CN101779403B - 有助于在控制信道上报告信息的方法及无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
描述了有助于将反馈或控制信息编码到压缩净荷中的系统和方法。具体地,将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符打包到控制信道净荷中,该控制信道净荷适合放置在单个子帧中。至少部分地基于天线配置或信道质量指示符粒度来确定净荷格式。此外,可以在净荷中包括混合自动重传请求。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2007年8月15日提交的名称为“UPLINK CONTROLCHANNEL FORMAT FOR LTE”的美国临时专利申请No.60/964,962的权益。在此通过引用并入前述申请的全部内容。
技术领域
下面的描述一般涉及无线通信领域,并且更具体地涉及无线通信网络中的上行链路控制信道格式。
背景技术
无线通信系统被广泛地用以提供各种类型的通信内容,例如,语音、数据等。典型的无线通信系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如,带宽、发送功率...)来支持与多个用户的通信的多址系统。这种多址系统的例子可以包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统等。此外,这些系统可以遵循诸如第三代合作伙伴项目(3GPP)、3GPP2、3GPP长期演进(LTE)等规范。
通常,无线多址通信系统能够同时支持多个移动设备的通信。每个移动设备可以通过前向链路和反向链路上的传输来与一个或多个基站进行通信。前向链路(或者下行链路)是指从基站到移动设备的通信链路,并且反向链路(或者上行链路)是指从移动设备到基站的通信链路。此外,移动设备和基站之间的通信可以通过单输入单输出(SISO)系统、多输入单输出(MISO)系统、多输入多输出(MIMO)系统等来建立。此外,在对等无线网络配置中,移动设备可以与其它移动设备(和/或基站与其它基站)进行通信。
无线通信系统经常运用提供覆盖区域的一个或多个基站。典型的基站 可以发送多个数据流用于广播、多播和/或单播服务,其中,数据流可以是对接入终端具有独立接收兴趣的数据的流。该基站的覆盖区域内的接入终端可以用于接收该复合流所携带的一个、一个以上或者所有数据流。同样,接入终端可以将数据发送到该基站或另一接入终端。
MIMO系统通常运用多个(NT)发送天线和多个(NR)接收天线用于数据传输。可以将由NT个发送天线和NR个接收天线构成的MIMO信道分解为NS个独立信道,其也可以称为空间信道,其中NS≤{NT,NR}。NS个独立信道中的每一个对应于一个维度。此外,如果利用由多个发送天线和接收天线创建的附加维度,则MIMO系统可以提供改善的性能(例如,增加的频谱效率、更高的吞吐量和/或更大的可靠性)。
MIMO系统可以支持各种双工技术以便在公共物理介质上划分前向链路和反向链路通信。例如,频分双工(FDD)系统可以对前向链路和反向链路通信利用不同的频率区域。此外,在时分双工(TDD)系统中,前向链路和反向链路通信可以运用公共频率区域。然而,传统技术可能提供有限的或不提供与信道信息相关的反馈。
发明内容
下面给出了一个或多个实施例的简要概述,以便提供对这些实施例的基本理解。该概述不是对所有预期实施例的广泛概括,而是旨在既不指出所有实施例的关键或重要元素,也不限定任意或所有实施例的范围。其目的仅是以简化形式给出一个或多个实施例的一些概念,来作为后面给出的更具体描述的前序。
根据相关方面,提供了一种有助于在控制信道上报告信息的方法。该方法包括根据净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符编码在控制信道净荷中,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列。此外,该方法可以包括在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷。
另一方面涉及一种无线通信装置。该无线通信装置可以包括存储器,其保存与以下操作相关的指令:根据净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符编码在控制信道净荷中,所述格式包括至少 将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列,以及在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷。此外,该无线通信装置还可以包括耦合到所述存储器的处理器,用于执行所述存储器中保存的所述指令。
另一方面涉及一种有助于在控制信道上报告信息的无线通信装置。该无线通信装置可以包括用于根据净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符编码在控制信道净荷中的模块,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列。此外,该无线通信装置可以包括用于在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷的模块。
另一方面涉及一种计算机程序产品。该计算机程序产品可以具有计算机可读介质,该计算机可读介质包括用于使至少一个计算机根据净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符编码在控制信道净荷中的代码,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列。该计算机可读介质还可以包括用于使至少一个计算机在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷的代码。
另一方面涉及一种在无线通信系统中的装置。该装置可以包括处理器,用于根据净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符编码在控制信道净荷中,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列。该处理器还可以用于在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷。
为了实现前述及相关目标,一个或多个实施例包括下文中充分描述的并在权利要求中明确指出的特征。以下描述和附图具体阐述了一个或多个实施例的某些示例性方面。然而,这些方面仅指出了可以运用各种实施例的原理的各种方式中的一小部分,并且所描述的实施例旨在包括所有这些方面及其等价体。
附图说明
图1是根据本文给出的各个方面的无线通信系统的示图。
图2是在无线通信环境中运用的示例通信装置的示图。
图3是有助于运用根据本主题公开的方面的控制信道格式的示例无线通信系统的示图。
图4是控制信道的示例净荷格式的示图。
图5是控制信道的示例净荷格式的示图。
图6是在无线通信系统中有助于将反馈信息编码在控制信道中的示例方法的示图。
图7是在无线通信系统中有助于将反馈信息编码在控制信道中的示例方法的示图。
图8是有助于运用上行链路控制信道来向至少一个基站报告反馈和/或控制信息的示例系统的示图。
图9是根据本主题公开的方面有助于无线通信的示例系统的示图。
图10是可以结合本文描述的各种系统和方法运用的示例无线网络环境的示图。
图11是有助于生成包括反馈信息的控制信道净荷的示例系统的示图。
具体实施方式
现在参照附图描述各种实施例,在附图中使用相同的参考标号来表示相同的元件。在以下描述中,为了说明的目的,给出了大量具体细节以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而,显而易见,这些实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中,以方框图形式示出了公知结构和设备以便有助于描述一个或多个实施例。
如在本申请中所使用的,术语“部件”、“模块”、“系统”等旨在表示计算机相关实体,其可以是硬件、固件、硬件和软件的组合、软件或者执行中的软件。例如,部件可以是,但不局限于,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行码、执行线程、程序和/或计算机。举例而言,在计算设备上运行的应用程序以及该计算设备都可以是部件。一个或多个部件可以驻留在进程和/或执行线程内,并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。此外,这些部件可以从各种计算机可读介质中执行,其中这些介质上存储有各种数据结构。部件可以通过本地和/或远程处理方式来进行通信,比如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如, 来自一个组件的数据,该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或通过信号在诸如因特网之类的网络上与其它系统进行交互)进行通信。
此外,这里结合移动设备描述了各种实施例。移动设备也可以称为系统、用户单元、用户台、移动台、移动装置、远程台、远程终端、接入终端、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户装置或用户设备(UE)。移动设备可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外,结合基站描述了各种实施例。基站可以用于与移动设备进行通信,并且也可以称为接入点、节点B、演进节点B(eNodeB或eNB)、基站收发信机(BTS)或一些其它术语。
此外,这里描述的各个方面和特征可以通过使用标准编程和/或工程技术来实现为一种方法、装置或制造产品。如这里所使用的术语“制造产品”旨在包括可以从任何计算机可读设备、载体或介质中获得的计算机程序。例如,计算机可读介质可以包括但不局限于磁性存储设备(例如,硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如,压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等)、智能卡以及闪速存储器设备(例如,EPROM、卡、棒、钥匙型驱动器等)。此外,这里描述的各种存储介质可以表示用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可以包括但不局限于无线信道以及能够存储、包含和/或携带指令和/或数据的各种其它介质。
本文所描述的技术可以用于各种无线通信系统,例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频域复用(SC-FDMA)以及其它系统。术语“系统”和“网络”经常可以互换使用。CDMA系统可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、CDMA2000等的无线技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其它变体。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)的无线技术。OFDMA系统可以实现诸如演进UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDM等无线技 术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)是即将发布的使用E-UTRA的UMTS版本,其在下行链路上采用OFDMA而在上行链路上采用SC-FDMA。在名为“第三代合作伙伴项目”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。在名为“第三代合作伙伴项目2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。
现在参照图1,根据这里给出的各个实施例示出了无线通信系统100。系统100包括基站102,其可以包括多个天线组。例如,一个天线组可以包括天线104和106,另一组可以包括天线108和110,以及另外一组可以包括天线112和114。为每个天线组示出了两个天线;然而,可以为每组利用更多或更少的天线。本领域技术人员应当认识到,基站102还可以包括发射机链和接收机链,其分别包括与信号发送和接收相关的多个部件(例如,处理器、调制器、复用器、解调器、解复用器、天线等)。
基站102可以与一个或多个移动设备(例如移动设备116和移动设备122)进行通信;然而,应当注意,基站102能够与类似于移动设备116和122的基本上任意数目的移动设备进行通信。例如,移动设备116和122可以是蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机、手持通信设备、手持计算设备、卫星无线电、全球定位系统、PDA和/或用于通过无线通信系统100进行通信的任何其它适当设备。如图所示,移动设备116与天线112和114进行通信,其中天线112和114通过前向链路118向移动设备116发送信息并且通过反向链路120从移动设备116接收信息。此外,移动设备122与天线104和106进行通信,其中天线104和106通过前向链路124向移动设备122发送信息并且通过反向链路126从移动设备122接收信息。例如,在频分双工(FDD)系统中,前向链路118可以利用与反向链路120所使用的不同的频带,并且前向链路124可以运用与反向链路126所运用的不同的频带。此外,在时分双工(TDD)系统中,前向链路118和反向链路120可以利用公共的频带,并且前向链路124和反向链路126可以利用公共的频带。
每组天线和/或指定每组天线进行通信的区域可以称为基站102的扇区。例如,天线组可以用于与基站102覆盖的区域的扇区中的移动设备进 行通信。在前向链路118和124上的通信中,基站102的发送天线可以利用波束成形来改善用于移动设备116和122的前向链路118和124的信噪比。例如,这可以通过使用预编码器管理在期望方向上的信号来提供。此外,当基站102利用波束成形来向随机分布在相关覆盖区域中的移动设备116和122进行发送时,相比基站通过单个天线向其所有移动设备进行发送而言,相邻小区中的移动设备可以受到更小的干扰。此外,在一个例子中,移动设备116和122可以使用对等或ad hoc技术来彼此直接进行通信。根据一个例子,系统100可以是多输入多输出(MIMO)通信系统。此外,系统100可以利用基本上任意类型的双工技术来划分通信信道(例如,前向链路、反向链路、...),这些双工技术例如FDD、TDD等。
参照图2,示出了在无线通信环境内运用的通信装置200。通信装置200可以是基站或其一部分、移动设备或其一部分或者对在无线通信环境中发送的数据进行接收的基本上任何通信装置。例如,通信装置200可以是接入终端(例如,移动设备、用户装置等),其向接入点(例如,基站、节点B、演进节点B(eNodeB)等)发送控制信息和/或报告。通信装置200可以包括控制信道编码器202和发射机204,其中控制信道编码器202可以根据净荷格式和/或比特字段对包括反馈信息的净荷进行编码,发射机204可以在控制信道上发送已编码的净荷。
根据一个实例,通信装置200可以向无线通信系统和/或网络中的另一装置反馈信息。例如,通信装置200可以报告秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)、信道质量指示符(CQI)等。此外,通信装置200还可以提供混合自动重传请求(HARQ)指示符,例如,确认(ACK)和非确认(NACK)。报告的反馈信息可以有助于高效的下行链路传输,尤其是下行链路多输入多输出(MIMO)传输。根据一个示例,可以运用上行链路控制信道来传递反馈信息净荷。例如,可以利用基于长期演进(LTE)的系统中的物理上行链路控制信道(PUCCH)。然而,应当认识到,可以与本文描述的方面一起运用其它信道。
控制信道编码器202可以将反馈信息编码到子帧中。例如,控制信道编码器202可以生成至少包括RI、PMI、CQI和可选的HARQ解码指示符的子帧净荷。通信装置200为了针对每个子带报告RI和PMI所需的比特 宽度根据天线配置(例如,发送天线的数目和接收天线的数目)而变化。根据一个示例,在2x2或4x2天线配置中RI需要一个比特(例如,来标识秩1或秩2),在4x4天线配置中RI需要两个比特(例如,来标识秩1到4)。运用PMI来标识应当采用预编码码本(codebook)中的哪项来进行基于预编码的波束成形。因此,比特宽度取决于码本大小。例如,在LTE系统中,预编码码本在2x2天线配置中包括3个预编码器用于秩2和6个预编码器用于秩1。因此,对于秩2,需要两个比特来标识预编码器,而对于秩1,需要三个比特。对于4x2或4x4天线,码本包括每秩16个预编码器(例如,秩1到4中的每一个对应16个预编码器)。因此,在4x2和4x4天线配置中需要4个比特来标识预编码器。
还报告信道质量指示符(CQI)。CQI可以指示每码字的32个质量等级之一。因此,当CQI以1dB为粒度在从约-5dB到25dB的范围内描述信号与干扰和噪声比(SINR)时,需要用来报告CQI的比特数目通常是每码字5个比特。在LTE系统中,可以运用两个码字。因此,需要用来报告CQI的比特宽度为10比特。为了报告RI、PMI和CQI,控制信道编码器202对于2x2将信息编码为总计13-14个比特,对于4x2编码为15个比特,且对于4x4编码为16个比特。应当认识到,独立地报告秩指示符可以将PMI/CQI报告的负担减小1或2个比特。然而,独立的RI报告需要具有更低误差率需求的附加的控制信道。
简化的CQI反馈至少可用于大延迟循环延迟分集(CDD)预编码。然而,应当认识到,能够以零延迟和小延迟CDD预编码来利用简化的CQI。可以通过利用两个码字之间的空间差分CQI格式(例如,除增量CQI之外的完整CQI)来实现简化的CQI反馈,其中所述空间差分CQI格式利用两个码字在大延迟CDD预编码不存在任何可能的、非负连续干扰消除增益的情况下的有效SINR的相似度。
运用Zadoff-Chu(ZC)扩展的控制信道能够生成具有一个资源块分配的单个子帧中的20个已编码比特。根据另一实例,基于离散傅立叶变换(DFT)的控制信道生成具有一个资源块分配的一个子帧中的48个已编码比特。因此,控制信道编码器202能够高效地将反馈或控制信息(例如,RI、PMI、CQI、ACK/NACK)打包到分配给控制信道的有限的时间-频率 资源块中(例如,与基于ZC扩展的控制信道对应的20比特和与基于DFT的控制信道对应的48比特)。此外,控制信道编码器202可以利用简化的CQI格式来进一步压缩控制信息的比特宽度。
在单输入多输出(SIMO)系统中,不存在RI和PMI信息。因此,仅报告CQI信息。仅CQI净荷的比特宽度取决于CQI粒度。例如,在CQI粒度为1dB的情况下,净荷长度为5比特。这5个比特可以对SIMO系统的完整CQI的32个等级进行编码。如前所述,可以通过改变CQI粒度来实现额外的比特宽度减小。
5比特净荷可以放置在基于ZC扩展的控制信道内,从而得到(20,5)编码。根据另一方面,可以运用基于DFT的控制信道,这会得到(48,5)编码。此外,可以在控制信道中与CQI一起发送ACK/NACK。因此,控制信道编码器202可以利用附加比特用于ACK或NACK指示,从而对于基于ZC扩展的信道得到(20,6)编码或对于基于DFT的信道得到(48,6)编码。此外,可以运用(10,6)块编码,以助于在基于ZC扩展的控制信道中发送净荷。
在具有2x2或2x4天线配置的多输入多输出(MIMO)系统中,报告秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符。在具有包括两个发送天线的天线配置的MIMO系统中,可以将包括RI、PMI和CQI的控制信道净荷编码在10个比特中。这对于基于ZC扩展的信道得到(20,10)编码,并对于基于DFT的信道得到(48,10)编码。此外,如果HARQ指示符(例如,ACK或NACK)将被包括在控制信道净荷中,则需要至多两个附加比特。因此,包括ACK/NACK指示符对于基于ZC扩展的信道得到(20,12)编码,并对于基于DFT的信道得到(48,12)编码。在具有HARQ指示符的情况下,基于ZC扩展的信道需要子帧的至少两个时隙以容纳净荷,同时基于DFT的信道可以将净荷放置在单个时隙内。
在具有4x2配置的MIMO系统中,控制信道编码器202可以将RI、PMI和CQI编码在12比特净荷中。如果包括ACK或NACK指示符,则净荷大小可以增加到14比特。因此,在基于ZC扩展的控制信道中,控制信道编码器202根据包括HARQ指示符的情况来生成(20,12)编码或(20,14)编码。此外,控制信道编码器202提供(48,12)编码或(48,14)编码。
根据另一方面,在具有4x4配置的MIMO系统中,控制信道编码器202可以将RI、PMI和CQI编码在14比特净荷中。如果包括ACK或NACK指示符,则净荷大小可以增加到16比特。因此,在基于ZC扩展的控制信道中,控制信道编码器202根据包括HARQ指示符的情况来生成(20,14)编码或(20,16)编码。此外,控制信道编码器202提供(48,14)编码或(48,16)编码。
此外,尽管未示出,但是应当认识到,通信装置200可以包括存储器,其保存与以下操作相关的指令:确定天线配置,确定CQI粒度,将RI、PMI和CQI编码在净荷中,发送该净荷等。此外,存储器可以包括用于实现令牌桶机制以便实施速率控制的指令。此外,通信装置200可以包括处理器,其可以结合执行指令(例如,在存储器内保存的指令、从不同的源获得的指令、...)来利用。
现在参照图3,示出了能够有助于运用根据本主题公开的方面的控制信道格式的无线通信系统300。系统300包括接入点302,其可以与接入终端304(和/或任意数目的不同设备(未示出))进行通信。接入点302可以通过前向链路或下行链路信道向接入终端304发送信息;此外,接入点302可以通过反向链路或上行链路信道从接入终端304接收信息。此外,系统300可以运行在OFDMA无线网络(如3GPP、3GPP2、3GPPLTE等)中。此外,在一个例子中,下面在接入点302中示出并描述的部件和功能也可以存在于接入终端304中,反之亦然。
接入点302包括接收机306,其从接入终端304获得上行链路传输。接入终端304可以包括天线估计器308,其能够确定在系统300中运用的天线配置。例如,天线配置可以包括SIMO系统、2x2MIMO系统、2x4MIMO系统、4x2MIMO系统、4x4MIMO系统等。应当认识到,本主题公开的方面可以采用其它的配置。例如,该配置可以包括MxN系统,其中M和N是大于或等于1的整数。在系统300中运用的天线配置会影响接入终端304要报告的反馈信息。因此,天线估计器308确定配置,以使接入终端304能够对反馈信息进行编码。
接入终端304还可以包括CQI配置模块310,其确定系统300运用的CQI粒度。根据一个示例,接入终端304报告CQI值,该CQI值描述在从 -5dB到25dB范围内的SINR值。报告的值的数目取决于CQI粒度。例如,在粒度为1dB的情况下,接入终端304报告CQI的32个等级,并且在粒度为2dB的情况下,报告CQI的16个等级。CQI配置模块310确定CQI粒度,从而影响将CQI报告给接入点302所需的比特数目。
根据另一方面,接入终端可以包括控制信道编码器312,其能够根据净荷格式和/或比特字段来对包括反馈信息的净荷进行编码。在示例性实施例中,反馈信息可以包括秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)、信道质量指示符(CQI)等。此外,反馈信息可以可选地包括混合自动重传请求(HARQ)指示符,如确认(ACK)和非确认(NACK)。控制信道编码器312可以对上行链路控制信道的反馈信息净荷进行编码。例如,可以利用在基于长期演进(LTE)的系统中的物理上行链路控制信道(PUCCH)。然而,应当认识到,本文描述的方面可以运用其它信道。一旦被控制信道编码器312编码,接入终端304包括发射机314,其可以在上行链路控制信道上发送已编码的净荷。
图4和5描绘了控制信道(例如,物理上行链路控制信道)的示例净荷格式。净荷包括反馈信息,例如,等级(rating)指示符、预编码矩阵指示符、CQI等。根据一方面,如参照图2和图3所描述的控制信道编码器202或312可以分别利用这些示例格式。
现在参照图4,描绘了控制信道的示例净荷格式。净荷格式402-408是与各种天线配置对应的控制信道格式,其中,CQI粒度为1dB。格式402对应于单输入多输出(SIMO)系统,并且包括对完整CQI的32个等级进行编码的5比特净荷。此外,格式402可以包括可选附加比特以对HARQ指示符(例如,ACK或NACK指示符)进行编码。格式404对应于2x2多输入多输出(MIMO)配置并且包括对秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和CQI进行编码的10比特净荷。格式404的10比特净荷包括对完整CQI的32个等级进行编码的5个比特。此外,格式404可以包括对包括RI、PMI和增量CQI的八个等级的30个假定(hypotheses)进行编码的5个比特。根据一个实例,6个假定对应于秩1PMI,24个假定对应于秩2PMI和增量CQI。格式404可以可选地包括附加的两个比特,来对HARQ指示符进行编码。
格式406对应于4x2MIMO天线配置并且可以包括12比特净荷。该净荷包括对完整CQI的32个等级进行编码的5比特。此外,格式406可以包括对RI和增量CQI的7个等级的8个假定进行编码的3个比特。例如,3比特序列000到110可以表示与秩2对应的CQI的7个等级,3比特序列111可以表示秩1。此外,格式406可以包括对PMI进行编码的4个比特。与PMI对应的4比特表示每秩的16个可能的预编码矩阵。格式406可以可选地包括附加的两个比特来对HARQ指示符进行编码。
格式408对应于4x4MIMO天线配置并且可以包括14比特净荷。该净荷包括对完整CQI的32个等级进行编码的5比特。此外,格式408可以包括对RI和增量CQI的10个等级的31个假定进行编码的5个比特。例如,5比特序列00000到11110可以表示与秩2、秩3和秩4对应的CQI的10个等级,5比特序列11111可以表示秩1。此外,格式408可以包括对PMI进行编码的4个比特。与PMI对应的4比特表示每秩的16个可能的预编码矩阵。格式408可以可选地包括附加的两个比特,来对HARQ指示符进行编码。
现在参照图5,描绘了控制信道的示例净荷格式。净荷格式502-508是与各种天线配置对应的控制信道格式,其中,CQI粒度为2dB。格式502对应于单输入多输出(SIMO)系统,并且包括对完整CQI的16个等级进行编码的4比特净荷。此外,格式502可以包括可选附加比特以对HARQ指示符(例如,ACK或NACK指示符)进行编码。格式504对应于2x2多输入多输出(MIMO)配置,并且包括对秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)和CQI进行编码的8比特净荷。格式404的8比特净荷包括对完整CQI的16个等级进行编码的4个比特。此外,格式504可以包括对包括RI、PMI和增量CQI的3个等级的15个假定进行编码的4个比特。根据一个实例,6个假定对应于秩1PMI,9个假定对应于秩2PMI和增量CQI。格式404可以可选地包括附加的两个比特来对HARQ指示符进行编码。
格式506对应于4x2MIMO天线配置并且可以包括10比特净荷。该净荷包括对完整CQI的16个等级进行编码的4比特。此外,格式506可以包括对RI和增量CQI的3个等级的4个假定进行编码的32个比特。例如,2 比特序列00到10可以表示与秩2对应的CQI的3个等级,2比特序列11可以表示秩1。此外,格式506可以包括对PMI进行编码的4个比特。与PMI对应的4比特表示每秩的16个可能的预编码矩阵。格式506可以可选地包括附加的两个比特,来对HARQ指示符进行编码。
格式508对应于4x4MIMO天线配置并且可以包括14比特净荷。该净荷包括对完整CQI的16个等级进行编码的4比特。此外,格式508可以包括对RI和增量CQI的5个等级的16个假定进行编码的4个比特。例如,4比特序列0000到1110可以表示与秩2、秩3和秩4对应的CQI的5个等级,4比特序列1111可以表示秩1。此外,格式508可以包括对PMI进行编码的4个比特。与PMI对应的4比特表示每秩的16个可能的预编码矩阵。格式508可以可选地包括附加的两个比特来对HARQ指示符进行编码。
参照图6-7,描绘了与在控制信道子帧内对秩指示符、预编码矩阵指示符、信道质量指示符等进行编码相关的方法。尽管为便于说明将这些方法示出并描述为一系列动作,但是应当理解并认识到,这些方法不受限于动作的顺序,例如根据一个或多个实施例,一些动作可以按照不同的顺序发生和/或与这里示出并描述的其它动作同时发生。例如,本领域技术人员将理解并认识到,一种方法可以替代地表示为例如在状态图中的一系列相关的状态或事件。此外,根据一个或多个实施例,可以不需要所有示出的动作以实现一种方法。
参照图6,示出了在无线通信系统中有助于将反馈信息编码在控制信道中的方法600。在参考标记602处,确定天线配置。天线配置会影响能够实现高效下行链路传输所需要的反馈属性和反馈量。在一个例子中,天线配置可以包括单输入单输出(SISO)系统、单输入多输出(SIMO)系统、多输入多输出(MIMO)系统等。此外,天线配置可以在系统(例如,MIMO系统)内包括各种天线数目。根据一个示例,MIMO系统可以具有MxN配置,其中M和N可以是大于或等于1的任意整数。在一方面,M表示发送天线(例如,基站上的下行链路发送天线)的数目,N表示接收天线(例如,移动设备上的下行链路接收天线)的数目。
在参考标记604处,根据所确定的天线配置来对控制信道的净荷进行编码。净荷可以包括反馈信息,例如但不局限于秩指示符、预编码矩阵指 示符、足以提供与每个秩对应的信号与干扰和噪声比的信道质量指示符等。在一个示例中,要求净荷适合放置在控制信道的子帧内。基于ZC扩展的控制信道可以每子帧生成20个比特,基于DFT的控制信道可以每子帧生成48个比特。因此,可以根据如前文参照图4和5所描述的格式来对净荷进行编码。在参考标记606处,在控制信道上发送净荷。例如,控制信道可以是上行链路控制信道,如LTE系统中的物理上行链路控制信道(PUCCH)。
参照图7,示出了在无线通信系统中有助于将反馈信息编码在控制信道中的方法700。在参考标记702处,可以确定CQI粒度。信道质量指示符涉及在特定等级(例如,递增)或粒度情况下范围为从约-5dB到25dB的SINR。例如,具有前述范围的1dB粒度得到由移动设备报告的32个等级之一。粗略粒度(例如,更高的步长大小)得到更少的等级,从而需要更少的比特数目来报告CQI。在参考标记704处,确定天线配置。天线配置影响用于报告反馈信息(例如,CQI、RI、PMI)所需的比特数目。例如,4x4天线配置需要至少两个比特来报告秩指示符(例如,秩1到秩4)。此外,随着码本大小根据天线配置而变化,用于预编码矩阵指示符的比特也根据天线配置而变化。在参考标记706处,根据所确定的天线配置来对控制信道的净荷进行编码。净荷可以包括反馈信息,例如但不局限于秩指示符、预编码矩阵指示符、足以提供与每个秩对应的信号与干扰和噪声比的信道质量指示符等。可以根据如前文参照图4和5所描述的格式来对净荷进行编码。在参考标记708处,在控制信道上发送净荷。例如,控制信道可以是上行链路控制信道,如LTE系统中的物理上行链路控制信道(PUCCH)。
应当认识到,根据这里描述的一个或多个方面,可以针对确定CQI粒度、确定天线配置、对反馈信息进行编码、选择信道基础(例如,ZC扩展、DFT等)等来进行推断。如这里所使用的,术语“推理”或“推断”一般是指根据如通过事件和/或数据捕获的一组观测结果来推论或推理系统、环境和/或用户的状态的过程。例如,可以利用推断来识别具体上下文或动作,或者可以生成状态概率分布。推断可以是概率性的-即,对关注的状态概率分布的计算是基于数据和事件因素的。推断也可以指用于根据一组事件和/ 或数据组成更高级事件的技术。该推断导致根据一组所观测的事件和/或所存储的事件数据构成新的事件或动作,无论这些事件是否以紧密的时间邻近度相关,以及这些事件和数据是否来自一个或几个事件和数据源。
图8是有助于运用上行链路控制信道来向至少一个基站报告反馈和/或控制信息的移动设备800的示图。移动设备800包括接收机802,其从例如接收天线(未示出)接收信号,并且对所接收信号执行典型动作(例如,滤波、放大、下变频等)并对已调节的信号进行数字化以获得采样。接收机802可以包括解调器804,其可以对所接收符号进行解调并将其提供到处理器806用于信道估计。处理器806可以是专用于对接收机802接收的信息进行分析和/或生成由发射机816发送的信息的处理器,对移动设备800的一个或多个部件进行控制的处理器,和/或对接收机802接收的信息进行分析、生成由发射机816发送的信息以及对移动设备800的一个或多个部件进行控制的处理器。
移动设备800还可以包括存储器808,其可以操作性耦合到处理器806并且可以存储将要发送的数据、所接收的数据、与可用信道相关的信息、与所分析的信号和/或干扰强度相关联的数据、与所分配的信道、功率、速率等相关的信息、以及用于估计信道并经由该信道进行通信的任何其它适当信息。存储器808还可以存储与估计和/或利用信道相关联的协议和/或算法(例如,基于性能、基于容量等)。此外,存储器808可以保存与由移动设备800服务的一个或多个承载相关的优先级化的比特率、最大比特率、队列大小等。
应当认识到,本文描述的数据存储单元(例如,存储器808)可以是易失性存储器或非易失性存储器,或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器这两者。举例而言而非限制性的,非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM),其作为外部缓存存储器。举例而言而非限制性的,RAM可以具有许多形式,例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接总线RAM (DRRAM)。本主题系统和方法的存储器808旨在包括而不局限于这些和任何其它适当类型的存储器。
处理器806可以操作性地耦合到净荷编码器810,其可以根据净荷格式和/或比特字段来对包括反馈信息的净荷进行编码。在示例性实施例中,反馈信息可以包括秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)、信道质量指示符(CQI)等。此外,反馈信息可以可选地包括混合自动重传请求(HARQ)指示符,如确认(ACK)和非确认(NACK)。例如,如前面所描述的,净荷编码器810可以运用多种格式中的一个来生成净荷。
处理器806还可以耦合到CQI配置器812,其确定在报告信道质量时运用的CQI粒度。移动设备800还包括调制器814和发射机816,其分别对信号进行调制并将其发送到例如基站、另一移动设备等。尽管被描绘为与处理器806分离,但是应当认识到,净荷编码器810、CQI配置器812、解调器804和/或调制器814可以是处理器806或多个处理器(未示出)的一部分。
图9是根据本主题公开的方面有助于无线通信的系统900的示图。系统900包括具有接收机910和发射机920的基站902(例如,接入点、...),其中接收机910通过多个接收天线906从一个或多个移动设备904接收信号,并且发射机920通过发送天线908向一个或多个移动设备904发送由调制器918调制的信息。接收机910可以从接收天线906接收信息并且操作性地关联于解调器912,其中该解调器912对所接收的信息进行解调。已解调符号由处理器914进行分析,其中处理器914可以与上面针对图8描述的处理器相似并且耦合到存储器916,该存储器916存储与估计信号(例如,导频)强度和/或干扰强度相关的信息、将要发送到或从移动设备904(或不同的基站(未示出))接收的数据和/或与执行本文给出的各种动作和功能相关的任何其它适当信息。
处理器914可以是专用于对接收机910接收的信息进行分析和/或生成由发射机920发送的信息的处理器,对基站902的一个或多个部件进行控制的处理器,和/或对接收机910接收的信息进行分析、生成由发射机920发送的信息以及对基站902的一个或多个部件进行控制的处理器。
基站902还可以包括存储器916,其可以操作性耦合到处理器914并 且可以存储将要发送的数据、所接收的数据、与可用信道相关的信息、与所分析的信号和/或干扰强度相关联的数据、与所分配的信道、功率、速率等相关的信息、以及用于估计信道并经由该信道进行通信的任何其它适当信息。存储器916还可以存储与估计和/或利用信道相关联的协议和/或算法(例如,基于性能、基于容量等)。
应当认识到,本文描述的存储器916可以是易失性存储器或非易失性存储器,或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器这两者。举例而言而非限制性的,非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM),其作为外部缓存存储器。举例而言而非限制性的,RAM可以具有许多形式,例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接总线RAM(DRRAM)。本主题系统和方法的存储器908旨在包括而不局限于这些和任何其它适当类型的存储器。此外,尽管被描绘为与处理器914分离,但是应当认识到,调度器、解调器912和/或调制器918可以是处理器914或多个处理器(未示出)的一部分。
图10示出了示例性无线通信系统1000。为简明起见,无线通信系统1000描绘了一个基站1010和一个移动设备1050。然而,应当认识到,系统1000可以包括一个以上的基站和/或一个以上的移动设备,其中附加的基站和/或移动设备可以与下面描述的示例基站1010和移动设备1050基本相似或不同。此外,应当认识到,基站1010和/或移动设备1050可以运用这里描述的系统(图1-3和8-9)、实例(图4和5)和/或方法(图6-7)以助于在基站1010和移动设备1050之间的无线通信。
在基站1010处,将多个数据流的业务数据从数据源1012提供到发送(TX)数据处理器1014。根据一个实例,每个数据流可以在各自的天线上发送。TX数据处理器1014可以基于为每个数据流选择的特定编码方案来对该业务数据流进行格式化、编码和交织以提供已编码数据。
可以使用正交频分复用(OFDM)技术将每个数据流的已编码数据与 导频数据进行复用。此外或可替换地,导频符号可以是经过频分复用的(FDM)、经过时分复用的(TDM)、或者经过码分复用的(CDM)。导频数据通常是按照已知方式进行处理的已知数据模式,并且可以在移动设备1050处用于估计信道响应。可以基于为每个数据流选择的特定调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M进制相移键控(M-PSK)、M进制正交幅度调制(M-QAM)等)对该数据流的经过复用的导频和已编码数据进行调制以生成调制符号。每个数据流的数据速率、编码和调制可以通过由处理器1030执行或提供的指令来确定。
可以将数据流的调制符号提供到TX MIMO处理器1020,其可以进一步处理调制符号(例如,针对OFDM)。TX MIMO处理器1020随后将NT个调制符号流提供到NT个发射机(TMTR)1022a到1022t。在各个实施例中,TX MIMO处理器1020将波束成形加权应用于数据流的符号并且应用于发送该符号的天线。
每个发射机1022接收并处理各自的符号流以提供一个或多个模拟信号,并且进一步对模拟信号进行调节(例如,放大、滤波和上变频)以提供适于在MIMO信道上传输的已调制信号。此外,从NT个天线1024a到1024t分别发送来自发射机1022a到1022t的NT个已调制信号。
在移动设备1050处,通过NR个天线1052a到1052r接收所发送的已调制信号,并且将来自每个天线1052的接收信号提供到各自的接收机(RCVR)1054a到1054r。每个接收机1054对各自的信号进行调节(例如,滤波、放大和下变频),对已调节信号进行数字化以提供采样,以及进一步处理采样以提供相应的“已接收”符号流。
RX数据处理器1060可以基于特定的接收机处理技术来接收并处理来自NR个接收机1054的NR个已接收符号流,以提供NT个“已检测”符号流。RX数据处理器1060可以对每个已检测符号流进行解调、解交织以及解码,以恢复该数据流的业务数据。由RX数据处理器1060进行的处理与由基站1010处的TX MIMO处理器1020和TX数据处理器1014执行的处理互补。
处理器1070可以定期地确定如上所述利用哪个预编码矩阵。此外,处理器1070可以构成包括矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。
反向链路消息可以包括与通信链路和/或所接收数据流相关的各种类型的信息。反向链路消息可以由TX数据处理器1038进行处理,由调制器1080进行调制,由发射机1054a到1054r进行调节,并且被发送回基站1010,其中TX数据处理器1038还从数据源1036接收多个数据流的业务数据。
在基站1010处,来自移动设备1050的已调制信号由天线1024接收,由接收机1022进行调节,由解调器1040进行解调,以及由RX数据处理器1042进行处理以解析出移动设备1050发送的反向链路消息。此外,处理器1030可以对所解析的消息进行处理以确定使用哪个预编码矩阵用于确定波束成形加权。
处理器1030和1070可以分别引导(例如,控制、协调、管理等)在基站1010和移动设备1050处的操作。各个处理器1030和1070可以与存储器1032和1072相关联,其中存储器1032和1072存储程序代码和数据。处理器1030和1070还可以执行计算以分别导出上行链路和下行链路的频率和脉冲响应估计。
应当理解,这里描述的实施例可以实现在硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意组合中。对于硬件实现,处理单元可以实现在一个或多个下列电子单元内:专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于执行这里描述的功能的其它电子单元或其组合。
当这些实施例实现在软件、固件、中间件或微代码、程序代码或程序段中时,这些软件、固件、中间件或微代码、程序代码或程序段可以存储在例如存储部件的机器可读介质中。代码段可以表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类、或者指令、数据结构或编程语句的任意组合。通过传送和/或接收信息、数据、变量、参数或存储器内容,可以将代码段耦合到另一代码段或硬件电路。可以使用包括内存共享、消息传送、令牌传送、网络传输等的任何适当方式来传送、转发或发送信息、变量、参数、数据等。
对于软件实现,这里描述的技术可以利用执行这里描述的功能的模块(例如,程序、函数等)来实现。软件代码可以存储在存储器单元中并且由处理器来执行。存储器单元可以实现在处理器内部或处理器外部,其中 在实现在处理器外部的情况中,该存储器单元可以经由本领域公知的各种方式通信性耦合到处理器。
参照图11,示出了有助于生成包括反馈信息的控制信道净荷的系统1100。例如,系统1100可以至少部分地位于基站、移动设备等内。应当认识到,将系统1100表示为包括功能块,其中这些功能块可以是表示由处理器、软件或其组合(例如,固件)实现的功能的功能块。系统1100包括由能够联合动作的电子部件构成的逻辑组1102。例如,逻辑组1102可以包括用于至少将秩指示符、预编码矩阵指示符和信道质量指示符编码在控制信道净荷中的电子部件1104。此外,逻辑组1102可以包括用于在上行链路控制信道上发送已编码净荷的电子部件1106。此外,系统1100可以包括存储器1108,其保存用于执行与电子部件1104和1106相关联的功能的指令。尽管将电子部件1104和1106示为在存储器1108外部,但是应当理解电子部件1104和1106中的一个或多个可以存在于存储器1108内部。
上面描述的内容包括一个或多个实施例的例子。当然,不可能为了描述前述实施例而描述部件或方法的每种能够想到的组合,但是本领域技术人员可以认识到各个实施例的很多其它组合和置换是可能的。此外,所描述的实施例旨在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有这些替换、修改和变体。此外,对于在具体说明或权利要求中所使用的词语“包含”,该词语意在表示包含性的,其与词语“包括”在权利要求中用作过渡词时的含义相同。
Claims (23)
1.一种有助于在控制信道上报告信息的方法,包括:
根据天线配置和信道质量指示符粒度来选择净荷格式;
根据所述净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符、信道质量指示符和混合自动重传请求指示符编码在控制信道净荷中,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列;
在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括确定所述信道质量指示符粒度。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述比特序列还将所述预编码矩阵指示符与所述秩指示符和所述多个信道质量指示符一起联合地进行编码。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多32个等级的至多5比特,和表示所述秩指示符、所述预编码矩阵指示符和增量信道质量指示符的8个等级的至少30个联合编码序列的至多5比特。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多32个等级的至多5比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的7个等级的至少8个联合编码序列的至多3比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多32个等级的至多5比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的10个等级的至少31个联合编码序列的至多5比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多16个等级的至多4比特,和表示所述秩指示符、所述预编码矩阵指示符和增量信道质量指示符的3个等级的至少15个联合编码序列的至多4比特。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多16个等级的至多4比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的3个等级的至少4个联合编码序列的至多2比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多16个等级的至多4比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的5个等级的至少16个联合编码序列的至多4比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述控制信道是物理上行链路控制信道。
11.一种无线通信装置,包括:
净荷编码器,被配置用于:根据天线配置和信道质量指示符粒度来选择净荷格式,并且根据所述净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符、信道质量指示符和混合自动重传请求指示符编码在控制信道净荷中,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列;以及
发射机,被配置用于在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷。
12.根据权利要求11所述的无线通信装置,还包括:CQI配置器,被配置用于确定所述信道质量指示符粒度。
13.根据权利要求11所述的无线通信装置,其中,所述比特序列还将所述预编码矩阵指示符与所述秩指示符和所述多个信道质量指示符一起联合地进行编码。
14.一种有助于在控制信道上报告信息的无线通信装置,包括:
用于根据天线配置和信道质量指示符粒度来选择净荷格式的模块;
用于根据所述净荷格式来至少将秩指示符、预编码矩阵指示符、信道质量指示符和混合自动重传请求指示符编码在控制信道净荷中的模块,所述格式包括至少将所述秩指示符与多个信道质量指示符等级联合地进行编码的比特序列;
用于在上行链路控制信道上发送经过编码的净荷的模块。
15.根据权利要求14所述的无线通信装置,还包括用于确定所述信道质量指示符粒度的模块。
16.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述比特序列还将所述预编码矩阵指示符与所述秩指示符和所述多个信道质量指示符一起联合地进行编码。
17.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多32个等级的至多5比特,和表示所述秩指示符、所述预编码矩阵指示符和增量信道质量指示符的8个等级的至少30个联合编码序列的至多5比特。
18.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多32个等级的至多5比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的7个等级的至少8个联合编码序列的至多3比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
19.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多32个等级的至多5比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的10个等级的至少31个联合编码序列的至多5比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
20.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多16个等级的至多4比特,和表示所述秩指示符、所述预编码矩阵指示符和增量信道质量指示符的3个等级的至少15个联合编码序列的至多4比特。
21.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多16个等级的至多4比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的3个等级的至少4个联合编码序列的至多2比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
22.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述净荷格式包括:表示完整信道质量指示符的至多16个等级的至多4比特,表示所述秩指示符和增量信道质量指示符的5个等级的至少16个联合编码序列的至多4比特,和表示16个可能的预编码矩阵指示符之一的至多4比特。
23.根据权利要求14所述的无线通信装置,其中,所述控制信道是物理上行链路控制信道。
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