专利名称：交替的信令传输方法
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：
上行专用信道增强是第三代伙伴合作计划(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(简称TDD)系统，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中的方法、机制，结合TDD系统自身的特点，制订相应的信令传输机制。混合自动重复请求(简称HARQ)和基站控制的调度(简称Scheduling)是EUDCH/EUCH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，一种建议的信令传输机制为利用两个信道码，两个传输信道传输上行信令。“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系统物理层的一些特性，使得WCDMA中建议采用的信令机制不适于TDD系统。原因如下1)TDD系统的上、下行码字资源严格受限，每个时隙最多16个码道。如果采用WCDMA中曾经建议的方法，为每个上行增强的用户设备(简称UE)划分两个信道码用于传输上行信令，此外，还需划分信道资源用于下行信令的传输，信令传输占用了过多的信道资源。
2)TDD系统EUCH业务信道的TTI(以下简称TTISer)仍未确定。5ms和10ms是两个可能的选择。更长的TTI将降低HARQ和Scheduling引入的性能增益。考虑到TDD的最大扩频因子为16，Turbo编码效率和可实现的最高上行传输速率，选用10ms的TTISer是极有可能的。TDD系统上行信令的传输无需采用两种不同的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系统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)。传输格式联合指示(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、下行信令的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上、下行信令的交替传输方法。
为实现上述目的，一种信令传输方法，包括步骤确定最小调度间隔；划分上、下行控制信道；根据各种上行信令的传输间隔，将上行信令划分为几个部分，不同的部分在不同的时间内发送；基站通过一个时间相关的参数区分上行信令内容；
根据各种下行信令的传输时间间隔，将下行信令分划为几个部分，不同的部分在不同的时间内发送；用户设备通过一个时间相关的参数区分下行信令内容。
本发明利用了不同信令具有不同传输间隔的特点，将信令分为几个部分，利用一个传输信道，一个码道，在不同的时间交替发送信令的不同部分，在节省信道资源的同时，可适用于信令负担较重的情况。接收方通过一个时间相关的参数判断接收信令的内容，无需增加额外的信令开销。
图1是LCR-TDD系统EUCH业务最小调度间隔(TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝5ms)，其中，101 Node-B第N子帧；102 Node-B第N子帧的第0时隙；103 UE第N子帧；104 UE第N子帧的第0时隙。
图2是LCR-TDD系统EUCH业务最小调度间隔(TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝10ms)，其中，201 Node-B第N子帧；202 Node-B第N子帧的第0时隙；203 UE第N子帧；204 UE第N子帧的第0时隙。
图3是上行信令传输方法，其中，301 调度信息SI，在TTI M的第1个子帧(UE第N子帧)内发送；302 HOB和E-TFI捆绑在TTI M的第2个子帧(UE第N+1子帧)内发送。
图4是下行信令传输方法，其中，401 ACK/NAK在TTI M的第1个子帧(Node-B第N子帧)内发送；402 调度指配SA在TTI M的第2个子帧(Node-B第N+1子帧)内发送。
图5是交替传输机制用于LCR-TDD系统，EUCH上行控制信道与EUCH业务信道分配在相同时隙(TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝5ms)，其中，501 EUCH业务信道HARQ过程1传送的数据；502 EUCH上行控制信令，包含SI(如果UE缓冲区有新数据到达，则在相应TTISer所包含的第1个子帧发送)；503 EUCH下行控制信令，包含ACK/NAK(在每个TTISer所包含的第1个子帧发送)；504 EUCH上行控制信令，包含HOB和E-TFI(在每个TTISer所包含的第2个子帧发送)；505 EUCH下行控制信令，包含SA(对应SI所在TTISer所包含的第2个子帧发送)；506 EUCH业务信道HARQ过程2传送的数据。
图6是交替传输机制用于LCR-TDD系统，EUCH上行控制信道与EUCH业务信道分配在不同时隙(TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝5ms)，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(如果UE缓冲区有新数据到达，则在相应TTISer所包含的第1个子帧发送)；603 EUCH下行控制信令，包含ACK/NAK(在每个TTISer所包含的第一个子帧发送)；604 EUCH上行控制信令，包含HOB和E-TFI(在每个TTISer所包含的第2个子帧发送)；605 EUCH下行控制信令，包含SA(对应SI所在TTISer所包含的第2个子帧发送)；606 EUCH业务信道HARQ过程2传送的数据。
具体实施例方式
一.调度间隔的定义及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。调度间隔是调度指配(简称SA)包含的一个重要参数，它指明了该SA有效时间的长度。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基站根据多个UE发送的调度信息(简称SI)所做出的调度决策。由于UE只能在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，SI和SA在指定的时隙发送，存在一个最小调度间隔，它应满足UE可在最小调度间隔内发送SI，并接收到基站(以下简称Node-B)发送的SA，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指配的速率开始发送。本发明进一步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后所需的处理时间之间的关系如公式(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所指示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。
最小调度间隔很大程度上取决于TTISer。此外，调度间隔还取决于传输EUCH上、下行信令的控制信道的TTI(以下简称TTIUCtrl、TTIDCtrl)长度。因为TTIUCtrl、TTIDCtrl直接决定了TSI_TTI和TSA的取值。
图1分析了低码片速率时分复用(简称LCR-TDD)系统，TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝5ms，EUCH业务的最小调度间隔。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，由于Node-B需要处理时间(HSDPA中，Node-B调度的处理时间为2.33~2.8ms)和来自其它UE的SI(可能与UE K的SI处于相同或不同的时隙)进行调度决策，因此Node-B很难在子帧N的TS4发送SA。UE最早在子帧N+1的TS4接收到SA。如果UE能在TTI M结束前，完成所需的信道编码、多路复用等操作，在TTI M+I开始时以SA指配的速率发送，此时的最小调度间隔为1×TTISer＝10ms。
图2分析了LCR-TDD系统，TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝10ms，EUCH业务的最小调度间隔。UE K在TTI M的子帧N、子帧N+1发送SI，最早在TTIM+1的子帧N+2、子帧N+3接收到SA。在TTI M+1结束前完成所需的信道编码、多路复用等操作，在TTI M+2开始时以SA指配的速率发送，此时的最小调度间隔为2×TTISer＝20ms。
通过上述对最小调度间隔的分析可知，对于LCR-TDD系统，采用10msTTISer，如果TTIUCtel＝TTIDCtrl＝5ms，则调度间隔为n×10ms，n＝1，2，3，…，如果TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝10ms，则调度间隔为n×10ms，n＝2，3，4…。
二.上、下行专用控制信道的划分本发明为每个上行增强的UE指配上、下行控制信道用于上、下行信令的传输。上、下行控制信道分别占用上、下行时隙的一个码道，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＜TTISer。其中，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。
三.上行信令内容及相应的传输间隔为同时支持HARQ和Scheduling，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。假定UE采用N停&等HARQ方式(简称N S&W HARQ)连续发送数据，UE每个TTISer需要为相应的HARQ过程发送HOB。Node-B以TTISer为单位，根据E-TFI提供的信息对接收数据进行解复用、解码等操作。UE每个TTISer需要发送E-TFI。本发明采用事件触发周期报告方式发送SI，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。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。
四.上行信令传输方法本发明设计的上行控制信道采用小于TTISer的TTIUCtrl。该方式的优点是Node-B在UE发送SI的TTIUCtrl结束时收到SI，即可开始进行调度决策，无需等到TTISer结束。这将给Node-B更充裕的时间处理SI，有利于缩短最小调度间隔。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、两个传输信道分别传送SI，E-TFI和HOB的方案。本发明给出如下的上行信令传输方案根据上行信令内容的发送间隔(参见步骤三)，将上行信令分成几个部分，不同的部分在不同的时间内交替传输。该信令传输方案可用于上行信令负担较重的情况。
例如对于LCR-TDD系统，TTIUCtrl＝5ms的情况，将上行信令划分为两部分，将SI置于对应“TTISer的第一个子帧”的TTIUCtrl内(UE的缓冲区有新数据到达，需要申请新的速率)，将HOB和E-TFI置于对应“每个TTISer的第二个子帧”的TTIUCtrl内，交替发送。
五.下行信令内容及相应的传输间隔为同时支持Scheduling和HARQ，下行信令包含SA和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。假定UE采用N S&W HARQ方式连续发送数据，Node-B需要针对每个UE的不同HARQ过程，每个TTISer发送一次ACK/NAK。Node-B根据UE发送的SI，进行调度决策，产生SA，SA的发送间隔取决于SI的到达情况和TTIDCtrl。同时，为了更有效地管理上行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。
六.下行信令的传输方法本发明设计的下行专用控制信道采用小于TTISer的TTIDCtrl。该方式的优点是UE在Node-B发送SA的TTIDCtrl结束时收到SA，即可开始按照SA所指配的速率进行信道编码、复用等一系列操作，无需等到TTISer结束。这将有利于缩短最小调度间隔。本发明给出如下的下行信令传输方案根据下行信令内容的发送间隔(参见步骤五)，将下行信令分成几个部分，不同的部分在不同的时间内交替传输。该信令传输方案可用于下行信令负担较重的情况。
例如对于LCR-TDD系统，TTIDCtrl＝5ms的情况，将下行信令划分为两部分，将ACK/NAK置于对应“每个TTISer的第一个子帧”的TTIDCtrl内，将SA置于对应“TTISer的第二个子帧”的TTIDCtrl内，交替发送。
七.根据时间相关的参数判断上、下行信令的内容本发明没有采用额外的信息指示比特指明上、下行信令的内容，因为这需要引入额外的信令负担。而是充分TDD物理层的特性，提供如下方案区分上、下行信令的内容通过系统已有的一个时间相关的参数(例如TDD系统中的系统帧号和子帧号)判断所发送上、下行信令的内容。
例如，对于LCR-TDD系统，TTISer＝10ms，TTIUCtrol＝TTIDCtrl＝5ms的情况，此时一个TTISer对应一个帧，系统帧号(简称SFN)和子帧号(简称SFN’)从零开始累加。将上行信令分成两个部分，SI在对应“TTISer的第一个子帧”的TTIUCtrl内发送，此时Node-B接收信令的SFN’满足SFN′mod 2＝0。HOB和E-TFI在对应“每个TTISer的第二个子帧”的TTIUCtrl内发送，此时Node-B接收信令的SFN’满足SFN′mod 2＝1。将下行信令分成两个部分，ACK/NAK在对应“每个TTISer的第一个子帧”的TTIDCtrl内发送，此时UE接收信令的SFN’满足SFN′mod2＝0。SA在对应“TTISer的第二个子帧”的TTIDCtrl发送，此时UE接收信令的SFN’满足SFN′mod 2＝1。
实施例首先以LCR-TDD系统，TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝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5所示。假定N＝2 S&W HARQ可以保证UE数据的连续发送。UE在每个TTISer所包含的第2个子帧发送HOB和E-TFI，对应于不同的HARQ过程。SI的发送间隔取决于UE缓冲区新数据的到达情况，在相应TTISer所包含的第1个子帧发送。Node-B在每个TTISer所包含的第1个子帧发送ACK/NAK，对应于不同的HARQ过程。SA的发送间隔取决于SI的到达间隔，在相应TTISer所包含的第2个子帧发送。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 M的子帧N发送的EUCH上行信令502包含SI；发送的EUCH下行信令503，包含对应TTI M-2中HARQ过程1的ACK/NAK信息。在TTI M的子帧N+1发送的EUCH上行信令504包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程1传送数据501的相关信息；发送的EUCH下行信令505包含对应子帧N中SI的SA，其指配的调度间隔为4×TTISer＝40ms。在TTI M+1、TTI M+2，UE缓冲区没有新数据到达，在第N+2，N+4子帧，UE不发送EUCH上行信令SI。在TTI M+3，UE的缓冲区有新数据到达，在第N+3，N+5子帧，Node-B不发送EUCH下行信令SA。在TTI M+3UE的缓冲区有新数据到达，第N+6子帧发送的EUCH上行信令502包含SI，发送的EUCHF行信令503包含对应TTI M+1中HARQ过程2的ACK/NAK信息。第N+7子帧发送的EUCH上行信令504包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程2传送数据506的相关信息，发送的EUCH下行信令505包含对应502中的SA。UE在TTI M+4开始以TTI N+7的505中SA指配的速率发送数据。
再以LCR-TDD系统，TTISer＝10ms，TTIUCtrl＝TTIDCtrl＝5ms，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6所示。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下行专用控制信道分配在时隙4。由于UE的缓冲区有新数据到达，在TTI M的子帧N发送的EUCH上行信令602包含SI；发送的下行信令603包含对应TTIM-2中HARQ过程1的ACK/NAK信息。在TTI M的子帧N+1发送的EUCH上行信令604包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程1传送数据601的相关信息；发送的EUCH下行信令605包含对应子帧N中SI的SA，其指配的调度间隔为2×TTISer＝20ms。在TTI M+1，UE开始以TTI M中SA指配的速率发送数据。由于UE的缓冲区没有新数据到达，在第N+2子帧，UE不发送EUCH上行信令SI；在子帧N+3，UE不发送EUCH下行信令SA。在子帧N+3UE发送的EUCH上行信令604包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程2传送数据606的相关信息。在TTI M+2UE的缓冲区有新数据到达，在子帧N+4发送的EUCH上行信令602包含SI；发送的EUCH下行信令603包含对应TTI M中HARQ过程1的ACK/NAK信息。在子帧N+5发送的EUCH上行信令604包含HOB和E-TFI，是EUCH业务信道HARQ过程1传送数据601的相关信息；发送的EUCH下行信令605包含对应子帧N+4中SI的SA，其指配的调度间隔为3×TTISer＝30ms。在TTI M+3，UE开始以TTI M+2种SA指配的速率发送数据。
本发明针对无线通信系统的上行数据业务，提出了一种交替的信令传输方法，并给出了具体的实现方法和规则。本发明具有下述效果1)给出了调度间隔的明确定义。给出了最小调度间隔的确定方法。
2)上、下行专用控制信道各占用一个码道，能够节省上、下行码道资源。
3)上行专用控制信道的传输时间间隔小于上行增强业务信道的传输时间间隔(以下简称TTIDCtrl)，基站(以下简称Node-B)在TTIUCtrl结束时收到调度信息(以下简称SI)，即可开始调度决策，Node-B有更充裕的时间进行调度决策，缩短了最小调度间隔。
4)NOde-B发送调度指配(以下简称SA)的最小间隔取决于TTIDCtrl，TTIDCtrl＜TTISer，缩短了最小调度间隔，Node-B有更充裕的时间进行调度决策，5)充分利用TDD系统物理层的特性，在对应“TTISer的第一个帧或子帧”的TTIUCtrl内单独发送SI。可用于SI负担较重的情况，并且对现有系统不做改动。
6)由于调度间隔是TTISer的整数倍，SI在对应“TTISer的第一个帧或子帧”的TTIUCtrl内发送，给Node-B更充裕的时间进行调度决策，有助于缩短调度间隔。
7)基于TDD系统物理层的特性，将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，在对应“TTISer的第二个帧或子帧”的TTIUCtrl内发送，可用于HOB和E-TFI信令负担较重的情况，并且降低了E-TFI传输对数据传输的影响。
8)基于TDD系统物理层的特性，在对应“TTISer的第二个帧或子帧”的TTIDCtrl内单独发送SA。可用于下行信令SA负担较重的情况，并且对现有系统不做改动。
9)由于调度间隔是TTISer的整数倍，SA在对应“TTISer的第二个帧或子帧”的TTIDCtrl内发送，给Node-B更充裕的时间进行调度决策，有利于缩短调度间隔。
10)SI、HOB和E-TFI交替发送，Node-B通过一个时间相关的参数(例如系统帧号、子帧号)区分信令内容。实现简单，无需引入额外的信令，并且对现有系统不做改动。
11)SA和ACK/NAK交替发送，UE通过一个时间相关的参数(例如系统帧号、子帧号)区分信令内容。实现简单，无需引入额外的信令，并且对现有系统不做改动。
权利要求
1.一种信令传输方法，包括步骤确定最小调度间隔；划分上、下行控制信道；根据各种上行信令的传输间隔，将上行信令划分为几个部分，不同的部分在不同的时间内交替发送；基站通过一个时间相关的参数区分上行信令内容；根据各种下行信令的传输时间间隔，将下行信令划分为几个部分，不同的部分在不同的时间内交替发送；用户设备通过一个时间相关的参数区分下行信令内容。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述确定最小调度间隔按下式计算 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；TTISer为EUCH业务信道传输时间间隔； 为上取整操作。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于还包括为每个用户划分上、下行控制信道。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于上行控制信道的传输时间间隔与下行信道的传输时间间隔相等，且都小于业务信道的传输时间间隔。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于上行控制信道被分配在与业务信道相同或不同的时隙内。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于将E-TFI、HOB捆绑在一个TTIUCtrl内发送，SI在另一个TTIUCtrl内发送。
7.按权利要求1所述方法，其特征在于所述调度间隔可变并是业务信道传输时间间隔的整数倍。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述时间相关的参数可以是系统帧号或子帧号。
全文摘要
一种信令传输方法，包括步骤确定最小调度间隔；划分上、下行控制信道；根据各种上行信令的传输间隔，将上行信令划分为几个部分，不同的部分在不同的时间内交替发送；基站通过一个时间相关的参数区分上行信令内容；根据各种下行信令的传输时间间隔，将下行信令分划为几个部分，不同的部分在不同的时间内交替发送；用户设备通过一个时间相关的参数区分下行信令内容。本发明利用了不同信令具有不同传输间隔的特点，将信令分为几个部分，利用一个传输信道，一个码道，在不同的时间交替发送信令的不同部分，在节省信道资源的同时，可适用于信令负担较重的情况。接收方通过一个时间相关的参数判断接收信令的内容，无需增加额外的信令开销。
文档编号H04W72/04GK1747594SQ20041007436
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, 李惠英 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