專利名稱：多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信技術，特別涉及多載波移動通信系統(tǒng)中載波信道配置方法。
背景技術：
隨著移動通信的日益普及，僅僅是移動話音通信已經不能滿足人們獲取信息的需要，移動數據通信業(yè)務因其可以提供辦公、娛樂、與他人進行跨越地域界限的交流而顯現(xiàn)出巨大的生命力和發(fā)展前景。截至2005年8月，中國移動用戶數已超過3.7億，移動數據業(yè)務正在快速發(fā)展，這是移動通信新的增長點和保持旺盛生命力的關鍵。第三代(3rd Generation，簡稱“3G”)移動通信技術之一碼分多址2000 1x版本(Code Division Multiple Access 20001x，簡稱“CDMA2000 1x”)數據優(yōu)化演進(Evolution Data Optimized，簡稱“EV-DO”)技術正是在這樣的市場需求推動下應運而生的。
CDMA2000 1x EV-DO標準最早起源于高通(Qualcomm)公司的高數據率(High Data Rate，簡稱“HDR”)技術，后經過不斷地完善和實驗在2000年3月份以CDMA2000 1x EV-DO的名稱向第三代移動通信合作伙伴項目2(3rd Generation Partnership Project 2，簡稱“3GPP2”)提交了正式的技術方案。EV的意思是Evolution，表示是對CDMA2000 1x標準的演進發(fā)展，DO的意思開始是Data Only，后來改為Data Optimized，表示EV-DO技術是對CDMA2000 1X在數據業(yè)務上增強。3GPP2把該標準定義為C.S0024。在國際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union，簡稱“ITU”)的會議上，CDMA2000 1x EV-DO技術作為CDMA2000家族的一個分支被吸納為國際移動通信(International Mobile Telecommunication 2000，簡稱“IMT-2000”)標準之一。在2004年4月份，發(fā)布了修改版DO revision A(DO rev A)，進一步加強了傳輸數據的能力。
目前3G移動通信技術逐漸成熟商用，3GPP2 CDMA2000 1XEV-DO能進一步在未來幾年內提供有競爭力的無線接入系統(tǒng)。1XEV-DO每扇區(qū)載頻支持的最大峰值速率達到2.4Mbps，DO rev A的峰值速率達到3.1Mbps。但是要想保持未來十年或者幾十年內的競爭力，需要引入新的無線接入技術。目前業(yè)界已經就3GPP2的空口技術演進達成初步一致，即分成2個階段進行，階段一采用多載波DO技術，在盡量保證不改動物理層而通過上層軟件升級，獲取更高的峰值數率，保證后向兼容，標準的完成時間大致是2005年底；階段二則是引入更為先進的新技術，是3GPP2長期的演進計劃。
DO系統(tǒng)反向仍然采用碼分多址CDMA，分為反向接入信道和反向傳輸信道，反向傳輸信道又包含導航信道(pilot)、反向速率指示(Reverse RateIndication，簡稱“RRI”)、DSC信道、數據速率控制(Data Rate Control，簡稱“DRC”)信道、響應(Acknowledge，簡稱“ACK”)信道、數據(Data)信道等。作為CDMA的關鍵技術，反向功率控制(Reverse Power Control，簡稱“RPC”)在DO中仍然扮演著重要的角色。終端接收基站下發(fā)的RPC命令，根據指示調節(jié)發(fā)射功率，以保證反向信道的傳輸質量。
除此之外，DO在反向引入了速率控制的概念，即基站根據當前的負載，周期性下發(fā)反向活動比特(Reverse Activity Bit，簡稱“RAB”)指示系統(tǒng)的忙閑，終端根據接收到的RAB，按照一定的算法自行決定反向的發(fā)射速率。在DO rev A中，反向增加了混合自動重傳請求(Hybrid AutomaticRetransmission Request，簡稱“HARQ”)，反向發(fā)射數據包可以分成若干個子幀，每發(fā)完一個子幀，終端就檢查前向的自動重傳請求(Automatic RepeatRequest，簡稱“ARQ”)信道，如果ARQ指示基站已經接收成功，那么終端將提前中止該包的傳輸，不再發(fā)射余下的子幀。
由此可見，前向的RPC/RAB/HARQ的傳輸質量對反向信道有著至關重要的作用。如果RPC接收錯誤，或者功率過強造成干擾降低反向容量；或者功率不足影響反向質量。如果RAB接收錯誤，或者終端反向速率過高，傳輸質量下降并且造成過載；或者終端反向數率過低，傳輸時延加大并且浪費了系統(tǒng)容量。而一旦ARQ信道出錯，或者造成繼續(xù)傳送已經成功的子幀形成浪費；或者錯誤中止尚未成功的傳輸形成誤包。
DO系統(tǒng)前向分為導頻(pilot)信道、媒體接入控制(Media Access Control，簡稱“MAC”)信道、控制(Control)信道和交通(Traffic)信道。這些信道時分復用并且采用固定功率發(fā)射。其中的MAC信道又分為反向活動(Reverse Activity，簡稱“RA”)子信道、數據速率控制鎖定(Data Rate ControlLock，簡稱“DRCLock”)子信道、RPC和ARQ子信道，這些子信道是碼分復用，其功率總和為固定值，稱為額定功率。其中RA子信道是公共信道，即所有終端公用一個RA信道，而其它信道則為每個終端對應各自的信道。
為了支持一個發(fā)射DRC的反向載波，必須有前向MAC信道中的RPC信道、ARQ信道和DRC_Lock信道，RPC信道對反向信道進行功率控制，ARQ信道對反向信道進行確認，DRC_Lock信道指示反向DRC的接收質量。而為了支持一個不發(fā)射DRC的反向載波，則只需要有前向MAC信道中的RPC信道和ARQ信道，RPC信道對反向信道進行功率控制，ARQ信道對反向信道進行確認，DRC_Lock信道則不再需要?？梢?，在多載波通信系統(tǒng)中存在前后向載波信道配置的問題，包括如何配置每個前向載波上信道分配、子信道配置，以及每個前向載波上各子信道對應的后向載波信道等。載波信道配置問題在前后向不對稱的情況下尤為突出。
在討論新增反向載波的過程中，當遇到反向業(yè)務需求超過前向業(yè)務，即需要的反向載波個數超過所需前向載波個數的時候，原來的做法是沿襲單載波DO的做法，即保持前反向的載波個數一致，這時會出現(xiàn)一些冗余的前向載波。這些冗余的前向載波僅僅下發(fā)其對應反向載波的MAC信道，包括RPC信道、ARQ信道和DRC_Lock信道，而不承載前向數據；和其對應的反向載波雖然不用接收其前向信道數據，但仍然需要發(fā)射DRC，使網絡可以對其前向MAC信道進行功率控制和其他的相應操作。這樣，雖然終端并不接收其冗余前向載波上的任何數據，但是終端仍然需要發(fā)射DRC。
顯然，這種處理方法是的前向載波個數不少于反向載波個數，且所有反向載波都發(fā)射DRC。這樣減少了系統(tǒng)的靈活性，增加了終端的負荷，減少了終端電池壽命。由于前向載波個數不能少于反向載波，降低了系統(tǒng)分配的效率和靈活性。雖然終端并不接收其冗余前向載波上的任何數據，但是終端仍然需要發(fā)射DRC，即所有反向載波都需要發(fā)射DRC，這樣增加了終端的負荷，減少了終端電池壽命。
對于所需反向載波個數超過所需前向載波個數的問題，LGE(LGElectronics)公司提出了另一種方案，這種方法允許前向載波個數可以少于反向載波個數。這樣，某些反向載波并沒有相對應的DRC需要匯報，因為允許反向載波并不發(fā)DRC信道，所以終端節(jié)省了發(fā)射功率，同時，前向的DRC_Lock信道也是不需要的。
另外LGE提出了在一個前向載波上除了承載某一個發(fā)射DRC的反向載波的前向MAC信道(包括RPC、ARQ和DRC_Lock信道)外，還可以承載其他不發(fā)射DRC的反向載波對應的前向MAC信道(包括RPC和ARQ信道)的方法。系統(tǒng)通過傳輸通道指配(Traffic Channel Assignment，簡稱“TCA”)消息，可以給一個前向載波分配多個MAC信道序號，其中一個MAC信道序號分配給發(fā)射DRC的反向載波對應的前向MAC信道(包括RPC、ARQ和DRC_Lock信道)；其他MAC信道序號分配給不發(fā)射DRC的反向載波的MAC信道(包括RPC和ARQ信道)，即沒有前向DRC_Lock信道。
由此，由于一條前向載波上可以承載多個前向MAC信道(包括RPC和ARQ信道)，可以完成多個反向載波的支持，所以系統(tǒng)分配的前向載波個數可以少于反向載波，增強了靈活性，同時某些反向載波不用發(fā)送DRC信道，可以節(jié)省功率。這種方案在一定程度上解決了原來方法的問題，但仍然存在缺點。
在實際應用中，上述方案存在以下問題每個前向載波只能支持一條發(fā)射DRC的反向載波對應的MAC信道和多條不發(fā)射DRC的反向載波對應的MAC信道，因此只能適用于前向載波個數少于反向載波的情況，并不支持反向載波和承載其對應前向MAC信道(包括RPC、ARQ和DRC_Lock信道)的前向載波的靈活分配，應用場景十分有限，系統(tǒng)靈活程度還不夠高。特別是對于某些特殊的應用情況，比如反向和前向傳輸量相差懸殊、變化較快的業(yè)務，無法很好的適應業(yè)務的需求，也不能最大程度的節(jié)省終端發(fā)射功率及其他資源。
造成這種情況的主要原因在于，原先的方案中對于多余的反向載波只能建立對應的空閑前向載波，浪費功率；LGE提出的方案雖然解決多余方向載波的問題，但對于一條前向載波被限制只能支持一條發(fā)射DRC的反向載波，這約束了載波信道配置的靈活性，限制了應用范圍。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，使得反向載波與對應的前向載波能靈活分配，適用于各種多載波的配置，更好地適應業(yè)務的需求，節(jié)省終端發(fā)射功率及通信資源。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，系統(tǒng)根據需要配置任意一條前向載波，使其承載對應于N條反向載波的媒體接入控制信道，其中N為非負整數。
其中，當所述前向載波所對應的任意一條或一條以上的反向載波發(fā)射數據速率控制信道時，該反向載波所對應的媒體接入控制信道包含數據速率控制鎖定子信道。
此外在所述方法中，對于所述前向載波，系統(tǒng)為其所承載的對應于不同反向載波的媒體接入控制信道分配不同的媒體接入控制信道序號；其中，所述前向載波通過時分復用來承載所述媒體接入控制信道的子信道。
此外在所述方法中，系統(tǒng)根據所述前向載波和所述反向載波的已有負載及信道質量信息，重新配置所述前向載波，改變其所承載的對應于所述反向載波的媒體接入控制信道的數目。
此外在所述方法中，當所述反向載波發(fā)射所述數據速率控制信道時，其所對應的媒體接入控制信道包含所述數據速率控制鎖定子信道、反向功率控制子信道和自動重傳請求子信道；當所述反向載波放棄發(fā)射所述數據速率控制信道時，其所對應的媒體接入控制信道僅包含所述反向功率控制子信道和所述自動重傳請求子信道。
此外在所述方法中，系統(tǒng)生成傳輸通道配置消息，并通過下發(fā)所述傳輸通道配置消息給終端來配置所述前向載波。
此外在所述方法中，所述傳輸通道配置消息用于描述所述前向載波與所述反向載波的對應關系；所述傳輸通道配置消息包含第一參數，用于指示所述前向載波所承載的媒體接入控制信道的數目；所述傳輸通道配置消息包含第二參數，用于指示所述前向載波所承載的媒體接入控制信道是否包含所述數據速率控制鎖定子信道。
此外在所述方法中，所述傳輸通道配置消息所描述的所述前向載波與所述反向載波的對應關系的作用時間順序由協(xié)議規(guī)定。
上述多載波通信系統(tǒng)是碼分多址2000 1x EV-DO系統(tǒng)。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術方案與現(xiàn)有技術的主要區(qū)別在于，通過設計攜帶載波信道配置信息的TCA消息格式，使得對終端的載波信道配置可以靈活的將零條或多條反向載波的MAC信道配置到前向載波上，這些MAC信道可以包括或者不包括DRC_Lock子信道，子信道之間仍然為時分復用，這些信道或子信道和載波之間的對應關系及作用時間順序等均在TCA消息中描述，系統(tǒng)基于此實現(xiàn)靈活配置，對前向載波、反向載波的數目完全沒有限制，另外，在某些情況下還可以將多條反向載波的MAC信道配置到同一條前向載波上，充分利用信道資源。
這種技術方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即在該配置方案下，MAC子信道仍然采用時分復用，沒有帶來額外開銷；由于前向載波可以配置一個或不配置反向載波的MAC信道，因此對前后向載波數目完全不設限制，允許前向載波個數大于、等于或小于反向載波個數，極大得增強了系統(tǒng)靈活性；但與此同時，任意一條前向載波都可以配置包括或者不包括DRC_Lock子信道，因此其所對應的反向載波是否發(fā)射DRC沒有限制，真正實現(xiàn)多個反向載波的前向MAC信道的靈活配置，大大提高系統(tǒng)配置的便捷程度；另外，在前向載波承載能力允許范圍內，將多條反向載波的MAC信道配置到一條前向載波上，可以充分利用信道資源，提高使用效率；對于某些反向載波不用發(fā)送DRC信道的情況也完全支持，大大節(jié)省發(fā)射功率，降低系統(tǒng)終端耗電量，提高產品競爭力。


圖1是根據本發(fā)明的實施方式的載波信道配置方法流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
本發(fā)明的主要思路就是最大限度的擴大系統(tǒng)載波信道配置的靈活程度，當反向載波的MAC信道配置在前向載波上時，對于反向載波數目、MAC信道類型等完全不設限制。一條前向載波可以配置任意幾條反向載波的MAC信道，甚至包括不配置反向載波即零條的情況；而所配置的MAC信道可以包括任意構成的子信道，比如包括或者不包括DRC_Lock信道，這對于對應的反向載波即可以實現(xiàn)發(fā)射或者不發(fā)射DRC信道；在此基礎上，系統(tǒng)就可以實現(xiàn)對于任意數目的載波、任意構成的信道、子信道進行配置，包括可以將多條反向載波的MAC信道配置到一條前向載波上以節(jié)省功率，或者某些前向載波不配置MAC信道；這個配置的過程通過設計TCA消息，使得TCA攜帶配置相關的各種信息，從而實現(xiàn)靈活配置。
在本發(fā)明的較佳實施方式中，系統(tǒng)可以根據需要配置前向載波承載多條反向載波的MAC信道，且對其中的反向載波是否發(fā)射DRC信道沒有任何約束。也就是說，對于其中任意一條反向載波，如果它發(fā)射DRC信道，則它所對應的MAC信道就包含DRC_Lock子信道，否則就不包含，這說明任意一條前向載波承載的MAC信道可以包含或者不包含DRC_Lock，而且包含DRC_Lock的MAC信道的數目不受限制，這與現(xiàn)有技術LGE公司提出的方法不同，現(xiàn)有技術最多只能有一個MAC信道可以包含DRC_Lock。
在本發(fā)明的技術方案下，任何一個前向載波可能包含任意數目、任意組合的MAC信道，比如某一前向載波可能承載n個包含DRC_Lock子信道的MAC信道和m個不包含DRC_Lock子信道的MAC信道，m，n可以是任意正整數。因此，對應有n個反向載波是發(fā)射DRC信道的，它的MAC信道包含DRC_Lock子信道、RPC子信道和ARQ子信道；還有m個反向載波不發(fā)射DRC信道，它的MAC信道就只有RPC子信道和ARQ子信道。
在此基礎上，本發(fā)明考慮到可能出現(xiàn)反向載波少于前向載波的情況，因此系統(tǒng)還可以根據需要配置某些前向載波不承載任何反向載波的MAC信道，也即承載的MAC信道數為0。這樣，就可以支持所有的載波配置，允許前向載波個數大于、等于或小于反向載波個數。由于一條前向載波上可以承載一個、多個或零個前向MAC信道，這些MAC包括或者不包括DRC_Lock信道，可以完成多個反向載波的前向MAC信道的靈活配置，實現(xiàn)真正意義上的靈活性，擴大應用場景。同時，也支持某些反向載波不用發(fā)送DRC信道，可以節(jié)省功率。
需要提及的是，對于前向載波系統(tǒng)為其所承載的對應于不同反向載波的MAC信道分配不同的MAC信道序號，便于區(qū)分MAC信道。而前向載波通過時分復用來承載MAC信道的子信道。因此，本發(fā)明的技術方案沒有帶來額外開銷，因為一個用戶對應的前向MAC信道是時分復用的，只要分配一個MAC信道序號，就可以同時支持RPC、ARQ和DRC_Lock信道。所以僅僅支持RPC和ARQ信道，與同時支持RPC、ARQ和DRC_Lock信道相比，完全沒有額外開銷。
另外，系統(tǒng)還可以在通信狀況變化的情況下選擇重新配置載波，即系統(tǒng)根據前向載波和反向載波的已有負載及信道質量信息，重新配置所述前向載波，改變其所承載的對應于所述反向載波的MAC信道的數目。例如，根據載波已有負載或信道質量等信息，可以把多個反向載波對應的前向MAC信道都轉移到某個前向載波上，使得各個前向載波的負載平均，或者可以減少前向載波的數目。這樣可以充分利用信道資源，提高使用效率。
可見，本發(fā)明提出的在一條前向載波上承載零條或多條反向載波的不同子信道構成的MAC信道的方法。和現(xiàn)有技術相比，首先承載MAC信道個數可以為零；其次，取決于反向載波是否發(fā)送DRC，承載的MAC信道可以包括也可以不包括DRC_Lock信道，從而大大增強系統(tǒng)靈活性。
下面給出具體實現(xiàn)配置的方法。系統(tǒng)通過TCA消息，可以給一個前向載波分配零個或多個MAC信道序號，其中每個MAC信道序號分配給其對應反向載波的前向MAC信道，MAC信道可以有不同的子信道構成。具體在TCA消息中，可以設置一個參數，用該參數指示其上是否有MAC信道或者有多少MAC信道，同時也可以用另一個參數指示該MAC信道是否包括DRC_Lock信道。前向反向載波的對應關系的作用時間順序可以事先規(guī)定，就像是TCA中其他參數的作用時間順序一樣。
下表給出一個TCA消息格式的例子，


該TCA除了原有的參數外，主要包括以下參數信道數(NumChannels)，指示在前向或反向上傳輸數據的信道數目；反饋反向信道序號(FeedbackReverseChannelIndex)，當沒有反饋反向信道時，該域置為二進制′1111′；前向傳輸有效(ForwardTrafficValid)，指示當前載波是否分配了MAX信道序號(TrafficMACIndex)；反向信道配置(ReverseChannelConfiguration)，在前向傳輸是否有效的情況下分別描述CDMA反向信道與當前前向信道的對應關系；反饋前向信道序號(FeedbackForwardChannelIndex)，指示用于傳輸當前反向信道的MAC子信道RPC/ARQ/DRC_Lock的對應前向信道；MAC信道序號(MACIndex)，指示當前反向信道的所對應終端出當前扇區(qū)的功率控制信道，在反饋前向信道序號有效時，該域即分配給反饋前向信道序號所指的前向信道。
圖1給出了本發(fā)明的實施方式的配置前向載波流程圖。步驟101中，系統(tǒng)先根據設置生成TCA消息，TCA消息中填充各種參數，這些參數對應于所要配置的情況；在步驟102中，終端根據TCA即獲知載波的配置情況；在步驟103中，由于系統(tǒng)運行情況等變化，可能需要重新配置，改變前向載波對應的反向載波數目，轉移或合并某些反向載波到前向載波上。
熟悉本領域的技術人員可以理解，上述實施方式雖然以CDMA2000 1xEV-DO系統(tǒng)的前向MAC信道為例進行說明，但對于其它3G移動通信系統(tǒng)中的其它信道，在出現(xiàn)按額定功率限制來分配信道功率的情況下，都能實現(xiàn)相應的分配方案，從而實現(xiàn)本發(fā)明的目的，不影響其實質和范圍。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，系統(tǒng)根據需要配置任意一條前向載波，使其承載對應于N條反向載波的媒體接入控制信道，其中N為非負整數。
2.根據權利要求1所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，當所述前向載波所對應的任意一條或一條以上的反向載波發(fā)射數據速率控制信道時，該反向載波所對應的媒體接入控制信道包含數據速率控制鎖定子信道。
3.根據權利要求2所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，對于所述前向載波，系統(tǒng)為其所承載的對應于不同反向載波的媒體接入控制信道分配不同的媒體接入控制信道序號；其中，所述前向載波通過時分復用來承載所述媒體接入控制信道的子信道。
4.根據權利要求3所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，系統(tǒng)根據所述前向載波和所述反向載波的已有負載及信道質量信息，重新配置所述前向載波，改變其所承載的對應于所述反向載波的媒體接入控制信道的數目。
5.根據權利要求4所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，當所述反向載波發(fā)射所述數據速率控制信道時，其所對應的媒體接入控制信道包含所述數據速率控制鎖定子信道、反向功率控制子信道和自動重傳請求子信道；當所述反向載波放棄發(fā)射所述數據速率控制信道時，其所對應的媒體接入控制信道僅包含所述反向功率控制子信道和所述自動重傳請求子信道。
6.根據權利要求2至5中任一項所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，系統(tǒng)生成傳輸通道配置消息，并通過下發(fā)所述傳輸通道配置消息給終端來配置所述前向載波。
7.根據權利要求6所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，所述傳輸通道配置消息用于描述所述前向載波與所述反向載波的對應關系；所述傳輸通道配置消息包含第一參數，用于指示所述前向載波所承載的媒體接入控制信道的數目；所述傳輸通道配置消息包含第二參數，用于指示所述前向載波所承載的媒體接入控制信道是否包含所述數據速率控制鎖定子信道。
8.根據權利要求7所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，預先制定協(xié)議規(guī)定所述傳輸通道配置消息所描述的所述前向載波與所述反向載波的對應關系的作用時間順序。
9.根據權利要求1至5中任一項所述的多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，其特征在于，所述多載波通信系統(tǒng)是碼分多址2000 1x EV-DO系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動通信技術，公開了一種多載波通信系統(tǒng)中載波信道配置方法，使得反向載波與對應的前向載波能靈活分配，適用于各種多載波的配置，更好地適應業(yè)務的需求，節(jié)省終端發(fā)射功率及通信資源。本發(fā)明中，通過設計攜帶載波信道配置信息的TCA消息格式，使得對終端的載波信道配置可以靈活的將零條或多條反向載波的MAC信道配置到前向載波上，這些MAC信道可以包括或者不包括DRC_Lock子信道，這些信道或子信道和載波之間的對應關系及作用時間順序等均在TCA消息中描述，系統(tǒng)基于此實現(xiàn)靈活配置；另外，在某些情況下還可以將多條反向載波的MAC信道配置到同一條前向載波上，以充分利用信道資源。
文檔編號H04L5/00GK1859057SQ20051011822
公開日2006年11月8日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權日2005年10月20日
發(fā)明者盧建民 申請人:華為技術有限公司