CN101682406A - 在无线通信***中映射物理下行链路控制信道到资源的方法及收发该映射的物理下行链路控制信道的装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种在无线通信***中用于映射物理下行链路控制信道(PDCCH)到资源的方法、和发送/接收映射的PDCCH的装置,其中如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则PDCCH被连接、交织和映射到至少一个资源元素(RE)。
Description
技术领域
本发明一般涉及在无线通信***中有效使用控制信道以实现最大干扰分集的方法和装置。更具体地,本发明涉及一种在正交频分多址(OFDMA)无线通信***中有效映射物理下行链路控制信道(PDCCH)到时间-频率资源的方法和装置。
背景技术
最近,正积极研究正交频分复用(OFDM)以作为移动通信***中用于有线/无线信道上高速数据传输的有前途的手段。OFDM是多载波调制(MCM)的特殊情形,其中输入的串行码元序列被转换为并行码元序列并被调制到正交副载波,即副载波信道。OFDMA是OFDM的多用户版本,其中多个用户由副载波区分,即,不同副载波分配到不同用户。
图7说明在传统OFDMA***中向多个用户发送数据的方法。
参考图7,水平轴表示时间,而垂直轴表示频率。参考数字701表示时域资源分配单元,通常包括多个OFDM码元。该资源分配时间单元称为子帧。当总***频带划分为N个频带时,参考数字702、703和704表示第一、第N-1、和第N频带。每个频带一般包括多个副载波。如图7所示,典型地,OFDM***中利用时间和频率资源形成多个资源块,并以资源块形式将资源分配给多个用户。单个资源块等价于图7中由一个子帧和一个频带定义的资源。例如,如果一个频带包括12个副载波且一个子帧由14个OFDM码元组成,则一个资源块具有168(12×14)个时间和频率资源。最小时间和频率资源单元,即,一个OFDM码元中的一个副载波被称为资源元素(RE)。
如上所述,在OFDM***中节点B在每个子帧中以资源块为单位向至少一个用户设备(UE)分配资源并且通过每个子帧中的资源分配信息将资源分配结果通知UE。携带资源分配信息的信道是共享的控制信道或PDCCH。下文中,将PDCCH称为控制信道。一般,控制信道可以在资源分配信息之外包括其他信息,这里不作详细描述。控制信道递送的包括资源分配信息的信息叫做控制信息。单个控制信道携带关于单个UE的资源分配信息。由此,当在子帧中同时向多个UE分配资源时,向UE发送多个控制信道。
一般,在信道编码和交织之后,传输到用户之前,节点B为多个用户产生的控制信道被按照时分复用/频分复用(TDM/FDM)映射到RE。为每个节点B和每个子帧按相同方式映射控制信道。资源映射表示将控制信道映射到物理RE。例如,如果在子帧中发送五个控制信道,则在每个节点B中按相同方式将五个控制信道映射到RE。因此,当来自不同节点B的控制信道之间发生干扰时,缺少随机效果可能导致性能恶化。换句话说,任何控制信道敏感于一些统计强干扰,结果性能恶化。
发明内容
本发明示范实施例的一方面是解决至少以上所述的问题和/或不足并且提供至少以下所述的优点。因此,本发明的一方面提供一种在无线通信***中用于将物理下行链路控制信道PDCCH映射到资源的方法以便降低来自节点B的PDCCH从来自其他节点B的PDCCH受到的干扰。
本发明的另一方面是提供一种在无线通信***中用于发送已经按照预定方法映射的PDCCH的装置以便降低来自节点B的PDCCH从来自其他节点B的PDCCH受到的干扰。
本发明的另一方面是提供一种在无线通信***中用于接收已经按照预定方法映射的PDCCH的装置以便降低来自节点B的PDCCH从来自其他节点B的PDCCH受到的干扰。
依据本方面的一方面,提供一种在无线通信***中用于将多个PDCCH映射到资源的方法,其中如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH于子帧中发送,则PDCCH被连接、交织和映射到至少一个RE。
依据本发明的另一方面,提供一种在无线通信***中用于将多个PDCCH映射到资源的方法,其中如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH于子帧中发送,则向每个PDCCH分配至少一个CE,并连接、交织和映射到至少一个RE。
依据本发明的另一方面,提供一种在无线通信***中用于将多个PDCCH映射到资源的方法,其中如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则至少一个控制元素(CE)被分配到每个PDCCH并被连接,每个连接的CE被调制到至少一个调制码元,并且将调制码元交织和映射到RE。
依据本发明的再一方面,提供一种在无线通信***中用于将多个PDCCH映射到资源并发送映射的PDCCH的装置,其中连接器用于,如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则分配至少一个控制信道元素(CE)到每个PDCCH并连接分配的CE;交织器交织经连接的CE;以及CE到RE映射器将经交织的CE映射到RE。
依据本发明的再一方面,提供一种在无线通信***中用于将多个PDCCH映射到资源并发送映射的PDCCH的装置,其中连接器用于,如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则分配至少一个CE到每个PDCCH并连接分配的CE;调制器将连接的CE的每个调制到至少一个调制码元;交织器交织调制码元;以及CE到RE映射器将经交织的调制码元映射到RE。
依据本发明的再一方面,提供一种在无线通信***中用于接收映射到资源的PDCCH的装置,其中模数转换器将经过天线接收的信号转换为数字信号;快速傅里叶变换(FFT)处理器转换数字信号到频率信号;导频音调提取器从频率信号的副载波当中控制信道元素(CE)映射到的资源元素(RE)中提取导频;信道估计器使用导频音调执行信道估计;RE到CE解映射器从RE中解映射CE;解交织器解交织经解映射得到的CE;解调器使用从信道估计器接收的信道估计信息解调经解交织的CE;划分器将解调的CE分离为多条PDCCH信息;和多个信道解码器,用于解码所述多条PDSCH信息。
附图说明
通过结合附图的以下详细的描述,本发明的具体示范实施例的上述和其它方面、特征和优点将更加明了,其中:
图1说明根据本发明的映射PDCCH到RE的操作。
图2说明根据本发明的映射PDCCH的控制信道元素(CE)到RE的操作。
图3是根据本发明的PDCCH发送装置的框图。
图4是说明根据本发明的PDCCH发送方法的流程图。
图5是根据本发明的PDCCH接收装置的框图。
图6是说明根据本发明的PDCCH接收方法的流程图。
图7说明在传统OFDMA***中向多个用户发送数据的方法。
贯穿附图,将会理解相同附图参考数字表示相同元素、特征和结构。
具体实施方式
诸如详细的结构和元素的说明书定义的主题被提供用于帮助本发明示范实施例的充分理解。因此,本领域的普通技术人员能够认识到:在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以对这里所述的实施例做出各种改变和修改。同时,为了清楚和简洁,将省略公知的功能和结构的说明。
为了实现根据本发明的映射控制信道到资源的方法,定义用于控制信道传输的资源分配单元,控制信道元素(CE)。CE与资源块的不同在于,CE是用于控制信道的传输的资源分配单元,而资源块是用于数据传输的资源分配单元。当根据预定的调度方案将至少一个控制信道调度为于子帧中发送时,向每个控制信道分配一个或多个CE。至少一个CE被连接,且CE中的码元按特定于每个节点B的交织方法被交织。然后将将交织的码元映射到RE。CE到RE映射也能够按特定于每个节点B的方案执行。
图1说明根据本发明的映射PDCCH到RE的操作。在图1说明的情况中,六个控制信道,控制信道1、控制信道2、...控制信道6于子帧中被发送到六个UE。六个控制信道的每个包括关于六个UE其中一个的资源分配信息。在步骤110中,关于每个UE的资源分配信息被按照诸如卷积编码的预定编码方案信道编码。然后至少一个CE被分配给每个控制信道。如前所述,将CE定义为用于控制信道传输的资源分配单元,包括多个逻辑RE。因为在CE和物理RE之间的映射能够以各种方式实现,RE被叫做逻辑RE。例如,当一个CE包括36个逻辑RE时,这表明能够在一个CE中发送36个调制码元。参考数字121到126表示将至少一个CE分配给控制信道的每个。在图1说明的情况中,分别向控制信道1到6分配一个CE、两个CE、三个CE、两个CE、一个CE和一个CE。将不同数量的CE分配给不同控制信道的原因是UE被置于不同的信道状态中(不同的接收信噪比(SNR))。例如,接收控制信道1、5和6(121、125和126)的UE处于好的信道状态,控制信息能够在一个CE(即,36个调制码元)中发送到每个UE。相反,接收控制信道3(123)的UE处于差的信道环境,因此控制信息在三个CE(即,108个调制码元)中发送到UE。虽然图1中总共10个CE被用来发送控制信道,在每个子帧中CE的总数量是可变的。在步骤120中,包括控制信道的所有CE被连接。在步骤130,经连接的CE中的码元被交织,即,经连接的CE的顺序被置换。对每个小区使用不同交织方案促进每个BS中CE到RE映射的随机化,由此实现在每个控制信道的传输期间来自相邻BS的干扰的随机化。
步骤130的交织将更详细地描述。每个连接的CE包括多个逻辑元素(LE)127,其CE索引如等式(1)表示,
....(1)
每个CE的LE能够按任意方式交织而不限制于具体的方案。由此,通过等式(2)交织LE,
kint erlveadLE=fint erleaving(iLE)
....(2)
其中fint erleaving(·)表示交织函数。
能够使用删除比特反转顺序(PBRO)置换方案以便随机置换NLE个LE的顺序从而相邻LE彼此远离。PBRO对于每个BS或每个子帧具有不同的偏移量。将每个BS的每个子帧的PBRO偏移量表示为Offsetsec tor,subframe_index。那么,在交织之后,每个LE的索引由等式(3)给出。
kint erlveadLE=fint erleaving((iLE+Offsetsector,subframe_index)mod NLE)
=PBRO((iLE+Offsetsector,subframe_index)mod NLE,NLE)
....(3)
因此PBRO如等式(4)定义,
y=PBRO(i,NLE)
....(4)
PBRO置换值按如下顺序产生。
步骤1.PBRO参数,n根据等式(5)来选择,
NLE≤2n ....(5)
步骤2.i和j被设置为初始值0。
步骤3.x被定义为使用n比特二进制格式的j的比特反转值,例如,如果n是4而j是3,则x是12。
步骤4.如果x≤NLE,则设置PBRO(i,NLE)为x并且将i增加1。
步骤5.否则,将j增加1。
步骤6.如果i<M,则程序回到步骤3。
当第iLE个LE被重新安排为第kint erlveadLE个LE且重新安排的LE的索引是oint erlveadLE时,oint erlveadLE是为0,...,NLE-1其中之一的顺序交织的LE索引。
在以上PBRO交织方法中,对于NLE=12和Offsetsec tor,subframe_index=2,kint erlveadLE,(iLE+Offsetsec tor,subframe_index)mod NLE,以及oint erlveadLE如下给出。
表1
(iLE+Offsetsec tor,subframe_index)mod NLE | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 0 | 1 |
kint erlveadLE | 4 | 2 | 10 | 6 | 1 | 9 | 5 | 3 | 11 | 7 | 0 | 8 |
oint erlveadLE | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
如表1可知,kint erlveadLE是索引,其能够通过尽可能多地散布NLE个LE来获得。
虽然每个BS通过将BS特有的偏移量应用于PBRO交织来按不同方式交织,但是显然也能够使用其他方法。
在步骤140,控制信道的经交织的调制码元被映射到分配用于控制信道的传输的RE。该映射在每个BS中或每个子帧中或每个OFDM码元中、或在每个BS的每个子帧的每个OFDM码元中可以不同。参考图2,将更详细地描述该映射。
图2说明根据本发明的映射PDCCH的CE到RE的操作。将参考图2描述在CE或LE和RE之间的映射。如前所述,CE是用于控制信道的资源分配单元而单个PDCCH可以具有至少一个CE。LE是CE的元素。当CE被映射到RE时,CE的LE按照一一对应映射到RE。换句话说,一个CE映射到多个RE。图1所述的所有经交织的LE被映射到图2的RE。RE是时间-频率域中除了导频或服务其他目的的副载波之外的可用的副载波。在图2,参考数字210表示用于天线的导频副载波,而参考数字220表示RE。
虽然图2所述的CE到RE(LE到RE)映射是用于第3代伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)***,但是描述的CE到RE映射仅是示范应用,且本发明并不局限于特定的***。因此,本发明也适用于其他***。图2中,一个时隙由7个OFDM码元定义,而两个时隙形成OFDM***中的一个子帧。时间-频率区域包括经过各个天线发送的导频副载波和LE将被映射到的RE,如参考数字230所示。由参考数字240、250和260可知,多达三个OFDM码元包括LE将要映射到的RE,而LE能够映射到不同的OFDM码元中的相同的或不同的RE。
LE-RE映射模式特定于每个OFDM码元。具体地当最后的OFDM码元的所有RE没有被映射时,LE被映射到在总频带上均匀地散布的RE。例如,当经交织的LE的总数量是NLE而经交织的LE的索引是oint erlveadLE时,在第一OFDM码元中可用于LE到RE映射的RE的数量表示为NRE,0。如果NRE,0≤NLE,则具有0,...,NRE,0-1作为oint erlveadLE的LE被按任意方式映射到第一OFDM码元的RE。按照此方式在第二和第三OFDM码元中执行LE到RE映射。通过等式(6)计算映射到每个OFDM码元的LE的索引。
可是,如果NRE,0>NLE,则具有0,...,NLE-1作为oint erlveadLE的LE被按任意分布方式映射到第一OFDM码元。
在每个OFDM码元中映射到RE的LE的索引由下面给出:
oint erleavedLE,0=0,...,NLE-1若NLE<NRE,0 .....(1)
=0,...,NRE,0-1否则 .....(2)
oint erleavedLE,1=NRE,0,...,NLE-1若NRE,0<=NLE<NRE,1.....(3)
=NRE,0,...,NRE,1-1否则 .....(4)
oint erleavedLE,2=NRE,1,...,NLE-1若NRE,1<=NLE<NRE,2.....(5)
=NRE,1,...,NRE,2-1否则 .....(6)
....(6)
LE到RE映射能够以任意映射规则进行。依据本发明,使用PBRO。
在计算映射到每个OFDM码元的LE的索引之后,在等式(6)描述的情形下通过等式(7)能够将LE顺序映射到RE。
lmappedRE,j=fLEtoREmapping(oint erleavedLE,j)
=oint erleavedLE,j
....(7)
同时,能够在PBRO方案中执行LE到RE映射,该方案被用于根据如下等式(8)的交织。
lmappedRE,j=fLEtoREmapping((oint erleavedLE,j+Offsetsector,subframe_index,j)mod NRE,j)
=PBRO((oint erleavedLE,j+Offsetsector,subframe_index,j)mod NRE,j,NRE,j)
....(8)
如果NLE=12而NRE,0=NRE,1=NRE,2=4,lmappedRE,j(oint erleavedLE,j+Offsetsector,subframe_index,j)mod NRE,j如下表2给出,关于Offsetsector,subframe_index,0=1,Offsetsector,subframe_index,1=2,和Offsetsector,subframe_index,2=3的情形。
表2
oint erleavedLE,j | 0 | 1 | 2 | 3 |
lmappedRE,0 | 2 | 1 | 3 | 0 |
lmappedRE,1 | 1 | 3 | 0 | 2 |
lmappedRE,2 | 3 | 0 |
参考表2,在最后的OFDM码元中在频域中LE仅被映射到RE 0和RE 3。对于这种情况,当OFDM码元没有充满LE时,使用PBRO方案尽可能多地散布LE。
图3是根据本发明的PDCCH发送装置的框图。
参考图3,信道编码器301到308信道编码PDCCH而连接器302按预定方法连接经信道编码的PDCCH,该预定方法并不局限于本发明的特定方法。交织器303为每个BS或每个子帧以不同的方式交织连接的PDCCH。用于交织所需的BS信息、子帧信息和OFDM码元信息是从控制器304接收的导频PN、子帧索引和OFDM码元索引。调制器305调制经交织的信号,而CE到RE映射器306在控制器304的控制下为每个BS、每个子帧和每个OFDM码元以不同的方式映射CE到RE。导频音调***器307将与各个天线对应的导频音调***经CE到RE映射的信号中,并将已***导频的经CE到RE映射信号连同来自PDSCH发送器309的物理下行链路共享信道(PDSCH)提供给逆快速傅里叶变换(IFFT)处理器310。IFFT处理器310复用所接收的信号并转换经复用的信号为时间信号。循环前缀(CP)添加器311添加CP到时间信号。发送器312发送该添加CP的信号。
图4是说明根据本发明的PDCCH发送方法(具体为发送装置的CE到RE映射操作)的流程图。
参考图4,在步骤401,BS通过预定的调度为每个MS配置PDCCH。PDCCH的总数量取决于调度结果。在步骤403,BS以PDCCH配置CE。这里,PDCCH包括至少一个CE。在步骤405,BS按预定方法连接CE,该方法不限于特定的方法。BS为每个BS或每个子帧以不同的方式交织经连接的CE中的码元并且在步骤411基于OFDM码元映射经交织的码元到RE。
图5是根据本发明的PDCCH接收装置的框图。
参考图5,下转换器和模数转换器(ADC)501将经天线接收的射频(RF)信号下转换为基带信号并将模拟信号变成数字信号。CP移除器502移除数字信号中的CP。快速傅里叶变换(FFT)处理器503将移除CP的时间信号转换为频率信号。在解复用之后,在PDSCH接收器513中按通常OFDM数据接收操作处理与PDSCH关联的副载波。同时,导频音调提取器505从CE映射到的经解复用的RE中提取每个天线的导频,而信道估计器507使用导频音调执行信道估计。RE到CE解映射器506使用从自控制器514接收的导频PN、子帧索引和OFDM码元索引中导出的信息来从RE中提取CE。解调器508基于从信道估计器507接收的信道估计信息来解调CE。解交织器509按照控制器基于导频PN、子帧索引和OFDM码元索引产生的模式解交织经解调的信号。划分器510将经解交织的CE划分为每条PDCCH信息,而信道解码器511到512解码PDCCH信息。
图6是说明根据本发明的PDCCH接收方法的流程图。
参考图6,在步骤601中,以特定于BS、子帧、和OFDM码元的方式从RE中解映射CE并且在步骤603中按照BS特定和子帧特定的方式解交织。在步骤605中划分经解交织的CE,并在步骤607中利用划分的CE恢复PDCCH。由于一个PDCCH能够利用多个CE形成,因此在步骤607中应该预先知道关于每个PDCCH的CE的数量。
由以上说明明了,本发明有利地最大化BS之间的干扰分集并且通过以BS特定和子帧特定的方式交织下行链路控制信道并以BS特定、子帧特定、和OFDM码元特定的方式映射CE到RE或映射LE到RE来提供高效率的***。
虽然参考本发明的具体示范实施例已经显示和描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离本发明原理和精神的情况下,可以对其在形式和细节上做出各种改变,本发明的范围由权利要求书及其等同物定义。
Claims (15)
1.一种在无线通信***中用于将多个物理下行链路控制信道(PDCCH)映射到资源的方法,包括:
如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则连接PDCCH中的元素;
交织经连接的元素;以及
将经交织的元素映射到至少一个资源元素(RE)。
2.如权利要求1所述的方法,其中交织步骤包括为每个基站或为每个子帧按不同的偏移量交织经连接的元素。
3.如权利要求1所述的方法,其中一个PDCCH具有多个控制信道元素(CCE)。
4.如权利要求1所述的方法,其中映射步骤包括顺序地将经交织的元素映射到RE。
5.一种在无线通信***中用于将多个物理下行链路控制信道(PDCCH)映射到资源的方法,包括:
如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则向每个PDCCH分配至少一个控制信道元素(CE);
连接所分配的CE;
交织经连接的CE中的码元;以及
将经交织的码元映射到至少一个资源元素(RE)。
6.如权利要求5所述的方法,其中交织步骤包括为每个基站或为每个子帧按不同的偏移量交织经连接的CE。
7.如权利要求5所述的方法,其中如果OFDM码元的所有RE未用于映射,则映射步骤包括顺序地将经交织的CE映射到RE。
8.一种在无线通信***中用于将多个物理下行链路控制信道(PDCCH)映射到资源的方法,包括:
如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则向每个PDCCH分配至少一个控制信道元素(CE);
连接所分配的CE;
将所连接的CE中的每一个调制为至少一个调制码元;
交织调制码元;以及
将经交织的调制码元映射到资源元素(RE)。
9.如权利要求8所述的方法,其中交织步骤包括为每个基站或为每个子帧按不同的偏移量交织调制码元。
10.如权利要求8所述的方法,其中映射步骤包括顺序地将经交织的元素映射到RE。
11.一种在无线通信***中用于将多个物理下行链路控制信道(PDCCH)映射到资源并发送映射的PDCCH的装置,包括:
连接器,用于,如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则向每个PDCCH分配至少一个控制信道元素(CE),并连接所分配的CE;
交织器,用于交织经连接的CE中的码元;以及
CE到资源元素(RE)映射器,用于将经交织的码元映射到RE。
12.如权利要求11所述的装置,其中交织器用于为每个基站或为每个子帧按不同的偏移量交织经连接的码元。
13.一种在无线通信***中用于将多个物理下行链路控制信道(PDCCH)映射到资源并发送映射的PDCCH的装置,包括:
连接器,用于,如果根据预定的调度方案调度至少一个PDCCH在子帧中发送,则向每个PDCCH分配至少一个控制信道元素(CE),并连接所分配的CE;
调制器,用于将所连接的CE中的每一个调制为至少一个调制码元;
交织器,用于交织调制码元;以及
CE到资源元素(RE)映射器,用于将经交织的调制码元映射到RE。
14.如权利要求1所述的装置,其中交织器用于为每个基站或为每个子帧按不同的偏移量交织调制码元。
15.一种在无线通信***中用于接收映射到资源的物理下行链路控制信道(PDCCH)的装置,包括:
模数转换器,用于将经过天线接收的信号转换为数字信号;
快速傅里叶变换(FFT)处理器,用于将数字信号转换为频率信号;
导频音调提取器,用于从频率信号的副载波当中控制信道元素(CE)所映射到的资源元素(RE)中提取导频;
信道估计器,用于使用导频音调执行信道估计;
RE到CE解映射器,用于从RE中解映射CE;
解交织器,用于解交织经解映射得到的CE;
解调器,用于使用从信道估计器接收的信道估计信息解调经解交织的CE;
划分器,用于将经解调的CE分离为多条PDCCH信息;以及
多个信道解码器,用于解码所述多条PDSCH信息。
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