CN101369843B - 一种tdd-ofdma系统上行控制信令传输的方法及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的方法，为了解决现有LTE系统上行控制信令传输时因跳频序列前后两部分不具有对称性，在实际的跳频实现中系统复杂度高的问题，方法包括：基站接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，所述上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，当所述上行业务时隙由9个OFDM符号组成时，所述跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成；基站根据所述上行控制信令做出处理。对于现有LTE系统，短CP时，采用本发明的跳频序列对称的技术方案，可降低跳频实现中处理复杂度。
Description
技术领域
本发明属于移动通信技术领域，特别涉及一种TDD-OFDMA(TDD，TimeDivision Duplex，时分双工；OFDMA，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing Access，正交频分复用多址接入)系统上行控制信令传输的方法及基站。
背景技术
第三代移动通信系统(3G)采用CDMA(code division multiplexingaccess，码分多址)方式，支持多媒体业务，在未来的几年内可以具有较高的竞争能力。但是，为了确保在更长的时间内保持这种竞争能力，3GPP启动了3G无线接口技术的长期演进(Long Term Evolution，LTE)研究项目。
对于LTE系统，UE(User Equipment，用户设备)根据网络指示或事先约定的规则获得相应上行业务时隙的上行控制信令，上行控制信令包括CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)、ACK/NACK(应答信号)信令或PMI(Precoding Matrix Index，预编码矩阵信息)等或其任意组合。
在没有上行数据业务时，上行控制信令在此UE被指定的预留频带发送。不存在上行数据时的控制信道设计是上行控制信令传输方案设计的关键。为了不破坏上行传输的单载波特性，同时保证上行控制信令的传输可控性，一个上行控制信道传输方案示意图如图1所示，预留频带分布在系统带宽的两侧，一个控制信道资源(control channel resoure)定义为一跳频序列。这样，在没有上行数据业务时，上行控制信令传输既可以利用频率分集，提高传输质量，又可以不破坏单载波特性，保证上行传输具有较低的峰均比。
如果某UE的上行控制信令在预留频带发送，UE需要根据上行控制信令内容的不同组合选定传输方式，例如，只存在ACK信令，则UE对ACK信令做相应的处理(调制，编码，复用，例如采用CAZAC序列扩频方案)，并将上行控制信令映射到对应的跳频序列(即控制信道资源，control channelresoure)上去。如果存在ACK信令和CQI信令，则UE根据设计约定，将ACK和CQI复用传输。
基站端收到上行时隙数据后，读取对应的上行控制信令数据(基站是知道每UE上传情况的)。基站根据上行控制信令内容，做出相应的处理，例如根据ACK信令判断是否需要重传数据，根据CQI信令确定下行传输数据的传输格式等等。
LTE系统支持第二类(type 2)帧结构图，如图2所示，仅适用于TDD系统。Type II帧结构的一个10ms的无线帧分割为两个5ms的半帧(half-frame)，每个半帧包括7个上行业务时隙(图2中的#0～#6)。时隙也可称之为子帧(sub-frame)。LTE TDD的TTI长度为一个业务时隙的长度，即0.675ms。每个上行业务时隙是由OFDM符号组成，以#0上行业务时隙为例，上行业务时隙结构如图3所示。其中，对应于短CP(cyclic prefix，循环前缀)配置，每个上行业务时隙是由9个OFDM符号(图3中的0-8)组成。
LTE系统支持第二类帧结而言，一个子帧仅由一个时隙组成，如果采用跳频来实现上行控制信道，必须把上行业务时隙分裂成2段。在短CP时，每个上行业务时隙是由9个OFDM符号组成，在2007年7月25日的LTE RAN149#bis会议上，公开的前半部由4个OFDM符号组成后半部由5个OFDM符号组成的跳频序列方案(即4/5跳频)，因该方案跳频序列前后两部分不具有对称性，在实际的跳频实现中处理复杂度高。同时，为保证保证跳频序列的对称性，提出了另一方案：总是采用长CP结构，4/4跳频。此方案的一个缺点是可能存在长短CP共存的情况，会给系统实现带来困难。
发明内容
为了解决现有LTE系统上行控制信令传输时，可能采用长CP或短CP，当采用短CP时，因跳频序列前后两部分不具有对称性，在实际的跳频实现中处理复杂度高的问题，本发明实施例提供了一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的方法，包括：
基站接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，所述上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，当所述上行业务时隙由9个OFDM符号组成时，所述跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成；
基站根据所述上行控制信令做出处理。
同时本发明实施例还提供一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的基站，包括：
上行控制信令接收模块：用于接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，所述上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，当所述上行业务时隙由9个OFDM符号组成时，所述跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成；
上行控制信令处理模块：用于根据所述上行控制信令做出处理。
由上述本发明提供的具体实施方案可以看出，对于现有LTE系统中短CP时，现有技术中4/5跳频的方案，在发射端，对一个UE的一个ACK信号加上导频后，进行时频域的扩频处理，得到一个12×4的数据块，映射到跳频的一段。对于另一段，也要经过同样的一个扩频处理过程，得到一个12×5的数据块。
接收端，两段接收信号不能直接合并，因为数据没有对应关系，需要分别进行信道估计及解扩后，才能合并处理得到检测结果。
而采用本发明实施例提供4/4跳频的方案，在发射端，对一个UE的一个ACK信号加上导频后，进行时频域的扩频处理，得到一个12×4的数据块，映射到跳频的一段。对于另一段，直接对产生的数据进行共轭处理即可，共轭的处理的复杂度几乎可以忽略。总的复杂度几乎为4/5跳频的1/2。
接收端，两段接收信号可以直接合并，进行信道估计及解扩等处理得到检测结果。复杂度也降低了近1倍。
可见，正是由于本发明实施例采用跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成的技术方案，使得跳频序列前后两部分具有对称性，降低了跳频实现中处理复杂度，硬件实现成本得到降低。
附图说明
图1为现有技术上行控制信道传输方案示意图；
图2为现有技术LTE系统支持第二类(type 2)帧结构图；
图3为现有技术上行业务时隙结构图；
图4为本发明第一实施例提供的方法流程图；
图5为本发明实施例提供的采用4/4的跳频序列上行业务时隙结构图；
图6为本发明实施例提供的采用4/4的跳频序列上行业务时隙结构图；
图7为本发明实施例提供的1个OFDM符号做导频上行业务时隙结构图；
图8为本发明实施例提供的2个OFDM符号做导频上行业务时隙结构图；
图9为本发明实施例提供的2个导频带有SRS信号的上行业务时隙结构图；
图10为本发明实施例提供的1个导频带有SRS信号的上行业务时隙结构图；
图11为本发明第二实施例提供的基站结构图。
具体实施方式
现有LTE系统上行控制信令传输时，因为存在长短CP共存现象，在短CP时，采用4/5跳频的方案，在发射端，对一个UE的一个ACK信号加上导频后，进行时频域的扩频处理，得到一个12×4的数据块，映射到跳频的一段。对于另一段，也要经过同样的一个扩频处理过程，得到一个12×5的数据块。
接收端，两段接收信号不能直接合并，因为数据没有对应关系，需要分别进行信道估计及解扩后，才能合并处理得到检测结果。
可见现有技术中采用4/5跳频的方案，因为跳频序列前后两部分不具有对称性，需要进行两次扩频处理、信道估计和解扩处理。实现起来复杂，硬件成本高。
本发明提供的第一实施例是一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的方法，该第一实施例的方法流程如图4所示，包括：
步骤101：接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，该上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，当该上行业务时隙由9个OFDM符号组成时，跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成。
UE根据网络指示或事先约定的规则获得相应上行业务时隙的上行控制信令，上行控制信令包括CQI、ACK/NACK(应答信号)信令或PMI等或其任意组合。在没有上行数据业务时，上行控制信令在此UE被指定的预留频带发送。当UE的控制信令在预留频带发送，UE需要根据上行控制信令内容的不同组合选定传输方式，例如，只存在ACK信令，则UE对ACK信令做相应的处理(调制，编码，复用，例如采用CAZAC序列扩频方案)，并将上行控制信令映射到对应的跳频序列(即控制信道资源，control channel resoure)上去。如果存在ACK信令和CQI信令，则UE根据设计约定，将ACK和CQI复用传输。
在短CP时，上行业务时隙由9个OFDM符号组成，采用4/4的跳频序列，为优选的方案，上行业务时隙结构图如图5所示，跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成，图5中标记为“1”的OFDM符号组成一个跳频序列，即一个“控制信道资源”，#1表示该OFDM符号为第1个OFDM符号。标记为“2”的OFDM符号组成另一个跳频序列，即另一个“控制信道资源”。作为另一优选的方案，上行业务时隙结构图如图6所示，最后一个OFDM符号空闲，留作他用。
采用本发明实施例提供4/4跳频的方案后，在发射端，对一个UE的一个ACK信号加上导频后，进行时频域的扩频处理，得到一个12×4的数据块，映射到跳频的一段。对于另一段，直接对产生的数据进行共轭处理即可，共轭的处理的复杂度几乎可以忽略。总的复杂度几乎为现有技术的1/2。
接收端，两段接收信号可以直接合并，进行信道估计及解扩等处理得到检测结果。复杂度也降低了1倍。
可见采用本实施例提供的技术方案后，降低了跳频实现中处理复杂度，硬件实现成本得到降低。
对于上述的时隙结构及跳频序列方案，根据需要可以有不同的上行控制信令导频设计。例如，低速应用情况采用1个OFDM符号作为导频即RS(Reference Signal，参考信号)，而高速应用，采用2个OFDM符号做导频的性能会更好。导频OFDM符号的具体位置可根据传输方案特点和业务等要求具体选择。
此部分给出了部分典型实施例，但不局限于此，导频也可以在其他位置。
根据应用场景和采用的传输技术，可以采用1个OFDM符号做导频，上行业务时隙结构如图7，其中“OFDM符号1”表示第1个OFDM符号，其它类似。作为优选的方案，前半部采用第2个OFDM符号做导频，后半部采用第7个OFDM符号做导频，其他OFDM符号传输ACK信令。或者，前半部采用第3个OFDM符号做导频，后半部采用第6个OFDM符号做导频，其他OFDM符号传输ACK信令。
采用2个OFDM符号做导频，上行业务时隙结构如图8所示。作为优选的方案，前半部采用第2和第3两个OFDM符号做导频，后半部采用第6和第7两个OFDM符号做导频，其他OFDM符号传输CQI或CQI+ACK信令。或者，前半部采用第1和第4两个OFDM符号做导频，后半部采用第5和第8两个OFDM符号做导频，其他OFDM符号传输CQI或CQI+ACK信令。
步骤102：根据上行控制信令，做出相应的处理。基站端收到上行时隙数据后，读取对应的控制信令数据(基站是知道每UE上传情况的)。基站根据上行控制信令内容，做出相应的处理，例如根据ACK判断是否需要重传数据，根据CQI确定下行传输数据的传输格式等等。
UE需要不时的向基站发送SRS(Sounding Reference Signal，测量参考信号)以测量上行信道的传输质量。对于PUCCH，主要传输两类信令：CQI和ACK。对于CQI信令，可以通过调度等控制，使每个UE不会同时发送CQI信号与SRS信号，这样二者就不存在冲突的情况。对于ACK信令，因为ACK信令要与下行的数据包之间保持固定的映射关系，因此，ACK的传输子帧位置是不能随意改变的，这样，ACK信令与SRS很可能会同时发出，如不能在设计上保证，很可能会破坏上行的单载波特性，使系统性能下降。
对于FS2第二类帧，短CP时，可采用4/4跳频的方案，当传ACK时的PUCCH(Physical Uplink Control CHannel，物理上行控制信道)的一个OFDM符号空闲(9个OFDM符号有8个被映射到跳频序列上，用于传输ACK和4个RS(前半部后半部各2个)，剩余的一个空闲)，用于传输SRS。如图9所示，某个UE在某个跳频序列上发送ACK控制信令和RS，在空闲OFDM符号的时刻发送SRS，空闲OFDM符号可以是9个OFDM符号第5个、第8个或其中的任意一个。
对于FS2第二类帧，短CP时，可采用4/4跳频的方案，当传输CQI或CQI+ACK信令时的PUCCH的一个OFDM符号空闲(9个OFDM符号有8个被映射到跳频序列上，用于传输CQI+ACK、CQI信令和2个RS(前半部后半部各1个)，剩余的一个空闲)，用于传输SRS。如图10所示，某个UE在某个跳频序列上发送CQI或CQI+ACK信令和RS，在空闲OFDM符号的时刻发送SRS，空闲OFDM符号可以是9个OFDM符号第5个、第8个或其中的任意一个。
采用本实施例提供的方案后，SRS在频域的任何位置都不会破坏上行的单载波特性，使得系统性能得到提升。
本发明提供的第二实施例是一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的基站，其结构如图11所示，包括：
上行控制信令接收模块201：用于接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，所述上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，当所述上行业务时隙由9个OFDM符号组成时，所述跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成。
上行控制信令处理模块202：用于根据上行控制信令做出处理。
进一步，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前8个组成或者由9个OFDM符号中的前4个和后4个组成。
其中空闲的OFDM符号用于传输SRS信号。
其中所述上行控制信令为CQI信令或CQI信令和ACK信令，跳频序列前半部和后半部各采用一个OFDM符号做导频。
具体可以是前半部采用第2个OFDM符号做导频，后半部采用第7个OFDM符号做导频。
也可以是前半部采用第3个OFDM符号做导频，后半部采用第6个OFDM符号做导频。
其中所述上行控制信令为ACK信令，跳频序列前半部和后半部各采用两个OFDM符号做导频。
具体可以是前半部采用第2和第3两个OFDM符号做导频，后半部采用第6和第7两个OFDM符号做导频。
也可以是前半部采用第1和第4两个OFDM符号做导频，后半部采用第5和第8两个OFDM符号做导频。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (24)
1.一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的方法，其特征在于，包括：
基站接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，所述上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，所述上行业务时隙由9个OFDM符号组成，所述跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成；
基站根据所述上行控制信令做出处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前8个组成。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前4个和后4个组成。
4.如权利要求1至3任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，空闲的OFDM符号用于传输测量参考信号SRS。
5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，当所述上行控制信令为CQI信令或CQI信令和ACK信令时，将所述CQI信令或CQI信令和ACK信令映射到对应的跳频序列上，跳频序列前半部和后半部各采用一个OFDM符号做导频。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述上行控制信令为CQI信令或CQI信令和ACK信令时，将所述CQI信令或CQI信令和ACK信令映射到对应的跳频序列上，跳频序列前半部和后半部各采用一个OFDM符号做导频。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，前半部采用第2个OFDM符号做导频，后半部采用第7个OFDM符号做导频。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，前半部采用第3个OFDM符号做导频，后半部采用第6个OFDM符号做导频。
9.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，当所述上行控制信令为ACK信令时，将所述ACK信令映射到对应的跳频序列上，跳频序列前半部和后半部各采用两个OFDM符号做导频。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述上行控制信令为ACK信令时，将所述ACK信令映射到对应的跳频序列上，跳频序列前半部和后半部各采用两个OFDM符号做导频。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，前半部采用第2和第3两个OFDM符号做导频，后半部采用第6和第7两个OFDM符号做导频。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，前半部采用第1和第4两个OFDM符号做导频，后半部采用第5和第8两个OFDM符号做导频。
13.一种TDD-OFDMA系统上行控制信令传输的基站，其特征在于，包括：
上行控制信令接收模块：用于接收用户设备在上行业务时隙的预留频带上传输的上行控制信令，所述上行控制信令被映射到对应的跳频序列上，当所述上行业务时隙由9个OFDM符号组成时，所述跳频序列的前半部和后半部各由4个OFDM符号组成；
上行控制信令处理模块：用于根据所述上行控制信令做出处理。
14.如权利要求13所述的基站，其特征在于，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前8个组成。
15.如权利要求13所述的基站，其特征在于，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前4个和后4个组成。
16.如权利要求13至15任意一项权利要求所述的基站，其特征在于，空闲的OFDM符号用于传输测量参考信号SRS。
17.如权利要求13或15所述的基站，其特征在于，所述上行控制信令为CQI信令或CQI信令和ACK信令，跳频序列前半部和后半部各采用一个OFDM符号做导频。
18.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述上行控制信令为CQI信令或CQI信令和ACK信令，跳频序列前半部和后半部各采用一个OFDM符号做导频。
19.如权利要求18所述的基站，其特征在于，前半部采用第2个OFDM符号做导频，后半部采用第7个OFDM符号做导频。
20.如权利要求18所述的基站，其特征在于，前半部采用第3个OFDM符号做导频，后半部采用第6个OFDM符号做导频。
21.如权利要求13或15所述的基站，其特征在于，所述上行控制信令为ACK信令，跳频序列前半部和后半部各采用两个OFDM符号做导频。
22.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述上行控制信令为ACK信令，跳频序列前半部和后半部各采用两个OFDM符号做导频。
23.如权利要求22所述的基站，其特征在于，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前8个组成，前半部采用第2和第3两个OFDM符号做导频，后半部采用第6和第7两个OFDM符号做导频。
24.如权利要求22所述的基站，其特征在于，所述跳频序列由9个OFDM符号中的前8个组成，前半部采用第1和第4两个OFDM符号做导频，后半部采用第5和第8两个OFDM符号做导频。
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Effective date of registration: 20110422 Address after: 100191 Haidian District, Xueyuan Road, No. 40, Applicant after: CHINA ACADEMY OF TELECOMMUNICATIONS TECHNOLOGY Address before: 100083 Haidian District, Xueyuan Road, No. 29, Applicant before: DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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