I.技术

本公开一般涉及通信，尤其涉及无线通信系统中信令的发送。

II.背景

无线通信系统被广泛部署使用以提供诸如语音、分组数据、广播、消息接 发等各种通信服务。这些系统可以是通过共享可用系统资源而能够支持多个用 户通信的多址系统。这些多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分 多址(TDMA)系统、以及频分多址(FDMA)系统。

通信系统通常利用各种信令信道来支持前向和反向链路上的数据传输。前 向链路(或下行链路)是指从基站到终端的通信链路，而反向链路(或上行链 路)是指从终端到基站的通信链路。例如，终端可在反向链路上发送信令以请 求一个或两个链路上的数据传输、以报告信道质量、以请求交递至更强的基站 等。由终端发送信令虽然有益处，但也意味着系统开销。

因此本领域需要一种在通信系统中的反向链路上高效率地发送信令的技 术。

概要

这里描述了用于在无线通信系统的反向链路上的CDMA控制段上高效率 地发送信令的技术。CDMA控制段具有各种可配置特征。在一个实施例中， CDMA控制段的大小、其中发送CDMA控制段的帧、在CDMA控制段上发送 的信令信道等都是可配置的。携带各种类型的信令的信令信道可在CDMA控 制段上发送。信令信道也可被称为控制信道、反馈信道、报告信道、开销信道 等。

在由终端在CDMA控制段上发送信令的实施例中，用于一服务基站的 CDMA控制段的传输参数被确定。这些参数可指示，例如CDMA控制段大小、 用于发送CDMA控制段的帧、CDMA控制段的跳频等。为该终端启用的CDMA 信令信道以及每一被启用CDMA信令信道的平均传输区间也被确定。对于其 中发送CDMA控制段的每一帧，将在该帧中的CDMA控制段上发送的信令信 道也被确定。每个信令信道的信令被处理，例如被编码、信道化、定标、和加 扰。所有信令信道的经处理的信令被组合并映射到用于该帧中的该CDMA控 制段的时-频区域。

以下进一步具体地描述了本发明的各个方面和实施例。

附图简述

根据以下结合其中相同附图标记通篇作相对应地标识的附图来阐述的具 体描述，本发明的特征和本质将变得更为显见。

图1示出了无线通信系统。

图2A示出了前向和反向链路的超帧(superframe)结构。

图2B示出了反向链路的交织结构。

图3A和3B示出了一个载波的具有两个不同大小的跳频CDMA控制段。

图3C示出了4个载波的跳频CDMA控制段。

图4示出了前向链路上的H-ARQ传输。

图5示出了基站和终端的框图。

图6示出了传输数据和信令处理器的框图。

图7示出了接收数据和信令处理器的框图。

图8和9分别示出了用于控制CDMA控制段上的信令传输的过程和装置。

图10和11分别示出了用于在CDMA控制段上发送信令的过程和装置。

图12和13分别示出了用于接收在CDMA控制段上发送的信令的过程和 装置。

具体描述

措辞“示例性”在此被用于表示“用作示例、实例、或例示”。在此被描 述为“示例性”的任何实施例或设计都无需被理解为优选或优于其它实施例或 设计。

图1示出了具有多个基站110和多个终端120的无线通信系统100。基站 是与各终端通信的站。基站也可被称为接入点、节点B、和/或一些其它网络实 体，并且可包含它们的某些或所有功能。每个基站110为一特定地理区域102 提供通信覆盖。术语“小区(cell)”根据所使用的上下文可表示基站和/或其 覆盖区。为了改善系统容量，基站覆盖区可被分为多个更小区域，例如104a、 104b、和104c三个更小区域。每个更小区域由相应的基本收发器子系统(BTS) 服务。术语“扇区(sector)”根据其所使用的上下文可表示BTS和/或其覆盖 区。对于经扇区化的小区，该小区的所有扇区的BTS在该小区的基站内通常 同处一处。

终端120通常散布在系统各处，并且每个终端可以是固定或移动的。终端 也可以被称为移动站、用户装备、和/或一些其它设备，或者可包含它们的部分 或所有功能。终端可以是无线设备、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线 调制解调器卡等。终端在任意给定时刻可在前向和反向链路上与0个、一个、 或多个基站通信。

对于中央架构，系统控制器130耦合至各基站110并提供对这些基站的协 调和控制。系统控制器130可以是单个网络实体或网络实体的集合。对于分布 式架构，各基站可根据需要彼此通信。

在此所述的信令传输技术可被用于具有扇区化的小区的系统以及具有未 扇区化的小区的系统。为了清晰起见，以下针对具有扇区化的小区的系统来描 述这些技术。在以下描述中，术语“基站”和“扇区”被互用。

在此所述的信令传输技术也可用于诸如CDMA系统、TDMA系统、FDMA 系统、正交频分复用多址(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)系统 等各种无线通信系统。OFDMA系统利用正交频分复用(OFDM)，OFDM是 一种将总系统带宽分割为多个(K个)正交副载波的调制技术。这些副载波也 被称为音调(tones)、槽(bins)等。对于OFDM，每个副载波可用数据进行 独立调制。SC-FDMA系统可利用交织FDMA(IFDMA)在分布于系统带宽上 的各副载波上发送、利用集中FDMA(LFDMA)在相邻副载波块上发送、或 利用增强FDMA(EFDMA)在多个相邻副载波块上发送。一般而言，调制码 元在频域以OFDM发送而在时域以SC-FDMA发送。

对于前向和反向链路，系统100可使用各种副载波结构。对于分布式副载 波结构，这K个全部副载波被安排成S个不重叠的集合，以使得每个集合包含 在这K个全部副载波上均匀分布的N个副载波。每个集合中的相继副载波相 距S个副载波，其中K＝S·N。因此，集合s包含副载波s、S+s、2S+s、...、(N-1)·S+s， s∈{1，...，S}。对于块式副载波结构，K个全部副载波被安排成S个不重叠的集合， 使得每个集合包含N个相继副载波。因此，集合s包含副载波(s-1)·N+1到， s∈{1，...，S}。一般而言，用于每个链路的副载波结构可包括任意数目的集合，并 且每个集合可包括可以任何方式安排的任意数目的副载波。在针对以下大多数 描述所假定的实施例中，分布式或块式副载波结构被用于前向链路，而块式副 载波结构被用于反向链路。

对于每个链路，系统100可支持单载波或多载波。在一实施例中，对于系 统所支持的每个载波有多个(C个)副载波可用。每个载波还可被分割为多个 (P个)子带。子带是系统带宽内的一频率范围。在一实施例中，每个载波约 横跨约5MHz，C＝512、P＝4、S＝32、以及N＝16。对于该实施例，单载波 系统具有被安排为4个子带的K＝512个全部副载波，且每个子带包括128个副 载波。对于该实施例，单载波系统具有32个副载波集合，且每个集合包括16 个副载波。对于该实施例，4个载波的系统具有被安排为16个子带的K＝2048 个全部副载波。

在前向链路上，基站可使用OFDMA或SC-FDMA在S个副载波集合上向 一个或多个终端发送数据。例如，基站可每终端一个副载波集合地同时向S个 不同终端发送数据。在反向链路上，一个或多个终端可使用OFDMA或 SC-FDMA在这S个副载波集合上向基站发送数据。例如，每个终端可在一个 副载波上向基站发送数据。对于前向和反向链路中的每一个，这S个副载波集 合上的发送是彼此正交的。每个链路的S个副载波集合可如下所述地以各种方 式分配给各终端。基站还可用空分多址(SDMA)在一给定副载波集合上向多 个终端发送数据和/或从多个终端接收数据。

可如下生成一个码元周期中一个副载波集合的OFDM码元。N个调制码 元被映射到该集合中的N个副载波，而信号值为0的零码元被映射到K-N个 副载波。对这K个调制码元以及零码元执行K点快速傅立叶逆变换(IFFT) 或离散傅立叶逆变换(IDFT)以获得K个时域样本的序列。该序列的最后C 个样本被复制到该序列的开头以形成包含K+C个样本的OFDM码元。这复制 的C个样本经常被称为循环前缀或保护间隔，且C为循环前缀长度。循环前 缀被用于对抗作为在系统带宽上变化的频率响应的频率选择性衰落所引起的 码元间干扰(ISI)。

可如下生成一个码元周期中一个副载波集合的SC-FDMA码元。采用N 点快速傅立叶变换(FFT)或离散傅立叶变换(DFT)将要在该集合中的N个 副载波上发送的N个调制码元变换到频域以获得N个频域码元。这N个频域 码元被映射到该集合中的N个副载波，而零码元被映射到剩余的K-N个副载 波。然后对这K个频域码元和零码元执行K点IFFT或IDFT以获得K个时域 样本的序列。该序列的最后C个样本被复制到该序列的开头以形成包含K+C 个样本的SC-FDMA码元。

一般而言，可以类似方式通过将码元映射到用于传输的副载波生成任意数 目的副载波和副载波的任意组合的OFDM码元或SC-FDMA码元。OFDM码 元或SC-FDMA码元的K+C个样本在K+C个样本/码片周期中传输。码元周期 是一个OFDM码元或一个SC-FDMA码元的持续时间并等于K+C个样本/码片 周期。

图2A示出了可被用于前向和反向链路的示例性超帧结构200。每个链路 的传输时间线被分割为数个超帧单元。每个超帧横跨一固定或可配置的特定持 续时间。对于前向链路，每个超帧包括前同步码并继之以M帧，其中M＞1。 帧可表示传输时间线中的时间区间或在该时间区间期间发送的传输。超帧前同 步码携带使终端能够接收前向链路控制信道并随后接入系统的开销信息。每个 后续帧可携带话务数据和/或信令。对于反向链路，每个超帧包括M帧，其中 第一帧可被延长前向链路上超帧前同步码的长度。反向链路上的超帧与前向链 路上的超帧是时间对准的。

图2A示出了前向和反向链路的特定超帧结构。一般而言，超帧可横跨任 意持续时间且可包括任意数目的帧和其它字段。反向链路的超帧结构可以与前 向链路的超帧结构相同或不同。

图2B示出了反向链路的交织结构210。往回参照图2A，对于每个链路， 每一超帧中的帧可被安排为多个组，每组包括Q个相继帧，其中Q＞1。用该帧 分组，每个链路可形成Q个交织。在图2B中所示的实施例中，交织1包括帧 1、Q+1、2Q+1等，交织2包括帧2、Q+2、2Q+2等，以及交织Q包括帧Q、 2Q、3Q等。这Q个交织彼此有1帧的偏移量。如下所述，在针对以下大多数 描述所假定的实施例中，Q＝6，6个交织被形成且可被用于以交织的方式，每 交织中一个分组地发送6个分组。

系统100可支持频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)。对于FDD， 前向和反向链路被分配单独的频带，且传输可在两个链路上同时发送，如图2A 所示。对于TDD，前向和反向链路共享同一频带，且两个链路的传输可在不 同帧中发送。例如，前向链路可分配奇数帧，而反向链路可被分配偶数帧。

在一实施例中，CDMA控制段是在反向链路上发送的。CDMA控制段携 带反向链路的各种信令信道。在一实施例中，CDMA控制段被映射到每个 CDMA帧中固定的时间和频率区。CDMA帧是在其中发送CDMA控制段的帧。 在其它实施例中，CDMA控制段以伪随机或确定性方式在CDMA帧之间跳越 以实现频率分集。

图3A示出了单载波的CDMA控制段300的实施例。对于该实施例，Q＝6 且CDMA控制段是在一个交织上或每六帧发送的。对于该实施例，CDMA控 制段横跨整个常规大小的帧。如果该CDMA控制段是在交织1上发送的，则 对于经延展的RL帧1，该CDMA控制段可在对应于FL帧1的时间区间中发 送，如图3A所示。如果CDMA控制段是在交织2、3、4、5或6上发送的， 则CDMA控制段可在该交织中每一帧的整个帧中发送。

图3B示出了单载波的经延展的CDMA控制段310的实施例。对于该实 施例，Q＝6且CDMA控制段是在两个常规大小的帧中在两个相邻交织上发送 的。对于图3B中所示的实施例，CDMA控制段在整个经延展的RL帧1、RL 帧6和7、RL帧12和13等中发送。CDMA控制段还可在其它RF帧和/或两 个以上相邻交织上发送。

如图3A中所示地跨整个帧或如图3B所示地跨多个帧、而不是跨帧的一 部分发送CDMA控制段可改善位于覆盖区边缘的终端的链路预算。这些终端 通常在发射功率上有一上限。更长的CDMA控制段使得这些终端能够在更长 的时间段上以更大能量发送信令，这提高了正确接收信令的可能性。一般而言， CDMA控制段可跨整个帧、跨帧的一部分、跨多个帧、跨多个帧的多个部分发 送。

在一实施例中，CDMA控制段占用每个CDMA帧中的至少一个子带。对 于图3A中所示的实施例，P＝4且CDMA控制段在每个CDMA帧中4个子带 的至少一个上发送。在针对以下大多数描述所假定的实施例，CDMA控制段的 大小在频率上是可定标的，例如以子带为单位。对于该实施例，CDMA控制段 可横跨每个CDMA帧中的一个、两个、或可能更多子带。用于该CDMA控制 段的子带可以是连续的或者可散布在系统带宽上。在其它实施例中，CDMA控 制段的大小在时间或在时间及频率两者上是可定标的。

一般而言，CDMA控制段可被映射到覆盖F个副载波且横跨T个码元周 期的时频区域，其中F≥1且T≥1，如图3A的左上角所示。CDMA控制段包括 U个传输单元，其中U＝F·T。传输单元是一个码元周期中的一个副载波。为了 清晰期间，以下大多数描述是针对其中CDMA控制段占用一个或多个子带且 除RL帧1之外横跨整个CDMA帧的实施例。在一实施例中，K＝512、P＝4、 且T＝8。对于该实施例，CDMA控制段(1)覆盖CDMA帧的8个码元周期中 128个副载波的整数倍且(2)包括1024个传输单元的整数倍，例如，1024、 2048、3072或4096个传输单元。

图3A还示出了CDMA控制段的跳频。如图3A所示，CDMA控制段可 在不同CDMA帧中跨频跳越。该跳频可以是伪随机或确定性的。

图3A还示出了话务信道的示例性跳频方案。话务信道是用于将数据从发 射机发送到接收机的一种手段，且也可被称为信道、物理信道、物理层信道、 数据信道等。如图3A所示，每个话务信道可被映射到在不同帧中跨频跳越的 时-频块的特定序列。在一实施例中，时-频块对应于一帧中的一个副载波集合。 跳频(FH)图案指示每一帧中将用于每个话务信道的特定时-频块。图3A示 出了用于一个话务信道y的时-频块序列。其它话务信道可被映射到话务信道y 的该时-频块序列的垂直或循环偏移的版本。

在一实施例中，话务信道的跳频避开CDMA控制段。在另一实施例中， 话务信道的跳频对于CDMA控制段是伪随机的。对于该实施例，每一CDMA 帧中可为CDMA控制段分配一定数目(例如，8个)的副载波集合。与该CDMA 控制段冲突的每个话务信道然后被映射到被分配给CDMA控制段的副载波集 合。对于该实施例，无论何时只要有冲突发生，话务信道与该CDMA控制段 就交换副载波。

图3C示出了4个载波的跳频CDMA控制段320的实施例。对于该实施 例，为每一载波提供CDMA控制段的一个实例。在一实施例中，每一载波的 CDMA控制段实例携带该载波的反向链路信令且独立于其它载波的CDMA控 制段实例。这4个载波的4个CDMA控制段实例(1)可具有相同或不同大小， (2)可一起或彼此独立地跳越，以及(3)可在一个交织上、例如每6帧地进 行发送。

图3A和3B示出了CDMA控制段的实施例。在另一实施例中，CDMA 控制段可在多个交织中发送。在又一实施例中，CDMA控制段可在其中可发送 CDMA控制段的每一帧中选择性地启用或禁用。

系统100可利用各种信令信道来支持前向和反向链路上的数据传输。信令 信道通常携带少量的物理层信令。针对每一链路所用的特定信令信道可依存于 各种因素，诸如发送话务数据的方式、发送信令的方式、话务信道和信令信道 的设计等。

表1列出了反向链路的示例性信令信道以及对每个信令信道的简短描述。 在以下具体描述的一实施例中，表1中所示的所有信令信道，除确认(ACK) 信道之外，都是在CDMA控制段上发送的。在CDMA控制段上发送的信令信 道被称为CDMA信令信道。ACK信道可使用时分和/或频分复用来发送以达到 ACK信道的良好性能。一般而言，任何信令信道都可在CDMA控制段上发送。

表1

  信令信道   符号   描述   ACK信道   ACKCH   携带对接收自基站的分组的ACK   CQI信道   CQICH   携带用于前向链路上的率控制的CQI   请求信道   REQCH   携带对反向链路上资源的请求   波束反馈信道   BFCH   携带对前向链路上波束成形和空间多路复用的反馈

  子带反馈信道   SFCH   携带对前向链路上自适应子带调度的反馈   导频信道   PICH   携带宽带导频   接入信道   ACH   携带用于接入系统的接入探测

表1中部分信令信道于前向链路上的数据传输的使用将在以下进行了描述。

图4示出了前向链路上也被称为递增冗余(IR)传输的混合自动重复请求 (H-ARQ)。终端最初在接入信道上发送接入探测(AP)以接入该系统。此 后，如果基站有数据要发送给该终端，则该基站可请求该终端处的收到信号质 量和/或可用于对该终端的数据传输的其它信息。终端估计该前向链路的收到信 号质量并在CQI信道上向基站发送CQI值。收到信号质量可由信号干扰噪声 比(SINR)和/或其它信号质量量度来量化。终端还可在反馈信道上发送其它 类型的反馈(例如，针对波束成形和/或子带调度)。

基站接收来自终端的CQI值并选择将用于向该终端的数据传输的分组格 式(例如，数据率、分组大小等)。基站然后根据该选定的分组格式来处理(例 如，编码和调制)数据分组(分组1)并生成该分组的多个(V个)数据块， 其中V＞1。数据分组也被称为码字，且数据块也可被称为子分组等。每个数据 块可包含在有利的信道条件下足以使该终端正确解码该分组的信息。V个数据 块通常包含该分组的不同冗余信息。这V个数据块可一次一个块地发送，直至 该分组结束。数据块可在一个交织上、每一帧中一个数据块地进行发送，则各 块发送之间将相隔Q帧。

基站在帧m中发送分组1的第一个数据块(块1)。终端接收并处理(例 如，解调和解码)块1，确定分组1解码错误，并在帧m+q在ACK信道上向 基站发送否定确定(NAK)，其中q是ACK/NAK延时且1≤q＜Q。基站接收 到该NAK并在帧m+Q中发送分组1的第二数据块(块2)。终端接收到块2、 处理块1和2、确定分组1解码正确、并在帧m+Q+q中发送ACK。基站接收 到该ACK并终止分组1的发送。基站处理下一数据分组(分组2)并以类似 方式发送分组2的数据块。

为了清晰起见，图4示出了NAK和ACK两者的发送。对于基于ACK的 方案，如果分组解码正确则发送ACK，而NAK并不发送且由无ACK来假定。

在图4中，新数据块在一给定交织上每Q帧地发送。为了改善信道利用 率，H-ARQ重发延迟和ACK/NAK延迟q通常被选择成为发射机和接收机两 者提供足够的处理时间。

如图4所示，终端可在信令信道上定期地发送CQI和其它反馈。终端还 可对反向链路上的资源发送请求(REQ)以向基站发送数据。

图5示出了图1中基站110和终端120的实施例的框图。对于该实施例， 基站110和终端120各自配备有多个天线。

在基站110，发射(TX)数据和信令处理器510接收要送至一个或多个终 端的话务数据，根据为每一终端选择的一个或多个分组格式处理(例如，格式 化、编码、交织、以及码元映射)要送至该终端的话务数据，以及提供数据码 元。处理器510还生成导频码元和信令码元。如在此所用的，数据码元是话务 数据的码元，导频码元是作为基站和终端都已知的先验的数据的导频的码元， 信令码元是信令的码元，并且码元通常是复数值。TX空间处理器512对数据 码元、导频码元、和/或信令码元执行发射机空间处理(例如，自适应波束成形)， 并向Nbs个调制器(MOD)514a到514bs提供Nbs个发射码元流。每个调制器 514对其发射码元流执行OFDM调制并提供OFDM码元流。如果系统100利 用SC-FDMA，则每个调制器514执行SC-FDMA调制并提供SC-FDMA码元 流。每个调制器514还调节(例如，转换到模拟、滤波、放大、以及上变频) 其OFDM码元流并生成FL调制信号。调制器514a到514bs提供分别从Nbs 个天线516a到516bs发送的Nbs个FL调制信号。

在终端120，Nat个天线552a到552at分别接收来自基站110以及可能其 它基站的FL调制信号并将Nat个收到信号提供给Nat个解调器(DEMOD)554a 到554at。每个解调器554处理(例如，调节和数字化)其收到信号并获得其 输入样本。每个解调器554还对其输入样本执行OFDM解调并提供所有副载 波的频域收到码元。接收(RX)空间处理器556对来自所有R个解调器554a 到554at的收到码元执行空间处理，并提供作为基站110发送给终端120的数 据码元的估计的数据码元估计。RX数据处理器558处理(例如，码元解映射、 解交织、以及解码)数据码元估计并为终端120提供经解码的数据。

控制器/处理器570接收来自RX数据处理器558的解码结果以及来自RX 空间处理器556的收到信号质量的测量及FL信道响应。控制器/处理器570生 成终端120的各种类型的信令。TX数据和信令处理器560生成来自控制器/处 理器570的信令的信令码元、要发送至基站110的话务数据的数据码元、以及 导频码元。TX空间处理器562对数据码元、导频码元、和/或信令码元执行发 射机空间处理，并提供发射码元，发射码元再由调制器554a到554at处理并通 过天线552a到552at被发射。

在基站110处，来自终端120和其它终端的RL调制信号被天线516a到 516bs接收，被解调器514a到514bs调节、数字化、和OFDM解调，被RX空 间处理器518空间处理，并且再由RX数据和信令处理器520处理以恢复终端 120和其它终端所发送的话务数据和信令。控制器/处理器530接收信令并控制 前向链路上对终端的数据传输。

控制器/处理器530和570分别指导基站110和终端120处各处理单元的 操作。存储器532和572分别存储基站110和终端120的程序代码和数据。

图6示出了图5中终端120处TX数据和信令处理器560的实施例的框图。 对于该实施例，处理器560包括TX数据处理器610、TX信令处理器620、以 及多路复用器(MUX)660。

在TX数据处理器610内，单元612对话务数据进行编码、交织、和码元 映射并提供数据码元。码元至副载波映射器614将数据码元映射到指派给该终 端120的话务信道的时-频块。

图6示出了其中除ACK信道之外的所有信令信道都在CDMA控制段上发 送的实施例。对于该实施例，TX信令处理器620包括每个CDMA信令信道的 信道处理器630。在信道处理器630a内，编码器632将CQI值编码并提供经 编码的消息WCQICH。信道化器634将该经编码的消息与信道化序列SCQICH相乘。 乘法器636将信道化器634的输出与增益GCQICH相乘并提供该CQI信道的输 出序列XCQICH。信道处理器630b将请求消息编码、将得到的经编码的消息与 信道化序列SREQCH相乘、用增益GREQCH对经信道化的序列进行定标、并提供 请求信道的输出序列XREQCH。信道处理器630c将波束成形反馈编码、将得到 的经编码的消息与信道化序列SBFCH相乘、用增益GBFCH对经信道化的序列定 标、并提供波束成形反馈信道的输出序列XBFCH。信道处理器630d将子带反馈 编码、将得到的经编码的消息与信道化序列SSFCH相乘、用增益GSFCH对经信 道化的序列定标、并提供子带反馈信道的输出序列XSFCH。信道处理器630e将 导频数据编码、将得到的经编码的消息与信道化序列SPICH相乘、用增益GPICH 对经信道化的序列定标、并提供导频信道的输出序列XPICH。信道处理器630f 将接入探测编码、将得到的经编码的消息与信道化序列SACH相乘、用增益GACH 对经信道化的序列定标、并提供接入信道的输出序列XACH。

每个信令信道的发射功率可通过为该信令信道选择一恰当增益来控制。发 射功率可以被选择成达到一目标性能水平，例如，50％或更低的擦除率以及1％ 的差错率。

组合器640将来自信道处理器630a到630e的输出序列组合并提供合成序 列XSM。加扰器642a用加扰序列YSM对该合成序列XSM进行加扰，并提供第 一加扰序列ZSM。加扰器642b用加扰序列Yss对接入信道的输出序列XACH进 行加扰并提供第二加扰序列Zss。组合器650将第一和第二加扰序列组合并提 供时域输出序列ZOUT。组合器650还将输出序列ZOUT分割为该CDMA控制段 的T个码元周期的T个输出子序列Z1到ZT。每个输出子序列包含最高达F个 时域样本。

在图6所示的实施例中，信令是在时域发送的。对于该实施例，单元652 用DFT或FFT将每个输出子序列变换到频域，并提供CDMA控制段的F个副 载波的F个信令码元。在图6未示出的另一实施例中，信令是在频域发送的。 对于该实施例，组合器650提供信令码元，而DFT/FFT单元652被省略。对 于这两个实施例，码元至副载波映射器654将每个输出子序列的F个信令码元 映射到该CDMA控制段的一个码元周期的F个副载波。

TX ACK信道处理器656处理ACK消息、生成该ACK消息的信令码元、 并将这些信令码元映射到指派给ACK信道的时频段。多路复用器660接收并 多路复用来自TX数据处理器610的数据码元和来自TX信令处理器620的信 令码元，并提供被多路复用的数据和信令码元。

在一实施例中，终端可与一个或多个同步子集中的一个或多个扇区通信。 每个同步子集包括彼此同步的一个或多个扇区。不同的同步子集中的扇区彼此 可以不同步。在一实施例中，终端可被指派不同的标识符或MACID用于与每 一同步子集通信。同步子集在与本申请同日提交且通过引用包括于此的普通转 让的美国专利S/N[代理人案卷号050605]中进行了描述。

在一实施例中，终端可向作为包含FL服务扇区的同步子集的服务同步子 集中的目标基站发送CQICH、REQCH、BFCH、SFCH和PICH。目标基站是 要向其发送信令的基站。FL服务扇区是当前正向终端发送数据的基站。在一 实施例中，终端可向作为不包含该FL服务扇区的同步子集的非服务同步子集 中的目标基站发送CQICH。终端可向服务同步子集和/或一个或多个非服务同 步子集发送所述CQICH。

CDMA控制段的信令可以用各种方式来处理。以下描述了一特定实施例。 对于该实施例，将在信令信道c上发送的B位的信令消息Mc可作如下处理， 其中c∈{CQICH，REQCH，BFCH，SFCH，PICH，及ACH}。首先通过将消息Mc映射 到L位经编码的消息Wc来编码该消息，其中L＝2B。

在一实施例中，该经编码的消息Wc是长度为L的Walsh序列。2×2 Hadamard矩阵W2×2和更大的Hadamard矩阵W2k×2k可被表达如下：

${\underset{‾}{W}}_{2\times 2}=\left[\begin{array}{c}\left(\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right)\end{array}\right]$ 和 ${\underset{‾}{W}}_{2k\times 2k}=\left[\begin{array}{cc}{\underset{‾}{W}}_{k\times k}& {\underset{‾}{W}}_{k\times k}\\ {\underset{‾}{W}}_{k\times k}& -{\underset{‾}{W}}_{k\times k}\end{array}\right]$ 式(1)

为2的幂的方形维数的(例如，2×2、4×4、8×8等)Hadamard矩阵可如式 (1)所示地来构造。长度为L的L个不同Walsh序列可用L×L的Hadamard 矩阵WL×L的L列来构造。信令消息Mc具有i的B位二进制值，其中0≤i≤(L-1)。 Hadamard矩阵WL×L的第(i+1)列被提供作为经编码的消息。在一实施例中，信 令消息Mc是10位的长度，而经编码的消息Wc是可如下给出的1024位的Walsh 序列：

Wc＝{W11，W2i，W3i，...，W10241}式(2)

其中每个Walsh位Wki，k＝1，...，1024，可在值+1或-1上选取，或者 $w_k^i\in \{+1,-1\}.$ 在一实施例中，PICH的经编码的消息WPICH是全1序列，其对应于来自WL×L 的第一列的Walsh码0。除了上述Walsh码映射，还可以用其它方式来编码信 令消息。

经编码的消息Wc用信令信道c的信道化序列Sc被信道化。在一实施例中， 信道化序列Sc如下生成。20位的移位寄存器基于以下发生器多项式生成伪随 机二进制序列Fc：

h(D)＝D20+D17+D12+D10+1式(3)

其中D表示一个位的延时。该20位的移位寄存器的初始状态被设为可如下生 成的20位的值Fc，int：

Fc，int＝[位反转(Ac·Pr)]mod 220式(4)

其中Pr是较大的质数，例如，Pr＝2,654,435,761；而

Ac是信令信道c的种子值。

同一较大质数可用于所有信令信道。

在一实施例中，信令信道c的种子值给定为：

Ac[s3s2s1m5m4m3m2m1p12p11p10p9p8p7p6p5p4p3p2p1]式(5)

其中，[c3c2c1]是信令信道c的3位的索引；

[m5m4m3m2m1]是在其中发送该信令的帧的5位的索引；以及

[p12p11p10p9p8p7p6p5p4p3p2p1]是目标基站的12位的标识符。

信令信道可被指派不同的索引，这可用以为这些信令信道生成不同种子值，并 由此生成不同信道化序列。在一实施例中，CQICH被指派索引[000](二进制)， BFCH被指派索引[001]，SFCH被指派索引[010]、ACH被指派索引[100]， REQCH被指派索引[101]，以及PICH被指派索引[110]。目标基站可以是服 务同步子集中的FL服务扇区、非服务同步子集中的指定扇区等。

来自该移位寄存器的长度L/2的二进制序列Fc可给定如下：

Fc＝{fc1，fc2，fc3，...，fcL/2}式(6)

二进制序列Fc如下被重复2R次以形成长度为L·R的信道化序列Sc：

式(7)

其中R是如下所述地被选定的重复因子。

如式(5)所示，每个信令信道的种子Ac以及由此的信道化序列Sc依存 于(1)允许目标基站区分不同CDMA信令信道的该信令信道的索引，(2) 在其中发送该信令的帧，以及(3)允许每个基站接收为该基站发送的信令的 目标基站的标识符。

为了将经编码的消息Wc信道化，首先将该消息重复R次以形成包含L·R 位的经重复的序列。重复因子R被选择成使得重复之后的总位数小于或等于 CDMA控制段中传输单元的总数目，或L·R≤U。为了简单起见，以下描述假 定L·R＝U。经重复的序列被乘以信道化序列Sc以获得信令信道的如下输出序 列Xc：

式(8)

如式(8)所示，经重复的序列中的每一位(1)在信道化序列Sc中的相应位等 于1的情况下被反转或者(2)否则不反转。信令信道c的输出序列Xc可基于 指派给该信令信道的功率被定标，如图6所示。CDMA信令信道可被指派相同 或不同的功率。为了简单起见，在式(8)中省略功率定标。

在一实施例中，ACH的输出序列XACH的最后R·F个位被设为0，且输出 序列XACH的长度实质上被缩短为(L-F)·R。在另一实施例中，ACH的经编码的 消息WACH或经重复的消息被形成为短于L·R个位。该较短的经重复的序列被 乘以较短的信道化序列以获得较短的输出序列XACH。总之，该较短的输出序 列XACH可在较小的持续时间中发送。这提供了一定的保护时间以解决在向系 统发送接入探测时终端处不准确的定时。

在一实施例中，CDMA信令信道可针对每个CDMA帧单个地启用或禁用。 一给定CDMA信令信道可通过将该信令信道的输出序列Xc设为全零序列来禁 用。

在一实施例中，CQICH、REQCH、BFCH、SFCH、以及PICH的输出序 列可由组合器640组合以获得该服务同步子集的合成序列XSMs。在一实施例中， CQICH的输出序列可被提供作为非服务同步子集的合成序列XSMns。在一实施例 中，合成序列XSMs和XSMns可如下给定：

$X_{\mathrm{SM}}^s=(X_{\mathrm{CQICH}}+X_{\mathrm{SFCH}}+X_{\mathrm{PICH}})+j(X_{\mathrm{REQCH}}+X_{\mathrm{BFCH}}),$ 且式(9a)

$X_{\mathrm{SM}}^{\mathrm{ns}}=X_{\mathrm{CQICH}}$ 式(9b)

合成序列XSMs和XSMns各自包含U个复数值。对于式(9a)中所示实施例，CQICH、 SFCH、以及PICH是在XSMs的同相(I)分量中发送的，而REQCH和BFCH 是在正交(Q)分量中发送的。CQICH、REQCH、BFCH、SFCH、以及PICH 的输出序列还可以用其它方式组合以用于服务同步子集。在以下描述中，合成 序列XSM可等于服务同步子集的XSMs或非服务同步子集的XSMns。

在一实施例中，合成序列XSM被用目标基站和终端两者所特有的加扰序列 YSM加扰。由此，加扰序列YSM对于不同的同步子集是不同的。加扰序列YSM 可如下生成。28位的移位寄存器基于以下发生器多项式生成伪随机二进制序列 FSM：

h(D)＝D28+D25+1式(10)

该28位移位寄存器的初始状态被设为可如下生成的28位的值FSM，int：

FSM，int＝[位反转(ASM·Pc)]mod 228式(11)

其中，ASM＝[m5m4m3m2m1t11t10t9t8t7t6t5t4t3t2t1p12p11p10p9p8p7p6p5 p4p3p2p1]，以及[t11t10t9t8t7t6t5t4t3t2t1]是该终端的11位的标识符或 MACID，对于不同的同步子集它可能是不同的。

然后可如下生成加扰序列YSM：

$Y_{\mathrm{SM}}=\{y_{\mathrm{SM}}^1,y_{\mathrm{SM}}^2,y_{\mathrm{SM}}^3,...,y_{\mathrm{SM}}^U\}$ 式(12)

$y_{\mathrm{SM}}^{k+1}=y_{\mathrm{SM}}^k·e^{j(\pi /2)·(2·f_{\mathrm{SM}}^k-1)},$ k＝1，...(U-1)， $y_{\mathrm{SS}}^1=1$ 式(13)

其中 $f_{\mathrm{SM}}^k\in \left\{\mathrm{0,1}\right\}$ 是二进制序列FSM的第k位；以及

$y_{\mathrm{SM}}^k\in \{-1,+1\}$ 是加扰序列YSM的第k位。

加扰序列YSM基于伪随机二进制序列FSM以伪随机方式在位与位之间旋转+90° 或-90°。

合成序列XSM可用该加扰序列YSM加扰以生成如下经加扰的序列ZSM：

$Z_{\mathrm{SM}}=\{y_{\mathrm{SM}}^1·x_{\mathrm{SM}}^1,y_{\mathrm{SM}}^2·x_{\mathrm{SM}}^2,y_{\mathrm{SM}}^3·x_{\mathrm{SM}}^3,...,y_{\mathrm{SM}}^U·x_{\mathrm{SM}}^U\}$ 式(14)

其中 $x_{\mathrm{SM}}^k\in \{-1,+1\}$ 是合成序列XSM的第k位。

在一实施例中，ACH的输出序列XACH被用该目标基站所特有的加扰序列 YSS加扰。对该ACH使用扇区特有加扰序列YSS的原因是由于(1)试图接入 该系统的终端可能没有有效的MACID和(2)该目标基站通常不知道哪些终 端正试图接入该基站。加扰序列YSS可如下生成。可如上所述地用种子值ASS＝[1 11m5m4m3m2m1p12p11p10p9p8p7p6p5p4p3p2p1]来生成长度为U的伪 随机二进制序列FSS。然后加扰序列YSS可生成为：

$Y_{\mathrm{SS}}=\{y_{\mathrm{SS}}^1,y_{\mathrm{SS}}^2,y_{\mathrm{SS}}^3,...,y_{\mathrm{SS}}^U\}$ 式(15)

$y_{\mathrm{SS}}^{k+1}=y_{\mathrm{SS}}^k·e^{j(\pi /2)·(2·f_{\mathrm{SS}}^k-1)},$ k＝1，...(U-1)，且 $y_{\mathrm{SS}}^1=1$ 式(16)

其中 $f_{\mathrm{SS}}^k\in \left\{\mathrm{0,1}\right\}$ 是二进制序列FSS的第k位；以及

$y_{\mathrm{SS}}^k\in \{-1,+1\}$ 是加扰序列YSS的第k位。

输出序列XACH可用该加扰序列YSS加扰以生成如下经加扰的序列ZSS：

$Z_{\mathrm{SS}}=\{y_{\mathrm{SS}}^1·x_{\mathrm{ACH}}^1,y_{\mathrm{SS}}^2·x_{\mathrm{ACH}}^2·y_{\mathrm{SM}}^3·x_{\mathrm{ACH}}^3,...,y_{\mathrm{SS}}^U·x_{\mathrm{ACH}}^U\}$ 式(17)

其中 $x_{\mathrm{ACH}}^k\in \{-1,+1\}$ 是合成序列XSM的第k位。如以上所指出，在所述输出序列 XACH的末尾某些位可被设置为0。

在一实施例中，经加扰的序列ZSM和ZSS由组合器650组合以生成如下输 出序列ZOUT：

$Z_{\mathrm{OUT}}=\{z_{\mathrm{SM}}^1+z_{\mathrm{SS}}^1,z_{\mathrm{SM}}^2+z_{\mathrm{SS}}^2,z_{\mathrm{SM}}^3+z_{\mathrm{SS}}^3,...,z_{\mathrm{SM}}^U+z_{\mathrm{SS}}^U\}$ 式(18)

其中zSMk和zSSk分别是输出序列ZSM和ZSS的第k位。输出序列ZOUT被进一步处 理并在该CDMA控制段上发送。

对于上述实施例，CDMA信令信道的各消息具有B位的固定长度。这允 许消息被映射到长度L的Walsh序列，其中L＝2B。对于该实施例，具有大于 B个位的消息可被分割并且(1)在多个CDMA帧中该信令信道的一个实例上 或(2)在一个CDMA帧中该信令信道的多个实例上发送。给定信令信道的多 个实例例如可通过在该信令信道上发送多个Walsh序列获得。在另一实施例 中，CDMA信令信道的各消息可具有不同长度。

图7示出了图5中基站110处RX数据和信令处理器520的实施例的框图。 处理器520包括解多路复用器(DEMUX)710、RX数据处理器720、以及RX 信令处理器730。为了清晰起见，以下描述用以恢复来自一个终端(例如，图 5中的终端120)的话务数据和信令的处理。

在RX数据处理器720内，码元至副载波解映射器722从指派给终端120 的话务信道的时-频块提取收到码元。单元724对所提取的收到码元进行码元 解映射、解交织、以及解码，并为终端120提供经解码的数据。

在RX信令处理器730内，码元至副载波解映射器732从用于每个CDMA 帧中的该CDMA控制段的时-频区提取收到码元。对于在其中发送该CDMA 控制段的每一个码元周期，IDFT/IFFT单元734将该码元周期的收到码元变换 到时域并提供收到样本。解扰器736a用加扰序列YSM将收到样本解扰，并将 经解扰的样本DSM提供给CQICH、REQCH、BFCH、SFCH、和PICH的信道 处理器740a到740e。在CQICH的信道处理器740a内，解信道化器742将经 解扰的样本DSM乘以信道化序列SCQICH。解码器744将经信道化的样本解码并 为该CQICH提供恢复后的消息。信道处理器740b到740e的每一个类似地将 经解扰的样本DSM与相关联的信令信道的信道化序列相乘、将经信道化的样本 解码、并为该信令信道提供恢复后的消息。导频信道处理器740e可提供覆盖 用于该CDMA控制段的所有副载波的宽带信道估计。该宽带信道估计可用于 数据检测、调度等。解扰器736b用加扰序列YSS将收到样本解扰并提供ACH 的经解扰的样本DSS。信道处理器740f将该经解扰的样本DSS乘以ACH的信 道化序列、将经信道化的样本解码、并为ACH提供恢复后的消息。RX ACK 信道处理器750处理ACKCH的收到码元并提供检测到的ACK消息。

导频信道(PICH)携带被基站用来估计RL信道响应的全1序列。RL信 道响应估计可以(1)用于反向链路上的自适应子带调度和(2)在其中FL信 道响应可被假定为RL信道响应的倒数的TDD系统中用作FL信道响应估计。

接入信道(ACH)携带由该终端发送用于系统接入的消息或接入探测。 ACH的可用Walsh序列可被分为多个组。每一组可与诸如缓冲器水平、测得 的FL信号强度等特定参数相关联。终端可从与所希望的参数相关联的一组中 选择Walsh序列并可将该选定的Walsh序列发送给基站。终端由此可通过该选 定的Walsh序列将所希望的参数传送给基站。

ACH可伴随经扩展的保护带和保护时间来发送以防止由具有CDM控制 段边界的接入探测的不对准所引起的扇区内干扰。该定时不对准可能是由于接 入阶段中终端没有准确的RL定时信息这一事实所引起的。

图8示出了用以控制CDMA控制段上的信令传输的过程800。在一实施 例中，CDMA控制段和CDMA信令信道对于系统中的每一扇区是可配置的。 过程800可由一扇区的基站或基站的网络实体来执行。以下描述是针对一个扇 区。

该扇区的CDMA控制段的传输参数被确定(块812)。这些传输参数可 指示CDMA控制段的大小(例如，用于该CDMA控制段的子带或副载波的数 目)、用于该CDMA控制段的帧或交织、该CDMA控制段的跳频等。针对该 扇区所启用的CDMA信令信道也被确定(块814)。启用哪些CDMA信令信 道可取决于在前向和/或反向链路上如何传输数据和/或其它因素。例如，在对 于前向链路未执行自适应子带调度的情况下可禁用SFCH，以及在FDD系统中 未执行波束成形和空间多路复用的情况下可禁用BFCH。

每个被启用的CDMA信令信道的平均传输区间被选定(块816)。平均 传输区间是一给定信令信道的相继传输之间的平均时间。使用平均传输区间而 非固定传输区间为终端在确定何时发送信令上提供了灵活性并且还允许在设 置传输区间上有更精细的粒度。

从为该扇区启用的CDMA信令信道当中确定并选择为每一终端所启用的 CDMA信令信道(块818)。例如基于用于每一终端的传输方案(例如，SISO 或MIMO)和/或其它因素还为该终端确定对具有多个报告模式的每个CDMA 信令信道所使用的报告模式(也是块818)。指示该CDMA控制段的各种参数 以及所启用的CDMA信令信道的控制信息被发送给该终端(块820)。例如， 适用于所有终端的控制信息可在FL超帧前同步码中广播，而每个终端所特有 的控制信息可被直接发送至该终端。

图8示出了用于控制CDMA控制段的操作的特定实施例。在另一实施例 中，平均传输区间是针对为每个终端所启用的每个CDMA信令信道单独选择 的。在又一实施例中，每个启用的CDMA信令信道的传输率是可配置的，且 由固定率而非平均率来给定。CDMA控制段的操作还可以其它方式来控制。

图9示出了用于控制CDMA控制段上的信令传输的装置900。装置900 包括用于确定一扇区的CDMA控制段的传输参数(例如，大小、交织、以及 跳频)的装置(块912)、用于确定为该扇区启用的CDMA信令信道的装置(块 914)、用于为每个启用的CDMA信令信道选择平均传输区间的装置(块916)、 用于确定为每个终端启用的CDMA信令信道的装置(块918)、用于将指示 CDMA控制段的控制信息和所启用的CDMA信令信道的各种参数发送给终端 的装置(块920)。

图10示出了由终端执行以用于在CDMA控制段上发送信令的过程1000。 最初，确定一服务扇区的CDMA控制段的传输参数(例如，大小、交织、以 及跳频)(块1012)。确定为终端所启用的CDMA信令信道以及每个启用的 CDMA信令信道的平均传输区间(块1014)。

对于每一帧，确定是否正在该帧中发送CDMA控制段(块1016)。如果 答案为“是”，则确定将在该当前帧中发送的所有CDMA信令信道(块1018)。

该确定是基于所启用的CDMA信令信道的平均传输区间、对于每一启用的 CDMA信令信道是否有信令要发送等。将在当前帧中发送的每个CDMA信令 信道的信令被处理(例如，编码、信道化、定标、以及加扰)(块1020)。所 有CDMA信令信道的经处理的信令被组合(块1022)，且随后该经组合的信 令被映射到当前帧中用于该CDMA控制段的时-频区域(块1024)。

图11示出了用于在CDMA控制段上发送信令的装置1100。装置1100包 括用于确定一服务扇区的CDMA控制段的传输参数(例如，大小、交织、以 及跳频)的装置(块1112)和用于确定为终端所启用的CDMA信令信道以及 每个启用的CDMA信令信道的平均传输区间的装置(块1114)。

装置1100还包括用于处理将在其中发送CDMA控制段的每一帧的装置， 其中包括用于确定将在当前帧中发送的CDMA信令信道的装置(块1118)、 用于处理(例如，编码、信道化、定标、以及加扰)将在当前帧中发送的每个 CDMA信令信道的信令的装置(块1120)、用于将所有CDMA信令信道的经 处理的信令相组合的装置(块1122)、以及用于将该经组合的信令映射到当前 帧中用于CDMA控制段的时-频区域的装置(块1124)。

图12示出了由基站执行以用于接收在CDMA控制段上发送的信令的过程 1200。对于每一帧，确定CDMA控制段是否正在该帧中被发送(块1212)。 如果答案为“是”，则从该当前帧中用于CDMA控制段的时-频区域中提取收 到码元(块1214)。

对于作为可使用扇区特有和用户特有加扰序列YSM发送信令的每一个活 动终端，确定该活动终端可能在当前帧中发送的所有CDMA信令信道(块 1216)。处理(例如，解扰、解信道化、以及解码)每一活动终端可能发送的 每个CDMA信令信道的收到码元以从该CDMA信令信道恢复信令(若有的话) (块1218)。还处理(例如，解扰、解信道化、以及解码)接入信道的所述收 到码元以恢复由试图接入系统的各终端所发送的任何接入探测(块1220)。

图13示出了用于接收在CDMA控制段上发送的信令的装置1300。装置 1300包括用于处理在其中发送CDMA控制段的每一帧的装置，其中包括用于 从当前帧中用于该CDMA控制段的时-频区域提取收到码元的装置(块1314)、 用于确定每个活动终端可能在当前帧中发送的CDMA信令信道的装置(块 1316)、用于处理(例如，解扰、解信道化、和解码)每一活动终端可能发送 的每个CDMA信令信道的所述收到码元以从该CDMA信令信道恢复信令(若 有的话)的装置(块1318)、以及用于处理(例如，解扰、解信道化、以及解 码)接入信道的所述收到码元以恢复由试图接入系统的各终端发送的任何接入 探测的装置(块1320)。

在此所述的信令传输技术可用各种手段来实现。例如，这些技术可以用硬 件、固件、软件、或其组合来实现。对于硬件实现，终端处的处理单元可在一 个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器 件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理 器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、被设计成执行在此所述功能的 其它电子单元、或其组合中实现。基站处的处理单元也可在一个或多个ASIC、 DSP、处理器等内实现。处理器530可实现图8中的过程800、处理器560可 实现图10中的过程1000、以及处理器520可实现图12中的过程1200。

对于固件和/或软件实现，该技术可用执行在此所述功能的模块(例如， 过程、功能等)来实现。软件代码可存储在存储器(例如，图5中的存储器532 或572)中并由处理器(例如，处理器530或570)来执行。存储器可在处理 器内部或外部实现。

所公开的实施例的先前描述被提供用以使得本领域的技术人员能够利用 或使用本发明。对于本领域的技术人员，对这些实施例的各种修改将是显而易 见的，且在此定义的一般性原理可适用于其它实施例而不会背离本发明的精神 实质和范围。因此，本发明无意限制于在此所示的实施例，而是应根据与在此 所公开的原理和新颖特征相一致的最宽的范围来授权。

背景