专利名称：在正交频分多址通信系统中传输上行链路控制信息的系统和方法
技术领域：
本发明总的涉及一种在移动通信系统中传输控制信息的系统和方法，具体涉及一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输用于执行快速小区切换的上行链路控制信息的系统和方法。
背景技术：
原本开发来提供话音业务的移动通信系统正在演进成能够提供各种多媒体服务的高级系统。在第一代(1G)模拟系统、第二代(2G)数字系统和支持高速多媒体服务的第三代(3G)IMT-2000系统之后，移动通信系统正在演进到支持高速多媒体服务的第四代(4G)移动通信系统。在4G移动通信系统中，用户可以用一个终端，例如一个移动台(MS)，接入卫星网络、局域网(LAN)和因特网。即，用户可以用一个移动终端享受许多种服务，如话音、图像、多媒体、因特网数据、语音邮件和即时消息服务。
4G移动通信系统目标是超高速多媒体服务的20Mbps的数据率，并且通常使用正交频分复用(OFDM)方案。
OFDM方案是复用多个正交载波信号的数字调制方案，它将单个数据流分成若干低速流，并且使用若干副载波以低数据率同时传输低速流。
基于OFDM方案的多址方案称为正交频分多址(OFDMA)方案。在OFDMA方案中，一个OFDM码元中的副载波由多个用户(即，MS)共享。基于OFDMA方案的通信系统(下面称为“OFDMA通信系统”)具有单独的用于传输上行链路快速反馈信息的物理信道，该信息是一种典型的上行链路控制信息。
上行链路快速反馈信息包括全信噪比(SNR)信息、每频带差分SNR信息、快速多入多出(MIMO)反馈信息和模式选择反馈信息。
上行链路快速反馈信息与整个通信服务相比，不传输大量的数据。然而，因为上行链路快速反馈信息对通信系统是很重要的信息，所以应当保证上行链路快速反馈信息的高可靠性传输。然而，通常只有少数频率时间资源被分配到物理信道，例如用于传输上行链路快速反馈信息的快速反馈信道，以便减少开销率。
通常，使用利用二进制信道码和相干调制或差分调制的组合方法来传输上行链路控制信息。然而，当使用比最优要求少的频率时间资源传输上行链路控制信息时，差错率增加，从而减低通信系统的运行稳定性。尽管有足够的导频副载波(pilot tone)用于传输下行链路或上行链路业务，但没有足够的业务副载波用于传输上行链路控制信息。导频副载波的缺乏使信道估计性能恶化，从而使相干调制/解调方案的性能下降。如果仅考虑信道估计性能而增加导频副载波的数量，则数据副载波的数量变得不足。此外，二进制信道码与调制的分离导致某些性能上的损失。另外，如果为了增加稳定性而使用许多频率时间资源来传输上行链路控制信息(例如上行链路快速反馈信息)，则开销率增加，这降低了通信系统的吞吐量。
传统的传输上行链路快速反馈信息的方法使用一个上行链路子信道，并且传输4位信息。然而，4位信息传输不能保证全SNR传输的足够精确，并且只能传输4个频带的每频带差分SNR。此外，4位信息传输缺少操作灵活性，因此难以为其他信息的传输自由地分配码字，因为这只不过有16个码字。
在使用码分多址(CDMA)方案的现有蜂窝移动通信系统中，使用快速小区切换(FCS)方案来提高系统性能。在快速小区切换方案中，MS管理若干基站(BS)或其有效集中的若干扇区，从有效集中包含的基站或扇区当中选择具有最佳链路性能的最佳BS/扇区，并且在称为数据率控制(DRC)覆盖(cover)的过程中，通过Walsh码通知所选BS/扇区其链路性能最佳。DRC覆盖是指在演进数据优化(EV-DO)系统中为每个BS唯一分配地Walsh码。MS通过单独的DRC信道，向具有期望数据率(例如，最佳DRC值和链路性能)的BS发送DRC覆盖请求。然后，MS从具有最佳链路性能的BS/扇区接收下行链路数据，从而提高下行链路性能。有效集被定义为当前向MS提供数据收发的无线信道的BS或扇区的集合。即，MS创建具有其下行链路性能大于或等于预定级别的BS的有效集，并且有效集中的BS接收多种关于MS的唯一消息。前述方案允许位于小区边界中的MS获得选择分集增益。
将快速小区切换方法直接应用于OFDMA通信方案是有困难的。CDMA方案使用最后在数字发射机中相乘的、特定于用户的长码来表示许多用户或MS。因此，每个BS/扇区可以接收MS发射的信号。此外，在CDMA方案中，每个BS/扇区将接收的信号与特定于用户的长码相乘，然后用对应于MS的Walsh码来解扩该相乘结果，以确定它是否被MS选择为最佳BS/扇区。
然而，在OFDMA通信方案中，每个BS/扇区为多个MS分配频率时间资源，并且MS只能通过所分配的频率时间资源发射信号。如果每个BS/扇区为所有采用快速小区切换的MS分配独立的频率时间资源，那么这将是沉重的开销。如果不通过物理信道而是通过上层消息来传输关于最佳BS/扇区的信息，则小区切换速度降低，导致选择分集增益和调度性能下降。
作为现有的解决该问题的方案，提出了一种为期望执行快速小区切换的MS分配用于传输信道质量信息(CQI)的快速反馈信道和用于传输最佳BS/扇区信息的快速反馈信道的方案。然而，现有方案是低效的，因为MS为了执行快速小区切换，需要两个快速反馈信道。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够在正交频分多址(OFDMA)通信系统中执行高效的快速小区切换的系统和方法。
本发明的另一目的是提供一种提高OFDMA通信系统中的调度性能的系统和方法。
本发明的再一个目的是提供一种OFDMA通信系统中的系统和方法，它能够通过增加对一个快速反馈信道使用的码字数量以及根据控制信息类型单独地分配整个码字集，来传输各种上行链路控制信息。
本发明的再一个目的是提供一种OFDMA通信系统中的快速小区切换方案，它能够通过一个快速反馈信道高效地传输最佳BS/扇区信息、信道质量信息(CQI)和模式选择反馈信息。
本发明的再一个目的是提供一种OFDMA通信系统中的系统和方法，它能够通过快速反馈信道，以码字传输快速小区切换的最佳BS/扇区信息。
本发明的再一个目的是提供一种OFDMA通信系统中的系统和方法，它能够通过少量的快速反馈信道传输最佳BS/扇区信息。
根据本发明的一个方面，提供一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的方法。该方法包括步骤移动台(MS)选择MS期望通过快速反馈信道与之通信的目标锚基站(BS)，并且将分配给所选目标锚BS的码字发送到当前锚BS；在接收到码字后，锚BS向MS发送与接收的码字对应的所选BS的快速反馈信道分配信息；以及MS切换到对应于快速反馈信道分配信息的新锚BS。
根据本发明的另一个方面，提供一种在正交频分多址(OFDMA)通信系统中传输上行链路控制信息的方法。该方法包括步骤将所有可能的码字分成数个码字组，每个码字组具有多个码字，并且分配各码字组用于上行链路控制信息的传输；以及通过快速反馈信道，发送为其分配上行链路控制信息的码字。
根据本发明的另一个方面，提供一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的方法。该方法包括步骤生成要传输的至少一种类型的上行链路控制信息；将所有可能的码字分成数个码字组，每个码字组被映射到相关类型的上行链路控制信息，用于所生成的上行链路控制信息的传输；以及正交调制为其分配各码字的上行链路控制信息，并且分配码字组用于调制的上行链路控制信息的传输。
根据本发明的另一个方面，提供一种在通信系统中支持快速小区切换的方法，该通信系统包括移动台(MS)、当前与MS通信的锚基站(BS)、和MS选择要通信的目标锚BS。该方法包括步骤锚BS通过快速反馈信道，发送关于有效集中包括的BS的信息；以及MS比较从有效集中包括的各BS接收的信号的强度，以选择具有最佳链路性能的目标锚BS，并且向锚BS发送对应于所选目标BS的码字。
根据本发明的另一个方面，提供一种在通信系统中分配用于快速小区切换的快速反馈信道的方法，该通信系统包括移动台(MS)、当前与MS通信的当前锚基站(BS)、和MS选择要通信的目标锚BS。该方法包括步骤MS在有效集中包括的至少一个BS当中，选择具有最佳链路性能的目标锚BS；通过快速反馈信道，向当前锚BS发送分配给目标锚BS的码字；以及如果通过快速反馈信道从MS接收的快速反馈信道的码字是分配用于BS信息的传输的码字，则当前锚BS将该锚BS更新为MS的快速小区切换的目标锚BS。
根据本发明的另一个方面，提供一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的系统。该系统包括步骤移动台(MS)，用于从有效集中包括的各基站(BS)当中具有最佳接收信号的BS，从所有可能的码字当中，分配第一组码字用于通过快速反馈信道将从所选BS接收的信道质量信息传输到当前锚BS，分配第二组码字用于所选BS的BS/扇区信息的传输，并且分配第三组码字用于模式选择反馈信息的传输；和锚BS，如果从MS接收的快速反馈信道的码字对应于分配用于BS信息传输的码字，则将该锚BS更新为MS的快速小区切换的目标锚BS。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，其中图1是一般CDMA通信系统中快速小区切换的图；图2是根据本发明实施例在OFDMA通信系统中快速小区切换的图；图3示出根据本发明实施例在OFDMA通信系统中用于发送快速小区切换信息的发射机；图4示出根据本发明实施例在OFDMA通信系统中用于接收快速小区切换信息的接收机；图5示出根据本发明实施例在OFDMA通信系统中为传输快速小区切换信息而分配的频率时间资源；图6是示出根据本发明实施例从8进制信道编码器输出的32个可能的码字的图；以及图7是示出根据本发明实施例从8进制信道编码器输出的64个可能的码字的图。
具体实施例方式
现在将参照附图详细描述本发明的若干优选实施例。在下面的描述中，为了简洁起见，省略了对并入这里的公知功能和配置的详细描述。
本发明提出一种在正交频分多址(OFDMA)通信系统中传输各种上行链路控制信息的方案。此外，本发明增加用于传输各种上行链路控制信息的快速反馈信道可用的码字数量，从而高效地使用频率时间资源。
本发明提供一种方法，通过增加对一个快速反馈信道使用的码字数量，标识用于传输信道质量信息(CQI)的码字、用于传输最佳基站(BS)/扇区信息的码字、以及用于传输模式选择反馈信息的码字。即，本发明提出一种能够解决现有技术问题、并且使用新方法增加频率时间资源的效率的快速小区切换方案。
如上所述，本发明提出一种方法，它能够通过增加对一个快速反馈信道使用的码字数量以及根据控制信息类型单独地分配整个码字集，来传输各种上行链路控制信息。特别是，本发明提出一种系统和方法，通过一个快速反馈信道，不仅能够传输现有的CQI和模式选择反馈信息，还能够传输用于快速小区切换的最佳BS/扇区信息。
本发明提出一种系统和方法，它通过OFDMA通信系统中少量的快速反馈信道能够确保高效快速小区切换，提高其调度性能，以及传输最佳BS/扇区信息。
本发明提出一种在OFDMA通信系统中高效地传输用于快速小区切换的最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息。
尽管这里参照OFDMA通信系统描述了本发明若干实施例，但本发明不限于OFDMA通信系统，并且可以应用到所有使用多址方案的通信系统。
在给出对本发明的描述之前，下面将参照图1描述传统的快速小区切换概念。
图1是一般CDMA通信系统中快速小区切换的图。参照图1，移动台(MS)100的有效集包括3个BS/扇区，例如，BS/扇区_A 110、BS/扇区_B 120和BS/扇区_C 130。
在CDMA移动通信系统中，MS 100被分配来自BS/扇区110到130的单独的Walsh码。因为在1X演进数据优化(EV-DO)系统的情况下Walsh码的长度是8，所以可能的Walsh码编号是0到7。在图1的例子中，BS/扇区_A 110被分配Walsh码#1，BS/扇区_B 120被分配Walsh码#4，而BS/扇区_C 130被分配Walsh码#3。
MS 100比较从3个BS/扇区110到130接收的导频信号的强度，根据比较结果选择具有最佳链路性能的BS/扇区，并且将信息提供到所选BS/扇区，从而相应BS/扇区能够得知它自己的链路性能是最优的。
在图1中，如果从BS/扇区_C 130接收的信号具有最高强度，则MS 100使用Walsh码#3作为数据率控制(DRC)覆盖(cover)发送上行链路数据。在CDMA系统中，因为MS使用BS的唯一Walsh码来标识其BS，所以从3个BS/扇区110到130分配的Walsh码应当具有不同的Walsh码编号。即，在一般CDMA方案中，因为使用特定于用户的长码标识MS，所以每个BS/扇区可以接收MS发送的信号。此外，在CDMA方案中，每个BS/扇区将接收的信号与特定于用户的长码相乘，然后用对应于MS的Walsh码来解扩该相乘结果，以确定它是否被MS选择为最佳BS/扇区。
然而，在OFDMA通信方案中，每个BS/扇区为多个MS分配频率时间资源，并且MS必须只通过所分配的频率时间资源发射信号。如果每个BS/扇区为所有采用快速小区切换的MS分配独立的频率时间资源，则会出现开销问题。即，传统的技术不能直接将快速小区切换方案应用到OFDMA通信系统。
图2是根据本发明实施例在OFDMA通信系统中快速小区切换的图。具体地说，图2示出根据本发明实施例的新快速小区切换概念，用于传输上行链路控制信息，如最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息。
参照图2，MS 200的有效集包括3个BS/扇区，例如，BS/扇区_A 210、BS/扇区_B 220和BS/扇区_C 230。这里应当注意的是，BS/扇区表示BS和扇区之一或两者。为了方便起见，将BS/扇区称为“BS”或“BS/扇区”。
BS/扇区_A 210表示当前与MS通信的锚(anchor)BS。BS/扇区_A 210，或者说锚BS，通过快速反馈信道发送BS/扇区信息。在这种情况下，锚BS 210从可用来通过快速反馈信道传输BS/扇区信息的N个码字当中，分配对应于有效集中所包含的BS/扇区的码字，并且将该分配信息发送到MS 200。
然后，MS 200比较各信号的强度，例如导频或前同步码(preamble)，根据比较结果从有效集中所包含的各BS/扇区中选择具有最佳链路性能的BS/扇区，例如BS/扇区C 230，并且将所选BS/扇区更新为新的锚BS。为了更新锚BS，MS 200通过预定信息或消息，将它改变到新锚BS通知给当前(或旧)锚BS(例如BS/扇区_A 210)。锚BS改变的过程和信息将在稍后详细描述。
假设当前具有最佳链路性能的BS是BS/扇区_C 230，并且当前锚BS是BS/扇区_A 210。在这种情况下，MS 200将分配给作为目标锚BS的BS/扇区_C 230的码字#(n+2)，通过当前锚BS的快速反馈信道发送到作为当前锚BS的BS/扇区_A 210。如果MS 200通过快速反馈信道发送锚BS切换请求信号，则接收到锚BS切换请求信号的BS/扇区_A 210对所有码字执行译码，并且通过译码确定MS 200所发送的码字。为了正确地发送最佳BS/扇区信息，MS200可以重复设定次数地发送对应于BS/扇区_C 230(所选锚BS或目标锚BS)的码字，即，图2所示的码字#(n+2)。
如果从MS 200接收到对应于新目标锚BS的码字#(n+2)的BS/扇区_A210，接收到对应的码字，即，对应于BS/扇区_C 230的码字#(n+2)，则BS/扇区_A 210可以响应于此发送肯定应答(ACK)信号，以便减少MS 200所需的最佳BS/扇区信息的发送次数。如果从MS 200接收的快速反馈信道的码字属于为传输最佳BS/扇区信息而分配的码字，则BS/扇区_A 210用相应BS(即BS/扇区_C 230)更新锚BS，以进行MS 200的快速小区切换。然后，MS 200交替地以设定次数K向BS/扇区_A 210发送最佳BS/扇区信息和CQI信息。为了传输CQI信息，使用从整个码字集中为传输CQI信息而分配的码字。
接着参照图2，将对根据本发明实施例通过快速小区切换在MS与BS/扇区之间的呼叫处理过程进行描述。为了方便起见，下面的描述中将假设BS/扇区是BS。
如果还没有创建有效集(或有效BS集)，或者如果需要更新有效集，则MS通过切换请求信号或切换请求消息向当前锚BS发送创建有效集的请求。切换请求信号或切换请求消息表示，例如，MS越区切换请求(MSHO-REQ)消息。然后，当前锚BS为每个有效集中所包含的有效BS分配临时BS标识符TEMP BS ID#0到#7，以创建有效集，然后响应于请求消息，发送应答消息，例如，BS越区切换应答(BSHO-RSP)消息。
由于快速反馈信道用于快速小区切换，因此为了高可靠性，最好预先分配当MS将其连接改变到另一锚BS时使用的快速反馈信道。锚BS可以通过BSHO-RSP消息分配MS要使用的快速反馈信道。
在接收到从锚点BS发送的BSHO-RSP消息后，MS可以使用对应于BSHO-RSP消息的越区切换指示(HO-IND)消息，发出确认信号或取消信号。
当在确保有效集之后切换锚BS时，MS使用快速反馈信道发送目标锚BS的码字，作为锚BS切换指示符。MS可以在小区切换之前以及直到小区切换为止，向相应锚BS发送CQI信息。因为即使在小区切换期间也必须提供CQI信息，因此最好在小区切换周期内交替地发送指示符和CQI。此外，可以根据所需的可靠性来调节指示符的发送次数。
如果从MS接收的快速反馈信道的码字对应于为最佳BS/扇区信息分配的码字，则当前锚BS可以通过经由主干线(backbone)与目标锚BS相连，执行确认过程或取消过程，以进行锚BS更新。
在切换周期内完成指示符发送之后，MS可以立即切换锚BS，或者在分析来自当前锚BS或目标锚BS的准许信号之后切换锚BS。
作为MS的CQI发送方法，可以使用下面3种方法，一直到锚BS被更新(1)当前锚BS的CQI发送；(2)目标锚BS的CQI发送；或(3)当前锚BS和目标锚BS的交替CQI发送。
本发明可以用这三种方法中所选的一种来发送CQI信息。为了高可靠性，最好选择第二种CQI发送方法和第三种CQI发送方法中的一种。
图3示出根据本发明实施例在OFDMA通信系统中用于通过快速反馈信道发送快速小区切换信息的发射机。具体地说，图3示出根据本发明实施例的MS发射机的结构，MS发射机发送用于快速小区切换的CQI、模式选择反馈信息和最佳BS/扇区信息。
参照图3，发射机包括M进制信道编码器310，用于编码上行链路控制信息(例如，快速小区切换的上行链路最佳BS/扇区信息)的信息数据位；非相干调制器320，用于使用非相干调制方案调制信息数据位；和反快速傅立叶变换(IFFT)模块330，用于在发送前对发送信号执行IFFT。
如果存在要发送的信息数据位，例如，用于快速小区切换的CQI、模式选择反馈信息和最佳BS/扇区信息的信息数据位，则M进制信道编码器310将信息数据位编码成与其对应的码字，并且将该码字输出到非相干调制器320。根据输入位数，M进制信道编码器310可以包括二进制信道编码器或者使用M进制分组码的M进制信道编码器。
非相干调制器320使用非相干调制方案，确定与从M进制信道编码器310输出的码字相对应的发送码元，并且将发送码元输出到IFFT模块330。非相干调制器320可以使用例如正交调制方案。
IFFT模块330对从非相干调制器320输出的发送码元执行IFFT，并且发送经过IFFT处理的发送码元。
在图3中，根据本发明实施例，信息数据位包括上行链路最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息。发射机中包括的M进制信道编码器310将接收的信息数据位编码成编码码元，并且将编码码元输出到非相干调制器320。非相干调制器320调制编码码元，并且将调制码元输出到IFFT模块330。IFFT模块330对调制码元执行IFFT，并且发送经IFFT处理的发送码元。因为发射机后面的结构与一般射频(RF)发射机相同，所以为了简单起见，在图3中没有示出，并且这里省略对其的详细描述。
图4示出根据本发明实施例在OFDMA通信系统中用于通过快速反馈信道接收快速小区切换信息的接收机。具体地说，图4示出根据本发明实施例的BS接收机的结构，BS接收机接收用于快速小区切换的CQI、模式选择反馈信息和最佳BS/扇区信息。
参照图4，接收机包括快速傅立叶变换(FFT)模块410，用于对时域的接收信号执行FFT，以将时域的接收信号转换成频域的接收信号；非相干解调器420，用于解调频域的接收信号；和M进制信道译码器430，用于由解调的接收码元，译码上行链路快速小区切换的数据位。
在从发射机接收到接收信号后，FFT模块410对接收信号执行FFT，并且将接收码元输出到非相干解调器420。
非相干解调器420接收从FFT模块410输出的接收码元，使用非相干解调方案计算其软判决值，例如，接收码元的相关值的绝对值的平方，并且将软判决值输出到M进制信道译码器430。
M进制信道译码器430从非相干解调器420接收软判决值，例如，相关值的绝对值的平方，确定从发射机发送了哪个码字，并且输出与其对应的数据位。该数据位可以是最佳BS/扇区信息。根据输入位，M进制信道译码器430可以包括二进制信道译码器或者M进制信道译码器。
在结构方面，接收机对应于图3的发射机。接收信号可以包括使用OFDMA方案从发射机发送的最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息。接收机包括FFT模块410，因为时域的接收信号在发射机中发送之前经受了IFFT。同样，为了简单起见，在图4中没有示出RF接收机的一般结构，并且这里省略对其详细描述。
现在参照图5到7，将对在MS发射机和BS接收机之间执行的发送和接收最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息的方法进行详细描述。
这里将假设，为了传输最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息，在OFDMA通信系统的上行链路中分配频率时间域中的六个3×3副载波瓦片(tile)。
图5示出根据本发明实施例在OFDMA通信系统中，为传输快速小区切换信息而分配给快速反馈信道六个3×3副载波瓦片(tile)的情况下的频率时间资源。
尽管参照为传输最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息而分配六个3×3副载波瓦片的情况下的频率时间资源，描述本发明的实施例，但本发明不限于此。在图5中假设使用M 8进制信道编码器。此外，这里假设每个BS/扇区使用一个对最佳BS/扇区的专用上行链路子信道。上行链路子信道不是必须由六个3×3副载波瓦片构成。在替代实施例中，上行链路子信道可以由六个4×3副载波瓦片构成。本发明也可以应用到其他类型的上行链路子信道。
参照图5，阴影部分501、503、505、507、509和511表示根据本发明实施例的BS/扇区中的上行链路副载波瓦片，并且6个瓦片501、503、505、507、509和511中的每一个形成一个上行链路子信道，并且用作对最佳BS/扇区的专用信道。附图标记505表示3×3副载波瓦片，其中水平轴表示时间或码元，而垂直轴表示频率或副载波。本发明的实施例通过增加用于传输最佳BS/扇区信息、CQI和模式选择反馈信息的快速反馈信道的码字数量，允许传输各种类型的上行链路控制信息。将参照有32个码字的情况和有64个码字的情况，描述根据本发明实施例的、传输各种上行链路控制信息的新方法。首先将参照下面表1，对根据本发明实施例的模式选择反馈信息进行描述。接着，将参照下面表2，对根据本发明实施例的、根据上行链路控制信息分配码字的示例性方法进行描述。
根据本发明实施例的模式选择反馈信息如表1所示。
表1
表1示出根据本发明实施例的模式选择反馈信息的示例。模式的类型包括多入多出(MIMO)模式和排列(permutation)模式，并且当在快速反馈信道上发送模式选择反馈信息时发送表1的值。表1的值是通过示例给出的，并且根据系统条件而改变。
接着，表2中示出根据上行链路控制信息分配码字的示例性方法的描述。
表2
表2示出根据本发明实施例的、根据上行链路控制信息分配码字的示例性方法。每个BS/扇区将表2所示的信息表通知给MS，其中对于所有码字，分配L个码字(用aaa位传输长度信息)用于CQI信息的传输，分配M个码字(用bbb位传输长度信息)用于最佳BS/扇区信息的传输，分配N个码字(用ccc位传输长度信息)用于MIMO/排列模式选择反馈信息的传输，并且分配其余码字用于其他控制信息的传输。
如果MS期望切换锚BS，则它通过快速反馈信道将分配给新锚BS或目标锚BS的码字发送到当前锚BS。该码字是从从当前锚BS接收的码字分配信息(即，表2所示的信息表)中的、分配用于最佳BS/扇区信息传输的M个码字中选择的。
如果准许了MS的锚BS切换请求，则当前锚BS可以通过BS切换准许消息(或BSHO-RSP消息)发送目标锚BS的快速反馈信道分配信息，或者通过指示锚BS的锚BS切换指示符，在锚BS切换周期内发送快速反馈信道分配信息。或者，在切换完成之后，当前锚BS可以通过从目标锚BS提供的整体信道分配信息(广播控制消息或MAP消息)，向其MS发送快速反馈信道分配信息。
图6示出根据本发明实施例从8进制信道编码器输出的32个可能的码字。参照图6，在发射机中，在接收到信息数据位后，8进制信道编码器将从图6所示的32个可能的码字中选择的一个输出到非相干调制器。8进制信道编码器被设计成使得，对于给定数量的码字和给定的长度，码字之间的最小汉明(Hamming)距离应当最大。“汉明距离”是指在两个码字之间的对应位当中不同的位的数量。
在该传输方法中，作为影响码字差错概率性能的主要因素的最小汉明距离为5。即，例如，对于32个可能的码字当中的码字‘16’，副载波瓦片的码字索引A0、A1、A2、A3、A4和A5的图案是‘472516’，而对于码字‘16’，副载波瓦片的码字索引A0、A1、A2、A3、A4和A5的图案是‘460257’。结果，两个码字‘16’与‘24’之间的最小汉明距离是5。最小汉明距离＝5意味着，对于所有可能的码字对，两个码字之间的最小汉明距离大于或等于5。
参照表2和图6，在图6所示的32个码字当中，可以分配L个码字用于CQI信息的传输，可以分配M个码字用于最佳BS/扇区信息的传输，可以分配N个码字用于MIMO/排列模式选择反馈信息的传输，并且可以分配其余码字用于其他控制信息的传输。图6在L、M和N的值方面等于表2。将参照图6和表2描述本发明的实施例，其中L＝24，M＝8且N＝0。在这种情况下，因为分配24个码字用于CQI信息的传输，所以信道质量周期的码字分配可以定义为 此外，可以理解，分配了8个码字用于最佳BS/扇区信息的传输，而没有分配码字用于MIMO/排列模式选择反馈信息和其他控制信息的传输。
将参照其中L＝16，M＝8且N＝8的另一示例描述本发明。在这种情况下，因为分配16个码字用于CQI信息的传输，所以信道质量周期的码字分配可以定义为
此外，可以理解，分配了8个码字用于最佳BS/扇区信息的传输，分配了8个码字用于MIMO/排列模式选择反馈信息的传输，而没有分配码字用于其他控制信息的传输。为了通过快速反馈信道发送所分配的码字，非相干调制器对从8进制信道编码器接收的码字使用正交调制方法。即，非相干调制器使用正交调制方法调制由8进制信道编码器编码的信息数据位。用于正交调制的正交向量如下面表3所示。
表3
如表3所示，用于正交调制的正交向量可以用P0、P1、P2和P3所示，并且对于正交相移键控(QPSK)调制方案的QPSK调制码元，正交向量可以定义为P0=exp(j·π4)]]>P1=exp(j·3π4)]]>P2=exp(-j·3π4)]]>P3=exp(-j·π4)······(3)]]>3×3副载波瓦片的8个边沿副载波发送表3所示的数据码元，并且其余的一个中心副载波发送导频码元。可以任意选择导频码元。例如，如果给出要发送的5位信息数据，发射机根据图6确定码字。然后，发射机根据使用表3的方法确定的码字，发送对于对应于码字索引A0的图案的正交向量，即，对于第一3×3副载波瓦片中相应向量索引的正交向量；对于对应于码字索引A1的图案的正交向量，即，对于第二3×3副载波瓦片中相应向量索引的正交向量；以及类似地，对于对应于码字索引A5的图案的正交向量，即，对于第六3×3副载波瓦片中相应向量索引的正交向量。更具体地说，如果对于第一3×3副载波瓦片的向量索引是4，则数据码元值被设为对应于向量索引4的P0，P0，P0，P0，P0，P0，P0，P0。如果对于第二3×3副载波瓦片的向量索引是7，则数据码元值被设为对应于向量索引7的P0，P2，P2，P0，P2，P0，P0，P2。如果对于第三3×3副载波瓦片的向量索引是2，则数据码元值被设为对应于向量索引2的P0，P0，P1，P1，P2，P2，P3，P3。在接收机中，在接收到从发射机发送的信号后，FFT模块对接收信号执行FFT，并且将经FFT处理的信号输出到非相干解调器。非相干解调器对六个3×3副载波瓦片的每一个的8个可能的正交向量计算相关值的绝对值的平方，并且将计算出的信号输出到M进制信道译码器。M进制信道译码器计算对应于所有32个可能的码字的正交向量的相关值的绝对值平方和，然后确定发射机发送了对应于码字当中具有最大值的码字的信息数据位。
这样，BS接收机根据从MS发射机发送的码字，可以确定MS发送的控制信息的类型。如上所述，在这种情况下，为了减少MS所需的最佳BS/扇区信息的传输次数，如果切换了锚BS，则BS可以响应于此形成位图格式的肯定应答(ACK)信号，并且通过下行链路(DL)-MAP发送ACK信号。参照信息数据位数为5的情况描述了上述传输方法。接着，将对于信息数据位数为6的情况描述该传输方法。
图7示出根据本发明实施例从8进制信道编码器输出的64个可能的码字。参照图7，在发射机中，在接收到信息数据位后，8进制信道编码器将从图7所示的64个可能的码字中选择的一个输出到非相干调制器。要注意，在图7所示的64个码字当中，头32个码字等于图6所示的码字。8进制信道编码器被设计成使得，对于给定数量的码字和给定的长度，码字之间的最小汉明距离应当最大。“汉明距离”是指在两个码字之间的对应位当中不同的位的数量。
在该传输方法中，作为影响码字差错概率性能的主要因素的最小汉明距离为5。即，例如，对于64个可能的码字当中的码字‘32’，副载波瓦片的码字索引A0、A1、A2、A3、A4和A5的图案是‘675124’，而对于码字‘40’，副载波瓦片的码字索引A0、A1、A2、A3、A4和A5的图案是‘751243’。结果，两个码字‘32’与‘40’之间的最小汉明距离是5。最小汉明距离＝5意味着，对于所有可能的码字对，两个码字之间的最小汉明距离大于或等于5。
或者，该方法可以如参照图6所述那样只使用32个码字发送5位。
参照表2和图7，在图7所示的64个码字当中，可以分配L个码字用于CQI信息的传输，可以分配M个码字用于最佳BS/扇区信息的传输，可以分配N个码字用于MIMO/排列模式选择反馈信息的传输，并且可以分配其余码字用于其他控制信息的传输。这里，图7在L、M和N的值方面等于表2。
将参照图7和表2描述本发明的实施例，其中L＝32，M＝8且N＝8。这里假设64个可能的码字中其余16个码字被使用。在这种情况下，因为分配32个码字用于CQI信息的传输，所以信道质量周期的码字分配可以从‘000000’的码字#0到‘011111’的码字#31定义为等式(4)。
此外，因为分配了8个码字用于最佳BS/扇区信息的传输，所以可以为有效集中包括的BS#0分配码字#32‘100000’，可以为有效集中包括的BS#1分配码字#33‘100001’，类似地，可以为有效集中包括的BS#7分配码字#38‘100111’。如果目标锚BS是有效集中包括的多个BS中的BS#1，则MS通过当前锚BS的快速反馈信道发送码字#33。
因为分配了8个码字用于MIMO/排列模式选择反馈信息的传输，所以可以为模式选择反馈信息分配码字#39‘100000’到码字#46‘101111’。
接着，为了通过快速反馈信道发送所分配的码字，非相干调制器对从8进制信道编码器接收的码字使用正交调制方法。即，非相干调制器使用正交调制方法调制由8进制信道编码器编码的信息数据位。用于正交调制的正交向量如表3所示。
3×3副载波瓦片的8个边沿副载波发送表3所示的数据码元，并且其余的一个中心副载波发送导频码元。可以任意选择导频码元。发送的数据码元的值被如表3所示设为对应于其相关向量索引的正交向量。设置正交向量的过程在上面已经描述了。更具体地说，如果给出要发送的6位信息数据，发射机根据图7确定码字。然后，发射机使用表3的方法，发送对于对应于第一3×3副载波瓦片中码字索引A0的向量索引的正交向量，发送对于对应于第二3×3副载波瓦片中码字索引A1的向量索引的正交向量；以及最后，发送对于对应于第六3×3副载波瓦片中码字索引A5的向量索引的正交向量。在接收机中，在接收到从发射机发送的信号后，FFT模块对接收信号执行FFT，并且将经FFT处理的信号输出到非相干解调器。非相干解调器对六个3×3副载波瓦片的每一个的8个可能的正交向量计算相关值的绝对值的平方，并且将计算出的信号输出到M进制信道译码器。M进制信道译码器计算对应于所有64个可能的码字的正交向量的相关值的绝对值平方和，然后确定发射机发送了对应于码字当中具有最大值的码字的信息数据位。
这样，BS接收机根据从MS发射机发送的码字，可以确定MS已经发送的控制信息的类型。如上所述，在这种情况下，为了减少MS所需的最佳BS/扇区信息的传输次数，如果切换了锚BS，则BS可以响应于此形成位图格式的ACK信号，并且通过DL-MAP发送ACK信号。
参照上行链路的每个3×3副载波瓦片包括1个导频码元和8个数据码元的情况，通过示例的方式描述了上述传输方法。然而，本发明不限于此。例如，部分使用子信道(Partial Usage Sub-Channel，PUSC)对上行链路使用4×3副载波瓦片，并且每个瓦片包括4个导频码元和8个数据码元。本发明也可以应用到PUSC和其他子信道格式。
如上所述，新方法增加了OFDMA通信系统中用于一个快速反馈信道的码字的数量，从而使得可以将这些码字分成用于传输CQI信息的码字、用于传输最佳BS/扇区信息的码字和用于传输模式选择反馈信息的码字。这样，新方法允许快速小区切换，并且增加频率时间资源的效率。
尽管参照其特定优选实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员应当理解，在不背离权利要求书限定的宗旨和范围的前提下，可以对其进行形式和细节的各种修改。
权利要求
1.一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的方法，该方法包括步骤移动台(MS)选择MS期望通过快速反馈信道与之通信的目标锚基站(BS)，并且将分配给所选目标锚BS的码字发送到当前锚BS；在接收到码字后，锚BS向MS发送与接收的码字对应的所选BS的快速反馈信道分配信息；以及MS切换到对应于快速反馈信道分配信息的新锚BS。
2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤MS从有效集中包括的BS当中选择具有最佳接收信号的BS；以及对所选BS创建对应于至少一种类型的上行链路控制信息的多个码字集，并且通过快速反馈信道将该码字集发送到当前锚BS。
3.如权利要求1所述的方法，还包括步骤MS将所有可能的码字分成至少一个码字组，每个码字组具有多个码字；以及分配第一码字组用于目标锚BS的BS信息的传输，分配第二码字组用于从目标锚BS接收的信道质量信息的传输，并且分配第三码字组用于模式选择反馈信息的传输。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述码字是从为传输从目标锚BS接收的码字分配信息而分配的多个码字中选择的。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述码字集创建步骤包括步骤根据上行链路控制信息将所有可能的码字分成数个码字组，每个码字组具有多个码字；以及将每个码字组映射到相关联的上行链路控制信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中，MS通过快速反馈信道，将分配给目标锚BS的码字发送到当前锚BS。
7.如权利要求1所述的方法，其中，在从MS接收到切换请求后，锚BS向MS发送目标锚BS的快速反馈信道分配信息，以准许切换请求。
8.如权利要求7所述的方法，其中，锚BS通过BS切换准许消息，预先发送快速反馈信道分配信息。
9.如权利要求7所述的方法，其中，锚BS在锚BS切换周期内为目标锚BS分配快速反馈信道信息。
10.如权利要求7所述的方法，其中，在完成锚BS切换之后，锚BS通过整体分配信息消息，发送快速反馈信道分配信息。
11.一种在正交频分多址(OFDMA)通信系统中传输上行链路控制信息的方法，该方法包括步骤将所有可能的码字分成数个码字组，每个码字组具有多个码字，并且分配各码字组用于上行链路控制信息的传输；以及通过快速反馈信道，发送为其分配上行链路控制信息的码字。
12.如权利要求11所述的方法，其中，在所有可能的码字当中，分配L个码字用于信道质量信息的传输。
13.如权利要求11所述的方法，其中，在所有可能的码字当中，分配M个码字用于快速小区切换的最佳基站(BS)/扇区信息的传输。
14.如权利要求11所述的方法，其中，将M个码字分配给有效集中包括的BS中的M个BS，并且其中，如果移动台(MS)期望切换锚BS，则MS通过快速反馈信道，向当前锚BS发送该M个BS中的目标锚BS的码字。
15.如权利要求11所述的方法，其中，在所有可能的码字当中，分配N个码字用于MIMO模式选择反馈信息的传输。
16.一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的方法，该方法包括步骤生成要传输的至少一种类型的上行链路控制信息；将所有可能的码字分成数个码字组，每个码字组被映射成相关类型的上行链路控制信息，用于所生成的上行链路控制信息的传输；以及正交调制为其分配各码字的上行链路控制信息，并且分配码字组用于调制的上行链路控制信息的传输。
17.如权利要求16所述的方法，其中，上行链路控制信息包括信道质量信息，并且在所有可能的码字当中，分配数个码字用于信道质量信息的传输。
18.如权利要求16所述的方法，其中，上行链路控制信息包括模式选择反馈信息，并且在所有可能的码字当中，分配数个码字用于模式选择反馈信息的传输。
19.如权利要求16所述的方法，其中，上行链路控制信息包括用于快速小区切换的最佳BS/扇区信息，并且在所有可能的码字当中，分配数个码字用于该BS/扇区信息的传输。
20.如权利要求16所述的方法，其中，各码字被设计成，使得两个可能的码字之间的最小汉明距离最大。
21.如权利要求16所述的方法，其中，每个可能的码字包括5个信息数据位，并且32个可能的5位码字被分成数个码字组，用于至少一种类型的上行链路控制信息的传输。
22.如权利要求16所述的方法，其中，每个可能的码字包括6个信息数据位，并且64个可能的6位码字被分成数个码字组，用于至少一种类型的上行链路控制信息的传输。
23.一种在通信系统中支持快速小区切换的方法，该通信系统包括移动台(MS)、当前与MS通信的锚基站(BS)、和MS选择要通信的目标锚BS，该方法包括步骤锚BS通过快速反馈信道，发送关于有效集中包括的BS的信息；以及MS比较从有效集中包括的各BS接收的信号的强度，以选择具有最佳链路性能的目标锚BS，并且向锚BS发送对应于所选目标BS的码字。
24.如权利要求23所述的方法，还包括步骤如果确定通过快速反馈信道从MS接收的码字是分配用于BS信息的传输的码字，则锚BS将目标锚BS更新为MS的快速小区切换的新锚BS。
25.如权利要求23所述的方法，其中，MS比较从有效集中包括的各BS接收的导频的强度，作为比较的结果，选择具有最佳链路性能的BS，并且将所选BS更新为锚BS。
26.如权利要求23所述的方法，其中，MS比较从有效集中包括的各BS接收的前同步码的强度，作为比较的结果，选择具有最佳链路性能的BS，并且将所选BS更新为锚BS。
27.如权利要求23所述的方法，还包括步骤锚BS在所有可能的码字当中，确定可用于BS信息的传输的数个码字；从所述数个码字当中，分配与有效集中包括的每个BS对应的码字；以及将分配信息发送到MS。
28.一种在通信系统中分配用于快速小区切换的快速反馈信道的方法，该通信系统包括移动台(MS)、当前与MS通信的当前锚基站(BS)、和MS选择要通信的目标锚BS，该方法包括步骤MS在有效集中包括的至少一个BS当中，选择具有最佳链路性能的目标锚BS；通过快速反馈信道，向当前锚BS发送分配给目标锚BS的码字；以及如果从MS接收的快速反馈信道的码字是分配用于BS信息的传输的码字，则当前锚BS将该锚BS更新为MS的快速小区切换的目标锚BS。
29.如权利要求28所述的方法，还包括步骤将BS信息向当前锚BS重复发送K次；以及在发送了BS信息之后，通过快速反馈信道发送目标锚BS的信道质量信息。
30.如权利要求29所述的方法，还包括步骤如果从MS接收到对应于目标锚BS的码字，则当前锚BS发送与其对应的应答信号。
31.如权利要求29所述的方法，其中，在所有可能的码字当中，分配数个码字用于信道质量信息的传输。
32.如权利要求28所述的方法，其中，在所有可能的码字当中，分配数个码字用于快速小区切换的BS信息的传输。
33.如权利要求28所述的方法，还包括步骤如果有更新有效集的需要，则MS向当前锚BS发送切换请求信号；以及在从当前锚BS接收到应答信号后，根据应答信号更新或取消有效集。
34.如权利要求33所述的方法，其中，所述切换请求信号是通过MS越区切换请求消息发送的。
35.如权利要求28所述的方法，还包括步骤如果从MS接收到锚BS切换请求信号，则当前锚BS通过为有效集中包括的各BS分配临时BS标识符(ID)来创建有效集，并且发送响应于切换请求信号的应答信号。
36.如权利要求35所述的方法，其中，通过BS越区切换应答消息发送对切换请求信号的应答信号。
37.如权利要求28所述的方法，还包括步骤MS分配快速反馈信道，用于切换到目标锚BS；以及通过BS越区切换应答消息，分配将被MS使用的快速反馈信道。
38.如权利要求28所述的方法，还包括步骤在锚BS切换期间，MS在切换周期内使用快速反馈信道向目标锚BS发送锚BS切换指示符。
39.如权利要求38所述的方法，其中，锚BS切换指示符是对应于目标锚BS的码字。
40.如权利要求38所述的方法，其中，MS交替地发送锚BS切换指示符和信道质量信息。
41.如权利要求38所述的方法，其中，在切换周期内发送锚BS切换指示符之后，MS立即将锚BS切换到目标锚BS。
42.如权利要求28所述的方法，其中，在切换周期内发送锚BS切换指示符之后，MS在分析来自当前锚BS和目标锚BS之一的准许信号后，切换锚BS。
43.如权利要求28所述的方法，还包括步骤如果从MS接收的快速反馈信道的码字对应于分配用于BS信息传输的码字，则当前锚BS通过主干线与目标锚BS执行确认过程和取消过程之一，以进行锚BS更新。
44.一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的系统，该系统包括移动台(MS)，用于从有效集中包括的基站(BS)当中选择具有最佳接收信号的BS，从所有可能的码字当中分配第一组码字用于通过快速反馈信道将从所选BS接收的信道质量信息传输到当前锚BS，分配第二组码字用于所选BS的BS/扇区信息的传输，并且分配第三组码字用于模式选择反馈信息的传输；和锚BS，如果从MS接收的快速反馈信道的码字对应于分配用于BS信息传输的码字，则将该锚BS更新为MS的快速小区切换的目标锚BS。
45.如权利要求44所述的系统，其中，MS将BS信息向当前锚BS重复发送K次，并且在发送BS信息之后，通过快速反馈信道发送目标锚BS的信道质量信息。
46.如权利要求44所述的系统，其中，如果从MS接收到对应于目标锚BS的码字，则当前锚BS发送与其对应的应答信号。
47.如权利要求44所述的系统，其中，如果有更新有效集的需要，则MS向当前锚BS发送切换请求信号，并且在从当前锚BS接收到应答信号后，根据应答信号对有效集执行更新或取消过程。
48.如权利要求47所述的系统，其中，所述切换请求信号是通过MS越区切换请求消息发送的。
49.如权利要求47所述的系统，如果从MS接收到锚BS切换请求信号，则当前锚BS通过为有效集中包括的BS分配临时BS标识符(ID)来创建有效集，并且发送对应于切换请求信号的应答信号。
50.如权利要求49所述的系统，其中，通过BS越区切换应答消息发送对切换请求信号的应答。
51.如权利要求44所述的系统，其中，当MS切换到目标锚BS时使用的快速反馈信道是预先分配的；其中，当前锚BS通过BS越区切换应答消息，预先有选择地分配MS要使用的快速反馈信道。
52.如权利要求44所述的系统，其中，在锚BS切换期间，MS在切换周期内使用快速反馈信道向目标锚BS发送锚BS切换指示符。
53.如权利要求52所述的系统，其中，锚BS切换指示符指示对应于目标锚BS的码字。
54.如权利要求52所述的系统，其中，MS交替地发送锚BS切换指示符和信道质量信息。
55.如权利要求52所述的系统，其中，在切换周期内发送锚BS切换指示符之后，MS立即将锚BS切换到目标锚BS。
56.如权利要求52所述的系统，其中，在切换周期内发送锚BS切换指示符之后，MS在分析来自当前锚BS或目标锚BS的准许信号后，切换锚BS。
57.如权利要求44所述的系统，还包括步骤如果从MS接收的快速反馈信道的码字对应于分配用于BS信息传输的码字，则当前锚BS通过主干线与目标锚BS执行确认过程或取消过程，以进行锚BS更新。
全文摘要
提供一种在使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统中传输上行链路控制信息的方法。移动台(MS)选择MS期望通过快速反馈信道与之通信的目标锚基站(BS)，并且将分配给所选目标锚BS的码字发送到当前锚BS。在接收到码字后，锚BS向MS发送与接收的码字对应的所选BS的快速反馈信道分配信息。MS切换到对应于快速反馈信道分配信息的新锚BS。
文档编号H04W36/08GK1973457SQ200580020731
公开日2007年5月30日 申请日期2005年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者徐熙尚, 孟胜柱, 边名广, 田宰昊, 尹淳暎, 金正元, 周判谕, 赵在源 申请人:三星电子株式会社