頻率選擇性控制信道調度方法、基站、移動終端和網絡的製作方法
2023-05-25 15:54:06 2
專利名稱：頻率選擇性控制信道調度方法、基站、移動終端和網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在使用OFDM頻譜的網絡中實現頻率選擇性控制信道調度的方法、移動終端、基站以及網絡。
背景技術：
正交頻分復用(OFDM)無線系統目前正在例如3GPP技術規範小組(TSG)無線接入網(RAN1)之類的許多地方被討論。
OFDM是一種多載波調製技術。數據被分到數目眾多的間隔很近的子載波中。比特流中的若干比特通過例如QPSK(QPSK＝四相相移鍵控)，16-QAM或64-QAM(QAM＝正交幅度調製)調製復幅度而映射到一個子載波上。
諸如自適應調製、子載波分配和功率控制之類的頻率選擇性資源分配算法能夠提高OFDM下行鏈路系統的性能。根據由諸如UE(用戶設備)之類的移動終端向諸如節點B之類的基站報告的信道情況，可以最優地分配資源以實現最大吞吐量。
在諸如WLAN(WLAN＝無線區域網)之類的傳統OFDM系統中，資源調度是在非頻率選擇性的基礎上實現的。所以在WLAN系統中並不需要頻率選擇性地測量信道情況。作為使用碼分多址(CDMA)的高速下行鏈路分組接入(HSDPA)中的信道質量估計基礎的信幹比(Signal-to-Interference Ratio)測量也是頻率無關的。
在技術報告3GPP TR 25.813 V0.1.0(2005-11)中描述了實現頻率選擇性資源調度的無線接入網。
發明內容
因此，本發明的目的為估計頻率相關的信道情況以使得在使用OFDM頻譜的網絡中能夠實現頻率選擇性資源分配。
該目的通過根據本發明的用於在使用OFDM頻譜的網絡中估計頻率相關的信道情況的方法、根據本發明的用於在使用OFDM頻譜的網絡中估計頻率相關的信道情況的移動終端，根據本發明的用於在使用OFDM頻譜的網絡中估計頻率相關的信道情況的基站和根據本發明的使用OFDM頻譜的包括上述基站和至少一個上述移動終端的網絡來實現。
本發明的主要思路為在若干子載波上向移動終端提供編碼信號以實現對信道情況的測量，而不會阻塞用於數據傳輸的額外資源。更加準確地說，該移動終端必須在若干預定的子載波上例如以信幹比(SIR)的形式或者基於路徑損耗測量來測量信道情況，並且為了不在對信道情況的測量上花費額外的頻率資源，建議為此使用具有特殊信令結構的頻率選擇性共享控制信道。這樣的頻率選擇性共享控制信道僅使用基於信道質量選出的專用OFDM碼元或子載波。優選地，該特殊結構保證了該頻率選擇性共享控制信道用於信號和用於數據傳輸的多重應用。
本發明更進一步的展開可以從從屬權利要求和以下描述中得到。
以下，將參考附圖進一步解釋本發明。
圖1示意性地示出了一個可以實現本發明的多小區網絡。
圖2示意性地示出了根據本發明的方法的幾個步驟中子載波的不同應用。
具體實施例方式
一個可以實現本發明的多小區網絡包括移動終端和基站。
每個所述移動終端同一個或多個所述基站連接，而這些基站進而連接到核心網。
圖1所示的多小區網絡CN示例性地分為8個小區C1-C8，並且示例性地包括8個基站BS1-BS8和4個移動終端T1-T4。
這8個基站BS1-BS8中的每一個服務於他們各自的所分配的小區C1-C8，並且向位於他們各自的所分配的小區C1-C8中的移動終端T1-T4提供數據交換。
為了簡便起見，在圖1中沒有示出基站BS1-BS8同該多小區網絡中的諸如控制器之類的其他單元的連接。
移動終端T1-T4同它們的服務基站BS1之間的無線連接被來自相鄰基站BS2-BS8的幹擾所擾亂，這示例性地用小區BS6和BS7中的兩個寬箭頭來表示。而且，所述無線連接被例如由反射導致的衰落擾亂。
移動終端T1-T4包括移動終端在諸如CDMA網絡之類的通信網絡中進行發送和接收的功能，也即，它們能夠通過基站連接到通信網絡。
此外，根據本發明的移動終端T1-T4包括用於評估由基站廣播的公用於所有移動終端的信令信息的裝置，該信令信息表明頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識，並且移動終端T1-T4包括用於為了信道質量估計而對所述頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波進行測量的裝置。
基站BS1-BS8包括諸如WLAN或OFDM網絡之類的通信網中的基站的功能，也即，它們為移動終端T1-T4提供了同多小區網絡CN連接的可能性。
此外，根據本發明的基站BS1-BS8包括用於在至少一個OFDM碼元或子載波上廣播公用於所有移動終端T1-T4的信令信息的裝置，該信令信息表明頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識，並且基站包括在頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波的該已表明的位置上發送針對所述至少一個已編址的移動終端的頻率選擇性共享控制信道信令信息的裝置。
在利用頻率選擇性調度算法的基於OFDM的系統中，基站BS1-BS8需要關於在頻譜的每個可用部分中的信道質量的足夠的信息。這是通過從移動終端T1-T4經由反饋信道向基站BS1-BS8發送這種信息而實現的。為了實現信道質量估計，移動終端T1-T4測量在已知的可能等距的頻率位置上的其上具有持續編碼信號的OFDM碼元或子載波。移動終端T1-T4在這些OFDM碼元或子載波上持續進行質量測量的評估。通過應用適當的插值方法來估計頻譜中沒有明確進行評估的部分。
參照圖2，以下描述了一種節約資源的控制信道調度方法。
在圖2中，頻帶，也即OFDM頻譜，沿著由標有「子載波」字樣的頻率軸被細分為子載波。標有TTI的時間軸被細分為5個傳輸時間間隔A-D，每一個時間間隔示出多個子載波的不同的使用模式。
用作導頻的子載波由具有豎線的方格來表示。承載公用於所有移動終端T1-T4的信令信息或者承載預定碼型的子載波由具有從左上方到右下方的直線的方格表示。將承載公用於所有移動終端T1-T4的信令信息的子載波概括在下文稱為元信道的信道中。屬於頻率選擇性共享控制信道的子載波由黑色方格表示。屬於元信道或頻率選擇性共享控制信道中未使用的而被用於數據傳輸的子載波由具有從左下方到右上方的斜線的方格表示。以常規方式用於數據傳輸的子載波由白色方格表示。
優選地將這些傳輸時間間隔細分為若干OFDM碼元。在圖2所示的例子中，為了簡便起見，屬於一個傳輸時間間隔的所有OFDM碼元用於相同的目的，然而屬於同一傳輸時間間隔的不同OFDM碼元用於不同的用途也是可能的。例如在一個傳輸時間間隔中，可以只在第一OFDM碼元中實現信令，而其它OFDM碼元用於例如數據傳輸。
在如圖2所示的根據本發明的方法的第一步驟中，在標為A的傳輸時間間隔中，基站BS1-BS8在元信道上廣播公用於所有移動終端的信令信息，該信令信息表明至少一個頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識。該信令信息優選地具有魯棒的調製方式，例如雙極性相移鍵控(BPSK)或四相相移鍵控(QPSK)，並且將被移動終端T1-T4用於第一信道質量估計。用於元信道的OFDM碼元或子載波必須是預定的，並且是移動終端T1-T4已知的。
在如圖2所示的第二步中，在標為B的傳輸時間間隔中，基站BS1-BS8在所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波的已表明的位置上發送針對已編址的移動終端的信令信息。該信令信息同樣優選地具有魯棒的調製方式，例如BPSK或QPSK，並且將被至少一個移動終端T1-T4用於信道質量估計。
在一種實施例中，所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波的位置以這樣的方式來定義，即為了進行信道質量估計，所述至少一個移動終端T1-T4在等距或接近等距的頻率位置上對OFDM碼元或子載波進行測量。
在另一種實施例中，在等距或接近等距的頻率網格上發送公用於所有移動終端的信令信息，其中所述公用於所有移動終端的信令信息用於信道質量估計，並且如果在所述頻率網格上有未使用的無線資源，則所述至少一個頻率選擇性共享控制信道將使用所述未使用的無線資源。這種情形由標為B的傳輸時間間隔所示。這裡示出了該頻率選擇性共享控制信道使用在標為A的前一傳輸時間間隔中曾用於元信道的子載波。
在另一種實施例中，通過應用插值方法來估計具有沒有為了信道質量估計而被測量的OFDM碼元或子載波的部分OFDM頻譜。
取決於已編址，也即已調度的移動終端的數量，用於信令信息的OFDM碼元或子載波的數量是可變的。所以，在一種實施例中，為了保證用於信道質量估計的準持續編碼信號，未使用的等距或接近等距的OFDM碼元或子載波優選地用於數據傳輸，也即，對於數據傳輸，基站中的調度程序應當優選未使用的等距或接近等距的OFDM碼元或子載波。這種情形如圖2所示。在這裡示出了曾在標為B的傳輸時間間隔中用於在共享控制信道(也即元信道或頻率選擇性共享控制信道)上發送信令信息的子載波，在標為C的傳輸時間間隔中被用於數據傳輸。
在另一種實施例中，在未被公用於所有移動終端的信令信息、頻率選擇性共享控制信道信令信息或數據所佔用的等距或接近等距頻率位置上的OFDM碼元或子載波中，在所述OFDM碼元或子載波中發送預定的碼型。該過程實現了有利於信道質量估計的周期編碼信號。
在另一種實施例中，如果在第一傳輸時間間隔中承載的元信道和頻率選擇性共享控制信道信令信息對於若干連續的傳輸時間間隔有效，則在所述第一傳輸時間間隔後的至少一個傳輸時間間隔僅承載數據和導頻，並且為了信道質量估計，所述數據分布在等距或接近等距的頻率位置上。這種情形也稱為TTI級聯。基站中的調度程序保證數據優選地分布在所有上述的等距或接近等距的頻率位置上，並且應用魯棒的調製方式。
在另一種實施例中，等距或接近等距的頻率位置上的用於信道質量估計的OFDM碼元或子載波位於導頻OFDM碼元或子載波附近以最小化信令信息的誤碼率。
為了區分OFDM碼元或子載波的當前用途，即用於元信道信令，頻率選擇性共享控制信道信令，數據傳輸或預定的碼型，優選地引入例如2比特的元信道的特殊信令頭。
由於頻率差異，用於元信道和頻率選擇性共享控制信道信令的OFDM碼元或子載波的選擇必須以這樣的方式優化，即移動終端優選地在具有良好信道質量的OFDM碼元或子載波上獲取頻率選擇性共享控制信道信令。
在一種實施例中，根據頻率選擇性共享控制信道中的信令信息的數量，用於該頻率選擇性共享控制信道的OFDM碼元或子載波的數量是可變的。為了根據在某一特定傳輸時間間隔中調度的移動終端的信道情況得到最大效率，頻率選擇性調度程序將之前未使用或用於數據傳輸的OFDM碼元或子載波用於頻率選擇性共享控制信道。所以即使附加的OFDM碼元或子載波不屬於元信道的頻率網格，這些OFDM碼元或子載波也用於頻率選擇性共享控制信道。這種情形如圖2所示。在這裡示出了在標為C的傳輸時間間隔中曾用於數據傳輸的子載波，在標為D的傳輸時間間隔中被用於頻率選擇性共享控制信道的傳輸。
權利要求
1.一種用於在使用OFDM頻譜的網絡(CN)中估計頻率相關的信道情況的方法，其特徵在於●基站(BS1-BS8)在所有移動終端(T1-T4)都已知的至少一個預定的OFDM碼元或子載波上廣播公用於所有移動終端(T1-T4)的信令信息，所述信令信息表明至少一個頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識，●所述基站在所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波的所述已表明的位置上發送針對所述至少一個已編址的移動終端的信令信息，●並且為了信道質量估計，至少一個移動終端(T1-T4)對所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波進行測量。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波的位置是根據這樣的方式定義的，即為了信道質量估計，所述至少一個移動終端在等距或接近等距的頻率位置上對OFDM碼元或子載波進行測量。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於在等距或接近等距的頻率網格上發送公用於所有移動終端的信令信息，其中所述公用於所有移動終端的信令信息用於信道質量估計，並且如果在所述頻率網格上有未使用的無線資源，則所述至少一個頻率選擇性共享控制信道將使用所述未使用的無線資源。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於通過應用插值方法來估計具有未被測量以用於信道質量估計的OFDM碼元或子載波的部分所述OFDM頻譜。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於為了保證用於信道質量估計的準持續編碼信號，未使用的等距或接近等距的OFDM碼元或子載波優選地用於數據傳輸。
6.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於在未被公用於所有移動終端的信令信息、頻率選擇性共享控制信道信令信息或數據所佔用的等距或接近等距的頻率位置上的OFDM碼元或子載波中，在所述OFDM碼元或子載波中發送預定的碼型。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於如果在第一傳輸時間間隔中承載的所述頻率選擇性共享控制信道信令信息對於若干連續的傳輸時間間隔有效，則在所述第一傳輸時間間隔後的至少一個傳輸時間間隔僅承載數據和導頻，並且為了信道質量估計，所述數據分布在等距或接近等距的頻率位置上。
8.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於在等距或接近等距的頻率位置上的所述OFDM碼元或子載波位於導頻子載波附近以最小化信令信息的誤碼率。
9.一種用於在使用OFDM頻譜的網絡(CN)中估計頻率相關的信道情況的移動終端(T1-T4)，其特徵在於●所述移動終端(T1-T4)包括用於評估由基站廣播的公用於所有移動終端的信令信息的裝置，所述信令信息表明頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識，●並且所述移動終端(T1-T4)包含用於為了信道質量估計而對所述頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波進行測量的裝置。
10.一種在使用OFDM頻譜的網絡(CN)中估計頻率相關的信道情況的基站(BS1-BS8)，其特徵在於●所述基站(BS1-BS8)包括用於在至少一個OFDM碼元或子載波上廣播公用於所有移動終端(T1-T4)的信令信息的裝置，所述信令信息表明頻率選擇性共享控制信道的至少一個OFDM碼元或子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識，●並且所述基站(BS1-BS8)包括在所述頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個OFDM碼元或子載波的所述已表明的位置上發送針對所述至少一個已編址的移動終端的頻率選擇性共享控制信道信令信息的裝置。
11.一種使用OFDM頻譜的網絡(CN)，其包括根據權利要求10所述的基站(BS1-BS8)和至少一個根據權利要求9所述的移動終端(T1-T4)，以便實現根據權利要求1所述的方法。
全文摘要
本發明涉及一種在使用OFDM頻譜的網絡中實現頻率選擇性控制信道調度的方法、基站(BS1－BS8)、移動終端(T1－T4)和網絡(CN)。其中，基站(BS1－BS8)在所有移動終端(T1－T4)都已知的至少一個預定的子載波上廣播公用於所有移動終端(T1－T4)的信令信息，該信令信息表明至少一個頻率選擇性共享控制信道的至少一個子載波的位置和至少一個已編址的移動終端的至少一個標識，該基站(BS1－BS8)在所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的所述至少一個子載波的已表明的位置上發送針對所述至少一個已編址的移動終端的信令信息，並且為了信道質量估計，至少一個移動終端(T1－T4)對所述至少一個頻率選擇性共享控制信道的至少一個子載波進行測量。
文檔編號H04B7/26GK1996987SQ200610156669
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月30日 優先權日2006年1月3日
發明者拉爾夫·巴倫蒂恩, 史蒂芬·卡明斯基, 哈約·巴克, 周囅, 格哈德·文德爾 申請人:阿爾卡特朗訊