CN101416425A - 无线通信系统中的上行链路和下行链路的信道构成方法 - Google Patents
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Abstract
一种下行链路的信道构成方法，用于无线通信系统，该方法包括以下步骤：作为传输信道而包含广播信道、寻呼信道、和下行共享信道的步骤；作为物理信道而包含被映射所述传输信道的下行共享信道的物理下行共享信道的步骤；以及不使用对各用户单独分配的单独信道，而在多个用户间共享所述下行共享信道的步骤。在优选的结构例中，作为所述物理信道，还包括：被映射所述传输信道的广播信道的作为独立的无线资源的物理广播信道，以及被映射所述传输信道的寻呼信道的作为独立的无线资源的物理寻呼信道。
Description
技术领域
本发明广义上涉及无线通信系统的信道构成(configuration)方法，特别是涉及上行链路和下行链路中的传输信道和物理信道的构成方法、和它们之间的映射关系。
背景技术
以往的WCDMA无线接口的信道结构，为了灵活地应对各种服务提供形式和多呼叫(multi-call)(例如，语音呼叫和多媒体呼叫的同时通信)，采用物理信道、传输信道和逻辑信道的3层信道结构。
如图1A所示，WCDMA无线接口的协议结构由层1(物理层)、层2(数据链路(link)层)、层3(网络层)构成，在层3和层2间的服务接入点定义逻辑信道，在层2和层1之间定义传输信道。层2被分为进行无线链路的控制的无线链路控制(Radio Link Control(RLC))、和进行无线资源的分配控制等的媒体接入控制(Media Access Control(MAC))的子层。
物理信道是用于使用实际的无线传输线路来实现传输信道的传输的信道，其作为层1的无线节点(基站和移动台)之间的传输信道被映射到时间、频率、码区域上的无线资源。
如上所述，传输信道从物理信道被提供给作为层2的子层的MAC子层。如图1B所示，传输信道按照传输形式被分类，对于经由无线接口何种信息被如何传送分别赋予特征。
在以往的WCDMA无线接口中，具有实现对各用户分配单独的信道(DCH：Dedicated Channel，专用信道)的线路交换(circuit-switching)型的传输的结构(参考立川
二
修、“W-CDMA移動通信方式”、pp.97-99)。
而且，在基站的服务区内的用户间共享无线资源而进行发送接收的公共传输信道中，下行链路中的广播信道、寻呼(paging)信道、下行接入信道不具有与独立的物理信道的对应关系，而全部被映射到公共的控制物理信道。
发明内容
发明要解决的课题
另一方面，在使第三代的标准进化的演进(Evolved)UTRA(UniversalTerrestrial Radio Access，通用地面无线电接入)中，由于是全部数据都通过分组传输来发送的结构，所以需要重新考虑适于全分组传输的传输信道和物理信道的构成方法和它们之间的映射关系。
而且，在演进UTRA中，由于利用下行链路的OFDM接入，应用对小区内的多个不特定或者特定的用户进行多媒体用户数据的发送的广播(broadcast)(广播)/组播(multicast)(同胞)传输，所以需要对考虑了该信号传输的信道的新的信道构成方法进行考虑。
如上所述，在以往的WCDMA方式中使用的扩频码(spread code)分配方法中，由于同一小区内的扇区间的干扰，能够引起使原来应被实现的信号传输特性恶化的情况。
因此，本发明的课题是提供下行链路和上行链路中的传输信道和物理信道的新的构成方法、以及它们之间的映射关系。
用于解决课题的手段
为了实现上述课题，本发明的第1方面提供无线通信系统的下行链路中的信道构成方法。下行链路的信道构成方法包括以下步骤：
(a)作为传输信道而包含广播信道、寻呼信道、和下行共享信道的步骤；
(b)作为物理信道而包含被映射所述传输信道的下行共享信道的物理下行共享信道的步骤；以及
(c)不使用对各用户单独分配的单独信道，而在多个用户间共享所述下行共享信道的步骤。
在优选的结构例中，作为所述物理信道，还包括：被映射所述传输信道的广播信道的作为独立的无线资源的物理广播信道。
在另一个例子中，作为所述物理信道，还包括：被映射所述传输信道的寻呼信道的作为独立的无线资源的物理寻呼信道。
在具有独立的物理寻呼信道的情况下，希望利用该物理寻呼信道在同一基站管辖的多个扇区间传送同一寻呼信息。由此，在移动台中，可以进行利用了延迟分集(diversity)的同步合成接收。
在另一个例子中，作为所述物理信道，还包括：被映射所述传输信道的下行共享信道的、作为独立的无线资源的多媒体广播组播服务(MBMS)信道。
在具有独立的MBMS信道的情况下，希望利用该MBMS信道在规定区域内的多个小区或者扇区间传送同一MBMS信息。由此，在移动台中可以进行利用了延迟分集的同步合成接收。
在第2方面，提供无线通信系统的上行链路的信道构成方法。该上行链路的信道构成方法包括以下步骤：
(a)作为传输信道而包含随机接入信道和上行共享信道的步骤；
(b)作为物理信道而包含：被映射所述传输信道的随机接入信道的作为独立的无线资源的物理随机接入信道；以及被映射所述传输信道的上行共享信道的作为独立的无线资源的物理上行共享信道的步骤；以及
(c)不使用对各用户单独地分配的单独信道，而在多个用户间共享所述上行共享信道的步骤。
发明效果
实现应用于全分组传送的无线资源的有效利用。
附图说明
图1A是表示WCDMA无线接口的协议结构的图。
图1B是表示以往的传输信道和物理信道间的映射关系的图。
图2是表示本发明的实施方式的下行链路的传输信道和物理信道的映射关系的图。
图3是表示下行链路中的广播信道的插入例的图。
图4是用于说明下行信道中的寻呼信道的同步合成接收的图。
图5是表示本发明的实施方式的下行链路的传输信道和物理信道的映射关系的图。
标号说明
11 广播信道(传输信道)
12 寻呼信道(传输信道)
13 下行(downlink)共享信道(传输信道)
21 导频信道
22 物理广播信道
23 下行同步信道
24 物理寻呼信道
25 寻呼指示符信道
26 物理下行共享信道
27 L1/L2控制信道
28 MBMS信道
30 基站
40 移动台
51 随机接入信道(传输信道)
52 上行共享信道(传输信道)
61 导频信道
62 上行同步信道
63 物理随机接入信道
64 物理上行共享信道
65 L1/L2控制信道
具体实施方式
以下，参考附图说明本发明的优选实施方式。
图2是表示本发明的实施方式的下行链路的传输信道和物理信道的结构、以及它们之间的映射关系的图。
(下行链路的信道构成方法)
首先，对信道构成方法进行说明。作为下行链路的信道构成方法中的第1特征，排除分配给每个用户的单独信道，准备下行共享信道。通过经由下行共享信道，在多个用户间共享业务数据和高层的控制信号，从而实现无线资源的有效利用。
作为第2特征，准备独立的物理广播信道、物理寻呼信道。而且，新设置MBMS信道。
更具体来说，下行链路中的传输信道具有广播信道11、寻呼信道12、和下行共享信道13。
广播信道11是始终将系统中固有的系统信息、或者小区或扇区中固有的小区信息(扇区信息)发送给全部小区或者全部扇区的信道。
寻呼信道12是以规定的时间间隔对用户通知已有来电(incoming call)的信道，是在规定的位置注册区域内始终进行发送的信道。
下行共享信道13是发送业务数据(traffic data)或高层的控制的在多个用户间共享的信道。
另一方面，下行链路中的物理信道具有：导频信道21、物理广播信道22、下行同步信道23、物理寻呼信道24、寻呼指示符信道25、物理下行共享信道26、层1/层2(L1/L2)控制信道27、以及MBMS(Multimedia BroadcastMulticast Service，多媒体广播组播服务)信道28。
导频信道21是发送在信道估计等中使用的参考码元(reference symbol)的信道，其样式(pattern)在基站-移动台间已被公知。
物理广播信道22是实际上利用从基站至移动台的无线传输路径来发送上述的广播信息的信道。
下行同步信道23是用于进行小区搜索、下行链路的链路确立的初始同步的信道。在下行同步信道23中发送以下信号，该信号包含用于进行码元同步、无线帧同步、小区的识别或者包含多个小区的小区群(group)的识别的其中一个以上的信息。
物理寻呼信道24是进行传呼并对小区内存在的移动台发送用于通知来电的寻呼信号的信道。
寻呼指示符信道25是发送用于指示传输(复用)寻呼信道的无线资源的信号的信道。随着该寻呼指示符信道的发送，物理寻呼信道被发送。
物理下行共享信道26是用于发送业务数据(用户数据)或高层的控制信号的信道。
L1/L2控制信道27是随着物理下行共享信道26的控制信道，是发送与层1、层2相关联的控制信号的信道，传输用于表示应用了链路自适应时的调制方式、编码率等的信息的控制位，或者表示应用了混合ARQ(AutomaticRepeat request：重发控制)时被使用的ACK/NACK的重发控制位，或者应用了分组调度时的无线资源的分配信息的控制位等。
MBMS信道28是对包含多个小区的一定区域内的特定多个(组播)、或者不特定的多个(广播)终端发送用户数据的信道。
这样，与以往的进行线路交换型的传输的无线通信系统不同，不使用对于每个用户排他地分配的单独信道。业务数据以及高层的控制信号都通过下行共享信道26进行发送。
例如，在某个用户访问因特网上的某个主页，并正在下载该主页的时刻，在移动台和基站间产生通信，但是在正在呼叫主页的期间不进行基站和移动台之间的通信。在以往的线路交换型的单独信道中，只要用户不切断连接，即使没有实际的通信也占用信道，无线资源的利用效率变差。
与此相反，通过如本实施方式那样进行共享信道传输，可以在用户结束了网页的下载的时刻，开放该信道而将其分配给其它的用户。因此，无线资源的利用效率提高。
(下行链路中的传输信道和物理信道的映射)
接着，说明上述构成方法中的传输信道和物理信道间的映射关系。
(广播信道的映射)
广播信道11被映射到预先决定的作为独立的无线资源而被定义的物理广播信道22。该物理广播信道22按照固定的数据速率，对全部覆盖区域(扇区、小区等)传输广播信息。
物理广播信道21需要被小区(覆盖区域)内的全部用户接收而没有事先的控制信号。因此，独立地分配对于全部用户已知的无线资源作为物理广播信道，这里通过映射广播信道11来实现物理广播信道21。
图3是表示物理广播信道21的配置例的图。例如，对于由20个子帧构成的每个帧，始终将第1个和第11个无线资源设置为物理广播信道21，将作为传输信道的广播信道11映射到该无线资源。
而且，广播信道虽然一般构成为可以将扇区固有的信息从各扇区进行发送，但有时也由于广播信息的种类而在多个小区、扇区间共享。例如，从核心网络对于移动台的系统信息、以及与信道结构有关的信息就是这样。因此，广播信道在多个小区或者扇区中发送同一信号既可。因此，利用该特性，在利用OFDM无线接入的情况下，可以利用延迟分集法来对各扇区发送同一信号，以便移动台合成接收来自同一基站内的多个扇区的信号。
(寻呼信道的映射)
寻呼信道12被映射到预先决定的作为独立的无线资源被定义的物理寻呼信道24。
物理寻呼信道12是为了对某个用户通知已有来电的情况，而在规定的寻呼区域内传输寻呼信息的信道，需要规定的寻呼区域内的全部用户进行接收。
而且，寻呼信道在规定的寻呼区域内包含的多个小区或者扇区中发送同一信号。因此，利用该特性，在利用OFDM无线接入的情况下，利用延迟分集法对各扇区发送同一信号，以使移动台合成接收来自同一基站内的多个扇区的信号。
图4是用于说明物理寻呼信道24的同步合成接收的图。基站30管辖的小区被分割为扇区1、扇区2、扇区3。从基站30向各扇区发送的同一物理寻呼信道30进行多路径传播而到达移动台40。这时，来自进入到OFDM信号的循环前缀长的延迟时间以内的多个扇区的信号在移动台40中进行同步合成接收。即，通过接收以更多的路径传播的同一信号，估计的正确性变高，可以实现接收信号的高品质。
为了实现这样的OFDM无线接入的同步合成接收，需要从各小区发送具有同一发送格式的寻呼信号。即，与需要对各小区发送固有的信号的其它物理信道相区别，需要另外定义向多个扇区发送同一寻呼信号的物理信道。
因此，设定物理寻呼信道24作为独立的无线资源，实现从各小区向多个扇区内发送同一信号。
而且，作为寻呼信道的其它的映射方法，也可以被映射到物理下行共享信道26。这时，物理寻呼信道24不被定义。在进行被映射到物理下行共享信道26的寻呼信道的同步合成接收的情况下，进行调整，以使得被分配了寻呼信道的物理下行共享信道的发送格式暂时相同即可。
(下行共享信道的映射)
下行共享信道13根据发送的业务的种类被映射到物理下行共享信道26(单播传输)或者MBMS信道28(广播/组播传输)。
在进行特定的用户的业务数据或控制信息的发送的情况下，即进行单播传输的情况下，通过进行分组调度即考虑各用户的传输信道状态来对各用户分配无线资源，从而应该可以使各小区的吞吐量提高。因此，通过设置可在下行链路中多个用户共享物理信道的物理下行共享信道26，实现小区全部的吞吐量的改善。
另一方面，在进行向规定区域内的不特定多数或者特定多数的用户发送业务数据的广播或组播传输的情况下，向规定的区域内的多个小区、扇区发送同一信号。在移动台中，通过多路径传播，接收多个从多个小区或扇区传播来的同一内容的信号。与寻呼信道一样，在利用OFDM无线接入的情况下，来自进入到OFDM信号的循环前缀长的延迟时间内的多个小区(扇区)的信号能够被合成后接收(同步合成接收)，可以实现高品质。
为了实现上述目的，需要与各扇区中传输固有信号所需的某些其它的物理信道相区别，准备对多个小区发送同一信号用的物理信道。因此，为了实现OFDM无线接入的同步合成接收，作为独立的无线资源，设置MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service，多媒体广播/组播服务)信道，从而能够向各小区发送同一MBMS信号。其结果，在移动台中，实现来自多个扇区的MBMS信号的同步合成接收。
(寻呼指示符信道的构成方法)
是用于发送指示传输(复用)寻呼信道的无线资源的信号的信道。随着该寻呼指示符信道的发送，物理寻呼信道被发送。
进而，寻呼指示符信道与寻呼信道一样，在规定的寻呼区域内包含的多个小区或者扇区中发送同一信号。因此，利用该特性，在使用OFDM无线接入的情况下，如果使用延迟分集法对各扇区发送同一信号，使得移动台合成接收来自同一基站内的多个扇区的信号，则可以实现基于同步合成接收的高品质。
为了实现这样的OFDM无线接入的同步合成接收，需要从各小区发送具有同一发送格式的寻呼指示符。即，需要与对各扇区发送固有的信号所需的其它物理信道相区别，另外定义向多个扇区发送同一寻呼指示符的物理信道。
因此，作为独立的无线资源，设定寻呼指示符信道25，并且实现从各小区向多个扇区发送同一信号。
而且，作为寻呼指示符的其它发送方法，也可以使用L1/L2控制信道27进行发送。这时，不定义寻呼指示符信道25。在进行被映射至L1/L2控制信道27的寻呼信道的同步合成接收的情况下，只要进行调整，以使得被分配了寻呼信道的L1/L2控制信道的发送格式暂时相同即可。
接着，对上行链路进行说明。
图5是表示本发明的实施方式的上行链路的传输信道和物理信道的结构、以及它们之间的映射关系的图。
(上行链路的信道构成方法)
作为上行链路的信道构成方法中的第1特征，排除对每个用户分配的单独信道，准备上行共享信道。通过经由上行共享信道，在多个用户间共享业务数据或高层的控制信号，从而有效利用无线资源。
更具体来说，上行链路中的传输信道包括随机接入信道51和上行共享信道52。
随机接入信道51是各用户发送用于最初进行上行链路的确立(establish)的随机接入信号的信道。
上行共享链路52是发送业务数据或高层的控制信号，并被多个用户共享的信道。
另一方面，上行链路中的物理信道包括：导频信道61、上行同步信道62、物理随机接入信道63、物理上行共享信道64和层1/层2(L1/L2)控制信道65。
导频信道61发送在信道估计等中使用的参考码元。
上行同步信道62是发送同步信号的信道，该同步信号用于进行发送定时控制，以使得上行链路的多个用户的接收定时为循环前缀以内的误差。
物理随机接入信道63发送上行链路的用户随机接入时的信号。
L1/L2控制信道64发送与层1、层2相关联的控制信号。
这样，与以往进行线路交换型的传输的无线通信系统不同，不对用户使用单独的信道，而用上行共享信道64发送业务数据和高层的控制信号。因此，通过多个用户共享使用公共的无线资源，可以实现无线资源的有效利用。
(上行链路中的传输信道和物理信道的映射)
接着，说明上述构成方法的传输信道和物理信道间的映射关系。
(随机接入信道的映射)
随机接入信道在上行的通信中被用于最初确立链路，被用于进行以下等处理的目的：
(1)发送用于确立链路的控制信息，
(2)发送为了在后续的共享数据信道中发送数据所需要的预约信息(大致的数据量、需要的质量、允许延迟量等)，
(3)用于进行上行链路的发送定时控制的接收定时测量。
进而，由于该信道是各用户独立地开始发送的信道，所以用户间的信号有冲突的可能性。因此，对于进行调度以便多个用户的信号不冲突的物理共享信道的信号，在避免随机接入信道产生的干扰所引起的特性恶化上也是重要的信道。
因此，通过设置独立的资源作为物理随机接入信道，冲突的发生可以仅在多个用户的物理随机接入信道间产生。其结果，可以抑制冲突造成的上行物理共享信道的特性恶化。即，基站可以对每个扇区进行物理共享信道中的调度而不考虑随机接入的影响，能够维持通信质量。
(上行共享信道的映射)
上行共享信道被用于传输业务数据和高层的控制信息的目的，传输层的上行共享信道52被映射到物理层的上行共享信道65。
通过考虑每个用户的传输信道状态，进行对各用户分配无线资源的分组调度，以使得各用户可以发送业务数据或控制信息，从而可以提高各小区或者扇区的吞吐量。因此，通过还设置多个用户能够共享物理信道的物理共享信道65，可以实现上行链路的吞吐量的改善。
(上行同步信道的构成方法)
上行同步信道是用于在利用循环前缀的上行链路接入中，进行上行链路的信号的发送定时控制，以使得多个用户的接收定时误差为循环前缀长以下的、用于测量接收定时误差的信号。因此，是对于基站和移动台来说已知的参考码元。因此，可以接收定时误差的测量也可以使用同样已知的参考信号即导频信道来进行，而不需要在物理信道中定义同步信道。
如上所述，通过实施方式的信道构成方法和映射关系，可以进行适于全分组传输的无线资源的利用效率高的信号传输。
本国际申请主张基于2006年2月8日申请的日本专利申请2006-031745号的优先权，2006-031745号的全部内容在这里援用于本国际申请。
Claims (20)
1、一种下行链路的信道构成方法，用于无线通信系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
作为传输信道而包含广播信道、寻呼信道、和下行共享信道的步骤；
作为物理信道而包含被映射所述传输信道的下行共享信道的物理下行共享信道的步骤；以及
不使用对各用户单独分配的单独信道，而在多个用户间共享所述下行共享信道的步骤。
2、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括被映射所述传输信道的广播信道的作为独立的无线资源的物理广播信道。
3、如权利要求2所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
所述物理广播信道在同一基站管辖的多个扇区间传送同一广播信息。
4、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括被映射所述传输信道的寻呼信道的作为独立的无线资源的物理寻呼信道。
5、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
所述传输信道的寻呼信道被映射到所述物理下行共享信道。
6、如权利要求4或5所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
所述物理寻呼信道在同一基站管辖的多个扇区间传送同一寻呼信息。
7、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括：
被映射所述传输信道的寻呼信道的作为独立的无线资源的物理寻呼信道；以及
传输用于指示被映射了该物理寻呼信道的无线资源上的位置的寻呼指示符信息的、独立的寻呼指示符信道。
8、如权利要求7所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
所述寻呼指示符信道在同一基站管辖的多个扇区间传送同一寻呼信息。
9、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括被映射所述传输信道的下行共享信道的、作为独立的无线资源的多媒体广播组播服务(MBMS)信道。
10、如权利要求9所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
所述多媒体广播组播服务(MBMS)信道在规定区域内的多个小区或者扇区间传送同一MBMS信息。
11、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括发送参考码元的导频信道。
12、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括发送包含信息的信号的同步信道，所述信息用于进行码元同步、无线帧同步、小区的识别或者包含多个小区的小区群的识别的其中一个以上。
13、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，包含层1/层2控制信道，该层1/层2控制信道发送包含与层1、层2有关的控制信息的信号。
14、如权利要求1所述的下行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括：
被映射所述传输信道的寻呼信道的作为独立的无线资源的物理寻呼信道；以及
发送包含与层1、层2有关的控制信息的信号的层1/层2控制信道，
通过所述层1/层2控制信道传送用于表示被映射了所述物理寻呼信道的无线资源上的位置的寻呼指示符信息。
15、一种上行链路的信道构成方法，用于无线通信系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
作为传输信道而包含随机接入信道和上行共享信道的步骤；
作为物理信道而包含被映射所述传输信道的随机接入信道的作为独立的无线资源的物理随机接入信道、以及被映射所述传输信道的上行共享信道的作为独立的无线资源的物理上行共享信道的步骤；以及
不使用对各用户单独地分配的单独信道，而在多个用户间共享所述上行共享信道的步骤。
16、如权利要求15所述的上行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括被映射所述传输信道的随机接入信道的作为独立的无线资源的物理随机接入信道。
17、如权利要求15所述的上行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包括发送参考码元的导频信道。
18、如权利要求15所述的上行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包含层1/层2控制信道，该层1/层2控制信道发送包含与层1、层2有关的控制信息的信号。
19、如权利要求15所述的上行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包含发送用于进行上行链路的用户的信号的发送定时控制的信号的同步信道。
20、如权利要求15所述的上行链路的信道构成方法，其特征在于，
作为所述物理信道，还包含发送参考码元的导频信道，
将该导频信道作为进行上行链路的用户的信号的发送定时控制的信号来使用。
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