时分双工ofdma系统上行控制信令传输方法与装置的制作方法

专利名称：：时分双工ofdma系统上行控制信令传输方法与装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及移动通信接入技术，更确切地说是涉及正交频分多址(OFDMA,OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)系统上行控制信令的传输方法与装置。第三代移动通信系统(3G)釆用码分多址(CDMA)方式，支持多媒体业务，在未来的几年内可以具有较高的竟争能力。但是，为了确保在更长的时间内保持这种竟争能力，3GPP启动了3G无线接口技术的长期演进(LTE，LongTermEvolution)研究项目。长期演进研究项目的重要部分包括降低时延、提高用户数据速率、改善系统容量以及覆盖、和降低运营商的成本。根据研究进展情况，确定LTE系统支持两种帧结构基本(Generic)帧结构和替代(Alternative)帧结构。其中Generic帧结构，适用于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)系统，Alternative帧结构，仅适用于TDD系统。图1中列出Generic帧结构，一个无线帧(Oneradioframe)长10ms,由#0至#19共20个时隙(slot)组成，每个时隙长0.5ms，2个时隙组成一个子帧(Onesubframe)。图2中列出Alternative帧结构，一个无线帧(Oneradioframe)长10ms,该10ms长的无线帧被分割为两个5ms的半帧(half-frame),每个半帧由7个业务时隙TS0TS6、对应图中#0至湘和三个特殊时隙DwPTS、UpPTS、GP构成。一个业务时隙也可称为一个传输时间间隔(TTI，TransmissionTimeInterval)或称作一个子帧，图中示出在TS3(弁3)与TS4(弁4)间设置上下行切换点(UL/DLswitchingpoint)。业务时隙用来传送数据和控制信令，下行特殊时隙DwPTS用
背景技术：
于发送系统的下行同步信息，上行特殊时隙UpPTS用于上行随机接入，转换保护时隙GP用于提供下行发送时隙向上行发送时隙转换的时间间隔。LTETDD的传输时间间隔(TTI)长度为一个业务时隙的长度，即0.675ms。一个业务时隙由9个或者8个正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)符号构成，分别对应于不同长度的循环前缀(CP，CyclicPrefix)配置。图3给出了短CP情况下的业务时隙结构一个业务时隙由2个短块(SB,shortblocks)和8个长块(LB,longblocks)组成，SB一般用来传输参考符号(或称导频符号)，这种配置可以降低参考符号占用的资源。每个业务时隙可以配置为上行或下行数据传输，一般采用每半帧只有一个上下行切换点(UL/DLswitchingpoint)的结构，调整上下行切换点的位置，就可以灵活调整上下行数据传输的比例，以适应不同的应用需求。TD-SCDMA是第三代移动通信系统的三大国际标准中唯一采用时分双工TDD方式的标准。TD-SCDMA支持上下行非对称业务传输，在频谱利用上具有较大的灵活性。该系统综合采用了智能天线、上行同步、联合检测和软件无线电等无线通信中的先进技术，使系统具有较高的性能和频谱利用率。为了保持TD-SCDMA系统的长期竟争力，TD-SCDMA系统同样需要不断演进和提高性能。在TD-SCDMA的长期演进方案LTETDD中，其首选帧结构为与TD-SCDMA系统兼容、如图2所示的Alternative帧结构。在现代数字通信系统中，控制信令设计对系统性能有重要的影响。其中，上行控制信令可以分为数据相关控制信令和非数据相关控制信令两类。数据相关控制信令是指用于处理上行数据包的信令，包括调制编码格式(MCS)，新数据指示(NDI)，多天线模式(MIMOmode)等。非数据相关控制信令，主要包括用于调度或链路自适应的下行信道质量指示(CQI)，以及对下行数据包的应答(ACK/NACK)等。对于LTE系统，包括LTEFDD和LTETDD,由于确定系统传输参数由NodeB决定，即用户终端(UE)根据NodeB下行控制信令指示的参数进行上行数据的传输，所以，数据相关控制信令可以不传输，仅需要传输非数据相关控制信令。LTETDD的上行控制信令主要包括下行信道质量指示(CQI),以及应答信号(ACK/NACK),LTEFDD系统还需要传输预编码矩阵的码本信息等。LTEFDD和LTETDD，已经确定了上行控制信令的基本传输特征1)UE需要同时上行传输数据和控制信令时，控制信令与数据在离散傅立叶变换(DFT,DiscreteFouriertransform)之前复用；2)UE仅需上行传输上行控制信令时，控制信令在预留的频带上传输。实现上述上行控制信令传输方案的关键技术是设计不存在上行数据时的控制信道。LTEFDD的一个相对具体的、对不存在上行数据时的控制信道设计方案如图4所示，图中，横向表示频域(Frequency),纵向表示时域(Time),1指示跳频序列1,2指示跳频序列2，3指示跳频序列3，4指示跳频序列4，5指示数据，6指示与数据5—起传输的非数据相关信令。跳频序列l、跳频序列2、跳频序列3、跳频序列4为单独传输的非数据相关控制信令。在每个上行时隙都预留固定大小的上行控制信令专用频带，单独传输的非数据相关控制信令在频域两侧的预留区域内以跳频的方式传输。由于每个子帧都预留频带用于上行控制信令传输，这样控制信令可以同时获得时间和频率上的分集，提高了控制信令的可靠性。对于LTETDD,对不存在上行数据时的控制信道目前还没有具体可行的设计方案。TDD双工方式与FDD双工方式的不同特点，使得TDD系统控制信令的传输方式与FDD系统不同，具体体现在以下几点第一，由于TDD系统采用的Alternative帧结构为时分结构，上下行时隙比例可变，这导致1)上行控制信令总量的变化；2)可用的上行资源的变化。所以，如果采用如图3所示的LTEFDD方案，在每个上行时隙都预留固定大小的上行控制信令专用频带，会导致资源的浪费。第二，Generic帧结构由两个时隙构成一个子帧，可以很方便的以时隙为单位进行跳频来提高控制信道性能，而Alternative帧结构的每子帧由一个业务时隙构成，必须对每个子帧进行分割才能实现跳频。第三，从控制信令内容上看，TDD与FDD也是有区别的。例如，FDD系统的预编码(pre-coding)釆用码本(codebook)方式，上行控制信令需要反馈码本索引，而TDD系统采用的是非码本(non-codebook)的预编码(pre-coding)，不需要反馈相关的pre-coding矩阵信息。这会体现为上行控制信令的数量不同，上行控制信道占用的资源也应有所不同。综上所述，在当前LTE的标准进展中，FDD双工方式的上行控制信令趋向于在每一个由两个时隙构成的子帧(lms)中进行传输。用户同时需要传输上行数据和控制信令时，控制信令与数据在DFT之前进行复用；用户只传输控制信令时，控制信令在预留的频带上传输。而对于釆用与TD-SCDMA兼容的Alternative帧结构的LTETDD系统，必须针对其帧结构和双工特点设计上行控制信道，以达到保证控制信令可靠性、节省资源、配置灵活等要求。而目前的现状是还没有一种针对LTETDD系统的特点提出的进行上行控制信道传输的方案，即对不存在上行数据时的控制信道还没有具体可行的设计方案。
发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，针对采用Alternative帧结构或Generic帧结构的LTETDD系统，给出传输上行控制信令的方法，该方法应能同时适用于釆用Alternative帧结构的LTETDD系统和釆用Generic帧结构的LTETDD系统。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种时分双工正交频分多址OFDMA系统上行控制信令传输方法，用于长期演进时分双工LTETDD系统单独传输非数据相关控制信令，包括以下步骤A、根据上行控制信令总量和可用的上行时隙资源，为上行控制信道预留频带和将该预留频带配置在系统带宽的频域的两侧位置，形成预留上行控制信道；B、在预留上行控制信道的预留频带位置及带宽上传输的上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，每个终端UE或一组终端UE对应一个跳频序列。预留上行控制信道的方法是Al、提取上下行时隙比例和系统工作带宽，获得需要在预留频带传输的上行控制信令总量；A2、根据上行时隙资源确定预留带宽所占用的上行时隙；A3、在所占用的上行时隙的频带两侧将上行控制信令总量配置到所占用的上行时隙上。以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输的方法是从时域上对子帧进行分割，每个预留上行控制子信道对应一个时间上连续的跳频序列，该跳频序列的特征是，在时域上持续时间占满整个子帧，在频域上每个跳频序列分配在距离尽可能大的两段频带上。为达到上述目的，本发明的技术方案还是这样实现的一种OFDMA系统上行控制信令传输装置，用于长期演进时分双工LTETDD系统单独传输非数据相关控制信令，包括一控制信令处理单元和一跳频处理单元；所述的控制信令处理单元根据上行控制信令总量和可用的上行时隙资源，为上行控制信道预留频带和将该预留频带配置在系统带宽的频域的两侧位置，形成预留上行控制信道；所述的跳频处理单元对在预留上行控制信道的预留频带位置及带宽上传输的上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，每个终端UE或一组终端UE对应一个跳频序列。控制信令处理单元为上行控制信道预留频带的处理包括从系统配置信息中提取上下行时隙比例和系统工作带宽，获得需要在预留频带传输的上行控制信令总量；根据上行时隙资源确定预留带宽所占用的上行时隙；在所占用的上行时隙的频带两侧将上行控制信令总量配置到所占用的上行时隙内。跳频处理单元对上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输的处理，包括从时域上对子帧进行分割，每个预留上行控制子信道对应一个时间上连续的跳频序列，该跳频序列的特征是，在时域上持续时间占满整个子帧，在频域上每个跳频序列分配在距离尽可能大的两段频带上。本发明通过实施例给出多种设计预留上行控制信道的方案，为上行控制信道预留频带和将该预留频带配置在某个或某几个上行时隙所占频域的两恻位置。本发明还通过实施例给出多种传输控制信令时的导频结构，即多种在时隙上插入导频符号的方法，改变导频符号的数量以适应不同的应用环境。本发明遵循已经确定的上行控制信令的基本传输特性对于LTETDD系统中的一个UE，当其在某个半帧中不存在上行数据，仅需要上行传输上行控制信令时，其上行控制信令在该半帧上行时隙的预留频带中传输；当此UE同时需要发送上行数据和上行控制信令时，控制信令与数据在离散傅里叶变换DFT之前复用，并在NodeB调度的资源内发送。其中，本发明主要体现在单独传输上行控制信令时的预留频带设计和控制信道实现方式。本发明技术方案的特点包括根据系统工作带宽和上下行时隙比例的不同，预留频带占用的时隙位置和频域带宽可以灵活配置；上行控制信令在预留频带上以子帧内跳频的方式进行传输。从频域上看，预留频带对称分布于系统工作频带的两侧，以保证充分利用频域分集；从时域上看，预留频带的持续时间占满整个子帧，以保证每个上行控制信道的持续时间，提高覆盖范围。本发明的有益效果是因为LTETDD的时隙结构特点，让单独传输的非数据相关控制信令在一个上行时隙或几个上行时隙发送，从调度角度看和在每个上行时隙发送是一样的，对性能没有影响；针对不同系统工作带宽，不同上下行时隙切换点位置来配置上行控制信道的位置和带宽即预留频带，既实现了资源的有效利用，又保证了实现的低复杂度，保证了不同的切换点位置和不同系统工作带宽下，上行控制信道的统一性；以对子帧进行分割，釆用子帧内跳频的方式实现预留上行控制信道，同时利用时域和频域分集，提高了控制信道的性能与可靠性；对于不同的业务质量要求和信道条件，可选择不同的导频方案，保证上行预留控制信道的检测、解调性能。本发明的解决方案，主要针对采用Alternative帧结构的LTETDD系统设计，也可适用于采用Generic帧结构的LTETDD系统，在提高用户数据速率和改善系统容量以及覆盖方面对长期演进LTE研究项目作出了贡献。图1为适用于FDD与TDD的Generic帧结抅示意图；图2为仅适用于TDD的Alternative帧结构示意图；图3为短CP情况下的业务时隙结构；图4为LTEFDD的、与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的传输方案示意图；图5为本发明应用于采用Alternative帧结构的TDD系统时、与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的第一种传输方案示意图；图6为本发明应用于釆用Alternative帧结构的TDD系统时、与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的第二种传输方案示意图；图7为本发明应用于采用Alternative帧结构的TDD系统时、与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的第三种传输方案示意图；图8为本发明应用于采用Alternative帧结构的TDD系统时、与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的第四种传输方案示意图；图9为本发明应用于釆用Alternative帧结构的TDD系统时、与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的第五种传输方案示意图；图10为本发明应用于采用Generic帧结构的TDD系统时、采用图8所示方案时,与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的传输方案示意图；图11为本发明的上行控制信令在预留频带内以跳频方式传输时的方案示意图；图12为本发明针对子帧内跳频的上行控制信道在预留频带插入导频的第一种方案示意图；图13为本发明针对子帧内跳频的上行控制信道在预留频带插入导频的第二种方案示意图；图14为本发明针对子帧内跳频的上行控制信道在预留频带插入导频的第三种方案示意图。具体实施方式本发明针对采用Alternative帧结构或采用Generic帧结构的LTETDD系统、特别是采用Alternative帧结构的LTETDD系统给出传输上行控制信令的方法与传输装置，是单独传输的非数据相关控制信令的传输方法与传输装置。图5至图9给出采用Alternative帧结构的LTETDD系统，与数据一起传输的非数据相关控制信令和单独传输的非数据相关控制信令的五种传输方案，具体而言就是五种配置预留频带的方法。该五种配置预留频带的方法，也同样适用于釆用Generic帧结构的TDD系统中，本申请文件使用图IO给出其中一个示例。本发明通过预留频带的方式预留上行控制信道，预留频带的位置与带宽可变，其变化根据上下行切换点位置的不同及系统工作带宽的不同而可进行灵活配置。预留频带实现方案首先要保证资源的有效性，这主要体现于可以灵活的根据需要分配预留资源，既要保证资源得到充分利用，又要满足UE的业务需求；其次，方案应该为具体上行信道实现的可靠性提供支持；最后，此方案不应过于复杂，要易于实现。因此，预留频带设计应该具有的特性包括预留频带占用的上行时隙位置与频域带宽是根据系统工作带宽和上下行时隙比例进行配置的而不是固定的；预留频带对称分布于系统工作频带的两侧，以保证充分利用频域分集；为了保证每个上行控制信道的持续时间以提供足够的覆盖范围，预留频带的持续时间应占满整个预留频带所在的时隙。首先，根据系统下行支持UE数、业务类型、上行控制信令的表示方法等参数、通过仿真、模拟计算等手段估算不同上下行比例、不同系统工作带宽下的上行控制信令总量。一种采用Alternative帧结构的LTETDD系统的估算结果如表1所示。表中列出上下行比例分别为1:5、2:4、3:3、4:2、5:1，系统工作带宽分别为1.25M、2.5M、5M、IOM、15M、20M时的a/b,其中a表示需要在预留频带传输的上行控制信令所需的资源，即上行控制信令总量，b表示可用的上行资源总量，单位均为PRB。对于采用Generic帧结构的LTETDD系统，也可按同样的原则对应上下行比例及系统工作带宽估算上行控制信令总量。表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在上述估算的上行控制信令总量的基础上，具体的、预留频带位置与带宽的实现方案设计如下第一种预留频带的方案。预留频带的时域位置固定于任一个上行时隙，例如第一个上行时隙，对于Alternative帧结构是TSl,对于Generic帧结构就是第一个上行时隙，预留带宽宽度取决于系统工作带宽以及上下行时隙比例。图5中给出Alternative帧结构，用1表示下行传输信道，用2表示上行数据信道，用3表示与数据复用传输的非数据相关控制信令，用4表示单独传输的非数据相关控制信令。TS0、TS4、TS5、TS6为下行传输信道，TS1、TS2、TS3为上行传输信道，在TS3与TS4之间设置上下行切换点。假设当前上下行时隙比例为3:3,系统工作带宽为10MHz,根据表1可知，需要预留频带传输的上行控制信令所需的总资源即上行控制信令总量是24PRB。按固定在TS1且对称平分的原则，在TS1的频域两侧(4)各分配12PRB给预留频带。与上行数据(2)复用传输的非相关控制信令(3)在DFT之前复用。第二种预留频带的方案。预留频带的时域位置固定于所有的上行时隙(Alternative帧结构与Generic帧结构)，即每个上行时隙都预留频带，并且所有时隙的预留频带带宽相同。预留带宽宽度取决于系统工作带宽以及上下行时隙比例。图6中给出Alternative帧结构，用1表示下行传输信道，用2表示上行数据信道，用3表示与数据复用传输的非数据相关控制信令，用4表示单独传输的非数据相关控制信令。TSO、TS4、TS5、TS6为下行传输信道，TS1、TS2、TS3为上行传输信道，在TS3与TS4之间设置上下行切换点。假设当前上下行时隙比例为3:3,系统工作带宽为lOMHz，根据表1可知，需要预留频带传输的上行控制信令所需的总资源即上行控制信令总量是24PRB。预留频带的时域位置按固定在所有的上行时隙且对称平分的原则，在TS1、TS2、TS3的频域两侧(4)各分配4PRB给预留频带。与上行数据(2)复用传输的非相关控制信令(3)在DFT之前复用。第三种预留频带的方案。预留频带的时域位置固定于所有的上行时隙(Alternative帧结构与Generic帧结构)，即每个上行时隙都预留频带，但各上行时隙的预留频带带宽可以不同。预留带宽宽度取决于系统工作带宽以及上下行时隙比例。图7中给出Alternative帧结构，用1表示下行传输信道，用2表示上行数据信道，用3表示与数据复用传输的非数据相关控制信令，用4表示单独传输的非数据相关控制信令。TSO、TS6为下行传输信道，TS1、TS2、TS3、TS4、TS5为上行传输信道，在TS5与TS6之间设置上下行切换点。假设当前上下行时隙比例为5:1，系统工作带宽为20MHz,根据表1可知，需要预留频带传输的上行控制信令所需的总资源即上行控制信令总量是16PRB。预留频带的时域位置按固定在所有的上行时隙且对称不等地配置的原则，在TS1、TS2、TS3的频域两侧(4)各配置2PRB给预留频带，在TS4、TS5的频域两侧(4)各分配1PRB给预留频带。具体配置时，一个可能的配置方法是按照时隙增加的顺序，从序号最小的上行时隙开始先依次在每一个时隙中配置两个最小资源单位的PRB，每个时隙频域的每一侧各配置一个最小单位的PRB,用于传输上行控制信令，当配置到最后一个上行时隙时，继续从序号最小的上行时隙开始配置最小资源单位PRB，直至配置完所有的需在预留频带传输的上行控制信令所需的资源。这样经过第一轮配置，TS1至TS5共配置掉10个最小单位的PRB，剩下6个最小单位的PRB再按照时隙增加的顺序，从最小序号的时隙TS1开始，依次在每一个时隙中配置两个最小资源单位的PRB,即每个时隙频域的每一侧再各配置一个最小单位的PRB，从而形成图5中所示的配置结果TS1、TS2、TS3频域的每一侧各配置2个最小单位的PRB，TS4、TS5频域的每一侧各配置1个最小单位的PRB。与上行数据(2)复用传输的非相关控制信令(3)在DFT之前复用。在实施本方案时，也可以从任一个时隙序号的时隙开始依次在每一个时隙中配置两个最小资源单位的PRB,也可以按时隙减少的顺序，在每一个时隙中配置两个最小资源单位的PRB。第四种预留频带的方案。预留频带的时域位置固定于部分上行时隙(Alternative帧结构与Generic帧结构)，即该部分每个上行时隙都预留频带，且各上行时隙的预留频带带宽相同。预留带宽宽度取决于系统工作带宽以及上下行时隙比例。图8中给出Alternative帧结构，用1表示下行传输信道，用2表示上行数据信道，用3表示与数据复用传输的非数据相关控制信令，用4表示单独传输的非数据相关控制信令。TS0、TS4、TS5、TS6为下行传输信道，TS1、TS2、TS3为上行传输信道，在TS3与TS4之间设置上下行切换点，预留频带的时域位置固定于部分上行时隙TS1、TS2。假设当前上下行时隙比例为3:3,系统工作带宽为iOMHz，根据表1可知，需要预留频带传输的上行控制信令所需的总资源即上行控制信令总量是24PRB。预留频带的时域位置按固定在部分上行时隙且对称平均配置的原则，在TS1、TS2的频域两侧(4)各配置6PRB给预留频带。预留频带的时域位置是部分的上行时隙，由系统配置的预留带宽最大占用时隙数确定，例如2或3，本实施例为2，当上行时隙个数增加到大于该最大占用时隙数如2时，新增加的上行时隙不分配预留频带，而是将增加的上行控制信令总量增加在已经分配预留频带的时隙TS1、TS2上，即增加已经分配预留频带的预留频带带宽，并且所有预留频带带宽相同。本方案中，预留频带的时域位置是部分的上行时隙，因此可以将方案一看作是本方案的一个特例，即部分上行时隙仅为一个上行时隙。此外，预留频带的时域位置固定于部分上行时隙，这些上行时隙的序号可以是连续的，也可以是非连续的。第五种预留频带的方案。预留频带的时域位置固定于部分上行时隙(Alternative帧结构与Generic帧结构)，即该部分每个上行时隙都预留频带，但该部分上行时隙的预留频带带宽可以不同。预留带宽宽度取决于系统工作带宽以及上下行时隙比例。图9中给出Alternative帧结构，用1表示下行传输信道，用2表示上行数据信道，用3表示与数据复用传输的非数据相关控制信令，用4表示单独传输的非数据相关控制信令。TS0、TS4、TS5、TS6为下行传输信道，TS1、TS2、TS3为上行传输信道，在TS3与TS4之间设置上下行切换点，预留频带的时域位置固定于部分上行时隙TS1、TS2。假设当前上下行时隙比例为3:3，系统工作带宽为2.5MHz，根据表1可知，需要预留频带传输的上行控制信令所需的总资源即上行控制信令总量是6PRB。系统配置的预留带宽占用最大时隙数为2，即只占用前两个上行时隙TS1和TS2,预留频带的时域位置按固定在部分上行时隙且对称不等地配置原则，在TS1的频域两侧(4)各配置2PRB给预留频带，在TS2的频域两侧(4)各配置1PRB给预留频带。预留频带的时域位置是部分的上行时隙，也是按系统配置预留带宽最大占用时隙数确定，当上行时隙个数增加到大于最大占用时隙数时，新增加的上行时隙不分配预留频带，而是将增加的上行控制信令总量增加在已经分配预留频带的时隙上，即增加已经分配预留频带的预留频带带宽。实现在上行时隙对称不等地配置，也是按照时隙序号增加或减少的顺序，从某一序号的上行时隙开始先依次在每一个时隙中配置两个最小资源单位的PRB,每个时隙频域的每一侧各配置一个最小单位的PRB，用于传输上行控制信令，当配置到最后一个上行时隙时，继续从该序号的上行时隙开始配置最小资源单位PRB，直至配置完所有的需在预留频带传输的上行控制信令所需的资源。本方案五，预留频带的时域位置固定于部分上行时隙，这些上行时隙的序号可以是连续的，也可以是非连续的。上述五种预留频带方案(从总体上可将预留频带的方案分为两大类预留频带的时域位置固定于所有的上行时隙和固定于部分的上行时隙，每一类中又可有平均和不等地分配等各种具体实施情况)都是既可用于釆用Genenc帧结构的TDD系统，也可用于采用Generic帧结构的TDD系统，预留频带都是根据切换点的位置即上下行时隙比例和系统工作带宽进行配置。图10中给出采用Generic帧结构的TDD系统，弁O、#1、#2至弁n-1为上行时隙，弁n至弁19为下行时隙。设定与图8实施方案所示的条件相同，根据当前上下行时隙比例及系统工作带宽，假设査询得到需要预留频带传输的上行控制信令所需的总资源即上行控制信令总量是24PRB,预留频带的时域位置按固定在部分上行时隙且对称均分配置的原则，在前两个上行时隙糾、#1的频域两侧(4)各配置6PRB给预留频带。与数据(3)复用传输的非数据相关控制信令(2)在每个UE分配的资源块内传输。本发明方法的另一关键步骤是上行控制信令在预留频带即预留控制信道上以子帧内跳频方式传输。为了保证上行控制信令的传输质量，预留频带内单独传输的上行控制信令以子帧内跳频方式传输，每个UE或一组UE对应一个预留控制子信道，即一个跳频序列。实现跳频序列的基本特征为1)在一个子帧(Alternative帧结构的一个子帧为一个业务时隙，Generic帧结构的一个子帧为2个时隙)内跳频，将子帧从时域上进行分割，形成预留控制子信道，每个预留控制子信道对应一个跳频序列，跳频序列的持续时间占满整个子帧；2)每个控制子信道的频率位置选择要保障频率分集最大化，并且不破坏上行传输的单载波特性，一个跳频序列应对应在距离尽可能大的两段频带上。一个实现的示意图如图11所示，图中给出Alternative帧结构中的一个传输时间间隔TTL,预留带宽位于频域两侧，有4个控制子信道，l表示控制子信道l,2表示控制子信道2，3表示控制子信道3、4表示控制子信道4，5表示数据，6表示与数据一起传输的非数据相关控制信令。每个控制子信道可以分配给一个UE或由一组UE共享。例如，控制子信道1配置跳频序列1,从时域上看，一个子帧被分割为上下两段，持续时间占满整个子帧，即一个TTI,以满足覆盖需求；从频域上看，两段跳频序列l被分配到尽可能距离大的两段频带上(整个系统带宽的两侧)，以获得最大的频率分集增益。同理，控制子信道2配置跳频序列2,控制子信道3配置跳频序列3,控制子信道4配置跳频序列4,都满足上述从时域上分割为两段并占满整个子帧、从频域上每个跳频序列的两段所占频带尽量远离的原则。当存在多个预留上行控制子信道时，也要按上述原则统一设计。对于采用Generic帧结构的系统，预留频带内单独传输的上行控制信令以子帧内跳频的方式传输，与LTEFDD的方案相同，具体可参见图4所示的在一个子帧内跳频的配置。此外，针对跳频传输的上行控制信道，本发明提出三种不同的导频结构，即提出三种导频插入方式，以满足不同的控制信令质量需求。图12至14中给出采用Alternative帧结构的LTETDD系统每个上行跳频序列插入导频符号或称参考符号的三种方案。图中l表示跳频序列l,2表示跳频序列2，3表示导频符号。对于采用Generic帧结构的系统，其插入导频符号的原理与之相同。参见图ll，跳频序列l、跳频序列2各占用长块(LB)在预留频带内跳频传输，导频符号3仅占用两个短块(SB)，与普通数据的导频插入方案相同。参见图12，跳频序列l、跳频序列2各占用长块(LB)在预留频带内跳频传输，在导频符号3占用两个短块(SB)的基础上，增加两个长块(LB)发送导频符号3。参见图13，跳频序列1、跳频序列2在预留频带内跳频传输，导频符号3占用两个长块(LB)，原短块(SB)也用来发送上行控制信令(跳频序列1和跳频序列2)。实施本发明的时分双工正交频分多址OFDMA系统上行控制信令传输装置，用于长期演进时分双工LTETDD系统单独传输非数据相关控制信令，该装置包括控制信令处理单元和跳频处理单元。控制信令处理单元通过与系统例如NodeB和UE间的通信过程，处理上下行时隙比例和系统工作带宽等信息得到传输上行控制信息所需要预留的资源量即上行控制信令总量；根据预留的资源量和具体的传输方案如上行业务时隙个数处理得到预留频带的带宽、预留带宽所占上行时隙位置和频域位置；为UE分配逻辑控制信道，并将逻辑控制信道映射到物理控制信道。跳频处理单元，用于实际物理控制信道的实现处理。对在预留上行控制信道的预留频带位置及带宽上传输的上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，每个终端UE或一组终端UE对应一个跳频序列。实现跳频序列包括在保证持续时间占满整个子帧的条件下对子帧进行时域划分和在保障频率分集最大化的条件下为每个预留控制子信道选择频率。下述步骤可以说明控制信令处理单元的相关处理流程步骤1,由系统(例如NodeB)确定上下行时隙比例、系统工作带宽和具体的传输方案，并进行系统信息配置，例如通过广播的方式；步骤2，控制信令处理单元根据上下行时隙比例和系统工作带宽等信息处理得到单独传输上行控制信令时所需要预留的频带资源总量；步骤3,控制信令处理单元根据预留的频带资源总量和具体的传输方案(例如预留频带方案一)处理得到预留频带的带宽所占上行时隙位置和频域位置，即确定上行控制信令传输的具体参数；步骤4，系统(例如NodeB)将上行控制信令传输的具体参数，例如预留频带的带宽、所占上行时隙位置和频域位置及控制信道映射方法等通知UE，例如通过广播的方式。步骤5，UE根据下行业务等信息生成上行控制信令，如数据业务产生的ACK/NACK反馈信息或调度请求产生的CQI反馈信息等，系统例如NodeB根据调度信息等知道UE产生上行控制信令传输请求，此请求触发控制信令处理单元在步骤l,2,3的基础上为UE分配特定的物理控制信道。步骤6,UE根据接收到的指令例如NodeB的指令进行上行控制信令的分配和映射。系统例如NodeB就可在分配给UE的特定物理控制信道上读取UE上行控制信令。本发明针对目前LTETDD系统还没有提出具体的、单独传输的非数据相关控制信令的传输方案，而给出了一个完整的解决方案，该方案针对LTETDD系统的特点进行上行控制信道传输方案的设计，具有以下优点预留上行控制信道的位置和带宽是可变的，是根据上下行切换点位置的不同、系统工作带宽的不同灵活配置的，可以提供资源利用效率和实现上行控制信道的统一；在预留的上行控制信道中釆用子帧内跳频的方式进行上行控制信令的传输，可同时获取时域和频域分集，提高控制信道的可靠性；本发明提出多种预留上行控制信道即预留带宽的分配方法可满足不同的应用需求和实现上行控制信道的统一；针对以跳频方式传输的该上行控制信道，提出多种不同的插入导频符号的导频结构，对于不同的业务质量要求和信道条件，可选择适用的导频方案。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。权利要求1.一种时分双工正交频分多址OFDMA系统上行控制信令传输方法，用于长期演进时分双工LTETDD系统单独传输非数据相关控制信令，包括以下处理步骤A、根据上行控制信令总量和可用的上行时隙资源，为上行控制信道预留频带和将该预留频带配置在系统带宽的频域的两侧位置，形成预留上行控制信道；B、在预留上行控制信道的预留频带位置及带宽上传输的上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，每个终端UE或一组终端UE对应一个跳频序列。2、根据权利要求1所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A预留上行控制信道，包括Al、提取上下行时隙比例和系统工作带宽，获得需要在预留频带传输的上行控制信令总量；A2、根据上行时隙资源确定预留带宽所占用的上行时隙；A3、在所占用的上行时隙的频带两侧将上行控制信令总量配置到所占用的上行时隙上。3、根据权利要求1所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤B,所述的以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传<输，包括从时域上对子帧进行分割，每个预留上行控制子信道对应一个时间上连续的跳频序列，该跳频序列的特征是，在时域上持续时间占满整个子帧，在频域上每个跳频序列分配在距离尽可能大的两段频带上。4、根据权利要求1所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A预留上行控制信道，包括Al、提取上下行时隙比例和系统工作带宽，获得需要在预留频带传输的上行控制信令总量；A2、根据上行时隙资源确定预留带宽所占用的上行时隙；A3、在所占用的上行时隙的频带两侧将上行控制信令总量配置到所占用的上行时隙上；所述步骤B，所述的以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，包括从时域上对子帧进行分割，每个预留上行控制子信道对应一个时间上连续的跳频序列，该跳频序列的特征是，在时域上持续时间占满整个子帧，在频域上每个跳频序列分配在距离尽可能大的两段频带上。5、根据权利要求2或4所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A2，将预留带宽所占用的上行时隙确定在帧结构中的所有上行时隙；所述步骤A3，将上行控制信令总量对称地配置在所占用的所有上行时隙的频带两侧。6、根据权利要求5所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A3，将上行控制信令总量平均或不等地对称配置在所占用的所有上行时隙的频带两恻。7、根据权利要求6所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A3，上行控制信令总量不等地对称配置，是从某一上行时隙序号的时隙开始，按照时隙序号增加或减少的顺序，为每个时隙的频域每侧配置一个最小资源单位PRB;在到达最后一个上行时隙时，继续从该时隙序号的时隙开始，直至配置完所有的上行控制信令总量。8、根据权利要求2或4所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A2，将预留带宽所占用的上行时隙确定在帧结构中的部分上行时隙；所述步骤A3，将上行控制信令总量对称地配置在所占用的该部分上行时隙的频带两侧。9、根据权利要求8所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A2，将预留带宽所占用的上行时隙固定在帧结构中的任一个上行时隙；所述步骤A3，将上行控制信令总量平分配置在所占用的该上行时隙的频带两侧。10、根据权利要求8所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A2，所述的部分上行时隙按系统配置的最大占用时隙数确定；所述步骤A3，当上行时隙个数增加到大于该最大占用时隙数时，不给新增加的上行时隙分配预留频带，而是将上行控制信令总量增加的部分配置给已经分配预留频带时隙的频带两侧。11、根据权利要求8所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A3，将上行控制信令总量平均或不等地对称配置在所占用的该部分上行时隙的频带两侧。12、根据权利要求11所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤A3，所述上行控制信令总量不等地对称配置，是从某一上行时隙序号的时隙开始，按照时隙序号增加或减少的顺序，为每个时隙的频域每侧配置一个最小资源单位PRB,在到达最后一个上行时隙时，继续从该时隙序号的时隙开始，直至配置完所有的上行控制信令总量。13、根据权利3或4所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤B还包括在跳频序列中插入导频符号，插入的导频符号占用两个短块。14、根据权利要求3或4所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤B还包括在跳频序列中插入导频符号，插入的导频符号占用两个短块和占用两个长块。15、根据权利要求3或4所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述步骤B还包括在跳频序列中插入导频符号，插入的导频符号占用两个长块，两个短块也传输上行控制信令。16、根据权利要求1所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输方法，其特征在于所述的LTETDD系统采用替代Alternative帧结构或采用基本Generic帧结构。17、一种时分双工正交频分多址OFDMA系统上行控制信令传输装置，用于长期演进时分双工LTETDD系统单独传输非数据相关控制信令，其特征在于包括一控制信令处理单元和一跳频处理单元；所述的控制信令处理单元根据上行控制信令总量和可用的上行时隙资源，为上行控制信道预留频带和将该预留频带配置在系统带宽的频域的两侧位置，形成预留上行控制信道；所述的跳频处理单元，对在预留上行控制信道的预留频带位置及带宽上传输的上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，每个终端UE或一组终端UE对应一个跳频序列。18、根据权利要求17所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的LTETDD系统采用替代Alternative帧结构或采用基本Generic帧结构。19、根据权利要求17所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的控制信令处理单元为上行控制信道预留频带的处理包括从系统配置信息中提取上下行时隙比例和系统工作带宽，获得需要在预留频带传输的上行控制信令总量；根据上行时隙资源确定预留带宽所占用的上行时隙；在所占用的上行时隙的频带两侧将上行控制信令总量配置到所占用的上行时隙内。20、根据权利要求17所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的跳频处理单元对上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，包括从时域上对子帧进行分割，每个预留上行控制子信道对应一个时间上连续的跳频序列，该跳频序列的特征是，在时域上持续时间占满整个子帧，在频域上每个跳频序列分配在距离尽可能大的两段频带上。21、根据权利要求17所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的控制信令处理单元为上行控制信道预留频带的处理，包括从系统配置信息中提取上下行时隙比例和系统工作带宽，获得需要在预留频带传输的上行控制信令总量；根据上行时隙资源确定预留带宽所占用的上行时隙；在所占用的上行时隙的频带两侧将上行控制信令总量配置到所占用的上行时隙内；所述的跳频处理单元对上行控制信令以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，包括从时域上对子帧进行分割，每个预留上行控制子信道对应一个时间上连续的跳频序列，该跳频序列的特征是，在时域上持续时间占满整个子帧，在频域上每个跳频序列分配在距离尽可能大的两段频带上。22、根据权利要求19或21所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的控制信令处理单元将预留带宽所占用的上行时隙确定在帧结构中的所有上行时隙；所述控制信令处理单元的配置是将上行控制信令总量对称地配置在所占用的所有上行时隙的频带两侧。23、根据权利要求22所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述控制信令处理单元的配置是将上行控制信令总量平均或不等地对称配置在所占用的所有上行时隙的频带两侧。24、根据权利要求23所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述控制信令处理单元对上行控制信令总量不等地对称配置，是从某一上行时隙序号的时隙开始，按照时隙序号增加或减少的顺序，为每个时隙的频域每侧配置一个最小资源单位PRB;在到达最后一个上行时隙时，继续从该时隙序号的时隙开始，直至配置完所有的上行控制信令总量。25、根据权利要求19或21所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的控制信令处理单元将预留带宽所占用的上行时隙确定在帧结构中的部分上行时隙；所述控制信令处理单元的配置是将上行控制信令总量对称地配置在所占用的该部分上行时隙的频带两侧。26、根据权利要求25所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于:所述的控制信令处理单元将预留带宽所占用的上行时隙固定在帧结构中的任一个上行时隙；所述控制信令处理单元的配置是将上行控制信令总量平分配置在所占用的该上行时隙的频带两侧。27、根据权利要求25所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的控制信令处理单元按系统配置的最大占用时隙数确定部分上行时隙，当上行时隙个数增加到大于该最大占用时隙数时，不给新增加的上行时隙分配预留频带，而是将上行控制信令总量增加的部分配置给已经分配预留频带时隙的频带两侧。28、根据权利要求25所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述控制信令处理单元的配置是将上行控制信令总量平均或不等地对称配置在所占用的该部分上行时隙的频带两侧。29、根据权利要求28所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述的控制信令处理单元对上行控制信令总量不等地对称配置，是从某上行时隙序号的时隙开始，按照时隙序号增加或减少的顺序，为每个时隙的频域每侧配置一个最小资源单位PRB,在到达最后一个上行时隙时，继续从该时隙序号的时隙开始，直至配置完所有的上行控制信令总量。30、根据权利要求20或21所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述跳频处理单元还在跳频序列中插入导频符号，插入的导频符号占用两个短块。31、根据权利要求20或21所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述跳频处理单元还在跳频序列中插入导频符号，插入的导频符号占用两个短块和占用两个长块。32、根据权利要求20或21所述的一种时分双工OFDMA系统上行控制信令传输装置，其特征在于所述跳频处理单元还在跳频序列中插入导频符号，插入的导频符号占用两个长块，两个短块也传输上行控制信令。全文摘要本发明涉及时分双工正交频分多址系统上行控制信令传输方法与装置，为长期演进时分双工(LTETDD)提出具体的、单独传输非数据相关控制信令的解决方案。由控制信令处理单元根据上行控制信令总量，为上行控制信道预留频带，并将该预留频带配置在上行时隙所占频域的两侧位置，使终端UE的上行控制信令在该预留频带位置及带宽上传输，并给出多种预留频带位置及带宽的方案；而传输的上行控制信令是以子帧内跳频方式在各预留上行控制子信道传输，每个终端UE或一组UE对应一个跳频序列，并给出多种导频方案。本发明针对系统工作带宽、上下行切换点位置来配置预留频带，实现复杂度低还能充分利用资源；采用子帧内跳频的方式传输，可同时利用时域和频域分集。文档编号H04B1/713GK101272175SQ200710064598公开日2008年9月24日申请日期2007年3月21日优先权日2007年3月21日发明者张瑞齐,索士强,肖国军申请人:大唐移动通信设备有限公司