CN104683083B - 用于蜂窝电信系统中的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于蜂窝电信系统中的方法及设备，包括：选择上行链路传输方案；确定所述用户终端的物理上行链路共享业务信道资源；根据所选择的上行链路传输方案，将至少一个控制消息字段分配给所述物理上行链路共享业务信道的资源，以及通过使用单流波束成形多天线传输或使用发送分集多天线传输来传输所述至少一个控制消息字段中的一个或多个，而通过使用多流空间复用来传输至少一个数据业务字段。

Description

用于蜂窝电信系统中的方法及设备

本申请是申请号为200880132786.5、申请日为2008-12-08、发明名称为“蜂窝电信系统中的上行链路控制信令”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及蜂窝无线电电信领域，并且特别地，涉及上行链路信令。

背景技术

被称为演进的UMTS(通用移动电信系统)地面无线电接入网络(E-UTRAN，对于其长期演进也称为UTRAN-LTE，或对于长期演进-先进，称为LTE-A)的通信系统当前正在3GPP内得以发展。在该系统中，下行链路无线电接入技术将是OFDMA(正交频分多址)，而上行链路无线电接入技术将是作为线性预编码的OFDMA类型的单载波FDMA(SC-FDMA)。上行链路系统频带具有如下结构：其中，物理上行链路控制信道(PUCCH)用于传递上行链路控制消息，而物理上行链路共享信道(PUSCH)用于上行链路用户业务的传输。另外的控制消息可以在初始分配给PUSCH的资源中传输。PUCCH承载上行链路控制信息，诸如ACK/NACK消息、信道质量指示符(CQI)、调度请求指示符(SRI)、信道秩(rank)指示符、下行链路预编码信息等。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种蜂窝电信系统的用户终端执行的方法，包括：接收上行链路传输方案的指示；确定用户终端的物理上行链路共享业务信道资源；根据上行链路传输方案，将至少一个控制消息字段分配给物理上行链路共享业务信道的资源；以及通过使用第一多天线传输方案来传输至少一个控制消息字段中的一个或多个，并且通过使用第二多天线传输方案来同时传输至少一个数据业务字段，其中，第一多天线传输方案是发送分集多天线传输，并且其中，第二多天线传输方案是多流空间复用。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蜂窝电信系统的设备，该设备包括：接收器，该接收机被配置成接收上行链路传输方案的指示；处理器，该处理器被配置成：确定物理上行链路共享业务信道资源，以及根据上行链路传输方案将至少一个控制消息字段分配给物理上行链路共享业务信道的资源；以及发射机，该发射机被配置成：通过使用第一多天线传输方案来传输至少一个控制消息字段中的一个或多个；以及在传输至少一个控制消息字段中的一个或多个的同时，通过使用第二多天线传输方案来传输至少一个数据业务字段，其中，第一多天线传输方案是发送分集多天线传输，并且其中，第二多天线传输方案是多流空间复用。

根据本发明的另一方面，提供了一种由用户终端执行的多输入多输出(MIMO)上行链路传输的方法，该方法包括：用第一码对控制信息进行编码，以生成第一编码控制信息；用不同于第一码的第二码对控制信息进行编码，以生成第二编码控制信息；以及经由第一空间流传输第一编码控制信息，并且经由第二空间流同时传输第二编码控制信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种能进行多输入多输出(MIMO)上行链路传输的用户终端，该用户终端包括：处理器，该处理器被配置成：用第一码对控制信息进行编码，以生成第一编码控制信息；以及用不同于第一码的第二码对控制信息进行编码，以生成第二编码控制信息；以及发射机，该发射机被配置成，经由第一空间流传输第一编码控制信息，并且经由第二空间流同时传输第二编码控制信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种由用户终端执行的多输入多输出(MIMO)上行链路传输的方法，该方法包括：将多个控制消息字段与多个空间流的至少两个空间流相关联，其中，与至少两个空间流中的各个空间流相关联的控制消息字段的总体大小至少是基于用于该各个空间流的调制和编码方案；以及经由至少连个空间流传输多个控制消息字段。

根据本发明的又一方面，提供了一种能进行多输入多输出(MIMO)上行链路传输的用户终端，该用户终端包括：处理器，该处理器被配置成：将多个控制消息字段与多个空间流中的至少两个空间流相关联，其中，与至少两个空间流中的各个空间流相关联的控制消息字段的总体大小至少是基于用于该各个空间流的调制和编码方案；以及发射机，该发射机被配置成：经由至少两个空间流传输多个控制消息字段。

附图说明

以下参照附图，仅作为示例描述本发明的实施例，在附图中：

图1A示出了蜂窝通信的原理；

图1B示出了现代UMTS系统中的上行链路系统频带结构；

图2示出了用于在蜂窝通信中使用的发送器结构和接收器结构；

图3示出了现代UMTS中的当前上行链路信号结构；

图4是示出根据本发明的实施例的用于执行控制消息字段分配的过程的流程图；

图5A和5B示出了根据本发明的实施例的控制消息字段分配的效果；

图6A示出了根据本发明的实施例的用于控制消息字段分配的详细过程；

图6B示出了根据图6A的控制消息字段分配的效果；以及

图7示出了根据本发明的实施例的多流传输。

具体实施方式

以下实施例是示例性的。尽管说明书会在一些位置提及“一”、“一个”或“一些”实施例，但是这并一定意味着每个这样的提及都指的是同一实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其它实施例。

在图1A和1B中示出了向移动终端提供语音和数据传递服务的蜂窝电信系统的一般架构。图1A示出了蜂窝通信的一般场景，其中，基站100在小区102内为用户终端110至122提供无线通信服务。基站100可以属于3GPP(第三代合作伙伴计划)中指定的UMTS(通用移动电信系统)的长期演进(LTE)或LTE-先进(LTE-A)的无线电接入网络，并且因此支持至少OFDMA和SC-FDMA分别作为下行链路和上行链路的无线电接入方案。如本领域公知的，基站连接到蜂窝电信系统的其它部分，诸如控制用户终端的移动性的移动性管理实体(MME)、通过其路由数据的一个或多个网关节点以及被配置成控制特定通信参数的操作和维护服务器。

图1B示出了分配给用于提供根据LTE版本8和9的上行链路通信服务的网络运营商的上行链路系统频带的一般结构。系统频带被构造为使得业务信道(即，物理上行链路共享信道(PUSCH))分配在系统频带的中间，而控制信道(即，物理上行链路控制信道(PUCCH))被分配到业务信道频带的两个边缘。PUCCH频带的大小可以由基站100来配置，并且在某些网络部署中，基站100可以配置频带的利用，使得系统频带的边缘处的频率资源保持为空。在LTE系统的现有场景中，上行链路L1/L2控制信令被划分为LTE系统中的两个类别：发生于PUCCH上的、不存在UL数据的控制信令，以及发生于PUSCH上的、存在UL数据的控制信令。PUCCH是专为仅发送L1/L2控制信号的用户终端保留的共享频率/时间资源。该描述关注于PUSCH控制信令，其中PUSCH在UE已被调度用于数据传输的情况下承载上行链路L1/L2控制信号。

图2示出了SC-FDMA发送器(块200至212)和SC-FDMA接收器(块214至226)的非常基本的结构。已设想到，LTE系统的未来版本在上行链路方向上也利用OFDM。该结构对现代电信系统领域中的技术人员来说是公知的，因此将大致描述图2。在SC-FDMA发送器中，要发送的调制后符号首先在块200中从串行形式转换为并行形式，并且在块202中通过离散傅立叶变换(DFT)变换到频域。在资源元素映射块204中，根据确定的准则，将控制和业务数据符号分配给相应的频率资源元素。资源元素可以是副载波或虚拟副载波，这是在SC-FDMA传输的上下文中广泛使用的术语。然后，在块206中计算逆DFT，在块208中将信号从并行形式转换为串行形式，在块210中添加循环前缀，并且在块212中将信号变换成模拟形式并且通过发送器的射频(RF)部分发送信号。在接收器中，在块214中通过天线和接收器的RF部分接收无线电信号，并且将所接收的信号变换到数字域中。在块216中去除循环前缀，并且在块220中的DFT之前，在块218中执行串行到并行转换。在块224中的逆DFT和块226中的并行到串行转换之前，在块222中从控制和业务数据符号的资源元素提取控制和业务数据符号。

已设想到，未来的LTE版本将在上行链路中也支持OFDM。对于这样的情况，简单的是，修改SC-FDMA发送器和接收器结构以简化发送器中的短路DFT块202和接收器中的逆DFT块，以提供OFDM发送器和接收器。因此，发送器可以包括控制DFT块202的短路的控制器，并且接收器可以包括控制逆DFT块224的短路的相应控制器。另外，未来的用户终端将配备有在上行链路中支持单用户多输入多输出传输(SU-MIMO)的能力，其中，上行链路传输在空间上被复用，以实现更高的数据速率和更好的谱效率。为了该目的，图2的发送器和接收器结构将被修改为对于每个发送/接收天线包括一个信号分支(图2示出了一个分支)和根据所选择的多天线传输方案执行信号处理的信号处理器。信号处理器实际上可以位于发送/接收链的数字域中的任意位置，这对本领域技术人员来说是明显的。SU-MIMO传输可以与OFDM传输或SC-FDMA传输一起使用。

为了标记的目的以及为了区分从承载多个编码符号的OFDM或SC-FDMA符号映射到每个资源元素的编码符号，OFDM符号和SC-FDMA符号二者均可以被看作是承载多个(调制后的和经信道编码的)符号作为信息元素的符号块。

图3示出了当前的上行链路PUSCH子帧结构和控制消息字段到PUSCH资源的分配，即，在采用具有正常长度的循环前缀的情况下分配给给定用户终端的频率资源块。时隙包括七个SC-FDMA符号，并且子帧包括两个时隙。对于扩展的循环前缀，时隙包括六个SC-FDMA符号。不同的L1/L2控制信号的实际混合以及它们的大小随不同子帧而变化。如稍后将描述的，用户终端和基站二者均具有关于控制部分保留的符号数量的知识。参考信号(RS)在时隙的最中心符号的每个副载波上传输。表示下行链路数据包的正确(ACK)或错误(NACK)接收的确认消息(ACK/NACK)位于紧跟在传送RS的SC-FDMA符号之后的SC-FDMA符号上，以便改进重要的ACK/NACK消息的接收质量。分配给ACK/NACK消息的资源元素位于SC-FDMA符号的一端。表示下行链路信道秩的秩指示符可以被分配给与ACK/NACK相同的副载波，但是在与ACK/NAK的SC-FDMA符号相邻的SC-FDMA符号上。对于每个(虚拟)副载波的分配给ACK/NACK信令的每个时隙，最大存在两个SC-FDMA符号。这同样适用于秩指示符。信道质量指示符(CQI)消息字段被分配给资源元素的另一端，但是其可以使用多个SC-FDMA符号来传输。

在该阶段，注意，术语“副载波”指的是在块204中操作的副载波，但是该术语在所发送的无线电信号不具有多载波信号的形式的意义上来说可能不是最适当的。因此，术语“虚拟副载波”也用在SC-FDMA传输的上下文中。

图3中示出的结构适合于SC-FDMA传输，这是因为DFT运算有效地扩展了频域中的每个副载波的内容。然而，在OFDM传输中，省略了DFT运算，因此，图3的结构由于控制消息字段的固定的和局部的位置而成为次优的。实际中，这意味着副载波在频率资源块中未被扩展并且变得易受频率选择性衰减的影响。如果承载ACK/NACK消息的副载波的频率由于衰减而大大减弱，则整个ACK/NACK消息可能会丢失。另外或者替选地，SU-MIMO传输方案应有效地用于改进上行链路传输中的至关重要的控制消息的传输性能。

图4是示出根据本发明的实施例的用于利用PUSCH资源以传输控制消息的过程的流程图。如以下将更详细地描述的，该过程可以在发送器或接收器中进行，即，在用户终端中或者在基站中进行。该过程在块400中开始。在块402中，选择用于用户终端的上行链路传输方案。在块404中，确定用于用户终端的PUSCH资源。在块406中，根据在块402中选择的传输方案，将控制消息字段分配给在块404中确定的PUSCH资源。

传输方案的选择可以包括OFDM传输和SC-FDMA传输之间的选择以及单流传输和多流传输之间的选择。选择可以通过信道秩的选择来进行，该信道秩可以自动定义多天线传输方法和多路接入方案(或上行链路波形)。上行链路传输方案的选择可以由基站执行，并且传输方案可以在下行链路信令中以信号通知用户终端。单天线传输方案和多天线传输方案之间的选择可以基于从用户终端发送的信道秩指示符。信道秩表示可用的空间MIMO信道的数量。因此，块402包括上行链路传输方案的选择以及当在基站中执行过程时向用户终端指示传输方案。类似地，块404包括为用户终端调度上行链路PUSCH资源，以信号向用户终端通知所分配的PUSCH资源，以及配置基站的接收器以从所分配的PUSCH资源接收用户终端的上行链路传输。块406包括确定所分配的PUSCH资源中的数据和控制消息字段的模式，以及相应地配置接收器以接收数据和控制消息。

当在用户终端中执行时，块402包括从自基站接收的控制消息导出上行链路传输方案，块404包括从自基站接收的控制消息导出分配给用户终端的上行链路PUSCH资源，并且块406包括确定所分配的PUSCH资源中的数据和控制消息字段的模式，以及相应地配置发送器以发送数据和控制消息。

当所选择的上行链路传输方案是SC-FDMA时，如图3所示，可以以传统方式来分配控制消息字段。换言之，可进行控制消息字段的副载波映射，以使得相对于所分配的PUSCH资源来定位控制消息字段。然后，DFT在所分配的频率资源上扩展副载波。另一方面，当所选择的上行链路传输方案是OFDM时，在用户终端的PUSCH频率资源上分布每个控制消息字段的符号。因此，每个控制消息字段变成沿分配给用户终端的频谱分布，与使用图3的结构相比，利用OFDM传输导致对频率选择性衰减更好的容限。

通常由基站来选择传输方案。基站可以首先选择所应用的多天线传输方案：通过多个空间并行的传输流的空间复用或者通过单个流的波束成形或发送分级传输(单输入多输出，SIMO)。可以基于上行链路信道秩(即，不相关的上行链路空间子信道的数量)进行选择。当基站选择作为多天线传输方案的空间复用时，基站也选择空间上并行的上行链路子流的数量。然后，可以基于所选择的多天线传输方案来进行OFDM和SC-FDMA之间的选择：OFDM用于空间复用，而SC-FDMA用于单流波束成形或SIMO。然而，以下描述的本发明的实施例不限于这种类型的传输方案选择，而是SC-FDMA(或OFDM)可以用于所有的多天线传输方案。可以在用户终端中通过动态调度授权(例如，下行链路控制信息(DCI)格式0)来确定传输方案(多天线方案和多路接入方案)，其中该动态调度授权是在下行链路信令中以信号从基站向用户终端通知的。可以明确地通过使用至少一个表示是否使用空间复用的信令比特(比特)来进行发信号。然后，用户终端利用OFDM实现空间复用或利用SC-FDMA实现波束成形。替选地，基站可以通过发送上行链路秩指示符而隐式地以信号通知传输方案。如果秩指示符表示高于一的信道秩，则用户终端利用OFDM实现空间复用。否则，用户终端利用SC-FDMA实现波束成形。在又一替选实施例中，可以通过作为用户终端特定的或小区特定的参数的较高层(L3)信令，以信号通知传输方案。如果用户终端仅支持固定的传输方案，则不需要明确的信令，并且根据用户终端的能力而应用传输方案。

图5A和5B示出了控制消息字段在频率资源上的分布的两个示例。在图5A和5B两者中，控制消息字段被均匀地分布(或者“交织”，这是在OFDM传输的上下文中普遍使用的术语)在副载波上。换言之，控制消息字段的控制符号被映射到副载波，其中控制符号之间具有频率间隔，其中该间隔是由针对每个控制消息字段选择的重复因子定义的，以在控制消息字段的控制符号之间定义除了控制消息字段的控制符号之外的多个符号。同一控制消息字段的控制符号之间的频率间隔可以等于所讨论的控制消息字段的所有控制符号。图5A示出了具有重复因子二的映射，即，控制消息字段的符号被映射到每第二个副载波。图5B示出了具有重复因子四的映射，即，控制消息字段的符号被映射到每第四个副载波。不同的重复因子可以根据分配给用户终端的资源快的大小、控制字段的大小等来确定。自然地，利用仅达到不再存在要映射的控制符号的程度的重复因子来映射控制消息字段的符号。

给定的控制消息字段到所分配的资源的分布可以包括首先测定控制消息字段的大小，然后确定重复因子和起始位置副载波索引，以及然后将控制消息的符号映射到相应的副载波。这在图6中得以示出，图6示出了块404的实施例。图6的流程图示出了控制消息字段到所分配的PUSCH资源的映射。图6的过程描述了两个控制信道字段(CQI和ACK/NACK)的映射，但是如从以下描述明显的是，其可以容易地扩展到覆盖其它控制消息字段。在块502中，根据以下等式确定分配给每个控制信道字段(N_x)的符号的数量：

其中，表示朝向正无穷大到最接近支持的整数的取整运算，O是要传输的比特数，例如，CQI字的长度，是所分配的频率资源(在物理下行链路控制信道PDCCH上从基站接收)中的承载PUSCH的副载波的数量，是对于每个子帧(在PDCCH上从基站接收)承载PUSCH的多载波符号(OFDM符号)的数量，并且是在PUSCH上传输的比特的总数。项“offset(偏移)”是定义在控制消息字段中传递的控制数据和业务数据的期望接收质量之间的偏移的质量偏移。偏移对于不同的控制消息字段可以不同，但是也可以使得偏移取决于所选择的传输方案。例如，如果选择空间复用作为传输方案，则“offset”可以被设置为具有比在单流波束成形传输或空间传输分集的情况下高的值，其中固有地获得更高的传输可靠性。根据所传递的数据的服务类型来确定业务数据的传输质量，并且PUSCH的调制和编码方案以及其它参数被配置为满足这些质量要求。实际中，调制方案可以对于PUSCH上传输的所有符号相同，如在LTE-A的当前规范中一样，但是控制消息字段的信道编码方案可以基于“offset”来选择。通常，诸如ACK/NACK消息的特定控制消息对误差的容限较差并且例如在块出错率(BLER)方面要求较高的接收质量，而PUSCH参数没有自动满足这些要求。在等式(1)中使用项“offset”以确保针对控制消息字段选择的调制和编码方案确保期望的较高接收质量，并且根据业务数据的质量(BLER)和控制消息类型的所要求的质量(BLER)之间的差别来确定“offset”的实际值。这些“offset”值通常是预先确定的，并且被存储为依赖于所选择的上行链路传输方案。“offset”的值越高，即，业务数据和控制数据的所要求的质量之间的差别越高，则分配给控制消息字段的符号的数量越高，并且越强的信道编码被应用于控制消息字段(并且反之亦然)。因此，在控制消息比特的调制和信道编码之前执行等式(1)的计算。如上所述，针对每种控制消息类型(该示例中为CQI和ACK/NACK)计算等式(1)。等式(1)实际上是当前的3GPP规范中定义的等式的修改，并且该修改是项“offset”。

在块504中，根据以下等式计算CQI消息字段的重复因子RPF：

其中，N是子帧内分配给用户终端的副载波的总数，而N_CQI是要在子帧中传输的CQI符号的数量。表示向下取整运算(floor operation)，即，朝向负无穷大取整为最接近的整数。重复因子的计算和利用确保了CQI将在所分配的频谱中被分布(或者交织)。然后，根据以下等式计算ACK/NACK消息字段的重复因子RPF：

其中，N_AN是要在子帧中传输的ACK/NACK符号的数量。由于要传输的CQI资源元素(或符号)的数量从资源元素的总数被减去，因此通过将CQI之后的逻辑上可用的资源元素纳入考虑来计算重复因子RPF_AN。以此方式，可以通过在除以要用于所讨论的特定控制消息字段的符号或资源元素的数量之前，从资源元素的总数N减去所分配的资源元素的数量来计算另外的控制消息字段(秩指示符、预编码矩阵指示符等)的重复因子。在块508中，对于不同的控制消息字段选择不同的起始位置资源元素，以使得通过使用所分配的重复因子使资源元素映射从不同的资源元素开始。重复因子可以在0到RPF-1之间变化。在块510中，通过使用在块508中选择的起始位置和在块504中针对CQI算出的重复因子以及在块506中针对ACK/NACK算出的重复因子，将控制消息字段的控制符号映射到资源元素。

图6示出了当N＝36，N_CQI＝7并且N_AN＝4时，图5的过程的结果。因此，根据等式(2)重复因子R_CQI变为5(36/7＝5.143～5)，并且R_AN变为7((36-7)/4＝7.25～7)。CQI的起始位置被选择为0，而ACK/NACK的起始位置被选择为2(副载波索引)。现在，CQI符号被映射为从副载波0开始的每第五个副载波，并且ACK/NACK符号被映射为从副载波2开始的每第七个非CQI副载波。在等式(3)中排除CQI符号的数量，因此当执行实际映射时CQI符号被排除。归根结底，难以找到从不会重叠的重复因子，并且本过程确保了ACK/NACK将主要避免凿穿(puncture)先前映射的CQI符号。在可以凿穿的数据符号缺失的情况下，ACK/NACK也可以凿穿CQI符号，这是因为ACK/NACK消息的可靠传输优于CQI消息的传输。一般而言，随后映射的控制消息符号不会被映射到与先前映射的控制符号相同的副载波，这是因为从另外的映射排除了映射的资源元素。映射可以在发送器的资源元素映射块204中进行，并且在接收器的资源元素映射去除块222中执行类似的操作，以使得正确地进行解映射。

实际的映射可以以多种方式来执行。对于每个OFDM符号可以重复相同的映射模式，即，对于不同的OFDM符号相同的控制字段可以占据相同的副载波。给定的控制消息字段的大小和控制消息字段的总体大小可以随符号不同而变化。在另一实施例中，对于连续的OFDM符号选择不同的起始位置，以便在连续的OFDM符号中获得控制消息字段的错列映射。这改进了连续的OFDM符号之间的频率分集，这是因为控制消息字段在不同的OFDM符号中占据不同的频率位置。替选地，交织可以在所有的副载波和多个OFDM符号中(例如，在时隙或子帧中的符号中)进行。现在，当映射给定的控制消息字段时，最后被映射的先前的OFDM符号的副载波在开始映射随后符号的副载波时被纳入考虑。例如，如果副载波的数量是36，如图6所示，则最后映射的副载波索引是34，并且重复因子是6，在随后的OFDM符号中映射的第一副载波具有索引4。现在，取决于副载波的数量和重复因子，不同的控制消息字段在连续的OFDM符号中可以占据不同的副载波。

在又一替选实施例中，交织可以在不同的空间流中进行。如上所述，期望用户终端配备有支持SU-MIMO的能力，在该情况下，多个空间传输流可以被分配给用户终端。在这样的情况下，传输可以被复用为多个空间并行的信号流。在该情况下，交织可以被扩展到多个流。交织可以例如通过首先将控制符号映射到第一流的子帧然后继续映射到第二流等来进行。可以以类似于连续的OFDM符号之间的方式来继续映射，以使得取决于副载波的数量和重复因子，不同的控制消息字段在不同的空间并行流中可以占据不同的副载波。替选地，随后的空间流的映射可以被初始化为对应于第一空间流的映射，以使得起始位置在两个流中相同。当计算等式(1)和重复因子时，由于另外的信号流的使用而可用的另外符号的数量显然也会被纳入考虑。如稍后将描述的，等式(1)可以被修改为适应空间复用的使用。

在实施例中，数据符号可以在映射ACK/NACK之前被映射到资源元素，以使得ACK/NACK将凿穿数据符号。在该实施例中，首先，通过计算等式(1)、每个控制消息字段的起始位置和重复因子，确定每个控制消息字段的交织模式。然后，根据图5的过程，首先将CQI和秩指示符符号映射到资源元素。此后，可以将数据符号映射到剩余的资源元素。然后，可以将ACK/NACK分配给它们确定的位置，以使得ACK/NACK符号凿穿数据符号(即，取代数据符号的位置)。ACK/NACK凿穿数据的原因在于，在用户终端错过下行链路数据包的接收的情况下，不知道上行链路子帧中的ACK/NACK消息字段的存在，而因此无法发送调度好的ACK/NACK消息。替代地，发送这些资源元素中的数据。

在另外的实施例中，可以从控制符号的映射排除在频率资源块的边缘处的确定数量的副载波。通常，频率资源的边缘处的副载波更容易受干扰的影响，因此，关键控制数据可以优选地被映射到更接近频率资源的中心频率的副载波。实际上，这可以通过将起始位置设置为充分高并且跳过具有高于预定阈值的索引的副载波的映射(映射跳到下一符号)来执行。在从映射在先前的OFDM符号中完成的副载波开始、映射在随后的OFDM符号中继续的情况下，也可以跳过具有低于另一阈值的索引的副载波的映射。

OFDM的利用使得能够对于不同的资源元素分配不同的传输功率值，这是因为如在SC-FDMA中一样，资源元素将不会在频谱中扩展。在实施例中，不同的传输功率偏移值被指派给OFDM符号内的承载控制消息字段的资源元素和承载数据业务字段的资源元素。更高的传输功率可以被指派给发送器中的至少一些控制消息字段，以保证它们在接收器中的正确接收。自然地，取决于控制消息字段承载多关键的信令信息，不同的附加传输功率偏移可以被指派给不同的控制消息字段。更高的传输功率可以被指派给更关键的控制消息。指派给控制消息字段的附加传输功率也可以取决于当前在PUSCH上使用的调制和编码方案。使用的调制阶数(order)越低且编码方案越强，则指派给控制消息字段的传输功率偏移越低，这是因为考虑到可容许干扰的调制和编码方案补偿了对较强的传输功率的需要。

当利用空间复用作为传输方案时，如上所述，在另外的信号流中可将交织模式纳入考虑。控制消息字段可以被均等地分布于不同的空间流，或者可以针对每个空间流单独定义控制消息字段的大小。这可以取决于来自用户终端的CQI的指示。如果用户终端对于每个空间流发送单独的CQI，则基站可以为不同的空间流定义不同的调制和编码方案，并且因此可以在不同的空间流中发送不同数量的比特。这通常在利用不同的扩展(或扰乱)码对不同的SU-MIMO空间流进行编码时得以实现。否则，相同的调制和编码方案用于所有的流，并且等量的控制数据可以被分配给不同的空间流。这通常在利用相同的扩展(或扰乱)码对不同的SU-MIMO空间流进行编码时得以实现。

SU-MIMO上行链路传输可以用来利用空间复用来改进数据速率，或者通过波束成形传输来改进传输的可靠性，其中，传输的信号被导向提供最高的信噪比特性的那些空间信道。此外，空间复用可以与波束成形相结合。另一替选是当基本上相同的数据通过一定的预编码而从所有天线发送时，使用开环发送分集传输。如上所述，SU-MIMO传输可以被应用于OFDM传输和SC-FDMA传输两者，并且上面已描述了OFDM传输情况下的等式(1)的应用以及重复因子和副载波映射。在SC-FDMA传输的情况下，图3中示出的当前的SC-FDMA PUSCH结构可以用于所有的空间流。如在之前的段落所述，控制消息字段可以被均等地分布于不同的空间流，或者可以基于使用的调制和编码方案，为每个空间流单独定义控制消息字段的大小。利用等式(1)计算要用于给定控制消息字段的符号的数量，并且根据图3中示出的模式来进行副载波映射。

根据本发明的实施例，可以通过使用波束成形或发送分集传输来传输控制数据(例如，ACK/NACK消息)的至少部分，同时可以通过使用空间复用来传输数据业务。实际上，这意味着假设信道秩是一来传输ACK/NACK，并且假设信道秩高于一来传输数据业务。等式(1)可以被修改为在针对控制消息类型和业务数据确定不同的秩的情况下将空间复用纳入考虑。可以通过增加定义业务数据和所讨论的控制消息字段的秩数之间的比率的上行链路秩特定参数ΔR_D-C来修改等式(1)。例如，如果业务数据的秩是二(两个空间流)并且ACK/NACK消息的秩是一(波束成形或发送分集)，则ΔR_D-C是二(2/1)。在该修改之后，等式(1)具有以下形式：

在没有该修改的情况下，正确数量的符号或副载波由于不同的秩而不会被分配给控制消息字段。为了对于控制消息字段利用波束成形或发送分集，相同的副载波优选地被分配给空间流中的控制消息字段，以使得相同的控制消息符号在所有空间流中占据相同的副载波。然后，发送器中的执行波束成形的信号处理器将符号与基于期望的波束方向确定的系数相乘。自然地在接收器中执行相反的操作，以实现符号的接收，即，接收器中的执行波束成形的信号处理器将从多个天线接收的信号流与基于确定的空间加权而确定的系数相乘，并且组合在不同流的相同副载波上传输的符号。

图7示出了该实施例，其中，通过使用波束成形技术，将ACK/NACK消息从发送器通过单个空间传输流发送到接收器，以便将流导向期望的空间信道。换言之，从发送器的两个天线元件发送相同的ACK/NACK消息，并且如本领域已知的，通过对从不同天线发送的信号进行相位调整来控制方向。在接收器中执行相应的相位调整，以便对所接收的信号进行加权，并且因此放大主要从其接收ACK/NACK的空间方向。通过使用空间复用来发送数据业务，以实现更高的数据速率，并且通过不同的发送/接收分支和天线来发送/接收不同的数据。在发送器和接收器中，通过为此目的设计的数字信号处理器700和702来控制多天线传输。

当上行链路传输方案是OFDM时，可以在副载波级进行波束成形、发送分集以及空间复用之间的选择。在这样的情况下，优选的是，如上所述，相同的符号在发送器的每个发送分支中被映射到相同的副载波。当上行链路传输方案是SC-FDMA时，可以在SC-FDMA符号级进行波束成形、发送分集以及空间复用之间的选择，这是因为每个副载波占据整个频谱。可以针对每个SC-FDMA符号或针对一定时间(例如对于时隙或子帧)的多个SC-FDMA符号进行波束成形、发送分集以及空间复用之间的选择的决定。如果SC-FDMA符号承载需要高可靠性的控制消息，则可以通过使用波束成形或发送分集来传输SC-FDMA符号，并且从发送器中的所有天线分支发送相同的数据并且通过接收器中的所有天线分支来接收相同的数据。然后，使得交织模式确定和符号到副载波的映射对于所有的发送/接收分支相同。另一方面，如果SC-FDMA承载不需要高可靠性的信息，则可以通过使用空间复用来传输SC-FDMA符号，即，可以通过不同的空间流同时传输承载不同信息的多个SC-FDMA符号。

在控制消息的传输中波束成形的利用通常要求来自接收器的关于信道特性的反馈信息。当反馈信息不可用时，本发明的实施例是通过使用开环多天线发送分集方案(例如，空间-时间块编码、预编码向量切换、频率-选择发送分集或者具有较大或较小延迟的循环延迟分集)来传输控制消息字段的至少部分，以便改进关键控制信息的传输的可靠性。以上列举的开环发送分集方案的实现对本领域技术人员来说是明显的，并且不需要对上述实施例进行显著修改。可以通过使用空间复用来传输数据业务，以便以较高的速率来传输数据业务。

如以上所指出的，本发明的实施例可以在发送器(用户终端)和接收器(基站)中进行。实际上，实施例通常由包括在用户终端或基站中的处理器或相应设备来执行。处理器被配置成根据所选择的上行链路传输方案，将控制消息字段分配给PUSCH资源，以便优化所选择的上行链路传输方案中的控制消息的传输性能。设备可以是如图7所示的处理器700、702。在上行链路传输中没有利用多天线传输的情况下，用户终端的处理器700在其不执行多天线信号处理的意义上得以简化。处理器可以是由多个物理信号处理单元实现的逻辑部件。术语“处理器”指的是能够处理数据的装置。处理器可以包括实现所需要的功能性的电子电路、和/或运行实现所需要的功能性的计算机程序的微处理器。当设计该实现时，本领域中的技术人员将考虑针对例如设备的大小和功率消耗、需要的处理能力、产品成本以及产品体积而设置的要求。处理器可以包括逻辑部件、标准集成电路、(一个或多个)微处理器和/或专用集成电路(ASIC)。

微处理器实现集成电路上的中央处理单元(CPU)的功能。CPU是执行包括程序指令的计算机程序的逻辑机器。可以使用编程语言将程序指令编码为计算机程序，该编程语言可以是诸如C、Java等的高级编程语言或者诸如机器语言或汇编器的低级编程语言。CPU可以包括寄存器集、算术逻辑单元(ALU)以及控制单元。控制单元由从程序存储器传递到CPU的程序指令序列来控制。控制单元可以包含用于基本运算的多个微指令。微指令的实现可以取决于CPU设计而变化。微处理器还可以具有操作系统(嵌入式系统的专用操作系统或实时操作系统)，该操作系统可以为计算机程序提供系统服务。

本发明可适用于以上定义的蜂窝或移动电信系统，而且还适用于其它适当的电信系统。所使用的协议、移动电信系统的规范、移动电信系统的网络元件以及订户终端迅速发展。这样的发展会要求对所述实施例的额外改变。因此，所有词和表述应该被广泛地解释，并且它们旨在说明而非限制实施例。对本领域技术人员来将说明显的是，随着技术进步，可以以各种方式来实现发明构思。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可在权利要求的范围内变化。

Claims (9)

1.一种蜂窝电信系统的用户终端执行的方法，包括：

接收上行链路传输方案的指示；

确定所述用户终端的物理上行链路共享业务信道资源；

根据所述上行链路传输方案，将至少一个控制消息字段分配给所述物理上行链路共享业务信道的资源；以及

通过使用第一多天线传输方案来传输所述至少一个控制消息字段中的一个或多个，并且通过使用第二多天线传输方案来同时传输至少一个数据业务字段，其中，所述第一多天线传输方案是发送分集多天线传输，并且其中，所述第二多天线传输方案是多流空间复用。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个控制消息字段包括以下中的至少一个：确认(ACK/NACK)消息、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)或信道质量指示符(CQI)消息。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括经由物理上行链路共享信道PUSCH传输所述至少一个控制消息字段。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括经由所述PUSCH传输所述至少一个数据业务字段。

5.一种用于蜂窝电信系统的设备，所述设备包括：

接收器，所述接收机被配置成接收上行链路传输方案的指示；

处理器，所述处理器被配置成：

确定物理上行链路共享业务信道资源，以及

根据所述上行链路传输方案将至少一个控制消息字段分配给所述物理上行链路共享业务信道的资源；以及

发射机，所述发射机被配置成：

通过使用第一多天线传输方案来传输所述至少一个控制消息字段中的一个或多个；以及

在传输所述至少一个控制消息字段中的一个或多个的同时，通过使用第二多天线传输方案来传输至少一个数据业务字段，其中，所述第一多天线传输方案是发送分集多天线传输，并且其中，所述第二多天线传输方案是多流空间复用。

6.如权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个控制消息字段包括以下中的至少一个：确认(ACK/NACK)消息、秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)或信道质量指示符(CQI)消息。

7.如权利要求5所述的设备，其中，所述发射机进一步被配置成经由物理上行链路共享信道PUSCH传输所述至少一个控制消息字段。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述发射机进一步被配置成经由所述PUSCH传输所述至少一个数据业务字段。

9.一种蜂窝电信系统的用户终端，包括根据权利要求5所述的设备。