CN101640585B - 多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法和装置；装置包括：联合编码模块，用于对两种PUCCH格式的数据进行联合编码；调制模块，用于对联合编码所得到的数据进行调制；分集模块，用于对调制得到的数据符号进行STBC；发送模块，用于将经过STBC的数据加上RS符号后进行发送。本发明能够采用多天线同时发送两种物理上行控制信道格式的内容，有效提高发射分集增益。

Description

多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法和装置。
背景技术
在无线通信中，如果在发送端和接收端都使用多根天线，可以采取空间复用的方式来获取更高的速率，即在发射端相同的时频资源上的不同天线位置发射不同的数据，由于在接收端可以通过信道估计估计出各个信道，因此即使各天线发射不同的数据，经过多发多收(MIMO)的信号矩阵后，在接收端仍然能够解出各天线上的发射数据。
MIMO技术包括空间复用、波束赋形和传输分集技术。传输分集的主要原理是利用空间信道的弱相关性，结合时间/频率上的选择性，为信号的传递提供更多的副本，提高信号传输的可靠性，从而改善接收信号的信噪比。传输分集技术有很多，包括发送分集、接收分集、空时分组编码(STBC，Space Time Block Code)、空频块码(SFBC，Space Frequency Block Code)、循环延时分集(CDD，Cyclic Delay Diversity)以及天线切换分集等。
LTE(Long Term Evolution)上行物理信道包含物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)、物理共享信道(PUSCH，Physical uplink shared channel)、物理上行控制信道(PUCCH，Physical uplinkcontrol channel)。PUCCH信道格式可分为两大类，共6种：第一类包含3种格式，即format 1、1a、1b，第二类包含3种格式，即format 2、2a、2b。第一类PUCCH用于传输SR(调度请求，scheduling request)及ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative Acknowledgement)信令，其中，format1用于传输SR、format 1a用于传输单码字流的ACK/NACK、format 1b用于传输双码字流的ACK/NACK。第二类PUCCH主要用于传输CQI(ChannelQuality Indicator)，其中format 2只传输CQI，format 2a用于同时传输CQI和单码字流的ACK/NACK，format 2b用于同时传输CQI和双码字流的ACK/NACK。
第一类PUCCH在一个时隙内所占的RB(resource block，资源块)数与下行控制信道单元的数量(CCE，Control Channel Element)有关，是动态变化的；第二类PUCCH在一个时隙内所占的RB数通过广播信道通知给小区内的所有UE，是半静态配制的。另外，为了避免码资源的浪费，LTE系统还定义了混合RB，复用第一类和第二类PUCCH信道。系统中是否存在混合RB是可以配制的，且在一个时隙内，最多有一个混合RB。在普通上行子帧中，PUCCH位于PUSCH频带的两边，PUCCH的信道结构如图1所示。
在每一类格式里面，有两种不同的循环前缀(CP，Cyclic Prefix)长度，分别是普通循环前缀(Normal CP，Normal Cyclic Prefix)和扩展循环前缀(Extended CP，Extended Cyclic Prefix)。对于Normal CP的子帧，每个时隙(Slot)里面的第一个符号的循环前缀占用160个采样点，其余符号的循环前缀占用144个采样点；而对于Extended CP的子帧，每个符号的循环前缀占用512个采样点，Normal CP和Extended CP采样点的时间间隔为1/30.72us。对于不同的CP长度，PUCCH信道参考信号(RS，Reference Signal)符号和数据符号(DATA)的数量和所处的位置会有所不同，各类格式如图2所示。
对于PUCCH信道，不同的用户(UE，User Equipment)是通过码分(CDM)或者频分(FDM)的方式进行复用的。第一类PUCCH，可用的资源n_r由三个子资源表示(n_cs，n_oc，n_PRB)，如图3所示。其中n_cs代表循环移位序列(CS，circular shift)的资源序号，n_oc代表正交码(OC，orthogonalcovering)的资源序号，n_PRB代表物理资源块(PRB，physical resource block)的资源序号。例如，当循环移位的间隔为1时，一个物理资源块里面每个符号有12条循环移位序列资源，有3个正交码，因此每个PRB可以复用12×3＝36个UE；当循环移位的间隔为2时，则每个PRB可以复用(12/2)×3＝18个UE。第二类PUCCH，可用的资源n_r由两个子资源表示(n_cs，n_PRB)。
在LTE系统中，当存在PUCCH两类格式的内容需要同时发送时，对于Normal CP的子帧，采用第二类格式的发送结构，同时将第一类PUCCH格式的符号调制到第二个导频上进行发送；对于Extended CP的子帧，则先将第二类格式的数据c0，c1，...，cn和第一类格式的数据a0(双码字流时则为a0，a1)合并为c0，c1，...cn，a0，重新记作a0，a1，a2，a3，...，aA-1，经过(20，A)联合编码 b i = Σ n = 0 A - 1 ( a n · M i , n ) mod 2 生成20比特的b0，b1，...b19，经过调制后采用第二类格式的结构进行发送。Mi，n的取值如图4所示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法和装置，能够采用多天线同时发送两种物理上行控制信道格式的内容，有效提高发射分集增益。
为了解决上述问题，本发明提供了一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法，包括：
对两种PUCCH格式的数据进行联合编码；对联合编码所得到的数据进行调制，对调制得到的数据符号进行STBC，加入RS符号后在各天线上发送。
进一步地，所述调制得到的数据中，每个子帧包含两个时隙，每个时隙采用普通循环前缀；各时隙包含5个数据符号，预留2个参考信号符号的位置。
进一步地，所述加入参考信号符号的步骤具体包括：
在每个时隙里加入两个参考信号符号；对各时隙里的两个参考信号符号分别进行OC码的时域扩展。
进一步地，所述正交码为[11]、[1-1]和/或[1j]、[1-j]。
进一步地，对所述数据符号进行STBC时，数据符号配对的方式为以下任一种：
方式一、在每个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对；
方式二、在每个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对，第4个数据符号和第5个数据符号配对；
方式三、在每个子帧的第一个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对，第5个数据符号跟第二个时隙里面的第1个数据符号配对，第二个时隙里面的第2个数据符号和第3个数据符号配对、第4个数据符号和第5个数据符号配对；
采用方式一进行配对时，发送时采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第5个数据符号；采用方式二进行配对时，发送时采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第3个数据符号；
所述特殊分集方式包括：循环延时分集、预编码向量切换、或频率切换传输分集。
本发明还提供了一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送装置，包括：
联合编码模块，用于对两种PUCCH格式的数据进行联合编码；
调制模块，用于对联合编码所得到的数据进行调制；
分集模块，用于对调制得到的数据符号进行STBC；
发送模块，用于将经过STBC的数据加上RS符号后进行发送。
进一步地，所述调制模块输出的数据中，每个子帧包含两个时隙，每个时隙采用普通循环前缀；各时隙包含5个数据符号，预留2个参考信号符号的位置。
进一步地，所述发送模块加上RS符号是指：
所述发送模块在每个时隙里加入两个RS符号；对各时隙里的两个RS符号分别进行OC码的时域扩展。
进一步地，所述发送模块所采用的OC码为[11]、[1-1]和/或[1j]、[1-j]。
进一步地，所述分集模块对所述数据符号进行STBC时，按照以下任一方式对数据符号进行配对：
方式一、将每个时隙里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对；
方式二、将每个时隙(Slot)里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第4个数据符号和第5个数据符号配对；
方式三、将每个子帧的第一个时隙里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对，第5个数据符号跟第二个时隙里的第1个数据符号配对，第二个时隙里面的第2个数据符号和第3个数据符号配对、第4个数据符号和第5个数据符号配对；
所述分集模块采用方式一进行配对时，所述发送模块采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第5个数据符号；所述分集模块采用方式二进行配对时，所述发送模块采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第3个数据符号；所述特殊分集方式包括：循环延时分集、预编码向量切换、或频率切换传输分集。
本发明的技术方案能够实现在多天线系统中同时发送两种PUCCH格式的数据；本发明的优化方案采用PUCCH第二类普通CP格式发送数据，并且对RS符号进行了时域扩展，使得用户的复用容量没有降低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了PUCCH的信道结构；
图2示出了PUCCH信道两类格式下RS符号的分布；
图3为正交资源的示意图；
图4示出了联合编码器(20，A)的基本序列Mi，n。
图5为实施例二的多天线系统中物理上行控制信道的数据发送装置的具体实施示意框图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
由LTE演进到LTE-A(LTE-Advanced)阶段，为了获取更高的传输速率，LTE-A系统支持上行2根和4根发送天线的配置。本发明提出了对于PUCCH信道，当终端要利用多天线同时发送两类格式的内容时的解决方案。
实施例一，一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法，包括：
对两种PUCCH格式的数据进行联合编码；对联合编码所得到的数据进行调制，对调制得到的数据符号进行STBC，加入RS符号后在各天线上发送。
本实施例中，可以但不限于采用(20，A)联合编码，联合编码的实现细节可以同现有的LTE系统中的联合编码。
本实施例中，所述联合编码、调制后得到的数据符号采用如图2所示的format2/2a/2b normal CP结构，即：每个子帧包含两个时隙，每个时隙长度为0.5ms，采用普通CP，各时隙包含5个数据符号，预留2个RS符号的位置；各时隙中依次为第1个数据符号、第1个RS符号、第2、3、4个数据符号、第2个RS符号和第5个数据符号。
本实施例中，所述加入RS符号的步骤具体包括：
在每个时隙里加入两个RS符号；对各时隙里的两个RS符号分别进行OC码的时域扩展。
比如每个时隙里的两个RS符号分别为RS_1和RS_2，OC码分别为OC_1＝[a b]和OC_2＝[c d]，经过OC码时域扩展后，则在第一根天线上发送的两个RS符号分别为RS_1*a和RS_2*b，在第二根天线上发送的两个RS符号分别为RS_1*c和RS_2*d。四天线的情况可以类推。
所述OC码可以但不限于为[11]、[1-1]和/或[1j]、[1-j]。
本实施例中，对联合编码、调制后所得到的数据符号进行STBC时，数据符号配对的方式可以但不限于为以下任一种：
方式一、在每个时隙(Slot)里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对做STBC，第3个数据符号和第4个数据符号配对做STBC；
方式二、在每个时隙(Slot)里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对做STBC，第4个数据符号和第5个数据符号配对做STBC；
方式三、在每个子帧的第一个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对做STBC，第3个数据符号和第4个数据符号配对做STBC，第5个数据符号跟第二个时隙里面的第1个数据符号配对，第二个时隙里面的第2个数据符号和第3个数据符号配对、第4个数据符号和第5个数据符号配对。
采用方式一进行配对时，发送时采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第5个数据符号；采用方式二进行配对时，发送时采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第3个数据符号。
本实施例中，上面所述的特殊分集方式，可以但不限于包括：循环延时分集(CDD，Cyclic Delay Diversity)、或预编码向量切换(PVS，PrecodingVector Switching)、或频率切换传输分集(FSTD，Frequency Switched TransmitDiversity)。
实际应用时不限于以上配对方式，比如可以是各时隙中的第1/2/4个数据符号采用特殊分集方式发送，其它数据符号两两配对等。
实际应用时，也不排除采用其他数据格式发送数据；采用其它数据格式时，STBC配对的方式在各时隙只有4个数据符号时，将两两配对，在各时隙有5个数据符号时，采用上述方式配对。
实施例二，一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送装置，如图5所示，包括：
联合编码模块，用于对两种PUCCH格式的数据进行联合编码；
调制模块，用于对联合编码所得到的数据进行调制；
分集模块，用于对调制得到的数据符号进行STBC；
发送模块，用于将经过STBC的数据加上RS符号后进行发送。
本实施例中，所述联合编码模块可以但不限于采用(20，A)联合编码，其具体实现细节可以同现有的LTE系统中的联合编码模块。
本实施例中，所述调制模块输出的数据采用如图2所示的format2/2a/2bnormal CP结构，即：每个子帧包含两个时隙，每个时隙长度为0.5ms，采用普通CP，各包含5个数据符号，预留2个RS符号的位置；各时隙中依次为第1个数据符号、第1个RS符号、第2、3、4个数据符号、第2个RS符号和第5个数据符号。
本实施例中，所述发送模块加上RS符号是指：
所述发送模块在每个时隙里加入两个RS符号；对各时隙里的两个RS符号分别进行OC码的时域扩展。
所述发送模块所采用的OC码可以但不限于为[11]、[1-1]和/或[1j]、[1-j]。
本实施例中，所述分集模块对所述数据符号进行STBC时，可以但不限于按照以下任一方式对数据符号进行配对：
方式一、将每个时隙(Slot)里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对，第5个数据符号采用特殊分集方式中的任一种发送；
方式二、将每个时隙(Slot)里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第4个数据符号和第5个数据符号配对，第3个数据符号采用特殊分集方式中的任一种发送；
方式三、将每个子帧的第一个时隙里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对，第5个数据符号跟第二个时隙里的第1个数据符号配对，第二个时隙里面的第2个数据符号和第3个数据符号配对、第4个数据符号和第5个数据符号配对。
所述分集模块采用方式一进行配对时，所述发送模块采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第5个数据符号；所述分集模块采用方式二进行配对时，所述发送模块采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第3个数据符号。
本实施例中，上面所述的特殊分集方式，可以但不限于包括：循环延时分集(CDD，Cyclic Delay Diversity)、或预编码向量切换(PVS，PrecodingVector Switching)、或频率切换传输分集(FSTD，Frequency Switched TransmitDiversity)。
实际应用时所述分集模块不限于采用以上配对方式，比如可以是各时隙中的第1/2/4个数据符号采用特殊分集方式发送，其它数据符号两两配对等。
实际应用时，也不排除采用其他数据格式发送数据；采用其它数据格式时，所述分集模块采用配对的方式在各时隙只有4个数据符号时为两两配对，在各时隙有5个数据符号时为上述方式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送方法，包括：
对两种物理上行控制信道PUCCH格式的数据进行联合编码；对联合编码所得到的数据进行调制，对调制得到的数据符号进行空时分组编码STBC，加入参考信号符号后在各天线上发送；所述调制得到的数据中，每个子帧包含两个时隙，每个时隙采用普通循环前缀；各时隙包含5个数据符号，预留2个参考信号符号的位置；对数据符号进行空时分组编码STBC时，数据符号配对的方式为以下任一种：
方式一、在每个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对；
方式二、在每个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对，第4个数据符号和第5个数据符号配对；
方式三、在每个子帧的第一个时隙里面，第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对，第5个数据符号跟第二个时隙里面的第1个数据符号配对，第二个时隙里面的第2个数据符号和第3个数据符号配对、第4个数据符号和第5个数据符号配对；
采用方式一进行配对时，发送时采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第5个数据符号；采用方式二进行配对时，发送时采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第3个数据符号；
所述特殊分集方式包括：循环延时分集、预编码向量切换、或频率切换传输分集。
2.如权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，所述加入参考信号符号的步骤具体包括：
在每个时隙里加入两个参考信号符号；对各时隙里的两个参考信号符号分别进行正交码的时域扩展。
3.如权利要求2所述的数据发送方法，其特征在于：
所述正交码为[11]、[1-1]和/或[1j]、[1-j]。
4.一种多天线系统中物理上行控制信道的数据发送装置，其特征在于，包括：
联合编码模块，用于对两种物理上行控制信道PUCCH格式的数据进行联合编码；
调制模块，用于对联合编码所得到的数据进行调制，调制模块输出的数据中，每个子帧包含两个时隙，每个时隙采用普通循环前缀；各时隙包含5个数据符号，预留2个参考信号符号的位置；
分集模块，用于对调制得到的数据符号进行空时分组编码STBC；
发送模块，用于将经过空时分组编码STBC的数据加上参考信号符号后进行发送；
所述分集模块对所述数据符号进行空时分组编码STBC时，按照以下任一方式对数据符号进行配对：
方式一、将每个时隙里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对；
方式二、将每个时隙里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第4个数据符号和第5个数据符号配对；
方式三、将每个子帧的第一个时隙里的第1个数据符号和第2个数据符号配对，第3个数据符号和第4个数据符号配对，第5个数据符号跟第二个时隙里的第1个数据符号配对，第二个时隙里面的第2个数据符号和第3个数据符号配对、第4个数据符号和第5个数据符号配对；
所述分集模块采用方式一进行配对时，所述发送模块采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第5个数据符号；所述分集模块采用方式二进行配对时，所述发送模块采用特殊分集方式中的任一种发送各时隙里的第3个数据符号；所述特殊分集方式包括：循环延时分集、预编码向量切换、或频率切换传输分集。
5.如权利要求4所述的数据发送装置，其特征在于，所述发送模块加上参考信号符号是指：
所述发送模块在每个时隙里加入两个参考信号符号；对各时隙里的两个参考信号符号分别进行正交码的时域扩展。
6.如权利要求5所述的数据发送装置，其特征在于：
所述发送模块所采用的正交码为[11]、[1-1]和/或[1j]、[1-j]。
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