CN104601315B - 多载波系统中的上行控制信息接收方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多载波系统中的上行控制信息接收方法和装置。提供的一种在支持载波聚合CA的无线通信系统中由基站BS执行的接收上行控制信息的方法包括以下步骤:通过第一下行分量载波DL CC和第二DL CC中的至少一个向用户设备UE发送下行数据；从UE接收针对所述下行数据的确认ACK/否定确认NACK；以及从UE接收周期性的信道状态信息CSI；其中，如果ACK/NACK与周期性CSI在相同子帧中相冲突，并且ACK/NACK对应于仅通过所述第一DL CC发送的下行数据，则在第一上行分量载波UL CC的相同子帧中接收ACK/NACK和周期性CSI二者，其中，如果ACK/NACK与周期性CSI在相同子帧中相冲突，并且ACK/NACK对应于通过第一DL CC和第二DL CC二者发送的下行数据，则在第一UL CC的相同子帧中不接收所述周期性CSI而仅接收所述ACK/NACK。

Description

多载波系统中的上行控制信息接收方法和装置
本申请是申请日为2010年10月26日，申请号为201080053787.8(国际申请号为PCT/KR2010/007362)，发明名称为“多载波系统中的上行控制信息发送方法和装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体地涉及一种用于在多载波系统中发送上行控制信息的方法和装置。
背景技术
在国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)中实施了作为下一代(即，后第三代)移动通信系统的高级国际移动电信(TMT)的标准化工作。高级IMT致力于支持基于网际协议(IP)的多媒体服务，其中在静止或缓慢移动状态下的数据传输速率为1Gbps或者在快速移动状态下的数据传输速率为100Mbps。
第三代合作伙伴计划(3GPP)是满足高级IMT的需求的系统标准，并且制定了高级LTE(LTE-A)，其是基于正交频分多址(OFDMA)/单载波频分多址(SC-FDMA)传输的长期演进(LTE)的改进版本。LTE-A是高级IMT的有前景的候选之一。
载波聚合(CA)是在LTE-A中使用的候选技术之一。CA是一种能够通过聚合多个窄带分量载波(CC)来配置宽带的技术。在使用CA的无线通信系统中，可以通过一个上行CC发送多个控制信息。例如，当通过一个上行CC发送针对通过多个下行CC中的每一个发送的数据的确认/否定确认(ACK/NACK)时，可能存在必须发送多个ACK/NACK的情况。即，与传统的单载波系统不同，多载波系统可能时不时地需要发送多个控制信息。
相应地，需要一种用于在多载波系统中发送上行控制信息的方法和装置。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种用于在多载波系统中发送上行控制信息的方法和装置。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在多载波系统中发送用户设备的上行控制信息的方法。该方法包括以下步骤：发送针对由基站通过多个下行分量载波发送的下行数据的各个确认/否定确认(ACK/NACK)；以及向基站发送指示下行信道的状态的信道状态信息，其中，各个ACK/NACK以及信道状态信息被分配给子帧中的同一上行控制信道资源，并且如果各个ACK/NACK以及信道状态信息被保留以在同一子帧中被发送，则只发送各个ACK/NACK。
在本发明的前述方面中，在上行控制信道资源中，在常规循环前缀(CP)的情况下，一个时隙可以包括7个单载波频分多址(SC-FDMA)符号，并且各个ACK/NACK除了可以被分配给第二SC-FDMA符号和第六SC-FDMA符号以外还可以被分配给另外的SC-FDMA符号，其中，在该时隙中在该第二SC-FDMA符号和该第六SC-FDMA符号中发送参考信号。
此外，在上行控制信道资源中，在扩展CP的情况下，一个时隙可以包括六个SC-FDMA符号，并且各个ACK/NACK除了可以被分配给第四SC-FDMA符号以外还可以被分配给另外的SC-FDMA符号，其中，在该时隙中在该第四SC-FDMA符号中发送参考信号。
此外，用于发送用户设备的上行控制信息的方法还包括：发送调度请求。如果该调度请求被保留以在发送各个ACK/NACK的同一子帧中发送，则可以通过对用于发送参考信号的符号进行调制来在发送各个ACK/NACK的子帧中发送该调度请求。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在多载波系统中发送用户设备的上行控制信息的方法。该方法包括以下步骤：通过一个或更多个下行分量载波从基站接收下行数据；发送针对该下行数据的ACK/NACK；以及向基站发送指示下行信道的状态的信道状态信息，其中，如果该ACK/NACK被保留以在为发送信道状态信息而预留的信道质量指示符(CQI)子帧中发送，并且该ACK/NACK是对基站通过单个下行分量载波发送的下行数据的响应，则在该CQI子帧中同时发送信道状态信息和ACK/NACK。
在本发明的前述方面中，该单个下行分量载波可以是与用于发送信道状态信息的上行分量载波相关联的下行分量载波。
此外，该单个下行分量载波可以是被配置为由基站向用户设备发送下行控制信息的下行分量载波。
此外，在常规CP的情况下，可以通过对发送参考信号的符号进行调制来在子帧中发送ACK/NACK。
此外，在扩展CP的情况下，可以通过与信道状态信息进行联合编码来在子帧中发送ACK/NACK。
此外，用于发送用户设备的上行控制信息的方法还包括：发送调度请求，其中，如果所述调度请求被保留以在发送信道状态信息的同一子帧中进行发送，则通过对用于发送参考信号的符号进行调制来在发送信道状态信息的子帧中发送该调度请求。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在多载波系统中发送上行控制信息的用户设备。该用户设备包括：射频(RF)单元，用于发送并接收无线电信号；以及耦接到RF单元的处理器，其中，该处理器发送针对由基站通过多个下行分量载波发送的下行数据的各个ACK/NACK，并向基站发送指示下行信道的状态的信道状态信息。该各个ACK/NACK以及信道状态信息被分配给子帧中的同一上行控制信道资源。如果各个ACK/NACK以及信道状态信息被保留以在同一子帧中发送，则只发送各个ACK/NACK。
根据本发明的另一方面，提供了一种在支持载波聚合CA的无线通信系统中由基站BS执行的接收上行控制信息的方法，所述方法包括以下步骤：通过第一下行分量载波DL CC和第二DL CC中的至少一个向用户设备UE发送下行数据；从所述UE接收针对所述下行数据的确认ACK/否定确认NACK；以及从所述UE接收周期性的信道状态信息CSI；其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CSI在相同子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于仅通过所述第一DL CC发送的下行数据，则在第一上行分量载波UL CC的所述相同子帧中接收所述ACK/NACK和所述周期性CSI二者；其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CSI在相同子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于通过所述第一DL CC和所述第二DL CC二者发送的下行数据，则在所述第一UL CC的所述相同子帧中不接收所述周期性CSI而仅接收所述ACK/NACK。
根据本发明的另一方面，提供了一种在支持载波聚合的无线通信系统中接收上行控制信息的基站BS，所述BS包括：射频RF单元，该RF单元用于发送和接收无线电信号；以及与所述RF单元耦接的处理器，其中所述处理器被配置为：通过第一下行分量载波DL CC和第二DL CC中的至少一个向用户设备UE发送下行数据；从所述UE接收针对所述下行数据的确认ACK/否定确认NACK；以及从所述UE接收周期性的信道状态信息CSI；其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CSI在相同子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于仅通过所述第一DLCC发送的下行数据，则在第一上行分量载波UL CC的所述相同子帧中接收所述ACK/NACK和所述周期性CSI二者；其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CSI在相同子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于通过所述第一DL CC和所述第二DL CC二者发送的下行数据，则在所述第一UL CC的所述相同子帧中不接收所述周期性CSI而仅接收所述ACK/NACK。
有益效果
根据本发明，在使用载波聚合的多载波系统中，用户设备可以在保持上行信号的单载波属性的同时发送上行控制信息。
附图说明
图1示出了无线通信系统。
图2示出了第三代合作伙伴(3GPP)长期演进(LTE)的无线电帧结构。
图3示出了一个下行时隙的资源网格的例子。
图4示出了下行子帧的结构。
图5示出了上行子帧的结构。
图6示出了物理上行控制信道(PUCCH)格式到PUCCH区域的物理映射。
图7示出了常规循环前缀(CP)中的一个时隙的PUCCH格式2/2a/2b的信道结构。
图8示出了常规CP中的确认/否定确认(ACK/NACK)的星座映射的例子。
图9示出了在扩展CP中ACK/NACK与信道质量指示符(CQI)之间的联合编码的例子。
图10示出了单载波系统与多载波系统之间的子帧结构的比较结果。
图11示出了基于块扩频的E-PUCCH格式的例子。
图12示出了在同一子帧中发送CQI和多个ACK/NACK的冲突情况下由UE丢弃CQI的例子。
图13示出了(在常规CP的情况下)通过将SR嵌入用于承载多个ACK/NACK的PUCCH格式2/2a/2b资源中来发送SR的例子。
图14的方框图示出了基站和用户设备。
具体实施方式
下文描述的技术可以用在各种无线通信系统中，例如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等。CDMA可以用诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或CDMA-2000之类的无线电技术实现。TDMA可以用诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线服务(GPRS)/增强数据速率的GSM演进(EDGE)之类的无线电技术实现。OFDMA可以用诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、演进的UTRA(E-UTRA)等的无线电技术实现。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)是使用E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分。3GPP LTE在下行链路中使用OFDMA，并且在上行链路中使用SC-FDMA。高级LTE(LTE-A)是3GPP LTE的演进。为了清楚起见，以下描述将集中在3GPP LTE/LTE-A上。然而，本发明的技术特征并不限于此。
图1示出了无线通信系统。
参考图1，无线通信系统10包括至少一个基站(BS)11。各BS 11向通常被称为小区的特定地理区域15提供通信服务。小区可以划分成多个区域，并且各个区域可以被称为扇区。用户设备(UE)12可以是固定的或移动的，并且可以被称为另一术语，例如移动台(MS)、移动终端(MT)、用户终端(UT)、用户站(SS)、无线设备、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、手持设备等。BS 11通常是与UE 12进行通信的固定站，并且可以被称为另一术语，例如演进的Node B(eNB)、基站收发机系统(BTS)、接入点等。
下文中，下行链路(DL)表示从BS到UE的通信链路，并且上行链路(UL)表示从UE到BS的通信链路。在DL中，发射机可以是BS的一部分，并且接收机可以是UE的一部分。在UL中，发射机可以是UE的一部分，并且接收机可以是BS的一部分。
无线通信系统可以是多输入多输出(MIMO)系统、多输入单输出(MISO)系统、单输入单输出(SISO)系统或单输入多输出(SIMO)系统中的任何一种。MIMO系统使用多个发射(Tx)天线和多个接收(Rx)天线。MISO系统使用多个Tx天线和一个Rx天线。SISO系统使用一个Tx天线和一个Rx天线。SIMO系统使用一个Tx天线和多个Rx天线。
图2示出了3GPP LTE的无线电帧结构。
参考图2，无线电帧由10个子帧组成。一个子帧由2个时隙组成。一个子帧可以具有1毫秒(ms)的长度，并且一个时隙可以具有0.5ms的长度。将用于传输一个子帧的时间定义为传输时间间隔(TTI)。TTI可以是调度的最小单元。
一个时隙可以在时域中包括多个正交频分复用(OFDM)符号。由于3GPP LTE在DL传输中使用OFDMA，所以OFDM符号用于表示一个符号时段，并且OFDM符号可以被称为其它术语。例如，OFDM符号还可以被称为SC-FDMA符号。虽然本文中描述了一个时隙包括7个OFDM符号，但是一个时隙中包括的OFDM符号的数目可以根据循环前缀(CP)长度而改变。根据3GPPTS 36.211V8.5.0(2008-12)，在常规CP的情况下，一个子帧包括7个OFDM符号，并且在扩展CP的情况下，一个子帧包括6个OFDM符号。该无线电帧结构仅是用于示例性的目的，并且因此，无线电帧中包括的子帧的数目以及子帧中包括的时隙的数目可以发生各种改变。
3GPP TS 36.211V8.3.0(2008-05)的4.1和4.2部分“Technical SpecificationGroup Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Channels and Modulation(Release 8)”可以通过引用的方式并入本文，以便解释参考图2所描述的无线电帧结构。
图3示出了一个DL时隙的资源网格的例子。
在FDD和TDD无线电帧中，一个时隙在时域中包括多个OFDM符号并在频域中包括多个资源块(RB)。RB是资源分配单元，并且包括一个时隙中的多个连续子载波。
参考图3，一个时隙(例如，DL子帧中包括的DL时隙)在时域中包括多个OFDM符号。虽然本文描述了一个DL时隙包括7个OFDM符号，并且一个RB在频域中包括12个子载波，但是这仅是用于示例性的目的，并且因此本发明并不限于此。在RB中，子载波间隔可以是例如15kHz。
资源网格上的各元素被称为资源元素，并且一个RB包括12х7个资源元素。DL时隙中包括的RB的数目NDL取决于小区中所确定的DL传输带宽。图3中描述的资源网格还可以应用于UL传输。
图4示出了DL子帧的结构。
参考图4，子帧包括两个连续时隙。子帧内的位于第1时隙的前面部分中的最多三个OFDM符号与物理下行控制信道(PDCCH)所分配给的控制区相对应。剩余的OFDM符号与物理下行共享信道(PDSCH)所分配给的数据区相对应。DL控制信道的例子包括物理下行控制信道(PDCCH)、物理控制格式指示信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示信道(PHICH)等。PCFICH是在子帧的第1个OFDM符号中发送的，并且承载与在子帧中传输控制信道所使用的OFDM符号的数目有关的信息。PHICH是通过其发送对UL传输的响应的信道，并且承载确认/否定确认(ACK/NACK)信号。在PDCCH上发送的控制信息被称为下行控制信息(DCI)。DCI可以包括DL调度信息、UL发送功率控制命令和/或关于任何UE或UE组的UL调度信息。
PDCCH可以承载传输格式、下行共享信道(DL-SCH)的资源分配、关于上行共享信道(UL-SCH)的资源分配信息、关于寻呼信道(PCH)的寻呼信息、关于DL-SCH的系统信息、诸如在PDSCH上发送的随机接入响应之类的高层控制消息的资源分配、针对任何UE组中的各个UE的发送功率控制命令的集合、因特网语音(VoIP)的激活等等。
可以在控制区中发送多个PDCCH。UE可以监听多个PDCCH。PDCCH是在一个或若干个连续的控制信道元素(CCE)的聚合上发送的。CCE是用于根据无线电信道的状态向PDCCH提供编码速率的逻辑分配单元。CCE与多个资源元素组(REG)相对应。根据CCE的数目与CCE所提供的编码速率之间的关系，确定PDCCH的格式和可用PDCCH的比特数目。BS根据要向UE发送的DCI来确定PDCCH格式，并将循环冗余校验(CRC)附加到控制信息。根据PDCCH的使用或所有者将CRC掩码至唯一标识符。该唯一标示符被称为无线电网络临时标识符(RNTI)。如果PDCCH用于特定UE，则UE的唯一标识符(例如小区RNTI(C-RNTI))可以被掩码至CRC。另选地，如果PDCCH用于寻呼消息，则寻呼指示标识符(例如，寻呼RNTI(P-RNTI))可以被掩码至CRC。如果PDCCH用于系统信息(更具体地，系统信息块(SIB))，则系统信息标识符和系统信息RNTI(SI-RNTI)可以被掩码至CRC。为了指示作为对随机接入前导码传输的响应的随机接入响应，随机接入RNTI(RA-RNTI)可以被掩码至CRC。
图5示出了UL子帧结构。
参考图5，UL子帧可以划分成控制区和数据区。用于承载UL控制信息的物理上行控制信道(PUCCH)被分配给控制区。用于承载用户数据的物理上行共享信道(PUSCH)被分配给数据区。为了保持单载波属性，一个UE并不同时发送PUCCH和PUSCH。在一对RB中分配用于一个UE的PUCCH。属于该RB对的RB在两个时隙的每一个中占据不同子载波。这被称为分配给PUCCH的RB对是在时隙边界中频率跳变的。
在PUCCH上发送的控制信息的例子包括调度请求信号(下文中为SR)、HARQ ACK/NACK(下文中为ACK/NACK)、信道质量指示符(CQI)等。ACK/NACK是对在PDSCH上发送的DL数据分组的响应。在单个码字的DL传输的情况下，发送一个ACK/NACK比特，而在两个码字的DL传输的情况下，发送两个ACK/NACK比特。CQI意指关于DL信道的信息，并且可以包括与MIMO传输关联地被反馈的预编码矩阵指示符(PMI)和秩指示符(RI)。针对每个子帧，CQI可以使用20个比特。
UE可以在一个子帧中发送的控制信息的量取决于可用于发送控制信息的SC-FDMA符号的数目。例如，可以根据除了为PUCCH的相干检测而发送的RS被分配给的SC-FDMA符号以外的SC-FDMA符号的数目来确定可发送的控制信息的量。
根据要被发送的信息，PUCCH支持若干不同的格式。即，PUCCH可以支持多个格式。可以根据调制方案来发送针对各个子帧具有不同比特数的UL控制信息。例如，当使用二相相移键控(BPSK)时(即，PUCCH格式1a)，可以在PUCCH上发送1比特的UL控制信息，并且当使用四相相移键控(QPSK)时(即，PUCCH格式1b)，可以在PUCCH上发送2比特的UL控制信息。除此之外，PUCCH格式的例子包括格式1、格式2、格式2a、格式2b等。在下面的表1中示出了LTE中支持的PUCCH格式以及在PUCCH格式中发送的UL控制信息。
表1
图6示出了PUCCH格式到PUCCH区域的物理映射。
参考图6，PUCCH格式2/2a/2b被映射到频带边缘的RB上并且是在频带边缘的RB上发送的(例如，PUCCH区域m＝0,1)。混合PUCCH RB可以通过被映射到被分配了PUCCH格式2/2a/2b的RS中的朝向频带中心的相邻RB(例如，m＝2)上来进行发送。发送SR和ACK/NACK的PUCCH格式1/1a/1b可以被布置到RB(例如，m＝4或m＝5)。具有发送CQI的PUCCH格式2/2a/2b的可用RB的数目N(2) RB可以由UE通过广播信号来指示。
(1)使用PUCCH格式2/2a/2b的CQI传输
由UE使用以反馈CQI的频率和时段是由BS控制的。在时域中，支持定期CQI传输和不定期CQI传输。PUCCH格式2只用于定期CQI反馈。PUSCH用于不定期CQI传输，由此BS具体地指示UE发送嵌入到为UL数据传输而调度的资源中的各CQI报告。
图7示出了常规CP中的一个时隙的PUCCH格式2/2a/2b的信道结构。如上面描述的，PUCCH格式2/2a/2b用在CQI传输中。
参考图7，在常规CP的情况下，SC-FDMA符号1和5用于解调参考信号(DM RS)。在扩展CP的情况下，SC-FDMA符号3用于DM RS。
10个CQI信息比特是例如用1/2的编码率进行信道编码的，因而产生20个编码比特。Reed-Muller码可以用在信道编码中。在调度(类似于将PUSCH数据加扰至长度为31的gold序列的情况)之后，执行QPSK星座映射以产生QPSK调制符号d0到d4。通过使用长度为12的基本RS序列(base RS sequence)的循环移位来调制各个QPSK调制符号，并且随后各个QPSK调制符号经过OFDM调制。然后，在子帧中10个SC-FDMA符号中的每一个中发送所产生的符号。12个等间隔的循环移位允许在同一PUCCH RB上对12个不同的UE进行正交复用。应用于SC-FDMA符号1和5的DM RS序列可以是长度为12的基本RS序列。
UE可以由高层信号半静态地配置成定期地通过使用PUCCH资源索引n(2) PUCCH报告PUCCH中不同类型的CQI、PMI和RI。本文中，n(2) PUCCH指示在发送PUCCH格式2/2a/2b中使用的循环移位和PUCCH区域。
(2)UE的CQI和ACK/NACK的复用
在LTE中，可以使能或禁止在同一子帧中同时发送ACK/NACK和CQI。在禁止同时发送ACK/NACK和CQI的情况下，UE可能需要在其中CQI反馈被配置的子帧的PUCCH上发送ACK/NACK。在这种情况下，丢弃CQI，并且使用PUCCH格式1a/1b只发送ACK/NACK。
可以通过特定于UE的高层信令来实现在同一子帧中同时发送ACK/NACK和CQI。当使能同时发送时，需要在BS调度器允许同时发送CQI和ACK/NACK的子帧中对1比特或2比特的ACK/NACK信息与同一PUCCH RB进行复用。在这种情况下，保持具有低立方量度(CM)的单载波属性是必要的。在保持单载波属性的同时对CQI和ACK/NACK进行复用的方法在常规CP的情况和扩展CP的情况之间是不同的。
首先，当在常规CP中通过使用PUCCH格式2a/2b来一起发送1比特或2比特的ACK/NACK和CQI时，并不对ACK/NACK进行加扰，并且ACK/NACK经历BPSK(在1比特的情况下)/QPSK(在2比特的情况下)调制，以生成单个HARQ ACK/NACK调制符号dHARQ。将ACK编码成二进制的“1”，并且将NACK编码成二进制的“0”。单个HARQ ACK/NACK调制符号dHARQ用于在各个时隙中调制第二RS符号。即，通过使用RS来用信号发送ACK/NACK。
图8示出了在常规CP中ACK/NACK的星座映射的例子。
参考图8，将NACK(或NACK，发送两个DL码字的情况下的NACK)映射到+1。不连续发送(DTX)暗示UE未能在PUCCH中检测到DL授权并且不必发送ACK和NACK的情况，这导致默认的NACK。换句话说，DTX被BS解释成NACK，并且触发DL重传。
接下来，在针对每个时隙使用一个RS符号的扩展CP中，将1或2比特的ACK/NACK与CQI进行联合编码。
图9示出了在扩展CP中在ACK/NACK和CQI之间的联合编码的例子。
参考图9，块码所支持的信息比特的最大比特数目可以是13。在这种情况下，CQI比特Kcqi可以是11个比特，并且ACK/NACK比特KACK/NACK可以是2个比特。对CQI比特和ACK/NACK比特进行联合编码，以生成20比特的基于Reed-Muller的块码。在这个过程中生成的20比特的码字通过具有图7中描述的信道结构的PUCCH来发送(在扩展CP的情况下，与图7不同，针对每个时隙使用一个RS符号)。
现在，将描述多载波系统和载波聚合。
传统的3GPP LTE系统支持以下情况：其中，在假定使用一个载波的情况下，DL带宽被设置得与UL带宽不同。即，这意指在针对DL和UL中的每一个定义一个载波的情形中，只有在DL带宽与UL带宽不同时，才支持3GPP LTE。例如，3GPP LTE系统支持多达20MHz，并且UL带宽和DL带宽可以彼此不同，但是在这种情况下，针对UL和DL只支持一个载波。
另一方面，多载波系统支持载波聚合。载波聚合意指可以通过聚合多个窄带分量载波(CC)来配置宽带。载波聚合可以支持通过扩展传输带宽而增加的吞吐量，防止通过使用宽带射频(RF)元件所引起的成本增加，并且确保与传统系统的兼容性。例如，通过对5个具有20MHz的带宽的CC进行聚合，传输带宽的扩展可以支持多达100MHz的带宽。
在频域中，可以将载波聚合分类为在连续载波之间实现的连续载波聚合以及在不连续载波之间实现的不连续载波聚合。不连续载波聚合还被称为频谱聚合。
在载波聚合中使用的CC可以具有相同的带宽或者可以具有不同的带宽。例如，两个20MHz的CC可以用于配置40MHz的频带。另选地，一个20MHz的CC和两个10MHz的CC可以用于配置40MHz的频带。
此外，在UL中使用的总带宽以及在DL中使用的总带宽可以彼此相等或者可以彼此不同。例如，在UL中可以通过使用三个20MHz的CC来使用60MHz的总带宽，并且在DL中可以通过使用五个20MHz的CC来使用100MHz的总带宽。下文中，多载波系统是指能够在载波聚合的基础上支持多个载波的系统。
图10示出了单载波系统与多载波系统之间的子帧结构的比较结果。
图10的(a)示出了使用单个载波的单载波系统中的DL CC和UL CC。图10的(b)示出了通过聚合三个具有20MHz频带的载波来使用多个载波的多载波系统中的DL CC和UL CC。
如图10的(b)中所示的，在多载波系统中，UE可以通过多个DL CC同时监听并接收DL信号。即使在小区中使用N个CC，UE也可以被配置为只监听M个DL CC。本文中，N可以大于或等于M。即，UE可以被配置为只监听比小区中使用的DL CC数目更少的DL CC，并接收DL信号。此外，BS(或网络)可以将L个DL CC(其中，L≤M≤N)配置成主要的DL CC，在主要的DL CC中，UE必须监听并接收DL信号。即，这L个DL CC可以被认为是优先的DL CC。这种DL CC被称为主DL CC。这种配置可以特定于UE或特定于小区地实现。
在多载波系统(例如，LTE-A)中，UE可以通过多个DL CC从多个PDSCH接收数据。因此，UE可能必须通过一个或更多个UL CC发送多个ACK/NACK。通过使用传统的PUCCH格式1a/1b对多个ACK/NACK的发送需要更大的发送功率并且增加了UL传输信号的峰均功率比(PAPR)。因此，由于UE的发送功率放大器的低效使用，降低了UE的覆盖范围。
当必须发送多个ACK/NACK时，UE可以针对单个PUCCH传输而使用ACK/NACK捆绑或ACK/NACK复用。然而，如果存在太多的要被发送的ACK/NACK比特(例如，如果接收DL数据的DL CC的数目太多或者如果在TDD模式中DL子帧的数目大于UL子帧的数目)，则可能难以通过使用直接应用ACK/NACK捆绑或ACK/NACK复用的方法来执行单个PUCCH(格式1a/1b)传输。
由于上述原因，可以考虑PUCCH格式2/2a/2b格式来通过使用单个PUCCH发送多个ACK/NACK。在这种情况下，替代图7中的CQI信息比特，对多个ACK/NACK比特进行信道编码(例如，采用Reed-Muller码、咬尾卷积码(TBCC)等)，以产生20比特的编码ACK/NACK比特。编码ACK/NACK比特被加扰，并被映射到QPSK符号。下文中，将在UE被配置为通过使用PUCCH格式2/2a/2b来发送多个ACK/NACK时，描述UE用于发送CQI或SR的操作。
首先，将描述传统LTE中的ACK/NACK复用方法。
存在UE针对从BS接收到的多个数据单元必须同时发送多个ACK/NACK的情况。在这种情况下，可以考虑基于PUCCH资源选择的ACK/NACK复用方法，以保持单载波属性，并在发送多个ACK/NACK时降低总的ACK/NACK发送功率。
在ACK/NACK复用方法中，针对多个数据单元的ACK/NACK的内容和意义可以通过将实际ACK/NACK传输中使用的PUCCH资源和QPSK调制符号中的一个相组合来进行识别。
例如，假定可以发送多达四个的数据单元，并且一个PUCCH资源可以承载4个比特。还假定可以由一个ACK/NACK比特来管理针对各个数据单元的HARQ操作。在这种情况下，可以根据下面的表2在发送数据单元的发送节点(例如，BS)处识别ACK/NACK。
表2
在表2中，HARQ-ACK(i)指示针对数据单元i的ACK/NACK结果。在上面的例子中，可以存在四个数据单元，即数据单元0到数据单元3。在表2中，DTX意指不存在针对HARQ-ACK(i)的数据单元传输。另选地，这意指接收端(例如，UE)未能检测到针对HARQ-ACK(i)的数据单元。n(1) PUCCH,X表示在实际ACK/NACK传输中使用的PUCCH资源。存在多达4个PUCCH资源，即n(1) PUCCH,0,n(1) PUCCH,1,n(1) PUCCH,2,n(1) PUCCH,3。b(0)和b(1)表示选定的PUCCH资源所传递的2个比特。使用PUCCH资源发送的调制符号由b(0)和b(1)确定。
对于一个例子，如果接收端成功地接收到四个数据单元并解码所接收的数据单元，那么接收端必须通过使用PUCCH资源n(1) PUCCH,1以(1,1)的形式发送两个比特b(0)和b(1)。
对于另一例子，假定接收端接收到四个数据单元，并且在这种情况下接收端未能解码第1和第3数据单元但是成功地解码了第2和第4数据单元。那么，接收端必须通过使用n(1) PUCCH,3来发送(1,0)。
这样，根据将ACK/NACK的内容(或含义)与PUCCH资源和使用该PUCCH资源发送的实际比特的内容的组合相关联的方法，通过使用单个PUCCH资源来使能针对多个数据单元的ACK/NACK传输。
在ACK/NACK复用方法中，如果对于全部数据单元而言存在至少一个ACK，那么NACK和DTX基本上耦合成NACK/DTX(参见表2)。这是因为，基于对NACK和DTX的解耦，PUCCH资源和QPSK符号的组合不足以覆盖全部的ACK/NACK组合。
另一方面，如果对于全部数据单元而言不存在ACK，即，对于全部数据单元而言只存在NACK或DTX，那么定义单个确定的NACK。即，只针对一个HARQ-ACK(i)定义与DTX分离的NACK。在这种情况下，与对应于一个确定的NACK的数据单元相关联的PUCCH资源可以被保留以发送多个ACK/NACK。
现在，将描述多载波系统(例如，LTE-A)中发送多个ACK/NACK的方法。
在多载波系统中，可以考虑通过特定UL CC来发送针对通过多个DL CC发送的多个PDSCH的多个ACK/NACK。为此，与在传统LTE(版本-8)中使用PUCCH格式1a/1b的ACK/NACK传输不同，可以考虑对多个ACK/NACK进行信道编码(例如，采用Reed-Muller码或TBC码)，并且随后通过使用以下格式来进行发送：1)PUCCH格式2/2a/2b；2)基于块扩频的新的PUCCH格式(为了便于解释，被称为E-PUCCH格式)；以及3)显式的信道选择。
在使用1)PUCCH格式2/2a/2b的方法中，在通过使用Reed-Muller码、TBC码等来对传统的PUCCH格式2/2a/2b执行信道编码之后发送多个ACK/NACK。在传统的LTE中，CQI是以PUCCH格式2/2a/2b发送的，并且1比特或2比特的ACK/NACK是通过调制RS符号来发送的。另一方面，在使用1)PUCCH格式2/2a/2b的方法中，ACK/NACK编码块是通过对多个ACK/NACK而不是CQI进行信道编码来发送的。
将描述使用2)基于块扩频的PUCCH格式(即，E-PUCCH格式)的方法。
块扩频是通过使用SC-FDMA方案来对控制信息(例如，ACK/NACK等)传输进行调制的方法，这与传统LTE中使用的PUCCH格式1或2序列不同。
图11示出了基于块扩频的E-PUCCH格式的例子。
参考图11，符号序列{d1，d2，……}是通过由正交覆盖码(OCC)在时域中扩频来进行发送的。通过使用OCC，可以在同一RB中对若干UE的控制信息进行复用。在传统的PUCCH格式2中，一个符号序列是在时域中发送的，并且UE之间的复用是通过使用CAZAC序列的循环移位来执行的。另一方面，在基于块扩频的E-PUCCH格式的情况下，一个符号序列是在频域中发送的，并且UE之间的复用是通过使用基于OCC的时域扩频来执行的。在图11的例子中，通过使用长度为5的OCC生成5个SC-FDMA符号来发送一个符号序列{d1，d2，……}。
虽然，在图11中示出了在一个时隙期间使用总共2个RS符号的例子，但是各种修改都是可能的。例如，可以使用3个RS符号，并且可以使用扩频因子为4的OCC。RS符号可以根据具有特定循环移位的CAZAC序列生成，并且可以以如下格式被发送：将特定的OCC应用到时域中的多个RS符号(或与时域中的多个RS符号相乘)。
基于信道编码并使用PUCCH格式2/2a/2b或E-PUCCH格式的多个ACK/NACK传输方法在下文中为了便于解释被称为“多比特ACK/NACK编码传输方法”。这一方法是一种用于发送ACK/NACK编码块的方法，该ACK/NACK编码块是通过对针对多个DL CC或DTX信息的PDSCH对ACK/NACK执行信道编码所生成的。例如，如果UE在特定的DL CC中在SU-MIMO模式中运行，并接收两个码字，那么针对每个码字可以反馈四个状态(例如，ACK/ACK,ACK/NACK,NACK/ACK和NACK/NACK)中的任何一个(或者，可以反馈包括DTX在内的多达5个状态中的任何一个)。另选地，如果UE接收单个码字，则可以反馈总共3个状态(ACK,NACK和DTX)中的任何一个(如果NACK和DTX被同等处理，那么可以反馈总共两个状态(例如，ACK和NACK/DTX)中的任何一个)。例如，在假定对多达5个DL CC进行聚合并在每个DL CC中在SU-MIMO模式中运行的多载波系统的情况下，UE能够发送的反馈状态多达55个状态。为了表示这样的状态，ACK/NACK有效载荷的大小总共是12个比特(如果DTX和NACK被同等处理，那么反馈状态的数目达45，并且在这种情况下，ACK/NACK有效载荷的大小是10个比特)。
现在，将描述3)显式信道选择。
应用于传统LTE系统(例如，TDD系统)的ACK/NACK复用方法使用与调度UE的PDSCH的PDCCH相对应(更具体地，与PDCCH的最低CCE索引相关联)的PUCCH资源来确保每个UE的PUCCH资源。即，使用的是用于隐式地选择ACK/NACK传输资源的方法，而不用信号发送用于显式地发送ACK/NACK的PUCCH的索引。
在LTE-A系统中考虑以特定于UE的方式通过一个UL CC进行ACK/NACK传输。在这种情况下，为了避免在使用传统LTE的隐式方法时通过使用不同RB中的PUCCH资源可能发生的性能恶化，考虑显式ACK/NACK传输资源选择方法，其使用通过RRC信令等为每个UE保留的PUCCH资源(即，优选地，同一RB或相邻RB中存在的多个PUCCH资源)。这被称为显式信道选择。然而，本发明并不限于此，隐式ACK/NACK传输资源选择方法或混合方法也可以用在LTE-A系统中。混合方法是将显式ACK/NACK传输资源选择用于多个CC之中的特定CC并将隐式ACK/NACK传输资源选择用于剩余CC的方法。
现在，将描述在使用载波聚合的多载波系统中由UE发送上行控制信息(UCI)的方法。
为了在UL中保持单载波属性，诸如多个HARQ ACK/NACK、信道质量指示符(CQI)、调度请求(SR)之类的UCI可以被配置为通过子帧中的单个控制信道资源进行发送，例如，可以被配置为使用PUCCH格式2/2a/2b的资源来进行发送(例如，在通过使用前述1)PUCCH格式2/2a/2b来发送多个ACK/NACK的情况下)。
基本上，在一个或更多个UL CC中，可以为多个ACK/NACK以及CQI反馈保留相同或不同的PUCCH格式2/2a/2b资源。然而，下文中假定为多个ACK/NACK以及CQI反馈保留相同的PUCCH格式2/2a/2b资源。如果不同的UCI具有相同的传输子帧，例如，如果被保留用于发送CQI的子帧等于被保留用于发送多个ACK/NACK的子帧，那么这被称为发生冲突。当在相同的子帧中执行CQI传输和多个ACK/NACK传输时在发生冲突时可以丢弃CQI。
图12示出了在相同子帧中发送CQI和多个ACK/NACK的冲突情形中由UE丢弃CQI的例子。
参考图12，可以将CQI反馈时段设置为5个子帧(即，5ms)。此外，可以为多个ACK/NACK传输和CQI传输保留PUCCH格式2/2a/2b资源中的相同资源。
在这种情况下，如图12中所示的，UE可能需要在子帧#10中同时发送多个ACK/NACK和CQI。在这种情况下，UE可以丢弃CQI而进行多个ACK/NACK传输。这是为了保持单载波属性。
然而，如果UE不需要保持单载波属性并且为多个ACK/NACK和CQI保留了PUCCH格式2/2a/2b的不同资源，那么同时传输是可能的。
下文中，在CQI传输子帧等于ACK/NACK传输子帧的冲突情形中，将描述该ACK/NACK是针对一个DL CC的ACK/NACK的情况。
在应用传统LTE的系统中，只存在针对单个CC的ACK/NACK信息。在传统LTE中，当ACK传输时间与CQI传输时间冲突时，可以使用发送CQI所采用的PUCCH格式2/2a/2b的RS符号调制(在常规CP的情况下)或者使用联合编码(在扩展CP的情况下)来发送ACK/NACK信息。
另一方面，应用LTE-A的系统可以是使用载波聚合的多载波系统。当使用载波聚合时使用多个CC。由于每个CC都需要ACK/NACK，所以可能需要发送多个ACK/NACK。如上面描述的，在LTE-A中，考虑将1)多比特ACK/NACK编码传输方法(使用PUCCH格式2系列或E-PUCCH格式)或2)显式信道选择方法用于多个ACK/NACK传输。
在通过使用前述两个方案发送多个ACK/NACK的情形中，当使用传统PUCCH格式2ACK/NACK传输时间与CQI传输时间冲突时，可以优选的是只发送多个ACK/NACK而丢弃CQI传输。上面的原因在于，当类似于传统LTE而使用联合编码或发送CQI所采用的PUCCH格式2的RS符号调制来发送针对多个CC的多个ACK/NACK信息时，可能出现性能恶化。然而，如果在ACK/NACK传输时间与CQI传输时间冲突的情况下无条件地丢弃CQI，则由于不足的CQI信息，DL调度可能被延迟。
因此，在将多比特ACK/NACK编码传输方法或显式信道选择方法应用于针对多个CC的多个ACK/NACK传输的情况下，如果在CQI传输时刻需要针对一个或更少CC或者2比特(或更少)ACK/NACK信息的ACK/NACK的传输，那么本发明通过使用发送CQI所使用的PUCCH格式2的RS符号调制(在常规CP的情况下)或者通过使用联合编码(在扩展CP的情况下)来发送ACK/NACK，而不是丢弃CQI。下文中，RS符号调制或联合编码被简单地称为ACK/NACK嵌入。需要2比特(或更少)的ACK/NACK传输的情况可以限于被UE聚合的DL CC的数目是2(或1)并且在每个DL CC中传输模式被设置为不是MIMO传输模式而是非MIMO传输模式的情况。即，可以限于在每个DL CC中最多只有一个码字被发送的情况。
在这种情况下，在使用PUCCH格式2的ACK/NACK嵌入方案中，可以将要经历ACK/NACK嵌入的一个DL CC(即，发送将要经历ACK/NACK嵌入的DL数据单元的DL CC)只限于与发送PUCCH的UL CC相关联的DL CC。此外，是否应用ACK/NACK嵌入方案可以由BS通过使用诸如RRC之类的高层信号以特定于UE的方式配置。
例如，假定DL CC是CL CC#1到DL CC#3，并且UL CC是UL CC#1到UL CC#3。还假定DLCC#2是发送针对特定UE的PDCCH的DL CC，即，主DL CC。此外，还假定DL CC#n与UL CC#n相关联(其中，n是1到3范围内的任意自然数)。在这种情况下，可能需要在CQI传输子帧中只发送针对通过DL CC#2接收的DL数据的ACK/NACK。本文中，UE发送CQI而不是丢弃CQI，并且通过嵌入ACK/NACK来发送针对DL CC#2的ACK/NACK。
下文中，是当在SR和多个ACK/NACK的传输中以及在SR和CQI的传输中发生冲突时，UE的UCI传输方法。
图13示出了通过将SR嵌入用于承载多个ACK/NACK的PUCCH格式2/2a/2b资源中来发送该SR的例子(在常规CP的情况下)。
参考图13，能够发送SR的子帧的时段可以被设置为5ms(即，5个子帧)。在这种情况下，如图12中所示的，在子帧#5和子帧#10中可能同时需要SR传输和ACK/NACK传输。关于SR，可能要在子帧#5中发送否定SR，并且可能要在子帧#10中发送肯定SR。在这种情况下，可以在相同的PUCCH格式2a/2b资源中将1比特的SR信息与多个ACK/NACK一起发送。可以通过对PUCCH格式2a/2b资源中的第2RS符号进行调制来发送1比特的SR传输。例如，与图8中的情况类似，可以通过使用BPSK发送第2RS符号来区分肯定SR和否定SR。
这一方法还可以应用于在相同的PUCCH资源中与CQI一起发送SR的情况。例如，如果PUCCH格式2a/2b资源被保留或被配置为报告CQI反馈，则可以通过以对时隙中的第2RS符号进行调制的方式嵌入1比特SR信息，来将该1比特SR信息与CQI一起发送。
与前述常规CP的情况不同，当使用扩展CP时，可以通过使用Reed-Muller码、TBCC等将1比特SR信息与多个ACK/NACK或CQI进行联合编码来发送该1比特SR信息。联合编码在上面参考图9进行了描述。
根据前述方法，可以在相同的PUCCH格式2a/2b资源中发送两个不同类型的UCI(例如，SR和多个ACK/NACK，或者SR和CQI)。
用于CQI传输的PUCCH格式2a/2b资源的SR嵌入方案可以只应用于在相应子帧中不发送多个ACK/NACK的情况。
可以通过与用于CQI传输的PUCCH格式2的SR嵌入方案组合来使用前述ACK/NACK嵌入方案。例如，PUCCH格式2的ACK/NACK嵌入方案可以用在不与SR传输子帧冲突的CQI传输子帧中，并且PUCCH格式2的SR嵌入方案可以用在与SR传输子帧冲突的CQI传输子帧中。本文中，PUCCH格式2的SR嵌入方案可以只应用于不存在要通过相应子帧发送的ACK/NACK信息的情况。
图14是示出了BS和UE的方框图。
BS 100包括处理器110、存储器120以及射频(RF)单元130。处理器110实现所提供的功能、过程和/或方法。例如，可以通过使用诸如RRC之类的高层信号来向UE报告UCI传输方法。耦接到处理器110的存储器120存储用于驱动处理器110的各种信息。耦接到处理器110的RF单元130发送和/或接收无线电信号。
UE 200包括处理器210、存储器220和RF单元230。处理器210实现所提供的功能、过程和/或方法。例如，处理器210发送针对由BS通过多个DL CC发送的每个DL数据的ACK/NACK，即，通过使用在相同的子帧中的相同的UL控制信道资源发送多个ACK/NACK。此外，处理器210向BS发送指示DL信道的状态的信道状态信息。在这种情况下，可以将多个ACK/NACK和信道状态信息分配给子帧中相同的UL控制信道。当多个ACK/NACK和信道状态信息被保留以在相同的子帧中发送时，处理器可以只发送多个ACK/NACK。
耦接到处理器210的存储器220存储用于驱动处理器210的各种信息。耦接到处理器210的RF单元230发送和/或接收无线电信号。
处理器110和210可以包括专用集成电路(ASIC)、分离的芯片组、逻辑电路、数据处理单元和/或用于相互转换基带信号和无线电信号的转换器。图7中的OFDM发射机和OFDM接收机可以实现在处理器110和210中。存储器120和220可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储卡、存储介质和/或其它等同的存储设备中。RF单元130和230可以包括用于发送和/或接收无线电信号的一个或更多个天线端口。当以软件实现本发明的实施方式时，前述方法可以用用于执行前述功能的模块(即，过程、函数等)来实现。该模块可以存储在存储器120和220中，并且可以由处理器110和210执行。存储器120和220可以位于存储器110和210内部或外部，并且可以通过使用各种已知方式耦接到处理器110和210。
虽然已经参考本发明的示例性实施方式特别示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以在其中进行各种形式和细节上的改变，而不脱离本发明的由所附权利要求限定的精神和范围。应当以描述性的意义而不是限制性的目的来看待示例性实施方式。因此，本发明的范围不是由本发明的详细描述限定的，而是由所附权利要求限定的，并且该范围内的全部差别将被理解为包括在本发明内。

Claims (8)

1.一种在支持载波聚合CA的无线通信系统中由基站BS执行的接收上行控制信息的方法，所述方法包括以下步骤：
通过第一下行分量载波DL CC和第二DL CC中的至少一个向用户设备UE发送下行数据；
从所述UE接收针对所述下行数据的确认ACK/否定确认NACK；以及
从所述UE接收周期性信道质量指示符CQI；
其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CQI在相同的子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于仅通过所述第一DL CC发送的下行数据，则在第一上行分量载波UL CC的所述相同的子帧中接收所述ACK/NACK和所述周期性CQI二者；
其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CQI在所述相同的子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于通过所述第一DL CC和所述第二DL CC二者发送的下行数据，则在所述第一ULCC的所述相同的子帧中不接收所述周期性CQI而仅接收所述ACK/NACK。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
发送指示是否由所述UE在相同的子帧中同时发送所述周期性CQI和所述ACK/NACK的高层信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一DL CC是与所述第一UL CC相关联的下行分量载波。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下行数据是通过所述第一DL CC的物理下行共享信道PDSCH发送的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周期性CQI和所述ACK/NACK是通过所述第一UL CC的物理上行控制信道PUCCH接收的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周期性CQI包括信道质量指示符CQI、预编码矩阵指示符PMI和秩指示RI当中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相同的子帧包括多个OFDM符号。
8.一种在支持载波聚合的无线通信系统中接收上行控制信息的基站BS，所述BS包括：
射频RF单元，该RF单元用于发送和接收无线电信号；以及
与所述RF单元耦接的处理器，
其中所述处理器被配置为：
通过第一下行分量载波DL CC和第二DL CC中的至少一个向用户设备UE发送下行数据；
从所述UE接收针对所述下行数据的确认ACK/否定确认NACK；以及
从所述UE接收周期性信道质量指示符CQI；
其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CQI在相同的子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于仅通过所述第一DL CC发送的下行数据，则在第一上行分量载波UL CC的所述相同的子帧中接收所述ACK/NACK和所述周期性CQI二者；
其中，如果所述ACK/NACK与所述周期性CQI在所述相同的子帧中相冲突，并且所述ACK/NACK对应于通过所述第一DL CC和所述第二DL CC二者发送的下行数据，则在所述第一ULCC的所述相同的子帧中不接收所述周期性CQI而仅接收所述ACK/NACK。
CN201510025891.0A 2009-10-28 2010-10-26 多载波系统中的上行控制信息接收方法和装置 Active CN104601315B (zh)

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