正交資源選擇發(fā)送分集的制作方法
【專利說明】
[0001] 分案說明
[0002] 本申請是申請日為2011年9月29日，申請?zhí)枮?01180057913. 1，題為"正交資源 選擇發(fā)送分集"的中國專利申請的分案申請。
[0003] 相關(guān)申請的交叉引用
[0004] 本申請依35U.S.C. § 119(e)要求2010年10月1日遞交的題為"Orthogonal ResourceSelectionTransmitDiversity" 的美國臨時專利申請No. 61/388, 982、2011 年 2 月 16 日遞交的題為"TransmitDiversityforLTEPUCCHwithChannelSelection" 的美國臨時專利申請No. 61/443, 525、2011年7月25日遞交的美國臨時專利申請 No. 61/511，299的優(yōu)先權(quán)。上述臨時申請的公開內(nèi)容以引用方式全部并入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本公開總體涉及電信領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送分集的 系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0006] 多天線用戶設(shè)備（UE)發(fā)送是當(dāng)前第三代伙伴計劃（3GPP)中長期演 進(jìn)-Advanced(LTE-A)工作的關(guān)鍵。由于當(dāng)前LTE幀結(jié)構(gòu)時分雙工（TDD)可以具有比上行鏈 路子幀更多的下行鏈路子幀，并且由于每個下行鏈路子幀承載傳輸塊，當(dāng)前LTETDD支持在 子幀中發(fā)送多達(dá)4個Ack/Nack比特。使用信道選擇來發(fā)送這4個Ack/Nack比特。最近， 已達(dá)成以下一致：3GPP針對多達(dá)4個Ack/Nack比特使用信道選擇，以針對頻分雙工（FDD) 和TDD幀結(jié)構(gòu)支持載波聚合。因此，越來越有興趣對Ack/Nack使用信道選擇。
[0007] 在LTE中使用正交資源上的物理上行鏈路控制信道（PUCCH)格式la和lb承載 Ack/Nack比特。由于可以在這些PUCCH格式承載不多于兩個比特，需要用于TDD的兩個額 外的信息比特。通過信道選擇來傳遞這額外的兩個比特。UE通過選擇在執(zhí)行發(fā)送的正交資 源，使用信道選擇對信息進(jìn)行編碼。信道選擇使用4個正交資源來傳遞這兩個比特。這可 以使用以下表1來描述：
[0008]
[0009] 表1 :PUCCH格式lb信道選擇
[0010] 表的每列指示要發(fā)送的Ack/Nack比特的組合（或"碼字"）。表的每行表示正交 資源。每個單元包含在正交資源上發(fā)送以指示碼字的QPSK符號。"DRes"列指示用于哪個 正交資源承載QPSK符號，"RRes"列指示用于承載參考符號的正交資源。注意：表的每列僅 包含一個非零項，這是由于信道選擇要求一次在一個傳輸路徑上發(fā)送僅僅一個資源。
[0011] 例如，當(dāng)要發(fā)送Ack/Nack比特'0110'時，UE將使用正交資源'1'發(fā)送QPSK數(shù)據(jù) 符號'_j'。參考信號發(fā)送也將在正交資源'1'上。LTE在物理上行鏈路控制信道（PUCCH) 的格式la和lb上承載Ack/Nack信令（如在 3GPPTS36. 211V8. 8. 0, "3rdGeneration PartnershipProjecttechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork； EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；PhysicalChannelsand Modulation(Release8) "，September，2009 的 5. 4 節(jié)中指定的那樣）。
[0012] 圖1示出了具有常規(guī)循環(huán)前綴的PUCCH格式la和lb的子幀結(jié)構(gòu)。每個格式 la/lbPUCCH在由兩個時隙構(gòu)成的子幀中。在兩個時隙中使用相同的調(diào)制符號d。無信道選 擇，所設(shè)置的格式la和lb分別承載一個和兩個Ack/Nack比特。根據(jù)使用一個還是兩個 Ack/Nack比特，使用BPSK和QPSK調(diào)制，將這些比特編碼為調(diào)制符號d。
[0013] 以序列<；(?)對每個數(shù)據(jù)調(diào)制符號d進(jìn)行擴(kuò)頻，使得其具有12個采樣的長度（大 多數(shù)情況下LTE資源塊中子載波的數(shù)目）。接著，將擴(kuò)頻采樣映射至PUCCH要占用的12個 子載波映射，并且然后以IDFT將其轉(zhuǎn)換至?xí)r域。接著，將擴(kuò)頻信號與正交覆蓋序列％〇11)相 乘，其中，mG{〇，1，2,3}與時隙中承載0FDM符號的4個數(shù)據(jù)中的每一個相對應(yīng)。每個時 隙中存在3個參考符號（Rl、R2和R3)，允許信道估計，以對格式la/lb進(jìn)行相干解調(diào)。
[0014]存在12個正交擴(kuò)頻序列（對應(yīng)于，其中，aG{〇,1，. . .，11}指示循環(huán)移 位），并且其中之一用于對每個數(shù)據(jù)符號擴(kuò)頻。此外，在LTE的版本8(Rel-8)中，存在3個 正交覆蓋序列wp(m)，其中，pG{〇，1，2}且mG{〇，1，2,3}。每個擴(kuò)頻序列與正交覆蓋序列 之一一起使用以包括正交資源。因此，多達(dá)12*3 = 36個正交資源可用。每個正交資源能 夠承載1個Ack/Nack調(diào)制符號d，因此多達(dá)36個UE可以在相同的0FDM資源單元上發(fā)送 Ack/Nack符號而不相互干擾。類似地，當(dāng)UE從多個天線發(fā)送不同的正交資源時，它們將不 彼此干擾或干擾從其他UE發(fā)送的不同正交資源。當(dāng)不存在信道選擇時，服務(wù)于UE的基站 (稱為增強(qiáng)型NodeB或"eNB"）知道UE使用的正交資源。如以上討論的，在信道選擇的情 況下，信息比特的一部分決定要使用的正交資源。eNB通過識別哪個正交資源承載其他信息 比特來檢測該部分信息比特。
[0015] 以與數(shù)據(jù)符號類似的方式產(chǎn)生用于參考符號的正交資源。還使用應(yīng)用于多個參考 信號上行鏈路調(diào)制符號的循環(huán)移位和正交覆蓋序列來產(chǎn)生它們。由于時隙中存在不同數(shù)目 的參考和數(shù)據(jù)調(diào)制符號，對于數(shù)據(jù)和參考信號，正交覆蓋序列長度不同。然而，存在相等數(shù) 目的正交資源對數(shù)據(jù)和參考信號可用。因此，可以使用單個索引來指代UE用于數(shù)據(jù)和參考 信號的兩個正交資源，并且在版本8中是這樣做的。在版本8中作為PUCCH資源索引發(fā)信號 通知該索引，并且在LTE規(guī)范（包括3GPPTS36. 211V8. 8. 0，"3rdGenerationPartnership ProjecttechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork；EvolvedUniversal TerrestrialRadioAccess(E-UTRA)physicalChannelsandModulation(Release8)" 的5. 4節(jié)）中，將該索引指示為變量》。
[0016] 可以使用一個循環(huán)移位來發(fā)送與天線相關(guān)聯(lián)的時隙中的所有符號（包括數(shù)據(jù)和 參考符號）。在該情況下，值在時隙上是恒定的。然而，LTE版本8還支持循環(huán)移位跳躍，其 中，a在時隙上變化。循環(huán)移位跳躍在小區(qū)內(nèi)同步，從而UE遵循小區(qū)特定跳躍模式，并且 不相互干擾。如果相鄰小區(qū)也使用循環(huán)移位跳躍，則對于時隙中的每個符號，相鄰小區(qū)中不 同的UE將易于干擾服務(wù)小區(qū)中的UE。該提供了"干擾平均"性態(tài)，其能夠緩和一個或少量 相鄰小區(qū)UE強(qiáng)烈干擾服務(wù)小區(qū)中UE的情況。由于無論是否使用循環(huán)移位跳躍，小區(qū)中都 有相同數(shù)目的非相互干擾的正交資源可用，對于跳躍和非跳躍情況可以等同地處理正交資 源。因此，以下當(dāng)提到正交資源時，其可以是跳躍的或非跳躍的。
[0017] 圖1所示的LTEPUCCH格式la/lb結(jié)構(gòu)根據(jù)少數(shù)特殊情況而略微變化。對格式 la/lb的發(fā)送分集設(shè)計重要的一個結(jié)構(gòu)變形是：可以丟棄（或不發(fā)送）時隙1的最后一個 符號，以免干擾來自其他UE的探測參考信號（SRS)傳輸。
[0018] 在LTE-Advanced載波聚合的上下文中，UE可以在被標(biāo)識為"主"或"輔"分量載波 (又分別被稱為"主小區(qū)"和"輔小區(qū)"）的多個分量載波的物理下行鏈路控制信道（PDCCH) 上接收調(diào)度授權(quán)。以下，將使用縮寫"PCC"和"SCC"分別指代主或輔分量載波（或"小區(qū)")。
[0019] 當(dāng)UE接收到對一個傳輸塊的至少一個調(diào)度授權(quán)但還未接收到對同時發(fā)送的第二 傳輸塊的另一授權(quán)時，其可以針對第二傳輸塊指示Nack狀態(tài)。由于與版本8中UE在丟失對 一個傳輸塊的授權(quán)時不發(fā)送的情況類似，在3GPP用語中，這種針對Nack和何時知道授權(quán)丟 失使用一個值通常被稱為信令"Nack/DTX"。授權(quán)丟失時發(fā)送Nack/DTX允許UE即使當(dāng)其接 收到調(diào)度授權(quán)的傳輸塊的數(shù)目變化時也針對Ack/Nack發(fā)送固定數(shù)目的信息比特。即，當(dāng)其 接收到兩個授權(quán)時，其發(fā)送兩個Ack/Nack比特，并且當(dāng)其丟失授權(quán)時，其仍發(fā)送兩個Ack/ Nack比特，但將其丟失授權(quán)的一個設(shè)置為"Nack/DTX"。
[0020] 多天線UE發(fā)送是當(dāng)前第三代伙伴計劃（3GPP)中LTE-Advanced(LTE-A)工作的關(guān) 鍵工作項目。上行鏈路發(fā)送分集技術(shù)正考慮進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并且已被提議用于物理上行鏈路 共享信道（PUSCH)和所有PUCCH格式。
[0021] 如果被應(yīng)用于LTEAck/Nack信道選擇，上行鏈路發(fā)送分集方案中的許多方案將具 有以下缺陷中的一個或更多個：1)例如通過在不同正交資源上發(fā)送相同符號，使用額外的 上行鏈路資源；2)增加峰均發(fā)送功率比（或"立方度量"），導(dǎo)致對UE功率放大器的更高峰 值功率需求；3)通過要求不同子載波上幾乎相同的信道響應(yīng)，降低對多徑的魯棒性；或者 4)要求PUCCH時隙中偶數(shù)個0FDM符號。
[0022] 存在兩大類可被考慮在3GPPPUCCH格式la/lb上使用的發(fā)送分集方式。（1) Rl-091925,^EvaluationoftransmitdiversityforPUCCHinLTE-ANortel,May 4_8,2009，SanFrancisco,USA和（2)Rl-092065,"PUCCHTransmitDiversity"，Qualcomm Europe，May4-8, 2009，SanFrancisco,USA中描述的第一類方法是空間正交發(fā)送分集或 "S0RTD"。如圖2a中的兩天線示例可見，在該方案中，每個天線發(fā)送不同的正交資源，承載 PUCCH的信道編碼控制信息。
[0023] 存在兩種S0RTD的變形。在第一變形中，在以與每個天線相關(guān)聯(lián)的正交資源擴(kuò)頻 之前，復(fù)制編碼的比特。在圖2b中，這被標(biāo)記為"S0RTD的簡單重復(fù)"。該方法在平坦衰落 信道中提供最大分集增益，這是由于可以使用兩個正交擴(kuò)頻序列完美分離編碼的比特。該 方法的缺陷在于使用兩個正交資源，這意味著：與每個UE僅使用一個PUCCH正交資源時相 比，一半的用戶能夠共享相同的PUCCH。
[0024] 在被稱為空間正交空間復(fù)用或"S0RSM"的第二變形中，使用較低碼率的編碼器并 且在正交資源和天線上發(fā)送不同的編碼的比特，在圖2c中"SORSM"被標(biāo)記為"SORTD的聯(lián) 合編碼"。由于R/2碼率編碼的增加的編碼增益，該變形具有比簡單重復(fù)方案更好的性能。 然而，其與第一變形共享相同的缺陷：其要求兩倍于針對1天線發(fā)送而使用的正交資源。該 缺陷是本公開針對的問題之一。
[0025] 第二類方法是空時塊碼，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的"Alamouti"碼。通常使用前向 糾錯碼，然后對編碼的符號進(jìn)行調(diào)制以形成符號流's'。一次取這些符號中的兩個符號，然 后在第一時刻在第一天線上發(fā)送第一符號，同時在第二天線上發(fā)送第二符號。在第二時刻， 對第二符號取反取共軛，并在第一天線上進(jìn)行發(fā)送，同時對第一符號取共軛，并在第二天線 上進(jìn)行發(fā)送。由于同時在兩個天線上發(fā)送符號但在兩個時隙上發(fā)送，每個天線上發(fā)送的符 號數(shù)目與調(diào)制和編碼產(chǎn)生的符號數(shù)目相同（即，這是"碼率1的STBC"）。由于STBC的屬 性，接收機(jī)能夠恢復(fù)兩個發(fā)送的符號，使得來自兩個天線的功率高效合并，并且獲得極好的 分集增益。該分集增益減小了差錯接收的機(jī)會，改進(jìn)了不利信道條件下的性能。
[0026] 由于STBC通常對符號對操作，將它們直接應(yīng)用于信道選擇是困難的，這是由于每 個PUCCH僅承載一個調(diào)制符號。第二個問題是：在兩個時刻間信道不應(yīng)改變。由于PUCCH 格式la/lb在時隙間跳頻，信道在兩個時隙間顯著變化。由于使用信道選擇允許發(fā)送多于 2個Ack/Nack比特，支持多于2個比特的備選方案將修改格式la/lb，以通過使用減小的擴(kuò) 頻因子在時隙中承載多個符號。然而，優(yōu)選不對時隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行這樣顯著的改變，由于這樣的 結(jié)構(gòu)將可能具有較差的性能并且可能存在其他問題（如，可能丟棄PUCCH格式la/lb的第 二時隙中的最后一個0FDM符號的情況下的操作）。
【附圖說明】
[0027] 通過參照附圖，可以更好地理解本公開，并且使其多種目的、特征和優(yōu)勢對本領(lǐng)域 技術(shù)人員顯而易見。在多個附圖中使用相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似的元素。
[0028] 圖1是具有帶常規(guī)循環(huán)前綴的TOCCH格式la和lb的結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)子幀的示意；
[0029] 圖2a是實現(xiàn)空間正交發(fā)送分集（S0RTD)的通信系統(tǒng)的示意；
[0030] 圖2b是包括比特重復(fù)的S0RTD的實現(xiàn)的示意；
[0031] 圖2c是包括空間正交空間復(fù)用（S0RSM)的S0RTD的實現(xiàn)的示意；
[0032] 圖3是用于實現(xiàn)此處公開的實施例中的一個或更多個的通信系統(tǒng)的示意；
[0033] 圖4示出了包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施例實現(xiàn)的客戶端節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的支持無線的 通信環(huán)境；
[0034] 圖5是根據(jù)本公開的實施例的被實現(xiàn)為具有數(shù)字信號處理器（DSP)的示例客戶端 節(jié)點(diǎn)的框圖；
[0035] 圖6示出了根據(jù)本公開的實施例的可由數(shù)字信號處理器（DSP)實現(xiàn)的軟件環(huán)境；
[0036] 圖7示出了具有時隙特定發(fā)送的修改后的PUCCH格式la/lb在內(nèi)的子幀；以及
[0037] 圖8示出了包括具有備選時隙結(jié)構(gòu)的修改后的PUCCH格式la/lb在內(nèi)的子幀。
【具體實施方式】
[0038] 下面，將參照附圖描述本公開的各種說明性實施例。雖然在以下描述中闡述了各 種細(xì)節(jié)，將理解的是：本實施例的實現(xiàn)可以無需這些具體細(xì)節(jié)；并且可以對此處描述的實 施例做出多種實現(xiàn)特定的決定，以達(dá)到發(fā)明人的具體目標(biāo)，如，符合可能隨實現(xiàn)變化的流程 技術(shù)或設(shè)計相關(guān)的約束。雖然這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時的，對于受益于本公開的 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言仍是例行事務(wù)。例如，在框圖和流程圖中示出了所選方面，以便限制或 使本實施例模糊。此外，此處提供給的具體描述的一些部分是以對計算機(jī)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù) 的算法或運(yùn)算給出的。這樣的描述和表示被本領(lǐng)域技術(shù)人員用于向本領(lǐng)域其他技術(shù)人員描 述和傳達(dá)他們工作的實質(zhì)。
[0039] 如此處所使用的，術(shù)語"組件"、"系統(tǒng)"等意在指代計算機(jī)相關(guān)的實體，硬件、軟件、 硬件和軟件的組合、或執(zhí)行中的軟件。例如，組件可以是但不限于是處理器、在處理器上運(yùn)