专利名称：信道分配方法、无线通信系统、基站装置和用户终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线资源的分配方法，特别涉及在上行链路中的控制信号的发送中的信道分配和无线区间(section)的信道结构。
背景技术：
在第3代移动通信方式(3G)之一的UMTS (通用移动电信系统，Universal Mobile Telecommunication System)中，作为实现从基站到移动台的下行链路中的高速分组传输的方法，HSDPA(高速下行链路分组接入，High Speed Downlink Packet Access)成为标准化。在HSDPA中，为了增大可实现的吞吐量，应用如下的分组调度(scheduling)技术 连接到基站的用户共享无线资源，基站将该无线资源优先地分配给传输状态良好的用户。在3GPP(第三代伙伴计划，3rd Generation Partnership Project)中，还采用根据无线基站和移动台之间发送接收的信号的特性，区分使用信道的技术(例如，参照非专利文献1)。例如，SCCPCH(辅助公共控制物理信道，kcondary Common Control Physical Channel)等的公共控制物理信道是将一个信道对多个移动台进行时分分配的信道，作为可在移动台之间高效地使用无线资源的信道是有效的。另一方面，在上行链路中，利用在移动终端的连接期间对每个用户分配的专用控制信道(Dedicated Control Channel)。图1是表示专用控制信道的分配例子的图。在图 1中，横轴是时间(t)、纵轴是频率(f)，频带被分割为多个组块(chunk)。在该例子中，只要用户终端UEl与基站连接，就对UEl分配特定的信道CH1。如果在时间tl、t3，用户终端UEl生成了数据，则根据数据生成，必要的控制信号通过专用控制信道CHl发送。另一方面，在连接的期间，也对用户终端UE2分配专用控制信道CH2，在时间 t2、t3生成数据，必要的控制信号通过专用控制信道发送。在t3，在相同的时间范围(time frame)内，用户终端UEl和UE2双方发送上行的控制信号，但因分别使用专用的控制信道， 所以不产生冲突。非专利文献 1 :3rd Generation Partnership Project ；Technical specification Group Radio Access Network ；UTRAN Iur interface user plane protocols for Common Transport Channel data streams(Release 1999)
发明内容
发明要解决的课题在图1所示的上行链路中的专用控制信道的分配方法中，在实际不使用控制信道的期间，在用户终端的连接中也分配专用的专用控制信道，无线资源的利用效率显著降低。
因此，也考虑利用定时器，在用户终端连接到基站的期间，也在经过了一定时间之后开放(release)专用控制信道的方法。但是，在专用信道被分配的一定时间的期间，专用控制信道没有始终被使用，不能避免一定程度的浪费。因此，本发明的课题在于，通过实现对于由上行链路发送的控制信号的有效的控制信道的分配，从而提高系统整体的无线资源的利用效率。此外，将提供上行链路中的有效的信道结构作为课题。为解决课题的手段本发明的第一侧面中，特别提供用于从用户终端到基站的控制信号的发送的信道的分配方法。信道的分配方法包括(a)设定属于基站的所有用户公共地使用的上行(uplink)公共控制信道的步骤；(b)根据通过所述上行公共控制信道而从用户终端发来的预约(reservation)分组，对所述用户终端分配上行数据信道的步骤；以及(c)伴随所述上行数据信道，对所述用户终端分配上行共享控制信道的步骤。通过这样的信道分配方法，上行控制信号的发送效率提高，作为系统整体的无线资源的利用效率提高。本发明的第2侧面中，提供进行合适的信道分配的无线通信系统。在该无线通信系统中，从用户终端对基站发送预约分组；根据预约分组，在所述基站分配对于所述用户终端的上行数据信道，同时伴随所述上行数据信道，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道，使用伴随所述数据信道的上行共享控制信道，从所述移动台对基站发送控制信号。通过在从用户终端对基站的上行控制信号的发送使用合适的信道，从而无线资源的利用效率提高。在本发明的第3侧面中，提供用于上行链路中的控制信号的发送的信道结构。该信道结构包括(a)被属于基站的所有用户公共地使用，并传输来自用户终端的预约分组的上行公共控制信道；以及(b)伴随根据所述预约分组而从所述基站对用户终端分配的上行数据信道，对所述用户终端分配的第一上行共享控制信道。在优选的结构例子中，上述信道结构还包括(c)根据所述预约分组，被所述基站事先分配，使得只在所述用户终端正在通信的期间允许该用户终端的占有的第二上行共享控制信道。本发明还提供一种信道分配方法，其特征在于，包括在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，对与要设定上行数据信道的块不同的块分配由多个用户终端公共地使用的上行公共控制信道的步骤；根据通过所述上行公共控制信道而从用户终端发来的预约分组，对所述用户终端分配上行数据信道的步骤；伴随所述上行数据信道，对分配了所述上行数据信道的块，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道的步骤；以及根据所述预约分组，对与设定了所述上行数据信道的块不同的块，分配可由多个用户终端共享的第二上行共享控制信道。本发明还提供一种无线通信系统，其特征在于，在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，对与要设定上行数据信道的块不同的块分配由多个用户终端公共地使用的上行公共控制信道，在上行公共控制信道中，从用户终端对基站发送预约分组，在所述基站中，根据所述预约分组，分配对于所述用户终端的上行数据信道，并且伴随所述上行数据信道，对分配了所述上行数据信道的块，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道，在所述基站中，根据所述预约分组，对与设定了所述上行数据信道的块不同的块， 分配可由多个用户终端共享的第二上行共享控制信道。本发明还提供一种基站装置，其特征在于，包括第一分配单元，在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，对与要设定上行数据信道的块不同的块分配由多个用户终端公共地使用的上行公共控制信道，在上行公共控制信道中，从用户终端对基站发送预约分组；第二分配单元，根据通过所述上行公共控制信道而从用户终端发来的预约分组， 对所述用户终端分配上行数据信道；第三分配单元，伴随所述上行数据信道，对分配了所述上行数据信道的块，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道；以及第四分配单元，根据所述预约分组，对与设定了所述上行数据信道的块不同的块， 分配可由多个用户终端共享的第二上行共享控制信道。本发明还提供一种用户终端，对基站装置发送信号，其特征在于，该用户终端包括第一发送单元，在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，通过上行公共控制信道发送预约分组，所述上行公共控制信道是对与要设定上行数据信道的块不同的块分配的信道，并且由多个用户终端公共地使用；第二发送单元，根据通过所述上行公共控制信道发送的预约分组，通过在所述基站装置中分配的上行数据信道发送数据；第三发送单元，伴随所述上行数据信道，通过对分配了所述上行数据信道的块分配的第一上行共享控制信道来发送控制信号；以及第四发送单元，根据所述预约分组，通过第二上行共享控制信道发送信号，所述第二上行共享控制信道是对与设定了所述上行数据信道的块不同的块分配了的信道，并且可由多个用户终端共享。发明效果通过在上行链路中对控制信号的发送进行最佳的信道分配，从而作为系统整体的无线资源的利用效率提高。
图1是表示对于上行控制信号的以往的专用控制信道的分配例子的图。图2是表示上行控制信号的种类的表。图3是表示在物理控制信道中，基于争用(contention-based)的上行公共控制信道的分配例子的图。图4是表示在物理控制信道中，仅在通信中对每个用户分配的事先分配型 (pre-assigned-type)的上行共享控制信道的分配例子的图。图5是表示在物理控制信道中，伴随上行数据信道所分配的数据信道伴随型 (data channel associated)的上行共享控制信道的分配例子的图。图6A是表示利用了物理控制信道的控制信号的发送例子的图。图6B是表示利用了物理控制信道的控制信号的发送例子的图。图7是表示在数据信道中，利用了按照通常的分配步骤所分配的上行数据信道的控制信号的发送例子的图。图8是表示在数据信道中，插入到对已经预约的数据所分配的数据信道发送上行控制信号的例子的图。图9是表示在数据信道中，利用上行直接接入信道(uplink direct access channel)发送上行控制信号的例子的图。图10是表示上行控制信号和所使用的信道的对应的表。标号说明1上行公共控制信道2a事先分配型的上行共享控制信道(第二上行共享控制信道)2b数据信道伴随型的上行共享控制信道(第一上行共享控制信道)4a根据通常分配的上行数据信道4b窃用型(steal type)上行数据信道4c上行直接接入信道
具体实施例方式以下，参照
本发明的优选实施方式。本发明中，对于在上行控制信号的发送中，使用物理控制信道的情况和利用数据信道的情况的两个情况，考虑分配对应于控制信号的种类的最佳的信道。图2是表示主要的层1和层2中的上行控制信号的种类的表。(1)用于上行数据传输的控制信号首先，作为上行数据分组的发送时发送的控制信号，有用于上行数据传输的控制信号。该用于传输的控制信号中，包括调制编码方式(MCS Modulation Coding Scheme)或块大小等数据分组的解调所需的信息。(2)上行重发控制信号相同地，作为上行数据分组的发送时发送的控制信号、作为对上行重发控制所需的发送端的信息，有分组号码等的重发控制信号。
(3)用于上行调度的控制信号此外，有用于上行调度的控制信号。在本实施方式中，假设基于预约的分组发送。 在基于预约的分组发送中，在用户终端(UE)的缓冲器中产生数据的时刻，对基站发送预约分组，并等待来自基站的分配(调度)，进行数据发送。进行上行数据的调度的是基站，但是基站基于来自用户终端的用于上行调度的控制信号，进行上行链路的调度。用于上行调度的控制信号中，有队列ID(Queue-ID)、数据大小、用户终端(UE =User Equipment)发送功率寸。队列ID是指用于识别在用户终端生成的多个流，例如用户数据、信令信息、语音数据、切换请求等的各个流的识别信息。在接受预约时，基站基于上行控制信号中包含的这些信息，决定传到基站的数据的上行调度。例如，对于切换请求是提高上行发送的优先度 (priority)，根据QoS的程度(degree)是降低优先度等。用于上行调度的控制信号是在(a)最初的预约请求时(通信开始时)、(b)通信中的预约请求时、或者(c)周期性或者状态变化时发送到基站。通信开始时的预约请求时是 如上所述地，在用户终端(UE)的缓冲器中产生数据的时刻。通信中的预约请求时是在通信中产生切换请求时等。状态变化时是数据发送中在用户终端的缓冲器新追加了数据时寸。(4)下行重发控制信号如果用户终端从基站接收到下行的数据分组，则对基站发送下行重发控制所需的接收端的控制信号。例如，ACK、NACK等。(5)用于下行调度的控制信号在周期性或状态变化时，用户终端发送用于下行调度的控制信号。例如，由用户终端所测量的下行无线信道的状态(CQI 信道质量指示符，Channel Quality hdicator)等。(6)用于下行数据传输的反馈(feedback)信号此外，在周期性或状态变化时，将用于下行数据传输的反馈控制信号对基站进行发送。例如通过MIMO系统中的发送分集，将用于发送相位调整的比特(bit)发送到基站的情况等。对于上述的任一个控制信号，都需要在发送时将用户终端(移动机)ID也一起通知。作为移动机ID的通知的方式，有(i)通过共享控制信道发送控制信号的情况下，使用专用字段等来明确(explicitly)通知，或者(ii)通过专用控制信道发送的情况下，因可根据分配的信道来判别，所以成为隐含(implicitly)通知。在每个小区的移动机ID(MS-ID)的情况下，需要10 12比特，但在使用基于 UE-id的UE特定(UE-Specific)CRC的情况下，不需要专用比特。作为将这些控制信号发送到基站的方法，考虑到通过物理控制信道发送的方法和利用数据信道发送的方法。以下，说明各个方法。图3 图6是表示通过物理控制信道发送上行控制信号的情况下的信道分配例子的图。作为物理控制信道的分配，说明使用以下信道的方法(1)使用属于某一基站的所有用户公共地使用的公共控制信道 (contention-based common control channel)0(2a)使用只在通信中对每个用户事先分配的事先分配型的共享控制信道(pre-assigned-type shared control channel)。(2b)使用在数据分组发送时伴随数据信道对每个用户分配的伴随型的共享控制 {^ (associated shared control channel)。图3是表示将基于争用(contention-based)的公共控制信道分配给上行控制信号的例子的图。因属于基站的所有用户使用公共的上行控制信道，所以是允许冲突的发送方式。图中，横轴是时间(t)，被分割为规定的传输时间间隔(TTI)，纵轴是频率(f)，被分割为多个组块带宽。实线所示的各个块是用于发送数据分组的共享数据信道，用粗线包围的框是允许冲突的上行的公共控制信道。如果假设在时间t3，用户终端(UE)I和用户终端(UE) 2的双方都生成数据并被缓冲，则控制信号在公共信道产生冲突，成为任一控制信号被基站接收。基站将与接收的控制信号对应的ACK，通过下行控制信道发送到任一个用户终端 (例如，UEl)。没有接收到ACK的用户终端(UE》在一定时间后或者随机延迟之后重发控制信号。业务(traffic)的控制是例如通过利用广播信道(BCH)从基站对用户终端通知确立(establishment)的持续(persistent)控制来进行。例如在将预约分组或状态变化时的上行调度控制信号等突然传来的信号发送到基站时，在这样的上行公共控制信道中发送控制信号。图4是表示将事先分配型的共享控制信道(pre-assigned-type shared control channel)分配给上行控制信号的例子的图。共享信道中，只有从基站分配的用户共享信道。 事先分配型的共享控制信道是在通信开始时的预约时基站预先对用户终端进行分配，只在通信中(有效(active)模式时)对每个用户分配的信道。在图4中，用粗框所包围的上段的分割块是例如在未图示的时间t0从用户终端 (UE)I接收到预约分组时分配给UEl的共享信道。同样地，用粗框所包围的下段的分割块是分配给UE2的共享信道。这些共享信道在UEl或UE2处于有效模式的期间，被分配的用户占有该信道，不进行基站在每个传输时间间隔(TTI)的发送分配。因此，在时间t2，即使同时产生切换请求等的控制信号，也不会产生延迟地发送到基站。在UEl或UE2实际不进行通信的期间(即使在连接中)，信道对其他用户开放并共享。这样的事先分配型的共享信道适用于发送切换请求等通信中突然产生的上行调度信号或在周期性或状态变化时发送到基站的CQI等下行调度信号、或者用于下行数据传输而反馈给基站的反馈信号等。图5是表示数据信道伴随型的共享控制信道(associated shared control channel)的明确(explicit)的分配的例子的图。伴随型的共享控制信道伴随数据分组的发送而分配给每个用户。在图5的例子中，由斜线所示的块是伴随数据分组的发送而分配给用户终端UEl的共享控制信道。例如，在基站通过下行控制信道分配上行组块时，在最初的帧对用户终端(UE)I 明确地分配数据信道(DCH) 2和伴随它的共享控制信道(CCH)2。在其两个之后的帧，相同地对UEl分配数据信道(DCH) 3、4以及伴随的共享控制信道(CCH) 3、4。只在通过分配的数据信道进行数据分组的发送时，UEl可通过伴随的共享控制信道发送所需的控制信号。在数据分组的发送时之外，对其他用户开放、分配(无线资源的共享)。在这个例子中，在伴随分配的数据信道的控制信道的发送时，通过控制信息明确地通知MS-ID。作为隐含的发送分配的例子，例如在基站发送ACK或NACK等的下行数据分组时分配伴随共享控制信道的情况下，可知是从该信道隐含地对UEl的分配。这样的数据信道伴随型的共享控制信道最好分配来发送在上行数据分组的发送时产生的控制信号、即MCS等数据分组的解调所需的控制信息或上行重发控制所需的分组号码等的信息、或者ACK/NACK等的用于下行重发控制的信号。图6是表示上述的三种上行控制信道的分配的一例的图。在图6(a)的例子中，数据帧#1从基站通过下行共享数据信道发送到用户终端(UE)，在两个帧之后，用户终端UE发送对于帧#1的ACK。该ACK可以通过基于争用的上行公共控制信道返回，也可以利用事先或者伴随数据信道对用户终端分配的共享控制信道返回。在图6(b)的例子中，用户终端(UE)对基站通过上行公共控制信道(1)发送预约分组。基站通过下行控制信道进行对于UEl的数据信道的分配。伴随该被分配的上行数据信道，分配伴随型的上行共享控制信道Ob)。基站还发送用于通知预约分组的接收的ACK。 在规定的TTI之后，基站对UEl分配上行数据信道和伴随它的共享控制信道Ob)。分配伴随型的共享控制信道Qb)的方法对无线资源的利用效率较好。但是，在数据信道的分配和分配之间，例如在由图6的三角形所示的定时产生了切换信号的情况下， 直到被分配下一个数据信道以及伴随它的共享控制信道为止，无法发送切换信号。因此，例如可以在用户终端(UE)的移动速度快的情况或无线环境的变化强烈的情况等，采用分配事先分配型的共享控制信道Oa)的结构。如上所述地，事先分配型的共享控制信道仅在实际的通信中，即仅在UEl产生数据时开始到结束数据发送而缓冲器内没有数据为止的期间，专用地分配给UEl。这样，在本实施方式的信道结构中，包括由属于基站的所有用户公共地使用的上行公共控制信道；以及伴随从基站对用户终端分配的上行数据信道，对该用户终端分配的伴随型的共享控制信道。公共控制信道中，例如发送预约分组或用于上行调度的控制信号 (包括有关队列ID、数据大小的信息)。还可以根据状况，采用如下结构根据预约分组，事先分配仅在用户终端的数据的产生开始到结束发送为止的期间允许用户终端的占有的第二共享控制信道。接着，参照图7 图9，说明利用上行数据信道发送控制信号的例子。在这些例子中，将控制信号以与用户数据相同的处理(作为数据)通过数据信道发送。图7是表示利用从基站按照通常的步骤所分配的共享数据信道Ga)发送上行控制信号的例子。即，在时间tl，用户终端UEl将用于发送控制信号的预约分组通过基于争用的上行公共控制信道进行发送。基站根据预约分组，为UEl分配上行数据信道DTCH2。UEl 使用所分配的数据信道DCH2，发送控制信号。此时，因按照通常的数据信道分配步骤，所以从预约分组的发送(tl)开始到利用数据信道DTCH2实际发送控制信号为止，产生若干的延迟，但可以通过与发送数据相同的步骤发送控制信号。例如，在数据发送中产生切换请求时，可以将切换请求插入到数据中进行发送。图8表示利用插入(interruption)型或者窃用(steal)型的上行共享数据信道 (4b)发送上行控制信号的例子。在该例子中，从基站对已经预约发送的数据进行了发送分配时，将之后生成的数据的控制信号插入到(窃用)分配的数据信道来进行发送。即，在时间tl，用户终端UEl生成数据。在时间t2，对tl之前预约发送的数据分配上行数据信道和伴随它的上行共享控制信道。利用所分配的数据信道，发送用于在tl生成的数据的控制信号。在该例子中，在已经预约完成的数据的优先度较低的情况下，从tl的数据生成到t2的数据信道的分配为止的延迟变大，但是无需特别发送预约分组，可利用适当分配的数据信道，发送控制信号。图9表示利用基于争用的上行直接接入信道(如)，发送上行控制信号的例子。因基于争用，所以如图所示地有可能产生冲突，但可以将比较大尺寸的控制数据没有延迟地进行发送。图10是将通过上行链路发送的控制信号和适用于这些控制信号的发送的信道相关联的表。用于上行数据传输的控制信号(1)和用于上行重发控制的控制信号( 是发送上行数据分组时所产生的信号，适用于伴随数据信道的伴随型的上行共享控制信道中的发送。在上行调度信号(3)中，公共控制信道适于通信开始时或通信中的预约分组发送。切换请求或状态变化时的控制信号适于事先分配型的上行共享控制信道中的发送。当然，也可以将这些用于上行调度的控制信号，利用上行数据信道进行发送。ACK/NACK等的用于下行重发控制的信号(4)通过伴随从基站分配的数据信道的上行共享控制信道进行发送则效率较好。在定期性或者状态变化时对基站发送的CQI (信道状态信号)等的用于下行调度的控制信号(5)，适合通过在进行通信的期间预先分配的事先分配型的上行共享控制信道进行发送。同样地，为了对基站传输下行数据而被反馈的反馈控制信号(6)也适合在事先分配型的上行共享控制信道中的发送。这样，在本发明中，将各种上行控制信号基于有效的信道利用进行发送，所以作为系统整体，可以提高无线资源的利用效率。本国际申请主张基于2005年6月14日申请的日本专利申请2005-174401号的优先权，将其所有内容引用到本国际申请中。
权利要求
1.一种信道分配方法，其特征在于，包括在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，对与要设定上行数据信道的块不同的块分配由多个用户终端公共地使用的上行公共控制信道的步骤；根据通过所述上行公共控制信道而从用户终端发来的预约分组，对所述用户终端分配上行数据信道的步骤；伴随所述上行数据信道，对分配了所述上行数据信道的块，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道的步骤；以及根据所述预约分组，对与设定了所述上行数据信道的块不同的块，分配可由多个用户终端共享的第二上行共享控制信道。
2.如权利要求1所述的信道分配方法，其特征在于，还包括 对所述用户终端发送基于争用的上行直接接入信道的步骤。
3.一种无线通信系统，其特征在于，在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，对与要设定上行数据信道的块不同的块分配由多个用户终端公共地使用的上行公共控制信道，在上行公共控制信道中，从用户终端对基站发送预约分组，在所述基站中，根据所述预约分组，分配对于所述用户终端的上行数据信道，并且伴随所述上行数据信道，对分配了所述上行数据信道的块，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道，在所述基站中，根据所述预约分组，对与设定了所述上行数据信道的块不同的块，分配可由多个用户终端共享的第二上行共享控制信道。
4.一种基站装置，其特征在于，包括第一分配单元，在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，对与要设定上行数据信道的块不同的块分配由多个用户终端公共地使用的上行公共控制信道，在上行公共控制信道中，从用户终端对基站发送预约分组；第二分配单元，根据通过所述上行公共控制信道而从用户终端发来的预约分组，对所述用户终端分配上行数据信道；第三分配单元，伴随所述上行数据信道，对分配了所述上行数据信道的块，对所述用户终端分配第一上行共享控制信道；以及第四分配单元，根据所述预约分组，对与设定了所述上行数据信道的块不同的块，分配可由多个用户终端共享的第二上行共享控制信道。
5.一种用户终端，对基站装置发送信号，其特征在于，该用户终端包括第一发送单元，在时间轴和频率轴中配置多个由规定的时间间隔和规定的带宽形成的块，通过上行公共控制信道发送预约分组，所述上行公共控制信道是对与要设定上行数据信道的块不同的块分配的信道，并且由多个用户终端公共地使用；第二发送单元，根据通过所述上行公共控制信道发送的预约分组，通过在所述基站装置中分配的上行数据信道发送数据；第三发送单元，伴随所述上行数据信道，通过对分配了所述上行数据信道的块分配的第一上行共享控制信道来发送控制信号；以及第四发送单元，根据所述预约分组，通过第二上行共享控制信道发送信号，所述第二上行共享控制信道是对与设定了所述上行数据信道的块不同的块分配了的信道，并且可由多个用户终端共享。
全文摘要
在无线通信系统中，从用户终端对基站通过公共控制信道(1)发送预约分组，在基站根据预约分组分配对于用户终端的上行数据信道，同时伴随上行数据信道，对用户终端分配第一上行共享控制信道(2b)，使用该伴随型的上行共享控制信道，从移动台对基站发送控制信号。也可以根据无线通信的状况，事先分配只在用户终端正在通信的期间被允许该用户终端占有的第二上行共享控制信道(2a)。
文档编号H04W72/04GK102264137SQ20111026449
公开日2011年11月30日 申请日期2006年6月13日 优先权日2005年6月14日
发明者丹野元博, 佐和桥卫, 樋口健一 申请人:株式会社Ntt都科摩