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CN101925129B - 下行控制信道格式配置方法 - Google Patents

下行控制信道格式配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种下行控制信道格式配置方法，适用于采用频谱聚合(Carrier？Aggregation)技术的系统，能够动态配置用户设备使用多种下行控制信道格式接收控制信息。根据本发明，用户设备与一个系统载频同步，并接收广播信息和执行随机接入过程所需的信息；用户设备根据所接收到的、执行随机接入过程所需的信息，执行随机接入过程；在随机接入过程成功时，用户设备向成功接入的基站报告用户设备的能力；基站根据用户设备所报告的能力，执行用户设备调度，确定针对该用户设备的下行工作载频和下行控制信道格式，并通知该用户设备；用户设备根据所分配的下行工作载频和下行控制信道格式，切换下行工作载频和下行控制信道格式。本发明简单有效，提高了系统的工作效率。

Description

下行控制信道格式配置方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及到LTE-Advanced以及4G系统中下行控制信道的实现方法。
背景技术
3GPP早在其RAN1#53bis会议上就确定了LTE-Advanced系统的下行带宽将采用频谱聚合(CarrierAggregation)技术，能够支持大于20MHz的系统带宽。这给下行控制信道的设计带来了更多的灵活性，同时也给挑选哪种设计方法带来了很多新的挑战。
目前，各大公司都提出了他们各自的优秀的备选方案。NEC公司在其提案(Downlinkcontro1structureforcarrieraggregationapproachinLTE-Advancedsystem，R1-083491，RAN1#54bis，NEC，Oct.2008)中，把这些方案总结为五种。
第一种方案如图1所示，在每个载频上提供一个控制信道，用于传输本载频上相应的控制信息；每个载频上的控制信令需要单独的进行解码，但是该方案能够完全兼容LTE系统，重用现有的物理下行控制信道PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel)结构以及下行控制信息DCI(DownlinkControlInformation)格式。
第二种方案如图2所示，只在某一个载频上提供控制信道，用于分配物理下行共享信道PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel)数据到各个载频上的控制信息单独编码，单独映射到控制信道上。该方案的优势在于仅需对一个载频上的控制信令进行解码，同时也可以重用LTE系统中已有的PDCCH结构以及DCI格式，实现前向兼容。但是该方案中，对于所有用户的PDCCH都集中在一个载频上，其大小受到了带宽的限制，并且可能需要引入新的DCI格式用于指示载频号。
第三种方案如图3所示，只在某一个载频上提供控制信道，用于分配PDSCH数据到各个载频上的控制信息统一进行编码。该方案的优势在于更进一步的去除了冗余的控制信息，但是它增加了DCI格式，同时增加了盲检测的次数。
第四种方案如图4所示，一个PDCCH可以扩张映射到所有系统载频上，用于分配PDSCH数据到各个载频上。该方案使得PDCCH和DCI格式扩展到所有的系统载频上，压缩了控制信息的冗余内容，同时PDCCH所占的带宽足够宽，足以容纳所有的用户设备。但是该方案，不能够前向兼容，各个载频上的控制信息需要进行联合编码，需要定义的新的DCI格式，增加盲检测的次数。
第五种方案如图5所示，根据用户的能力以及配置的系统带宽，检测PDCCH。用户的PDCCH位于为其分配的某个系统载频上，用于分配PDSCH数据到其相应载频的控制信息单独编码。该方案中，用户设备只需检测某些系统载频。
最近一次在美国召开的3GPPRAN157次会议上，经过多次讨论把LTE-Advanced系统的下行控制信道的设计分为两个大类(Summaryofemaildiscussiononbandwidthextension，R1-092219，RAN1#57，Nokia，May2009)。第一大类为给每个载频配置一个单独的PDCCH；第二大类为给分配给某个用户的多个载频分配一个公共的PDCCH，其控制信息经过联合编码处理。而对于第一大类选择又细分为两小类，第一小类为一个PDCCH只用来指示所在载频的资源分配信息，第二小类为一个PDCCH可以用来指示所在载频以及其他不同载频上的资源分配信息。具体的如图6所示，在Option1a中，PDCCH用于指示所在载频的PDSCH的分配信息，在Option1b中，载频1上的PDCCH既可以用于指示所在载频(载频1)的PDSCH的分配信息，又可以用于指示邻载频(载频2)上的PDSCH的分配信息。目前的讨论结果是把Option1a作为一个基本方案，同时进一步研究Option1b。
对于上述的方案Option1a以及Option1b，其各有优缺点，前者能够节省载频指示比特，且与LTERelease8的结构完全兼容，后者则可以更灵活的分配资源。如果能够结合这两种方案的优点，将进一步改善系统性能，获得更好的资源利用效率。本发明即基于上述考虑，提出了相应的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在采用频谱聚合技术的宽带移动通信系统中，如何高效的通过PDCCH为各个调度用户传输资源分配信息。
本发明的目的在于有效的混合使用两种基本的PDCCH结构，灵活的进行配置，从而能够获得两种方案的优点，进一步改善系统性能。
为了实现这些和/或其它的优点，以及按照本发明的目的，如在此处具体且广泛描述的，本发明具体表现为一种下行控制信道格式配置方法，包括：用户设备与一个系统载频同步，并采用默认下行控制信道格式，接收广播信息和执行随机接入过程所需的信息；用户设备根据所接收到的、执行随机接入过程所需的信息，执行随机接入过程；在通过所同步的一个系统载频，以所述默认下行控制信道格式，检测确定随机接入过程成功时，用户设备向成功接入的基站报告用户设备的能力；基站根据用户设备所报告的能力，执行用户设备调度，确定针对该用户设备的下行工作载频和下行控制信道格式，并通知该用户设备；用户设备根据所接收到的、由基站确定的下行工作载频和下行控制信道格式，切换和/或保持下行工作载频和下行控制信道格式。
优选地，用户设备通过以预定算法执行小区搜索，从而与一个系统载频同步。
优选地，用户设备向成功接入的基站报告用户设备的能力包括：用户设备向基站发送高层无线资源控制信令，要求建立无线资源控制连接，所述高层信令至少包括用户设备的能力。
优选地，在用户设备调度过程中，除了用户设备所报告的能力以外，基站还以系统的负载情况作为用户设备调度的另一依据。
优选地，基站通过高层无线资源控制信令向用户设备通知针对该用户设备的下行工作载频和下行控制信道格式。
优选地，用户设备采用所述默认下行控制信道格式，在所同步的一个系统载频上进行盲检测，获取基站所通知的下行工作载频和下行控制信道格式。
优选地，除了下行工作载频和下行控制信道格式以外，基站通过用户设备调度过程，同时确定针对该用户设备的上行工作载频，并通知该用户设备。更优选地，用户设备采用所述默认下行控制信道格式，在所同步的一个系统载频上进行盲检测，获取基站所通知的上行工作载频，并切换和/或保持上行工作载频。
优选地，针对用户设备的下行工作载频和下行控制信道格式包括多个下行工作载频和分别针对各个下行工作载频的下行控制信道格式。
优选地，用户设备调整功率放大器，切换到针对该用户设备的一个或多个下行工作载频上，并采用与所述一个或多个下行工作载频相对应的下行控制信道格式，对各个下行工作载频进行盲检测操作，获取相应的上行和/或下行控制信息。
优选地，下行控制信道格式包括载频内下行控制信道格式(Option1a)和载频间下行控制信道格式(Option1b)；所述默认下行控制信道格式是载频内下行控制信道格式(Option1a)。更优选地，在与某一下行工作载频相对应的下行控制信道格式是载频间下行控制信道格式时，用户设备根据针对该用户设备的下行工作载频的个数，动态地确定下行控制信息格式中的载频指示比特。
优选地，基站可以配置与用户设备的部分工作载频相对应的下行控制信道格式是载频内下行控制信道格式。
优选地，基站可以配置与用户设备的部分工作载频相对应的下行控制信道格式是载频间下行控制信道格式。
通过本发明提出的方案，根据用户设备的反馈信息，调度用户设备采用的PDCCH结构，采用相应的信令通知机制，用户设备能够正确的获知其所采用的PDCCH结构进行相应的盲检测过程，从而能够进行正确的信道估计和数据解调。该方案简单有效，能够保证通信系统正常高效的运行。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1是已有的参考技术方案一；
图2是已有的参考技术方案二；
图3是已有的参考技术方案三；
图4是已有的参考技术方案四；
图5是已有的参考技术方案五；
图6是各载频PDCCH单独编码的方案Option1a和Option1b；
图7是本发明实施例一的方案示例；
图8是示出了本发明的总体操作流程图；
图9是PDCCH结构切换消息传递方法一；
图10是PDCCH结构切换消息传递方法二；
图11是本发明实施例二的方案示例一；
图12是本发明实施例二的方案示例二；
图13是本发明实施例三的方案示例。
具体实施方式
为了清楚详细的阐述本发明的实现步骤，下面给出了一些本发明的具体实施例，适用于支持频谱聚合技术的多载频移动通信系统，尤其是LTE-Advanced蜂窝移动通信系统。需要说明的是，本发明不限于这些应用，而是可适用于更多其它相关的通信系统。
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
在进行本发明实施例描述之前，先对本发明中涉及的两种基本PDCCH结构做简要描述。结构一：如图6中的Option1a所示，某个载频上的PDCCH仅指示当前载频上的资源分配信息，所述PDCCH中不包含与载频相关的信息字段；结构二：如图6中的Option1b所示，某个载频上的PDCCH可以指示系统中任意一个载频上的资源分配信息，包括当前PDCCH所在载频，所述PDCCH中包含载频相关的信息字段，用于指示其对应的载频号。为了更清楚的描述，命名结构一为载频内PDCCH(intra-carrierPDCCH)结构，命名结构二为载频间PDCCH(inter-carrierPDCCH)结构。
实施例一：
图7给出了第一方案的系统模型，基站设备根据当前用户反馈的测量信息，对用户设备进行调度，给用户设备分配载频，同时通过高层信令通知用户设备采用何种PDCCH结构进行盲检测，其具体步骤如图8所示，可以描述如下：
步骤一：用户设备进行小区搜索，并接收广播信息。
系统默认采用载频内PDCCH结构来获取下行公共控制信道的信息。系统的带宽由多个载频聚合而成，用户设备首先同步到某一个系统载频上，并在该载频上用载频内PDCCH结构来检测并接收相应的系统广播信息和随机接入过程所需的相关信息。
步骤二：用户设备进行随机接入过程。
用户设备根据接收到的随机接入所需信息，在基站指定的上行系统载频上发起随机接入请求。用户设备采用载频内PDCCH结构在其同步到的载频上进行PDCCH盲检测，获取随机接入响应信息。
步骤三：载频分配以及PDCCH结构确定过程。
用户设备向基站设备发送高层信令要求建立无线资源控制RRC(RadioResourceContro1)连接，该高层信令至少包括用户设备的能力，例如能够支持的带宽能力。基站根据用户设备的能力、系统的负载情况等对该用户进行调度，决定其工作的上下行载频以及使用的PDCCH结构，并通过高层信令通知该用户设备。用户设备采用载频内PDCCH结构在其同步到的载频上进行盲检测，获取所述高层信令。
步骤四：切换工作载频以及PDCCH结构。
用户设备调整功率放大器，切换到所分配的1个或者多个工作载频上，并根据步骤三中的高层信令所指示的PDCCH结构对各个工作载频进行相应的盲检测操作，获取该用户设备所需的下行控制信息。
用户设备成功接入系统后，可以半静态地切换其使用的PDCCH结构。该切换可以通过下面两种方法来实现。
方法一(参考图9)：基站通过高层信令指示用户设备切换PDCCH结构，用户设备正确接收到切换指示信令后，改变PDCCH盲检结构，并通过高层信令反馈给基站切换完成信息。例如，可以在RRC连接重置(RRCConnectionReconfiguration)信令中增加一个PDCCH结构指示，用户设备在接收到RRC连接重置信令中PDCCH结构指示后，反馈给基站RRC连接重置完成(RRCConnectionReconfigurationComplete)信令，并用新的PDCCH结构进行相应的盲检测操作。
方法二(参考图10)：用户设备通过高层信令向基站发起切换PDCCH结构请求，基站正确接收该请求信息并同意切换后通过高层信令向用户设备发送PDCCH结构切换指示，用户设备正确接收到切换指示信令后，改变PDCCH盲检结构，并通过高层信令反馈给基站切换完成信息。
如图7所示，用户设备1工作在载频#1～#3上，基站设备通过高层信令通知其采用载频内PDCCH结构对各个工作载频进行PDCCH盲检测，即每个载频上的PDCCH用于指示该载频上的资源分配情况。
用户设备2工作在载频#1、#2和#4上，假设由于载频#4为特殊载频，在载频#4上不预留任何OFDM符号用于传输控制信息，则基站设备通过高层信令通知其采用载频间PDCCH结构对载频#1和载频#2的控制符号进行PDCCH盲检测，根据DCI格式中的载频指示比特信息，确定该DCI中的控制信息用于哪个载频的资源分配。例如，在图7中，载频#1中的PDCCH指示了载频#2中的资源分配，载频#2中的PDCCH指示了载频#4中的资源分配。
当然，也不排除对于某个用户设备在一个载频上具有多个PDCCH的情形，所述多个PDCCH分别用于指示当前载频和/或其他载频的资源分配信息，图7中仅以一个载频上一个PDCCH为例。
实施例二：
由于各个用户设备的能力差异，实际上各个用户设备可能分配到的工作载频的个数是各不相同的，因此，在载频间PDCCH结构中如果采用固定的比特数来指示工作载频号是一种资源浪费。本实施例提出根据用户设备的实际工作载频数动态地调整DCI格式中的载频指示比特。
假设用户设备1和用户设备2具有不同的频带能力，用户设备1能够同时工作在2个载频上，用户设备2能够同时工作在3个载频上。
如图11所示，根据基站发出的工作载频分配信息的高层信令，用户设备1可知其分配得到的工作载频的个数为2个，此时仅需要1个比特就能区别出这两个工作载频。根据上述载频个数信息，用户设备1默认其PDCCH的DCI格式中用于指示载频信息的比特数为1个。该用户设备1采用具有1比特载频指示信息的DCI格式去盲检测与其匹配的PDCCH内容。
如图12所示，根据基站发出的工作载频分配信息的高层信令，用户设备2可知其分配得到的工作载频的个数为3个，此时需要2个比特来区别这三个工作载频。根据上述载频个数信息，用户设备2默认其PDCCH的DCI格式中用于指示载频信息的比特数为2个。该用户设备2采用具有2比特载频指示信息的DCI格式去盲检测与其匹配的PDCCH内容。
实施例三：
根据用户设备的能力，可以配置用户设备同时采用载频内PDCCH结构和载频间PDCCH结构进行PDCCH盲检测。
如图13所示，假设系统载频#3上不预留任何OFDM符号用于传输任何控制信息。基站根据用户设备的能力以及相应的系统负载情况，分配载频#1～#3给用户设备。同时通过高层信令，通知用户设备在载频#1上采用载频内PDCCH结构对载频#1上的控制信息进行盲检测，通知用户设备在载频#2上采用载频间PDCCH结构对载频#2和#3上的控制信息进行盲检测操作(如图13所示，当“x”为“0”时，指示载频#2；而当“x”为“1”时，指示载频#3)。
通过以上提出的用于多频谱聚合系统的控制信令传输方案的设计，可以半静态地配置用户设备PDCCH结构，同时获取载频内PDCCH结构和载频间PDCCH结构的优点，获取更好的系统性能。该方法设计简单有效，系统设计的复杂度低，满足了实际系统以及LTE-Advanced系统的设计需求。
在以上的描述中，针对各个步骤，列举了多个实例，虽然发明人尽可能地标示出彼此关联的实例，但这并不意味着这些实例必然按照相应的标号存在对应关系。只要所选择的实例所给定的条件间不存在矛盾，可以在不同的步骤中，选择标号并不对应的实例来构成相应的技术方案，这样的技术方案也应视为被包含在本发明的范围内。
至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种移动通信系统的通信方法，其中基站和用户设备在聚合的载频上进行通信，所述移动通信系统的通信方法包括：
由所述基站使用无线资源控制信令向所述用户设备发送用于指示以下信息字段是否存在于物理下行控制信道的下行控制信息格式中的针对所述物理下行控制信道的信息，其中所述信息字段指示用于物理下行共享信道发送的载频；以及
由所述用户设备根据用于指示所述信息字段是否存在的针对所述物理下行控制信道的所述信息，对所述物理下行控制信道的所述下行控制信息格式中的用于分配物理下行共享信道发送的下行控制信息进行解码。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统的通信方法，其中
通过用于指示所述信息字段是否存在于物理下行控制信道的所述下行控制信息格式中的所述物理下行控制信道的所述信息来半静态地切换物理下行控制信道结构。
3.一种移动通信系统的通信方法，其中基站和用户设备在聚合的载频上进行通信，所述移动通信系统的通信方法包括：
由所述基站使用无线资源控制信令向所述用户设备发送用于指示以下信息字段是否存在于各个载频上的物理下行控制信道的下行控制信息格式中的针对所述物理下行控制信道的信息，其中所述信息字段指示用于物理下行共享信道发送的载频；以及
由所述用户设备根据用于指示所述信息字段是否存在的针对所述物理下行控制信道的所述信息，对各个载频上的所述物理下行控制信道的下行控制信息格式中的用于分配物理下行共享信道发送的下行控制信息进行解码。
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