一种时分双工系统中传输下行公共控制信息的方法 【技术领域】
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及在进行高速数据业务传输的无线通信系统中，传输下行公共控制信息的方法。
背景技术
当前，随着无线通信技术的不断发展，例如网络浏览、FTP下载等高速数据业务已经进入无线通信技术领域，并逐渐成为无线技术领域的发展方向。这些高速数据业务通常是上下行不对称的，下行业务数据量远大于上行，这种特性更适宜采用时分双工(TDD)系统，因为TDD系统上下行占用同一频段而在时间上分开，可根据上下行业务量的不同采用灵活的时隙分配方式，提高频谱利用率。在下行中，除了用户的业务数据信息之外，还存在下行控制信息，具体包括：广播、寻呼、各种前向接入信息等高层控制信息以及一些物理层控制信息。下面对这些下行控制信息逐一加以介绍：
广播信息，一种是主信息块(MIB)，一种是系统信息块(SIB)。SIB有很多种，可用来通知一个小区中所有用户有关核心网的信息、注册区域的信息、公共信道的信息以及邻小区信息等。MIB中包含关于整个网络的信息以及对SIB的一些控制信息，比如相应的SIB是否改变的指示等。广播信息是以一定的周期反复发送的，目地是尽可能保证小区中的所有用户都能接收到这些必要的信息。其中MIB发送的周期较短，而SIB的变化相对较慢，发送周期较长；
寻呼消息，单个用户的寻呼信息一般较短，并且传输位置满足一定规律，以保证每个用户在省电模式下，也能在特定位置正确接到属于自己的寻呼信息；
各种前向接入信息有公共的，也有某个用户专用的，包括连接建立、释放消息，无线承载建立、释放消息等；
物理层控制信息是由发送方物理层产生，并只在接收方物理层处理的信息，不需要经过高层处理，主要用来对物理层数据传输进行功率控制、定时调整等，在TDD系统中，还包括用户随机接入过程中对用户功率和定时进行调整的回应信息(FPACH)，该信息占用物理层公共资源进行传输。
上述几种下行控制信息中，占用公共物理资源传输的主要有广播、寻呼、公共的前向接入信息和一些数据量不大的用户专用前向接入信息，另外，对时分双工系统而言，FPACH也占用公共资源进行传输。这些占用公共物理资源传输的下行控制信息统一称为下行公共控制信息。
下面分别介绍两种现有技术中传输下行公共控制信息的方法。
1、第三代移动通信中的窄带TDD系统(TDSCDMA)：
参见图1所示，在该系统中，无线资源控制层(RRC)对各层的无线资源进行控制，无线链路控制层(RLC)对数据进行分割、级联、填充、加序列号、进行流量控制等操作，媒质接入控制层(MAC)实体对来自或发往物理层的数据块进行复用、解复用以及必要的调度等。在该系统中，对不同类型的下行公共控制信息的处理方式有所不同，下面参见附图分别进行说明，其中，附图中的SDU均表示服务处理单元，指从高层接收到的数据块，PDU表示协议数据单元，指经过本层处理后需要传到低层的数据块，各个公共控制信息的传输过程分别为：
对于广播信息，参见图2所示，RRC对广播信息进行分割、级联、调度等操作，形成若干数据块，经RLC透传到MAC，MAC执行对广播信息块的具体调度过程，以满足不同广播信息块的传输周期要求，在物理层L1中，广播信息块的传输始终占用固定的物理层时隙和码道；
对于寻呼信息的传输，参见图3所示，RRC将寻呼信息透传到RLC，其余过程与广播信息类似，不同之处还在于寻呼信息传输所占用的物理层时隙和码道满足预先设定的规律；
对于前向接入信息传输，参见图4所示，前向接入信息经过L3后，在RLC上进行必要的分割、级联、填充冗余比特等操作，形成一定大小的数据块，其中，该数据块的大小依赖于将要承载它的物理层资源，RLC层将形成的数据块传输到MAC层，该层对用户专有的信息需加上必要的用户标识，然后再将这些信息在物理层上传输，这些信息的传输占用的物理时隙和码道是由广播通知的；
对于物理层控制信息中的功控命令和同步位移指示，该系统通过将它们嵌入用户业务数据中进行传输；对于比特数较多的FPACH则占用预先设定的公共码分资源进行传输。
由此可见，对于TDSCDMA系统，不同的下行控制信息在不同的时隙和码道上传输，对话音业务来说，资源分配有一定的灵活性，但对于高速数据传输来说，如果仍然采用此种分散的传输方式则会限制业务数据的传输空间，造成资源浪费，同时也不利于如Turbo码等延时稍大而效果较好的编码技术的应用。
2、一种频分双工(FDD)系统中专门为高速数据业务优化设计的方案：高速数据速率(HDR)，该方案将一固定时间段内的所有下行公共控制信息集中在一起进行统一编码，以广播的形式发送出去。该方案中的无线接入层分为如下7层，分别是：应用层、流层、会话层、连接层、安全层、MAC层和物理层。参见图5所示，公共控制信息的传输过程为：公共控制信息在应用层进行必要的分割、级联，形成与承载它的流层资源适合的块，这些块通过流层和会话层之后，连接层将属于同一用户的会话层包级联在一起并加上必要的长度指示区分；经过安全层进行加密处理，到达MAC层，该层将不同种类、不同用户的控制信息快(连接层包)级联在一起形成固定长度的MAC层包，并且加上必要的MAC头以做区分，加上CC头标识级联后包的序号，到达物理层后，物理层对公共控制信息统一编码调制，以广播的方式发送出去。
可见，该方法实现了对高速数据业务传输过程中公共控制信息传输的优化，但该系统是一种FDD系统，对上下行业务量不对称的高速数据业务而言，会造成上行频谱资源的浪费。
有鉴于此，当前还提出了基于TDD系统的支持高速数据传输的系统，该系统随机接入过程中产生的物理层控制信息FPACH的信息量较大，因而存在对下行高层公共控制信息和物理层控制信息共同处理的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种TDD系统中传输下行公共控制信息的方法，该种方法可以实现对下行高层公共控制信息和物理层控制信息的共同处理，因此，可应用于基于TDD系统的支持高速数据传输的系统。
本发明为一种时分双工系统中下行公共控制信息的传输方法，包括以下步骤：
A、在预先设定的控制周期内，分别处理所有各个类型的高层控制信息，形成各自的数据块，传输至媒质接入控制层(MAC)的实体上，物理层将该周期内产生的物理层控制信息集中，形成物理层控制信息数据块；
B、MAC层上的处理单元获得物理层当前资源占用情况，根据该情况，对所有高层控制信息的数据块进行调度，将调度得到的数据块级联，形成满足物理层当前资源占用情况的高层数据包，并将该数据包传输至物理层；
C、物理层将预先设定控制周期内的物理层控制信息数据块与收到的高层数据包级联，进行统一的物理层调制编码处理，然后在固定时间段内以广播方式通过物理层发送出去。
其中，所述高层控制信息为广播信息、寻呼信息、前向接入信息或这些信息的任意组合。
其中，步骤B中所述MAC层上的处理单元获得物理层当前资源占用情况包括：
物理层将物理层控制信息数据块的大小通过原语通知MAC层。
其中，步骤B中所述根据该情况，MAC层上的处理单元对所有高层控制信息的数据块进行调度包括：
根据高层控制信息中不同类型信息的传输要求进行所述调度。
其中，步骤B中所述根据该情况，MAC层上的处理单元对所有高层控制信息的数据块进行调度进一步包括：
根据预先设定的高层控制信息的优先级进行所述调度。
其中，步骤B中所述将调度得到的数据块级联，形成满足物理层当前资源占用情况的高层数据包进一步包括：
在所述级联后，根据物理层当前资源占用情况判断物理层是否尚有剩余资源，如果是，则填充冗余比特以补足物理层当前资源。
其中，步骤B中所述将调度得到的数据块级联，形成满足物理层当前资源占用情况的高层数据包进一步包括：
在进行所述级联时，根据级联的数据块类型在数据块前分别添加必要的类型标识和长度指示。
其中，步骤B中所述MAC层上的处理单元位于基站上。
其中，步骤C中所述固定时间段为所述预先设定的控制周期内的一时间段。
可见，本发明为高速数据业务传输优化起见，将一段较长时间内的公共控制信息集中起来进行高效的编码，占用一段较短时间内的所有下行资源，以广播的形式发送出去。本发明实现了对下行高层公共控制信息和物理层控制信息的共同处理，满足了TDD系统的实际传输需求，且本发明在满足不同公共控制信息传输基本要求的同时，提高了传输效率，具有良好的技术效果。
【附图说明】
图1为TDSCDMA系统中接入层示意图。
图2为TDSCDMA系统中广播信息传输示意图。
图3为TDSCDMA系统中寻呼信息传输示意图。
图4为TDSCDMA系统中前向接入信息传输示意图。
图5为HDR下行控制信息分组封装传输示意图。
图6为本发明下行公共控制信息集中发送示意图。
图7为本发明传输下行公共控制信息流程图。
图8为本发明中高层控制信息和物理层控制信息复用的示意图。
【具体实施方式】
本发明为一种TDD系统中传输下行公共控制信息的方法，该方法将一定控制周期内的高层控制信息和FPACH等较大的物理层控制信息集中起来，在物理层进行统一的高效的编码，占用一段较短时间内的所有下行资源，以广播的形式发送出去。
下面结合附图对本发明进行详细描述。
在本发明实施例中，参见图6所示，预先设定控制周期T和公共控制时段C，控制周期用以确定被传输的公共控制信息的范围，公共控制时段与各个控制周期分别对应，是控制周期的一部分，作为传输控制周期内的下行公共控制信息的时间段；该公共控制时段一般占用时间较短；
参见图7所示，实现本发明需要以下步骤：
步骤1，在预先设定控制周期内，不同类型的公共控制信息分别经过RRC、RLC和MAC处理，形成各自的数据块，具体包括：
(1)根据预先设定控制周期，RRC将该周期内的所有广播信息进行处理，包括对广播周期的分割、级联和调度，形成一定数目的数据块，这些数据块经过RLC透传到位于基站中的MAC实体；
(2)根据预先设定的控制周期，RRC将该周期内产生的不同用户的寻呼信息经RRC、RLC透传到基站控制器的MAC；
(3)根据预先设定的控制周期，RLC对该周期内的所有前向接入信息进行处理，包括分割、级联、填充冗余比特，形成一定数目的数据块并传输到基站控制器的MAC层，MAC层对用户专有的数据块上加上用户标识；
参见图8，详细说明步骤2和步骤3：
步骤2，MAC层上的处理单元根据物理层当前资源占用情况，对所有不同类型公共信息的数据块进行数据块调度和数据块级联，生成满足物理层当前资源要求的数据包，传输到物理层，具体包括：
步骤2.1：根据步骤1所述预先设定的控制周期，TDD系统将该周期内所有发起随机接入的用户的FPACH集中处理，形成物理层控制信息数据块，物理层将当前资源占用情况通知MAC层上的处理单元；本实施例中，物理层通过原语的方式通知MAC层上的处理单元；
步骤2.2：在图6所示的公共控制时段内，MAC层上的处理单元根据该资源占用情况调度广播信息数据块、寻呼信息数据块和前向接入信息数据块，选出该控制周期需要传输的数据块，其中，调度结果应满足公共控制信息中不同类型信息的传输要求，具体为：
(1)对于广播信息，由于该信息已经在RRC进行过调度，且因为该信息优先级最高，因此，本实施例中保留RRC的调度结果；
(2)对于寻呼信息，本实施例中，对寻呼信息进行调度后，需要使得寻呼信息的传输位置满足一定规律，以使得用户即使在省电模式下，也能在特定的位置接收到属于自己的寻呼信息；
其中，上述调度过程可进一步根据这些数据块的优先级进行，并综合根据优先级和资源占用情况进行调度；
步骤2.3：MAC层上的处理单元对调度得到的数据块进行数据块级联，级联的同时进一步还包括：
(1)MAC层上的处理单元为不同类型的数据块分别加上标识，本实施例中，MAC实体为不同类型的数据块分别加上头(header)，以区分不同数据块，其中，header中至少包括类型标识和长度指示；
(2)MAC层上的处理单元在对高层数据块进行级联后，根据级联结果判断是否需要加入冗余比特，如果是，则执行填充冗余比特操作，形成满足物理层当前资源要求的数据块，否则，直接形成满足物理层当前资源要求的数据块；其中，为使得填充冗余比特不致太多以造成物理资源的浪费，本发明实施例中，在进行步骤1所述分割时，在满足分割要求的前提下，形成长度较小的块，以使得MAC层上的处理单元在本步骤中填充较少的冗余比特；
MAC层上的处理单元对调度得到的数据块级联之后，将形成的满足物理层当前资源要求的数据包发送到物理层；
在该步骤中，考虑到处理广播信息的MAC实体位于基站中，因此，本发明实施例中的MAC层上的处理单元也位于基站中，以有利于及时接收物理层反馈的消息和减少调度时间；
步骤3：物理层将收到的数据包与物理层控制信息数据块再次级联，形成满足物理层资源要求的数据包，并在物理层控制信息数据块前添加header，以标识该物理层控制信息数据块的长度，然后，对上述满足物理层资源要求的数据包进行统一的物理层调制编码处理，在图6所示的公共控制时段内以广播方式传输出去；
根据预先设定的周期，本发明重复执行以上步骤，实现下行公共控制信息的传输。
可见，本发明将一段时间内产生的下行高层公共控制信息依据物理层资源需求进行适当的调度，并和物理层控制信息一起统一进行高效率的编码，在满足了不同信息传输基本要求的同时，提高了频谱效率。