CN101651525B - 响应信号的传送资源分配方法、反馈方法和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统中的响应信号的传送资源分配方法、响应信号反馈方法、以及响应信号处理方法。根据本发明的响应信号的传送资源分配方法包括步骤：确定当前需要传送响应信号的移动台的列表；确定每一个移动台需要传送的响应信号的数量；以及为每一个移动台分配频域序列和时域序列，用于响应信号的传送；其中，针对分配有相同频域序列的多个移动台，对需要传送多个响应信号分组的移动台，将分配给该移动台的时域序列分成多个子序列，分别用于传送该移动台的多个响应信号分组；不同移动台的与多个子序列相对应的时域序列部分之间分别相互正交。

Description

响应信号的传送资源分配方法、反馈方法和处理方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地说，本发明涉及一种无线通信系统中的响应信号的传送资源分配方法、响应信号反馈方法、以及响应信号处理方法。

背景技术

在无线通信系统中，基站可以向一个或多个用户同时发送数据，也可以同时接收来自一个或多个用户发送的数据。基站到用户的通信链路一般称为下行链路，用户到基站的通信链路称为上行链路。在上行链路中，用户需要向基站发送上行控制信令以支持下行链路中的数据传输，如申请带宽的带宽请求信号、下行数据包确认信号等。在进行系统设计时，需要考虑如何尽量减少在上行链路中传送的上行控制信令的开销以提高系统的频谱效率。

下行数据包确认信号是上行控制信令的一种，在基站和移动台之间交互时使用，分为ACK和NACK两种状态。如图1所示，示出基站和移动台之间的数据传输过程。首先，从步骤S11开始，基站在步骤S12中通过下行链路向移动台发送数据。然后，用户在步骤S13中收到数据之后进行解码，并在步骤S14中判断解码是否正确。如果解码正确，则移动台在步骤S15向基站发送表示数据包已经解码成功的控制信号ACK，基站可以在步骤S16向移动台传送新数据包，并且在步骤S19结束一次数据传送的流程。

如果在步骤S14中判断解码不正确，则移动台在步骤S17中向基站发送表示数据包解码失败的控制信号NACK，并由基站在步骤S18中重新传送刚才发送的数据，流程返回步骤S13，用户重新接收数据。

从上面的描述可以看出，下行数据包确认信号实质上为一个表示数据包解码成功(用ACK表示)或者失败(用NACK表示)的控制信号。为了表述方便，在不引起歧义的情况下，下文中有时也将下行数据包确认信号简称为响应信号或ACK信号。

当基站分配固定的资源用于上行ACK的传输后，多个用户的ACK可以通过多种方式进行复用发送。如果多个用户占用不同的时间资源，则为时分复用(TDM，Time Division Multiplex)，如果占用不同的频率资源，则为频分复用(FDM，Frequency Division Multiplex)，如果占用不同的码字资源，则为码分复用(CDM，Code Division Multiplex)。相比于TDM和FDM，采用码分复用的资源分配方式可以更多的提供可分配资源并能提供更好的上行控制信号的误码率性能，所以广泛的应用于现代无线通信系统之中。如3GPP的长期演进系统(LTE，Long Term Evolution)中已经决定使用CDM作为上行ACK信道的频域复用方式。

为了在分配的固定资源上尽可能多的传送上行控制信号，LTE中也采用时域扩频的方法，即每个用户的ACK比特用一个频域序列和一个时域序列唯一表示，多个用户的ACK比特可以采用不同的频域和/或时域序列复用在相同的资源上同时发送。

图2给出了一种典型的上行ACK序列复用方式。图2中，每个子帧包含7个OFDM符号，中间三个OFDM符号用于发送多个用户的导频信号，其余四个符号用于发送多个用户的ACK信号。

对于ACK信号和导频信号，频域序列可以采用恒模零自相关(CAZAC，Constant Amplitude Zero Auto Correlation)序列，其特点为：1)恒模，即每个CAZAC序列的每个元素具有相同的幅值；2)零循环自相关，即采用不同循环时延的CAZAC序列的相关性为零。CAZAC序列包含的序列包括ZC(Zadoff-Chu)序列、GCL(General chirp-like)序列等，其各自的序列描述可参考非专利文献“Ghosh.A，Ratasuk.R，Uplink controlchannel design for 3GPP LTE.IEEE PIMRC 2007”。

在此以ZC序列为例进行说明，ZC序列的表达式可表示为：

$p\left(n\right)=\left\{\begin{array}{c}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\πl}}{M}(n+n\frac{n+1}{2})\mathrm{if\; M\; is\; odd},n=\mathrm{0,1},\·\·\·,M-1}\\ e^{-j\frac{2\mathrm{\πl}}{M}(n+\frac{n^2}{2})\mathrm{if\; M\; is\; even},n=\mathrm{0,1},\·\·\·,M-1}\end{array}\right.$

其中M为序列的长度，l为与M互为质数的任意整数。

在图2中，F^-1表示IFFT运算，ACK比特的时域序列表示为w₀-w₃。时域序列可以采用Hadamard矩阵中的向量，4x4的Hadamard矩阵可表示为 $\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right].$ w₀-w₃的值为Hadamard矩阵中的某一行向量，即如果时域序列选择第一行，则w₀-w₃＝[1，1，1，1]。将Hadamard矩阵的四个行向量分别配以索引号，即时域序列1对应序列[1，1，1，1]，时域序列2对应序列[1，-1，1，-1]，其余依此类推。

用于ACK信号的资源可以是频域上连续的子载波或非连续的子载波。以分配连续子载波为例，假设此资源位于OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用)符号的边界处，如图3所示。假设在频域采用连续的12个子载波，即理论上可以有12个时延的ZC序列作为传送ACK比特的频域序列，但在实际情况中，为了减少干扰，一般每隔一个时延取一个ZC序列作为频域序列，所以可用的频域序列为6个。

时域中采用3个OFDM符号作为导频符号，其余的4个符号作为数据符号。导频信号一般用于估计每个用户的信道，与ACK信号相似，每个用户的导频信号也对应一个频域序列和时域序列。

从导频角度看，共有3个时域序列，所以可以同时传输的ACK比特数为6＊3＝18个。从数据角度看，由于占用的时域OFDM符号的个数为4，采用6个循环时延的ZC序列，可同时传送的1比特ACK的个数为6＊4＝24个。由于导频和ACK数据之间的一一对应关系，所以可同时传送得ACK只能是取最小值，即18个。一种资源分配方案可以由1表示。

表1  ACK比特序列分配

表1中，用户1分配的时域和频域的序列的索引为(1，1)，用户2分配的序列索引为(1，3)，共有18个用户可以同时发送1比特ACK，每个用户的ACK比特占用不同的时域和/或频域序列。

在基站收到多个用户同时发回的ACK信号后，采用的典型的接收方法如图4所示。下面以基站接收某一用户k的ACK信号为例说明基站的接收过程。如图4所示，基站收到多个用户复用的ACK数据后，首先在步骤S41将接收到的每个OFDM符号分别乘以用户k的时域序列(w₀，w₁，w₂，w₃)，所得到的序列相加，然后在步骤S42进行FFT运算。接着，在步骤S43根据之前此用户的导频得到的信道估计值做均衡，去除无线信道的影响，然后在步骤S44与用户k对应的频域序列p(n)做相关。最后，在步骤S45将在步骤S44中得到的结果与预先设定好的门限值比较，如果大于此门限，则说明此用户k发送了NACK信号，如果小于此门限，则说明此用户k发送了ACK信号。

上述情况描述的是每个用户只反馈一个ACK信号的情况，即一个ACK比特。但是，在许多情况下，系统中某些用户需要同时反馈多个比特的ACK信号，例如多码字(Multi-Codewords，MCW)多输入多输出系统(multiple input multiple output，MIMO)系统、时分双工(Time DivisionDuplexing，TDD)系统等等。在某些用户需要同时反馈多个比特的ACK信号的情况下，如何灵活分配系统上行ACK比特对应的时域和频域序列已经成为目前关注的焦点。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提出一种无线通信系统中的响应信号的传送资源分配方法、响应信号反馈方法、以及响应信号处理方法。根据本发明的这些方法适用于采用OFDM技术的多载波或单载波通信系统，例如OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Addressing，正交频分多址接入)系统、SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division MultipleAddressing，单载波频分多址)系统等。

根据本发明的一个方面，提供一种响应信号的传送资源分配方法，包括步骤：确定当前需要传送响应信号的移动台的列表；确定每一个移动台需要传送的响应信号的数量；以及为每一个移动台分配频域序列和时域序列，用于响应信号的传送；其中，针对分配有相同频域序列的多个移动台，对需要传送多个响应信号分组的移动台，将分配给该移动台的时域序列分成多个子序列，分别用于传送该移动台的多个响应信号分组；以及不同移动台的与多个子序列相对应的时域序列部分之间分别相互正交。其中，响应信号为表示数据包解码失败的信号或者为表示数据包解码成功的信号。

根据本发明的一个实施例，在具有相同频域序列的第一个移动台包括具有2比特响应信号的一个响应信号分组、第二和第三个移动台各包括1比特响应信号的情况下，时域序列为4x4的Hadamard矩阵

$\left|\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right|;$

为具有相同频域序列的第一个移动台分配该Hadamard矩阵中的任意一个行向量，为该第一个移动台的响应信号分组中的第一比特响应信号分配该任意一个行向量的前半部分子向量，第二比特响应信号分配该任意一个行向量的后半部分子向量；为具有相同频域序列的第二个移动台分配该Hadamard矩阵中不同于为第一个移动台分配的行向量的一个行向量，该为第二个移动台分配的行向量的前半部分子向量和后半部分子向量分别与为第一个移动台分配的行向量的前半部分和后半部分子向量正交；以及为具有相同频域序列的第三个移动台分配该Hadamard矩阵中不同于为第一个移动台和第二个移动台分配的行向量的一个行向量，该为第三个移动台分配的行向量的前半部分和后半部分子向量分别与为第一个移动台分配的行向量的前半部分和后半部分子向量正交。

根据本发明的另一个具体实施例，在具有相同频域序列的第一个移动台包括具有2比特响应信号的一个响应信号分组以及第二个移动台包括具有2比特响应信号的一个响应信号分组的情况下，时域序列为4x4的Hadamard矩阵向量

$\left|\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right|;$

为具有相同频域序列的第一个移动台分配该Hadamard矩阵中的任意一个行向量，为该第一个移动台的响应信号分组的第一比特响应信号分配该任意一个行向量的前半部分子向量，为第二比特响应信号分配该任意一个行向量的后半部分子向量；以及为具有相同频域序列的第二个移动台分配该Hadamard矩阵中不同于为第一个移动台分配的行向量的一个行向量，为该第二个移动台的响应信号分组的第一比特响应信号分配该为第二个移动台分配的行向量的前半部分子向量，为第二比特响应信号分配该为第二个移动台分配的行向量的后半部分子向量，且为第二个移动台分配的行向量的前半部分子向量和后半部分子向量与为第一个移动台分配的行向量的前半部分子向量和后半部分子向量分别正交。

此外，在响应信号分组包含多于一个响应信号的情况下，将包含多于一个响应信号的响应信号分组中的响应信号进行调制；以及将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上。

根据本发明的一个优选实施例，每一个响应信号分组包括2比特的响应信号，并且通过ON-OFF键控的方式将该2比特的响应信号调制为1比特的QPSK符号。

在具有一个响应信号分组的移动台以ON-OFF的方式进行发送时，如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码成功的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中不传送任何数据；如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码失败的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中根据分配的频域序列和时域序列子向量发送数据。

优选地，在为需要发送响应信号的所有移动台分配序列时，将时域序列均匀地分配给各个移动台，并使每个时域序列被分配的次数大致相等。

根据本发明的另一个方面，提供一种响应信号反馈方法，包括步骤：确定用于发送响应信号的频域序列和时域序列；确定时域序列中允许用于传送响应信号的子序列；以及使用所确定的用于传送响应信号的子序列和频域序列发送响应信号。

根据本发明一个优选实施例的响应信号反馈方法，还包括确定表示数据包解码失败的信号的步骤。在发送响应信号的步骤中仅使用所确定的用于传送响应信号的子序列和频域序列发送表示数据包解码失败的信号。

优选地，将响应信号分组为与时域序列中允许用于传送响应信号的子序列的数量相等的多个响应信号分组，并且在发送响应信号的步骤中使用不同的子序列和频域序列发送所述多个响应信号分组。

此外，在响应信号分组包含多于一个响应信号的情况下，将包含多于一个响应信号的响应信号分组中的响应信号进行调制；以及将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上。根据本发明的一个优选实施例，每一个响应信号分组包括2比特的响应信号，并且通过ON-OFF键控的方式将该2比特的响应信号调制为1比特的QPSK符号。

在具有一个响应信号分组的移动台以ON-OFF的方式进行发送时，如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码成功的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中不传送任何数据；如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码失败的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中根据分配的频域序列和时域序列子向量发送数据。

根据本发明的再一个方面，提供一种响应信号处理方法，包括步骤：确定响应信号的数量；将与各个响应信号相对应的OFDM符号与对应的时域序列相关；将与对应的时域序列相关后得到的序列在频域上与对应于响应信号的频域序列相关；以及将在频域上相关后得到的相关值与预定门限值比较，以确定响应信号的内容。

优选地，在相关值大于门限值时，响应信号为表示数据包解码失败的信号；以及在相关值小于等于门限值时，响应信号为表示数据包解码成功的信号。

在本发明的一个优选实施例中，响应信号是对多个响应信号比特进行调制并将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上而获得的信号。

根据本发明的另一个实施例的响应信号处理方法，在频域上进行相关之前还包括均衡步骤，根据与发送响应信号的移动台的导频得到的信道估计值对与对应的时域序列相关后得到的序列进行均衡处理。

优选地，频域序列包括不同循环时延的CAZAC序列，时域序列包括DFT序列、CAZAC序列或Hadamard矩阵向量。其中，CAZAC序列包括ZC序列或GCL序列。

另外，本发明还提供用于实现上述自动生成数据库查询的方法的计算机程序。

此外，本发明也提供至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述自动生成数据库查询的方法的计算机程序代码。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。附图中：

图1为示出基站和移动台之间的数据传输过程的流程图；

图2示出典型的上行ACK序列的复用方式；

图3为示出上行ACK信道的分配的图示；

图4为示出现有技术中基站的ACK信号的接收处理过程的流程图；

图5示出根据本发明的响应信号的传送资源分配方法的流程图；

图6示出根据本发明的响应信号反馈方法的流程图；

图7示出根据本发明的响应信号处理方法的流程图；

图8示出根据本发明一个具体实施例的ACK信号发送过程的流程图；以及

图9示出根据本发明一个具体实施例的针对2比特ACK信号的基站接收过程的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

现在参考附图，特别是图5至图7，首先描述本发明的响应信号的传送资源分配方法、反馈方法和处理方法的一般原理。

图5示出根据本发明的响应信号的传送资源分配方法的流程图。如图5所示，基站首先在步骤S51中确定当前需要传送响应信号(即，ACK信号)的移动台的列表，并且在步骤S52中确定每一个移动台需要传送的ACK信号的数量。

接着，在步骤S53中为每一个移动台分配频域序列和时域序列，用于ACK信号的传送。针对分配有相同频域序列的多个移动台，对需要传送多个ACK信号分组的移动台，将分配给该移动台的时域序列分成多个子序列，分别用于传送该移动台的多个ACK信号分组。这里，不同移动台的与多个子序列相对应的时域序列部分之间分别相互正交。

然后，在步骤S54中判断是否已经为需要传送响应信号的所有移动台分配了传送资源，如果没有分配完毕，则返回步骤S53继续进行传送资源的分配。

如果在步骤S54中判断传送资源的分配已经完成，则在步骤S55中将分配给各个移动台的频域序列和时域序列发送给相应的移动台，从而结束响应信号的传送资源分配处理。

在将传送资源发送给各个移动台之前，如果ACK信号分组包括多个ACK信号，则需要将该包含多于一个ACK信号的ACK信号分组进行调制，然后再将调制后的信号映射到所分配的频域序列和时域序列上。例如，对于包括2比特的ACK信号的ACK信号分组，可以通过ON-OFF键控的方式将该2比特的ACK信号调制为1比特的QPSK符号。

另外需要指出的是，在为需要发送ACK信号的所有移动台分配序列时，最好将时域序列均匀地分配给各个移动台，并使每个时域序列被分配的次数大致相等。

在移动台从基站收到所分配的用于发送ACK信号的频域序列和时域序列之后，移动台将使用所分配的传送资源进行ACK信号的反馈处理，如图6所示，示出根据本发明的响应信号反馈方法的流程图。

在图6中，首先移动台在步骤S61中接收基站所分配的用于发送ACK信号的频域序列和时域序列，接着在步骤S62确定时域序列中允许用于传送ACK信号的子序列。最后，在步骤S63中，移动台使用所确定的用于传送ACK信号的子序列和频域序列发送ACK信号。

另外，在步骤S63之前，移动台还确定表示数据包解码失败的信号，并且在步骤S63中仅使用所确定的用于传送ACK信号的子序列和频域序列发送表示数据包解码失败的信号，而不发送表示数据包解码成功的信号。更具体地说，在移动台以ON-OFF键控的方式进行ACK信号发送时，如果任意一个比特的ACK信号为表示数据包解码成功的信号，则在用于传送该任意一个比特的ACK信号的两个OFDM符号中不传送任何数据；如果任意一个比特的ACK信号为表示数据包解码失败的信号，则在用于传送该任意一个比特的ACK信号的两个OFDM符号中根据分配的频域序列和时域序列子向量发送数据。

在发送ACK信号之前，移动台还将ACK信号分组为与时域序列中允许用于传送ACK信号的子序列的数量相等的多个ACK信号分组，并且在步骤S63中使用不同的子序列和频域序列发送所述多个ACK信号分组。

同样，在ACK信号分组包括多个ACK信号的情况下，需要将该包含多于一个ACK信号的ACK信号分组进行调制，然后再将调制后的信号映射到所分配的频域序列和时域序列上。

在移动台使用基站所分配的频域序列和时域序列发送ACK信号之后，基站将接收该ACK信号并进行处理，以便确定数据传输是否成功。图7示出根据本发明的响应信号处理方法的流程图。

如图7所示，基站首先在步骤S71确定移动台发送的ACK信号的数量，接着在步骤S72中将与各个ACK信号相对应的OFDM符号与对应的时域序列相关，并且在步骤S73将与对应的时域序列相关后得到的序列在频域上与对应于ACK信号的频域序列相关。

在频域上相关并得到相应的相关值之后，在步骤S74将相关值与预定门限值比较，以便确定ACK信号的内容。在相关值小于等于门限值时，ACK信号为表示数据包解码成功的信号，处理流程结束。

另一方面，在步骤S74中确定在相关值大于门限值时，则ACK信号为表示数据包解码失败的信号，处理流程前进到步骤S75。在步骤S75中，基站重新传送数据包。

这里，ACK信号可以是对多个ACK比特进行调制并将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上而获得的信号。在这种情况下，基站需要对ACK信号进行相应的解调处理。

优选地，在频域上进行相关之前还进行均衡步骤，根据与发送ACK信号的移动台的导频得到的信道估计值对与对应的时域序列相关后得到的序列进行均衡处理。

以上结合附图描述了本发明的响应信号的传送资源分配方法、反馈方法和处理方法的一般原理，下面将以移动台需要发送的ACK信号为2比特的ACK信号为例对本发明进行更进一步的详细说明。

如前所述，在上行传送某移动台的一个ACK比特时，此ACK比特对应一个频域序列和时域序列，多个移动台对应的序列复用在同一时频资源上同时发送。频域序列可以采用CAZAC序列，典型的如ZC序列、GCL序列等。时域序列可以采用多种方案，如CAZAC序列、Hadamard矩阵向量等。在此以ZC序列和Hadamard序列作为时域和频域序列的具体示例详细说明本发明，其他序列亦可类推。

如前所述，采用图2所示的ACK信道分配方案，在分配序列时可以从6个ZC序列和4个Hadamard向量的任意组合中选择一个作为传送该用户的ACK信号的序列。因此，存在两个或多个用户采用相同的频域序列而采用不同的时域序列的情况。

在实际情况中，如果某移动台需要同时反馈多个ACK比特，则可以给该移动台分配额外的正交资源。在频域序列不变时，可以为该移动台的每个ACK比特分配一个时域序列。在时域序列不变时，可以为该移动台的每个ACK比特分配一个频域序列。当然，时域序列和频域序列的资源也可以都发生变化，此时为该移动台的每个ACK比特分配一个相应的时域序列和频域序列。

但是，不论采用上述哪种方案，该移动台都需要在一个子帧的每个OFDM符号中同时反馈多个序列，而时域叠加的ACK信号会导致峰均比(PAPR)较高的问题。这里，峰均比表示数据波的峰值功率与平均功率的比值。峰均比过高对整个系统的运行成本和效率会产生不利的影响。例如，如果采用频域序列1传送1个ACK比特，则其峰均比为2.04，而在采用频域序列1和频域序列3传输2个ACK比特时，复用在一起后的峰均比可以高达3.42。

如果不采用上述方法，而对多个ACK比特仍然只采用一个时域序列和频域序列发送时，则可以对多个ACK比特进行调制。例如，比特数为2、3、4的ACK信号可以分别采用QPSK、8PSK、16QAM调制。然后，将调制后的信号再映射到对应的频域序列和时域序列上，以便进行传送。以同时传送两个ACK比特为例，采用QPSK调制，假设采用On-Off键控的方式传输数据，可以得到下表2。

表2 ACK信号调制

 

ACK信号	QPSK符号
		ACKACK	无数据传输
ACK NACK	-1
		NACKACK	-j
NACK NACK	J

这里On-Off键控的意思为，如果要发送的响应信号为ACK，则不发送任何数据，如果为NACK，则发送对应的时域和频域序列。因此，由表2可以得知，在采用QPSK传送2比特的ACK信号时，只要两个比特的ACK信号中有一个为NACK，就需要将两个比特的ACK信号调制到某一QPSK符号来进行传送，即会对其他用户的ACK信号传送带来干扰。在实际情况中，如果某移动台采用了QPSK调制进行ACK信号的传输，则相比于1比特ACK信号的检测，基站在检测QPSK调制后ACK信号时会有大约3dB左右的损失。

为此，本发明设计了另外一种多个ACK比特仍然占用一个时域和频域序列来进行传送的方案。

首先，考虑以下情形。第一，ACK信号的可占用资源比导频的可占用资源要多，因为导频资源在时域占用了三个OFDM符号，而传送ACK信号的资源在时域占用了四个OFDM符号，所以ACK数据信号的资源分配可以比较灵活。第二，时域序列受多普勒频移的影响较大，因此为了维持时域序列的相关性，基站一般分配多个低速率移动台占用相同的频域序列和不同的时域序列。

在上述前提下，检查时域序列，即如下所示的Hadamard矩阵向量。

上面所示的4x4的Hadamard矩阵可从左到右分成两部分。例如，第一行(1，1，1，1)可分为两个子向量(1，1)和(1，1)，第二行(1，-1，1，-1)可分为两个子向量(1，-1)，(1，-1)，其余的行可以类推。可以看出，第一行向量的两个子向量(1，1)，(1，1)与第二行和第四行的两个对应子向量分别正交。推广到一般情况，对于该矩阵的任意一个向量v的两个子向量，都可以在该矩阵中找到两个其他向量u，w，其子向量分别与v的两个子向量正交。针对上述4x4的Hadamard矩阵，其对应关系可以表示为下表3。

表3 子向量正交对应关系

 

向量索引	子向量正交的向量索引
		1	2，4
2	1，3
		3	2，4
4	1，3

这样，基站可以根据表3的对应关系来调度用户传送ACK信号。例如，如果某一时刻基站调度用户1、用户2、用户3同时发送ACK信息，且用户1需要发2比特ACK，用户2和用户3各需要发送1比特ACK，则此时序列的分配可以为：1)用户1分配向量索引为1的时域序列，即(1，1，1，1)，且第一个ACK比特分配子向量(1，1)，第二个ACK比特分配子向量(1，1)；2)根据表3，用户2分配向量索引为2的时域序列，即(1，-1，1，-1)，用于传送其ACK比特；3)根据表3，用户3分配向量索引为4的时域序列，即(1，-1，-1，1)，用于传送其ACK比特。

由此，可以保证每个用户发送的每个ACK比特所对应的序列仍然正交。在以ON-OFF键控方式进行ACK信号传送时，采用Hadamard矩阵的第一行向量作为时域向量传送两个ACK信号可能出现的结果如表4所示。

表4时域序列分配

 

时域序列	比特1	比特2
			(1，1，1，1)	NACK	NACK
(1，1，x，x)	NACK	ACK
			(x，x，1，1)	ACK	NACK
(x，x，x，x)	ACK	ACK

在表4中，x表示无任何信号传输。由表4可知，只有当某一比特为NACK信号时，才会有对应的序列发出。例如，在某移动台两个数据流中第一个数据包解码正确，而第二个数据包解码错误的情况下，对应的时域序列为(x，x，1，1)，则在如图2所示的四个传送ACK信号的OFDM符号中，前两个符号不传送该移动台的任何数据，后两个OFDM符号传送第二个数据流对应的NACK信号。因此，在前两个OFDM符号，该移动台对与之同时发送ACK信号的其他移动台的干扰为零，在后两个OFDM符号，该移动台对其他移动台的干扰与该移动台传送1比特ACK数据时的干扰相等。所以，相比于采用将ACK信号调制后发送的方法，采用所设计的方法可以减少对其他用户的干扰。

基于同样的原理，也可以调度两个需要传送2比特ACK信号的用户占用相同的频域序列和不同的时域序列。例如，某一时刻基站可以调度需要传送2比特ACK信号的用户1和用户2同时传送ACK信号，并且分配用户1占用时域序列(1，1，1，1)，用户1的两个ACK比特分别占用子向量(1，1)和(1，1)，分配用户2占用时域序列(1，-1，1，-1)，用户2的两个ACK比特分别占用子向量(1，-1)和(1，-1)。此时仍然可以保证用户1和用户2的序列正交，其序列分配也可以参考表4进行。

针对4x4的Hadamard矩阵，采用本发明所提出的方法，为了保证正交性，在分配时域和频域序列时可以分为以下两种情况：分配传送2比特ACK的移动台与传送1比特ACK的一个或两个移动台占用相同的频域序列和不同的时域序列，分配序列时需要符合表4所示的对应关系；以及分配传送2比特ACK的移动台与传送2比特ACK的另一移动台占用相同的频域序列和不同的时域序列，分配序列时也需要符合表4所示的对应关系。

根据上述的序列分配原则，下面举例说明实际情况中的序列分配。如表5所示，表示当前需要传送ACK信号的移动台的列表，其中第一行移动台2、3、5、6、...、18需要传送1比特ACK信号，第二行移动台1、4、7、...、16需要传送2比特ACK信号。

表5 移动台的ACK比特数

 

1比特ACK移动台	2	3	5	6	8	9	11	12	14	17	18
												2比特ACK移动台	1	4	7	10	13	15	16

针对表5所示的情况，根据本发明提出的传送资源方案，时域和频域序列的分配如表6所示。其中移动台1、2、3占用相同的频域序列1，时域序列索引分别为1、2、4，即对应表4中的第一行对应关系。移动台5、4、6占用相同的频域序列，时域序列索引分别为1、2、3，即对应表4中的第二行对应关系，其他序列的分配也可以根据表4依次得到，在此不再详述。

表6 ACK序列分配

另外，在系统中某移动台需要同时反馈更多的ACK比特时，可以将所提出的方法与其他方法结合进行。以反馈4比特ACK信号为例，可以将四个比特的每两个比特调制为QPSK符号，然后按照上述方法分配时域和频域序列。此外，也可以将四个比特的每两个比特合并为一个比特，然后按照上述方法分配时域和频域序列。除了这两种方法之外，也可以采用其他的类似方法，在此不再详述。

图8具体示出了按照上述方法传送2比特的ACK信号的处理流程。如图8所示，首先在步骤S801接收基站所分配的用于发送ACK信号的时域序列和频域序列，然后在步骤S802判断所需发送的ACK信号的数量。

如果在S802中确定需要发送1比特的ACK信号，处理流程前进到步骤S810，判断所需发送的ACK信号的值，如果为ACK，则在步骤S811中不发送任何数据，直接前进到步骤S803结束处理。如果在步骤S810中判断所需发送的ACK信号的值为NACK，则在步骤S813中使用基站所分配的时域序列和频域序列按照上面描述的方案发送ACK信号，然后处理流程前进到步骤S803结束处理。

如果在步骤S802中确定需要发送2比特的ACK信号，则处理流程前进到步骤S820，确定第一个ACK信号的值，如果为ACK，则在步骤S821中不发送任何数据，直接前进到步骤S830。如果在步骤S820中判断所需发送的ACK信号的值为NACK，则在步骤S823中使用用于发送ACK信号的前两个OFDM符号发送ACK序列，然后处理流程前进到步骤S830。

在步骤S830中，确定第二个ACK信号的值，如果为ACK，则在步骤S831中不发送任何数据，直接前进到步骤S803结束处理。如果在步骤S830中判断所需发送的第二个ACK信号的值为NACK，则在步骤S833中使用用于发送ACK信号的后两个OFDM符号发送相应的ACK序列，然后处理流程前进到步骤S803结束处理。

相应地，对于采用图8所示的方法传送2比特的ACK信号的用户，基站在接收ACK信号时，可采用如图9所示的接收方法。图9示出根据本发明的一个具体实施例，针对发送2比特ACK信号的移动台基站的接收过程的流程图。

如图9所示，对于接收到的4个OFDM符号，将其分成两部分，并分别做接收和判决，以决定移动台发送的是ACK信号还是NACK信号。除了在步骤S911和S921中分别处理两个OFDM符号与图4的步骤S41中处理四个OFDM符号不同之外，其余的步骤S912～S915以及步骤S922～S925分别与步骤S42～S45相类似，在此为了简洁起见，省略其详细描述。

另外，在此还需要注意的是，图9中的门限值小于图4中接收单个比特的ACK信号时所定义的门限值。

此外，相应于上述响应信号的传送资源分配方法，本发明还可以实现为一种响应信号的传送资源分配装置，包括：配置为确定当前需要传送响应信号的移动台的列表的部件；配置为确定每一个移动台需要传送的响应信号的数量的部件；以及配置为每一个移动台分配频域序列和时域序列，用于响应信号的传送的部件；其中，针对分配有相同频域序列的多个移动台，对需要传送多个响应信号分组的移动台，将分配给该移动台的时域序列分成多个子序列，分别用于传送该移动台的多个响应信号分组；以及不同移动台的与多个子序列相对应的时域序列部分之间分别相互正交。

其中，响应信号为表示数据包解码失败的信号或者为表示数据包解码成功的信号。

另外，相应于上述响应信号反馈方法，本发明也可以实现为一种响应信号反馈装置，包括：配置为确定用于发送响应信号的频域序列和时域序列的部件；配置为确定时域序列中允许用于传送响应信号的子序列的部件；以及配置为使用所确定的用于传送响应信号的子序列和频域序列发送响应信号的部件。

同样，相应于上述响应信号处理方法，本发明也可以实现为一种响应信号处理装置，包括：配置为确定响应信号的数量的部件；配置为将与各个响应信号相对应的OFDM符号与对应的时域序列相关的部件；配置为将与对应的时域序列相关后得到的序列在频域上与对应于响应信号的频域序列相关的部件；以及配置为将在频域上相关后得到的相关值与预定门限值比较，以确定响应信号的内容的部件。

其中，频域序列包括不同循环时延的CAZAC序列，时域序列包括DFT序列、CAZAC序列或Hadamard矩阵向量。其中，CAZAC序列包括ZC序列或GCL序列。

根据本发明的响应信号的传送资源分配装置、响应信号反馈装置以及响应信号处理装置可以依据上面对相应的响应信号的传送资源分配方法、响应信号反馈方法以及响应信号处理方法的详细描述，实现各种相应的功能，从而达到本发明的相应目的和技术效果。为了简洁起见，在此不再一一详细描述。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此在这里省略了详细说明。

因此，基于上述理解，本发明的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质，因此也没有必要在此对各种存储介质一一列举。

在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上描述了本发明的优选实施方式。本领域的普通技术人员知道，本发明的保护范围不限于这里所公开的具体细节，而可以具有在本发明的精神实质范围内的各种变化和等效方案。

Claims (18)

1.一种响应信号的传送资源分配方法，包括步骤：

确定当前需要传送响应信号的移动台的列表；

确定每一个移动台需要传送的响应信号的数量；以及

为每一个移动台分配频域序列和时域序列，用于响应信号的传送；

其中，针对分配有相同频域序列的多个移动台，

对需要传送多个响应信号分组的移动台，将分配给该移动台的时域序列分成多个子序列，分别用于传送该移动台的多个响应信号分组；以及

不同移动台的与多个子序列相对应的时域序列部分之间分别相互正交。

2.如权利要求1所述的响应信号的传送资源分配方法，其中频域序列包括不同循环时延的CAZAC序列。

3.如权利要求1所述的响应信号的传送资源分配方法，其中时域序列包括DFT序列、CAZAC序列或Hadamard矩阵向量。

4.如权利要求1所述的响应信号的传送资源分配方法，

其中，在具有相同频域序列的第一个移动台包括具有2比特响应信号的一个响应信号分组、第二和第三个移动台各包括1比特响应信号的情况下，时域序列为4x4的Hadamard矩阵

$\left|\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right|;$

为具有相同频域序列的第一个移动台分配该Hadamard矩阵中的任意一个行向量，为该第一个移动台的响应信号分组中的第一比特响应信号分配该任意一个行向量的前半部分子向量，第二比特响应信号分配该任意一个行向量的后半部分子向量；

为具有相同频域序列的第二个移动台分配该Hadamard矩阵中不同于为第一个移动台分配的行向量的一个行向量，该为第二个移动台分配的行向量的前半部分子向量和后半部分子向量分别与为第一个移动台分配的行向量的前半部分和后半部分子向量正交；以及

为具有相同频域序列的第三个移动台分配该Hadamard矩阵中不同于为第一个移动台和第二个移动台分配的行向量的一个行向量，该为第三个移动台分配的行向量的前半部分和后半部分子向量分别与为第一个移动台分配的行向量的前半部分和后半部分子向量正交。

5.如权利要求1所述的响应信号的传送资源分配方法，

其中，在具有相同频域序列的第一个移动台包括具有2比特响应信号的一个响应信号分组以及第二个移动台包括具有2比特响应信号的一个响应信号分组的情况下，时域序列为4x4的Hadamard矩阵向量

$\left|\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right|;$

为具有相同频域序列的第一个移动台分配该Hadamard矩阵中的任意一个行向量，为该第一个移动台的响应信号分组的第一比特响应信号分配该任意一个行向量的前半部分子向量，为第二比特响应信号分配该任意一个行向量的后半部分子向量；以及

为具有相同频域序列的第二个移动台分配该Hadamard矩阵中不同于为第一个移动台分配的行向量的一个行向量，为该第二个移动台的响应信号分组的第一比特响应信号分配该为第二个移动台分配的行向量的前半部分子向量，为第二比特响应信号分配该为第二个移动台分配的行向量的后半部分子向量，且为第二个移动台分配的行向量的前半部分子向量和后半部分子向量与为第一个移动台分配的行向量的前半部分子向量和后半部分子向量分别正交。

6.如权利要求1所述的响应信号的传送资源分配方法，还包括步骤：

将包含多于一个响应信号的响应信号分组中的响应信号进行调制；以及

将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上。

7.如权利要求1至6任一所述的响应信号的传送资源分配方法，其中响应信号为表示数据包解码失败的信号或者为表示数据包解码成功的信号。

8.如权利要求7所述的响应信号的传送资源分配方法，其中在具有一个响应信号分组的移动台以ON-OFF的方式进行发送时，如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码成功的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中不传送任何数据；如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码失败的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中根据分配的频域序列和时域序列子向量发送数据。

9.如权利要求8所述的响应信号的传送资源分配方法，在为需要发送响应信号的所有移动台分配序列时，将时域序列均匀地分配给各个移动台，并使每个时域序列被分配的次数大致相等。

10.一种响应信号反馈方法，包括步骤：

确定用于发送响应信号的频域序列和时域序列；

确定时域序列中允许用于传送响应信号的子序列；

确定表示数据包解码失败的信号；

将响应信号分组为与时域序列中允许用于传送响应信号的子序列的数量相等的多个响应信号分组；以及

仅使用所确定的用于传送响应信号的子序列和频域序列发送表示数据包解码失败的信号，作为响应信号；

其中，在发送响应信号的步骤中使用不同的子序列和频域序列发送所述多个响应信号分组。

11.如权利要求10所述的响应信号反馈方法，还包括步骤：

将包含多于一个响应信号的响应信号分组中的响应信号进行调制；以及

将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上。

12.如权利要求10所述的响应信号反馈方法，其中频域序列包括不同循环时延的CAZAC序列。

13.如权利要求10所述的响应信号反馈方法，其中时域序列包括DFT序列、CAZAC序列或Hadamard矩阵向量。

14.如权利要求10至13任一所述的响应信号反馈方法，其中在具有一个响应信号分组的移动台以ON-OFF的方式进行发送时，如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码成功的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中不传送任何数据；如果响应信号分组中任意一个比特的响应信号为表示数据包解码失败的信号，则在用于传送该任意一个比特的响应信号的两个OFDM符号中根据分配的频域序列和时域序列子向量发送数据。

15.一种响应信号处理方法，包括步骤：

确定响应信号的数量；

将与各个响应信号相对应的OFDM符号与对应的时域序列相关；

将与对应的时域序列相关后得到的序列在频域上与对应于响应信号的频域序列相关；以及

将在频域上相关后得到的相关值与预定门限值比较，以确定响应信号的内容。

16.如权利要求15所述的响应信号处理方法，其中响应信号是对多个响应信号比特进行调制并将调制后的信号映射到对应的频域序列和时域序列上而获得的信号。

17.如权利要求15所述的响应信号处理方法，其中频域序列包括不同循环时延的CAZAC序列。

18.如权利要求15所述的响应信号处理方法，其中时域序列包括DFT序列、CAZAC序列或Hadamard矩阵向量。

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