CN101227231A - 一种时分双工系统中物理上行控制信号的传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种时分双工系统中物理上行控制信号的传输方法,能够传输比特数较大的物理上行控制信号且保持发送信号仍为单载波信号。所述方法适用于上行控制信号大于2比特的情况,所述方法包括:基站NodeB为用户设备UE分配多个物理上行控制信道PUCCH上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;所述UE根据需要发送的上行控制信号的内容,从所分配的上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,在PUCCH信道上发送上行控制信号。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域,特别是涉及宽带无线时分双工系统中物理上行控制信号的传输方法。
背景技术
数字通信系统的飞速发展对数据通信的可靠性提出了更高的要求,然而,在恶劣的信道下,尤其是高数据速率或高速移动环境中,多径干扰及多普勒频移等严重地影响着系统性能,有效的差错控制技术,尤其是混合自动请求重传(Hybrid Automatic Repeat Request,HARQ)技术就成为通信领域致力研究的热点。
在HARQ方式中,发端发送的码,不仅能够检错,而且还具有一定的纠错能力。接收端译码器收到码字后,首先检验错误情况,如果在码的纠错能力以内,则自动进行纠错,如果错误很多,超过了码的纠错能力,但能检测错误出来,则接收端通过反馈信道给发端发一个判决信号,要求发端重发信息。在OFDM系统中,通过ACK/NACK(Acknowledged/Non-acknowledged)控制信号来表示传输正确/错误,以此来判断是否需要重传。
当ACK/NACK信号不与上行数据一起发送时,ACK/NACK信号将在专门的物理上行控制信道PUCCH(Physical Uplink Control Channel)上发送。当前的LTE(Long Term Evolution)系统中,ACK/NACK信号承载在PUCCH参考信号结构上,PUCCH参考信号结构如附图1所示。
图1为现有LTE系统中PUCCH信道参考信号结构的示意图,它主要用来承载ACK/NACK信息。在该示意图中,1ms的子帧分为两个0.5ms的时隙,当PUCCH使用常规循环前缀时,每个0.5ms的时隙包含7个符号,编号为#0~#6,每个符号频域上占12个子载波。其中编号为#2~#4的符号用于发送参考信号,编号为#0,#1,#5以及#6的这4个符号用于发送信息符号。
对于频分双工FDD(Frequency Division Duplex)系统,由于上下行子帧是一一对应的,因此,在一个上行子帧中发送的ACK/NACK信息比特为1比特或2比特,分别对应着下行传输的1个流或2个流。这1比特/2比特的ACK/NACK信息,经过BPSK/QPSK调制,形成一个调制符号,调制符号先在频域进行扩频因子为12的扩频(扩频序列为12长的CAZAC序列),再在时域经过一个长为4的Walsh码的时域扩展,然后映射到如附图1所示的PUCCH信道参考信号结构对应的信息符号上去,最后与参考信号一起组成一个时隙要发送信号。因此,对于FDD系统,ACK/NACK信号采用附图1所示的PUCCH信道参考信号结构来发送,能够满足ACK/NACK的性能以及覆盖要求。
图2为现有LTE系统中ACK/NACK信道码资源的结构示意图。同一个小区里的UE的ACK/NACK信号是通过码分复用的。首先在频域上(图中纵向),各个UE通过同一CAZAC序列的不同循环移位来进行复用,然后在时域上(图中横向),通过Walsh序列扩展来进一步的提高复用容量。PUCCH信道在频域占用12个子载波,因此频域扩展时采用的是长为12的CAZAC序列,信息符号在时域上有4个符号,因此信息符号的时域扩展是采用长为4的Walsh序列,而参考信号在时域上有3个,对参考信号经过长为3的DFT(离散傅里叶变换)扩展,如图2所示。通常,长为12的CAZAC序列共有12个可用的循环移位,但是,考虑到信道的延时扩展,使用相同时域扩展Walsh序列的UE通常只使用这12个可用循环移位的其中一部分,如只使用(0,2,4,6,8,10)或只使用(1,3,5,7,9,11)。
然而,对于时分双工TDD(Time Division Duplex)系统,由于上下行的不对称性,比如当下行传输子帧多于上行传输子帧时,就有可能需要在一个上行子帧中发送与多个下行传输对应的ACK/NACK信号。当要在一个上行子帧中反馈的ACK/NACK的信息比特数大于等于3比特时,如果要采用附图1的PUCCH信道参考信号结构来发送的话,一种解决方法是对多个ACK/NACK信号进行独立编码,使用不同的码资源在相同的时频资源上发送,但是这方法的主要问题是发送信号不再是单载波信号,因而将具有较高的峰均比PAPR(Peak Average Power Ratio),这对UE(User Equipment,用户设备)是不利的。
因此,针对TDD系统,有必要提出一种新的在上行子帧发送多个ACK/NACK信号的传输方法,以解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种时分双工系统中物理上行控制信号的传输方法,能够传输比特数较大的物理上行控制信号且保持发送信号仍为单载波信号。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种时分双工系统中物理上行控制信号的发送方法,所述上行控制信号大于2比特,包括:
基站NodeB为用户设备UE分配多个物理上行控制信道PUCCH上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;所述UE根据需要发送的上行控制信号的内容,从所分配的上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,在PUCCH信道上发送上行控制信号。
进一步地,所述方法进一步包括以下步骤:
(a)NodeB根据UE上行控制信号的比特数,预先为UE分配多个上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;
(b)UE发送上行控制信号时,根据所要发送的上行控制信号的内容从NodeB为其分配的多个上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,所选择的上行信道码资源表示无法承载于PUCCH信道的一部分上行控制信号的内容,所述UE使用所选择的上行信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送剩余的上行控制信号内容。
进一步地,设UE在一个上行子帧中要发送的上行控制信号比特数为M,M>2,NodeB为该UE分配的上行信道码资源数量为N,所述N满足以下表达式:2M-2≤N2。
进一步地,所述N为满足2M-2≤N2的最小正整数。
进一步地,在所述步骤(a)中,UE获知NodeB为其分配的上行信道码资源采用以下方式中的一种或几种的组合:NodeB通过下行物理信道将分配的上行信道码资源信息发送给UE;UE根据NodeB发送的需要UE进行反馈的数据的时频位置,确定NodeB分配给自己的信道码资源;UE根据NodeB发送的资源分配控制信息的时频位置,确定NodeB分配给自己的信道码资源。
进一步地,在所述步骤(b)中,所述UE在发送上行控制信号时,根据上行控制信号中M-2个比特的内容选择一种或几种信道码资源,使用所选择的信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送上行控制信号中其余2个比特的内容。
进一步地,所述上行控制信号是指ACK或NACK信息。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种时分双工系统中物理上行控制信号的传输方法,所述上行控制信号大于2比特,包括:
(a)基站NodeB根据用户设备UE上行控制信号的比特数,预先为UE分配多个上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;
(b)UE发送上行控制信号时,根据所要发送的上行控制信号的内容从NodeB为其分配的多个上行信道码资源中选择一种或几种信道码资源,所选择的上行信道码资源表示无法承载于PUCCH信道的一部分上行控制信号的内容,所述UE使用所选择的上行信道码资源进行时频扩展,在物理上行控制信道PUCCH上发送剩余的上行控制信号内容;
(c)NodeB根据为该UE分配的信道码资源以及上行控制信号的内容获取上行控制信号。
进一步地,在所述步骤(a)中,设UE在一个上行子帧中要发送的上行控制信号比特数为M,M>2,NodeB为该UE分配的上行信道码资源数量为N,所述N满足以下表达式:2M-2≤N2。
进一步地,所述N为满足2M-2≤N2的最小正整数。
进一步地,在所述步骤(b)中,所述UE在发送上行控制信号时,根据上行控制信号中M-2个比特的内容选择一种或几种信道码资源,使用所选择的信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送上行控制信号中其余2个比特的内容。
进一步地,在所述步骤(c)中,所述NodeB根据为该UE分配的所述信道码资源获得上行控制信号中M-2个比特的内容,根据所述PUCCH信道上承载的内容获得上行控制信号中其余2个比特的内容。
进一步地,所述上行控制信号是指ACK或NACK信息。
采用本发明提供的方法,能够很好的解决TDD系统中一个上行子帧要发送多个ACK/NACK的问题,该方法能够很好的满足ACK/NACK的性能要求以及覆盖要求,同时还可以适用于其它比特数较大的上行控制信号,且保持了上行的单载波特性。
附图说明
图1是现有PUCCH信道参考信号结构示意图;
图2是现有ACK/NACK信道码资源的结构示意图;
图3是UE向NodeB发送ACK/NACK的发送流程图;
图4a-4b是本发明第一实施例的上行控制信号示意图;
图5a-5d是本发明第二实施例的上行控制信号示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是通过NodeB(基站)分配多个PUCCH信道码资源,用于承载多个上行控制信号信息比特,并且NodeB与UE事先约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;UE根据需要发送的上行控制信号的内容,从所分配的上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,在PUCCH信道上发送上行控制信号。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
下面以UE向NodeB发送ACK或NACK(以下简写为ACK/NACK)为例对本发明进行说明。显然,除了ACK和NACK消息外,本方法还可用于发送其他比特数大于2的物理上行控制信号,具体实现方法同ACK/NACK消息的发送方法,对于本领域技术人员是显而易见的。
如图3所示,发送方法包括如下步骤:
步骤110,NodeB根据UE上行控制信号的比特数,预先为UE分配多个上行信道码资源;
UE获知NodeB为其分配的上行信道码资源可以采用以下方式中的一种或几种的组合:
NodeB通过下行物理信道将分配的上行信道码资源信息发送给UE;
UE根据NodeB发送的需要UE进行反馈的数据的时频位置,确定NodeB分配给自己的信道码资源;
UE根据NodeB发送的资源分配控制信息的时频位置,确定NodeB分配给自己的信道码资源。
为了便于叙述,将一个UE在PUCCH上使用的ACK/NACK信道码资源表示为(CSindex,OCindex),其中CSindex表示在频域上CAZAC序列的循环移位量,CSindex=i表示循环移位了i位的CAZAC序列,CSindex的取值范围是[0,11],OCindex表示在时域上Walsh正交码索引,OCindex=j表示索引为j的Walsh序列,OCindex的取值范围是[0,3]。通过这两个参数可以确定ACK/NACK在进行时频扩展时分别使用的CAZAC序列以及Walsh序列。
假设UE在一个上行子帧中要发送的ACK/NACK信息比特数为M(M>2),则给该UE分配N个ACK/NACK信道码资源,其中N的取值为满足以下表达式的最小正整数:
2M-2≤N2 (式1)
其具体原理可描述如下:由于PUCCH信道包括两个时隙,我们可以通过在两个时隙上使用不同的信道码资源来携带部分ACK/NACK信息。假定给UE分配了N个ACK/NACK信道码资源,则在PUCCH的两个时隙上,码资源的组合就有N2种。当要发送的ACK/NACK比特为M比特时,前(M-2)个比特对应2M-2种状态,后2比特通过QPSK调制来携带。因此,只要前(M-2)比特对应的2M-2种状态小于等于N2时,就能通过这N个信道码资源来携带M比特信息。
当然在其他实施方式中,NodeB为UE分配的上行信道码资源数量只要满足(式1)即可,目的在于使得不能采用PUCCH信道承载的一部分比特可以利用不同上行信道码资源的使用隐含地告知给NodeB,N取满足该式的最小正整数只是最节约信道码资源的一种方式。
步骤120,UE发送上行控制信号时,根据所要发送的上行控制信号的内容从NodeB为其分配的上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,所选择的上行信道码资源表示无法承载于PUCCH信道的一部分上行控制信号的内容,UE使用所选择的信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送剩余的上行控制信号内容。
如前所述,当UE要发送的ACK/NACK比特为M比特时,前(M-2)个比特对应2M-2种状态,也就是说,根据ACK/NACK前(M-2)个比特的值选择发送ACK/NACK的信道码资源(即时频扩展时分别使用的CAZAC序列以及Walsh序列),后2比特经过QPSK调制后得到1个调制符号,该符号通过前面选择的ACK/NACK信道码资源进行时频扩展后在PUCCH上发送。
相应的,NodeB根据为该UE分配的信道码资源对接收到的信号进行匹配,从而得到前(M-2)个比特信息;然后进行与发射端UE发送后2比特操作的逆操作,从而得到后2比特信息。
在其他实施方式中,UE也可以选择将前两个比特进行调制后发送,而将之后的(M-2)个比特值通过前述隐含的方式告知NodeB,只要事先与NodeB约定好即可。
第一实施例
当M=3时,满足(式1)的N的取值为N=2,因此分配该UE两个资源:(CSindex,OCindex)=(i,j),(CSindex,OCindex)=(m,n):
ACK/NACK=’0XX’时,如图4a所示,对后两比特信息’XX’进行QPSK调制得到调制符号S,然后使用码资源(CSindex,OCindex)=(i,j)在PUCCH参考信号结构的第一个时隙上发送,具体地:使用循环移位了i位的CAZAC序列对调制符号S进行频域扩展,使用索引号为j的Walsh序列对频域扩展后的序列进行时域扩展,得到在PUCCH参考信号结构上第一个时隙上要发送的信息符号;使用码资源(CSindex,OCindex)=(i,j)在PUCCH参考信号结构的第二个时隙上发送,具体地:使用循环移位了i位的CAZAC序列对调制符号S进行频域扩展,使用索引号为j的Walsh序列对频域扩展后的序列进行时域扩展,得到在PUCCH参考信号结构上第二个时隙上要发送的信息符号;
NodeB接收到上行控制信号后,根据UE发送该上行控制信号所使用的信道码资源确定ACK/NACK的第一位是0;对PUCCH上接收到的信息符号进行解码等操作得到ACK/NACK的后两位“XX”。
ACK/NACK=’1XX’时,如图4b所示,对后两比特信息’XX’进行QPSK调制得到调制符号S,然后使用码资源(CSindex,OCindex)=(m,n)在PUCCH参考信号结构的第一个时隙上发送,具体地:使用循环移位了m位的CAZAC序列对调制符号S进行频域扩展,使用索引号为n的Walsh序列对频域扩展后的序列进行时域扩展,得到在PUCCH参考信号结构上第一个时隙上要发送的信息符号;使用码资源(CSindex,OCindex)=(m,n)在PUCCH参考信号结构的第二个时隙上发送,具体地:使用循环移位了m位的CAZAC序列对调制符号S进行频域扩展,使用索引号为n的Walsh序列对频域扩展后的序列进行时域扩展,得到在PUCCH参考信号结构上第二个时隙上要发送的信息符号。
NodeB接收到上行控制信号后,根据UE发送该上行控制信号所使用的信道码资源确定ACK/NACK的第一位是1;对PUCCH上接收到的信息符号进行解码等操作得到ACK/NACK的后两位“XX”。
第二实施例
当M=4时,满足上述表达式的N的取值为N=2,因此分配该UE两个资源:(CSindex,OCindex)=(i,j),(CSindex,OCindex)=(m,n):
ACK/NACK=’00XX’时,如图5a所示,对后两比特信息’XX’进行QPSK调制,然后使用码资源(CSindex,OCindex)=(i,j)在PUCCH参考信号结构的第一个时隙上发送;使用码资源(CSindex,OCindex)=(i,j)在PUCCH参考信号结构的第二个时隙上发送;
ACK/NACK=’01XX’时,如图5b所示,对后两比特信息’XX’进行QPSK调制,然后使用码资源(CSindex,OCindex)=(i,j)在PUCCH参考信号结构的第一个时隙上发送;使用码资源(CSindex,OCindex)=(m,n)在PUCCH参考信号结构的第二个时隙上发送;
ACK/NACK=’10XX’时,如图5c所示,对后两比特信息’XX’进行QPSK调制,然后使用码资源(CSindex,OCindex)=(m,n)在PUCCH参考信号结构的第一个时隙上发送。使用码资源(CSindex,OCindex)=(i,j)在PUCCH参考信号结构的第二个时隙上发送;
ACK/NACK=’11XX’时,如图5d所示,对后两比特信息’XX’进行QPSK调制,然后使用码资源(CSindex,OCindex)=(m,n)在PUCCH参考信号结构的第一个时隙上发送;使用码资源(CSindex,OCindex)=(m,n)在PUCCH参考信号结构的第二个时隙上发送;
NodeB接收到上行控制信号后,根据UE发送该上行控制信号所使用的信道码资源确定ACK/NACK的前两位;对PUCCH上接收到的信息符号进行解码等操作得到ACK/NACK的后两位。
其他情况如此类推。
采用本发明提供的方法,能够很好的解决TDD系统中一个上行子帧要发送多个ACK/NACK的问题,该方法能够很好的满足ACK/NACK的性能要求以及覆盖要求,且保持了上行的单载波特性。
熟悉本技术领域的人员应理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围;凡是依本发明作等效变化与修改,都被本发明的专利范围所涵盖。
Claims (13)
1.一种时分双工系统中物理上行控制信号的发送方法,所述上行控制信号大于2比特,其特征在于,
基站NodeB为用户设备UE分配多个物理上行控制信道PUCCH上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;所述UE根据需要发送的上行控制信号的内容,从所分配的上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,在PUCCH信道上发送上行控制信号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括以下步骤:
(a)NodeB根据UE上行控制信号的比特数,预先为UE分配多个上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;
(b)UE发送上行控制信号时,根据所要发送的上行控制信号的内容从NodeB为其分配的多个上行信道码资源中选择一种或几种上行信道码资源,所选择的上行信道码资源表示无法承载于PUCCH信道的一部分上行控制信号的内容,所述UE使用所选择的上行信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送剩余的上行控制信号内容。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,
设UE在一个上行子帧中要发送的上行控制信号比特数为M,M>2,NodeB为该UE分配的上行信道码资源数量为N,
所述N满足以下表达式:2M-2≤N2。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述N为满足2M-2≤N2的最小正整数。
5.如权利要求2或3或4所述的方法,其特征在于,在所述步骤(a)中,UE获知NodeB为其分配的上行信道码资源采用以下方式中的一种或几种的组合:
NodeB通过下行物理信道将分配的上行信道码资源信息发送给UE;
UE根据NodeB发送的需要UE进行反馈的数据的时频位置,确定NodeB分配给自己的信道码资源;
UE根据NodeB发送的资源分配控制信息的时频位置,确定NodeB分配给自己的信道码资源。
6.如权利要求3或4所述的方法,其特征在于,在所述步骤(b)中,
所述UE在发送上行控制信号时,根据上行控制信号中M-2个比特的内容选择一种或几种信道码资源,使用所选择的信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送上行控制信号中其余2个比特的内容。
7.如权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于,
所述上行控制信号是指ACK或NACK信息。
8.一种时分双工系统中物理上行控制信号的传输方法,所述上行控制信号大于2比特,其特征在于,
(a)基站NodeB根据用户设备UE上行控制信号的比特数,预先为UE分配多个上行信道码资源,并与UE约定使用不同上行信道码资源发送上行控制信号所表示的不同内容;
(b)UE发送上行控制信号时,根据所要发送的上行控制信号的内容从NodeB为其分配的多个上行信道码资源中选择一种或几种信道码资源,所选择的上行信道码资源表示无法承载于PUCCH信道的一部分上行控制信号的内容,所述UE使用所选择的上行信道码资源进行时频扩展,在物理上行控制信道PUCCH上发送剩余的上行控制信号内容;
(c)NodeB根据为该UE分配的信道码资源以及上行控制信号的内容获取上行控制信号。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述步骤(a)中,
设UE在一个上行子帧中要发送的上行控制信号比特数为M,M>2,NodeB为该UE分配的上行信道码资源数量为N,
所述N满足以下表达式:2M-2≤N2。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述N为满足2M-2≤N2的最小正整数。
11.如权利要求8或9或10所述的方法,其特征在于,在所述步骤(b)中,
所述UE在发送上行控制信号时,根据上行控制信号中M-2个比特的内容选择一种或几种信道码资源,使用所选择的信道码资源进行时频扩展,在PUCCH信道上发送上行控制信号中其余2个比特的内容。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,在所述步骤(c)中,
所述NodeB根据为该UE分配的所述信道码资源获得上行控制信号中M-2个比特的内容,根据所述PUCCH信道上承载的内容获得上行控制信号中其余2个比特的内容。
13.如权利要求8或9或10或12所述的方法,其特征在于,
所述上行控制信号是指ACK或NACK信息。
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