CN101689926B - 无线通信系统中发送和接收上行链路信道声探参考信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在无线通信系统中用于发送上行链路信道声探(CS)参考信号(RS)信道的方法。该方法包括：通过在先前选择的构成子帧的一个时隙的至少一个长块(LB)中的整个系统带来发送CS RS信道的码元；以及通过应用根据应用CS RS信道的码元的LB的数目确定的正交序列，在该时隙中通过应用CS RS信道的码元之后剩余的LB中的预定带来发送控制信道的码元。

Description

无线通信系统中发送和接收上行链路信道声探参考信号的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及基于频分多址(FDMA)的无线通信系统，具体地涉及用于发送和接收信道声探(sounding)参考信号(CS RS)的方法和装置。

背景技术

近来，在移动通信系统中，已经对作为适合于在无线信道中的高速数据传输的方案的正交频分多址(OFDMA)或单载波频分多址(SC-FDMA)进行了透彻的研究。

目前，OFDM和SC-FDMA技术被应用在基于由第三代伙伴项目(3GPP)定义的通用移动电信业务(UMTS)的演进的UMTS地面无线接入(EUTRA)标准的下行链路和上行链路中。

作为基于单载波传输同时保证与OFDM类似的多个接入用户之间的正交性的技术的SC-FDMA的优势在于，传输信号的峰值与平均功率比(PAPR)非常低。因此，当SC-FDMA应用于移动通信系统时，与OFDM技术相比较，由于它的低PAPR，因此它可以带来蜂窝覆盖范围的改善。

图1示出了一般的SC-FDMA发送器的结构和时隙结构，其中使用快速傅里叶变换(FFT)103和快速傅里叶逆变换(IFFT)105。

参考图1，将在发送器结构方面考虑OFDM和SC-FDMA之间的差别。除了用于OFDM发送器中的多载波传输的IFFT 105以外，FFT 103还存在于SC-FDMA发送器中的IFFT 105的前端。这里，M个调制码元100构成一个块，并且该块被输入到具有尺寸为M的FFT 103中。在这里，每个块将被称为“长块(LB)”，并且7个LB构成一个0.5ms的时隙102。

从FFT 103输出的信号应用于IFFT 105作为具有连续索引的输入(参见104)，在其中信号经历傅里叶逆变换，然后在被发送之前被转换为模拟信号(参见106)。IFFT 105的输入/输出尺寸N大于FFT 103的输入/输出尺寸M。SC-FDMA传输信号具有比OFDM信号低的PAPR，因为由FFT 103和IFFT105处理的信号具有单载波特性。

图2示出了在EUTRA SC-FDMA系统中在频率-时间域中的示范性资源分割。

参考图2，系统带宽201为10MHz，以及系统带宽201中总共存在50个资源单元(RU)202。每个RU 202由12个副载波203组成，可以具有14个LB 204，并且是数据传输的基本调度单位。14个LB 204构成一个1ms子帧205。

图3是示出了在基于图2的资源分割结构的EUTRA上行链路中用于传输控制信道和数据信道的资源分配的图。

参考图3，通过位于系统带的两端(即，RU#1和RU#50)的RU来发送控制信息，诸如表示用于下行链路数据的混合自动重发请求(HARQ)操作的响应信号的确认(ACK)/否定确认(NACK)和表示用于下行链路数据调度的信道状态信息的信道质量指示(CQI)。同时，通过位于系统带的中间302的RU(即，除RU#1和RU#50之外的所有RU)来发送诸如数据、随机接入信道(RACH)及其它控制信道之类的信息。

通过跳频，在RU#1的第一时隙308中发送的控制信息在下一时隙中通过RU#50311被重复发送，从而获得频率分集增益。相似地，通过跳频，使用RU#50的第一时隙309发送的控制信息在下一时隙中通过RU#1310被重复发送。同时，几个控制信道在经历码域多路复用(CDM)之后在一个RU中发送。

图4示出了用于控制信道的详细的CDM结构。

参考图4，分配给不同终端的ACK信道ACKCH#1和ACKCH#2在每一LB中使用相同的Zadoff-Chu(ZC)序列来发送它们的相关ACK/NACK信号。在每一LB中按照s₁、s₂、...、s₁₂的顺序发送应用于ACKCH#1的ZC序列412的码元，以及按照s₃、s₄、...、s₁₂、s₁、s₂的顺序发送应用于ACKCH#2的ZC序列414的码元。也就是说，将应用于ACKCH#2的ZC序列从ACKCH#1的ZC序列循环移动2个码元(Δ(Delta)＝2码元)。根据ZC序列的特性，具有不同的循环移位值′0′408和Δ(Delta)410的ZC序列具有相互正交性。通过将循环移位值408和410之间的差设置为大于无线传输路径的最大传输延迟的值，可以保持信道之间的正交性。

ACKCH#1和ACKCH#2的相应的ZC序列分别乘以期望在每一LB中发送的ACK/NACK码元b₁和b₂。由于ZC序列之间的正交性，即使在相同的RU中同时发送ACKCH#1和ACKCH#2，基站的接收器也可以互不干扰地检测出两个信道的ACK/NACK码元b₁和b₂。在位于时隙中间的LB 405和406中，在检测ACK/NACK码元期间发送用于信道估计的参考信号(RS)。与ACKCH#1和ACKCH#2的控制信息类似，RS也在利用其相应的ZC序列进行CDM之后被发送。在图4中，在几个LB中重复b₁和b₂，以便使得甚至位于小区边界处的终端也能够将足够功率的ACK/NACK信号发送到基站。

根据相似的原理，即使CQI信道在每个LB中发送一个调制码元，不同的CQI信道也可以使用具有不同的循环移位值的ZC序列来进行CDM。

图5示出了其中在0.5ms时隙的一个RU中多路复用五个控制信道500～504的结构。

参考图5，示出了采用相干调制的两个ACK信道，ACKCH#1500和ACKCH#2501；以及使用非相干调制方案的用于发送1比特控制信息的三个非相干信令控制信道(NCCCH)的控制信道，NCCCH#1502、#2503和#3504。ACKCH#1500和ACKCH#2502分别在第2和第6LB 511和512(513和514)中发送用于信道估计的RS信号(在下文中，称为“RS LB”)，并且在其余LB中发送ACK/NACK码元515(在下文中，称为“控制信息LB”)。NCCCH 502、503和504在第1、第3、第4、第5和第7LB中仅仅发送控制信息。

ACKCH#1500和ACKCH#2501将相同的循环移位值Δ(ZC的移位)510应用于每个LB中发送的ZC序列。因此，甚至在用于传输RS信号的LB 511-514中在两个信道500和501之间应用相同的循环移位值Δ(ZC的移位)510。

为了正交检测两个信道500和501中发送的ACK/NACK码元b₁和b₂，多路复用到ACKCH#1500和ACKCH#2501的ZC序列的信号以LB为单位乘以长度为N的具有不同的索引m的正交序列S_m，n516的序列码元(其中n表示序列码元索引，n＝1，...，N)。例如，定义为等式(1)的傅里叶序列可以被用作正交序列。

$S_{m,n}=\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πmn}}{N}\right),n=1,...,N\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

傅里叶序列满足具有不同的索引m的序列之间的互正交性，并且在图5所示的结构中，N＝5。除了傅里叶序列以外，诸如ZC和广义类线性调频(Generalized Chirp-Like)序列的其它长度为5的序列也可以被用作正交序列。其中，长度为5的序列意思是它可以被表达为例如10101、11011等等。换句话说，长度为5的序列是类似5比特序列。因此它没有度量单位。如果它应当具有单位，则它可以被称为为5比特长度。

在图5的示例中，具有索引1和2的长度为5的序列的码元分别依次乘以ACKCH#1和ACKCH#2的控制信息LB的信号。具体地说，在LB 520中，共同应用于ACKCH#1和ACKCH#2的ZC序列的每个码元乘以ACKCH#1的ACK/NACK码元b₁和傅里叶序列#1的第一码元S_1，1。相似地，在LB 521中，ZC序列的每个码元乘以ACKCH#2的ACK/NACK码元b₂和傅里叶序列#2的第一码元S_1，1。

同时，由于两个RS LB 511～514存在于一个时隙中，因此具有不同索引的长度为2的Walsh序列应用于RS LB 511-514中的ACKCH#1500和ACKCH#2501。当如上所述具有相同的循环移位值510的ZC序列应用于ACKCH#1500和ACKCH#2501时，由于正交序列S_m，n的长度为5，因此另外三个正交序列是可用的。但是，如上所述，由于在一个时隙中仅仅存在两个能够发送RS的LB，因此存在这样的问题：当将相同的ZC序列应用于控制信息LB时，除了ACKCH#1500和ACKCH#2501之外，不能够产生另外的RS信号。

发明内容

本发明的一方面提供一种在无线通信系统中用于发送CS RS的方法和装置。

本发明的另一方面是提供一种在基于SC-FDMA的无线通信系统中用于多路复用CS RS和其它上行链路控制信道的方法和装置。

本发明的另一方面是提供一种在基于SC-FDMA的无线通信系统中用于保持CS RS的恒定的资源分配带宽而与其它上行链路控制信道的资源量无关的方法和装置，从而将CS RS固定地分配到每个终端。

本发明的又一方面是提供一种用于多路复用CS RS信道和ACK/NACK信道以使得发送CS RS的时隙和不发送CS RS的时隙具有相同的ACK/NACK信道发送容量的ACK/NACK信道结构。

根据本发明的一方面，提供一种在无线通信系统中用于发送上行链路信道声探(CS)参考信号(RS)信道的方法。该方法包括：通过在先前选择的构成子帧的一个时隙的至少一个长块(LB)中的整个系统带来发送CS RS信道的码元；以及通过应用根据应用CS RS信道的码元的LB的数目确定的正交序列，在该时隙中通过应用CS RS信道的码元之后剩余的LB中的预定带来发送控制信道的码元。

根据本发明的另一方面，提供一种在无线通信系统中用于发送上行链路信道声探(CS)参考信号(RS)信道的方法。该方法包括：通过与在先前选择的构成子帧的一个时隙的至少一个长块(LB)中的整个系统带中分配数据信道的带相同的带来发送CS RS信道的码元；以及通过应用根据应用CSRS信道的码元的LB的数目确定的正交序列，在该时隙中通过应用CS RS信道的码元之后剩余的LB中的预定带来发送控制信道的码元。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述及其它方面、特征和优点将更加明显，其中：

图1是示出了一般的SC-FDMA发送器和时隙结构的结构；

图2示出了在EUTRA SC-FDMA系统中在频率-时间域中的示范性资源分割；

图3是示出了在基于图2的资源分割结构的EUTRA上行链路中用于传输控制信道和数据信道的资源分配的图。

图4示出了用于控制信道的详细的CDM结构；

图5示出了其中在0.5ms的时隙的一个RU中多路复用五个控制信道的结构；

图6示出了信道声探信道及其它信道的典型的多路复用；

图7示出了根据本发明的优选实施例的CS RS信道和其它信道的多路复用；

图8示出了根据本发明的实施例的在一个LB中多路复用使用应用一个相同的循环移位值的ZC序列的ACK/NACK信道的示例；

图9是示出根据本发明的优选实施例的终端的发送操作的流程图；和

图10示出了根据本发明的另一个优选实施例的CS RS信道和其它信道的多路复用。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，为了简明清楚，将略去合并于此的已知功能和配置的描述。这里使用的术语是基于本发明中的功能而定义的，并且可以根据用户、运营商意图或使用实践而变化。因此，术语的定义应当基于贯穿该说明书的内容而产生。

尽管在这里参考基于OFDM的无线通信系统特别是3GPP EUTRA标准来给出本发明的描述，但是在不脱离本发明的范围的情况下，通过做出略微修改，本发明可以应用于具有相似技术背景和信道格式的其它通信系统中。

本发明的一方面是在无线通信系统中多路复用信道声探参考信号(CSRS)信道和上行链路控制信道。CS RS是基站从每个终端接收到的导频信号，其被该基站使用来估计从每个终端到该基站的信道状态。对于每个子帧，基于估计结果，基站确定它将调度的终端的数据信道。对于CS RS信道，根据终端状态，每个终端可以具有不同的传输带宽和不同的传输时间段。

本发明提供一种在与其它上行链路信道(包括数据和控制信道)的传输时间完全分开的时间上发送CS RS并且将分配的资源的带宽匹配到整个上行链路系统带宽(图3中的300)的技术，从而防止对上行链路中的控制信道资源308、309、310和311中可传输的控制信道的数目的影响。此外，本发明在发送CS RS的时隙和不发送CS RS的时隙中不同地应用对控制信道(即ACK/NACK信道)应用的正交序列的长度，从而使得能够在两个时隙中传输同样数量的ACK/NACK信道而与控制信道和CS RS是否存在于相同的时隙中无关。

现在将通过以下优选实施例详细描述本发明提供的CS RS传输技术。

本发明的优选实施例在用于发送上行链路控制信道的RU中不重叠CSRS，并且据此，使用控制信道不使用的LB中的一个来进行CS RS传输。在这种情况下，根据在应用于CS RS之后剩余的用于ACK/NACK比特传输的LB的数目将正交序列应用于ACK/NACK信道。

图6示出了信道声探信道及其它信道的典型的多路复用。

参考图6，上行链路系统带601由N个第一RU 602和M个第二RU 603以及第一和第二RU 602和603之间的中央带组成，所有的RU被用作控制信道。使用四个LB发送ACK/NACK码元，以及使用控制信道时隙608、609、610和611中的三个LB发送RS。

如图所示，CS RS信道600可以与其它的上行链路信道多路复用。CS RS信道600位于数据信道605映射到的中央带的第一LB间隔中。由几个终端发送的CS RS使用ZC序列的循环移位进行CDM，或者被多路复用到不同的频率资源。

一般地，用于控制信道传输的上行链路RU 602和603的数目可以根据必需的控制信道的数目而在每个子帧中变化。在这种情况下，在图6所示的CS RS多路复用结构中，CS RS信道600的传输带宽应当根据使用中的控制信道RU 602和603的数目而在每个子帧中变化，以使得CS RS信道600的带不应该与控制信道占据的带重叠，这防止在CS RS信道600和控制信道之间发生干扰。

为此，为了使CS RS信道600的传输带宽改变，发送CS RS的终端必须连续地从基站接收关于要被应用在相应子帧中的CS RS信道的带的信令信息是有必要的。此外，应当定义各带宽的CS RS信道也是有必要的。在这种情况下，多路复用每个终端的CS RS是复杂的，引起确定各种长度的CS RS序列的负担。因此，存在解决此问题的需要。

图7示出了根据本发明的优选实施例的CS RS信道和其它信道的多路复用。

参考图7，上行链路系统带701由N个第一RU 706和M个第二RU 707以及第一和第二RU 706和707之间的中央带705组成，所有的RU都被用作控制信道。数据信道被映射到中央带705。分别在控制信道RU 706和707的控制信道时隙708和709(710和711)中发送ACK/NACK信道的ACK/NACK码元或CQI信道的CQI码元。

这里，在由两个时隙720和721组成的一个子帧703中，在第一LB 713期间为CS RS信道700分配上行链路的整个系统带701上的资源，而与用于传输上行链路控制信道的RU 706和707的数目无关。因此，可以在子帧703中将CS RS信道700的传输带宽保持恒定，而与用于传输控制信道的RU 706和707的数目无关。因此，系统指示要被用作每个终端的CS RS信道的带和传输时间段，并且每个终端使用指示的资源周期性地发送CS RS而不需要从基站接收另外的信令。

因此，即使当终端应当在任意子帧中同时发送CS RS和控制信道时，本发明也可以满足SC-FDMA传输所需的单载波传输特性。此外，本发明在发送CS RS的时隙和不发送CS RS的时隙中不同地应用ACK/NACK信道中应用的正交序列的长度，从而使得能够在两个时隙中传输同样数量的ACK/NACK信道而与CS RS的多路复用无关。

在构成第一时隙720的LB当中，一个LB不用于由附图标记712所示的控制信道，并且由于在发送上行链路控制信道的同时进行如上所述的1ms子帧的跳频，因此在控制信道时隙709和710中可以发送相同数量的控制信道是有必要的。相似地，即使在控制信道时隙708和711中，也应当发送相同数量的控制信道。下面将描述满足这样的要求的上行链路ACK/NACK信道结构。

图8示出了根据本发明的实施例的在一个LB中多路复用使用应用一个相同的循环移位值的ZC序列的ACK/NACK信道的示例。

参考图8，S3_i，j表示具有第i索引的长度为3的正交序列的第j个样本，和S4_i，j表示具有第i索引的长度为4的正交序列的第j个样本。正交序列S3_i，j和S4_i，j分别用于在第一时隙720和第二时隙721中传输ACKCH#i。

对于第一时隙720，由于如图7所述在第一LB间隔806中发送CS RS，因此长度为3的正交序列S3_i，j用在第一时隙中以便保持ACKCH#1～3之间的正交性。为此，长度为3的傅里叶序列可以被用作该正交序列。

同时，长度为3的序列W_i，j被用作用于ACKCH#i的信道估计的CS RS。由于在其中发送序列W_i，j的LB不被CS RS穿孔，因此LB的位置在第一时隙720和第二时隙721中相等。当如上所述在子帧中在任意LB中发送CS RS时，由于其中发送CS RS的LB不能用于控制信道传输，因此除用于传输CS RS的LB之外，用于ACK/NACK码元的LB和用于RS传输的LB的数目在两个时隙中被设置为相等。

通过提出图8所示的ACK/NACK信道结构，可以进行相干传输的ACK/NACK信道的数目可以被维持在三个信道，而与相应子帧中的CS RS的传输无关。

尽管在此实施例中用在第一时隙720和第二时隙721中的ACKCH#i的序列的索引没有改变，但是当在用于小区间干扰分集的时隙之间应用序列跳跃时，用在两个时隙之间的序列的索引可以针对一个ACK/NACK信道而改变，并且索引改变不限于本发明。

尽管这里已经描述了本发明的实施例的在子帧中的第一时隙的第一LB中发送CS RS的情况，但是本发明不局限于CS RS信道的位置。但是，通过假定在发送CS RS的时隙中穿孔ACK/NACK码元的LB并且发送CS RS的LB的数目在两个时隙之间相等，可传输的ACK/NACK信道的数目可以在发送CS RS的时隙和不发送CS RS的时隙中相等。下面将参考图9描述此情况的示例。

图9是示出根据本发明的优选实施例的终端的发送操作的流程图。

参考图9，在步骤900，终端根据对通过下行链路中的数据信道接收到的数据的解码的成功或失败来产生ACK/NACK码元。在步骤901，终端确定在用于发送ACK/NACK码元的子帧中是否存在可以发送CS RS的任何LB。该确定可以从系统配置信息或上行链路信道的上层信令信息来实现。

如果在步骤901中确定在用于发送ACK/NACK码元的子帧中不存在可以发送CS RS的LB，则终端在步骤902中根据预定义的模式将ACK/NACK码元或RS码元映射到子帧中的所有LB。在步骤903，终端将具有对于每个时隙预定义的长度的正交序列应用于映射的ACK/NACK码元或RS码元，然后进行到步骤906。例如，当四个ACK/NACK码元LB和三个RS码元LB存在于作为图8的第二时隙721的一个时隙中时，长度为4的正交序列S4_i，j可以应用于四个ACK/NACK码元LB，并且长度为3的正交序列W_i，j可以应用于三个RS码元LB，如图7所示。在这种情况下，对于高速终端，长度为2的正交序列可以两次应用于四个ACK/NACK码元LB。

但是，如果确定在用于发送ACK/NACK码元的子帧中存在可以发送CSRS的LB，则该终端在步骤904中穿孔分配给其中存在CS RS的LB的ACK/NACK码元，不映射分配给其中存在CS RS的LB的ACK/NACK码元，并且根据预定义的模式将ACK/NACK码元或RS码元映射到该子帧中的剩余LB。此过程如图7中的第一时隙720所示。在步骤905，终端将具有减少了在第一时隙720中穿孔的ACK/NACK码元的穿孔的码元的数目的长度的正交序列应用于该时隙，并且将具有正常或预定义长度的正交序列(针对ACK/NACK的序列)应用于未被穿孔的时隙的ACK/NACK码元或RS码元，然后进行到步骤906，即，根据应用于CS RS之后剩余的LB的数目来确定在步骤905中应用的正交序列。

在步骤906，终端将ZC序列应用于ACK/NACK码元或RS码元，如图4所示，然后发送ACK/NACK码元或RS码元。

图10示出了根据本发明的另一个优选实施例的CS RS信道和其它信道的多路复用。

参考图10，上行链路系统带1010由N个第一RU 1001和M个第二RU1002以及第一和第二RU 1001和1002之间的中央带1011组成，所有的RU都被用作控制信道。数据信道1012被映射到中央带1011。在控制信道RU1001和1002中发送ACK/NACK信道的ACK/NACK码元或CQI信道的CQI码元。

图10所示的多路复用结构和图7所示的多路复用结构之间的差别在于CS RS传输带1000不与上行链路控制信道(诸如ACK/NACK信道和CQI信道)的传输带1001和1002重叠。但是，如图7所示，在其中发送CS RS的LB 1005中，在附图标记1003和1004指示的带中不发送ACK/NACK码元和CQI码元。通过以这种方法仅仅在数据信道的带中发送CS RS，可以防止当甚至在上行链路控制信道的带中发送CS RS时可能出现的功率损耗，即，可以提高用于调度上行链路数据信道的信道状态信息的估计准确度。

从前面的描述中明显可知，即使当一个终端必须在一个子帧中同时发送CS RS信道和控制信道时，本发明也可以满足SC-FDMA传输所需的单载波传输特性。也就是说，本发明使得CS RS信道和控制信道能够在SC-FDMA系统中被独立地发送，以使得每个终端可以总是在每当需要时发送每个信道同时满足单载波传输特性。基站在预定时间从每个终端接收CS RS信道和控制信道，从而在适当的时候(即，在相应的定时)在上行链路和下行链路二者中向每个终端调度数据信道，因而有助于改善系统性能。

尽管已经参考本发明的特定优选实施例和附图对本发明进行了示出和描述，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出形式和细节上的各种修改。

Claims (4)

1.一种用于在无线通信系统中由终端发送子帧中的声探参考信号SRS(700)和确认信息(708，712或709，710)的方法，所述子帧包括第一时隙(720)和第二时隙(721)，所述方法包括：

通过所述第一时隙(720)的预定部分(713)中的整个系统带(701)来发送所述SRS(700)；以及

通过在所述第一时隙(720)中应用第一正交序列并且在所述第二时隙(721)中应用第二正交序列而通过预定带(706，707)来发送所述确认信息，

其中，所述第一正交序列的长度比所述第二正交序列的长度短。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一正交序列是长度为3的正交序列，而所述第二正交序列是长度为4的正交序列。

3.一种用于在无线通信系统中发送子帧中的声探参考信号SRS(700)和确认信息(708，712或709，710)的设备，所述子帧包括第一时隙(720)和第二时隙(721)，所述设备包括：

用于通过所述第一时隙(720)的预定部分(713)中的整个系统带(701)来发送所述SRS(700)的装置；以及

用于通过在所述第一时隙(720)中应用第一正交序列并且在所述第二时隙(721)中应用第二正交序列而通过预定带(706，707)来发送所述确认信息的装置，

其中，所述第一正交序列的长度比所述第二正交序列的长度短。

4.如权利要求3所述的设备，其中，所述第一正交序列是长度为3的正交序列，而所述第二正交序列是长度为4的正交序列。

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