CN101365175B - 在无线通信系统中发送控制信息的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在无线通信系统中发送控制信息的方法，包括：配置包括数据码元和中置码的猝发，和通过上行链路共享信道发送该猝发。该数据码元和中置码携载相同的控制信息。即使在上行链路共享信道上发送控制信息，也可以通过提高传输可靠性来降低基站中的接收错误。

Description

在无线通信系统中发送控制信息的方法
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体的，涉及在无线通信系统中发送控制信息的方法。
背景技术
目前，无线通信系统已经从早期的面向语音的服务发展成为高速、高质量的无线数据分组通信系统，以提供数据服务和多媒体服务。而且，对于下一代无线通信系统，正在进行对于高速、高质量的无线数据分组服务的标准化工作。高速下行链路分组接入(HSDPA)代表了一种对现有的异步国际移动电信(IMT)-标准2000的发展，它是一种为高速下行链路数据传输额外提供的接入方案。HSDPA被分类成频分双工(FDD)HSDPA和时分双工(TDD)HSDPA。TDD HSDPA能够支持每秒384万码片(Mcps)或1.28Mcps的码片速率。在TDD HSDPA中，可以不对称地分配上行链路和/或下行链路资源。从而，当以最大的可能程度来分配下行链路信道时，通过引入HSDPA能够以最有效的方式实现传输。
HSDPA包括自适应调制和编码(AMC)，混合自动重传请求(HARQ)等。HARQ是自动重传请求(ARQ)和物理层的信道编码的组合。在HARQ中，用户设备(UE)接收来自基站(BS)的分组数据，然后通知BS是否成功接收该数据，以便当需要时BS重新发送该分组数据。根据HARQ，通过使用chase合并、全增量冗余和部分增量冗余中的至少一种来将原始分组数据与重传的分组数据进行组合，因此提高解码性能。在chase合并中，重传的分组数据与原始分组数据相同。在全增量冗余和部分增量冗余中，重传的分组数据与原始分组数据不同。尤其是，在部分增量冗余中，重传不能自解码的分组数据。
高速下行链路共享信道(HS-DSCH)是用于支持HSDPA的下行链路传输信道。该HS-DSCH与至少一个高速共享控制信道(HS-SCCH)相关联，该高速共享控制信道是“用于HS-DSCH的共享控制信道”。该HS-SCCH是携载用于HS-DSCH的上层控制信息的下行链路物理信道。
作为“用于HS-DSCH的共享信息信道”的高速共享信息信道(HS-SICH)是用于携载确认(ACK)/非确认(NACK)信号的上行链路物理信道。当UE通知BS在HS-DSCH上传输的分组数据是否被成功接收时，使用该ACK/NACK信号。因为可能由于错误的ACK/NACK检测导致错误执行HARQ，因此当发送ACK/NACK信号时，需要高可靠性。例如，当UE发送NACK信号而BS将其识别为ACK信号时，数据可能会丢失。
在基于FDD的无线通信系统中，通过使用高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)发送ACK/NACK信号，该高速专用物理控制信道是“用于HS-DSCH的专用物理控制信道”。在大多数情况下，HS-DPCCH与专用信道(DCH)或增强专用信道(E-DCH)一起使用，而不是单独使用。由于通常将高功率分配给DCH或E-DCH，因而用于HS-DPCCH的发射功率降低了分配给DCH或E-DCH的功率量。因此，BS的接收性能可能恶化。因为HS-DPCCH是专用信道，所以可以通过重复发送ACK/NACK信号来解决该问题。
在基于TDD的无线通信系统中，在HS-SICH上发送ACK/NACK信号。也可以使用DCH或E-DCH。与基于FDD的无线通信系统相似，在大多数情况下将高功率分配给DCH或E-DCH。因此，用于HS-SICH的发射功率降低了分配的功率量，这将导致BS接收性能的恶化。然而，不同于基于FDD的无线通信系统，HS-SICH是由多个UE共享的公共信道。因此，难以象HS-DPCCH中那样多次将HS-SICH分配给一个UE用于重复传输。
因此，需要提供一种能够提高在HS-SICH上传输ACK/NACK信号时的可靠性的方法。
发明内容
本发明提供一种提高无线通信系统中上行链路控制信息的传输可靠性的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种在无线通信系统中由用户设备发送控制信息的方法。该方法包括：配置包括数据码元和中置码(midamble)的猝发(burst)，其中该数据码元携载确认/非确认ACK/NACK信号，并且该中置码携载相同的ACK/NACK信号，以用于由基站检测在该数据码元上携载的ACK/NACK信号；以及通过上行链路共享信道向基站发送该猝发。
根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信系统中由用户设备执行混合自动重传请求(HARQ)的方法。该方法包括：接收下行链路数据；以及通过猝发向基站发送用于该下行链路数据的确认ACK/非确认NACK信号，其中该猝发包括数据码元和中置码，该数据码元携载ACK/NACK信号，并且该中置码携载相同的ACK/NACK信号，以用于由基站检测在该数据码元上携载的ACK/NACK信号；并且其中通过上行链路共享信道发送所述猝发。
附图说明
图1示出了无线通信系统。
图2是示出根据本发明实施例的发射机的框图。
图3是示出根据本发明实施例的接收机的框图。
图4示出了时分双工(TDD)无线通信系统中的无线帧结构的范例。
图5示出了用于高速共享信息信道(HS-SICH)的猝发的结构。
图6示出了在正交相移键控(QPSK)调制方案中确认(ACK)/非确认(NACK)信号的传输。
图7示出了用于上行链路物理信道的猝发的结构。
图8是示出根据本发明实施例执行混合自动重传请求(HARQ)的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了无线通信系统。该无线通信系统可被广泛的使用以提供各种通信业务，诸如语音、分组数据等。
参考图1，该无线通信系统包括基站(BS)110和用户设备(UE)120。该BS 110通常是与UE 120通信的固定站，并且可以被称作其他技术术语，诸如节点B、基站收发台系统(BTS)、接入点等等。UE 120可以是固定的或移动的，并且可以被称作其他技术术语，如移动台(MS)、用户终端(UT)、用户站(SS)、无线设备等等。
下面，将下行链路定义为从BS 110到UE 120的通信链路，将上行链路定义为从UE 120到BS 110的通信链路。在下行链路中，发射机可以是BS 110的一部分，而接收机可以是UE 120的一部分。在上行链路中，发射机可以是UE 120的一部分，而接收机可以是BS 110的一部分。
图2是示出根据本发明实施例的发射机的框图。
参考图2，发射机200包括信道编码器210、缓冲器220、调制器230和控制器240。信道编码器210接收信息比特，根据特定编码速率对该信息比特进行编码，并且产生编码的数据。该信息比特可包括文本、音频、视频或其他数据。该信道编码器210将错误检测比特(例如，循环冗余校验(CRC))附加到信息比特。而且，该信道编码器210可附加用于纠错的额外码。该纠错码可以是turbo码。该turbo码是包括作为系统比特的信息比特的系统码。如果turbo码具有1/3码速率(code rate)，则将两个奇偶校验比特分配给一个系统比特。该纠错码不限于turbo码。因此，在使用低密度奇偶校验码(LDPC)或其他卷积码时，本发明也可适用。交织器(未示出)可与信道编码器210的输出节点耦合。该交织器混合编码的数据以降低源于信道的噪音。
缓冲器220存储由信道编码器210编码的数据。而且，在控制器240的控制下，缓冲器220输出所需数据。尽管图2中缓冲器220与信道编码器210的输出节点耦合，但缓冲器220也可与信道编码器210的输入节点耦合。
调制器230根据特定调制方案，如正交相移键控(QPSK)、16正交调幅(QAM)等，对缓冲器220输出的数据进行调制，并且通过发射天线250发送数据。
控制器240确定要从缓冲器220输出的数据。如果控制器240从接收机300接收确认(ACK)信号(参见图3)，则发送新的数据。另一方面，如果控制器240从接收机300接收非确认(NACK)信号，则根据混合自动重传请求(HARQ)方案重新发送缓冲器220中存储的原始数据。
图3是示出根据本发明实施例的接收机的框图。
参考图3，接收机300包括解调器310、接收(Rx)缓冲器320、信道解码器和Rx控制器340。该解调器310通过接收天线350接收数据，根据解调方案解调该数据，该解调方案对应于在发射机200中使用的调制方案(参见图2)，并且向Rx缓冲器320输出该数据。
Rx缓冲器320存储从该解调器310输出的数据。在Rx控制器340的控制下，Rx缓冲器320向信道解码器330传送存储的数据。尽管在图3中Rx缓冲器320与信道解码器330的输入节点耦合，但Rx缓冲器320也可以与信道解码器330的输出节点耦合。
信道解码器330根据在发射机200(参见图2)中使用的编码速率解码接收的数据，并且输出数据的信息比特。另外，该信道解码器330对数据的信息比特执行错误校验，并且向Rx控制器340提供错误校验结果。
Rx控制器340控制Rx缓冲器320，并且通过共享控制信道发送ACK/NACK信号。该共享控制信道可以是高速共享信息信道(HS-SICH)，该信道是“用于HS-DSCH的共享信息信道”。如果在数据中没有检测到错误，则将ACK信号发送给发射机200。否则，将NACK信号发送给发射机200。
图4示出了在时分双工(TDD)无线通信系统中的无线帧结构的范例。
参考图4，无线帧包括两个子帧。无线帧具有10ms的持续时间。子帧具有5ms的持续时间。两个子帧具有相同的持续时间和相同的结构。子帧包括7个时隙。时隙可分类为用于上行链路传输的上行链路时隙和用于下行链路传输的下行链路时隙。由于上行链路时隙和下行链路时隙设置在相同的频带中不同的时间处，因而这被称为时分双工(TDD)。
子帧包括7个时隙#0到#6。在这7个时隙中，时隙#0总是分配给下行链路，而时隙#1总是分配给上行链路。时隙#2到时隙#6可分配给上行链路或下行链路。在时隙#0和时隙#1之间提供下行链路导频时隙(DwPTS)、保护期(GP)和上行链路导频时隙(UpPTS)。DwPTS用于UE中执行的初始小区搜索、同步和信道评估。UpPTS用于BS中执行的信道评估和UE的上行链路传输同步。GP用于消除由于在执行上行链路和下行链路通信时下行链路信号的多径延迟而在上行链路中产生的干扰。
猝发包括两个数据码元、中置码和GP。一个猝发的持续时间是一个时隙。
在TDD无线通信系统中，无线帧、子帧、时隙或切换点的总的数目和长度不限于上述范例。因此，无线帧、子帧、切换点或时隙的总的数目和长度可根据情况而变。
图5示出了用于HS-SICH的猝发的结构。HS-SICH是用于高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的上行链路物理信道，并用于发送信道质量指示符(CQI)或用于HARQ的ACK/NACK信号。该HS-SICH是上行链路共享信道。
参考图5，在HS-SICH中使用的猝发包括数据码元501和505、中置码502、同步偏移(SS)503、发射功率控制(TPC)504和保护期(GP)506。
数据码元501和505用于发送数据(即，CQI和ACK/NACK信号)。中置码502用于识别使用相同时隙的UE，和/或评估用于数据解调的信道。中置码502也称作基准信号或导频。GP 506是用于区分用于当前传输的时隙和用于下一次传输的随后的时隙的间隔。如果上行链路时隙之后是下行链路时隙，或相反，则GP 506区分该时隙，以便在这些时隙之间不会产生干扰信号。当由于UE和BS之间距离的改变或由于其他原因而造成失同步情况时，使用SS 503来发送调整同步的命令。在上行链路传输中，TPC 504用于控制BS的下行链路功率。每个数据码元501和505可以具有352码片的持续时间。中置码502可以具有144码片的持续时间。GP 506可以具有16码片的持续时间。
用于HS-SICH的猝发具有16个扩频因子(SF)，并且对于每个时隙分配总计88比特。即，2比特分配给SS 503、2比特分配给TPC 504，84比特分配给两个数据码元501和505。对于两个数据码元501和505，分配48比特CQI和36比特AC/NACK信号。对1比特的建议调制格式(RMF)和6比特的建议传输块大小(RTBS)进行信道编码以形成48比特的CQI。具体的，通过使用重复码将1比特的RMF扩展为16比特，并且通过使用Reed-Muller码将6比特的RTBS扩展为32比特，即总计48比特。通过使用重复码将1比特的ACK/NACK信号扩展为36比特。
ACK/NACK信号不仅能够被携载在两个数据码元501和505上，而且能够被携载在中置码上。存在多种可能的方法用于在中置码上携载ACK/NACK信号。
根据实施例，可以通过使用中置码的相位识别ACK/NACK信号。例如，用于ACK信号的中置码可以具有与NACK信号的不同的相位。
下面的表1示出了用于1.28Mcps TDD的基本中置码，其公开在3GPP TS 25.221 V7.3.0(2007-05)技术规范组无线接入网络；物理信道以及传输信道到物理信道的映射(TDD)(版本7)的AA.1条款中。
[表1]
  码ID   长度P＝128的基本中置码mP
  mP0   B2AC420F7C8DEBFA69505981BCD028C3
  mP1   0C2E988E0DBA046643F57B0EA6A435E2
  mP2   D5CEC680C36A4454135F86DD37043962
  mP3   E150D08CAC2A00FF9B32592A631CF85B
  mP4   E0A9C3A8F6E40329B2F2943246003D44
  mP5   FE22658100A3A683EA759018739BD690
  mP6   B46062F89BB2A1139D76A1EF32450DA0
  mP7   EE63D75CC099092579400D956A90C3E0
  mP8   D9C0E040756D427A2611DAA35E6CD614
  mP9   EB56D03A498EC4FEC98AE220BC390450
  mP10   F598703DB0838112ED0BABB98642B665
  mP11   A0BC26A992D4558B9918986C14861EFF
  mP12   541350D109F1DD68099796637B824F88
  mP13   892D344A962314662F01F9455F7BC302
  mP14   49F270E29CCD742A40480DD4215E1632
  mP15   6A5C0410C6C39AA04E77423C355926DE
  mP16   7976615538203103D4DBCC219B16A9E1
  mP17   A6C3C3175845400BD2B738C43EE2645F
  mP18   A0FD56258D228642C6F641851C3751ED
  mP19   EFA48C3FC84AC625783C6C9510A2269A
  mP20   62A8EB1A420334B23396E8D76BC19740
  mP21   9E96235699D5D41C9816C921023BC741
  mP22   4362AE4CAE0DCC32D60A3FED1341A848
  mP23   454C068E6C4F190942E0904B95D61DFB
  mP24   607FEEA6E2E99206718A49C0D6A25034
  mP25   E1D1BCDA39A09095B5C81645103A077C
  mP26   994B445E558344DE211C8286DDD3D1A3
  mP27   C15233273581417638906ADB61FDCA3C
  mP28   8B79A274D542F096FB1388098230F8A1
  mP29   DF58AC1C5F44B2A40266385CE1DA5640
在上面的表1中，只示出了30个基本中置码作为在上述文献中公开的128个基本中置码的范例。通过映射下面表2的二进制元素可获得上述表1的16进制数位。
[表2]
Figure GSB00000761783500101
在1.28Mcps TDD中，中置码具有Lm＝144持续时间，其是通过扩展具有128持续时间的基本中置码码获得的。在小区中，基本中置码是唯一的。在相同的小区和相同的时隙中，通过循环偏移该中置码来识别不同的用户。
图6示出了在QPSK调制方案中ACK/NACK信号的传输。I-信道表示同相相位分量，Q-信道表示正交相位分量。对于ACK信号，根据通常的QPSK调制中置码。对于NACK信号，中置码的相位被偏移π/4。π/4的相位差仅是用于示意目的，因此本领域技术人员可以通过使用其他调制方案(即，二进制相移键控(BPSK)、16QAM等)来应用本发明。
BS可以根据多种方法利用中置码的相位来检测ACK/NACK信号。第一，通过计算用于和HS-SICH一起使用的专用信道(DCH)或增强专用信道(E-DCH)的中置码的相位差来实现ACK/NACK检测。BS已经知道用于DCH或E-DCH的中置码的相位。因此，可以通过从用于HS-SICH的中置码的相位中减去用于DCH或E-DCH的中置码的相位，来获得用于HS-SICH的中置码的相位。第二，可以通过比较从用于与HS-SICH一起使用的DCH或E-DCH的中置码获得的信道评估值的相位与从用于HS-SICH的中置码获得的信道评估值的相位，可以实现ACK/NACK检测。第三，可以以将用于HS-SICH的中置码的解调的相位调制到45度的方式来实现ACK/NACK检测，如果调制结果接近于0，则检测到ACK信号，否则，则检测到NACK信号。
UE不仅通过HS-SICH发送数据码元，而且还发送在中置码上携载的ACK/NACK信号。BS不仅检测数据码元，而且还通过中置码检测ACK/NACK信号。BS可以通过确定中置码的相位是否等于数据码元的相位来识别ACK信号和NACK信号。例如，如果中置码的相位等于数据码元的相位，则确定接收到ACK信号，否则，则确定接收到NACK信号。因此，如果已经知道中置码的相位，则可以实现ACK/NACK检测。
在中置码上携载的ACK/NACK信号可用作检测在数据码元上携载的ACK/NACK信号的辅助手段。由于通过HS-SICH在中置码和数据码元上携载了相同的ACK/NACK信号，因而可提高传输可靠性。另外，可以降低用于HS-SICH的发射功率。
根据另一实施例，当发送ACK/NACK信号时，可以将循环偏移不同的应用于中置码。例如，发送ACK信号而无循环偏移，但通过根据预定的循环偏移值循环偏移该中置码来发送NACK信号。
根据其他实施方式，可以基于ACK/NACK信号不同地配置中置码。就是说，第一中置码可以分配用于ACK信号，而第二中置码可以分配用于NACK信号。BS预先分配要使用的第一和第二中置码。UE接收关于该第一和第二中置码的信息。此后，当检测到ACK信号时，UE发送第一中置码，而当检测到NACK信号时UE发送第二中置码。
图7示出了用于上行链路物理信道的猝发的结构。
参考图7，在上行链路物理信道中使用的猝发包括数据码元701和703、中置码702和保护期(GP)704。数据码元701和703用于发送数据。中置码702不仅用于识别使用相同时隙的UE而且还用于评估信道。GP 704是用于区分用于当前传输的时隙与用于下一次传输的随后时隙的间隔。
中置码702可以携载控制信息。该控制信息可以与数据码元701和703上携载的控制信息相同。例如，如果控制信息是ACK/NACK信号，那么该ACK/NACK信号不仅被携载在数据码元701和703上而且还被携载在中置码702上，因此提高传输可靠性。另外，如果控制信息是CQI，则不仅在数据码元701和703上而且还在中置码702上携载该CQI，因此提高了传输可靠性。可以通过改变中置码的相位或通过使用不同的中置码来携载控制信息。
图8是示出根据本发明实施方式执行HARQ的方法的流程图。
参考图8，BS通过HS-DSCH向UE发送下行链路数据(步骤S810)。UE检测接收的下行链路数据中的错误(步骤S820)。
UE通过HS-SICH发送ACK/NACK信号(步骤S830)。如果在下行链路数据中没有检测到错误，则UE向BS发送ACK信号。否则，检测到错误时，UE向BS发送NACK信号。UE通过不仅在构成在HS-SICH中使用的猝发的数据码元上还在中置码上携载ACK/NACK信号来发送ACK/NACK信号。
BS确定从US发送的信号是否是ACK信号或NACK信号(步骤S840)。通过在中置码以及数据码元上携载ACK/NACK信号而发送该ACK/NACK信号。因此，通过考虑在数据码元的ACK/NACK信号和中置码上的ACK/NACK信号的解码结果，最终实现ACK/NACK信号检测。BS基于接收到ACK信号发送新的数据，而基于接收到NACK信号重新发送数据。在该情况下，重新发送的数据可以是根据UE和BS之间确定的HARQ方案产生的数据。
即使在上行链路共享信道上发送控制信息，也能提高传输可靠性。因此，可以降低基站中的接收错误。如果控制信息是用于HARQ的ACK/NACK信号，则可以防止错误执行HARQ。另外，由于与常规方法相比，能以较小的发射功率实现相同的性能，剩余功率可以分配给其他信道(例如，DCH或E-DCH)，因此，增加了上行链路数据的传输能力。因此，能以较小的发射功率发送上行链路控制信息。由此，可以降低UE中的功率消耗，并且可以增加使用时间。由于通常执行中置码检测要快于数据解码，因而可以通过只使用中置码来较快速地检测ACK/NACK信号。
尽管已经参考其示例性实施方式具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以对本发明的形式和细节进行各种变化，而不脱离所附权利要求所规定的本发明精神和范围。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中由用户设备发送控制信息的方法，该方法包括：
配置包括数据码元和中置码的猝发，其中所述数据码元携载确认/非确认ACK/NACK信号，并且所述中置码携载相同的ACK/NACK信号，以用于由基站检测在所述数据码元上携载的ACK/NACK信号；和
通过上行链路共享信道向基站发送所述猝发。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述上行链路共享信道是高速共享信息信道(HS-SICH)，该信道是用于高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的共享信息信道。
3.如权利要求1所述的方法，其中以上行链路时隙发送所述上行链路共享信道，并且所述上行链路时隙与下行链路时隙被时间地分开。
4.如权利要求1所述的方法，其中在相同的小区和相同的时隙中将所述中置码循环偏移，以便识别其他用户。
5.如权利要求1所述的方法，其中根据在所述数据码元上携载的ACK/NACK信号是ACK信号或者NACK信号，所述中置码具有不同的相位。
6.如权利要求1所述的方法，其中根据在所述数据码元上携载的ACK/NACK信号是ACK信号或者NACK信号，来配置不同的中置码。
7.一种在无线通信系统中由用户设备执行混合自动重传请求(HARQ)的方法，该方法包括：
接收下行链路数据；和
通过猝发向基站发送用于下行链路数据的确认ACK/非确认NACK信号，
其中该猝发包括数据码元和中置码，所述数据码元携载所述ACK/NACK信号，并且所述中置码携载相同的ACK/NACK信号，以用于由基站检测在所述数据码元上携载的ACK/NACK信号，和
其中通过上行链路共享信道发送所述猝发。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述上行链路共享信道是高速共享信息信道(HS-SICH)，该高速共享信息信道是用于高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的共享信息信道。
9.如权利要求7所述的方法，其中在所述数据码元上携载表示下行链路信道的状态的信道质量指示符(CQI)。
10.如权利要求7所述的方法，其中在高速下行链路共享信道(HS-DSCH)上接收下行链路数据。
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