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CN101682489B - 映射物理混合自动重传请求指示符信道的方法 - Google Patents

映射物理混合自动重传请求指示符信道的方法 Download PDF

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CN101682489B CN2009800000757A CN200980000075A CN101682489B CN 101682489 B CN101682489 B CN 101682489B CN 2009800000757 A CN2009800000757 A CN 2009800000757A CN 200980000075 A CN200980000075 A CN 200980000075A CN 101682489 B CN101682489 B CN 101682489B
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Abstract

本发明涉及一种映射物理混合自动重传请求指示符信道(PHICH)的方法，该方法包括以下步骤：根据用于发送所述PHICH的符号中的可用资源单元组的数量与第一或第二符号中的可用资源单元组的数量之间的比率，来确定用于发送所述PHICH的重复模式的资源单元组的索引；以及根据所确定的索引而将所述PHICH映射到所述符号上。在发送所述PHICH期间，由于考虑了随OFDM符号变化的可用资源单元来执行高效率的映射，因此PHICH重复不会在相邻小区ID之间产生干扰，并且提高了性能。

Description

映射物理混合自动重传请求指示符信道的方法
技术领域
本发明涉及在蜂窝正交频分复用(OFDM)无线分组通信系统中针对下行链路上发送的信号的频率及OFDM符号区域的映射方法。
背景技术
当在移动通信系统中发送/接收分组时，接收机需要通知发射机是否已成功接收分组。如果分组接收成功，则接收机发送确认(ACK)信号以使得发射机发送新的分组。如果分组接收失败，则接收机发送否定确认(NACK)信号以使得发射机重新发送该分组。这种过程称作自动重传请求(ARQ)。同时，已经提出了作为ARQ操作与信道编码方案的组合的混合ARQ(HARQ)。HARQ通过将重传分组与之前接收到的分组进行组合而降低了错误率，并且提高了整体系统效率。为了提高系统的吞吐量，与常规的ARQ操作相比，HARQ要求来自接收机的ACK/NACK响应更加快速。因此，在HARQ中通过物理信道信令法来发送ACK/NACK响应。HARQ方案可以宽泛地分成跟踪合并(Chase Combining，CC)和增量冗余(incremental redundancy，IR)。CC法利用与发送之前的分组相同的调制方法及相同的编码率来重传分组。IR法利用与发送之前的分组不同的调制方法及不同的编码率来重传分组。在这种情况下，接收机能够通过编码分集来提高系统性能。
在多载波蜂窝移动通信系统中，属于一个或多个小区的移动台向基站发送上行链路数据分组。也就是说，因为一个子帧内的多个移动台能够发送上行链路数据分组，所以基站必须能够向一个子帧内的多个移动台发送ACK/NACK信号。如果基站在该多载波系统的下行链路传输频段的部分时间一频率区域内利用CDMA方案来对要发送给一个子帧内的多个移动台的多个ACK/NACK信号进行复用，则通过在时间-频率区域中相乘的正交码或准正交码来区分针对其它移动台的ACK/NACK信号。如果执行四相相移键控(QPSK)传输，则可以通过不同的正交相位分量来对这些ACK/NACK信号进行区分。
当利用CDMA复用方案来发送ACK/NACK信号、以在一个子帧内发送多个ACK/NACK信号时，下行链路无线信道响应特性在用于发送这些ACK/NACK信号的时间-频率区域内不应当变化很大。这是因为，如果在复用后的不同ACK/NACK信号之间保持了正交性，则接收机可以在不应用特殊接收算法(诸如信道均衡)的情况下获得令人满意的接收性能。因此，应当在无线信道响应变化不大的时间-频率区域中进行ACK/NACK信号的CDMA复用。但是，如果特定移动台的无线信道质量在用于发送ACK/NACK信号的时间-频率区域中较差，则该移动台的ACK/NACK接收性能也会严重降低。
因此，可以在多个时间-频率轴上，在单独的时间-频率区域中反复地传输发送给一个子帧内的任意移动台的ACK/NACK信号，并且，可以在各个时间-频率区域中通过CDMA将这些ACK/NACK信号与发送给其它移动台的ACK/NACK信号进行复用。因此，当接收这些ACK/NACK信号时，接收机能够获得时间-频率分集增益。
但是，在传统的物理混合ARQ指示符信道(PHICH)映射方法中，存在着难以避免相邻小区的PHICH组之间的冲突的缺陷，如图1所示。
发明内容
技术问题
设计用于解决该问题的本发明的目的在于提供一种方法，通过考虑随OFDM符号变化的可用资源单元来映射PHICH，使得PHICH的重复不会在相邻小区ID之间产生干扰。
技术方案
可以通过提供一种映射PHICH的方法来实现本发明的目的，该方法包括以下步骤：确定用于发送所述PHICH组的OFDM符号的索引；根据所确定的OFDM符号中的可用资源单元组的数量与第一或第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率来确定发送所述PHICH组的重复模式的资源单元组的索引；以及根据所确定的索引来映射所述PHICH组。
可以按多个PHICH组为单位来发送所述PHICH，并且可以通过下式来定义用于发送第i次重复模式的OFDM符号的索引：
Figure G2009800000757D00031
其中，m′表示PHICH组的索引。
可以根据将所述比率与小区ID相乘所得到的值来确定所述资源单元组的索引。
可以通过下式来确定资源单元组的索引：
Figure G2009800000757D00032
其中，NID cell表示小区ID，i表示重复模式的索引，
Figure G2009800000757D00033
表示OFDM符号l′i中的可用资源单元组的数量与第一OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率，而m’表示PHICH组的索引。
根据本发明的另一方面，提供了一种映射PHICH的方法，该方法包括以下步骤：根据用于发送所述PHICH的符号中的可用资源单元组的数量与第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率，来确定用于发送所述PHICH的重复模式的资源单元组的索引；以及根据所确定的索引来将所述PHICH映射到所述符号上。
可以按多个PHICH组(各个组由四个资源单元组成)为单位来发送所述PHICH。
可以按多个PHICH组(各组由两个资源单元组成)为单位来发送所述PHICH。
可以通过下式来确定资源单元组的索引：
Figure G2009800000757D00041
其中，NID cell表示小区ID，i表示重复模式的索引，
Figure G2009800000757D00042
表示OFDM符号l′i中的可用资源单元组的数量与第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率，而m’表示PHICH组的索引。
有益效果
根据本发明的示例性实施方式，通过考虑了在PHICH发送期间随OFDM符号变化的可用资源单元来执行高效率的映射，使得PHICH重复不会在相邻小区ID之间产生干扰，并且提高了性能。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，以下附图示出了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1示出了传统的PHICH映射方法的示例；
图2和图3示出映射了PHICH的资源单元组；
图4和图5示出了当扩频因子为4时映射PHICH的示例；
图6和图7示出了当扩频因子为2时映射PHICH的示例；
图8至图10示出了应用于本发明的PHICH重复映射的示例；以及
图11示出了根据本发明的示例性实施方式的PHICH映射方法的示例。
具体实施方式
下面详细说明本发明的示例性实施方式，其中在附图中例示出了该实施方式的示例。下面参照附图进行的详细说明旨在解释本发明的示例性实施方式，而非示出仅有的可根据本发明实施的实施方式。
当通过OFDM无线分组通信系统的下行链路来发送数据时，可以将用于发送ACK/NACK信号的信道称作物理混合ARQ指示符信道(PHICH)。
在第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)系统中，重复三次发送PHICH以获得分集增益。根据经由主广播信道(PBCH)发送的信息并根据子帧是否用于多播广播单频网络(MBSFN)，来确定通过多少个OFDM符号来发送PHICH。如果通过一个OFDM符号发送PHICH，则应当使得重复三次的PHICH在一个OFDM符号的频带中均匀地分布。如果通过三个OFDM符号发送PHICH，则将每次重复映射到相应的OFDM符号上。
图2和图3示出映射了PHICH的资源单元组(REG)。
每个REG由4个资源单元组成。因为第一OFDM符号包括基准信号RS0和RS1，因此除了基准信号位置以外的其它位置可用于资源单元。在图3中，第二OFDM符号也包括基准信号RS2和RS3。
图4和图5示出了当扩频因子(SF)为4时映射PHICH的示例。当扩频因子为4时，将一个PHICH组的一次重复映射到一个REG上。
在图4和图5中，应用了发射分集预编码。A11、A21、A31和A41表示构成特定PHICH的REG的资源单元。C1、C2、C3和C4表示用于PCHICH或物理下行链路控制信道(PDCCH)的REG的资源单元。图4和图5分别对应于不考虑基准信号时天线数量为1和2的情况。
图6和图7示出了当扩频因子为2时映射PHICH的示例。当扩频因子为2时，将2个PHICH组的一次重复映射到一个REG上。
将发射分集预编码应用于图6和图7。图6和图7分别对应于不考虑基准信号时天线数量为1和2的情况。
在实际实现中，如图2和图3所示，应当考虑的是，包括基准信号的OFDM符号中的可用REG的数量并不等于不包括基准信号的OFDM符号中的可用REG的数量。
同时，如果将用于映射PHICH的序列表示为y(p)(0)，...，y(p)(Msymb-1)，则y(p)(n)满足 y &OverBar; ( p ) ( n ) = &Sigma; y i ( p ) ( n ) , 其中，∑yi (p)(n)表示一个PHICH组中全部PHICH之和。yi (p)(n)表示在特定PHICH组中的第i个PHICH。在这种情况下，z(p)(i)＝<y(p)(4i)，y(p)(4i+1)，y(p)(4i+2)，y(p)(4i+3)>(其中，i＝0、1、2)表示天线端口p的四符号组(symbol quadruplet)。
PHICH组的索引的初始值为零，m’＝0。将m’处的四符号组z(p)(i)映射到REG(k’，1’)i(其中，l′i是用于发送PHICH组的第i次重复的OFDM符号的索引，而k′i是频域的索引)。
当经由两个OFDM符号发送PHICH时，根据所发送的PHICH组，使得PHICH在第一OFDM符号重复两次，而在第二OFDM符号重复一次。相反，可以使得PHICH在第一OFDM符号重复一次，而在第二OFDM符号重复两次。这可以由式1来表示：
【式1】
Figure G2009800000757D00061
在式1中，l′i表示用于发送PHICH组的第i次重复的OFDM符号的索引，m’表示PHICH组的索引，而i表示PHICH的重复次数。当PHICH重复三次时，i值为0、1和2。
图8至图10示例性地示出了式1。
图8和图9分别示出了l′i＝0和
Figure G2009800000757D00062
的情况。图10示出了l′i＝1且按照PHICH持续时长3来重复PHICH组的情况。
PHICH是用于发送指示是否已经接收到数据的ACK/NACK信号的重要信道，应当尽可能稳定地发送PHICH。此外，因为甚至应当将ACK/NACK信号发送至处于小区边缘的用户，因此，与其它信道相比，采用了相当大的功率。如果在各个小区中用于发送PHICH的位置相同，则由于在相邻小区之间发送PHICH所造成的干扰，PHICH的发送性能会劣化。因此，如果在各个小区中PHICH的发送位置不同，则能够减小在相邻小区之间发送PHICH所造成的干扰。因此，可以提高PHICH的发送性能。也就是说，如果根据小区ID来确定PHICH的映射位置，则能够解决上述问题。重复三次发送PHICH，以获得分集增益。为了提高分集增益，应当使得每次重复在整个频带中均匀地分布。
为了满足上述条件，以由4个资源单元组成的REG为单位来发送PHICH组。根据小区ID来指定PHICH的发送起始REG的位置，并且，基于发送起始REG、以将能够发送的REG的数量除以3而得到的值为间隔来设置PHICH的各次重复。但是，当这种PHICH重复分布于多个OFDM符号中时，在各个OFDM符号中能够用于PHICH发送的REG的数量不同。这是因为，在第一OFDM符号中发送物理控制格式指示符信道(PCFICH，其用于发送包括了用于控制信道的OFDM符号的数量的信息)，并且，这是因为，在第一及第二OFDM符号中发送的基准信号会根据发送天线的数量而不同。当经由包括不同REG的多个OFDM符号来发送PHICH时，由于各个OFDM符号中的REG数量不同，所以各个PHICH的重复并不是在整个频带中均匀地分布。应当根据小区ID来指定第一REG的位置，并且，应当基于第一REG的索引以规则的间隔来分配重复模式。但是，由于取决于该索引的频率位置的解析度(resolution)会根据各个OFDM符号中的REG的数量而不同，因此存在着基准位置会改变的缺陷。
因此，当通过多个OFDM符号来发送PHICH时，如果考虑第一起始符号的REG与其它符号的REG之间的比率来确定与小区ID相应的起始位置，则能够解决上述问题。当通过一个或三个OFDM符号来发送PHICH时，第一起始符号的位置始终是第一OFDM符号。但是，当通过两个OFDM符号来发送PHICH时，第一PHICH组从第二OFDM符号开始。因此，如果考虑REG的比率，则应当改变基准符号。
可以由下式2来表示以上说明。
【式2】
Figure G2009800000757D00071
在式2中，ni表示用于发送各个PHICH的重复模式的REG的索引，NID cell表示小区ID，
Figure G2009800000757D00081
表示在OFDM符号l′i中能够用于PHICH发送的REG的数量，
Figure G2009800000757D00082
表示OFDM符号l′i中的可用资源单元组的数量与第一OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率，并且是用来解决由于符号之间的REG数量不同而导致的问题的参数，而m’表示PHICH组的索引，如式1中所示。优选的是，m’以1递增。
图11示出了根据本发明的示例性实施方式的PHICH映射方法的示例。如图11所示，可以基于小区规划来避免PHICH资源冲突。
如果从第二OFDM符号开始映射PHICH，则
Figure G2009800000757D00084
变为。这可以由下式3来表示：
【式3】
Figure G2009800000757D00086
在式3中，NID cell表示小区ID，i表示重复模式的索引，
Figure G2009800000757D00087
表示OFDM符号l′i中的可用资源单元组的数量与第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率，而m’表示PHICH组的索引。如式2中一样，优选的是，m’以1递增。
同时，分配第一PHICH组的位置，然后，能够在第一PHICH组之后连续地映射其它的PHICH组。
明显的是，本领域技术人员能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明作出各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变型。
工业实用性
本发明提供了在蜂窝OFDM无线分组通信系统中针对下行链路上发送的信号的频率及OFDM符号区域的映射方法，并且能够应用于3GPPLTE系统等。

Claims (20)

1.一种将物理混合自动重传请求指示符信道PHICH映射到正交频分复用OFDM符号上的方法，该方法包括以下步骤：
确定用于重复发送所述PHICH三次的资源单元组REG的索引，其中，根据用于发送所述PHICH的OFDM符号中的可用资源单元组的数量与第一OFDM符号或第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率来确定所述索引中的每一个；以及
根据所确定的索引而将每个重复的PHICH映射到所述OFDM符号上，
其中，利用以下式1或式2来确定在索引为l'i的OFDM符号中的REG的索引
Figure FDA00002835055100011
式1
Figure FDA00002835055100012
其中，
Figure FDA00002835055100013
表示小区ID，i表示所述PHICH的重复的索引，
Figure FDA00002835055100014
表示OFDM符号l'i中的可用资源单元组的数量，n'0表示第一OFDM符号中的可用资源单元组的数量，而m’表示包括所述PHICH的PHICH组的索引，
式2
Figure FDA00002835055100015
其中，
Figure FDA00002835055100016
表示小区ID，i表示所述PHICH的重复的索引，表示OFDM符号l'i中的可用资源单元组的数量，n'1表示第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量，而m’表示包括所述PHICH的PHICH组的索引。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述资源单元组的每一个由四个资源单元组成。
3.一种在无线通信系统中由发送端发送ACK/NACK信号的方法，该方法包括以下步骤：
使用多个扩频码来对所述ACK/NACK信号进行扩频，其中，所述多个扩频码的扩频因子SF为4；
通过码分复用CDM来对扩频后的所述ACK/NACK信号进行复用，以构造物理混合ARQ指示符信道PHICH组；
将所述PHICH组映射到第一正交频分复用OFDM符号的资源单元组REG；
将所述PHICH组映射到第二正交频分复用OFDM符号的资源单元组REG；以及
将所述PHICH组发送到接收端，
其中，通过使用所述第一OFDM符号中的可用REG的数量与所述第二OFDM符号中的可用REG的数量之间的比率，来确定所述PHICH组在所述第二OFDM符号中所映射到的REG的位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，OFDM符号中的所述可用REG的数量定义为在全部REG中未被分配物理控制格式指示符信道PCFICH的REG的数量。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述PHICH组在所述第二OFDM符号中所映射到的REG的位置进一步通过使用小区ID来确定。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述PHICH组总共发送三次。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述PHICH组是通过3个OFDM符号发送，并且，所述第一OFDM符号是子帧的第一OFDM符号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，利用下式来确定所述PHICH组在索引为l'i的OFDM符号中所映射到的REG的索引
Figure FDA00002835055100021
其中，
Figure FDA00002835055100032
表示小区ID，
Figure FDA00002835055100033
表示子帧的OFDM符号l′i中的可用资源单元组的数量，n'0表示该子帧的索引为0的所述第一OFDM符号中的可用资源单元组的数量，而m’表示PHICH组的索引。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述PHICH组所映射到的所述OFDM符号的索引l'i是0到2的整数。
10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述PHICH组是经由多天线所发送。
11.一种在无线通信系统中由发送端发送ACK/NACK信号的方法，该方法包括以下步骤：
使用多个扩频码来对所述ACK/NACK信号进行扩频，其中，所述多个扩频码的扩频因子SF为2；
通过码分复用CDM来对扩频后的所述ACK/NACK信号进行复用，以构造多个物理混合ARQ指示符信道PHICH组；
在第一正交频分复用OFDM符号的资源单元组REG中连续地映射两个相继PHICH组；
在第二正交频分复用OFDM符号的资源单元组REG中连续地映射所述两个相继PHICH组；以及
将所述两个相继PHICH组发送到接收端，
其中，通过使用所述第一OFDM符号中的可用REG的数量与所述第二OFDM符号中的可用REG的数量之间的比率，来确定所述两个相继PHICH组在所述第二OFDM符号中所映射到的REG的位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，OFDM符号中的所述可用REG的数量定义为在全部REG中未被分配物理控制格式指示符信道PCFICH的REG的数量。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述两个相继PHICH组在所述第二OFDM符号中所映射到的REG的位置进一步通过使用小区ID来确定。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述两个相继PHICH组总共发送三次。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述两个相继PHICH组是通过2个OFDM符号发送，并且，所述第一OFDM符号是子帧的第二OFDM符号。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，利用下式来确定所述两个相继PHICH组在索引为l'i的OFDM符号中所映射到的REG的索引
Figure FDA00002835055100041
Figure FDA00002835055100042
其中，表示小区ID，
Figure FDA00002835055100044
表示子帧的OFDM符号l'i中的可用资源单元组的数量，n'1表示该子帧的索引为1的第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量，而m’表示两个相继PHICH组的索引。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述两个相继PHICH组所映射到的OFDM符号的索引l′i定义为
Figure FDA00002835055100045
其中，i表示0到2的整数，而m’表示两个相继PHICH组的索引。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述两个相继PHICH组是经由多天线所发送。
19.一种从发送端接收物理混合自动重传请求指示符信道PHICH的方法，该方法包括以下步骤：
从所述发送端接收正交频分复用OFDM符号，该OFDM符号承载所述PHICH；以及
确定重复发送所述PHICH三次的资源单元组REG的索引，其中，根据发送所述PHICH的OFDM符号中的可用资源单元组的数量与第一OFDM符号或第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量之间的比率来确定所述索引中的每一个，
其中，利用以下式1或式2来确定在索引为l'i的OFDM符号中的REG的索引
Figure FDA00002835055100051
式1
Figure FDA00002835055100052
其中，
Figure FDA00002835055100053
表示小区ID，i表示所述PHICH的重复的索引，
Figure FDA00002835055100054
表示OFDM符号l'i中的可用资源单元组的数量，n'0表示第一OFDM符号中的可用资源单元组的数量，而m’表示包括所述PHICH的PHICH组的索引，
式2
Figure FDA00002835055100055
其中，
Figure FDA00002835055100056
表示小区ID，i表示所述PHICH的重复的索引，
Figure FDA00002835055100057
表示OFDM符号l'i中的可用资源单元组的数量，n'1表示第二OFDM符号中的可用资源单元组的数量，而m'表示包括所述PHICH的PHICH组的索引。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述资源单元组的每一个由四个资源单元组成。
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