CN1859057A - 多载波通信系统中载波信道配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术，公开了一种多载波通信系统中载波信道配置方法，使得反向载波与对应的前向载波能灵活分配，适用于各种多载波的配置，更好地适应业务的需求，节省终端发射功率及通信资源。本发明中，通过设计携带载波信道配置信息的TCA消息格式，使得对终端的载波信道配置可以灵活的将零条或多条反向载波的MAC信道配置到前向载波上，这些MAC信道可以包括或者不包括DRC_Lock子信道，这些信道或子信道和载波之间的对应关系及作用时间顺序等均在TCA消息中描述，系统基于此实现灵活配置；另外，在某些情况下还可以将多条反向载波的MAC信道配置到同一条前向载波上，以充分利用信道资源。

Description

多载波通信系统中载波信道配置方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及多载波移动通信系统中载波信道配置方法。

背景技术

随着移动通信的日益普及，仅仅是移动话音通信已经不能满足人们获取信息的需要，移动数据通信业务因其可以提供办公、娱乐、与他人进行跨越地域界限的交流而显现出巨大的生命力和发展前景。截至2005年8月，中国移动用户数已超过3.7亿，移动数据业务正在快速发展，这是移动通信新的增长点和保持旺盛生命力的关键。第三代(3rd Generation，简称“3G”)移动通信技术之一码分多址2000 1x版本(Code Division Multiple Access 20001x，简称“CDMA2000 1x”)数据优化演进(Evolution Data Optimized，简称“EV-DO”)技术正是在这样的市场需求推动下应运而生的。

CDMA2000 1x EV-DO标准最早起源于高通(Qualcomm)公司的高数据率(High Data Rate，简称“HDR”)技术，后经过不断地完善和实验在2000年3月份以CDMA2000 1x EV-DO的名称向第三代移动通信合作伙伴项目2(3rd Generation Partnership Project 2，简称“3GPP2”)提交了正式的技术方案。EV的意思是Evolution，表示是对CDMA2000 1x标准的演进发展，DO的意思开始是Data Only，后来改为Data Optimized，表示EV-DO技术是对CDMA2000 1X在数据业务上增强。3GPP2把该标准定义为C.S0024。在国际电信联盟(International Telecommunication Union，简称“ITU”)的会议上，CDMA2000 1x EV-DO技术作为CDMA2000家族的一个分支被吸纳为国际移动通信(International Mobile Telecommunication 2000，简称“IMT-2000”)标准之一。在2004年4月份，发布了修改版DO revision A(DO rev A)，进一步加强了传输数据的能力。

目前3G移动通信技术逐渐成熟商用，3GPP2 CDMA2000 1XEV-DO能进一步在未来几年内提供有竞争力的无线接入系统。1XEV-DO每扇区载频支持的最大峰值速率达到2.4Mbps，DO rev A的峰值速率达到3.1Mbps。但是要想保持未来十年或者几十年内的竞争力，需要引入新的无线接入技术。目前业界已经就3GPP2的空口技术演进达成初步一致，即分成2个阶段进行，阶段一采用多载波DO技术，在尽量保证不改动物理层而通过上层软件升级，获取更高的峰值数率，保证后向兼容，标准的完成时间大致是2005年底；阶段二则是引入更为先进的新技术，是3GPP2长期的演进计划。

DO系统反向仍然采用码分多址CDMA，分为反向接入信道和反向传输信道，反向传输信道又包含导航信道(pilot)、反向速率指示(Reverse RateIndication，简称“RRI”)、DSC信道、数据速率控制(Data Rate Control，简称“DRC”)信道、响应(Acknowledge，简称“ACK”)信道、数据(Data)信道等。作为CDMA的关键技术，反向功率控制(Reverse Power Control，简称“RPC”)在DO中仍然扮演着重要的角色。终端接收基站下发的RPC命令，根据指示调节发射功率，以保证反向信道的传输质量。

除此之外，DO在反向引入了速率控制的概念，即基站根据当前的负载，周期性下发反向活动比特(Reverse Activity Bit，简称“RAB”)指示系统的忙闲，终端根据接收到的RAB，按照一定的算法自行决定反向的发射速率。在DO rev A中，反向增加了混合自动重传请求(Hybrid AutomaticRetransmission Request，简称“HARQ”)，反向发射数据包可以分成若干个子帧，每发完一个子帧，终端就检查前向的自动重传请求(Automatic RepeatRequest，简称“ARQ”)信道，如果ARQ指示基站已经接收成功，那么终端将提前中止该包的传输，不再发射余下的子帧。

由此可见，前向的RPC/RAB/HARQ的传输质量对反向信道有着至关重要的作用。如果RPC接收错误，或者功率过强造成干扰降低反向容量；或者功率不足影响反向质量。如果RAB接收错误，或者终端反向速率过高，传输质量下降并且造成过载；或者终端反向数率过低，传输时延加大并且浪费了系统容量。而一旦ARQ信道出错，或者造成继续传送已经成功的子帧形成浪费；或者错误中止尚未成功的传输形成误包。

DO系统前向分为导频(pilot)信道、媒体接入控制(Media Access Control，简称“MAC”)信道、控制(Control)信道和交通(Traffic)信道。这些信道时分复用并且采用固定功率发射。其中的MAC信道又分为反向活动(Reverse Activity，简称“RA”)子信道、数据速率控制锁定(Data Rate ControlLock，简称“DRCLock”)子信道、RPC和ARQ子信道，这些子信道是码分复用，其功率总和为固定值，称为额定功率。其中RA子信道是公共信道，即所有终端公用一个RA信道，而其它信道则为每个终端对应各自的信道。

为了支持一个发射DRC的反向载波，必须有前向MAC信道中的RPC信道、ARQ信道和DRC_Lock信道，RPC信道对反向信道进行功率控制，ARQ信道对反向信道进行确认，DRC_Lock信道指示反向DRC的接收质量。而为了支持一个不发射DRC的反向载波，则只需要有前向MAC信道中的RPC信道和ARQ信道，RPC信道对反向信道进行功率控制，ARQ信道对反向信道进行确认，DRC_Lock信道则不再需要。可见，在多载波通信系统中存在前后向载波信道配置的问题，包括如何配置每个前向载波上信道分配、子信道配置，以及每个前向载波上各子信道对应的后向载波信道等。载波信道配置问题在前后向不对称的情况下尤为突出。

在讨论新增反向载波的过程中，当遇到反向业务需求超过前向业务，即需要的反向载波个数超过所需前向载波个数的时候，原来的做法是沿袭单载波DO的做法，即保持前反向的载波个数一致，这时会出现一些冗余的前向载波。这些冗余的前向载波仅仅下发其对应反向载波的MAC信道，包括RPC信道、ARQ信道和DRC_Lock信道，而不承载前向数据；和其对应的反向载波虽然不用接收其前向信道数据，但仍然需要发射DRC，使网络可以对其前向MAC信道进行功率控制和其他的相应操作。这样，虽然终端并不接收其冗余前向载波上的任何数据，但是终端仍然需要发射DRC。

显然，这种处理方法是的前向载波个数不少于反向载波个数，且所有反向载波都发射DRC。这样减少了系统的灵活性，增加了终端的负荷，减少了终端电池寿命。由于前向载波个数不能少于反向载波，降低了系统分配的效率和灵活性。虽然终端并不接收其冗余前向载波上的任何数据，但是终端仍然需要发射DRC，即所有反向载波都需要发射DRC，这样增加了终端的负荷，减少了终端电池寿命。

对于所需反向载波个数超过所需前向载波个数的问题，LGE(LGElectronics)公司提出了另一种方案，这种方法允许前向载波个数可以少于反向载波个数。这样，某些反向载波并没有相对应的DRC需要汇报，因为允许反向载波并不发DRC信道，所以终端节省了发射功率，同时，前向的DRC_Lock信道也是不需要的。

另外LGE提出了在一个前向载波上除了承载某一个发射DRC的反向载波的前向MAC信道(包括RPC、ARQ和DRC_Lock信道)外，还可以承载其他不发射DRC的反向载波对应的前向MAC信道(包括RPC和ARQ信道)的方法。系统通过传输通道指配(Traffic Channel Assignment，简称“TCA”)消息，可以给一个前向载波分配多个MAC信道序号，其中一个MAC信道序号分配给发射DRC的反向载波对应的前向MAC信道(包括RPC、ARQ和DRC_Lock信道)；其他MAC信道序号分配给不发射DRC的反向载波的MAC信道(包括RPC和ARQ信道)，即没有前向DRC_Lock信道。

由此，由于一条前向载波上可以承载多个前向MAC信道(包括RPC和ARQ信道)，可以完成多个反向载波的支持，所以系统分配的前向载波个数可以少于反向载波，增强了灵活性，同时某些反向载波不用发送DRC信道，可以节省功率。这种方案在一定程度上解决了原来方法的问题，但仍然存在缺点。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：每个前向载波只能支持一条发射DRC的反向载波对应的MAC信道和多条不发射DRC的反向载波对应的MAC信道，因此只能适用于前向载波个数少于反向载波的情况，并不支持反向载波和承载其对应前向MAC信道(包括RPC、ARQ和DRC_Lock信道)的前向载波的灵活分配，应用场景十分有限，系统灵活程度还不够高。特别是对于某些特殊的应用情况，比如反向和前向传输量相差悬殊、变化较快的业务，无法很好的适应业务的需求，也不能最大程度的节省终端发射功率及其他资源。

造成这种情况的主要原因在于，原先的方案中对于多余的反向载波只能建立对应的空闲前向载波，浪费功率；LGE提出的方案虽然解决多余方向载波的问题，但对于一条前向载波被限制只能支持一条发射DRC的反向载波，这约束了载波信道配置的灵活性，限制了应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多载波通信系统中载波信道配置方法，使得反向载波与对应的前向载波能灵活分配，适用于各种多载波的配置，更好地适应业务的需求，节省终端发射功率及通信资源。

为实现上述目的，本发明提供了一种多载波通信系统中载波信道配置方法，系统根据需要配置任意一条前向载波，使其承载对应于N条反向载波的媒体接入控制信道，其中N为非负整数。

其中，当所述前向载波所对应的任意一条或一条以上的反向载波发射数据速率控制信道时，该反向载波所对应的媒体接入控制信道包含数据速率控制锁定子信道。

此外在所述方法中，对于所述前向载波，系统为其所承载的对应于不同反向载波的媒体接入控制信道分配不同的媒体接入控制信道序号；

其中，所述前向载波通过时分复用来承载所述媒体接入控制信道的子信道。

此外在所述方法中，系统根据所述前向载波和所述反向载波的已有负载及信道质量信息，重新配置所述前向载波，改变其所承载的对应于所述反向载波的媒体接入控制信道的数目。

此外在所述方法中，当所述反向载波发射所述数据速率控制信道时，其所对应的媒体接入控制信道包含所述数据速率控制锁定子信道、反向功率控制子信道和自动重传请求子信道；

当所述反向载波放弃发射所述数据速率控制信道时，其所对应的媒体接入控制信道仅包含所述反向功率控制子信道和所述自动重传请求子信道。

此外在所述方法中，系统生成传输通道配置消息，并通过下发所述传输通道配置消息给终端来配置所述前向载波。

此外在所述方法中，所述传输通道配置消息用于描述所述前向载波与所述反向载波的对应关系；

所述传输通道配置消息包含第一参数，用于指示所述前向载波所承载的媒体接入控制信道的数目；

所述传输通道配置消息包含第二参数，用于指示所述前向载波所承载的媒体接入控制信道是否包含所述数据速率控制锁定子信道。

此外在所述方法中，所述传输通道配置消息所描述的所述前向载波与所述反向载波的对应关系的作用时间顺序由协议规定。

上述多载波通信系统是码分多址2000 1x EV-DO系统。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，通过设计携带载波信道配置信息的TCA消息格式，使得对终端的载波信道配置可以灵活的将零条或多条反向载波的MAC信道配置到前向载波上，这些MAC信道可以包括或者不包括DRC_Lock子信道，子信道之间仍然为时分复用，这些信道或子信道和载波之间的对应关系及作用时间顺序等均在TCA消息中描述，系统基于此实现灵活配置，对前向载波、反向载波的数目完全没有限制，另外，在某些情况下还可以将多条反向载波的MAC信道配置到同一条前向载波上，充分利用信道资源。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即在该配置方案下，MAC子信道仍然采用时分复用，没有带来额外开销；由于前向载波可以配置一个或不配置反向载波的MAC信道，因此对前后向载波数目完全不设限制，允许前向载波个数大于、等于或小于反向载波个数，极大得增强了系统灵活性；但与此同时，任意一条前向载波都可以配置包括或者不包括DRC_Lock子信道，因此其所对应的反向载波是否发射DRC没有限制，真正实现多个反向载波的前向MAC信道的灵活配置，大大提高系统配置的便捷程度；另外，在前向载波承载能力允许范围内，将多条反向载波的MAC信道配置到一条前向载波上，可以充分利用信道资源，提高使用效率；对于某些反向载波不用发送DRC信道的情况也完全支持，大大节省发射功率，降低系统终端耗电量，提高产品竞争力。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的载波信道配置方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的主要思路就是最大限度的扩大系统载波信道配置的灵活程度，当反向载波的MAC信道配置在前向载波上时，对于反向载波数目、MAC信道类型等完全不设限制。一条前向载波可以配置任意几条反向载波的MAC信道，甚至包括不配置反向载波即零条的情况；而所配置的MAC信道可以包括任意构成的子信道，比如包括或者不包括DRC_Lock信道，这对于对应的反向载波即可以实现发射或者不发射DRC信道；在此基础上，系统就可以实现对于任意数目的载波、任意构成的信道、子信道进行配置，包括可以将多条反向载波的MAC信道配置到一条前向载波上以节省功率，或者某些前向载波不配置MAC信道；这个配置的过程通过设计TCA消息，使得TCA携带配置相关的各种信息，从而实现灵活配置。

在本发明的较佳实施方式中，系统可以根据需要配置前向载波承载多条反向载波的MAC信道，且对其中的反向载波是否发射DRC信道没有任何约束。也就是说，对于其中任意一条反向载波，如果它发射DRC信道，则它所对应的MAC信道就包含DRC_Lock子信道，否则就不包含，这说明任意一条前向载波承载的MAC信道可以包含或者不包含DRC_Lock，而且包含DRC_Lock的MAC信道的数目不受限制，这与现有技术LGE公司提出的方法不同，现有技术最多只能有一个MAC信道可以包含DRC_Lock。

在本发明的技术方案下，任何一个前向载波可能包含任意数目、任意组合的MAC信道，比如某一前向载波可能承载n个包含DRC_Lock子信道的MAC信道和m个不包含DRC_Lock子信道的MAC信道，m，n可以是任意正整数。因此，对应有n个反向载波是发射DRC信道的，它的MAC信道包含DRC_Lock子信道、RPC子信道和ARQ子信道；还有m个反向载波不发射DRC信道，它的MAC信道就只有RPC子信道和ARQ子信道。

在此基础上，本发明考虑到可能出现反向载波少于前向载波的情况，因此系统还可以根据需要配置某些前向载波不承载任何反向载波的MAC信道，也即承载的MAC信道数为0。这样，就可以支持所有的载波配置，允许前向载波个数大于、等于或小于反向载波个数。由于一条前向载波上可以承载一个、多个或零个前向MAC信道，这些MAC包括或者不包括DRC_Lock信道，可以完成多个反向载波的前向MAC信道的灵活配置，实现真正意义上的灵活性，扩大应用场景。同时，也支持某些反向载波不用发送DRC信道，可以节省功率。

需要提及的是，对于前向载波系统为其所承载的对应于不同反向载波的MAC信道分配不同的MAC信道序号，便于区分MAC信道。而前向载波通过时分复用来承载MAC信道的子信道。因此，本发明的技术方案没有带来额外开销，因为一个用户对应的前向MAC信道是时分复用的，只要分配一个MAC信道序号，就可以同时支持RPC、ARQ和DRC_Lock信道。所以仅仅支持RPC和ARQ信道，与同时支持RPC、ARQ和DRC_Lock信道相比，完全没有额外开销。

另外，系统还可以在通信状况变化的情况下选择重新配置载波，即系统根据前向载波和反向载波的已有负载及信道质量信息，重新配置所述前向载波，改变其所承载的对应于所述反向载波的MAC信道的数目。例如，根据载波已有负载或信道质量等信息，可以把多个反向载波对应的前向MAC信道都转移到某个前向载波上，使得各个前向载波的负载平均，或者可以减少前向载波的数目。这样可以充分利用信道资源，提高使用效率。

可见，本发明提出的在一条前向载波上承载零条或多条反向载波的不同子信道构成的MAC信道的方法。和现有技术相比，首先承载MAC信道个数可以为零；其次，取决于反向载波是否发送DRC，承载的MAC信道可以包括也可以不包括DRC_Lock信道，从而大大增强系统灵活性。

下面给出具体实现配置的方法。系统通过TCA消息，可以给一个前向载波分配零个或多个MAC信道序号，其中每个MAC信道序号分配给其对应反向载波的前向MAC信道，MAC信道可以有不同的子信道构成。具体在TCA消息中，可以设置一个参数，用该参数指示其上是否有MAC信道或者有多少MAC信道，同时也可以用另一个参数指示该MAC信道是否包括DRC_Lock信道。前向反向载波的对应关系的作用时间顺序可以事先规定，就像是TCA中其他参数的作用时间顺序一样。

下表给出一个TCA消息格式的例子，

域(Field)长度(Length)/比特
	MessageID 8
MessageSequence 8
	DSCChannelGain 5
FrameOffset 4
	NumSectors 3
NumChannels 4
	AssignedChannelIncluded 1
NumSectors occurrences of the followingSectorInformation record：{
	RAChannelGain
PilotPN
	DRCCover
AuxDRCCoverIncluded
	AuxDRCCover
SofterHandoff
	}
NumChannels occurrences of the followingActiveSetParameters record
	{
AssignedChannel
	FeedbackReverseChannelIndex
LongCodeMaskIndex
	DRCLength
DRCChannelGain
	ForwardTrafficValid
ACKChannelGain

ReverseChannelConfiguration
	ReverseChannel
	NumSectors occurrences of the following record：
{
	TrafficMACIndexPerInterlaceEnabled
NumUniqueTrafficMACIndexes
If TrafficMacIndexPerInterlaceEnabled is set to1，then NumUniqueTrafficMACIndexes+1occurrences of the following record，otherwise 1occurrence of the following record：
	{
TrafficMACIndex
	AssignedInterlaces
}
	FeedbackForwardChannelIndexIncluded 0 or 1
FeedbackForwardChannelIndex 0 or 4
	MACIndex 0 or 8
}
	}
N occurrences of the following field，where N is thenumber of SofterHandoff fields set to‘0’in thismessage
	DSC3
Reserved Variable

该TCA除了原有的参数外，主要包括以下参数：

信道数(NumChannels)，指示在前向或反向上传输数据的信道数目；

反馈反向信道序号(FeedbackReverseChannelIndex)，当没有反馈反向信道时，该域置为二进制′1111′；

前向传输有效(ForwardTrafficValid)，指示当前载波是否分配了MAX信道序号(TrafficMACIndex)；

反向信道配置(ReverseChannelConfiguration)，在前向传输是否有效的情况下分别描述CDMA反向信道与当前前向信道的对应关系；

反馈前向信道序号(FeedbackForwardChannelIndex)，指示用于传输当前反向信道的MAC子信道RPC/ARQ/DRC_Lock的对应前向信道；

MAC信道序号(MACIndex)，指示当前反向信道的所对应终端出当前扇区的功率控制信道，在反馈前向信道序号有效时，该域即分配给反馈前向信道序号所指的前向信道。

图1给出了本发明的实施方式的配置前向载波流程图。步骤101中，系统先根据设置生成TCA消息，TCA消息中填充各种参数，这些参数对应于所要配置的情况；在步骤102中，终端根据TCA即获知载波的配置情况；在步骤103中，由于系统运行情况等变化，可能需要重新配置，改变前向载波对应的反向载波数目，转移或合并某些反向载波到前向载波上。

熟悉本领域的技术人员可以理解，上述实施方式虽然以CDMA2000 1xEV-DO系统的前向MAC信道为例进行说明，但对于其它3G移动通信系统中的其它信道，在出现按额定功率限制来分配信道功率的情况下，都能实现相应的分配方案，从而实现本发明的目的，不影响其实质和范围。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，系统根据需要配置任意一条前向载波，使其承载对应于N条反向载波的媒体接入控制信道，其中N为非负整数。

2.根据权利要求1所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，当所述前向载波所对应的任意一条或一条以上的反向载波发射数据速率控制信道时，该反向载波所对应的媒体接入控制信道包含数据速率控制锁定子信道。

3.根据权利要求2所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，对于所述前向载波，系统为其所承载的对应于不同反向载波的媒体接入控制信道分配不同的媒体接入控制信道序号；

其中，所述前向载波通过时分复用来承载所述媒体接入控制信道的子信道。

4.根据权利要求3所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，系统根据所述前向载波和所述反向载波的已有负载及信道质量信息，重新配置所述前向载波，改变其所承载的对应于所述反向载波的媒体接入控制信道的数目。

5.根据权利要求4所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，当所述反向载波发射所述数据速率控制信道时，其所对应的媒体接入控制信道包含所述数据速率控制锁定子信道、反向功率控制子信道和自动重传请求子信道；

当所述反向载波放弃发射所述数据速率控制信道时，其所对应的媒体接入控制信道仅包含所述反向功率控制子信道和所述自动重传请求子信道。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，系统生成传输通道配置消息，并通过下发所述传输通道配置消息给终端来配置所述前向载波。

7.根据权利要求6所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，所述传输通道配置消息用于描述所述前向载波与所述反向载波的对应关系；

所述传输通道配置消息包含第一参数，用于指示所述前向载波所承载的媒体接入控制信道的数目；

所述传输通道配置消息包含第二参数，用于指示所述前向载波所承载的媒体接入控制信道是否包含所述数据速率控制锁定子信道。

8.根据权利要求7所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，预先制定协议规定所述传输通道配置消息所描述的所述前向载波与所述反向载波的对应关系的作用时间顺序。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的多载波通信系统中载波信道配置方法，其特征在于，所述多载波通信系统是码分多址2000 1x EV-DO系统。

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