用于高级通信系统的子帧结构的制作方法

专利名称：用于高级通信系统的子帧结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从通信系统中的节点B(Node B)发送到至少一个中继节点的子帧的结构的定义。此外，本发明还涉及节点B和中继节点关于这样的特殊子帧格式的生成、发送和接收的操作。本发明可适用于由第三代合作伙伴项目(3GPP)标准化的3GPP LTE-A系统等。
背景技术：
3GPP 长期演进(3GPPLTE)当前，在世界范围内大规模部署基于诸如UMTS (通用移动通信系统)的WCDMA无线访问技术的第三代移动系统(3G)。增强或演进所述技术的第一步需要引入高速下行链路分组访问(HSDPA)和也称为高速上行链路分组访问(HSUPA)的增强上行链路，给出有高度竞争力的无线访问技术。为了对进一步提升的用户需求有所准备并针对新的无线访问技术有竞争力，3GPP 引入了称为长期演进(LTE)的新移动通信系统。LTE被设计用来在下个十年满足对于高速数据和媒体传送、以及高容量语音支持的载波需求。提供高比特率的能力是LTE的关键衡量指标。关于LTE的被称为演进UMTS陆地无线访问(UTRA)和UMTS陆地无线访问网络 (UTRAN)的工作项目(WI)说明书就要被定稿为版本8(LTE Rel. 8)。LTE系统代表有效的基于分组的无线访问和无线访问网络，其以低延迟和低成本提供完整的基于IP的功能。详细的系统要求在 3GPP TR 25.913( "Requirements for Evolved UTRA(E-UTRA)and Evolved UTRAN (E-UTRAN) ”，版本 8.0.0，2009 年 1 月)(可在 http://www. 3gpp. org 获得，通过引用包含于此)中给出。在LTE中，为了使用给定频谱实现灵活的系统部署，指定了可调整的多个传送带宽，诸如1.4、3. 0、5. 0、10. 0、15. 0和20. OMHz0在下行链路中，基于正交频分复用(OFDM) 的无线访问由于低码元速率而对于多径干扰(MPI)具有固有的抗干扰性，使用了循环前缀 (CP)，并且与不同的传送带宽安排相关(affinity)，所以，采用所述基于正交频分复用的无线访问。在上行链路中，因为在考虑到用户设备(用户设备)受限的发送功率而对峰值数据率进行的改进中，优先提供宽的区域覆盖，所以采用基于单载波频分多址(SC-FDMA)的无线访问。采用了很多关键的分组无线访问技术，包括多输入多输出(MIMO)信道传送技术， 且LTE版本8中实现了高效控制的信令结构。分组调度和共享信道传送在采用分组调度的现代无线通信系统中，至少部分空中接口资源被动态地分配给不同的接收装置。在通信系统中，典型地，分组调度是由网络节点(典型地，节点B或基站) 进行的，且所述接收装置通常是终端或用户设备(UE)。在高级的通信系统中，还可以采用充当节点B和用户设备之间的中间收发节点的所谓的“中继节点”(RN)或“中继”。由于中继节点以与用户设备相同的方式连接到节点B，因此节点B必须分配资源给用户设备以及范围内的中继节点。
从使资源分配在通信系统内已知的角度，可以将节点B (有时也称为eNB或eNode B)看作发送装置，同时，中继节点和用户设备充当接收装置。本领域技术人员将认识到，取决于资源分配实际上分配发送还是接收，节点B、中继节点或用户设备中的任一个可以充当发送装置或接收装置。下文中，假定关于所描述的使资源分配已知的情景来定义“发送装置”和“接收装置”的角色。简而言之，这是通过节点B发送携带资源分配信息的控制信道、 并且中继节点和用户设备接收所述控制信道而实现的。通常，将动态分配的资源映射到至少一个SDCH(共享数据信道)，所述SDCH对应于例如以下设置-在多个MS之间动态地共享CDM(A)(码分多址)系统中的一个或多个码字 (code)；-在多个MS之间动态地共享OFDM(A)系统中一个或多个子载波(子频带)；-在多个MS 之间动态地共享 OFCDM(A) (Orthogonal Frequency Code Division Multiplex Access，正交频分与码分多址)或MC-CDM(A)(多载波码分多址)系统中的上述组合。图1示出了具有单SDCH的系统的共享信道上的分组调度系统。子帧反映了调度单元(PHY/MAC调度单元)执行DRA (动态资源分配)的最小间隔。另外，典型地，由时域中的一个子帧和码域/频域中的一个码字/子载波/子频带定义能被分配的最小单位。下文中，将这个单位表示为PRB(物理资源块)。注意到，在时域和码域/频域中执行DRA。分组调度的主要好处如下-TDS(时域调度)的多接收装置分集增益假定至少一些接收装置的信道条件由于快(和慢)衰落而随着时间改变，在给定的时刻，调度单元可以将可用的资源(CDM的情况下是码字，OFDM的情况下是子载波/子频带)分配给具有好的信道条件的接收装置；-动态的接收装置速率适配假定接收装置(接收装置进行的服务)要求的数据速率随着时间动态地改变，调度单元可以动态地改变每个接收装置被分配的资源量。L1/L2控制信令为了向接收装置通知它们的资源分配、已分配的传送传输格式和其他数据相关的信息(例如，HARQ)，需要将L1/L2控制信令发送到接收装置。所述控制信令需要与子帧中的数据复用(假定分配可以在子帧之间变化)。这里，应当注意到，所述分配还可以基于 TTI (传送时间间隔)执行，所述TTI长度是子帧的倍数。在服务区域中，所述TTI长度可以对所有接收装置是固定的，可以对不同的接收装置不同，或者甚至可以对于每个接收装置动态地改变。因此，通常，所述L1/L2控制信令仅需要每TTI发送一次，然而，在一些情况中，合理地，在TTI内重复L1/L2控制信令，以便提高可靠性。以下说明关注一个子帧的恒定的TTI长度，然而，它也同样适用于上述的各种TTI设置。在3GPP LTE版本8中，L1/L2控制信令以TDM的方式与SDCH复用，使得在子帧的前部发送L1/L2控制信令，而在子帧的(剩余的)后部发送SDCH。3GPP LTE版本8中的L1/L2控制信道传送所述PDCCH携带一个或多个被认为是下行链路控制信息(DCI)的消息，每个DCI 相当于L1/L2控制信道消息。应当注意到，术语“下行链路控制信息”只与在下行链路发送的控制信息相关。然而，它包含的消息可以代表下行链路或上行链路资源分配/配置和/
6或其他内容。使用一个或多个所谓的控制信道单元(CCE)发送每个PDCCH，每个CCE与被认为是资源单元组(REG)的四个物理资源单元的九个集合相对应。如例如图8所示，所述CCE都在控制信道(CCH)区域内发送。特定的PDCCH使用的CCE的数量是根据信道条件确定的。通常，每个接收装置必须检查整个控制信道区域以判定是否有任何DCI寻址到(即，指向)所述接收装置。TD 中继关于中继功能，首先假定如图2中示例性示出的布局。节点B发送L1/L2控制和数据到所谓的宏用户设备(UEl)以及中继(中继节点)，且所述中继节点发送L1/L2控制和数据到所谓的中继用户设备(UE2)。进一步假定所述中继节点以时间双工的模式(即，不能同时执行发送和接收操作)操作，如图3所示，随着时间的推移，可以得到非穷举的(non-exhaustive)实体行为。 无论何时所述中继节点处于“发送”模式，UE2都需要接收L1/L2控制信道和SDCH，而当中继节点处于“接收”模式时，即，当中继节点从节点B接收L1/L2控制信道和SDCH时，它不能发送到UE2，因此，在这样的子帧中UE2不能从中继节点接收任何信息。如果UE2不知道它与中继节点关联，则所述情况变得更复杂。本领域的技术人员将理解，在没有中继节点的通信系统中，任何用户设备都可以一直假定至少所述L1/L2控制信号出现在每一个子帧中。为了支持这样的用户设备在中继节点下操作，所述中继节点应当在所有子帧中伪装如此预期的行为。这会导致图4所示的行为。所述中继节点必须在每个子帧中(这里假定为每个子帧的前部中)发送L1/L2控制信道，然后才能切换到接收模式。此外，示出了将中继节点硬件和软件从“发送”调谐到“接收”模式(或者相反)时所需要的“间隙”，典型地，所述“间隙”是子帧的一部分。可以看出，从节点B到中继节点的发送可用的有效时间实际上仅仅是子帧的一部分，如图中虚线框所表示的。在3GPP版本8中，可以通过将子帧 2设置为“MBSFN子帧”实现UE2对于子帧2所表现的行为，即，仅接收与L1/L2控制信令相同的第一部分。由于这么做主要是为了告知UE2不要处理或期望所述子帧的剩余部分，因此，它有时也被称为“伪MBSFN子帧”。在LTE中，要求用于发送诸如“伪MBSFN”的子帧的节点发送这样的子帧的前两个OFDM码元，然后才能切换到接收模式。节点B和中继节点之间的传播延迟如图5所示，通常可以假定多于单个中继节点被部署并连接到节点B。另外，中继节点可以不是静态的，而是可以像用户终端一样移动。例如，中继节点可以被安装在诸如公共汽车、火车或电车的公共交通工具中。无论如何，节点B和至少一个中继节点之间的距离是可变的，使得从节点B到中继节点的信号会出现不同传播延迟。图6使用图5的示例性部署说明了假定中继节点的发送与节点B的发送同步的情况，这是因为，例如对于用户设备应当在节点B和中继节点之间容易地移交的情况或者对于同时多点传送目的，所述情况是有利的。对于伪MBSFN子帧的前两个OFDM码元，节点B、 RNl和RN2同时发送。然后，对于中继节点，要求第一个间隙切换到接收模式，此后接收节点B发送信号直到所述子帧结束之前为止，此时中继节点要求所述第二个间隙在下一个子帧开始之前再次切换回发送模式。
可以看出，取决于所述间隙的长度和节点B与RNl之间以及节点B与RN2之间的信号的传播延迟，中继节点仅能够观测到有限的且至少部分不同的由节点B发送的OFDM码元集合。对于RN1，OFDM码元#1的接收与所述间隙重叠，OFDM码元#12的接收也一样。对于RN2，OFDM码元#2的接收与所述间隙重叠，OFDM码元#13的接收也一样。RNl能够完整地观测到OFDM码元#2至#11，而RN2能够完整地观测到OFDM码元#3至#12。假定在中继节点处采用简单且经济的接收装置，由于它们可能包含很多干扰，因此部分不可见的OFDM 码元不能被使用，因此，应当认为所述部分不可见的OFDM码元被损坏了。从图4可见，中继节点不能检测由节点B发送的子帧的前部，所述前部通常携带 L1/L2控制信息。因此，必须设计新的方法来解决如何将L1/L2控制信令从节点B传递到中继节点。另外，不同的中继节点将能够观测到来自节点B的不同OFDM码元，使得应当采取规定发送L1/L2控制信息，使得所有与节点B关联的中继节点都能够检测和接收所述信肩、ο

发明内容
本发明的一个目的在于，提出用于子帧的新结构，其能够基本上与传播延迟无关地，将用于中继节点的控制信息和数据(中继控制信息或中继数据)传递到中继节点。本发明的另一个目的在于，提出用于所述子帧的调度和子帧生成过程、以及在中继节点中接收到的子帧的处理。独立权利要求的主题解决了所述目的。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。根据一个方面，子帧的结构(即，形成子帧的各个OFDM码元内的内容)考虑到从节点B到中继节点的无线信号的传播延迟，在预期中继节点能够接收的OFDM码元上，从节点B发送用于中继节点的控制信息(中继控制信息)。由于节点B可能不知道无线信号的传播延迟(其在例如中继节点移动的情况下可能改变)，所以，其可通过在子帧中的两个OFDM 码元上发送中继控制信息的至少一部分的副本，来确保可接收到全部中继控制信息。这个概念还可应用于对中继节点的数据(中继数据)的发送、或者对中继节点的参考码元的发送。依据用于将中继控制信息(或中继数据)和其它信息映射到子帧的各个OFDM码元的复用策略，确定将中继控制信息(或中继数据)的哪部分两次包含于子帧的OFDM码元中。例如，如果使用了时分复用，则例如可以将用于中继节点的全部中继控制信息(或中继数据)包含于单个OFDM码元中。在此示例中，在子帧的两个OFDM码元内发送中继控制信息的相同副本。如果使用了 FDM方法，则可将中继控制信息(或中继数据)包含于多个OFDM 码元中的诸如OFDM码元的各个子载波的有限数目的频率资源中。在此情况下，将中继控制信息(或中继数据)的至少一部分包含于两个OFDM码元内。优选地，选择包含中继控制信息(或中继数据)(的部分)的副本的OFDM码元，使得每个中继节点可接收到包括中继控制信息(或中继数据)(的部分)的副本的两个OFDM 码元中的至少一个。由此，尽管节点B可能不知道传播延迟，但其仍可确保各个中继节点能够读取子帧内的由各个中继节点接收数据所需的全部中继控制信息(或中继数据)。在节点B知道无线信号的传播延迟的情况下，即，在节点B知道中继节点可接收到子帧内的OFDM码元的哪个子集的情况下，节点B可根据此知识来将用于中继节点的控制信息(和数据)映射到可由中继节点接收的子帧内的适当的OFDM码元。
在一个示例性实施例中，定义了用于从节点B发送到至少一个中继节点的子帧。 可假定所述子帧包括整数个OFDM码元1至η。所述子帧将数据和控制信息传递到用户设备，所述用户设备经由直接空中接口和/或经由至少一个中继节点与节点B通信。所述子帧还将中继控制信息和/或数据传递到至少一个中继节点(即，一个或多个中继节点)。在 η个OFDM码元中的至少两个OFDM码元j和k内，发送用于至少一个中继节点的相同的中继控制信息。注意，相同的中继控制信息意味着控制信息的含义相同，即，相同的中继控制信息可以经历不同的编码、调制和/或物理资源映射等。 此结构应确保中继节点接收节点B发送的子帧的OFDM码元j或OFDM码元k。换句话说，至少一个中继节点仅能够接收OFDM码元1至η中的OFDM码元的子集，并且，各个中继节点需要至少接收OFDM码元j或k。可被各个中继节点接收的OFDM码元的实际子集例如可取决于在将各个OFDM码元从节点B发送到各个中继节点时所经历的信号传播延迟、 以及在节点B发送子帧的时段内中继节点在发送模式和接收模式之间的切换。具体地，当在所述子帧内中继节点在发送模式和接收模式之间切换时，由此产生的必要的硬件/软件延迟可能导致中继节点不能接收一个或多个OFDM码元。在一个示例中，为了示例性目的，可假定可由中继节点接收到的OFDM码元的子集为OFDM码元j ( > 1)至k (k < η)，并且，OFDM码元j和k传递用于至少一个中继节点的所述中继控制信息(请注意，OFDM码元j至k的此码元范围是可接收到的OFDM码元的最大范围，各个中继节点仅可接收到其子范围，即，OFDM码元j或k)。在另一个示例性实施例中，每个OFDM码元包括在可用带宽的不同子载波上调制的多个调制码元(这里，可用带宽意味着系统中的携带信息的子载波(其不一定等同于在系统中存在的子载波)的带宽)。在此示例中，假定TDM方法，使得将用于各个中继节点的中继控制信息分别调制到OFDM码元j和k的调制码元的至少子集。此外，在此示例中，用于各个中继节点的中继控制信息所调制到的每个OFDM码元j和k内的调制码元的子集可例如对应于整数个控制信道单元。在另一个示例性实施例中，可由至少一个中继节点接收的OFDM码元的子集同样为OFDM码元j (j > 1)至k(k < η)，并且，OFDM码元j和k传递用于至少一个中继节点的所述中继控制信息的一部分的副本，而将用于至少一个中继节点的所述中继控制信息的其余部分调制到OFDM码元j至k的所述子集的至少一个其它OFDM码元。在用于复用中继控制信息的此FDM方法中，每个OFDM码元例如可以包括在可用带宽的不同子载波上调制的多个调制码元，并且，将用于各个中继节点的中继控制信息映射到OFDM码元j至k内的多个调制码元。在本发明的另一个实施例中，形成子帧的OFDM码元1至η中的最先的m个OFDM 码元1至m(m < η)经由直接空中接口来传递用于与节点B通信的用户设备的控制信息。本发明的另一个方面是中继节点从节点B接收子帧的操作。因而，本发明的另一个实施例是提供用于在子帧的持续时间内操作中继节点的方法。子帧被划分为多个OFDM 码元。所述方法包括在子帧的所述持续时间内，中继节点在发送模式和接收模式之间切换。此外，当处于发送模式时，中继节点在子帧内的OFDM码元的第一子集内，发送用于经由直接空中接口连接到中继节点的接收装置的控制信息，而当处于接收模式时，中继节点从节点B接收所述子帧内的OFDM码元的第二子集，其中，所述OFDM码元的第二子集包括包含用于中继节点的相同的中继控制信息的两个OFDM码元(表示为j和k)中的至少一个。在本发明的另一个实施例中，根据这里呈现的各个实施例中的一个来构造子帧。在本发明的另一个实施例中，中继节点从携带中继控制信息的两个OFDM码元中的至少一个(即，从码元j和/或k)提取中继控制信息。在OFDM码元的所述第二子集内， 中继节点使用所提取的中继控制信息来解码/提取从节点B发送到中继节点的数据。在一个示例中，OFDM码元的第二子集为OFDM码元j至k_l或OFDM码元j+Ι至k， 并且，中继节点从所述子帧的OFDM码元j至k-Ι或OFDM码元j+Ι至k提取中继控制信息， 以使用它们来解码/提取由节点B发送到中继节点的(用户)数据。在一些实施例中，子帧的发送定时在节点B和中继节点之间是同步的。可选地，如果子帧的发送不同步，那么，有利地，节点B能够知道由节点B和中继节点发送的子帧的发送定时中的时移。本发明的另一个方面是节点B在下行链路上发送子帧的操作。根据本发明的另一个实施例，提供了用于节点B发送形成子帧的η个OFDM码元的方法。根据此方法，节点B 对用户设备和中继节点进行调度，由此，基于每个子帧来决定要分配到形成子帧的OFDM码元中的用户设备和中继节点。节点B还遵循在子帧的η个OFDM码元之中的至少两个OFDM 码元(表示为j和k)内发送被调度的中继节点的相同的中继控制信息的规则，来生成形成子帧的η个OFDM码元。随后，节点B发送子帧。在本发明的另一个实施例中，在生成子帧时，节点B遵循另一个规则，S卩将去往中继节点的中继控制信息和数据映射到可由各个中继节点接收到的子帧的OFDM码元上。在本发明的另一个实施例中，在生成子帧时，节点B遵循下面的其它规则-将与去往用户设备的数据相关的控制信息映射到子帧中的最先的m个OFDM码元，所述用户设备经由直接空中接口与节点B通信；以及-将去往用户设备的数据映射到子帧中的除了最先的m个OFDM码元之外的OFDM码元。在本发明的另一个实施例中，节点B根据这里描述的各个实施例来生成子帧。在本发明的另一个实施例中，节点B在生成用于发送的子帧时，依据节点B和各个中继节点之间的已知的或估计的信号传播延迟，来判定将被分配的各个中继节点的中继控制信息包括到子帧的OFDM码元j中还是OFDM码元k中。由此，在此实施例中，假定节点B 具有使能够进行信号传播延迟的估计的可用信息，节点B在将用于中继节点的中继控制信息(和用户数据)映射到子帧内的特定OFDM码元时将考虑所述信息。在本发明的另一个实施例中，当生成用于发送的子帧时，节点B依据节点B和各个中继节点之间的已知的或估计的信号传播延迟，来判定将被分配的各个中继节点的中继控制信息包括到子帧的OFDM码元j至k-Ι中还是OFDM码元j+Ι至k中。本发明的另一个实施例提供了通信系统中的用于在子帧内发送和接收数据的中继节点。所述中继节点包括处理单元，用于在子帧的所述持续时间内，在发送模式和接收模式之间切换；发送单元，用于在所述发送模式中，在子帧内的OFDM码元的第一子集内，发送用于经由直接空中接口连接到中继节点的接收装置的控制信息；以及接收单元，用于在所述接收模式中，从节点B接收所述子帧内的OFDM码元的第二子集，OFDM码元的所述第二子集包括包含用于中继节点的相同的中继控制信息的两个OFDM码元(j和k)中的至少一个。根据本发明的另一个实施例的中继节点还包括执行用于操作根据这里描述的各个实施例中的一个的中继节点的方法的单元。本发明的另一个实施例提供了用于发送形成子帧的η个OFDM码元的节点B。所述节点B包括调度单元，用于由所述节点B对用户设备和中继节点进行调度，由此基于每个子帧来决定要分配到形成子帧的OFDM码元中的用户设备和中继节点；以及处理单元，用于生成形成子帧的η个OFDM码元，以便遵循在子帧的η个OFDM码元之中的至少两个OFDM码元(j和k)内发送用于被调度的中继节点的相同的中继控制信息的规则。此外，所述节点 B包括发送单元，用于由所述节点B发送子帧。根据本发明的另一个实施例的节点B还包括执行根据这里描述的各个实施例中的一个的由节点B发送η个OFDM码元的方法的步骤的单元。本发明的另一个方面是以软件实现各个方法。根据另一个实施例，本发明提供了计算机可读介质，其存储指令，当由中继节点的处理单元执行所述指令时，使中继节点在子帧的持续时间内，在发送模式和接收模式之间切换，并在所述发送模式中，在子帧内的OFDM 码元的第一子集中，发送用于经由直接空中接口连接到中继节点的接收子帧的控制信息。 此外，所述指令使中继节点在所述接收模式中，从节点B接收所述子帧内的OFDM码元的第二子集，OFDM码元的所述第二子集包括包含用于中继节点的相同的中继控制信息的两个 OFDM码元(j和k)中的至少一个。根据本发明的另一个实施例的计算机可读介质存储指令，当由中继节点的处理单元执行所述指令时，使中继节点执行用于操作根据这里描述的各个实施例中的一个的中继节点的方法的步骤。本发明的另一个示例性实施例涉及计算机可读介质，其存储指令，当由节点B的处理单元执行所述指令时，使节点B发送由节点B形成子帧的η个OFDM码元。所述指令使所述节点B对用户设备和中继节点进行调度，由此基于每个子帧来决定要分配到形成子帧的OFDM码元中的用户设备和中继节点，并遵循在子帧的η个OFDM码元之中的至少两个 OFDM码元(j和k)内发送用于被调度的中继节点的相同的中继控制信息的规则，来生成形成子帧的η个OFDM码元。此外，存储在所述计算机可读介质上的指令在由节点B的处理单元执行时，还使所述节点B发送子帧。根据本发明的另一个实施例的计算机可读介质存储指令，当由节点B的处理单元执行所述指令时，使节点B执行根据这里描述的各个实施例中的一个的由节点B发送η个 OFDM码元的方法的步骤。


下面，通过参照附图来更详细地描述本发明。用相同的附图标号来标记图中的相似或相应的细节。图1示出了在LTE版本8系统的共享数据信道(SDCH)上的用于四个接收装置的示例性分组调度，8/18 页图2示出了节点B (eNB)、中继节点(RN)、以及两个用户设备(UEl和UE2)的示例性网络结构，图3示出了图2的实体关于在发送模式和接收模式下的操作的示例性行为，图4示出了在增强的通信系统中，图2的实体关于在发送模式和接收模式下的操作的示例性的向后兼容的行为，图5示出了例示本发明的概念所依据的节点B(eNB)、多个中继节点(RNl和RN2) 以及多个用户设备的另一个示例性网络结构，图6示例性地图示了在不同的中继节点上从节点B接收子帧、以及中继节点的发送窗和接收窗，其考虑到在节点B (eNB)和中继节点(·1和RN2)之间的传送信号的可变传播延迟、以及在子帧内中继节点在发送模式和接收模式之间的切换，图7和8示出了用于由节点B发送到中继节点的示例性子帧，其假定如图6所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换，图9至12示出了根据本发明的不同实施例的由节点B发送到中继节点的不同的示例性子帧，其假定如图6所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换，图13示例性地图示了在不同的中继节点上从节点B接收子帧、以及中继节点的发送窗和接收窗，其考虑到在节点B (eNB)和中继节点(·1和RN2)之间的传送信号的可变传播延迟以及在子帧内中继节点在发送模式和接收模式之间的切换，所述中继节点RNl远离节点B，图14示出了根据本发明的实施例的用于由节点B发送到中继节点的示例性子帧， 其假定如图13所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换，图15至19示出了根据本发明的不同实施例的由节点B发送到中继节点的不同的示例性子帧，其假定如图6所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换，图20示出了根据本发明的另一个实施例的由节点B发送到中继节点的用于高级 3GPP LTE系统的另一个的示例性子帧，其假定如图6所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换，图21示例性地图示了在不同的中继节点上从节点B接收子帧、以及中继节点的发送窗和接收窗，其考虑到在节点B (eNB)和中继节点(·1和RN2)之间的传送信号的可变传播延迟以及在子帧内中继节点在发送模式和接收模式之间的切换，下行链路子帧的发送定时在节点B和中继节点之间不同步，图22示出了根据本发明的另一个实施例的用于由节点B发送到中继节点的示例性子帧，其假定如图21所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换， 以及图23和M示出了根据本发明的不同实施例的由节点B发送到中继节点的不同的示例性子帧，其假定如图6所示的传送信号的可变传播延迟以及中继节点的操作模式的切换。
具体实施例方式
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下面的段落将描述本发明的各个实施例。仅为了示例性的目的，关于根据在上面的“背景技术”部分中讨论的LTE及其当前发展的进步的(演进)通信系统，描述了多数实施例。对考虑到在传送子帧期间的传播延迟以及中继节点处的发送模式及接收模式之间的切换，定义适于向中继节点发送的子帧格式的问题，图6中示例性地示出了一个可能的解决方案。图6(在时间-频率域中)示出了包括η= 14个OFDM码元的子帧。针对直接连接到节点B的接收节点(即，用户设备)的L1/L2控制信息(也称为PDCCH)包括在最先的m = 2个OFDM码元#0和#1中。两个中继节点RNl和RN2 (与图5相比对)都能够从节点B接收数据的区域的范围是从OFDM码元#3至#11。因此，为了确保所述两个中继节点都能够接收到针对它们自身的控制信令，发送针对中继节点的L1/L2控制信息的中继控制信息区域应位于可被所述两个中继节点接收的OFDM码元#3至#11的范围内。此外，有利地，将中继控制信息映射到子帧中的位于或接近发送参考码元的那些OFDM码元的中继控制信道区域，以便提高用于中继控制信道的解调的信道估计的准确度。例如，在子帧包括14个OFDM码元的子帧的LTE结构中，至少OFDM码元#7包括参考码元。由此，在图7中示出的示例中，在OFDM码元#7中连同参考码元(为了简化而未示出)一起发送用于将L1/L2控制信息传递到中继节点的中继控制信道(RCC)。OFDM码元#0 和#1携带针对LTE用户设备的L1/L2控制信道(CCH)(也统称为去往用户设备的物理下行链路控制信道(PDCCH))。通常，码元#2至#13携带共享数据信道，即，(用户)数据(请注意，为了简化而未示出发信号通知用户设备的用户数据)。然而，根本不应使用码元#2、 #12和#13，或者，至少不应在这些OFDM码元上调度和发送用于中继节点的信息。如前所述，OFDM码元#2、#12和#13不能位于每个中继节点的接收窗之内。由此，仅OFDM码元#3 至#6和#8至#n应携带中继数据信道(RDC)。图8中示出了略简要的版本的同一图的可替换表示，其假定中继控制信息(RCC区域)的时间复用。从图7和图8中可以看到，使用此解决方案，子帧的η = 14个OFDM码元之中的三个不能用于向中继节点传递信息。为了进一步增大用于向中继节点发送(用户)数据的容量，本发明的一个方面提出了增强的子帧结构。根据本发明的此方面，在多个OFDM码元(η个OFDM码元)上发送中继控制信息(或发送到中继节点的数据)，使得每个中继节点能够检测到那些OFDM码元中的至少一个。优选地，那些码元中的中继控制信道(相应地，中继数据信道)的内容相同。例如，对于基于LTE的移动通信系统，因为在执行资源规划(调度)和将控制信道信息映射到物理信道资源(即，映射到资源单元组或控制信道单元(CCE))时不需要考虑各个接收装置的接收窗，所以所提出的解决方案可减小控制信道(或数据信道)布局算法的复杂度，参见3GPP TS 36. 211,"Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)； Physical Channels and Modulation (Release 8) version 8. 6. 0, section 6. 8,其可在 http: //www. 3gpp. org上获取，并通过引用并入于此。图9和图10示出了根据本发明的此方面构造的示例性子帧。同样，假定子帧包括 η = 14个OFDM码元，其中，具有索引#0和#1的最先的m = 2个OFDM码元用于用户设备的L1/L2控制信道(PDCCH)。当然，仅为了示例性的目的而选择了参数η和m，并且其可变化。同样，也可将用于用户设备的控制信道包含于除了子帧的开头之外的不同位置，尽管这在执行资源规划(调度)和控制信道信息的映射时可能更难以处理，但无论如何这是可能的。在图9和图10中示出的本发明的示例性实施例中，假定中继节点在形成子帧的 OFDM码元的子集或子范围中具有不同的接收窗。假定至少一个中继节点可接收的最早的 OFDM码元为OFDM码元#2 (索引j)，而至少一个中继节点可接收的最后的OFDM码元为OFDM 码元#12(索引k)。因此，假定中继节点的接收窗跨越OFDM码元#2至#11(即，j至k_l) 或OFDM码元#3至#12 (即，j+Ι至k)。由此，如果将中继控制信息映射到OFDM码元#2和 #12，则节点B的无线小区中的所有中继节点都可在其各自的接收窗内接收OFDM码元#2或者OFDM码元#12。因此，应在所述两个OFDM码元中发送针对中继节点的L1/L2控制信道信息(中继控制信息)。有利地，在OFDM码元#2中包含的中继控制信息与在OFDM码元#12 中包含的所述信息相同。通过将图9和图10与图7和图8比较可以认识到，与根据图6、7和8的解决方案中的8个不连续的OFDM码元相比，根据本发明的此方面的示例性子帧使得能够使用9个连续的OFDM码元来用于对中继节点的用户数据传送。此外，节点B可以不考虑所关联的中继节点的接收窗而构造中继控制信道，只要每个中继节点能够检测到至少一个中继控制信道 (RCC)区域即可。这可通过对网络基础结构和小区进行适当地规划而确保。如上所示，示例性的子帧结构包含η = 14个OFDM码元。然而，还可将本发明的方面应用于其他情形(例如，在仅η= 12个OFDM码元的情况下)。可保留本发明的上述方面的基本概念将子帧中的只有部分接收装置(中继节点)可观测到的OFDM码元中发送的信息，在剩余接收装置可观测到的OFDM码元中进行重复。由此，如果例如在同一 OFDM码元中发送用户/中继数据和用于中继节点的控制信息，则此概念不仅可用于去往中继节点的控制信息，还可用于用户/中继数据。这里，用户数据表示去往用户设备的数据，而中继数据表示去往中继节点的数据。此外，还可存在这样的情形相对于实际嵌入单个OFDM码元的L1/L2控制消息，中继控制信道(RCC)区域需要包含更多的用于中继节点的L1/L2控制消息。图11中示出了 OFDM码元#2的内容在OFDM码元#11中重复，并且，OFDM码元#3的内容在OFDM码元#12 中重复的示例。然而，由于通常可假定与节点B关联的小区中的中继节点的数目基本上小于与节点B关联的用户设备的数目，所以，如果频域中有充足空间可用，则假定一个OFDM码元就足够了。图12中示出了根据本发明的另一个实施例的示例性子帧的另一个可能方式。在此示例中，与通过参照图8和图10提出的解决方案相结合，以在子帧内提供充足的容量来在RCC区域中传递中继控制信息。假定对中继控制信息进行TDM复用，OFDM码元#2同样在OFDM码元#12中重复，同时，当引用与图5中示出的情形同样的通信系统的示例性结构时，OFDM码元#7中的中继控制信息可被所述两个节点RNl和RN2接收。这里，因为可进一步假定OFDM码元#7还携带参考码元，所以可以选择OFDM码元#7来携带未被嵌入OFDM码元#2(相应地，#12)中的过量的用于中继节点的中继控制信息，由此，改善了中继控制信息的检测。应注意，还可在可由所述两个(所有)中继节点接收的任意其他OFDM码元上传递所述过量的中继控制信息。同样地，在由图12中示出的子帧结构提供的用于中继控制信息的容量不足的情况下，可将所述结构扩展以包括可由所述两个(所有)中继节点接收的更多OFDM码元，以用来增大整个RCC区域。实质上，还可与所包含的信息从OFDM码元到OFDM码元的跳频相结合来考虑图12 的此示例性实施例，同时，仍保留这样的概念在OFDM码元#2中的被映射用于中继节点的 L1/L2控制信道的内容应与OFDM码元#12中的所述内容相同。例如，可通过在频率单元#6 上的OFDM码元#12中重复在频率单元#1上的OFDM码元#2中包含的信息，来实现跳频效果。此外，在假定控制(DCI)信息占用例如两个CCE时，可实现额外的跳频。在此情况下， 可在频率单元#1上的OFDM码元#2中发送第一个CCE，可在频率单元#9上的OFDM码元#7 中发送第二个CCE，并且，可在频率单元#6上的OFDM码元#12中重复第一个CCE。可在真实系统中出现的另一个情形为传播延迟和用于在中继节点的发送模式和接收模式之间切换的处理间隙大于甚至单个OFDM码元。对于具有η = 14个OFDM码元的 LTE帧结构，包括循环前缀的典型的OFDM码元的长度约在71. 3和83. 4微秒的范围中。假定光速为 300. 000米/秒，则这等同于大约21和25千米之间的距离(尽管对于此计算可不考虑循环前缀，从而导致略小的距离)。在最小和最大距离超过所述范围时部署几个中继节点的情况下，可出现图13中示例性示出的情形。在此情形中，位于远离节点B的中继节点(这里是RNl)的接收窗可完全覆盖OFDM码元#1至#10，这不同于先前所示的在图7 至12中示例性绘出的接收窗。图14中例示了可用于已知中继节点位于远离节点Β(例如， >25千米)的情况的根据本发明的另一个实施例的示例性子帧。在此示例中，假定存在距节点B非常远的中继节点RN1，使得其接收窗覆盖OFDM码元#1至#10，同时，中继节点RN2 位于接近节点B，使得其接收窗覆盖OFDM码元#3至#12。在此示例性子帧中，OFDM码元#1 的内容传递中继控制信息(以及可选地，用于用户设备的L1/L2控制信息)，并在OFDM码元 #12中被重复，使得也可由RN2接收中继控制信息。可以考虑LTE系统，假定用于用户设备的L1/L2控制信息(PDCCH)(在图中标注为 CCH)包含于OFDM码元#0和#1中。在此情况下，因为用于传递中继控制信息的OFDM码元 #1的内容可能需要包含用于用户设备的至少某些L1/L2控制信息，而这对于在之后的OFDM 码元中重复来说不可行，所以，所述OFDM码元#1 (即，RCC区域的一部分)可能不是最优解决方案。因而，在替代实现方式中，例如如图8所示，可在OFDM码元#2中预见到RCC区域， 使得RNl可以接收所述RCC区域。另一个示例性替代实现方式将使用图14中示出的子帧结构，其中，仅与中继节点相关的控制信息(DCI)才在OFDM码元#12中重复，而不是也重复用于用户设备的控制信息，即，码元#1的用户设备相关的DCI信息。当然，如果存在对中继节点的传播延迟甚至大于先前的示例，使得中继节点的接收窗可覆盖OFDM码元#0至#9的情形，则参照图14的上述方法可在加上必要的变更的基础上应用，以将已经在OFDM码元#0中的中继控制信息置于节点B发送装置侧上。在上面通过参照图6至10和14讨论的示例中，已为了示例性的目的而假定对子帧中的中继控制信息和中继数据信道(RDC)区域进行了时分复用，使得中继控制信息被嵌入单个OFDM码元。携带中继控制信息的OFDM码元在子帧内重复，使得无论中继节点的实际接收窗，每个中继节点都可接收携带中继控制信息的OFDM码元中的至少一个。为此目的， 携带中继控制信息的OFDM码元是可被中继节点接收的子帧的OFDM码元的范围内的最先的和最后的OFDM码元(相对于它们的信号索引)(在上面通过参照图6至10和14讨论的示例中，是OFDM码元k = 2至j = 12)。在本发明的另一个实施例中，可将此思想扩展到跨越多个OFDM码元而映射中继控制信道的情形(例如，在与中继数据信道的频率复用中)。图15中示出了将用于中继节点的控制信息映射到子帧的OFDM码元的FDM方法的情况下的示例性子帧结构。在图15中， 用于中继节点的中继控制信息不仅限于码元#2和#12。根据图15中例示的本发明的示例性实施例，仍将相同的控制信息映射到子帧中的可被中继节点接收的OFDM码元的范围中的最先的和最后的OFDM码元。在此示例中，可被中继节点接收的OFDM码元的范围是索引#2至#12，在OFDM码元#12中重复映射到OFDM 码元#2的用于中继节点的控制信息的一部分的相同副本。假定每个中继节点的接收窗大小为10个OFDM码元长，则每个中继节点将能够检测到中继控制信息的所有部分，所述中继控制信息要么在OFDM码元#2至#11中，要么在 OFDM码元#3至#12中。当然，为了检测中继控制信道内容，应按照节点B发送的次序来解释码元，即，接收OFDM码元#3至#12的中继节点可在解码之前对码元的内容进行重排。在中继节点知道其接收窗的情况下，可通过使用码元#2、#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9、#10、#11 (对于RNl)的次序、或者使用#12、#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9、#10、#11 (对于RN2)的次序，相应地采用其RCC检测算法。即使在中继节点不知道其接收窗的情况下，也可根据上述方法来创建两个假设， 之后检查所述两个假设中的哪个包含合理的内容。例如，校正码元内容的次序的一个暗示可以是在中继控制信道区域中或各个控制信息内包括的CRC校验和或奇偶校验和。在图15中，已示例性地假定中继控制信道区域被限制到OFDM码元的特定频率范围(例如，子频带或子载波)。然而，如图16的另一个示例所示，还可将中继控制信息映射到OFDM码元的不同的调制码元，S卩，映射到OFDM码元带宽的不同的子频带或子载波。在图 16的示例中，根据预定的模式，将中继控制信息映射到子帧的OFDM码元，产生跨越时域/频域而分散的中继控制信道区域。此外，在此示例中，在码元#12中重复码元#2中的中继控制信息的部分。在本发明的各个实施例中，通常，将中继控制信道与用于用户设备的数据信道或中继数据信道进行频率复用。换句话说，将频率范围的一部分保留或用于中继控制信息 (RCC)，而将子帧的另一部分保留或用于用户设备或中继数据信道。在这样的情况下，如图 15中的示例所示，通过使相同的数据映射到RCC的最先和最后的OFDM码元而保留该思想的基本原理。如前所述，中继控制信道区域应包含用来指明用于接收装置的SDCH资源的Li/ L2控制信息、或者用来为接收装置分配由该接收装置进行发送所要使用的资源的L1/L2控制信息。因此，在中继的情况下，中继L1/L2控制信道应指明数据被分配给RN的资源、或要被中继节点用来发送到节点B的资源。尽管以共享方式映射和发送控制信道是有益的并因此而应用本发明，但可在节点B上有益地采用有关RN的接收窗的知识。例如，在图15中， 在节点B向RNl分配资源#1至#5、且知道RNl的接收窗是如所示出的OFDM码元#3_#12的情况下，节点B不需要在那些频率资源上的OFDM码元#2中发送用于RNl的RDC内容，这是因为，其知道这样的信息无论如何不能被Ml接收到。因此，那些资源可以是空的，即，对那些资源发送0传送功率。在图17中，示出了节点B进一步使用有关中继节点的接收窗的知识的本发明的另
16一个实施例。如果节点B知道RNl可接收OFDM码元#2、且RN2可接收OFDM码元#12，则优选地，其将用于RNl的数据的一部分(RDCl)置于OFDM码元#2，并将用于RN2的数据的一部分(RDC2)置于OFDM码元#12。在还知道RNl不能接收OFDM码元#12、且RN2不能接收 OFDM码元#2的情况下，节点B将避免将RDCl内容置于OFDM码元#12以及将RDC2内容置于OFDM码元#2。尽管在本发明的先前的示例性实施例中提及，在用于中继节点的第一和第二控制信道区域(例如，在OFDM码元#2和#12中)中包含中继控制信息的(部分的)相同副本， 但在最底层的细节上中继控制信息不一定相同。所述两个区域中的信息能够同等地用于重构相同的信息就足够了。例如，参见图10，在中继控制信道区域(RCC区域)内，可以发送用于中继节点的两个L1/L2控制信道消息。每个中继控制信道区域(在图10的示例中分别为OFDM码元#2和#1 内的详细映射可为在第一中继控制信道区域的第一部分中(例如，在频率资源#0至#4上的OFDM码元#2中)发送L1/L2控制信道消息，而在第二中继控制信道区域的第二部分中(例如，在频率资源#5至#9上的OFDM码元#12中)发送相同的消息。因此，仅检测到第一中继控制信道区域(例如，OFDM码元#2)的中继节点可在第一中继控制信道区域的第一部分中检测到第一 L1/L2控制信道消息，而在第一中继控制信道区域的第二部分中检测到第二 L1/L2控制信道消息，仅检测到第二中继控制信道区域(例如，OFDM码元#12)的中继节点可在第二中继控制信道区域的第一部分中检测到第二 L1/L2 控制信道消息，在第二中继控制信道区域的第二部分中检测到第一 L1/L2控制信道消息。在中继控制信息可以是被映射到CCE的DCI信息的LTE版本8的环境中，这意味着尽管DCI信息自身应为相同的，但是用于中继节点的DCI信息例如可被映射到第一中继控制信道区域中的CCE的第一集合，而不一定将用于此DCI的相同的CCE用于第二中继控制信道区域。与图11的扩展相结合，这意味着仅需要在第一 RCC区域(码元#2和#3)中发送的任何DCI信息也出现在第二 RCC区域(码元#11和#12)中，于是，#2和#11之间以及#3和#12之间不必在OFDM码元级别上严格相同。图19示出了子帧的另一个示例性实施例。图19强调可如何改变中继控制信息的映射，以实现用户控制信道的频率分集(为了简化，未示出与RCC无关的内容)。假定两个 L1/L2控制信道需要被一起发送到RNl和RN2(由“RCC1 ”和“RCC2”指定)，可产生映射，使得将控制信息的第一部分映射到频率资源#0，而将第二部分映射到频率资源#m。通过各个箭头示出了该转变。与上述示例性实施例同样，映射到OFDM码元#2和#12的RCCl的内容应相同，并对于RCC2加上必要的变更。在另一个示例性实施例中，上面概述的用于RCC码元的概念还可应用于如18中例示的中继数据信道(RDC)或中继参考码元(RRS)。将此概念应用于RDC(即，用于中继节点的数据)，由于调度单元在执行资源规划时不需要考虑各个接收装置的接收窗，因此这可进一步降低调度单元的复杂度。对于RRS，通过使用上面对于将RCC映射到子帧的OFDM码元而概述的概念，可提高信道估计准确度或提高接收装置的时间和/或频率同步。在一个变型中(未在图18中示出)，RRS可仅包含于没有其它参考码元的OFDM码元上，例如，包含于OFDM码元#2、#3、#5、#6、#8、#10上，以避免与LTE版本8子帧结构的可能的冲突。这样的RSS可为共用的(S卩，对所有RN)、或专用的(S卩，对包括波束形成等的单个RN)，或上述两者。
还应提及，图18示出了用于将RCC、RDC和RSS复用到子帧的OFDM码元的FDM方法。本领域的技术人员将理解基本原理是OFDM码元#2中的这些信道的各个部分的内容应与OFDM码元#12中的相同。在本发明的另一个实施例中，将这里对于RCC码元所述的概念应用于对中继节点的数据(即，RDC)的发送。例如，RDC数据还可在子帧中的可由一个中继节点接收的最先和最后的OFDM码元中被(部分地)重复。RDC数据可以TDM方式(S卩，在一个OFDM码元中发送一类的数据/信息)、或FDM方式(即，在子帧的OFDM码元的特定频率范围(S卩，子频带或子载波)中发送一类的数据/信息)、或TDM/FDM方式(不同类型的数据/信息可在子帧的各个OFDM码元中)，与诸如中继控制信息(RCC)、用于用户设备的控制信息(CCH)和/或用于用户设备的数据的其它信息或数据复用。在一个示例性实现方式中，可在子帧中的处于不同的中继节点的接收窗内的OFDM 码元中发送RCC(即，不需要重复中继控制信息)。例如，可以将RCC频率复用到在不同的中继节点的接收窗的重叠部分中的OFDM码元的给定的频率范围。可在子帧中的处于不同的中继节点的接收窗的重叠部分内的OFDM码元中发送 RDC的一部分，而在子帧中的不处于不同的中继节点的接收窗内的重叠部分的OFDM码元中发送RDC的其余部分。图23示出了根据此实施例的子帧的示例，在所述子帧中，最先的两个OFDM码元 (#0和#1)完全用于不是针对中继节点(例如，针对用户设备)的控制信道(CCH)传送。假定至少一个中继节点可接收的最先的OFDM码元为OFDM码元#2 (索引j)，而至少一个中继节点可接收的最后的OFDM码元为OFDM码元#12 (索引k)。因此，假定中继节点RNl和RN2 的接收窗跨越OFDM码元#2至#11 (即，j至k-Ι)或OFDM码元#3至#12 (即，j+Ι至k)。此外，OFDM码元#3至#11的一部分(频率索引#0)用于对中继节点发送RCC (RCC 区域)，选择起始和结束码元，使得RCC区域是中继节点RNl和RN2的接收窗的重叠区间，由此确保可从所述两个中继节点读取RCC。将RDC分为两个主要区域。RDC区域1在时域中(与RCC区域同样)包括可由所述两个中继节点RNl和RN2接收的OFDM码元，在频域中包括频率索引#1至#9。用于中继节点RNl和/或RN2的数据可在此区域中发送。通过中继节点RNl的接收窗中的OFDM码元内的未被RDC区域1和RCC区域占用的频域资源(即，在此示例中是OFDM码元#3的频率索引#1至#9)，来形成RDC区域加。通过中继节点RN2的接收窗中的OFDM码元内的未被RDC区域1和RCC区域占用的频域资源 (即，在此示例中是OFDM码元#12的频率索引#1至#9)，来形成另一个RDC区域2b。如果在RDC区域2b (即，在接收窗之外)中发送针对中继节点RNl的RDC数据，则其不能被中继节点RNl恢复，而且，如果在RDC区域加中发送针对中继节点RN2的RDC数据，则情况也是如此。由此，节点B可确保仅在中继节点RNl的接收窗(即，RDC区域1和 RDC区域2a)的OFDM码元内映射和发送针对中继节点RNl的RDC数据，而仅在中继节点RN2 的接收窗(即，RDC区域1和RDC区域的OFDM码元内映射和发送针对中继节点RN2的 RDC数据。可替换地，在另一个实现方式中，发送装置确保RDC区域加和RDC区域2b的内容相同，即，将相同的RDC数据(中继节点RNl和/或中继节点RN2)映射到OFDM码元#3 (#j+l)和#12 (#k)。随后，发送装置不需要在发送/调度之前知道各个接收窗，但可在不考虑中继节点能够接收到OFDM码元#3 (#j+l)或#12(#k)的地址的情况下发送RDC数据。因此，在此实现方式中，发送装置不需要知道中继节点(相应地，其接收窗)之间的定时关系，而是知道所有中继节点能够接收哪些OFDM码元、以及部分中继节点仅能够接收子帧的哪些OFDM 码元就足够了。例如，可通过诸如eNodeB的节点和中继节点之间的控制信令、反馈信令、网络/站点规划和/或设置，来得到此知识。在另一个改进的实现方式中，将参考信号(RRS)也映射到子帧的各个资源单元。 例如，可预定义用于映射RRS的模式。如果要在RDC区域加或2b中的一个中发送RRS信号，则还可在相应的另一个RDC区域2b或加中分别发送同样的RRS信号。此外，作为根据本发明的另一个实施例的可替换示例性实现方式，不一定将RCC 区域频率复用到子帧的特定频率范围，而是可在时域中将其映射到子帧的处于中继节点的接收窗的重叠区域中的OFDM码元的子集，且在频域中映射到给定的特定频率范围。图对中示出了所述子帧的一个示例性结构。该子帧的未被用于RCC(CCH或RRS)的所有其它资源可用于将数据发信号通知到中继节点(和/或用户设备)，并定义RDC区域1 (相应地，RDC 区域2a和2b)，如图23所示。在另一个示例性实施例中，如果节点B具有关于至少某些中继节点的接收窗的知识，则节点B还可修改其发送的用于控制信道的信号。在此情况下，对于节点B知道其接收窗的给定中继节点的中继控制信息，节点B不必在发送窗之外发送相同的信息。例如，如果节点B知道RNl接收到OFDM码元#2而不是#12，则其不需要在OFDM码元#12中发送针对 RNl的DCI信息。替代地，在此情况下，OFDM码元#12可排他地包含针对节点B知道其能够接收到OFDM码元#12的RN的中继控制信息，或者，其(除了 OFDM码元#2之外)包含针对节点B不知道其接收窗的RN的中继控制信息。优选地，在任一情况下，OFDM码元中的不需要发送的CCE或通常的资源将被删减或无效，即，不对那些资源发送功率。图20示出了根据本发明的另一个示例性实施例的子帧的示例。图20图示了在引入到LTE环境的情况下的、节点B发送的子帧结构的构造。为了示例性目的，仅考虑子帧的单个物理资源块(PRB)，存在12个子载波(在纵轴上标注为#0至#11)和12或14个OFDM 码元(这里仅示例性地示出了后者，在横轴上标注为#0至#13)——参见3GPP TS 36.211， section 6. 2。OFDM码元#0和#1携带包含用于连接到节点B的用户设备的DCI (L1/L2控制信道或PDCCH)的CCH区域。OFDM码元#2至#12携带针对中继节点的信息。在那些码元中，子载波#0至#3携带RCC的CCE中的DCI (中继控制信息)、以及(可选的)参考码元(RRS)， 而子载波#4至#11在RDC区域中携带针对中继节点的SDCH数据。假定根据LTE的四发送天线布局，整个子帧结构包含不能用于任何其他目的(即使在RCC/RRS/RDC区域内)的散置的公共参考码元(CRS)。OFDM码元#2的RCC/RRS/RDC内容在OFDM码元#12中进行重复。与LTE版本8中的物理控制格式指示信道(PCFICH)同样，可以将确定RCC和RRS 传送的参数包括在中继控制区域中(参见3GPP TS 36.211，section 6.7)。例如，可将指示符包括在所有中继节点可检测到的中级控制区域的所设置或确定的部分。这样的指示符可包含以下信息中的一个或多个-(附加)信息所位于的资源，例如，OFDM码元编号、频率资源、所采用的码
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-时间/频率/码资源的数目-所采用的MIMO策略-发送功率-哪些资源用于何目的，如DCI、RRS、ACK/NACK与LTE版本8中的物理混合ARQ指示信道(PHICH)同样，还可以将从中继节点提供到节点B的用于上行链路业务的ACK/NACK形式的重传协议反馈包括在中继控制信道区域(RCC)中(参见3GPP TS 36. 211, section 6.9)。中继控制信道(RCC)区域的所设置或确定的部分可用来携带对于中继节点的下述反馈确认(ACK)还是未确认(NACK)先前的中继节点到节点B的传送。这尤其适用于中继节点到节点B的通信中的ARQ或HARQ机制。此外，可例如在3GPP TS 36. 211，section 6中找到在LTE版本8中的有关传送下行链路结构的进一步细节。在上述本发明的实施例中，已为了示例性目的假定节点B和中继节点的发送定时同步，即，节点B和中继节点同时发送OFDM码元#0和#1。然而，这里所述的原理还可应用于节点B和中继节点的发送定时不同步的情形。因而，对于下行链路传送来说，节点B和中继节点之间的子帧开始的时间点(即，当发送子帧的OFDM码元#0时)可以是不同的。图21中示出了这样的示例性情形。从图21中可以看到，中继节点与节点B的发送定时不同。在图21中，假定中继节点开始从节点B接收几个OFDM码元(为了简化而仅示出了一个子帧)，并在子帧接收期间切换到发送模式，以将包含来自中继节点的控制信息的OFDM码元#0和#1发送到与各个中继节点连接的用户设备。在发送了码元#0和#1之后，中继节点切换回到接收模式，用于接收由节点B发送的其余子帧。请注意，尽管从接收定时的角度看码元延伸到下一个节点B的发送子帧定时，但是由于对于下行链路子帧的不同的发送定时，因此中继节点还可接收码元#13。由于中继节点和节点B的发送定时不同，因此，通过从发送(TX)模式切换到接收 (RX)模式(反之亦然)所需的切换时间、以及用于由中继节点发送OFDM码元#0和#1的两个码元周期，来定义在接收节点B发送的子帧时的整个“间隙”。由此，通过完整的OFDM码元#0至#2和#7至#13，来形成节点B在RNl处发送的子帧的接收窗，通过完整的OFDM码元#0至#3和#8至#13，来形成节点B在RN2处发送的子帧的接收窗。因而，图22中示例性地绘出了在节点B知道下行链路中的子帧同步中的定时差异的情况下，用于在子帧的发送定时在节点B和中继节点之间不同步的情形的示例性子帧。 从图21可见，码元#4、#5和#6不能被RNl和RN2的任一个接收，使得它们不应包括用于中继节点的任何信息(指示为“空(void)”)。然而，这些资源以及在附图中被标注为“空”的所有其它资源可携带用于诸如直接(即，不通过中继节点)连接到节点B的用户设备的其它接收装置的信息。可由RNl (码元#7)或由RN2 (码元#3)接收节点B发送的子帧的OFDM码元#3和 #7。根据上述原理，如果使用用于将中继节点的控制信息复用到子帧的TDM方法，则用于中继节点的中继控制信息应被包括到这两个码元中。因而，OFDM码元#3和#7应各自包含用于中继节点(·1和RN2)的相同的中继控制信息。如果节点B知道謂1和RN2中的任一个或两者的接收窗，则其当然可在OFDM码元 #3或#7 (取决于各个中继节点可接收到哪个码元)中发送用于中继节点的中继控制信息。同样，如在上面使用用于将中继控制信息复用到子帧的FDM方法所述的示例中那样，如果节点B知道各个中继节点可接收到所述两个码元中的哪个，则节点B还可将用于各个中继节点的信息映射到#3或#7。前面，已主要讨论了由节点B发送到一个或多个中继节点的子帧的不同的示例性结构。本发明的另一个方面关于节点B和中继节点(的操作)，尤其是关于包含根据本发明的信息的子帧的生成、发送和接收。如在上面的背景技术中所述，通常，节点B可被视为包括调度实体(典型地，由实现调度算法的软件实现，并由节点B的某个处理单元执行)。节点B根据调度算法来调度用户设备和中继节点，以决定在上行链路或下行链路传送的情况下要在同一或后续的子帧内发送的(用户/中继)数据。节点B还可基于每子帧进行调度决定。一旦节点B已决定对哪些用户设备和中继节点分配在应发送数据(例如，LTE环境中的传输块、无线载体的数据或逻辑信道)的子帧中的无线资源，节点B便生成形成子帧的OFDM码元。实质上，节点B生成的子帧可具有如在这里描述的任一示例性实施例中所述的结构。在生成子帧的OFDM码元时，节点B将遵循特定规则，以便在将所调度的网络节点的数据映射到子帧的无线资源(OFDM码元)时实现期望的子帧结构。根据本发明的一个示例性实施例，节点B确保-在子帧的OFDM码元中的至少两个OFDM码元(j和k)内发送用于所调度的中继节点的相同的中继控制信息，-将去往中继节点的中继控制信息和数据映射到子帧中的可由各个中继节点接收的OFDM码元，-将与去往用户设备的数据相关的控制信息映射到子帧中的最先的m个OFDM码元，所述用户设备经由直接空中接口与节点B通信，以及-将去往用户设备的数据映射到子帧中的除了最先的m个OFDM码元之外的OFDM码元。通常，可假定不管中继节点是否要在给定子帧时段中从节点B接收子帧，中继节点都应在每个子帧同步码元中进行发送。因而，如前所述，在从节点B接收子帧的持续时间内，中继节点将必须在发送模式和接收模式之间切换。在发送模式中，中继节点在下行链路子帧的OFDM码元的第一子集(例如，OFDM码元#0和#1)内发送用于经由直接空中接口连接的其用户设备的控制信息(包括同步码元)。在接收模式中，中继节点从节点B接收子帧内的OFDM码元的第二子集(例如，码元#2至#11或码元#3至和#1幻。OFDM码元的第二子集包括可包含用于中继节点的同样的中继控制信息的两个OFDM码元中的至少一个，如上所述，如果节点B知道中继节点的接收窗，则节点B也可将用于中继节点的中继控制信息包括在中继节点的接收窗内的适当的OFDM码元中。一旦已在其接收窗中接收到OFDM码元， 中继节点就从其提取中继控制信息，并使用所提取的中继控制信息来解调，并且，在控制信息中指示了下行链路传送的情况下，对从节点B发送到中继节点的各个数据进行解码；在控制信息中指示了上行链路传送的情况下，中继节点根据所检测的控制信息和/或建立的通信系统的过程来准备对节点B的传送。例如，中继控制信息可指示资源分配(即，标识已映射了用于中继节点的数据的子载波)、以及数据的调制和编码方式。
本发明的另一个实施例涉及使用硬件和软件来实现上述各个实施例。将认识到， 可使用被可执行指令适当控制的计算装置(处理单元)来实现或执行本发明的各个实施例，所述可执行指令使计算装置根据这里描述的发明的不同实施例而执行功能。例如，可以硬件和/或软件的方式，来实现调度功能和子帧生成，其包括根据给定映射规则，将传送数据映射到子帧中的适当的OFDM码元。同样，可以硬件和/或软件的方式，来实现中继节点的控制，其关于发送模式和接收模式之间的切换、OFDM码元内容的适当的排序和解释等。计算装置或处理单元例如可为通用处理单元、数字信号处理单元(DSP)、专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件等。还可通过这些器件的组合来执行或体现本发明的各个实施例。此外，本发明的各个实施例也可通过软件模块实现，所述软件模块由处理单元执行或者直接在硬件中执行。软件模块和硬件实现的组合也是可能的。软件模块可存储在任何类型的计算机可读存储介质中，例如RAM、EPR0M、EEPR0M、闪存、寄存器、硬盘、⑶-R0M、DVD寸。已经描述的大多数实施例涉及基于3GPP的通信系统的体系结构，并且前面各部分中使用的术语主要涉及3GPP术语。然而，与基于3GPP的体系结构有关的各个实施例的术语和描述并不意图将本发明的原理和思想限定到这样的系统中。同样地，上面背景技术部分中给出的详细解释意图更好地理解这里描述的大多数3GPP特定的示例性实施例，并且不应被理解为将本发明限定到所描述的移动通信网络中的处理和功能的特定实现。然而，这里提出的概念和子帧结构可以容易地应用到背景技术部分中描述的体系结构中。此外，本发明的概念也可以容易地应用在3GPP当前讨论的 LTE-ARAN 中。在前面的段落中已经描述了本发明的各个实施例及其变型。本领域技术人员应当理解，可以对如特定实施例中示出的本发明做出很多变型和/或修改而不脱离宽泛描述的本发明的精神或范围。
权利要求
1.在通信系统中从节点B发送到至少一个中继节点的子帧，所述子帧包括整数个OFDM 码元1至n，所述子帧将数据和控制信息传递到用户设备并且还将中继控制信息和/或数据传递到至少一个中继节点，所述用户设备经由直接空中接口或经由至少一个中继节点与节点B通信，并且在η个OFDM码元中的至少两个OFDM码元j和k内，发送用于所述至少一个中继节点的相同的中继控制信息和/或相同的数据。
2.根据权利要求1的子帧，所述至少一个中继节点仅能够接收OFDM码元1至η中的 OFDM码元的子集，并且各个中继节点需要接收传递中继控制信息的两个OFDM码元中的至少一个j或k。
3.根据权利要求2的子帧，所述至少一个中继节点能够接收到的OFDM码元的子集取决于在将各个OFDM码元从节点B发送到相应中继节点时所经历的信号传播延迟、以及在节点B发送子帧的时段内中继节点在发送模式和接收模式之间的切换。
4.根据权利要求2或3的子帧，所述至少一个中继节点能够接收到的OFDM码元的子集为OFDM码元j至k，j > 1，k < n，并且，OFDM码元j和k传递用于所述至少一个中继节点的所述中继控制信息。
5.根据权利要求4的子帧，每个OFDM码元包括在可用带宽的不同子载波上调制的多个调制码元，用于各个中继节点的中继控制信息和/或数据分别至少被调制到OFDM码元j 和k的调制码元的子集。
6.根据权利要求5的子帧，用于各个中继节点的中继控制信息所调制到的每个OFDM码元j和k内的调制码元的子集对应于整数个控制信道单元。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的子帧，所述至少一个中继节点能够接收到的 OFDM码元的子集为OFDM码元j至k，j > 1，k < n，并且，OFDM码元j和k传递用于所述至少一个中继节点的所述中继控制信息的一部分的副本，用于所述至少一个中继节点的所述中继控制信息的其余部分和/或数据被调制到OFDM码元j至k的所述子集的至少一个其它OFDM码元。
8.根据权利要求7的子帧，每个OFDM码元包括在可用带宽的不同子载波上调制的多个调制码元，并且，用于各个中继节点的中继控制信息被映射到OFDM码元j至k内的多个调制码元。
9.根据权利要求1至8中的一个的子帧，OFDM码元1至η中的最先的m个OFDM码元 1至m传递用于经由直接空中接口与节点B通信的用户设备的控制信息，m < η。
10.在子帧的持续时间内操作通信系统中的中继节点的方法，所述子帧划分为多个 OFDM码元，所述方法包括在子帧的所述持续时间内，在发送模式和接收模式之间切换的步骤，当处于所述发送模式时，在子帧内的OFDM码元的第一子集内，发送用于经由直接空中接口连接到中继节点的接收装置的控制信息，当处于所述接收模式时，中继节点从节点B接收子帧内的OFDM码元的第二子集，所述 OFDM码元的所述第二子集包括包含用于中继节点的相同的中继控制信息和/或相同的数据的两个OFDM码元j和k中的至少一个。
11.根据权利要求10的方法，所述子帧是根据权利要求1至9中的一个来构造的。
12.根据权利要求10或11的方法，还包括以下步骤从OFDM码元j和/或k提取用于中继节点的中继控制信息和/或数据，并且，使用所提取的中继控制信息，来解码/提取在OFDM码元的所述第二子集内从节点B发送到中继节点的数据。
13.根据权利要求10或11的方法，OFDM码元的第二子集为OFDM码元j至k_l或OFDM 码元j+Ι至k，并且，所述方法还包括以下步骤从所述子帧的OFDM码元j至k-Ι或OFDM码元j+Ι至k提取中继控制信息，并使用所提取的中继控制信息来解码/提取由节点B发送到中继节点的数据。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，子帧的发送定时在节点B和中继节点之间是同步的，或者，节点B知道由节点B和中继节点发送的子帧的发送定时中的时移。
15.节点B发送子帧的方法，包括节点B对用户设备和中继节点进行调度的步骤，由此，基于每个子帧来决定要分配到形成子帧的OFDM码元中的用户设备和中继节点，遵循以下规则，生成形成子帧的OFDM码元的步骤-在子帧的η个OFDM码元之中的至少两个OFDM码元j和k内，发送用于所调度的中继节点的相同的中继控制信息和/或相同的数据，以及节点B发送子帧的步骤。
16.根据权利要求15的方法，在生成子帧时，还遵循以下规则-将去往中继节点的中继控制信息和数据映射到子帧中的相应中继节点能够接收到的 OFDM码元。
17.根据权利要求15或16的方法，在生成子帧时，还遵循以下规则-将与去往用户设备的数据相关的控制信息映射到子帧中的最先的m个OFDM码元，所述用户设备经由直接空中接口与节点B通信；以及-将去往用户设备的数据映射到子帧中的除了最先的m个OFDM码元之外的OFDM码元。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，生成子帧的步骤根据权利要求1至 9中的一个来生成子帧。
19.根据权利要求15至18中的任一项所述的方法，生成用于发送的子帧包括节点B 依据节点B和各个中继节点之间的已知的或估计的信号传播延迟，来决定将被分配的相应中继节点的中继控制信息和/或数据包括到子帧的OFDM码元j中还是或OFDM码元k中。
20.根据权利要求15至18中的任一项所述的方法，生成用于发送的子帧包括节点B 依据节点B和各个中继节点之间的已知的或估计的信号传播延迟，来决定将要被分配的相应中继节点的中继控制信息和/或数据包括到子帧的OFDM码元j至k-Ι中还是OFDM码元 j+Ι至k中。
21.根据权利要求15至21中的任一项所述的方法，子帧的发送定时在节点B和中继节点之间是同步的，或者，节点B知道由节点B和中继节点发送的子帧的发送定时中的时移。
22.通信系统中的在子帧内发送和接收数据的中继节点，所述子帧划分为多个OFDM码元，所述中继节点包括处理单元，在子帧的持续时间内，在发送模式和接收模式之间切换；发送单元，在所述发送模式中，在子帧内的OFDM码元的第一子集内，发送用于经由直接空中接口连接到中继节点的接收装置的控制信息和/或数据；以及接收单元，在所述接收模式中，从节点B接收所述子帧内的OFDM码元的第二子集，OFDM码元的所述第二子集包括包含用于中继节点的相同的中继控制信息和/或相同的数据的两个OFDM码元j和k中的至少一个。
23.根据权利要求22的中继节点，还包括执行根据权利要求10至14中的一个的方法的单元。
24.发送形成子帧的η个OFDM码元的节点B，包括调度单元，由所述节点B对用户设备和中继节点进行调度，由此基于每个子帧来决定要分配到形成子帧的OFDM码元中的用户设备和中继节点；以及处理单元，遵循以下规则，生成形成子帧的η个OFDM码元在子帧的η个OFDM码元之中的至少两个OFDM码元j和k内发送用于所调度的中继节点的相同的中继控制信息和/ 或数据；以及发送单元，由所述节点B发送子帧。
25.根据权利要求M的节点B，还包括执行根据15至21中的一个的方法的步骤的单兀。
26.计算机可读介质，其存储指令，当由中继节点的处理单元执行所述指令时，使中继节点进行以下操作在子帧的所述持续时间内，在发送模式和接收模式之间切换的步骤，在所述发送模式中，在子帧的OFDM码元的第一子集内，发送用于经由直接空中接口连接到中继节点的接收装置的控制信息和/或数据，在所述接收模式中，从节点B接收所述子帧内的OFDM码元的第二子集，OFDM码元的所述第二子集包括包含用于中继节点的相同的中继控制信息和/或相同的数据的两个OFDM 码元j和k中的至少一个。
27.根据权利要求沈的计算机可读介质，还存储当由中继节点的处理器执行时，使中继节点执行用于操作根据权利要求10至14中的一个的方法的步骤的指令。
28.计算机可读介质，其存储指令，当由节点B的处理单元执行所述指令时，使节点B进行以下操作对用户设备和中继节点进行调度的步骤，由此基于每个子帧来决定要分配到形成子帧的OFDM码元中的用户设备和中继节点，遵循以下规则来生成形成子帧的η个OFDM码元的步骤在子帧的η个OFDM码元之中的至少两个OFDM码元j和k内发送用于所调度的中继节点的系统的中继控制信息和/或数据，发送子帧的步骤。
29.根据权利要求观的计算机可读介质，还存储当由节点B的处理单元执行时，使节点 B执行用于操作根据权利要求15至21中的一个的方法的步骤的指令。
全文摘要
本发明涉及用于从通信系统中的节点B发送到至少一个中继节点的子帧的结构的定义。此外，本发明还涉及关于这样的特殊子帧格式的生成、发送和接收的节点B和中继节点的操作。本发明可适用于由第三代合作伙伴项目(3GPP)标准化的3GPP LTE-A系统等等。本发明提出了子帧的新结构，其能够基本上与传播延迟无关地，将用于中继节点的控制信息和/或数据传递到中继节点。所述子帧的结构考虑到从节点B到中继节点的无线信号的传播延迟，在预期中继节点能够接收的OFDM码元上，从节点B发送用于中继节点的控制信息和/或数据。
文档编号H04L25/20GK102439932SQ201080017789
公开日2012年5月2日 申请日期2010年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者A.戈利彻克艾德勒万艾尔布瓦特, C.温格特 申请人:松下电器产业株式会社