CN101651521B

CN101651521B - 基于空时编码发送控制信令的方法

Info

Publication number: CN101651521B
Application number: CN200810210244.7A
Authority: CN
Inventors: 李迎阳; 李小强
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2028-08-11
Also published as: CN101651521A

Abstract

一种基于空时编码发送控制信令的方法，包括步骤：一个时间段内用于传输数据和控制信令时域符号的个数为N，相应地，数据和控制信令分为N个信息块，其中N为奇数，对N个信息块中的N-1个信息块划分为(N-1)/2组，并对每组的两个信息块进行STBC编码，其中控制信令包含在所述N-1个信息块中；将未处理的一个信息块进行不同于STBC编码的编码处理；所述N个信息块经发射分集处理后映射到所述N个时域符号上，并发送所述时间段内的时域符号。采用本发明的方法，在对TTI内的时域符号进行STBC分组时，保证控制信令所在的时域符号都能进行STBC编码，从而优化控制信令的性能。

Description

基于空时编码发送控制信令的方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体的说涉及在无线通信系统中的基于空时编码发送控制信令的方法。

背景技术

3GPP标准化组织正在进行新一代无线通信标准的制订，该标准称为LTE。其下行传输技术基于正交频分复用(OFDM)；其上行传输技术基于单载波频分多址接入(SCFDMA)。LTE系统包含两种类型的帧结构，帧结构类型1采用频分双工(FDD)，帧结构类型2采用时分双工(TDD)。

图1是LTE FDD系统的帧结构，无线帧(radio frame)的时间长度是307200×T_s＝10ms，每个无线帧分为20个长度为15360T_s＝0.5ms的时隙，时隙的索引范围是0～19。

图2是LTE TDD系统的帧结构。每个长度为307200×T_s＝10ms的无线帧等分为两个长度为153600×T_s＝5ms的半帧。每个半帧包含8个长度为15360T_s＝0.5ms的时隙和3个特殊域，即下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)和上行导频时隙(UpPTS)，这3个特殊域的长度的和是30720T_s＝1ms。

对LTE FDD和LTE TDD的帧结构，每个时隙包含多个OFDM(或者SCFDMA)符号，其CP有两种，即一般CP和加长CP。使用一般CP的时隙包含7个OFDM(或者SCFDMA)符号，使用加长CP的时隙包含6个OFDM(或者SCFDMA)符号。每个子帧由两个连续的时隙构成，即第k个子帧包含时隙2k和时隙2k+1。对LTE TDD，子帧1和子帧6包含3个特殊域，即DwPTS、GP和UpPTS。

当用户设备配备了多个功率放大器时，可以在多个天线同时发送上行信息，空时编码(STBC)是一种很好的备选技术，它的好处是可以保持每根天线上发送的信号的单载波特性，从而具有较低的峰平比(PAPR)。如图3所示是STBC的一个应用示例。对控制和数据信息经编码等处理之后，经DFT操作，得到不采用发射分集时两个SCFDMA符号上发送的频域信息，分别记为s_1，1，s_1，2，s_1，3，s_1，4，...和s_2，1，s_2，2，s_2，3，s_2，4，...。然后，对不采用发射分集时两个SCFDMA符号的信号进行STBC编码，这里，STBC编码是分别对两个SCFDMA符号的相同子载波上的信号进行，即STBC编码分别应用到(s_1，1，s_2，1)、(s_1，2，s_2，2)等。STBC编码可以是Alamouti STBC编码或者其变形，在图3中采用的是Alamouti STBC编码。经Alamouti STBC编码后，第一根天线上的两个SCFDMA内的频域信号分别为s_1，1，s_1，2，s_1，3，s_1，4，...和-s_2，1 ^*，-s_2，2 ^*，-s_2，3 ^*，-s_2，4 ^*，...；第二根天线上的两个SCFDMA内的频域信号分别为s_2，1，s_2，2，s_2，3，s_2，4，...和s_1，1 ^*，s_1，2 ^*，s_1，3 ^*，s_1，4 ^*，...。各天线的频域信号经IFFT变换后得到时域信号。

根据当前LTE的讨论结果，当需要在上行方向同时发送上行数据和上行控制信令时，上行控制信令复用上行共享控制信道(PUSCH)来发送。信道质量指示(CQI)是映射到PUSCH的所有SCFDMA符号上；确认/否认指示信息(ACK/NACK)是映射到每个时隙的参考符号的旁边的两个SCFDMA符号上；阶数指示信息(RI)是映射到每个时隙的ACK/NACK的外侧的两个SCFDMA符号上。

根据目前LTE的讨论结果，在每个无线帧内，某些上行子帧的最后一个符号将用于传输信道监测参考符号(SRS)。另外，根据当前LTE的讨论结果，在上行方向支持局部式传输和跳频的方式(PUSCH+hopping)，即在一个子帧内的两个时隙内占用不同的频率资源。

图3所示的STBC编码是应用到两个SCFDMA符号上。这样，当上行子帧内需要发送SRS，剩余奇数个SCFDMA构成PUSCH，从而不是所有的SCFDMA符号都能进行STBC编码。或者，对PUSCH+Hopping信道并且每个时隙包含奇数个SCFDMA符号时，也不是所有的SCFDMA符号都能进行STBC编码。本发明提出STBC分组的方法，用于保证控制信令的传输性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无线通信系统中的基于空时编码发送上行控制信令的方法。

按照本发明的一方面，一种基于空时编码发送控制信令的方法，包括步骤：

一个时间段内用于传输数据和控制信令时域符号的个数为N，相应地，数据和控制信令分为N个信息块，其中N为奇数，对N个信息块中的N-1个信息块划分为(N-1)/2组，并对每组的两个信息块进行STBC编码，其中控制信令包含在所述N-1个信息块中；

将未处理的一个信息块进行不同于STBC编码的编码处理；

所述N个信息块经发射分集处理后映射到所述N个时域符号上，并发送所述时间段内的时域符号。

采用本发明的方法，在对TTI内的时域符号进行STBC分组时，保证控制信令所在的时域符号都能进行STBC编码，从而优化控制信令的性能。

附图说明

图1是LTE FDD的帧结构；

图2是LTE TDD的帧结构；

图3是一种基于STBC编码的方法；

图4是一般CP子帧的STBC分组的方法；

图5是加长CP子帧的STBC分组的方法。

具体实施方式

一个传输时间间隔(TTI)划分为多个时域符号，记除用于导频的时域符号以外，实际用于传输数据和控制信令的时域符号的个数为N，这里的时域符号是指OFDM符号或者SCFDMA符号等。相应地，在TTI内发送的数据和控制信令分为N个信息块，即信息块的个数和时域符号的个数相等。当不采用发射分集技术时，每个信息块依次映射到一个时域符号上传输。当采用发射分集技术时，这N个信息块经发射分集处理后，产生在N个时域符号上每根天线的发送信号。

控制信令分为两类，第一类控制信令是在TTI内的所有N个信息块中传输；而第二类控制信令只在TTI内的N个信息块中的一部分信息块中传输。当采用STBC的发射分集技术时，是对两个信息块的信号进行STBC编码，并映射到两个时域符号上。本发明提出在对TTI内的N个信息块进行STBC分组时，保证第二类控制信令所在的信息块都能进行STBC编码，从而优化第二类控制信令的性能。

当TTI内的所有时域符号都占用相同的频率时，可以不区分时隙而是在TTI上处理STBC的分组，这时本发明中下面提到的时间段代表TTI。当N是奇数时，TTI内有一个信息块不能进行STBC编码。当一个TTI分为两个时隙，并且两个时隙分配的频率资源不相同，即跳频时，需要在TTI的每个时隙内分别处理STBC分组，这时本发明中下面提到的时间段代表一个时隙。这里，当每个时隙的用于传输数据和控制信令的时域符号个数是奇数时，每个时隙分别有一个信息块不能进行STBC编码。这样，当需要保证第二类控制信令在两个时隙内占用的信息块都进行了STBC编码时，第二类控制信令在TTI内占用的信息块的总数不能超过N-2。

下面描述本发明的方法。记一个时间段(例如，一个TTI或者时隙)内用于传输数据和控制信令的时域符号的个数为N，则相应地TTI内的数据和控制信令划分为N个信息块。

当N为偶数时，这N个信息块划分为N/2组，每组的两个信息块分别进行STBC编码。记这N个信息块的索引为0，1，2，...，N-1，则索引为2k和2k+1的两个信息块分为一组，k＝0，1，2，...，N/2-1。相应地，对TTI内的用于传输数据和控制信令的N个时域符号进行分组，分组的方法可以是把时间上距离最近的两个时域符号分为一组，即记这N个时域符号按时间顺序的索引为0，1，2，...，N-1，则索引为2k和2k+1的两个时域符号分为一组，k＝0，1，2，...，N/2-1。第k组信息块经STBC编码后在第k组时域符号上传输。这样，所有第一类控制信令和第二类控制信令所在的信息块都进行了STBC编码，从而获得STBC天线分集的增益。

当N为奇数时，N个信息块中的N-1个信息块划分为(N-1)/2组，每组的两个信息块进行STBC编码，相应地占用N-1个时域符号；剩下的一个信息块不能进行STBC编码，而只能采用其他的处理方法，它映射到剩余的一个时域符号上。例如，记不进行STBC编码的信息块在N个信息块中的索引为r，则用于传输数据和控制信令的N个时域符号中索引为r的时域符号不进行STBC编码。对这个不能进行STBC编码的信息块，可以只用某一根天线来发射这个信息块；或者，多根天线同时用相同的信号形式发送这个信息块；或者，对这个信息块采用不要求成对时域符号的发射分集技术，例如循环时延分集(CDD)等；本发明不限制如果处理剩下的这个信息块。这里，为了优化第二类控制信令的性能，本发明提出应用STBC编码的N-1个信息块包括所有第二类控制信令所在的信息块；或者说保证剩下的一个不能进行STBC编码的信息块不用于传输第二类控制信令。这里，对应用STBC编码的N-1个信息块进行索引0，1，2，...，N-2，则索引为2k和2k+1的两个信息块分为一组并进行STBC编码，k＝0，1，2，...，(N-1)/2-1。相应地，对用于传输数据和控制信令的N-1个时域符号进行分组，分组的方法可以是把时间上距离最近的两个时域符号分为一组，记这N-1个时域符号的索引为0，1，2，...，N-2，则索引为2k和2k+1的两个时域符号分为一组，k＝0，1，2，...，(N-1)/2-1。第k组信息块经STBC编码后在第k组时域符号上传输。在确定哪一个信息块，或者说哪一个时域符号不进行STBC编码时，一个可用的原则是对用于传输数据和控制信令的N-1个时域符号，保证应用STBC编码的时域符号组组内两个时域符号的时间距离最小，从而优化STBC编码的性能。具体的说，要尽量避免不进行STBC编码的时域符号位于应用了STBC编码的时域符号组组内两个时域符号之间；尤其是当应用了STBC编码的时域符号组组内两个时域符号之间有导频时域符号时，尽可能避免不进行STBC编码的时域符号位于这个组内的两个时域符号之间。采用这个方法，所有第二类控制信令所在的信息块都进行了STBC编码，从而获得STBC天线分集的增益。而对第一类控制信令，受时域符号个数是奇数的限制，总有一个传输第一类控制信令的信息块不能进行STBC编码。

实施例

本部分给出了该发明的两个实施例，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。

实施例一：

这里，基于LTE系统复用上行数据和上行控制信息的结构，描述本发明的一个示例。图4是在采用一般CP的上行子帧中，各种上行信息的映射结构，这里显示的是LTE中的控制、数据和参考信号在子帧内映射位置，即不采用发射分集技术时的映射位置。上行解调参考符号(DM-RS)映射到每个时隙的第三个SCFDMA符号，即符号3和符号10。当需要在物理上行共享信道(PUSCH)同时传输控制信息和数据时，ACK/NACK将映射到参考符号的旁边的4个SCFDMA符号上，即符号2、符号4、符号9和符号11；RI映射到ACK/NACK的两侧4个SCFDMA符号上，即符号1、符号5、符号8和符号12。当需要传输SRS时，它占用子帧的最后一个SCFDMA符号，即符号13。

如示例一所示，当上行子帧内不发送SRS时，除了参考符号以外，子帧内还有12个符号，每个时隙6个符号。这样，每个时隙的6个符号分别分为3组，在时间上距离最近的两个符号是一组。第一个时隙的3组符号是(符号0，符号1)、(符号2，符号4)和(符号5，符号6)；第二个时隙的3组符号是(符号7，符号8)、(符号9，符号11)和(符号12，符号13)。当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号。这样，所有可能的包含控制(ACK/NACK和/或RI)的符号都进行了STBC编码。

如示例二所示，当上行子帧内发送SRS时，除了参考符号以外，子帧内还有11个符号，其中第一个时隙内6个符号，第二个时隙内5个符号。第一个时隙的6个符号分成3组，在时间上距离最近的两个符号是一组，即(符号0，符号1)、(符号2，符号4)和(符号5，符号6)，当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号。对第二个时隙的5个符号，考虑到优化控制信令的性能，采用与示例一不同的分组方法，分出两组符号，即(符号8，符号9)和(符号11，符号12)，当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号；剩下的符号7上的信息块不能做STBC编码，只能采用其他的方法处理。采用这个STBC分组方法，所有可能的包含控制(ACK/NACK和/或RI)的符号都进行了STBC编码

示例一和示例二的方法既适用于局部式传输的上行信道，也适用于局部式传输加跳频的上行信道。

实施例二：

这里，基于LTE系统复用上行数据和上行控制信息的结构，描述本发明的另一个示例。图5是在采用加长CP的上行子帧中，各种上行信息的映射结构，这里显示的是LTE中的控制、数据和参考信号在子帧内映射位置，即不采用发射分集技术时的映射位置。上行解调参考符号(DM-RS)映射到每个时隙的第2个SCFDMA符号，即符号2和符号8。当需要在物理上行共享信道(PUSCH)同时传输控制信息和数据时，ACK/NACK将映射到参考符号的旁边的4个SCFDMA符号上，即符号1、符号3、符号7和符号9；RI映射到ACK/NACK的两侧4个SCFDMA符号上，即符号0、符号4、符号6和符号10。当需要传输SRS时，它占用子帧的最后一个符号，即符号11。

如示例一所示，对局部式传输的上行信道，并且上行子帧内不发送SRS时，除了参考符号以外，子帧内还有10个符号，这10个符号分为5组，在时间上距离最近的两个符号是一组。即(符号0，符号1)、(符号3，符号4)、(符号5，符号6)、(符号7，符号9)和(符号10，符号11)。当采用STBC发射分集上，对每组两个符号进行STBC编码后得到每根天线上的发射信号。这样，所有可能的包含控制(ACK/NACK和/或RI)的符号都进行了STBC编码。

如示例二所示，对局部式传输加跳频的上行信道，并且上行子帧内不发送SRS时，除了参考符号以外，子帧内还有10个符号，每个时隙5个符号。对第一个时隙，分出两组符号，即(符号0，符号1)和(符号3，符号4)，当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号；剩余符号5上的信息块不能做STBC编码。对第二个时隙，分出两组符号，即(符号6，符号7)和(符号9，符号10)，当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号；剩余符号11上的信息块不能做STBC编码。采用这个STBC分组方法，所有可能的包含控制(ACK/NACK和/或RI)的符号都进行了STBC编码。

如示例三所示，对局部式传输的上行信道或者局部式传输加跳频的上行信道，当上行子帧内发送SRS时，除了参考符号以外，子帧内还有9个符号，其中第一个时隙内5个符号，第二个时隙内4个符号。对第一个时隙，分出两组符号，即(符号0，符号1)和(符号3，符号4)，当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号；剩余符号5上的信息块不能做STBC编码。对第二个时隙，分为两组符号，即(符号6，符号7)和(符号9，符号10)，当采用STBC发射分集上，对每组两个SCFDMA符号上的信息块经STBC编码后得到每根天线上的发射信号。采用这个STBC分组方法，所有可能的包含控制(ACK/NACK和/或RI)的符号都进行了STBC编码。

Claims

1.一种基于空时编码发送控制信令的方法，包括步骤:

一个时间段内用于传输数据和控制信令时域符号的个数为N，相应地，数据和控制信令分为N个信息块，其中N为奇数，对N个信息块中的N-1个信息块，划分为(N-1)/2组，并对每组的两个信息块进行STBC编码，其中控制信令包含在所述N-1个信息块中;

将未处理的一个信息块进行不同于STBC编码的编码处理;

所述N个信息块经发射分集处理后映射到所述N个时域符号上，并发送所述时间段内的时域符号，其中，所述未处理的一个信息块对应的时域符号的位置使得每组应用了STBC编码的两个信息块映射到的两个时域符号的时间距离最小。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对采用一般CP的上行子帧，当发送SRS时，子帧内的符号7上的信息块不做STBC编码，这里对子帧内的符号从0开始索引。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对加长一般CP的上行子帧和局部式传输加跳频的上行信道，并且不发送SRS时，子帧内的符号5和符号11上的信息块不做STBC编码，这里对子帧内的符号从0开始索引。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对加长一般CP的上行子帧，当发送SRS时，子帧内的符号5上的信息块不做STBC编码，这里对于帧内的符号从0开始索引。