CN101325573B - 传输块分段传输的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种传输块分段和分配物理资源的方法，包括步骤：对传输块进行分段并按比特数排序；按照分段的比特数目确定其占用的物理资源的数目；对传输块进行编码和速率匹配等操作；按分段的比特数单调不减的顺序对各个分段进行物理资源映射。

Description

传输块分段传输的设备和方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体的说涉及一种在无线通信系统中的对传输块进行分段传输的设备和方法。

背景技术

现在，3GPP标准化组织已经着手开始对其现有系统规范进行长期的演进(LTE)。在众多的物理层传输技术当中，基于正交频分复用(OFDM)的下行传输技术和基于单载波频分多址接入(SCFDMA)的上行传输技术是研究的热点。在LTE中有两种桢结构：即类型1帧结构(Type 1 FrameStructure)和类型2帧结构(Type 2 Frame Structure)。类型1帧结构中有FDD和TDD两种双工方式，而类型2帧结构中只有TDD一种双工方式。下面以LTE类型1 FDD系统为例描述当前LTE系统中的现有技术和问题，所述问题同样存在于LTE类型2系统中。

根据当前LTE的讨论结果，图1是LTE类型1 FDD的下行帧结构，无线帧(radio frame)(101-103)的时间长度为10ms；每个帧分为多个时隙(slot)(104-107)，目前的假设是每个无线帧包含20个时隙，时隙的时间长度为0.5ms；每个时隙又包含多个OFDM符号。根据目前的假设，LTE系统中有效OFDM符号的时间长度约为66.7μs。OFDM符号的CP的时间长度可以有两种，即一般CP(Normal CP，也称为短CP)的时间长度大约为4.69μs或者5.21μs，加长CP(Extended CP，也称为长CP)的时间长度大约为16.7μs，加长CP时隙用于多小区广播/多播和小区半径非常大的情况，一般CP时隙(108)包含7个OFDM符号，加长CP时隙(109)包含6个OFDM符号。根据目前的讨论结果，连续的两个时隙构成一个子帧(subframe)，并且传输时间间隔(TTI)是1ms，等于一个子帧的时间长度。

图2是LTE类型1FDD系统上行帧结构，与下行帧结构类似，其无线帧(201，202，203)的时间长度与WCDMA相同为10ms；每个帧细分为多个时隙(204-207)，目前的假设是每个无线帧包含20个时隙，时隙的时间长度为0.5ms；每个时隙又包含多个SCFDMA符号。与下行帧结构一致，SCFDMA符号的CP有两种长度，即一般CP和加长CP，一般CP时隙包含7个SCFDMA符号，加长CP时隙包含6个SCFDMA符号。根据目前的讨论结果，连续的两个时隙构成一个子帧(subframe)，并且传输时间间隔(TTI)是1ms，等于一个子帧的时间长度。

在当前的LTE的讨论中，对应于类型1帧结构的单播子桢，一般CP时的下行参考信号结构如图3所示。值得注意的是，为了描述全面，在本结构中基站有四个发射天线。当基站只有一根天线时，则在天线1，天线2，和天线3所使用的参考信号的时频资源上不发送任何参考信号。当基站有两根天线时，则在天线2，和天线3所使用的参考信号的时频资源上不发送任何参考信号。在该结构中，不同天线之间的参考信号采用频分复用的方式，即不同天线的参考信号使用不同的时频资源。每根天线的参考信号在频域传输的密度为1/6，即当某天线的参考信号在某个OFDM符号中传输时，在频域每六个子载波中有一个子载波传输该天线的参考信号。天线0和天线1的参考信号在每个下行时隙的OFDM符号0和OFDM符号4中传输，而天线2和天线3的参考信号在每个下行时隙的OFDM符号1中传输。另外，根据目前LTE的讨论，基站可以配置是否发送天线2和天线3的参考信号。

在当前的LTE的讨论中，类型1帧结构的上行参考信号结构如图4所示。示例一是一般CP子帧的上行参考信号结构，每个时隙包含7个SCFDMA符号，记为符号#0~符号#6，则位于时隙中间的SCFDMA符号(即符号#3)用于传输上行参考信号。示例二是加长CP子帧的上行参考信号结构，每个时隙包含6个SCFDMA符号，记为符号#0~符号#5，则第一个时隙的符号#2和第二个时隙的符号#3用于传输上行参考信号。在上述上行参考信号结构，当用户设备同时在多个天线上发送信号时，多个天线的参考信号采用CDM的方式在每个时隙的用作参考信号的符号上传输。

根据当前LTE的讨论结果，当传输块的比特数大于某个值Z(在LTE中是Z等于6144)从而需要进行分段时，为了使接收端能够对各个分段进行并行解码操作从而加快接收处理的速度，速率匹配是对每个分段分别进行，并且在物理资源映射时，各个分块以类似TDM的方式映射到一个TTI内的资源，即一个分段只映射到TTI内部的一部分符号上。例如，一些分段映射到TTI前部的符号上，另一些分段映射到TTI后部的符号上。在LTE中，这里的符号在下行是OFDM符号，在上行是SCFDMA符号。这样，接收方不必等到整个TTI的所有符号接收完毕，在收到包含一个分段的若干个符号后，就可以对这个分段进行处理，并同时接收TTI的后面的符号，从而达到对各个分段并行处理的目的。

这种对多个分段并行处理的方法，一个重要的问题是信道估计的问题。为了能够尽快的对分段进行解码处理，对某些分段，接收方将不能使用整个TTI内的所有参考信号进行信道估计，从而在信道估计精度上带来一定的损失。具体地说，对在TTI前部的符号上传输的分段，这个TTI后部的参考信号将不能用于信道估计，可用参考信号的数目较少，从而信道估计的精度相对较低；而对在TTI后部的符号上传输的分段，这个TTI内部的所有参考信号都可以用于信道估计，可用参考信号的数目较多，从而信道估计的精度相对较高。根据对信道估计精度的分析，一个TTI中的各个分段的解码性能是不同的，例如，位于TTI前部符号上的分段的解码性能较差，而位于TTI后部符号上的分段的解码性能较好。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无线通信系统中的对传输块进行分段传输的设备和方法。

按照本发明的一方面，一种传输块分段和分配物理资源的方法，包括如下步骤：

a)对传输块进行分段并按比特数排序；

b)按照分段的比特数目确定其占用的物理资源的数目；

c)对传输块进行编码和速率匹配等操作；

d)按分段的比特数单调不减的顺序对各个分段进行物理资源映射。

按照本发明的另一方面，一种对传输块分段进行HARQ传输的方法，包括如下步骤：

a)对传输块进行分段，并对每个分段分别编码；

b)对每次HARQ数据传输，分别确定各个分段映射到的物理资源数目，并对各个分段进行速率匹配；

c)对每次HARQ数据传输，分别确定各个分段到物理资源的映射次序，并完成物理资源映射。

按照本发明的另一方面，一种上行方向对传输块的分段的映射和传输方法，包括如下步骤：

a)用户设备对传输块进行分段；

b)用户设备分别对每个分段进行编码和速率匹配；

c)用户设备把传输块的分段映射到TTI内间隔一定距离的多个SCFDMA符号上。

按照本发明的另一方面，一种对传输块分段和映射的设备，包括：

a)传输块分段模块，用于把传输块分为多个分段并排序；

b)编码、速率匹配模块，用于对传输块分段进行编码和速率匹配等操作；

c)物理资源映射模块，用于按顺序为各个分段映射物理资源。

按照本发明的另一方面，一种解映射和分段重组的设备，包括：

a)传输块重组模块，用于把多个分段组合得到传输块；

b)解码、解速率匹配模块，用于分别对每个分段解速率匹配和解码等操作；

c)物理资源解映射模块，用于解映射出各个分段的信号。

按照本发明的另一方面，一种对传输块分段进行HARQ传输的发送设备，包括：

a)传输块分段模块，用于把传输块分为多个分段并排序；

b)编码模块，用于对传输块分段进行编码；

c)速率匹配模块，用于根据HARQ传输的次数，对各个分段进行速率匹配；

d)物理资源映射模块，用于根据HARQ传输的次数，为各个分段映射物理资源。

e)HARQ控制器，用于控制对分段的速率匹配和物理资源映射。

按照本发明的另一方面，一种对传输块分段进行HARQ传输的接收设备，包括：

a)传输块重组模块，用于把多个分段组合得到传输块；

b)解码模块，用于分别对每个分段进行解码；

c)解速率匹配模块，用于根据HARQ传输的次数，对各个分段进行解速率匹配；

d)物理资源解映射模块，用于根据HARQ传输的次数，进行物理资源解映射从而得到各个分段的信号；

e)HARQ控制器，用于控制对分段的解速率匹配和物理资源解映射。

按照本发明的另一方面，一种上行发送传输块分段的设备，包括：

a)传输块分段模块，用于传输块进行分段；

b)编码、速率匹配模块，用于对传输块分段进行编码和速率匹配等操作；

c)物理资源映射模块，用于为各个分段映射物理资源。

按照本发明的另一方面，一种上行接收传输块分段的设备，包括：

a)传输块重组模块，用于组合分段得到传输块；

b)解码、解速率匹配模块，用于分别对每个分段解速率匹配和解码等操作；

c)物理资源解映射模块，用于解映射出各个分段的信号。

附图说明

图1是LTE类型1的下行帧结构；

图2是LTE类型1的上行帧结构；

图3是一般CP时的下行参考信号结构；

图4是一般CP时的上行参考信号结构；

图5是对传输块分段和映射的设备图；

图6是解映射和分段重组的设备图；

图7是对传输块分段进行HARQ传输的发送设备图；

图8是对传输块分段进行HARQ传输的接收设备图；

图9是上行发送传输块分段的设备图；

图10是上行接收传输块分段的设备图；

图11事传输块分段和映射的示意图；

图12是对传输块分段进行HARQ传输的示意图1；

图13是对传输块分段进行HARQ传输的示意图2；

图14是上行方向映射传输块分段的示意图1；

图15是上行方向映射传输块分段的示意图2。

图16：上行方向对传输块分段进行HARQ传输的示意图

具体实施方式

当传输块的比特数大于某个值Z时，需要对传输块进行分段(segmentation)，从而分别对每个分段进行编码。在LTE中，Z等于6144，编码的方式采用Turbo编码。本发明下面描述了多种对传输块分段和传输的方法。

传输块分段和分配物理资源的方法：

当传输块的比特数大于Z时，对传输块进行分段，并记这个传输块划分的分段的个数是N_seg。这里，可以在对传输块进行分段时，保证后面的分段的比特数大于等于前面的分段；或者在分段完毕后，按照这N_seg个分段的比特数目对各个分段排序，从而保证后面的分段的比特数大于等于前面的分段。记传输块的比特数为B，并记各个分段依次为S_k，其比特数为N_seg ^k，这里k＝0，1，...，N_seg-1，即 $B=\underset{k=0}{\overset{N_{\mathrm{seg}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{\mathrm{seg}}^k.$ 这里，N_seg ^k随k的增加而增加或者不变。记物理信道的资源单元(RE)总数为N_RE ^tot。在LTE系统中，数据信道由多个资源块组成，所以N_RE ^tot等于各个资源块内的RE数目的总和。

第一种确定分段占用的RE的个数的方法是把物理信道N_RE ^tot个RE尽可能均匀的分配给各个分段，并且，比特数比较少的分段分配的RE的个数不多于比特数比较多的分段分配的RE个数，这有利于弥补比特数比较多的分段的编码速率(coding rate)的损失。第k个分段分配的RE个数由

下面的公式决定：

当一个分段只映射到TTI内的一部分符号上时，按照分段的比特数单调不减的顺序对各个分段进行物理资源映射，具体的说，比特数比较少的分段映射到TTI的前部的符号上，而比特数比较多的分段映射到分段的后部的符号上。

例如可以按照k增加的顺序依次映射分段S_k。这是因为TTI后部的符号的信道估计精度相对较高，有利于保证比特数较多的分段的解码性能。

第二种确定分段占用的RE的个数的方法是根据各个分段的比特数，尽可能地按比特数的比例分配物理资源。这样，各个分段的编码速率近似相等，从而编码性能近似。

第三种确定分段占用的RE的个数的方法是根据各个分段的编码以后的比特数，尽可能地按编码后比特数的比例分配物理资源。与第二种方法类似，这种方法使各个分段的编码速率近似相等，从而编码性能近似。

因为数据信道采用QAM调制方式，每个RE上的调制符号包含I和Q两个支路，所以另一种为各个分段分配物理资源的方法是定义最小资源单位是调制符号的一个支路，这样物理信道的N_RE ^tot个RE包含 $N_{\mathrm{IQ}}^{\mathrm{tot}}=2N_{\mathrm{RE}}^{\mathrm{tot}}$ 个单位的资源。这样上述方法可以扩展为把N_IQ ^tot个单位的资源分配给N_seg个分段。

如图5所示是发送设备图，传输块分段模块(501)和物理资源映射模块(503)是本发明的体现。首先，模块(501)用于对传输块进行分段，并按照分段的比特数目对各个分段排序，后面的分段的比特数大于等于前面的分段；接下来，模块(502)对各个分段分别进行编码(例如Turbo编码)、速率匹配等操作；然后，对各个分段的比特按顺序进行物理资源映射(503)，即比特数少的分段映射到TTI的前部，而比特数多的分段映射到TTI的后部。

如图6所示是接收设备图，物理资源解映射模块(603)和传输块重组(601)是本发明的体现。按照本发明的方法，在物理资源解映射模块(603)对物理信道解映射从而得到各个分段的比特；接下来，对各个分段的比特分别进行解速率匹配和解码等操作(602)；并在传输块重组(601)模块把各个分段组合成传输块；然后判断传输块是否发送成功。

在上行方向，当用户设备需要同时发送上行数据和上行控制信令时，上行数据和上行控制信令都是在上行数据信道上传输，所以用户设备在对传输块进行分段操作时，需要考虑上行控制信令占用的资源的影响。

上行控制信令可以分为两种类型，第一种类型是基站和用户设备双方都确信其是否传输的上行控制信令，例如周期性的信道质量指示(CQI)，周期性的CQI信令是通过高层信令来配置的，其可靠性很高，所以基站和用户设备都知道CQI传输的定时和占用的资源。第二种类型是基站和用户设备之间有可能存在不确定性的控制信令，例如响应下行HARQ数据传输的ACK/NACK，因为用户设备有可能错误检测进行下行调度的下行物理控制信道(PDCCH)，这包括：基站发送了对用户设备进行下行调度的PDCCH而用户设备没有检测到，或者基站没有发送对用户设备的进行下行调度的PDCCH而用户设备错误检测到进行下行调度的PDCCH；这样，用户设备不能完全确信其是否需要发送ACK/NACK控制信令。

记基站分配用户设备的上行数据信道的RE的总数为N_RE ^tot，第一种类型的上行控制信令占用的RE个数为N_C1，第二种类型的上行控制信令占用的RE个数为N_C2，并记传输块划分的分段的个数为N_seg。

在上行方向对传输块进行分段时，如果当前需要传输第一种类型的上行控制信令，用户设备把上行数据信道中去除第一种类型的上行控制信令占用的RE以外的其他RE分配给各个分段。这是因为通信的双方能够可靠的知道第一种类型的上行控制信令是否需要传输及其占用的资源，所以通信的双方都能可靠的知道上行数据信道中的那些RE是用于传输上行数据的。这里，为了保证各个分段具有近似相等的信道编码性能，一种方法是用户设备把上行数据信道中去除第一种类型的上行控制信令占用的RE以外的其他RE尽可能均匀的分配给各个分段。具体的说，按照上面对参数的表示方法，第k个分段分配的RE个数由下面的公式决定：

对传输块分段进行HARQ传输的方法：

根据目前LTE中的讨论结果，为了使接收端能够并行对传输块的各个分段进行解码操作从而加快接收处理的速度，速率匹配是对每个分段分别进行，并且在物理资源映射时，各个分块以类似TDM的方式映射到一个TTI内的资源，即一个分段只映射到TTI内部的一部分符号上。在LTE中，这里的符号在下行是OFDM符号，在上行是SCFDMA符号。这样，接收方不必等到整个TTI的所有符号接收完毕，在收到包含一个分段的若干个符号后，就可以对这个分段进行处理，并同时接收TTI的后面的符号，从而达到对各个分段并行处理的目的。

这种对多个分段并行处理的方法，一个重要的问题是信道估计的问题。为了能够尽快的对分段进行解码处理，对某些分段，接收方将不能使用整个TTI内的所有参考信号进行信道估计，从而在信道估计精度上带来一定的损失。具体地说，对在TTI前部的符号上传输的分段，这个TTI后部的参考信号将不能用于信道估计，可用参考信号的数目较少，从而信道估计的精度相对较低；而对在TTI后部的符号上传输的分段，这个TTI内部的所有参考信号都可以用于信道估计，可用参考信号的数目较多，从而信道估计的精度相对较高。根据对信道估计精度的分析，在一次数据传输中，TTI中的各个分段的解码性能是不同的，例如，位于TTI前部符号上的分段的解码性能较差，而位于TTI后部符号上的分段的解码性能较好。

实际上，即使不考虑对各个分段并行处理导致的信道估计性能的差异，各个分段的信道估计的性能仍然会有差异，相应地，各个分段的解码性能会有差异。这是因为不同的分段映射到TTI内的不同的符号上传输，而TTI内的不同的符号的信道估计性能是不同的。这对上行传输和下行传输都适用。

在上行方向，当需要在上行数据信道中同时传输上行数据和上行控制信令时，上行控制信令的传输可能导致各个分段的解码性能不同。例如，上行控制信令在上行数据信道的预定义的资源上传输；而对上行数据，按照不发送上行控制信令的情况来为传输块的各个分段分配资源，但是每个分段分配的上行资源内被上行控制信令占用的资源不能用于发送这个分段的数据，也就是说，对各个分段占用的资源进行打孔得到传输上行控制信令的资源。另外，如果考虑上面的划分第一种类型的上行控制信令(例如CQI)和第二种类型的上行控制信令(例如ACK/NACK)的方法，在分配上行数据分段占用的资源时，把上行数据信道中被第一种类型的上行控制信令占用的资源以外的其他资源分配给各个分段；同时每个分段分配的上行资源内被第二种类型的上行控制信令占用的资源不能用于发送这个分段的数据，即对各个分段占用的资源进行打孔得到传输第二种类型的上行控制信令的资源。在上述的打孔操作中，因为各个分段映射到TTI中的位置不同，各个分段被打掉的资源数目可能是不同的；或者，上述的打孔操作可能只发生在部分分段上；以上的情况都导致上行方向各个分段实际占用的资源数目不同，从而解码性能不同。

在下行方向，可以通过对公共参考信号进行功率提升来改善信道估计的性能。但是因为基站的最大发射功率是一定的，参考信号的功率提升必然导致可用于传输下行数据的功率减少。这时，一种解决方法是对参考信号所在的OFDM符号上的部分或者全部传输下行数据的RE进行打孔，即这些RE不用于传输下行数据，其发送功率为0。这样，在下行方向，如果按照不对参考信号所在的OFDM符号进行打孔的情况来为各个分段分配资源，当基站对参考信号所在的OFDM符号进行打孔时，各个分段被打掉的资源数目可能是不同的，即各个分段实际占用的资源数目不同，从而解码性能不同。

记一个传输块划分的分段的个数是N，并记各个分段依次为S₁，S₂，...S_N。在基于HARQ机制传输数据时，在HARQ重传时，变换各个分段在一个TTI内的发送次序，使分段在各次传输时的解码性能不同，从而在接收端执行HARQ合并后，保证各个分段的解码性能平均化，进行提高整个传输块成功传输的概率。例如，在HARQ初始传输时，按照某个顺序发送各个分段，一般来说，可以按照升序S₁，S₂，...S_N的顺序发送各个分段，这样，在这次传输中S₁的解码性能比S_N的解码性能差；在第一次HARQ重传时，变换各个分段的发送次序，例如按照降序S_N，S_N-1，...S₁发送各个分段，这样，在这次重传中S₁的解码性能比S_N的解码性能好，从而当接收方对这两次传输进行HARQ合并后，分段S₁和S_N的解码性能趋于一致，整个传输块的解码性能提高；在后续的HARQ重传中，可以采取不同于前面的次序发送各个分段，也可以重复采用前面的传输各个分段的发送次序。

当映射分段的方法是从TTI开始位置依次映射各个分段时，例如从时间上看，在映射完一个分段后才开始映射下一个分段，这样，在执行HARQ重传时，变换各个分段映射到TTI中的次序。当映射分段的方法是把传输块的各个分段分为多种组，并从TTI开始位置依次映射各个组的分段，即每个组内的分段复用到TTI内的相同的时间位置上，这样，在执行HARQ重传时，变换各个分段的组映射到TTI中的次序。

本发明不限制第一次传输和重传时的各个分段具体的排列次序。与HARQ的冗余版本(RV)的定义类似，系统可以预定义几种可能的分段映射到TTI的次序。这样，在每次HARQ数据传输时采用预定义的一种分段发送次序。这时，某一次数据传输时实际采用的分段发送次序可以通过控制信令显示的指示，这类似于通过控制信令指示当前采用的HARQ RV。某一次数据传输时实际采用的分段发送次序可以隐含的通过其他信息指示：例如，采用的分段发送次序可以和HARQ RV绑定；或者采用的分段发送次序可以和当前对同一份数据的HARQ传输次数绑定。

采用这样方法，在HARQ重传时变化各个分段的发送次序，相应地需要确定在初始传输和每次HARQ重传时各个分段占用的物理资源的数目(例如RE的个数)。第一种确定HARQ重传时各个分段的物理资源数目的方法是：在重传时保持各个分段占用的物理资源的数目不变。即在第一次传输时，计算出一个分段占用的物理资源数目后，以后的每一次重传中，这个分段都占用相同数目的物理资源。记第一次传输时第k个分段分配的物理资源的数目是R_seg ^k，则HARQ重传时第k个分段分配的物理资源的数目仍然是R_seg ^k，这里k＝0，1，...，N_seg-1。第二种确定HARQ重传时各个分段占用的物理资源的数目的方法是：根据分段映射到的物理信道中的位置确定分配的物理资源的数目。在第一次传输时，记第k个分段分配的物理资源的数目为R_seg ^0，k，并记第k个分段映射到物理资源的位置为第k个资源位置，也就说物理信道的第k个资源位置包含数目为R_seg ^0，k的物理资源，这里k＝0，1，...，N_seg-1。固定从物理信道的资源位置到这个位置上的物理资源数目的对应关系。在HARQ重传时，分段的映射次序进行了变化，按照分段的新映射次序，确定分段占用的物理资源数目。即，假设一个分段的新映射次序是第k个，其占用的物理资源数目是R_seg ^0，k。

如图7所示是发送设备图，HARQ控制器(700)、速率匹配器(703)和物理资源映射模块(705)是本发明的体现。模块(701)用于对传输块进行分段；模块(702)对各个分段分别进行编码(例如Turbo编码)；接下来，按照本发明的方法，在HARQ控制器(700)的控制下，对各个分段分别进行速率匹配(703)，经交织等其他处理(704)，进行物理资源映射(705)；这里在HARQ重传时，HARQ控制器(700)控制各个分段速率匹配输出的比特数，并变化在物理资源映射时占用的资源；注意本发明不限制HARQ是否对速率匹配(703)和物理资源映射(705)之间的其他处理(704)进行控制。

如图8所示是接收设备图，HARQ控制器(700)、解速率匹配器(703)和物理资源解映射模块(705)是本发明的体现。按照本发明的方法，在HARQ控制器(700)的控制下，接收机进行物理资源解映射(805)从而得到各个分段的信号，经其他处理(804)后，对每个分段分别进行解速率匹配(803)；这里在HARQ重传时，HARQ控制器(700)控制接收机在TTI的不同物理资源上解映射出分段的信号，并控制对其进行解速率匹配；接下来，对解速率匹配后的软比特进行HARQ合并，并进行解码(802)；最后，经传输块重组(801)模块把各个分段组合成传输块；然后判断传输块是否发送成功。

上行方向对传输块的分段的映射方法：

在上行方向，为了获得比较精确的信道估计性能，基站不得不在收到第二个时隙中的参考符号后，才能进行信道估计，然后开始对各个分段进行软解调和解码操作。根据LTE系统的上行子帧结构的对称性，即数据符号和参考符号的位置是左右对称的，所以从信道估计的性能来看，TTI的第一个时隙内的符号(升序排列)的信道估计性能分别和第二个时隙内的符号(降序排列)对应相等。本发明提出的映射传输块的分段的方法既可以用于上行局部式频分复用(LFDMA)信道，也可以用于上行LFDMA+跳频(hopping)信道。尤其是对上行LFDMA信道，本发明的方法可以在不影响并行处理和信道估计性能的基础上提高是对上行数据传输的时间分集的效果。

一种映射分段到物理层的方法是，对TTI内的各个SCFDMA符号进行分组，每个分段映射到一组或者多组SCFDMA符号上，从而可以获得时间分集的效果。本发明不限制每组SCFDMA符号的物理资源数目是否相等。基于这种映射方法，第一种映射结构是把第一个时隙内除参考符号以外的其他符号划分为一组G₁，同时把第二个时隙内除参考符号以外的其他符号划分为一组G₂。第二种映射结构是把两个时隙内的参考符号左侧的符号划分为一组G₁，同时把两个时隙内的参考符号右侧的符号划分为一组G₂。在LTE中，对一般CP的子帧，每组包含6个SCFDMA符号；对加长CP的子帧，每组包含5个SCFDMA符号。两种映射结构的基站并行处理用户设备的数据的性能是一样的，并且两种映射结构的每一组内的符号的信道估计性能也是相当的，但是第二种映射结构可以利用时间分集来提高数据传输的性能。第三种映射结构是把第二个时隙内的参考符号左侧的SCFDMA符号划分为一组G₁，同时把第二个时隙内的参考符号右侧的SCFDMA符号划分为一组G₂。在LTE中，对一般CP的子帧，组G₁包含9个SCFDMA符号，组G₂包含3个SCFDMA符号；对加长CP的子帧，组G₁包含8个SCFDMA符号，组G₂包含2个SCFDMA符号。值得注意的是，对以上三种映射结构，并不限制一个分段的速率匹配后的比特只能在一个组(G₁或者G₂)内传输，根据实际情况，可能有一个或者多个分段的速率匹配后的比特同时在两个组(G₁和G₂)内传输。

当考虑上行信道测量(Channel Sounding)的参考信号(CS-RS)时，TTI内的一个SCFDMA符号的部分或者全部资源可能会分配用于传输CS-RS，从而TTI内传输上行数据的资源减少。这时一种处理方法是用于传输CS-RS的SCFDMA符号所在的组的上行数据资源数目减少，而另一个组的上行数据资源数目不变。另一种处理方法是仍然保证两个组内的上行数据资源的个数相等。这时，有一个传输上行数据的SCFDMA符号的资源被分为两部分，并分别属于不同的组，从而使两个组内的物理资源数目相等。特别地，这个分为两部分并分别属于不同组的SCFDMA符号是和用于CS-RS的SCFDMA符号左右对称的符号。例如，根据当前LTE的讨论结果，一种发送CS-RS的方法是CS-RS在TTI的最后一个SCFDMA符号上传输，与TTI的最后一个SCFDMA符号左右对称的符号是TTI的第一个SCFDMA符号，所以可以把第一个SCFDMA符号分为两部分，并分别属于不同的组。这个分为两部分并分别属于不同组的SCFDMA符号也可以是TTI的第一个时隙的最后一个SCFDMA符号。本发明不限制这个符号的具体位置。

另一种映射分段到物理层的方法是把每个分段分别映射到TTI的间隔一定距离的两组SCFDMA符号上。例如，映射到TTI的每个时隙的一部分SCFDMA符号上。具体地说，第一个分段分别映射到TTI的第一个时隙的第一个SCFDMA符号开始的若干个符号和TTI的第二个时隙的第一个SCFDMA符号开始的若干个符号；第二个分段分别在每个时隙内从第一个分段结束的SCFDMA符号开始映射；依次类推，每个分段都从前一个分段结束的SCFDMA符号开始映射。

如图9所示是发送设备图，物理资源映射模块(903)是本发明的体现。模块(901)用于对传输块进行分段；模块(902)对各个分段分别进行编码(例如Turbo编码)、速率匹配等操作；接下来，按照本发明的方法，对各个分段的比特进行物理资源映射(903)。

如图10所示是接收设备图，物理资源解映射模块(1003)是本发明的体现。按照本发明的方法，在物理资源解映射模块(1003)对物理信道解映射从而得到各个分段的比特；接下来，对各个分段的比特分别进行解速率匹配和解码等操作(1002)；并在传输块重组(1001)模块把各个分段组合成传输块；然后判断传输块是否发送成功。

实施例

本部分给出了该发明的六个实施例，为了避免使本专利的描述过于冗长，在下面的说明中，略去了对公众熟知的功能或者装置等的详细描述。

第一实施例

本实施例中描述本发明的一种对传输块进行分段的方法。这里记分段比特数的最大值为Z，在LTE中，Z等于6144。

记传输块的比特数为B，记为b₀，b₁，b₂，...，b_B-1，并且B＞Z，所以需要对传输块进行分段，并进一步假设需要添加的填充比特的个数为Y。传输块分段的总个数为

根据LTE中的讨论结果，分段可以有两种大小，分别记为K₊和K_-，记D＝K₊-K_-，大小为K_-的分段的个数为

大小为K₊的分段的个数为C₊＝C-C_-。这里，Y＝C₊·K₊+C_-·K_--B。

一种添加填充比特和分段的方法是：把Y个填充比特添加到传输块的前面；然后，按照从前到后的顺序进行分段，先分出C₊个大小为K₊的分段，然后分出C_-个大小为K_-的分段。这里第一个大小为K₊的分段的前部是Y个填充比特。记第r(0≤r＜C₊)个分段的比特为

这里K_r等于K₊或者K_-。这样，第0个分段的前部是Y个填充比特，即o_0k＝0，k＝0，1，2，...，Y-1，其后部的比特是o_0k＝b_k-Y，k＝Y，Y+1，Y+2，...，K₊-1；第r(1≤r＜C₊)个分段的比特是 $o_{\mathrm{rk}}=b_{r\·K_{+}-Y+k},$ k＝0，1，2，...，K₊-1；第r(C₊≤r＜C)个分段的比特是 $o_{\mathrm{rk}}=b_{C_{+}\·K_{+}-Y+(r-C_{+})\·K_{-}+k},$ k＝0，1，2，...，K_--1。

又一种添加填充比特和分段的方法是：按照从前到后的顺序，首先对传输块分出C_-个大小为K_-的分段；然后把Y个填充比特添加到传输块的剩余比特的前面，并按照从前到后的顺序分出C₊个大小为K₊的分段。这样，第r(0≤r＜C_-)个分段的比特是 $o_{\mathrm{rk}}=b_{r\·K_{-}+k},$ k＝0，1，2，...，K_--1；第C_-个分段前部是Y个填充比特，即 $o_{C_{-},k}=0,$ k＝0，1，2，...，Y-1，其后部的比特是 $o_{C_{-},k}=b_{C_{-}\·K_{-}+k-Y},$ k＝Y，Y+1，Y+2，...，K₊-1；第r(C_-＜r＜C)个分段的比特是 $o_{\mathrm{rk}}=b_{C_{-}\·K_{-}+(r-C_{-})\·K_{+}-Y+k},$ k＝0，1，2，...，K₊-1。

第二实施例

本实施例中描述本发明为传输块分段和分配物理资源的方法。这里记分段比特数的最大值为Z，在LTE中，Z等于6144，编码的方式采用Turbo编码。在图11中省略了速率匹配后到物理资源映射之间的操作。

如图11所示，记传输块的比特总数为B，在传输块分段模块中对其进行分段。这里，记传输块分为N个分段，并记各个分段的比特数依次为K_i，即 $B=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{K}_i,$ 这里i＝1，2，...，N-1，并假设相邻两个分段的比特数满足并且K_i≤K_i+1。记物理信道的资源总数为N^tot，根据本发明的方法计算各个分段映射的物理资源的数目，即第i个分段的物理资源数目为然后，分别对各个分段进行编码，例如Turbo编码，各个分段对应的输出比特数分别为3K_i+12。接下来，根据各个分段映射的物理资源的数目，对编码后的比特进行速率匹配，并记输出比特一次为S_i。为了描述简单，图11中省略了速率匹配后到物理资源映射之间的操作。接着，各个分段按照索引从小到大的顺序从TTI的开始位置进行物理资源映射。具体的说，索引小的分段映射到TTI的前部，而索引大的分段映射到TTI的后部。

第三实施例

本实施例中描述本发明对传输块分段进行HARQ传输的方法。这里以LTE类型1系统下行传输为例，并假设基站配置4根发射天线。不是一般性，这里假设下行子帧的前两个OFDM符号用于传输下行物理控制信道(PDCCH)。假设传输块分为两个分段，记为分段#0和分段#1。记下行子帧内的14个OFDM符号的索引从左到右为#0~#13。

图12是基站在HARQ传输时映射传输块分段的示意图。示例一是初始传输时的分段映射图，分段#0映射到TTI的前部，即映射到OFDM符号#2~#7的公共参考信号以外的RE上；分段#1映射到TTI的后部，即映射到OFDM符号#8~#13的公共参考信号以外的RE上。示例二是第一次HARQ重传时的分段映射图，分段#1映射到TTI的前部，即映射到OFDM符号#2~#7的公共参考信号以外的RE上；分段#0映射到TTI的后部，即映射到OFDM符号#8~#13的公共参考信号以外的RE上。当HARQ重传次数大于1时，后续的HARQ重传可以重复使用示例一或者示例二的映射方法。

根据图12的基站发送下行数据的方法，用户设备在接收数据时，对初始传输，传输块分段#1的解码性能优于传输块分段#0；在第一次重传时，传输块分段#0的解码性能优于传输块分段#1。从而用户设备对两次传输的下行数据执行了HARQ合并后，这两个分段的解码性能趋于一致，这有利于提高传输块的接收可靠性。

第四实施例

本实施例中描述本发明对传输块分段进行HARQ传输的方法。这里以LTE类型1系统下行传输为例，并假设基站配置4根发射天线。不是一般性，这里假设下行子帧的前两个OFDM符号用于传输下行物理控制信道(PDCCH)。假设传输块分为四个分段，记为分段#0~#3。注意图13中的各次传输时各个分段的次序是示意性的，本发明不限制具体的传输次序。

图13是基站在HARQ传输时映射传输块分段的示意图。示例一是初始传输时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是从分段#0到分段#3。示例二是一次重传时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是从分段#3到分段#0；示例三是第二次重传时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是(#2、#0，#3、#1)；当HARQ重传次数大于2时，后续的HARQ重传可以使用新的映射次序，也可以重复使用示例一、示例二或者示例二的映射方法。

根据图13的基站发送下行数据的方法，用户设备接收下行数据，因为公共参考信号的位置分布，每次传输时各个分段的解码性能都有所差别，从而用户设备对多次传输的下行数据执行了HARQ合并后，各个分段的解码性能趋于一致，这有利于提高传输块的接收可靠性。

第五实施例

本实施例中描述本发明在上行方向对传输块分段的映射方法。以LTE类型1为例，对一般CP子帧结构，各个SCFDMA符号的索引是#0~#13；而对加长CP子帧结构，各个SCFDMA符号的索引是#0~#11。下面以上行LFDMA信道为例描述本方法。如图14所示，这里假设上行TTI内的物理资源分为两个组来映射传输块分段。

示例一是一般CP子帧的映射结构，两个时隙内的参考符号(#3和#10)左侧的SCFDMA符号(#0~#2，#7~#9)划分为一组G₁；两个时隙内的参考符号(#3和#10)右侧的SCFDMA符号(#4~#6，#11~#13)划分为一组G₂。

这里，组G₁和组G₂分别用于传输一部分分段，并且可能存在一个多个分段同时在两个组内传输。例如，当传输块分段的个数为奇数时，可以有一个分段需要同时在两个组内传输。

示例二是加长CP子帧的映射结构，与示例一类似，两个时隙内的参考符号(#2和#9)左侧的SCFDMA符号(#0~#1，#6~#8)划分为一组G₁；两个时隙内的参考符号(#2和#9)右侧的SCFDMA符号(#3~#5，#10~#11)划分为一组G₂。这里，组G₁和组G₂分别用于传输一部分分段，并且可能存在一个多个分段同时在两个组内传输。例如，当传输块分段的个数为奇数时，可以有一个分段需要同时在两个组内传输。

当上行子帧的一个SCFDMA符号用于传输CS-RS时，这里假设最后一个SCFDMA符号用于传输。示例三是对一般CP子帧的映射结构，在对TTI的数据符号分组时，这里假设允许两个组(G₁和G₂)内的上行符号的个数不同。两个时隙内的参考符号(#3和#10)左侧的六个SCFDMA符号(#0~#2，#7~#9)划分为一组G₁；两个时隙内的参考符号(#3和#10)右侧的SCFDMA符号(#4~#6，#11~#12)划分为一组G₂。这里组G₂比组G₁少了一个SCFDMA符号(#13)。组G₁和组G₂分别用于传输一部分分段，并且可能存在一个多个分段同时在两个组内传输。

当上行子帧的一个SCFDMA符号用于传输CS-RS时，这里假设最后一个SCFDMA符号用于传输。在对TTI的数据符号分组时，使两个组(G₁和G₂)内上行资源的数目相等，示例四是对一般CP子帧的映射结构。SCFDMA符号(#0)的一半资源和4个完整SCFDMA符号(#1、#6~#8)的资源划分为一组G₁；SCFDMA符号(#0)的另一半资源和4个完整SCFDMA符号(#3~#5、#10)的资源划分为一组G₂，这样两个组(G₁和G₂)内上行资源的数目相等。组G₁和组G₂分别用于传输一部分分段，并且可能存在一个多个分段同时在两个组内传输。

第六实施例

本实施例中描述本发明在上行方向对传输块分段的映射方法。这里以LTE类型1为例的一般CP子帧结构为例，各个SCFDMA符号的索引是#0~#13。以上行LFDMA信道为例，如图15所示，这里假设每个分段分别映射到TTI的间隔一定距离的两组SCFDMA符号上。不是一般性，这里假设传输块分为3个分段。

在示例一中，第一个分段映射到SCFDMA符号(#0、#1、#7和#8)，第二个分段映射到SCFDMA符号(#2、#3、#9和#10)，第三个分段映射到SCFDMA符号(#4、#5、#11和#12)。这里每个分段都映射到间隔5个符号的两组SCFDMA符号上，所以具有较好的时间分集效果。

在示例二中，假设TTI的最后一个SCFDMA符号(#13)用于传输CS-RS，而不用于传输上行数据，这样传输上行数据的SCFDMA符号的总数是11个。每个分段分配的上行资源数目大于3个符号，但是小于4个符号。第一个分段映射到SCFDMA符号(#0、#1、#6~#8)的部分或者全部资源上，第二个分段映射到SCFDMA符号(#1、#2、#4、#8、#9和#11)，第三个分段映射到SCFDMA符号(#4~#6、#11和#12)。这里每个分段分别映射到间隔若干个符号的两组SCFDMA符号上，所以具有较好的时间分集效果。

第七实施例

本实施例中描述本发明在上行方向对传输块分段进行HARQ传输的方法，这里假设用户设备同时在上行数据信道内发送上行数据和上行控制信令。注意图16是逻辑框图，即当在一个SCFDMA符号复用多个分段或者复用分段和上行控制信令时，图16只表示出把这些信息复用到一起，而不限制具体的复用方法。这里假设传输块分为四个分段，记为分段#0~#3，每个分段映射到TTI内的两个时隙上传输。在图16中，假设每个时隙内的上行参考信号两侧的SCFDMA符号的一部分资源用于传输上行控制信令。注意图16中的各次传输时各个分段的次序是示意性的，本发明不限制具体的传输次序。

图16是在上行方向HARQ传输时，用户设备映射传输块分段的示意图。示例一是初始传输时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是从分段#0到分段#3。这里，分段#1和分段#2的一部分资源被打孔用于传输上行控制信令，而分段#0和分段#3没有被打孔，所以这次传输中，分段#0和分段#3的解码性能要优于分段#1和分段#2。示例二是一次重传时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是(#2，#3，#0，#1)。这里，分段#0和分段#3的一部分资源被打孔用于传输上行控制信令，而分段#1和分段#2没有被打孔，所以这次传输中，分段#1和分段#2的解码性能要优于分段#0和分段#3。当HARQ重传次数大于1时，后续的HARQ重传可以使用新的映射次序，也可以重复使用示例一或者示例二映射方法。

根据图16的用户设备发送上行数据的方法，基站接收上行数据，因为传输上行控制信令的影响，每次传输时各个分段的解码性能都有所差别，但是基站对多次传输的上行数据执行了HARQ合并后，各个分段的解码性能趋于一致，这有利于提高传输块的接收可靠性。

值得注意的是图16的示意图同样适用于区分第一种类型的上行控制信令(例如CQI)和第二种类型的上行控制信令(例如ACK/NACK)的方法。这时，把上行数据信道中被第一种类型的上行控制信令占用的资源以外的其他资源尽可能均匀的分配给各个分段。同样，示例一是初始传输时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是从分段#0到分段#3。这里，分段#1和分段#2的一部分资源被打孔用于传输第二种类型的上行控制信令，而分段#0和分段#3没有被打孔，所以这次传输中，分段#0和分段#3的解码性能要优于分段#1和分段#2。示例二是一次重传时的分段映射图，传输块的四个分段在TTI内的映射次序是(#2，#3，#0，#1)。这里，分段#0和分段#3的一部分资源被打孔用于传输第二种类型的上行控制信令，而分段#1和分段#2没有被打孔，所以这次传输中，分段#1和分段#2的解码性能要优于分段#0和分段#3。当HARQ重传次数大于1时，后续的HARQ重传可以使用新的映射次序，也可以重复使用示例一或者示例二映射方法。

根据图16的用户设备发送上行数据的方法，基站接收上行数据，因为传输第二种类型的上行控制信令的影响，每次传输时各个分段的解码性能都有所差别，但是基站对多次传输的上行数据执行了HARQ合并后，各个分段的解码性能趋于一致，这有利于提高传输块的接收可靠性。

Claims (13)

1.一种传输块分段和分配物理资源的方法，包括步骤：

a)对传输块进行分段并按比特数排序；

b)按照分段的比特数目确定其占用的物理资源的数目；

c)对传输块进行编码和速率匹配操作；

d)按分段的比特数单调不减的顺序对各个分段进行物理资源映射；

其中，在步骤d)中，比特数比较少的分段映射到传输时间间隔TTI的前部的符号上，而比特数比较多的分段映射到分段的后部的符号上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤b)中，比特数比较少的分段分配的资源单元RE的个数不多于比特数比较多的分段分配的RE个数。

3.一种对传输块分段进行HARQ传输的方法，包括步骤：

a)对传输块进行分段，并对每个分段分别编码；

b)对每次HARQ数据传输，分别确定各个分段映射到的物理资源数目，并对各个分段进行速率匹配；

c)对每次HARQ数据传输，分别确定各个分段到物理资源的映射次序，并完成物理资源映射；

其中，在步骤c)中，在HARQ重传时，变换各个分段或各个分段的组映射到TTI中的次序。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在步骤b)中，在重传时保持各个分段占用的物理资源的数目不变。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在步骤b)中，根据分段映射到的物理信道中的位置确定分配的物理资源的数目。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在步骤c)中，系统预定义可能的分段映射到TTI的次序。

7.一种上行方向对传输块的分段的映射和传输方法，包括步骤：

a)用户设备对传输块进行分段；

b)用户设备分别对每个分段进行编码和速率匹配；

c)用户设备把传输块的分段映射到TTI内间隔一定距离的多个SCFDMA符号上；

其中，在步骤c)中，对TTI内的各个SCFDMA符号进行分组，每个分段映射到一组或者多组SCFDMA符号上。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，两个时隙内的参考符号左侧的符号划分为一组，并把两个时隙内的参考符号右侧的符号划分为另一组。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，第二个时隙内的参考符号左侧的SCFDMA符号划分为一组，第二个时隙内的参考符号右侧的SCFDMA符号划分为另一组。

10.一种上行方向对传输块的分段的映射和传输方法，包括步骤：

a)用户设备对传输块进行分段；

b)用户设备分别对每个分段进行编码和速率匹配；

c)用户设备把传输块的分段映射到TTI内间隔一定距离的多个SCFDMA符号上；

其中，在步骤c)中，每个分段分别映射到TTI的间隔一定距离的两组SCFDMA符号上。

11.一种对传输块分段和映射的设备，包括：

a)传输块分段模块，用于把传输块分为多个分段并按比特数排序；

b)编码、速率匹配模块，用于对传输块分段进行编码和速率匹配操作；

c)物理资源映射模块，用于按分段的比特数单调不减的顺序对各个分段进行物理资源映射，其中，比特数比较少的分段映射到传输时间间隔TTI的前部的符号上，而比特数比较多的分段映射到分段的后部的符号上。

12.一种对传输块分段进行HARQ传输的发送设备，包括：

a)传输块分段模块，用于把传输块分为多个分段并排序；

b)编码模块，用于对传输块分段进行编码；

c)速率匹配模块，用于根据HARQ传输的次数，对各个分段进行速率匹配；

d)物理资源映射模块，用于根据HARQ传输的次数，为各个分段映射物理资源；

e)HARQ控制器，用于控制对分段的速率匹配和物理资源映射，

其中，HARQ重传时，变换各个分段或各个分段的组映射到TTI中的次序。

13.一种对传输块分段进行HARQ传输的接收设备，包括：

a)传输块重组模块，用于把多个分段组合得到传输块；

b)解码模块，用于分别对每个分段进行解码；

c)解速率匹配模块，用于根据HARQ传输的次数，对各个分段进行解速率匹配；

d)物理资源解映射模块，用于根据HARQ传输的次数，进行物理资源解映射从而得到各个分段的信号；

e)HARQ控制器，用于控制对分段的解速率匹配和物理资源解映射，

其中，在HARQ重传时，变换各个分段或各个分段的组映射到T TI中的次序。

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