CN1879325B - 用于在无线通信系统中发送和接收公共控制信息的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于在无线通信中将公共控制信息从基站发送到多个用户站的方法。所述公共控制信息包括被公共地发送到所有用户站的第一信息和根据所述用户站的信道状态而单独地发送到所述用户站的第二信息。利用在基站中可用的所有MCS(调制和编码方案)级别当中的、具有最低阶的调制方案和最低编码率的编码方案的MCS级别来发送所述第一信息。利用根据与所述多个用户站的信道状态对应的MCS级别而反向调整预定级别的MCS级别来发送所述第二信息。

Description

用于在无线通信系统中发送和接收公共控制信息的设备和方法

技术领域

本发明一般涉及一种无线通信系统，并且尤其涉及一种用于发送和接收共同应用于用户站的公共控制信息的设备及方法。

背景技术

在作为下一代通信系统的第四代(4G)通信系统中，正在进行对用于以高数据率向用户提供保证各种服务质量(QoS)的业务的技术的积极研究。当前的第三代(3G)通信系统通常在具有相对较差的信道环境的户外信道环境中支持大约为384Kbps的数据率，而在具有相对较好的信道环境的室内信道环境中支持最大为2Mbps的数据率。

此外，无线局域网(LAN)通信系统和无线城域网(MAN)通信系统通常支持20到50Mbps的数据率。因此，在当前的4G通信系统中，正在进行对确保用于支持相对较高的数据率以支持高速业务的无线LAN通信系统和无线MAN通信系统的移动性和QoS的新通信系统的积极研究。

与无线LAN通信系统相比，无线MAN通信系统，特别是宽带无线接入(BWA)通信系统具有更宽的覆盖范围并支持更高的数据率。电气和电子工程师协会(IEEE)802.16a通信系统利用正交频分复用(OFDM)方案和/或正交频分多址(OFDMA)方案以支持用于无线MAN通信系统的物理信道的宽带传输网络。IEEE 802.16a通信系统是利用OFDM/OFDMA方案的BWA通信系统。

图1是示意性图解传统IEEE 802.16a通信系统的图。参照图1，IEEE802.16a通信系统具有单个小区配置，并且包括基站(BS)100和由该基站100控制的多个用户站(SS)，即第一用户站(SS#1)110、第二用户站(SS#2)120、第三用户站(SS#3)130、第四用户站(SS#4)140和第五用户站(SS#5)150。通过利用OFDM/OFDMA方案来执行在基站110和用户站110、120、130、140和150之间的信号交换。

如图1所示，用户站110、120、130、140和150与基站100的距离不同，并且通常，根据与基站100的距离，用户站110、120、130、140和150的无线电波环境、即信道状态不同。也就是说，与基站100的距离最短的第一用户站110具有最好的信道状态，而与基站100的距离最长的第五用户站150具有最差的信道状态。

在图1中，信道状态将被区分成5个状态：“最佳”状态、“良好”状态、“正常”状态、“坏”状态和“最差”状态。这里，用于区分这5个信道状态的标准基于用于区分在IEEE 802.16a通信系统中提供的信道状态的阈值。然而，根据阈值来区分信道状态的操作与本发明并不直接相关。因此，在此将省略对其的详细说明。

而且，虽然在基站100和用户站110、120、130、140和150之间的信道状态受到它们之间的距离影响，并且也受到存在于基站100和用户站110、120、130、140和150之间的障碍物的影响，或者受到由其它信号导致的干扰的影响，但是在图1中假定信道状态受到与基站100的距离的影响。

当前的无线通信系统使用在分配用于分组数据传输的无线电资源期间的分组数据的脉冲特性(burst characteristic)。在下列说明中，无线通信系统是指IEEE 802.16a通信系统。

通常，在传输电路数据期间，IEEE 802.16a通信系统将专用信道分配到电路数据的目标用户站，并且在所分配的专用信道上传输该电路数据。也就是说，对于电路数据的传输，IEEE 802.16a通信系统将专用无线电资源分配到用户站，并且在所分配的专用无线电资源上传输该电路数据。

然而，在传输分组数据期间，考虑到无线电资源的效率，IEEE 802.16a通信系统分配共享资源，即共享信道，而不是分配专用资源，并且在所分配的共享信道上传输该分组数据。因此，基站利用调度操作来动态地为其每一用户站分配下行链路和上行链路资源，并且在每一帧，以公共控制信息(CCI)的形式向每一用户站提供关于所分配的下行链路和上行链路资源的信息。

而且，IEEE 802.16a通信系统利用适合于用户站的无线电波环境、即信道状态的调制和编码方案来调制和编码要发送到特定用户站的信号。

如上所述，基站和用户站的信道状态受到各种因素的影响。因此，已提出自适应调制和编码(AMC)方案来作为用于根据在基站和用户站之间的信道状态，利用不同的调制和编码方案来发送信号的方案。也就是说，AMC方案是用于根据在小区或基站和用户站之间的信道状态来选择不同的调制方案和编码方案，从而提高整个小区的效率的信号传输方案。

AMC方案具有多个调制方案和多个编码方案，并且利用调制方案和编码方案的组合来调制/编码信道信号。通常，调制方案和编码方案的每一组合被称为“MCS”，并且可以根据MCS的数量定义第一级到第N级的多个MCS。更具体地，AMC方案是用于根据在基站和用户站之间的信道状态来自适应地选择MCS级别从而提高整个基站系统的效率的方案。

如上所述，IEEE 802.16a通信系统利用AMC方案、根据每一用户站的信道状态来控制基站和用户站之间的信号交换。然而，由于由基站服务的所有用户站应当公共地接收诸如系统信息(SI)和资源分配信息的公共控制信息，所以基站必须以最鲁棒(robust)的MCS级别来发送公共控制信息，以使得即使具有最差的信道状态的用户站也可以正常地接收公共控制信息。

例如，在表1中示出在IEEE 802.16a通信系统中提供的MCS级别。

表1

MCS级别索引	鲁棒性	资源有效性(信息位/传输   位)
			0	非常鲁棒	最低
1	鲁棒	低
			2	正常	正常
3	弱	高
			4	非常弱	最高

如表1中所示，IEEE 802.16a通信系统提供5个MCS级别，第0级到第4级，并且当MCS级别的索引增加时，信道状态变得更好。相反，当MCS级别的索引减小时，信道状态变差。也就是说，对于等于零的MCS级别，使用具有最低调制阶的调制方案和具有最低编码率的编码方案，从而最小化资源效率。然而，对于等于4的MCS级别，使用具有最高调制阶的调制方案和具有最高编码率的编码方案，从而最大化资源效率。

而且，在下行链路的情况中，相应于MCS级别的MCS参数被包含在下行链路信道描述符(Downlink Channel Descriptor，DCD)消息中，而在上行链路的情况中，其被包含在上行链路信道描述符(Uplink Channel Descriptor，UCD)消息中。IEEE 802.16a通信系统使用MCS级别索引作为用于上行链路和下行链路的下行链路间隔使用码(Downlink Interval Usage Codes，DIUC)和上行链路间隔使用码(Uplink Interval Usage Codes，UIUC)。另外，当信道状态不好时，需要插入附加位以增加信号接收速率。

额外插入位的数量的增加提高了接收速率，但是降低了资源效率(＝信息位的数量/传输位的数量)。在IEEE 802.16a通信系统中，为了确保预定的接收速率，预先确定根据信道状态应当额外插入的位数。

参照图1，由于第一用户站110具有最好的信道状态，虽然基站100在发送信号期间可以选择5个MCS级别中的任意一个，但是第一用户站110可以无误地接收信号。然而，基站100考虑到资源效率，在发送信号到第一用户站110期间选择5个MCS级别中的MCS级别4。但是，由于第五用户站150具有最差的信道状态，因此，基站100在向第五用户站150发送信号期间应当选择作为最鲁棒的MCS级别的MCS级别0，以便第五用户站150可以正常地接收该信号。

为了执行在基站和用户站之间的通信，基站和用户站应当利用相同的MCS级别来交换信号。如果在基站中使用的MCS级别不同于在用户站中使用的MCS级别，则不能获得在基站和用户站之间的正常的信号交换。交换关于所确定的在基站和用户站之间的MCS级别的过程和本发明并不直接相关，因此，将在此省略对其的详细描述。

如上所述，由于由基站100服务的第一用户站110到第五用户站150的所有用户站都应当公共接收公共控制信息，因此，基站100应当以作为最鲁棒的MCS级别的MCS级别0来发送公共控制信息，以使得即使具有在第一用户站110到第五用户站150当中的最差信道状态的用户站、即第五用户站150也能正常地接收公共控制信息。

在给出对公共控制信息的描述之前，将在此假定IEEE 802.16a通信系统的下行链路MAP(DL_MAP)消息和上行链路MAP(UL_MAP)消息是公共控制信息的示例。在表2中示出在DL_MAP消息中包含的信息单元(IE)。

表2

语法	尺寸
		管理消息类型＝2	8位

PHY同步字段	与PHY相关
		DCD计数	16位
基站ID	48位
		DL-MAP信息单元的个数n	变量
for(i＝1；i＜＝n；i++){
		DIUC	4位
位置信息	与PHY相关
		}

如在表2中所示，DL_MAP消息包括多个IE，即：管理消息类型，表示传输消息的类型；PHY(物理)同步字段，根据应用于物理信道的调制方案和解调方案而建立，以获得同步；DCD计数，表示与在包括下行链路脉冲特征(burstprofile)的下行链路信道描述消息的配置中的变化相应的计数；基站ID表示基站标识符；DL_MAP单元数量n；表示跟在基站ID之后的单元的数量；DIUC或MCS级别索引，用于所分配的无线电资源块；以及位置信息，表示无线电资源块的位置信息。

在表3中示出在UL_MAP消息中包含的IE。

表3

语法	尺寸
		管理消息类型＝3	8位
上行链路信道ID	16位
		UCD计数	16位
UL-MAP单元的数量n	变量
		分配开始时间	32位
for(i＝1；i＜＝n；i++){
		CID	16位
UIUC	4位
		位置信息	与PHY相关
}

如在表3中所示，UL_MAP消息包括多个IE，即：管理消息类型，表示传输消息的类型；上行链路信道ID，表示使用的上行链路信道ID；UCD计数，表示与在包括上行链路脉冲特征的UCD消息的配置中的变化对应的计数；UL_MAP单元数量n，表示跟在UCD计数之后的单元的数量；分配开始时间，表示上行链路资源分配时间信息；UIUC或MCS级别索引，用于所分配的无线电资源块；位置信息，表示无线电资源块的位置信息；以及CID，表示将使用所分配的无线电资源块的用户站的连接ID。

由于DL_MAP消息和UL_MAP消息是公共控制信息，因此，基站100利用作为最鲁棒的MCS级别的MCS级别4来发送DL_MAP消息和UL_MAP消息，以便第一用户站110到第五用户站150都可以正常地接收DL_MAP消息和UL_MAP消息。然而，公共控制信息、即DL_MAP消息和UL_MAP消息包括第一用户站110到第五用户站150都应当公共接收的信息、由基站100分配的无线电资源块的MCS级别索引、以及无线电资源块的位置信息。

也就是说，在DL_MAP消息中，PHY同步、下行链路信道描述信息、DCD计数、基站ID和DL_MAP信息单元的数量n是第一用户站110到第五用户站150都应当公共接收的信息，但是DIUC和位置信息不是第一用户站110到第五用户站150都应当公共接收的信息，而是仅仅相应用户站应当接收的信息。在UL_MAP消息中，上行链路信道ID、UCD计数、UL_MAP单元的数量n以及分配开始时间是第一用户站110到第五用户站150都应当公共接收的信息，但是CID、UIUC和位置信息不是第一用户站110到第五用户站150都应当公共接收的信息，而是仅仅相应用户站应当接收的信息。

图2是示意性地图解在传统IEEE 802.16a通信系统中的AMC的应用的图。在给出对图2的说明之前，将假定该IEEE 802.16a通信系统在配置上和参照图1描述的IEEE 802.16a通信系统相同。如在图2中所示，基站100利用MCS级别0发送公共控制信息211，利用MCS级别1发送包括目标是第四用户站140的数据的第一无线电资源213，利用MCS级别4发送包括目标是第一用户站110的数据的第二无线电资源215，利用MCS级别2发送包括目标是第三用户站130的数据的第三无线电资源217，并且利用MCS级别3发送包括目标是第二用户站120的数据的第四无线电资源219。公共控制信息211、即DL_MAP消息和UL_MAP消息包括关于所分配的无线电资源的信息、即第一无线电资源213到第四无线电资源219的分配信息，并且虽然仅仅由相应的用户站接收第一无线电资源213到第四无线电资源219的分配信息，但是由于其被包含在公共控制信息211中，所以基站100利用作为最鲁棒的MCS级别的MCS级别0来发送第一无线电资源213到第四无线电资源219的分配信息。

例如，如图2中所示，允许基站100利用MCS级别4而在公共控制信息、即DL_MAP消息和UL_MAP消息中发送目标仅仅为第一用户站110的关于下行链路无线电资源块的信息(即DIUC和位置信息)和关于上行链路无线电资源块的信息(即CID、UIUC和位置信息)，但是，基站100利用MCS级别0来发送目标仅仅为第一用户站110的、关于下行链路无线电资源块的信息(即DIUC和位置信息)和关于上行链路无线电资源块的信息(即CID、UIUC和位置信息)，这是因为它们也是公共控制信息。

结果，利用不必要的鲁棒的调制和编码来发送目标仅仅为第一用户站110的、关于下行链路无线电资源块的信息(即DIUC和位置信息)以及关于上行链路无线电资源块的信息(即CID、UIUC、和位置信息)，这导致了信令开销。虽然已通过举例方式描述了目标仅仅为第一用户站110的信息，但是目标为仅仅第二用户站120到第四用户站140中的任何一个的信息也导致信令开销。如上所述，利用最鲁棒的MCS级别发送公共控制信息不合需要地降低了资源效率。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在无线通信系统中发送和接收公共控制信息的设备和方法。

本发明的另一目的是提供一种用于在无线通信系统中通过根据公共控制信息的特性而自适应地选择AMC来发送和接收公共控制信息的设备和方法。

本发明的再一目的是提供一种用于在无线通信系统中最大化资源效率的公共控制信息发送和接收设备及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种用于在无线通信系统中将公共控制信息消息从基站发送到位于所述基站的覆盖区域中的多个用户站的方法，包括步骤：发送被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息；并且发送被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，其中，通过使用所述多个用户站的信道状态将所述多个用户站分成多个组而产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率。

根据本发明的第二方面，提供一种用于在无线通信中发送公共控制信息消息的设备，包括：多个用户站；基站，用于发送被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息，并且发送被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，其中，通过使用所述多个用户站的信道状态将所述多个用户站分成多个组而产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率。

根据本发明的第三方面，提供一种用于在无线通信中接收从基站发送到位于所述基站的覆盖区域中的多个用户站的公共控制信息消息的方法，包括步骤：从所述基站接收在所述基站中被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息；并且从所述基站接收在所述基站中被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，其中，通过使用其信道状态将所述多个用户站分成多个组而在所述基站中产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率。

根据本发明的第四方面，提供一种用于在无线通信中接收公共控制信息消息的设备，包括：基站；多个用户站，用于从所述基站接收在所述基站中被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息，并且从所述基站接收在所述基站中被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，其中，通过使用其信道状态将所述多个用户站分成多个组而在所述基站中产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率。

附图说明

从下列结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，其中：

图1是示意性地图解传统IEEE 802.16a通信系统的图；

图2是示意性地图解在传统IEEE 802.16a通信系统中的AMC方案的应用的图；

图3是示意性地图解根据本发明的实施例的在IEEE 802.16a通信系统中的AMC方案的应用的图；

图4是示意性地图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中的发送器的图；

图5是示意性地图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中的接收器的图；

图6是图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中发送公共控制信息的过程的流程图；

图7是图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中接收公共控制信息的过程的流程图；

图8是图解根据本发明的、IEEE 802.16a通信系统的帧格式的图；以及

图9是示意性地图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中的AMC方案的应用的图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的几个优选实施例。在附图中，相同或类似的单元由相同的附图标记来表示，即便它们在不同的附图中描述也是如此。另外，在下列描述中，为了简洁，已省略了在此包含的已知功能和配置的详细描述。

本发明提出一种用于通过利用无线通信系统中的自适应调制和编码(AMC)方案、根据公共控制信息的特性和用户站(SS)的信道状态发送所有用户站应当公共接收的公共控制信息(CCI)来提高资源效率的设备和方法。

在下列描述中，通过将正交频分复用(OFDM)方案和/或正交频分多址(OFDMA)方案应用于作为宽带无线接入(BWA)通信系统的城域网(MAN)通信系统来定义的电气和电子工程师协会(IEEE)802.16a通信系统被用作无线通信系统的示例。

如上所述，AMC方案是根据在基站(BS)和用户站之间的信道状态而利用不同的调制和编码方案(MCS)来传输信号的方案。也就是说，AMC方案是用于根据在小区或基站和用户站之间的信道状态来选择不同的调制方案和编码方案、从而提高整个小区的效率的信号传输方案。AMC方案具有多种调制方案和多种编码方案，并且利用调制方案和编码方案的组合来调制/编码信道信号。通常，调制方案和编码方案的每一组合称为“MCS”，并且可以根据MCS的数量而定义级别1到级别N的多个MCS。更具体地，AMC方案是用于根据在基站和用户站之间的信道状态来自适应地选择MCS级别、从而提高整个基站系统的效率的方案。

图3是示意性地图解根据本发明的在IEEE 802.16a通信系统中的AMC方案的应用的图。在给出对图3的描述之前，将假定除了一个用户站(即第六用户站(未示出))位于与第三用户站130相同的位置上之外，该IEEE 802.16a通信系统在配置上与参照图1所描述的IEEE 802.16a通信系统相同。

如参照图1所描述的，具有与基站100的最短距离的第一用户站110具有最好的信道状态，而具有与基站100的最长距离的第五用户站150具有最差的信道状态。另外，如参照图1所描述的，信道状态可以被区分成5个状态：“最佳”状态、“良好”状态、“正常”状态、“坏”状态以及“最差”状态。另外，将假定IEEE 802.16a通信系统具有MCS级别0到MCS级别4的5个MCS级别，如参照表1所描述的那样。

公共控制信息可以包括参照表2和表3所描述的下行链路MAP(DL_MPP)消息和上行链路MAP(UL_MAP)消息、或混合自动重发请求MAP(HARQ_MAP)消息。HARQ_MAP消息包括包含在DL_MAP消息和UL_MAP消息中所包含的一些信息单元(IE)的紧凑DL_MAP消息和紧凑UL_MAP消息。包含在紧凑DL_MAP消息和紧凑UL_MAP消息中的IE与本发明并不直接相关，在此将省略对其的详细描述。

如上所述，在DL_MAP消息中，根据应用于物理信道的调制方案和解调方案而建立以获得同步的PHY(物理)同步字段、下行链路信道描述符(DCD)信息、表示与在包括下行链路脉冲特征的DCD消息的配置中的变化对应的计数的DCD计数、表示基站标识符的基站ID、以及表示跟在基站ID之后的单元的数量的DL_MAP单元的数量n是由基站100所服务的所有用户站应当公共接收的信息，但是DIUC(下行链路间隔使用码)、或用于所分配的无线电资源块的MCS级别索引、以及表示无线电资源块的位置信息的位置信息不是所有用户站应当公共接收的信息，而是仅仅相应的用户站应当接收的信息。

在UL_MAP消息中，表示使用的上行链路信道ID的上行链路信道ID、表示与在包括上行链路脉冲特征的UCD(上行链路信道描述符)消息的配置中的变化对应的计数的UCD计数、表示跟在UCD计数之后的单元的数量的UL_MAP单元数量n、以及表示上行链路资源分配时间信息的分配开始时间是所有用户站应当公共接收的信息，但是UIUC(上行链路间隔使用码)、或用于所分配的无线电资源块的MCS级别索引、表示无线电资源块的位置信息的位置信息、以及表示将使用所分配的无线电资源块的用户站的连接ID的CID(连接ID(ID标识符))不是所有用户站应当公共接收的信息，而是仅仅相应用户站应当接收的信息。HARQ_MAP消息不是所有用户站应当公共接收的信息，而是仅仅相应的用户站、即具有相同信道状态的用户站应当接收的信息。

参照图3，在发送公共控制信息311期间，基站100利用作为最鲁棒的MCS级别的MCS级别0来发送由基站100所服务的所有用户站都应当公共接收的信息，并且利用根据相应用户站的信道状态所确定的MCS级别来发送仅仅相应用户站应当接收的信息。将在后面描述为在公共控制信息311中的仅仅相应用户站应当接收的信息分配MCS级别的操作。

基站100利用MCS级别1发送包括目标为第四用户站140的数据的第一无线电资源313，并且利用MCS级别4发送包括目标为第一用户站110的数据的第二无线电资源315。而且，基站100利用MCS级别2发送包括目标为第三用户站130和第六用户站的数据的第三无线电资源317，并且利用MCS级别3发送包括目标为第二用户站120的数据的第四无线电资源319。这里，第三无线电资源317包括分配给第三用户站130的一部分和分配给第六用户站的另一部分，以便它可以和用于识别数据的目标的CID一起发送。

基站100根据相应用户站的信道状态，为在公共控制信息311中的仅仅相应用户站应当接收的信息选择MCS级别。然而，因为应当确保甚至仅仅相应用户站应当接收的信息具有比除控制信息之外的正常数据更高的可靠性，所以本发明利用比对应于相应用户站的信道状态的MCS级别低1个级别的MCS级别来发送相应信息。可替换地，基站100可以利用对应于相应用户站的信道状态的MCS级别来发送该信息。在这种情况下，与当基站100利用低1个级别的MCS级别来发送信息时相比，仅仅可靠性降低。

基站100利用MCS级别0发送将仅仅发送给第四用户站140的第一无线电资源分配信息321，利用MCS级别3发送将仅仅发送给第一用户站110的第二无线电资源分配信息323，利用MCS级别1发送将仅仅发送给第三用户站130和第六用户站的第三无线电资源分配信息325，并且利用MCS级别2发送将仅仅发送给第二用户站120的第四无线电资源分配信息327。

也就是说，本发明根据是所有用户站都应当接收公共控制信息311还是仅仅相应用户站应当接收它来对公共控制信息311的特性分类。本发明利用最鲁棒的MCS级别、即MCS级别0来发送所有用户站应当接收的信息，而利用比与相应用户站的信道状态对应的MCS级别低预定级别(例如1个级别)的MCS级别来发送仅仅相应用户站应当接收的信息，从而提高可靠性和资源效率两者。

图9是示意性地图解根据本发明的另一实施例的、在IEEE 802.16a通信系统中的AMC方案的应用的图。在给出对图9的描述之前，将假定该IEEE802.16a通信系统在配置上与参照图3所描述的IEEE 802.16a通信系统相同。也就是说，如参照图3所述，具有与基站100的最短距离的第一用户站110具有最好的信道状态，而具有与基站100的最长距离的第五用户站150具有最差的信道状态。而且，如参照图3所描述的，第六用户站位于第三用户站130所处的相同位置上。

本发明的第一实施例没有在公共控制信息中单独规定所有用户站应当公共接收的信息。然而，为了用户站正常地接收无线电资源信息，其是关于分配给相应用户站的无线电资源的分配信息，在公共控制信息中应当包含用于正常解码无线电资源分配信息的解码信息。另外，由于根据依赖于相应用户站的信道状态所确定的MCS级别来编码所述无线电资源分配信息，所以无线电资源分配信息的尺寸和位置针对各个用户站而不同。因此，基站应当通过公共控制信息来通知用户站无线电资源分配信息的尺寸和位置。用户站利用与相应无线电资源分配信息的尺寸和位置对应的MCS级别来读取解码信息并解码无线电资源分配信息。这里，用于无线电资源分配信息的术语“解码信息”是指MCS级别和对应于该MCS级别的无线电资源分配信息的尺寸和位置信息。

参照图9，除了将用于无线电资源分配信息的解码信息929添加到结合图3所描述的公共控制信息311中之外，本发明的第二实施例在使用AMC的方法方面几乎和本发明的第一实施例完全相同。如上所述，由于实际用于无线电资源信息的MCS级别不同，所以第一和第二实施例的不同之处仅在于：第一无线电资源分配信息321到第四无线电资源分配信息327的尺寸或位置不同。因此，将在此将省略对与图3中所示的部件相同的部件的详细描述。

图4是示意性地图解根据本发明的、用于IEEE 802.16a通信系统的发送器的结构的图。参照图4，发送器，或基站包括无线电资源分配器410、编码器411、光梳器(interleaver)413、码元映射器415、AMC控制器417、串并(S/P)转换器419、导频码元插入器421、快速傅立叶逆变换(IFFT)单元423、并串(P/S)转换器425、保护间隔插入器427、数模(D/A)转换器429、以及射频(RF)处理器431。

无线电资源分配器410为接收器或用户站分配上行链路和下行链路资源，根据所分配的下行链路和上行链路资源来产生公共控制信息，并且向编码器411输出所产生的公共控制信息。由无线电资源分配器410为用户站分配下行链路和上行链路资源的处理与本发明并不直接相关，将省略对其的详细描述。编码器411利用由AMC控制器417所控制的编码方案来对公共控制信息编码，并且将所编码的公共控制信息输出到光梳器413。

AMC控制器417为在公共控制信息中的、所有用户站应当接收的信息选择相应于最鲁棒的MCS级别的编码方案，并且为在公共控制信息中的、仅仅相应用户站应当接收的信息选择对应于下述MCS级别的编码方案：所述MCS级别比与相应用户站的信道状态对应的MCS级别低1个级别。例如，在此假定编码方案是编码率。光梳器413利用预定的间插方案对所编码的公共控制信息进行间插，并且将间插的公共控制信息输出到码元映射器415。这里，可以使用任意的间插方案作为间插方案。

码元映射器415利用由AMC控制器417所控制的解调方案将从光梳器413输出的编码位调制成解调码元，并且将所述调制码元输出到串并转换器419。这里，可以使用正交相移键控(QPSK)或16正交幅度调制(16QAM)作为调制方案。并且AMC控制器417为在公共控制信息中的、所有用户站应当接收的信息选择与最鲁棒的MCS级别对应的调制方案，并且为在公共控制信息中的、仅仅相应用户站应当接收的信息选择对应于下述MCS级别的调制方案：所述MCS级别比与相应用户站的信道状态对应的MCS级别低1个级别。

串并转换器419对从码元映射器415输出的串行调制码元进行并行转换，并且将经并行转换的调制码元输出到导频码元插入器421。导频码元插入器421将导频码元插入到从串并转换器419输出的经并行转换的调制码元中，并且将插入导频的调制码元输出到IFFT单元423中。

IFFT单元423对从导频码元插入器421输出的信号执行N点IFFT，并且将经IFFT处理的信号输出到并串转换器425。并串转换器425对从IFFT单元423输出的信号进行串行转换，并且将经串行转换的信号输出到保护间隔插入器427。保护间隔插入器427将保护间隔信号插入到从并串转换器425输出的信号中，并且将插入保护间隔的信号输出到数模转换器429。插入保护间隔以消除在先前时间发送的OFDM码元和当前时间发送的OFDM码元之间的干扰。以循环前缀方案或循环后缀方案插入保护间隔信号。在循环前缀方案中，在时域中的OFDM码元的预定数量的最后采样被复制并被插入到有效OFDM码元中，而在循环后缀方案中，在时域中的OFDM码元的预定数量的最初采样被复制并被插入到有效OFDM码元中。

数模转换器429对从保护间隔插入器427输出的信号进行模拟转换，并且将经模拟转换的信号输出到RF处理器431。包括滤波器和前端单元的RF处理器431对从数模转换器429输出的信号进行RF处理以便信号可以实际上通过空气(air)传输，并且经由发送天线在空气中传输经RF处理的信号。

图5是示意性地图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中的接收器的图。参照图5，接收器或用户站包括RF处理器511、模数(A/D)转换器513、保护间隔去除器515、串并(S/P)转换器517、快速傅立叶变换(FFT)单元519、均衡器521、导频码元提取器523、信道估计器525、并串(P/S)转换器527、码元去映射器529、去光梳器(deinterleaver)531、解码器533以及AMC控制器535。

通过接收器的接收天线接收在参照图4描述的IEEE 802.16a通信系统中由发送器或基站发送的信号，所接收的信号经历多径信道并且具有噪声成分。通过接收天线接收的信号被输入到RF处理器511，其将通过接收天线接收的信号下变换成中频(IF)信号，并且将该IF信号输出到模数转换器513。模数转换器513对从RF处理器511输出的模拟信号进行数字转换，并且将经数字转换的信号输出到保护间隔去除器515。

保护间隔去除器515从输出自模数转换器513的经数字转换的信号中去除保护间隔信号，并且将去除保护间隔的信号输出到串并转换器517。串并转换器517对从保护间隔去除器515输出的串行信号进行并行转换，并且将经并行转换的信号输出到FFT单元519。FFT单元519对从串并转换器517输出的信号执行N点FFT，并且将经FFT处理的信号输出到均衡器521和导频码元提取器523。均衡器521对从FFT单元519输出的信号进行信道均衡，并且将经信道均衡的信号输出到并串转换器527。并串转换器527对从均衡器521输出的并行信号进行串行转换，并且将经串行转换的信号输出到码元去映射器529。

从FFT单元519输出的经FFT处理的信号被输入到导频码元提取器523，并且导频码元提取器523从输出自FFT单元519的经FFT处理的信号中提取导频码元，并且将所提取的导频码元输出到信道估计器525。信道估计器525对从导频码元提取器523输出的所提取的导频码元执行信道估计，并且将信道估计结果输出到均衡器521。用户站产生与来自信道估计器525的信道估计结果对应的信道质量信息(CQI)，并且将所产生的CQI通过CQI发送器(未示出)发送到基站。

码元去映射器529利用与在基站中使用的调制方案对应的解调方案来解调从并串转换器527输出的信号，并且将解调信号输出到去光梳器531。从AMC控制器535提供关于在基站中所使用的调制方案的信息，虽然在图5中未示出，但是从基站向AMC控制器535提供关于调制方案的单独信息。去光梳器531利用与在基站中使用的间插方案对应的去间插方案来对从码元去映射器529输出的信号进行去间插，并且将经去间插的信号输出到解码器533。

解码器533利用与在基站中所使用的编码方案对应的解码方案来对从去光梳器531输出的经去交织的信号进行解码，并且输出解码信号作为由发送器所发送的公共控制信息。而且，从AMC控制器535提供关于在基站中所使用的编码方案的信息，虽然在图5中未示出，但是从基站向AMC控制器535提供关于编码方案的单独信息。

图6是图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中发送公共控制信息的过程的流程图。参照图6，在步骤611中，IEEE 802.16a通信系统的发送器或基站为IEEE 802.16a通信系统的接收器或用户站分配下行链路和上行链路资源，并且根据所分配的下行链路和上行链路资源来产生公共控制信息。在步骤613，基站选择要用于公共控制信息的MCS级别。这里，在选择用于公共控制信息的MCS级别期间，基站为在公共控制信息中的、所有用户站应当接收的信息选择最鲁棒的MCS级别，并且为在公共控制信息中的、仅仅相应用户站应当接收的信息选择比与相应用户站的信道状态对应的MCS级别低1个级别的MCS级别。

更具体地，在本发明的第二实施例中，基站包括在公共控制信息中的、用于正常解码仅仅相应用户站应当接收的信息的解码信息，即无线电资源分配信息，这是因为利用不同的MCS级别编码无线电资源分配信息块。

在步骤615中，基站根据所选择的MCS级别对公共控制信息进行调制和编码，并且然后进入到步骤617。在步骤617，基站通过下行链路向用户站发送所调制的编码公共控制信息，然后结束该过程。

图7是图解根据本发明的、在IEEE 802.16a通信系统中接收公共控制信息的过程的流程图。参照图7，在步骤711中，IEEE 802.16a通信系统的接收器或用户站接收下行链路信号。在步骤713中，用户站通过复用所接收的下行链路信号来检测公共控制信息。更具体地，在本发明的第二实施例中，用于解码无线电资源分配信息的解码信息被包含在公共控制信息中。

在步骤715中，用户站根据在基站中所使用的MCS级别来解调和解码所检测到的公共控制信息。更具体地，在本发明的第二实施例中，用户站通过在用户站自身应当根据解码信息解码的无线电资源分配信息的位置中的相应尺寸，根据在基站中所使用的MCS级别来解调和解码所检测到的公共控制信息。在这种情况下，用户站可以以更高的可靠性来解码无线电资源分配信息。

在步骤717中，用户站确定对公共控制信息的解码是否成功。如果确定对公共控制信息的解码是成功的，则在步骤719中，用户站执行与公共控制信息相应的操作，即通过与在公共控制信息中所包含的无线电资源信息对应的无线电资源字段的数据接收操作，然后结束该过程。然而，如果在步骤717中确定对公共控制信息的解码不成功，则在步骤721中，用户站丢弃所解码的信息，并且结束该过程。

图8是图解根据本发明的第一实施例的、IEEE 802.16a通信系统的帧格式的图。参照图8，横坐标表示OFDMA码元编号，而纵坐标表示子信道编号。如图8中所示，一个OFDMA帧包括多个(例如8个)OFDMA码元。一个OFDMA码元包括多个(例如N个)子载波信号。这里，术语“子信道”是指包括预定数量的子载波的信道。另外，如上所述，公共控制信息包括DL_MAP消息和UL_MAP消息、或HARQ_MAP消息，并且在图8中将假定公共控制信息包括DL_MAP消息和UL_MAP消息。

另外，图8图解了两种情形，即其中基站100向具有“正常”信道状态的第三用户站130发送公共控制信息和用户数据，并且第三用户站130接收该公共控制信息和该用户数据的第一情形、以及其中基站100向具有“最佳”信道状态的第一用户站110发送公共控制信息并且第一用户站110在上行链路上发送用户数据的第二情形。

基站100向第三下行链路脉冲815分配包括CID A的第三用户站130的用户数据815-1和包括CID B的第六用户站的用户数据815-2，第三和第六用户站都使用相同的QoS(服务质量)级别和相同的MCS级别。在相同的方法中，基站100为在IEEE 802.16a通信系统中所支持的MCS级别之内的一个OFDMA帧中所需的每一下行链路脉冲分配相应用户站的用户数据和CID。

另外，基站100将以码元为单位的偏移信息或能够区分发送到第三用户站130的下行链路脉冲的子载波频率分配、即要用于第三下行链路脉冲815的MCS级别和位置信息映射到在作为公共控制信息的DL_MAP消息812中的第三下行链路脉冲分配信息813。

虽然在图8中没有单独说明，但是在本发明的第二实施例中，公共控制信息包括用于解码无线电资源分配信息的解码信息，即MCS级别和对应于该MCS级别的无线电资源分配信息的位置和尺寸信息。此后，基站100利用相应的MCS级别来编码和调制DL_MAP消息812以及下行链路脉冲，并且将结果发送到用户站。

第三用户站130接收下行链路信号，并且从所接收的下行链路信号中检测公共控制信息。也就是说，第三用户站130通过将最鲁棒的MCS级别应用于所检测到的公共控制信息来从结合表2所描述的DL_MAP消息中检测所有用户站应当接收的信息，即PHY同步、DCD计数、基站ID、以及DL_MAP单元的数量n。此后，第三用户站130利用比与第三用户站130的信道状态对应的MCS级别低1个级别的MCS级别来解调和解码所检测到的公共控制信息，以便获得用于下行链路脉冲的下行链路脉冲分配信息。

更具体地，第三用户站130利用比对应于其信道状态的MCS级别低1个级别的MCS级别来解码第一下行链路脉冲分配信息。然而，由于用于第一下行链路脉冲分配信息的MCS级别的不同而导致第三用户站130解码失败，以致其丢弃相应的信息。因此，第三用户站130解码第二下行链路脉冲分配信息、第三下行链路脉冲分配信息813、和第四下行链路脉冲分配信息。由于仅仅第三下行链路脉冲分配信息813使用相同的MCS级别，所以仅仅第三下行链路脉冲分配信息813被正常地解码。因此，第三用户站130访问与第三下行链路脉冲分配信息813对应的下行链路脉冲，即第三下行链路脉冲815，并且利用和对应于其信道状态的MCS级别相同的MCS级别来解调用户数据。

虽然在图8中未示出，但是在本发明的第二实施例中，第三用户站130从公共控制信息中检测表示第三下行链路脉冲815的位置的用于解码第三下行链路脉冲分配信息813的解码信息，并且检测具有被应用于其的MCS级别的下行链路脉冲分配信息的位置和尺寸。因此，第三用户站130以根据解码信息的可靠性来解码第三下行链路脉冲分配信息813。也就是说，第三用户站130从解码信息中检测与其自身的MCS级别相同的MCS级别，并且利用所检测到的MCS级别来解码关于相应位置的信息。因此，第三用户站130正常地解码第三下行链路脉冲分配信息813。

而且，在解调用户数据期间，第三用户站130应当参照其自身的CID，即CID A。

在检测下行链路脉冲分配信息中使用的方法中，可以检测上行链路脉冲分配信息。更具体地，基站100向第一用户站110分配第一上行链路脉冲816，以便在上行链路上向第一用户站110发送用户数据。也就是说，用户站100将以码元为单位的偏移信息或能够区分第一上行链路脉冲816(即上行链路脉冲)的MCS级别和位置信息的子载波频率分配以及第一用户站110的CID C映射到UL_MAP消息811上。此后，基站100利用相应的MCS级别来编码和调制UL_MAP消息811，并且将所调制的UL_MAP消息发送到用户站。

因此，第一用户站110接收下行链路信号，并且从所接收的下行链路信号中检测公共控制信息。也就是说，第一用户站110通过将最鲁棒的MCS级别应用于所检测到的公共控制信息来从结合表3所描述的UL_MAP消息811中检测所有用户站应当接收的信息，即下行链路信道ID、UCD计数、分配开始时间、以及UL_MAP单元的数量n。

虽然在图8中未示出，但是在本发明的第二实施例中，公共控制信息包括解码信息，即MCS级别和对应于该MCS级别的每一上行链路脉冲分配信息的位置和尺寸信息。此后，第一用户站110利用比与第一用户站110的信道状态对应的MCS级别低1个级别的MCS级别来解调和解码所检测到的公共控制信息，以便获得该上行链路脉冲的上行链路脉冲分配信息。

更具体地，第一用户站110利用比对应于其信道状态的MCS级别低1个级别的MCS级别来解码第一上行链路脉冲分配信息814。由于应用于第一上行链路脉冲分配信息814的MCS级别和比与第一用户站110的信道状态对应的MCS级别低1个级别的MCS级别相同，所以第一用户站110可以正确地解码第一上行链路脉冲分配信息。因此，第一用户站110可以根据第一上行链路脉冲分配信息814使用上行链路脉冲，即第一上行链路脉冲816。

虽然在图8中未示出，但是在本发明的第二实施例中，第一用户站110从公共控制信息中检测用于解码表示第一上行链路脉冲816的位置的第一上行链路脉冲分配信息814的解码信息，并且根据解码信息解码具有用于第一用户站110的MCS级别的上行链路脉冲分配信息，即第一上行链路脉冲分配信息814。

如可以从上述描述所理解到的，本发明的无线通信系统将公共控制信息分成所有用户站应当公共接收的信息和仅仅特定用户站应当接收的信息，并且利用不同的MCS级别来发送所分类的信息，从而最大化无线电资源效率。结果，最小化用于传输公共控制信息的无线电资源的量，并且，由最小限度确保的空闲无线电资源被用于发送其他数据，从而提高了无线通信系统的性能。

虽然已经参照本发明的特定优选实施例展示和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解：在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上进行各种变化。

Claims (12)

1.一种用于在无线通信系统中将公共控制信息消息从基站发送到位于所述基站的覆盖区域中的多个用户站的方法，包括步骤：

发送被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息；并且

发送被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，

其中，通过使用所述多个用户站的信道状态将所述多个用户站分成多个组而产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率，

其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，应用到所述第一公共控制信息消息的MCS级别与可用于基站的所有MCS级别中的具有最低阶数的调制方案且具有最低编码率的编码方案的MCS级别相同，或者与与所述多个用户站之中具有最差信道状态的用户站的信道状态对应的MCS级别相同。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个第二公共控制信息消息中的每个包括用于所述多个组中的每一个的位置以及编码和调制方案的描述。

3.如权利要求1所述的方法，其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，根据与所述多个组中的每个的信道状态对应的MCS级别而将应用到所述多个第二公共控制信息消息中的每个的MCS级别的每个调整预定级别，

其中，经调整的MCS级别的每个与与所述多个组的信道状态对应的MCS级别中的每个相同，或者与具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的调制方案的阶数低的阶的调制方案、以及具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的编码方案的编码率低的编码率的编码方案的MCS级别中的每个相同。

4.一种用于在无线通信中发送公共控制信息消息的设备，包括：

多个用户站；

基站，用于发送被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息，并且发送被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，

其中，通过使用所述多个用户站的信道状态将所述多个用户站分成多个组而产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率，

其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，应用到所述第一公共控制信息消息的MCS级别与可用于基站的所有MCS级别中的具有最低阶数的调制方案且具有最低编码率的编码方案的MCS级别相同，或者与与所述多个用户站之中具有最差信道状态的用户站的信道状态对应的MCS级别相同。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述多个第二公共控制信息消息中的每个包括用于所述多个组中的每一个的位置以及编码和调制方案的描述。

6.如权利要求4所述的设备，其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，根据与所述多个组中的每个的信道状态对应的MCS级别而将应用到所述多个第二公共控制信息消息中的每个的MCS级别的每个调整预定级别，

其中，经调整的MCS级别的每个与与所述多个组的信道状态对应的MCS级别中的每个相同，或者与具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的调制方案的阶数低的阶的调制方案、以及具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的编码方案的编码率低的编码率的编码方案的MCS级别中的每个相同。

7.一种用于在无线通信中接收从基站发送到位于所述基站的覆盖区域中的多个用户站的公共控制信息消息的方法，包括步骤：

从所述基站接收在所述基站中被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息；并且

从所述基站接收在所述基站中被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，

其中，通过使用其信道状态将所述多个用户站分成多个组而在所述基站中产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率，

其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，应用到所述第一公共控制信息消息的MCS级别与可用于基站的所有MCS级别中的具有最低阶数的调制方案且具有最低编码率的编码方案的MCS级别相同，或者与与所述多个用户站之中具有最差信道状态的用户站的信道状态对应的MCS级别相同。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述多个第二公共控制信息消息中的每个包括用于所述多个组中的每一个的位置以及编码和调制方案的描述。

9.如权利要求7所述的方法，其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，根据与所述多个组中的每个的信道状态对应的MCS级别而将应用到所述多个第二公共控制信息消息中的每个的MCS级别的每个调整预定级别，

其中，经调整的MCS级别的每个与与所述多个组的信道状态对应的MCS级别中的每个相同，或者与具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的调制方案的阶数低的阶的调制方案、以及具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的编码方案的编码率低的编码率的编码方案的MCS级别中的每个相同。

10.一种用于在无线通信中接收公共控制信息消息的设备，包括：

基站；

多个用户站，用于从所述基站接收在所述基站中被公共地发送到所述多个用户站中的所有用户站的第一公共控制信息消息，并且从所述基站接收在所述基站中被单独地发送到多个组的多个第二公共控制信息消息，

其中，通过使用其信道状态将所述多个用户站分成多个组而在所述基站中产生所述多个组，并且对所述多个第二公共控制信息消息中的每个应用不同的调制阶数和不同的编码率，

其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，应用到所述第一公共控制信息消息的MCS级别与可用于基站的所有MCS级别中的具有最低阶数的调制方案且具有最低编码率的编码方案的MCS级别相同，或者与与所述多个用户站之中具有最差信道状态的用户站的信道状态对应的MCS级别相同。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述多个第二公共控制信息消息中的每个包括用于所述多个组中的每一个的位置以及编码和调制方案的描述。

12.如权利要求10所述的设备，其中当调制阶数和编码率的组合是调制和编码方案MCS级别时，根据与所述多个组中的每个的信道状态对应的MCS级别而将应用到所述多个第二公共控制信息消息中的每个的MCS级别的每个调整预定级别，

其中，经调整的MCS级别的每个与与所述多个组的信道状态对应的MCS级别中的每个相同，或者与具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的调制方案的阶数低的阶的调制方案、以及具有比与所述多个组的信道状态对应的MCS级别的编码方案的编码率低的编码率的编码方案的MCS级别中的每个相同。

Images