CN109274469B - 一种上行控制信道设计方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种上行控制信道设计方法和装置，应用于第五代移动通信系统，该方法包括：基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户；针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。本发明能够支持可变的上行控制信道长度。

Description

一种上行控制信道设计方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种上行控制信道设计方法和装置。
背景技术
LTE定义了多种不同的上行控制信道格式(PUCCH format)，支持大范围的上行控制信道的负载大小，例如PUCCH format 1/1a/1b支持1比特或者2比特上行ACK/NACK信息，PUCCH format 2/2a/2b支持上行20比特的编码后CSI信息。
5G系统采用灵活的帧结构，时隙可以是7符号或者14个符号，并且每个时隙中的上行数据(包括上行数据信息和上行控制信息)的发送是可变的，有可能是全上行数据，也有可能是上行数据+下行数据，相应的上行控制信道占用的OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)符号是可变的，所支持的上行控制信息比特数也是可变的。如果5G(第5代移动通信)系统类似于LTE定义很多的上行控制信道，就会出现很多不同的上行控制信道格式。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种上行控制信道设计方法和装置，能够支持可变的上行控制信道长度。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种上行控制信道设计方法，应用于第五代移动通信系统，该方法包括：
基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户；
针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。
一种上行控制信道设计装置，应用于第五代移动通信系统，该装置包括：复用单元、处理单元；
所述复用单元，用于基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户；
所述处理单元，用于针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。
由上面的技术方案可知，本发明中，通过在用于承载上行控制信息的每一个OFDM符号上的复用多个用户，将上行控制信息通过编码调制后映射到所有用于承载上行控制信息的OFDM符号中，此种处理方法不需要考虑PUCCH包括的具体符号数量，因此可以适应不同符号长度的PUCCH，因而能够支持可变的上行控制信道长度。
附图说明
图1是本发明实施例上行控制信息处理过程示意图；
图2是本发明实施例一用户的PUCCH在PRB上占用的梳状载波示意图；
图3是本发明实施例二用户的PUCCH在PRB上占用的梳状载波上采用频率跳变的原理示意图；
图4是本发明实施例一PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变的原理示意图；
图5是本发明实施例二PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变的原理示意图；
图6是本发明实施例三PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变的原理示意图；
图7是本发明实施例SFBC传输机制示意图；
图8是本发明实施例上行控制信道设计方法流程图；
图9是本发明实施例上行控制信道设计装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明采用以下设计原则：
一、在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户。
LTE中有几种PUCCH格式是在符号间进行块扩频来复用多个用户，采用这个机制意味着块扩频的扩频长度会根据PUCCH占用的OFDM符号长度变化。
由于5G系统采用灵活的帧结构，上行时隙中上行传输的时间是变化的，为了设计出尽可能少的PUCCH格式来支持不同长度的PUCCH，本发明实施例中采用频率复用方式，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户，也就是说，多个用户的PUCCH共用相同的PRBs。
本设计原则使得PUCCH格式与上行OFDM符号数无关。在该设计原则下，对于所述多个用户中的每个用户，需要对该用户的上行控制信息进行编码、加扰、调制，将经编码调制后得到的编码比特映射到用于携带该上行控制信息的所有OFDM符号上，然后再进行上行DFT-s-OFDM调制处理后发送。
参见图1，图1是本发明实施例上行控制信息处理过程示意图，假设在图1中有三个用户的PUCCH复用到一个PRB上，PUCCH的长度是14个OFDM符号，频域是12个子载波，其中，0，3，6，9载波发送用户1的数据，1，4，7，10发送用户2的数据，2，5，8，11载波发送用户3的数据，则对每个用户来说，对其上行控制信息的处理过程如下：
步骤1、对该用户的上行控制信息进行编码得到b(Mbit)；
步骤2、对b(Mbit)加扰得到
Figure GDA0002483531750000041
步骤3、对
Figure GDA0002483531750000042
调制得到d(Mbit/2)，将经编码调制得到的d(Mbit/2)映射到用于承载该上行控制信息的12个OFDM符号上，另外2个符号用于发送上行导频；
步骤4、使用DFT和IFFT对上述用于承载上行控制信息的每个OFDM符号的信息进行上行DFT-s-OFDM调制后发送。
在图1所示例子中，PUCCH在14个符号上发送，如果需要更大的载荷(payloadsize)，可以将PUCCHs扩展到频域上不同的多个PRB上。
在本设计原则下，不需要考虑PUCCH占用的符号数，也即无论PUCCH占用多少个符号，均可遵循该设计原则进行上行控制信息发送，因而可以达到减少PUCCH格式数量的目的。
二、对于在同一OFDM符号上复用的多个用户，每个用户的PUCCH在该OFDM符号上占用不同梳状子载波。
本发明实施例中，对于复用在同一OFDM符号上的多个用户中的每个用户来说，其PUCCH只占用该OFDM符号的一个不同于其它用户的梳状子载波，其PUCCH在用于承载上行控制信息的所有OFDM符号占用的梳状子载波构成一个梳状载波，也即：在PRB上使用不同的梳状子载波来复用不同用户的PUCCH(一个PRB可以专门用于单个用户、也可以复用2个用户或者4个用户等)，不同用户的PUCCH分配到相同PRBs的不同梳状载波上。
参见图2，图2是本发明实施例一用户的PUCCH在PRB上占用的梳状载波示意图，图2所示PRB中，一个时隙包括7个符号，PUCCH占用4个符号，如图2所示，多个用户的PUCCH复用到该PRB上时，其中一个用户的上行控制信息在每隔三个载波上发送，形成的梳状载波即该用户的PUCCH占用的梳状载波。
在本发明实施例中，为随机化干扰，可以在不同用户的PUCCH占用的梳状载波上采用频率跳变。
参见图3，图3是本发明实施例二用户的PUCCH在PRB上占用的梳状载波上采用频率跳变的原理示意图，图3所示PRB中，一个时隙7个符号，PUCCH占用4个符号，如图3所示，多个用户的PUCCH复用到该PRB上时，其中一个用户的上行控制信息在每隔三个载波上发送，该用户的PUCCH占用的梳状载波采用了基于符号的频率跳变，因此，其梳状载波中的每一分支上的不同符号占用不同频域。
三、PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变。
本发明实施例中，PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变，在上行频带的两边进行传输，上行频带的中间位置用于发送上行数据，以获得频率分集增益，从而实现扩大上行覆盖的目的。
参见图4，图4是本发明实施例一PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变的原理示意图，如图4所示，PUCCH的符号长度为4，其中前2个符号和后2个符号分别属于第1个时隙和第2个时隙，通过采用基于时隙的频率跳变，使得PUCCH的前2个符号和后2个符号位于不同的频带资源。
参见图5，图5是本发明实施例二PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变的原理示意图，如图5所示，PUCCH的符号长度为7，其中前3个符号和后4个符号分别属于第1个时隙和第2个时隙，通过采用基于时隙的频率跳变，使得PUCCH的前3个符号和后4个符号位于不同频带资源。
参见图6，图6是本发明实施例三PUCCH采用上行频率跳变的原理示意图，如图6所示，PUCCH的符号长度为14，其中前7个符号和后7个符号分别属于第1个时隙和第2个时隙，通过采用基于时隙的频率跳变，使得PUCCH的前7个符号和后7个符号位于占用不同频带资源。
在上述图4、图5、及图6中，NRB是上行频带PRB的数量，在代表OFDM符号的块中，标示了UCI的块代表上行控制信息占用的一个PRB，标示了DM-RS的块代表上行导频DM RS占用的一个PRB。
四、PUCCH的发送分集采用SFBC传输机制。
本发明实施例中，对多天线发送PUCCH采用空间频率发送分集来获得较好的PAPR性能，具体地，当PUCCH采用多天线传输时，其发送分集可以采用空频块码(SpaceFrequency Block Code，SFBC)传输机制/发送分集方式，SFBC的发送分集方式能够获得较低的PAPR，具体如图7所示。
以上对本发明的设计原则进行了详细说明，基于上述原则，本发明提供了一种上行控制信道设计方法和一种上行控制信道设计装置，以下结合图8和图9进行说明：
参见图8，图8是本发明实施例上行控制信道设计方法流程图，如图8所示，该方法包括以下步骤：
步骤801、基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户；
步骤802、针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。
图8所示方法中，
所述多个用户中的每个用户的上行控制信道PUCCH在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上占用一个不同于其它用户的梳状子载波，且该用户的PUCCH在用于承载上行控制信息的所有OFDM符号占用的梳状子载波构成一个梳状载波。
图8所示方法中，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH占用的梳状载波采用基于符号的频域跳变。
图8所示方法中，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变。
图8所示方法中，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用多天线传输时，其发送分集采用空频块码SFBC传输机制。
参见图9，图9是本发明实施例上行控制信道设计装置的结构示意图，如图9所示，该装置包括：复用单元、处理单元；其中，
复用单元，用于基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户；
处理单元，用于针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。
图9所示装置中，
所述多个用户中的每个用户的上行控制信道PUCCH在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上占用一个不同于其它用户的梳状子载波，且该用户的PUCCH在用于承载上行控制信息的所有OFDM符号占用的梳状子载波构成一个梳状载波
图9所示装置中，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH占用的梳状载波采用基于符号的频域跳变。
图9所示装置中，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变。
图9所示装置中，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用多天线传输时，其发送分集采用空频块码SFBC传输机制。
从上面的内容可以看出，本发明给出的用于灵活帧结构中的上行控制信道设计方案，可用于上行控制信道负载较大的情况，该上行控制信道设计方式可以支持不同上行控制信道大小，不需要为不同上行控制信道大小及不同负载大小，定义很多的上行控制信道格式。该上行控制信道格式的设计准则是用于承载上行控制信息的每一个符号上复用多个用户，而不是通过跨符号进行扩频来实现多用户复用。为获得上行覆盖增益，上行控制信道采用基于时隙的上行频率跳变，同时，对多天线发送上行控制信道采用空间频率发送分集来获得较好的PAPR性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种上行控制信道设计方法，应用于第五代移动通信系统，其特征在于，该方法包括：
基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户，使得上行控制信道PUCCH格式与上行OFDM符号数无关；
针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的上行控制信道PUCCH在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上占用一个不同于其它用户的梳状子载波，且该用户的PUCCH在用于承载上行控制信息的所有OFDM符号占用的梳状子载波构成一个梳状载波。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH占用的梳状载波采用基于符号的频域跳变。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用多天线传输时，其发送分集采用空频块码SFBC传输机制。
6.一种上行控制信道设计装置，应用于第五代移动通信系统，其特征在于，该装置包括：复用单元、处理单元；
所述复用单元，用于基于频率复用原则，在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上复用多个用户，使得上行控制信道PUCCH格式与上行OFDM符号数无关；
所述处理单元，用于针对所述多个用户中的每个用户，对该用户的上行控制信息进行编码、加扰和调制，将经过编码调制的上行控制信息映射到用于承载该上行控制信息的所有OFDM符号上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的上行控制信道PUCCH在用于承载上行控制信息的每个OFDM符号上占用一个不同于其它用户的梳状子载波，且该用户的PUCCH在用于承载上行控制信息的所有OFDM符号占用的梳状子载波构成一个梳状载波。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH占用的梳状载波采用基于符号的频域跳变。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用基于时隙的上行频率跳变。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述多个用户中的每个用户的PUCCH采用多天线传输时，其发送分集采用空频块码SFBC传输机制。
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