通信系統(tǒng)的共享信令信道的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?200580031676. 6(PCT/US2005/011237)，申請日為 2005 年 4 月 4日，發(fā)明名稱為"通信系統(tǒng)的共享信令信道"的中國專利申請的分案申請。
[0002] 本申請要求 2004 年 7 月 21 日遞交的，標題為"SignalingChannel(SCH)Design" 的第60/590, 125號臨時美國申請的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 總的來說，本發(fā)明涉及通信，具體而言，涉及通信系統(tǒng)中的信令發(fā)射。
【背景技術(shù)】
[0004] 多址通信系統(tǒng)能夠支持正向鏈路和反向鏈路上多個終端的通信。正向鏈路（或下 行鏈路）指的是從基站到終端的通信鏈路，反向鏈路（或上行鏈路）指的是從終端到基站 的通信鏈路。
[0005] 多址系統(tǒng)通常都在系統(tǒng)內(nèi)分配一些系統(tǒng)資源用于在正向鏈路上向終端發(fā)射信令。 如同下面將介紹的一樣，這些信令可能是針對系統(tǒng)正常工作所需的各種類型的信息的。信 令常常是在信令信道里發(fā)送的，也可以將這種信令信道叫做系統(tǒng)開銷信道、控制信道或廣 播信道。
[0006] 信令信道常常是單播信道或廣播信道。對于單播信令信道，每則信令消息（或者 簡稱為"消息"）都是給一個特定終端的，都是分開編碼，然后在信令信道上發(fā)送給這個終 端。對每一則消息單獨編碼導致編碼效率低，性能差。對于廣播信令信道，給所有終端的消 息可以一起編碼，然后在信令信道上發(fā)送給這些終端。對所有消息一起編碼能夠提高編碼 效率和性能。但是，廣播信令信道的工作方式是所有終端，包括具有最差信道狀況的最差情 形終端，都能夠?qū)@一信令信道解碼。這一點可以通過針對廣播信令信道使用低代碼速率 和/或高發(fā)射功率來做到。讓廣播信令信道滿足最差情形終端的需要常常導致分配給信令 信道的系統(tǒng)資源使用效率不高。
[0007]因此，在這一領(lǐng)域需要技術(shù)在多址通信系統(tǒng)里更加有效地發(fā)射信令。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] -方面，描述了多址通信系統(tǒng)中的一種共享信令信道，這種信道能夠有效地承載 給終端的各種信令。該共享信令信道具有多"段"，也可以將它叫做子信道?？梢砸部梢圆?事先將共享信令信道的參數(shù)發(fā)送給用戶。例如，可以通過分開的廣播/系統(tǒng)開銷信道將段 數(shù)、每段的大小、每段的速率等等廣播給用戶。不把每段的發(fā)射功率廣播給用戶，這些發(fā)射 功率可以從零功率到可以用于發(fā)射的總功率。在一段或多段上發(fā)送給每個終端的信令，這 些段可以基于該終端的信道狀況、這些段的工作點等等動態(tài)地加以選擇。這些終端的信令 可以包括資源分配消息、確認信號（ACK)、接入許可消息、功率控制命令等等。
[0009]另一方面，為了在共享信令信道上發(fā)送信令，基站獲得給其覆蓋區(qū)內(nèi)所有終端的 信令，并且將給每個終端的信令映射到該終端使用的一段或多段。然后，基站處理映射到每 一段的信令，產(chǎn)生該段的輸出數(shù)據(jù)。對于具有聯(lián)合編碼信令的段，為映射到該段的所有信令 產(chǎn)生一個差錯檢測碼值（CRC值），然后對該信令和CRC值進行編碼、調(diào)制和放大，產(chǎn)生該段 的輸出數(shù)據(jù)包。對于具有單獨編碼信令的段，將每一終端的信令映射到碼字，然后將碼字映 射到分配給該終端的發(fā)射區(qū)間（例如一組子頻帶或時間間隔）。在任何情況下，將每一段的 輸出數(shù)據(jù)多路復用到分配給該段的系統(tǒng)資源上去，以給該段選擇的功率發(fā)射。
[0010] 再一方面，終端進行補充接收機處理，從共享信令信道的一段或多段恢復其信令。 下面更加詳細地描述各個方面和實施例。
【附圖說明】
[0011] 圖1說明無線多址通信系統(tǒng)；
[0012] 圖2A、2B和2C說明用于共享信令信道的多段的三個多路復用方案；
[0013] 圖3說明用于具有聯(lián)合編碼消息的段，在基站處的發(fā)射（TX)信令信道處理器；
[0014] 圖4說明用于具有單獨編碼消息的段的TX信令信道處理器；
[0015] 圖5說明單獨編碼消息的發(fā)射；
[0016] 圖6說明用于具有聯(lián)合編碼消息的多段，以及具有單獨編碼消息的一段的TX信令 信道處理器；
[0017] 圖7說明終端處的接收機（RX)信令信道處理器；
[0018]圖8說明共享信令信道的四段的發(fā)射；
[0019]圖9說明在共享信令信道上發(fā)送信令的過程；
[0020] 圖10說明從共享信令信道接收信令的過程；
[0021] 圖11畫出了基站和終端的框圖。
【具體實施方式】
[0022] 在這里將"示例性的"這個詞用于表示"充當實例、例子或說明"。不必將在這里描 述成"示例性的"的任何實施例或設(shè)計理解為相對于其它實施例或設(shè)計是優(yōu)選的或更具有 優(yōu)勢的。
[0023] 這里描述的共享信令信道可以用于各種通信系統(tǒng)，例如正交頻分多址（OFDMA)系 統(tǒng)、時分多址（TDM)系統(tǒng)、頻分多址（FDM)系統(tǒng)、碼分多址（CDM)系統(tǒng)等等。OFDM系統(tǒng) 采用正交頻分復用（OFDM)技術(shù)，它是一種多載波調(diào)制技術(shù)。OFDM將整個系統(tǒng)帶寬有效地劃 分成多（K)個正交子帶，它們也叫做單載頻（tone)、子載波、頻點、頻道等等。每個子帶都與 可能調(diào)制了數(shù)據(jù)的一個對應的子載波相聯(lián)系。
[0024] 圖1畫出了無線多址通信系統(tǒng)100,它有多個基站110,這些基站支持多個無線終 端120進行通信?；就ǔＪ怯糜谂c終端通信的固定臺，也可以叫做接入點、節(jié)點B等等。 終端120通常都分散在整個系統(tǒng)內(nèi)，每個終端都可以是固定式的或移動式的。終端也可以 叫做移動臺、用戶設(shè)備（UE)、無線通信裝置等等。在任意給定時刻，每個終端都可以在正向 鏈路和反向鏈路上與一個或者有可能多個基站通信。每個終端還都可以在正向鏈路上從任 意數(shù)量的基站接收信令，具體情況依賴于系統(tǒng)設(shè)計。對于集中式體系，系統(tǒng)控制器130為基 站提供協(xié)調(diào)和控制。
[0025] 如圖1所示，具有不同信道狀況的終端可能分布在整個系統(tǒng)內(nèi)。每個終端的信道 狀況都依賴于各種因素，比如衰落、多徑和干擾影響。每個終端的信道狀況都可以用一個信 號質(zhì)量度量來衡量，比如信號-干擾和噪聲比（SNR)、收到的導頻信號強度等等。在下面的 描述中，用SNR來衡量終端的信道狀況。
[0026] 給定基站可以有多個終端在它的覆蓋區(qū)內(nèi)，這些終端通常包括弱終端和強終端。 弱終端從基站收到的導頻信號較弱，對于基站的給定標稱發(fā)射功率SNR較低。SNR較低可能 是因為終端和基站之間信道增益較低，和/或來自其它基站的強干擾。弱終端可能位于基 站覆蓋區(qū)內(nèi)的任意位置，但通常位于覆蓋區(qū)邊緣。弱終端通常都需要基站發(fā)射高功率來獲 得給定的目標SNR。相反，強終端從基站收到的導頻信號較強，對于來自基站的同樣的標稱 發(fā)射功率，能夠獲得較高的SNR。強終端通常都只需要來自基站較小的功率來獲得同樣的目 標SNR。
[0027] 基站可以使用共享信令信道將信令有效地發(fā)射給具有大范圍信道狀況的終端。共 享信令信道具有多（N)段。每一段都是共享信令信道的一部分，也可以叫做信道、子信道等 等。這些段可以用各種方式來定義和工作。例如，每一段都可以承載這樣的信令，這些信令 是給SNR落入（或超過）這一段覆蓋的SNR范圍的終端的。每一段中的信令都可以按照有 效的方式來處理和發(fā)射，如同下面所介紹的一樣?？梢栽诠蚕硇帕钚诺赖拿恳淮伟l(fā)射中發(fā) 送任意數(shù)量的段。
[0028] 將每個終端映射到一段或多段，在這些段上發(fā)送給終端的信令消息。終端到段的 映射可以是動態(tài)的，可能將這一映射告訴終端，也可能不這樣做?；究梢曰诟鞣N判據(jù) (比如信道狀況、終端的SNR、服務質(zhì)量（QoS)要求、終端表明的對段的偏好、段的可用度或 負載等等）將終端映射到可用段。如果每個終端都嘗試對所有段解碼，那么基站就可以動 態(tài)地將這些終端映射到這些段而不必通知終端。
[0029] 共享信令信道的多段可以以各種方式多路復用。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計，分配給每一段的 系統(tǒng)資源可以按照時間、頻率、代碼和/或發(fā)射功率單位來給出。下面介紹幾個示例性的多 路復用方案。
[0030] 圖2A說明共享信令信道的頻分復用（FDM)方案210。對于這一FDM方案，將分配 給共享信令信道的整個頻率范圍劃分成多個頻率子范圍，每一段一個頻率子范圍。這些頻 率子范圍的大小可能相同也可能不同。每個頻率子范圍的大小可以根據(jù)要在這個段內(nèi)發(fā)送 的信令的實際量或預期量來加以選擇。根據(jù)信令需要，頻率子范圍可以固定，低速率改變， 或者動態(tài)調(diào)整。
[0031] 對于OFDM系統(tǒng)，可以定義多（P)個端口，并且分配端口號1~P?？梢詫⑦@P個 端口映射到由總共K個子帶形成的P個不同的子帶組。這P個端口可以互相正交，從而在同 一碼元周期內(nèi)不會有兩個端口使用同一個子帶。端口映射到子帶組可以是靜態(tài)的，也可以 隨時間改變（例如采用跳頻方式）以實現(xiàn)頻率分集?？梢詾槊恳欢畏峙洳煌囊唤M端口， 可以將這一組端口映射到跨越整個系統(tǒng)帶寬的子帶，以實現(xiàn)頻率分集?？梢越o這多段分配 相同或不同數(shù)量的端口。為每一段分配的端口的數(shù)量可以是靜態(tài)的、緩慢改變的或動態(tài)調(diào) 整的。
[0032] 圖2B說明共享信令信道的時分復用（TDM)方案220。對于這一TDM方案，將分配 給共享信令信道的全部時間劃分成多個時間間隔，每一段一個時間間隔。這些段的時間間 隔大小可以相同或不同。這些時間間隔的大小可以固定、緩慢改變或者動態(tài)調(diào)整。每一段 都在它的時間間隔內(nèi)發(fā)送?？梢砸灶A定順序發(fā)送多段。例如，可以按照SNR下降的順序發(fā) 送這些段，具有最高SNR的段最先發(fā)送，接下來發(fā)送SNR其次的段，如此下去，具有最低SNR 的段最后發(fā)送。這一發(fā)射順序允許首先發(fā)射的段（它們可以被所有終端解碼）承載后續(xù)段 的信息（例如表明隨后是否發(fā)送一段）。也可以按照SNR上升的順序發(fā)送這些段，具有最低 SNR的段最先發(fā)送，接下來發(fā)送SNR略高的段，如此下去，最后發(fā)送具有最高SNR的段。對于 這種發(fā)射順序，在任意段碰到解碼差錯的時候，終端將中止共享信令信道的處理，因為后面 的段需要更高的SNR。一般而言，可以按照任意順序發(fā)送這些段。
[0033] 圖2C說明共享信令信道的碼分復用（CDM)方案230。對于這一CDM方案，給每一 段分配一個不同的正交碼（例如沃爾什碼）。這些段可以用它們的正交