一种无线通信系统上行控制信息的传输方法
【专利摘要】本发明涉及一种无线通信系统上行控制信息的传输方法，该方法包括，在终端发送上行控制信息之前，首先由基站为终端分配一个包含终端发送上行控制信息所需参数的RNTI；终端根据包括RNTI以及帧号在内的系统参数，对待发送的上行控制信息进行编码调制，产生PUCCH信号，并在上行子帧PUCCH上发送上述调制后的信号。通过本发明，各个终端根据接入成功后分配的RNTI以及帧号，通过简单的算法即获得每一帧占用的PUCCH信道资源。而且对于每个终端，通过在子载波间的跳频，可以获得频率分集增益；而在每个子载波中通过码分复用方式，系统可以灵活适应动态变化的需要传输上行控制信息的终端数目及信息比特数。
【专利说明】一种无线通信系统上行控制信息的传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种上行控制信息传输方法。
【背景技术】
[0002]在无线通信系统中，根据无线信号的传输方向将传输链路划分为从下行链路和上行链路，其中下行链路是指基站到终端的传输方向，上行链路是指终端到基站的传输方向。通常根据承载的信息类型，进一步将物理信道划分为承载上行业务信息的物理上行链路共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)、承载上行控制信息的物理上行链路控制信道(Physical Uplink Control Channel，PUCCH)和承载上行终端接入信息的物理随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH),以及承载下行业务信息的物理下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel,F1DSCH)、下行控制信息的物理下行链路控制信道(Physical Downlink Control Channel, PUCCH)等。
[0003]在无线通信系统中，终端通过PUCCH向基站汇报各种信息，比如在小区接入过程中，终端通过PUCCH传输各种与基站交互的信令，实现小区接入及业务通道的建立；在业务传输过程中，终端通过PUCCH向基站汇报调度回复、下行信道测量结果、HARQ指示标志等状态信息，以辅助基站实现资源调度优化及HARQ等。接入同一基站的所有终端通过时分复用、频分复用或码分复用的方式利用PUCCH向基站传输上行控制信息。每一帧同一基站下需要传输上行控制信息的终端数目以及每个终端需要传输的信息比特数都是动态变化的。这就要求上行控制信息传输方法能适应这种动态变化特性，使系统能快速、简单的为每个终端分配传输上行控制信息的信道资源。
【发明内容】
[0004]在无线通信系统中，同一基站下每一帧需要传输上行控制信息的终端数目以及每个终端需要传输的信息比特数都是动态变化的。上行控制信息传输方法需要适应这种动态变化特性，使系统可以利用简单的资源分配算法，为每个终端分配传输上行控制信息所需信道资源。
[0005]本发明公开了一种无线通信系统中上行控制信息的传输方法，该方法包括:
[0006]在终端发送上行控制信息之前，首先由基站为终端分配一个无线网络临时标识(Rad1 Network Temporary Identity, RNTI),其中包含终端发送上行控制信息所需的参数。终端根据收到RNTI以及帧号等其他系统参数，对待发送的上行控制信息进行编码调制，产生PUCCH信号，并在上行子帧PUCCH物理信道上发送调制后的信号。
[0007]如上所述的方法，其中在PUCCH发送间隔内将系统带宽均匀的划分为M个子载波，其中M为正整数。每个终端只能选择在一个子载波上发送PUCCH信号。
[0008]如上所述的方法，其中在每个终端发送的PUCCH信号由时长为η符号的导频信号和时长为m符号的数据信号组成。
[0009]如上所述的方法，其中基站分配的RNTI中包含的终端发送上行控制信息所需的参数包括:终端发送PUCCH起始子载波编号、PUCCH导频编号和PUCCH导频扰码编号。
[0010]如上所述的方法，其中终端发送上行控制信息的方法包括:首先根据RNTI中包含的起始子载波编号和当前帧号，计算当前帧发送PUCCH的子载波编号。计算方法的特征在于:在每一帧中，具有不同起始子载波编号的终端选择的子载波编号也不同。
[0011]如上所述的方法，其中终端发送上行控制信息的方法还包括:根据RNTI中包含的PUCCH导频编号和PUCCH导频扰码编号，产生本终端的PUCCH导频信号。其具体方法为:
[0012]I)终端根据RNTI中包含的PUCCH导频编号从PUCCH导频序列组中选取对应序列，其中PUCCH导频序列组由L个长度为η符号的序列构成，L为正整数；PUCCH导频序列组的特征在于，PUCCH导频编号与组内序列一一对应；组内所有序列都存在低复杂度的快速相关算法；
[0013]2)根据RNTI中包含的PUCCH导频扰码编号从当前基站PUCCH导频扰码组中选取对应扰码，对上述PUCCH导频序列加扰；当前基站PUCCH导频扰码组为系统PUCCH导频扰码组的子集，每个终端接入系统后即可获得当前基站对应的PUCCH导频扰码组，其中系统PUCCH导频扰码组由P个长度为η符号并且具有良好自相关性和互相关性的扰码构成，P为正整数；PUCCH导频扰码编号与当前基站PUCCH导频扰码组扰码一一对应。
[0014]如上所述的方法，其中终端发送上行控制信息的方法还包括:根据终端接入的基站身份信息以及终端身份信息，产生本终端的PUCCH数据信号。其具体方法为:
[0015]I)终端根据当前帧需传输的上行控制信息比特数i计算占用的码道数Nc=ceil (i/k),其中k为一个码道最大承载的信息比特数,ceil (x)表示取大于或等于x的最小整数，码道数Ne为正整数；在上行控制信息流尾部填充Nc*k -1比特变成长度为Nc*k比特的信息流，并将其划分成长度为k比特的Ne段，分别标记为第0，I,…，Nc-1段；
[0016]2)生成携带用户身份信息和基站身份信息、长度为Nc*m符号的扰码，其特征在于携带不同用户身份信息和基站身份信息的扰码具有良好的自相关性和互相关性；将长度为Nc*m符号的扰码划分为长度都为m符号的Ne段,分别标记为第0，I,…，Nc-1段；
[0017]3)对每段长度为k比特的信息，分别进行编码、调制，得到长度为m符号的数据信号，用编号相同的扰码段进行加扰，得到各个码道PUCCH数据信号；
[0018]4)最后，将所有Ne个码道PUCCH数据信号叠加。
[0019]如上所述的方法，其中终端发送上行控制信息的方法还包括:终端每帧根据上述方法选择的子载波编号，将复接后的PUCCH数据信号和导频信号调制到该子载波上发送。
[0020]采用本发明提出的PUCCH信息的传输方法，各个终端根据接入成功后分配的RNTI以及帧号，通过简单的算法即获得每一帧占用的PUCCH信道资源。而且对于每个终端，通过在子载波间的跳频，可以获得频率分集增益；而在每个子载波中通过码分复用方式，系统可以灵活适应动态变化的需要传输上行控制信息的终端数目及信息比特数。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1所示为PUCCH信号结构。
[0022]图2所示为PUCCH数据信号生成方法。
【具体实施方式】
[0023]本发明提出的TOCCH信息的传输方法主要思想是同一基站下各个终端的上行控制信息通过时分、频分及码分的复用方式承载在PUCCH中，并且终端根据接入成功后分配的RNTI以及帧号即可决定每一帧占用的TOCCH信道资源。下面结合附图及具体实施例对本发明所述技术方案做进一步描述。
[0024]以系统带宽为4MHz为例，划分为4个频率宽度为IMHz的PUCCH子载波。终端接入系统后分配的RNTI由长度为2比特的PUCCH起始子载波编号、长度为7比特的PUCCH导频编号以及长度为2比特的PUCCH导频扰码编号组成。
[0025]PUCCH信号结构如图1所示。PUCCH包括PUCCH数据信号和PUCCH导频信号两部分，其中PUCCH数据信号长度为m=1024符号，分为长度为512符号的两段DO，D1，分布在PUCCH导频信号两侧；PUCCH导频信号R S长度为n=128符号。
[0026]PUCCH导频序列组由长度为n=l28符号并且经过调制后的wal sh码组构成，码组中共有L=128个walsh码。终端首先根据RNTI中指定的长度为7比特的PUCCH导频编号，从PUCCH导频序列组中选择对应walsh码。其次，根据RNTI中指定的长度为2比特的PUCCH导频扰码编号，从当前基站PUCCH导频扰码组中选取对应扰码，对PUCCH导频信号加扰。终端接入系统后即可获得当前基站对应的PUCCH导频扰码组，每个基站PUCCH导频扰码组包括4个扰码，属于系统PUCCH导频扰码组的子集。其中系统PUCCH导频扰码组的每一个扰码具有良好的自相关性和互相关性，因此基站在对PUCCH进行接收处理时，能对每个终端分别进行信道估计。
[0027]PUCCH数据信号采用walsh编码，每一个码道最大承载40比特信息(即k=40)。以系统中需要传输长度为40比特和80比特的上行控制信息为例，说明PUCCH数据信号的生成方法:
[0028]I)对于长度为1=40比特的上行控制信息，占用的码道数为NC=Ceil (l/k)=l ;而对于长度为1=80比特的上行控制信息，占用的码道数为Nc=ceil (1/k) =2,将信息划分为长度都为40比特的两段。
[0029]2)以终端身份信息和终端接入的基站身份信息为初始值，生成GOLD码作为扰码区分终端和基站。对于长度为1=40比特的上行控制信息，生成长为1024符号的扰码；对于长度为1=80比特的上行控制信息,生成长为2048符号的扰码,并划分为长度都为1024符号的两段。
[0030]3)对于每个码道的k=40比特信息进行编码调制，得到1024符号数据信号，具体方法为:将k=40比特信息划分为长度为20比特的两段，分别按照如图2所示的进行20比特->512符号的编码调制，得到512符号数据信号，再复接在一起得到1024符号数据信号。其中，20比特->512符号的编码调制方法为:将20比特的信息分为长度都为10比特的两组，对于每组，其中9比特编码得到512比特walsh码，与另I比特进行异或运算；得到的两组序列作为I，Q两路进行QPSK调制。
[0031]4)根据码道序列选择对应扰码段，对每个码道编码调制后的数据信号加扰。
[0032]本发明并不局限于上述【具体实施方式】，本发明可以有各种修改和替代形式，在附图和详细说明中一些具体的实施例只是作为实例加以表述。但应理解，这些附图和详细说明绝不是为了将本发明限制在所公开的具体形式上，相反，本发明应包括在权利要求书所定义的范围内的全部修改、等效形式和替代形式。
【权利要求】
1.一种无线通信系统上行控制信息的传输方法，其特征在于，在终端发送上行控制信息之前，首先由基站为终端分配一个包含终端发送上行控制信息所需参数的无线网络临时标识RNTI ;终端根据包括RNTI以及帧号在内的系统参数，对待发送的上行控制信息进行编码调制，产生物理上行链路控制信道PUCCH信号，并在上行子帧PUCCH上发送上述调制后的信号即PUCCH信号。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述PUCCH发送间隔内将系统带宽均匀的划分为M个子载波，其中M为正整数；每个终端只能选择在一个子载波上发送PUCCH信号。
3.如权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述PUCCH信号由时长为η符号的PUCCH导频信号和时长为m符号的PUCCH数据信号组成，其中m，η均为正整数。
4.如权利要求1、2或3所述方法，其特征在于，所述基站分配的RNTI中包含的终端发送上行控制信息所需的参数包括:终端发送PUCCH起始子载波编号、PUCCH导频编号和PUCCH导频扰码编号。
5.如权利要求3或4所述方法，其特征在于，所述产生PUCCH导频信号的方法是根据RNTI中包含的I3UCCH导频编号和PUCCH导频扰码编号产生本终端PUCCH导频信号，具体步骤是: 首先，终端根据RNTI中包含的PUCCH导频编号从PUCCH导频序列组中选取对应序列，其中PUCCH导频序列组由L个长度为η符号并且具有良好自相关性和互相关性的序列构成，L为正整数；PUCCH导频序列组的特征在于，PUCCH导频编号与组内序列一一对应；组内所有序列都存在低复杂度的快速相关算法； 然后，终端根据RNTI中包含的导频扰码编号从当前基站PUCCH导频扰码组中选取对应扰码，对上述PUCCH导频序列加扰；当前基站PUCCH导频扰码组为系统PUCCH导频扰码组的子集，每个终端接入系统后即可获得当前基站对应的PUCCH导频扰码组，其中系统PUCCH导频扰码组由P个长度为η符号并且具有良好自相关性和互相关性的扰码构成，P为正整数；PUCCH导频扰码编号与当前基站PUCCH导频扰码组扰码一一对应。
6.如权利要求3或4所述方法，其特征在于，所述产生TOCCH数据信号的方法是根据终端接入的基站身份信息以及终端身份信息，产生本终端的PUCCH数据信号，具体步骤是: 首先，根据当前帧终端需传输的上行控制信息比特数i计算占用的码道数Nc=ceil(i/k)，其中k为一个码道最大承载的信息比特数，ceil(x)表示取大于或等于X的最小整数，码道数Ne为正整数；在上行控制信息流尾部填充Nc*k -1比特变成长度为Nc*k比特的信息流，并将其划分成长度都为k比特的Ne段，分别标记为第O，I,…，Nc-1段； 其次，生成携带用户身份信息和基站身份信息、长度为Nc*m符号的扰码，其特征在于携带不同用户身份信息和基站身份信息的扰码具有良好的自相关性和互相关性；将长度为Nc*m符号的扰码划分为长度为m符号的Ne段,分别标记为第O, I,…，Nc-1段； 然后，对每段长度为k比特的信息，分别进行编码、调制，得到长度为m符号的数据信号，用编号相同的扰码段进行加扰，得到各个码道PUCCH数据信号； 最后，将所有Ne个码道PUCCH数据信号叠加。
7.如权利要求2至6任一项所述方法，其特征在于，所述终端发送上行控制信息的方法包括:首先根据RNTI中包含的起始子载波编号和当前帧号，计算当前帧发送PUCCH的子载波编号；计算方法的特征在于:在每一帧中，具有不同起始子载波编号的终端选择的子载波编号也不同。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述终端发送上行控制信息的方法还包括，终端根据所述计算当前帧发送PUCCH子载波编号的方法计算当前帧的PUCCH子载波编号，将复接后的PUCCH数据信号和导频信号调制到该子载波上发送。
【文档编号】H04W72/04GK104348601SQ201310343792
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】罗明胜, 杨海斌, 林志坚, 高子龙 申请人:北京久华信信息技术有限公司