专利名称：在无线网络中用于快速接入信道信息加载的技术的制作方法
在无线网络中用于快速接入信道信息加载的技术
背景技术：
在无线通信系统中，当基于调度的接入被用于向移动站(MS)分配物理无线电资源时，位于基站(BS)的调度器需要一些关键信息。例如，上行链路调度器需要知道哪个MS 需要PHY资源以及所述MS需要多少PHY资源和需要资源的紧急程度。对于另一个例子， 下行链路调度器可能需要知道哪种调制和编码率应当被应用到用于发送数据至MS的PHY 资源。这种系统包括目前的以及将来的电气与电子工程师协会(IEEE)802. 16e, LTE，和 802. 16m 标准。在上行链路(UL)中，需要一种机制来使得所述MS向它的服务BS发送带宽请求 (BffREQ)指示符以及BWREQ信息来描述所述数据应当被如何调度至它的服务BS。以前，(例如，IEEE802. 16e或者LTE)MS首先发送所述带宽指示符并且如果所述指示符被所述BS捕获，在下一步，所述BS可以给所述MS授予PHY资源以发送所述带宽请求。在LTE中，UL带宽请求指示符(或者LTE术语为调度请求)被在周期性分配的PHY资源中发送(此后被称为轮询)。当带宽请求速率低的时候轮询具有大的缺点。例如，在典型的网际协议电话 (VoIP)情况中，需要0. 4BWREQ/用户/秒来告诉所述BS:UL对话突发开始。为了满足5ms 内的延迟要求，MS需要每5ms具有一个周期性PHY资源，而不管它是否有要发送的带宽请求。另一个缺点是大的等待时间。也就是，在接收到正确的带宽指示符捕获以及用于所述带宽请求的成功的PHY资源分配后发送带宽请求。因此，强烈需要在无线网络中用于快速接入信道信息加载的技术。
被认为是本发明的主题在说明书的结束部分被特别指出以及清楚地要求保护。但是，本发明(关于组织以及操作方法)及其目标，特征和优点可以在与附图一起阅读时通过参考以下详细描述来最好地理解，附图中附图1描绘了根据本发明的一个实施例的快速接入信道PHY结构；以及附图2示出了根据本发明的实施例的BS命令的快速反馈过程。应当理解，为了图示的简洁和清楚，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，其中一些元件的尺寸相对于其他元件被放大。另外，在认为合适的情况下，在附图中重复附图标记以指示对应的或类似的元件。
具体实施例方式在以下的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的全面的理解。但是，本领域技术人员应当理解的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实现。在其他情况下，没有详细描述公知的方法，过程，组件以及电路以便不会模糊本发明。尽管本发明的实施例在这方面不受限制，但是使用诸如例如“处理”，“计算”，“运算”，“确定”，“建立”，“分析”，“检查”等术语的讨论可以指代计算机，计算平台，计算系统，或者其他电子计算设备的(一个或多个)操作和/或过程，所述计算机，计算平台，计算系统， 或者其他电子计算设备操纵表示为计算机的寄存器和/或存储器中的物理(例如，电子) 量的数据和/或将其转换为类似表示为计算机的寄存器和/或存储器或者其他可以存储用以执行操作和/或过程的指令的信息存储媒介中的物理量的其他数据。尽管本发明的实施例在这方面不受限制，在此使用的术语“多数”以及“多个”可以包括例如“复数个”或者“两个或更多”。术语“多数”或“多个”可以在整个说明书中用以描述两个或更多的组件，设备，元件，单元，参数等。例如，“多个站”可以包括两个或更多站。本发明的实施例提供了用于快速信道接入的前导序列选择方法，其可以在所有序列中均勻地分配用户同时还避免序列冲突。本发明的实施例向IEEE802. 16m提供了快速3 步接入概念，不过本发明并不限于这个方面。本发明的实施例可以如附图1的100大体所示的那样实施，如下所述1) 一个快速接入信道将被映射至一个分布式资源单元，所述资源单元由三个 6X6控制块110，120以及130组成。该6X6块跨越6个连续的子载波和6个连续的OFDMA 码元扩展。2)每个6X6控制块110，120以及130和19个子载波可被用于发送带宽指示符以及17个子载波可被用于发送带宽请求消息。3)存在L(一个例子为24)个用于所述带宽指示符的独特正交序列。所述L个序列的每一个能够被选作前导序列。4)所述带宽消息能够携带N个信息比特。N缺省为12，尽管本发明并不限于此。5) 一个带宽请求信道总共能够携带LX2N个独特码字。当快速接入信道被用于带宽请求目的时，MS地址和信令比特都将被映射至全部可用的码字。下面定义了信息元素加载的一般框架。1)总共M个用户可以被加载到一个信道，M个完全MAC Id是Udtl, Id1, Id2,..., Idi-J ；2) 一个信道具有 K 个独特的 PHY 地址{Ar。，Ar1, Ar2, ...，Ar^1} M^ K ；3) 一个信道具有L个独特的正交序列索引{0，1，2，...，18}；4)对于任何给定的时间t，t = 0，1，...，从MAC Id到PHY地址的映射是独特的， 并且5)在时间t，一个用户可以从J个码字中传递一个码字用于信令，满足JXK = LX2N(S卩，一个传输所传递的全部有效信息比特是N+lo&(L)比特)。要注意的是，要加载的信息码字的数目等于可以由前导和消息传递的信息码字的数目。当两个MS同时接入所述快速接入信道并选择相同的前导序列时，冲突发生。一般，信息加载算法应当在所有L个序列中相等地分布序列冲突概率。另外，所述信息加载算法还应当保证如果两个MS对于时间t选择相同的序列，则它们对于时间t+Ι选择相同序列的概率是低的。这阻止序列冲突随时间重复。如果两个MS在同一时间接入信道，则两个MS 选择相同序列的机会应当被设计为上限为1/L。存在多种方法向所有可用的码字加载信息。下面列出了一些例子，但是本发明并不限于这些例子。
第一方法在这一段中描述。如果J = LX2°，K = 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，该方法在消息部分中加载PHY地址以及在前导和消息中加载信令比特。如果MS m想要在时间t 传递信令码字j，P = f(j，t)是所选择的前导索引，其中ρ = 0，1，···，18。f(j，t)应当被设计为概率P {p = i}对所有用户都接近1/L。以及如果两个MS Hijnm2想要在时间t分别传递信令码字J1和j2并且所选择的前导序列索引是相同的f (丄，t) = f(j2, t)，我们应当最小化f(j1;t+l) =f(j2，t+l)的概率。这个方法的可能缺点是如果所述J个信令码字不是相等分布的，则f(j，t)可能导致冲突增加。这个例子提议根据服务类别分组前导序列。第二方法在这一段中描述。如果J = 2°，K = LX 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，则该方法在前导和部分消息中加载PHY地址以及在消息的剩余部分中加载信令比特，并且如果 MS m想要在时间t传递信令CW j，ρ = h(m, t)是所选择的前导索弓丨，其中ρ = 0,1,..., L-1. h(m, t)具有比情况1简单得多的设计以便对于所有用户使P{p = i}接近1/L，并且如果两个用户Hi1和叫，h On1, t) = !!、，。，我们应当最小化概率！！化^+丄)=h(m2，t+l)。 该方法的缺点是BS可能需要执行穷尽搜索，即，在给定的时间t对于所有可能的m个值计算h(m，t)，并且查找独特有效的m值或者当多个m值产生相同的输出时确定冲突。第三方法在这一段中描述。该第三方法在消息中加载PHY地址以及在前导和消息中加载信令比特。我们将按照信令比特和PHY地址两者来选择前导索引。如果J = LX2°， K = 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，如果用户m想要在时间t传递信令CW j。ρ = f(m，j，t) 是所选择的前导索弓丨，其中ρ = 0，1，. . .，L-l。f(m, j, t)被设计为对于所有用户使P{ρ = i}接近1/L,并且如果对于两个用户Hi1和m2,f(mi, J1, t) = f(m2, j2，t)，我们应当最小化概率 f Oii1,丄，t+1) = f (m2, j2, t+1)。该第三方法可被看作是方法1和方法2的混合方法，所述冲突概率优于方法1但比方法2差，但是BS不需要如方法2中那样计算所有的h(m，t)。另外，由于在从前导和消息中完全解码信令消息之前将知道PHY地址，BS和MS可以使用在它们之间共享的额外同步状态信息作为函数f()的输入以增强其输出的随机性。这种状态信息的一个例子是安全上下文。另一个例子是之前成功处理过的输出P的历史。下面给出f (m，j, t)的一个例子来满足所述设计要求。最终的公式并不限于此， 只要满足要求即可。假定 f(m，j, t) = mod (mod (j, L) +mod (m, L)+mod (floor (m/L) Xt，L)， L)。在接收机处，所述前导序列和消息二者被成功检测，从而消息中加载的i)m和ii) j的部分信令信息可以通过消息知道以及iii)P = f(m, j，t)可以通过检测的序列索引知道。给定m和ρ = f(m，j，t)，我们可以首先恢复mod(j，L)(其是在前导中加载的j的信令信息的部分)；将其与floor (j/L)组合，所述floor (j/L)等效于在消息部分中已经解码的信令比特，并因此完全恢复j。需要注意的是，没有用于加载一个MS到一个前导的专门过程；其就是通过分配独特的MAC ID到所述MS来实现的。在每个序列上的负载对BS来说是可控的。 例如，如果每个扇区总共有L个用户，如果所述BS分配MAC ID 0到L-I，则永远不会发生冲突。所述BS还可以请求一个或多个MS采用QACH信道发送反馈。无需发送MS id因为这对BS是已知的。然后在消息比特中需要一个比特来区分快速接入和快速反馈。BS命令的快速反馈过程一般地示出为附图2中的200，其中具有BS230和MS240以及BS命令210和快速反馈220。主要的益处来自一个快速接入信道的负载是可控的和可预测的。当所述负载低的
7时候，采用所述快速接入信道来发送少量信令比特将节省用于数据业务的PHY资源。此外， 还可能存在许多BS启动的MS信令反馈。它们中的许多不频繁地发生以及可以使用少量的码字来编码。一个例子是事件驱动的CQI以辅助调度来进行持久调度。另一个例子可以是 MS功率净空(power headroom)报告。当同时命令来自多个MS的反馈时，所述BS事先知道哪一个MS可以使用哪个前导来发送快速反馈。所以在BS侧不会混淆是谁已经发送了所命令的快速反馈。为BS命令的快速反馈定义的信息元素可以进一步与所述BS命令中的信息元素有关。尽管本发明的特定特征已经在此被示出和描述，本领域技术人员可以知晓多种修改，替换，变化以及等价物。因此，可以理解的是所附的权利要求旨在覆盖落入本发明的真正精神内的所有这种修改和变化。
权利要求
1.一种在无线网络中用于快速接入信道信息加载的方法，包括将至少一个快速接入信道映射至控制块的一个分布式资源单元，所述控制块被扩展成跨越连续的子载波和连续的OFDMA码元；其中每个控制块以及预定数目的子载波被用于发送带宽指示符以及预定数目的子载波被用于发送带宽请求消息；以及其中存在用于所述带宽指示符的独特的正交序列并且每个所述序列能够被选为前导序列。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述带宽请求消息适合携带N个信息比特。
3.如权利要求1所述的方法，其中一个带宽请求信道总共适合携带LX2N个独特的码字。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述快速接入信道被用于带宽请求目的并且MS地址和信令比特二者都被映射至全部可用码字。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述控制块是三个6X6控制块以及每个所述6X6 块扩展跨越6个连续的子载波和6个连续的OFDMA码元。
6.如权利要求5所述的方法，其中在每个所述6X6控制块中，L个子载波被用于发送带宽指示符以及17个子载波被用于发送带宽请求消息。
7.如权利要求6所述的方法，其中存在L个用于所述带宽指示符的独特的正交序列以及所述L个序列的每一个被选作前导序列。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述无线网络是在操作中用于根据IEEE802.16标准通信的无线网络。
9.如权利要求1所述的方法，其中信息元素加载的框架如下1)总共M个用户被加载到一个QACH，M个完全MACId是{IdQ，Id1, Id2, ... , Id^J ；2)一个信道具有K个独特的PHY地址{Ar。，Ar1, Ar2, ...，Ar^1}M彡K ；3)一个信道具有L个独特的正交序列索引{0，1，2，...，L-1}；4)对于任何给定的时间t，t= 0，1，...，从MAC Id到PHY地址的映射是独特的；并且5)在时间t，一个用户可以从J个码字中传递一个码字用于信令，其中JXK= LX2n。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述信息加载在所有所述L个序列中相等地分布序列冲突概率并且保证如果两个MS对于时间t选择相同的序列，则它们对于时间t+Ι选择该相同序列的概率为低，从而阻止序列冲突随时间重复，以及如果两个MS在同一时间接入信道，则两个MS选择该相同序列的机会的上限为1/L。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述信息加载方法选自由下列项组成的组 如果J = LX 2°，K = 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，在消息中加载PHY地址、以及在前导和消息中加载信令比特以及如果MS m想要在时间t传递信令码字j，p = f(j，t)是所选择的前导索引，P = 0，1，...，L-l，f(j，t)，P{p = i}对所有用户都接近1/L，以及如果对于两个 MS Hi1 和叫，f(ji; t) = f(j2, t)，我们应当最小化概率 f(j1; t+1) = f(j2, t+1)；如果J = 2°，K = LX 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，在前导和消息中加载PHY地址、以及在消息中加载信令比特，并且如果MS m想要在时间t传递信令CWj，p = h(m，t)是所选择的前导索引，其中ρ = 0，1，...，L-I，与方法1相比h(m，t)具有容易得多的设计以便对于所有用户使P {p = i}接近1/L，并且如果对于两个用户叫和叫，h(mi; t) =h(m2, t)，我们应当最小化概率h Ov t+1) = h(m2，t+1)，或者在消息中加载PHY地址、以及在前导和消息中加载信令比特；按照信令和PHY地址两者来选择前导索引，J = LX2°，K = 2P, 0+P = N，0彡0，P彡0，如果用户m想要在时间t传递信令CWj，则ρ = f(m, j，t)是所选择的前导索引，其中ρ = 0，1，...，L-1，f(m, j，t)应当被设计为对于所有用户使P {ρ = i}接近1/L，并且如果对于两个用户Hi1和m2，f(mi; J1, t) =f(m2, j2，t)，我们应当最小化概率 f Oii1，J1, t+1) = f(m2, j2，t+1)，f (m，j，t)的一个例子是 f (m, j, t) = mod (mod (j, L) +mod (m, L) +mod (floor (m/L) Xt，L)，L)。
12.一种适合于在无线网络中提供快速接入信道信息加载的装置，包括收发机，其适合于将至少一个快速接入信道映射至控制块的一个分布式资源单元，所述控制块被扩展成跨越连续的子载波和连续的OFDMA码元；其中每个控制块以及预定数目的子载波被用于发送带宽指示符以及预定数目的子载波被用于发送带宽请求消息；以及其中存在用于所述带宽指示符的独特的正交序列并且每个所述序列能够被选为前导序列。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述带宽请求消息适合携带N个信息比特。
14.如权利要求12所述的装置，其中一个带宽请求信道总共适合携带LX独特的码字。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述快速接入信道被用于带宽请求目的并且MS地址和信令比特二者都被映射至全部可用码字。
16.如权利要求15所述的装置，其中所述控制块是三个6X6控制块以及每个所述 6X6块扩展跨越6个连续的子载波和6个连续的OFDMA码元。
17.如权利要求16所述的装置，其中在每个所述6X6控制块中，L个子载波被用于发送带宽指示符以及17个子载波被用于发送带宽请求消息。
18.如权利要求17所述的装置，其中存在L个用于所述带宽指示符的独特的正交序列以及所述L个序列的每一个被选作前导序列。
19.如权利要求12所述的装置，其中所述无线网络是在操作中用来根据IEEE802.16标准通信的无线网络。
20.如权利要求12所述的装置，其中信息元素加载的框架如下1)总共M个用户被加载到一个QACH，M个完全MACId是{IdQ，Id1, Id2, ... , Id^J ；2)一个信道具有K个独特的PHY地址{Ar。，Ar1, Ar2, ...，Ar^1}M彡K ；3)一个信道具有L个独特的正交序列索引{0，1，2，...，L-1}；4)对于任何给定的时间t，t= 0，1，...，从MAC Id到PHY地址的映射是独特的；并且5)在时间t，一个用户可以从J个CW中传递一个CW用于信令，其中JXK= LX2n。
21.如权利要求20所述的装置，其中所述信息加载在所有所述L个序列中相等地分布序列冲突概率并且保证如果两个MS对于时间t选择相同的序列，则它们对于时间t+Ι选择该相同序列的概率为低，从而阻止序列冲突随时间重复，以及如果两个MS在同一时间接入信道，则两个MS选择该相同序列的机会的上限为1/L。
22.如权利要求21所述的装置，其中所述信息加载方法选自由下列项组成的组如果J = LX 2°，K = 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，在消息中加载PHY地址、以及在前导和消息中加载信令比特以及如果MS m想要在时间t传递信令码字j，p = f(j，t)是所选择的前导索引，P = 0，1，...，L-l，f(j，t)，P{p = i}对所有用户都接近1/L，以及如果对于两个MS叫和叫，如果^丄，。=f(j2，t)，我们应当最小化概率f(j1; t+1) = f(j2, t+1)；如果J = 2°，K = LX 2P，0+P = N，0彡0，P彡0，在前导和消息中加载PHY地址、以及在消息中加载信令比特，并且如果MS m想要在时间t传递信令CWj，p = h(m，t)是所选择的前导索引，其中ρ = 0，1，...，L-I，与方法1相比h(m，t)具有容易得多的设计以便对于所有用户使P {p = i}接近1/L，并且如果对于两个用户Hi1和叫，如果h Oii1, t) = h(m2，t)， 我们应当最小化概率hOv t+1) =h(m2，t+l)；或者在消息中加载PHY地址、以及在前导和消息中加载信令比特；按照信令和PHY地址两者来选择前导索引，J = LX2°，K = 2P, O+P = N，O彡0，P彡0，如果用户m想要在时间t传递信令CWj，如果ρ = f(m, j，t)是所选择的前导索引，其中ρ = 0，1，...，L-1，f(m, j，t)应当被设计为对于所有用户使P {ρ = i}接近1/L，并且如果对于两个用户叫和叫，f(mi; J1, t) = f(m2, j2, t)，我们应当最小化概率 f Oii1，J1, t+1) = f(m2, j2, t+1), f(m, j, t)的一个例子是 f(m, j, t) = Mod (mod (j, L) +mod (m, L)+mod (floor (m/L) Xt，L)，L)。
23.一种提供指令的机器可访问媒介，所述指令当被访问时，使得机器执行包括以下的操作通过将至少一个快速接入信道映射至控制块的一个分布式资源单元来控制无线网络中的快速接入信道信息加载，所述控制块被扩展成跨越连续的子载波和连续的OFDMA码元；其中每个控制块以及预定数目的子载波被用于发送带宽指示符以及预定数目的子载波被用于发送带宽请求消息；以及其中存在用于所述带宽指示符的独特的正交序列并且每个所述序列能够被选为前导序列。
24.如权利要求23所述的机器可访问媒介，其中所述带宽请求消息适合携带N个信息比特。
25.如权利要求23所述的机器可访问媒介，其中一个带宽请求信道总共适合携带 LX 2n个独特的码字。
26.如权利要求25所述的机器可访问媒介，其中所述快速接入信道被用于带宽请求目的并且MS地址和信令比特二者都被映射至全部可用码字。
27.如权利要求沈所述的机器可访问媒介，其中所述控制块是三个6X6控制块以及每个所述6X6块扩展跨越6个连续的子载波和6个连续的OFDMA码元。
28.如权利要求27所述的机器可访问媒介，其中在每个所述6X6控制块中，19个子载波被用于发送带宽指示符以及17个子载波被用于发送带宽请求消息。
全文摘要
本发明的一个实施例提供了一种在无线网络中用于快速接入信道信息加载的方法，包括将至少一个快速接入信道映射至控制块的一个分布式资源单元，所述控制块被扩展成跨越连续的子载波和连续的OFDMA码元，其中每个控制块以及预定数目的子载波被用于发送带宽指示符以及预定数目的子载波被用于发送带宽请求消息，以及其中存在用于带宽指示符的独特的正交序列并且每个所述序列能够被选为前导序列。
文档编号H04W74/00GK102273099SQ200980153567
公开日2011年12月7日 申请日期2009年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者H·尹, H·李, Q·李, X·杨, Y·朱 申请人:英特尔公司