UE来说平均监听时间有一定减少。

3.而且，UE监听时不用每次都解析原来控制信令里有关调制方式的信息，这降低了UE端处理流程。

4.进一步来说，UE盲检测次数的减少和控制信令解析流程的简化这两方面都降低了UE的功率损耗。

附图说明

图1示出基站上下行信道控制信令发送端的总体结构；

图2是本发明实施例所述的控制信令发送方法的流程图；

图3是分组编号后的CCE的发送格式的示意图；

图4是E-CCFI信息发送格式的示意图；

图5是本发明实施例所述的控制信令接收方法的流程图；

图6示出本发明实施例所述的下行信道控制信令发送端中CCE生成及处理模块的组成结构；

图7示出下行信道控制信令接收端中与本发明的实施例有关的单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

图1示出本实施例基站上下行信道控制信令发送端的总体结构。本实施例减少控制信令开销的方法包括控制信令发送方法以及对应的控制信令接收方法。在该实施例中，假定基站管理14个UE，基站和UE之间传输的业务数据有三种调制方式，分别为QPSK、16QAM和64QAM。以上数据仅为一个示例。

参照图2，本实施例的控制信令发送流程具体如下：

步骤201，基站根据信道质量指示符CQI来调整下一时隙每个UE的业务调制方式，从而生成每个UE的调制方式信息，同时还生成其他多个控制信息，比如资源分配、分配周期、负载大小的信息等等。这里，以一个时隙为一个控制周期。

步骤202，将生成的每个UE的其他控制信息分别进行信道编码、QPSK调制后，生成该UE的CCE。

假定对于基站管理的14个UE中的每一个，指定该UE下一时隙使用的业务调制方式和分配给该UE的CCE如表1所示：

用户设备及标识	业务调制方式	CCE及其所携带的UE标识
			UE(ID1)	QPSK	CCE(ID1)_1和CCE(ID1)_2
UE(ID2)	16QAM	CCE(ID2)
			UE(ID3)	QPSK	CCE(ID3)
UE(ID4)	64QAM	CCE(ID4)_1和CCE(ID4)_2
			UE(ID5)	QPSK	CCE(ID5)
UE(ID6)	16QAM	CCE(ID6)
			UE(ID7)	QPSK	CCE(ID7)
UE(ID8)	QPSK	CCE(ID8)
			UE(ID9)	64QAM	CCE(ID9)_1、CCE(ID9)_2、CCE(ID9)_3和CCE(ID9)_4
UE(ID10)	QPSK	CCE(ID10)
			UE(ID11)	16QAM	CCE(ID11)
UE(ID12)	QPSK	CCE(ID12)
			UE(ID13)	64QAM	CCE(ID13)
UE(ID14)	16QAM	CCE(ID14)

表1

步骤203，对所有UE的CCE进行编号时，将具有相同业务调制方式的UE的CCE作为一组，按组中CCE对应UE数目的多少依次对各组的CCE进行连续编号，即各组之间编号也是连续的；

将CCE对应UE数目较多的组放在前面，可以在一定程度上减少下行信道接收端盲检测的次数。假设有100个UE正在通信，且60个UE使用16QAM、30个UE使用QPSK、10个UE使用64QAM，再假设此时其中一个UE使用16QAM而且正准备监听控制信道，如果我们不把调制方式相同的UE数目较多的CCE组放在前面，则这个UE要进行盲检测的次数就会很多次才能匹配成功(因为CCE放置的位置没有规律，要对每个CCE进行盲检测或者是每2个、每4个CCE进行盲检测)，如果放在前面则能够减少监听时间。

形成的各个CCE组及各个CCE的编号如表2所示：

表2

图3是分组编号后的CCE的发送格式的示意图。

步骤204，生成增强的控制信道格式指示符(E-CCFI，Enhanced-ControlChannel Format Indicator)信息单元；

E-CCFI信息单元包括两部分，现有的CCFI部分和按照本发明的技术方案新添加的内容，后者进一步包括每组CCE的最大编号及该CCE组对应的业务调制方式的指示。E-CCFI信息的发送格式如图4所示，其中：

CCFI用于指示控制信道所占用OFDM符号的个数；

N1表示M1调制方式下该组中CCE的最大编号；

M1表示对应UE数目最多的CCE组对应的UE使用的业务调制方式；

N2表示M2调制方式下该组中CCE的最大编号；

M2表示对应UE数目次多的CCE组对应的UE使用的业务调制方式；

N3表示M3调制方式下该组中CCE的最大编号；

M3表示对应UE数目最少的CCE组对应的UE使用的业务调制方式。

在该实施例中，生成的E-CCFI信息的形式如表3所示：

E-CCFI控制字的名称

CCFI

N1

M1

N2

M2

N3

M3

控制字的内容

n

8

QPSK

12

16QAM

19

64QAM

表3

如果这些UE的CCE编号不是从1开始，则还需要在控制字N1之前加一个控制字N0，表示这些UE的起始CCE的编号。另外，如果各组之间不连续编号，则每组CCE的调制方式信息前都要加上起始编号和最大编号的信息。因此，本发明不限定具体的编排格式，只要能够携带CCE编号与业务调制方式的对应关系信息就可以了。

另外，虽然本实施例是将CCE编号与业务调制方式的对应关系信息放到现有的控制信道格式指示符(CCFI，Control Channel Format Indicator)中，形成E-CCFI，但在本发明的其他实施例中，这些信息可以包含在其他现有的信息单元或者新增加的信息单元中。

步骤205，对E-CCFI信息单元进行信道编码和调制，如采1/3卷积码和QPSK调制；

这里，是用一个专门的处理程序对E-CCFI进行编码和调制，不是图1总体结构中的编码和调制模块。

步骤206，将经过上述处理后得到的所有CCE和E-CCFI信息单元分别映射到不同的子载波上，完成后续处理后发送到控制信道上。

本实施例的下行信道控制信令接收系统与现有技术在大体结构上是相同的。参照图5，本实施例的控制信令接收流程具体如下：

步骤501，UE不断监听候选控制信道，同时从控制信道上接收基站发送的E-CCFI信息单元；

监听时采用盲检测方式，如前所述。

步骤502，如果在整个盲检测过程中都没有监听到和自己相匹配的UE_ID，说明此时没有属于自己的控制信令下达，则流程进行到步骤503，否则，执行步骤504；

步骤503，UE切换到睡眠模式，结束；

步骤504，根据解析出的CCE的编号以及收到的E-CCFI信息单元中CCE编号与业务调制方式信息的对应关系，获得该UE的业务调制方式信息，并获得CCE携带的其他控制信息，结束。

在这里需要说明的是，上述实施例中CCE组是按调制方式相同的UE数目的多少进行排列，把此时业务调制方式相同的UE数目较多的CCE放在前面，这只是本发明的一种优选方式。本发明的技术方案还包括其他排序方式，例如不按照任何规则对这些CCE组进行随机排列。

还有，上述实施例是对现有技术中由CCE携带的指定UE使用的业务调制方式的信息进行同类合并，然后改由E-CCFI携带。容易理解，对于现有技术中由CCE携带的其他多个控制信息中的某一选定控制信息，本发明的技术方案同样适用，只需以选定的控制信息替代上述实施例中的调制方式信息。

图1示出的本实施例基站的下行信道控制信令发送端的总体结构与现有技术基本相同，每一UE控制信令分别输入到一组依次相连的信道编码模块和QPSK调制模块，完成信道编码和调制后，一起输入到CCE生成及处理模块，然后再输入到子载波映射模块、空间分集模块等后续模块中进行处理，最后从天线发射出去。在本实施例中，CCE生成及处理模块与现有技术不同，如图6所示，该模块包括CCE生成单元、指示信息生成单元和编码调制单元。其中：

CCE生成单元，用于根据编码、调制后的各个UE的控制信息分别生成CCE，并根据不包含在CCE中的业务调制方式信息将业务调制方式相同的UE的CCE作为一组，对各组的控制信道单元进行连续编号，本实施例是按组中CCE对应UE数目的多少依次对各组的控制信道单元进行连续编号；

指示信息生成单元，用于生成指示CCE编号和业务调制方式信息对应关系的信息，可以承载在E-CCFI信息单元中；

编码调制单元，用于对来自指示信息生成单元的E-CCFI信息单元(或其他信息单元)进行编码、调制。

与上述下行信道控制信令的发送端对应，UE上的下行信道控制信令接收系端包括控制信道监听单元和控制信息解析单元，如图7所示。其中：

控制信道监听单元，用于在控制信道上检测本UE的CCE，并接收指示CCE编号和业务调制方式信息对应关系的E-CCFI信息单元(或其他信息单元)；

控制信息解析单元，用于根据控制信道监听单元检测到的CCE的编号以及收到的E-CCFI信息单元中包含的CCE编号和业务调制方式信息的对应关系，获得基站给本UE的业务调制方式信息和CCE携带的控制信息。

各个单元具体如何实现上述功能可以参见上述流程中的具体说明，在此不再一一赘述。

虽然上述实施例中一直以基站作为下行信道控制信令发送端，实际上在本发明中发送端还可以是无线中继站等类似实体。同样，接收端也不限于上述实施例所述的UE，也可以是无线中继站等类似实体。

本发明以前述的较佳实施例进行了公开，这只是为了清楚说明技术方案并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所作的修改均包含在本申请的范围内。

Claims (13)

1.一种下行信道控制信令的发送方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤A，发送端对各接收端的控制信息分别进行编码和调制，生成控制信道单元，所述控制信道单元中的控制信息不包含选定控制信息；

步骤B，发送端将所述选定控制信息相同的接收端的控制信道单元作为一组，对各组内的控制信道单元进行连续编号，并生成用于指示控制信道单元编号和所述选定控制信息对应关系的指示信息；

步骤C，发送端对所述指示信息编码、调制后，与接收端的控制信道单元一起映射到子载波上，完成后续处理后从控制信道发送出去；

所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤B中发送端是按组中控制信道单元对应的接收端数目的多少依次对各组的控制信道单元进行连续编号，对应的接收端数目最多的组先进行编号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述控制信道单元编号和所述选定控制信息的对应关系信息包括依次排列的以下内容：对应的接收端数目最多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，对应的接收端数目次多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，依次排列到对应的接收端数目最少的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤B中将控制信道单元编号和所述选定控制信息的对应关系信息和控制信道格式指示符放在一起，构成一个增强的控制信道格式指示符E-CCFI，然后进行编码、调制。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发送端是基站或者无线中继站。

6.一种下行信道控制信令的接收方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤A，接收端在控制信道上检测自己的控制信道单元，并接收指示控制信道单元编号和选定控制信息对应关系的指示信息；

步骤B，所述接收端检测到发送给自己的控制信道单元时，根据解析出的控制信道单元的编号以及收到的控制信道单元编号和选定控制信息的对应关系信息，获得自己的所述选定控制信息；

所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述接收端是无线中继站或者用户设备。

8.一种下行信道控制信令的发送端，包括依次连接的信道编码和调制模块、控制信道单元生成及处理模块、子载波映射模块，其特征在于该控制信道单元生成及处理模块包括：

控制信道单元生成单元，用于根据编码、调制后的各个用户设备的控制信息分别生成控制信道单元，并根据不包含在控制信道单元中的选定控制信息将选定控制信息相同的用户设备的控制信道单元作为一组，对各组内的控制信道单元进行连续编号；

指示信息生成单元，用于生成指示控制信道单元编号和所述选定控制信息对应关系的指示信息；

编码调制单元，用于对来自指示信息生成单元的指示信息进行编码、调制，并输出到子载波映射模块；

所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

9.如权利要求8所述的发送端，其特征在于：

所述控制信道单元生成单元是按组中控制信道单元对应的接收端数目的多少依次对各组的控制信道单元进行连续编号，对应的接收端数目最多的组先进行编号。

10.如权利要求9所述的发送端，其特征在于：

所述指示信息生成单元生成的所述指示信息包括依次排列的以下内容：对应的接收端数目最多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，对应的接收端数目次多的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式，依次排列到对应的接收端数目最少的组中控制信道单元的最大编号及其对应的业务调制方式。

11.如权利要求8所述的发送端，其特征在于：所述发送端是基站或者无线中继站。

12.一种下行信道控制信令的接收端，包括控制信道监听单元和控制信息解析单元，其特征在于：

控制信道监听单元，用于在控制信道上检测本接收端的控制信道单元，并接收指示控制信道单元编号和选定控制信息对应关系的指示信息；

控制信息解析单元，用于根据控制信道监听单元检测到的控制信道单元的编号以及收到的指示信息中包含的控制信道单元编号和业务调制方式信息的对应关系，获得本接收端的选定控制信息；

所述选定控制信息是发送端指定接收端在下一控制周期采用的业务调制方式的信息。

13.如权利要求12所述的接收端，其特征在于：所述接收端是无线中继站或者用户设备。

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