专利名称：组合的信令传输方法
技术领域：
本发明涉及上行数据业务，特别涉及上行信道增强(简称EUCH)的信令传输方法。
背景技术：
上行专用信道增强(以下简称EUDCH)是第三代伙伴合作计划(The 3rdGeneration Partnership Project以下简称3GPP)版本6中提出并在进行标准化的一个研究项目。EUDCH的目的是通过无线网络对上行传输资源进行有效的管理和规划，提高系统的上行容量，并使之适合于突发性较强的数据业务的传输。通过改善上行专用传输信道的性能，提高小区的覆盖率和吞吐量，提高上行传输速率，减少上行链路延迟。对于时分复用系统(简称TDD)，没有最终确定上行增强的对象是共享信道还是专用信道。TDD系统中该研究项目相应的名称为上行信道增强(以下简称EUCH)。
现有第三代移动通信TDD系统相关的技术文档还没有制订EUCH的信令传输机制。以往的惯例是参照WCDMA(Wide-Band Code Division MultipleAccess)中的方法、机制，结合TDD系统自身的特点，制订3.84兆高码片速率TDD(简称HCR-TDD)系统和1.28兆低码片速率TDD(简称LCR-TDD)系统的信令传输机制。混合自动重复请求(简称HARQ)和基站(Node-B)控制的调度(scheduling)是EUDCH/EUCH中的两项关键技术。WCDMA系统EUDCH相关的技术文档中定义了用于scheduling和HARQ的物理层(layer 1简称L1)信令的内容，列举了上、下行信令传输可能采用的各种方式，但并未给出具体的传输方法和机制。对于WCDMA系统，一种建议采用的信令传输机制为利用两个传输信道，两个信道码，传输上行信令。“调度信息”(简称SI)在调度信息信道(简称SICH)上传输，传输时间间隔(简称TTI)为10ms。利用上行增强专用控制信道(简称E-DCCH)发送“传输格式和资源指示”(简称TFRI)以及HARQ相关的“新数据指示”(简称NDI)，TTI为2ms。
由于TDD系统的一些特性，使得WCDMA中建议采用的信令机制不适于TDD系统。原因如下1)如果采用WCDMA中曾提出的方法，每个上行增强的用户设备(简称UE)利用两个信道码传输上行信令，同时还需要额外的信道资源用于下行信令的传输，信令传输占用了太多的信道资源，对于上、下行码字资源严格受限的TDD系统(每个时隙最多16个码道)是不可取的。
2)TDD系统中EUCH业务的TTI仍未确定。对于LCR-TDD系统，5ms和10ms是两个可能的选择，而HCR-TDD系统可能选择10ms TTI。更长的TTI将降低HARQ和Scheduling引入的性能增益。对于WCDMA系统可能的选择是2ms和10ms。即使TDD系统和WCDMA都采用10ms TTI，对于TDD系统，上行信令的传输没有必要采用2种不同的TTI长度。
3)在TDD系统中不存在软切换。因此WCDMA中一些由于软切换而引入的信令传输问题，在设计TDD的信令传输机制时无需考虑。
4)不同于WCDMA，在TDD系统Rel99，Rel4的版本中，没有专用物理控制信道(简称DPCCH)。传输格式组合指示(简称TFCI)与数据一起在专用物理数据信道上传输(简称DPDCH)。设计TDD EUCH的上、下行信令传输机制时，需考虑TFCI的传输方法。
现状是TDD系统EUCH业务的上、下行信令传输机制还没有制订。但由于TDD系统不同于WCDMA物理层的特性，WCDMA现有建议的方法不适于TDD系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合的信令传输方法。
为实现上述目的，一种组合的信令传输方法，包括步骤确定最小调度间隔；划分上、下行控制信道；将上行信令组合在一起，利用上行控制信道传输；将下行信令组合在一起，利用下行控制信道传输。
本发明将各种上行信令组合在一起，利用一个上行控制信道传输。由于各上行信令有不同的传输间隔，不同时刻传输的信令内容是上行信令的几种不同组合。同样，将各种下行信令组合在一起，利用一个下行控制信道传输。由于各下行信令有不同的传输间隔，不同时刻传输的信令内容是下行信令的几种不同组合。该信令传输机制能够在上、下行信令负担较轻的情况下，最大程度地节省系统的码字资源。同时，本发明使得传输不同的信令内容时都能够充分利用信道资源。
图1是LCR-TDD系统调度间隔与业务信道TTI的关系，其中，101 Node-B第N子帧102 Node-B第N+1子帧103 UE对应于Node-B的第N子帧104 UE对应于Node-B的第N+1子帧105 Node-B第N子帧的第0时隙106 UE第N子帧的第0时隙图2是EUCH上行信令的两种格式，其中，201 EUCH上行信令格式1，包含SI、HOB和E-TFI202 EUCH上行信令格式2，包含HOB和E-TFI图3是EUCH下行信令的两种格式，其中，301 EUCH下行信令格式1，包含SA和ACK/NAK302 EUCH下行信令格式2，包含ACK/NAK图4是引入信令格式指示信息，其中，401 信令格式1402 信令格式2图5是利用特定字段指示信令格式，其中，501 下行信令格式1，包含SA和ACK/NAK502 下行信令格式2，包含ACK/NAK
图6是组合传输机制用于LCR-TDD系统(TTISer＝5ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝5ms)(EUCH上行控制信道与EUCH业务信道在相同时隙)，其中，601 EUCH业务信道HARQ过程1传送的数据602 EUCH上行控制信令，包含SI、HOB和E-TFI603 EUCH下行控制信令，包含ACK/NAK604 EUCH业务信道HARQ过程2传送的数据605 EUCH上行控制信令，包含HOB和E-TFI606 EUCH下行控制信令，包含SA和ACK/NAK图7是组合传输机制用于LCR-TDD系统(TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝10ms)(EUCH上行控制信道与EUCH业务信道在不同时隙)，其中，701 EUCH业务信道HARQ过程1传送的数据702 EUCH上行控制信令，包含SI、HOB和E-TFI703 EUCH下行控制信令，包含ACK/NAK704 EUCH业务信道HARQ过程2传送的数据705 EUCH上行控制信令，包含HOB和E-TFI706 EUCH下行控制信令，包含SA和ACK/NAK图8是组合传输机制用于HCR-TDD系统(TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝10ms)(EUCH上行控制信道与EUCH业务信道在不同的时隙)，其中，801 EUCH业务信道HARQ过程1传送的数据802 EUCH上行控制信令，包含SI、HOB和E-TFI803 EUCH下行控制信令，包含SA和ACK/NAK804 EUCH业务信道HARQ过程2传送的数据805 EUCH上行控制信令，包含HOB和E-TFI806 EUCH下行控制信令，包含ACK/NAK
具体实施例方式
本发明针对无线通信系统的上行数据业务，提出了一种组合信令传输机制。并针对该信令传输机制，给出两种方法，使得传输不同的上、下行信令内容时能够充分利用信道资源。
调度间隔的定义及最小调度间隔的确定方法本发明对涉及到的调度间隔(以ISch表示)给出了一个明确定义。调度间隔是每个SA所包含的一个重要参数，它指明了该SA的有效时间长度。SA的有效时间起始于UE开始以该SA指配的速率发送的时刻，持续一个ISch后终止。调度间隔是可变的，它取决于UE缓冲区新数据到达的速率以及Node-B根据多个UE发送的SI所做出的调度决策。由于UE只能在上行增强业务信道TTI(简称TTISer)的开始时刻改变发送速率，因此调度间隔是TTISer的整数倍。对于TDD系统，调度信息(简称SI)和调度指配(简称SA)在指定的时隙发送，存在一个最小调度间隔，它应满足假定UE在最小调度间隔的第一个TTISer内发送SI，则UE可在最小调度间隔内接收到基站(简称Node-B)发送的SA，并在最小调度间隔结束前完成信道编码、复用等一系列操作，在最小调度间隔结束时，以新接收SA所指配的速率开始发送。本发明给出了确定最小调度间隔的方法。最小调度间隔与TTISer、SI发送时间、SA发送时间以及UE接收到SA后所需的处理时间的关系如公式(1)所示 其中，ISch_min为最小调度间隔；TSA为UE接收到SA的时间；TSI_TTI为UE发送SI时所处TTI的起始时间；IUEP为UE接收到SA后所需的处理时间间隔(UE需根据SA所支配的速率进行信道编码及复用等一系列操作)；TTISer为EUCH业务信道传输时间间隔 为上取整操作，例如[1.02]＝2。
从公式(1)可以看到，最小调度间隔很大程度上取决于TTISer。对于TDD系统，可能选取的TTISer长度为5ms(LCR-TDD)或10ms(LCR-TDD或HCR-TDD)。本发明分析了TDD系统，不同TTISer长度的调度间隔。
图1所示为LCR-TDD系统，假定其TTISer为5ms，EUCH上、下行控制信道TTI(简称TTIUCtrl、TTIDCtrl)长度为5ms，UE k的EUCH上行控制信道被指配在TS1，下行控制信道被指配在TS4。UE k在子帧N的TS1发送SI，考虑到以下原因，Node-B很难在子帧N的TS4发送SA1)Node-B需要其它UE的SI进行调度决策。其它UE的SI可能与UE K的SI处于相同或不同的时隙。
2)Node-B需要处理时间来进行调度决策。(在HSDPA中，Node-B调度的处理时间为2.33~2.8ms)。
因此，UE最早在子帧N+1的TS4接收到SA。如果UE能在子帧N+1结束前，完成所需的信道编码、多路复用等操作，在下一个TTISer，即子帧N+2开始时以SA指配的速率发送，此时的最小调度间隔为10ms。否则UE将在子帧N+3开始时以SA指配的速率发送，调度间隔为15ms。根据上述对调度间隔的分析，对于LCR-TDD系统，如果采用5msTTISer，则调度间隔为n×5ms，n＝2，3，4，…(最小调度间隔为10ms)。采用同样的方法可以分析出，如果LCR-TDD系统采用10ms TTISer；TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝10ms，则调度间隔为n×10ms，n＝2，3，4，…。对于HCR-TDD系统，只可能采用10ms TTISer、TTIUCtrl和TTIDCtrl，调度间隔为n×10ms，n＝1，2，3，…(最小调度间隔为10ms)。
上、下行专用控制信道的划分本发明为每个上行增强的UE指配专用的控制信道用于上、下行信令的传输。分别占用上、下行时隙的一个码道。其中，专用上行控制信道可以被划分在与EUCH业务信道相同或不同的时隙内。TTIUCtrl和TTIDCtrl与TTISer等长。
上行信令传输方式为同时支持Scheduling和HARQ，上行信令包含SI、混合自动重复请求的带外信令(简称HOB)和传输格式指示(简称E-TFI)。为减小E-TFI传输对数据传输的影响，不采用Rel99，Rel4中已有的将E-TFI与数据一起发送的方案；同时为减少上行信令传输占用的系统资源，不采用WCDMA相关提案中建议的用两个码道、两个传输信道分别8传送SI，E-TFI和HOB的方案。本发明给出的方案是将E-TFI、SI、HOB捆绑，利用上述分配的上行控制信道，在一个TTIUCtrl内发送。
上行信令内容Node-B需要根据E-TFI获知UE当前使用的传输格式组合(简称TFC)，才能正确地解复用、解码并传输EUCH业务信道上的数据。因为UE发送数据的复用、信道编码等操作都是以TTISer为单位进行的，所以E-TFI需要每个TTISer传输一次。
Node-B根据HOB获知当前HARQ过程的带外信令，如HARQ过程的ID、增加冗余版本(简称IR version)、NDI，用于正确地软合并、译码。因为每个HARQ process的持续时间是一个TTISer。UE采用N等&停HARQ方式(简称N S&W HARQ)连续发送数据，每个TTISerUE需要发送相应HARQ过程的HOB。
基于TDD系统的特点，UE在指定的时隙发送SI。同时，为节约上行ROT资源，本发明采用事件触发周期报告方式发送SI，即如果UE的缓冲区有新数据到达，UE将在指定周期(TTIUCtrl)的特定时刻(为上行专用控制信道所指定的时隙)发送SI，报告缓冲区占用情况和可用功率。因此，SI的发送间隔取决于TTIUCtrl的长度和UE缓冲区新数据的到达情况。SI的最小传输间隔是一个TTIUCtrl。在某些TTIUCtrl，由于缓冲区没有新到达的数据，UE不发送SI。
基于上述对SI、HOB和E-TFI发送间隔的分析，可知上行信令内容有两种格式，分别是SI、HOB和E-TFI的两种不同组合，如图2所示。
下行信令传输为同时支持Scheduling和HARQ，下行信令包含SA和ACK/NAK。本发明给出的方案是将SA和ACK/NAK捆绑，利用上述分配的下行专用控制信道，在一个TTIDCtrl内一起发送。
下行信令内容虽然Node-B可以每个TTIDCtrl发送一次SA，但正常情况下，Node-B应根据UE发送的SI，进行调度决策，产生SA，因此SA的发送间隔还取决于SI的到达情况。同时为更有效地管理上行ROT资源，Node-B应在上一SA失效前，给UE发送新的SA，并留给UE足够的时间以按照新的SA所指配的速率完成信道编码、复用等一系列操作。
假定UE采用N S&W HARQ方式连续发送数据，每个TTISerNode-B需要针对每个UE的不同HARQ过程发送ACK/NAK。
基于上述对SA和ACK/NAK发送间隔的分析，可知下行信令有两种格式，分别是SA和ACK/NAK的两种不同组合，如图3所示。
充分利用上行控制信道资源的方法上行信令包含SI、HOB和E-TFI。其中，SI包含UE的缓冲区状态和剩余功率信息，约为8bits；HOB包含HARQ过程ID和增加冗余版本信息，约为4bits；E-TFI包含当前UE有效TFC信息，约为4bits。当上行传输的信令内容为图2中的格式2时，本发明提供如下方法来充分利用原来由SI所占用的信道比特，如图4所示，另外引入1比特信令格式指示信息位，使接收方能够区分当前发送的是那种格式的信令。
如图4所示，信令格式指示位与上行信令一起进行信道编码。FI＝0，指示当前的信令内容包含SI、HOB和E-TFI；FI＝1，指示当前的上行信令内容包含HOB和E-TFI，此时UE可利用原来SI占用的信道比特，加强对HOB和E-TFI的编码。例如可以对HOB重复编码，提高HOB传输的可靠性。
充分利用下行控制信道资源的方法下行信令包含SA、ACK/NAK。SA包含Node-B为UE指配的时隙、信道码、调制方式、TFCS指针、调度间隔等信息，约为17bits。ACK/NAK包含HARQ过程的肯定/否定应答信息，为1bit。当下行传输的信令内容为图3中的格式2时，可以采用步骤7给出的方法通过增加一个信息位来区分不同的格式，也可采用本发明提供的如下方法来充分利用原来由SA所占用的信道比特如图5所示，SA信息中某些状态是不用的，例如调度间隔不能为0，可利用该字段来指示下行信令的内容，如果该字段为全零则指示当前的信令内容包含ACK/NAK。此时UE可利用原来SA占用的信道比特，加强对ACK/NAK的编码。
实施例首先以LCR-TDD系统，TTISer＝5ms，EUCH上行专用控制信道与EUCH业务信道分配在同一时隙的情况为例，如图6所示。假定N＝2 S&W HARQ可以保证UE数据的连续发送。UE每5ms发送一次HOB和E-TFI，对应于不同的HARQ过程。SI的发送间隔取决于TTIUCtrl和UE缓冲区新数据的到达情况。EUCH上行专用控制信道与EUCH业务信道分配在时隙1，EUCH下行专用控制信道分配在时隙4。由于UE缓冲区有新数据到达，在TTI N发送的EUCH上行信令602包含SI、HOB和E-TFI，其中的HOB和E-TFI是EUCH业务信道HARQ过程1传送数据601的相关信令。在时隙4发送的EUCH下行控制信令603包含对应TTI N-2中HARQ过程1的ACK/NAK信息；在TTI N+1，UE缓冲区没有新数据到达，发送的EUCH上行信令606包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程2传送数据604的相关信令。时隙4发送的EUCH下行信令606包含对应602中SI的SA，其指配的调度间隔为4×TTISer＝20ms，以及对应TTI N-1中HARQ过程2的ACK/NAK信息；在TTI N+2，UE开始以TTI N+1的606中SA指配的速率发送数据。在TTI N+4，UE的缓冲区有新数据到达，发送的EUCH上行信令602包含SI、HOB和E-TFI；在TTI N+5发送的EUCH下行信令606包含的SA对应TTI N+4发送的EUCH上行信令602中的SI，UE在下一个TTI按照TTI N+5的606中SA指配的速率发送数据。
再以LCR-TDD系统，TTISer＝10ms，EUCH上行专用控制信道与EUCH业务信道分配在不同时隙的情况为例，如图7所示。假定N＝2 S&W HARQ可以保证UE数据的连续发送。Node-B每10ms发送一次HOB和E-TFI，对应于不同的HARQ过程。SI的发送间隔取决于TTIUCtrl和UE缓冲区新数据的到达情况。将EUCH业务信道分配在时隙1，EUCH上行专用控制信道分配在时隙2，EUCH下行专用信道在时隙4。在第N子帧，UE缓冲区有新数据到达，在TTI M发送的EUCH上行信令702包含SI、HOB和E-TFI，其中HOB和E-TFI是EUCH业务信道HARQ过程1在TTI M发送数据701的相关信令。在TTI M发送的EUCH下行信令703包含TTI M-2中HARQ过程1的ACK/NAK信息。在TTI M+1发送的EUCH上行信令705包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程2在TTI M+1发送数据704的相关信令。在TTI M+1发送的EUCH下行信令706包含对应TTI M的702中SI的SA，其指配的调度间隔为4×TTISer＝40ms，以及对应TTI M-1种HARQ过程2的ACK/NAK信息。在TTI M+2，UE开始以TTI M+1的706中SA指配的速率发送数据。在TTI M+3，UE的缓冲区有新数据到达，发送的EUCH上行信令702包含SI、HOB和E-TFI；UE将在TTI M+4收到相应的SA，在TTI M+5开始以最新接收到的SA所指配的速率发送。
最后以HCR-TDD系统，TTISer＝10ms，EUCH上行专用控制信道与EUCH业务信道分配在不同时隙的情况为例，如图8所示。假定N＝2 S&W HARQ可以保证UE数据的连续发送。EUCH也分信道分配在时隙1，EUCH上行专用控制信道分配在时隙2，EUCH下行专用控制信道分配在时隙12。在TTIM，UE缓冲区有新数据到达，UE发送的EUCH上行信令802包含SI、HOB和E-TFI。HOB和E-TFI是EUCH业务信道HARQ过程1在TTI M发送数据801的相关信令。在TTI M发送的EUCH下行信令803包含对应TTI M 802中SI的SA，其调度间隔为3×TTISer＝30ms，以及对应TTI M-2中HARQ过程1的ACK/NAK信息。在TTIM+1，UE开始以TTI M的803中SA指配的速率发送。在TTI M+1，由于UE的缓冲区有新数据到达，UE需要更高的速率，发送的EUCH上行信令802包含SI、HOB和E-TFI，其中HOB和E-TFI是EUCH业务信道HARQ过程2在TTI M+1发送数据804的相关信令。在TTI M+1发送的EUCH下行信令803包含对应TTIM+1的802中SI的SA，其指配的调度间隔为4×TTISer＝40ms，以及对应TTIM-1中HARQ过程2的ACK/NAK信息。在TTI M+2，UE开始以TTI M+1的803中SA指配的速率发送。由于UE的缓冲区没有新数据到达，发送的EUCH上行信令805包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程1传送数据801的相关信令。发送的下行信令806包含对应TTI M中HARQ过程1的ACK/NAK信息。在TTIM+3，UE的缓冲区没有新数据到达，发送的EUCH上行信令805包含HOB和E-TFI，发送的下行信令806包含对应TTI M+1中HARQ过程2的ACK/NAK信息。
本发明针对无线通信系统的上行数据业务，提出了一种组合的信令传输方法，并给出了具体的实现方法和规则。本发明具有下述效果1)给出上行增强业务调度间隔的明确定义，给出了最小调度间隔的确定方法。
2)将调度信息(以下简称SI)、混合自动重复请求的带外信令(以下简称HOB)和上行增强传输格式指示(以下简称E-TFI)组合在一起，利用一个上行专用控制信道、一个码道传输，能够节省上行码道资源。
3)将调度指配(以下简称SA)和混合自动重复请求的肯定/否定应答信息(以下简称ACK/NAK)一起，利用一个下行专用控制信道、一个码道传输，能够节省下行码道资源。
4)将E-TFI与HOB和SI一起，通过上行专用控制信道传输，而不是通过上行增强业务信道与数据一起传数，减小了E-TFI对数据传输的影响。
5)本发明采用事件触发周期报告方式发送SI，SI与HOB和E-TFI具有不同的发送间隔，发送的上行信令是SI、HOB和SI的两种不同组合。引入信息格式指示位，接收方通过信息格式指示位区分信息内容。使得UE发送不同内容的上行信令时都能充分利用信道资源。该方法同样也可以用于下行信令的传输6)SA的发送间隔取决于SI的发送，和下行控制信道传输时间间隔的长度。SA与ACK/NAK具有不同的发送间隔，下行信令内容是SA和ACK/NAK的两种不同组合。通过下行信令特殊字段的特殊表示指示信令内容，使得Node-B发送不同内容的上行信令时都能够充分利用信道资源。该方法同样可以用于上行信令的传输。
权利要求
1.一种组合的信令传输方法，包括步骤确定最小调度间隔；划分上、下行控制信道；将上行信令组合在一起，利用上行控制信道传输；将下行信令组合在一起，利用下行控制信道传输。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于最小调度间隔按下式确定 其中，ISch_min为最小调度间隔；TSA为UE接收到SA的时间；TSI_TTI为UE发送SI时所处TTI的起始时间；IUEP为UE接收到SA后所需的处理时间间隔(UE需根据SA所支配的速率进行信道编码及复用等一系列操作)；TTISer为EUCH业务信道传输时间间隔； 为上取整操作。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述划分上、下行控制信道包括业务信道的传输时间间隔与上行控制信道的传输时间间隔和下行控制信道的传输时间间隔长度相等。
4.按权利要求1或3所述的方法，其特征在于上行控制信道被分配在与上行业务信道相同或不同的时隙内。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于在不同时刻传输不同组合的上行信令。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于在不同时刻传输不同组合的下行信令。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于还包括引入至少1比特的信息指示位，基站或用户设备通过信息指示位区分信令内容。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于用户设备或基站通过信令中特殊字段的特殊表示区分信令内容。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于根据上行控制信道的传输时间间隔、下行控制信道的传输时间间隔和业务信道的传输时间间隔确定调度间隔和最小调度间隔。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于调度间隔是可变的，是业务信道传输时间间隔的整数倍。
全文摘要
一种组合的信令传输方法，包括步骤确定最小调度间隔；划分上、下行控制信道；将上行信令组合在一起，利用上行控制信道传输；将下行信令组合在一起，利用下行控制信道传输。本发明将各种上行信令组合在一起，利用一个上行控制信道传输。由于各上行信令有不同的传输间隔，不同时刻传输的信令内容是上行信令的几种不同组合。同样，将各种下行信令组合在一起，利用一个下行控制信道传输。由于各下行信令有不同的传输间隔，不同时刻传输的信令内容是下行信令的几种不同组合。该信令传输机制能够在上、下行信令负担较轻的情况下，最大程度地节省系统的码字资源。同时，本发明使得传输不同的信令内容时都能够充分利用信道资源。
文档编号H04W72/04GK1747596SQ20041007436
公开日2006年3月15日 申请日期2004年9月10日 优先权日2004年9月10日
发明者步兵, 安钟薰 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社