CN101686076A - 利用多天线发送ack/nack信息的方法 - Google Patents
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Abstract
一种发送ACK/NACK信息的方法，包括步骤：发送设备发送P个比特的ACK/NACK信息，分配了N个ACK/NACK信道，并有M根天线，N大于等于M；对P个ACK/NACK比特进行联合编码后，输出的编码比特映射到M个ACK/NACK信道上；在不同的天线上发送M个ACK/NACK信道。采用本发明的方法，利用多天线同时发送一个或者多个比特的ACK/NACK信息，从而获得空间分集增益。并且保证在每根天线上发送的信号都保持了单载波特性，从而发送设备的功率放大器的要求比较低。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信***，更具体的说涉及在无线通信***中的多天线发送ACK/NACK信息的设备和方法。
背景技术
3GPP标准化组织的新一代无线通信标准LTE，其下行传输技术基于正交频分复用(OFDM)；其上行传输技术基于单载波频分多址接入(SCFDMA)。LTE***包含两种类型的帧结构，帧结构类型1采用频分双工(FDD)，帧结构类型2采用时分双工(TDD)。
图3是LTE FDD***的帧结构，无线帧(radio frame)的时间长度是307200×Ts＝10ms，每个无线帧分为20个长度为15360Ts＝0.5ms的时隙，时隙的索引范围是0～19。
图4是LTE TDD***的帧结构。每个长度为307200×Ts＝10ms的无线帧等分为两个长度为153600×Ts＝5ms的半帧。每个半帧包含8个长度为15360Ts＝0.5ms的时隙和3个特殊域，即下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)和上行导频时隙(UpPTS)，这3个特殊域的长度的和是30720Ts＝1ms。
对LTE FDD和LTE TDD的帧结构，每个时隙包含多个OFDM(或者SCFDMA)符号，其CP有两种，即一般CP和加长CP。使用一般CP的时隙包含7个OFDM(或者SCFDMA)符号，使用加长CP的时隙包含6个OFDM(或者SCFDMA)符号。每个子帧由两个连续的时隙构成，即第k个子帧包含时隙2k和时隙2k+1。
在LTE中，物理时频资源划分为多个资源块(RB)，RB是资源分配的最小粒度。每个资源块在频域上包含M个连续的子载波，同时在时间上包含N个连续的OFDM符号或者SCFDMA符号。M的值是12，N的值等于一个时隙的OFDM符号或者SCFDMA符号的个数。
物理上行控制信道(PUCCH)占用***频带的两端的资源，并且是在子帧的两个时隙内各占用一个RB，从而具有频率分集的效果。如图4所示，第一个用于PUCCH的资源是第一个时隙内频带低端的一个RB和第二个时隙内频带高端的一个RB，它们在图中用m＝0标识；第一个用于PUCCH的资源是第一个时隙内频带高端的一个RB和第二个时隙内频带低端的一个RB，它们在图中用m＝1标识；依此类推。
PUCCH包括确认/否认信道(ACK/NACK)，信道质量指示信道(CQI)和调度请求信道(SRI)等。不同的PUCCH资源之间，例如图5中的m＝0和m＝1的PUCCH资源，多个PUCCH信道是FDM的关系；在同一个PUCCH资源，例如m＝0的PUCCH资源内，通过CDM的方式可以复用多个PUCCH信道。每个时隙内的SCFDMA符号分为两组，分别用来传输参考信号和控制信息。在每个SCFDMA符号上，发送的信号是通过计算机搜索得到的具有近似的恒包络零自相关(CAZAC)性质的序列，其长度为12，并通过对其循环移位得到12个序列，这12个序列具有好的自相关和互相关特性。对ACK/NACK信道，每个时隙的两组SCFDMA符号分别进行了时域的扩展：这里，当组内包含4或者2个SCFDMA符号时，扩展码是长度为4或者2的Walsh码；当组内包含3个SCFDMA符号时，扩展码是长度为3的傅立叶变换序列。这样，通过SCFDMA符号内和符号之间的二维的扩展可以复用更多的信道，同时保证相互之间的干扰水平低。SRI信道与ACK/NACK信道结构相同。
在LTE***中，为了降低上行信号的峰平比(PAPR)，从而降低对用户设备功率放大器的要求，增加上行覆盖，采用了单载波的物理层传输技术，即SCFDMA。由于LTE中的用户设备只有一个功放，从而每次只能驱动一根发射天线。为了不破坏上行信号的单载波特性，不能利用FDM或者CDM的复用方式同时在上行方向发送信号，这导致了很多对上行控制信道之间，或者上行数据信道和上行控制信道之间进行复用时的限制。
在LTE的演进版本的标准中，因为用户设备配置了多个功放，可以支持同时在多个天线上发送信息，所以可以利用这个新特征来增强上行控制信道之间，或者上行数据信道和上行控制信道之间的复用性能，同时保证单载波特性。另外，还可以得到多天线发送的空间分集增益。
发明内容
本发明的目的是提供一种在无线通信***中的利用多天线发送ACK/NACK信息的设备和方法。
按照本发明的一方面，一种发送ACK/NACK信息的方法，包括步骤：
发送设备发送P个比特的ACK/NACK信息，分配了N个ACK/NACK信道，并有M根天线，N大于等于M；
对P个ACK/NACK比特进行联合编码后，输出的编码比特映射到M个ACK/NACK信道上；
在不同的天线上发送M个ACK/NACK信道。
按照本发明的另一方面，一种接收ACK/NACK信息的方法，接收设备接收到权利要求1的发送设备发送的信息后，包括步骤：
在物理信道解复用器中，解复用出可能的M个ACK/NACK信道上的信号；
对M个ACK/NACK信道的信号送入解码模块进行解码等操作得到P个发送的ACK/NACK比特。
采用本发明的方法，利用多天线同时发送一个或者多个比特的ACK/NACK信息，从而获得空间分集增益。并且保证在每根天线上发送的信号都保持了单载波特性，从而发送设备的功率放大器的要求比较低。
附图说明
图1是本发明发送设备的框图；
图2是本发明接收设备的框图；
图3是LTE FDD的帧结构；
图4是LTE TDD的帧结构；
图5是PUCCH的资源位置。
具体实施方式
假设发送设备需要发送P个比特的ACK/NACK信息，并假设为发送设备分配了N个ACK/NACK信道资源，进一步假设发送设备至少配置了M个功率放大器，从而可以同时利用M个天线发射信息，这里N大于等于M。
下面描述P个ACK/NACK比特的产生方法。假设一个上行子帧内只传输一个下行子帧的数据的ACK/NACK信息，则P等于一个下行子帧的数据需要的ACK/NACK比特的数目，例如，不采用MIMO时，只产生1比特的ACK/NACK信息，即P等于1；采用MIMO时，并假设每个码字产生1比特的ACK/NACK信息，P等于MIMO传输的码字个数。假设一个上行子帧内传输多个下行子帧的数据的ACK/NACK信息，则P可以等于这些下行子帧内的ACK/NACK比特的总数目，或者对这些下行子帧内的ACK/NACK比特进行处理，从而得到P个ACK/NACK比特，例如，每个下行子帧内的一个或者多个的ACK/NACK信息合并为1个ACK/NACK比特，而P等于发送了数据的下行子帧的数目。假设***的下行频率是由多个频段组成，并且每个频段上的每个下行子帧的数据分别产生一个或者多个比特的ACK/NACK信息，则P可以等于这些频段上的相同时间位置的下行子帧内的ACK/NACK比特的总数目；或者对这些频段上的相同时间位置的下行子帧内的ACK/NACK比特进行处理，从而得到P个ACK/NACK比特，例如，每个频段内相同时间位置的下行子帧内的ACK/NACK信息合并为1个ACK/NACK比特，而P等于发送了数据的频段的数目。
下面描述N个ACK/NACK信道的分配方法。假设调度下行数据传输的PDCCH是由一个或者多个CCE组成，每个CCE分别映射一个ACK/NACK信道。这样，根据CCE到ACK/NACK信道的映射关系，用户设备在检测到基站发送给它的PDCCH后，根据组成PDCCH的CCE，可以得到一个或者多个ACK/NACK信道。第一种分配ACK/NACK信道的方法是假设一个上行子帧内的可用ACK/NACK信道由一个下行子帧的PDCCH决定，则N等于这个子帧内发送给用户设备的PDDCH包含的CCE的数目，即当PDCCH包含1个CCE时，N等于1；当PDCCH包含多个CCE时，N大于1。第二种分配ACK/NACK信道的方法是假设一个上行子帧内传输多个下行子帧的数据的ACK/NACK信息，则可以是每个向用户设备发送了数据的子帧得到一个ACK/NACK信道，即这个子帧内的组成PDCCH的一个CCE映射的ACK/NACK信道；这样，N等于发送了数据的下行子帧的数目。第三种分配ACK/NACK信道的方法是假设***的下行频率是由多个频段组成，并且每个频段上的每个下行子帧内分别发送PDCCH来调度下行数据传输，则可以是每个向用户设备发送了数据的频段得到一个ACK/NACK信道，即这个子帧内的组成PDCCH的一个CCE映射的ACK/NACK信道；这样，N等于发送了数据的频段的数目。
记每个ACK/NACK信道的物理比特数为NAN，可以采用下面的方法来定义NAN。第一种方法：假设每个ACK/NACK信道可以用QPSK的调制方式传输2个比特的ACK/NACK信息，所以可以定义每个ACK/NACK信道的物理比特数NAN是2。第二种方法：假设每个ACK/NACK信道包含两个时隙，并且在每个时隙内可以用QPSK调制方法提供2个物理比特，所以可以定义每个ACK/NACK信道的物理比特数NAN是4。例如，这两种方法可以用于LTE***中的ACK/NACK信道。
如图1所示是本发明的发送设备和方法：
发送设备对这P个比特的ACK/NACK信息进行联合编码并得到M·NAN个编码比特，然后，这M·NAN个编码比特等分为M个块，每个块的比特数等于一个ACK/NACK信道能够提供的物理比特的数目NAN；然后，这M个块分别映射到M个ACK/NACK信道上；接下来，用M个功率放大器驱动，在不同的ACK/NACK信道上用不同的天线来发送ACK/NACK信号。
如图2所示是本发明的接收设备和方法：
接收设备通过接收天线和接收装置的处理，把接收到的信号送入物理信道解复用器，从而解复用得到M个ACK/NACK信道的信号。接下来这M个ACK/NACK信道的信号分别进行软解调，并送入解码模块进行解码，从而得到P个比特的ACK/NACK信息。
实施例
本部分给出了该发明的实施例，为了避免使本专利的描述过于冗长，在下面的说明中，略去了对公众熟知的功能或者装置等的详细描述。
实施例一：
假设一个上行子帧内只传输一个下行子帧的数据的ACK/NACK信息，并假设在采用MIMO进行数据传输时，在一个子帧内最多同时发送的码字的个数是P，例如P等于4，每个码字产生1比特ACK/NACK信息，从而在上行方向最多需要同时发送P个比特的ACK/NACK信息。假设调度下行数据传输的PDCCH包含的CCE个数大于等于2，则根据CCE到ACK/NACK信道的映射关系，用户设备至少可以有两个可用的ACK/NACK信道，例如它们分别是PDCCH中索引最小的两个CCE映射的ACK/NACK信道。进一步假设用户设备配置两个功率放大器和天线。并假设每个ACK/NACK信道提供的物理比特数为4。
这样，假设基站在下行方向采用MIMO技术同时发送了P个码字的数据，用户设备接收数据并产生这P个码字的P个ACK/NACK反馈信息。接下来，用户设备对这P个ACK/NACK比特进行联合编码从而得到8个编码比特，然后，这8个编码比特等分为2个块，每个块包含4个比特；然后，第一个块的比特映射到第一个ACK/NACK上，并用第一根天线发送；第二个块的比特映射到第二个ACK/NACK上，并用第二根天线发送。
基站通过接收天线和接收装置的处理，把接收到的信号送入物理信道解复用器，从而解复用得到用户设备使用的2个ACK/NACK信道的信号，每个ACK/NACK信道上的信号解调得到4个软比特信息，然后，基站把这8个软比特信息送入解码模块进行解码，从而得到用户设备发送的P个ACK/NACK比特。
实施例二：
假设一个上行子帧内传输多个下行子帧的数据的ACK/NACK信息，并记基站在P个(大于等于2)下行子帧内为用户设备发送了数据，则每个子帧的ACK/NACK信息合并得到一个ACK/NACK比特，共得到P个ACK/NACK信息比特。每个子帧得到一个ACK/NACK信道，这样，共有P个ACK/NACK信道，从中选择2个用于传输ACK/ACK信息。进一步假设用户设备配置两个功率放大器和天线。并假设每个ACK/NACK信道提供的物理比特数为4。
用户设备接收数据并产生P个ACK/NACK比特，然后，用户设备对这P个ACK/NACK比特进行联合编码从而得到8个编码比特，然后，这8个编码比特等分为2个块，每个块包含4个比特；然后，第一个块的比特映射到第一个ACK/NACK上，并用第一根天线发送；第二个块的比特映射到第二个ACK/NACK上，并用第二根天线发送。
基站通过接收天线和接收装置的处理，把接收到的信号送入物理信道解复用器，从而解复用得到用户设备使用的2个ACK/NACK信道的信号，每个ACK/NACK信道上的信号解调得到4个软比特信息，然后，基站把这8个软比特信息送入解码模块进行解码，从而得到用户设备发送的P个ACK/NACK比特。
实施例三：
假设***的下行频率是由多个频段组成，并且每个频段上的每个下行子帧内分别发送PDCCH来调度下行数据传输，并记基站在P个(大于等于2)频段内为用户设备发送了数据，则每个频段的ACK/NACK信息合并得到一个ACK/NACK比特，共得到P个ACK/NACK信息比特。每个频段得到一个ACK/NACK信道，这样，共有P个ACK/NACK信道，从中选择2个用于传输ACK/ACK信息。进一步假设用户设备配置两个功率放大器和天线。并假设每个ACK/NACK信道提供的物理比特数为4。
用户设备接收数据并产生P个ACK/NACK比特，然后，用户设备对这P个ACK/NACK比特进行联合编码从而得到8个编码比特，然后，这8个编码比特等分为2个块，每个块包含4个比特；然后，第一个块的比特映射到第一个ACK/NACK上，并用第一根天线发送；第二个块的比特映射到第二个ACK/NACK上，并用第二根天线发送。
基站通过接收天线和接收装置的处理，把接收到的信号送入物理信道解复用器，从而解复用得到用户设备使用的2个ACK/NACK信道的信号，每个ACK/NACK信道上的信号解调得到4个软比特信息，然后，基站把这8个软比特信息送入解码模块进行解码，从而得到用户设备发送的P个ACK/NACK比特。
Claims (8)
1.一种发送ACK/NACK信息的方法，包括步骤：
发送设备发送P个比特的ACK/NACK信息，分配了N个ACK/NACK信道，并有M根天线，N大于等于M；
对P个ACK/NACK比特进行联合编码后，输出的编码比特映射到M个ACK/NACK信道上；
在不同的天线上发送M个ACK/NACK信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，P等于一个下行子帧内的码字的数目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个下行子帧内产生1个ACK/NACK比特，P等于发送了数据的下行子帧的数目
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个频段内的一个下行子帧内产生1个ACK/NACK比特，P等于发送了数据的频段的数目。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N等于这个子帧内发送给用户设备的PDDCH包含的CCE的数目。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个发送数据的子帧得到一个ACK/NACK信道，N等于发送了数据的下行子帧的数目。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个发送数据的频段得到一个ACK/NACK信道，N等于发送了数据的频段的数目。
8.一种接收ACK/NACK信息的方法，接收设备接收到权利要求1的发送设备发送的信息后，包括步骤：
在物理信道解复用器中，解复用出可能的M个ACK/NACK信道上的信号；
对M个ACK/NACK信道的信号送入解码模块进行解码等操作得到P个发送的ACK/NACK比特。
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