CN101325739A - 传输上行数据和上行控制信令的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了传输上行数据和上行控制信令的设备和方法，包括：对上行数据进行速率匹配的方法；映射上行数据信道的方法；对传输块分段时映射上行数据信道的方法；分配上行控制信令的资源的方法；配置上行子帧结构的方法；传输用于信道测量的参考信号的方法。

Description

传输上行数据和上行控制信令的方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体的说涉及一种在无线通信系统中的传输上行数据和上行控制信令的设备和方法。

背景技术

现在，3GPP标准化组织已经着手开始对其现有系统规范进行长期的演进(LTE)。在众多的物理层传输技术当中，基于正交频分复用(OFDM)的下行传输技术和基于单载波频分多址接入(SCFDMA)的上行传输技术是研究的热点。在LTE中有两种桢结构：即类型1帧结构(Type1Frame Structure)和类型2帧结构(Type 2Frame Structure)。类型1帧结构中有FDD和TDD两种双工方式，而类型2帧结构中只有TDD一种双工方式。下面以LTE类型1FDD系统为例描述当前LTE系统中的现有技术和问题，所述问题同样存在于LTE类型2系统中。

根据当前LTE的讨论结果，图1是LTE类型1FDD的下行帧结构，无线帧(radio frame)(101-103)的时间长度为10ms；每个帧分为多个时隙(slot)(104-107)，目前的假设是每个无线帧包含20个时隙，时隙的时间长度为0.5ms；每个时隙又包含多个OFDM符号。根据目前的假设，LTE系统中有效OFDM符号的时间长度约为66.7μs。OFDM符号的CP的时间长度可以有两种，即一般CP(Normal CP，也称为短CP)的时间长度大约为4.69μs或者5.21μs，加长CP(Extended CP，也称为长CP)的时间长度大约为16.7μs，加长CP时隙用于多小区广播/多播和小区半径非常大的情况，一般CP时隙(108)包含7个OFDM符号，加长CP时隙(109)包含6个OFDM符号。根据目前的讨论结果，连续的两个时隙构成一个子帧(subframe)，并且传输时间间隔(TTI)是1ms，等于一个子帧的时间长度。

图2是LTE类型1FDD系统上行帧结构，与下行帧结构类似，其无线帧(201，202，203)的时间长度与WCDMA相同为10ms；每个帧细分为多个时隙(204-207)，目前的假设是每个无线帧包含20个时隙，时隙的时间长度为0.5ms；每个时隙又包含多个SCFDMA符号。与下行帧结构一致，SCFDMA符号的CP有两种长度，即一般CP和加长CP，一般CP时隙包含7个SCFDMA符号，加长CP时隙包含6个SCFDMA符号。根据目前的讨论结果，连续的两个时隙构成一个子帧(subframe)，并且传输时间间隔(TTI)是1ms，等于一个子帧的时间长度。

图3是SCFDMA的信号处理过程，发送端经一定的处理得到其需要发送的调制符号(301)，经DFT模块(301)变换到频域，然后经子载波映射模块(303)映射到系统分配的子载波位置，接下来经IFFT模块(304)变换回时域，接着添加CP(305)，然后执行后续的操作。注意为了与IFFT操作(304)以及在接收时执行的DFT操作区分，模块(301)的DFT操作称为Pre-DFT操作。

根据LTE系统中对上行控制信令传输的讨论结果，当不存在上行数据传输时，上行控制信息(CQI，ACK/NACK等)在预留的频带内传输；当存在上行数据传输时，上行控制信息在分配的上行数据信道内传输。这时，上行数据和上行控制信令在复用后输入Pre-DFT模块，并进行后续的SCFDMA操作。

根据LTE系统中的讨论结果，当传输块的比特数大于某个值N^max时，需要对传输块进行分段(segmentation)，从而分别对每个分段进行编码。在LTE中，N^max等于6144，编码的方式采用Turbo编码。根据LTE系统中的讨论结果，速率匹配是基于循环缓冲器(Circular Buffer)的速率匹配方法(CBRM)。如图4是CBRM的发送操作示意图。首先，传输块或者其分段经Tubo编码器编码后，得到系统位S、校验位P1和校验位P2；然后，分别对系统位S、校验位P1和校验位P2进行子块交织；接下来，交织后的校验位P1和交织后的校验位P2按照p₁p₂p₁p₂...的模式交错排列，并添加到交织后的系统位S的后面构成循环缓冲器；这样，获得每一次传输的比特流的方法是从这个循环缓冲器的某个位置开始连续读出N个比特，这里的N受限于物理数据信道的资源数目。

根据当前LTE的讨论，在复用上行数据和上行控制信令时，可以有两种速率匹配的策略。一步速率匹配的策略是指在对上行数据进行速率匹配的同时考虑上行控制信令的影响，其输出比特数目由实际用于上行数据的上行数据信道资源的数据决定。二步速率匹配的策略的操作有两部组成，第一步是不考虑上行控制信令的影响，只根据上行数据信道的资源总数对上行数据进行速率匹配；第二步是考虑上行控制信令的影响，对第一步匹配后的比特进行打孔得到在实际用于上行数据的上行数据信道资源上传输的比特。这两种速率匹配的方法输出的比特数目是相等的，但是具体输出的比特一般是不同的。

在当前的LTE的讨论中，类型1帧结构的上行参考信号结构如图5所示。示例一是一般CP子帧的上行参考信号结构，每个时隙包含7个SCFDMA符号，记为符号#0～符号#6，则位于时隙中间的SCFDMA符号(即符号#3)用于传输上行参考信号。示例二是加长CP子帧的上行参考信号结构，每个时隙包含6个SCFDMA符号，记为符号#0～符号#5，则第一个时隙的符号#2和第二个时隙符号#3用于传输上行参考信号。在上述上行参考信号结构，当用户设备同时在多个天线上发送信号时，多个天线的参考信号采用CDM的方式在每个时隙的用作参考信号的符号上传输。

发明内容

本发明的目的是提供在无线通信系统中的传输上行数据和上行控制信令的设备和方法。

按照本发明的一方面，一种对上行数据进行速率匹配的方法，包括如下步骤：

a)用户设备对上行数据进行编码；

b)用户设备根据上行数据信道中去除类型#1控制信令占用的RE剩下的RE的总数对上行数据进行速率匹配，得到比特流R1；

c)用户设备根据类型#2控制信令占用的RE的个数对比特流R1进行打孔。

按照本发明的另一方面，一种映射上行数据信道的方法，包括如下步骤：

a)用户设备对上行数据进行编码；

b)用户设备对编码后的比特进行速率匹配，并记在传输类型#2上行控制信令时需要打掉的比特的集合为B_C，其他比特的集合为B_D；

c)与是否发送上行控制信令无关，用户设备固定把集合B_D的比特映射到集合A_D内的RE上，这里，记可能用于传输控制信令的RE的集合为A_C，记固定用于数据传输的RE的集合为A_D。

按照本发明的一方面，一种对传输块分段时映射上行数据信道的方法，包括如下步骤：

a)用户设备对传输块分段，并分别进行编码；

b)当需要发送上行控制信令时，一个分段占用的RE个数减少N_C个，这里N_C是上行控制信令占用的RE的个数；

c)用户设备对各个分段的编码后的比特进行速率匹配。

d)用户设备对各个分段进行物理资源映射。

按照本发明的一方面，一种分配上行控制信令的资源的方法，包括如下步骤：

a)用户设备对上行控制信令进行编码；

b)用户设备把上行控制信令映射到一个TTI的两个传输参考信号的符号之间的SCFDMA符号上传输。

按照本发明的一方面，一种配置上行子帧结构的方法，包括如下步骤：

a)上行子帧的第一个SCFDMA符号配置稍长的CP；

b)上行子帧内从第二个SCFDMA符号到倒数第二个SCFDMA符号配置稍短的CP；

c)上行子帧的最后一个SCFDMA符号配置稍长的CP。

按照本发明的一方面，一种配置上行子帧结构的方法，包括如下步骤：

a)基站配置第n个子帧的最后一个SCFDMA符号和第n+1个子帧的第一个SCFDMA符号用于传输CS-RS；

b)用于CS-RS的SCFDMA符号每隔k(k大于等于0)个子帧进行重复分配。

附图说明

图1是LTE类型1的下行帧结构；

图2是LTE类型1的上行帧结构；

图3是SCFDMA信号的处理过程；

图4是基于循环缓冲器的速率匹配方法；

图5是一般CP时的上行参考信号结构；

图6是对上行数据进行速率匹配的方法；

图7是映射上行数据和ACK/NACK的方法；

图8是映射上行数据、CQI和ACK/NACK的方法；

图9是对传输块分段时映射上行数据信道的传送方法；

图10是分配上行控制信令的资源的方法；

图11是上行子帧结构；

图12是传输用于信道测量的参考信号的方法。

具体实施方式

上行控制信令可以分为两种类型，第一种类型(类型#1)是基站和用户设备双方都确信其是否传输的上行控制信令，例如周期性的信道质量指示(CQI)，周期性的CQI信令是通过高层信令来配置的，其可靠性很高，所以基站和用户设备都知道CQI传输的定时和占用的资源。第二种类型(类型#2)是基站和用户设备之间有可能存在不确定性的控制信令，例如响应下行HARQ数据传输的ACK/NACK，因为用户设备有可能错误检测进行下行调度的下行物理控制信道(PDCCH)，这包括：基站发送了对用户设备进行下行调度的PDCCH而用户设备没有检测到，或者基站没有发送对用户设备的进行下行调度的PDCCH而用户设备错误检测到进行下行调度的PDCCH；这样，用户设备不能完全确信其是否需要发送ACK/NACK控制信令。

本发明下面描述了多种存在上行数据传输时，把上行控制信令在上行数据信道中传输的方法。

对上行数据进行速率匹配的方法：

当需要在上行数据信道上同时传输上行数据和上行控制信令时，Pre-DFT模块之前的一部分资源用于上行控制信令，可用于传输上行数据的资源减少，所以在对上行数据进行编码并速率匹配时，需要考虑这些上行控制信令占用的资源的影响。根据上面对上行控制信令的分类，本发明相应地提出同时传输上行数据和上行控制信令时对上行数据的速率匹配方法。

记上行数据信道内物理资源的资源单元(RE)的总数是N_S，每个RE传输一个调制符号，调制符号的物理比特数是k，这里k由上行数据传输的所采用的调制方式决定，例如对QPSK，k等于2；对16QAM，k等于4；对64QAM，k等于6。以下根据需要发送的上行控制信令的类型分别介绍本发明的处理方法。

当不需要传输上行控制信令时，只根据上行数据信道的RE总数对上行数据进行速率匹配，则速率匹配输出比特数为k·N_S。

当只需要传输上行数据和类型#1控制信令时，根据上行数据信道中去除类型#1控制信令占用的RE剩下的RE的总数对上行数据进行速率匹配。记类型#1控制信令占用的RE的个数为N_C1，则速率匹配输出比特数为k·(N_S-N_C1)。

当只需要传输上行数据和类型#2控制信令时，首先根据上行数据信道的RE总数对上行数据进行速率匹配得到比特流R，其比特数为k·N_S；然后进一步对比特流R进行打孔，记类型#2控制信令占用的RE的个数为N_C2，则打掉的比特个数为N_C＝k·N_C2，最终速率匹配输出比特数为k·(N_S-N_C2)。

当需要传输上行数据、类型#1控制信令和类型#2控制信令时，首先根据上行数据信道中去除类型#1控制信令占用的RE剩下的RE的总数对上行数据进行速率匹配，得到k·(N_S-N_C1)个比特的比特流R1，这里记类型#1控制信令占用的RE的个数为N_C1；然后进一步对比特流R1进行打孔，记类型#2控制信令占用的RE的个数为N_C2，则打掉的比特数为N_C＝k·N_C2，最终速率匹配输出比特数为k·(N_S-N_C1-N_C2)。

映射上行数据信道的方法：

根据用户设备是否需要发送类型#1上行控制信令，分别描述本发明映射上行数据信道的方法。记上行数据信道内物理资源的资源单元(RE)的总数是N_S，每个RE传输一个调制符号，调制符号的物理比特数是k，这里k由上行数据传输的所采用的调制方式决定，例如对QPSK，k等于2；对16QAM，k等于4；对64QAM，k等于6。

当用户设备不需要发送类型#1上行控制信令时，下面描述传输上行数据和类型#2上行控制信令的方法。记不发送上行控制信令时速率匹配之后的比特总数是R，它等于物理比特总数，即R＝k·N_S。当需要发送类型#2上行控制信令时，假设有N_C个RE用于传输控制信令，相应地，上行数据占用的物理比特数减少R_C＝k·N_C。记可能用于传输控制信令的N_C个RE的集合为A_C，记固定用于数据传输的N_S-N_C个RE的集合为A_D。

用户设备对上行数据进行编码和速率匹配，例如可以采用基于循环缓冲器的速率匹配方法(CBRM)。记不发送上行控制信令时速率匹配之后的比特流为B，则当发送上行控制信令时，比特流B中的R_C个比特需要被打掉。这R_C个打掉的比特可以是比特流的后R_C个比特、前R_C个比特或者其它位置的R_C个比特，本发明不限制打掉的R_C个比特的位置。这里，需要打掉的R_C个比特可以是编码器(例如Turbo编码器)输出的校验位而不包含系统位。记在传输上行控制信令时需要打掉的R_C个比特的集合为B_C，其他R-R_C个比特的集合为B_D。因为类型#2上行控制信令具有不确定性，即用户设备可能没有按照基站的调度指令发送或者不发送类型#2控制信令，为了尽可能的保证上行数据传输不受类型#2控制信令的影响，系统采用特殊的物理资源映射方法处理集合B_C和集合B_D的比特。

当用户设备认为需要发送上行数据和类型#2上行控制信令时，对上行数据，用户设备把集合B_D的比特映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上；对类型#2上行控制信令，用户设备对其编码后映射到集合A_C内的N_C个RE上。当用户设备认为只需要发送上行数据而不需要发送类型#2上行控制信令时，所有N_S个RE用于传输上行数据，用户设备把集合B_D的比特映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上，并把集合B_C的比特映射到集合A_C内的N_C个RE上。在上面的两种情况下，不论用户设备是否发送类型#2控制信令，用户设备对集合B_D的比特的处理和往集合A_D内的N_S-N_C个RE上的映射方法是相同的。

当用户设备需要发送类型#1上行控制信令时，下面描述传输上行数据、类型#1上行控制信令和类型#2上行控制信令的方法。当需要发送类型#1和类型#2上行控制信令时，假设有N_C个RE用于传输控制信令，记为集合A_C，其中N_C1个RE用于类型#1控制信令，记为集合A_C1；N_C2个RE用于类型#2控制信令，记为集合A_C2，这里N_C1+N_C2＝N_C。记固定用于数据传输的N_S-N_C个RE的集合为A_D。

用户设备对上行数据进行编码和速率匹配，例如可以采用基于循环缓冲器的速率匹配方法(CBRM)，记不发送上行控制信令时速率匹配之后的比特流为B。因为类型#1控制信令是确定要传输的，所以比特流B中的R_C1＝k·N_C1个比特是确定要打掉的。这R_C1个打掉的比特可以是比特流的后R_C1个比特、前R_C1个比特或者其它位置的R_C1个比特，本发明不限制打掉的R_C1个比特的位置。记打掉R_C1个比特后的上行数据比特流是B₁。当需要发送类型#2上行控制信令时，比特流B₁中的R_C2＝k·N_C2个比特进一步被打掉。这R_C2个打掉的比特可以是比特流的后R_C2个比特、前R_C2个比特或者其它位置的R_C2个比特，本发明不限制打掉的R_C2个比特的位置。记进一步打掉R_C2个比特后的上行数据比特流是B₂。这里，需要打掉的R_C个比特可以是编码器(例如Turbo编码器)输出的校验位而不包含系统位。记在传输类型#2上行控制信令时比特流B₁需要打掉的R_C2个比特的集合为B_C2，其他R-R_C个比特的集合为B_D。因为类型#2上行控制信令具有不确定性，即用户设备可能没有按照基站的调度指令发送或者不发送类型#2控制信令，为了尽可能的保证上行数据传输不受类型#2控制信令的影响，系统采用特殊的物理资源映射方法处理集合B_C2和集合B_D的比特。

当用户设备认为需要发送上行数据、类型#1上行控制信令和类型#2上行控制信令时，对上行数据，用户设备把集合B_D的比特映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上；对类型#1上行控制信令，用户设备对其调制后映射到集合A_C1内的N_C1个RE上；对类型#2上行控制信令，用户设备对其调制后映射到集合A_C2内的N_C2个RE上。当用户设备认为只需要发送上行数据和类型#1控制信令而不需要发送类型#2上行控制信令时，对上行数据，用户设备把集合B_D的比特映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上，并把集合B_C2的比特映射到集合A_C2内的N_C2个RE上；对类型#1上行控制信令，用户设备对其调制后映射到集合A_C1内的N_C1个RE上。在上面的两种情况下，不论用户设备是否发送类型#2控制信令，用户设备对集合B_D的比特的处理和往集合A_D内的N_S-N_C个RE上的映射方法是相同的。

对传输块分段时映射上行数据信道的传送方法：

当传输块的比特数大于某个值N^max时，需要对传输块进行分段(segmentation)，从而分别对每个分段进行Turbo编码。在LTE中，N^max等于6144，编码的方式采用Turbo编码。这里k＝1，2，..，N。记上行数据信道内物理资源的资源单元(RE)的总数是N_S，上行控制信令占用的RE的个数为N_C。

记传输块的分段的个数为N，记不发送上行控制信令时各个分段占用的RE个数分别为N_k ^seg。当需要发送上行控制信令时，第一种方法是传输块的各个分段占用的RE个数均匀的减少。当需要发送上行控制信令时，第二种方法是只有一个分段占用的RE个数减少N_C个。本发明不限制传输块的N个分段中的那一个分段占用的RE减少。

根据目前LTE系统中对编码的讨论，LTE系统中预定义了一些Turbo交织器的大小，这相应地决定了各个可能的编码块的大小。当传输块的大小不是预定义的某个数值时，需要对其添加填充比特；类似地，当传输块的大小大于某个数值(在LTE中是6144)时，需要对传输块进行分段，这时有一个分段内可以包含填充比特。根据LTE中的讨论结果，在对传输块或者其分段编码后，填充比特对应的系统位和校验位P1将要被去掉，而校验位P2的处理方法还未定，一种可能的方式是校验位P2的各个比特都被保留。对上面的把一个分段占用的RE个数减少N_C来传输上行控制信令的方法，RE个数减少的分段可以是添加了填充比特的分段，并且在对这个分段的编码后的比特进行速率匹配时，优先打掉多余的校验位P2的比特。

假设当传输块分为多个分段时，速率匹配是对每个分段分别进行，并且在物理资源映射时，一个分段只映射到TTI内部的一部分符号上。在接收端，为了能够尽快的对分段进行解码处理，对在TTI前部的符号上传输的分段，TTI后部的参考信号将不能用于信道估计，信道估计的精度相对较低；而对在TTI后部的符号上传输的分段，TTI内的所有参考信号都可以用于信道估计，信道估计的精度相对较高。所以，位于TTI前部符号上的分段的解码性能较差，而位于TTI后部符号上的分段的解码性能较好。对上面的把一个分段占用的RE个数减少N_C来传输上行控制信令的方法，RE个数减少的分段可以是在TTI后部传输的分段，例如TTI中按照发送时间顺序的最后一个分段。这样，虽然在发送上行控制信令时，这个分段的RE个数减少，不利于这个分段的解码性能，但是这个分段的信道估计的精度比较高，从而综合考虑各个因素，这个分段的解码性能得到保证。

综合上面的两个处理方式，对上面的把一个分段占用的RE个数减少N_C来传输上行控制信令的方法，RE个数减少的分段可以是添加了填充比特的分段，并且映射到TTI后部传输。

分配上行控制信令的资源的方法：

根据当前LTE的讨论结果，当需要同时传输上行数据和上行控制信令时，上行控制信令在上行数据信道内传输。对每个SCFDMA符号，控制信令和数据复用后输入Pre-DFT模块，从而保证了单载波性质。控制信令可以在TTI内的多个SCFDMA符号上传输。

第一种分配资源的方法是在上行TTI内的两个传输参考信号的符号之间的SCFDMA符号上传输上行控制信令。采用这种方法，接收方根据两个传输参考信号的符号对他们之间的SCFDMA符号做信道估计，信道估计的精度较高，有利于提高上行控制信令的可靠性。

第二种分配资源的方法是在上行TTI内的除了可能用于传输信道测量(Channel Sounding)的参考信号(CS-RS)和数据解调的参考信号(DM-RS)的SCFDMA符号以外的其他SCFDMA符号上传输上行控制信令。这里，可能用于传输CS-RS的SCFDMA符号可以是TTI的第一个符号，可以是TTI的最后一个符号，也可以是其他位置上的符号。采用这种方法，当需要发送CS-RS时，这个SCFDMA符号发送CS-RS；当不需要发送CS-RS时，这个SCFDMA符号用于发送上行数据，而不用于发送控制信令。

第三种分配资源的方法是在除了TTI的首尾两个SCFDMA符号和用于数据解调的参考信号(DM-RS)的SCFDMA符号以外的其他SCFDMA符号上传输上行控制信令。

配置上行子帧结构的方法：

根据当前LTE中对CP长度的讨论结果，LTE类型1一般CP的时隙中包含7个SCFDMA符号，其中一个符号具有较长的CP，大约是5.21μs，而其他六个符号的CP长度稍短，大约是4.69μs。这个稍长的CP主要是用于补偿信号的上升和下降时间(ramp up/ramp down)。根据LTE中的讨论结果，上行子帧由连续的两个时隙组成，TTI的长度是一个子帧。根据目前LTE系统中对CS-RS的讨论结果，CS-RS在不同于用于数据解调的参考信号(DM-RS)的SCFDMA符号上发送；用于传输CS-RS的SCFDMA符号可以在每个子帧中分配，也可以每隔k(k大于1)个子帧分配一次。

在每个上行子帧内部，有一些用户设备在发送上行数据，有一些用户设备在发送上行控制信令，还有一些用户设备在发送用于传输信道测量(Channel Sounding)的参考信号(CS-RS)。这些信息在发送的时候都需要考虑上升和下降时间的影响。即，上行数据信道的第一个SCFDMA符号需要配置稍长的CP；上行控制信道的第一个SCFDMA符号需要配置稍长的CP；发送CS-RS的SCFDMA符号需要配置稍长的CP。

根据上述需求，本发明提出一种配置子帧结构的方法：一个子帧的第一个时隙的第一个SCFDMA符号配置稍长的CP；同时这个子帧的第二个时隙的最后一个SCFDMA符号配置稍长的CP；子帧内两个时隙的其他SCFDMA符号配置稍短的CP。当需要发送CS-RS时，子帧的最后一个SCFDMA符号用于发送CS-RS，注意本发明不限制子帧的第一个SCFDMA符号是否用于发送CS-RS。上行数据信号从子帧内的第一个SCFDMA符号开始发送。上行控制信号从子帧内的第一个SCFDMA符号开始发送。

注意本发明不限上行控制信令是否可以和CS-RS在相同的SCFDMA符号内传输，即子帧的最后一个SCFDMA符号内传输。当需要在一个子帧同时发送上行控制信令和CS-RS时，一种方法是上行控制信令只在子帧内除最后一个SCFDMA符号以外的其他符号中发送，同时CS-RS在子帧的最后一个SCFDMA符号上发送，即上行控制信令和CS-RS是TDM复用的。另一种方法是上行控制信令在子帧内的所有SCFDMA符号中发送，同时CS-RS在子帧的最后一个SCFDMA符号上发送，即上行控制信令和CS-RS是FDM复用的。

传输用于信道测量的参考信号(CS-RS)的方法：

在无线通信系统中，为了支持接收分集，用户设备一般具有两根接收天线，即用户设备可以同时接收两根天线上的来自基站的信号并进行合并接收。但是，为了降低用户设备的成本和复杂度，用户设备一般只有一个功率放大器，也就是说，用户设备一次只能在一根天线上发送信号。为了支持对上行传输的频率调度，基站需要获得用户设备的两根发射天线上的信道状态，即用户设备需要分别为两根天线发送CS-RS。特别地，对TDD系统，用户设备发送的CS-RS可以同时用于估计上行和下行信道的状态。根据目前LTE系统中对CS-RS的讨论结果，CS-RS在不同于用于数据解调的参考信号(DM-RS)的SCFDMA符号上发送；用于传输CS-RS的SCFDMA符号可以在每个子帧中分配，也可以每隔k(k大于1)个子帧分配一次。

对只有一个功率放大器的用户设备，它在每个SCFDMA符号只能发送一根天线的CS-RS，为了实现对两个发射天线的信道测量，用户设备需要占用两个SCFDMA符号，从而在不同的时间上分别发送两根天线的CS-RS。为了尽可能降低只有一个功率放大器的用户设备发送CS-RS时的电量损耗，要求这两个用作CS-RS的SCFDMA符号在时间上是连续的；为了减小对一般的上行数据传输的影响，连续的用作CS-RS的SCFDMA符号应该属于不同的子帧。这样，本发明提出，在两个子帧的交界处的两个SCFDMA符号，即第n个子帧的最后一个SCFDMA符号和第n+1个子帧的第一个SCFDMA符号，用于传输CS-RS；同时，按这种方法分配的用于CS-RS的SCFDMA符号每隔k(k大于0)个子帧进行重复分配。按照这种方法，对只有一个功率放大器的用户设备，基站可以配置其在连续的两个SCFDMA符号上分别为不同的天线发送CS-RS。

如果需要保证用于CS-RS的每个SCFDMA符号具有稍长的CP从而补偿上升和下降时间的影响时，上面描述的本发明的配置上行子帧结构的方法可以用于保证这个需求。按照这种配置上行子帧结构的方法，子帧的首尾两个SCFDMA符号具有稍长的CP，可以用于传输CS-RS。如果进一步需要保证上行数据信道的SCFDMA符号也具有稍长的CP从而补偿上升和下降时间的影响时，可以限制子帧的第一个SCFDMA符号采用频分复用的方法传输CS-RS和上行数据。例如，当需要发送CS-RS时，子帧的第一个SCFDMA符号内每隔2个子载波有一个子载波用于传输CS-RS，同时其他子载波用于传输上行数据。本发明不限制对上行控制信令的处理方法。

实施例

本部分给出了该发明的七个实施例，为了避免使本专利的描述过于冗长，在下面的说明中，略去了对公众熟知的功能或者装置等的详细描述。

第一实施例

本实施例中描述本发明同时传输上行数据、CQI和ACK/NACK时对上行数据进行速率匹配的方法。记上行数据信道内物理资源的资源单元(RE)的总数是N_S，每个RE传输一个调制符号，调制符号的物理比特数是k。记CQI占用的RE的个数为N_C1，记ACK/NACK占用的RE的个数为N_C2。

如图6所示，首先对上行数据进行Turbo编码(801)，记编码后的比特数为N_e；然后，根据上行数据信道的RE总数N_S和CQI在物理层占用的RE个数N_C1，对编码后的N_e个比特进行第一步速率匹配，其输出的比特数为N_RM1＝k·(N_S-N_C1)(802)；接下来，根据ACK/NACK在物理层占用的RE个数N_C2，在第一步速率匹配输出的N_RM1个比特的基础上进行打孔，得到上行数据在物理层实际传输的N_RM2＝k·(N_S-N_C1-N_C2)个比特；最后，把上行数据、CQI和ACK/NACK复用到上行数据信道上。

第二实施例

本实施例中描述本发明传输上行数据和ACK/NACK上行控制信令的方法。记上行数据信道内物理资源的资源单元(RE)的总数是N_S，每个RE传输一个调制符号，调制符号的物理比特数是k，则上行数据信道的物理比特总数是R＝k·N_S。当需要发送ACK/NACK时，假设有N_C个RE用于传输控制信令，相应地，上行数据占用的物理比特数减少R_C＝k·N_C。对上行数据信道，记可能用于传输控制信令的N_C个RE的集合为A_C，记固定用于数据传输的N_S-N_C个RE的集合为A_D。记不发送上行控制信令时速率匹配之后的比特流是b₁，b₂，...，b_R，假设当发送上行控制信令时，后R_C个比特 $b_{R-R_C+1},b_{R-R_C+2},...,b_R$ 需要被打掉，这里后R_C个比特 $b_{R-R_C+1},b_{R-R_C+2},...,b_R$ 是Turbo编码器输出的一部分校验位而不包含系统位。

如图7所示，基于循环缓冲器的速率匹配方法(CBRM)，循环缓冲器的前部是系统位，后部是校验位，从循环缓冲器读出的R个比特也是系统位在前，校验位在后。如示例一所示，当用户设备认为需要发送上行数据和ACK/NACK时，对上行数据，用户设备把CBRM输出R-R_C的比特 $b_1,b_2,...,b_{R-R_C}$ 映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上；对ACK/NACK，用户设备对其编码后映射到集合A_C内的N_C个RE上。如示例二所示，当用户设备认为只需要发送上行数据而不需要发送ACK/NACK时，所有N_S个RE用于传输上行数据，用户设备把CBRM输出R-R_C的比特 $b_1,b_2,...,b_{R-R_C}$ 映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上，并把后R_C个比特 $b_{R-R_C+1},b_{R-R_C+2},...,b_R$ 映射到集合A_C内的N_C个RE上。在示例一和示例二中，用户设备对比特 $b_1{b}_2,...,b_{R-R_C}$ 的处理和往集合A_D内的N_S-N_C个RE上的映射方法是相同的。

第三实施例

本实施例中描述本发明传输上行数据、CQI和ACK/NACK上行控制信令的方法。与实施例二相同，记上行数据信道内物理资源的资源单元(RE)的总数是N_S，调制符号的物理比特数是k，则上行数据信道的物理比特总数是R＝k·N_S。当需要发送CQI和ACK/NACK时，假设有N_C个RE用于传输控制信令，记为集合A_C，其中N_C1个RE用于CQI，记为集合A_C1；N_C2个RE用于ACK/NACK，记为集合A_C2，这里N_C1+N_C2＝N_C。记固定用于数据传输的N_S-N_C个RE的集合为A_D。记不发送上行控制信令时速率匹配之后的比特流是b₁，b₂，...，b_R。因为CQI是确定要传输的，所以比特流b₁，b₂，...，b_R的后R_C1＝k·N_C1个比特 $b_{R-R_{C1}+1},b_{R-R_{C1}+2},...,b_R$ 是确定要打掉的，这样上行数据的比特流变为 $b_1,b_2,...,b_{R-R_{C1}}.$ 当需要发送ACK/NACK时，比特流 $b_1,b_2,...,b_{R-R_{C1}}$ 的后R_C2个比特 $b_{R-R_C+1},b_{R-R_C+2},...,b_{R-R_{C1}}$ 进一步被打掉。这里后R_C个比特 $b_{R-R_C+1},b_{R-R_C+2},...,b_R$ 是Turbo编码器输出的一部分校验位而不包含系统位。

如图8所示，基于循环缓冲器的速率匹配方法(CBRM)，循环缓冲器的前部是系统位，后部是校验位，从循环缓冲器读出的R个比特也是系统位在前，校验位在后。如示例一所示，当用户设备认为需要发送上行数据、CQI和ACK/NACK时，对上行数据，用户设备把比特 $b_1,b_2,...,b_{R-R_C}$ 映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上；对CQI，用户设备对其调制后映射到集合A_C1内的N_C1个RE上；对ACK/NACK，用户设备对其调制后映射到集合A_C2内的N_C2个RE上。如示例二所示，当用户设备认为只需要发送上行数据和CQI而不需要发送ACK/NACK时，对上行数据，用户设备把比特 $b_1,b_2,...,b_{R-R_C}$ 映射到集合A_D内的N_S-N_C个RE上，并把比特 $b_{R-R_C+1},b_{R-R_C+2},...,b_{R-R_{C1}}$ 映射到集合A_C2内的N_C2个RE上；对CQI，用户设备对其调制后映射到集合A_C1内的N_C1个RE上。在上面的两种情况下，不论用户设备是否发送AKC/NACK，用户设备对比特 $b_1,b_2,...,b_{R_C}$ 的处理和往集合A_D内的N_S-N_C个RE上的映射方法是相同的。

第四实施例

本实施例中描述本发明当对传输块进行了分段操作时的映射上行数据信道的方法。这里假设传输块分为两个分段，并假设上行控制信令均匀的分布到所有SCFDMA符号中。

如图9所示，当同时发送上行数据和上行控制信令时，一部分RE用于传输控制信令，第一个分段在TTI的前部的SCFDMA符号上传输，其占用的RE的数目不变，即与不传输控制信令时占用的资源数目相同；而第二个RE占用的RE的数目减少。按照本发明的方法，分段#2可以是添加了填充比特的分段。

根据如图5所示的上行TTI内的参考信号结构，基站可以在收到TTI内第一个时隙的参考信号后立刻进行信道估计，并在收到分段#1的所有调制符号后，对其进行解码；接下来，基站在收到TTI内的第二个时隙的参考信号后，利用TTI内的两个参考信号符号重新进行信道估计，从而利用这个更精确的信道估计值对分段#2进行解码。

第五实施例

本实施例中描述本发明在上行数据信道内分配用于传输控制信令的资源的方法。下面以LTE类型1的一般CP的子帧结构为例，所述方法也可以用于加长CP结构和LTE类型2系统。以下描述中对TTI内的各个SCFDMA符号从左到右进行编号，并且最左边的符号的编号为#0。TTI内的两个传输参考信号的符号的编号分别为#3和#10。

如图10所示，在示例一中，TTI内两个传输参考信号的符号之间的SCFDMA符号(#4～#9)用于传输上行控制信令。在示例二中，假设TTI的第一个符号可能用于传输CS-RS，则上行控制信令固定在SCFDMA符号(#1～#2、#4～#9、#11～#13)中传输。在示例三中，假设TTI的最后一个符号可能用于传输CS-RS，则上行控制信令固定在SCFDMA符号(#0～#2、#4～#9、#11～#12)中传输。在示例四中，上行控制信令固定在SCFDMA符号(#1～#2、#4～#9、#11～#12)中传输。

第六实施例

本实施例中描述本发明的配置上行子帧内各个SCFDMA符号的CP长度的方法，以LTE类型1的一般CP的子帧结构为例。以下以抽样频率30.72MHz为例描述CP的抽样个数，其他抽样频率的系统的抽样个数可以按照抽样频率的比例相应地得到。根据当前LTE中对CP长度的讨论结果，LTE类型1一般CP的时隙中包含7个SCFDMA符号，其中一个符号具有较长的CP，包含160个抽样，大约是5.21μs；而其他六个符号的CP长度稍短，包含144个抽样，大约是4.69μs。

如图11所示，每个子帧由两个时隙，共计14个SCFDMA符号组成。子帧的第一个SCFDMA符号，也就是第一个时隙的第一个SCFDMA符号，即符号#0配置稍长的CP，即160个抽样；子帧的最后一个SCFDMA符号，也就是第二个时隙的最后一个SCFDMA符号，即符号#13配置稍长的CP，即160个抽样；其他12个SCFDMA符号配置稍短的CP，即144个抽样。当需要发送CS-RS时，子帧的最后一个SCFDMA符号用于发送CS-RS。上行数据信号从子帧内的第一个SCFDMA符号开始发送。上行控制信号从子帧内的第一个SCFDMA符号开始发送。

第七实施例

本实施例中描述本发明传输用于信道测量的参考信号(CS-RS)的方法，下面以LTE类型1的一般CP的子帧结构为例，所述方法也可以用于加长CP结构和LTE类型2系统。

如图12所示，相邻的两个子帧的交界处的两个SCFDMA符号，即第n个子帧的最后一个SCFDMA符号和第n+1个子帧的第一个SCFDMA符号，用于传输CS-RS。这样，对只有一个功率放大器的用户设备，基站可以配置其在连续的两个SCFDMA符号上分别为不同的天线发送CS-RS。

Claims (18)

1.一种对上行数据进行速率匹配的方法，包括步骤：

a)用户设备对上行数据进行编码；

b)用户设备根据上行数据信道中去除类型#1控制信令占用的RE剩下的RE的总数对上行数据进行速率匹配，得到比特流R1；

c)用户设备根据类型#2控制信令占用的RE的个数对比特流R1进行打孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤b)中，类型#1上行控制信令包括CQI。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤c)中，类型#2上行控制信令包括ACK/NACK。

4.一种映射上行数据信道的方法，包括步骤：

a)用户设备对上行数据进行编码；

b)用户设备对编码后的比特进行速率匹配，并记在传输类型#2上行控制信令时需要打掉的比特的集合为B_C，其他比特的集合为B_D；

c)与是否发送上行控制信令无关，用户设备固定把集合B_D的比特映射到集合A_D内的RE上，这里，记可能用于传输控制信令的RE的集合为A_C，记固定用于数据传输的RE的集合为A_D。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在步骤b)中，所述速率匹配的方法是基于循环缓冲器的速率匹配方法。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在步骤b)中，集合B_C的比特属于编码器输出的校验位。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在步骤c)中，当用户设备认为需要发送上类型#2上行控制信令时，用户设备对其编码后映射到集合A_C内的RE上。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在步骤c)中，当用户设备认为不需要发送类型#2上行控制信令时，把集合B_C的比特映射到集合A_C内的RE上。

9.一种对传输块分段时映射上行数据信道的方法，包括如下步骤：

a)用户设备对传输块分段，并分别进行编码；

b)当需要发送上行控制信令时，一个分段占用的RE个数减少N_C个，这里N_C是上行控制信令占用的RE的个数；

c)用户设备对各个分段的编码后的比特进行速率匹配。

d)用户设备对各个分段进行物理资源映射。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在步骤b)中，RE个数减少的分段是添加了填充比特的分段。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对这个分段的编码后的比特进行速率匹配时，优先打掉多余的校验位#2的比特。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在步骤d)中，RE个数减少的分段映射到TTI的后部传输。

13.一种分配上行控制信令的资源的方法，包括步骤：

a)用户设备对上行控制信令进行编码；

b)用户设备把上行控制信令映射到一个TTI的两个传输参考信号的符号之间的SCFDMA符号上传输。

14.一种配置上行子帧结构的方法，包括如下步骤：

a)上行子帧的第一个SCFDMA符号配置稍长的CP；

b)上行子帧内从第二个SCFDMA符号到倒数第二个SCFDMA符号配置稍短的CP；

c)上行子帧的最后一个SCFDMA符号配置稍长的CP。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于在步骤a)中，上行数据信号从子帧内的第一个SCFDMA符号开始发送。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于在步骤a)中，当需要发送CS-RS时，在子帧的最后一个SCFDMA符号上传输。

17.一种传输用于信道测量的参考信号的方法，包括步骤：

a)基站配置第n个子帧的最后一个SCFDMA符号和第n+1个子帧的第一个SCFDMA符号用于传输CS-RS；

b)用于CS-RS的SCFDMA符号每隔k个子帧进行重复分配，其中，k大于等于0。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，对只有一个功率放大器的用户设备，基站配置其在连续的两个SCFDMA符号上分别为不同的天线发送CS-RS。

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