CN105847202A - 支持高多普勒的调度请求传输 - Google Patents

Abstract

生成部分正交性的块扩频被应用于E‑UTRA的上行链路控制信道。例如，最大化复用容量这一问题导致引起奇数长度的序列的数字命理学，所述奇数长度的序列没有偶数长度的序列的有利属性(部分正交性)。这在高多普勒效应的情况下造成不良性能。通过修改更早的调度请求(SR)方案来给予最大复用容量而无损于在高多普勒下的性能。更早的SR复用方案具有每时隙等于12*7＝84的多个并行SR资源。在一个例子中，块扩频的扩频因子被改变成偶数，例如从7改变成6。这实现使用CAZAC序列的部分正交性属性，并且因此减少在高多普勒情况下的码间干扰。示出了具有相似结果的用于生成部分正交性的其它方式。

Description

支持高多普勒的调度请求传输

本申请是申请日为2008年8月12日、申请号为200880111539.7(国际申请号为PCT/EP2008/060589)以及发明名称为“支持高多普勒的调度请求传输”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及移动通信，并且更特别地涉及更好地支持与高速运动的移动装置的通信。

背景技术

缩写词

3GPP 第三代合作伙伴计划

CDM 码分复用

CAZAC 恒定幅度零自相关

CP 循环前缀

E-UTRAN 增强型UTRAN

FDMA 频分多址

LTE 长期演进

OOK 开关键控

Q 正交

RACH 随机接入信道

RR 资源请求

SF 扩频因子

SNR 信噪比

SR 调度请求

TTI 传输时间间隔

UL 上行链路

UTRAN 通用陆地无线电接入网络

UL SR 上行链路调度请求

ZC Zadoff-Chu

本发明产生于常称为3.9G的第三代合作伙伴计划(3GPP)通用陆地无线电接入网络(UTRAN)长期演进(LTE)的上行链路(UL)部分中进行的研发的背景，但是不限于该背景。

在3G LTE中，需要限定用于上行链路(UL)的调度请求(SR)信道，并且更具体地说，需要一种适用于高用户设备(UE)速率的SR传输方法。调度请求被用来表明UE有一些数据要朝向网络侧传输。

在索伦托的RAN1第47界第2次会议中已约定将支持用于时间同步用户的基于非争用的调度请求(SR)机制。

图1示出了从UE向基站传输异步调度请求指示符消息1，其中UE尚无上行链路数据分配并且示出了回送的调度准许消息2。另一方面，如果UE已经具有上行链路数据分配，则UE在图1的阶段3中并且带内传输新调度请求(调度请求+数据)。

在文献R1-072307“Uplink Scheduling Request for LTE”(3GPPTSG RAN WG1#49，日本神户，2007年5月7日-11日，Nokia SiemensNetworks，Nokia)中，如其图2中所示呈现了一种用于SR的复用方案，其中提出组合块扩频(block-spreading)和CAZAC序列调制作为一种发送SR的方法。

在来自2007年1月15日-19日于意大利索伦托举行的3GPP TSGRAN WG1第47界第2次会议的文献R1-070379中考虑了两种生成SR的不同方式：相干复用方案和非相干方案。相干复用方案类似于在马耳他约定的用于上行链路ACK/NACK传输的结构(3GPP TSG RAN WG1第48界第2次会议，马耳他，圣朱利安，2007年3月26日-30日)。然而，由于复用能力更佳而优选非相干方案用于SR。另外，考虑一种仅传输肯定SR的方案(即开关键控)。

关于UE速率，在[TR 25.913中]已经陈述：

·E-UTRAN应当支持跨越蜂窝网络的移动性并且应当针对从0到15km/h的低移动速度加以优化。

·应以高性能支持在15到120km/h之间的更高移动速度。

·跨越蜂窝网络的移动性应当维持于从120km/h到350km/h的速度(或者根据频带甚至高达500km/h)。对于物理层参数化，E-UTRAN应当能够维持高达350km/h(或者根据频带甚至高达500km/h)的连接。

看来最高UE速度的操作区将在标准化LTE系统的不同功能时发挥很重要的作用(例如对于RACH就是这种情况)。除了需要支持最高UE速率这一事实之外，各种概念之间的性能差异在极端操作区(诸如最高UE速率)中通常最大。

针对SR的要求之一在于：SR应当支持数目足够多的同时存在的UE，以便保持由SR引起的系统开销足够小。为了用CAZAC序列调制将复用容量(multiplexing capacity)最大化，块扩频码的扩频因子(SF)被最大化。在图2中呈现了优选的SR复用方案。每时隙的并行SR资源的数目在所示方案中等于12*7＝84。

通过码域正交性来实现不同用户设备之间的复用。使用Zadoff-Chu(ZC)序列的循环移位作为正交码。如图2中所示，正交码的最大数目可以被计算为12*7＝84。单个块(或者FDMA符号)内的正交性受限于信道延迟扩频和在收发器中使用的正弦脉冲形状。在块之间，正交性受限于信道多普勒扩频以及频率误差。在实践中，正交码的数目可由于这些现象而少于84。

注意有SF＝7引起的问题，即相同块级别的码的不同循环移位随着UE速度增加而开始相互干扰。这意味着：难以(或者甚至不可能)在使用基于开关键控的SR机制时为360km/h情况提供足够的性能。在图3中示范了这一问题，该图3针对频域CAZAC码的给定循环移位示出了在某一块级别的码的不同循环移位之间的衰减。

现有技术将减小块级扩频的SF。注意这一方法将：

·或者十分显著地减少复用容量(例如SF＝3和SF＝4的组合将意味着根据SF＝3来计算复用容量)

·或者借助TDM部件来减少SF覆盖。

发明内容

本发明提供更好地支持与高速运动的移动装置的通信。

本发明也提供更好地支持极端多普勒区域中的调度请求传输。

本发明可以被配置到低多普勒环境和高多普勒环境中而无需附加信令。在高多普勒环境中仅需利用相对于彼此部分正交的码。

本公开内容表明如何生成LTE类型的帧结构和数字命理学(numerology)的具有部分正交性属性的序列。

另外，本公开内容表明了如何将这样的部分正交性属性用于提高抗多普勒性。

也表明了如何复用新序列结构。

在一个实施例中，本发明修改图2中所示的调度请求方案，以支持高速UE。块扩频的扩频因子被改变成偶数，例如从7改变成6。这使得能够使用CAZAC序列的部分正交性属性，并且因此减少在高多普勒情况下的码间干扰。

如上面所提及的那样，本发明的背景为用于E-UTRA的新颖信道结构，其中块扩频和Zadoff Chu序列调制被应用于上行链路控制信道。最大化复用容量这一不可避免的问题将导致引起奇数长度的序列的数字命理学，这些奇数长度的序列并没有提供部分正交性的偶数长度的序列的有利属性。这样的结果对于在高多普勒下的性能而言是灾难性的。

通过将块的每个时隙分解成仅两个正交序列来实现另一实施例的部分正交性。两个正交序列可以包括：三个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。或者，作为另一例子，两个正交序列包括：三个符号的第一序列，其前和其后为四个符号的所述第二序列中的两个符号。

在又一实施例中，通过使用与用于混合自动重复请求反馈信令相同的时隙结构来实现部分正交性。

本发明是一组用于提供最大复用容量而无损于在高多普勒下的性能的新颖的解决方案。

在第一方面，提供有一种方法，其包括：

用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，并且

发送利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

所述方法可被用于支持高速用户设备，用于减少由多普勒效应引起的码间干扰。

所述方法可将恒定幅度零自相关用于所述以用户设备特定的循环移位对所述符号序列进行扩频。

可将具有偶数的扩频因子用于所述块扩频来实现所述部分正交性。

可通过将块的每个时隙分解成仅两个正交序列来实现所述部分正交性。

所述两个正交序列可以包括：三个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

所述第一序列可以为CAZAC序列，而所述第二序列可以为哈德曼序列。

第一和第二序列都可以是CAZAC序列。

所述两个正交序列可包括三个符号的第一序列，在该第一序列之前和在该第一序列之后为四个符号的所述第二序列中的两个符号。

可通过使用与用于混合自动重复请求反馈信令的时隙结构相同的时隙结构来实现所述部分正交性。

附加的正交覆盖可被应用在所述两个正交序列上。

通过使用哈德曼序列可进行所述正交覆盖。

所述正交覆盖可在高多普勒环境中关断。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，继之以三个符号的第二序列。

所述两个正交序列可以包括五个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

在第二方面，提供有一种设备，其包括：

扩频器，用于用具有部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，以及

发射器，用于发送利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

所述设备可被用于支持高速用户设备，用于减少由多普勒效应引起的码间干扰。

所述设备可将恒定幅度零自相关用于所述以用户设备特定的循环移位对所述符号序列进行扩频。

可将具有偶数的扩频因子用于所述块扩频来实现所述部分正交性。

可通过将块的每个时隙分解成仅两个正交序列来实现所述部分正交性。

所述两个正交序列可包括三个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

所述第一序列可以为CAZAC序列，而所述第二序列可以为哈德曼序列。

第一和第二序列都可以是CAZAC序列。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，在该第一序列之前和在该第一序列之后为四个符号的所述第二序列中的两个符号。

可通过使用与用于混合自动重复请求反馈信令的时隙结构相同的时隙结构来实现所述部分正交性。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，继之以三个符号的第二序列。

所述两个正交序列可以包括五个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

附加的正交覆盖可以被应用在所述两个正交序列上。

可通过使用哈德曼序列来进行所述正交覆盖。

所述正交覆盖可以在高多普勒环境中关断。

在第三方面，提供有一种方法，其包括：

向用户设备发送表明扩频码的信号，用于用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，并且

接收利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

所述方法可以被用于支持高速用户设备，用于减少由多普勒效应引起的码间干扰。

所述方法可以将恒定幅度零自相关用于所述以用户设备特定的循环移位对所述符号序列进行扩频。

可将具有偶数的扩频因子用于所述块扩频来实现所述部分正交性。

可通过将块的每个时隙分解成仅两个正交序列来实现所述部分正交性。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

所述第一序列可以为CAZAC序列，而所述第二序列可以为哈德曼序列。

第一和第二序列都可以是CAZAC序列。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，在该第一序列之前和在该第一序列之后为四个符号的所述第二序列中的两个符号。

通过使用与用于混合自动重复请求反馈信令的时隙结构相同的时隙结构来实现所述部分正交性。

附加的正交覆盖可以被应用在所述两个正交序列上。

可以通过使用哈德曼序列来进行所述正交覆盖。

所述正交覆盖可以在高多普勒环境中关断。

所述两个正交序列可包括三个符号的第一序列，继之以三个符号的第二序列。

所述两个正交序列可以包括五个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

在第四方面，提供有一种设备，其包括：

发射器，用于向用户设备发送表明扩频码的信号，用于用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，以及

接收器，用于接收利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

所述设备可被用于支持高速用户设备，用于减少由多普勒效应引起的码间干扰。

所述设备可将恒定幅度零自相关用于所述以用户设备特定的循环移位对所述符号序列进行扩频。

可将具有偶数的扩频因子用于所述块扩频来实现所述部分正交性。

可通过将块的每个时隙分解成仅两个正交序列来实现所述部分正交性。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

所述第一序列可以为CAZAC序列，而所述第二序列可以为哈德曼序列。

第一和第二序列都可以是CAZAC序列。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，在该第一序列之前和在该第一序列之后为四个符号的所述第二序列中的两个符号。

可通过使用与用于混合自动重复请求反馈信令的时隙结构相同的时隙结构来实现所述部分正交性。

附加的正交覆盖可被应用在所述两个正交序列上。

可通过使用哈德曼序列来进行所述正交覆盖。

所述正交覆盖可以在高多普勒环境中关断。

所述两个正交序列可以包括三个符号的第一序列，继之以三个符号的第二序列。

所述两个正交序列可以包括五个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

在第五方面，提供有一种系统，其包括：

基站，该基站包括：

发射器，用于向用户设备发送表明扩频码的信号，用于用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频；以及

接收器，用于接收利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求；以及

用户设备，该用户设备包括：

接收器，用于从所述基站接收所述信号；

扩频器，用于用具有部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频；以及

发射器，用于发送利用所述部分正交性被逐块扩频的所述一个或者更多调度请求。

优点：

·本发明提供一种支持极端多普勒区域(以减少的复用容量为代价)的可能性。

·附加的减少恢复正交性

·与SF-7方法(w/o符号重复)相比无信号损失。

·本发明的序列创建将维持用于数字命理学的部分正交性属性，这最大化复用容量。

·本发明允许在高多普勒下的高性能，这是LTE的要求。

·本发明包括通常针对控制信道的数字命理学和序列一致性这些附加价值。这产生对接收器中的序列信令和处理的间接简化。

缺点：

·减少的复用容量：这可以被应对来使得SF被指定为是可配置的。

将理解也可以任何适当组合使用所有呈现的示例性实施例。

本发明的其它目的和特征根据结合附图考虑的下文具体描述将变得清楚。然而将理解设计附图仅为了图示而目的不是限定对本发明的限制，对于对本发明的限制的限定应当参考所附的权利要求书。还应当理解附图未按比例绘制并且这些附图仅打算在概念上图示这里描述的结构和过程。

附图说明

图1示出了调度请求过程。

图2示出了所提出的调度请求传输结构。

图3图示了块级扩频码的不同循环移位之间的衰减。

图4示出了根据本发明的布置。

图5示出了本发明的根据SR活动的循环移位变型。

图6示出了CAZAC序列调制器的框图。

图7示出了通过序列分解来生成的部分正交性。

图8示出了通过另一方式的序列分解来生成的部分正交性。

图9示出了适合于FDD的具有每时隙六个符号的长CP的子帧格式。

图10示出了适合于TDD的子帧格式，该子帧格式具有每时隙五个符号的第一序列、继之以四个符号的第二序列。

图11示出了根据本发明的系统。

图12示出了适于在用户设备中、在基站中或者在二者中使用的信号处理器。

具体实施方式

根据其第一实施例的教导，示出了一种用于以即使在原始扩频序列中有N+1(例如7)个符号也将块域中的实际SF限于偶数N(即6)这样的方式来布置块级扩频的方法。在本发明的方案中，使用长度为N的扩频序列来执行块扩频。

·通过重复N个扩频块之中的预定义块来获得长度为N+1个块的扩展序列

·这个布置的结果在于可以针对奇数个块提供部分正交性，该部分正交性是偶数长度的扩频序列的属性。

注意已经实现N+1个符号上的正交复用而不减少所传输的能量的数量。

上述方案将在高多普勒(减少的不同块码之间的码间干扰)的情况下提供改进的性能。性能改进是基于利用正交序列(CAZAC、沃尔什-哈德曼)的部分正交性属性。

·这一属性对于偶数长度的正交序列有效

·循环移位1：2：N(1，3，5)不仅在N(6)个符号上而且在N/2(3)个符号上彼此相互正交。这同样适用于循环移位2：2：N(2，4，6)。

·循环移位1：3：N(1，4)不仅在N(6)个符号上而且在N/3(2)个符号上彼此正交。这同样适用于循环移位2：3：N(2，5)和3：3：N(3，6)。

可以按照在极端条件(例如UE速度为360km/h)下仅利用彼此部分正交的码这样的方式在资源分配时考虑部分正交性。

图4图示了一种实施例的实际布置。下面将要被扩频的CAZAC序列表示为C而将偶数长度的块扩频码表示为B。

C＝[c₀ c₁ … c₁₁]^T

其中N为偶数。

可能在扩频码中直接考虑扩展。扩展的块扩频码然后可以被图示为：

可能在高多普勒环境中分配部分正交序列，而在低多普勒环境中分配所有序列。

例如，可能指定用于SR的两种格式并且以小区特定方式配置这些格式：

1.对于通常的环境，SF＝7

2.对于高多普勒环境，SF＝6+块重复

为每个小区中的SR使用通常将分配多于一个资源单位(每个资源可以具有最多42个SR资源)。可能在一个小区中配置多个SR格式，使得：

·具有高多普勒的UE被分配到某个RU中，并且这些UE会应用SR格式#2

·为低速UE分配不同的SR资源。这些UE仍然可利用SR格式#1。

这会最小化由SR格式#2的略微更小的复用容量引起的降级。

根据另一实施例，也可能如图5中所示改变高多普勒模式下的码分配：

1.当SR活动相当低时，使用循环移位0-6。

2.当SR活动更高时，使用每第二循环移位。

也可以借助序列分解来生成部分正交性属性。如图6的实施例中所示，长度为7的序列可以分解成两个正交序列，例如长度为3和长度为4的序列。缺点在于减少的复用容量，因为该复用容量由更短序列确定。为了维持复用容量，附加的正交覆盖可以应用在短正交覆盖序列上，从而产生6个正交序列。附加的正交覆盖可以在高多普勒条件下关断。切换信息可以仅为e节点B所知并且无需被用信号通知给UE。因此无需附加信令。

作为又一实施例，如图7中所示，为了最大化ACK/NACK以及SR复用和序列重用的灵活性，可以给SR的正交覆盖序列分配有与用于ACK/NACK、即用于HARQ的结构相同的结构。缺点在于SR在高多普勒环境中进一步减少的复用；仅能使用2个正交覆盖码。

在肯定的调度请求的情况下，可以用正交序列w(i)对循环移位的长度为N_ZC＝12的CAZAC序列y(0)、…、y(N_ZC-1)逐块扩频。假设则w(i)被定义为两个单独序列的组合：根据信道化码索引的与1或者-1相乘的循环移位的CAZAC序列w₁(k)(k＝0..2)以及哈德曼序列w₂(l)(l＝0..3)。

根据方法1或者方法2来完成逐块扩频：

$z(m^{\′}\·N_{symb}^{UL}+m\·N_{ZC}+n)=w\left(m\right)\·y\left(n\right)$

其中：

$m=0,\mathrm{...},N_{SF}^{PUCCH}-1$

n＝0，…，N_ZC-1

并且w(m)＝w₂(m)，m＝0，1；w(m)＝w₁(m-2)，m＝2，3，4；w(m)＝w₂(m-3)，m＝5，6(方法1)或者w(m)＝w₁(m)，m＝0，1，2；w(m)＝w₂(m-3)，m＝3，4，5，6(方法2)

图8示出了通过另一方式的序列分解来生成的部分正交性，即其中两个正交序列包括：三个符号的第一序列，其前和其后为四个符号的第二序列中的两个符号。

图9示出了适合于FDD的具有每时隙六个符号的长CP的子帧格式。

图10示出了适合于TDD的子帧格式，该子帧格式具有：每时隙五个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

图11示出了包括用户设备和基站(在LTE中称为“e节点B”)的系统。用户设备和基站都包括收发器和信号处理器。信号处理器可以采用各种形式，这些形式包括但不限于图12中所示的处理器的形式。每个收发器分别耦合到天线，并且通过无线接口进行在用户设备与基站之间的通信。调度请求信道在LTE内为上行链路信道。因而，e节点B向UE分配并且用信号通知码资源。在必要时，e节点B可以根据本发明通过向UE分配码资源来以高多普勒格式使用本发明的SR结构。e节点B然后将在从UE接收SR时利用本发明的SR结构。

根据本发明并且如上所例示的那样，用户设备的信号处理器可以采用图6中所示的形式并且因而包括用于用具有部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频的扩频器。所图示的用户设备的收发器当然包括用于发送利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求的发射器。

基站的信号处理器也可以采用图12中所示的形式并且因而包括用于对具有部分正交性的由UE发送并且由基站接收到的符号序列进行块解扩频的解扩频器。基站的所图示的收发器当然包括用于接收利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求的接收器。基站的信号处理器可以采用与图6中所示的形式类似的形式，除了反之用于实现解扩频功能。

图12示出了适于实现上面所示的信号处理功能的通用信号处理器。该信号处理器包括都通过数据、地址和控制(DAC)总线来互连的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、中央处理单元(CPU)、时钟、输入/输出(I/O)端口和辅助功能。ROM是能够存储如下程序代码的计算机可读介质，该程序代码被编写来结合RAM、CPU、I/O等实现上述各种功能。当然，应当认识到，相同的信号处理功能可以用硬件和软件的组合来实现并且甚至可以完全用具有专用集成电路的硬件(即无软件地)来实现。

Claims (10)

1.一种方法，其包括：

用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，并且

发送利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

2.根据权利要求1所述的方法，将恒定幅度零自相关用于所述以用户设备特定的循环移位对所述符号序列进行扩频。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将具有偶数的扩频因子用于所述块扩频来实现所述部分正交性。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将块的每个时隙分解成仅两个正交序列来实现所述部分正交性。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述两个正交序列包括：三个符号的第一序列，继之以四个符号的第二序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用与用于混合自动重复请求反馈信令的时隙结构相同的时隙结构来实现所述部分正交性。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，附加的正交覆盖被应用在所述两个正交序列上。

8.一种设备，其包括：

扩频器，用于用具有部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，以及

发射器，用于发送利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

9.一种方法，其包括：

向用户设备发送表明扩频码的信号，用于用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，并且

接收利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。

10.一种设备，其包括：

发射器，用于向用户设备发送表明扩频码的信号，用于用产生部分正交性的扩频码对符号序列进行块扩频，以及

接收器，用于接收利用所述部分正交性被逐块扩频的一个或者更多调度请求。