CN111052661B - 在无线通信系统中发送和接收无线信号的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，更具体地，涉及一种方法及其设备，该方法包括以下步骤：生成与包括多个传输符号的一个时间单元对应的第一复符号序列；通过基于调制符号对第一复符号序列应用一次加扰来生成第二复符号序列；以及通过多个时间单元重复地发送第二复符号序列，其中，基于传输符号对各个时间单元中的信号应用二次加扰，该传输符号包括OFDMA符号或SC‑FDMA符号。

Description

在无线通信系统中发送和接收无线信号的方法和设备
技术领域
本公开涉及无线通信系统，更具体地，涉及一种发送和接收无线电信号的方法和设备。该无线通信系统包括基于窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统。
背景技术
通常，无线通信系统正在向不同地覆盖宽范围发展以提供诸如音频通信服务、数据通信服务等的通信服务。无线通信是一种能够通过共享可用系统资源(例如，带宽、发送功率等)来支持与多个用户的通信的多址系统。例如，多址系统可包括CDMA(码分多址)系统、FDMA(频分多址)系统、TDMA(时分多址)系统、OFDMA(正交频分多址)系统、SC-FDMA(单载波频分多址)系统等之一。
发明内容
技术问题
本公开的目的在于提供一种高效地执行无线电信号发送和接收处理的方法及其设备。
可利用本公开实现的目的不限于上面具体提及的那些，本领域技术人员可从以下详细描述更清楚地理解本文未描述的其它目的。
技术方案
根据本公开的一方面，本文提供了一种在无线通信系统中由基站(BS)发送信号的方法，该方法包括以下步骤：生成与包括多个传输符号的一个时间单元有关的第一复符号序列；通过以调制符号为单位对第一复符号序列应用一次加扰来生成第二复符号序列；以及通过多个时间单元重复地发送第二复符号序列，以传输符号为单位对各个时间单元中的信号应用二次加扰，其中，传输符号包括正交频分复用(OFDM)符号或单载波频分多址(SC-FDMA)符号。
在本公开的另一方面，本文提供了一种用在无线通信系统中的用户设备(UE)，该UE包括射频(RF)模块和处理器，其中，该处理器被配置为生成与包括多个传输符号的一个时间单元有关的第一复符号序列，通过以调制符号为单位对第一复符号序列应用一次加扰来生成第二复符号序列，并且通过多个时间单元重复地发送第二复符号序列，以传输符号为单位对各个时间单元中的信号应用二次加扰，其中，传输符号包括正交频分复用(OFDM)符号或单载波频分多址(SC-FDMA)符号。
第二复符号序列可通过窄带物理下行链路控制信道(NPDCCH)、窄带物理下行链路共享信道(NPDSCH)或窄带物理上行链路共享信道(NPUSCH)来发送。
所述时间单元可包括时隙。
二次加扰可包括以乘法的形式以OFDM符号为单位将多个复值(例如，{1,-1,j,-j})当中的一个值添加到各个时间单元中的信号。
第二复符号序列可在各个时间单元中通过1、3、6或12个子载波来发送。
各个时间单元中的信号可以按照传输符号为单位依次改变。
无线通信系统可包括支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统。
有益效果
根据本公开，可在无线通信系统中高效地执行无线信号发送和接收。
可从本公开获得的效果不受上述效果限制。并且，本公开所属技术领域的普通技术人员可从以下描述清楚地理解其它未提及的效果。
附图说明
附图被包括以提供本公开的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出本公开的实施方式并与说明书一起用于说明本公开的原理。
图1示出3GPP LTE(-A)中使用的物理信道以及使用这些物理信道的信号传输方法。
图2示出无线电帧结构。
图3示出下行链路时隙的资源网格。
图4示出下行链路子帧结构。
图5示出LTE(-A)中使用的上行链路子帧的结构。
图6示出自包含子帧的结构。
图7示出3GPP NR中定义的帧结构。
图8示出在10MHz的LTE带宽中部署带内锚载波。
图9示出在FDD LTE系统中发送NB-IoT DL物理信道/信号的位置。
图10示出带内模式下的NB-IoT信号和LTE信号的资源分配。
图11示出不承载广播控制信道(BCCH)数据的窄带物理下行链路共享信道(NPDSCH)的加扰初始化方法。
图12示出窄带物理广播信道(NPBCH)传输。
图13示出用于说明加扰方案的系统模型。
图14至图16示出根据本公开的信号传输。
图17示出适用于本公开的实施方式的基站和用户设备。
具体实施方式
本公开的实施方式适用于诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)和单载波频分多址(SC-FDMA)的各种无线接入技术。CDMA可被实现为诸如通用地面无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术。TDMA可被实现为诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线业务(GPRS)/增强数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术。OFDMA可被实现为诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(无线保真(Wi-Fi))、IEEE 802.16(全球微波接入互操作性(WiMAX))、IEEE 802.20和演进UTRA(E-UTRA)的无线电技术。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第3代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)是使用E-UTRA的演进UMTS(E-UMTS)的一部分，其针对下行链路采用OFDMA，针对上行链路采用SC-FDMA。LTE-Advanced(LTE-A)演进自3GPP LTE。尽管为了清晰，集中于3GPPLTE/LTE-A给出以下描述，这仅是示例性的，因此不应被解释为限制本公开。
在无线通信系统中，用户设备(UE)通过下行链路(DL)从基站(BS)接收信息，并且通过上行链路(UL)向BS发送信息。由BS和UE发送和接收的信息包括数据和各种控制信息，并且根据由UE和BS发送和接收的信息的类型/用途包括各种物理信道。
图1示出3GPP LTE(-A)中所使用的物理信道以及使用这些物理信道的信号传输方法。
当通电时或者当UE初始进入小区时，在步骤S101中UE执行涉及与BS的同步的初始小区搜索。为了初始小区搜索，UE与BS同步并通过从BS接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)来获取诸如小区标识符(ID)的信息。然后，UE可在物理广播信道(PBCH)上从小区接收广播信息。此外，UE可在初始小区搜索期间通过接收下行链路参考信号(DL RS)来检查下行链路信道状态。
在初始小区搜索之后，在步骤S102中UE可通过接收物理下行链路控制信道(PDCCH)并基于PDCCH的信息接收物理下行链路共享信道(PDSCH)来获取更具体的系统信息。
在步骤S103至S106中UE可执行随机接入过程以接入BS。为了随机接入，UE可在物理随机接入信道(PRACH)上向BS发送前导码(S103)并在PDCCH以及与PDCCH对应的PDSCH上接收对前导码的响应消息(S104)。在基于竞争的随机接入的情况下，UE可通过进一步发送PRACH(S105)并接收PDCCH以及与PDCCH对应的PDSCH(S106)来执行竞争解决过程。
在前述过程之后，UE可接收PDCCH/PDSCH(S107)并发送物理上行链路共享信道(PUSCH)/物理上行链路控制信道(PUCCH)(S108)，作为一般下行链路/上行链路信号传输过程。从UE发送到BS的控制信息被称为上行链路控制信息(UCI)。UCI包括混合自动重传请求确认/否定确定(HARQ-ACK/NACK)、调度请求(SR)、信道状态信息(CSI)等。CSI包括信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)、秩指示符(RI)等。尽管通常在PUCCH上发送UCI，但是当需要同时发送控制信息和业务数据时，可在PUSCH上发送UCI。另外，可根据网络的请求/命令通过PUSCH非周期性地发送UCI。
图2示出无线电帧结构。逐子帧地执行上行链路/下行链路数据分组传输。子帧被定义为包括多个符号的预定时间间隔。3GPP LTE支持适用于频分双工(FDD)的类型1无线电帧结构和适用于时分双工(TDD)的类型2无线电帧结构。
图2的(a)示出类型1无线电帧结构。在时域中下行链路子帧包括10个子帧，各个子帧包括2个时隙。用于发送子帧的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。例如，各个子帧具有1ms的持续时间，并且各个时隙具有0.5ms的持续时间。时隙在时域中包括多个OFDM符号并且在频域中包括多个资源块(RB)。由于在3GPP LTE中下行链路使用OFDM，所以OFDM符号表示符号周期。OFDM符号可被称为SC-FDMA符号或符号周期。作为资源分配单元的RB可包括一个时隙中的多个连续的子载波。
包括在一个时隙中的OFDM符号的数量可取决于循环前缀(CP)配置。CP包括扩展CP和正常CP。例如，当OFDM符号利用正常CP配置时，包括在一个时隙中的OFDM符号的数量可为7。当OFDM符号利用扩展CP配置时，一个OFDM符号的长度增加，因此包括在一个时隙中的OFDM符号的数量比正常CP的情况下少。在扩展CP的情况下，分配给一个时隙的OFDM符号的数量可为6。当信道状态不稳定时(例如，UE高速移动的情况)，扩展CP可用于减小符号间干扰。
当使用正常CP时，由于一个时隙具有7个OFDM符号，所以一个子帧包括14个OFDM符号。各个子帧中至多前三个OFDM符号可被分配给PDCCH，剩余OFDM符号可被分配给PDSCH。
图2的(b)示出类型2无线电帧结构。类型2无线电帧包括2个半帧。各个半帧包括4(5)个正常子帧和10个特殊子帧。根据UL-DL配置，正常子帧用于上行链路或下行链路。子帧包括2个时隙。
表1示出根据UL-DL配置的无线电帧中的子帧配置。
[表1]
Figure BDA0002390129260000051
在表1中，D表示下行链路子帧，U表示上行链路子帧，S表示特殊子帧。特殊子帧包括DwPTS(下行链路导频时隙)、GP(保护周期)和UpPTS(上行链路导频时隙)。DwPTS用于UE中的初始小区搜索、同步或信道估计，UpPTS用于BS中的信道估计和UE中的上行链路传输同步。GP消除由UL和DL之间的DL信号的多径延迟导致的UL干扰。
无线电帧结构仅是示例性的，包括在无线电帧中的子帧的数量、包括在子帧中的时隙的数量和包括在时隙中的符号的数量可变化。
图3示出下行链路时隙的资源网格。
参照图3，下行链路时隙在时域中包括多个OFDM符号。尽管在图中一个下行链路时隙可包括7个OFDM符号并且一个资源块(RB)可在频域中包括12个子载波，但是本公开不限于此。资源网格上的各个元素被称为资源元素(RE)。一个RB包括12×7个RE。下行链路时隙中所包括的RB的数量NRB取决于下行链路发送带宽。上行链路时隙的结构可与下行链路时隙的结构相同。
图4示出下行链路子帧结构。
参照图4，位于子帧内的第一时隙的前部的最多三个(四个)OFDM符号对应于分配有控制信道的控制区域。剩余OFDM符号对应于分配有物理下行链路共享信道(PDSCH)的数据区域。数据区域的基本资源单元是RB。LTE中所使用的下行链路控制信道的示例包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)等。PCFICH在子帧的第一OFDM符号处发送，并且承载关于子帧内用于控制信道的传输的OFDM符号的数量的信息。PHICH是上行链路传输的响应，并且承载HARQ确认(ACK)/否定确认(NACK)信号。通过PDCCH发送的控制信息被称为下行链路控制信息(DCI)。DCI包括上行链路或下行链路调度信息或者用于任意UE组的上行链路发送功率控制命令。
通过PDCCH发送的控制信息被称为下行链路控制信息(DCI)。用于上行链路的格式0、3、3A和4和用于下行链路的格式1、1A、1B、1C、1D、2、2A、2B和2C被定义为DCI格式。信息字段类型、信息字段的数量、各个信息字段的比特数等取决于DCI格式。例如，根据需要，DCI格式选择性地包括诸如跳频标志、RB指派、MCS(调制编码方案)、RV(冗余版本)、NDI(新数据指示符)、TPC(发送功率控制)、HARQ进程号、PMI(预编码矩阵指示符)确认的信息。因此，与DCI格式匹配的控制信息的大小取决于DCI格式。任意DCI格式可用于发送两种或更多种类型的控制信息。例如，DCI格式0/1A用于承载使用标志字段彼此区分的DCI格式0或DCI格式1。
PDCCH可承载下行链路共享信道(DL-SCH)的传输格式和资源分配、上行链路共享信道(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、关于诸如PDSCH上发送的随机接入响应的上层控制消息的资源分配的信息、关于任意UE组内的各个UE的Tx功率控制命令的集合、Tx功率控制命令、关于IP语音(VoIP)的激活的信息等。可在控制区域内发送多个PDCCH。UE可监测多个PDCCH。PDCCH在一个或多个连续的控制信道元素(CCE)的聚合上发送。CCE是用于基于无线电信道的状态向PDCCH提供编码速率的逻辑分配单元。CCE对应于多个资源元素组(REG)。PDCCH的格式和可用PDCCH的比特数根据CCE的数量来确定。BS根据要发送给UE的DCI来确定PDCCH格式，并且将循环冗余校验(CRC)附接到控制信息。根据PDCCH的所有者或用途，利用唯一标识符(称为无线电网络临时标识符(RNTI))对CRC进行掩码。如果PDCCH用于特定UE，则UE的唯一标识符(例如，小区RNTI(C-RNTI))可被掩码到CRC。另选地，如果PDCCH用于寻呼消息，则寻呼标识符(例如，寻呼RNTI(P-RNTI))可被掩码到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RNTI(SI-RNTI)可被掩码到CRC。当PDCCH用于随机接入响应时，随机接入-RNTI(RA-RNTI)可被掩码到CRC。
PDCCH承载称作DCI的消息，其包括资源指派信息以及用于UE或UE组的其它控制信息。通常，可在子帧中发送多个PDCCH。各个PDCCH使用一个或更多个CCE来发送。各个CCE对应于4个RE的9个集合。4个RE被称为REG。4个QPSK符号被映射到一个REG。分配给参考信号的RE不包括在REG中，因此OFDM符号中的REG的总数取决于是否存在小区特定参考信号。REG(即，基于组的映射，各个组包括4个RE)的概念用于其它下行链路控制信道(PCFICH和PHICH)。即，REG用作控制区域的基本资源单元。如表2所示支持4种PDCCH格式。
[表2]
PDCCH格式 CCE的数量(n) REG的数量 PDCCH比特数
0 1 9 72
1 2 8 144
2 4 36 288
3 5 72 576
CCE被依次编号。为了简化解码处理，可使用与n的倍数一样多的CCE来开始具有包括n个CCE的格式的PDCCH的传输。用于发送特定PDCCH的CCE的数量由BS根据信道条件来确定。例如，如果PDCCH用于具有高质量下行链路信道(例如，靠近BS的信道)的UE，则可仅使用一个CCE进行PDCCH传输。然而，对于具有差信道(例如，靠近小区边缘的信道)的UE，可使用8个CCE进行PDCCH传输以便获得足够的鲁棒性。另外，可根据信道条件来控制PDCCH的功率级别。
LTE为各个UE定义可设置PDCCH的有限集合的CCE位置。UE需要监测以便检测分配给其的PDCCH的有限集合的CCE位置可被称为搜索空间(SS)。在LTE中，SS具有取决于PDCCH格式的大小。单独地定义UE特定搜索空间(USS)和公共搜索空间(CSS)。USS依据UE来设定，CSS的范围被用信号通知给所有UE。对于给定UE，USS和CSS可能交叠。在相对于特定UE的相当小的SS的情况下，当在SS中分配一些CCE位置时，不存在剩余CCE。因此，BS可能无法找到将在给定子帧内将PDCCH发送给可用UE的CCE资源。为了使这种阻塞持续到下一子帧的可能性最小化，对USS的起始点应用UE特定跳频序列。
表3示出CSS和USS的大小。
[表3]
Figure BDA0002390129260000081
为了将基于盲解码处理的数量的盲解码的计算负荷控制到适当水平，UE不需要同时搜索所有定义的DCI格式。通常，UE在USS中总是搜索格式0和1A。格式0和1A具有相同的大小并且通过消息中的标志来彼此区分。UE可能需要接收附加格式(例如，根据BS所设定的PDSCH传输模式，格式1、1B或2)。UE在CSS中搜索格式1A和1C。此外，UE可被设定为搜索格式3或3A。格式3和3A具有与格式0和1A相同的大小，并且可通过利用UE特定标识符以外的不同(公共)标识符对CRC进行加扰来彼此区分。下面列出根据传输模式(TM)的PDSCH传输方案和DCI格式的信息内容。
传输模式(TM)
·传输模式1：从单个基站天线端口的传输
·传输模式2：发送分集
·传输模式3：开环空间复用
·传输模式4：闭环空间复用
·传输模式5：多用户MIMO(多输入多输出)
·传输模式6：闭环秩1预编码
·传输模式7：单天线端口(端口5)传输
·传输模式8：双层传输(端口7和8)或单天线端口(端口7或8)传输
·传输模式9：通过最多8层(端口7至14)的传输或单天线端口(端口7或8)传输
DCI格式
·格式0：对PUSCH传输的资源许可
·格式1：单码字PDSCH传输的资源指派(传输模式1、2和7)
·格式1A：单码字PDSCH的资源指派的紧凑信令(所有模式)
·格式1B：使用秩1闭环预编码的PDSCH的紧凑资源指派(模式6)
·格式1C：PDSCH(例如，寻呼/广播系统信息)的甚紧凑资源指派
·格式1D：使用多用户MIMO的PDSCH的紧凑资源指派(模式5)
·格式2：用于闭环MIMO操作的PDSCH的资源指派(模式4)
·格式2A：用于开环MIMO操作的PDSCH的资源指派(模式3)
·格式3/3A：具有2比特/1比特功率调节的PUCCH和PUSCH的功率控制命令
图5示出LTE(-A)中使用的上行链路子帧的结构。
参照图5，子帧500由两个0.5ms时隙501组成。假设正常循环前缀(CP)的长度，各个时隙由7个符号502组成，并且一个符号对应于一个SC-FDMA符号。资源块(RB)503是与频域中的12个子载波和时域中的一个时隙对应的资源分配单元。LTE(-A)的上行链路子帧的结构被大致分成数据区域504和控制区域505。数据区域是指用于发送到各个UE的诸如语音、分组等的数据的传输的通信资源，并且包括物理上行链路共享信道(PUSCH)。控制区域是指用于上行链路控制信号(例如，来自各个UE的下行链路信道质量报告、对下行链路信号的接收ACK/NACK、上行链路调度请求等)的传输的通信资源，并且包括物理上行链路控制信道(PUCCH)。探测参考信号(SRS)通过一个子帧中在时间轴上位于最后的SC-FDMA符号发送。发送到同一子帧的最后SC-FDMA的多个UE的SRS可根据频率位置/顺序来区别。SRS用于将上行链路信道状态发送到eNB，并且根据由高层(例如，RRC层)设定的子帧周期/偏移周期性地发送或者应eNB的请求非周期性地发送。
在下一代RAT(无线电接入技术)中，考虑自包含子帧以使数据传输延迟最小化。图6示出自包含子帧结构。在图15中，阴影区域表示DL控制区域，黑色区域表示UL控制区域。空白区域可用于DL数据传输或UL数据传输。在单个子帧中依次执行DL传输和UL传输，因此可发送DL数据并且还可在子帧中接收UL ACK/NACK。因此，当生成数据传输错误时直至执行数据重传所花费的时间减少，因此最终数据传送延迟可最小化。
作为可配置/设定的自包含子帧类型的示例，可考虑以下四种子帧类型。各个周期按照时间顺序布置。
-DL控制周期+DL数据周期+GP(保护周期)+UL控制周期
-DL控制周期+DL数据周期
-DL控制周期+GP+UL数据周期+UL控制周期
-DL控制周期+GP+UL数据周期
PDFICH、PHICH和PDCCH可在数据控制周期中发送，并且PDSCH可在DL数据周期中发送。PUCCH可在UL控制周期中发送，并且PUSCH可在UL数据周期中发送。在BS和UE从发送模式切换为接收模式的处理中或者在BS和UE从接收模式切换为发送模式的处理中，GP提供时间间隙。在DL切换为UL时子帧中的一些OFDM符号可被设定为GP。
在3GPP新RAT(NR)系统环境中，能够在信号UE上聚合的多个小区载波之间不同地配置OFDM参数集(例如，子载波间距和基于子载波间距的OFDM符号持续时间)。因此，由相同数量的符号(例如，SF、时隙或TTI(为了清晰，统称为TU(时间单元))配置的时间资源的(绝对时间)持续时间可在CA小区之间不同地配置。在这种情况下，符号可包括OFDM符号和SC-FDMA符号。
图7示出3GPP NR中定义的帧结构。类似于LTE/LTE-A的无线电帧结构(参照图2)，在3GPP NR中，无线电帧包括10个子帧并且各个子帧具有1ms的长度。子帧包括一个或更多个时隙，并且时隙长度根据SCS而变化。3GPP NR支持15KHz、30KHz、60KHz、120KHz和240KHz的SCS。在这种情况下，时隙对应于图6所示的TTI。
表4示出每时隙的符号数、每帧的时隙数和每子帧的时隙数根据SCS而变化的情况。
[表4]
SCS(15*2^u) 时隙内的符号数 帧内的时隙数 子帧内的时隙数
15KHz(u＝0) 14 10 1
30KHz(u＝1) 14 20 2
60KHz(u＝2) 14 40 4
120KHz(u＝3) 14 80 8
240KHz(u＝4) 14 160 16
以下，将描述窄带物联网(NB-IoT)。为了方便，尽管描述将集中在基于3GPP LTE标准的NB-IoT，但以下描述甚至可等同地应用于3GPP NR标准。为此，可对一些技术配置的解释进行修改(例如，LTE频带->NR频带并且子帧->时隙)。
NB-IoT支持三种操作模式：带内、保护带和独立，并且可对各个模式应用相同的要求。
(1)带内模式：将LTE频带中的一些资源分配给NB-IoT。
(2)保护带模式：使用LTE的保护频带并且NB-IoT载波尽可能靠近LTE的边缘子载波部署。
(3)独立模式：将GSM频带中的一些载波分配给NB-IoT。
NB-IoT UE以100-kHz为单位搜索锚载波以用于初始同步，并且带内和保护带中的锚载波的中心频率应该位于距100kHz的信道栅格±7.5kHz内。另外，LTE物理资源块(PRB)当中的6个PRB未指派给NB-IoT。因此，锚载波可仅位于特定PRB中。
图8示出在10MHz的LTE带宽中部署带内锚载波。
参照图8，直流(DC)子载波位于信道栅格中。由于相邻PRB之间的中心频率间距为180kHz，所以PRB索引4、9、14、19、30、35、40和45的中心频率位于距信道栅格±2.5kHz处。类似地，在20MHz的LTE带宽下适合作为锚载波的PRB的中心频率位于距信道栅格±2.5kHz处，在3MHz、5MHz和15MHz的LTE带宽下适合作为锚载波的PRB的中心频率位于距信道栅格±7.5kHz处。
在保护带模式下，在10MHz和20MHz的带宽下紧邻LTE的边缘PRB的PRB的中心频率位于距信道栅格±2.5kHz处。对于3MHz、5MHz和15MHz的带宽，与距边缘PRB 3个子载波对应的保护频带可用于将锚载波的中心频率定位在距信道栅格±7.5kHz处。
独立模式下的锚载波布置在100kHz的信道栅格处，并且包括DC载波的所有GSM载波可用作NB-IoT锚载波。
NB-IoT支持多个载波，并且可使用带内+带内、带内+保护带、保护带+保护带、或独立+独立的组合。
NB-IoT DL使用具有15kHz的子载波间距的OFDMA方案。这提供了子载波之间的正交性以方便与LTE系统共存。
NB-IoT DL设置有诸如窄带物理广播信道(NPBCH)、窄带物理下行链路共享信道(NPDSCH)和窄带物理下行链路控制信道(NPDCCH)的物理信道，并且设置有诸如窄带主同步信号(NPSS)、窄带辅同步信号(NSSS)和窄带参考信号(NRS)的物理信号。
NPBCH将作为NB-IoT UE访问系统所需的最小系统信息的主信息块-窄带(MIB-NB)传送到UE。NPBCH信号可总共发送8次，以改进覆盖范围。MIB-NB的传输块大小(TBS)为34比特，并且以每640ms的TTI周期新更新。MIB-NB包括诸如操作模式、系统帧号(SFN)、超SFN、小区特定参考信号(CRS)端口的数量、信道栅格偏移等的信息。
NPSS由具有长度11和根索引5的Zadoff-Chu(ZC)序列组成。NPSS可根据下式生成。
[式1]
Figure BDA0002390129260000121
这里，用于OFDM符号索引l的S(l)可如表5所示定义。
[表5]
Figure BDA0002390129260000122
NSSS由长度为131的ZC序列和诸如Hadamard序列的二进制加扰序列的组合组成。NSSS通过上述序列的组合将物理小区ID(PCID)指示给小区中的NB-IoT UE。
NSSS可根据下式生成。
[式2]
Figure BDA0002390129260000123
这里，应用于式2的变量可如下定义。
[式3]
n＝0，1，...，131
n′＝n mod 131
m＝nmod 128
Figure BDA0002390129260000131
Figure BDA0002390129260000132
这里，二进制序列bq(m)如表6所示定义，并且b0(m)至b3(m)分别对应于128阶Hadamard矩阵的列1、32、64和128。帧号nf的循环移位θf可如式4中所指示定义。
[表6]
Figure BDA0002390129260000133
[式4]
Figure BDA0002390129260000134
这里，nf表示无线电帧号，mod表示模函数。
NRS被提供作为用于DL物理信道解调所需的信道估计的参考信号，并且按照与LTE中相同的方式生成。然而，窄带-物理小区ID(NB-PCID)(或NCell ID或NB-IoT BS ID)用作初始化的初始值。NRS通过一个或两个天线端口(p＝2000或2001)发送。
NPDCCH具有与NPBCH相同的发送天线配置并承载DCI。NPDCCH支持三种DCI格式。DCI格式N0包括窄带物理上行链路共享信道(NPUSCH)调度信息，DCI格式N1和N2包括NPDSCH调度信息。NPDCCH可执行最多2048次重复传输以改进覆盖范围。
NPDSCH用于发送诸如DL-共享信道(DL-SCH)和寻呼信道(PCH)的传输信道的数据(例如，传输块(TB))。最大TBS为680比特，并且NPDSCH可执行最多2048次重复传输以改进覆盖范围。
图9示出在FDD LTE系统中发送NB-IoT DL物理信道/信号的位置。
参照图9，在每一帧的第一子帧中发送NPBCH，NPSS是每一帧的第六子帧，在每一偶数编号帧的最后(例如，第10)子帧中发送NSSS。NB-IoT UE使用同步信号(NPSS和NSSS)来获取频率、符号和帧同步，并搜索504个物理小区ID(即，BS ID)。LTE同步信号通过6个PRB发送，NB-IoT同步信号通过一个PRB发送。
在NB-IoT中，UL物理信道由窄带物理随机接入信道(NPRACH)和NPUSCH组成，并支持单音传输和多音传输。对3.5kHz和15kHz的子载波间距支持单音传输，仅对15kHz的子载波间距支持多音传输。在UL上，15kHz的子载波间距可维持与LTE的正交性以提供最优性能，而3.75kHz的子载波间距可降低正交性以使得可能由于干扰而发生性能劣化。
NPRACH前导码由4个符号组组成，并且各个符号组由CP和5个(SC-FDMA)符号组成。NPRACH仅支持子载波间距为3.75kHz的单音传输并提供66.7μs和266.67μs的长度的CP以支持不同的小区半径。各个符号组执行跳频，并且其跳跃图案如下。发送第一符号组的子载波以伪随机方式确定。第二符号组执行1子载波跳跃，第三符号组执行6子载波跳跃，第四符号组执行1子载波跳跃。在重复传输的情况下，重复地应用跳频过程并且NPRACH前导码可重复地发送至多128次以改进覆盖范围。
NPUSCH支持两种格式。NPUSCH格式1用于UL-SCH传输并且最大TBS为1000比特。NPUSCH格式2用于诸如HARQ ACK信令的UL控制信息传输。NPUSCH格式1支持单音/多音传输，NPUSCH格式2仅支持单音传输。在单音传输的情况下，pi/2二相相移键控(BPSK)和pi/4四相相移键控(QPSK)用于降低峰均功率比(PAPR)。
在独立模式和保护带模式下，包括在一个PRB中的所有资源可被分配给NB-IoT。然而，在带内模式的情况下，为了与传统LTE信号共存，限制资源映射。例如，在带内模式下，分类为LTE控制信道分配区域(每一子帧的OFDM符号0至2)的资源可不分配给NPSS/NSSS，并且映射到LTE CRS RE的NPSS/NSSS符号被打孔。
图10示出带内模式下的NB-IoT信号和LTE信号的资源分配。参照图10，为了易于实现，无论操作模式如何，在与LTE系统的控制区域对应的OFDM符号(例如，子帧中的前三个OFDM符号)中不发送NPSS和NSSS。另外，在物理资源上与LTE CRS RE冲突的NPSS/NSS RE被打孔并映射，以不影响LTE系统。
在小区搜索之后，在没有PCID以外的系统信息的情况下，NB-IoT UE对NPBCH进行解调。因此，NPBCH符号可不映射到LTE控制信道分配区域。在没有系统信息的情况下，由于NB-IoT UE假设4个LTE天线端口(例如，p＝0、1、2和3)和两个NB-IoT天线端口(例如，p＝2000和2001)，所以NPBCH可不分配给CRS RE和NRS RE。因此，NPBCH与给定可用资源速率匹配。
在NPBCH解调之后，NB-IoT UE获得关于CRS天线端口的数量的信息。然而，NB-IoTUE仍不知道关于LTE控制信道分配区域的信息。因此，发送系统信息块类型1(SIB1)数据的NPDSCH没有映射到分类为LTE控制信道分配区域的资源。
然而，与NPBCH不同，未实际分配给LTE CRS的RE可被分配给NPDSCH。在接收SIB1之后，由于NB-IoT UE获取与资源映射有关的所有信息，所以BS可基于LTE控制信道信息和CRS天线端口的数量将NPDSCH(除了发送SIB1时之外)和NPDCCH映射到可用资源。
实施方式：针对NB-IoT的小区间干扰减轻
本公开提出了一种能够在NB-IoT系统中在使UE的接收复杂度最小化的同时使小区间干扰随机化的自适应加扰方法。本公开的加扰方法可用于(但不限于)NPDCCH和NPDSCH。本公开还提出了用于小区间干扰随机化的(传输)符号级加扰和交织方法，而不会大大增加NB-IoT UE的复杂度。所提出的方法不限于NB-IoT系统，并且适用于针对低功率、低成本UE允许许多重复传输的任何系统，例如增强机器型通信(eMTC)。
1.UE的接收复杂度和DL重复传输
承载BCCH(数据)的NPDSCH的加扰在首先发送NPDSCH的子帧中被初始化，然后通过使每第四NPDSCH子帧中的时隙号不同来重新初始化。另外，不承载BCCH(数据)的NPDSCH的加扰在首先发送码字的子帧中被初始化，然后通过每当执行码字的每第min(MPDCCH rep,4)重复传输时使无线电帧和时隙号不同来重新初始化。不承载BCCH(数据)的NPDSCH的加扰初始化可根据NSF和NRep如图11所示表示，其中NSF表示发送码字的子帧的数量，NRep表示子帧的重复数并且等于MPDCCH rep。在该图中，nRNTI表示UE ID(例如，C-RNRI)，nf表示无线电帧号，ns表示无线电帧中用于重复传输的第一时隙号，NNcell ID表示NCell ID(NB-IoT BS ID)。
与传统LTE系统中在每一子帧中将加扰初始化的方法不同，如图11所示应用不承载BCCH(数据)的NPDSCH的加扰初始化的原因在于，与传统LTE系统不同，在NB-IoT系统中在多个子帧中重复地发送一个码字。在这种情况下，如果按照与传统LTE系统中相同的方法在每一子帧中将加扰初始化，则UE的接收复杂度可大大增加。在图11中，例如，当NRep为8时，如果在四个子帧中执行重复传输的持续时间“A”期间每次将加扰初始化，则UE需要通过将每一子帧解调来组合重复地发送的四次“A”。另一方面，如果在四个子帧期间维持加扰，则UE可在时域中将重复地发送四次的所有“A”相加，然后执行一次快速傅立叶变换(FFT)和解调。特别地，由于操作复杂度的降低对于诸如NB-IoT UE的低功率模式UE而言是非常重要的因素，所以使用不同于传统LTE系统中所用的加扰初始化方法。
2.用于小区间干扰随机化的增强加扰
如上所述，尽管NB-IoT系统的加扰初始化方法就UE复杂度而言是高效的，但该方法作为减轻相邻小区之间的干扰的方法无效。在这方面，最近有这样的需求：应该改进NPDCCH和NPDSCH的加扰方法并且期望对基于3GPP Rel-14 NB-IoT的加扰方法进行修改。在此之前，已经出于类似原因修订了NPBCH的加扰方法并且还期望与NPBCH的初始化方法类似修改NPDCCH和NPDSCH的初始化方法。然而，由于NPDCCH和NPDSCH的加扰修改对UE的接收复杂度的影响可能完全不同于NPBCH，所以需要更仔细的修改。在描述此修改之前，将首先描述3GPP Rel-13中修订的NPBCH加扰方法。
表7示出传统NPBCH重复传输方法，表8示出修改的NPBCH重复传输方法。
[表7]
Figure BDA0002390129260000171
[表8]
Figure BDA0002390129260000172
图12示出NPBCH传输方法。参照图12，应用于NPBCH的加扰序列每640ms以NNcell ID的值初始化。另外，NPBCH承载640ms的1600编码比特，并且每80ms不同的信息块A至H发送比特。各个信息块在80ms内以10ms的间隔重复。具体地，NPBCH在无线电帧的第一子帧(例如，子帧0)中发送。对NPBCH应用正交相移键控(QPSK)。100个复符号(即，调制符号)映射至各个子帧。
根据表7的传统方法，在80ms(例如，子帧8n至8n+7，其中n＝0至7)内每10ms发送相同的信号。由于NPBCH始终在无线电帧的第一子帧中发送，所以即使在发送NRS和CRS的RE中也发送相同的信号。
另一方面，根据表8的修改的方法，在80ms(例如，子帧8n至8n+7，其中n＝0至7)内每10ms另外应用不同的加扰序列。这里，应用于80ms的加扰序列与传统方法相反可具有复值，并且具有在发送图12的“A”的80ms内加扰序列不每10ms重复的特征。因此，在将80ms内发送8次的信号组合之前，接收机需要首先执行解扰。这里，由于解扰操作是简单地去除1、-1、j或-j的复值的过程，所以可假设没有增加额外的复杂度。然而，为了在频域中执行各个RE的解扰，有必要对80ms内的各个OFDM符号执行FFT。因此，与80ms内的传统完美重复传输相比，可存在UE的FFT操作数增加的缺点。然而，由于考虑到相干时间，10ms不够短，所以即使在执行传统加扰方法时，也难以在对各个OFDM符号执行FFT之前将80ms内以10ms为单位重复的各个OFDM符号组合。出于这个原因，可实现修改的NPBCH加扰方法而不另外增加UE接收机的复杂度。
小区间干扰影响可类似地不仅出现在NPBCH中，而且出现在重复地发送的NPDCCH和NPDSCH中。因此，即使对于NPDCCH和NPDSCH，也提出与表8的修改的NPBCH加扰方法几乎相同的方法。然而，与每10ms重复的NPBCH不同，可在DL-bitmap-NB中的“1”所指示的DL有效子帧中以1ms的周期重复地发送NPDCCH和NPDSCH。这里，有效子帧指示发送NRS并且可发送NPDCCH和NPDSCH的子帧。因此，与NPBCH不同，当对重复地发送NPDCCH和NPDSCH的子帧应用不同的加扰序列时，可大大影响UE的接收复杂度。即，在组合在比相干时间短的持续时间内重复地发送的NPDCCH/NPDSCH之前，可能需要附加FFT操作。
表9至表11示出当与表8的修改的NPBCH加扰方法类似对各个子帧应用不同的加扰序列时NPDSCH的FFT操作数。表9至表11分别示出带内相同PCI模式、带内不同PCI模式以及其它操作模式。
[表9]
Figure BDA0002390129260000181
[表10]
Figure BDA0002390129260000191
[表11]
Figure BDA0002390129260000192
这里，M表示NPDSCH传输的重复次数。当应用传统NPDSCH加扰方法时，在M个子帧的持续时间期间应用相同的加扰序列。NPDSCH的FFT操作数不同于NPBCH的FFT操作数，因为发送CRS和NRS的OFDM符号每次都需要FFT操作而不管是否执行组合，因为在可发送CRS和NRS的M个子帧的持续时间中可发送不同的信号。然而，差异在于，在带内不同PCI模式下不使用CRS并且在其它操作模式下不存在控制区域。如可从表9至表11确认的，当相对于传统加扰方法对NPDSCH应用修改的NPBCH加扰方法时，随着重复传输数M增加，复杂度大大增加。
3.针对NPDCCH和NPDSCH的自适应加扰
如上所述，NPBCH的小区间干扰随机化加扰方法(参见表8)就UE接收机的复杂度而言不适合于NPDCCH和NPDSCH。特别地，对于UE特定信道，有必要更小心地应用小区间干扰随机化加扰。因此，本公开提出了一种为了对NPDCCH和/或NPDSCH应用的小区间干扰随机化有效地应用加扰方法的方法。所提出的方法涉及一种根据各个UE的无线电环境来更自适应地应用对NPDCCH和/或NPDSCH应用的小区间干扰随机化加扰的方法。所提出的方法的核心是对不处于干扰受限环境中的UE不应用对NPDCCH和/或NPDSCH应用的小区间干扰随机化加扰。即，可仅对处于干扰受限环境中的UE选择性地/自适应地应用对NPDCCH和/或NPDSCH应用的小区间干扰随机化加扰。
下面将描述用于此目的的各种具体方法。为了方便，在以下描述中，除非另外指定，否则小区间干扰随机化加扰意指对NPDCCH和/或NPDSCH应用的小区间干扰随机化加扰。
首先，当UE从小区间接收到高功率信号时，需要小区间干扰随机化加扰。然而，即使在这种情况下，当小区间信号与服务小区异步操作时或者当小区间接收的信号的到达时间之间的差异大于预定值时，难以预期通过加扰的小区间干扰随机化效果。另外，即使从小区间接收的信号的功率高时，如果从服务小区接收的信号的功率较高或者接收机的性能劣化的主要原因是噪声而非干扰，则难以预期由小区间干扰随机化加扰导致的性能改进。另外，即使从小区间接收的NRS的功率高，当存在较少NPDCCH和NPDSCH调度时，对小区间干扰随机化的需求可降低。
[方法#1(半)静态方法]
BS可基于高层信号(例如，RRC)来启用或禁用小区间干扰随机化加扰。启用/禁用条件可为小区共同的或UE特定的。另外，可仅针对特定物理信道启用/禁用小区间干扰随机化加扰。例如，小区间干扰加扰可仅针对包括在USS中的NPCCH禁用，可针对包括在CSS中的NPCCH启用。另外，可仅针对特定RNTI类型禁用NPDCCH的小区间干扰加扰。另外，可针对由具有特定RNTI类型的NPDCCH调度的NPDSCH禁用小区间干扰加扰。还可针对NPDCCH和NPDSCH独立地禁用或启用小区间干扰加扰。例如，针对NPDCCH禁用小区间干扰加扰，而可通过调度NPDSCH的NPDCCH(DL许可)明确地指示是否启用/禁用NPDCH的小区间干扰加扰。通常，对于需要由所有用户而非由特定用户解码的NPDCCH和/或NPDSCH，可能可取的是启用小区间干扰加扰。另外，与基于DL许可调度的NPDSCH不同，其它NPDSCH(例如，SIB1-NB和其它SIB消息)可始终启用或禁用，或者可仅在满足特定条件时启用或禁用。例如，当MIB-NB指示低于特定值的值作为SIB1-NB的重复次数和/或SIB1-NB的TBS时，小区间干扰加扰可被定义为禁用。(半)静态地启用/禁用小区间干扰加扰的条件包括RNTI类型、NPDCCH类型(CSS或USS)、NPDCCH的最大重复次数、NPDCCH聚合级别、覆盖范围扩展(CE)级别、NPDSCH的重复次数、NPDSCH MCS、NPDSCH TBS、NPDSCH码率等，其可按照非排他方式一起应用。例如，当BS操作CE级别0、1和2时，可针对属于CE级别0的UE调度高于特定码率(TBS、MCS或NPDSCH的重复次数)的NPDSCH。在这种情况下，由于UE的SINR情况可被视为良好，所以可禁用NPDCCH和/或NPDSCH的小区间干扰加扰。
可存在小区间干扰加扰可始终启用的情况，例如，当TDD下连续DL子帧的数量不足时。当小区间干扰加扰被禁用时获得的优点是使UE的复杂度的额外增加最小化。然而，当连续DL子帧的数量不足时，由于可能无法有效地应用OFDM符号级组合，所以小区间干扰加扰可根据双工模式和/或TDD UL/DL配置始终启用。出于相同的原因，即使在FDD下，根据DL有效子帧配置，小区间干扰加扰也可始终启用。另外，即使在TDD和FDD下，也可通过进一步考虑其它条件(例如，重复传输数)针对NPDCCH和NPDSCH启用或禁用小区间干扰加扰。
相反，可存在小区间干扰加扰可始终禁用的情况。例如，当相邻BS之间的小区操作异步时，小区间干扰加扰可能无助于改进UE的接收性能。作为另一示例，在相邻BS使用不同的载波来操作网络或处于隔离的小区环境中的环境下，小区间干扰加扰可始终禁用。
启用/禁用小区间干扰加扰可独立地应用于锚载波和非锚载波。例如，锚载波可具有高小区间干扰，而可能存在可通过在小区之间分配不同的PRB来针对非锚载波禁用小区间干扰加扰的环境。即，所提及的可启用/禁用小区间干扰加扰的条件/参数可相对于锚载波和非锚载波不同地/独立地应用。另外，UE可在配置非锚载波的过程中接收与针对非锚载波的小区间干扰加扰有关的新参数集和条件。
[方法#2动态方法]
可在每一NPDCCH和/或NPDSCH传输期间启用或禁用小区间干扰加扰，或者可以特定周期单位启用/禁用小区间干扰加扰。这里，动态地启用/禁用小区间干扰加扰可包括基于(方法#1的)(半)静态预设参数集和条件在特定时刻根据NPDCCH和/或NPDSCH条件来启用/禁用小区间干扰加扰的方法。例如，针对特定RNTI类型是否启用/禁用小区间干扰加扰可通过高层(例如，RRC)来指示，并且可实际通过NPDCCH来启用/禁用针对NPDSCH的小区间干扰加扰。
首先，作为以特定周期单位启用/禁用小区间干扰加扰的方法，可通过高层(例如，RRC)来设定特定周期和持续时间，并且可在预定持续时间中通过NPDCCH、NPDSCH或第三信令(例如，寻呼或为功耗降低新添加的序列和信道，例如寻呼跳过)启用/禁用小区间干扰加扰。为此，UE可在预定的特定持续时间期间对不同于传统DCI格式的DCI格式进行盲解码，或者与传统解释方法不同地解释DCI格式。另外，启用/禁用小区间干扰随机化加扰的指示可包括在用于加扰DCI的序列中和CRC掩码信息中。另外，在对应持续时间中启用/禁用小区间干扰随机化加扰的指示可应用直至下一持续时间，并且即使在下一持续时间中未检测到相关信息时也可预先指示。此外，每一小区间干扰加扰启用/禁用周期，预定的特定持续时间和周期可更新或者可期满。考虑到UE对启用/禁用小区间干扰加扰的指示的丢失/错误警报，在特定条件下可不指示启用/禁用小区间干扰加扰，或者当未检测到NPDCCH达规定时间或以上时启用/禁用小区间干扰加扰可重置(回落方法)。即使在指示小区间干扰随机化加扰之后，考虑到UE的丢失/错误警报，BS可不执行或遵循所指示的启用/禁用直至满足特定持续时间或条件。
与上述方法一起，可在每一NPDSCH调度期间启用/禁用小区间干扰加扰，其可通过调度对应NPDSCH的NPDCCH来指示。如方法#1中描述的，可应用/支持自适应小区间干扰加扰的启用/禁用的NPDCCH搜索空间、RNTI类型信息等可通过(半)静态方法而非动态方法来预设。
[方法#3基于UE请求的方法]
可从BS的角度间接执行适合于应用小区间干扰加扰的环境的确定，或者可应UE的请求直接确定是否应用小区间干扰加扰的启用/禁用。这里，间接确定是否应用小区间干扰加扰的方法包括方法#1和方法#2中描述的参数组合，并且可基于BS的开环链路自适应来另外执行。作为基于开环链路自适应的方法的示例，如果在UL/DL调度的过程中从UE频繁地报告对速率高于特定码率的NPDSCH传输的ACK，则BS可间接确定环境具有很少小区间干扰。这里，码率包括MCS、TBS、NPDCCH的重复次数等，并且NPDCCH的重复次数也可以是间接确定基础。例如，如果针对通过重复次数和聚合级别小于特定值的NPDCCH调度的NPDSCH报告ACK或NACK，或者如果从UE接收到通过重复次数和聚合级别小于特定值的NPDCCH调度的NPUSCH，则BS可间接地知道UE的无线环境不是小区间干扰受限环境。以类似方式，可根据UE的CE级别和定时提前(TA)值大致推断出BS与UE之间的距离，并且基于此，BS可间接知道环境是不是小区间干扰受限环境。在大多数情况下，在BS中可通过各种方法实现环境是不是小区间干扰环境的这种间接确定。
另一方面，可存在UE直接请求应用启用/禁用小区间干扰加扰的方法。在这种情况下，BS可使用方法#1和方法#2作为对UE的小区间干扰加扰启用/禁用请求作出响应的方法。此外，由于BS可根据UE的请求来启用/禁用小区间干扰加扰，所以UE的请求可以是明确小区间干扰加扰启用/禁用请求以外的关于小区间干扰级别的报告。在本公开中，小区间干扰加扰启用/禁用请求和关于小区间干扰级别的报告被统称为小区间干扰信息报告，而不在它们之间进行区分。
可由UE在随机接入过程的NPRACH(msg1)资源选择或msg3传输步骤中相对于BS以间接或直接方式执行小区间干扰信息报告。因此，BS可通过随机接入响应(RAR，msg2)或msg4来指示小区间干扰加扰的启用/禁用。另选地，BS可指示UE发送NPDCCH命令的NPRACH。在此过程中，UE可在与上述方法类似的过程中报告小区间干扰信息，并且BS可指示小区间干扰随机化加扰的启用/禁用。作为使用随机接入过程的另一方法，UE可在缓冲状态报告(BSR)或数据量和功率余量报告过程中另外向BS告知小区间干扰信息报告。
UE在DL许可所指示的资源上发送关于NPDSCH的ACK/NACK报告。在这种情况下，UE可复用并发送小区间干扰信息报告。另外，可定义用于小区间干扰信息报告的新类型的信道和过程，而非针对NPDSCH的ACK/NACK报告。例如，除了NPDSCH调度之外的其它目的的触发条件可被定义为触发NPUSCH格式2的条件。BS可使用NPUSCH格式2来接收小区间干扰信息报告。另选地，BS可指示UE使用UL许可来发送NPUSCH格式1。在这种情况下，可新定义通过小区间干扰信息报告而非用户数据(例如，UL-SCH数据)来指示以NPUSCH格式1发送的内容的方法。另选地，可存在通过定义NPUSCH格式1和2以外的第三格式来指示小区间干扰信息报告的方法。由UE在NPUSCH传输之后执行的NPDCCH检测操作可与传统方法不同地定义。例如，可修改过程以基于方法#2预期BS的指令。
4.用于小区间干扰随机化的(传输)符号级加扰和交织
当表8的方法没有改变地应用于NPDCCH和/或NPDSCH的小区间干扰随机化时，加扰序列贯穿NPDCCH和/或NPDSCH子帧与所有RE(或调制符号)相乘。即，当在N个子帧期间重复地发送NPDCCH和/或NPDSCH时，起始子帧中生成的一个子帧长度的RE(或调制符号)的数量的加扰序列在N个子帧期间不重复，并且各个子帧中生成的不同加扰序列与各个RE(或调制符号)的I/Q相位相乘，以允许小区间传输信号在RE(或调制符号)级别最大程度地随机化。如上所述，这增加了用于小区间干扰随机化的NB-IoT UE的操作复杂度。为了解决此问题，本公开提出了一种在使NB-IoT UE的接收复杂度最小化的同时将小区间干扰随机化的方法。所提出的方法可用于不仅针对NB-IoT系统，而且针对在窄带中使用重复传输的任何系统预期相同或相似的效果，并且可应用于DL、UL以及诸如侧链路的任何链路方向。特别地，尽管传输不是完全重复的传输，即使存在一些重复的符号，在重复的符号之间也可类似地应用本公开所提出的加扰和交织。另外，本公开可应用于在诸如单载波(SC)OFDM(＝SC-FDMA)的特定符号持续时间期间调制和发送一个或更多个数据的系统，而非基于OFDM的通信系统。为了描述方便，将根据基于OFDM的NB-IoT DL系统来描述所提出的方法。
为了描述，假设系统被配置为使得在频域中在一个传输符号中存在N个RE(例如，12个RE)，以各自由M个传输符号组成的子帧为单位发送数据，并且在L个子帧期间重复地发送一个子帧，如图13所示。即，在一个子帧中映射并发送N*M个数据(或解调符号)，该子帧被重复地发送L次以改进UE的接收SNR。这里，子帧对应于重复地发送的最小数据束，并且可由诸如时隙的另一术语代替。根据配置/调度，可在P个子帧中发送一个数据。在这种情况下，可在P*L个子帧(或时隙)中发送数据。这里，数据可包括用于NPDCCH的DCI、用于NPDSCH的TB以及用于NPUSCH的TB或UCI(例如，ACK/NACK)。另外，假设容易地描述不包括用于解调的参考信号(例如，NRS和DMRS)的提议的核心。NPDCCH/NPDSCH可被映射至12个子载波，并且NPUSCH可被映射至1、3、6或12个子载波。
[方法#4符号级加扰]
所提出的符号级加扰是在特定持续时间期间在RE级别应用一次加扰，然后在重复传输持续时间期间在(传输)符号级别应用二次加扰的方法。这里，RE级别的一次加扰包括在比特级别或调制符号级别加扰数据(例如，码字)。如果RE级别的一次加扰包括调制符号级别的加扰，则数据可包括在一次加扰之前应用比特级别的加扰的数据。另外，特定持续时间包括发送一个数据的持续时间(例如，P个子帧/时隙)。这里，传输符号包括OFDM符号或SC-FDMA符号。此方法可应用于在时域中重复地发送的物理信道(例如，NPDCCH、NPDSCH和NPUSCH)。
一次加扰包括针对一个传输符号中的N个RE应用长度为N或N*2的加扰序列，或针对一个子帧(或时隙)中的N*M个RE应用长度为N*M或N*M*2的加扰序列的处理。这里，当加扰序列的长度是数据的长度的两倍时，可对各个数据RE的I/Q相位执行加扰。用于一次加扰的加扰序列的初始化可发生在第一传输符号(例如，子帧的开始)中或第一子帧持续时间(例如，无线电帧的开始或重复地发送的子帧持续时间内的第一子帧)中。
表12示出RE级别的一次加扰处理。
[表12]
Figure BDA0002390129260000251
二次加扰包括在重复地发送应用RE级别的一次加扰的传输符号或子帧的同时在(传输)符号级别执行加扰的处理。这里，符号级加扰是在(传输)符号持续时间期间针对所有RE执行相同的加扰，并且对(传输)符号的所有RE等同地应用特定加扰序列。即，可对N个数据(例如，调制符号)等同地应用加扰序列中的一个值，或者可对I/Q相位等同地应用两个值。二次加扰的序列可使用诸如小区ID(例如，NNcell ID)的值来生成，因此可对(传输)符号应用小区间之间的不同加扰序列。在这种情况下，在针对在L个子帧中重复地发送L次的(传输)符号执行FFT之前，UE可在时域中解扰然后组合各个(传输)符号。因此，由于UE可在仅执行FFT一次之后执行RE级解扰，所以存在接收复杂度不增加的优点。
表13示出(传输)符号级别的二次加扰处理。
[表13]
Figure BDA0002390129260000261
另一方面，当数据和参考信号(例如，NRS)复用在一个(传输)符号中时，由于仅对数据应用二次加扰，所以可不针对对应(传输)符号执行(传输)符号级别的解扰/组合。因此，当参考信号包括在特定(传输)符号中时，应该针对各个(传输)符号执行FFT，并且应该在频域中在RE级别执行符号级解扰和RE级解扰。另外，当另一UE需要使用参考信号时，包括参考信号的(传输)符号可仅应用于RE级加扰。然而，当参考信号在(传输)符号中的所有RE上发送或者对应(传输)符号中不存在要加扰的数据时，上述方法可没有改变地应用。
图14示出根据方法#4的处理并且操作次序如下。
(1)可生成由N×M个数据(调制)符号组成的一个子帧。
(2)加扰序列生成器可被初始化，并且可生成长度为N×M的加扰序列。当对I/Q相位应用加扰时，可生成长度为N×M×2的加扰序列。
(3)各个数据(解调)符号与(1)和(2)的序列可被一一对应地加扰并映射至N×M个RE(一次加扰)(参见表12)。
(4)加扰的第一子帧可被复制到(L-1)个子帧中。这里，复制子帧可被不同地实现为在(L-1)个子帧中重复地发送第一子帧的数据的含义。
(5)可生成长度为M×(L-1)的加扰序列。在这种情况下，可对在一个(传输)符号中发送的N个RE(或调制符号)等同地应用一个加扰序列值(例如，1/-1或j/-j)。当单独地加扰I/Q相位时，两个序列值可用于一个(传输)符号，并且可生成长度为M×(L-1)×2的加扰序列。另外，可生成用于(传输)符号级加扰的序列，使得使用小区ID在小区间之间应用尽可能不同的加扰序列。另外，还可根据实现方法生成长度为M×L或M×L×2的加扰序列。在这种情况下，甚至可对发送数据的第一子帧应用二次加扰。
(6)以子帧的(传输)符号为单位，利用加扰序列一一对应地执行加扰(二次加扰)(参见表13)。
(7)L个生成的子帧可依次发送。在这种情况下，依次传输未必需要在时域中连续。这里，发送子帧意指在对应子帧中发送数据。
[方法#5符号级交织]
所提出的符号级交织是在特定持续时间期间在RE级别和/或(传输)符号级别执行数据的一次加扰(参见表12和表13)，然后在重复传输持续时间期间在(传输)符号级别针对符号的传输次序执行二次交织的方法。这里，数据可包括在一次加扰之前在比特级别应用加扰的数据。特定持续时间包括发送一个数据的持续时间(例如，P个子帧/时隙)。
一次加扰方法包括在子帧持续时间内针对N*M个数据在RE级别和/或(传输)符号级别执行加扰。例如，一次加扰包括在一个子帧(或时隙)中对N*M个RE应用长度为N*M或N*M*2的加扰序列的处理。这里，当加扰序列的长度是数据的长度的两倍时，可针对各个数据RE的I/Q相位执行加扰。用于一次加扰的加扰序列的初始化可发生在第一传输符号(例如，子帧的开始)中或第一子帧持续时间(例如，无线电帧的开始或重复地发送的子帧持续时间内的第一子帧)中。
二次(传输)符号级交织是当首先生成的子帧(应用直至一次加扰)被重复地发送(L-1)次时在各个子帧内随机地交织(传输)符号传输次序的处理。在这种情况下，随机交织方法可被设计为基于小区ID等的值最大程度地抑制小区间之间相同次序的交织。就小区间干扰随机化而言，可预期这将不会导致小区间之间重复地发送的相同数据的连续冲突。特别地，在重复地发送的子帧之间的信道变化不大的慢衰落环境中，在通过在发送L次的子帧内使用基于小区ID的函数随机地交织(传输)符号的传输次序来执行小区间干扰随机化的同时，UE的接收复杂度可大大降低。UE可解交织并组合(传输)符号的传输次序而无需针对重复地发送L次的各个(传输)符号执行FFT，然后通过执行FFT一次来在频域中执行RE级解扰。
表14示出(传输)符号级别的二次交织处理。
[表14]
Figure BDA0002390129260000281
如果参考信号(例如，NRS)包括在特定(传输)符号中，则由于这种(传输)符号级交织可受到限制，所以可如下对包括参考信号的一些(传输)符号应用其它(传输)符号级交织。然而，当参考信号在所有(传输)符号中发送或者对应(传输)符号中不存在要加扰的数据时，上述方法可没有改变地应用。
(1)仅在包括参考信号的(传输)符号之间在(传输)符号级别针对数据RE执行交织。在这种情况下，尽管UE可能没有通过执行FFT一次来执行解交织和解扰，但可预期小区间干扰随机化。即使在这种情况下，UE也可通过解交织(传输)符号的传输次序来针对没有参考信号的(传输)符号执行组合，然后通过执行FFT一次来在频域中执行RE级别的解扰。
(2)包括参考信号的(传输)符号的解扰可仅应用RE级加扰，或者可使用方法#4的加扰方法。另外，类似于方法#4，根据不知道加扰序列是否应用于参考信号的另一UE是否需要接收参考信号，应用方法#5或者可仅对包括参考信号的(传输)符号应用RE级加扰。
图14示出根据方法#5的处理并且操作次序如下。
图15示出所提出的加扰方法#5的示例。
图15示出所提出的方法#5的示例并且操作次序如下。
(1)可生成由N×M个数据(调制)符号组成的一个子帧。
(2)加扰序列生成器可被初始化，并且可生成长度为N×M的加扰序列。当对I/Q相位应用加扰时，可生成长度为N×M×2的加扰序列。
(3)各个数据(调制)符号与(1)和(2)的序列可被一一对应地加扰并映射至N×M个RE(一次加扰)(参见表12)。
(4)加扰的第一子帧可被复制到(L-1)个子帧中。这里，复制子帧可被不同地实现为在(L-1)个子帧中重复地发送第一子帧的数据的含义。
(5)可生成长度为M×(L-1)的加扰序列。这里，加扰序列按照与用于交织的序列相同的概念来使用，并且用于对特定子帧中的M个(传输)符号的次序进行交织。在L个子帧期间用于交织(传输)符号次序的序列可不同(每子帧)，并且第一子帧的(传输)符号次序可固定为0、1、...、M-1。另外，可使用小区ID等来生成用于交织(传输)符号次序的序列，以使得(传输)符号可生成为在小区间之间尽可能不按相同的次序交织。另外，可根据实现方法生成长度为M×L或M×L×2的加扰序列。在这种情况下，甚至可对发送数据的第一子帧应用二次加扰。
(6)根据各个子帧内生成的序列对(传输)符号次序进行交织(二次加扰)(参见表14)，
(7)所生成的L个子帧可依次发送。在这种情况下，依次传输未必需要在时域中连续。这里，发送子帧意指通过对应子帧发送数据。
所提出的“用于小区间干扰随机化的符号级加扰和交织”方法可应用于OFDMA和SC-FDMA方案二者，并且还可应用于其它复用或多址方案。另外，所提出的方法可应用于多载波系统以外的单载波系统，并且可与DL、UL和链路方向无关地应用。所提出的方法并不总是仅应用于小区间干扰随机化，而是可用于将使用间干扰和流间干扰随机化。特别地，当通过特定信道和信号重复地发送相同的有效载荷或信息时可使用所提出的方法。
可与应用于比特级和调制方案(例如，QAM、PSK、FSK或偏移QAM)的加扰和交织分开另外应用所提出的符号级加扰和交织方法。
所提出的符号级加扰和交织方法用于将小区间干扰随机化，并且用于随机化的元素(例如，用于符号级加扰的加扰序列/码的变量/参数或者用于符号级交织中的符号传输次序的重排的变量/参数)可包括小区ID、UE ID和流次序。另外，指示时间和频率资源的值(例如，无线电帧号、子帧号、时隙号、频率索引和RB索引)可用作用于随机化的元素。可基于上述随机化元素来生成随机序列(例如，Gold序列和m序列)，并且可基于随机序列来执行符号级加扰和交织。例如，用于符号级加扰的加扰码的各个元素可从所生成的随机序列的一个、两个或更多个比特获得。这里，加扰码的各个元素在(传输)符号级别与数据相乘，并且乘法操作可以是除了简单地仅改变符号之外还通过特定相位来调制信号的相位方法。用于(传输)符号级交织的加扰码可将所生成的随机序列分组为N个比特，在0和2N-1之间选择值，并在随机部署传输次序重排的表中选择特定列和行，从而执行符号交织。这如图16简单地所示。参照图16，假设各个时隙重复地发送M次并且各个时隙包括7个符号。在这种情况下，用于符号交织的随机序列使用小区ID和时隙号来生成，并以N比特为单位来分组。由于随机序列中与第一时隙对应的N比特表示3，所以传输符号按{4,1,5,0,3,6,2}的次序排列。另外，由于与第M时隙对应的N比特表示1，所以传输符号按{0,2,3,1,4,5,6}的次序排列。这里，括号中的数字指示当不应用交织时时隙中的传输符号索引。
所提出的“用于小区间干扰随机化的符号级加扰和交织”方法可根据单音和多音而不同地应用，或者可根据调制方案(例如，BPSK、pi/2-BPSK、QPSK或pi/4-QPSK)而不同地应用。
例如，在(传输)符号级加扰的情况下，对于单音传输(例如，NPUSCH)，用于使I/Q相位旋转的加扰值可被限制为pi和-pi，以不增加PAPR。即，为了维持现有BPSK(或pi/2-BPSK)PAPR，I/Q相位旋转可被限制为仅使用1比特加扰码(即，j和-j)按pi或-pi执行。另一方面，对于单音QPSK(或pi/4-QPSK)传输，I/Q相位旋转可被定义为使用2比特加扰码(即，j、-1、-j和1)按pi/2、pi、pi/3或0执行。以类似的方式，在单音中，能够执行I/Q相位旋转的相位值的范围和集合可根据调制方法而变化。
在(传输)符号级交织中，如果诸如pi/2-BPSK或pi/4-QPSK的相邻(传输)符号之间需要特定关系(例如，pi/2差分、移位或偏移BPSK，或pi/4差分、移位、偏移QPSK)，则偶数(传输)符号和奇数(传输)符号可单独地交织以便维持对应特性。即，可限制性地仅在偶数(传输)符号之间或奇数(传输)符号之间执行交织。以类似方式，如果一个或更多个相邻(传输)符号之间需要特定关系，则在需要满足对应特性的(传输)符号(例如，N个连续(传输)符号，其中N>1)之间可不执行交织，并且可限制性地仅在具有N个连续符号或以上的间隔的(传输)符号之间执行交织。
图17示出适用于本公开的实施方式的无线通信系统的BS和UE。
参照图17，无线通信系统包括BS 110和UE 120。当无线通信系统包括中继器时，BS或UE可被中继器代替。
BS 110包括处理器112、存储器114和射频(RF)单元116。处理器112可被配置为实现本公开所提出的过程和/或方法。存储器114连接至处理器112并且存储与处理器112的操作有关的信息。RF单元116连接至处理器112，并且发送和/或接收RF信号。UE 120包括处理器122、存储器124和RF单元126。处理器122可被配置为实现本公开所提出的过程和/或方法。存储器124连接至处理器122并且存储与处理器122的操作有关的信息。RF单元126连接至处理器122，并且发送和/或接收RF信号。
下面所描述的本公开的实施方式是本公开的元件和特征的组合。除非另外提及，所述元件和特征可被认为是选择性的。各个元件或特征可在没有与其它元件或特征组合的情况下实践。另外，本公开的实施方式可通过将部分元件和/或特征组合来构造。本公开的实施方式中所描述的操作顺序可重新安排。任一个实施方式的一些构造可被包括在另一实施方式中，并且可被另一实施方式的对应构造代替。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，所附权利要求书中未明确彼此引用的权利要求可按照组合方式作为本公开的实施方式呈现，或者通过提交申请之后的后续修改作为新的权利要求而被包括。
在本公开的实施方式中，集中于BS、中继器和MS之间的数据发送和接收关系进行描述。在一些情况下，被描述为由BS执行的特定操作可由BS的上层节点来执行。即，显而易见的是，在由包括BS的多个网络节点组成的网络中，为了与MS通信而执行的各种操作可由BS或者BS以外的网络节点执行。术语“BS”可被术语“固定站”、“节点B”、“增强节点B(eNodeB或eNB)”、“接入点”等代替。术语“UE”可被术语“移动站(MS)”、“移动订户站(MSS)”、“移动终端”等代替。
本公开的实施方式可通过例如硬件、固件、软件或其组合的各种手段来实现。在硬件配置中，根据本公开的实施方式的方法可通过一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。
在固件或软件配置中，本公开的实施方式可按照模块、过程、函数等的形式来实现。例如，软件代码可被存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元位于处理器的内部或外部，并且可经由各种已知手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。
本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和基本特性的情况下，可按照本文所阐述的那些方式以外的特定方式来实现本公开。因此，上述实施方式在所有方面均应被解释为例示性的而非限制性的。本公开的范围应该由所附权利要求书及其法律上的等同物确定而非由以上描述确定，并且落入所附权利要求书的含义和等同范围内的所有变化均旨在被涵盖于其中。
工业实用性
本公开适用于无线移动通信系统的UE、eNB或其它设备。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中由基站BS发送信号的方法，该方法包括以下步骤：
在第一持续时间的第一传输符号中发送第一复值符号序列；以及
在第二持续时间的第二传输符号中重复发送第二复值符号序列，
其中，所述第一复值符号序列是通过资源元素RE级别加扰生成的，
其中，所述第二复值符号序列是在所述第一复值符号序列被重复传输期间通过符号级别加扰生成的，并且所述符号级别加扰包括针对所述第二持续时间的所述第二传输符号中的所有RE执行相同的加扰，
其中，所述第一传输符号包括正交频分复用OFDM符号或单载波频分多址SC-FDMA符号，
其中，所述第二传输符号包括OFDM符号或SC-FDMA符号，
其中，所述第一持续时间包括时隙或子帧，
其中，所述第二持续时间包括一个或更多个时隙或一个或更多个子帧，并且
其中，所述无线通信系统包括支持窄带物联网NB-IoT的无线通信系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一复值符号序列通过第一窄带物理下行链路控制信道NPDCCH或第一窄带物理下行链路共享信道NPDSCH来发送，并且
其中，所述第二复值符号序列通过作为所述第一NPDCCH的重复的第二NPDCCH或作为所述第一NPDSCH的重复的第二NPDSCH来发送。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RE级别加扰包括对数据符号序列执行比特级别加扰或对所述数据符号序列执行调制符号级别加扰。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述RE级别加扰包括所述调制符号级别加扰，所述数据符号序列包括在所述RE级别加扰之前以比特级别加扰的数据符号序列。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RE级别加扰包括对所述第一传输符号的一个符号中的N个RE应用长度为N的加扰序列或者对所述第一持续时间的一个子帧中的N*M个RE应用长度为N*M的加扰序列。
6.一种用在无线通信系统中的用户设备UE，该UE包括：
射频RF模块；以及
处理器，
其中，所述处理器被配置为：
在第一持续时间的第一传输符号中发送第一复值符号序列；以及
在第二持续时间的第二传输符号中重复发送第二复值符号序列，
其中，所述第一复值符号序列是通过资源元素RE级别加扰生成的，
其中，所述第二复值符号序列是在所述第一复值符号序列被重复传输期间通过符号级别加扰生成的，并且所述符号级别加扰包括针对所述第二持续时间的所述第二传输符号中的所有RE执行相同的加扰，
其中，所述第一传输符号包括正交频分复用OFDM符号或单载波频分多址SC-FDMA符号，
其中，所述第二传输符号包括OFDM符号或SC-FDMA符号，
其中，所述第一持续时间包括时隙或子帧，
其中，所述第二持续时间包括一个或更多个时隙或一个或更多个子帧，并且
其中，所述无线通信系统包括支持窄带物联网NB-IoT的无线通信系统。
7.根据权利要求6所述的UE，其中，所述第一复值符号序列通过第一窄带物理下行链路控制信道NPDCCH或第一窄带物理下行链路共享信道NPDSCH来发送，并且
其中，所述第二复值符号序列通过作为所述第一NPDCCH的重复的第二NPDCCH或作为所述第一NPDSCH的重复的第二NPDSCH来发送。
8.根据权利要求6所述的UE，其中，所述RE级别加扰包括对数据符号序列执行比特级别加扰或对所述数据符号序列执行调制符号级别加扰。
9.根据权利要求8所述的UE，其中，基于包括所述调制符号级别加扰的所述RE级别加扰，所述数据符号序列包括在所述RE级别加扰之前以比特级别加扰的数据符号序列。
10.根据权利要求6所述的UE，其中，所述RE级别加扰包括对所述第一传输符号的一个符号中的N个RE应用长度为N的加扰序列或者对所述第一持续时间的一个子帧中的N*M个RE应用长度为N*M的加扰序列。
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