专利名称：在无线网络的前向链路上发射控制信息的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，并且更具体地涉及OFDM网络中的控制信号。
背景技术：
对于实际无线通信网络的操作来说，支持基站和它所支持的用户终端之间 的控制信息的通信是根本的。"控制信息"表示任何与网络及其组件的操作相关 的信息，因为与内容不同，也就是与将要在用户之间传送的信息不同。
将要在前向链路上、也就是从基站向用户终端传送的控制信息可以包括例 如确认比特和功率控制比特。确认比特向用户终端指示在反向,连路上、也就是 从用户终端至瞎站在特定的时间窗内发送的消息是否在基站处被成功解码。如 众所周知的那样，确认比特可以是肯定的，也就是指示成功解码，或者是否定 的，也就是指示不成功的解码尝试。功率控制比特向用户终端指示反向链路上 的发射功率应该向上或向下调整。本领域技术人员可以理解的是，许多其它类 型的控制信息也可以在前向链路上被传送。
^f 周知，没有通信信道具有无限的容量。替代地，由于控制信令所引起 的带宽和功率资源消耗经常会限制那些资源可用于发射内容的程度。因此，存 在最小化信令开销、也就是控制信令占用带宽和功率资源的程度的经济动机。
例如，诸如符合正EE 802.16e标准的那些系统的OFDMA系统分配用于在 前向链路上发射控制信息的频率资源。每个信令比特可以在为特定用户预留的 一个特定子载波或一组子载波上被发送。替代地，信令比特可以被组合并在一 组公共预留子载波上被发送。在第二种方案中，特定用户的信令比特被附加到 该用户的标识字，以便在接收端处，針用户,多识别其自己的指定控制信息。
当^用户有一个或多个专用子载波时，典型地将有足够的专用带宽来以 峰值速率处理该用户的控制消息。
但是，控制信息不必以恒定速率发射至给定用户。替f^地，它可以被零星 地发送。例如，如上面所解释的那样，在一些系统中确认比特将只响应于成功 的解码尝试被发送。因此，信令带宽被低效率地j顿。
另一方面，根据，第二种方案的组合(pooled)带宽的使用是低效率的，
因为它要求用户标识比特与控制信息一起被发送。由于用户的数量典型地远多 于每个用户可能具有的控制比特的数量，因此用户标识比特可能构成大量的幵 销。
对于上面所描述的系统、以及其他系统来说，仍然存在提高前向链路控制
信令效率的需要。
发明内容
我们已经发现一种育^)多提高OFDM系统中前向链路控制信令效率的新的 信令方法，所述OFDM系统也就是育滩在多个相互正交的频率子载波上刻寸信 息的系统，所述子载波被组织为可选的子信道。
在一个主要方面中，劍门的方 雄括利用一组专用于控制信息并被两个或 更多个用户的组共用的前向链路子载波。指定给^用户的控制信息利用相应 的扩展码进行扩展，从而提供扩展控制消息。指定给各个用户的扩展控制消息 在传输前被加在一起。
在另一主要方面中，我们的方法包括，在用户终端处，在专用于控制信息 的一组子载波上接收来自前向链路的发射，并解扩所接收的发射以恢复指定给 该用户终端的控制消息。
图1是现有技术中典型OFDM发射机的简化示意表示。
图2以简化的示意图显示在一个说明性实施例中根据本发明的方法。
图3是说明在某些实施例中根据本发明将码和所分配的子信道相关
联的流程图。
具体实施例方式
现有技术中的典型OFDM划対几以简化的形式示意性地被显示在图1中。 如将在图中看见的，表示来自信息源10的字的编码比特序列在调制器20处被 鹏寸为一个或多个来自符号星座图(constellation)的符号、例如QPSK符号的 序列。来自信息源10盼'字表示任何消息或其中的一部分。在解飾器30处, 所得到的符号序列被引导到与构成期望子信道的各个子载波相对应的多个端 口，并且在处理器40处，通过使符号序列经受决速傅立叶逆变换(IFFT)或其 它适当的处理，使符号序列适于后续传输。在发射机中在IFFT之后的信号处理
在本领域中是A^f周知的，因此不需要在这里进行详细描述。
图2以简化的示意图显示我们的新方法的一个说明性实施例。为了说明的
目的，在图中仅示出了两个用户。所述用户分别用参考数字51和52来标明。 如在图中可以看到的，在乘法器61处利用扩展码71扩展来自用户51的比特流， 且在乘法器62处利用以参考数字72标明的不同扩展码扩展来自用户52的比特 流。有利地，各个扩展码被选择为相互正交，但如下面所解释的那样，正交性 并不是必要綠
扩展信号分另赃调制器81、 82 Mil将输入比特映射为来自星座图的符 号、例如QPSK符号而被调制。在这点上应该注意*输入比特将与相关扩 展码的一个码片相对应，并将典型地表示来自相关用户的符号流中的信号值的 实部或虚部。
在这点上应该注意在替代实施例中，用户提供的数据可以在乘法器61、 62处进行扩展之前而不是之后被映射为QPSK符号等等。
符号流在求和元件90处都被加在一起。所得到的織流在解复用器画处 被解复用成W个输出符号的块，其中W是与扩展因子、也就是扩展码的长度相 关的整数。在一些情况下，W可以等于扩展因子。但是，情况不必如此。例如， W可以大于或小于扩展因子，例如，是扩展因子的倍数或因数，如在本领域中 A^f周知的那样。
可选地，预编码器110以用户终端已知的固定方式将来自解复用器的iV个 输出符号中的一些或全部线性地映射为同样数量的新的输出符号。例如，这样 的映射对于在传输前针对传播信道的已知特性而对信号进行补偿可能是有用 的。
W个输出符号随后被鹏寸为,一个或多个OFDM符号的子载波。该映射 在图2中iM:处理器120的输入端口 130的选择来表示，来自预编码器110的 各賴出符号已经被弓l导到该处理器120。如上面所述的为控制信令所留出的子 载波在这里被称为"控制子载波'。
剩余的子载波、也就是没有被留出作为控制子载波的那些子载波可以被例 如用于内容和控制消息的常规的OFDM或OFDMA传输。
在处理器120处，IFFT或其它适当的变换被施加于提供给输入端口 130的 符号，从而使输入信息适于后续传输。后续处理是常规的，不需要在这里进行详细描述。
在接收端处，与单个用户终端(未示出)相关的接收机例如通过常规的
OFDM解调来解调所接收的波形，以恢复控制子载波上所承载的符号。随后利 用用户的等价扩展码解扩该符号，并解码以便消息恢复。"等价"表示用户的码 对于恢复信号是有效的，所述信号在与该用户相关的发射端Mil—个码被扩 展。在发射端和接收端处各自的用户相关码不必是相同的，因为，例如，在接 收端处的等价码可能考虑预编码器110的动作。
为了增加时间分集，预编码器输出所映射为的子载波可以跨越多个OFDM 符号。
各种选择方案可被用于选荆每一个用户的控制信号与另一用户的那些控制 信号相区别的扩展码。但是，在任何情况下，每个用户必须被提供足以从所接 收的波形中解扩该用户的控制信号的信息。该信息可以是扩展码本身，或如所 提到的，它可以是适当修改的"等^T扩展码。
一种选择方案是利用在呼叫建立时分配给各个用户的伪噪声(PN)序列。 分配给一对给定用户的PN序列可能不是相互正交的。实际上，它们可能仅仅在 它们各自的定时偏移方面是不同的。但是，它们仍然可以为每个用户提供足够 的相互解相关以便肖,恢复该用户自己的指定控制信号。这在遭受相对少的干 扰的环境中将尤其成功。PN序列的使用是高效的，因为不需要任何额外的信令 来分配扩展码，并且因为扩展因子可以是相对小的，因此在带宽的使用方面相 对稳妥。
另一种选择方案是向用户分配各个相互正交的Walsh码。码正交性通常会 导致指定给不同用户终端的控制信号之间的干扰更低。但是，用户数量越大， Walsh码的长度必须越长以便保证每对用户之间的正交性。利用这种长的Walsh 码是低效的，因为原则上它们可以同时支持向所有用户发信令，而实际上控制 信号倾向于在任何特定时间只被发送给一些用户。因此，这种选择方案导致带 宽的一些浪费。
还有另一种选择方案利用网络在给定时隙中向用户分配业务或数据子信道 的那些实例。例如，网络可以为用户终端分配用于在反向链路上承载用户数据 的子信道。在这样的实例中，可被分配的特定业务或数据子信道将被提前知道， 且这种子信道的数量将少于用户总数。可以提前为这些子信道中的每一个分配
相应的Walsh码。在每次为用户分配子信it^后，基站能够利用相应的Walsh 码作为扩展码在前向链路上向该用户发送控制信息。这在例如前向链路控制信 息包括对先前在反向链路上发射的数据的确认时将是尤其方便的。
以上面所描述的方式、也就是基于子信道分KS行的Walsh码分配是相对 高效的，因为可以^顿比用户数量更少的码。此外，由于存在相对少的码，可 以利用与每个用户具有不同码的情况相比具有更短长度的码来实现相互正交 性。
参考图3，例如，用户接收控制子信道分配(框200)。该用户在所分配的 子信道上向基站鄉包含例如报告或请求的控制消息(框210)。基站接收该控 制消息(框220)。基站从例如查找表获得与所分配的子信道相对应的Walsh码 (框230)。基站编写确认消息(框240)，利用获得的Walsh码扩展该确认消息 (框250)，并划寸该确认消息(框260)。
还有另外一种选择方案是形成将Walsh码和PN序列相结合的扩展码。例 如，用户可以被分成不重叠的群组，同一组有限的Walsh码被重复用于每个这 样的群组。然后，不同的PN序列可以被分配给每个用户群组。对于每个群组， 将利用该群组的PN序列对Walsh码加扰。
如果正交扩展码被用于减轻在用户终端处(也就是在接收机处)的控制信 号之间的干扰，并且如果用户将信道质量信息反馈给基站，那么可能可以响应 于该信道质量反馈独立iM每个用户的扩展信号的功率进行加权。
如果基站装备有用于发射的多天线阵列，那么也可能可以M:将纟^个相
应的用户的控制信号独立i也波束成形来减轻干扰。
权利要求
1.一种方法，包括生成分别被指定给两个或更多个用户的消息；利用分别与所述用户之一相关的扩展码来扩展每个消息；对扩展消息进行相加，从而形成合成消息；将所述合成消息映射为多个子载波，从而至少部分地定义由所述多个子载波跨越的一个或多个OFDM符号，其中所述多个子载波构成用于向所述用户发信令的公共子信道；以及发射所述OFDM符号。
2. 如权利要求l所述的方法，其中所述扩展码是Walsh码。
3. 如权利要求l所述的方法，其中所述扩展码是PN序列。
4. 如权利要求l所述的方法，其中所述扩展码是Walsh码和PN序列的乘积。
5. 如权利要求l所述的方法，进一步包括针对至少一个用户，识别己被 分配给所述用户用于进行反向链路传输的子信道，并且其中利用与所述被分配 的子信道相关的扩展码来执行给所述用户的至少一个消息的扩展。
6. —种用于在用户终端处执行的方法，包括在被基站用于向用户发信令的多个公共子载波上接收来自基站的OFDM消息；禾U用解扩码来解扩该消息，所述解扩码对于从合成消息中去除被指定给其 他用户的消息是有效的；以及 解码该被解扩的消息。
7. 如权利要求l所述的方法，其中所述解扩码等价于Walsh码。
8. 如权利要求l所述的方法，其中所述解扩码等价于PN序列。
9. 如权禾腰求l所述的方法，其中所述解扩码等j奸Walsh码和PN序列 的乘积。
10. 如权利要求6所述的方法，进一步包括将所述解扩码选择为与子信道 相关的码，所述子信道已被分配给所述用户终端用于在该子信道上进行反向链 路传输。
全文摘要
提供了一种能够提高OFDM系统中的前向链路控制信令效率的信令方法。该方法包括利用一组专用于控制信息并由两个或更多个用户的组共用的前向链路子载波。被指定给每个用户的控制信息利用相应的扩展码被扩展，从而提供扩展控制消息。被指定给各个用户的扩展控制消息在传输前被加在一起。
文档编号H04L5/02GK101371604SQ200780002278
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月10日 优先权日2006年1月13日
发明者H·维斯瓦纳坦, S·瓦苏德文, S·纳加拉, S·达斯 申请人:卢森特技术有限公司