通信系统的共享信令信道的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为 200580031676. 6(PCT/US2005/011237)，申请日为 2005 年 4 月 4日，发明名称为"通信系统的共享信令信道"的中国专利申请的分案申请。
[0002] 本申请要求 2004 年 7 月 21 日递交的，标题为"SignalingChannel(SCH)Design" 的第60/590, 125号临时美国申请的优先权。
技术领域
[0003] 总的来说，本发明涉及通信，具体而言，涉及通信系统中的信令发射。
【背景技术】
[0004] 多址通信系统能够支持正向链路和反向链路上多个终端的通信。正向链路（或下 行链路）指的是从基站到终端的通信链路，反向链路（或上行链路）指的是从终端到基站 的通信链路。
[0005] 多址系统通常都在系统内分配一些系统资源用于在正向链路上向终端发射信令。 如同下面将介绍的一样，这些信令可能是针对系统正常工作所需的各种类型的信息的。信 令常常是在信令信道里发送的，也可以将这种信令信道叫做系统开销信道、控制信道或广 播信道。
[0006] 信令信道常常是单播信道或广播信道。对于单播信令信道，每则信令消息（或者 简称为"消息"）都是给一个特定终端的，都是分开编码，然后在信令信道上发送给这个终 端。对每一则消息单独编码导致编码效率低，性能差。对于广播信令信道，给所有终端的消 息可以一起编码，然后在信令信道上发送给这些终端。对所有消息一起编码能够提高编码 效率和性能。但是，广播信令信道的工作方式是所有终端，包括具有最差信道状况的最差情 形终端，都能够对这一信令信道解码。这一点可以通过针对广播信令信道使用低代码速率 和/或高发射功率来做到。让广播信令信道满足最差情形终端的需要常常导致分配给信令 信道的系统资源使用效率不高。
[0007]因此，在这一领域需要技术在多址通信系统里更加有效地发射信令。
【发明内容】
[0008] -方面，描述了多址通信系统中的一种共享信令信道，这种信道能够有效地承载 给终端的各种信令。该共享信令信道具有多"段"，也可以将它叫做子信道。可以也可以不 事先将共享信令信道的参数发送给用户。例如，可以通过分开的广播/系统开销信道将段 数、每段的大小、每段的速率等等广播给用户。不把每段的发射功率广播给用户，这些发射 功率可以从零功率到可以用于发射的总功率。在一段或多段上发送给每个终端的信令，这 些段可以基于该终端的信道状况、这些段的工作点等等动态地加以选择。这些终端的信令 可以包括资源分配消息、确认信号（ACK)、接入许可消息、功率控制命令等等。
[0009]另一方面，为了在共享信令信道上发送信令，基站获得给其覆盖区内所有终端的 信令，并且将给每个终端的信令映射到该终端使用的一段或多段。然后，基站处理映射到每 一段的信令，产生该段的输出数据。对于具有联合编码信令的段，为映射到该段的所有信令 产生一个差错检测码值（CRC值），然后对该信令和CRC值进行编码、调制和放大，产生该段 的输出数据包。对于具有单独编码信令的段，将每一终端的信令映射到码字，然后将码字映 射到分配给该终端的发射区间（例如一组子频带或时间间隔）。在任何情况下，将每一段的 输出数据多路复用到分配给该段的系统资源上去，以给该段选择的功率发射。
[0010] 再一方面，终端进行补充接收机处理，从共享信令信道的一段或多段恢复其信令。 下面更加详细地描述各个方面和实施例。
【附图说明】
[0011] 图1说明无线多址通信系统；
[0012] 图2A、2B和2C说明用于共享信令信道的多段的三个多路复用方案；
[0013] 图3说明用于具有联合编码消息的段，在基站处的发射（TX)信令信道处理器；
[0014] 图4说明用于具有单独编码消息的段的TX信令信道处理器；
[0015] 图5说明单独编码消息的发射；
[0016] 图6说明用于具有联合编码消息的多段，以及具有单独编码消息的一段的TX信令 信道处理器；
[0017] 图7说明终端处的接收机（RX)信令信道处理器；
[0018]图8说明共享信令信道的四段的发射；
[0019]图9说明在共享信令信道上发送信令的过程；
[0020] 图10说明从共享信令信道接收信令的过程；
[0021] 图11画出了基站和终端的框图。
【具体实施方式】
[0022] 在这里将"示例性的"这个词用于表示"充当实例、例子或说明"。不必将在这里描 述成"示例性的"的任何实施例或设计理解为相对于其它实施例或设计是优选的或更具有 优势的。
[0023] 这里描述的共享信令信道可以用于各种通信系统，例如正交频分多址（OFDMA)系 统、时分多址（TDM)系统、频分多址（FDM)系统、码分多址（CDM)系统等等。OFDM系统 采用正交频分复用（OFDM)技术，它是一种多载波调制技术。OFDM将整个系统带宽有效地划 分成多（K)个正交子带，它们也叫做单载频（tone)、子载波、频点、频道等等。每个子带都与 可能调制了数据的一个对应的子载波相联系。
[0024] 图1画出了无线多址通信系统100,它有多个基站110,这些基站支持多个无线终 端120进行通信。基站通常是用于与终端通信的固定台，也可以叫做接入点、节点B等等。 终端120通常都分散在整个系统内，每个终端都可以是固定式的或移动式的。终端也可以 叫做移动台、用户设备（UE)、无线通信装置等等。在任意给定时刻，每个终端都可以在正向 链路和反向链路上与一个或者有可能多个基站通信。每个终端还都可以在正向链路上从任 意数量的基站接收信令，具体情况依赖于系统设计。对于集中式体系，系统控制器130为基 站提供协调和控制。
[0025] 如图1所示，具有不同信道状况的终端可能分布在整个系统内。每个终端的信道 状况都依赖于各种因素，比如衰落、多径和干扰影响。每个终端的信道状况都可以用一个信 号质量度量来衡量，比如信号-干扰和噪声比（SNR)、收到的导频信号强度等等。在下面的 描述中，用SNR来衡量终端的信道状况。
[0026] 给定基站可以有多个终端在它的覆盖区内，这些终端通常包括弱终端和强终端。 弱终端从基站收到的导频信号较弱，对于基站的给定标称发射功率SNR较低。SNR较低可能 是因为终端和基站之间信道增益较低，和/或来自其它基站的强干扰。弱终端可能位于基 站覆盖区内的任意位置，但通常位于覆盖区边缘。弱终端通常都需要基站发射高功率来获 得给定的目标SNR。相反，强终端从基站收到的导频信号较强，对于来自基站的同样的标称 发射功率，能够获得较高的SNR。强终端通常都只需要来自基站较小的功率来获得同样的目 标SNR。
[0027] 基站可以使用共享信令信道将信令有效地发射给具有大范围信道状况的终端。共 享信令信道具有多（N)段。每一段都是共享信令信道的一部分，也可以叫做信道、子信道等 等。这些段可以用各种方式来定义和工作。例如，每一段都可以承载这样的信令，这些信令 是给SNR落入（或超过）这一段覆盖的SNR范围的终端的。每一段中的信令都可以按照有 效的方式来处理和发射，如同下面所介绍的一样。可以在共享信令信道的每一次发射中发 送任意数量的段。
[0028] 将每个终端映射到一段或多段，在这些段上发送给终端的信令消息。终端到段的 映射可以是动态的，可能将这一映射告诉终端，也可能不这样做。基站可以基于各种判据 (比如信道状况、终端的SNR、服务质量（QoS)要求、终端表明的对段的偏好、段的可用度或 负载等等）将终端映射到可用段。如果每个终端都尝试对所有段解码，那么基站就可以动 态地将这些终端映射到这些段而不必通知终端。
[0029] 共享信令信道的多段可以以各种方式多路复用。根据系统设计，分配给每一段的 系统资源可以按照时间、频率、代码和/或发射功率单位来给出。下面介绍几个示例性的多 路复用方案。
[0030] 图2A说明共享信令信道的频分复用（FDM)方案210。对于这一FDM方案，将分配 给共享信令信道的整个频率范围划分成多个频率子范围，每一段一个频率子范围。这些频 率子范围的大小可能相同也可能不同。每个频率子范围的大小可以根据要在这个段内发送 的信令的实际量或预期量来加以选择。根据信令需要，频率子范围可以固定，低速率改变， 或者动态调整。
[0031] 对于OFDM系统，可以定义多（P)个端口，并且分配端口号1~P。可以将这P个 端口映射到由总共K个子带形成的P个不同的子带组。这P个端口可以互相正交，从而在同 一码元周期内不会有两个端口使用同一个子带。端口映射到子带组可以是静态的，也可以 随时间改变（例如采用跳频方式）以实现频率分集。可以为每一段分配不同的一组端口， 可以将这一组端口映射到跨越整个系统带宽的子带，以实现频率分集。可以给这多段分配 相同或不同数量的端口。为每一段分配的端口的数量可以是静态的、缓慢改变的或动态调 整的。
[0032] 图2B说明共享信令信道的时分复用（TDM)方案220。对于这一TDM方案，将分配 给共享信令信道的全部时间划分成多个时间间隔，每一段一个时间间隔。这些段的时间间 隔大小可以相同或不同。这些时间间隔的大小可以固定、缓慢改变或者动态调整。每一段 都在它的时间间隔内发送。可以以预定顺序发送多段。例如，可以按照SNR下降的顺序发 送这些段，具有最高SNR的段最先发送，接下来发送SNR其次的段，如此下去，具有最低SNR 的段最后发送。这一发射顺序允许首先发射的段（它们可以被所有终端解码）承载后续段 的信息（例如表明随后是否发送一段）。也可以按照SNR上升的顺序发送这些段，具有最低 SNR的段最先发送，接下来发送SNR略高的段，如此下去，最后发送具有最高SNR的段。对于 这种发射顺序，在任意段碰到解码差错的时候，终端将中止共享信令信道的处理，因为后面 的段需要更高的SNR。一般而言，可以按照任意顺序发送这些段。
[0033] 图2C说明共享信令信道的码分复用（CDM)方案230。对于这一CDM方案，给每一 段分配一个不同的正交码（例如沃尔什码）。这些段可以用它们的正交