CN1533197A - 无线通信系统中的调度许可传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在无线通信系统中发送用于例如反向链路数据接入传输的控制信息的方法。所述方法包括发送具有至少一个时间复用的调度许可的前向链路数据。所述方法还包括接收具有至少一个时间复用的调度许可的前向链路数据，和/或响应于接收到至少一个时间复用的调度许可来发送一个分组。在这里，一个或多个调度许可至少包括用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息其中之一。

Description

无线通信系统中的调度许可传输方法

技术领域

本发明涉及远程通信，尤其涉及无线通信。

背景技术

无线通信系统使用了众多地理上分散的蜂窝通信站点或基站。每个基站都对往返于静止或固定无线设备或单元的通信信号的发送和接收提供支持。每个基站都对一个通常称为小区/扇区的特定区域上的通信进行处理。对无线通信系统而言，总的覆盖区域是由小区并集为所部署的基站定义的。在这里，相邻或接近的小区站点的覆盖范围可以相互重叠，以便在可能的地方确保系统外部边界以内的连续通信覆盖。

在活动时，无线单元在前向链路或下行链路上从至少一个基站接收信号并且在反向链路或上行链路上将信号发送到至少一个基站。目前存在多种用于为蜂窝通信系统定义链路或信道的不同方案，其中包括例如TDMA(时分多址)、FDMA(频分多址)和CDMA(码分多址)方案。在CDMA通信中，不同的无线信道是借助于对不同信息流进行编码的不同信道码或序列来加以区分的，然后可以在一个或多个不同载波上对信息流进行调制，以便同时进行传输。接收器可以使用恰当的码或序列来解码接收信号，以便从接收信号中恢复特定的流。

对语音应用而言，常规的蜂窝通信系统在无线单元与基站之间使用了专用链路。就其本性而言，语音通信是不能容忍延迟的。因此，无线蜂窝通信系统中的无线单元在一个或多个专用链路上收发信号。在这里，各个活动的无线单元通常要求在下行链路上分配一个专用链路，而且还要求在上行链路上分配一个专用链路。

随着因特网的蓬勃发展和对数据的不断增长的需求，资源管理变成了蜂窝通信系统中的一个不断增长的问题。然而与语音不同，数据通信相对容忍延迟，就其本性而言，数据通信可以是突发性的。同样，数据通信不一定需要下行链路或上行链路上的专用链路，而是宁可启用一个或多个由众多无线单元共享的信道。借助于这种方案，上行链路上的每一个无线单元都会争夺可用资源。例如，在上行链路中管理的资源包括基站上的接收功率和由各个用户与同一扇区或小区以及其他扇区或小区的用户之间产生的干扰。这与下行链路上管理的资源形成对比，其中在下行链路上管理的资源包括了固定的发送功率分配。

虽然数据通信相对容忍延迟，并且就其本性而言有可能是突发性的，但在下一代无线通信系统中预期出现的一个问题则是失效数据块或数据分组的传输。更为特别的是，举例来说，基站可能没有成功地将来自多个分组的一个或多个数据分组发送给所识别的无线单元。作为这种故障的结果，基站可以使用任意数量的重传技术来递送那些没有满意地为无线单元所接收的一个或多个数据分组，其中所述重传技术可以是例如混合自动重传请求(“HARQ”)。

HARQ考虑到了将初始传输与新传输相组合，而不是丢弃了初始传输。这样可以提高分组正确编码的概率。在HARQ中，单词“混合”表示除ARQ技术之外还可以使用前向纠错(“FEC”)技术。HARQ组合方案则意味着将重传与初始的不成功传输相组合。因此，HARQ尝试确保不会浪费掉那些单独导致了不成功解码的传输。

为了改良诸如通用移动电信系统(“UMTS”)和CDMA2000 1x这类第三代无线通信系统，目前正在进行扩展的努力。为了支持因特网接入和多媒体通信，这些和后续的下一代无线通信系统应该提供高速数据业务，例如UMTS中的高速下行链路分组接入(“HSDPA”)规范和CDMA2000中的1x EV-DV规范。这些方法——例如HSDPA和1x EV-DV——已经开始以一种向后兼容的方式来解决这样一个问题，那就是对关于同时处于同一载波上的语音和高速数据的单独和可能抵触的需要提供支持。

例如，为了满足与无线因特网应用这类无线应用相关联的快速发展的需要，并且为了支持HSDPA，这些3G系统使用了性能增强技术，例如快速调度、自适应调制和编码(“AMC”)以及HARQ。快速调度是一种使得扇区吞吐量达到最大并且对信道质量非常敏感的调度技术，例如，基站在给定时间根据信道质量而将资源分配给一个或多个用户。AMC技术则是能够选择数据速率和传输格式——例如调制电平和信道编码速率——它“适合”于所调度用户的主要信道状态。

延迟和测量误差可能会导致AMC性能降级。在一种示范性情况中，比特块或分组可以使用QPSK调制方式而以大小为0.5的码速率来进行发送，即使错误地进行了接收。然后，除了来自原始编码比特集的至少几个新的“奇偶”比特之外，可以使用新的适当调制选择来重传分组。HARQ技术可用于在物理层快速重传，以便提供某种等级的牢固性，从而尝试将降级减至最小。

3G标准的进一步发展包括例如从无线单元到基站这样的高速反向链路分组接入。然而，在某些支持反向链路分组接入的系统中可以使用时间复用的时隙结构。在这些系统中，在给出了时间复用的时隙结构的情况下，调度许可信道是很难实现的。因此需要一种用于传送诸如调度许可这种控制信息的方法，以便进行反向链路分组接入传输。

发明内容

本发明提供了一种在无线通信系统中发送反向链路控制信息的方法。更为特别的是，本发明提供了一种通过发送控制信息来执行反向链路分组接入传输的方法。出于本发明的目的，为反向链路发送的控制信息可以包括至少一个调度许可，和/或发送功率控制(“TPC”)信息，和/或用户标识信息(例如AT ID)，和/或速率指示信息，和/或HARQ控制信息。

在本发明的一个实施例中，所述方法包括发送具有至少一个时间复用的调度许可的前向链路数据。所述一个或多个时间复用的调度许可至少包括用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息之一。

在另一个实施例中，所述方法包括接收具有至少一个时间复用的调度许可的前向链路数据。所述一个或多个时间复用的调度许可至少包括用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息之一。

而在另一个实施例中，所述方法包括对接收到至少一个调度许可做出响应，从而发送一个分组。所述一个或多个时间复用的调度许可至少包括用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息之一。

附图说明

通过研究下文中参考附图所进行的非限定性实施例描述，可以更好地理解本发明，其中：

图1描述的是示范性的前向上行链路调度信道和R-SCH帧传输定时；

图2描述的是示范性的CDMA2000高速分组数据(“HRPD”)时隙结构；

图3描述的是介质访问控制(“MAC”)信道使用与MACIndex相对比的示范性表格；

图4描述的是一种示范性的前向链路时隙；

图5描述的是前向链路上的TCP比特和调度许可的示范性时间复用方案；

图6描述的是一个对通用MACIndex格式进行说明的示范性表格；

图7描述的是一个包含了调度许可的示范性前向链路时隙；

图8描述的是另一个包含了调度许可的示范性前向链路时隙；

图9描述的是另一个包含了调度许可的示范性前向链路时隙；

图10描述的是一个用于说明调度许可的接收和处理流程图；以及

图11描述的是另一个包含了调度许可的示范性前向链路时隙；以及

图12描述的是一个示范性的无线通信系统的框图。

应该强调的是，当前应用的附图并不是按比例缩放的，它们只是示意图示，因此没有意图描绘本发明的具体大小，而本领域技术人员可以通过分析这里的公开来对此加以确定。

具体实施方式

参考图12，其中显示的是一个示范性的无线通信系统100的框图。例如，系统100可以包括一个或多个与基站115通信的无线单元(例如固定或移动手机)105。无线单元105可以通过与基站115通信来与因特网120或是象企业网(例如内部网)这样的其他分组数据网络125交换分组数据。分组数据的实例可以是那些用于例如访问网页和检索邮件的应用的网际协议(IP)数据报。这种数据分组应用可以在无线单元105上运行。作为选择，这些分组数据应用也可以在一个将无线单元105用作无线调制解调器的独立计算机设备上运行。在一个示范性的实施例中，无线单元105可以通过空中接口来与无线网络105进行通信，举例来说，所述空中接口可以是前向和反向信道的集合。这个集合可以显示为前向链路107和反向链路110。

基站15可以包括一个单独基站和基站控制器，也可以包括多个独立定位的无线基站(例如，接入网与基站控制器连接在一起以作为一个聚合基站115)。每个基站都可具有用于与无线单元105交换数据的预定数量的业务信道，在将其中一个业务信道分配给无线单元105时，可以将无线单元105称为活动的无线单元105。然后可以将至少一条业务信道分配给每一个活动的无线单元105。基站115可以使用T1/E1、STM-x等回程设备或是无线或有线的T1或T3、光纤连接、以太网等其他任何适当类型的网络连接来与分组数据网络120相连。基站115可以连接到具有一种以上类型的多个分组数据网络。例如，另一个网络125可以是通过数据服务互通功能(IWF)连接到基站115的公用交换电话网(“PSTN”)，而不是内部网。

应该指出，出于本发明的目的，可以将无线单元表征为一个向用户提供语音和/或数据连接性的无线单元。移动站可以连接到一个计算设备，例如膝上计算机、个人计算机(“PC”)，但是它也可以是一个自持的数据设备，例如个人数字助理(“PDA”)或是蜂窝手机或电话。因此，无线单元等价并可称为接入终端、无线移动设备、移动站、远端站、用户、用户设备(“UE”)、无线通信网络中的无线资源订户或任何其他远程用户。

在不断进化的无线数据系统中，前向链路(“FL”)中——例如从基站到无线单元——的调度功能可以从基站控制器移动到基站，以便根据用户反馈的信道质量来提供“快速”调度。此外，还可以使用例如自适应调制和编码(“AMC”)以及混合ARQ(“HARQ”)来提高整个系统的容量。通常，调度器可以在给定时间选择一个用户来进行传输，并且AMC考虑到了为用户查看的当前信道状态选择恰当的传送格式(例如调制和编码)。由于信道质量估计中的误差，高误差率可能导致以一个给定速率(传送格式)来执行传输。HARQ可以使用快速重传并且将新近接收的传输拷贝与先前接收的拷贝相结合，由此在吞吐量中没有任何重大损失的情况下从传输差错中恢复过来。

3G标准的进一步进化可以包括从无线单元到基站的高速反向链路分组接入。FL上使用的大多数技术也可以在反向链路上使用，以便提高数据速率和系统容量。例如，这些技术包含了快速调度、AMC和HARQ。

为了支持反向链路上的分组调度，有必要在FL上发送包含了无线单元身份信息和其他控制信息的调度许可。在CDMA2000中，名为前向上行链路调度信道(F-USCH)的码复用控制信道可以在FL上为所调度的一个或多个无线单元传送调度许可，以便在R-SCH(反向补充信道)帧中进行发送。FL调度许可信道是以Walsh码发送的，其中所述码与用于FL数据传输的一个或多个码相正交。

参考图1，其中描述了前向上行链路调度信道和R-SCH帧传输定时的一个实例。在这里，无线单元在RL上发送R-SCH帧中的一个分组。所述分组传输是响应于FL上的调度许可消息来执行的。

在以1x EV-DO著称的CDMA2000高速分组数据(“HRPD”)中，FL可以使用一种时间复用结构。例如，数据和控制信息可以使用同一组Walsh码，但是可以在时间上互不相关地进行数据以及物理层控制信息的传输。参考图2，其中描述了一种用于CDMA2000 HRPD的示范性结构。如所示，HRPD前向信道可以包括如下时间复用信道——导频信道，前向介质访问控制(“MAC”)信道，以及前向业务信道或控制信道。业务信道传送用户数据分组。控制信道可以传送控制消息。此外，业务信道还可以传送用户业务量。每一个信道都可以进一步分解成码分复用的正交Walsh信道。

如所示，前向链路还可以包括长度为2048个码片的时隙(1.66...ms)。在各个时隙内部，导频、MAC以及业务或控制信道是时分复用的。全部时分复用信道都是以扇区最大功率来进行发送的。导频信道可以包括在I信道上发送的所有“0”符号，其中Walsh覆盖(Walsh cover)为0。每个时隙可以都分为两个半时隙，其中每个时隙都可以包括一个导频突发。每个导频突发可以具有大小为96个码片的持续时间，并且可以集中在半时隙的中点。

此外，MAC信道可以包含三个子信道。这些子信道可以包括反向功率控制(“RPC”)信道，反向活动(“RA”)信道和DRCLock(数据速率控制锁定)信道。RA信道传送的是一个反向链路活动比特(RAB)流。

前向MAC信道可以包括在特定载波相位(例如同相或正交相位)上受到正交覆盖和BPSK调制的Walsh信道。每个Walsh信道由MACIndex值标识，这个值介于0和63之间并且可以定义一个唯一的64元Walsh覆盖和一个唯一调制相位。分配给MACIndex值的Walsh函数如下所示：

其中i＝0，2，...62

其中i＝1，3，...，63

其中i是MACIndex值。具有偶数编号的MACIndex值的MAC信道可以分配给同相(I)调制相位，而具有奇数编号的MACIndex值的MAC信道可以分配给正交(Q)调制相位。MAC符号的Walsh覆盖，在每一个大小为64码片的突发中，可以在每个时隙中传送四次。如图2所示，这些突发可以紧接着各个时隙的导频突发之前和之后得到发送。如图3的示范性表格所示，由此可以实现与MACIndex相对比的MAC信道的使用。

对各个接入终端而言，其带有开放连接的RPC信道指派给了可用MAC信道之一。它可以用于发送那些指定到接入终端的RPC比特流。RPC数据速率可以是600bps。在每一个大小为64码片的突发中，可以在每个时隙将每个RFC符号发送四次。这两个突发可以在时隙中的导频突发之前或之后立即发送。RA信道可以在MAC信道上使用MACIndex 4来发送反向活动比特(RAB)流。

如上文所指，在某些情况下未必在CDMA2000 HRPD中使用码复用调度许可信道。这可以归因于对于FL使用时间复用时隙结构的实现。因此，需要一种用于传输控制信息的方法，其中所述信息包含了至少一个调度许可，和/或用于反向链路分组传输的发送功率控制(“TPC”)信息也是必需的。这种用于发送用于反向链路分组传输的控制信息的方法可以包括下文详述的各种不同方案，其中包括例如使用前向链路时隙中的MAC字段来传送用于RL分组传输的调度许可。

使用MACIndex传送的前向链路调度许可

在一个实施例中，可以为每一个具有开放连接的活动移动设备分配一个唯一的MACIndex，其中如果已经为RL分组传输进行调度或者没有为其进行调度，则将所述Index用作AT ID，以便将其指示到一个特定移动设备。AT ID可以在导频突发之前的两个64码片的MAC突发中立即传送。如图4所示，速率指示(“RI”)和HARQ控制信息(例如56个组合)也可以在导频突发之后的两个64码片的MAC突发中立即传送。

由于MACIndex可以在长为64码片的Walsh码突发中传送，因此可以在一个长为64码片的MACIndex中传送6比特(例如log264)的控制信息。在这里可以使用当前仍未使用的现有MACIndex以及当前用于TPC比特的MAXIndex(最大索引)，以便将调度许可发送到移动站。为使MACIndex的传送更为可靠，可以在多个时隙上执行所述传输。例如，可以在每个长度为64码片的突发中，在每个时隙中将其传送四次。

为了同时支持TPC比特和专用于MACIndex的调度许可的传输，有可能需要用到正交Walsh覆盖。然而如图5所示，在这里有可能对TPC比特进行时间复用，并且举例来说，调度许可MacIndex或MACIndex可以在某些时隙中传送TPC比特，并且在一个或多个剩余时隙中传送调度许可。由此可以提供同时支持大量活动的无线单元的益处，但是也可以想到，这是以减少功率控制频率作为代价来实现的。在图6的通用MACIndex格式表中描述了字段和比特，其中显示了FL上传送的速率指示和HARQ控制信息的一个实例。6比特的控制信息可以使用一个长度为64码片的Walsh码来进行发送。

图7显示了包含调度许可的时隙的另一个实施例。在这里，AT ID可以在紧挨着第一个半时隙中的突发导频之前和之后的64码片的突发中传送。RI和HARQ控制可以在紧挨着第二个半时隙中的突发导频之前和之后的64码片的突发中传送。这种结构具有如下好处，那就是只有所调度的AT才必须解码这个包含了RI和HARQ控制信息的第二个半时隙，并且因为未曾调度活动终端(例如AT)而能节省电池寿命(举例来说，所述终端可以在解码了第一个半时隙中的AT ID之后变得已知)。

使用TDM控制信道的调度许可传输

在图8中显示了使用TDM控制信道的调度许可传输技术的另一个实施例。在这里，首先可以使用卷积码或块码来对诸如AT ID、速率指示和HARQ控制这样的控制信息一起进行编码。然后可以对经过编码的信息进行交织。此后，经过编码和交织的信息可以细分为能在前向链路时隙的MAC字段中发送的子块。MAC字段中的所有可用Walsh码或Walsh码子集都可用于子块传输。此外也可以在多个时隙上执行控制块传输，以便提高控制信息的可靠性。

凿入数据字段中的调度许可信息

在图9中显示了凿入数据字段的调度许可信息技术的另一个实施例。小区中的每个用户都可以分配到一个唯一的Walsh码。首先可以对诸如AT ID、速率指示和HARQ控制这样的控制信息进行CRC保护、编码和交织。然后则在前向链路时隙的数据字段中经由特定于用户的Walsh码来传送这些经过编码和交织的信息。由于所有Walsh码都可用于数据字段中的数据传输，于是可以将控制信息凿入数据字段。

在这里，每个用户都可以尝试使用自己的Walsh码来解码控制信息。在图10的流程图中描述了这种方法。如果CRC校验将其确定为“OK”，则用户可以使用控制信道中的速率指示和HARQ控制信息而在反向链路上处理和发送分组。然而，如果CRC校验确定它并不是OK，则再次对控制信道进行解码。

图11中显示了调度许可信息技术的另一个实施例。在这里可以对控制信道进行凿孔。这个凿孔步骤是将控制信道传送到数据字段和MAC字段中。

虽然已经参考示范性实施例而对特定发明进行了描述，但这并不是有意以一种限制意义来解释本说明。应该理解的是，尽管已经对本发明进行了描述，但对本领域普通技术人员来说，很明显，通过参考本说明，可以在不脱离本发明实质的情况下对本发明的示范性实施例和附加实施例进行附加于此的权利要求中所述的各种修改。因此，其中的方法、系统和部分以及所描述的方法和系统可以在不同位置实现，例如无线单元、基站、基站控制器和/或移动交换中心。此外，本领域技术人员还会了解，结合本公开的益处，实施和使用该系统所需要的处理电路可以在专用集成电路、软件驱动的处理电路、固件、可编程序逻辑设备、硬件、分立元件或是上述组件的布局中实现。本领域技术人员很容易发现，在并未严格遵循这里所说明和描述的示范性应用的情况下，可以针对本发明来实现这些和各种其他修改、布局和方法，但却不会脱离本发明的实质和范围。因此，附加权利要求预期将会覆盖落入本发明真正范围以内的任何这类修改和实施例。

Claims (12)

1.一种无线通信方法，包括：

发送具有至少一个时间复用的调度许可的前向链路数据，所述至少一个时间复用的调度许可至少包含用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息其中之一。

2.权利要求1的方法，其中调度许可是在前向链路时隙的MAC字段中发送的。

3.权利要求1的方法，其中将调度许可凿入前向链路数据。

4.权利要求1的方法，其中调度许可是在一个前向链路MAC字段中编码、交织和发送的。

5.一种无线通信方法，包括：

接收具有至少一个时间复用的调度许可的前向链路数据，所述至少一个时间复用的调度许可至少包含用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息其中之一。

6.权利要求5的方法，其中调度许可是在前向链路时隙的MAC字段中接收的。

7.权利要求5的方法，其中调度许可是从前向链路数据中凿出的。

8.权利要求5的方法，其中调度许可是在前向链路MAC字段中解码、解交织和接收的。

9.一种无线通信方法，包括：

对接收到至少一个调度许可做出响应而发送一个分组，所述至少一个调度许可至少包含用户标识信息、速率指示信息、发送功率控制信息以及HARQ信息其中之一。

10.权利要求9的方法，其中发送分组的步骤包括响应于速率指示信息而对数据块进行编码。

11.权利要求9的方法，其中发送分组的步骤包括响应于HARQ信息来发送所述分组。

12.权利要求9的方法，其中接收调度许可的步骤包括：检测Walsh码上的能量；以及

基于检测到的能量来确定控制信息是否针对的是所述用户。

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