CN101385267B - Ofdma系统中传送控制信道信息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

描述了各种实施例，其用于减轻相邻的扇区/小区的控制信道信令之间的干扰。可能地，这些技术具有减少由于控制信道，特别是在高频率复用，OFDMA系统中的控制信道而造成系统资源耗尽的好处。发射设备(101)发射主要控制信道信息到多个用户设备(102)。该主要控制信道信息包括指示第一OFDMA资源区域(如320或330)被分配给多个用户设备中的至少一个用户设备。发射设备相应地发射辅助控制信道信息到使用第一OFDMA资源区域的至少一个用户设备。

Description

OFDMA系统中传送控制信道信息的方法和装置
申请有关的参考文献
本申请要求序列号为60/759706，题为“用于传送控制信道信息的方法和装置”，于2006年1月18日提起申请的临时申请的优先权，其是公知的，并通过参考将其全部内容结合于此。
发明领域
本发明主要涉及通信，尤其是在OFDMA(正交频分多址)系统中传送控制信道信息。
背景技术
当前，标准机构例如3GPP(第3代合作伙伴计划)正在开发E-UTRA(演进的通用无线系统的陆地无线接入)系统的标准规范。(可通过http://www.3gpp.org联系3GPP。)如今，OFDMA是3GPP演进的下行链路技术的强大候选者，频率复用因子“1”也被考虑。但是，用这样的频率复用计划，一个扇区或者小区的控制信道可能经受来自其他扇区或小区的各种信道的干扰。这可能导致在扇区/小区边缘有显著的衰减现象。为了达到必需的可靠性水平，这种高复用系统的公共控制信道会消耗相对大量的系统有限带宽和功率。因此，这就需要有一种改进的方法和装置用于传送控制信道信息，其可减少系统资源的消耗，尤其是用于高复用OFDMA系统。
附图简述
图1是描述依照本发明的多个实施例的无线通信系统的框图。
图2是描述依照本发明的多个实施例的主要控制信道和辅助控制信道之间关系的框图。
图3是描述OFDMA资源区域图的框图，其显示了依照本发明第一组实施例的控制信道配置的例子。
图4是描述OFDMA资源区域图的框图，其显示了依照本发明第二组实施例的控制信道配置的例子。
通过参考附图1-4在下面揭示了本发明特定实施例。所有的描述和图解都是为了增强理解。例如，一些元件的外形尺寸相对于其他元件可能被夸大，对成功商用有益甚至必需的熟知元件可能不进行描述，从而可以更少阻碍和更清楚地描述实施例。另外，除非特别地指明，信令的顺序和分组并不局限于其他位于权利要求的范围中的实施例。
简单清晰的图解和描述是追求有效地使本领域技术人员根据本领域已知的技术来制造、使用和最好地实践本发明。本领域技术人员将领会对下面描述的特定实施例进行的各种改进和改变没有偏离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的和示例性的，而不是限制性的或全包括的，并且所有这些对下述特定实施例的改进都被认为是包括在本发明的范围中。
实施例详述
描述了各种实施例，其用于减轻相邻的扇区/小区控制信道信令之间的干扰。可能的，这些技术具有减少由于控制信道，特别是在高频率复用系统，OFDMA系统中的控制信道而造成系统资源消耗的好处。发射设备发射主要控制信道信息到多个用户设备。该主要控制信道信息包括第一OFDMA资源区域被分配给多个用户设备中的至少一个用户设备的指示。发射设备相应地发射辅助控制信道信息到使用第一OFDMA资源区域的至少一个用户设备。
可参考附图1-4更全面地理解所揭示的实施例。图1是描述依照本发明多个实施例的无线通信系统100的框图。现在，标准机构如OMA(开放移动联盟)，3GPP(第三代合作伙伴计划)，3GPP2(第三代合作伙伴计划2)和IEEE(电气和电子工程师协会)802都在开发无线通信系统的标准规范。(这些组织可分别通过http://www.openmobilealliance.com，http://www.3gpp.org/，http://www.3gpp2.com/和http://www.ieee802.org/来联系)。通信系统100表示具有根据一个或多个3GPP技术(如新兴的E-UTRA技术)的配置的系统，其被适当的修改以实现本发明。本发明可选实施例可在使用其他或另外技术的通信系统中实现，其他或另外的技术例如，但不局限于那些在3GPP2规范和/或那些在IEEE802.xx规范中所描述的。
以非常概括的方式描述通信系统100，特别地，通信设备101和102被显示为通过下行链路110进行通信。设备101是发射设备，且设备102是接收设备。根据实施例，设备101可表示无线接入网(RAN)的一部分，且设备102可表示UE(用户设备)设备。本领域技术人员可以认识到图1不是描述系统100运行所需的所有物理的固定的网络元件，而仅是那些特别与此处实施例描述相关的系统元件和逻辑实体。
例如，图1描述了设备101包括处理单元103和发射机105，并描述了设备102包括处理单元104和接收机106。通常，元件如处理单元，发射机和接收机都是公知的。例如，公知的处理单元包括基本元件，例如，但既不局限于也不必须要求，微处理器，微控制器，存储器设备，专用集成电路(ASICs)，和/或逻辑电路。这些元件典型地适用于实现算法和/或协议，使用高级设计语言或说明，使用计算机指令，使用信令流程图，和/或使用逻辑流程图来表述这些算法和/或协议。
因此，给定高级说明，算法，逻辑流程，消息/信令流程，和/或协议规范，那些本领域技术人员就可知道多种设计和开发技术，这些设计和开发技术可用于实现执行给定逻辑的处理单元。所以，设备101和102表示根据这里的描述而被调节以执行本发明的多个实施例的已知设备。此外，本领域的技术人员还可以知道本发明的各方面可在各种物理元件中或它们之上来实现，并且不必局限在单一平台实现。举例来说，设备101可在一个或多个RAN元件中或它们之上来实现，如基站收发信台(BTS)，和/或基站控制器(BSC)。同样，对于UE，已知的UE平台涉及广泛种类的用户电子平台，例如但不局限于，接入终端(ATs)，移动站(MSs)，终端设备，移动设备，游戏设备，个人电脑，个人数字助理(PDAs)，有线机顶盒和卫星机顶盒。
另外，本领域技术人员将认识到图1中的下行链路110不是必须描述对于系统100的完整操作所需的所有信令。例如，根据实施例，设备101和102之间的空中接口可都包括上行链路和下行链路信令，并且尤其是，可包括业务信道，其被动态地分配和解除分配以支持用户服务，以及多种已知的非业务信道类型，如广播信道，寻呼信道，接入信道和/或公共控制信道，所有都根据所使用的特定的3GPP信令技术。
根据本发明实施例的操作基本上按照以下进行。设备101的处理单元103分配第一OFDMA资源区域到一个或多个用户设备。为了简化说明，假设该第一OFDMA资源区域被分配到用户设备102；但是，除了设备102之外的其他用户设备或替代设备102的其他用户设备可以是OFDMA资源分配的目标。例如，第一OFDMA资源区域可被分配到参与相同通信会话的用户设备组(如，群呼，广播，游戏等)。
使用发射机105，处理单元103通过下行链路110发射主要控制信道信息。在很多实施例中，主要控制信道信息是作为公共控制信道信息而有效地发射，其意欲用于在发射机105的覆盖区域内所有的监听中的用户设备。该主要控制信道信息包括第一OFDMA资源区域被分配到一个或更多用户设备的指示。该第一OFDMA资源区域被处理器103使用来相应地发射辅助控制信道信息到一个或更多用户设备。用户设备102的处理单元104通过接收机106接收到主要控制信道信息，该主要控制信道信息包括OFDMA资源区域被分配到设备102的指示，并在分配的区域中响应地接收辅助控制信道信息。
有效地，设备101发射主要控制信道和一个或多个辅助控制信道。提供一个例子，主要控制信道和其的辅助控制信道之间的关系通过图2中的逻辑框图200来描述。在这个例子中，主要控制信道信息包括用户设备所需要的用于定位和解码它们各自被分配的辅助控制信道的至少一部分的信息。例如，主要控制信道信息可包括可以使得监听中的用户设备解码辅助控制信道的公共信息，或者该公共信息可包括仅与解码相关的可应用于所有辅助控制信道的信息。每个辅助控制信道接着可提供补充信息，该补充信息用于解码通过那个信道(如数据部分)传送的附加信息。(参考OFDMA区域320为例。)
在这个例子中，主要控制信道信息也包括，除了任何公共信息之外，辅助控制信道将占据的OFDMA资源区域的一些指示符。通常，OFDMA资源区域表示用于多个OFDMA码元周期的频率子载波的组。特定OFDMA资源区域的指示符将因此通过一些简单的导出技术或协议来传送该区域的边界。
根据实施例，通过辅助控制信道传送的信息可以采取多种形式。不同的实施例可追求使被传送到所有监听用户设备的信息相对于通过更有针对性的辅助控制信道所发射的信息的量被最小化到不同的程度。所以，相对于(辅助控制信道，通过主要控制信道发射的信息会因为各实施例而基本上有所不同。辅助控制信道信息可包括数据或控制信息，或两者都有，其用于OFDMA资源区域被分配到的用户设备。(见OFDMA区域320，330和420为例。)同样，辅助控制信道信息可适合于上行链路或下行链路操作。一些可作为辅助控制信道信息传送或不作为辅助控制信道信息传送的信息的更具体的例子包括，但不局限于下述的：OFDMA资源区域分配，OFDMA资源区域分配是分布式的还是局部式(localized)的指示，智能天线信息，调制说明符(specifier)，HARQ(混合自动重传请求)冗余形式和新数据指示符，功率控制信息，调度信息，和定时提前信息(timing advanceinformation)。
图3和图4是描述OFDMA资源区域图的框图，显示控制信道配置的例子。每一个是根据不同，但是有重叠的各组实施例。主要控制信道信息通过OFDMA控制区域而被发射。与OFDMA资源区域相似，OFDMA控制区域表示用于多个OFDMA码元周期的一个或多个频率子载波。因此，单独的OFDMA控制区域可表示频率子载波的不同集合和/或OFDMA码元的不同集合。很多不同的OFDMA控制区域安排因此变得可能。框图300和400描述了一些例子，但决不理解为描述了所有的可能。
在图表400中，例如，控制区域401-404被描述为主要控制信道410的一部分。但是，每个控制区域可替代地被看成是单独的主要控制信道。在一些实施例中，控制区域401-404中的每个可利用不同调制和编码率，即，每个可以是不同的自适应调制和编码(AMC)控制区域。更详细的方法在题为“用于控制信道发射和接收的方法和装置”，序列号为11/242254，申请日为2005年10月3日的待审美国专利申请中可以找到。
另外(或可能是除了图表400所描述的一些实施例以外)，图表300描述了控制区域可以是在扇区或扇区化小区上(或是在其他邻近覆盖区域上，小区到小区，扇区到小区等)的频率复用。所以，每个主要控制信道310-312的控制区域在频率上是不重叠的。这样的配置既可减少在主要控制信道310-312之间的干扰，又为通过调度从一个覆盖区到下一个覆盖区复用OFDMA资源提供一些新的机会。例如，被一个发射机用作为控制区域的相同的OFDMA资源区域，可被邻近覆盖区域中的发射机用于一个或多个低功率用户设备(即，所需下行链路发射功率低于给定功率门限)。例如，这些可以是低功率数据用户。
类似的调度技术也可用在为辅助控制信道分配OFDMA资源区域中。例如，通过控制区域301传送的主要控制信道信息指示了OFDMA资源区域320被分配给用户设备k。尽管没有在图表300中表示，但与扇区1的OFDMA资源区域320相对应的扇区2的OFDMA资源区域可被分配给扇区2的覆盖区中(并也可能在扇区3的覆盖区中)的一个或多个低功率设备(即，所需下行链路发射功率低于给定的功率门限)。这假设用户设备k当时不是低功率设备。替代地，如果对于发射目的，用户设备k被认为是低功率设备，则一个或多个不被认为是低功率的设备可能在扇区2或扇区3中被分配到相应的资源。
为了进一步改进主要控制信道信令和辅助控制信道信令的性能，各种其他技术可被使用。例如，主要控制信道信息可在OFDMA帧开始处的附近发射，例如与导频一起发射。另一例是在产生任何或所有控制信道信令的发射信号中使用扇区专用扰码。同样，当发射主要控制信道信息和/或辅助控制信道信息中的一个或两者时可使用发射分集的一些形式。可使用的发射分集的类型包括，但不局限于STBC(空时块码)，SFBC(空间频率块码)或CSD(循环移位分集)。
也可预期的是主要控制信道和辅助控制信道的小区覆盖区可通过使用重复编码而被改进。相信使用重复编码可在干扰受限的情况下在小区区域上达到高可靠性。
益处，其他优点和问题的解决方案已经关于本发明具体实施例在以上描述了。但是，益处，优点，问题的解决方案和任何可造成或导致这样的益处，优点，或解决方案，或使这些益处，优点，或解决方案变得更明确的因素，不被解释为任何或所有权利要求必不可少的，所要求的，或必要的特征或因素。
此处所用的和所附权利要求中，术语“包括”，“包含”，或其他变化意在涉及一个非排他性的涵盖范围，因此包括一系列元件的过程、方法、物品或装置不仅包括列出的元件，还包括没有明确列出或这些过程、方法、物品或装置所固有的元件。此处所用的不定冠词，被定义为一个或多于一个。此处使用的术语“多个”，被定义为两个或多于两个。此处使用的术语“另一”，被定义为至少第二或更多。此处使用的术语“包含”和/或“具有”，被定义为包括(即，开放式语言)。此处使用的术语“耦合的”，被定义为连接的，尽管不必须是直接连接的，也不必须是机械连接的。来自词“指示”的术语(如表示，指示)意欲包含所有各种可用于联系(communicate)或涉及被指示对象的技术。可用于联系或涉及被指示对象的技术的一些，但不是全部例子包括被指示对象的传送，被指示对象的标识符的传送，用于生成被指示对象的信息的传送，被指示对象的某一部分的传送，被指示对象的某种来源的传送，表示被指示对象的某种码元的传送。在此使用的术语“程序”，“计算机程序”和“计算机指令”，被定义为设计为在计算机系统上执行的指令序列。该指令序列可包括，但不限于，子程序，函数，进程，对象方法，对象实现，可执行应用程序，applet，servlet，共享库/动态加载库，源代码，对象代码和/或汇编代码。

Claims (23)

1.一种用于传送控制信道信息的方法，包括：
当满足下述组中的至少一个条件时，分配第一正交频分多址OFDMA资源区域到多个用户设备中的至少一个用户设备，所述组包括：所述第一OFDMA资源区域还没有被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的覆盖区中的任何用户设备，所述该至少一个用户设备需要高于第一发射功率门限的下行链路发射功率；所述第一OFDMA资源区域已被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的至少一个其他用户设备，但所述至少一个用户设备仅需要低于第二发射功率门限的下行链路发射功率；和所述第一OFDMA资源区域同与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的OFDMA控制区域相对应，但所述至少一个用户设备仅需要低于第三发射功率门限的下行链路发射功率；
在所述第一OFDMA资源区域中发射主要控制信道信息到多个用户设备，其中所述主要控制信道信息包括所述第一OFDMA资源区域被分配到所述至少一个用户设备的指示；
在所述第一OFDMA资源区域中发射辅助控制信道信息到所述第一OFDMA资源区域中的所述至少一个用户设备，其中所述辅助控制信道信息包括上行链路调度信息。
2.权利要求1所述的方法，其中发射主要控制信道信息的步骤包括：在发射帧的第一部分中，同导频信息一起发射主要控信道信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中发射主要控制信道信息的步骤包括：
通过所述多个OFDMA控制区域中的OFDMA控制区域来发射主要控制信道信息，其中所述多个OFDMA控制区域中的每个控制区域占据包括下述组中的至少一个，所述组包括：
频率子载波的不同集合和
OFDMA码元的不同集合。
4.权利要求3所述的方法，进一步包括：
通过所述多个OFDMA控制区域中的第二OFDMA控制区域来发射主要控制信道信息到第二多个用户设备。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述多个OFDMA控制区域中的每个控制区域占据下述频率子载波的集合，所述频率子载波不被具有邻近覆盖区的至少一个其他发射机用于主要控制信道信息的发射。
6.如权利要求5所述的方法，
其中由小区中扇区的发射机来服务于所述多个用户设备，和
其中具有邻近覆盖区的所述至少一个其他发射机包括所述小区中其他扇区的发射机。
7.如权利要求1所述的方法，其中发射分集被应用于发射下述组中的至少一个，所述组包括：主要控制信道信息、和辅助控制信道信息。
8.如权利要求7所述的方法，其中所应用的发射分集包括下述组中的类型，所述组包括：
STBC（空间时间块码）
SFBC（空间频率块码），和
CSD（循环移位分集）。
9.如权利要求1所述的方法，
其中发射主要控制信道信息的步骤包括：使用扇区专用扰码作为生成发射信号的一部分，和
其中发射辅助控制信道信息的步骤包括：使用扇区专用扰码作为生成发射信号的一部分。
10.如权利要求1所述的方法，
其中主要控制信道信息包括下述信息，所述至少一个用户设备需要该信息，用于定位和解码所述辅助控制信道信息的至少第一部分。
11.如权利要求10所述的方法，
其中除了被包括在所述主要控制信道信息中的信息之外，所述辅助控制信道信息还包括下述信息，所述至少一个用户设备需要该信息，用于解码所述辅助控制信道信息的至少第二部分。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述主要控制信道信息包括下述控制信息组中的至少一些信息，所述控制信息与以下内容有关：
OFDMA资源区域分配，
用于OFDMA资源区域的调制说明符，和
用户设备（UE）标识符。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述辅助控制信道信息包括下述控制信息组中的至少一些信息，所述控制信息与以下内容有关：
OFDMA资源区域分配，
OFDMA资源区域是分布式还是局部式的指示，
智能天线信息，
调制说明符，
HARQ（混合自动重传请求）冗余形式和新数据指示符，
功率控制信息，和
定时提前信息。
14.如权利要求1所述的方法，其中重复编码被用于发射下述组中的至少一个，该组包括：主要所述控制信道信息、和所述辅助控制信道信息。
15.如权利要求14所述的方法，其中所使用的重复编码包括从包括2、4、6、和8的组中选择的重复因子。
16.如权利要求1所述的方法，其中分配所述第一OFDMA资源区域到所述至少一个用户设备进一步包括：
当至少所述第一OFDMA资源区域还没有被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的覆盖区中的任何用户设备时，分配所述第一OFDMA资源区域到所述至少一个用户设备。
17.一种用于接收控制信道信息的方法，包括：
当满足下述组中的至少一个条件时，通过正交频分多址OFDMA下行链路接收主要控制信道信息，其中所述主要控制信道信息包括第一OFDMA资源区域被分配到至少一个用户设备的指示，所述组包括：所述第一OFDMA资源区域还没有被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的覆盖区中的任何用户设备，所述该至少一个用户设备需要高于第一发射功率门限的下行链路发射功率；所述第一OFDMA资源区域已被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的至少一个其他用户设备，但所述至少一个用户设备仅需要低于第二发射功率门限的下行链路发射功率；和所述第一OFDMA资源区域同与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的OFDMA控制区域相对应，但所述至少一个用户设备仅需要低于第三发射功率门限的下行链路发射功率；
响应于接收第一OFDMA资源区域被分配到至少一个用户设备的所述指示，通过所述第一OFDMA资源区域接收辅助控制信道信息，其中所述辅助控制信道信息包括上行链路调度信息。
18.一种通信设备，包括：
发射机；
通信地耦合到所述发射机的处理单元，所述处理单元包括：
用于当满足下述组中的至少一个条件时，分配第一正交频分多址OFDMA资源区域到多个用户设备中的至少一个用户设备的装置，所述组包括：所述第一OFDMA资源区域还没有被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的覆盖区中的任何用户设备，所述该至少一个用户设备需要高于第一发射功率门限的下行链路发射功率；所述第一OFDMA资源区域已被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的至少一个其他用户设备，但所述至少一个用户设备仅需要低于第二发射功率门限的下行链路发射功率；和所述第一OFDMA资源区域同与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的OFDMA控制区域相对应，但所述至少一个用户设备仅需要低于第三发射功率门限的下行链路发射功率，
用于通过所述发射机在所述第一OFDMA资源区域中发射主要控制信道信息到所述多个用户设备的装置，其中所述主要控制信道信息包括所述第一OFDMA资源区域被分配到所述至少一个用户设备的指示，和
用于通过所述发射机在所述第一OFDMA资源区域中发射辅助控制信道信息到所述第一OFDMA资源区域中的所述至少一个用户设备的装置，其中所述辅助控制信道信息包括上行链路调度信息。
19.一种通信设备，包括：
接收机；
通信地耦合到所述接收机的处理单元，其中所述处理单元包括：
用于当满足下述组中的至少一个条件时，通过所述接收机所接收的正交频分多址OFDMA下行链路信号来接收主要控制信道信息的装置，其中所述主要控制信道信息包括所述第一OFDMA资源区域被分配到所述通信设备的指示，所述组包括：所述第一OFDMA资源区域还没有被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的覆盖区中的任何用户设备，所述该至少一个用户设备需要高于第一发射功率门限的下行链路发射功率；所述第一OFDMA资源区域已被分配到与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的至少一个其他用户设备，但所述至少一个用户设备仅需要低于第二发射功率门限的下行链路发射功率；和所述第一OFDMA资源区域同与所述至少一个用户设备的覆盖区相邻近的至少一个覆盖区中的OFDMA控制区域相对应，但所述至少一个用户设备仅需要低于第三发射功率门限的下行链路发射功率，和
用于响应于接收所述第一OFDMA资源区域被分配到通信设备的指示，在所述第一OFDMA资源区域中通过所述接收机来接收辅助控制信道信息的装置，其中所述辅助控制信道信息包括上行链路调度信息。
20.如权利要求18所述的通信设备，其中所述处理单元进一步包括：用于通过所述发射机，在发射帧的第一部分中与导频信息一起发射主要控制信道信息的装置。
21.如权利要求18所述的通信设备，其中所述处理单元进一步包括：用于通过所述发射机，通过多个OFDMA控制区域中的OFDMA控制区域来发射主要控制信道信息的装置，其中所述多个OFDMA控制区域中的每个控制区域占据下述组中的至少一个，所述组包括：
频率子载波的不同集合，和
OFDMA码元的不同集合。
22.如权利要求18所述的通信设备，其中发射分集被应用于发射下述组中的至少一个，所述组包括：主要控制信道信息、和辅助控制信道信息。
23.如权利要求18所述的通信设备，
其中所述主要控制信道信息包括下述信息，所述至少一个用户设备需要该信息，用于定位和解码所述辅助控制信道信息的至少第一部分，
其中除了被包括在所述主要控制信道信息中的信息之外，所述辅助控制信道信息还包括下述信息，所述至少一个用户设备需要该信息，用于解码所述辅助控制信道信息的至少第二部分。
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