用于在移動通信系統中發送和接收隨機化小區間干擾的控制信息的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于在移動通信系統中發送和接收隨機化小區間干擾的控制信息的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及移動通信系統，更具體來說涉及用于在下一代多小區
移動通信系統中發送和接收隨機化由上行鏈路(UpLink, UL)傳輸引起的小 區間干擾的控制信息的方法和裝置。
背景技術：
在移動通信技術領域中，近來正交頻分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access , OFDMA )或單載波頻分多址(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA )已被研究用于無線電 信道上的高速傳輸。異步蜂窩移動通信標準化組織，第三代合作伙伴計劃(3" Generation Partnership Project ， 3 GPP)正致力于與多址4妄入方案有關的下一 移動通信系統的長期演進(Long Term Evolution, LTE)。
根據數據傳輸還是非數據傳輸，LTE系統對于UL控制信息使用不同的 傳輸格式(Transport Format, TP )。當在UL上同時發送數據和控制信息時， 數據和控制信息通過時分復用(time Division Multiplexing, TDM)被復用。 如果只發送控制信息，則給控制信息分配特定頻帶。
圖1示出在常規的LTE系統中當在UL上只發送控制信息時的傳輸機制 的圖。水平軸表示時間，而垂直軸表示頻率。在時間上定義了一個子幀102， 并且在頻率上定義了傳輸(TX)帶寬120。
參考圖1，基本的UL時間傳輸單元即子幀102長為1毫秒，并包括兩 個時隙104和106,每一個均長0.5毫秒。每一個時隙104或106包括多個長 塊(Long Block, LB) 108 (或長SC-FDMA碼元)和短塊(Short Blocks, SB) 110 (或短SC-FDMA碼元)。在圖l所示情況中， 一個時隙凈皮配置成具 有六個LB 108和兩個SB 110。
最小的頻率傳輸單元是LB的頻音(fr叫uencytone),并且基本的資源分 配單元是資源單元(Resource Unit, RU )。 RU 112和RU 114均具有多個頻音，這里，例如12個頻音形成一個RU。通過利用分散的頻音而非連續的頻音形 成RU，也可以實現頻率分集(frequency diversity )。
由于LB 108和SB 110具有相同的采樣率(sampling rate )，所以SB 110 具有的頻音大小是LB 108的頻音大小的兩倍。在SB IIO中分配給一個RU 的頻音的數量是在LB 108中分配給一個RU的頻音數量的一半。在圖1所示 的情況中，LB 108攜帶控制信息，而SB 108攜帶導頻信號(或參考信號 (Reference Signal, RS))。導頻信號是預先確定的序列，接收器利用所述序 列執行信道估計，以進行相干解調。
如果在UL上只發送控制信息，則在LTE系統中該控制信息在預先確定 的頻帶中發送。在圖1中，所述頻帶是位于TX帶寬120的兩側的RU112和 RU 114中的至少一個。
一般來說，攜帶控制信息的頻帶以RU為單元來定義。當要求多個RU 時，使用連續的RU以滿足單載波特性。為了增加用于一個子幀的頻率分集， 這里可以以時隙為基礎發生跳頻。
在圖1中，第一控制信息(控制#1)在第一時隙104中在RU112中發 送，并且通過跳頻在第二時隙106中在RU114中發送。同時，第二控制信息 (控制#2)在第一時隙104中在RU 114中發送，并且通過跳頻在第二時隙 106中在RU 112中發送。
控制信息是例如指示成功或失敗的下行鏈路(DownLink, DL)數據接 收的反饋信息，即肯定應答/否定應答(ACKnowledgment/Nagative ACKnowledgment，ACK/NACK)，它一般是1比特。其在多個LB中重復，以便 提高接收性能，并擴展小區覆蓋范圍。當從不同的用戶發送1比特的控制信 息時，可以考慮把碼分復用(Code Division Multiplexing ， CDM)用于復用該 1比特控制信息。和頻分復用(Frequency Division Multiplexing, FDM)相比， CDM的特性是抗干擾的魯棒性。
作為用于控制信息的CDM復用的碼序列來討論Zadoff-Chu (ZC)序列。 ZC序列因其在時間和頻率上的恒定包絡而提供了良好的峰值平均功率比 (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)特性和在頻率上優秀的信道估計性能。 對于UL傳輸，PAPR是最重要的考慮。較高的PAPR導致較小的小區覆蓋范 圍，因而增大了對用戶設備(UserEquipment, UE)的信號功率要求。因此， 首先應該致力于在UL傳輸中降低PAPR。具有良好的PAPR特性的ZC序列對于非零移位(non-zero shift)具有為零 的循環自相關值。下面的等式(1)在數學上描述了 ZC序列。
力^4,其中w是偶數
"n …(1)
力'^^lll,其中w是奇數
e w 2
其中，N表示ZC序列的長度，p表示ZC序列的索引，并且n表示ZC 序列的采樣的索引(n=0,...,N-l)。因為p和N應該互質，所以序列索引p的 數量隨著序列長度N變化。因此，對于N-6， p=l，5，產生兩個ZC序列。如 果N是質數，則產生N-1個序列。
由等式(1)產生的兩個具有不同p值的ZC序列具有復數互相關，其絕 對值是1/#,相位隨著p變化。
通過zc序列把來自一個用戶的控制信息與來自其他用戶的控制信息區
分，這將通過舉例來更詳細地描述。
在同一小區內，來自不同UE的1比特控制信息由ZC序列的時域循環 移位值(cyclic shift value )標識。循環移位值是特定于UE的，以滿足其大于 無線電傳輸路徑的最大傳輸延遲的條件，從而確保UE間的相互正交。因此， 對于多址接入可容納的UE的數量依賴于ZC序列的長度和循環移位值。例如， 如果ZC序列長為12個采樣，并且確保ZC序列之間的正交性的最小循環移 位值是2個采樣，則六個UE ( =12/2)可獲得多址接入。
圖2示出了來自UE的控制信息被CDM復用的傳輸機制。
參考圖2,在小區202 (小區A)中，第一和第二UE204和206 (l正# 1和UE #2)在LB中使用相同的ZC序列，即ZC并l,并且為了用戶識別 分別將ZC井1循環移位0 208和A 210。在圖2所示的情況中，為了擴展小 區覆蓋范圍，UE # 1和UE #2均通過把預期(intended )的1比特UL控制 信息的調制碼元重復六次，即在六個LB中重復該調制碼元，并且在每一個 LB中把重復的碼元和經過循環移位的ZC序列即ZC#1相乘來產生控制信道 信號。由于ZC序列的循環自相關特性，這些控制信道信號在UE弁1和UE # 2之間保持正交而沒有干擾。A210被設置為大于無線電傳輸路徑的最大傳輸 延遲。每一個時隙中的兩個SB攜帶用于控制信息的相干解調的導頻。為了 說明的目的，圖2中只示出了控制信息的一個時隙。
在小區220 (小區B)中，第三和第四UE222和224 (UE # 3和UE #4)在LB中使用相同的ZC序列即ZC弁2，并且為了用戶識別分別將ZC并2 循環移位0 226和A 228。由于ZC序列的循環自相關特性，來自UE #3和 UE #4的控制信道信號在它們之間保持正交而沒有干擾。
但是，當來自不同小區的UE的控制信道信號使用不同的ZC序列時， 這個控制信息傳輸方案引起這些小區之間的干擾。在圖2中，小區A的UE弁1 和[正#2使用不同于小區B的UE #3和UE斜的ZC序列。ZC序列的互相
用于降低由如上所述的控制信息傳輸引起的小區間干擾的方法。

發明內容
已做出了本發明以便至少解決上面的問題和/或缺點，并至少提供下面描 述的優點。因此，本發明的一個方面提供了一種用于當在多小區環境中復用 來自不同用戶的控制信息時減小小區間干擾的方法和裝置。
本發明的另 一個方面提供了 一種用于通過把特定于小區的或者特定于 UE的隨機序列施加于子幀中的控制信息進一步隨機化小區間干擾的方法和 裝置。
本發明的又一個方面提供了 一種通過第一層/第二層(Ll/L2 )信令向UE 通知施加于子幀中的控制信息的隨機序列的方法和裝置。
本發明的再一個方面提供了一種用于有效接收子幀中的控制信息而無小 區間干擾的方法和裝置。
根據本發明的一個方面，提供了一種用于在SC-FDMA系統中發送控制 信息的方法。為子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不同的 正交碼。通過把攜帶控制信息的控制碼元和被分配用于所述控制信息CDM的 序列相乘來產生控制信道信號。所述控制信道信號以SC-FDMA碼元為基礎 與所述正交碼的碼片相乘，并在所述SC-FDMA碼元中發送。
根據本發明的又一個方面，提供了一種用于在SC-FDMA系統中接收控 制信息的方法。為子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不同 的正交碼。將接收到的控制信道信號和被分配用于所述控制信息的CDM的 序列的共軛序列相乘。通過以SC-FDMA碼元為基礎將相乘后的控制信道信 號和所述正交碼的碼片相乘，來獲取所述控制信息。
根據本發明的又一個方面，提供了 一種用于在SC-FDMA系統中發送控制信息的裝置。控制信道信號生成器通過將包含控制信息的控制碼元和被分 配用于所述控制信息的CDM的序列相乘來產生控制信道信號。發送器為子
幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不同的正交碼，以 SC-FDMA碼元為基礎將所述控制信道信號和所述正交碼的碼片相乘，并在所 述SC-FDMA碼元中發送所述相乘后的控制信道信號。
根據本發明的再一個方面，提供了一種用于在SC-FDMA系統中接收控 制信息的裝置。接收器接收包括控制信息的控制信道信號。控制信道信號接 收器把所述控制信道信號和被分配用于所述控制信息的CDM的序列的共軛 序列相乘，并通過以SC-FDMA碼元為基礎4巴相乘后的控制信道信號和用于 子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙的不同正交碼的碼片相乘， 來獲取所述控制信息。


當結合附圖時，才艮據下面的詳細描述，本發明的某些示范性實施例的上
述和其他方面、特征和優點將更為清楚，其中
圖1是示出常規LTE系統中用于控制信息的傳輸機制的圖2示出了來自UE的控制信息被CDM復用的傳輸機制；
圖3是示出根據本發明的實施例的用于在UE中發送控制信息的操作的
流程圖4是示出根據本發明的實施例的用于在節點B中接收控制信息的操作 的流程圖5是示出根據本發明的實施例的控制信息的傳輸機制的圖6A和圖6B是示出根據本發明的實施例的UE中的發送器的框圖7A和圖7B是示出根據本發明的實施例的節點B中的接收器的框圖8是示出根據本發明的實施例的用于控制信息的傳輸機制的圖9是示出根據本發明的實施例的用于控制信息的另 一傳輸機制的圖IOA和圖IOB是示出根據本發明的實施例的MS中的發送器的框圖IIA和圖11B是示出根據本發明的實施例的節點B中的接收器的框
圖12A和圖12B是示出根據本發明的實施例的用于控制信息的傳輸機制 的圖；和圖13是示出根據本發明的實施例的用于控制信息的另 一傳輸機制的圖。
具體實施例方式
參考附圖詳細地描述本發明的優選實施例。應該注意，類似的部件盡管 被在不同的附圖中示出，但是它們被用類似的參考標號指示。可能省略對在 技術上已知的結構或者過程的詳細描述以避免使本發明顯得不分明。
本發明的實施例提供了在來自多個UE的UL控制信息被在系統頻帶的 預先確定的頻率范圍(frequency area)上復用的情況下，UE和節點B的發送 和接收操作。
將在SC-FDMA蜂窩通信系統中對來自多個UE的控制信息進行CDM傳 輸的情形下描述本發明的實施例。本發明的實施例也適用于不共享特定時-頻 資源的復用，例如控制信息的FDM或TDM傳輸。CDM可以是包括時域 CDMA和頻域CDM的各種CDMA方案其中之一。
對于CDM,使用了ZC序列，盡管任何其他具有類似特性的碼序列也可 供使用。控制信息是l比特控制信息，例如這里的ACK/NACK。但是，本發 明的小區間干擾減小方法也適用于具有多個比特的控制信息，例如信道質量 指示符(Channel Quality Indicator, CQI )。在這種情況下，控制信息的每一個 比特:帔在一個SC-FDMA碼元中發送。所述小區間干擾減小方法也適用于不 同類型的控制信息的CDM傳輸，不同類型的控制信息例如1比特控制信息 和具有多個比特的控制信息。
當相鄰小區中的UE在M個SC-FDMA碼元即M個作為UL時間傳輸單 元的LB中使用長度為N的不同ZC序列發送它們的控制信息時，發生小區 間干擾。
如果來自相鄰小區內的UE的LB中的序列之間的相關的相位被隨機化， 同時保持ZC序列的循環自相關和互相關特性，則在接收器處相鄰小區間干 擾的相位在攜帶子幀的控制信息的LB的累積期間被跨LB隨機化，從而降低 了平均干擾功率。
根據本發明的實施例，每一個UE以子幀中的LB為基礎產生其ZC序列， 并把具有隨機相位或者隨機循環移位值的隨機序列施加于每一個LB中的ZC 序列，從而隨機化該ZC序列。然后，UE利用被隨機化的ZC序列發送控制 信息。隨機序列是特定于小區的。針對每一個UE使用相位值或循環移位值的不同隨機序列進一步提高干擾隨機化。
本發明的實施例提出了三種方法。在下面的描述中，長度為N的ZC序 列由g/")表示。ZC序列g/")被在M個LB上隨機化，并且控制信息和隨
機化(randomized)ZC序列^，4(")相乘，其中，A:表示攜帶控制信息的信道
的索引。
等式(2)描述了根據方法1的隨機化ZC序列。
&, a (") = ^ ((w +《)腦d AO. l,
(m = l,2，.."M，" = 0,l,2.."7V-l) ..…(2)
其中，《表示相同zc序列的循環移位值，通過《標識攜帶控制信息的
信道k。循環移位值最好是時域循環移位值，盡管其可以是頻域循環移位值。 在等式(2)中，mod代表模運算。例如，AmodB代表A除以B的余數。
5^，M表示長度為M的正交碼，是+ls或-ls。這個正交碼可以是沃爾什 碼。m表示控制信息被映射到的LB的索引。如果控制信息在子幀的時隙中 被重復四次，則將長度為4的沃爾什序列的碼片與每一個時隙的LB逐一相 乘，并且子幀中的兩個時隙的沃爾什序列的組合對于每個小區是不同的，因 此把小區間干擾隨機化。為了另外的隨機化，沃爾什序列的不同組合可以被 用于每一個UE。
等式(3 )描述了根據方法2的隨機化ZC序列。 g (") = ^((" +《)modA0 m, (m = l,2,...，M，" = 0,l，2.."7V — l) ..... (3)
其中，、表示在每一個LB中改變ZC序列gp(")的相位的隨機相位值。 通過在子幀的LB中對于相鄰小區使用不同的隨機相位值的集合，即不同的 隨機相位序列{《},小區間干擾被隨機化。
等式(4)描述了根據方法3的隨機化ZC序列。 = + + Aw)mod AO,
—=l，2,.."M，" = 0,l，2""iV-l) …"(4)
其中，Am表示在每一個LB中改變ZC序列gp(")的時域循環移位值《
的隨機循環移位值。通過在子幀的LB中對于相鄰小區使用不同的隨機時域 循環移位值的集合，即不同的隨機時域循環移位序列(AJ，小區間干擾被隨
機化。雖然這里隨機循環移位值被用在時域中，但是它們可以被適配為用在 頻域中。圖3是示出根據本發明的實施例的使用隨機化ZC序列發送控制信息的 操作的流程圖。
參考圖3， UE在步驟302中通過信令從節點B接收序列信息和隨機序列 信息。序列信息是關于用于在發送控制信息時使用的ZC序列，包括ZC序列 的索引和循環移位值。隨機序列信息被用于對ZC序列進行隨機化，包括作 為隨機相位值集合的隨機相位序列或作為隨機時域循環移位值集合的隨機時 域循環移位序列，以供應用于子幀的LB。所述信令是上層(例如L2)信令 或者物理層(L1)信令。為了隨機化小區間干擾，隨機相位序列或者隨機時 域循環移位序列對于每一個小區是不同的。為了進一步的干擾隨機化，隨機 相位序列或者隨機時域循環移位序列也可以被設置為對于每一個UE是不同 的。
在步驟304中，UE產生控制信息，并使用該控制信息產生復數值調制 碼元(此后稱為控制碼元)。控制碼元的數量等于被分配用于傳輸控制信息的 LB的數量。例如，如果控制信息是l比特，則UE通過重復生成和所分配的 LB的數量一樣多的控制碼元。
在步驟306中，UE使用序列信息中包括的索引和循環移位值產生ZC序 列。然后，在步驟308中，UE根據隨機序列信息中包括的隨機相位序列或者 隨機時域循環移位序列產生隨機值。隨機值是沃爾什序列、隨機相位值或隨 機時域循環移位值。這些隨機值對于每一個小區和/或每一個UE是不同的。 在步驟310中，UE通過以LB為基礎對ZC序列施加隨才幾值來產生隨機化ZC 序列。在步驟312中，UE把隨機化ZC序列和控制碼元相乘，把乘積映射到 LB,并發送經映射的LB。
圖4是示出根據本發明的實施例的用于在節點B中接收控制信息的操作 的流程圖。
參考圖4,在步驟402中，節點B通過在多個LB中把從預期UE接收到 的信號與施加于該信號的ZC序列相關獲取相關信號。在步驟404中，節點B 對從UE接收到的導頻信號執行信道估計，并利用信道估計對所述相關信號 執行信道補償。在步驟406中，節點B通過以LB為基礎把對應于UE的隨 機值施加于經過信道補償的相關信號，從而從經過信道補償的相關信號去除 隨機值來獲取控制信息。對應于UE的隨機值是從節點B發送到UE的隨機 序列信息得知的。在上面的控制信息的發送和接收中，LB (即SC-FDMA碼元)是基本單 位，控制信息被映射到該基本單位，以進行傳輸。以LB為單位重復ZC序列， 并且隨機相位序列或隨機時域循環移位序列的元素逐LB地變化。
在多個小區存在于同一節點B下的情況中，每一個小區中的UE使用相 同的ZC序列和不同的時域循環移位值復用它們的控制信道。如果在節點B 的小區中以LB為勤出使用不同的隨機相位序列或者隨機時域循環移位序列， 則在UE間可能會失去正交性。因此，在這種環境下，隨機相位序列或者隨 機時域循環移位序列是特定于節點B的，并且節點B的小區使用相同的隨一幾 序列。
本發明的第一實施例實施了等式(2)中描述的方法l。 圖5示出了根據本發明的第一實施例的控制信息的傳輸機制。 參考圖5,在一個子幀中，相同的1比特控制信息出現8次，并以時隙 為基礎經受跳頻，以^便實現頻率分集。如果在每一個時隙中，兩個SB以及 第一和最后的LB攜帶用于信道估計的導頻，則該時隙剩余的LB可被用于發 送控制信息。雖然這里一個RU被用于發送控制信息，但是可以使用多個RU 來支持多個用戶。
在第一時隙中，攜帶1比特控制信息的調制碼元出現4次，以供在四個 LB中傳輸，并且以LB為基礎乘以長度為4的正交碼SI 502 (=5141514,2514，3514,4 )。 514,代表正交碼51的碼片x。導頻序列也以LB或
SB為基礎乘以長度為4的正交碼si' 504 (-si4^r4^i'4^iM )。使用正
交碼能夠增加多址接入(multiple-access)用戶的數量。例如，對于長度4， 有四個正交碼可用。使用四個正交碼能夠使在相同的時頻資源中容納的用戶 數量是不使用正交碼時的四倍。
在第二時隙中，1比特控制信息出現四次，并且以LB為I^出乘以長度為 4的正交碼5"2 506 (=5^^24,^24,^2^ )。導頻序列也以LB或SB為基 礎乘以長度為4的正交碼S2' 508 (-S2'4^24,2 57'4,3S2'4,4 )。
節點B向UE發信號通知正交碼S1 502、 SI' 504、 57 506和S2' 508。 由于正交碼的性質所致，其長度應該是4的倍數。在圖5中，長度為4的正 交碼被施加于每一個時隙。如果在圖5的傳輸機制中，跳頻不以時隙為_^5出 發生，則可以認為控制信息在一個子幀傳輸期間經歷了頻率上小到可忽略的 信道變化。因此，即使正交碼的長度被擴展到一個子幀，也仍保持正交性。在這種情況下，長度為8的正交碼可被用于在一個子幀中發送控制信息。
針對每一個小區設置要施加于一個子幀的時隙的正交碼的不同組合，以
便隨機化小區間干擾。例如，為了在時隙中發送控制信息，小區A順序地使 用正交碼(S1,S2),并且小區B順序地使用正交碼(S3,S4)。正交碼組合 {53,}包括至少 一 個不同于正交碼組合{57}的正交碼。
圖6A和圖6B是示出根據本發明的示范性實施例的UE中的發送器的框圖。
參考圖6A,發送器包括控制器610、導頻生成器612、控制信道信號生 成器614、數據生成器616、復用器(Multiplexer, MUX) 617、串-并 (Serial-to-Parallel， S/P )轉換器618、快速傅立葉變換(FFT)處理器619、 映射器620、逆快速傅立葉變換器(IFFT) 622、并-串(Parallel-to-Serial, P/S ) 轉換器624、正交碼生成器626、乘法器628、循環前綴(Cyclic Prefix, CP) 添加器(adder)630和天線632。這里將不描述和UL數據傳輸有關的部件和操 作。
控制器610對發送器的操作提供總體控制，并產生MUX617、 FFT處理 器619、映射器620、導頻生成器612、控制信道信號生成器614、凄t據生成 器616和正交碼生成器626所需的控制信號。提供給導頻生成器612的控制 信號指示要用于產生導頻序列的序列索引和時域循環移位值。與UL控制信 息以及數據傳輸相關聯的控制信號被提供給控制信道信號生成器614和數據 生成器616。
MUX617根據由從控制器610接收到的控制信號所指示的定時信息復用 從導頻生成器612、數據生成器616和控制信道信號生成器614接收到的導 頻信號、數據信號和控制信道信號，以便在LB或SB中傳輸。映射器620根 據從控制器610接收到的LB/SB定時信息和頻率分配信息把復用的信號映射 到頻率資源。
當只發送控制信息而無數據時，正交碼生成器626才艮據從控制器610接 收到的關于要被用于時隙的特定于小區或特定于UE的正交碼的信息產生用 于LB/SB的正交碼，并根據從控制器610接收到的定時信息把正交碼的碼片 施加于映射到LB的控制信道信號的控制碼元。正交碼信息通過節點B信令 提供給控制器610。
S/P轉換器618把來自MUX617的復用信號轉換為并行信號，并將其提
14供給FFT處理器619。 FFT處理器619的輸入/輸出大小根據從控制器610接 收到的控制信號變化。映射器620把來自FFT處理器619的FFT信號映射到 頻率資源。IFFT處理器622把被映射的頻率信號轉換為時間信號，并且P/S 轉換器624串行化所述時間信號。乘法器628將串行時間信號乘以從正交碼 生成器626產生的正交碼。即，正交碼生成器626根據從控制器610接收到 的定時信息產生要^皮施加于將攜帶控制信息的子幀的時隙的正交碼。
CP添加器630把CP加到從乘法器628接收到的信號，以避免碼元間干 擾，并通過發射天線632發射添加了 CP的信號。
圖6B是示出根據本發明的實施例的控制信道信號生成器614的詳細框圖。
參考圖6B，控制信道信號生成器614的序列生成器642以LB為基礎產 生碼序列，例如ZC序列。為了這么做，序列生成器642從控制器610接收 序列信息，例如序列長度和序列索引。節點B和UE都已知序列信息。
控制信息生成器640產生具有1比特控制信息的調制碼元，并且重復器 643重復該控制碼元以產生和分配給控制信息的LB的數量一樣多的控制碼 元。乘法器646通過以LB為基礎將該控制碼元乘以ZC序列來對控制碼元進 行CDM復用，從而產生控制信道信號。
乘法器646的作用是通過將從重復器643輸出的碼元乘以ZC序列來產 生用戶復用的控制信道信號。通過用等效設備代替乘法器646，可以設想本 發明的經修改的實施例。
圖7A和圖7B是示出根據本發明的實施例的節點B中的接收器的框圖。
參考圖7A，接收器包括天線710、 CP去除器712、 S/P轉換器714、 FFT 處理器716、解映射器718、 IFFT處理器720、 P/S轉換器722、解復用器 (DEMUX) 724、控制器726、控制信道信號接收器728、信道估計器730 和數據解調器和解碼器732。這里將不描述和UL數據接收相關聯的部件和操 作。
控制器726對接收器的操作提供總體控制，并產生DEMUX 724、 IFFT 處理器720、解映射器718、控制信道信號接收器728、信道估計器730和數 據解調器和解碼器732所需的控制信號。與UL控制信息和數據有關的控制 信號被提供給控制信道信號接收器728和數據解調器和解碼器732。指示序 列索引和時域循環移位值的控制信道信號被提供給信道估計器730。序列索引和時域循環移位值;故用來生成分配給UE的導頻序列。
DEMUX 724根據從控制器726接收到的定時信息把從P/S轉換器722 接收到的信號解復用為控制信道信號、數據信號和導頻信號。解映射器718 根據從控制器726接收到的LB/SB定時信息和頻率分配信息，從頻率資源提 取那些信號。
在通過天線710從UE接收到包括控制信息的信號時，CP去除器712從 接收到的信號中去除CP。 S/P轉換器714把無CP的信號轉換為并行信號， 并且FFT處理器716通過FFT處理所述并行信號。在解映射器718中解映射 后，FFT信號在IFFT處理器720中被轉換為時間信號。IFFT處理器720的 輸入/輸出大小根據從控制器726接收到的控制信號變化。P/S轉換器722串 行化所述IFFT信號，并且DEMUX 724把串行信號解復用為控制信道信號、 導頻信號和數據信號。
信道估計器730由從DEMUX 724接收到的導頻信號中獲取信道估計。 控制信道信號接收器728利用該信道估計對從DEMUX 724接收到的控制信 道信號進行信道補償，并獲取UE所發送的控制信息。數據解調器和解碼器 732利用該信道估計對從DEMUX 724接收到的數據信號進行信道補償，然后 基于控制信息獲取UE所發送的數據。
當在UL上只發送控制信息而無數據時，控制信道信號接收器728以參 考圖5描述的方式獲取控制信息。
圖7B是示出根據本發明的實施例的控制信道信號接收器728的詳細框圖。
參考圖7B,控制信道信號接收器728包括相關器740和去隨機化器742。 相關器740的序列生成器744產生碼序列，例如ZC序列，用于供UE產生1 比特控制信息。為了這么做，序列生成器744從控制器726接收指示序列長 度和序列索引的序列信息。節點B和UE都已知序列信息。
共軛器746計算ZC序列的共軛結果(cons叫uence)。乘法器748通過以 LB為基礎把控制信道信號乘以該共軛序列來把從DEMUX 724接收到的控制 信道信號進行CDM解復用。累積器750針對ZC序列的長度累積從乘法器 748接收到的信號。信道補償器752利用從信道估計器730接收到的信道估 計對累積信號進行信道補償。
在去隨機化器742中，正交碼生成器754根據正交碼信息產生正交碼，UE使用所述正交碼發送1比特控制信息。乘法器758以LB為基礎把經過信 道補償的信號乘以正交序列的碼片。累積器760針對1比特信息被重復映射 到的LB的數量累積從乘法器758接收到的信號，從而獲取1比特控制信息。 正交碼信息祐匸從節點B發信號通知給UE,以使節點B和UE都知曉該正交 碼信息。
在本發明的修改的實施例中，信道補償器752被置于乘法器758和累積 器760之間。雖然在圖7B中正交器740和去隨機化器742被分開地配置，但 是依賴于配置方法，相關器740的序列生成器744和去隨沖幾化器742的正交 碼生成器754可以被合并在單個設備中。例如，如果相關器740被配置成使 得序列生成器744對于每個UE生成具有以LB為基礎施加的正交碼的ZC序 列，則去隨機化器742的乘法器758和正交碼生成器754不被使用。因此， 實現了等同于圖7B中所示的設備。
本發明的第二實施例實施了等式(3)中描述的方法2。
圖8是示出根據本發明的實施例的控制信息的傳輸機制的圖。
參考圖8, —個時隙包括總共7個LB，并且在每一個時隙中第四個LB 攜帶導頻信號。因此， 一個子幀總共具有14個LB,并且2個LB被用于導 頻傳輸，12個LB用于控制信息傳輸。雖然這里一個RU被用于發送控制信 息，但是可以使用多個RU來支持多個用戶。
相同的1比特控制信息在每一個時隙中出現6次，因而在一個子幀中出 現12次。為了頻率分集，以時隙為基礎對控制信息執行跳頻。在每一個攜帶 控制信息的LB中，隨機相位被施加于ZC序列。作為結果的ZC序列的隨機 化使小區間干擾隨機化。
在LB中施加于ZC序列的隨機相位值是A,^2,…^2 802到824。 ZC序列 乘以el(m二1,2，...12),因而被相位旋轉。因為用于LB的作為隨才幾相位值 集合的隨機相位序列是特定于小區的，所以小區間干擾被隨機化。即，由于 用于不同小區的LB的隨機化ZC序列之間的相關在一個子幀上被隨機地相位 旋轉，所以來自這些小區的控制信道之間的干擾被降低。
節點B向UE發信號通知隨機相位序列，以4吏節點B和UE都知曉該隨 機相位序列。為了降低小區間干擾，特定于小區的隨機相位值也可以被施加 于導頻信號。節點B向UE發信號通知所述隨^L相位值，以使節點B和UE 都知曉該隨才幾相位序列。圖9是示出根據本發明的實施例的控制信息的另 一個傳輸機制的圖。
參考圖9， 一個時隙包括總共6個LB和2個攜帶導頻信號的SB。因此， 一個子幀總共具有12個LB,并且4個SB被用于導頻傳輸，12個LB用于 控制信息傳輸。相同的1比特控制信息在每一個時隙中出現6次，因而在一 個子幀中出現12次。為了頻率分集，以時隙為基礎對控制信息執行跳頻。在 LB中施加于ZC序列的隨機相位值是^,A,…^902到924。
圖IOA和圖IOB是示出根據本發明的實施例的UE中的發送器的框圖。
參考圖IOA，所述發送器包括控制器1010、導頻生成器1012、控制信道 信號生成器1014、數據生成器1016、 MUX 1017、 S/P轉換器1018、 FFT處 理器1019、映射器1020、 IFFT1022、 P/S轉換器1024、 CP添加器1030和天 線1032。這里將不描述和UL數據傳輸有關的部件和操作。
控制器1010對發送器的操作提供總體控制，并產生MUX 1017、 FFT處 理器1019、映射器1020、導頻生成器1012、控制信道信號生成器1014和數 據生成器1016所需的控制信號。提供給導頻生成器1012的控制信號指示用 于導頻生成的序列索引和時域循環移位值，該序列索引指示被分配的導頻信 號序列。與UL控制信息以及數據傳輸相關聯的控制信號被提供給控制信道 信號生成器1014和數據生成器1016。
MUX 1017根據從控制器IOIO接收到的控制信號所指示的定時信息復用 從導頻生成器1012、數據生成器1016和控制信道信號生成器1014接收到的 導頻信號、數據信號和控制信道信號，以便在LB或SB中傳輸。映射器1020 根據從控制器1010接收到的LB/SB定時信息和頻率分配信息把復用的信息 映射到頻率資源。
當只發送控制信息而無數據時，在前述方法中控制信道信號生成器1014 通過把以LB為基礎隨機化的ZC序列施加于控制信息來產生控制信道信號。
S/P轉換器1018把來自MUX 1017的復用信號轉換為并行信號，并將其 提供給FFT處理器1019。FFT處理器1019的輸入/輸出大小根據從控制器1010 接收到的控制信號變化。映射器1020把來自FFT處理器1019的FFT信號映 射到頻率資源。IFFT處理器1022把被映射的頻率信號轉換為時間信號，并 且P/S轉換器1024串行化所述時間信號。CP添加器1030把CP加到所述串 行信號，并通過發射天線1032發射添加了 CP的信號。
圖10B是示出根據本發明的實施例的控制信道信號生成器1014的詳細框圖。
參考圖10B,控制信道信號生成器1014的序列生成器1042產生要^f皮用 于LB的碼序列，例如ZC序列。隨機化器1044為每一個LB產生隨機相位 值，并在每一個LB中把所述隨機相位值和ZC序列相乘。為了這么做，序列 生成器1042從控制器IOIO接收序列信息，例如序列長度和序列索引,并且隨 機化器1044從控制器1010接收關于用于每一個LB的隨機相位值的隨機序 列信息。然后，隨機化器1044在每一個LB中利用隨機相位值旋轉ZC序列 的相位，從而將ZC序列的相位隨機化。節點B和UE都已知序列信息和隨 機序列信息。
控制信息生成器1040產生具有1比特控制信息的調制碼元，并且重復器 (repeater) 1043重復該控制碼元以產生與分配給控制信息的LB的數量一樣多 的控制碼元。乘法器1046通過以LB為基礎把控制碼元和;故隨^l化的ZC序 列相乘來對控制碼元進行CDM復用，從而產生控制信道信號。
乘法器1046的作用是以碼元為基礎通過隨機化ZC序列隨機化從重復器 1043輸出的碼元。通過用執行等同于將隨機化ZC序列施加于控制碼元或將 隨機化ZC序列和控制碼元組合的功能的設備代替乘法器1046,可以設想本 發明的經修改的實施例。例如，乘法器1046可以用相位旋轉器來代替，所述 相位旋轉器根據隨機化ZC序列的相位值^或Aw改變控制碼元的相位。
圖IIA和圖11B是示出根據本發明的實施例的節點B中的接收器的框圖。
參考圖IIA，接收器包括天線1110、 CP去除器1112、 S/P轉換器1114、 FFT處理器1116、解映射器1118、IFFT處理器1120、P/S轉換器1122、DEMUX 1124、控制器1126、控制信道信號接收器1128、信道估計器1130和數據解 調器和解碼器1132。這里將不描述和UL數據接收相關聯的部件和揭:作。
控制器1126對接收器的操作提供總體控制。它還產生DEMUX 1124、 IFFT處理器1120、解映射器1118、控制信道信號接收器1128、信道估計器 1130和數據解調器和解碼器1132所需的控制信號。與UL控制信息和數據有 關的控制信號被提供給控制信道信號接收器1128和數據解調器和解碼器 1132。指示序列索引和時域循環移位值的控制信號^皮^是供纟會信道估計器1130， 序列索引指示分配給UE的導頻序列。序列索引和時域循環移位值被用于導 頻接收。DEMUX 1124根據從控制器1126接收到的定時信息把從P/S轉換器1122 接收到的信號解復用為控制信道信號、數據信號和導頻信號。解映射器1118 根據從控制器1126接收到的LB/SB定時信息和頻率分配信息，從頻率資源 中提取那些信號。
在通過天線1110從UE接收到包括控制信息的信號時，CP去除器1112 從接收到的信號去除CP。 S/P轉換器1114把無CP的信號轉換為并行信號， 并且FFT處理器1116通過FFT處理所述并行信號。在解映射器1118中處理 后，FFT信號在IFFT處理器1120中被轉換為時間信號。P/S轉換器1122串 行化所述IFFT信號，并且DEMUX 1124把串行信號解復用為控制信道信號、 導頻信號和數據信號。
信道估計器1130由從DEMUX 1124接收到的導頻信號中獲取信道估計。 控制信道信號接收器1128利用信道估計對從DEMUX 1124接收到的控制信 道信號進行信道補償，并獲取UE所發送的控制信息。數據解調器和解碼器 1132利用信道估計對從DEMUX 1124接收到的數據信號進行信道補償，然后 基于控制信息獲取UE所發送的數據。
當在UL上只發送控制信息而無數據時，控制信道信號接收器1128以參 考圖8和圖9描述的方式獲取控制信息。
圖11B是示出根據本發明的實施例的控制信道信號接收器1128的詳細 框圖。
參考圖IIB，控制信道信號接收器1128包括相關器1140和去隨機化器 1142。相關器1140的序列生成器1144產生碼序列，例如ZC序列，用于供 UE產生控制信息。為了這么做，序列生成器1144從控制器1126接收指示序 列長度和序列索引的序列信息。節點B和UE都已知序列信息。
共軛器1146計算ZC序列的共軛結果(consequence)。乘法器1148通過以 LB為基礎把控制信道信號和共軛序列相乘來對從DEMUX 1124接收到的控 制信道信號進行CDM解復用。累積器1150針對ZC序列的長度累積乘積信 號。相關器1140的乘法器1148可以被相位旋轉器代替，所述相位旋轉器根 據從序列生成器1144接收到的序列的相位值4以LB為基礎改變控制信道信 號的相位。信道補償器1152利用從信道估計器1130接收到的信道估計對累 積信號進行信道補償。
在去隨機化器1142中，隨機值生成器1156根據隨機序列信息計算UE發送控制信息時使用的隨機相位值的共軛相位值。乘法器1158以LB為&出 把經過信道補償的信號和所述共軛相位值相乘。像發送器的乘法器1046那 樣，去隨機化器1142的乘法器1158可以被相位旋轉器代替，所述相位旋轉 器根據從序列生成器1156接收到的隨機序列的相位值^或A^以LB為基礎 改變控制信道信號的相位。
累積器1160針對1比特信息被重復地映射到的LB的數量累積從乘法器 1158接收到的信號，從而獲取l比特控制信息。隨機序列信息被從節點B發 信號通知給UE，以使節點B和UE都知曉隨機序列信息。
在本發明的修改的實施例中，信道補償器1152被置于乘法器1158和累 積器1160之間。雖然在圖11B中相關器1140和去隨機化器1142被分開地配 置，但是依賴于配置方法，相關器1140的序列生成器1144和去隨機化器1142 的隨機值生成器1156可以被合并在單個設備中。例如，如果相關器1140被 配置成使得序列生成器1144為每一個UE生成被施加了隨機序列的ZC序列， 則去隨機化器1142的乘法器1158和隨機值生成器1156不被使用。因此，實 現了等同于圖11B中所示的設備。在這種情況下，像發送器中的乘法器那樣， 相關器1140的乘法器1148可以被相位旋轉器代替，所述相位旋轉器根據從 序列生成器1144接收到的序列的相位值(《+()或者(《十Aw)以碼元為基 礎改變控制信道信號的相位。
通過對每一個UE為每一個LB設置不同的相位值，可以進一步提高小 區間干擾隨機化。節點B向每一個UE發信號通知每一個LB的相位值。
除了作為施加給攜帶1比特控制信息的12個LB的相位序列的隨機序列 以外，在本發明的第二示范性實施例中也可以使用諸如傅立葉序列的正交相 位序列。長度為N的傅立葉序列被定義為
厶(")=6力i,O = 0,...,A^-1,hO，…7V-1) …"(5) 在等式(5)中，為每一個小區設置不同的特定于小區的值t當對于每
一個小區使用不同的傅立葉序列以LB為勤出執行相位旋轉時，如果在小區
間定時是同步的，則小區間不存在干擾。
本發明的第一和第二示范性實施例可以組合實施。在圖5的傳輸機制中，
攜帶1比特控制信息的LB和正交碼相乘，然后和隨才幾相位序列相乘。因為
隨機相位序列是特定于小區的，所以可以降低小區間干擾。
21本發明的第三實施例實施等式(4)中描述的方法3。
zc序列的時域循環移位值是特定于小區的，并且在每一個攜帶控制信息 的LB中變化，從而使小區間干擾隨機化。更具體的說，除了施加于小區內 在相同的頻率資源中CDM復用的控制信道的每一個的循環移位值《以外， 在時域中還施加被施加于每一個LB的特定于小區的循環移位值△ 。節點B 向UE發信號通知該特定于小區的循環移位值。所述特定于小區的循環移位 值被設置為大于無線電傳輸路徑的最大延遲，以便保持ZC序列的正交性。
為了降低小區間干擾，也可以把特定于小區的隨機時域循環移位值施加 于導頻信號。節點B向UE發信號通知所述隨機時域循環移位值，以使節點 B和UE都知道該隨機時域循環移位序列。
圖12A是示出根據本發明的實施例的控制信息的傳輸機制的圖。
參考圖12A, —個時隙包括總共7個LB,并且在每一個時隙中第四個 LB攜帶導頻信號。因此， 一個子幀總共具有14個LB,并且2個LB^f皮用于 導頻傳輸，12個LB用于控制信息傳輸。雖然這里一個RU被用于發送控制 信息，但是可以使用多個RU來支持多個用戶。
施加于ZC序列的12個LB的隨機時域循環移位值是久，厶2,...厶121202 到1224。 ZC序列通過隨機時域循環移位值1202到1224以LB為基礎^皮循環 移位，以便隨機化控制信息。
圖12B是圖12A的詳細視圖。為了 CDM復用小區內不同的控制信道， 相同的時域循環移位值《U是控制信道索引)應用于每一個LB,并且為了 隨機化來自相鄰小區的控制信息之間的干擾，特定于小區的不同的時域循環 移位值1202到1224應用于LB。即，ZC序列被用于小區中的每一個UE的 時域循環移位值另外循環移位。參考標號1230和1232分別表示一個子幀中 的第一和第二時隙。為了方便起見，未示出跳頻。
當為了另外的隨機化而使用特定于UE的時域循環移位時，時域循環移 位值1202到1204指示特定于UE的隨才幾序列，并且《和時域循環移位值1202 到1224的組合在同一小區內的控制信道之間保持正交性。
圖13是示出根據本發明的實施例的控制信息的另一個傳輸機制的圖。12 個LB的ZC序列的時域循環移位值是ApA2,…A^1302到1324。在每一個 LB中利用時域循環移位值將ZC序列循環移位，以便隨機化控制信息。
除了圖10B中所示的隨^M匕器1044利用隨^L時域循環移位以LB為基礎隨^M匕ZC序列，并且圖11B中所示的隨機值生成器1156計算每一個LB的 隨機時域循環移位值的共軛相位值并將其提供給乘法器1158之外，根據本發 明的第三示例實施例的發送器和接收器在配置上和圖10A和圖10B以及圖 IIA和圖11B中示出的配置相同。
第一和第三實施例可以;陂組合實施。即，在圖5的傳輸機制中，控制信 息和正交碼相乘，然后又以LB為基礎和隨機循環移位序列相乘，如圖12或 圖13中所示。因為對于每一個小區隨機循環移位序列是不同的，所以可以降 低小區間干擾。
從上面的描述很清楚，當在下 一代多小區移動通信系統中復用來自不同 用戶的UL控制信息時，本發明通過以小區為勤出或以UE為基礎把隨機相位 或者循環移位值施加于每一個塊，有益地降低了小區間干擾。
雖然已經參照本發明的某些優選實施例示出并描述了本發明，但是它們 僅僅是優選應用。例如，本發明的實施例可應用于具有多個比特的控制信息， 例如CQI,以及1比特控制信息。此外，用于控制信息的碼序列的隨機值可 以以預先確定的資源塊為基礎以及以LB為基礎來施加。因此，本領域技術 人員將理解，在不偏離由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下， 可以對本發明做出形式和細節上的各種變化。
權利要求
1.一種用于在單載波頻分多址(SC-FDMA)系統中發送控制信息的方法，包含以下步驟為子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不同的正交碼；通過將攜帶控制信息的控制碼元和被分配用于所述控制信息的碼分復用(CDM)的序列相乘來產生控制信道信號；和以SC-FDMA碼元為基礎將所述控制信道信號和所述正交碼的碼片相乘，并在所述SC-FDMA碼元中發送相乘后的控制信道信號。
2. 如權利要求l所述的方法，其中，在所述子幀中4吏用的所述正交碼的 組合對于每一個小區是不同的。
3. 如權利要求l所述的方法，其中，在所述子幀中使用的所述正交碼的 組合對于每一個小區和每一個用戶設備(ue)中的至少一個是不同的，并且 將其從節點b發信號通知給ue。
4. 如權利要求1所述的方法，其中，所述序列是特定于小區的Zadoff-Chu (ZC)序列。
5. 如權利要求l所述的方法，其中，所述相乘和所述發送包含把與所述 SC-FDMA碼元的數量一樣多的攜帶所述控制信息的控制碼元和被隨機化的 序列相乘，并發送相乘后的控制碼元。
6. —種用于在單載波頻分多址(SC-FDMA)系統中接收控制信息的方 法，包含以下步驟為子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不同的正交碼； 把接收到的控制信道信號和被分配用于所述控制信息的碼分復用 (CDM)的序列的共軛序列相乘；和通過以SC-FDMA碼元為j^4把相乘后的控制信道信號和所述正交碼的 碼片相乘，來獲取所述控制信息。
7. 如權利要求6所述的方法，其中，在所述子幀中使用的所述正交碼的 組合對于每一個小區是不同的。
8. 如權利要求6所述的方法，其中，在所述子幀中4吏用的所述正交碼的 組合對于每一個小區和每一個用戶設備(ue)中的至少一個是不同的，并且 將其從節點b發信號通知給ue。
9. 如權利要求6所述的方法，其中，所述序列是特定于小區的Zadoff-Chu (ZC)序列。
10. 如權利要求6所述的方法，其中，所述獲取包含把與所述SC-FDMA 碼元的數量一樣多的形成所述控制信道信號的控制碼元和所述共軛序列相 乘。
11. 一種用于在單載波頻分多址(SC-FDMA)系統中發送控制信息的裝 置，包含控制信道信號生成器，用于通過把包含控制信息的控制碼元和被分配用 于所述控制信息的碼分復用(CDM)的序列相乘來產生控制信道信號；和發送器，用于為子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不 同的正交碼，以SC-FDMA碼元為基礎把所述控制信道信號和所述正交碼的 碼片相乘，并在所述SC-FDMA碼元中發送相乘后的控制信道信號。
12. 如權利要求11所述的裝置，其中，在所述子幀中使用的所述正交碼 的組合對于每一個小區是不同的。
13. 如權利要求11所述的裝置，其中，在所述子幀中使用的所述正交碼 的組合對于每一個小區和每一個用戶設備(UE)中的至少一個是不同的，并 將其從節點B發信號通知UE。
14. 如權利要求11所述的裝置，其中，所述序列是特定于小區的 Zadoff-Chu(ZC)序列。
15. 如權利要求11所述的裝置，其中，所述隨機化器把與所述SC-FDMA 碼元的數量一樣多的包含所述控制信息的控制碼元和所述被隨機化的序列相 乘，并發送相乘后的控制碼元。
16. —種用于在單載波頻分多址(SC-FDMA)系統中接收控制信息的裝 置，包含接收器，用于接收包含控制信息的控制信道信號；和 控制信道信號接收器，用于把所述控制信道信號和被分配用于所述控制 信息的碼分復用(CDM)的序列的共軛序列相乘，并通過以SC-FDMA碼元 為基礎把相乘后的控制信道信號和用于子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元 的不同時隙的不同正交碼的碼片相乘。
17. 如權利要求16所述的裝置，其中，在所述子幀中使用的所述正交碼 的組合對于每一個小區是不同的。
18. 如權利要求16所述的裝置，其中，在所述子幀中使用的所述正交碼 的組合對于每一個小區和每一個用戶設備(UE)中的至少一個是不同的，并 且將其從節點b發信號通知UE。
19. 如權利要求16所述的裝置，其中，所述序列是特定于小區的 Zadoff-Chu (ZC)序列。
20. 如權利要求16所述的裝置，其中，所述控制信道信號接收器把與所 述SC-FDMA碼元的數量一樣多的形成所述控制信道信號的控制碼元和所述 正交碼相乘。
全文摘要
提供了一種用于在SC-FDMA系統中發送和接收控制信息的方法和裝置。為子幀中各自包含多個SC-FDMA碼元的不同時隙產生不同的正交碼。通過把攜帶控制信息的控制碼元和被分配用于所述控制信息的CDM的序列相乘產生控制信道信號。所述控制信道信號以SC-FDMA碼元為基礎乘以所述正交碼的碼片相乘，并在所述SC-FDMA碼元中發送。
文檔編號H04B7/204GK101627560SQ200880007435
公開日2010年1月13日 申請日期2008年1月7日 優先權日2007年1月5日
發明者張宇健, 李周鎬, 李英陽, 趙俊暎, 金泳范 申請人:三星電子株式會社