CN101610132B - 无线通信系统中下行控制信道的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线通信系统中下行控制信道的实现方法，步骤包括：基站确定包含控制信道的下行子帧单元，并在超帧控制信息中发送单位帧中控制信道的位置信息，所述下行子帧单元包括基本资源块，所述基本资源块由时域和频率二维资源组成；所述基站以频分复用的方式在所述控制信道和数据占用的基本资源块上发送控制消息和数据。本发明提出了一种新的控制信道设计，解决了传统宽带无线接入系统中控制信道和数据的复用问题，能根据需要提升控制信道的功率的需求，保证控制信道的可靠传输，同时保持子帧单元中的基本资源块的固定，能进一步降低资源分配的开销。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动通信技术，具体说，涉及一种无线通信系统中下行控制信道的实现方法。
背景技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)通过将高速传输的数据流转换为低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低。通过引入循环前缀，OFDM进一步增强了系统抗符号间干扰的能力。除此之外，带宽利用率高、实现简单等特点使OFDM在无线通信领域的应用越来越广。
在传统的无线通信系统中，基站在调度空口的无线资源时一般以一个无线帧为一个调度周期，在调度周期内基站能够调度无线帧内的所有资源。这种传统无线通信系统中的控制信道设计已经无法满足新一代无线通信系统中的低数据传输时延的需求。移动WiMAX(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，微波接入全球互通)，UMB(Ultra Mobile Broadband，超移动宽带)以及LTE(3GPP Long Term Evolution，3GPP长期演进)等下一代宽带移动通信系统中，在下行链路均采用OFDMA(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access，正交频分复用多址)的多址接入方式，为了降低系统的数据传输时延，满足系统中低延迟业务的有效应用，下一代宽带通信系统的帧结构设计中，主要考虑了超帧、单位帧和子帧的三层设计思路。
如图1所示，是现有技术中与控制信道相关的一种帧结构的组成示意图。超帧101的长度是20ms，由4个5ms的单位帧102组成，超帧控制信息103位于超帧开始处的若干个符号上，单位帧102由8个子帧单元104组成。子帧单元104分为下行子帧单元和上行子帧单元，可根据系统进行配置。子帧单元104由6个OFDM符号105构成，根据图1所示的帧结构，5ms单位帧102中包含8个子帧单元104。
为了进一步满足终端节电的要求，需尽量将控制信道配置在部分子帧单元104中，而在一个子帧单元104内部，传统的控制信道和数据的复用方式为时分复用，由于公共控制信道要求比数据有更大的覆盖范围，时分复用不利于控制信道的功率提升。此外，采用时分复用控制信道和数据，会割裂子帧单元104中的基本资源块的划分，不利于降低资源分配的开销。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线通信系统中下行控制信道的实现方法，解决了传统宽带无线接入系统中控制信道和数据的复用问题，能根据需要提升控制信道的功率的需求，保证控制信道的可靠传输。
为了解决上述问题，本发明提供了一种无线通信系统中下行控制信道的实现方法，步骤包括：
(1)基站确定包含控制信道的下行子帧单元，并在超帧控制信息中发送单位帧中控制信道的位置信息，所述下行子帧单元包括基本资源块，所述基本资源块由时域和频率二维资源组成；
(2)所述基站以频分复用的方式在所述控制信道和数据占用的基本资源块上发送控制消息和数据。
进一步包括步骤(3)：移动台在读取下行链路的超帧控制信息后，获知单位帧中包含控制信道的下行子帧单元，所述移动台在所述下行子帧单元的广播控制信道所占用的基本资源块上读取公用控制消息，在多播控制信道所占用的基本资源块上读取专用控制消息，成功解码相应下行子帧单元中的专用控制消息后，在对应数据所占用的基本资源块上接收或发送数据。
进一步，步骤(1)中，对于时分双工的系统，通过在所述超帧控制信息中的控制信道指示位图来指示所述下行子帧单元包含的控制信道；或者，对于频分双工的系统，通过在所述超帧控制信息中的控制信道发送周期来指示下行子帧单元所包含的控制信道。
进一步，步骤(1)中，所述下行子帧单元中的控制信道和数据通过频分方式复用子帧单元中的基本资源块，所述控制信道位于所述下行子帧单元开始处的基本资源块上。
进一步，步骤(1)中，根据系统负荷的不同，所述下行子帧单元中控制信道占用至少一个所述基本资源块，所述控制信道所占基本资源块的数目在第一个基本资源块中的公共控制消息中设置。
进一步，步骤(2)中，所述控制信道包含：广播控制信道和多播控制信道，所述控制信道占用的基本资源块包括广播控制信道和多播控制信道占用的基本资源块；在所述广播控制信道占用的基本资源块中，以固定的调制编码方式发送基站下所有用户接收的公共控制消息以及与用户相关的专用控制消息；所述控制消息包括公共控制消息以及与用户相关的专用控制消息。
进一步，步骤(2)中，所述基站根据覆盖的要求来调整所述广播控制信道所占用基本资源块的发射功率。
进一步，步骤(2)中，所述公用控制消息在子帧单元开始处的广播控制信道所占用的基本资源块中发送，所述公用控制消息中包括控制信道所占的基本资源块的数目信息以及各多播控制信道所占用的基本资源块的基本属性。
进一步，步骤(2)中，所述多播控制信道所占用基本资源块的基本属性包含：多播控制信道所采用的调制编码方式和功率参数，不同的多播控制信道所占用的基本资源块采用不同的调制编码方式。
进一步，步骤(2)中，所述基站对多播控制信道所占用基本资源块中的信息进行联合编码，根据用户所处的信道条件来调整所述多播控制信道所占用的基本资源块的调制编码方式和发射功率。
本发明提出了一种新的控制信道设计，解决了传统宽带无线接入系统中控制信道和数据的复用问题，能根据需要提升控制信道的功率的需求，保证控制信道的可靠传输，同时保持子帧单元中的基本资源块的固定，能进一步降低资源分配的开销。
通过本发明所述的控制信道方法，以频分复用的方式在所配置的下行子帧单元的开始基本资源块处发送控制信道信息，在保证基本资源块固定的前提下，能根据系统覆盖的要求灵活调整广播控制信道的发射功率，并能根据不同用户组的信道条件调整多播控制信道的调制编码方式和发射功率，保证控制信道的稳健性。同时，仅在部分下行子帧单元中设置控制信道，能支持移动台的微睡眠模式，进一步满足移动台节电的需求。
附图说明
图1是现有技术中与控制信道相关的一种帧结构的组成示意图；
图2是本发明中基本资源块以及下行子帧单元的组成示意图；
图3是本发明时分双工系统中超帧控制消息包含的控制信道位置指示信息的示例；
图4是本发明中单位帧以及子帧单元中控制信道和数据的复用方式示意图；
图5是本发明中下行控制信道的实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，以宽带蜂窝无线通信系统为例，对本发明作进一步的详细描述。
如图2所示，是本发明中基本资源块以及下行子帧单元的组成示意图。在OFDMA系统中，为了降低系统资源指配的开销，子帧单元被划分成多个基本资源块201，基本资源块201由时域和频率二维资源组成。子帧单元由固定大小的基本资源块201组成，基本资源块201的大小为M个子载波×N个OFDM符号。
在图(a)中，每个基本资源块201由正交子载波和OFDM符号组成，正交子载波的数量为9个，OFDM符号的数量为6个。
在图(b)中，下行子帧单元202由L个基本资源块201组成，组成下行子帧单元的基本资源块201的个数L随着系统带宽的变化而变化。
如图3所示，是本发明时分双工系统中超帧控制消息包含的控制信道位置指示信息的示例。3bit的下行上行子帧比例字段指示单位帧102中8个子帧单元的上下行比例。下行子帧控制消息指示Bitmap字段用于指示哪些下行子帧单元202包含控制信道，Bitmap中各Bit对应各下行子帧单元202，比特“1”表示对应下行子帧单元202包含控制信道，比特“0”表示对应下行子帧单元202不包含控制信道。终端在获取下行上行子帧比例信息以及下行子帧控制消息指示Bitmap信息后，可获知哪些下行子帧单元202包含控制信道，从而保证节电状态下的终端能解调各控制信道。
如图4所示，是本发明中单位帧以及子帧单元中控制信道和数据的复用方式示意图。图中所示的下行上行子帧的比例是5∶3，从5ms单位帧的角度上看，控制信道和数据通过时分的方式复用下行子帧单元202，其中2个下行控制和数据子帧单元401包含控制信道，3个下行子帧单元202是仅传输用户数据的下行数据子帧402。在包含控制信道的下行控制和数据子帧单元401内部，广播控制信道403、多播控制信道404以及数据405通过频分的方式分别占用各自的基本资源块201。其中，广播控制信道403占用的基本资源块201位于下行子帧单元202的第一个基本资源块位置，紧接着是多播控制信道404占用的基本资源块201，在多播控制信道404占用的基本资源块201之后发送的是数据405占用的基本资源块201。
如图5所示，是本发明中下行控制信道的实现流程图，下行控制信道的实现步骤如下：
步骤S501，基站确定哪些下行子帧单元202包含控制信道，并在超帧控制信息中发送单位帧中控制信道的位置信息。
对于时分双工的系统，可通过在超帧控制信息中的控制信道指示位图(Bitmap)来指示哪些下行子帧单元202包含控制信道；对于频分双工的系统，可通过在超帧控制信息中的控制信道发送周期来指示哪些下行子帧单元包含控制信道。
包含控制信道的下行子帧单元202中的控制信道和数据通过频分方式复用子帧单元中的基本资源块201，形成下行控制和数据子帧单元401，控制信道位于下行子帧单元202开始处的若干个基本资源块201上。根据系统负荷的不同，下行子帧单元202中控制信道可以占用若干个(1个或多个)基本资源块201，控制信道所占基本资源块201的数目在第一个基本资源块201中的公共控制消息中设置。
步骤S502，基站以频分复用的方式在下行子帧单元202中控制信道和数据405占用的基本资源块201上发送控制消息以及用户数据405，即通过下行控制和数据子帧单元401发送控制消息以及用户数据。
控制消息包括公用控制消息以及与用户相关的专用控制消息。控制信道包含广播控制信道403和多播控制信道404，控制信道占用的基本资源块201包括广播控制信道403和多播控制信道404占用的基本资源块201。在广播控制信道403占用的基本资源块201中，以固定的调制编码方式发送基站下所有用户接收的公共控制消息以及与用户相关的专用控制消息，基站可根据覆盖的要求来调整广播控制信道403所占用基本资源块201的发射功率。
公用控制消息在子帧单元开始处的广播控制信道403所占用的基本资源块201中发送，公用控制消息中需包括控制信道所占的基本资源块201的数目信息以及各多播控制信道404所占用的基本资源块201的基本属性。
多播控制信道404所占用基本资源块201的基本属性包含多播控制信道404所采用的调制编码方式和功率参数。不同多播控制信道404所占用的基本资源块201可采用不同的调制编码方式。在一个多播控制信道404所占用的基本资源块201中发送与一组用户相关的专用控制消息，主要包括各用户的资源分配消息以及用户连接的ACK/NAK消息。基站对多播控制信道404所占用基本资源块201中的信息进行联合编码，可根据该组用户所处的信道条件来调整多播控制信道404所占用的基本资源块201的调制编码方式和发射功率。
步骤S503，移动台在读取下行链路的超帧控制信息后，就能够获知单位帧中有哪些下行子帧单元202包含控制信道。
移动台在下行子帧单元202的广播控制信道403所占用的基本资源块201和多播控制信道404所占用的基本资源块201上读取公用控制消息和专用控制消息，成功解码相应下行子帧单元202中的专用控制消息后，在对应数据405所占用的基本资源块201上接收或发送数据405。
移动台在不包含控制信道的子帧单元中若无接收或发送数据405的需求，则关闭射频发射直到下一个包含控制信道的子帧单元到来，移动台进入省电的微睡眠模式。
本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种无线通信系统中下行控制信道的实现方法，步骤包括：
(1)基站确定包含控制信道的下行子帧单元，并在超帧控制信息中发送单位帧中控制信道的位置信息，所述下行子帧单元包括基本资源块，所述基本资源块由时域和频率二维资源组成；
(2)所述基站以频分复用的方式在所述控制信道和数据占用的基本资源块上发送控制消息和数据；
其中，所述控制信道包含：广播控制信道和多播控制信道，所述控制信道占用的基本资源块包括广播控制信道和多播控制信道占用的基本资源块；在所述广播控制信道占用的基本资源块中，以固定的调制编码方式发送基站下所有用户接收的公共控制消息以及与用户相关的专用控制消息；所述控制消息包括公共控制消息以及与用户相关的专用控制消息；所述基站根据覆盖的要求来调整所述广播控制信道所占用基本资源块的发射功率。
2.如权利要求1所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，进一步包括步骤(3)：移动台在读取下行链路的超帧控制信息后，获知单位帧中包含控制信道的下行子帧单元，所述移动台在所述下行子帧单元的广播控制信道所占用的基本资源块上读取公共控制消息，在多播控制信道所占用的基本资源块上读取专用控制消息，成功解码相应下行子帧单元中的专用控制消息后，在对应数据所占用的基本资源块上接收或发送数据。
3.如权利要求1所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，其特征在于，步骤(1)中，对于时分双工的系统，通过在所述超帧控制信息中的控制信道指示位图来指示所述下行子帧单元包含的控制信道；或者，对于频分双工的系统，通过在所述超帧控制信息中的控制信道发送周期来指示下行子帧单元所包含的控制信道。
4.如权利要求1所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，其特征在于，步骤(1)中，所述下行子帧单元中的控制信道和数据通过频分方式复用子帧单元中的基本资源块，所述控制信道位于所述下行子帧单元开始处的基本资源块上。
5.如权利要求1所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，其特征在于，步骤(1)中，根据系统负荷的不同，所述下行子帧单元中控制信道占用至少一个所述基本资源块，所述控制信道所占基本资源块的数目在第一个基本资源块中的公共控制消息中设置。
6.如权利要求4所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，公共控制消息在子帧单元开始处的广播控制信道所占用的基本资源块中发送，所述公共控制消息中包括控制信道所占的基本资源块的数目信息以及各多播控制信道所占用的基本资源块的基本属性。
7.如权利要求6所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，所述多播控制信道所占用基本资源块的基本属性包含：多播控制信道所采用的调制编码方式和功率参数，不同的多播控制信道所占用的基本资源块采用不同的调制编码方式。
8.如权利要求6所述的无线通信系统中下行控制信道的实现方法，其特征在于，步骤(2)中，所述基站对多播控制信道所占用基本资源块中的信息进行联合编码，根据用户所处的信道条件来调整所述多播控制信道所占用的基本资源块的调制编码方式和发射功率。
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