在无线通信系统中发射控制信息的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[00011 本申请是2012年7月17日提交的国际申请日为2011年1月14日的申请号为 201180006303.9(PCT/KR2011/000285)的，发明名称为"在无线通信系统中发射控制信息的 方法和设备"专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及无线通信系统，并且更具体地涉及用于发射控制信息的方法和设备。 该无线通信系统可以支持载波聚合(CA)。
【背景技术】
[0003] 已经进行了广泛的研究以在无线通信系统中提供各种类型的通信服务，包括语音 和数据服务。通常，无线通信系统是多址系统，其通过在多个用户之间共享可用的系统资源 (例如，带宽、发射功率等)来支持与多个用户的通信。多址系统可以采用多址方案，诸如码 分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(0FDMA)、单载波频分多址 (SC-FDMA)等。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是提供一种用于在无线通信系统中有效地发射控制信息的方 法和设备。本发明的另一个目的是提供用于有效地发射控制信息的信道格式、信号处理方 法和设备。本发明的另一个目的是提供一种用于有效地分配用于发射控制信息的资源的方 法和设备。
[0005] 本领域内的技术人员可以明白，可以使用本发明实现的目的不限于上文具体描述 的，并且通过下面结合附图的详细描述，可以更清楚地明白本发明可以实现的上面的和其 他的目的。
[0006] 根据本发明的一个方面，一种用于在无线通信系统中在用户设备(UE)通过物理上 行链路控制信道(PUCCH)来发射控制信息的方法包括:联合编码多个控制信息以获得单个 码字;从单个码字获得第一调制符号序列;从第一调制符号序列获得与在PUCCH中的相应时 隙对应的多个第二调制符号序列;通过在时域中循环移位多个第二调制符号序列来获得多 个第三调制符号序列;通过对于多个第三调制符号序列执行离散傅立叶变换(DFT)预编码 来获得在频域中的多个复数符号序列;并且，通过PUCCH来发射多个复数符号序列。
[0007] 根据本发明的另一个方面，一种被配置为在无线通信系统中通过PUCCH发射控制 信息的UE包括:射频(RF)单元；以及，处理器，该处理器被配置为联合编码多个控制信息以 获得单个码字，从单个码字获得第一调制符号序列，从第一调制符号序列获得与在HJCCH中 的各个时隙对应的多个第二调制符号序列，通过在时域中循环移位多个第二调制符号序列 来获得多个第三调制符号序列，通过对于多个第三调制符号序列执行DFT预编码来获得在 频域中的多个复数符号序列，并且通过PUCCH来发射多个复数符号序列。
[0008] 获得多个第二调制符号序列的操作包括:扩展第一调制符号序列的每一个调制符 号，以便对应于在所对应的时隙中的多个单载波频分复用(SC-FDMA)符号，从第一调制符号 序列划分每个调制符号以便对应于PUCCH的每一个时隙，并且由此以时隙为基础获得与多 个SC-FDMA符号对应的多个扩展第二调制符号序列。
[0009] 可以向相应的第二调制符号序列应用不同的循环移位值。
[0010] 可以取决于与第二调制符号序列对应的SC-FDMA符号来确定向所述各个第二调制 符号应用的循环移位值。
[0011] 可以取决于与第二调制符号序列对应的时隙来确定向所述各个第二调制符号应 用的循环移位值。
[0012] 可以使用小区特定的循环移位值来确定向所述各个第二调制符号应用的循环移 位值。在该情况下，可以使用下面的等式来获得小区特定的循环移位值：
[0014]其中，是小区特定的循环移位值，c()是伪随机序列产生函数，是在 一个时隙中的SC-FDMA符号的数量，ns是时隙索引，并且，1是SC-FDMA符号索引。
[0015]根据本发明的另一个方面，一种用于在无线通信系统中在UE通过PUCCH来发射控 制信息的方法，包括:联合编码多个控制信息以获得单个码字；从单个码字获得加扰的码 字;从加扰的码字获得第一调制符号序列;从第一调制符号序列获得与PUCCH中的相应的时 隙对应的多个第二调制符号序列;通过对于多个第二调制符号序列执行DFT预编码来获得 多个复数符号序列;并且，通过PUCCH来发射多个复数符号序列。
[0016] 根据本发明的另一个方面，一种被配置为在无线通信系统中通过PUCCH来发射控 制信息的UE包括:RF单元；以及，处理器，所述处理器被配置为联合编码多个控制信息以获 得单个码字;从单个码字获得加扰的码字;从加扰的码字获得第一调制符号序列;从第一调 制符号序列获得与PUCCH中的相应的时隙对应的多个第二调制符号序列;通过对于多个第 二调制符号序列执行DFT预编码来获得多个复数符号序列；并且，通过PUCCH来发射多个复 数符号序列。
[0017] 获得多个第二调制符号序列的操作包括:扩展在第一调制符号序列中的调制符 号，该调制符号对应于HJCCH中的每一个时隙，使得调制符号对应于在对应的时隙中的多个 单载波频分复用(SC-FDMA)符号，并且由此以时隙为基础获得与多个SC-FDMA符号对应的多 个扩展第二调制符号序列。在该情况下，可以使用下面的值作为初始值来产生UE特定的扰 码
[0019 ] 其中，ns是时隙索引，7C1是小区ID，nRNTi是小区RNTI (C-RNTI)，并且，L」表示下 取整函数(flooring function)。
[0020] 有益效果
[0021] 根据本发明的实施例，可以在无线通信系统中有效地发射控制信息。而且，可以提 供用于有效地发射控制信息的信道格式和信号处理方法。另外，可以有效地分配用于控制 信息发射的资源。
[0022] 本领域内的技术人员可以明白，使用本发明可以实现的目的不限于上文具体描述 的，并且通过下面结合附图的详细描述，可以更清楚地明白本发明可以实现的上面的和其 他的优点。
【附图说明】
[0023]附图被包括来进一步理解本发明，并且被包含到本申请中并且构成其一部分，附 图图示本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
[0024]图1图示在3GPP LTE系统中使用的物理信道和使用该物理信道的信号发射方法； [0025]图2图示上行链路信号处理过程；
[0026] 图3图示下行链路信号处理过程；
[0027] 图 4图示SC-FDMA 和 0FDMA 方案；
[0028] 图5图示满足单载波属性的在频域中的信号映射方案；
[0029]图6图示在分簇SC-FDMA中向单载波映射DFT处理输出采样的信号处理过程；
[0030]图7和8图示了在分簇SC-FDMA中向多载波映射DFT处理输出采样的信号处理过程； [0031] 图9图示在分段SC-FDMA中的信号处理过程；
[0032]图10图示上行链路子帧结构；
[0033]图11图示用于在上行链路上发射参考信号(RS)的信号处理过程；
[0034]图12图示用于PUSCH的解调参考信号(DMRS)结构；
[0035] 图13和14图示PUCCH格式1 a和1 b的时隙级结构；
[0036] 图15和16图示PUCCH格式2/2a/2b的时隙级结构；
[0037] 图17图示对于PUCCH格式la和lb的ACK/NACK信道化；
[0038] 图18图示对于同一 PRB中的PUCCH格式1 /1 a/1 b和/2a/2b的混和结构的信道化； [0039]图19图示了用于PUCCH发射的PRB分配；
[0040]图20图示了在基站(BS)中的下行链路分量载波的管理的概念；
[0041]图21图示了在用户设备(MS)中的上行链路分量载波的管理的概念；
[0042]图22图示在BS中通过一个MAC层进行的多载波管理的概念；
[0043]图23图示在UE中通过一个MAC层进行的多载波管理的概念；
[0044]图24图示在BS中通过多个MAC层进行的多载波管理的概念；
[0045]图25图示在UE中通过多个MAC层进行的多载波管理的概念；
[0046]图26图示在BS中通过多个MAC层进行的多载波管理的概念；
[0047]图27图示在UE中通过一个或多个MAC层进行的多载波管理的概念；
[0048]图28图示其中多个DL CC链接到一个UL CC的非对称载波聚合；
[0049]图29和30图示根据本发明的一个实施例的PUCCH格式和用于其的信号处理过程； [0050]图31至34图示根据本发明的另一个实施例的HJCCH格式和用于其的信号处理过 程；
[0051 ]图35至42图示根据本发明的一个实施例的PUCCH资源；
[0052]图43图示根据本发明的一个实施例的用于通过多个天线发射PUCCH的信号处理过 程；
[0053]图44图示根据本发明的另一个实施例的PUCCH格式和用于其的信号处理过程； [0054]图45至56图示根据本发明的一个实施例的PUCCH资源分配；
[0055]图57图示根据本发明的一个实施例的不同PUCCH格式的共存；
[0056]图58图示了当仅使用一个RS时并且当一起使用该RS和控制信息来检测全DTX状态 时获得的结果;并且
[0057]图59图示适用于本发明的BS和UE的配置。
【具体实施方式】
[0058]本发明的实施例适用于多种无线接入技术，诸如码分多址（CDMA)、频分多址 (roMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(0FDMA)、单载波频分多址（SC-FDMA)等。CDMA可以 被实现为诸如通用陆地无线接入(UTRA)或CDMA2000的无线技术。TDMA可以被实现为诸如全 球移动通信系统(GSM)/通用分组无线业务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE)的无线 技术。0FDMA可以被实现为诸如电气与电子工程师协会（IEEE)802.11(无线保真(Wi-Fi))、 IEEE 802.16(全球微波接入互操作性(WiMAX))、IEEE802.20、演进UTRA(E-UTRA)的无线技 术。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE) 是使用E-UTRA的演进UMTS(E-UMTS)的一部分。高级LTE(LTE-A)是3GPP LTE的演进。虽然为 了说明的清楚专注于3GPP LTE/LTE-A给出了下面的说明，但是这仅仅是示例性的，并且因 此不应当被解释为限制本发明。
[0059]在无线通信系统中，UE通过下行链路从BS接收信息，并且通过上行链路向BS发射 信息。在BS和UE之间发射和接收的信息包括数据和各种类型的控制信息。根据在BS和UE之 间发射和接收的信息的类型/用途提出了各种物理信道。
[0060]图1图示在3GPP LTE系统中使用的物理信道和使用该物理信道的信号发射方法。 [00611当通电时或当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。由于初始小区搜索，UE可以与BS同步，并且通过从BS接收主同步信道(P-SCH)和辅 助同步信道（S-SCH)来获取诸如小区标识符（ID)的信息。然后，UE可以在物理广播信道 (PBCH)上从小区接收广播信息。同时，UE可以通过在初始小区搜索期间接收下行链路参考 信号(DL RS)来确定下行链路信道状态。
[0062]在初始小区搜索后，在步骤S102中UE可以通过下述方式来获取更具体的系统信 息:接收物理下行链路控制信道(PDCCH)，并且基于PDCCH的信息来接收物理下行链路共享 信道(PDSCH)。
[0063] 在步骤S103至S106中UE可以执行随机接入过程以接入BS。为了随机接入，UE可以 在物理随机接入信道(PRACH)上向BS发射前导（S103)，并且在roCCH和与roCCH对应的roSCH 上接收对于前导的响应消息（S104)。在基于竞争的随机接入的情况下，UE可以通过下述方 式来执行竞争解决过程:进一步发射PRACH(S105)，并且接收PDCCH和与PDCCH对应的PDSCH (S106)〇
[0064] 在上述过程后，UE可以接收PDCCH/PDSCH(S107)，并且发射物理上行链路共享信道 (PUSCH)/物理上行链路控制信道(PUCCH)(S108)，作为一般的下行链路/上行链路信号发射 过程。在此，从UE向BS发射的控制信息被称为上行链路控制信息(UCI) WC可以包括混和自 动重复和请求应答/否定应答（HARQ ACK/NAKC)信号、调度请求（SR)、信道质量指示符 (CQI)、预编码矩阵指示(PMI)、秩指标(RI)等。虽然一般通过PUCCH来发射UCI，但是当需要 同时发射控制信息和业务数据时，可以通过PUSCH来发射UCI。可以在网络的请求/指令下通 过PUSCH来不定期地发射UCI。
[0065]图2图示信号处理过程，UE通过该信号处理过程来发射上行链路信号。
[0066]为了发射上行链路信号，UE的加扰模块210可以使用UE特定的加扰信号来将上行 链路信号加扰。该加扰的信号被输入到调制映射器220,在调制映射器220中，根据信号类型 和/或信道状态，使用二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)或16正交调幅（QAM)/ 64-QAM将加扰信号调制为复数符号。调制的复数符号由变换预编码器230处理，然后被应用 到资源元素映射器240。资源元素映射器240可以将复数符号映射到时间-频率资源元素。以 这种方式处理的信号可以经历SC-FDMA信号发生器250,并且通过天线被发射到BS。
[0067]图3图示信号处理过程，BS通过该信号处理过程来发射下行链路信号。
[0068] 在3GPP LTE系统中，BS可以在下行链路上发射一个或多个码字。如在图2中所示的 上行链路中那样，码字可以通过加扰模块301和调制映射器302被处理为复数符号。然后，层 映射器303将复数符号映射到多个层。层可以与预编码模块304中的预编码矩阵相乘，并且 被分配到传送天线。用于相应的天线的处理的信号可以被资源元素映射器305映射到时间-频率资源元素，并且经历0FDM信号发生器306以通过天线发射。
[0069] 当UE在无线通信系统中发射上行链路信号时，与BS发射下行链路信号的情况相 比，峰均比(PAPR)变为问题。因此，上行链路信号发射使用SC-FDMA，而下行链路信号发射使 用0FDMA，如上面参考图2和3所描述的。
[0070] 图4图示SC-FDMA和(FDMA方案。3GPP系统在下行链路中采用0FDMA，并且在上行链 路中采用SC-FDMA。
[0071] 参见图4,用于发射上行链路信号的UE和用于发射下行链路信号的BS都包括串并 转换器401、子载波映射器403、M点IDFT模块404和循环前缀（CP)添加器406。用于根据SC-FDMA来发射信号的UE另外包括N点DFT模块402。
[0072]图5图示满足单载波属性的在频域中的信号映射方案。图5(a)图示集中式映射方 案，并且图5B图示分布式映射方案。
[0073]现在将描述作为SC-FDMA的修改版本的分簇SC-FDMA。分簇SC-FDMA在子载波映射 处理中将DFT处理输出采样划分为子组，并且将子主离散地映射到频域(或子载波域）。 [0074]图6图示信号处理过程，用于在分簇SC-FDMA中将DFT处理输出采样映射到单载波。 图7和8图示信号处理过程，用于在分簇SC-FDMA中将DFT处理输出采样映射到多个载波。图6 示出载波内的分簇SC-FDMA的应用的示例，而图7和8示出载波之间的分簇SC-FDMA的应用的 示例。图7图示下述情况:当在相邻的分量载波之间设置了子载波间隔同时在频域中连续地 分配分量载波时，通过单个IFFT块来产生信号。图8示出下述情况：当在频域中不连续地分 配分量载波时，通过多个IFFT块来产生信号。
[0075] 图9图示在分段SC-FDMA中的信号处理过程。
[0076] 分段SC-FDMA是当DFT块的数量等于IFFT块的数量并且因此DFT块和IFFT块一对一 地对应时，常规的SC-FDMA的DFT扩展和IFFT子载波映射结构的简单延伸。虽然在此采样术 语"分段SC-FDMA"，但是它也可以被称为NxSC-FDMA或NxDFT扩展OFDMA(NxDFT-s-OFDMA)。参 见图9,分段SC-FDMA特征在于将总的时域调制符号划分为N组(N是大于1的整数），并且以逐 组为基础执行DFT处理，以减轻单载波属性限制。
[0077]图10图示上行链路子帧结构。
[0078] 参见图10，上行链路子帧包括多个时隙（例如，2个时隙）。根据CP长度时隙可以包 括不同数量的SC-FDMA。例如，在正常CP的情况下时隙可以包括7个SC-FDMA符号。上行链路 子帧被划分为数据区域和控制区域。数据区域包括PUSCH，并且用于发射诸如音频数据的数 据信号。控制区域包括PUCCH，并且用于发射UCI。在频域中，PUCCH包括位于数据区域的两端 的RB对(例如，在频率镜像位置中的7个RB对，并且m = 0、1、2、3、4)，并且基于时隙跳跃。UCI 包括HARQ 八〇(/嫩〇(丄01、？]\〇、1?1等。
[0079]图11图示用于在上行链路上发射参考信号(RS)的信号处理过程。虽然通过DFT预 编码器、频率映射将数据转换为频域信号并入然后通过IFFT发射，但是RS不通过DFT预编码 器。具体地说，在频域中产生的RS序列（S11)顺序地经历集中式映射(S12)、IFFT(S13)和CP 添加(S14)以发射。
[0080] 通过基本序列的循环移位α来限定RS序列Ο)，并且可以由等式1表示。
[0081] [等式 1]
[0083] 在此，表示RS序列的长度，表示以子载波为基础的资源块大小， ,并且表示最大上行链路发射带宽。
[0084] 基本序列Μ?)被划分为几个组。ue{〇，l，. . .，29}表示组数量，并且v对应于在对 应的组中的基本序列编号。每一个组包括具有长度Afsf = (1 < m < 5)的一个基本序 列（v = 〇)和具有长度Msf二miVif ( 6 S )的两个基本序列（v = 0，1)。在对应的 组中的序列组编号u和基本序列编号v可以随着时间改变。根据序列长度来限定基本序 列《爲…尤^8兔
[0085] 具有比3友$长的长度的基本序列可以定义如下。
[0086] 对于》.，通过下面的等式2来给出基本序列…?)
[0087] [等式2]
[0089] 在此，可以通过下面的等式3来限定第q个Zadoff-Chu根序列。
[0090][等式3]
[0092] 在此，q满足下面的等式4。
[0093] [等式 4]
[0096] Zadoff-Chu序列的长度汉1由最大素数来给出，并且因此满足。
[0097] 具有小于3iVf的长度的基本序列可以被限定如下。对于和.Mf MAf3 通过下面的等式5来给出基本序列。
[0098] [等式5]
[0100] 在此，对于qVf和,分别如在表1和2中所示给出。
[0104]
[0105] 现在将描述RS跳跃。
[0106] 可以根据等式6通过组跳跃图案fgh(ns)和序列移位图案f ss来限定在时隙ns中的序 列组编号u。
[0107] [等式 6]
[0108] u= (fgh(ns)+fss)mod30
[0109] 在此，mod表示取模运算。
[0110] 存在17个不同的跳跃图案和30个不同的序列移位图案。可通过使得能够组跳跃并 且由高层提供的参数来使能或禁止序列组跳跃。
[0111] PUCCH和PUSCH具有相同的跳跃图案，但是可以具有不同的序列移位图案。
[0112] 组跳跃图案fgh(ns)对于PUSCH和PUCCH相同，并且通过下面的等式7被给出。
[0113] [等式 7]
[0115] 在此，c(i)对应于伪随机序列，并且在每一个无线电帧的开始处用 初始化伪随机序列发生器。
[0116] 序列移位图案fss在PUCCH和PUSCH之间不同。
[0117] 对于PUCCH，通过當騰dSO:来给出序列移位图案、/sfXX：H。对于PUSCH，通
来给出序列移位图案/Γλ"°Η。通过高层来配置Δ ss E {〇， 1，· · ·，29}〇
[0118] 现在将描述序列跳跃。
[0119] 序列跳跃仅适用于长度Mf 的参考信号。
[0120] 对于长度的参考信号，在基本序列组中的基本序列编号v由v = 0给出。
[0121] 对于长度；?6Λ?，的参考信号，通过下面的等式8来给出在时隙ns中基本序列 组内的基本序列编号V。
[0122] [等式 8]
[0124