CN101478379A - 物理上行控制信道的发送方法及用户设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种物理上行控制信道的发送方法，包括：用户设备(UE)解码物理下行数据信道(PDSCH)中的下行传输数据信息；UE判断该下行传输数据信息是否被正确接收，以选择相应的发送方式将肯定/否定应答(ACK/NACK)信息发送给基站；其中，所述PDSCH的码字流数目为4。本发明还提供了一种用户设备。本发明发送方法及用户设备支持四个ACK/NACK信息的同时反馈，满足长期演进高级(LTE－Advanced)系统的需求。
Description
技术领域
本发明涉及信道发送技术，尤其涉及一种物理上行控制信道(PUCCH，Physical Uplink Control Channel)的发送方法及用户设备(UE，User Equipment)。
背景技术
在移动通信系统中，采用混合自动请求重传(HARQ，Hybrid AutomaticRepeat Request)技术进行差错控制，HARQ引入了前向纠错码，采用HARQ技术发送的数据同时具有检错和纠错的能力。发送端发送的信道编码后的码字流，不仅能够检错，而且还具有一定的纠错能力。接收端译码器收到码字流后，首先检验错误情况，如果在码字流的纠错能力以内，则自动进行纠错，如果错误很多，超过了码字流的纠错能力，但能检测出错误，则接收端通过反馈信道给发送端发送一个控制信令，要求发送端重新发送相应信息。
在正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplex)系统中，通过肯定/否定应答(ACK/NACK，Acknowledgement/Negative Acknowledge-ment)控制信令来表示传输正确/错误，发送端根据收到的ACK/NACK信息确定是否需要重新发送相应信息。
长期演进(LTE，Long Terrm Evolution)系统是第三代伙伴组织的重要计划，图1示出了LTE系统中基本帧结构的结构示意图，如图1所示，帧结构分为无线帧、半帧、子帧和时隙四个等级，其中，一个无线帧的长度为10ms，一个无线帧由两个半帧组成，每个半帧的长度为5ms，一个半帧由5个子帧组成，每个子帧的长度为1ms，一个子帧由两个时隙构成，每个时隙的长度为0.5ms。当LTE系统采用常规循环前缀(CP，Cyclic Prefix)时，一个时隙包含7个上/下行符号；当LTE系统采用扩展CP时，一个时隙包含6个上/下行符号。
在OFDM系统中，一个资源块(RB，Resource Block)由7个OFDM符号或6个OFDM符号构成，而每个OFDM符号包括连续的12个子载波，一个资源单元(RE，Resource Element)为一个OFDM符号中的1个子载波。图2示出了LTE系统中带宽为5MHz的资源块的结构示意图，如图2所示，在进行资源分配时，以资源块为基本单位进行分配。
LTE系统定义了物理下行控制信道(PDCCH，Physical Downlink ControlChannel)承载调度分配和其它控制信息；物理控制格式指示信道(PCFICH，Physical Control Format Indicator Channel)承载在一个子帧中，用于传输PDCCH的OFDM符号的数目信息，在子帧的第一个OFDM符号上发送，所在频率位置由系统下行带宽与小区标志(ID)决定。每个PDCCH由若干个控制信道单元(CCE，Control Channel Element)组成，每个子帧的CCE数目由PDCCH的数量和下行带宽决定。每个子帧的CCE按照先频域后时域的顺序编号进行索引。每个PDCCH占用的CCE的个数称为PDCCH的聚集级(Aggregation Level)。
PUCCH的格式(format)分为format 1、format 1a、format 1b、format 2、format 2a、和format 2b六种，其中，format 1、format 1a和format 1b具有相同的信道结构，format 1在数据符号上乘以一个固定调制符号，通过format 1信道的有无来说明是否有SR信息发送；format 1a在数据符号上乘以一个双相移相键控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)符号，通过BPSK符号传输单码字流的ACK/NACK信息；format 1b在数据符号上乘以一个正交相移键控(QPSK，Quadrature Phase Shift Keying)符号，通过QPSK符号传输双码字流的ACK/NACK信息；其中，每个码字流对应1比特的ACK/NACK信息。Format 2、format 2a和format 2b具有相同的信道结构，format 2用于在数据符号上传输信道质量指示(CQI，Channel Quality Indicator)/预编码矩阵指示(PMI，recodingMatrix Indicator)和秩指示(RI，Rank Indication)信息，format 2a用于传输CQI/PMI和RI信息、单码字流的ACK/NACK信息，format 2b用于传输CQI/PMI和RI信息、双码字流的ACK/NACK信息，format 2a和format 2b用于循环前缀为常规循环前缀的场景。
图3示出了LTE系统中PUCCH的频域位置示意图，如图3所示，其中nPRB代表RB在频域上的索引，
表示上行带宽总的RB数目，m表示PUCCH所在的RB索引，每个PUCCH信道占用两个资源块的资源。
PUCCH format 2的信道结构如下：
采用常规CP时，选择一个长12的计算机搜索出来的恒定幅度零自相关(CAZAC，Constant Amplitude Zero Auto Correlation)序列作为基本序列，将所述序列重复7次，一个RB的每个符号上的12个频域位置上映射一个所述序列，其中每个时隙符号上的序列，如图5中的序列#0、#2、#3、#4及#6用作PUCCH信道的数据传输，每个时隙符号上的序列，如图4中的序列#1、#5用作PUCCH信道的参考信号(RS，Reference Signal)，即导频符号传输，如图4所示，空白填充代表数据符号，点填充代表RS。
采用扩展CP时，选择一个长12的计算机搜索出来的CAZAC序列作为基本序列，将所述序列重复6次，一个RB的每个符号上的12个频域位置上映射一个所述序列，其中每个时隙符号上的序列，如图5中的序列#0、#1、#3、#4和#5用作PUCCH信道的数据传输，每个时隙符号上的序列，如图5中的序列#2用作PUCCH信道的RS传输，如图5所示，空白填充代表数据符号，点填充代表RS。
编码后CQI/PMI和RI信息的比特数为20，将编码后的比特进行QPSK调制，调制为10个QPSK调制符号，每个时隙上映射5个QPSK调制符号，并让每个调制符号与一个PUCCH信道的数据序列对应，将该调制符号与目标数据序列相乘，映射到相应的载波上发送出去。
PUCCH format 2a的信道结构为：在format 2的基础上，将1比特的ACK/NACK信息进行BPSK调制，然后，与forrmat 2结构中每个时隙的第二个RS序列相乘，再映射到相应的载波上发送出去。
PUCCH format 2b的信道结构为：在format 2的基础上，将2比特的ACK/NACK信息进行QPSK调制，然后与format 2结构中每个时隙的第二个参考信号序列相乘，再映射到相应的载波上发送出去。
长期演进高级(LTE-Advanced)系统是通用陆地无线接入(E-UTRA)的进一步改进，是LTE Release-8的演进版本。除满足3GPP TR 25.913：“Requirements for Evolved UTRA(E-UTRA)and Evolved UTRAN(E-UTRAN)(E-UTRA和E-UTRRAN的要求)”的所有相关需求外，还要满足ITU-R提出的IMT-Advanced的需求。其中，与LTE Release-8后向兼容的需求是指：LTERelease-8的终端UE可以在LTE-Advanced的网络中工作；LTE-Advanced的终端UE可以在LTE Release-8的网络中工作。
另外，LTE-Advanced能在不同大小的频谱配置，包括比LTE Release-8更宽的频谱配置，如100MHz的连续的频谱资源下工作，以达到更高的性能和目标峰值速率。由于LTE-Advanced网络需要能够接入LTE用户，所以其操作频带需要覆盖目前LTE频带，在这个频段上已经不存在可分配的连续100MHz的频谱带宽了。所以LTE-Advanced需要解决的一个直接技术是将几个分布在不同频段上的连续分量载频(Component carrier)(频谱)聚合起来形成LTE-Advanced可以使用的100MHz带宽。即对于聚集后的频谱，被划分为n个分量载频(频谱)，每个分量载频(频谱)内的频谱是连续的。
在2008年9月提出的LTE-Advanced的需求研究报告TR 36.814 V0.1.1中已经明确了LTE-Advanced下行空间复用最高支持到4个码字流传输，也就是说在频分双工(FDD，Frequency Division Duplex)模式下，每个上行子帧需要反馈四个ACK/NACK信息。现有的LTE的设计只支持同时反馈两个ACK/NACK信息，不能支持同时反馈四个ACK/NACK信息，无法满足LTE-Advanced的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种大带宽下物理上行控制信道的发送方法及用户设备，能支持四个ACK/NACK信息的同时反馈。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种物理上行控制信道PUCCH的发送方法，包括：用户设备UE解码物理下行数据信道PDSCH中的下行传输数据信息；UE判断该下行传输数据信息是否被正确接收，以选择相应的发送方式将肯定/否定应答ACK/NACK信息发送给基站；其中，所述PDSCH的码字流数目为4。
上述技术方案中，所述PUCCH包括八种格式，分别为：格式format 1、format1a、format 1b、format 1c、format 2、format 2a、format 2b、和format 2c；
其中，format 1c为将4个码字流的ACK/NACK信息调制为一个16正交幅度调制QAM符号，并在数据符号上发送；
format 2c为将4个码字流的ACK/NACK信息调制为一个16QAM符号，并在导频符号上发送。
上述技术方案中，四个ACK/NACK信息单独在子帧中发送时，所述发送方式为采用format 1c发送ACK/NACK信息。
四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送时，所述发送方式为采用format 2c发送ACK/NACK信息。
四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送时，所述发送方式为ACK/NACK信息与其它上行控制信息进行联合编码，采用format2发送ACK/NACK信息。
所述发送方式为采用format1b在相应资源索引的PUCCH资源上发送四个ACK/NACK信息，其中，物理下行控制信道的控制信道单元数量大于等于4。
所述发送方式为在两个分量载波同时采用format 1b、format 2b或format 2发送ACK/NACK信息，每个分量载波上发送两个ACK/NACK信息。
所述发送方式为将需要发送的四个ACK/NACK信息进行部分绑定操作生成两个需要发送的ACK/NACK信息，然后采用format 1b、format 2b或format 2发送绑定后的ACK/NACK信息；所述部分绑定操作为分别将四个ACK/NACK信息中的两个进行与操作，获得两个ACK/NACK信息。
所述发送方式为将需要发送的四个ACK/NACK信息进行绑定操作生成一个需要发送的ACK/NACK信息，然后采用format 1a、format 2a或format 2发送绑定后的ACK/NACK信息；所述绑定操作为与操作。
本发明还提供了一种用户设备，包括解码单元、判断单元和发送方式选择单元，具体的：
解码单元，用于解码PDSCH中的下行传输数据信息；
判断单元，用于判断所述下行传输数据信息是否被正确接收；
发送方式选择单元，用于根据判断单元的判断结果，选择相应的发送方式将ACK/NACK信息发送给基站；
其中，所述PDSCH的码字流数目为4。
本发明的大带宽下物理上行控制信道的发送方法及用户设备，由于采用16正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)调制方式、利用PUCCH资源索引、或对四个ACK/NACK信息进行与操作等方式，能支持四个ACK/NACK信息的同时反馈，满足了LTE-Advanced的需求。
附图说明
图1为LTE系统中基本帧结构的结构示意图；
图2为LTE系统中带宽为5MHz的资源块的示意图；
图3为LTE系统中物理上行控制信道的频域位置示意图；
图4为系统采用常规循环前缀时PUCCH format 2信道结构示意图；
图5为当系统采用扩展循环前缀时PUCCH format 2信道结构示意图；
图6为本发明大带宽下PUCCH的发送方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在上行子帧需要同时反馈四个ACK/NACK信息时，通过采用16正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)调制方式、利用PUCCH资源索引、或对四个ACK/NACK信息进行与操作等方式，实现四个ACK/NACK信息的同时反馈，满足LTE-Advanced的需求。
图6为本发明大带宽下PUCCH的发送方法流程示意图，如图6所示，该发送方法包括：
步骤1、UE解码物理下行数据信道(PDSCH，Physical Downlink SharedChannel)中的下行传输数据信息；
步骤2、UE判断该下行传输数据信息是否被正确接收；
步骤3、UE选择相应的发送方式，将ACK/NACK信息发送给基站；
其中，所述PDSCH的码字流数目为4。
所述PUCCH包括八种格式，除现有技术中的六种以外，还包括：format 1c和format 2c；其中，format 1c为将4个码字流的ACK/NACK信息调制为一个16QAM符号，并与数据符号相乘，在数据符号上发送该ACK/NACK信息；format 2c为将4个码字流的ACK/NACK信息调制为一个16QAM符号，并与导频符号相乘，在导频符号上发送该ACK/NACK信息。
当四个ACK/NACK信息单独在子帧中发送时，所述发送方式为采用format1c发送ACK/NACK信息。
当四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送时，所述发送方式为采用format 2c发送ACK/NACK信息。
所述发送方式还可以采用format 1b在相应资源索引的PUCCH资源上发送ACK/NACK信息。
所述发送方式为在两个分量载波分别采用format 1b、format 2b或format 2发送ACK/NACK信息。
所述发送方式为将需要反馈的四个ACK/NACK信息进行部分绑定(sub-bundling)操作生成两个需要反馈的ACK/NACK信息，即分别将两个ACK/NACK信息进行与操作，生成两个ACK/NACK信息，然后采用format1b、format 2b或format 2发送绑定后的ACK/NACK信息。
所述发送方式为将需要反馈的四个ACK/NACK信息进行绑定(bundling)操作，即将需要反馈的四个ACK/NACK信息进行与操作生成一个需要反馈的ACK/NACK信息，然后采用format 1a、format 2a或forrmat 2发送绑定后的ACK/NACK信息。
下面结合实施例具体说明本发明大带宽下PUCCH的发送方法。
设定在第i个码字流(ACK-CW(i))反馈消息为ACK时，ACK-CW(i)＝1，而第i个码字流反馈消息为NACK时，ACK-CW(i)＝0；或者，在第i个码字流反馈消息为ACK时，ACK-CW(i)＝0，而第i个码字流反馈消息为NACK时，ACK-CW(i)＝1；
对于终端UE来说，根据ACK/NACK信息是否与其他上行控制信息在同一子帧中发送，采用不同的调制方式和发送方式，具体参见以下实施例。
实施例1
本实施例中，四个ACK/NACK信息单独在子帧中发送。
在该情况下，终端UE采用PUCCH format 1c发送。4个码字流的ACK/NACK信息(4个比特ACK-CW(1)，ACK-CW(2)，ACK-CW(3)，ACK-CW(4))，调制为一个16QAM符号；终端UE在数据符号上乘以上述16QAM符号，通过16QAM符号传输4个码字流的ACK/NACK信息。
实施例2
本实施例中，四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送，并且系统采用常规循环前缀。
在该情况下，终端UE采用PUCCH format 2c发送。4个码字流的ACK/NACK信息(4个比特ACK-CW(1)，ACK-CW(2)，ACK-CW(3)，ACK-CW(4))，调制为一个16QAM符号；终端UE在数据符号上传输CQI或PMI或RI信息，子帧中每个时隙的第二个导频符号上乘以上述16QAM符号，通过16QAM符号传输4个码字流的ACK/NACK信息。
实施例3
本实施例中，当基站配置采用4个码字流传输时，基站调度给UE的PDCCH的CCE聚集级限制至少为4，即此时调度的PDCCH的占用至少4个CCE，调度给终端UE的PDCCH的每个CCE对应一个上行PUCCH资源索引。
该情况下，终端UE根据需要反馈的ACK/NACK信息映射选择一个PUCCH资源索引，并在该资源上通过PUCCH format 1b来反馈四个ACK/NACK信息。
表1为终端UE反馈4个码字流的ACK/NACK信息的PUCCH发送映射表，如表1所示：
表1
其中，代表PDCCH第i个CCE所对应的PUCCH资源索引；b(0)，b(1)代表通过PUCCH format 1b传输的两个符号。当终端解码得到4个码字流的ACK/NACK信息为“ACK，ACK，ACK，ACK”时，终端在索引为
的PUCCH资源利用format 1b传输两个符号“0，0”。当终端UE没有解码到PDCCH时，映射到“DTX，DTX，DTX，DTX”状态，其不向基站发送任何信息。
PUCCH资源表示
b(0)，b(1)>，其中，i＝1，2，3，4，即有四种状态，b(0)，b(1)＝{00，01，10，11}，也有四种状态，所以，b(0)，b(1)>可以表示16种状态，4个码字流的ACK/NACK信息(ACK-CW(1)，ACK-CW(2)，ACK-CW(3)，ACK-CW(4)，每个反馈信息的取值为0，1；也对应着16种状态；(ACK-CW(1)，ACK-CW(2)，ACK-CW(3)，ACK-CW(4))和b(0)，b(1)>的对应关系不局限于本实施例给出的例子，只要它们之间建立一一对应关系，其中，当终端UE没有解码到PDCCH时，映射到“DTX，DTX，DTX，DTX”状态，即不向基站发送任何信息(对应状态<N/A，N/A>)，都在本发明保护范围内；
实施例4
本实施例中，四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送。
在该情况下，终端UE将4个码字流的ACK/NACK信息(4个比特)与要传输的其他CQI或PMI或RI信息进行format 2格式的联合编码，子帧中每个数据符号乘以该联合编码后的符号，在数据符号上发送ACK/NACK信息。
实施例5
本实施例中，终端UE工作于LTE-Advanced系统，利用分量载波发送ACK/NACK信息。
该情况下，终端UE同时在两个分量载波的PUCCH上发送ACK/NACK信息，在每个分量载波的PUCCH上采用PUCCH format 1b/2b/2承载发送两个ACK/NACK信息。
前两个ACK/NACK信息承载在索引低/高的分量载波的PUCCH上，并通过format 1b、format 2b或format 2格式发送；后两个的ACK/NACK信息承载在索引高/低的分量载波的PUCCH上，同时采用format 1b、format 2b或format2格式发送。
实施例6
本实施例中，通过部分绑定操作，采用现有格式实现ACK/NACK信息的传输。
该情况下，终端UE将需要反馈的四个ACK/NACK信息进行部分绑定操作，生成两个需要反馈的信息，其中需要反馈的四个ACK/NACK信息中的前两个ACK/NACK信息进行与操作生成一个反馈信息；后两个ACK/NACK信息进行与操作生成一个反馈信息。经过与操作生成的两个反馈信息在某个分量载波的PUCCH上根据是否同其他上行控制信道复用发射分别采用format 1b、format 2a或format 2发送。
实施例7
本实施例中，通过绑定操作，采用现有格式实现ACK/NACK信息的传输。
该情况下，终端UE将需要反馈的四个ACK/NACK信息进行绑定(bundling)操作，需要反馈的四个ACK/NACK信息进行与操作生成一个反馈信息，在与操作过程中，只要有一个ACK/NACK信息为NACK，则与操作的结果为NACK，只有在四个ACK/NACK信息都为ACK时，与操作的结果才为ACK；经过与操作生成的反馈信息在某个分量载波的PUCCH上根据是否同其他上行控制信道复用发射分别采用format 1a、format 2a或format 2发送。
如上所述，借助于本发明提供的大带宽下物理上行控制信道的发送方法，解决了LTE-Advanced系统下行空间复用时LTE设计无法同时反馈四个ACK/NACK信息的问题。
为了实现上述PUCCH的发送方法，本发明还提供了一种UE，包括解码单元、判断单元和发送方式选择单元，具体的：
解码单元，用于解码PDSCH中的下行传输数据信息；
判断单元，用于判断所述下行传输数据信息是否被正确接收；
发送方式选择单元，用于根据判断单元的判断结果，选择相应的发送方式将ACK/NACK信息发送给基站；
其中，所述PDSCH的码字流数目为4。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (12)
1、一种物理上行控制信道PUCCH的发送方法，其特征在于，包括：
用户设备UE解码物理下行数据信道PDSCH中的下行传输数据信息；
UE判断该下行传输数据信息是否被正确接收，以选择相应的发送方式将肯定/否定应答ACK/NACK信息发送给基站；
其中，所述PDSCH的码字流数目为4。
2、根据权利要求1所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述PUCCH包括八种格式，分别为：格式format 1、format 1a、format 1b、format 1c、format2、format 2a、format 2b、和format 2c；
其中，format 1c为将4个码字流的ACK/NACK信息调制为一个16正交幅度调制QAM符号，并在数据符号上发送；
format 2c为将4个码字流的ACK/NACK信息调制为一个16QAM符号，并在导频符号上发送。
3、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，四个ACK/NACK信息单独在子帧中发送时，所述发送方式为采用format 1c发送ACK/NACK信息。
4、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送时，所述发送方式为采用format 2c发送ACK/NACK信息。
5、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，四个ACK/NACK信息和其他上行控制信息在同一子帧中发送时，所述发送方式为ACK/NACK信息与其它上行控制信息进行联合编码，采用format 2发送ACK/NACK信息。
6、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述发送方式为采用format 1b在相应资源索引的PUCCH资源上发送四个ACK/NACK信息，其中，物理下行控制信道的控制信道单元数量大于等于4。
7、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述发送方式为在两个分量载波同时采用format 1b、format 2b或format 2发送ACK/NACK信息，每个分量载波上发送两个ACK/NACK信息。
8、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述发送方式为将需要发送的四个ACK/NACK信息进行部分绑定操作生成两个需要发送的ACK/NACK信息，然后采用format 1b、format 2b或format 2发送绑定后的ACK/NACK信息。
9、根据权利要求8所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述部分绑定操作为分别将四个ACK/NACK信息中的两个进行与操作，获得两个ACK/NACK信息。
10、根据权利要求2所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述发送方式为将需要发送的四个ACK/NACK信息进行绑定操作生成一个需要发送的ACK/NACK信息，然后采用format 1a、format 2a或format 2发送绑定后的ACK/NACK信息。
11、根据权利要求10所述的PUCCH的发送方法，其特征在于，所述绑定操作为与操作。
12、一种用户设备，其特征在于，包括解码单元、判断单元和发送方式选择单元，具体的：
解码单元，用于解码PDSCH中的下行传输数据信息；
判断单元，用于判断所述下行传输数据信息是否被正确接收；
发送方式选择单元，用于根据判断单元的判断结果，选择相应的发送方式将ACK/NACK信息发送给基站；
其中，所述PDSCH的码字流数目为4。
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