CN101442816A - 一种时分双工***的上行控制信令传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分双工***的上行控制信令传输方法，包括：预先设置上行控制信道PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，上行业务信道PUSCH在普通上行业务时隙和特殊上行时隙UpPTS承载，UpPTS不承载PUCCH。基站根据当前***是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道，该用户设备在相应的信道上传输上行控制信令。应用本发明的方法，能够在不同的上下行时隙比例下，简化上行控制信道的设计，保证上行控制信令的正常传输。

Description

一种时分双工***的上行控制信令传输方法

技术领域

本发明涉及时分双工***的长期演进方案，特别涉及一种时分双工***的上行控制信令传输方法。

背景技术

第三代移动通信***(3G)采用CDMA多址方式，支持多媒体业务，具有较高的竞争能力。为了确保在更长的时间内保持这种竞争能力，3GPP启动了3G无线接口技术的长期演进(Long Term Evolution，LTE)研究项目。

目前，LTE***确定支持2种帧结构。第一类帧结构如图1所示，支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种双工方式。其中，一个无线帧的帧长为10ms，共包括20个时隙，时隙标记从0到19，每时隙长度为0.5ms，两个连续的时隙定义为一个子帧，子帧i由时隙2i和2i+1组成，其中i＝0，1，...，9。

第二类帧结构如图2所示，仅支持TDD双工方式。其中，一个无线帧的帧长为10ms，包括两个5ms的半帧。每个半帧由7个普通业务时隙(标记为TS0～TS6)和3个特殊时隙(特殊下行时隙(GwPTS)，保护间隔(GP)时隙和特殊上行时隙(UpPTS))组成。每子帧定义为一个业务时隙。其中，子帧0和特殊下行时隙总是用于下行传输，而特殊上行时隙和子帧1总是用于上行传输。

在LTE***中确定的上行传输的基本结构为如图3所示。每个上行业务子帧可以承载上行共享信道(PUSCH)和上行控制信道(PUCCH)。其中，PUSCH用于传输业务数据和伴随的上行控制信令，PUCCH用于传输单独的上行控制信令。

对于一个用户设备(UE，user equipment)，如果存在上行业务数据，基站向用户设备发送上行调度控制信令，为该用户设备分配上行资源，作为PUSCH，该用户设备的上行控制信令与数据时分复用(TDM)，一起在PUSCH传输；如果没有上行业务数据，用户设备的上行控制信令则在预先为该用户分配的PUCCH上传输。PUCCH信道映射到***带宽的两侧的预留频带，通过跳频的方式实现。

具体到图3所示的上行传输基本结构中，1表示PUSCH中传输的上行控制信令，2表示PUSCH中传输的业务数据，1和2采用时分复用的方式共享整个业务子帧；3和4表示***带宽两侧预留频带中的一对跳频资源，用于承载一个PUCCH。

由上述可见，在LTE***确定的上行传输基本结构中，上行控制信令的传输可以有两种方式，当用户设备存在上行业务数据时，上行控制信令伴随上行业务数据在PUSCH传输；当用户设备不存在上行业务数据时，上行控制信令单独在PUCCH传输。

LTE***基于OFDM技术，其子载波间隔设定为15kHz，对应的OFDM符号长度为66.67us。对于第一类帧结构来说，其每个时隙长度0.5ms，在支持单播业务和小覆盖应用时，使用长度为4.76us的短CP，每时隙由7个OFDM符号构成；在支持多小区广播业务和大覆盖应用时，使用长度为16.66us的长CP，此时每个时隙由6个OFDM符号构成。

对于第二类帧结构来说，其子载波间隔与OFDM符号长度保持不变，但每个子帧的长度设定为0.675ms。与第一类帧结构类似，第二类帧结构同样定义了两种CP长度的配置用于支持不同的应用场景：在单播业务和小覆盖应用时，使用长度约为8.33us的短CP，每个子帧由9个OFDM符号构成；在多小区广播业务和大覆盖应用下，使用长度约为17.71us的长CP，每个子帧由8个OFDM符号构成。

由上述可见，LTE***支持的两种帧结构有较大差异，这给双模***的实现带来很大困难。而且，子帧长度的不同以及CP长度的不同等也导致二者性能上的差异。这些都不利于LTE***的推广与研发进展。因此，LTE决定将两种TDD帧结构统一为一种，进行结构的优化，提高与FDD***的一致性，提升性能。

本申请人在申请号为200710176799.X(申请日：2007.11.2)的发明专利申请中，涉及了一种新的适用于LTE TDD***的帧结构。如图4所示，在该帧结构中，每个5ms半帧划分成8个长度为0.5ms的常规时隙和1个长度同样为1ms的特殊区域，该特殊区域由DwPTS、GP和UpPTS3个特殊时隙构成。另外，每两个常规时隙配对组成一个子帧，与FDD保持一致。

在图4所示的LTE TDD帧结构中，关于特殊区域的配置在本申请人的申请号为200710176799.X的发明专利申请中进行了详细描述。具体地，特殊区域中3个特殊时隙的具体时长可以灵活配置，以保证与TD-SCDMA***的兼容以及采用不同的GP长度满足不同的覆盖要求。在这种情况下，随着兼容的TD-SCDMA***的不同上下行时隙比例，以及***的不同覆盖要求，UpPTS会有不同的长度，占用不同的符号(DFT-SOFDM符号)数。例如，当采用短CP时，根据TD-SCDMA***的不同上下行时隙比例和***的覆盖要求，UpPTS最少可能只有2个符号长度，最多可能有11个符号长度。

由于UpPTS也属于上行子帧，因此上行传输过程也应该将UpPTS考虑在内。但是随着***上下行时隙比例的不同，图4所示LTE TDD帧结构中UpPTS的长度是不断变化的，因此在图4所示的LTE TDD帧中，无法直接利用图3所示的LTE***中上行传输的基本结构进行上行控制信令的传输，难以提供针对所有情况的统一设计方案，只能针对每种UpPTS长度进行单独设计。导致多种实现方案，这样的复杂度是难以接受的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种时分双工***及上行控制信令传输方法，能够在不同的上下行时隙比例下，简化上行控制信道的设计，保证上行控制信令的正常传输。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种时分双工***的上行控制信令传输方法，包括：

预先设置上行控制信道PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，上行业务信道在普通上行业务时隙和特殊上行时隙UpPTS承载，UpPTS不承载PUCCH；

当任意用户设备需要传输上行控制信令时，基站根据当前***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道，该用户设备在相应的信道上传输上行控制信令。

较佳地，所述基站根据***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道包括：

若***中不存在普通上行业务时隙，基站在UpPTS上为该用户设备分配PUSCH，用于传输上行控制信令。

较佳地，所述基站在UpPTS上为用户设备分配PUSCH包括：

当不存在上行数据时，基站在发送给用户设备的下行调度信令中包括上行控制信令反馈信道的调度信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源。

较佳地，所述用户设备在相应的信道上传输上行控制信令包括：

用户设备接收下行调度信令，提取其中包括的所述上行控制信令反馈信道的调度信令，确定为本用户设备分配的PUSCH，并将上行控制信令在该PUSCH上单独传输。

较佳地，所述基站在UpPTS上为用户设备分配PUSCH包括：

当不存在上行数据时，基站向用户设备发送预先设置的新的上行调度控制信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源。

较佳地，所述用户设备在相应的信道上传输上行控制信令包括：

用户设备接收基站发送的信令，当确定该信令为预先设置的新的上行调度控制信令时，根据该信令中调度的上行资源确定为本用户设备分配的承载上行控制信令的PUSCH，将上行控制信令在所述PUSCH上单独传输。

较佳地，所述基站在UpPTS上为用户设备分配PUSCH包括：

当不存在上行数据时，基站向用户设备发送上行调度控制信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源。

较佳地，所述用户设备在相应的信道上传输上行控制信令包括：

用户设备接收上行调度信令，根据该信令中调度的上行资源，确定为本用户设备分配的PUSCH，当不存在上行数据时，将上行控制信令与虚拟数据伴随在PUSCH上传输。

较佳地，基站根据***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道包括：

若***中存在普通上行业务时隙，基站进一步根据是否存在上行数据，选择PUCCH或PUSCH用于传输上行控制信令。

较佳地，所述基站进一步根据是否存在上行数据，选择PUCCH或PUSCH用于传输上行控制信令包括：

若存在上行数据，基站选择PUSCH用于传输上行控制信令，并在该用户设备没有分配PUSCH的情况下，为该用户分配PUSCH承载上行控制信令；

若不存在上行数据，基站选择普通上行时隙中的PUCCH传输上行控制信令。

由上述技术方案可见，本发明中，预先设置PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，PUSCH在普通上行业务时隙和UpPTS承载，UpPTS不承载PUCCH。本发明中，普通上行业务时隙是指无线半帧中除UpPTS之外的其他上行业务时隙。在需要进行上行控制信令的传输时，基站根据当前***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道，该用户设备在相应的信道上传输上行控制信令。通过上述方式，无论***的上下行时隙比例，在UpPTS上均不承载PUSCH，使上行控制信道的结构简化，不需要根据不同的UpPTS长度，分别设置不同的上行控制信道结构，在利用UpPTS进行上行控制信令传输时，均采用伴随上行数据的形式传输上行控制信令，以保证上行控制信令的正常传输。

附图说明

图1为目前LTE***的第一类帧结构示意图；

图2为目前LTE***的第二类帧结构示意图；

图3为目前LTE***的上行传输基本结构图；

图4为一种新的LTE TDD***的帧结构示意图；

图5为本发明中时分双工***的上行控制信令传输方法总体流程图；

图6为本发明实施例中上行控制信令传输方法的具体流程图；

图7为本发明实施例中第一类上下行时隙比例下上行控制信道的设置示意图；

图8为本发明实施例中第二类上下行时隙比例下上行控制信道的设置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：设置PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，UpPTS不承载PUCCH，承载PUSCH，简化上行控制信道格式。

具体地，在UpPTS时隙不承载PUCCH，可承载PUSCH。这样，当不存在普通上行业务时隙时，也就是上下行时隙比例为1:3、2:2或3:1时，如果存在上行数据，则上行控制信令伴随上行数据在任意上行时隙的PUSCH上传输；如果不存在上行数据，则上行控制信令在普通上行业务时隙中的PUCCH上传输。当UpPTS为唯一的上行时隙时，也就是上下行时隙比例为0:4时，如果存在上行数据，与其他时隙比例类似，上行控制信令伴随上行数据在PUSCH上传输；如果不存在上行数据，由于只有UpPTS时隙为上行时隙，而UpPTS不承载PUCCH，这时，尽管不存在上行数据，仍然为用户设备分配PUSCH，从而使上行控制信令在分配的PUSCH上传输。

图5为本发明中时分双工***的上行控制信令传输方法的总体流程图。如图5所示，该方法包括：

步骤501，预先设置PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，上行业务信道在普通上行业务时隙和特殊上行时隙UpPTS承载，UpPTS不承载PUCCH。

本步骤中的预先设置操作在基站开始运行前进行，设置的结果保存在基站中。当基站开始应用于某个区域，进行数据收发的控制时，依照在基站中保存的上述设置结果进行上行控制信令的传输控制。

步骤502，当需要传输上行控制信令时，基站根据当前***是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道。

步骤503，用户设备在基站选择的信道上传输上行控制信令。

至此，本发明提供的方法流程结束。

由上述可见，根据***中是否存在普通下行业务时隙，在传输上行控制信令时具体的方式有所不同。下面通过具体实施例说明本发明的具体实施方式。

图6为本发明实施例中时分双工***的上行控制信令传输方法的具体流程图。如图6所示，该方法包括：

步骤601，预先设置PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，上行业务信道在普通上行业务时隙和特殊上行时隙UpPTS承载，UpPTS不承载PUCCH。

下面，根据***中是否存在普通上行业务时隙，分别具体介绍设置过程。

第一类为存在普通上行业务时隙的情况，对应图4所示帧结构下上下行时隙比例为1:3、2:2或3:1，在这些上下行时隙比例下，上行控制信道设置过程相同。下面以1:3的上下行时隙比例为例进行说明。图7为新的LTE TDD***帧结构中对上行控制信道的设置示意图。

如图7所示，UpPTS和子帧1中的两个业务时隙用于进行上行传输。其中，对于普通上行业务时隙，每两个上行业务时隙构成一个上行子帧，采用图3所示的LTE***的上行传输基本结构。在***带宽的中段设置为PUSCH，用于传输上行业务数据和伴随的上行控制信令；在***带宽两侧的预留频带中，分别位于两个时隙中的一对跳频资源1a和1b用于承载PUCCH。整个UpPTS用于承载PUSCH，传输上行业务数据和伴随的上行控制信令。

第二类为不存在普通上行业务时隙的情况，对应于图4所示的上下行时隙比例为0:4，图8为该时隙比例下，在新的LTE TDD***帧结构中对上行控制信道的设置示意图。

如图8所示，该帧结构中只存在UpPTS一个上行时隙，PUSCH在该UpPTS上承载，传输上行业务数据和伴随的上行控制信令。在第二类上下行时隙比例下，不存在PUCCH。

步骤602，当需要传输上行控制信令时，基站根据当前***的上下行时隙比例，判断是否存在普通上行业务时隙，若存在，执行步骤603及其后续步骤，否则执行步骤607及其后续步骤。

本步骤中，首先确定当前***的上下行时隙比例，如果上下行时隙比例为1:3、2:2或3:1，则表明存在普通上行业务时隙，如果上下行时隙比例为0:4，则表明不存在普通上行业务时隙。

步骤603，基站判断是否存在上行数据，若是，执行步骤604及其后续步骤，否则执行步骤606。

本步骤中，若存在上行数据，则确定需要为用户设备分配PUSCH，则执行步骤604及其后续步骤进行PUSCH的分配，并利用该分配的PUSCH进行上行控制信令的传输；若不存在上行数据，则确定不需要为用户设备分配PUCCH，执行步骤606，用户设备在预先为自身分配的PUCCH上传输上行控制信令。

步骤604，基站向用户设备发送上行调度控制信令，为用户设备分配PUSCH。

本步骤中，基站可以根据业务的需要，向用户设备发送上行调度控制信令，为用户设备调度上行资源，作为分配给该用户设备的PUSCH。由于在步骤601中预先设置了UpPTS和常规上行业务时隙均可以承载PUSCH，因此本步骤中为用户设备调度的上行资源可以位于UpPTS和任意常规上行业务时隙中。具体分配PUSCH的过程与现有的实现方式相同，这里就不再赘述。

步骤605，用户设备接收上行调度控制信令，确定为自身分配的PUSCH，并利用该PUSCH进行上行数据和伴随的上行控制信令的传输。

步骤606，基站不向用户设备发送上行调度控制信令，用户设备将上行控制信令在PUCCH上传输。

本步骤中，由于用户设备不存在上行数据，因此不需要为该用户设备分配PUSCH，基站不会向用户设备发送上行调度控制信令。用户设备在接收的无线帧中未接收到上行调度控制信令，即确定基站并未为本用户设备分配PUSCH，则将上行控制信令在预先分配的PUCCH上传输。具体预先分配PUCCH的过程与现有实现方式相同，这里就不再赘述。

至此，对应存在普通上行业务时隙的情况，上行控制信令的传输流程结束。

步骤607，基站判断是否存在上行数据，若是，执行步骤608及其后续步骤，否则执行步骤610及其后续步骤。

本步骤中，若存在上行数据，则执行步骤608及其后续步骤，为用户设备分配用于传输上行数据和上行控制信令的PUSCH，并利用该分配的PUSCH传输上行控制信令和上行数据；若不存在上行数据，则执行步骤610及其后续步骤，为用户设备分配用于传输上行控制信令的PUSCH，用户设备在为自身分配的PUSCH上传输上行控制信令。

步骤608，基站向用户设备发送上行调度控制信令，为用户设备在UpPTS上分配PUSCH。

本步骤中，基站可以根据需要传输的上行数据和上行控制信令，向用户设备发送上行调度控制信令，为用户设备调度上行资源，作为分配给该用户设备的PUSCH。由于在第二类时隙比例下，无线帧中只存在UpPTS一个上行时隙，即只有UpPTS可以承载PUSCH，因此本步骤为用户设备调度的上行资源也是位于UpPTS中，具体分配PUSCH的过程与现有的实现方式相同，这里就不再赘述。

步骤609，用户设备接收上行调度控制信令，确定为自身分配的PUSCH，并利用该PUSCH进行上行数据和伴随的上行控制信令的传输。

步骤610，基站为用户设备分配PUSCH。

在步骤601中针对不存在普通上行业务时隙的情况，没有设置PUCCH，即当上下行时隙比例为0:4时，不存在PUCCH，因此，无法利用PUCCH进行上行控制信令的传输。因此，本步骤中，虽然没有上行数据传输，但是基于***中没有设置PUCCH，仍然需要为用户设备分配PUSCH，从而用于传输上行控制信令。

本步骤中，在不存在上行数据时，为用户设备分配PUSCH的方式有三种，以下分别介绍。

第一种方式：基站在发送给用户设备的下行调度信令中包括上行控制信令反馈信道的调度信令，根据需要传输的上行控制信令为用户设备调度上行资源，作为分配给该用户设备的用于传输上行控制信令的PUSCH；这种方式下，增加了一种控制信令格式，用于通知用户设备将上行控制信令单独在PUSCH上传输；

第二种方式：基站向用户设备发送预先设置的新的上行调度控制信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源；其中，新的上行调度控制信令也是新增的一种控制信令格式，用于通知用户设备将上行控制信令单独在PUSCH上传输；

第三种方式：基站向用户设备发送传统的上行调度控制信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源；这种方式下，没有增加控制信令格式，仍沿用原有的上行调度控制信令分配PUSCH。

步骤611，用户设备接收基站发送的信令，确定为自身分配的PUSCH，并利用该PUSCH进行上行控制信令的传输。

根据步骤610中PUSCH的三种不同的分配方式，本步骤中确定PUSCH并传输上行控制信令的方式也相应有所差别，下面就分别进行介绍。

对应步骤610中第一种方式：本步骤中，用户设备接收下行调度信令，提取其中的上行控制信令反馈信道的调度信令，确定为自身分配的PUSCH，将上行控制信令在该PUSCH上单独传输；

对应步骤610中第二种方式：本步骤中，用户设备接收基站发送的信令，当确定该信令为预先设置的新的上行调度控制信令时，根据该信令中调度的上行资源确定为本用户设备分配的承载上行控制信令的PUSCH，并将上行控制信令在所述PUSCH上单独传输；

对应步骤610中第三种方式：本步骤中，用户设备接收上行调度信令，根据该信令中调度的上行资源，确定为本用户设备分配的PUSCH，当不存在上行数据时，将上行控制信令与虚拟数据伴随在PUSCH上传输，具体地，用户设备传输虚拟数据给基站，并在该虚拟数据中携带上行控制信令。

在上述三种相应的PUSCH分配和上行控制信令传输方式中，第一种方式和第二种方式中，在用户设备传输上行控制信令时，可以将该控制信令在分配的PUSCH上单独传输，相对于伴随传输的形式提高了传输效率，但是这两种方式均需要增加新的控制信令格式，分别为改进的下行调度信令和新增的上行调度信令，用户设备需要根据是否存在上行数据，进行不同的处理；第三种方式中，不需要增加新的控制信令格式，用户设备的处理过程与存在上行数据时的处理完全一样，不需要增加额外的处理过程，降低实现的复杂度；但是需要将上行控制信令与虚拟数据伴随传输，因此上行控制信令的传输效率稍低。

至此，对应不存在普通上行业务时隙的情况，上行控制信令的传输流程结束。本实施例提供的上行控制信令传输的整个流程结束。

由上述流程可见，应用本发明的方式，可以保证在不同时隙比例下，虽然UpPTS时隙的长度不断变化，但是能够保证上行控制信令的正常传输。

以上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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种时分双工***的上行控制信令传输方法，其特征在于，该方法包括：

预先设置上行控制信道PUCCH仅在普通上行业务时隙承载，上行业务信道在普通上行业务时隙和特殊上行时隙UpPTS承载，UpPTS不承载PUCCH；

当任意用户设备需要传输上行控制信令时，基站根据当前***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道，该用户设备在相应的信道上传输上行控制信令。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根据***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道包括：

若***中不存在普通上行业务时隙，基站在UpPTS上为该用户设备分配PUSCH，用于传输上行控制信令。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站在UpPTS上为用户设备分配PUSCH包括：

当不存在上行数据时，基站在发送给用户设备的下行调度信令中包括上行控制信令反馈信道的调度信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备在相应的信道上传输上行控制信令包括：

用户设备接收下行调度信令，提取其中包括的所述上行控制信令反馈信道的调度信令，确定为本用户设备分配的PUSCH，并将上行控制信令在该PUSCH上单独传输。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站在UpPTS上为用户设备分配PUSCH包括：

当不存在上行数据时，基站向用户设备发送预先设置的新的上行调度控制信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述用户设备在相应的信道上传输上行控制信令包括：

用户设备接收基站发送的信令，当确定该信令为预先设置的新的上行调度控制信令时，根据该信令中调度的上行资源确定为本用户设备分配的承载上行控制信令的PUSCH，将上行控制信令在所述PUSCH上单独传输。

7、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站在UpPTS上为用户设备分配PUSCH包括：

当不存在上行数据时，基站向用户设备发送上行调度控制信令，用于调度UpPTS中承载上行控制信令的上行资源。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用户设备在相应的信道上传输上行控制信令包括：

用户设备接收上行调度信令，根据该信令中调度的上行资源，确定为本用户设备分配的PUSCH，当不存在上行数据时，将上行控制信令与虚拟数据伴随在PUSCH上传输。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据***中是否存在普通上行业务时隙，选择用于传输上行控制信令的信道包括：

若***中存在普通上行业务时隙，基站进一步根据是否存在上行数据，选择PUCCH或PUSCH用于传输上行控制信令。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站进一步根据是否存在上行数据，选择PUCCH或PUSCH用于传输上行控制信令包括：

若存在上行数据，基站选择PUSCH用于传输上行控制信令，并在该用户设备没有分配PUSCH的情况下，为该用户分配PUSCH承载上行控制信令；

若不存在上行数据，基站选择普通上行时隙中的PUCCH传输上行控制信令。

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