CN101005345A

CN101005345A - 正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法

Info

Publication number: CN101005345A
Application number: CN 200610001347
Authority: CN
Inventors: 侯志华
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: CN100589368C

Abstract

本发明公开了一种正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法，包括：将所有可使用的频带划分为多个控制子频带；基站根据各用户终端反馈的信道质量信息，将各用户终端的控制信息分配在各子频带上；对于所有用户终端的控制信息，采用统一的调制和编码方式进行调制编码；将各用户终端的控制信道与数据信道在时域内复用，并将控制信道在数据信道之前传输。本发明合理、有效的实现了正交频分复用系统的下行物理层控制信道。

Description

正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM)系统，尤其涉及一种正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法。

背景技术

近几年来，随着下一代无线通信系统的发展，OFDM技术显示出其强大的优势，被多种标准所采纳，从欧洲DAB(数字广播)、DVB(数字电视)标准、美国高速DSL调制标准，到WLAN、WIMAX以及LTE，OFDM系统成为新一代无线通信技术的标志。

OFDM系统的主要技术优势在于频谱效率高，带宽扩展性强，抗多径衰落能力强，便于灵活分配频谱资源，便于实现MIMO技术等。

物理层控制信息主要向用户终端提供接收数据所必需的数据传输格式、调度信息以及混合自动重传请求(HARQ)控制信息等，并且，下行物理层控制信息同时还提供基站所下发的有关上行传输的数据传输格式、调度信息以及HARQ控制信息等。

物理层控制信息的正确接收与否，已经成为是否可以正确接收数据信号的关键，因而对于OFDM系统中有效利用通信资源，提高系统的频谱利用率具有极其重要的作用。

然而，对于正交频分复用系统的下行物理层控制信道的设计，由于需要综合考虑的因素较多，因此，合理、有效的物理层控制信道的实现方法，目前还不多见。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法，以合理、有效的实现物理层控制信道。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法，包括如下步骤：

将所有可使用的频带划分为多个控制子频带；

基站根据各用户终端反馈的信道质量信息，将各用户终端的控制信息分配在各子频带上；

对于所有用户终端的控制信息，采用统一的调制和编码方式进行调制编码；

将各用户终端的控制信道与数据信道在时域内复用，并将控制信道在数据信道之前传输。

其中，还可以进一步包括：各用户终端根据保存的信道质量信息，对所有控制子频带按照信道质量的优劣进行优先级排序，并按照优先级逐一解码接收到的控制子频带内传输的信息，直到获得该用户终端的控制信息。

其中，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，可以是按照与该终端对应的各子频带的信道质量的优劣顺序，将各用户终端的控制信息分配在各子频带上。

其中，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，可以进一步包括：根据所述划分的每个子频带的大小，将一个或多个用户终端的控制信息分配在一个子频带内。

其中，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，可以进一步包括：对于信道质量信息低于预定门限的用户终端，将该用户终端的控制信息复制到多个不同子频带上重复传输。

本发明所提供的OFDM系统下行传输控制信道实现方法，不仅能够很好地利用物理信道的频率选择特性，进行信道相关调度，保证控制信道的传输性能，并且针对信道条件较差的用户，通过增加频域分集和编码增益提高传输性能，以弥补由于信道质量的变差而带来的性能下降。同时，多个用户进行联合编码，提高了用户编码效率。通过划分子频带和用户辅助CQI信息，提高用户检索其控制信道的效率。此外，额外的信令开销比较小，且可以实现用户终端的“微休眠”功能，满足终端节电要求。

附图说明

图1为根据本发明实施例所述的OFDM系统下行传输控制信道在时、频域分布示意图。

具体实施方式

物理层控制信道实现方法的设计，其目的是将所承载的物理层控制信息合理、有效地安排在有限的时、频域资源，从而达到既能确保物理层控制信息的正确接收，又尽可能减少控制信道所占用的系统开销。

在进行控制信道设计时必须考虑的问题有：正确选择调制和编码方式，在保证控制信息正确解码的前提下，利用无线通信信道频率选择效应的特性，尽可能提高频谱利用率；降低位于小区边界的用户的所承受的小区间干扰以提高其传输性能；实际传输过程中信道估计相比理想信道估计所带来的性能损耗；尽可能支持用户终端设备的”微休眠”过程，即用户终端可以在解码控制信道之后，获得在该子帧是否包含发送给此用户数据的信息，若在该子帧不包含发送给此用户的数据，则在该子帧其后的数据传输时间片内，用户终端可以将接收等相关设备设置为休眠状态，从而降低终端耗电量。另外，还需考虑每个用户所传输的控制信息量和编码方法处理不同大小编码块的性能，从而提高编码效率，同时降低系统开销，或者进行在每个用户间灵活分配传输功率。

因此，本发明的实施例主要涉及有以下技术：

1、每个用户终端的控制信道与数据信道在时域复用，控制信道和导频信道在数据信道之前传输。

2、对于不同用户的控制信息，采用统一的调制方式和编码方式(即编码方法和编码率等)。具体的调制和编码方式，根据不同的系统条件和信道状况进行选择。

3、所有可使用频带被划分为多个控制子频带。根据子频带的大小，每个子频带可同时传输一个或多个用户的控制信息。多个用户的控制信息可合并为一个编码块进行编码，在每个控制子频带中的多个用户的控制信道通过用户标志信息位进行区分。

4、基站利用用户终端所反馈的信道质量信息进行信道相关调度，即根据用户在不同时刻的信道条件以及服务质量等的要求，将各用户的控制信息分配在信道质量最佳的子频带上。这里，在某些情况下，还需要考虑该子频带内可容纳的用户控制信息的容量，如果该信道质量最佳的子频带上已经分配有多个用户的控制信息，已经不能容纳更多的用户控制信息时，就只能按照信道质量的优劣，将该用户的控制信息分配在与其对应的次佳的子频带内。以此类推，直至分配到合适的子频带。

另一方面，终端保存CQI信息，在接收时，为了迅速定位其控制信息所在的子频带，将所有的控制子频带按照信道质量的优劣进行优先级排序，按照优先级逐一解码控制子频带内传输的信息，直到获取该用户的控制信息。

5、对于处于高速运动或小区边缘的用户，该用户的控制信息将在不同的控制子频带重复传输，同时增加辅助的控制位，来标识复制的控制信息块的存在与否。

应当说明的是，上述各项技术在本发明实施例中的运用，并没有明确的先后顺序，只是为了说明本发明实施的各个方面。

此外，采用本发明的一个前提条件是：终端通过测量获取信道质量信息(CQI)，并将此信息通过上行传输反馈给基站，是基站进行信道相关调度的主要依据。

为了更加详细的阐明上述技术的具体实施方法，下面以3GPP长期演进移动通信蜂窝系统(LTE)中的设计参数为例，来说明本发明。

如图1所示，设整个系统带宽为5MHz，除去保护频带和直流(DC)子载波，共包含300个有用的子载波，用于传输控制信道、导频信道和用户数据信道。将300个子载波分为5个控制子频带，每个控制子频带包含60个子载波，即子载波间距为15KHz，共900KHz。这样的控制子频带可以同时传输两个用户编码后的控制信息，包含CRC部分。在每个控制子频带内，各子载波传输功率保持一致。

控制信道、导频信道和数据信道在时域复用(见图1)，控制信道和导频信道位于每个子帧的头两个OFDM符号内，以实现‘微休眠’技术。在某些情况下，可能需要附加辅助控制信息，这些控制信息并非必须在每个子帧传输，例如MIMO设置等。这些控制信息将和无线承载共同传输，它们的存在由主控制信道来指示。

被调度在该子帧发送数据的所有用户，其控制信息使用相同的调制和编码方式进行传输，这里采用(QPSK调制和1/2编码率的Turbo编码)。需要说明的是，可以根据不同的系统条件和信道状况，选择合适的调制和编码方式。

基站在调度过程中，根据用户反馈的信道质量信息进行信道相关调度，各用户的控制信息的调制和编码方式不进行改变。同时，终端在接收控制信道时，在没有该用户的控制信道所在的子频带信息的情况下，可根据所保存的CQI信息，按照信道质量条件对每个控制子频带设置检索优先级，按照优先级逐一解调和解码控制子频带内传输的信息，直到获取该用户的控制信息。

在每个控制子频带上，两个用户的控制信息合并为一个编码块进行编码，为了区分属于不同的用户的控制信息，由高层通过信令给每个用户分配特定的用户标志位，利用用户标志位对不同用户的控制信息通过掩码等方法进行区分。

对于用户处于比较差的信道条件(即低于一定的门限值，该门限可预先设置)，如用户终端位于小区边缘的情况、或者用户的信道变化较快，或者用户位于高速环境下，这些用户的控制信息将被复制到不同的控制子频带上，通过增加频域分集和编码增益提高传输性能。

除此之外，通过自适应调整子载波传输功率，可以提高频谱利用率和解码性能。

Claims

1、一种正交频分复用系统的下行物理层控制信道的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所有可使用的频带划分为多个控制子频带；

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：各用户终端根据保存的信道质量信息，对所有控制子频带按照信道质量的优劣进行优先级排序，并按照优先级逐一解码接收到的控制子频带内传输的信息，直到获得该用户终端的控制信息。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，是按照与该终端对应的各子频带的信道质量的优劣顺序，将各用户终端的控制信息分配在各子频带上。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，是将各用户终端的控制信息分配在与该终端对应的信道质量最佳的子频带上。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，进一步包括：根据每个子频带的大小，将一个或多个用户终端的控制信息分配在一个子频带内。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个用户终端的控制信息被合并为一个编码块进行编码，由高层通过信令给每个用户分配特定的用户标志位，利用用户标志位对不同用户的控制信息进行区分。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各子频带分配各用户终端的控制信息的步骤，进一步包括：对于信道质量信息低于预定门限的用户终端，将该用户终端的控制信息复制到多个不同子频带上重复传输。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将该用户终端的控制信息复制到多个不同子频带上重复传输的步骤，进一步包括：在子频带上增加辅助的控制标志位来标识在该子频带上是否存在所述复制的控制信息。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用统一的调制和编码方式进行调制编码的步骤，是根据具体的系统条件和信道状况，选择适合的调制与编码方式。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道复用与传输步骤，进一步包括：将各用户终端的控制信道、导频信道与数据信道在时域内复用，并将控制信道和导频信道在数据信道之前传输。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制信道与导频信道位于每个子帧的前两个正交频分复用符号内。