无线电基站和用户设备以及其中的方法
【技术领域】
[0001] 本文的实施例涉及无线电基站、用户设备以及其中的方法。具体地说，本文的实施 例涉及通过无线电信道向无线电基站传送包含在位块中的上行链路控制信息。
【背景技术】
[0002] 在当今的无线电通信网络中使用若干不同的技术，诸如长期演进（LTE)、LTE-高 级、第三代合作伙伴项目（3GPP)宽带码分多址（WCDMA)、全球移动通信系统/GSM演进的增 强数据速率（GSM/EDGE)、全球互通微波接入（WiMax)和超移动宽带（UMB)，这里只提到了几 个。
[0003] 长期演进（LTE)是第三代合作伙伴项目（3GPP)内的项目以朝第四代移动电信网 络演进WCDMA标准。与WCDMA相比，LTE提供了增大的容量、更高的数据峰值速率和显著改 进的等待时间量。例如，LTE规范支持高达300Mbp的下行链路数据峰值速率、高达75Mb/s 的上行链路数据峰值速率和小于IOms的无线电接入网往返时间。此外，LTE支持可从20MHz 向下缩放到1.4MHz的载波带宽，并支持频分双工（FDD)和时分双工（TDD)操作。
[0004] LTE是频分复用技术，其中在从无线电基站到用户设备的下行链路（DL)传送中使 用正交频分复用（0FDM)。在从用户设备到无线电基站的上行链路（UL)传送中使用单载 波-频域多址（SC-FDMA)。在分组交换域中支持LTE中的服务。上行链路中使用的SC-FDMA 也称为离散傅里叶变换扩展（DFTS)-0FDM。
[0005] 基本LTE下行链路物理资源由此可看作图1中所例证的时频网格，其中每个资源 单元（RE)对应于在一个OFDM符号间隔期间的一个OFDM副载波。符号间隔包括循环前缀 (cp)，该cp是用符号结尾的重复给符号加前缀以充当符号之间的保护带和/或便于频域处 理。沿z轴定义频率f或具有副载波间距△ f的副载波，并沿X轴定义符号。
[0006] 在时域中，LTE下行链路传送被组织成IOms的无线电帧，每个无线电帧包括10个 相等大小的子帧#〇_#9,每个子帧具有T subfraiire= Ims的时间长度，如图2中所示。此外，通 常依据资源块描述LTE中的资源分配，其中资源块在时域中对应于0. 5ms的一个时隙，并且 在频域中对应于12个副载波。在频域中对资源块编号，从系统带宽的一端开始于资源块0。
[0007] 动态调度下行链路传送，即在每个子帧中，基站或无线电基站在当前下行链路子 帧中传送有关要向哪些用户设备或终端传送数据以及要在哪些资源块上传送数据的控制 信息。这个控制信令通常在每个子帧中的前1、2、3或4个OFDM符号中传送。在图3中例 证了其中3个OFDM符号用于控制信令的下行链路系统并表示为控制区域。用于控制信令 的资源单元用波形线指示，而用于参考符号的资源单元用对角线指示。沿z轴定义频率f 或副载波，并沿X轴定义符号。
[0008] LTE使用混合自动重复请求（ARQ)，其中在子帧中接收到下行链路数据之后，用户 设备尝试对它进行解码，并通过在成功解码情况下发送确认（ACK)或在不成功解码情况下 发送"否定确认"（NACK)来使用上行链路控制信令向无线电基站报告解码是否成功。在不 成功解码尝试的情况下，无线电基站可重发出错数据。
[0009] 从用户设备或终端到基站或无线电基站的上行链路控制信令包括 鲁对收到的下行链路数据的混合ARQ确认； 鲁涉及下行链路信道条件的用户设备或终端报告，用作对下行链路调度的辅助； 鲁调度请求，指示用户设备或终端需要用于上行链路数据传送的上行链路资源。
[0010] 可以两种不同方式传送上行链路控制信息： ?在物理上行链路共享信道（PUSCH)上。如果在当前子帧中已经为用户设备或终端指 配用于数据传送的资源，则包含混合ARQ确认的上行链路控制信息与数据一起在PUSCH上 传送。
[0011] ?在物理上行链路控制信道（PUCCH)上。如果在当前子帧中尚未为用户设备或终 端指配用于数据传送的资源，则使用专门为那个目的指配的资源块单独地在PUCCH上传送 上行链路控制信息。
[0012] 本文中，重点在后一情况，即，在物理上行链路控制信道（PUCCH)上在上行链路资 源，即在特别指配用于上行链路L1/L2控制信息的资源块中传送由信道状态报告、混合ARQ 确认和调度请求例示的层1/层2 (L1/L2)控制信息。层1包括物理层，并且层2包括数据 链路层。如图4中所例证的，PUCCH资源41、42位于总可用小区上行链路系统带宽的边缘。 每个此类资源包括12个"副载波"，即，它在上行链路子帧的两个时隙中每个内包括一个资 源块。为了提供频率分集，这些频率资源是狭隙边界上的跳频，如箭头所例证的，即，在子帧 内，在子帧的第一时隙内存在在频谱的较高部分包括12个副载波的一个"资源"41以及在 子帧的第二时隙期间存在在频谱的较低部分包括相等大小的资源42,或反过来。如果需要 更多资源用于上行链路L1/L2控制信令，例如在支持大量用户的非常大总体传送带宽的情 况下，则可指配紧接在之前指配的资源块之后的附加资源块。沿z轴定义频率f或副载波， 并沿X轴定义符号。
[0013] 将PUCCH资源定位在总体可用频谱边缘的原因是： 鲁与上述跳频一起，将HJCCH资源定位在总体可用频谱边缘最大化了由控制信令经受 的频率分集。
[0014] ?将用于HJCCH的上行链路资源指配在频谱内的其它位置，即不在边缘，会将上 行链路频谱分段，从而使如下是不可能的：指配非常宽的传送带宽给单个移动用户设备或 终端并且仍保留上行链路的单载波属性。
[0015] 在一个子帧期间的一个资源块的带宽对于单个用户设备或终端的控制信令需要 而言太大。因此，为了有效利用留着用于控制信令的资源集，多个用户设备或终端可共享同 一资源块。这是通过给不同用户设备或终端指配小区特定长度12的频域序列的不同正交 相位旋转进行的。
[0016] PUCCH使用的资源因此不仅在时频域中由资源块对规定，而且由施加的相位旋转 规定。类似于参考信号的情况，规定了高达12个的不同相位旋转，从而提供来自每个小区 特定序列的高达12个不同正交序列。然而，在频率选择信道的情况下，如果要保留正交性， 则并不是所有12个相位旋转都能使用。通常，在小区中可考虑使用高达6个旋转。
[0017] 如上面提到的，上行链路L1/L2控制信令包含混合ARQ确认、信道状态报告和调度 请求。使用能够承载不同位数的两个可用PUCCH格式之一，这些类型消息的不同组合是可 能的。
[0018] PUCCH格式1。在LTE规范中实际上存在三种格式，1、Ia和lb，不过在本文为了 简化它们全都称为格式1。PUCCH格式1用于混合ARQ确认和调度请求。除了不连续传送 (DTX)之外，它还能够承载高达2个信息位。如果在下行链路中没检测到信息传送，则没生 成确认，也称为DTX。因此，根据在下行链路上是否使用ΜΜ0,存在3或5个不同组合。这在 图5中例证了。在列51表示组合索引，在列52公开了当不使用M頂0时发送的ARQ信息， 并且在列53示出了使用M頂0时当接收到第一传输块和第二传输块时的ARQ信息。
[0019] PUCCH格式1在子帧的两个时隙中使用相同结构，如在图6中所例证的。对于混合 ARQ确认（ACK)的传送，使用单个混合ARQ确认位生成二进制相移键控（BPSK)符号，在下行 链路空间复用情况下，使用两个确认位生成正交相移键控（QPSK)符号。另一方面，对于调 度请求，在无线电基站或演进N 〇deB(eN〇deB)处，由视为否定确认的星座点替代BPSK/QPSK 符号。每个BPSK/QPSK符号乘以长度12的相位旋转序列。然后在IFFT过程中进行变换之 前用长度4的序列对它们进行加权。相移在SC-FDM或DFTS-0FDM符号级改变。用长度3 的序列对参考符号（RS)进行加权。然后使用调制符号生成要在两个HJCCH时隙中每个中 传送的信号。BPSK调制符号、QPSK调制符号和复值调制符号是调制符号的示例。
[0020] 对于HJCCH格式2，在LTE规范中也存在三种变型，格式2、2a和2b，其中后两个格 式用于混合ARQ确认的同时传送，如在这部分的后面所论述的。然而，为了简化，在本文中 它们都称为格式2。
[0021] 信道状态报告用于向无线电基站或eNodeB提供在用户设备或终端处对信道属性 的估计以便辅助信道相关调度。信道状态报告包括多位每子帧。PUCCH格式1(其能够最多 两位信息每子帧），显然不能用于这个目的。在PUCCH上传送信道状态报告替代成由PUCCH 格式2处理，其能够多信息位每子帧。
[0022] 在图7中对于正常循环前缀例证的PUCCH格式2基于与格式1相同的小区特定序 列的相位旋转，即按照SC-FDM或DFTS-0FDM符号变化的长度12的相位旋转序列。对信息 位进行块编码、QPSK调制，来自编码的每个QPSK符号b〇-b9乘以相位旋转的长度12的序 列，并且所有SC-FDMA或DFTS-0FDM符号在传送之前最后经过IFFT处理。
[0023] 为了满足即将到来的国际移动电信αΜΤ)_高级要求，3GPP当前正在标准化LTE发 行版10,也称为LTE高级。发行版10的一个属性是支持大于20MHz的带宽，同时仍提供与 发行版8的后向兼容性。这通过聚集多分量载波实现，其中每个分量载波可以是与发行版 8兼容的，以形成到发行版10用户设备的更大总带宽。这在图8中例证了，其中5个20MHz 聚集成IOOMHz。
[0024] 实质上，图8中的每一个分量载波经过单独处理。例如，在每个分量载波上单独操 作混合ARQ，如图9中所例证的。对于混合ARQ操作，需要通知传送器传输块的接收是否成 功的确认。实现这个的直接方式是传送多个确认消息，每个分量载波一个。在空间复用情 况下，确认消息将对应于两位，因为已经在LTE的第一发行版中在此情况下在分量载波上 存在两个传输块。在没有空间复用的情况下，确认消息是单个位，因为每个分量载波仅存在 单个传输块。每个流Fl-Fi例证了到同一用户的数据流。在RLC层上对于每个收到的数据 流执行无线电链路控制（RLC)。在媒体访问控制（MAC)层中，在数据流上执行MAC复用和 HARQ处理。在物理（PHY)层中，执行数据流的编码和OFDM调制。
[0025] 每个分量载波一个地传送多个混合ARQ确认消息在一些情形下可能是麻烦的。如 果要再用当前LTE频分复用（FDM)上行链路控制信令结构，则使用PUCCH格式1可向无线 电基站或e