CN1265673C - 为无线传输分配信道的方法和基站 - Google Patents

Abstract

对于按照混合多路接入方法(譬如CDMA、FDMA、TDMA)在用户台和基站之间进行的无线传输，为了在接入对称和/或非对称的业务时有效地利用资源，给上行链路和下行链路中可用的传输资源建议了一种明确的信道描述，其中该信道描述包括一些关于在无线传输期间使用信道的顺序的说明。

Description

为无线传输分配信道的方法和基站

技术领域

本发明涉及一种尤其在移动无线电系统中为用户台和基站之间的无线传输分配信道的方法和装置。

背景技术

在GSM系统(全球移动通信系统)中采用的是频率多路接入(FDMA)和时间多路接入(TDMA)的组合。根据频率双工方法(FDD)，可供使用的频带被划分成频带间隔为45MHZ的上行链路频带(890MHZ-915MHz)和下行链路频带(935MHz-960MHz)。每个这种频带以200kHz的间隔被再分为124个单个的频道。每个频道被明确地编号，而且来自上行链路频带和下行链路频带的一对相同的编号构成了一个具有45MHz固定双工间隔的双工信道。这就是FDMA分量。在每个频道内采用每时隙帧为8个时隙的TDMA方法，其中，为了降低电路费用，上行链路频带的时隙帧在发射时相对于下行链路频带的时隙帧具有三个时隙的延迟。用户台在上行和下行链路频带中均使用具有相同时隙号(TN)的时隙。相应地，这也适合于扩展的GSM频带和DCS 1800(数字通信系统1800)。

在时隙帧的每个时隙内发送相同长度的数据脉冲串。标准脉冲串(NB)包含经过防出错编码和加密编码的有用数据，该有用数据被所谓的中间序列(MA)对称地隔开，以便保护信道的性能和进行相应的信道校正。在GSM系统中，所述的时隙号、中间序列号和信道类型(控制信道、通信信道…)既适用于上行链路频带又适用于下行链路频带。

这意味着，在没有关于上行链路或下行链路的陈述的情况下，GSM系统中还通过信道描述在上行链路频带和下行链路频带中明确地确定分配给用户台的逻辑或物理信道。

在可选用的跳频过程中，周期性地在传输期间更换频率以便补偿选频的干扰，其中跳频参数同样适用于上行链路频带和下行链路频带。

与GSM系统相反，在其无线接口同样也采用FDMA和TDMA组合的DECT(数字增强无绳电话)系统中，是在两个方向上使用所有可供使用的频带(在1880MHz和1990MHZ之间)，其中为了进行分离，上行链路和下行链路是在不同的时间位置上进行发送和接收。人们称之为TDD模式(时分双工)。按照DECT标准，一个DECT帧的第一个12时隙被设定用于下行链路，而该DECT帧的第二个12时隙被设定用于上行链路，而且在话音通信的上行链路和下行链路之间总是有12个时隙的间隔。由于该DECT系统利用一个位于上行链路和下行链路之间的固定切换点进行工作，所以所述的12个时隙对应于5ms的时延。如果DECT用户台在某个时隙(譬如时隙18)和某个频率fx上请求一个话音信道(全时隙)，那么便按DECT标准明确地确定所述的上行链路信道。该上行链路信道位于相同的频率fx和时隙6(18-12)上。

对于诸如UMTS(通用移动电信系统)等未来的无线通信系统，它们还根据ISDN为诸如可视电话和宽带通信等业务提供了传输容量，而且它们还可在下文中被用来讲述本发明的技术背景，而不会限制本发明应用的一般性，这些系统基于的是利用扩展码进行传输信道分离。在一个宽频谱内传输窄带的无线信号是代码多路接入方法(CDMA)所特有的，其中，所述的窄带信号通过合适的编码规则被扩展成宽带信号。在UMTS系统中设定了两个模式，即FDD模式和TDD模式。FDD模式涉及一种宽带CDMA，其特征在于自由度频率和扩展码，而TDD模式涉及一种TD/CDMA方法，其特征在于自由度频率、时隙和扩展码。后者通过宽带TDMA/FDMA系统实现多路接入，其中在一个时隙帧的某些时隙中还允许按照CDMA方法进行多路接入。在TDD模式中，在一个时隙帧内的上行链路和下行链路之间设立了一个或多个可变的切换点，以便更好地管理窄小的频率资源。

在UMTS系统中设有不同的频带，也即非配对频带和配对频带。从现在的观点看，所述的非配对频带是被预留用于TDD模式，而所述的配对频带是专门为FDD模式预留的。一部分非配对频带位于1900MHz-1920MHz的频率范围，另一部分非配对频带则位于2010MHz-2025MHz的频率范围。配对频带的上行链路频带位于1920MHz-1980MHz的频率范围，而配对频带的下行链路频带则位于2110MHz-2170MHz的频率范围。因此所述的双工频带具有190MHz的双工间隔。所述的频带被划分成分别为5MHz带宽的频率。于是，所述的非配对频带具有4和3个频率，而且所述的配对频带具有12个上行链路频率和12个下行链路频率。图3给出了该频带的图示及其划分。

在请求对称业务的情况下，譬如数据速率为64千比特/秒、144千比特/秒或更高的电路交换业务(实时业务)，或者是话音业务，必须在下行链路频带中传输与上行链路频带中相同的数据速率。

相反，在配对频带的非对称负荷情况下，下行链路频带的负荷通常都比较大，而上行链路频带的负荷则非常小。譬如当从因特网询问数据库时就尤其希望是这样。在非对称数据业务情况下以如下内容为出发点，即要求下行链路中为高数据速率，而上行链路中为低数据速率。当譬如从用户台发送传真时，所述的情况显然也可以相反地发生。

对此，已经建议在UMTS配对频带的上行链路频带中也允许TDD模式，由此可以使频率资源最终实现较高的容量负荷。因此有必要为明确的信道描述设立新的协议，该协议在用户台和基站中必须以相同的方式实现。

发明内容

因此本发明的任务为用较低的信令费用来有效地进行信道描述。

本发明用于无线通信系统的基站：

-具有一种为该基站与用户台之间的无线传输分配信道的装置，

-其信道分配装置被装设用来把公共的信道描述传输给所述的用户台，以便给所述的无线传输分配多个信道资源，其中，所述的信道资源至少总是具有不同的扩展码、不同的码群、不同的频率或不同的中间序列，

-而且其信道分配装置如此产生所述的信道描述，使得该信道描述包括一些关于在无线传输期间使用所述信道资源的顺序的说明，由此对数据传输的顺序进行说明。

所述为无线通信系统的用户台和基站之间的无线传输分配信道的方法规定：

-利用传输给所述用户台的公共的信道描述来明确地给该用户台分配多个用于无线传输的信道资源，其中，所述的信道资源至少总是具有不同的扩展码、不同的码群、不同的频率或不同的中间序列；而且所述公共的信道描述包括关于在无线传输期间分配的用于传输数据的信道资源的使用顺序说明，其中在所述公共的信道描述中按该使用顺序来列出关于各个信道资源的说明。

一方面，通过把配对频带划分成FDD和TDD，从而取消了FDD模式下的上行链路频带和下行链路频带之间的固定双工间隔，另一方面，鉴于在TDD模式下要同时支持对称和非对称业务，所以一个时隙帧内的时隙至下行链路和上行链路的各个固定分配也被取消了，因此，对信道分配而言，必须随时在信道描述中对下行链路信道和上行链路信道的位置和间隔进行明确地规定，并且与所使用的传输资源无关。

为此，在本发明的一种扩展方案中，在一个公共的信息单元中对所述的上行链路信道和下行链路信道依次进行描述，而且在专用控制信道(DCCH)的系统信息内将该信息单元从基站发送给用户台。根据另一扩展方案，为上行链路信道和下行链路信道设计两个信息单元，并分开地进行传输。在进一步的扩展方案中，如果譬如上行链路信道和下行链路信道只通过时隙号进行区分，而其它的所有参数均相同，则利用仅一个信道的描述来进行信道分配。根据又一扩展方案，在一个公共的信息单元内对两个信道进行描述，而且用一个标志来标明哪些适用于上行链路信道和哪些适用于下行链路信道。这在系统信息消息内对应于一个新的传输参数UL/DL。本发明的另一信道描述是如此来组织的，即用一个信息单元描述所述的上行链路信道，而用一个新的传输参数来描述所述的下行链路信道。对于多载波多频移动无线系统，可以根据另一特殊方案而在一个信息单元中给出上行链路信道和下行链路信道之间的频率间隔。如果譬如为了实时数据传输的目的而需要在一个方向上给用户提供多于一个的物理信道，那么就可以根据另一扩展方案在所述的信道描述中明确地规定可以按何种顺序使用所述的信道。在该建议的前提下，信道使用的顺序可以借助时隙号、利用有关扩展码的说明或利用频率的说明来实现。

在信道切换的情况下，也可以只切换下行链路信道，或只切换上行链路信道，因此根据本发明，在该情形下只为下行链路或上行链路信道设立信道描述，而不为两个方向同时设立。

另外，根据本发明，也可以为FDD和TDD而组合所述的信道描述，譬如将FDD模式中上行链路信道的信道描述与TDD模式中下行链路的信道描述组合起来。

附图说明

下面借助UMTS系统的实施例来详细阐述本发明。图中所示为

图1：无线通信系统中无线接口的一般图示，

图2：UMTS系统中频带的图示，

图3：配对频带中的示例的频带划分，

图4：在上行链路和下行链路之间具有可变切换点的时隙帧，

图5：具有多个切换点和CDMA多路接入的时隙帧，

图6：在UMTS的TDD模式中不采用跳频方法的信道描述参数，

图7：利用系统信息中的两个信息单元对图6的信道描述所作的一般性图示，

图8：信道描述的变型方案，其中两信道方向具有公共的信息单元，

图9：信道描述的另一种变型方案，其中通过设置标志而只有一个信息单元，

图10：信道描述的另一种变型方案，其中通过固定地参考上行链路和下行链路而只有一个信息单元，

图11：用于上行链路信道的一般信道描述，

图12：图11所示信道描述的缩短形式，它用于一些只在扩展码方面不相同的信道，

图13：用于下行链路信道的一般信道描述，

图14：在UMTS的FDD模式下用于信道描述的参数，以及

图15：在UMTS的FDD模式下借助用于每个信道的两个信息单元所作出的信道描述的一种变型方案。

具体实施方式

如图1所示，在作为无线通信系统实施例的UMTS移动无线网络中，用户台MS和上一级基站BS通过无线接口、也即下行链路DL和上行链路UL而在UMTS的TDD或FDD模式下进行通信，其中所述的基站BS本身可以被用作无线小区的电台、无线小区段的电台和网络的电台。基站BS还可以通过没有示出的其它无线接口同其它的用户台MS建立通信连接，譬如移动台或其它的移动或静态终端。

图3为图2所示的频带(现有技术)示出了典型的频带划分。据此，上行链路配对频带为TDD而不是为FDD释放了5个频率，也即频率f6、f9、f10、f14和f15。在FDD模式下为下行链路保留最大可能的数据速率，而上行链路的数据速率则被减小。譬如当从因特网传送数据时，在FDD模式下不对称地使用数据业务是难以察觉出来的，此时下行链路经常会需要比上行链路高的比特率。为此，在该时间点上要提供12个而不是7个频率来使用TDD，这意味着总共可以更好地利用可供使用的频带。

但是，通过这样或那样地把信道划分成FDD和TDD，在上行链路和下行链路之间的配对频带内便取消了FDD信道的固定双工间隔，因此在分配时必须对上行链路信道和下行链路信道的频率间隔进行规定。同样还需要规定在TDD模式下同时支持对称和非对称业务。

TDD模式利用时隙结构进行工作，其中帧时延为10ms的时隙帧被再分为16个时隙。在每个时隙上，用户通过不同的扩展码(CDMA分量)来进行区分。在TDD模式下设有16个扩展码。

TDD模式的一个主要的优点是在一个时隙帧内的上行链路和下行链路之间有可变的切换点。利用该可变的切换点，可以为非对称业务使用所述可供使用的资源。譬如可以如此来调节所述的切换点，使得所述时隙帧的12个时隙用于下行链路DL，其余4个时隙用于上行链路UL(见图4)。由此，通过为控制信道扣除2个时隙，一共还有14个时隙用于通信信道，其中11个时隙被分配给下行链路，3个时隙被分配给上行链路。在该情形下，TDD模式可以在下行方向支持比上行方向更高的数据速率。所述的切换点SP可以由网络通过“操作和维护”来进行调节，或也可以自动地根据当前的通信量进行变化。

在一个时隙帧内也可设立多个切换点。图5示出了3个切换点SP1、SP2、SP3。此外还画出了每个时隙ts支持16个信道，所述的信道可通过不同的扩展码1～16来进行区分。利用切换点的这种灵活性，取消了譬如在DECT系统中盛行的、时隙ts之间的各种呆板关系。

下面来详细考察图5所示的、在一个时隙内具有3个切换点的系统。如果给用户台MS的通话连接分配所述的上行链路时隙15，则可以把由时隙区1～4或时隙区9～13组成的下行链路时隙分配给该用户台MS。这些时隙ts要么距离时隙15小于8个时隙，要么距离时隙15大于8个时隙，其中8个时隙对应于5ms的时延，也就是10ms时隙帧的帧时延的一半。由此可以推断，在切换点SP可变的情况下，必须在信道分配时明确地规定所述的上行链路信道和下行链路信道。

在图6中详细地示出了在UMTS的TDD模式下没有跳频时的信道描述参数。利用逻辑信道/子信道的类型、时隙号TN、码群、扩展码、中间序列MA以及频率f等等的一些值可准确地定义特定的物理信道。

在使用跳频方法的情况下，在该信道描述中给出了频率列表、跳频顺序号和移动分配指数偏移(Mobile Allocation Index Offset，MAIO)。另外同样还可以区分上行链路和下行链路的参数。

在请求话音信道时，信道描述的具体参数譬如如下：

上行链路：信道类型：全速通信信道，话音

时隙：    15

码群：    5

扩展码：  10

中间序列：7

频率：    3

下行链路：信道类型：全速通信信道，话音

时隙：    10

码群：    5

扩展码：  10

中间序列：7

频率：    3。

在本发明的第一扩展方案中，在两个分开的可选信息单元IEI中依次地描述上行链路信道和下行链路信道，并且在专用控制信道(DCCH)的一个信息内从基站传输给用户台。

在第一信息单元IEI内对上行链路信道UL进行信道描述，而在第二信息单元IEI内对下行链路信道DL进行信道描述。

图7以结构化的形式再现了作为所述DCCH的部分消息的所述信息单元IEI(UL)和IEI(DL)的相同格式。一个消息是指一个整体数据之中的由多个比特构成的块。每8个比特组合成一个八位位组。八位位组便由此构成了所述组成一个消息的单元。

在第一个八位位组中，第1～7比特包含了所述的消息类型，也即在上行链路UL和下行链路DL中分开进行信道描述的信息单元IEI。第8比特是空闲的。在第二个八位位组中，第1～4比特给出了上行链路UL和下行链路DL中的时隙号TN，第5～8比特给出了信道类型，其中上行链路UL和下行链路DL中的这种信道类型可以与上面所讲述的相同。在第三个八位位组中，第1～4比特规定了扩展码，而第5～8比特则分别在上行链路UL和下行链路DL中给出了中间序列号MA。在第四个八位位组中，第1～8比特被设置用来标识上行链路UL和下行链路DL中的码群，而第五个八位位组的比特则标识了上行链路UL和下行链路DL中的信道频率。因此每个信道的特征都是明确的。

如果譬如只通过时隙号来区分上行链路信道和下行链路信道，那么信道描述也可以仅通过一个信息单元IEI(DL_UL)来实现。在此，利用所述的信息单元IEI(DL_UL)规定，下行链路DL和上行链路UL可以通过8个时隙TN进行区分，否则下行链路DL和上行链路UL的参数相同。图8示出了这种信息单元IEI(DL_UL)。

另一种解决方案在于，同样只为所述的信道描述加入一个信息单元IEI，而且第5和第9个八位位组中的第8个比特内的标志标明了哪些描述适用于上行链路信道UL，以及哪些描述适用于下行链路信道DL。为此图9示出了一个实施例。

另一个变型方案设定：规定所述的第一种信道描述譬如涉及上行链路信道UL，而其它的参数则描述所述的下行链路信道DL。图10所示的信息单元IEI给出了这种信道描述。

在多载波基站和多载波用户台的情况下，用于上行链路UL和下行链路DL的频率也可以是不同的，譬如：

上行链路：信道类型：全速通信信道，话音

          时隙：    15

          码群：    3

          扩展码：  10

          中间序列：7

          频率：    5

下行链路：信道类型：全速通信信道，话音

          时隙：    10

          码群：    3

          扩展码  ：7

          中间序列：4

          频率：    3。

除了话音业务之外，还有速率可以更高或更低的数据业务。在实时业务情况下，必须为上行链路信道和下行链路信道提供相同数量的资源。在144千比特/秒的实时业务情况下，每个方向需要4个信道。在此，除了扩展码之外，所有的信道几乎可以具有相同的参数。显然也可以有多个参数不相同。

对于144千比特/秒的实时业务，上行链路信道UL的信道描述的表示可以譬如从图11所示的信息单元IEI(UL)中看出来。在此，如果在一个方向上有多于一个的物理信道可供使用，则坚持在所述的信道描述中明确地规定应该按何种顺序使用所述的信道1～4。

另外，如果所述的4个上行链路信道只是在扩展码方面进行区分，而且由此利用所述的扩展码说明规定了信道使用的顺序，那么还可以利用信息单元IEI(UL)给出图12所示的简短信道描述。所述的顺序还给出了数据以何种顺序传输。该规定尤其在较高的速率时显得较为有意义。存在一种所谓的优先级列表。

相反，对于所属的下行链路信道DL，信道描述可以是一般的性质。对此，图13示出了这种信息单元IEI(DL)的实施例。

如上所述，通过在配对的频带内使用TDD，所有的上行链路频道和下行链路频道相互之间不再具有固定的双工间隔。因此，根据本发明的另一个改进方案，在FDD模式下同样也明确地在一个信道描述中规定所述上行链路信道UL和下行链路信道DL。如同在TDD模式中一样，譬如可以给每个频道附加地设置多个信息单元，或者一个频道的描述被记录在另一频道的描述之中。显然也可以依赖上面已讲述的其它方案，譬如使用一个标志。

为此给出了下面的实施例：

上行链路：信道类型：话音/数据(业务1，业务2，等等)

          扩展码：  10

          码群：    10

          频率：    3

下行链路：信道类型：话音/数据(业务1，业务2，等等)

          扩展码：  10

          码群：    11

          频率：    5

如图14所示，FDD模式下的信道以如下参数作为特定物理信道的特征：逻辑信道/子信道的类型，码群，扩展码和频率。用于上行链路信道的信息单元IEI(UL)和用于下行链路信道的信息单元IEI(DL)譬如如图15所示。

根据另一变型方案，用于FDD信道的信道描述也可以组合成一个单个的信息单元IEI：

上行链路：信道类型：话音/数据(业务1，业务2，等等)

          扩展码：  10

          码群：    10

          频率：    3

下行链路：信道类型：话音/数据(业务1，业务2，等等)

          扩展码：  10

          码群：    11

          频率：    5

用于FDD和TDD以及上行链路和下行链路的信息单元可以不相同。

Claims (7)

1.为无线通信系统的用户台和基站之间的无线传输分配信道的方法，

一其中，利用传输给所述用户台的公共的信道描述来明确地给该用户台分配多个用于无线传输的信道资源，其中，所述的信道资源至少分别具有不同的扩展码、不同的码群、不同的频率或不同的中间序列，

其特征在于：

所述公共的信道描述包括关于在无线传输期间分配的用于传输数据的信道资源的使用顺序说明，其中在所述公共的信道描述中按该使用顺序来列出关于各个信道资源的说明。

2.如权利要求1所述的方法，

其中，所述关于信道资源使用顺序的说明是通过对每次分配的时隙、每次分配的扩展码和/或每次分配的频率进行说明来实现的。

3.如权利要求1~2中任一项所述的方法，其特征在于：

依次描述上行链路信道(UL)和下行链路信道(DL)，而且将相关联的信道描述作为消息的形式从所述的基站(BS)发送到所述的用户台(MS)。

4.如前述权利要求3所述的方法，其特征在于：

对于只有一个信道切换、也即下行链路信道(DL)或上行链路信道(UL)切换的情况，只发送该信道的所述描述(DL/UL)。

5.如权利要求1~2中任一项所述的方法，其特征在于：

分开地描述上行链路信道(UL)和下行链路信道(DL)，而且将该两种信道以分开的消息形式从所述的基站(BS)发送给用户台(MS)。

6.如权利要求1~2中任一项所述的方法，其特征在于：

在一个公共的信道描述中描述上行链路信道(UL)和下行链路信道(DL)，且该公共的信道描述作为一个消息进行发送，其中有一个标志表明了哪些描述部分涉及所述的上行链路(UL)和哪些描述部分涉及所述的下行链路(DL)。

7.用于无线通信系统的基站，

-具有一种为该基站与用户台之间的无线传输分配信道的装置，

-其信道分配装置被装设用来把公共的信道描述传输给所述的用户台，以便给所述的无线传输分配多个信道资源，其中，所述的信道资源至少总是具有不同的扩展码、不同的码群、不同的频率或不同的中间序列，

-而且其信道分配装置如此产生所述的信道描述，使得该信道描述包括一些关于在无线传输期间使用所述信道资源的顺序的说明，由此对数据传输的顺序进行说明。

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