CN110268663B - 上行链路控制信息处理方法及用户设备 - Google Patents
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Abstract
提出了一种通过物理上行链路控制通道(PUCCH)进行上行链路控制信息(UCI)传输的方法及用户设备(UE)。UCI可以包括不同信息并使用不同PUCCH格式进行发送。在某些场景下，已编码UCI比特流大小不会分配给整数个调制符号。为了消除不必要的处理并利用调制资源元素中的每一比特，应当将UCI码字大小调整为PUCCH调制阶数的倍数。
Description
交叉引用
本发明根据35U.S.C.§119要求如下优先权：编号为62/616，528，申请日为2018年1月12日，名称为“On NR UL Processing”的美国临时专利申请；编号为62/620，505，申请日为2018年1月23日，名称为“On NR UL Processing”的美国临时专利申请，上述美国专利申请在此一并作为参考。
技术领域
本发明的实施例一般涉及无线通信，并且，更具体地，涉及新无线电(new radio，NR)系统中上行链路控制信息(uplink control information，UCI)处理的方法及装置。
背景技术
多年来，无线通信网络呈指数增长。长期演进(Long-Term Evolution，LTE)系统提供了简单网络架构带来的高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及低运行成本。LTE系统，又称第四代(4th Generation，4G)系统，还提供了与较旧网络的无缝整合，例如全球移动通信系统(Global System For Mobile Communications，GSM)、码分多址(CodeDivision Multiple Access，CDMA)和通用移动电信系统(Universal MobileTelecommunications System，UMTS)。在LTE系统中，演进通用地面无线接入网(evolveduniversal terrestrial radio access network，E-UTRAN)包括与多个称为用户设备(user equipment，UE)的移动台通信的多个演进Node-B(eNodeB或eNB)。第三代合作伙伴计划(3rd generation partner project，3GPP)网络通常包括第二代(2nd Generation，2G)/第三代(3rd Generation，2G)/4G系统的混合。下一代移动网络(Next Generation MobileNetwork，NGMN)董事会已经决定将未来NGMN活动的重点放在定义5G新无线电(new radio，NR)系统的端到端的需求上。
由于正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)对多路径衰落的稳定性、更好的频谱效率以及带宽可扩展性，OFDMA已经被选择用于LTE/NR下行链路(downlink，DL)无线接入方案。可以通过基于用户现有信道条件将系统带宽的不同子带(例如，表示为资源块(resource block，RB)的子载波组)分配给各个用户来实现下行链路的多重接入。在LTE/NR网络中，物理下行链路控制通道(physical downlinkcontrol channel，PDCCH)可用于下行链路调度。物理下行链路共享通道(physicaldownlink Shared channel，PDSCH)可用于下行链路数据。类似地，在上行链路中，物理上行链路控制通道(physical uplink control channel，PUCCH)可用于承载UCI。物理上行链路共享通道(physical uplink Shared channel，PUSCH)可用于上行链路数据。
在基于OFDMA的3GPP LTE/NR系统中，无线资源被分成时域中的子帧或时隙，每个子帧/时隙包括多个OFDM符号。根据系统带宽，每个OFDMA符号进一步由频域中的多个ODFMA子载波构成。资源网格的基本单元称为资源元素(Resource Element，RE)，其跨越OFDMA符号上的OFDMA子载波。多个RE被分成物理资源块(physical resource block，PRB)，其中每个PRB包括一个时隙中的十二个连续子载波。原则上，已编码UCI比特被分配给整数个调制RE以进行PUCCH传输。然而，UCI码字大小可能不是PUCCH调制阶数的倍数。因此，需要在基站进行不必要的处理并在UE侧插入虚比特。
需要寻求解决方案。
发明内容
提出了一种通过PUCCH进行UCI传输的方法。UCI可以包括不同信息并使用不同PUCCH格式进行发送。在某些场景下，已编码UCI比特流大小不会分配给整数个调制符号。为了消除不必要的处理并利用调制资源元素中的每一比特，应当将UCI码字大小调整为PUCCH调制阶数的倍数。在一个实施例中，UCI包括信道状态信息(Channel State information，CSI)第1部分的第一比特流和CSI第2部分的第二比特流。第一比特流和第二比特流是分别且独立地被调制和映射。调整第一UCI比特流的码字大小为PUCCH调制阶数的倍数。第一UCI码字大小和第二UCI码字大小的和等于分配给PUCCH传输的预定义总码字大小。
在一个实施例中，UE在NR网络中对UCI进行编码。UCI被编码为具有第一UCI码字大小的第一UCI比特流和具有第二UCI码字大小的第二UCI比特流。UE调整第一UCI比特流使第一UCI码字大小是调制阶数的倍数。UE使用具有调制阶数的调制方案调制该已调整第一UCI比特流并将其映射到多个RE上，其中，该调制方案是二进制相移键控(Binary Phase ShiftKeying，BPSK)、正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)或正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)。UE通过PUCCH发送UCI。
本发明的上行链路控制信息处理方法及用户设备能够消除不必要的处理。
下面的详细描述中描述了其他实施例和优点。该发明内容并非旨在定义本发明。本发明由权利要求限定。
附图说明
附图描述了本发明的实施例，其中相同的数字表示相同的部件。
图1描述了根据本发明实施例的经由PUCCH进行UCI传输的NR无线系统的系统图。
图2展示了执行本发明实施例的UE和基站(base station，BS)的简化框图。
图3描述了NR系统中承载不同UCI内容的PUCCH上的UCI传输，其中，该不同UCI内容具有不同UCI码字大小。
图4描述了根据本发明的新颖方面的在NR网络中为PUCCH确定合适UCI码字大小的实施例。
图5是根据本发明实施例的通过PUCCH进行UCI传输的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的一些实施例，其示例见附图。
图1描述了执行本发明实施例的经由PUCCH进行UCI传输的NR无线系统的系统图。NR无线系统100是包括基本设施单元101和多个用户设备UE 102、UE 103和UE 104的OFDM/OFDMA系统。每个基本单元形成分布在地理区域上的无线无线电接入网(radio accessnetwork，RAN)。基本设施单元101还可以指接入点(access point，AP)、接入终端、BS、节点B(Node-B)、eNodeB/eNB、下一代节点B(generation Node-B，gNodeB/gNB)或在本领域使用的其他术语。每个UE可以是智能手机、可穿戴装置、物联网(Internet of Thing，IoT)装置、平板计算机等。在基于OFDMA的LTE/NR系统中，无线资源被分成无线帧和子帧，每个无线帧和子帧由时域中的时隙和OFDM符号构成。根据系统带宽，每个OFDMA符号进一步由频域上的多个ODFMA子载波构成。资源网格的基本单元称为RE，其跨越OFDMA符号上的OFDMA子载波。RE被分组成PRB，其中每个PRB包括一个时隙中的12个连续子载波。
当存在下行链路分组要从eNodeB发送到UE时，每个UE得到一个下行链路分配，例如，PDSCH中的一组无线资源。当UE需要在上行链路中向eNodeB发送分组时，UE从eNodeB得到授权，该授权分配由一组上行链路无线资源构成的PUSCH。UE从专门特定于该UE的PDCCH得到下行链路或上行链路调度信息。此外，广播控制信息也在PDCCH向小区中的所有UE发送。由PDCCH承载的下行链路或上行链路调度信息以及广播控制信息称为下行链路控制信息(downlink control information，DCI)。UCI包括混合自动请求(Hybrid AutomaticReQuest，HARQ)应答/否定应答(Acknowledgement/Negative Acknowledgement，ACK/NACK)、信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)、多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)反馈和调度请求(scheduling request，SR)。UCI由PUCCH承载。
在图1的示例中，PUCCH/PUSCH 120分配给UE 102用于UCI。PUCCH/PUSCH 130分配给UE 103用于UCI。PUCCH/PUSCH 140分配给UE 104用于UCI。PUCCH/PUSCH 120、PUCCH/PUSCH 130和PUCCH/PUSCH 140在整个频域内形成不同无线资源交错。类似地，具有交错PRB的标称信道带宽(nominal channel bandwidth)上的多个无线资源交错可以作为PUSCH分配给UE。对于通过PUCCH的UCI传输，首先对UCI进行编码、速率匹配和加扰。然后已编码UCI比特进行调制以基于各种调制阶数创建复值调制符号。最后该复值调制符号被映射到PRB的相应RE上进行OFDM信号传输。
原则上，已编码UCI比特被分配给整数个调制RE以进行PUCCH传输，并且调制RE中的每一比特都应被使用。然而，UCI码字大小可能不是PUCCH调制阶数的倍数。因此，需要在基站进行不必要的处理并在UE侧插入虚比特。例如，UE需要在执行调制之前插入虚比特，并且为了正确地解码UCI，基站需要在QPSK RE的边界上丢弃一个未指定比特。根据一个新颖方面，为了消除不必要的处理并利用调制RE中的每一比特，建议调整UCI码字大小使其始终为PUCCH调制阶数的倍数(步骤110)。
图2描述了执行本发明实施例的无线装置200(例如UE 201和基站211)的简化框图。基站211具有天线或天线阵列217，其发送和接收无线电信号。射频(radio frequency，RF)收发器216与天线或天线阵列217耦合，从天线或天线阵列217接收RF信号，将它们转换为基带信号，并发送到处理器213。RF收发器216还转换从处理器213接收的基带信号，将它们转换为RF信号，并发送到天线或天线阵列217。处理器213处理接收到的基带信号并调用不同功能模块执行基站211中的功能。存储器212存储程序指令和数据220以控制基站211的操作。在图2的示例中，基站211还包括一组控制模块和电路，例如对接收到的OFDM信号进行解码和解调的解码器和解调器电路215、调度UE以进行下行链路接收和上行链路发送的调度器214、处理OFDM信号和RE映射的OFDMA电路219以及提供编码和调制参数的配置和控制电路231。
类似地，UE 201具有天线或天线阵列207，其发送和接收无线电信号。RF收发器206与天线或天线阵列207耦合，从天线或天线阵列207接收RF信号，将它们转换为基带信号，并发送到处理器203。RF收发器206还转换从处理器203接收的基带信号，将它们转换为RF信号，并发送到天线或天线阵列207。处理器203处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块和电路以执行UE 201中的功能。存储器202存储程序指令和数据210以控制UE 201的操作。合适的处理器包括但不限于，例如，特殊目的处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、多个微处理器、与DSP核相关的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可程序设计门阵列(file programmable gate array，FPGA)电路以及其他类型集成电路(integratedcircuit，IC)和/或状态机。
UE 201还包括一组执行功能任务的控制模块和电路。这些功能可以由软件、固件、硬件和/或其任何组合实现。当功能模块和电路由处理器203执行(例如，通过执行程序指令和数据210)时，允许UE201执行本发明的实施例。可以使用与软件相关联的处理器实现和配置UE 201的功能特征。例如，编码器205将UCI比特编码成码字，调制器204将已编码UCI比特调制成调制符号，OFDMA电路209将调制符号映射到RE上，作为OFDM信号经PUCCH发送，配置和控制电路221接收用于编码和调制参数的配置信息并将UCI比特流码字大小调整为PUCCH调制阶数的倍数，以便将UCI比特流映射到整数个调制RE上。
图3描述了NR系统中承载不同UCI内容的PUCCH上的UCI传输，其中，该不同UCI内容具有不同UCI码字大小。PUCCH承载一组称为UCI(上行链路控制信息)的信息。根据UCI在PUCCH中承载的信息类型，PUCCH分为不同格式，可概括如下。HARQ-ACK使用PUCCH格式1a或1b。HARQ-ACK使用具有通道选择的PUCCH格式1b。SR使用PUCCH格式1。HARQ-ACK和SR使用PUCCH格式1a或1b。CQI使用PUCCH格式2。CQI和HARQ-ACK使用PUCCH格式2a或2b作为常规循环前缀(cyclic prefix)，并且使用PUCCH格式2作为扩展循环前缀。PUCCH格式3承载较长的HARQ-ACK，可选地具有SR和CSI报告。PUCCH格式4承载较长的UCI比特，包括HARQ-ACK、SR(如果有)和周期CSI报告(如果有)。PUCCH格式5承载不止一个CSI报告和SR(如果有)。
图3表310描述了根据UCI内容和PUCCH格式通过PUCCH发送的UCI码字大小EUCI。对于通过PUCCH的UCI传输，首先对UCI进行编码、速率匹配和加扰。然后对已编码UCI比特进行调制以基于各种调制阶数创建复值调制符号。最后该复值调制符号被映射到PRB的相应RE上进行OFDM信号传输。原则上，已编码UCI比特被分配给整数个调制RE以进行PUCCH传输。然而，UCI码字大小EUCI可能不是PUCCH调制阶数Qm的倍数。
具体地，CSI反馈信息由两部分构成，CSI第1部分和CSI第2部分。当PUCCH用于承载不同CSI部分时，已编码UCI比特被分成待发送的两个UCI比特流。每个UCI比特流都应被分别映射到整数个调制RE上以进行PUCCH传输，从而允许并行处理。如果UCI码字大小EUCI对于任意UCI比特流都不是PUCCH调制阶数Qm的倍数，则需要在基站侧进行不必要的处理并在UE侧插入虚比特。根据一个新颖方面，UE将每个UCI比特流的EUCI调整为PUCCH调制阶数Qm的倍数。
在图3表310的示例中，描述了PUCCH上的八种不同UCI传输场景。在表310中，UCI传输的总码字大小表示为Etot，每个比特流的UCI码字大小表示为EUCI。对于前5个场景，EUCI＝Etot。对于场景6、7和8，UCI比特流1(包括CSI第1部分)和UCI比特流2(包括UCI第2部分)的EUCI分别列出如下：
其中，
-OCSI-part1为CSI第1部分的大小；
-OCSI-part2为CSI第2部分的大小；
-OACK为HARQ-ACK的大小；
-OSR为SR的大小；
-L为循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)大小；
-Rmax UCI为速率匹配率；
-Qm为调制阶数。
对于每个UCI比特流，可以通过执行上限函数将每个比特流的UCI码字大小调整为PUCCH调制阶数Qm的倍数。例如，在UCI场景6中，第一UCI比特流包括CSI第1部分，并且第二UCI比特流包括CSI第2部分。第一UCI比特流的UCI码字大小为
并且第二UCI比特流的UCI码字大小为
第一UCI码字大小和第二UCI码字大小的总和总是等于分配给通过PUCCH的UCI传输的总码字大小Etot。
图4描述了根据本发明的新颖方面的在NR网络中为PUCCH确定合适UCI码字大小的实施例。考虑PUCCH格式3，其中UCI包括HARQ-ACK和具有CSI第1部分和CSI第2部分的CSI。如果NPUCCH,3 symb,UCI＝12(表示用于PUCCH的OFDM符号的数量，不包括解调参考信号(Demodulation Reference Signal，DMRS)符号)、NPUCCH,3 PRB＝5(表示每12个PUCCH符号中5个PRB的频率范围，QPSK的5*12个RE)、Qm＝2(QPSK调制)、Rmax UCI＝0.35(速率匹配比)以及CRC大小L＝11。如图4所示，如果存在两个UCI比特流要发送，第一比特流#1则包括HARQ-ACK和CSI第1部分，并且第二比特流#2包括CSI第2部分。在一个具体示例中，比特流#1共有HARQ-ACK+CSI-第1部分的384个信息比特，即，OACK+OCSI-part1＝384。比特流#2共有72比特，即，OCSI-part2＝72。在速率匹配和CRC错误校验后，比特流#1所需的UCI码字大小＝(384+11)/0.35＝1129，并且PUCCH上的可用码字总大小＝24*12*5＝1440。
因此，对于比特流#1，使用QPSK的PUCCH上UCI码字大小＝min(1440,1129)＝1129(奇数)，对于比特流#2，使用QPSK的PUCCH上UCI码字大小＝1440–1129＝311(奇数)。由于QPSK的调制阶数Qm＝2，当具有奇数个比特的UCI比特流#1基于QPSK调制到RE上时，调制符号的数量将不再是整数(例如，奇数/2＝非整数)。在现有技术中，如果UCI码字大小不是PUCCH调制阶数的倍数，则需要在基站进行不必要的处理并在UE侧插入虚比特。在一个示例中，UE需要在执行调制之前插入虚比特，并且为了正确地解码UCI，基站需要在RE的边界上丢弃一个未指定比特。在另一示例中，除了并行映射(步骤412)到调制符号外，还需要耦合映射(步骤411)。例如，如步骤411所示，UE需要将比特流#1的一些比特和比特流2的一些比特进行配对，并执行耦合映射以进行调制和PUCCH传输。例如，QPSK调制和映射需要从比特流#1和#2中获取比特，以生成QPSK符号的目标总数。因此，QPSK调制和映射不能独立和分别执行，并且两个比特流通过PUCCH传输耦合在一起，这在接收端引入了额外的复杂性。
另一方面，根据所提出的UCI传输方案，UCI比特流1调整为包括多个PUCCH调制阶数Qm以确保调制符号为整数个并启用并行处理，如步骤421所示。包括在UCI比特流NUCI中的信息比特数量可以通过使用上限操作调整，例如，将EUCI调整为NUCI上限除以Qm再乘以Qm。这样，可以确保EUCI是PUCCH调制阶数Qm的倍数。对于QPSK调制，调制阶数Qm＝2。因此，每个UCI比特流的UCI码字大小应该为偶数。例如，如果在调整前比特流#1的EUCI为奇数，则可以调整并扩展1比特以成为偶数。因此，由于该扩展码字大小，比特流#1的码率会变低，并且由于简化的码字大小，比特流#2的码率会变高。
图5是执行本发明实施例的通过PUCCH进行UCI传输的方法的流程图。在步骤501中，UE在NR网络中对UCI进行编码。UCI被编码成具有第一UCI码字大小的第一UCI比特流和具有第二UCI码字大小的第二UCI比特流。在步骤502中，UE调整第一UCI比特流使第一UCI码字大小是调制阶数的倍数。在步骤503中，UE使用具有调制阶数的调制方案来调制该已调整第一UCI比特流并将其映射到多个RE上。在步骤504中，UE通过PUCCH上发送UCI。
尽管已经结合用于指导目的的某些特定实施例描述了本发明，但本发明不限于此。因此，在不背离权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以实现对所述实施例的各种特征的各种修改、改编和组合。
Claims (16)
1.一种上行链路控制信息处理方法，其特征在于，包括：
由用户设备在新无线电网络中对上行链路控制信息进行编码，其中，该上行链路控制信息被编码成包括具有第一上行链路控制信息码字大小的第一上行链路控制信息比特流和具有第二上行链路控制信息码字大小的第二上行链路控制信息比特流；
调整该第一上行链路控制信息比特流，使该第一上行链路控制信息码字大小是调制阶数的倍数；
使用具有该调制阶数的调制方案调制该已调整第一上行链路控制信息比特流并映射到多个资源元素上；以及
通过物理上行链路控制通道发送该上行链路控制信息，
其中，该第一上行链路控制信息比特流和该第二上行链路控制信息比特流是分别且独立地被调制和映射。
2.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流包括信道状态信息的第一部分。
3.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该第二上行链路控制信息比特流包括信道状态信息的第二部分。
4.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该第一上行链路控制信息码字大小和该第二上行链路控制信息码字大小相加为该物理上行链路控制通道的预定义总大小。
5.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流的该调整是为了确保该第一上行链路控制信息比特流的调制符号为整数个。
6.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流的该调整是为了在该第一上行链路控制信息比特流和该第二上行链路控制信息比特流之间实现并行处理。
7.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流的该调整包括执行上限操作。
8.如权利要求1所述的上行链路控制信息处理方法，其特征在于，该调制方案是二进制相移键控、正交相移键控或正交幅度调制。
9.一种用户设备，用于上行链路控制信息处理，其特征在于，包括：
编码器，在新无线电网络中对上行链路控制信息进行编码，其中，该上行链路控制信息被编码成包括具有第一上行链路控制信息码字大小的第一上行链路控制信息比特流和具有第二上行链路控制信息码字大小的第二上行链路控制信息比特流；
配置和控制电路，调整该第一上行链路控制信息比特流，使该第一上行链路控制信息码字大小是调制阶数的倍数；
调制器，使用具有该调制阶数的调制方案调制该已调整第一上行链路控制信息比特流；
正交频分多址电路，将该已调整第一上行链路控制信息比特流映射到多个资源元素上；以及
射频收发器，通过物理上行链路控制通道发送该上行链路控制信息，
其中，该第一上行链路控制信息比特流和该第二上行链路控制信息比特流是分别且独立地被调制和映射。
10.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流包括信道状态信息的第一部分。
11.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第二上行链路控制信息比特流包括信道状态信息的第二部分。
12.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第一上行链路控制信息码字大小和该第二上行链路控制信息码字大小相加为该物理上行链路控制通道的预定义总大小。
13.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流的该调整是为了确保该第一上行链路控制信息比特流的调制符号为整数个。
14.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流的该调整是为了在该第一上行链路控制信息比特流和该第二上行链路控制信息比特流之间实现并行处理。
15.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该第一上行链路控制信息比特流的该调整包括执行上限操作。
16.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，该调制方案是二进制相移键控、正交相移键控或正交幅度调制。
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