专利名称：支持遗留无线传输协议的帧结构的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线通信，并且具体地，涉及分配帧和子帧以在上行链路信道 上在高级协议中支持遗留(legacy)协议。
背景技术：
演进的无线通信系统应当能够支持遗留系统设备。IEEE 802. 16 (m)协议是IEEE 802. 16(e)协议的WiMax OFDMA规范的演进。因此，因为用于802. 16 (m)协议的设备正被部 署和使用，所以例如基站和移动站的一些802. 16(e)设备将与802. 16 (m)设备共存。因为 用于这些不同协议的基站和移动站正在被一起使用，所以用于更为新的高级协议的帧结构 需要支持用于遗留协议的帧结构。遗留802. 16(e)协议包括用于子信道化或者分配用于传输的物理资源的两种模 式。一种模式是子信道的部分使用(PUSC)。在UL 802. 16(e)协议中，用于PUSC的最小资 源分配单位是4个连续子载波乘以3个OFDM符号。该最小单位公知为片(tile)。一个资 源分配可以包含跨越整个频带扩展的多个片。子信道化的另一种模式是频带自适应调制和 编码(频带AMC)。频带AMC的最小资源分配单位是箱(bin)，或者9个连续子载波乘以1 个OFDM符号。频带AMC中的一个资源分配可以包含多个箱，并且跨越3个连续的OFDM符 号。在遗留802. 16(e)协议中，控制信道可以仅使用PUSC模式来进行发射，而数据信道可 以使用PUSC或者频带AMC模式中的任何一个来进行发射。如针对802. 16 (m)所提出的，最 小构成块由6个或9个连续子载波、或者6个或9个连续子载波的倍数组成。在802. 16 (m)中支持遗留802. 16(e)系统的需要可能引起复杂的系统设计。如上 所述，802. 16(e)和802. 16 (m)的PUSC模式的片大小是不同的，并且并不互为倍数。如果为 802. 16 (m)数据信道支持两种片大小，则可能引起802. 16 (m)移动站的增加的复杂度。因 此，所需要的是一种在不增加802. 16 (m)系统的复杂度的情况下在802. 16 (m)中支持遗留 802. 16(e)协议的帧结构和方法。对于本领域普通技术人员来说，当仔细考虑了以下详细描述和附图之后，本公开 的各个方面、特征和优点将变得更加清晰。为了清楚，可能已经简化了附图，并且附图不是 按比例绘制的。
在附图中，在所有的各个视图中相同的附图标记表示相同或功能上类似的元素， 并且附图连同下面的详细描述一起并入本说明书中并且形成本说明书的一部分，用于根据 本发明进一步图示出各个实施例并且解释所有的各种原理和优点。图1是其中可以实施本发明的一些实施例的无线通信系统的示例。图2是根据本发明的实施例的802. 16 (m)帧的帧结构配置。图3是根据本发明另一个实施例的包括上行链路控制信息的帧结构配置。图4是包括上行链路控制信息的另一种配置的帧结构配置。
图5是图示将资源分配到用于容纳高级协议和遗留协议的信道的帧结构的方法 的流程图。本领域的技术人员将认识到，为了简单和清楚而图示附图中的元素，并且其不一 定按比例绘制。例如，附图中的一些元素的尺寸可能相对于其它元素被夸大，以有助于促进 对本发明的实施例的理解。
具体实施例方式在详细描述根据本发明的实施例之前，应当看到，实施例主要属于涉及用于支持 上行链路上的遗留协议的帧和帧分配方法的方法步骤和装置组件的组合。因此，装置组件 和方法步骤由图形中的常规符号来适当地表示，仅示出了关于理解本发明的实施例的那些 特定细节，以便于不使对于受益于这里的描述的本领域普通技术人员来说显而易见的细节 与本公开相混淆。在本文中，诸如第一和第二、顶部和底部等的关系术语可以仅用于将一个实体或 动作与另一个实体或动作进行区分，而不是必然要求或者暗示这样的实体或动作之间的任 何实际这样的关系或顺序。术语“包括”或者其任何其它变化意在涵盖非排他性包括，使得 包括一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，而是还可以包括没有明确列 出或者这样的过程、方法、物品或装置所固有的其它元素。在没有更多的约束的情况下，由 “包括...一”引导的元素不排除包括该元素的过程、方法、物品或装置中另外的相同元素的 存在。应当理解，这里描述的本发明的实施例可以由一个或多个常规处理器和唯一存储 的程序指令组成，该唯一存储的程序指令控制一个或多个处理器结合特定非处理器电路来 实现这里描述的用于支持上行链路信道上的遗留无线通信协议的帧结构的一些、大部分或 者所有功能。非处理器电路可以包括但不限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、 时钟电路、电源电路和用户输入设备。同样，这些功能可以被解释为用于执行帧分配以支持 上行链路信道上遗留无线通信协议支持的方法步骤。替代地，一些或者全部功能可以由不 具有存储的程序指令的状态机来实现，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现，其 中，每个功能或者特定功能的一些组合实现为定制逻辑。当然，可以使用两种方法的组合。 因此，这里已经描述了用于这些功能的方法和装置。此外，尽管例如由于可用时间、当前技 术和经济考虑可能造成显著的努力和许多设计选择，但是预期普通技术人员在由这里公开 的思想和原理引导时，将能够用最少的实验容易地生成这样的软件指令和程序以及IC。在实施例中，本发明涉及用于无线通信网络中控制信道和数据信道的帧。帧被分 配为使得它可以分别以高级协议以及遗留协议，例如802. 16 (m)和802. 16(e)，来发射控制 消息和数据消息。帧包括连结(concatenate)到第二子帧的第一子帧。第一子帧被划分为 第一分段或部分和第二分段或部分。第一部分和第二部分可以是同一大小。每个子帧可以 包括六个符号，使得第一部分和第二部分都是三个符号。为用于遗留协议的控制信道一诸如802. 16(e)协议的PUSC模式分配第一子帧的 第一部分。为用于遗留协议的数据信道一诸如802. 16(e)协议的频带AMC模式分配第一 子帧的第二部分和第二子帧。另外，还可以为使用频分复用(FDM)与用于诸如802. 16 (m) 协议的高级协议的信道复用的用于遗留协议的数据信道分配第一子帧的第二部分和第二子帧。该帧的相同分段可以与用于高级协议的控制信道复用。第一部分还可以包括高级协 议的控制信道。在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于在高级无线通信网络协议中使用以 支持遗留协议的方法。该方法包括在与分别可以是802. 16(e)和802. 16 (m)协议的遗留协 议和高级协议兼容的帧中分配资源。帧包括连结到第二子帧的第一子帧。而且，第一子帧 包括第一部分和第二部分。该部分被配置使得第一子帧的第二部分被连结到第二子帧。该方法还包括将用作用于遗留协议的控制信道的资源分配到第一子帧的第一部 分，并且将用作用于遗留协议的数据信道的资源分配到第一子帧的第二部分和第二子帧， 其中，第一子帧的第二部分被连结到第二子帧。用于遗留协议的数据信道使用频带AMC子 信道化。在实施例中，该方法还包括将用作用于高级协议的信道的资源分配到第一子帧的 第二部分和第二子帧。该方法还可以将用于高级协议的控制信道分配到第一子帧的第二部 分和第二子帧以及第一子帧的第一部分。在第一子帧的第二部分和第二子帧中，用于遗留 协议的数据信道和用于高级协议的信道使用FDM来共存。转到图1，示出了无线通信网络100。该网络100包括在地理区域上分布的形成网 络的一个或多个固定基本基础设施单元。固定的基本基础设施单元可以是基本单元或者基 站101、102，其可以指接入点、接入终端、节点B、e节点B或者本领域中使用的其它术语。基 站101-102服务位于基站的服务区，例如小区内，或小区扇区内的多个远程单元，该远程单 元可以是移动站103、104。移动站可以是固定的或者终端，并且可以指订户单元、用户、终 端、订户站、用户设备(UE)、终端或其它。通常，基站101、102在为这样的通信分配的资源的至少一部分(例如时间和频率) 上向移动站发射下行链路通信信号104、105。移动站103、104经由上行链路通信信道106、 113与一个或多个基站101、102进行通信。基站和移动站每一个都可以包括一个或多个 发射机或接收机。在一个实施例中，无线通信网络100利用OFDMA或者下一代单载波(SC) 基本FDMA架构来进行上行链路传输。一个这样的基于OFDMA的协议是IEEE 802. 16 (m)。 另一个基于OFDMA的协议是IEEE802. 16(e)。如前所述，上行链路传输还应当支持IEEE 802. 16(e)协议。无线通信网络可以实现多于一种的通信技术，如典型的用较新的技术升级的系 统。在图1中，例如，一个或多个移动站可以是类似IEEE802. 16(e)协议移动站的遗留技术 移动站，而其它移动站可以是新或者高级一代的技术，诸如IEEE 802. 16 (m)协议移动站。 在这些情况下，通常期望新技术与遗留技术向后兼容。对于802. 16(e)的演进，向后兼容约 束意味着使用PUSC模式的遗留控制信道必须由802. 16 (m)基站来支持。另外，为了有效地 支持控制和数据消息，802. 16 (m)基站应当能够在公共的帧结构内服务802. 16 (m)移动站 和遗留移动站。关于帧结构，通常有必要设计可以支持用于高级协议和遗留协议二者的控制信 道和数据信道的传输的帧。因此，为了在802. 16(m)中容纳向后兼容性，有必要基于遗 留802. 16(e)帧开发帧和子帧结构。为了支持用于802. 16(e)的控制信道和数据信道， 802. 16 (m)帧需要能够支持用于遗留协议的PUSC控制上行链路信道和频带AMC数据上行链 路信道。为遗留802. 16(e)的PUSC控制上行链路消息分配的资源以片为单位跨越整个频 带进行扩展，所述片由3个符号乘以4个连续子载波组成。频带AMC数据上行链路信道包含跨越3个OFDM符号的多个箱，其中每个箱包含9个子载波乘以1个OFDM符号。同时，用 于802. 16 (m)的帧结构由具有6个或9个连续子载波、或者6个或9个连续子载波的倍数 的构成块组成。为了用802. 16 (m)帧来支持上行链路遗留802. 16 (e) PUSC控制符号和频带AMC数 据符号，将需要考虑片和箱的不同配置中的每一个。如果高级协议802. 16 (m)需要与遗留 802. 16(e) PUSC模式共存，则802. 16 (m)的片大小必须是4个子载波乘以6个OFDM符号。首 先，它不能与802. 16 (m)的其它片大小共存。另外，包含4个子载波的小片需要比802. 16 (m) 的片更多的导频开销。因为需要支持多个片大小，所以移动站也需要在其设计和功能上更 加复杂，以支持802. 16 (m)协议和遗留协议。能够使用时分复用(TDM)来支持802. 16(e)协议和遗留PUSC子信道。同时，必 须对802. 16 (m)和遗留频带AMC的频分复用提供支持。还可以应用交织802. 16(e)和 802. 16 (m)子帧来在802. 16 (m)中支持遗留PUSC模式。转到图2，示出了考虑以上列出的约束和目标的根据本发明实施例的帧结构200。 帧结构200支持802. 16 (m) OFDM需求和遗留802. 16 (e)协议需求。具体地，帧结构200支 持遗留PUSC上行链路控制信道、遗留上行链路频带AMC数据信道，并且还支持802. 16 (m) 上行链路控制和数据信道。在图2中，帧结构包括两个子帧202和204。这些子帧202和204连结在一起，即 并排地彼此连接，以形成帧结构200。子帧202和204被连结在一起，使得对于802. 16 (m) 的分配至少跨越6个OFDM符号。连结的子帧202、204被布置，使得帧结构200可以支持遗 留PUSC上行链路控制信道、遗留上行链路频带AMC数据信道和802. 16 (m)上行链路信道。为了容纳遗留PUSC上行链路控制信道和遗留上行链路频带AMC数据信道，第一子 帧202被配置有至少两个部分或分段206和208。部分206被配置为支持遗留PUSC上行链 路控制信道，并且因此由4个子载波乘以3个符号的片组成。通过第一部分206的该配置， 第二部分208可以用于遗留频带AMC。第二部分208的3个符号与第二子帧204的6个符 号连结以形成分段210。该符号的组合对于支持上行链路频带AMC数据信道来说是足够的 大小。另外，第二部分208的3个符号与第二子帧204的6个符号连结可以形成分段212， 并且足以支持802. 16 (m)上行链路帧结构。使用FDM在分段210中将遗留上行链路频带 AMC数据信道与802. 16 (m)上行链路信道进行复用。帧结构200没有描述如何容纳在移动站106、108和基站102、104之间发送的 802. 16 (m)上行链路控制信道。图3图示了包括该信道的帧结构300。如帧200，帧结构300 包括连结到第二子帧304的第一子帧302。子帧302包括第一部分306和第二部分308。 第一部分306被配置，使得802. 16(e)PUSC控制信道可以被分配到该部分。第二部分308 被连结到第二子帧304以形成分段310，使得频带AMC上行链路数据可以分配到帧的该部 分。另外，使用FDM将802. 16 (m)上行链路数据信道与遗留的频带AMC数据进行复用。用 于802. 16 (m)的上行链路控制信道被分配到作为分段312 —部分的分段314。图4图示了也容纳802. 16上行链路控制信号的对于帧结构300的替代帧结构 400。帧结构400包括连结到第二子帧404的第一子帧402，其中，第一子帧具有第一部分 406和第二部分408。第一部分406用于如802. 16(e)定义的PUSC上行链路控制信号，并 且第二部分408被连结到第二子帧以形成分段410、412，使得可以使用FDM将遗留频带AMC上行链路数据与802. 16 (m)上行链路信道复用。如所理解的，遗留PUSC上行链路控制信 道没有主动地使用信道中提供的所有的各种子载波。而且，随着相比于遗留协议来说高级 协议使用的增加，为802. 16(e)协议配置的移动站的数目将减少，使得对于用于遗留PUSC 控制信道的第一部分的依赖将更少。因此，第一部分中的至少一个子载波可以用作用于 802. 16 (m)中的上行链路控制信道的信道或分段414。如同图3，用于802. 16 (m)的上行链 路数据信道的至少一个子载波可以用于上行链路控制信道414。如根据上面的描述所理解的，对于802. 16 (m)协议，推荐频率上包含6个或9个连 续子载波、或者6个或9个连续子载波的倍数的片和3个OFDM符号。通过分配在时间上连 结的两个片，可以改善信道估计。在另一个实施例中，通过在频率上分配连结的两个片，可 以改善信道估计；可以通过分配时间上连结并且与前两个片有频率偏移量的另外两个片来 实现频率分集。因此，用于802. 16 (m)中的数据分配的最小单位包含至少6个连续的OFDM 符号。在遗留协议的情况下，因为802. 16(e)简档需要至少12个上行链路OFDM符号，所以 最小上行链路分配是2个子帧。这可以通过将前3个OFDM符号分配用于使用PUSC的遗留 上行链路控制来容纳。而且，遗留子帧202、302、402与下一个子帧204、304、404连结。信 道的分配允许遗留PUSC控制信道和跨越连结的子帧分配的遗留频带AMC数据信道的混合。 另外，802. 16 (m)数据信道可以与遗留信道复用。而且，可以跨越802. 16 (m)数据信道和遗 留PUSC控制信道来分配802. 16 (m)控制信道。转到图5，并且示出了图示跨越子帧202、302、402、204、304、404的子载波和符 号的分配的流程图500。子载波和符号的分配允许例如802. 16 (m)的高级协议容纳例如 802. 16(e)的遗留协议。该过程开始于分配502资源，诸如与高级协议和遗留协议兼容的控 制信道和数据信道。帧包括与第二子帧连结的第一子帧。第一子帧还配置为具有第一分段 或部分以及第二分段或部分。通过将由遗留协议使用的控制信道分配到504第一子帧的第 一部分中来继续该过程。另外，该过程包括将用于遗留协议的数据信道分配506到彼此连 结的第一子帧的第二部分和第二子帧。在实施例中，该过程包括分配用于高级协议的信道的资源。该过程包括将用于高 级协议的数据信道分配508到第一子帧的第二部分和第二子帧。高级协议的控制信道也可 以在第一子帧的第二部分和第二子帧处被分配510。而且，当资源在第一子帧的第一部分可 用时，控制信道可以被分配510到该区域。在前述说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域普通技术人员应 当理解，可以在不偏离如所附权利要求所阐述的本发明的范围的情况下，做出各种修改和 改变。因此，说明书和附图应当被视为是说明性而不是限制性的含意，并且所有这样的修改 旨在被包括在本发明的范围内。益处、优点、问题的解决方案和可能使得任何益处、优点、问 题的解决方案出现或者变得更加明显的任何元素不应当被解释为任何或全部权利要求的 关键、必需或者本质的特征或元素。本发明仅仅由如发布的包括在本申请未决期间作出的 任何修正的所附权利要求和这些权利要求的所有等同物来限定。
权利要求
1.一种在无线通信网络中使用的帧，所述帧包括第一子帧，所述第一子帧被连结到第二子帧；所述第一子帧的第一部分包括用于第一协议的控制信道的资源；所述第一子帧的第二部分和所述第二子帧包括用于所述第一协议的数据信道的资源。
2.根据权利要求1所述的帧，其中，为所述第一协议的数据信道分配的所述第一子帧 的第二部分和所述第二子帧中的所述资源与为第二协议的信道分配的资源进行复用。
3.根据权利要求1所述的帧，其中，使用频分复用(FDM)将用于所述第一协议的所述信 道与为所述第二协议的信道分配的资源进行复用。
4.根据权利要求1所述的帧，其中，使用频分复用(FDM)来在所述第一子帧的所述第一 部分中将为所述第一协议的控制信道分配的资源与用于所述第二协议的控制信道的资源 进行复用。
5.根据权利要求1所述的帧，其中，分配到所述第一部分的所述控制信道是所述第一 协议的子信道的部分使用(PUSC)。
6.根据权利要求1所述的帧，其中，分配到所述第一子帧的第二部分和所述第二子帧 的所述数据信道是所述第一协议的频带自适应调制和编码(频带AMC)。
7.根据权利要求1所述的帧，其中，所述第一子帧和所述第二子帧具有六个符号，并且 所述第一部分和所述第二部分的每一个都是三个符号。
8.—种第二协议无线通信网络中的方法，所述方法包括在与第一协议和所述第二协议兼容的帧中分配资源，其中，所述帧包括连结到第二子 帧的第一子帧，并且所述第一子帧具有第一部分和第二部分；将用作用于所述第一协议的控制信道的资源分配到所述第一部分，并且将用作用于所述第一协议的数据信道的资源分配到所述第一子帧的第二部分和所述 第二子帧，其中，所述第一子帧的第二部分被连结到所述第二子帧。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述第一子帧的第二部分和所述第二子帧 中，将用于所述第一协议的数据信道的资源与用于所述第二协议的信道的资源进行复用。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括使用频分复用来在所述第一子帧的第一部分 中将用于所述第一协议的控制信道的资源与用于所述第二协议的控制信道的资源进行复 用。
全文摘要
提供了在无线通信网络中使用的用于分配资源的帧(200)和方法。帧包括与第二子帧(204)连结的第一子帧(202)。第一子帧的第一部分(206)被分配用于第一协议的控制信道。第一子帧的第二部分(208)和第二子帧被分配用于第一协议的数据信道。在实施例中，第一子帧的第二部分和第二子帧被分配用于第二协议的数据信道，其使用频分复用(FDM)来与第一协议的数据信道进行复用。
文档编号H04L5/00GK102077504SQ200980124914
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月29日 优先权日2008年6月30日
发明者比什瓦鲁普·蒙达尔, 王凡, 谢志忠, 阿米塔瓦·高希, 马克·C·库达克 申请人:摩托罗拉移动公司