CN103024904A - 一种无线通信系统中的上行数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线通信系统中的上行数据传输方法，包括：UE根据eNB发送给自身的用于调度上行物理资源的下行控制信息DCI，确定eNB分配给所述UE的上行虚拟资源；若分配给UE的上行虚拟资源位于任一无线帧的非集合K内的上行子帧上，且所述分配给UE的上行虚拟资源位于预设的频域范围内，当根据所述DCI信息确定需要对所述上行数据进行跳频处理时，所述UE在预设的频域范围内，确定经跳频处理后用于传输所述上行数据的上行物理资源；UE利用确定的所述经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源，承载上行数据反馈给eNB。应用本发明，能够避免PUSCH信道资源碰撞，并最大化频率分集增益，提高PUSCH性能。

Description

一种无线通信系统中的上行数据传输方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种无线通信系统中的上行数据传输方法。

背景技术

在3GPP现有LTE标准中，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系统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)，其中帧结构2包含7种不同的帧结构配置，各种帧结构中下行子帧的比例固定，由40％至90％不等，如图1所示。其中，标识为“D”的子帧为下行子帧，标识为“U”的子帧为上行子帧，“斜线”标识的子帧为特殊子帧。

其中，下行数据子帧PDSCH用于传输下行数据，与PDSCH相应的ACK/NACK信息通过上行控制子帧PUCCH反馈；下行数据对应的下行控制信息(DCI)通过PDCCH上的CCE集合承载。现有的PDSCH所对应的ACK/NACK的映射方法包括隐式映射方法和显式指示方法，其中隐式映射方法包括：

首先根据PDSCH子帧的位置确定用于反馈ACK/NACK信息的PUCCH子帧位置，然后再根据承载下行数据的DCI信息的CCE集合中第一个CCE的位置确定反馈的ACK/NACK信息在相应PUCCH子帧中的具体资源位置。上述隐式映射方法不需要额外信息直接指示ACK/NACK资源位置，因此，能够节省开销，提高资源利用率。

为满足进一步提升数据速率的需求，在LTE版本10(Rel-10)中，引入了载波聚合(CA，Carrier Aggregation)的概念，将多个连续或非连续的带宽载波聚合成高达100Mhz的系统带宽。具体地，在LTE Rel-10系统中，可以为UE配置多个分量载波(CC，Component Carrier)，eNB通过高层信令来通知UE主CC(PCC，Primary CC)的编号及聚合的辅助CC(SCC，Secondary CC)的编号。同时，随着实际的网络部署及系统运营发现，在TD-LTE系统未来演进中，不同的分量载波(CC，Component Carrier)采用不同的子帧配置成为TD-LTE系统演进中需要考虑的一个重要问题。

当UE所配置的多个CC处于不同的频段(Band)，且至少有一个CC的帧结构配置不同于其它CC的帧结构时，如何设计下行数据子帧PDSCH与上行(UL，Uplink)控制信息的定时关系，更具体地说上行应答及否定应答信息(ACK/NACK，Acknowledgment/Negative Acknowledgement)的定时关系，是不同Band间的载波聚合技术采用不同帧结构配置时亟需解决的关键问题。

目前，基于合理的技术分析，大体包括两种潜在的技术解决路线。

第一类反馈的ACK/NACK方法基于假定支持不同Band间载波聚合技术及不同帧结构配置特征的所有UE均包括至少两个功率放大器(PA，PowerAmplifier)和射频(RF，Radio Frequency)电路，当UE的所有CC处于两个不同的band且在任一不同band内帧结构配置相同、而不同band间的帧结构不同时，eNB通过高层信令为每个UE在每个band内指定一个CC用于反馈ACK/NACK信息，每个band依据各自不同的帧结构配置在每个band内独立延用现有的PDSCH与UL ACK/NACK的定时关系，如图2所示。第一类方法的问题在于，大大地提高了Rel-11终端的成本，限制了Rel-11产品的实现和市场。同时如何支持小区边缘功率受限用户和UL ACK/NACK的功率控制，也是第一类方法需要解决问题。

第二类方法是针对第一类方法出现的问题，考虑只在单个PCC上发送上行ACK/NACK信息，其目的为了保证在Rel-11系统中即使对于只有单个PA的低端用户仍可以受益于不同帧结构配置的Band间载波聚合技术，且沿用现有的UL ACK/NACK信息的功率控制机制。

在第二类方法中，典型的方法为，设计一种新的PDSCH与ULACK/NACK的定时关系，但是需要调度器引入新的调度策略来进行资源分配和调度，即需要更改现有的调度器算法。

在第二类方法中，还包括一种改进型的方法：UE根据所配置CC的帧结构配置确定出公共的上行子帧位置，并根据公共的上行子帧位置搜寻确定唯一的后向兼容帧结构配置，最后根据确定的后相兼容的帧结构配置在UE所配置的PCC上一一映射出特定的PDSCH与UL ACK/NACK的定时关系。UE应用上述方法，能够保证在不限制UE功放数目的同时，有效地支持不同帧结构配置的Band间载波聚合，实现不同通信系统的共存和性能优化，如图3所示，当UE在两个不同的频带配置了两个不同的CC，其中一个为PCC，采用帧结构配置1；另一个为SCC，采用帧结构配置2，则根据上述方法，UE决定采用帧结构配置2所定义的PDSCH与ACK/NACK的定时关系反馈PCC及SCC内PDSCH所对应的ACK/NACK信息。

为了描述方便，根据是否承载了Rel-11ACK/NACK信息，可将任一无线帧内的上行子帧划分为两类，其中一类特指用于传输不同CC不同帧结构配置下ACK/NACK信息的上行子帧，称为类型I上行子帧；其它的上行子帧称为类型II上行子帧。这里Rel-11ACK/NACK特指：当不同CC采用不同帧结构配置时所产生的ACK/NACK信息。更具体地说，如图3所示，当小区在PCC采用帧结构配置1而SCC采用帧结构配置2时，在任一无线帧内，子帧2和子帧7均为类型I上行数据子帧，而子帧3和子帧8均为类型II上行数据子帧。

对于存在类型I上行子帧和类型II上行子帧的无线帧中，类型I上行数据子帧和类型II上行数据子帧的ACK/NACK负载不同，必然导致两种类型上行数据子帧的上行开销不同。其中，在类型II上行子帧中，由于ACK/NACK负载较轻，因此有更多的资源用于传输上行数据，即相比于类型I上行子帧，类型II上行子帧中PUSCH占用的资源更多。如图4所示，对于子帧7及子帧8而言，由于ACK/NACK的负载不同，必然导致两个连续子帧的上行开销不同。具体地，在子帧8中，ACK/NACK负载较轻，PUSCH R₁区域作为PUSCH，用于传输上行数据；而在子帧7中，ACK/NACK负载较重，在与子帧8的PUSCH R₁区域相同的频域内是作为PUCCH，用于传输控制信息。目前，PUSCH中的上行数据传输中，根据系统设置，可以采用跳频方式进行传输。在子帧8中，PUSCH R₁区域也作为PUSCH，在该区域中的上行数据经过跳频处理后，其占用的频域资源可能落入图4中的区域403，可能与该区域中的其他上行数据占用的频域资源产生碰撞，即PUSCH402经过跳频处理后可能与PUSCH401发生碰撞。

发明内容

本发明提供了一种无线通信系统中的上行数据传输方法，能够在保证跳频获取频域分集增益的同时保证PUSCH无碰撞的发送。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种无线通信系统中的上行数据传输方法，当UE所配置的元素载波CC中至少两个CC的帧结构配置不同时，该方法包括：

UE根据eNB发送给自身的用于调度上行物理资源的下行控制信息DCI，确定eNB分配给所述UE的上行虚拟资源；

若所述分配给UE的上行虚拟资源位于任一无线帧的非集合K内的上行子帧上，且所述分配给UE的上行虚拟资源位于预设的频域范围内，当根据所述DCI信息确定需要对所述上行数据进行跳频处理时，所述UE在预设的频域范围内，确定经跳频处理后用于传输所述上行数据的上行物理资源；

UE利用确定的所述经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源，承载上行数据反馈给eNB；

所述集合K为，根据所配置的不同CC帧结构配置确定的、用于反馈ACK/NACK信息的上行子帧集合；所述预设的频域范围为，集合K内的上行子帧的PUCCH区域与非集合K内的上行子帧的PUSCH区域的重叠区域。

较佳地，判断所述分配给UE的上行虚拟资源是否位于所述预设频域范围的方式为：判断所述分配给所述UE的上行虚拟资源块m是否满足条件

或

若满足，则判定所述分配给UE的上行虚拟资源位于所述预设频域范围内；否则，判定所述分配给UE的上行虚拟资源不位于预设的频域范围内；

其中，

为上行系统带宽内RB的总数，为系统下发的跳频偏移量。

较佳地，所述UE在预设的频域范围内确定经跳频处理后用于传输所述上行数据的上行物理资源为：其中，

为所述经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源位置，

为所述分配给UE的上行虚拟资源位置，

为上行系统带宽内RB的总数，i为所述分配给UE的上行虚拟资源编号。

由上述技术方案可见，本发明中，UE确定eNB分配给自身的上行物理资源后，若判断该分配的物理资源位于类型II上行子帧的PUSCH R₁区域内，则如果需要对上行数据进行跳频处理，UE将在该PUSCH R₁区域内确定跳频处理后的实际物理资源位置。这样，该PUSCH R₁区域内的物理资源块经跳频处理后仍然映射到PUSCH R₁区域内，从而使得不会与非R₁区域的PUSCH发生碰撞。

附图说明

图1为现有TD-LTE系统帧结构配置图；

图2为第一类方法反馈ACK/NACK信息的示意图；

图3为第二类ACK/NACK反馈方法中改进型的方法示意图；

图4为第二类ACK/NACK反馈改进方法中问题描述；

图5为本发明中上行数据传输方法的总体流程图；

图6为本发明实施例中发送上行数据的资源映射示意图。

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：对于类型II上行子帧上PUSCH R₁区域内的资源块，在经过跳频处理后仍然映射到PUSCH R₁区域内，从而避免与非R₁区域的PUSCH发生碰撞。

图5为本发明中上行数据传输方法的总体流程图，对于配置了多个不同帧结构配置CC的UE，采用图5所示的方法进行上行数据传输。具体地，如图5所示，该方法包括：

步骤501，UE根据eNB发送给自身的用于调度上行物理资源的下行控制信息DCI，确定eNB分配给UE的上行虚拟资源。

本步骤的处理与现有的处理方式相同。

步骤502，判断分配给UE的上行虚拟资源是否位于类型II上行子帧的PUSCH R₁区域，若是，则执行步骤503，否则执行步骤504。

如背景技术中所述，类型II上行子帧是指除类型I上行子帧外的其他上行子帧，而类型I上行子帧是指用于传输不同CC不同帧结构配置下ACK/NACK信息的上行子帧；因此可见，如果将用于传输不同CC不同帧结构配置下ACK/NACK信息的上行子帧构成集合K，那么类型I上行子帧即为集合K中的上行子帧，类型II上行子帧即为非集合K内的上行子帧。

由于类型II上行子帧上PUSCH多出PUSCH R₁区域用于传输上行数据，因此，该多出的PUSCH R₁区域中的物理资源，经跳频处理后可能与非R₁区域中的资源块及其跳频处理后的物理资源块发生碰撞，因此，对于系统分配给UE的类型II上行子帧上PUSCH R₁区域内的上行虚拟资源，需要通过步骤503进行处理，以避免碰撞；而对于系统分配UE的其他上行虚拟资源，则通过步骤504、按照现有方式进行处理。

其中，如图4所示，PUSCH R₁区域，即类型I上行子帧的PUCCH和类型II上行子帧的PUSCH的重叠区域。具体判断分配给UE的上行虚拟资源是否位于类型II上行子帧的PUSCH R₁区域时，判断分配的上行虚拟资源是否位于类型II上行子帧可以按照现有方式进行，判断是否位于PUSCH R₁区域的方式包括：判断分配给UE的上行虚拟资源块m是否满足条件：

$m<N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{HO}}/2---\left(1\right)$

或

其中，

为上行系统带宽内RB的总数，

为系统下发的跳频偏移量；

若满足上述任一条件，则判定分配给UE的上行虚拟资源位于PUSCH R₁区域内；否则，判定分配给UE的上行虚拟资源不位于PUSCH R₁区域内。根据图4可见，事实上，PUSCH R₁区域不仅指或

的区域，但是，对于该范围内的其他PUCCH资源，系统是不会调度给UE的，因此，只要是系统调度给UE的、且满足上述条件之一的资源一定是位于PUSCH R₁区域。

步骤503，当根据系统配置需要对上行数据进行跳频处理时，UE根据分配给自身的上行虚拟资源位置，在类型II子帧的PUSCH R₁区域内，确定经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源位置，并执行步骤505。

具体跳频处理的方式可以根据需要设定，只要保证跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源位置仍然位于类型II子帧的PUSCH R₁区域内即可。为简化UE的处理，优选地，可以采用如下镜像跳频方式确定跳频后的上行物理资源位置

其中，

为分配给UE的上行物理资源位置，

为上行系统带宽内RB的总数，i为分配给UE的上行虚拟资源编号，且该编号为分配给UE的某个虚拟RB在分配给该UE的所有虚拟RB中的编号。

步骤504，当根据系统配置需要对上行数据进行跳频处理时，按照现有方式进行跳频处理，确定传输上行数据的上行物理资源位置，并执行步骤505。

步骤505，UE利用确定的经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源，承载上行数据反馈给eNB。

步骤504～505的处理与现有方式相同，这里就不再赘述。

通过上述本发明的具体处理，使得类型II上行子帧上PUSCH R₁区域可以无碰撞地承载上行数据，并能通过跳频获取频域分集增益。

接下来，通过具体实施例说明本发明的具体实现。

在本发明实施例中，系统配置了2个载波元素CC，分别编号为CC₀，CC₁，每个载波元素的带宽为BW_i；同时假定BW₀＝BW₁＝10MHz，即每个CC包含50个物理资源块(PRB，Physical Resource Block)，同时假定CC₀采用帧结构配置1，而CC₁采用帧结构配置2。

本实施例中的方法包括：

步骤A，eNB通过系统信息广播上行跳频相关参数。

本实施例中参数设置如下：本小区采用帧内跳频(intra-subframe hopping)，同时PUSCH的跳频偏移量为30PRBs，即

步骤B，eNB为UE分配子帧2和子帧3的上行虚拟资源用于发送上行数据。

其中，在子帧2上通过DCI为UE分配的虚拟资源块编号为{26，27，28}(注：DCI中所分配的资源块为{11，12，13})，且DCI中的跳频域两比特数值为”10”，需要进行跳频处理；在子帧3上通过DCI为UE分配的虚拟资源块编号为{7，8，9}，且DCI中的跳频域两比特数值为“01”，需要进行跳频处理。

步骤C，UE根据分配的上行虚拟资源，确定用于传输上行数据的上行物理资源。

由于子帧2属于类型I子帧，因此，对于子帧2上分配的上行虚拟资源，仍然按照现有方式确定对应的上行物理资源。具体地，如图6所示，UE在第一个时隙在编号为{26，27，28}的物理资源块上发送上行数据，而在同一个类型I上行子帧的第二个时隙中，则根据现有的PUSCH跳频模式，UE采用现有PUSCH跳频方法映射第二个时隙的上行物理资源，即：

在图6中，为与子帧3中的PUSCH R₁区域相比较，将子帧2中相应区域标注为PUSCH R₁区域，但事实上，子帧2中的相应区域为PUCCH区域。

对于子帧3而言，根据CC₀，CC₁的帧结构配置确定出子帧3属于类型II上行子帧，则进一步判断子帧3上分配的上行虚拟资源是否位于PUSCH R₁区域内，显然编号{7，8，9}的上行资源块满足条件

因此，位于PUSCH R₁区域内，需要按照本发明的方式进行跳频处理；具体地，跳频域为“01”，则UE在子帧3所利用的上行物理资源块如图6所示：

时隙0：利用DCI中所分配的上行资源块，即资源快{7，8，9}

时隙1： $n_{\mathrm{PRB}}^{s2}\left(i\right)=N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{UL}}-1-n_{\mathrm{PRB}}^{s1}\left(i\right)=50-1-\left\{\mathrm{7,8,9}\right\}=\left\{\mathrm{40,41,42}\right\}$

步骤D，UE利用映射出的物理资源块发送上行数据。

至此，本实施例中的方法流程结束。

由上述本发明及实施例的说明可见，UE应用上述方法，能够保证在配置了多个帧结构配置不同的CC的情况下，在避免同后向兼容(Rel-8/9/10)或配置单个CC资源UE的PUSCH信道资源碰撞的同时，最大化频率分集增益，进而提高PUSCH的性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种无线通信系统中的上行数据传输方法，其特征在于，当UE所配置的元素载波CC中至少两个CC的帧结构配置不同时，该方法包括：

UE根据eNB发送给自身的用于调度上行物理资源的下行控制信息DCI，确定eNB分配给所述UE的上行虚拟资源；

若所述分配给UE的上行虚拟资源位于任一无线帧的非集合K内的上行子帧上，且所述分配给UE的上行虚拟资源位于预设的频域范围内，当根据所述DCI信息确定需要对所述上行数据进行跳频处理时，所述UE在预设的频域范围内，确定经跳频处理后用于传输所述上行数据的上行物理资源；

UE利用确定的所述经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源，承载上行数据反馈给eNB；

所述集合K为，根据所配置的不同CC帧结构配置确定的、用于反馈ACK/NACK信息的上行子帧集合；所述预设的频域范围为，集合K内的上行子帧的PUCCH区域与非集合K内的上行子帧的PUSCH区域的重叠区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述分配给UE的上行虚拟资源是否位于所述预设频域范围的方式为：判断所述分配给所述UE的上行虚拟资源块m是否满足条件

或

若满足，则判定所述分配给UE的上行虚拟资源位于所述预设频域范围内；否则，判定所述分配给UE的上行虚拟资源不位于预设的频域范围内；

其中，

为上行系统带宽内RB的总数，

为系统下发的跳频偏移量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE在预设的频域范围内确定经跳频处理后用于传输所述上行数据的上行物理资源为：

其中，为所述经跳频处理后用于传输上行数据的上行物理资源位置，

为所述分配给UE的上行虚拟资源位置，

为上行系统带宽内RB的总数，i为所述分配给UE的上行虚拟资源编号。

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