发送上行链路控制信息的方法和装置制造方法

发送上行链路控制信息的方法和装置制造方法
【专利摘要】提供了一种发送用户设备的上行链路控制信息的方法和装置。该方法包括：重复地生成与上行链路数据传输层一样多的上行链路控制信息；调制上行链路控制信息以生成多个重复的调制符号；将预编码矩阵应用于多个重复的调制符号以生成多个第一预编码的符号；以及在上行链路子帧中分别通过多个天线来发送多个第一预编码的符号，上行链路子帧在时域中包括多个单载波频分多址(SC-FDMA)符号和在频域中包括多个子载波。
【专利说明】发送上行链路控制信息的方法和装置
[0001] 本申请是2012年1月20日提交的国际申请日为2010年7月20日的申请号为 201080033133. 9 (PCT/KR2010/004743)的，发明名称为"发送上行链路控制信息的方法和装 置"的专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于由用户设备将上行链路控制信息 发送给基站的方法和装置。

【背景技术】
[0003] 高级国际移动电信（MT)(其是下一代（即，后第三代）移动通信系统）的标准化 工作在国际电信联盟无线电通信部分（ITU-R)中执行。高级IMT目的在于在稳定或者缓慢 地移动的状态下以lGbps，或者在快速移动的状态下以100Mbps的数据传送速率支持基于 网际协议（IP)的多媒体服务。
[0004] 第三代合作项目（3GPP)是满足高级MT需求的系统标准，并且基于正交频分多址 (0FDMA)/单载波频分多址（SC-FDMA)传输来准备高级长期演进（LTE)，其是LTE的改进版 本。高级LTE是用于高级MT有前途的候选者之一。
[0005] 下行链路表示基站（BS)通过其将信号发送到用户设备（UE)的链路。上行链路表 示UE通过其将信号发送到BS的链路。LTE支持在下行链路中使用4个发射（Tx)天线，并 且支持在上行链路中仅仅使用一个Τχ天线。这是因为UE使用一个功率放大器（AMP)。因 而，由于在下行链路和上行链路之间可用Tx天线的数目是不同的，所以在下行链路和上行 链路之间峰值/均值系统吞吐量是不对称的。这是LTE的一个主要缺点。
[0006] 在LTE-A中，考虑了通过在上行链路中使用多个Tx天线（例如，4个Tx天线）来 传输上行链路信号以提高上行链路吞吐量。当UE通过使用4个Tx天线来向BS发送上行 链路信号的时候，可以在数据传输区中以背负方式来发送上行链路控制信息。因此，需要用 于由UE在多天线传输中可靠地发送上行链路控制信号的方法和装置。


【发明内容】

[0007] 技术问题
[0008] 本发明提供用于由用户设备可靠地将上行链路控制信息发送给基站的方法和装 置。
[0009] 问题的解决方案
[0010] 按照本发明的一个方面，提供了一种发送用户设备的上行链路控制信息的方法。 该方法包括：重复地生成与上行链路数据传输层一样多的上行链路控制信息；调制上行链 路控制信息以生成多个重复的调制符号；将预编码矩阵应用于多个重复的调制符号以生成 多个第一预编码的符号；以及在上行链路子帧中分别地通过多个天线来发送所述多个第一 预编码的符号，所述上行链路子帧在时域中包括多个单载波频分多址（SC-FDMA)符号和在 频域中包括多个子载波。
[0011] 按照本发明的另一个方面，提供了一种发送用户设备的上行链路控制信息的方 法。该方法包括：在时域中包括多个符号和在频域中包括数据区和控制区的子帧中，通过使 用第一多输入多输出（ΜΙΜΟ)传输方案来通过多个发射（Tx)天线在数据区中发送传输块； 以及通过使用第二ΜΜ0传输方案来通过多个Τχ天线在数据区中发送上行链路控制信息， 其中第二ΜΙΜΟ传输方案与第一 ΜΙΜΟ传输方案是否相同是按照上行链路控制信息的类型来 确定的。
[0012] 按照本发明的再一个方面，提供了一种用户设备，包括：用于发送和接收无线电信 号的射频（RF)单元；以及耦合到所述RF单元的处理器，其中所述处理器调制上行链路控制 信息以生成调制符号，重复调制符号以生成多个重复的调制符号，将预编码矩阵应用于所 述多个重复的调制符号以生成多个第一预编码的符号，并且在上行链路子帧中分别地通过 多个天线来发送所述多个第一预编码的符号，所述上行链路子帧在时域中包括多个单载波 频分多址（SC-FDMA)符号和在频域中包括多个子载波。
[0013] 按照本发明，用户设备可以取决于在用户设备和基站之间的信道状态来重复地发 送上行链路控制信息。因此，即使信道状态不好，也可以可靠地发送上行链路控制信号。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1示出无线通信系统。
[0015] 图2示出第三代合作项目（3GPP)长期演进（LTE)的无线电帧结构。
[0016] 图3示出用于一个下行链路（DL)时隙的资源网格的例子。
[0017] 图4示出DL子帧的结构。
[0018] 图5示出上行链路（UL)子帧结构。
[0019] 图6示出使用预编码器的无线通信系统。
[0020] 图7示出在物理上行链路共享信道（PUSCH)上复用UL控制信息和UL数据的过程。
[0021] 图8示出在PUSCH上的资源映射。
[0022] 图9是示出当使用单载波频分多址（SC-FDMA)的时候发射机的示例性结构的框 图。
[0023] 图10和图11示出由图9的子载波映射器在频域中将复数值的符号映射到相应的 子载波上的示例性方法。
[0024] 图12是示出基准信号处理器的例子的框图。
[0025] 图13示出当使用正常循环前缀（CP)的时候解调基准信号（DM RS)的示例性结构。
[0026] 图14示出当使用扩展CP的时候DM RS的示例性结构。
[0027] 图15是示出当群聚的SC-FDMA (或者群聚的DFT扩展-OFDM(DFT-OFDM))用于单 个载波的时候发射机的示例性结构的框图。
[0028] 图16是示出当群聚的SC-FDMA(或者群聚的DFT-0FDM)用于多个载波并且多个载 波被连续地分配的时候发射机的示例性结构的框图。
[0029] 图17是示出当群聚的SC-FDMA(或者群聚的DFT-0FDM)用于多个载波并且多个载 波被不连续地分配的时候发射机的示例性结构的框图。
[0030] 图18示出当使用块特定的DFT-0FDM的时候发射机的示例性结构。
[0031] 图19是示出支持多输入多输出（ΜΙΜΟ)传输的发射机的示例性结构的框图。
[0032] 图20是示出图19的ΜΜ0处理器的示例性结构的框图。
[0033] 图21示出在发射机中发送控制信息或者数据的方法。
[0034] 图22示出按照控制信息的类型和可应用的传输方法在PUSCH区域中执行复用的 方法。
[0035] 图23示出当UL控制信息和UL数据以相同的预编码应用并且通过复用来发送的 时候重复UL控制信息的过程。
[0036] 图24示出使用群聚的SC-FDMA操作的发射机的例子。
[0037] 图25示出当通过在使用群聚的SC-FDMA操作的发射机中使用Ν个群聚的资源来 执行PUSCH传输的时候以背负方式发送控制信息的方法。
[0038] 图26是示出基站和用户设备的结构的框图。

【具体实施方式】
[0039] 如下所述的技术可以在各种无线通信系统中使用，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 等。CDMA可以借助于诸如通用陆上无线电接入（UTRA)或者CDMA-2000的无线电技术来实 现。TDMA可以借助于诸如全球移动通信系统（GSM)/通用分组无线电服务（GPRS)/用于 GSM演进（EDGE)的增强的数据速率的无线电技术来实现。0FDMA可以借助于诸如美国电 气和电子工程师学会（IEEE) 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE 802. 16 (WiMAX)、IEEE 802-20、演进的 UTRA(E-UTRA)等等的无线电技术来实现。UTRA是通用移动电信系统（UMTS)的一部分。第 三代合作项目（3GPP)长期演进（LTE)是使用E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分。 3GPPLTE在下行链路中使用0FDMA，并且在上行链路中使用SC-FDMA。高级LTE(LTE-A)是 3GPP LTE的演进。
[0040] 为了清楚，以下的描述将集中在3GPP LTE/LTE-A。但是，本发明的技术特征不局限 于此。
[0041] 图1示出无线通信系统。
[0042] 参考图1，无线通信系统10包括至少一个基站（BS) 11。相应的BS 11对特定的地 理区域（通常称为小区）15a、15b和15c提供通信服务。该小区可以被分成多个区域（称 为扇区）。A用户设备（UE) 12可以是固定或者移动的，并且可以称为另一个术语，诸如移动 站（MS)、用户终端（UT)、订户站（SS)、无线设备、个人数字助理（PDA)、无线调制解调器、手 持设备、接入终端（AT)等等。BS 11通常是与UE 12通信的固定站，并且可以称为另一个术 语，诸如演进的节点B(eNB)、基站收发信机系统（BTS)、接入点、接入网络（AN)等等。
[0043] 在下文中，下行链路（DL)表示从BS到UE的通信链路，并且上行链路（UL)表示从 UE到BS的通信链路。在DL中，发射机可以是BS的一部分，并且接收机可以是UE的一部 分。在UL中，发射机可以是UE的一部分，并且接收机可以是BS的一部分。
[0044] 无线通信系统可以是多输入多输出（ΜΜ0)系统、多输入单输出（MIS0)系统、单输 入单输出（SIS0)系统和单输入多输出（SM0)系统中的任何一个。ΜΜ0系统使用多个发 射（Tx)天线和多个接收（Rx)天线。MIS0系统使用多个Tx天线和一个Rx天线。SIS0系 统使用一个Tx天线和一个Rx天线。SM0系统使用一个Tx天线和多个Rx天线。
[0045] 在下文中假设无线通信系统是ΜΙΜΟ系统。Tx天线表示用于传输一个信号或者流 的物理或者逻辑天线。Rx天线表示用于接收一个信号或者流的物理或者逻辑天线。
[0046] ΜΜ0系统可以通过使用各种多天线传输和接收方案来操作，诸如空时块编码 (STBC)、空频块编码（SFBC)、频率切换发射分集（FSTD)、时间切换发射分集（TSTD)、循环延 迟分集（CDD)、空间复用、发射分集、预编码向量切换（PVS)、天线选择、天线虚拟化等等。
[0047] 在STBC中，信号是通过在时域和空域上单独发送的，并且对于每个天线接收到的 信号是通过最大似然合并方案来确定的。SFBC是用于通过在空域和频域中有效地应用选择 性而在对应域中获得分集增益和多用户调度增益两者的方案。FSTD是用于以频分方式来划 分通过多个天线发送的信号的方案。TSTD是用于以时分方式来划分通过多个天线发送的信 号的方案。CDD是用于通过在Tx天线之间使用路径延迟来获得分集增益的方案。空间复用 是用于通过对于每个天线发送不同的数据来提高数据速率的方案。发射分集是用于通过在 不同的天线中发送相同的数据来提高传输可靠性的方案。作为一种类型的发射分集方案， PVS是用于通过在特定的时间、时隙或者符号基础上切换预编码向量（即，权重）来获得随 机波束形成增益的方案。该天线选择是用于按照信道状态来选择供发送和接收信号的天线 的方案。天线虚拟化是用于由接收机通过虚拟天线（其数目不同于发射机天线的数目）来 获得接收信号的效果的方案。
[0048] 图2示出3GPP LTE的无线电帧结构。
[0049] 参考图2,无线电帧由10个子帧组成。一个子帧由2个时隙组成。一个子帧可以 具有1毫秒（ms)的长度，并且一个时隙可以具有0.5毫秒的长度。用于传送一个子帧的时 间被定义为传输时间间隔（TTI)。TTI可以是调度的最小单位。
[0050] -个时隙可以在时域中包括多个正交频分复用（0FDM)符号。由于3GPP LTE在DL 传输中使用0FDMA，所以0FDM符号用于表示一个符号持续时间，并且可以称为其他的术语。 例如，0FDM符号还可以被称为SC-FDMA符号。虽然在此处描述的是一个时隙包括7个0FDM 符号，但是在一个时隙中包括的OFDM符号的数目可以取决于循环前缀（CP)长度而改变。按 照3GPP TS 36. 211 V8. 5. 0(2008-12)，在正常CP的情况下，一个子帧包括7个0FDM符号， 并且在扩展CP的情况下，一个子帧包括6个0FDM符号。无线电帧结构仅仅用于示例性的目 的，并且因此，在无线电帧中包括子帧的数目和在子帧中包括时隙的数目可以不同地改变。
[0051] 3GPP TS 36.211 V8. 3. 0(2008-05) "技术规范组无线电接入网络；演进的通用陆 上无线电接入（E-UTRA);物理信道和调制（版本8) "的章节4. 1和4. 2可以作为参考资料 结合在此处以解释参考图2描述的无线电帧结构。
[0052] 图3示出用于一个DL时隙的资源网格的例子。
[0053] 在FDD和TDD无线电帧中，一个时隙在时域中包括多个0FDM符号，并且在频域中 包括多个资源块（RB)。在下文中，该符号可以表示一个0FDM符号或者一个SC-FDMA符号。 RB是资源分配单位，并且在一个时隙中包括多个连续的子载波。
[0054] 参考图3,时隙（例如，在DL子帧中包括的DL时隙）在时域中包括多个0FDM符号。 仅仅为了示例性的目的，在此处描述的是在频域中一个DL时隙包括7个0FDMA符号，并且 一个RB包括12个子载波，但是本发明不限于此。在RB中子载波间隔例如可以是15kHz。
[0055] 在资源网格上的每个单元称为资源元素，并且一个RB包括12X7个资源元素。在 DL时隙中包括的RB的数目俨取决于在小区中确定的DL传输带宽。在图3中描述的资源 网格还可以应用于UL传输。
[0056] 图4示出DL子帧的结构。
[0057] 参考图4,该子帧包括两个连续的时隙。位于在该子帧内的第一时隙的前端部分 的高达三个0FDM符号对应于要分配以物理下行链路控制信道（PDCCH)的控制区。剩余的 0FDM符号对应于要分配以物理下行链路共享信道（PDSCH)的数据区。除了 PDCCH之外，诸 如物理控制格式指示符信道（PCFICH)、物理混合自动重复请求（HARQ)指示符信道（PHICH) 等等的控制信道可以分配给该控制区。UE可以通过解码经由H)CCH发送的控制信息来读取 经由roSCH发送的数据信息。虽然该控制区在此处包括三个0FDM符号，但是这仅仅为了示 例性的目的。因此，两个0FDM符号或者一个0FDM符号可以包括在控制区中。在子帧的控 制区中包括的0FDM符号的数目可以通过使用PCFICH来获知。
[0058] 控制区由多个控制信道元素（CCE)组成，所述CCE是逻辑CCE流。在下文中，CCE 流表示在一个子帧中构成控制区的所有CCE的集合。CCE对应于多个资源元素组。例如， CCE可以对应于9个资源元素组。资源元素组用于定义控制信道到资源元素的映射。例如， 一个资源元素组可以由四个资源元素组成。
[0059] 多个H)CCH可以在控制区中发送。PDCCH携带控制信息，诸如调度分配。PDCCH在 一个或者几个连续CCE的聚合上传送。PDCCH格式和可用H)CCH比特的数目按照构成CCE 聚合的CCE的数目来确定。在下文中，用于H)CCH传输的CCE的数目被称为CCE聚合等级。 CCE聚合等级是用于搜索roCCH的CCE单位。CCE聚合等级的大小由相连的CCE的数目来 定义。例如，CCE聚合等级可以是{1，2,4,8}的元素。
[0060] 经由roCCH发送的控制信息被称为下行链路控制信息（DCI)。DCI包括上行链路 调度信息、下行链路调度信息、系统信息、上行链路功率控制命令、用于寻呼的控制信息、用 于指示随机接入信道（RACH)响应的控制信息等等。
[0061] DCI格式的例子包括：格式0,用于物理上行链路共享信道（PUSCH)的调度；格式 1，用于一个物理下行链路共享信道（PDSCH)代码字的调度；格式1A，用于所述一个roSCH 代码字的紧致调度；格式1B，用于供单个代码字以空间复用模式的秩1传输的简单调度；格 式1C，用于下行链路共享信道（DL-SCH)的显著紧致调度；格式1D，用于以多用户空间复用 模式的roSCH调度；格式2,用于以闭环空间复用模式的roSCH调度；格式2A，用于以开环 空间复用模式的roSCH调度；格式3,用于对于PUCCH和PUSCH的2比特功率控制的传输功 率控制（TPC)命令的传输；以及格式3A，用于对于PUCCH和PUSCH的1比特功率控制的TPC 命令的传输。
[0062] 图5示出UL子帧结构。
[0063] 参考图5，UL子帧可以被分成控制区和数据区。控制区是分配了用于携带UL控制 信息的物理上行链路控制信道（PUCCH)的区域。该数据区是分配了用于携带用户数据的物 理上行链路共享信道（PUSCH)的区域。
[0064] 用于一个UE的PUCCH在一对RB中被分配。属于RB对的RB在两个时隙的每个中 占据不同的子载波。这被称为分配给PUCCH的RB对在时隙边缘跳频。
[0065] PUCCH可以支持多个格式。也就是说，可以按照调制方案来发送具有用于每个子帧 的不同比特数的UL控制信息。例如，当使用二进制相移键控（BPSK)(即，PUCCH格式la)的 时候，可以在PUCCH上发送1比特UL控制信息，并且当使用四相移相键控（QPSK)(即，PUCCH 格式lb)的时候，可以在PUCCH上发送2比特UL控制信息。除此之外，PUCCH格式的例子 包括格式1、格式2、格式2a、格式2b等等。为此，3GPP TS 36. 211 V8. 2. 0(2008-03) "技 术规范组无线电接入网络；演进的通用陆上无线电接入（E-UTRA);物理信道和调制（版本 8) "的章节5. 4可以通过引用的方式结合在此处。
[0066] 图6示出使用预编码器的无线通信系统。
[0067] 参考图6,发射机100包括预编码器250和Nt个Tx天线190-1，· . .，190-Nt。预 编码器250耦合到Nt个Rx天线190-1，...，190-Nt (其可以经由资源元素映射器、信号发 生器、RF单元等等耦合。稍后将描述发射机的结构）。接收机600包括Rx处理器610和Nr 个Rx天线690-1，. . .，690-Nr。发射机100可以是UE或者BS的一部分，并且接收机600可 以是BS或者UE的一部分。
[0068] ΜΙΜΟ信道矩阵Η在Nt个Tx天线190-1，· · ·，190-Nt和Nr个Rx天线 690-1，...，690-Nr之间被形成。ΜΜ0信道矩阵Η具有NrXNt的大小。
[0069] R个空间流被输入到预编码器250。R个空间流中的每个包括多个空间符号。空间 符号可以是复数值的符号。
[0070] 预编码器250可以如由等式1表示的那样来执行预编码。
[0071] [等式.1]
[0072] z (k) = W · X (k)
[0073] 在此处，

【权利要求】
1. 一种在物理上行链路共享信道（PUSCH)以及在物理上行链路控制信道（PUCCH) 中发送用户设备的控制信息的方法，在所述物理上行链路共享信道（PUSCH)上能在包括 所述PUSCH的上行链路子帧中发送控制信息和数据，以及在所述物理上行链路控制信道 (PUCCH)上只能发送控制信息，所述方法包括： 生成数据； 重复地生成与数据的上行链路数据传输层的数目一样多的上行链路控制信息（UCI); 在所述PUSCH处复用所述数据和所述重复地生成的UCI ;以及 在所述上行链路子帧中发送所述数据和所述重复地生成的UCI。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路子帧在时域中包括多个单载波频 分多址（SC-FDMA)符号，并且将基准信号分配给在所述PUSCH中的所述多个SC-FDMA符号 中的两个SC-FDMA符号。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述UCI包括确认/否认（ACK/NACK)和秩指示 符（RI)中的至少一个。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，将所述ACK/NACK分配给与分配了所述基准信号 的所述两个SC-FDMA符号邻近的SC-FDMA符号，以及将所述RI分配给与分配了所述ACK/ NACK的所述SC-FDMA符号邻近的SC-FDMA符号。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，当所述上行链路子帧包括14个SC-FDMA符号时， 将基准信号分配给所述14个SC-FDMA符号中的第4个和第11个SC-FDMA符号。
6. -种用户设备（UE)，其在物理上行链路共享信道（PUSCH)中以及在物理上行链路 控制信道（PUCCH)中发送控制信息，在所述物理上行链路共享信道（PUSCH)上能在包括 所述PUSCH的上行链路子帧中发送控制信息和数据，以及在所述物理上行链路控制信道 (PUCCH)上只能发送控制信息，所述UE包括： 射频（RF)单元，所述射频（RF)单元被配置用于发送和接收无线电信号；以及 处理器，所述处理器耦合到所述RF单元， 其中所述处理器被配置用于： 生成数据； 重复地生成与数据的上行链路数据传输层的数目一样多的上行链路控制信息（UCI); 在所述PUSCH处复用所述数据和所述重复地生成的UCI ;以及 在所述上行链路子帧中发送所述数据和所述重复地生成的UCI。
7. 根据权利要求6所述的UE，其中，所述上行链路子帧在时域中包括多个单载波频分 多址（SC-FDMA)符号，并且将基准信号分配给在所述PUSCH中的所述多个SC-FDMA符号中 的两个SC-FDMA符号。
8. 根据权利要求7所述的UE，其中，所述UCI包括确认/否认（ACK/NACK)和秩指示符 (RI)中的至少一个。
9. 根据权利要求8所述的UE，其中，将所述ACK/NACK分配给与分配了所述基准信号的 所述两个SC-FDMA符号邻近的SC-FDMA符号，以及将所述RI分配给与分配了所述ACK/NACK 的所述SC-FDMA符号邻近的SC-FDMA符号。
10. 根据权利要求6所述的UE，其中，当所述上行链路子帧包括14个SC-FDMA符号时， 将基准信号分配给所述14个SC-FDMA符号中的第4个和第11个SC-FDMA符号。
【文档编号】H04L27/26GK104301082SQ201410455759
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2010年7月20日 优先权日:2009年7月20日
【发明者】李文一, 郑载薰, 高贤秀, 任彬哲 申请人:Lg电子株式会社