专利名称：共享控制信道资源的复用系统、方法及其接收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信系统、方法及其接收设备，特别是涉及一种多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统、方法及其接收设备。
背景技术：
无线通信系统通常利用地理区域进行区分，例如蜂窝无线通信系统，以实现频率重用，提高无线通信系统的容量。无线通信系统中的每个通信区域可以被称为一个小区(cell)。当采用复用因子为1的标准分配频率资源时，不同小区采用相同的频率，因而工作于同一频率的不同小区的信号之间会相互干扰。
目前，基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术的多载波系统被广泛用来传输高速数据业务。该技术将无线通信系统的时频资源在频域内分为若干正交的窄带子信道，高速数据流通过串并变换在各个子信道上并行传输。子信道的窄带特性可以克服多径影响，同时可以通过加循环前缀的方式保持子信道之间的正交性。
在多载波通信系统中，通常采用为不同的用户分配不同的时频资源的方式来实现多用户复用。资源分配的方式有两种一种是为用户分配预先设计的跳频图案，使用户数据分散在整个时频平面上，以实现频率分集(如图1，其中竖条栅格格子表示调频子带，交错栅格格子表示调度子带)；另一种是根据用户反馈的信道质量信息，通过频域调度，为用户分配其信道条件比较好的频率资源来传输数据，以实现多用户分集。分配的时频资源通常以多个连续的子载波组成的资源块(RB)为单元。
由于在干扰受限的CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)系统中的频率复用因子为1，这样不但频谱效率高，而且不需要进行频率规划，简化了网络规划。但在多载波系统中，频率复用因子为1并不能达到最优的频谱效率。
另一方面，用户在和基站进行数据传输之前，需要通过基站发送的控制信令获得当前被调度到的用户标识(ID)信息、上/下行传输资源块分配信息、数据块大小以及调制编码方式等指示信息。承载这些控制信令的时频资源称为共享控制信道。用户必须首先准确获得这些控制信息才能完成相应的数据接收和解调，因此，对于小区内所有用户，控制信令解调的可靠性必须要保证。尤其是在小区边缘区域的用户，在小区频率复用因子为1的情况下，接收的控制信道信号会受到相邻小区控制信道的干扰，从而降低本小区控制信令解调的准确性，造成用户通信困难。
此外，小区内每个不同用户的控制信令调制编码方式不一，造成信令量的大量使用，并浪费通信资源；又用户由于所处环境不一样，不能用同一种调制编码方式，否则某些信道条件差的用户接收不到控制信令。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用频率软复用技术提高小区内控制信令解调准确性的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法。
本发明要解决的技术问题是提供一种提高小区内控制信令解调准确性的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统。
本发明要解决的技术问题是提供一种能准确接收小区内控制信令的应用于多载波通信系统的接收设备。
为解决上述第一技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的提供一种多载波通信系统共享控制信道资源的应用方法，该方法包括步骤A将小区不同用户的控制信令分为至少两组，并将共享控制信道的频率资源分为至少两个频率资源块，将频率资源块按一定顺序排序，排在第一位置的频率资源块与相邻至少一个小区的排在第一位置的频率资源块正交；B为每个控制信令组分配一个频率资源块传输。
步骤A中，小区边界用户的控制信令分为一组，分配所述第一位置频率资源块。
步骤A中，在同一小区内，小区边界用户控制信令组的发射功率高于其他控制信令组的发射功率。
为解决上述第二技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的提供一种多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，该系统包括共享控制信道资源划分模块，将共享控制信道的频率资源分为至少两个频率资源块，将频率资源块按一定顺序排序，并使第一位置的频率资源块与相邻至少一个小区的第一位置频率资源块正交；控制信令分组模块，将小区不同用户的控制信令分为至少两组；控制信号生成模块，将每个控制信令组映射到共享控制信道的一个频率资源块上。
为解决上述第三技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的提供一种应用于多载波通信系统的接收设备，包括控制信令接收控制设备和控制信令解调设备，控制信令接收控制设备根据小区用户分组信息，向控制信令解调设备提供对应该组的控制信道频率资源块划分信息、频率资源块排序信息，控制信令解调设备按照频率资源块排序信息依次解调各频率资源块传输的控制信息。
以上第一技术方案可以看出，由于通信业务中控制信令的传输是关键环节，本发明将同一小区内共享控制信道的频率资源分配到不同的控制信令分组中，并进行排序，因而可根据实际情况对小区内不同用户进行有效管理，确定资源分配的优先次序，让有需要的用户得到优先级比较高的资源。比如进行灵活的对应不同分组的功率控制，提高控制信道解调性能，或者对分组的编码调制方式进行设计，以保证用户接收的准确度。由于相邻小区中的第一位置频率资源块正交，因而可有效降低相邻小区的信号干扰，即确保了后续通信业务的有效开展。
具体地，本发明进一步将小区边界用户的控制信令分为一组，并分配第一位置频率资源块，由于相邻小区中的第一位置频率资源块正交，因而降低小区边界用户受到的邻区干扰。
进一步设置小区边界用户控制信令组的发射功率高于其他控制信令组的发射功率，则降低小区内控制信令的发射功率，节省资源。
以上第二技术方案可以看出，由于设计控制信令传输控制模块和共享控制信道资源划分模块以及控制信令分组模块，将同一小区内共享控制信道的频率资源分配到不同的控制信令分组中，并进行排序，因而可根据实际情况对小区内不同用户进行有效管理，确定资源分配的优先次序，让有需要的用户得到优先级比较高的资源，实现灵活的通信管理。
以上第三技术方案可以看出，由于设计了可按照频率资源块排序信息依次解调各频率资源块传输的控制信息的接收设备，可根据实际的时间、地域、信道情况调解出相应频率资源的控制信令，同时反馈信道状态到基站，得到基站输出的满足本设备控制信令解调性能的发射功率。
图1是现有技术一种在多载波通信系统下的通信资源复用方法所对应的时频分布图；图2是本发明多载波通信系统共享控制信道资源应用方法的流程图；图3是按照本发明多载波通信系统共享控制信道资源应用方法对应的一种时频分布图；图4是本发明多载波通信系统共享控制信道资源复用系统的结构示意图；图5是本发明应用于多载波通信系统的接收设备结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施方式
，进一步说明本发明。
本发明原理可以概述为利用频率软复用技术，在频率复用因子为1的多载波通信系统中，本发明将同一小区内共享控制信道的频率资源分配到不同的控制信令分组中，并进行排序，因而可根据实际情况对小区内不同用户进行有效管理，确定资源分配的优先次序，让有需要的用户得到优先级比较高的资源。由于每个小区共享控制信道的第一位置载波频率不同，从而利于相邻小区间通信环境的优化，提高小区各用户控制信道解调性能。
对于频率软复用，其方法是传输共享控制信道的控制信令时，在小区内部保留频率复用因子1，在小区边界则通过频率分组规划来降低小区之间的干扰，改善小区边界的通信质量和频谱效率。具体的做法是将所有的频率资源分成N组，每个小区选择其中的一组作为本小区的主频率资源，其他频率作为本小区的副频率资源，分别对主频率资源和副频率资源设置不同的发射功率门限。一般地，主频率资源的发射功率门限高于副频率资源的发射功率门限。将主频率资源分配给小区边界用户组，将副频率资源分配给小区其他用户组。
参阅图2，本发明多载波通信系统共享控制信道资源应用方法是采用调整频率的方式，其具体实现过程为
A、将小区不同用户的控制信令分为至少两组，并将共享控制信道的频率资源分为至少两个频率资源块，将频率资源块按一定顺序排序，排在第一位置的频率资源块与相邻至少一个小区的排在第一位置的频率资源块正交。
B、为每个控制信令组分配一个频率资源块传输。
以下将详细介绍本发明中，所述控制信令包括上行和下行控制信令。
基站通过对接收的来自各个用户上行导频信号，控制信号，或数据信号的功率进行测量，判断用户在小区内的位置，如小区边界或小区中心等。
如前所述，小区用户的控制信令可以进一步按照保证控制信令解调性能的发射功率需求或调制编码需求，分为多个控制信令组。分组的原则可以是按照发射功率需求分组，即先划定不同的发射功率范围，基站根据用户反馈的信道状态信息确定保证其控制信令解调性能的发射功率，处于同一发射功率范围的用户控制信令分为一组；也可以按照调制编码需求分组，即先确定不同的调制编码方式组合(如QPSK 1/2码率，QPSK 1/3码率，BPSK 1/2码率等)。基站根据用户反馈的信道状态信息确定保证其控制信令解调性能的信令调制编码方式，相同调制编码方式的用户控制信令分为一组。注意的是，分组是可以根据实际情况的变化而变化的。另外，当控制信令组的个数少于频率资源块的个数时，优先分配所述第一位置的频率资源块。
分组的同时可以进行共享控制信道的频率资源划分，划分好的频率资源块分配到各控制信令分组，并按发射功率的高低进行从高到低的优先级排序。
当按照发射功率分组时，每个组内采用的调制编码方式可以不同。例如，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的调制编码方式作为该控制信令组的调制编码方式。
当按照调制编码方式分组时，每个组内采用的发射功率可以不同。例如，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的发射功率作为该控制信令组的发射功率。
举一例子，在同一小区内，分配第一位置频率资源给小区边界用户控制信令组，并使其发射功率高于其他频率资源控制信令组的发射功率。高出的具体发射功率的设定以小区边界用户能准确完整接收信号为依据。本实施方式中是预先设置控制信令组的发射功率，但是，也可以根据其所在地理位置或一定的时间间隔对发射功率进行调整。
进一步，对每个控制信令分组内不同用户的控制信令进行联合编码调制，以大大降低需传输的信令量，节省通信资源。联合编码调制指所有用户的控制信令组成一个数据块进行编码，并使用相同的调制方式。本实施方式是预先设定不同控制信令组的调制编码方式，但也可以按照一定的时间间隔进行调整。
所述频率资源块为连续或不连续的子带。各频率资源块设置是固定不变的。在其他实施方式中则可以如图5所示的按照一定的时间间隔进行调整。其中，交错栅格格子表示共享控制信道第一位置频率资源，灰色格子表示共享控制信道其他频率资源，当然，这些资源块按照分组排序。图中可看出相邻小区A、B、C的共享控制信道第一位置频率资源互相交错，这样相邻小区边界用户收到的控制信令其干扰大大减少。相邻小区A、B、C的共享控制信道其他频率资源可以重叠，由于使用这些频率资源的用户在小区内部，发射这些控制信令的功率比发射小区边界控制信令的功率低，因此从地域上和功率上都进行区分，达到降低干扰和节省资源的目的。
各频率资源块的设置可以随意调整，只要保证在同一时间内相邻小区共享控制信道第一位置频率资源正交即可。具体到本实施方式，是相邻小区的小区边界共享控制信道的第一位置频率资源不一样。例如，有6个频率资源，相应标识分别为1、2、3、4、5和6，在一个时间段内，将标识为1和2的频率资源划分为一组，将标识为3和5的频率资源划分为一组，将标识为4的频率资源划分为一组，将标识为6的频率资源划分为一组，小区a以标识为1和2的这组频率资源作为本小区的第一位置频率资源，其余频率资源按优先顺序分配，并把各组控制信令进行联合编码。相邻小区b以标识为4的这组子载波作为本小区的第一位置频率资源，其余频率资源按优先顺序分配；一段时间后，可将这5个频率资源重新分组，将标识为2和5的频率资源划分为一组，将标识为4和6的频率资源划分为一组，将标识为1的频率资源划分为一组，将标识为3的频率资源划分为一组，小区a以标识为4和6的这组频率资源作为本小区的第一位置频率资源，相邻小区b以标识为3的这组频率资源作为本小区的第一位置频率资源，以此类推。
同理，不同控制信令组的联合调制编码方式可以按照一定的时间间隔进行与上述原理类似的调整。
由于通信业务中控制信令的传输是关键环节，本发明将同一小区内共享控制信道的频率资源分配到不同的控制信令分组中，并进行排序，因而可根据实际情况对小区内不同用户进行有效管理，确定资源分配的优先次序，让有需要的用户得到优先级比较高的资源。比如进行灵活的对应不同分组的功率控制，提高控制信道解调性能，或者对分组的编码调制方式进行设计，以保证用户接收的准确度。由于相邻小区中的第一位置频率资源块正交，因而可有效降低相邻小区的信号干扰，利于相邻小区间通信环境的优化，提高小区各用户控制信道解调性能，即确保了后续通信业务的有效开展。
进一步对每个控制信令分组内不同用户的控制信令进行联合编码调制，以大大降低需传输的信令量，节省通信资源，同时又满足不同各用户群体的需要。在上述实施方式中，也可以设置用户与基站的距离在设定范围内时，同时使用至少两个频率资源块，实现高速数据和多媒体业务的传输。
本发明应用上述频率软复用的方法，得到较佳的传输速度同时降低信道干扰。为实现本发明方法，设计了一种多载波通信系统共享控制信道资源复用系统。参阅图3，所述系统20设置于基站10内，包括控制信令传输控制模块21、控制信令分组模块22、用户位置测量24、控制信号生成模块23以及共享控制信道资源划分模块26。
共享控制信道资源划分模块26将共享控制信道的频率资源分为至少两个按按一定顺序排序的频率资源块，并使相邻小区中的第一位置频率资源块正交。
控制信令传输控制模块21首先根据用户25反馈的信道状态信息确定满足用户控制信令解调性能要求的控制信令调制编码方式和发射功率。如按照不同的信道状态采用QPSK 1/2码率，QPSK 1/3码率或BPSK 1/2码率等进行编码调制。对于障碍物较多信号吸收较多的地域，加大发射功率。同时确保在同一小区内，小区边界用户控制信令组的发射功率高于副频率资源控制信令组的发射功率。另外，可对同一控制信令组内不同用户的控制信令进行联合编码调制，以减少需传输的信令量。可预先设定不同控制信令组的调制编码方式，或按照一定的时间间隔进行调整，以适应通信环境的变化。
用户位置测量模块24通过测量接收到的用户25发送的上行信号功率确定用户25所在地理位置。如确定用户25是位于小区边界或其他位置。
控制信令分组模块22将小区用户分为至少两组，比如边界用户的控制信令分为一组，小区其他位置用户的控制信令分为一组或多组。并为每个控制信令组分配一个频率资源块传输。当控制信令组的个数少于频率资源块的个数时，优先分配所述第一位置的频率资源块。
分组的原则，可以根据各个用户控制信令的调制编码方式/发射功率信息、以及用户所在地理位置信息对不同用户的控制信令进行分组。先划定不同的发射功率范围，基站10根据用户反馈的信道状态信息确定保证其控制信令解调性能的发射功率，处于同一发射功率范围的用户控制信令分为一组。
按照发射功率分组时，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的调制编码方式作为该控制信令组的调制编码方式；当按照调制编码方式分组时，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的发射功率作为该控制信令组的发射功率，以此确保所有用户都能准确收到控制信令，正常的通信业务得以展开。
在一个实施方式中，控制信号生成模块23对分组后的控制信令进行调制编码并将调制编码后的控制信令组映射到共享控制信道资源划分模块26确定的各频率资源块上，再经过OFDM调制生成控制信号，并通过天线27，采用第一位置频率资源发射控制信令组到小区边界用户，采用其他优先级频率资源发送控制信令组到该小区其他用户。
对各组控制信令的功率控制，可预先设置控制信令组的发射功率，或根据反馈的信道条件以一定的时间间隔进行调整。
以上，由于设计控制信令传输控制模块21和共享控制信道资源划分模块26以及控制信令分组模块22，将同一小区内共享控制信道的频率资源分配到不同的控制信令分组中，并进行排序，因而可根据实际情况对小区内不同用户进行有效管理，确定资源分配的优先次序，让有需要的用户得到优先级比较高的资源，实现灵活的通信管理。同时降低小区边界用户控制信令受到相邻小区干扰可能性，提高小区用户控制信令解调的准确性，即确保了后续通信业务的有效开展。
参阅图5，是本发明应用于多载波通信系统的接收设备结构示意图。所述设备30主要包括控制信令接收控制设备31、控制信令解调设备32以及天线33。天线33接收到控制信令信号，并仅接收本控制信令组的信号。控制信令接收控制设备31根据小区用户分组信息，向控制信令解调设备32提供对应该组的控制信道频率资源块划分信息、频率资源块排序信息。控制信令解调设备32按照频率资源块排序信息依次解调各频率资源块传输的控制信息。同时将信道状态信息反馈回基站，以确定保证其控制信令解调性能的基站发射功率。
以上对本发明所提供的一种多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于，包括以下步骤A将小区不同用户的控制信令分为至少两组，并将共享控制信道的频率资源分为至少两个频率资源块，将频率资源块按一定顺序排序，排在第一位置的频率资源块与相邻至少一个小区的排在第一位置的频率资源块正交；B为每个控制信令组分配一个频率资源块传输。
2.根据权利要求1所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于步骤A中小区边界用户的控制信令分为一组，分配所述第一位置频率资源块。
3.根据权利要求2所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于在同一小区内，小区边界用户控制信令组的发射功率高于其他控制信令组的发射功率。
4.根据权利要求1所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于步骤A中，根据发射功率或调制编码需求对小区用户控制信令进行分组。
5.根据权利要求4所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于所述根据发射功率需求对控制信令进行分组是先划定不同的发射功率范围，基站根据用户反馈的信道状态信息确定保证其控制信令解调性能的发射功率，处于同一发射功率范围的用户控制信令分为一组，并按发射功率从高到低排序，高发射功率的控制信令组分配第一位置的频率资源块。
6.根据权利要求5所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于当按照发射功率分组时，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的调制编码方式作为该控制信令组的调制编码方式。
7.根据权利要求4所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于当按照调制编码方式分组时，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的发射功率作为该控制信令组的发射功率。
8.根据权利要求4所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于对同一控制信令组内不同用户的控制信令进行联合编码调制。
9.根据权利要求8所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于预先设定不同控制信令组的调制编码方式，或按照一定的时间间隔进行调整。
10.根据权利要求4所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于预先设置控制信令组的发射功率，或按照一定的时间间隔进行调整。
11.根据权利要求4所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于当控制信令组的个数少于频率资源块的个数时，优先分配所述第一位置的频率资源块。
12.根据权利要求1至11任一项所述的多载波通信系统共享控制信道资源的应用方法，其特征在于频率资源块设置固定不变，或按照一定的时间间隔进行调整。
13.根据权利要求1至11任一项中所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用方法，其特征在于一个频率资源块被分配给至少一个控制信令组。
14.一种多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于，包括共享控制信道资源划分模块，将共享控制信道的频率资源分为至少两个频率资源块，将频率资源块按一定顺序排序，并使第一位置的频率资源块与相邻至少一个小区的第一位置的频率资源块正交；控制信令分组模块，将小区不同用户的控制信令分为至少两组；控制信号生成模块，将每个控制信令组映射到共享控制信道的一个频率资源块上。
15.根据权利要求14所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于所述系统还包括连接控制信令分组模块的用户位置测量模块，通过测量接收到的用户发送的上行信号功率确定用户所在地理位置；控制信令传输控制模块，确定控制信令调制编码方式和发射功率；其中，所述控制信号生成模块对来自控制信令传输控制模块的控制信令进行调制编码。
16.根据权利要求15所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于控制信令分组模块将小区边界用户的控制信令分为一组，共享控制信道资源划分模块为其分配所述第一位置的频率资源块。
17.根据权利要求16所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于控制信令传输控制模块将小区边界用户控制信令组的发射功率设置为高于同一小区内其他控制信令组的发射功率。
18.根据权利要求14所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于控制信令分组模块根据发射功率或调制编码需求对小区用户控制信令进行分组。
19.根据权利要求18所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于所述根据发射功率需求对控制信令进行分组是先划定不同的发射功率范围，基站根据用户反馈的信道状态信息确定保证其控制信令解调性能的发射功率，处于同一发射功率范围的用户控制信令分为一组，并按发射功率从高到低排序，高发射功率的控制信令组分配第一位置的频率资源块。
20.根据权利要求19所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于当按照发射功率分组时，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的调制编码方式作为该控制信令组的调制编码方式。
21.根据权利要求18所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于当按照调制编码方式分组时，将满足组内信道条件最差的用户的控制信令解调性能的发射功率作为该控制信令组的发射功率。
22.根据权利要求18所述的多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统，其特征在于所述控制信号生成模块对同一控制信令组内不同用户的控制信令进行联合编码调制。
23.一种应用于多载波通信系统的接收设备，包括控制信令接收控制设备和控制信令解调设备，其特征在于控制信令接收控制设备根据小区用户分组信息，向控制信令解调设备提供对应该组的控制信道频率资源块划分信息、频率资源块排序信息，控制信令解调设备按照频率资源块排序信息依次解调各频率资源块传输的控制信息。
24.根据权利要求23所述的应用于多载波通信系统的接收设备，其特征在于将信道状态信息反馈回基站，确定保证其控制信令解调性能的基站发射功率。
全文摘要
本发明公开一种多载波通信系统共享控制信道资源的复用系统、方法及其接收设备，该方法包括步骤A.将小区不同用户的控制信令分为至少两组，并将共享控制信道的频率资源分为至少两个频率资源块，将频率资源块按一定顺序排序，第一位置的频率资源块与至少一个相邻小区的第一位置的频率资源块正交；B.为每个控制信令组分配一个频率资源块传输。本发明将同一小区内共享控制信道的频率资源分配给不同的控制信令分组，因而可根据实际情况对小区内不同用户进行有效管理，确定资源分配的优先次序，让有需要的用户得到优先级比较高的资源，实现灵活的通信管理。
文档编号H04L27/26GK101039160SQ20061007088
公开日2007年9月19日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者曲秉玉, 李洋 申请人:华为技术有限公司