CN104272629A - 用于消除电信网络中pdcch检测误差的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文描述用于在长期演进(LTE)电信系统中物理下行链路控制信道(PDCCH)信道的明确编码以消除检测误差的系统、方法和节点。方法包括修改循环缓冲器的大小，在缓冲器中收集了编码比特以避免在分配到PDCCH的控制信道元素的连续子集中编码比特的重复。选择循环缓冲器的大小，使得它不等于从编码器输出的编码比特的数量。根据循环缓冲器的大小，能够将编码比特从编码比特序列中删除，或者将其添加到编码比特序列中。

Description

用于消除电信网络中 PDCCH 检测误差的系统和方法

相关申请

本部分继续申请要求2009年6月25日提交的美国专利申请12/491581和2008年8月21日提交的美国临时申请61/090753的优先权，这些申请通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明涉及通信网络。更具体地，并且不通过限制的方式，本发明涉及用于消除长期演进(LTE)电信系统中物理下行链路控制信道(PDCCH)检测误差的系统和方法。

背景技术

图1示出LTE网络100的简化框图。LTE网络100包括核心网络102和无线电接入网络(RAN) 104。RAN 104包括通常称为演进NodeB (eNodeB) 108，向LTE网络100的相应小区中的用户设备(UE)提供服务的多个接入节点。eNodeB 108通过空中接口与UE 110进行通信，并且提供到核心网络102的连接。虽然本发明在LTE网络的上下文中描述，但本领域技术人员将领会，本发明能够在包括但不限于宽带码分多址(WCDMA)网络的基于通信标准的其它通信网络中使用。

在LTE系统中，通过在几个UE之间共享的无线电资源传送PDCCH。UE被指定为必须监视用于UE特定搜索空间的四个聚合级别，具体而言1、2、4和8，及用于公共搜索空间的两个聚合级别，具体而言4和8。

第三代合作伙伴项目(3GPP)技术规范(TS) 36.213（版本8）第9.1部分解释了用于确定物理下行链路控制信道指派的UE过程。具体而言，第9.1.1部分（PDCCH指派过程）讨论在由以下给出的控制信道元素(CCE)的连续集定义的聚合级别 的搜索空间：

　　　　　　　(1)

其中，是子帧k的控制区域中CCE的总数，定义搜索空间的开始，，并且是在给定搜索空间中要监视的PDCCH的数量。每个CCE包含36个正交相移键控(QPSK)调制符号。的值由表1指定并且在3GPP TS 36.213中公开，示出如下。

表1 - 对聚合级别

使用此定义，用于不同聚合级别的搜索空间可相互重叠而不管系统带宽。具体而言，UE特定搜索空间和公共搜索空间可重叠。另外，用于不同聚合级别的搜索空间可重叠。例如，下面的表2示出此类重叠的示例。表3示出=9，对于L = {1, 2, 4, 8}，相应地={1, 6, 4, 0}的示例。

表2 - 重叠聚合级别的示例

PDCCH传送为速率1/3咬尾卷积码采用基于循环缓冲器的速率匹配。由于编码比特的重复和在不同聚合级别之间的搜索空间重叠，多个聚合级别可通过循环冗余校验(CRC)校验。

另外，由于基于循环缓冲器的速率匹配，对于给定聚合级别（2、4或8），编码比特可在第一CCE后开始自行重复。图2A和2B是示出现有电信系统中CCE重复示例的简化框图。图2A和2B示出用于特定有效负载大小（例如，48比特）的示例。图2A示出具有2次重复，聚合大小为4的多个CCE 200的有效负载。每次重复在循环缓冲器中的相同位置开始。图2B示出具有聚合大小为8的多个CCE 202的有效负载。在聚合大小为8的情况下，有四次重复，其中每次重复在循环缓冲器中的相同位置开始。通常，具有混淆级别的必需条件在以下等式中示出：

N × k = 24 × m　　　　　　　(2)

其中，N是模糊有效负载大小，并且m和k均是整数。由于不要求UE以高于0.75的码速率将PDCCH解码，因此，N不应大于54×(8−m)。例如，在N=48，m=2k时，k可取1、2或4的值。在此类示例中，{1,2,4,8}的任何组合可形成混淆（2个或更多个）聚合级别。由于LTE PDCCH有效负载包含信息比特和对应16比特CRC，因此，有效负载大小不小于20比特。适用于LTE系统的所有有问题的大小的详尽列表为：

{20, 21, 24, 28, 30, 32, 36, 40, 42, 48, 60, 72, 96, 120}　　　(3)

由于在不同聚合大小之间的编码比特重复和搜索空间重叠，多个聚合大小可通过CRC校验。由于PDCCH的第1个CCE与用于动态调度的上行链路确认/否定确认(ACK/NACK)资源有联系，因此，UE可在节点B未知的不同资源中（即，多个ACK/NACK资源是可能的）发送其ACK/NACK。因此，在来自不同聚合级别的两个或更多个PDCCH解码候选具有不同最低CCE索引时，在从对应PDCCH准许的第1个CCE映射的上行链路(UL) ACK/NACK资源位置中可存在混淆。可能错误的UL ACK/NACK资源位置不但造成不必要的UL干扰，而且它也影响下行链路吞吐量，特别是对于高几何条件UE。

有大量的解决方案来解决这些问题。在一个解决方案中，在每个PDCCH格式中添加两比特以指示聚合大小。此简单的解决方案将允许UE验证聚合大小的正确性。然而，此解决方案增大了在PDCCH上的开销，并且降低了这些重要系统信号的覆盖。

在另一现有解决方案中，对于不同聚合大小，应用不同CRC掩码或扰码。这明显增大了UE解码复杂性。另外，用于CRC的另外加扰操作（例如，各种UE识别、传送天线选择掩码及用于聚合级别特定掩码的提议）导致更高CRC误检概率。因此，此解决方案未解决与检测可靠性相关联的问题。

在另一现有解决方案中，演进节点B (eNodeB)尝试在所有可能位置将UE的ACK/NACK解码。eNodeB不知道UE是否为模糊PDCCH有效负载大小选择了用于PDCCH传送的正确聚合级别。eNodeB可选择检测在所有可能聚合级别用于给定UE的UL ACK/NACK。然而，这不但形成另外的实现复杂性，而且更重要的是，它不能保证正确的检测。首先，eNodeB必须确保UL ACK/NACK冲突是可能的。由于不同UE不应具有重叠搜索空间，因此，这施加了严重的调度限制。由于系统负载原因，这即便不是不可能，也极难以在现实中满足。另外，由于信道条件、混合自动请求重传请求(HARQ)终止目标和不完善的功率控制原因，eNodeB不能假定用于某些聚合级别的特定ACK/NACK统计。最后，多种假设不可避免地提供负面影响UL ACK/NACK检测性能。因此，利用eNodeB解决上面提及的问题是不实际的。

为确定用于PDCCH传送的实际聚合级别，UE可使用各种方案。UE可使用调制的符号确定用于CCE的所有可能混淆组合的能量。然而，由于相互干扰的原因，此方法极不可靠。在另一方案中，可将PDCCH重新编码。UE可将比特解码以将PDCCH重新编码，并且确定CCE的所有可能混淆组合的信噪比(SNR)。此方法更可靠，但十分复杂。备选地，UE可为包含编码比特的重复的整数倍和CCE的整数倍的每个段执行CRC校验。不保证每个段具有相同CRC校验结果。因此，要设计复杂的判定逻辑。另外，此方案不可避免地大幅增大了盲PDCCH解码的数量。因此，除非采用极复杂的实现，否则，不易实现解决方案。备选，为绕过上述复杂的实现，可选择聚合级别。例如，在具有肯定CRC校验的所有聚合级别中，可选择最高或最低聚合级别。任一情况下，实现受不可忽略的错误警报（选择不正确的聚合级别）概率影响。

在另一现有解决方案中，可应用零填充到具有“混乱”有效负载大小的那些PDCCH。因此，有如此多的混乱有效负载大小，此解决方案要求复杂的接收器盲解码逻辑。

发明内容

本发明选择循环缓冲器的大小以避免任何聚合级别混淆。本发明通过改变循环缓冲器中编码比特的数量，完成了PDCCH的此明确编码。通过删除一个或更多个编码比特或者重复一个或更多个比特，能够改变循环缓冲器中编码比特的数量。

一方面，本发明涉及一种通过明确编码消除长期演进(LTE)电信系统中物理下行链路控制信道(PDCCH)检测误差的方法。方法包括通过删除或者重复至少一个编码比特而修改循环缓冲器的大小的步骤。循环缓冲器从具有多个比特的PDCCH有效负载收集交织比特。使用卷积码将PDCCH有效负载编码。然后，交织PDCCH有效负载的比特。将交织的比特收集到修改的循环缓冲器中。然后，从修改的循环缓冲器中选择比特以便传送。

另一方面，本发明涉及一种用于使用明确编码消除LTE电信系统中PDCCH检测误差的系统。系统包括用于传送具有多个比特的PDCCH有效负载的传送器和用于从PDCCH有效负载收集交织比特的循环缓冲器。通过删除或重复编码比特，修改循环缓冲器的大小。使用卷积码将PDCCH有效负载编码。将PDCCH有效负载的多个比特交织并且收集到修改的循环缓冲器中。然后，传送从修改的循环缓冲器选择的比特。

在还有的另一方面，本发明涉及一种用于通过使用明确编码传送有效负载消除LTE电信系统中PDCCH检测误差的节点。节点通过删除或重复编码比特来修改循环缓冲器的大小。循环缓冲器从具有多个比特的PDCCH有效负载收集交织比特。节点使用卷积码将PDCCH有效负载编码，并且交织PDCCH有效负载的多个比特。节点将交织的比特收集到修改的循环缓冲器中。然后，节点从修改的循环缓冲器中选择比特以便传送。

附图说明

在以下部分中，将参照图中所示示范实施例描述本发明，其中：

图1（现有技术）示出UMTS网络的简化框图；

图2A（现有技术）示出具有聚合大小为4的多个CCE的有效负载；

图2B（现有技术）示出具有聚合大小为8的多个CCE的有效负载；

图3是示出用于卷积编码传输信道和控制信息的速率匹配的简化框图；以及

图4是示出根据一个实施例，避免PDCCH检测误差的示范方法的流程图。

图5是示出根据另一实施例，避免了PDCCH检测误差的示范方法的流程图。

具体实施方式

在下面的详细说明中，为提供本发明的详尽理解而陈述了多个特定的细节。然而，本领域的技术人员将理解，本发明可在没有这些特定细节的情况下实行。在其它情况下，熟知的方法、过程、组件和电路未详细描述以便不混淆本发明。

本发明是用于消除长期演进(LTE)电信系统中物理下行链路控制信道(PDCCH)检测误差的系统和方法。将包括信息比特和附加CRC比特的PDCCH有效负载编码以生成编码比特序列用于传送。将编码比特输入循环缓冲器。选择循环缓冲器的大小以防止在分配的控制信道元素的连续子集中编码比特的重复。在一些实施例中，循环缓冲器的选择的大小小于编码比特的数量，并且编码比特序列中的一个或更多个编码比特被删除。在其它实施例中，循环缓冲器的选择的大小大于编码比特的数量，并且一个或更多个额外比特被添加到编码比特序列。

图3示出在NodeB 108或其它传送节点中用于将PDCCH进行信道编码的信道编码电路250的主要功能元素。如图3所示，NodeB 108包括编码器252、交织电路254、比特收集电路258及速率匹配电路260。图3所示组件可由一个或多个处理器、硬件、固件或其组合实现。

将包括信息比特和附加CRC比特的PDCCH有效负载输入编码器252。编码器252将PDCCH有效负载编码以生成编码比特序列。编码器252可例如包括速率1/3卷积编码器。因此，在咬尾卷积编码器的输入为N比特的有效负载大小的情况下，在编码器的输出有3×N比特。也能够使用诸如块码和Turbo码的其它FEC码。

如图3所示，将从编码器252输出的编码比特输入交织电路254。交织电路254的功能是将编码比特重新排序以增大鲁棒性，防止突发误差。在一个示范实施例中，交织电路254包括多个子块交织器256。将编码器252输出的编码比特流分成输入相应子块交织器256的多个子流。在图3中，馈入子块交织器256的子流分别表示为、和。子块交织器256将相应比特流、和交织以生成输出序列、和。

比特收集电路258将输出序列、和收集到循环缓冲器260中。在一个示范实施例中，按顺序将输出序列读入循环缓冲器260中。速率匹配电路262从循环缓冲器260读取编码比特以填充分配到PDCCH的控制信道元素。如果传送的比特的数量超过循环缓冲器260的大小，则速率匹配电路262转换到循环缓冲器260的开始并且继续读出比特。

当循环缓冲器260中编码比特的数量等于分配到PDCCH的控制信道元素的子集中比特的数量时，出现了问题。在这样的情况下，可将编码比特序列重复两次或更多次，每次重复在循环缓冲器260中的相同位置开始。在此情况下，对于两个或更多个不同聚合级别，CRC可通过，从而导致模糊。例如，假设具有144比特的编码比特序列和聚合级别为8。在此示例中，编码比特序列正好适合于四个CCE中。在聚合级别8的情况下，编码比特序列重复两次，这能够指示4或8的聚合级别。为避免此类模糊，比特收集电路258配置成选择循环缓冲器260的大小以避免在分配到PDCCH的控制信道元素的连续子集中编码比特的重复。

应注意的是，如3GPP TS 36.212中所述的卷积编码和速率匹配算法通常适用于范围广泛的用户数据或系统控制信息。由于检测可靠性问题只从PDCCH的特定结构产生，因此在本发明的优选实施例中，仅在PDCCH有效负载的情况下，进行了最小的更改。如下示例中所示，修改3GPP TS 36.212的第5.1.4.2.2部分（比特收集、选择和传送）中所述的操作，其中，是由编码器252输出的编码比特序列的长度，并且是由子块交织器256输出的子流的长度。

在本发明的第一实施例中，如下所示由比特收集电路258生成长度为的循环缓冲器：

，　k = 0,…,

，　k = 0,…,

，　k = 0,…,

如果有效负载是用于PDCCH，则将循环缓冲器的长度减少一个或更多个比特：

，

其中，表示从循环缓冲器260删除的比特的数量。

速率匹配输出序列长度表示为E，速率匹配输出比特序列为，k = 0,1,..., 。如下所示由速率匹配电路262生成输出序列：

在本发明的第二实施例中，如下所示先由比特收集电路258确定循环缓冲器长度：

对于PDCCH有效负载，，以及

在其它情况下，。

然后，如下所示由比特收集电路258生成循环缓冲器：

　k = 0,…,

　k = 0,…,

　对于PDCCH有效负载，k = 0,…,，以及在其它情况下，k = 0,…,。

输出序列由速率匹配电路262以如前面所述相同的方式生成。

在本发明的第三实施例中，长度为的循环缓冲器用于所有LTE卷积编码信号，其中，是从编码比特序列删除的编码比特的数量。然后，如下所示生成循环缓冲器260：

　k = 0,…,

　k = 0,…,

　k = 0,…,

输出序列如下所示由速率匹配电路262生成：输出序列由速率匹配电路262以如前面所述相同的方式生成。

图4是示出根据本发明的一个实施例，在LTE电信系统中消除PDCCH检测误差的步骤的流程图。方法从步骤300开始，在该步骤中，选择循环缓冲器260的大小，使得聚合级别混淆不会产生。这可通过在比特收集（第一实施例）后从循环缓冲器260删除编码比特，或者通过在比特收集之前或期间（第二和第三实施例）删除编码比特，从循环缓冲器260排除一个或更多个编码比特而实现。排除的比特可以是最后个编码比特，不止一个排除的比特或有效负载的另一编码比特。接着，在步骤302中，由编码器252通过速率1/3咬尾卷积码将PDCCH有效负载编码。在步骤304中，然后由子块交织器256将比特交织。接着，在步骤306中，由比特收集电路258将比特收集到修改的循环缓冲器260中。在步骤308中，由速率匹配电路262选择并删除比特以便传送。

在本发明的其它实施例中，循环缓冲器260中的比特数量能够大于编码输出比特的数量，并且一个或更多个额外比特能够被添加到编码比特序列。在此实施例中，如下所示生成长度为的循环缓冲器260：

　k = 0,…,

　k = 0,…,

　k = 0,…,

如果有效负载是用于PDCCH，则将循环缓冲器260的长度增大一个，并且将另外的比特设置成。额外比特能够是另外的编码比特，例如，。在其它实施例中，额外比特能够是源比特，例如，。在还有的其它实施例中，能够添加例如“0”比特的已知比特。在使用咬尾卷积码时，额外比特能够是在咬尾卷积编码器252的初始状态的表示中特定的比特。

图5示出根据另一实施例，避免PDCCH检测误差的方法400。将PDCCH有效负载编码以生成包括多个编码比特的编码比特序列（步骤410）。选择不等于编码比特序列中比特的数量的循环缓冲器260的大小，以便避免在分配到PDCCH的CCE的连续子集中编码比特的重复（步骤420）。然后，根据循环缓冲器260的选择的大小，在循环缓冲器260中收集可变数量的编码比特（步骤430）。

与现有系统相比，本发明提供若干明显的优点。本发明提供PDCCH检测可靠性问题的通用解决方案。另外，本发明提供检测和消除PDCCH检测误差的相对简单方法和系统，而不过度增加电信系统的复杂性。

如本领域技术人员可认识的，本申请中描述的创新概念可在范围宽广的应用内修改和变化。因此，专利主题的范围不应限于上述任何特定示范教导，而只由随附权利要求限定。

Claims (18)

1. 一种在长期演进(LTE)电信系统中物理下行链路控制信道(PDCCH)的明确编码的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述PDCCH有效负载编码以生成包括多个编码比特的编码比特序列以便通过无线信道传送到远程通信装置；

选择不等于在所述编码比特序列中编码比特的数量的所述循环缓冲器的大小，使得所述编码比特序列在分配到所述PDCCH的控制信道元素的连续子集中不重复；以及

根据所述循环缓冲器的所述大小，收集所述循环缓冲器中收集的可变数量的编码比特。

2. 如权利要求1所述的方法，其中选择所述循环缓冲器的大小包括选择小于所述编码比特序列中比特的数量的大小。

3. 如权利要求2所述的方法，其中收集在所述循环缓冲器中收集的可变数量的编码比特包括删除来自所述编码比特序列的一个或更多个编码比特。

4. 如权利要求2所述的方法，其中从所述编码比特序列删除一个或更多个编码比特包括删除一个或更多个源比特。

5. 如权利要求1所述的方法，其中选择所述循环缓冲器的大小包括选择大于所述编码比特序列中比特的所述数量的大小，以及其中收集所述循环缓冲器中收集的可变数量的编码比特包括添加一个或更多个额外比特到所述编码比特序列。

6. 如权利要求5所述的方法，其中添加一个或更多个额外比特到所述编码比特序列包括在所述编码比特序列中重复一个或更多个编码比特。

7. 如权利要求5所述的方法，其中在所述编码比特序列中重复一个编码比特包括在所述编码比特序列中重复一个或更多个源比特。

8. 如权利要求5所述的方法，其中添加一个或更多个额外比特到所述编码比特序列包括添加一个或更多个已知比特到所述编码比特序列。

9. 如权利要求5所述的方法，其中添加一个或更多个额外比特到所述编码比特序列包括从所述编码器的开始或结束状态添加一个或更多个状态比特。

10. 一种用于在长期演进(LTE)电信系统中传送明确编码的物理下行链路控制信道(PDCCH)信道的节点，所述节点包括：

编码器，配置成通过信道代码将PDCCH有效负载编码以生成包括多个编码比特的编码比特序列以便通过无线信道传送到远程通信装置；

比特收集电路，包括配置成收集所述编码比特的循环缓冲器，所述比特收集电路配置成：

选择不等于在所述编码比特序列中编码比特的数量的循环缓冲器的大小，使得所述编码比特序列在分配到所述PDCCH的控制信道元素的连续子集中不重复；以及

根据所述循环缓冲器的所述选择的大小，收集所述循环缓冲器中收集的可变数量的比特。

11. 如权利要求10所述的节点，其中所述比特收集电路配置成选择小于所述编码比特序列中编码比特的所述数量的缓冲器长度。

12. 如权利要求11所述的节点，其中所述比特收集电路配置成从所述编码比特序列删除一个或更多个编码比特以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的所述数量。

13. 如权利要求12所述的节点，其中所述比特收集电路配置成从所述编码比特序列删除一个或更多个源比特以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的所述数量。

14. 如权利要求12所述的节点，其中所述比特收集电路配置成选择大于所述编码比特序列中编码比特的所述数量的缓冲器长度，以及添加一个或更多个额外比特到所述编码比特序列以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的数量。

15. 如权利要求14所述的节点，其中所述比特收集电路配置成在所述编码比特序列中重复一个或更多个编码比特以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的数量。

16. 如权利要求14所述的节点，其中所述比特收集电路配置成在所述编码比特序列中重复一个或更多个源比特以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的数量。

17. 如权利要求14所述的节点，其中所述比特收集电路配置成添加一个或更多个已知比特到所述编码比特序列以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的数量。

18. 如权利要求14所述的节点，其中所述比特收集电路配置成从所述编码器的开始或结束状态添加一个或更多个状态比特以改变在所述循环缓冲器中收集的比特的数量。