用于无线系统的控制信令的方法
用于无线系统的控制信令的方法
【专利摘要】本发明涉及用于无线系统的控制信令的方法。为了有效且高效地提供控制信息，广播指针信道(BPCH)可以用于标识正在给定帧结构(例如，子帧、帧或超帧)中提供的控制信息的类型和可能地相对位置。子帧(或像成帧实体，如帧或超帧)可以具有BPCH和控制信息可以位于其中的相应系统控制信息段。该系统控制信息段可以具有任意数目的控制信息块，其中存在的每个控制信息块可以对应特定类型的控制信息。BPCH用于标识在相应系统控制信息段中存在的控制信息的类型，并且如果需要或期望的话，标识各种控制信息的相对位置。
【专利说明】用于无线系统的控制信令的方法
[0001]本申请是申请日为2009年3月10日、申请号为200980116853.9、发明名称为“用于无线系统的控制信令的方法”的发明专利申请的分案申请。
[0002]申请日为2009年3月10日、申请号为200980116853.9、发明名称为“用于无线系统的控制信令的方法”的发明专利申请要求了 2008年3月10日提交的美国临时专利申请序列号61 / 035,363的权益，其全部内容在此引入以供参考。
【技术领域】
[0003]本公开涉及用于无线系统的控制信令的方法。
【背景技术】
[0004]在大多数无线通信系统中，一个或多个基站通过无线接口促进与任意数目的移动站无线通信。在基站和各种移动站之间必须交换相当数量的信息以实现在其间通信。这个信息通常被定义为控制信息。典型的无线通信系统由电气和电子工程师学会(IEEE)802.16标准定义，正如由用于无线城域网(MAN)的宽带无线接入工作组所阐明的。IEEE802.16标准通常称为WiMAX，其代表微波存取全球互通。
[0005]在IEEE802.16m标准中阐明IEEE802.16标准的系统需求，并且像许多其他的无线通信系统，用于系统接入、业务分组的传输和接收以及从一个基站到下一基站的切换的许多控制信息被经常传输和重传到可笑的地步，不管移动站实际上是否需要接收该信息。在许多情况下，移动站处于睡眠或空闲模式，或者已经接收和存储该控制信息。因而，移动站不需要控制信息的过度重传或者移动站已经接收到控制信息的过度重传由于移动站必须保持醒着以接收和处理不必要或已经可用的控制信息而导致显著增加了控制开销、浪费通信资源和损害功率效率。
[0006]因此，需要一种技术以有效且高效的方式更加高效地在无线通信环境中传播控制信息到移动站，所述无线通信环境包括IEEE802.16标准和其他标准所定义的环境。进一步需要一种技术来确保在需要时移动站高效地获得控制信息，同时减少对接收和处理已经被接收或对于操作不相关的控制信息的需求。
【发明内容】
[0007]为了有效且高效地提供控制信息，广播指针信道(BPCH)可以用于标识在给定帧结构(例如，子帧、巾贞或超帧)中提供的控制信息的类型和可能地相对位置。子帧(或像成帧(framing)实体，如帧或超帧)可以具有BPCH和控制信息可以位于其中的相应系统控制信息段。该系统控制信息段可以具有任意数目的控制信息块，其中存在的每个控制信息块可以对应特定类型的控制信息。BPCH用于标识在相应系统控制信息段中存在的控制信息的类型，并且如果需要或期望的话，标识各种控制信息的相对位置。
[0008]例如，BPCH可以包括用于不同类型控制信息的存在标记，其中根据在系统控制信息段中相应控制信息的存在或不存在来设置所述存在标记。如果帧的系统控制信息段包括相应控制信息块中的某一控制信息，则BPCH可以具有对应于这个控制信息的被设置指示这样信息的存在的标记，而对应于其它类型控制信息的其它标记被设置以指示其它控制信息类型的不存在。BPCH还可以提供在系统控制信息段内相应控制信息块的位置、长度等，使得移动站能够确定在系统控制信息段中控制信息的精确位置。每个控制信息块可以对应不同类型的控制信息或者一组控制信息类型。
[0009]移动站能够快速地且高效地确定在子帧中存在什么控制信息、存在的控制信息是否是相关的、以及在子帧中任意或所有控制信息的位置。因而，移动站能够避免解码不相关的控制信息。实际上，这意味着一旦确定子帧是否包含相关控制信息，移动站就能够快速地对解码与控制信息相关的子帧的剩余部分或子帧的至少一部分的需求进行评估。
[0010]在阅读与附图相关联的下面详细描述之后，本领域的技术人员将理解本发明的范围以及意识到其另外的方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]并入本说明书中且形成本说明书的一部分的【专利附图】
【附图说明】了本发明的若干方面，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。
[0012]图1是根据本公开的一个实施例的通信环境的框图表示。
[0013]图2是根据本公开的一个实施例的基站的框图表示。
[0014]图3是根据本公开的一个实施例的移动站的框图表示。
[0015]图4A和4B表示根据本公开的一个实施例的子帧配置。
[0016]图5A和5B表不根据本公开的第二实施例的子巾贞配置。
【具体实施方式】
[0017]下面阐明的实施例表示使本领域的技术人员能够实现本发明的必要信息并且说明了实现本发明的最佳方式。根据附图阅读下面描述时，本领域技术人员将理解本发明的概念并且将意识到在此没有特别讨论的这些概念的应用。应该理解的是，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围之内。
[0018]在钻研本发明的细节之前，描述在其中可以利用本发明的典型通信环境的概观。特别参考图1，描述了蜂窝网络的一部分，其中基站控制器(BSC) 10服务多个小区12。每个小区12表示特定基站(BS) 14的主要覆盖区域，该特定基站(BS) 14在BSClO的控制下操作。基站14能够通过任意数目的通信技术促进与移动站(MS) 16的双向通信，所述移动站(MS) 16在基站14的通信范围内并且因此在相应小区12之内。遍及蜂窝网络的通信可以支持语言、数据和媒体通信。
[0019]特别参考图2，说明了根据本公开的一个实施例配置的基站14。值得注意地，基站14可以支持任意类型的无线通信技术，例如利用正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)的传统蜂窝技术以及本地无线技术。尽管不限于此，但是本发明的概念可适用于如无线城域网(MAN)的宽带无线接入工作组所阐明的IEEE802.16标准，并且特别地适用于如在章节IEEE802.16m所阐明的IEEE802.16标准的系统需求。这个标准族的全部内容在此引入以供参考。值得注意地，IEEE802.16标准族所定义的技术通常称为WiMAX(微波存取全球互通)。[0020]因此，基站14可以充当支持无线通信的任意无线接入点。基站14将优选地能够支持单播、多播和广播通信并且引起必要的控制信令以使能和控制它们。基站14通常包括控制系统20、基带处理器22、发射电路24、接收电路26、一个或多个天线28和网络接口 30。接收电路26从移动站16提供的一个或多个远程发射机接收承载信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)协作来放大和移除来自该信号的宽带干扰以处理。下转换和数字化电路(未示出)然后将下转换所述滤波、接收的信号到中间频率信号或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。
[0021]基带处理器22处理该数字化的接收信号以提取在该接收信号中传送的信息或数据位。这个处理典型地包括解调、解码和纠错操作。因而，基带处理器22通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)中被实现。所接收的信息然后经由网络接口 30向核心网络发送或者向基站14所服务的另一移动站16传送。网络接口 30通常将经由基站控制器10与核心网络相互作用。
[0022]在发射侧，在控制系统20的控制下基带处理器22从网络接口 30接收数字化的数据，该数据可以表示语音、数据或控制信息。基带处理器编码该数据用于传输。该编码的数据被输出到发射电路24，其中它被调制器用于调制在一个或多个期望发射频率上的载波信号。功率放大器(未示出)将放大该调制的载波信号到适合于传输的水平，并且通过匹配网络将该调制的载波信号递送到一个或多个天线28。
[0023]参考图3，说明了根据本公开的一个实施例配置的移动站16。移动站16将支持与基站14兼容的通信技术。移动站16将包括控制系统32、基带处理器34、发射电路36、接收电路38、一个或多个天线40和用户接口电路42。控制系统32将具有存储器44，用于存储对于操作所需要的必要软件和数据。接收电路38从基站14提供的一个或多个远程发射机接收承载信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)协作来放大和移除来自该信号的宽带干扰以处理。下转换和数字化电路(未示出)然后将下转换所述滤波、接收的信号到中间频率信号或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。基带处理器34处理该数字化的接收信号以提取在该接收信号中传送的信息或数据位。这个处理典型地包括解调、解码和纠错操作。基带处理器34通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)中被实现。
[0024]为了传输，基带处理器34从控制系统32接收数字化的数据，该数据可以表示语音、数据、媒体或控制信息，基带处理器34编码该数据用于传输。该编码的数据被输出到发射电路36，其中它被调制器用于调制在一个或多个期望发射频率上的载波信号。功率放大器(未示出)将放大该调制的载波信号到适合于传输的水平，并且通过匹配网络将该调制的载波信号递送到一个或多个天线40。对于本领域的技术人员可用的各种调制和处理技术可应用于本发明。
[0025]在此公开了用于增强在基站14和移动站16之间必然出现的控制信令以支持整体系统操作的各种技术。这些技术单独地或组合起来可以减少在移动站16和基站14中的控制开销、节省功率、减少处理需求，允许更快速的网络进入、节省网络资源或其任意组合。控制信令允许基站14和移动站16彼此通信以交换重要信息和操作指令,其称为控制信息。因为基站14通常控制通信，所以由基站14散布一大部分控制信息到移动站16。控制信息可以用于控制系统接入、业务分组的传输和接收、切换等等。[0026]由于控制信息在本质上是变化的，所以不同类型的控制信息具有不同的特性。例如，不同类型的控制信息在改变频率、它是单播、多播还是广播、需要它如何健壮、其对于系统接入的重要性等等方面是变化的。因此，不同类型的控制信息被不同地对待。下面的描述分类各种类型的控制信息，并且基于如何分类该信息，相应地实现控制信息的递送。
[0027]为了提供观点和突出现有技术的低效率，引用当前在IEEE802.16e标准中提供的调度控制和系统信息。根据IEEE802.16e标准，调度信息在MAP消息中被发送，而系统信息在分离的上行链路或下行链路信道中被发送。另外，相邻基站信息和寻呼信息在另外分离消息中被广播。大量(如果大多数的话)这种信息被周期性地重传，不管是否实际上需要它。例如，在MAP消息中提供的一些信息(诸如时空编码信息、测距(ranging)区域信息和快速反馈测距定义)不必是动态的并且因此被较不频繁地发送从而减少开销。在上行链路和下行链路信道中提供的一些信息是静态的，并且因此不需要基站14周期性地广播到已经进入网络的移动站16，或者以大大减小的速率来广播。这样的静态信息可以包括基站标识符、运营商标识符、子网标识符和时分双工比。
[0028]在上行链路和下行链路信道中提供的一些信息是半静态的，并且因此如果信息没有被改变，则不需要被基站14周期性地广播到移动站16，以大大减小的速率来广播，或者当信息改变时可以被广播。这样的信息可以包括突发属性(burst profile)和切换参数。类似地，相邻基站的信息通常是半静态的并且不需要被周期性地广播到已经进入网络的移动站16，假设信息没有被改变。从上面可以看出，提供或更新控制信息的需求改变。尽管某种控制信息经常地改变，但是其他控制信息可以仅仅周期性地改变，如果有的话。
[0029]例如，控制信息能够被分类为相对静态、半静态或动态。静态控制信息是相对固定的。半静态控制信息将在周期性的基础上或者响应于定义的事件而改变。动态控制信息是可以在相对连续基础上改变的信息。
[0030]不管是静态、半静态还是动态，通常在成帧结构中的定义位置上递送控制信息，其中每次传送帧或帧组时，在帧或帧组中某处提供某些信息。尽管连续提供动态控制信息可能是必需的，但是连续重传自上次传输以来没有改变的静态和半静态控制信息从处理观点和资源观点二者来看是非常低效的。
[0031]利用本发明，可以以不同的时间发送不同类型的控制信息以增加效率。例如，通过让基站14传送静态全系统(system-wide)信息可以减少控制信令开销，该静态全系统信息提供基本物理层配置信息，该基本物理层配置信息是响应于基站14检测到移动站16尝试进入网络而执行初始系统接入程序所需要的。这与让基站14在每帧或子帧中传送这样的信息而不管网络事件或条件形成对比。移动站16使用物理层配置信息以与基站14建立通信以用于到基站14所支持网络的网络进入。基站14能够传送静态全系统信息，在移动站16使用物理层配置信息执行初始系统接入之后，该静态全系统信息提供机器接入码(MAC)或其他上层配置信息。对于初始系统接入来说不需要上层配置信息，并且能够将该上层配置信息单播到合适的移动站16以进一步增加整体系统效率。
[0032]在上面的情况中，基站14可以广播上行链路测距(或随机接入)信息，该信息供进入网络的移动站16在发起上行链路测距(或随机接入)程序时使用。进入网络的移动终端16将接收上行链路测距(或随机接入)信息并且使用它以发起进入网络所需的上行链路测距程序，其中该程序基于上行链路测距或随机接入信息承担上行链路传输，正如在本领域中已知的。
[0033]在IEEE802.16m标准中，成帧结构如下。超帧包括4个帧并且每20毫秒传送该超帧。每帧具有8个子帧并且每5毫秒传送该帧。每个子帧通常对应于5个、6个或7个OFDM码元。
[0034]以下提供了将不同类型的控制信息分类为7个不同种类以及基于相应种类对控制信息的散布进行控制的典型方式。各种类型控制信息的递送可以基于合适的事件、条件或调度标准。对于以下例子，使用IEEE802.16m成帧结构；然而，本领域的技术人员将意识到这些概念到不同类型的成帧结构的应用性。
[0035]类型I控制信息被认为是静态的并且对应于移动站16解码从基站14接收的下行链路物理层帧/子帧所使用的基本全系统物理层信息。典型的控制信息包括带宽配置信息、CP大小、多载波配置信息、系统时间、时分双工(TDD)比信息、防护音(guard tone)等等。类型I控制信息通常包括静态全系统部署特定参数，其是在网络进入期间快速初始接入所需的。移动站16在与一个或多个服务基站14同步之后应该能够解码类型I信息。应该以非常高的可靠性递送类型I控制信息，并且能够周期性地或与初始测距事件关联地广播类型I控制信息。如果周期性地广播，应该在超帧内的固定资源位置中携带该信息。如果与初始测距事件关联地广播，则通过广播指针信道(BPCH)用信号通知控制信息的存在或不存在，这将在下面更详细地描述。
[0036]类型2控制信息被认为是伪动态(或者积极的(aggressively)半静态)并且可以从一个超帧到另一个超帧变化，但是从一个子帧到另一个子帧不改变，或者甚至被提供在任意超帧或超帧的子帧中。类型2信息对应于移动站16解码下行链路物理层帧/子帧所使用的基本全扇区(sector-wide)物理层信息。类型2信息可以包括信道化信息、传统和802.16m资源划分信息、子帧控制配置信息、超帧配置控制信息等等。信道化信息可以与分集区、局部区(localized zone)及信息、导频结构及信息等的划分相关。类型2信息还可以包含允许移动站16促进如在IEEE802.16标准所阐明的快速初始接入程序的初始测距区域或代码信息。因为在网络进入和切换期间对于快速初始接入通常需要类型2控制信息，所以移动站16在同步和接收类型I信息之后应该能够解码这个信息。如所指示的，类型I信息可能从一个超帧到另一个超帧改变，并且因而，在超帧内的固定资源位置中或在超帧的边界处每个超帧周期性地应该广播该信息，其中移动站16知道固定资源位置。类似类型I信息，应该以非常高的可靠性递送类型2信息。
[0037]类型3控制信息被认为是静态的并且对应于非物理层系统信息，例如基站标识符、运营商标识符、子网标识符等等。这个控制信息不必周期性地广播到移动站16并且在初始网络进入过程期间能够被单播到移动站16。另外，这个信息不必被提供在超帧、帧或子帧中的固定资源位置中。
[0038]类型4控制信息是半静态物理层或MAC层配置信息，例如切换参数、功率控制参数、快速反馈区域信息、测距区域信息等等。类型4控制信息以秒、分钟或小时的量级以相对慢的方式来改变，这与动态控制信息相反，该动态控制信息可能正在改变并且需要以小于100毫秒的时间段来更新。对于已经进入网络的移动站16来说，不需要以频繁的方式广播类型4信息，假设信息没有被改变。控制信道的设计应该支持对于移动站16的睡眠和空闲模式的高效功率节省，同时确保移动站16以及时的方式接收系统配置中的任何改变。对于执行初始网络进入的移动站16来说，在基站14已经完成与特定移动站16的初始测距程序之后，类型4信息可以作为单播消息在网络进入期间被发送到每个移动站16以加速网络进入。
[0039]类型5控制/[目息涉及关于服务基站14的相邻基站14的/[目息，或者与关于服务基站14的相邻基站14相关。类型5信息可以包括与类型3信息相应的静态信息或者与类型4信息相应的半静态信息。类型5控制信息可以周期性地或响应于事件而被广播。类型5控制信息还可以单播到想要增加相邻基站14到当前服务移动站16的活动基站集14的任意移动站16。
[0040]类型6控制信息是半静态并且能够被事件驱动的寻呼信息。不管快速寻呼还是常规(regular)寻呼信息，类型6控制信息通常不是周期性的并且应该被广播，无论何时存在一个或多个移动站16以通常与进入该网络的至少一个移动站16关联地寻呼。
[0041]类型7控制信息是动态的并且与下行链路和上行链路资源分配以及诸如MCS、多输入多输出(MIMO)模式、用户标识符、资源分配之类的业务突发指配(assignment)信息有关。类型7控制信息还可以包含上行链路业务的肯定应答(ACK)和否定应答(NAK)以及用于上行链路业务的功率控制信息。类型7控制信息可以每个子帧而改变并且如果业务突发是单播则该类型7控制信息被单播到移动站16，或者如果业务突发是多播/广播，则类型7控制信息被多播/广播到一组移动站16。基站14所服务的一个或多个移动站16的资源位置信息可以被多播到该组移动站16。
[0042]为了有效且高效地提供控制信息，广播指针信道(BPCH)被用于标识在诸如子帧、帧或超帧之类的给定帧结构中提供的控制信息的类型和可能地相对位置。在操作中，基站14将识别控制信息以在每个子帧中提供，产生子帧并且以连续的方式传送子帧。例如，假设对应于任意一个或多个控制信息类型1，3，4，5和6的控制信息可能存在在IEEE802.16m帧结构的子帧或超帧边界中。因而，类型3和4控制信息可以被提供在第一子帧中，而类型I控制信息可以被提供在后续子帧中，其可以不包括类型3和4控制信息。在一种配置中，BPCH不标识类型2和7信息。
[0043]子帧(或像成帧实体，如帧或超帧)可以具有BPCH以及控制信息存在其中的相应系统控制信息段。如上所述，不是每个子帧都需要BPCH并且在系统控制信息中提供的控制信息可以变化。系统控制信息段可以具有任何数量的控制信息块，其中存在的每个控制信息块可以对应特定类型的控制信息。BPCH用于标识在相应系统控制信息段中存在的控制信息的类型，并且如果需要或想要的话，标识不同控制信息的相对位置。例如，BPCH可以包括用于不同类型控制信息的存在标记，其中根据系统控制信息段中的相应控制信息的存在或不存在来设置所述存在标记。如果帧的控制信息段包括相应控制信息块中的类型3，4和5控制信息，则BPCH可以具有对应于类型3，4和5控制信息的标记，所述标记被设置指示这样信息的存在，而对应于其他类型控制信息的其他标记被设置指示其他信息类型的不存在。BPCH还可以提供系统控制信息段内相应控制信息块的位置、长度等等，以便移动站16能够确定系统控制信息段内控制信息的精确位置。每个控制信息块可以对应于不同类型的控制信息或一组控制信息类型。
[0044]利用这个配置，移动站16能够快速地且高效地确定在子帧中存在什么控制信息，存在的控制信息是否是相关的，以及在子帧中任意控制信息或所有控制信息的位置。因而，移动站16能够避免解码不相关的控制信息。实际上，这意味着一旦确定子帧是否包含相关控制信息，移动站16就能够快速地对解码与控制信息相关的子帧的剩余部分或者解码子帧的至少部分的需求进行估计。
[0045]当移动站16不活动或处于睡眠或空闲模式时，高效地确定相关控制信息是否存在于子帧中且相关的能力是特别有利的。这可以通过监视BPCH来完成。在这些模式中，移动站16不是积极地参与支持语音、数据或媒体通信，但是将周期性地醒来以获得或检查相关控制信息。如果正被监视的子帧中的BPCH指示没有控制信息存在或者控制信息存在，但是与该特定移动站16不相关，则移动站16能够快速地返回到睡眠或空闲模式而不需要解码子帧的剩余部分，包括存在但不相关的任意控制信息以及在子帧的其他部分中可以提供的任意资源和分配信息(类型7)。移动站16能够越快返回睡眠或空闲模式，就越节省功率。
[0046]当子帧中的BPCH指示控制信息存在并且移动站16确定存在的控制信息与该移动站16相关时，移动站16能够解码该控制信息。在某些配置中，移动站16能够选择性地仅解码相关的那个控制信息，从而当系统控制信息段具有相关和不相关控制信息这二者时，移动站16能够解码相关的控制信息而不解码不相关的控制信息以及在子帧的其他部分中提供的任意资源和分配信息(类型7)。通过消除对解码不相关控制信息的需求，移动站16能够进一步节省功率。此外，当不同类型的控制信息存在时(不管是分配的控制信息块中还是除此之外)，BPCH可以提供足够信息以让移动站16确定相关控制信息的位置以便避免需要解码不相关的控制信息。因而，基于BPCH，移动站16能够选择性地解码在子帧中存在的任意控制信息的全部或一部分。重要地，所有子帧都根本不需要在系统控制信息段中具有控制信息，更不用说特定类型的控制信息。
[0047]与控制信息一样，BPCH可以存在或者可以不存在于每个子帧中。下面的例子说明用于检测BPCH的存在的两种配置。对于第一种配置，参考图4A和图4B。在这种配置中，子帧包括控制段、可选BPCH段、可选系统控制信息段和用于业务突发的业务段。控制段可以包含用于业务突发的与在子帧内资源的划分有关的信息。该控制段可以具有固定长度和位置，其对于移动站16来说是已知的。以已知的方式编码和调制控制段。所述业务段携带着定义用于业务突发的资源分配的信息。
[0048]BPCH存在标记被添加到子帧的控制段以指示BPCH的存在或不存在以及如果有控制信息的话，可能还指示控制信息的类型和位置，该控制信息跟随在系统控制信息段中。当存在时，BPCH可以具有固定长度和位置，这对于移动站16来说是已知的。可以以已知的方式编码和调制BPCH。在操作中，移动站16按照如下方式来处理子帧。首先，移动站16将解码控制段并且分析BPCH存在标记以确定子帧是否包括BPCH。如果BPCH存在标记(I)指示BPCH存在于子帧中，如图4A所示的，则移动站16将解码和处理BPCH以便系统控制信息段中的所有控制信息或任意相关控制信息能够被解码。然后移动站16根据需要使用任何相关控制信息。业务段中的剩余资源是针对业务突发的并且基于控制段中的信息被划分。移动站16将根据控制段信息以传统的方式处理业务突发。
[0049]如果存在标记(O)指示BPCH不存在于子帧中，如图4B所示的，则移动站16将意识到BPCH和关联的系统控制信息段不存在于子帧中。业务段中的剩余资源是针对业务突发的并且基于控制段中的信息被划分。移动站16将根据控制段信息以传统的方式处理业务突发。
[0050]在上面的配置中，BPCH存在标记被提供在控制段中以指示BPCH以及因此系统控制信息段是否存在于子帧中。在图5A和图5B的配置中，没有利用BPCH存在标记。如果BPCH存在，则它将被提供在子帧中的固定位置上并且将具有固定长度以及被提供固定调制和编码方案(图5A)。在操作中，移动站16将首先尝试解码子帧中的所述位置处的BPCH，在该位置处预期发现BPCH。如果解码成功，则BPCH中提供的信息将允许移动站16识别和解码在系统控制信息段中提供的所有或相关控制信息，如上所述的。如果解码不成功，则移动站16将确定BPCH不存在，并且因而，在控制段中不提供控制信息(图5B)。移动站16然后将继续解码控制段以及在子帧的业务段中提供的业务突发。
[0051 ] 利用半静态控制信息，例如信息类型4和5以及可能类型2，基站14可以采取措施以通知移动站16关于何时控制信息改变以通过避免移动站需要解码没有改变或更新的控制信息而实现进一步功率节省。控制信息、版本信息以及用于控制信息的动作时间可以在相同或不同时间在相同或不同消息中从基站14发送到移动站16。当更新控制信息时，新的版本号被指配给控制信息以便能够识别和跟踪每个版本的控制信息。所述版本号在此被称为系统配置改变计数(SCCC)。动作时间标识配置信息何时应该生效或有效。通常，控制信息由移动站16下载且在动作时间被执行。在动作时间之前，移动站16将使用先前版本的控制信息。
[0052]在一种配置中，移动站16可以将当前有效的当前控制信息以及将在指定的动作时间上将来生效的新控制信息存储在控制系统32的存储器44中。如图3所示的，所述当前控制信息(CI(A))具有第一 SCCC(SCCC(A))，而所述新的控制信息(CI(B))具有第二SCCC (SCCC(B))，其不同于第一 SCCC。周期性地且以频繁方式，基站14可以发送当前SCCC以标识有效的当前控制信息以及系统配置改变警报(SCCA)标记以指示新的控制信息(其不同于当前控制信息)是否由基站14提供。同样，新的控制信息通常是被安排在将来发生的控制信息。例如，在相应超帧配置控制(类型2)信息中，对于每个超帧可以提供SCCC和SCCA标记。
[0053]通过检测基站14所提供的当前SCCC值，移动站16知道应该有效且当前使用的当前控制信息。假设移动站16接收且存储当前控制信息，移动站16将使用当前控制信息直到下载新的控制信息并且切换到新的控制信息的动作时间发生。当该动作时间发生时，新的控制信息将变为当前控制信息。如果移动站16检测到由基站14提供的对应于与正在使用的控制信息不同的控制信息的SCCC值，则移动站16将切换到合适的控制信息，如果这样的控制信息在存储器44中可用的话，或者停止到基站14的上行链路传输并且尝试解码来自基站14的下行链路传输的合适控制信息。一旦恢复合适控制信息，移动站16就将恢复到基站14的上行链路传输。
[0054]通过监视SCCA标记，移动站16能够确定基站14是否正在广播最终被用于替代当前控制信息的新的控制信息。如果SCCA标记指示新的控制信息正在被广播，则移动站16将试图解码在包括感兴趣的控制信息的当前和后续子帧中的广播消息直到新的控制信息被成功地解码并且存储在存储器44中。
[0055]当在活动或正常模式中操作时，移动站16可以按照如下操作以支持功率节省的努力。下面的操作假设:移动站16正在使用当前控制信息，该当前控制信息对应于当前正被基站14提供的当前SCCC。如果SCCA标记指示没有新的控制信息正被广播，则移动站16不需要解码正被基站14提供的相应控制信息。如果SCCA标记指示新的控制信息正被广播并且如果移动站16先前成功地解码与新SCCC相关联的新的控制信息，则移动站16不需要解码正被基站14提供的新的控制信息。因而，包括新的控制信息的某些子帧或其部分不需要被解码。如果SCCA标记指示新的控制信息正被广播并且如果移动站16先前没有成功地解码与新SCCC相关联的新的控制信息，则移动站16应该解码正被基站14提供的新的控制信息。这样的解码可能需要解码BPCH以确定在系统控制信息段中期望控制信息的存在和位置。因而，应该解码提供新的控制信息的某些子帧或其部分。
[0056]当在睡眠或空闲模式中操作时，移动站16可以按照如下操作以支持功率节省的努力。基站14将周期性地传送控制信息。移动站16将以由基站14设置的时间段周期性地醒来以尝试解码在相应控制信息中正发送的当前SCCC和SCCA标记。优选地，醒来时间将与基站14何时广播SCCC和SCCA标记的时间一致。
[0057]如果移动站16检测到正被广播的SCCC不同于用于移动站16存储的控制信息的SCCC，则移动站16应该在当前子帧期间醒来并且在后续子帧期间保持醒着以获得对应于基站14正广播的SCCC的当前控制信息。这样的解码可能需要解码BPCH以确定在系统控制信息段中期望控制信息的存在和位置。一旦获得当前控制信息，移动站16将执行当前控制信息并且开始上行链路传输或返回到睡眠或空闲模式。
[0058]假设基于基站14正广播的SCCC，移动站16具有当前控制信息并且使用该当前控制信息，可以提供下面的操作以在睡眠或空闲模式期间增强功率节省。如果SCCA标记指示新的控制信息正被广播并且如果移动站16先前没有成功地解码与新SCCC相关联的新的控制信息，则移动站16能够在当前子帧期间醒来并且保持醒着直到它解码基站14正提供的新的控制信息。同样，这样的解码可能需要解码BPCH以确定在系统控制信息段中期望控制信息的存在和位置。如果SCCA标记指示没有新的控制信息正被广播，则移动站16不需要解码正被基站14提供的相应控制信息并且能够返回到睡眠或空闲模式，假设移动站16在正常睡眠窗口或寻呼不可用窗口内，而不解码后续的子帧。
[0059]从以上可以看出，取决于控制信息的特征、移动站16的操作模式等等，控制信息可以被分类并且在不同时间被递送。下面提供了用于允许移动站16获得进入网络并且因而允许特定基站14启动业务通信的几个例子。使用上面描述的典型种类。对于第一个例子，假设基本上静态的类型I信息响应于基站14的范围内的移动站16启动通信的动作所触发的初始测距事件而被广播，该基本上静态的类型I信息被定义为用于解码下行链路物理层帧或子帧的基本全系统物理层信息。另外，假设类型1、3和4控制信息的存在或不存在由BPCH用信号通知并且提供在如上所述的系统控制信息段中。每个超帧在固定位置中广播类型2信息。
[0060]最初，移动站16将与基站14正提供的前导(preamble)或同步信道同步。移动站16将解码可用类型2控制信息并且获得相关测距区域信息。所述测距区域信息由基站14提供为控制信息并且执行上行链路测距程序时移动站16必须使用所述测距区域信息。因此，移动站16将使用所述测距区域信息以执行上行链路测距程序。基站14将检测由移动站16进行的上行链路测距尝试并且将传送类型I控制信息。移动站16将解码类型I控制信息。移动站16将继续其测距程序，并且然后获得任何可用类型3和类型4控制信息，其由基站14单播到移动站16。在正提供给移动站16的下行链路物理层帧上可以传送类型3和类型4控制信息。
[0061]对于第二个例子，假设基本上静态类型I信息被周期性地广播到基站14的范围内的移动站16。另外，假设类型I控制信息被提供在超帧内的固定资源位置中，并且BPCH的使用对于类型I控制信息不是必要的。BPCH可以用于类型3和4控制信息。每个超帧在固定位置中可以广播类型2信息。
[0062]最初，移动站16将与基站14正提供的前导或同步信道同步。一旦同步，移动站16将解码来自特定超帧的固定资源位置的类型I信息，然后优选地使用BPCH解码类型2控制信息。如果使用BPCH，则移动站16将基于BPCH识别子帧的系统控制信息段中的类型2控制信息的位置，并且然后因此解码类型2控制信息。基于在类型2控制信息中提供的测距信息，移动站16然后可以执行任何上行链路测距程序。一旦上行链路测距完成，移动站16就可以获得类型3和类型4控制信息，所述类型3和类型4控制信息在下行链路物理层子帧中从基站14被单播。再次，通过使用如上所述的BPCH，可以获得类型3和类型4控制信肩、O
[0063]在多载波环境中可以利用上面配置的某些方面。多载波环境是允许移动站16同时接收在两个或更多不同载波上传送的信息的环境。例如，IOMHz频谱能够被划分为2个5MHz的载波以便同时支持具有5MHz带宽能力的移动站16以及具有IOMHz带宽能力的移动站16。具有多载波模式的移动站16能够同时在5MHz载波和IOMHz载波上接收信息。不是所有载波需要冗余地携带控制信息。例如，全系统和全扇区(sector-wide)系统信息对于所有载波来说是共用的。因而，不需要在所有载波上传送基站ID，因为基站ID将保持相同，不管正使用一个或多个载波。在多个载波上重复控制信息仅仅增加了开销。因此，可以定义至少两种载波类型:主载波(primary carrier)和辅载波(secondary carrier) ?主载波可以携带同步信道(或前导)、所有系统信息、相邻基站信息、寻呼信息以及资源分配和控制信息，其通常对应上述的所有种类的控制信息。因而，主载波可以用于携带类型I到类型7控制信息。辅载波可以仅仅携带系统信息的子集，例如类型2控制信息，其与辅载波上的超帧配置相关；以及在该载波内每个子帧的资源分配和控制信息，例如类型7信息。这个类型的载波还可以携带同步信道(或前导)信息。不管配置如何，不同的主载波和辅载波不需要携带相同的控制信息。
[0064]通常，频谱内的一个或多个载波能够被指定为主载波，而频谱内的一个或多个载波可以被指定为辅载波。具有每次在单载波上传送和接收的能力的移动站16被指配给主载波。每次能够在多个载波上传送和接收的宽带移动站16被指配给一个或多个主载波以及一个或多个辅载波。基于上述分配，基站14可以在主载波上提供系统广播信息，例如类型1-6控制信息以及资源分配和控制信息，例如类型7控制信息。通过辅载波在超帧边界处可以传送超帧配置信息，例如类型2控制信息。因此，宽带移动站16将监视用于系统控制信息以及资源分配和控制信息的所指配的主载波，并且监视用于超帧配置的辅载波。
[0065]取决于基站14如何指示移动站16，通过任一载波可以反馈诸如一个或多个载波的信道质量信息(CQI)之类的信道信息。当被配置反馈辅载波的CQI时，移动站16必须测量与各个载波相关联的信道质量。例如，应该基于经由主载波接收的前导或导频符号来量化主载波的CQI，而应该基于经由辅载波接收的前导或导频符号来测量辅载波的CQI。[0066]本领域的技术人员应该意识到对本发明的实施例的改进和修改。所有这样的改进和修改被认为在这里所公开的概念和随后权利要求的范围内。
[0067]说明书附件
[0068]IEEE802.16m 控制框架
[0069]技术问题:
[0070]本申请提出了 BS与MS之间的控制信令机制的不同方面，以支持系统操作，包括系统配置、资源分配/控制、寻呼、MS网络进入、功率节省模式、多载波操作。所提出的方案考虑了减少控制开销，实现节省功率，降低MS处理要求，以及实现MS的快速网络进入。 [0071]已经试过什么解决方案并且它们为什么不能起作用？
[0072]这里是当前的解决方案及问题的列表:
[0073]?在现有系统比如WiMAX和UMB中，一些静态系统信息被周期性地广播，即使已经进入网络的MS不需要再次读取这些信息。
[0074]?导向信道(guide channel)的概念是已知的，并且具有与我们这里所提出的BPCH类似的功能，即指示帧中特定类型的控制信息的存在的信道。然而，已知的导向信道存在于每个帧中，而在这个申请中我们提出的方法允许仅在必要的时候才存在BPCH，以减少开销。
[0075]?主载波和辅载波的概念是已知的。然而，没有给出在主载波和辅载波上携带什么控制信息的具体映射。在本申请中，我们分类了不同类型的控制信息，并且提出了如何将它们映射到主载波和辅载波。多个载波上的负载均衡(load balancing)方案是已知的。这些没有提供有关控制信令的解决方案。公共层2 / 3协议(common layer2 / 3protocol)是已知，用来锚定(anchor)多个载波。公共层2 / 3协议执行所有载波的资源管理和其它系统管理。没有提出任何具体的控制信令方案，而本申请将提出这一方案。
[0076]?现有系统比如WiMAX和UMB对于不同功率节省模式下的MS没有高效的功率节省方式，来跟踪是否它具有最新的系统信息。
[0077]解决问题的特定元素或者步骤以及它们如何解决该问题
[0078]>为了减少广播控制信令开销，我们提出仅当BS检测到有MS尝试进入网络时才使BS传送静态全系统信息。有两种一般类型的静态全系统信息。第一种是初始系统接入所需要的基本物理层配置信息。第二种是初始系统接入不需要的MAC /上层信息。对于前者，一旦BS检测到有一个或多个MS尝试网络进入，该BS就必须广播该信息。对于后者，在MS已经执行初始系统接入之后，BS向该MS单播该信息。
[0079]>为了使BS检测到是否有一个或多个MS尝试进入网络，BS周期性地广播该上行链路测距(或随机接入)信息，以使得尝试网络进入的MS可以解码这样的信息并且使用它用于传送上行链路测距(随机接入)。
[0080]>由于不同类型的控制信令，例如系统配置广播、寻呼、资源分配/控制，应当以不同周期被发送并且有些是事件驱动的(例如，如果没有MS要寻呼则不必发送寻呼信息)，我们提出使用广播指针信道(BPCH)发信号通知(signal)特定类型的控制信息的存在。MS仅需要解码该BPCH来发现它是否需要解码后续的控制信道。这实现了节省功率。为了进一步减少开销，BPCH可以不存在于每一帧中。我们提出了两种选项用于MS检测是否存在BPCH。一种选项是MS执行盲检测BPCH的存在。第二种选项是由多播控制段(MCCS)中的标记来指示BPCH的存在，其中MCCS是已经存在于每一帧中用于资源分配/控制目的的段。
[0081]>由于对于MS来说接收由BS发送的系统配置信息是很重要的，所以我们提出使MS能够跟踪它是否具有由BS发送的最新的系统配置信息的方案。所提出的方案也实现在正常模式、睡眠模式和空闲模式下MS的功率节省。
[0082]>基于上面所列出的部分，我们提出了整体的MS网络进入程序。
[0083]>对于多载波部署情形，BS指示宽带MS监视载波的子集用于控制信息、功率节省目的，降低处理要求，以及减少系统控制信令开销。我们提出了携带不同类型的控制信息的主载波和辅载波。
[0084]引言
[0085]>本文献介绍了 802.16m系统操作所需的控制信息类型，所述802.16m系统操作包括系统接入、传输/接收业务分组、切换等等。[0086]>不同类型的控制信息在改变频率、广播或单播、鲁棒性要求、对初始系统接入的重要性等等方面具有不同特性。因此，不同类型的控制信息应当被不同地对待。
[0087]>本文献介绍了每种类型的控制信息应当如何由BS传送以及如何由MS接收。在MS如何获得必需的控制信息用于适当操作方面提供了 MS网络进入程序以及睡眠模式操作的描述。在MS如何为必需的控制信息监视每一载波方面还描述了对多载波操作的支持。
[0088]传统的16e系统中的控制信息
[0089]>在16e中，调度控制信息在MAP中发送，而系统信息在D⑶/ U⑶中发送。此外，邻近BS信息和寻呼信息在广播MAC消息中发送。
[0090]>在MAP上发送的一些信息不必是动态的，因此可以以较不频繁的方式来发送以减少开销。
[0091]?例如，STC区转换IE、测距区域定义、快速反馈区域定义。
[0092]> D⑶/ U⑶中的一些信息是静态系统信息，因此不需要周期性地广播给已经进入网络的MS或者以相对长的时段来广播以改进可靠性。
[0093]?例如，BS ID、运营商ID、子网ID、TDD比。
[0094]> DCD / U⑶中的一些信息是半静态系统配置信息，因此如果该配置还没有改变则不需要周期性地广播给已经进入网络的MS或者以相对长的时段来广播以改进可靠性。
[0095]?例如，突发属性、切换参数。
[0096]>同样，邻近BS信息是半静态信息，如果该配置还没有改变则不需要被周期性地广播给已经进入网络的MS。
[0097]DL控制信息的类型(I / 3)
[0098]
控制信息类型例子__特性控制信道设计
I)基本静态全带宽配置、CP静态全系统部信息应当要么a)系统PHY信大小、多载波署特定参数.周期性地广播要么息，用于解码配置、系统时在网络进入期b)由初始测距事件DL PHY帧/子间，TDD比、间快速初始接来触发。[0099]
【权利要求】
1.一种为网络服务的基站，所述基站包括: 用于促进与移动站无线通信的接收机、发射机和基带处理器；以及 与接收机、发射机和基带处理器关联的控制系统，所述控制系统被配置为: 检测事件；以及 响应于检测到所述事件，向移动站广播由移动站使用的全系统静态控制信息以促进与基站通信。
2.如权利要求1所述的基站，其中所述事件是所述移动站中的第一移动站经由基站进入网络的尝试。
3.如权利要求2所述的基站，其中所述全系统静态控制信息是第一移动站用于初始系统接入以促进与基站通信所需要的基本物理层信息。
4.如权利要求3所述的基站，其中所述控制系统还被配置为: 确定第一移动站已经执行用于网络进入的初始系统接入；以及 向第一移动站传送另外的全系统静态控制信息，该全系统静态控制信息提供媒体接入控制或其它上层配置信息。
5.如权利要求4所述的基站，其中对于用于网络进入的初始系统接入不需要所述另外的全系统静态控制信息。
6.如权利要求4所述的基站，其中所述另外的全系统静态控制信息被单播到第一移动站。
7.如权利要求1所述的基站，其中在第一移动站进入网络之前所述控制系统还适于将上行链路测距或随机接入信息广播到移动站，其中上行链路测距或随机接入信息被第一移动站用来发起与基站的上行链路测距或随机接入程序。
8.如权利要求1所述的基站，其中所述事件基于至少一个移动站所采取的动作。
9.一种操作为网络服务的基站的方法，其中所述基站包括用于促进与移动站无线通信的接收机、发射机和基带处理器，所述方法包括: 检测事件；以及 响应于检测到所述事件，向移动站广播由移动站使用的全系统静态控制信息以促进与基站通信。
10.一种为网络服务的基站，所述基站包括: 用于促进与移动站无线通信的接收机、发射机和基带处理器；以及 与接收机、发射机和基带处理器关联的控制系统，所述控制系统被配置为: 针对多种类型的控制信息中的每一种，确定传送的相应频率和相应位置，其中所述多种类型的控制信息包括全系统静态型控制信息， 检测事件； 响应于所述事件，确定要传送的控制信息的类型之一； 传送第一控制信息 ，其中所述第一控制信息与所确定的控制信息的类型相符。
11.如权利要求10所述的基站，其中根据与所确定的类型对应的频率和位置来执行所述第一控制信息的传送。
12.如权利要求10所述的基站，其中所述控制系统还被配置为传送第二控制信息，所述第二控制信息与不同的类型相符合，并且具有对应于该不同的类型的频率和位置。
13.如权利要求10所述的基站，其中所确定类型的控制信息是全系统静态型控制信息。
14.如权利要求13所述的基站，其中所述事件是所述移动站中的第一移动站经由基站进入网络的尝试。
15.如权利要求14所述的基站，其中所述全系统静态型控制信息是第一移动站用于初始系统接入以促进与基站通信所需要的基本物理层信息。
16.如权利要求15所述的基站，其中所述控制系统还被配置为: 确定第一移动站已经执行用于网络进入的初始系统接入；以及 向第一移动站传送第二控制信息，该第二控制信息与全系统静态型控制信息相符合，其中该第二控制信息提供媒体接入控制或其它上层配置信息。
17.如权利要求16所述的基站，其中对于用于网络进入的初始系统接入不需要所述第二控制信息。
18.如权利要求16所述的基站，其中所述第二控制信息被单播到第一移动站。
19.如权利要求10所述的基站，其中在第一移动站进入网络之前所述控制系统还适于将上行链路测距或随机接入信息广播到移动站，其中上行链路测距或随机接入信息被第一移动站用来发起与基站的上行链路测距或随机接入程序。
20.如权利要 求10所述的基站，其中所述事件基于至少一个移动站所采取的动作。
【文档编号】H04W48/12GK103648147SQ201310581242
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2009年3月10日 优先权日:2008年3月10日
【发明者】M-H·冯, H·张, S·弗日克, R·诺瓦克, J·元, D-S·于 申请人:苹果公司
【专利摘要】本发明涉及用于无线系统的控制信令的方法。为了有效且高效地提供控制信息，广播指针信道(BPCH)可以用于标识正在给定帧结构(例如，子帧、帧或超帧)中提供的控制信息的类型和可能地相对位置。子帧(或像成帧实体，如帧或超帧)可以具有BPCH和控制信息可以位于其中的相应系统控制信息段。该系统控制信息段可以具有任意数目的控制信息块，其中存在的每个控制信息块可以对应特定类型的控制信息。BPCH用于标识在相应系统控制信息段中存在的控制信息的类型，并且如果需要或期望的话，标识各种控制信息的相对位置。
【专利说明】用于无线系统的控制信令的方法
[0001]本申请是申请日为2009年3月10日、申请号为200980116853.9、发明名称为“用于无线系统的控制信令的方法”的发明专利申请的分案申请。
[0002]申请日为2009年3月10日、申请号为200980116853.9、发明名称为“用于无线系统的控制信令的方法”的发明专利申请要求了 2008年3月10日提交的美国临时专利申请序列号61 / 035,363的权益，其全部内容在此引入以供参考。
【技术领域】
[0003]本公开涉及用于无线系统的控制信令的方法。
【背景技术】
[0004]在大多数无线通信系统中，一个或多个基站通过无线接口促进与任意数目的移动站无线通信。在基站和各种移动站之间必须交换相当数量的信息以实现在其间通信。这个信息通常被定义为控制信息。典型的无线通信系统由电气和电子工程师学会(IEEE)802.16标准定义，正如由用于无线城域网(MAN)的宽带无线接入工作组所阐明的。IEEE802.16标准通常称为WiMAX，其代表微波存取全球互通。
[0005]在IEEE802.16m标准中阐明IEEE802.16标准的系统需求，并且像许多其他的无线通信系统，用于系统接入、业务分组的传输和接收以及从一个基站到下一基站的切换的许多控制信息被经常传输和重传到可笑的地步，不管移动站实际上是否需要接收该信息。在许多情况下，移动站处于睡眠或空闲模式，或者已经接收和存储该控制信息。因而，移动站不需要控制信息的过度重传或者移动站已经接收到控制信息的过度重传由于移动站必须保持醒着以接收和处理不必要或已经可用的控制信息而导致显著增加了控制开销、浪费通信资源和损害功率效率。
[0006]因此，需要一种技术以有效且高效的方式更加高效地在无线通信环境中传播控制信息到移动站，所述无线通信环境包括IEEE802.16标准和其他标准所定义的环境。进一步需要一种技术来确保在需要时移动站高效地获得控制信息，同时减少对接收和处理已经被接收或对于操作不相关的控制信息的需求。
【发明内容】
[0007]为了有效且高效地提供控制信息，广播指针信道(BPCH)可以用于标识在给定帧结构(例如，子帧、巾贞或超帧)中提供的控制信息的类型和可能地相对位置。子帧(或像成帧(framing)实体，如帧或超帧)可以具有BPCH和控制信息可以位于其中的相应系统控制信息段。该系统控制信息段可以具有任意数目的控制信息块，其中存在的每个控制信息块可以对应特定类型的控制信息。BPCH用于标识在相应系统控制信息段中存在的控制信息的类型，并且如果需要或期望的话，标识各种控制信息的相对位置。
[0008]例如，BPCH可以包括用于不同类型控制信息的存在标记，其中根据在系统控制信息段中相应控制信息的存在或不存在来设置所述存在标记。如果帧的系统控制信息段包括相应控制信息块中的某一控制信息，则BPCH可以具有对应于这个控制信息的被设置指示这样信息的存在的标记，而对应于其它类型控制信息的其它标记被设置以指示其它控制信息类型的不存在。BPCH还可以提供在系统控制信息段内相应控制信息块的位置、长度等，使得移动站能够确定在系统控制信息段中控制信息的精确位置。每个控制信息块可以对应不同类型的控制信息或者一组控制信息类型。
[0009]移动站能够快速地且高效地确定在子帧中存在什么控制信息、存在的控制信息是否是相关的、以及在子帧中任意或所有控制信息的位置。因而，移动站能够避免解码不相关的控制信息。实际上，这意味着一旦确定子帧是否包含相关控制信息，移动站就能够快速地对解码与控制信息相关的子帧的剩余部分或子帧的至少一部分的需求进行评估。
[0010]在阅读与附图相关联的下面详细描述之后，本领域的技术人员将理解本发明的范围以及意识到其另外的方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]并入本说明书中且形成本说明书的一部分的【专利附图】
【附图说明】了本发明的若干方面，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。
[0012]图1是根据本公开的一个实施例的通信环境的框图表示。
[0013]图2是根据本公开的一个实施例的基站的框图表示。
[0014]图3是根据本公开的一个实施例的移动站的框图表示。
[0015]图4A和4B表示根据本公开的一个实施例的子帧配置。
[0016]图5A和5B表不根据本公开的第二实施例的子巾贞配置。
【具体实施方式】
[0017]下面阐明的实施例表示使本领域的技术人员能够实现本发明的必要信息并且说明了实现本发明的最佳方式。根据附图阅读下面描述时，本领域技术人员将理解本发明的概念并且将意识到在此没有特别讨论的这些概念的应用。应该理解的是，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围之内。
[0018]在钻研本发明的细节之前，描述在其中可以利用本发明的典型通信环境的概观。特别参考图1，描述了蜂窝网络的一部分，其中基站控制器(BSC) 10服务多个小区12。每个小区12表示特定基站(BS) 14的主要覆盖区域，该特定基站(BS) 14在BSClO的控制下操作。基站14能够通过任意数目的通信技术促进与移动站(MS) 16的双向通信，所述移动站(MS) 16在基站14的通信范围内并且因此在相应小区12之内。遍及蜂窝网络的通信可以支持语言、数据和媒体通信。
[0019]特别参考图2，说明了根据本公开的一个实施例配置的基站14。值得注意地，基站14可以支持任意类型的无线通信技术，例如利用正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)的传统蜂窝技术以及本地无线技术。尽管不限于此，但是本发明的概念可适用于如无线城域网(MAN)的宽带无线接入工作组所阐明的IEEE802.16标准，并且特别地适用于如在章节IEEE802.16m所阐明的IEEE802.16标准的系统需求。这个标准族的全部内容在此引入以供参考。值得注意地，IEEE802.16标准族所定义的技术通常称为WiMAX(微波存取全球互通)。[0020]因此，基站14可以充当支持无线通信的任意无线接入点。基站14将优选地能够支持单播、多播和广播通信并且引起必要的控制信令以使能和控制它们。基站14通常包括控制系统20、基带处理器22、发射电路24、接收电路26、一个或多个天线28和网络接口 30。接收电路26从移动站16提供的一个或多个远程发射机接收承载信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)协作来放大和移除来自该信号的宽带干扰以处理。下转换和数字化电路(未示出)然后将下转换所述滤波、接收的信号到中间频率信号或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。
[0021]基带处理器22处理该数字化的接收信号以提取在该接收信号中传送的信息或数据位。这个处理典型地包括解调、解码和纠错操作。因而，基带处理器22通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)中被实现。所接收的信息然后经由网络接口 30向核心网络发送或者向基站14所服务的另一移动站16传送。网络接口 30通常将经由基站控制器10与核心网络相互作用。
[0022]在发射侧，在控制系统20的控制下基带处理器22从网络接口 30接收数字化的数据，该数据可以表示语音、数据或控制信息。基带处理器编码该数据用于传输。该编码的数据被输出到发射电路24，其中它被调制器用于调制在一个或多个期望发射频率上的载波信号。功率放大器(未示出)将放大该调制的载波信号到适合于传输的水平，并且通过匹配网络将该调制的载波信号递送到一个或多个天线28。
[0023]参考图3，说明了根据本公开的一个实施例配置的移动站16。移动站16将支持与基站14兼容的通信技术。移动站16将包括控制系统32、基带处理器34、发射电路36、接收电路38、一个或多个天线40和用户接口电路42。控制系统32将具有存储器44，用于存储对于操作所需要的必要软件和数据。接收电路38从基站14提供的一个或多个远程发射机接收承载信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)协作来放大和移除来自该信号的宽带干扰以处理。下转换和数字化电路(未示出)然后将下转换所述滤波、接收的信号到中间频率信号或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。基带处理器34处理该数字化的接收信号以提取在该接收信号中传送的信息或数据位。这个处理典型地包括解调、解码和纠错操作。基带处理器34通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)中被实现。
[0024]为了传输，基带处理器34从控制系统32接收数字化的数据，该数据可以表示语音、数据、媒体或控制信息，基带处理器34编码该数据用于传输。该编码的数据被输出到发射电路36，其中它被调制器用于调制在一个或多个期望发射频率上的载波信号。功率放大器(未示出)将放大该调制的载波信号到适合于传输的水平，并且通过匹配网络将该调制的载波信号递送到一个或多个天线40。对于本领域的技术人员可用的各种调制和处理技术可应用于本发明。
[0025]在此公开了用于增强在基站14和移动站16之间必然出现的控制信令以支持整体系统操作的各种技术。这些技术单独地或组合起来可以减少在移动站16和基站14中的控制开销、节省功率、减少处理需求，允许更快速的网络进入、节省网络资源或其任意组合。控制信令允许基站14和移动站16彼此通信以交换重要信息和操作指令,其称为控制信息。因为基站14通常控制通信，所以由基站14散布一大部分控制信息到移动站16。控制信息可以用于控制系统接入、业务分组的传输和接收、切换等等。[0026]由于控制信息在本质上是变化的，所以不同类型的控制信息具有不同的特性。例如，不同类型的控制信息在改变频率、它是单播、多播还是广播、需要它如何健壮、其对于系统接入的重要性等等方面是变化的。因此，不同类型的控制信息被不同地对待。下面的描述分类各种类型的控制信息，并且基于如何分类该信息，相应地实现控制信息的递送。
[0027]为了提供观点和突出现有技术的低效率，引用当前在IEEE802.16e标准中提供的调度控制和系统信息。根据IEEE802.16e标准，调度信息在MAP消息中被发送，而系统信息在分离的上行链路或下行链路信道中被发送。另外，相邻基站信息和寻呼信息在另外分离消息中被广播。大量(如果大多数的话)这种信息被周期性地重传，不管是否实际上需要它。例如，在MAP消息中提供的一些信息(诸如时空编码信息、测距(ranging)区域信息和快速反馈测距定义)不必是动态的并且因此被较不频繁地发送从而减少开销。在上行链路和下行链路信道中提供的一些信息是静态的，并且因此不需要基站14周期性地广播到已经进入网络的移动站16，或者以大大减小的速率来广播。这样的静态信息可以包括基站标识符、运营商标识符、子网标识符和时分双工比。
[0028]在上行链路和下行链路信道中提供的一些信息是半静态的，并且因此如果信息没有被改变，则不需要被基站14周期性地广播到移动站16，以大大减小的速率来广播，或者当信息改变时可以被广播。这样的信息可以包括突发属性(burst profile)和切换参数。类似地，相邻基站的信息通常是半静态的并且不需要被周期性地广播到已经进入网络的移动站16，假设信息没有被改变。从上面可以看出，提供或更新控制信息的需求改变。尽管某种控制信息经常地改变，但是其他控制信息可以仅仅周期性地改变，如果有的话。
[0029]例如，控制信息能够被分类为相对静态、半静态或动态。静态控制信息是相对固定的。半静态控制信息将在周期性的基础上或者响应于定义的事件而改变。动态控制信息是可以在相对连续基础上改变的信息。
[0030]不管是静态、半静态还是动态，通常在成帧结构中的定义位置上递送控制信息，其中每次传送帧或帧组时，在帧或帧组中某处提供某些信息。尽管连续提供动态控制信息可能是必需的，但是连续重传自上次传输以来没有改变的静态和半静态控制信息从处理观点和资源观点二者来看是非常低效的。
[0031]利用本发明，可以以不同的时间发送不同类型的控制信息以增加效率。例如，通过让基站14传送静态全系统(system-wide)信息可以减少控制信令开销，该静态全系统信息提供基本物理层配置信息，该基本物理层配置信息是响应于基站14检测到移动站16尝试进入网络而执行初始系统接入程序所需要的。这与让基站14在每帧或子帧中传送这样的信息而不管网络事件或条件形成对比。移动站16使用物理层配置信息以与基站14建立通信以用于到基站14所支持网络的网络进入。基站14能够传送静态全系统信息，在移动站16使用物理层配置信息执行初始系统接入之后，该静态全系统信息提供机器接入码(MAC)或其他上层配置信息。对于初始系统接入来说不需要上层配置信息，并且能够将该上层配置信息单播到合适的移动站16以进一步增加整体系统效率。
[0032]在上面的情况中，基站14可以广播上行链路测距(或随机接入)信息，该信息供进入网络的移动站16在发起上行链路测距(或随机接入)程序时使用。进入网络的移动终端16将接收上行链路测距(或随机接入)信息并且使用它以发起进入网络所需的上行链路测距程序，其中该程序基于上行链路测距或随机接入信息承担上行链路传输，正如在本领域中已知的。
[0033]在IEEE802.16m标准中，成帧结构如下。超帧包括4个帧并且每20毫秒传送该超帧。每帧具有8个子帧并且每5毫秒传送该帧。每个子帧通常对应于5个、6个或7个OFDM码元。
[0034]以下提供了将不同类型的控制信息分类为7个不同种类以及基于相应种类对控制信息的散布进行控制的典型方式。各种类型控制信息的递送可以基于合适的事件、条件或调度标准。对于以下例子，使用IEEE802.16m成帧结构；然而，本领域的技术人员将意识到这些概念到不同类型的成帧结构的应用性。
[0035]类型I控制信息被认为是静态的并且对应于移动站16解码从基站14接收的下行链路物理层帧/子帧所使用的基本全系统物理层信息。典型的控制信息包括带宽配置信息、CP大小、多载波配置信息、系统时间、时分双工(TDD)比信息、防护音(guard tone)等等。类型I控制信息通常包括静态全系统部署特定参数，其是在网络进入期间快速初始接入所需的。移动站16在与一个或多个服务基站14同步之后应该能够解码类型I信息。应该以非常高的可靠性递送类型I控制信息，并且能够周期性地或与初始测距事件关联地广播类型I控制信息。如果周期性地广播，应该在超帧内的固定资源位置中携带该信息。如果与初始测距事件关联地广播，则通过广播指针信道(BPCH)用信号通知控制信息的存在或不存在，这将在下面更详细地描述。
[0036]类型2控制信息被认为是伪动态(或者积极的(aggressively)半静态)并且可以从一个超帧到另一个超帧变化，但是从一个子帧到另一个子帧不改变，或者甚至被提供在任意超帧或超帧的子帧中。类型2信息对应于移动站16解码下行链路物理层帧/子帧所使用的基本全扇区(sector-wide)物理层信息。类型2信息可以包括信道化信息、传统和802.16m资源划分信息、子帧控制配置信息、超帧配置控制信息等等。信道化信息可以与分集区、局部区(localized zone)及信息、导频结构及信息等的划分相关。类型2信息还可以包含允许移动站16促进如在IEEE802.16标准所阐明的快速初始接入程序的初始测距区域或代码信息。因为在网络进入和切换期间对于快速初始接入通常需要类型2控制信息，所以移动站16在同步和接收类型I信息之后应该能够解码这个信息。如所指示的，类型I信息可能从一个超帧到另一个超帧改变，并且因而，在超帧内的固定资源位置中或在超帧的边界处每个超帧周期性地应该广播该信息，其中移动站16知道固定资源位置。类似类型I信息，应该以非常高的可靠性递送类型2信息。
[0037]类型3控制信息被认为是静态的并且对应于非物理层系统信息，例如基站标识符、运营商标识符、子网标识符等等。这个控制信息不必周期性地广播到移动站16并且在初始网络进入过程期间能够被单播到移动站16。另外，这个信息不必被提供在超帧、帧或子帧中的固定资源位置中。
[0038]类型4控制信息是半静态物理层或MAC层配置信息，例如切换参数、功率控制参数、快速反馈区域信息、测距区域信息等等。类型4控制信息以秒、分钟或小时的量级以相对慢的方式来改变，这与动态控制信息相反，该动态控制信息可能正在改变并且需要以小于100毫秒的时间段来更新。对于已经进入网络的移动站16来说，不需要以频繁的方式广播类型4信息，假设信息没有被改变。控制信道的设计应该支持对于移动站16的睡眠和空闲模式的高效功率节省，同时确保移动站16以及时的方式接收系统配置中的任何改变。对于执行初始网络进入的移动站16来说，在基站14已经完成与特定移动站16的初始测距程序之后，类型4信息可以作为单播消息在网络进入期间被发送到每个移动站16以加速网络进入。
[0039]类型5控制/[目息涉及关于服务基站14的相邻基站14的/[目息，或者与关于服务基站14的相邻基站14相关。类型5信息可以包括与类型3信息相应的静态信息或者与类型4信息相应的半静态信息。类型5控制信息可以周期性地或响应于事件而被广播。类型5控制信息还可以单播到想要增加相邻基站14到当前服务移动站16的活动基站集14的任意移动站16。
[0040]类型6控制信息是半静态并且能够被事件驱动的寻呼信息。不管快速寻呼还是常规(regular)寻呼信息，类型6控制信息通常不是周期性的并且应该被广播，无论何时存在一个或多个移动站16以通常与进入该网络的至少一个移动站16关联地寻呼。
[0041]类型7控制信息是动态的并且与下行链路和上行链路资源分配以及诸如MCS、多输入多输出(MIMO)模式、用户标识符、资源分配之类的业务突发指配(assignment)信息有关。类型7控制信息还可以包含上行链路业务的肯定应答(ACK)和否定应答(NAK)以及用于上行链路业务的功率控制信息。类型7控制信息可以每个子帧而改变并且如果业务突发是单播则该类型7控制信息被单播到移动站16，或者如果业务突发是多播/广播，则类型7控制信息被多播/广播到一组移动站16。基站14所服务的一个或多个移动站16的资源位置信息可以被多播到该组移动站16。
[0042]为了有效且高效地提供控制信息，广播指针信道(BPCH)被用于标识在诸如子帧、帧或超帧之类的给定帧结构中提供的控制信息的类型和可能地相对位置。在操作中，基站14将识别控制信息以在每个子帧中提供，产生子帧并且以连续的方式传送子帧。例如，假设对应于任意一个或多个控制信息类型1，3，4，5和6的控制信息可能存在在IEEE802.16m帧结构的子帧或超帧边界中。因而，类型3和4控制信息可以被提供在第一子帧中，而类型I控制信息可以被提供在后续子帧中，其可以不包括类型3和4控制信息。在一种配置中，BPCH不标识类型2和7信息。
[0043]子帧(或像成帧实体，如帧或超帧)可以具有BPCH以及控制信息存在其中的相应系统控制信息段。如上所述，不是每个子帧都需要BPCH并且在系统控制信息中提供的控制信息可以变化。系统控制信息段可以具有任何数量的控制信息块，其中存在的每个控制信息块可以对应特定类型的控制信息。BPCH用于标识在相应系统控制信息段中存在的控制信息的类型，并且如果需要或想要的话，标识不同控制信息的相对位置。例如，BPCH可以包括用于不同类型控制信息的存在标记，其中根据系统控制信息段中的相应控制信息的存在或不存在来设置所述存在标记。如果帧的控制信息段包括相应控制信息块中的类型3，4和5控制信息，则BPCH可以具有对应于类型3，4和5控制信息的标记，所述标记被设置指示这样信息的存在，而对应于其他类型控制信息的其他标记被设置指示其他信息类型的不存在。BPCH还可以提供系统控制信息段内相应控制信息块的位置、长度等等，以便移动站16能够确定系统控制信息段内控制信息的精确位置。每个控制信息块可以对应于不同类型的控制信息或一组控制信息类型。
[0044]利用这个配置，移动站16能够快速地且高效地确定在子帧中存在什么控制信息，存在的控制信息是否是相关的，以及在子帧中任意控制信息或所有控制信息的位置。因而，移动站16能够避免解码不相关的控制信息。实际上，这意味着一旦确定子帧是否包含相关控制信息，移动站16就能够快速地对解码与控制信息相关的子帧的剩余部分或者解码子帧的至少部分的需求进行估计。
[0045]当移动站16不活动或处于睡眠或空闲模式时，高效地确定相关控制信息是否存在于子帧中且相关的能力是特别有利的。这可以通过监视BPCH来完成。在这些模式中，移动站16不是积极地参与支持语音、数据或媒体通信，但是将周期性地醒来以获得或检查相关控制信息。如果正被监视的子帧中的BPCH指示没有控制信息存在或者控制信息存在，但是与该特定移动站16不相关，则移动站16能够快速地返回到睡眠或空闲模式而不需要解码子帧的剩余部分，包括存在但不相关的任意控制信息以及在子帧的其他部分中可以提供的任意资源和分配信息(类型7)。移动站16能够越快返回睡眠或空闲模式，就越节省功率。
[0046]当子帧中的BPCH指示控制信息存在并且移动站16确定存在的控制信息与该移动站16相关时，移动站16能够解码该控制信息。在某些配置中，移动站16能够选择性地仅解码相关的那个控制信息，从而当系统控制信息段具有相关和不相关控制信息这二者时，移动站16能够解码相关的控制信息而不解码不相关的控制信息以及在子帧的其他部分中提供的任意资源和分配信息(类型7)。通过消除对解码不相关控制信息的需求，移动站16能够进一步节省功率。此外，当不同类型的控制信息存在时(不管是分配的控制信息块中还是除此之外)，BPCH可以提供足够信息以让移动站16确定相关控制信息的位置以便避免需要解码不相关的控制信息。因而，基于BPCH，移动站16能够选择性地解码在子帧中存在的任意控制信息的全部或一部分。重要地，所有子帧都根本不需要在系统控制信息段中具有控制信息，更不用说特定类型的控制信息。
[0047]与控制信息一样，BPCH可以存在或者可以不存在于每个子帧中。下面的例子说明用于检测BPCH的存在的两种配置。对于第一种配置，参考图4A和图4B。在这种配置中，子帧包括控制段、可选BPCH段、可选系统控制信息段和用于业务突发的业务段。控制段可以包含用于业务突发的与在子帧内资源的划分有关的信息。该控制段可以具有固定长度和位置，其对于移动站16来说是已知的。以已知的方式编码和调制控制段。所述业务段携带着定义用于业务突发的资源分配的信息。
[0048]BPCH存在标记被添加到子帧的控制段以指示BPCH的存在或不存在以及如果有控制信息的话，可能还指示控制信息的类型和位置，该控制信息跟随在系统控制信息段中。当存在时，BPCH可以具有固定长度和位置，这对于移动站16来说是已知的。可以以已知的方式编码和调制BPCH。在操作中，移动站16按照如下方式来处理子帧。首先，移动站16将解码控制段并且分析BPCH存在标记以确定子帧是否包括BPCH。如果BPCH存在标记(I)指示BPCH存在于子帧中，如图4A所示的，则移动站16将解码和处理BPCH以便系统控制信息段中的所有控制信息或任意相关控制信息能够被解码。然后移动站16根据需要使用任何相关控制信息。业务段中的剩余资源是针对业务突发的并且基于控制段中的信息被划分。移动站16将根据控制段信息以传统的方式处理业务突发。
[0049]如果存在标记(O)指示BPCH不存在于子帧中，如图4B所示的，则移动站16将意识到BPCH和关联的系统控制信息段不存在于子帧中。业务段中的剩余资源是针对业务突发的并且基于控制段中的信息被划分。移动站16将根据控制段信息以传统的方式处理业务突发。
[0050]在上面的配置中，BPCH存在标记被提供在控制段中以指示BPCH以及因此系统控制信息段是否存在于子帧中。在图5A和图5B的配置中，没有利用BPCH存在标记。如果BPCH存在，则它将被提供在子帧中的固定位置上并且将具有固定长度以及被提供固定调制和编码方案(图5A)。在操作中，移动站16将首先尝试解码子帧中的所述位置处的BPCH，在该位置处预期发现BPCH。如果解码成功，则BPCH中提供的信息将允许移动站16识别和解码在系统控制信息段中提供的所有或相关控制信息，如上所述的。如果解码不成功，则移动站16将确定BPCH不存在，并且因而，在控制段中不提供控制信息(图5B)。移动站16然后将继续解码控制段以及在子帧的业务段中提供的业务突发。
[0051 ] 利用半静态控制信息，例如信息类型4和5以及可能类型2，基站14可以采取措施以通知移动站16关于何时控制信息改变以通过避免移动站需要解码没有改变或更新的控制信息而实现进一步功率节省。控制信息、版本信息以及用于控制信息的动作时间可以在相同或不同时间在相同或不同消息中从基站14发送到移动站16。当更新控制信息时，新的版本号被指配给控制信息以便能够识别和跟踪每个版本的控制信息。所述版本号在此被称为系统配置改变计数(SCCC)。动作时间标识配置信息何时应该生效或有效。通常，控制信息由移动站16下载且在动作时间被执行。在动作时间之前，移动站16将使用先前版本的控制信息。
[0052]在一种配置中，移动站16可以将当前有效的当前控制信息以及将在指定的动作时间上将来生效的新控制信息存储在控制系统32的存储器44中。如图3所示的，所述当前控制信息(CI(A))具有第一 SCCC(SCCC(A))，而所述新的控制信息(CI(B))具有第二SCCC (SCCC(B))，其不同于第一 SCCC。周期性地且以频繁方式，基站14可以发送当前SCCC以标识有效的当前控制信息以及系统配置改变警报(SCCA)标记以指示新的控制信息(其不同于当前控制信息)是否由基站14提供。同样，新的控制信息通常是被安排在将来发生的控制信息。例如，在相应超帧配置控制(类型2)信息中，对于每个超帧可以提供SCCC和SCCA标记。
[0053]通过检测基站14所提供的当前SCCC值，移动站16知道应该有效且当前使用的当前控制信息。假设移动站16接收且存储当前控制信息，移动站16将使用当前控制信息直到下载新的控制信息并且切换到新的控制信息的动作时间发生。当该动作时间发生时，新的控制信息将变为当前控制信息。如果移动站16检测到由基站14提供的对应于与正在使用的控制信息不同的控制信息的SCCC值，则移动站16将切换到合适的控制信息，如果这样的控制信息在存储器44中可用的话，或者停止到基站14的上行链路传输并且尝试解码来自基站14的下行链路传输的合适控制信息。一旦恢复合适控制信息，移动站16就将恢复到基站14的上行链路传输。
[0054]通过监视SCCA标记，移动站16能够确定基站14是否正在广播最终被用于替代当前控制信息的新的控制信息。如果SCCA标记指示新的控制信息正在被广播，则移动站16将试图解码在包括感兴趣的控制信息的当前和后续子帧中的广播消息直到新的控制信息被成功地解码并且存储在存储器44中。
[0055]当在活动或正常模式中操作时，移动站16可以按照如下操作以支持功率节省的努力。下面的操作假设:移动站16正在使用当前控制信息，该当前控制信息对应于当前正被基站14提供的当前SCCC。如果SCCA标记指示没有新的控制信息正被广播，则移动站16不需要解码正被基站14提供的相应控制信息。如果SCCA标记指示新的控制信息正被广播并且如果移动站16先前成功地解码与新SCCC相关联的新的控制信息，则移动站16不需要解码正被基站14提供的新的控制信息。因而，包括新的控制信息的某些子帧或其部分不需要被解码。如果SCCA标记指示新的控制信息正被广播并且如果移动站16先前没有成功地解码与新SCCC相关联的新的控制信息，则移动站16应该解码正被基站14提供的新的控制信息。这样的解码可能需要解码BPCH以确定在系统控制信息段中期望控制信息的存在和位置。因而，应该解码提供新的控制信息的某些子帧或其部分。
[0056]当在睡眠或空闲模式中操作时，移动站16可以按照如下操作以支持功率节省的努力。基站14将周期性地传送控制信息。移动站16将以由基站14设置的时间段周期性地醒来以尝试解码在相应控制信息中正发送的当前SCCC和SCCA标记。优选地，醒来时间将与基站14何时广播SCCC和SCCA标记的时间一致。
[0057]如果移动站16检测到正被广播的SCCC不同于用于移动站16存储的控制信息的SCCC，则移动站16应该在当前子帧期间醒来并且在后续子帧期间保持醒着以获得对应于基站14正广播的SCCC的当前控制信息。这样的解码可能需要解码BPCH以确定在系统控制信息段中期望控制信息的存在和位置。一旦获得当前控制信息，移动站16将执行当前控制信息并且开始上行链路传输或返回到睡眠或空闲模式。
[0058]假设基于基站14正广播的SCCC，移动站16具有当前控制信息并且使用该当前控制信息，可以提供下面的操作以在睡眠或空闲模式期间增强功率节省。如果SCCA标记指示新的控制信息正被广播并且如果移动站16先前没有成功地解码与新SCCC相关联的新的控制信息，则移动站16能够在当前子帧期间醒来并且保持醒着直到它解码基站14正提供的新的控制信息。同样，这样的解码可能需要解码BPCH以确定在系统控制信息段中期望控制信息的存在和位置。如果SCCA标记指示没有新的控制信息正被广播，则移动站16不需要解码正被基站14提供的相应控制信息并且能够返回到睡眠或空闲模式，假设移动站16在正常睡眠窗口或寻呼不可用窗口内，而不解码后续的子帧。
[0059]从以上可以看出，取决于控制信息的特征、移动站16的操作模式等等，控制信息可以被分类并且在不同时间被递送。下面提供了用于允许移动站16获得进入网络并且因而允许特定基站14启动业务通信的几个例子。使用上面描述的典型种类。对于第一个例子，假设基本上静态的类型I信息响应于基站14的范围内的移动站16启动通信的动作所触发的初始测距事件而被广播，该基本上静态的类型I信息被定义为用于解码下行链路物理层帧或子帧的基本全系统物理层信息。另外，假设类型1、3和4控制信息的存在或不存在由BPCH用信号通知并且提供在如上所述的系统控制信息段中。每个超帧在固定位置中广播类型2信息。
[0060]最初，移动站16将与基站14正提供的前导(preamble)或同步信道同步。移动站16将解码可用类型2控制信息并且获得相关测距区域信息。所述测距区域信息由基站14提供为控制信息并且执行上行链路测距程序时移动站16必须使用所述测距区域信息。因此，移动站16将使用所述测距区域信息以执行上行链路测距程序。基站14将检测由移动站16进行的上行链路测距尝试并且将传送类型I控制信息。移动站16将解码类型I控制信息。移动站16将继续其测距程序，并且然后获得任何可用类型3和类型4控制信息，其由基站14单播到移动站16。在正提供给移动站16的下行链路物理层帧上可以传送类型3和类型4控制信息。
[0061]对于第二个例子，假设基本上静态类型I信息被周期性地广播到基站14的范围内的移动站16。另外，假设类型I控制信息被提供在超帧内的固定资源位置中，并且BPCH的使用对于类型I控制信息不是必要的。BPCH可以用于类型3和4控制信息。每个超帧在固定位置中可以广播类型2信息。
[0062]最初，移动站16将与基站14正提供的前导或同步信道同步。一旦同步，移动站16将解码来自特定超帧的固定资源位置的类型I信息，然后优选地使用BPCH解码类型2控制信息。如果使用BPCH，则移动站16将基于BPCH识别子帧的系统控制信息段中的类型2控制信息的位置，并且然后因此解码类型2控制信息。基于在类型2控制信息中提供的测距信息，移动站16然后可以执行任何上行链路测距程序。一旦上行链路测距完成，移动站16就可以获得类型3和类型4控制信息，所述类型3和类型4控制信息在下行链路物理层子帧中从基站14被单播。再次，通过使用如上所述的BPCH，可以获得类型3和类型4控制信肩、O
[0063]在多载波环境中可以利用上面配置的某些方面。多载波环境是允许移动站16同时接收在两个或更多不同载波上传送的信息的环境。例如，IOMHz频谱能够被划分为2个5MHz的载波以便同时支持具有5MHz带宽能力的移动站16以及具有IOMHz带宽能力的移动站16。具有多载波模式的移动站16能够同时在5MHz载波和IOMHz载波上接收信息。不是所有载波需要冗余地携带控制信息。例如，全系统和全扇区(sector-wide)系统信息对于所有载波来说是共用的。因而，不需要在所有载波上传送基站ID，因为基站ID将保持相同，不管正使用一个或多个载波。在多个载波上重复控制信息仅仅增加了开销。因此，可以定义至少两种载波类型:主载波(primary carrier)和辅载波(secondary carrier) ?主载波可以携带同步信道(或前导)、所有系统信息、相邻基站信息、寻呼信息以及资源分配和控制信息，其通常对应上述的所有种类的控制信息。因而，主载波可以用于携带类型I到类型7控制信息。辅载波可以仅仅携带系统信息的子集，例如类型2控制信息，其与辅载波上的超帧配置相关；以及在该载波内每个子帧的资源分配和控制信息，例如类型7信息。这个类型的载波还可以携带同步信道(或前导)信息。不管配置如何，不同的主载波和辅载波不需要携带相同的控制信息。
[0064]通常，频谱内的一个或多个载波能够被指定为主载波，而频谱内的一个或多个载波可以被指定为辅载波。具有每次在单载波上传送和接收的能力的移动站16被指配给主载波。每次能够在多个载波上传送和接收的宽带移动站16被指配给一个或多个主载波以及一个或多个辅载波。基于上述分配，基站14可以在主载波上提供系统广播信息，例如类型1-6控制信息以及资源分配和控制信息，例如类型7控制信息。通过辅载波在超帧边界处可以传送超帧配置信息，例如类型2控制信息。因此，宽带移动站16将监视用于系统控制信息以及资源分配和控制信息的所指配的主载波，并且监视用于超帧配置的辅载波。
[0065]取决于基站14如何指示移动站16，通过任一载波可以反馈诸如一个或多个载波的信道质量信息(CQI)之类的信道信息。当被配置反馈辅载波的CQI时，移动站16必须测量与各个载波相关联的信道质量。例如，应该基于经由主载波接收的前导或导频符号来量化主载波的CQI，而应该基于经由辅载波接收的前导或导频符号来测量辅载波的CQI。[0066]本领域的技术人员应该意识到对本发明的实施例的改进和修改。所有这样的改进和修改被认为在这里所公开的概念和随后权利要求的范围内。
[0067]说明书附件
[0068]IEEE802.16m 控制框架
[0069]技术问题:
[0070]本申请提出了 BS与MS之间的控制信令机制的不同方面，以支持系统操作，包括系统配置、资源分配/控制、寻呼、MS网络进入、功率节省模式、多载波操作。所提出的方案考虑了减少控制开销，实现节省功率，降低MS处理要求，以及实现MS的快速网络进入。 [0071]已经试过什么解决方案并且它们为什么不能起作用？
[0072]这里是当前的解决方案及问题的列表:
[0073]?在现有系统比如WiMAX和UMB中，一些静态系统信息被周期性地广播，即使已经进入网络的MS不需要再次读取这些信息。
[0074]?导向信道(guide channel)的概念是已知的，并且具有与我们这里所提出的BPCH类似的功能，即指示帧中特定类型的控制信息的存在的信道。然而，已知的导向信道存在于每个帧中，而在这个申请中我们提出的方法允许仅在必要的时候才存在BPCH，以减少开销。
[0075]?主载波和辅载波的概念是已知的。然而，没有给出在主载波和辅载波上携带什么控制信息的具体映射。在本申请中，我们分类了不同类型的控制信息，并且提出了如何将它们映射到主载波和辅载波。多个载波上的负载均衡(load balancing)方案是已知的。这些没有提供有关控制信令的解决方案。公共层2 / 3协议(common layer2 / 3protocol)是已知，用来锚定(anchor)多个载波。公共层2 / 3协议执行所有载波的资源管理和其它系统管理。没有提出任何具体的控制信令方案，而本申请将提出这一方案。
[0076]?现有系统比如WiMAX和UMB对于不同功率节省模式下的MS没有高效的功率节省方式，来跟踪是否它具有最新的系统信息。
[0077]解决问题的特定元素或者步骤以及它们如何解决该问题
[0078]>为了减少广播控制信令开销，我们提出仅当BS检测到有MS尝试进入网络时才使BS传送静态全系统信息。有两种一般类型的静态全系统信息。第一种是初始系统接入所需要的基本物理层配置信息。第二种是初始系统接入不需要的MAC /上层信息。对于前者，一旦BS检测到有一个或多个MS尝试网络进入，该BS就必须广播该信息。对于后者，在MS已经执行初始系统接入之后，BS向该MS单播该信息。
[0079]>为了使BS检测到是否有一个或多个MS尝试进入网络，BS周期性地广播该上行链路测距(或随机接入)信息，以使得尝试网络进入的MS可以解码这样的信息并且使用它用于传送上行链路测距(随机接入)。
[0080]>由于不同类型的控制信令，例如系统配置广播、寻呼、资源分配/控制，应当以不同周期被发送并且有些是事件驱动的(例如，如果没有MS要寻呼则不必发送寻呼信息)，我们提出使用广播指针信道(BPCH)发信号通知(signal)特定类型的控制信息的存在。MS仅需要解码该BPCH来发现它是否需要解码后续的控制信道。这实现了节省功率。为了进一步减少开销，BPCH可以不存在于每一帧中。我们提出了两种选项用于MS检测是否存在BPCH。一种选项是MS执行盲检测BPCH的存在。第二种选项是由多播控制段(MCCS)中的标记来指示BPCH的存在，其中MCCS是已经存在于每一帧中用于资源分配/控制目的的段。
[0081]>由于对于MS来说接收由BS发送的系统配置信息是很重要的，所以我们提出使MS能够跟踪它是否具有由BS发送的最新的系统配置信息的方案。所提出的方案也实现在正常模式、睡眠模式和空闲模式下MS的功率节省。
[0082]>基于上面所列出的部分，我们提出了整体的MS网络进入程序。
[0083]>对于多载波部署情形，BS指示宽带MS监视载波的子集用于控制信息、功率节省目的，降低处理要求，以及减少系统控制信令开销。我们提出了携带不同类型的控制信息的主载波和辅载波。
[0084]引言
[0085]>本文献介绍了 802.16m系统操作所需的控制信息类型，所述802.16m系统操作包括系统接入、传输/接收业务分组、切换等等。[0086]>不同类型的控制信息在改变频率、广播或单播、鲁棒性要求、对初始系统接入的重要性等等方面具有不同特性。因此，不同类型的控制信息应当被不同地对待。
[0087]>本文献介绍了每种类型的控制信息应当如何由BS传送以及如何由MS接收。在MS如何获得必需的控制信息用于适当操作方面提供了 MS网络进入程序以及睡眠模式操作的描述。在MS如何为必需的控制信息监视每一载波方面还描述了对多载波操作的支持。
[0088]传统的16e系统中的控制信息
[0089]>在16e中，调度控制信息在MAP中发送，而系统信息在D⑶/ U⑶中发送。此外，邻近BS信息和寻呼信息在广播MAC消息中发送。
[0090]>在MAP上发送的一些信息不必是动态的，因此可以以较不频繁的方式来发送以减少开销。
[0091]?例如，STC区转换IE、测距区域定义、快速反馈区域定义。
[0092]> D⑶/ U⑶中的一些信息是静态系统信息，因此不需要周期性地广播给已经进入网络的MS或者以相对长的时段来广播以改进可靠性。
[0093]?例如，BS ID、运营商ID、子网ID、TDD比。
[0094]> DCD / U⑶中的一些信息是半静态系统配置信息，因此如果该配置还没有改变则不需要周期性地广播给已经进入网络的MS或者以相对长的时段来广播以改进可靠性。
[0095]?例如，突发属性、切换参数。
[0096]>同样，邻近BS信息是半静态信息，如果该配置还没有改变则不需要被周期性地广播给已经进入网络的MS。
[0097]DL控制信息的类型(I / 3)
[0098]
控制信息类型例子__特性控制信道设计
I)基本静态全带宽配置、CP静态全系统部信息应当要么a)系统PHY信大小、多载波署特定参数.周期性地广播要么息，用于解码配置、系统时在网络进入期b)由初始测距事件DL PHY帧/子间，TDD比、间快速初始接来触发。[0099]
【权利要求】
1.一种为网络服务的基站，所述基站包括: 用于促进与移动站无线通信的接收机、发射机和基带处理器；以及 与接收机、发射机和基带处理器关联的控制系统，所述控制系统被配置为: 检测事件；以及 响应于检测到所述事件，向移动站广播由移动站使用的全系统静态控制信息以促进与基站通信。
2.如权利要求1所述的基站，其中所述事件是所述移动站中的第一移动站经由基站进入网络的尝试。
3.如权利要求2所述的基站，其中所述全系统静态控制信息是第一移动站用于初始系统接入以促进与基站通信所需要的基本物理层信息。
4.如权利要求3所述的基站，其中所述控制系统还被配置为: 确定第一移动站已经执行用于网络进入的初始系统接入；以及 向第一移动站传送另外的全系统静态控制信息，该全系统静态控制信息提供媒体接入控制或其它上层配置信息。
5.如权利要求4所述的基站，其中对于用于网络进入的初始系统接入不需要所述另外的全系统静态控制信息。
6.如权利要求4所述的基站，其中所述另外的全系统静态控制信息被单播到第一移动站。
7.如权利要求1所述的基站，其中在第一移动站进入网络之前所述控制系统还适于将上行链路测距或随机接入信息广播到移动站，其中上行链路测距或随机接入信息被第一移动站用来发起与基站的上行链路测距或随机接入程序。
8.如权利要求1所述的基站，其中所述事件基于至少一个移动站所采取的动作。
9.一种操作为网络服务的基站的方法，其中所述基站包括用于促进与移动站无线通信的接收机、发射机和基带处理器，所述方法包括: 检测事件；以及 响应于检测到所述事件，向移动站广播由移动站使用的全系统静态控制信息以促进与基站通信。
10.一种为网络服务的基站，所述基站包括: 用于促进与移动站无线通信的接收机、发射机和基带处理器；以及 与接收机、发射机和基带处理器关联的控制系统，所述控制系统被配置为: 针对多种类型的控制信息中的每一种，确定传送的相应频率和相应位置，其中所述多种类型的控制信息包括全系统静态型控制信息， 检测事件； 响应于所述事件，确定要传送的控制信息的类型之一； 传送第一控制信息 ，其中所述第一控制信息与所确定的控制信息的类型相符。
11.如权利要求10所述的基站，其中根据与所确定的类型对应的频率和位置来执行所述第一控制信息的传送。
12.如权利要求10所述的基站，其中所述控制系统还被配置为传送第二控制信息，所述第二控制信息与不同的类型相符合，并且具有对应于该不同的类型的频率和位置。
13.如权利要求10所述的基站，其中所确定类型的控制信息是全系统静态型控制信息。
14.如权利要求13所述的基站，其中所述事件是所述移动站中的第一移动站经由基站进入网络的尝试。
15.如权利要求14所述的基站，其中所述全系统静态型控制信息是第一移动站用于初始系统接入以促进与基站通信所需要的基本物理层信息。
16.如权利要求15所述的基站，其中所述控制系统还被配置为: 确定第一移动站已经执行用于网络进入的初始系统接入；以及 向第一移动站传送第二控制信息，该第二控制信息与全系统静态型控制信息相符合，其中该第二控制信息提供媒体接入控制或其它上层配置信息。
17.如权利要求16所述的基站，其中对于用于网络进入的初始系统接入不需要所述第二控制信息。
18.如权利要求16所述的基站，其中所述第二控制信息被单播到第一移动站。
19.如权利要求10所述的基站，其中在第一移动站进入网络之前所述控制系统还适于将上行链路测距或随机接入信息广播到移动站，其中上行链路测距或随机接入信息被第一移动站用来发起与基站的上行链路测距或随机接入程序。
20.如权利要 求10所述的基站，其中所述事件基于至少一个移动站所采取的动作。
【文档编号】H04W48/12GK103648147SQ201310581242
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2009年3月10日 优先权日:2008年3月10日
【发明者】M-H·冯, H·张, S·弗日克, R·诺瓦克, J·元, D-S·于 申请人:苹果公司
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