多分量载波ofdma通信系统的制作方法

多分量载波ofdma通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种多分量载波OFDMA通信系统。提供了一种增强OFDMA(正交频分多址)通信系统中的下行链路信道编码结构的方法。该方法包括：在多个分量载波之间分割串联的已置换的多个传输块；以及根据由每个分量载波所经历的信道条件，针对每个分量载波单独执行链路适配。
【专利说明】多分量载波OFDMA通信系统
[0001] 本申请是基于申请号为201080004315. 3,申请日为2010年01月12日，题为多分 量载波0FDMA通信系统的发明提出的分案申请。
[0002] 相关申请的夺叉引用
[0003] 本申请基于并要求2009年1月9日递交的No. 2009900066澳大利亚临时专利申 请的优先权，其全部内容通用引用被结合于此。

【技术领域】
[0004] 本申请一般涉及无线通信系统，并且，具体地，涉及多分量载波0FDMA(正交频分 多址）通信系统。本申请特别适合于在当前由称为高级长期演进（LTE)的第三代合作伙伴 项目（3GPP)所开发的电信标准中使用，并且，关于该示例性而非限制性的应用来描述发明 将是方便的。

【背景技术】
[0005] 高级演进移动宽带通信系统，诸如遵循3GPP高级LTE和IEEE802. 16m通信标准而 正在开发的那些系统，需要从5MHz到100MHz的可扩展带宽。换言之，将需要大大超过当前 用于LTE的标准的20MHz带宽的信道带宽。还要求高级LTE与LTE反向兼容，主要集中于 低移动性用户以便达到高级ITU对数据率的要求，进一步提高IP (因特网协议）语音的能 力，进一步提高蜂窝边缘数据率，并且，提高通信网络的自配置。需要开发用于将MAC (介质 访问控制）层映射到物理层的方案。
[0006] 当前3GPP考虑要加入到高级LTE标准中的一个提议的MAC到物理层映射方案包 括多个相同的信号处理链。在每个链中，传输块被信道编码、速率匹配、加扰、调制和预编 码。然后，对应于每个传输块的预编码符号随后被映射到在具体分量载波的所分配的资源 块（RB)中的资源元素（RE)。但是，虽然大量不同的分量载波被用于传送传输块数据，但是， 因为来自每个传输块的数据仅在一个分量载波上传输，所以相比于当前的LTE标准，并没 有实现频率分集的改进。
[0007] 为了实现这种频率分集改进，提出了另一个MAC到物理层的映射方案。在该方案 中，与每个被编码、速率匹配并被调制的传输块相关联的资源块被分布在多个可用的分量 载波之中。但是，该方案的链路适配能力相对较差，因为不管来自每个传输块的符号被映射 到哪个分量载波，对于每个传输时间间隔（TTI)，仅有一种类型的调制方案可应用于每个传 输块。


【发明内容】

[0008] 需要改善或克服由现有的高级LTE标准所定义的通信系统的上述缺陷中的一个 或多个缺陷。
[0009] 还需要提供一种0FDMA通信系统，其使时间、路径、频率和/或天线分集最大化，提 高形成0FDMA通信系统的一部分的实体之间的通信的鲁棒性，同时，使在这种系统中所提 供的增大带宽的数据承载能力最大化。
[0010] 应牢记，本发明的一个示例性方面提供了一种增强OFDMA(正交频分多址）通信系 统中的下行链路信道编码结构的方法，该方法包括：在多个分量载波之间分割串联的多个 传输块；以及，根据由每个分量载波所经历的信道条件，针对该分量载波，单独地执行链路 适配。
[0011] 这种方法通过在为每个分量载波维持链路适配能力的同时提供提高的频率分集 增益，克服了已知的LTE MAC到物理层映射方案的缺点。
[0012] 发明的另一示例性方面提供了一种增强OFDMA通信系统（其中，数据在多个分量 在载波上传输）中的资源块映射的方法，该方法包括：在多个信号处理链中的每一个信号 处理链中处理传输块；以及，根据传输块和分量载波之间的预定映射类型，将与具体传输块 相关联的资源块映射到不同的分量载波。
[0013] 与现有的LTE MAC到物理层映射方案相比，这种方法也实现了在频率分集增益方 面的提尚。
[0014] 以上以及本发明的其他目的、特征和优点将从以下基于附图进行的描述中变得明 显，附图示出了本发明的示例性实施例。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1是现有的LTE MAC到物理层映射方案的流程图；
[0016] 图2是另一个现有的LTE MAC到物理层映射方案的流程图；
[0017] 图3是描绘了根据本发明的一个示例性实施例的在用作无线通信系统的一部分 的MAC到物理层映射方案中所执行的多个操作的流程图；
[0018] 图4是对在互联的实体间传输数据中所使用的一系列分量载波和它们各自的子 载波的图形描绘；
[0019] 图5是描绘了由形成了移动通信系统的一部分的基站发送机所执行的信道编码 结构操作的示意图；
[0020] 图6是描绘了由形成移动通信系统的一部分的UE (用户设备）所执行的信道编码 结构操作的示意图；
[0021] 图7是描绘了由形成了移动通信系统的一部分的互联的实体所执行置换和物理 信道分割处理期间所执行的一系列操作的流程图；
[0022] 图8是对从在图5中的一系列步骤所产生的物理信道分割的图形描绘；
[0023] 图9是描绘了由形成了无线通信系统的一部分的互联的实体在物理层中执行的 操作并且特别地描绘了用以利用频率分集的分量载波跳功能的流程图；
[0024] 图10是对分量载波跳功能的实施例的图形描绘；
[0025] 图11是对分量载波跳功能的另一实施例的图形描绘；
[0026] 图12是对分量载波跳功能的又一实施例的图形描绘。

【具体实施方式】
[0027] 附图被包括以提供对发明的进一步的理解并且被合并在本说明书中并组成本说 明书的一部分，附图示出了对发明的示例性实施例，这些实施例与描述一起用来以示例性 而非限制性的方式说明发明的原理。
[0028] 现参照图1，示出了第一提议MAC到物理层映射方案1，其包括多个相同的信号处 理链3、5和7的。在每个链中，传输块被信道编码、速率匹配、加扰、调制和预编码。然后，对 应于每个传输块的预编码符号被映射到单独的分量载波9、11和13的所分配的资源块（RB) 中的RE。应当理解，虽然多个不同的分量载波被用于传送传输块数据，但是，因为来自每个 传输块的数据仅在一个分量载波上被传输，所以相比当前的LTE标准，并没有实现频率分 集的改进。
[0029] 图2示出了另一提议MAC到物理层映射方案15,其包括多个信号处理链17、19和 21。虽然在每个信号处理链中所执行的多个处理操作与在图1中所描绘的操作相同，但是， MAC到物理层映射方案15包括资源块映射功能23,其中，与每个已编码、速率匹配并调制的 传输块相关联的资源块被分布在多个分量载波25、27和29中。但是，该方案的链路适配能 力相对较差，因为不管来自每个传输块的符号被映射到哪个分量载波，对于每个传输时间 间隔（TTI)，仅有一种类型的调制方案可被应用于每个传输块。
[0030] 图3描绘了根据本发明的一个示例性实施例的MAC到物理层映射方案，其解决图 1和2中所示出的方案中的缺陷。首先，利用传输块，数据被从MAC层发送到物理层，传输 块的代表在图3中被标为10和12。暂时仅考虑传输块10,在步骤14,首先，循环冗余检验 (CRC)代码被附加到传输块10。然后，在步骤16,纠错编码（被称为信道编码）被添加到传 输块，以便向所传输的比特流增加冗余度，以用于前向纠错。
[0031] 传输信道上的比特数可根据每个传输时间间隔而不同。但是，物理信道无线电帧 必须被完全填充。因此，在步骤18,或者通过"穿孔"从传输块中删除比特，或者可替换地可 以复制比特，以便调整在具有物理信道无线电帧传输速率的传输信道上传输比特的速率。 该过程被称为"速率匹配"。
[0032] 在步骤20、22和24处关于传输块12执行与步骤14、16和18中所执行的操作类 似的操作。应当理解，传输块10和12仅是说明性的，并且，在实际中，将并行处理多个传输 块。
[0033] 来自各个传输块（诸如，传输块10和12,以及其他可被并行处理的块）的已处 理的传输块数据意图用多个分量载波来调制。如图4中所示，当前的LTE通信标准定义了 20MHz的系统带宽，而所提出的高级LTE通信标准定义了最高达100MHz的聚合系统带宽。 可实现这种系统带宽的一种方便的方式是提供遵循LTE通信标准的主要分量载波60和相 关联的子载波，并且，在许多次要分量载波62到68处在整个系统带宽上重复此结构。
[0034] 在步骤26,来自单个传输信道或来自多个传输信道的串联的多个已被信道编码并 被速率匹配的传输块被分割（segment)到物理信道中，以被映射到由分量60到68所代表 的各个分量载波中。为了进一步改进频率分集，在多个分量载波间对串联的多个传输块的 进行物理信道分割之前，传输块数据可在多个传输块内和/或多个传输块间被置换。在步 骤28,加扰代码被添加到分割后的物理信道。
[0035] 相比于现有的LTE系统，在信号处理链的此阶段中执行多个传输块在多个分量载 波之间的物理信道分割有利地改进了频率分集，同时使得链路适配能够针对每个分量载 波、根据该分量载波所经历的信道条件而被单独执行。链路适配可包括针对每个分量载波， 适配调制方案、传输流的数目（秩（rank))、预编码和传输方案中的任意一者或多者。
[0036] 因此，在步骤30,对意欲由主要分量载波60调制的物理信道（PhCH)应用根据该分 量载波所经历的信道条件而适配调制方案（诸如，QPSK(正交相移键控）、16-QAM(正交调 幅）或64-QAM)。在所提出的现有的LTE-A(高级LTE)系统中，在置换/资源块映射之前执 行调制映射，因此，不能实现基于分量载波来选择调制方案的灵活性。
[0037] 然后，在步骤32,对意图在主要分量载波60上传输的物理信道执行分量载波层映 射，以便根据每个分量载波所经历的信道条件来为该分量载波适配传输流的数目（秩）和 传输方案。
[0038] 在步骤34,对意图在主要分量载波60传输的已调制物理信道执行分量载波预编 码，以便根据每个分量载波所经历的信道条件来为该分量载波适配预编码。
[0039] 在步骤36,已预编码的物理信道随后被映射到资源块（RB)中，该资源块（RB)定义 了主要分量载波60中的符号和子载波，以用于在步骤38处由主要分量载波和其相关联的 子载波通过空中接口进行传输。
[0040] 类似地，针对意欲经由次要分量载波68和其相关联的子载波传输的物理信道，在 步骤40处执行分量载波级的信道调制，其后，在步骤42,进行分量载波层映射，并且，在步 骤44,进行分量载波预编码，在步骤46,执行资源块映射，以使得在步骤48处，能够由次要 分量载波68和其相关联的子载波来传输物理信道。应当理解，在步骤40到48所执行的操 作实质上与步骤30到38所描述的操作相同。
[0041]图5关于在基站发送机处所执行的操作以更详细的方式描绘了详细的信道编码 结构。所描绘的基站发送机具有一种配置，其中，置换和物理信道分割块108和次要载波分 量块被添加到现有的LTE基站发送机。考虑在代码块级的重传处的重传，速率匹配块106 被修改，以应对代码块级的更加鲁棒的链路适配。
[0042] 由传输块CRC附加块100、代码块分割和CRC附加（代码块级）块102、信道编码 块104、速率匹配块106、置换和物理信道分割块108,以及加扰块110执行的操作分别对应 于在图3中所描绘的在步骤14、16、18、24、26和28处所执行的操作。类似地，在每个基站 发送机中设置一系列调制映射器（其中两个示例用112和114表示），以为主要分量载波 60的每一个子载波执行步骤30。标号N1指示码字的数目，该数目对于旧LTE最多是两个， 并且，对于LTE-A最多是四个。码字的数目可针对每个载波分量被独立地设置。
[0043] 层映射器116和预编码模块118设置关于主要分量载波执行步骤32和34。标号 N2指示层的数目，该数目对于旧LTE最多是四个，并且，对于LTE-A最多是八个。
[0044] 资源元素映射器，诸如用120和122标出的那些，被设置以便执行步骤36, S卩，将 在预编码块118的输出处的代码块映射到资源块中的资源元素，以用于发送给基带UE接收 机。
[0045] 由基站发送机关于各个次要分量载波提供对应功能。针对每个这种分量载波，调 制映射器142和144、层映射器146、预编码块148、资源元素映射器150和152,以及OFDM 信号生成块154和156被提供，以从天线端口 158和160发送OFDM信号。与主要载波分量 块相比，次要载波分量块没有PHICH、PBCH和SCH功能。该特征使得能够提高针对数据信道 的信道能力。
[0046] 在图5中所描绘的基站发送机中，不同的分割物理信道可具有不同的调制方案和 传输方案，以便利用不同载波上的不同信道条件。本示例性实施例的增强功能允许链路适 配上的改进和自适应天线的改进。该增强对于旧LTE UE应当是不可见的，因此，对于在 LTE-A基站内操作的旧LTE UE没有任何影响。
[0047] 图6描绘了在基带UE接收机处关于由图5中所示的基站发送机发送的数据所执 行的详细信道解码结构。所描绘的基带UE接收机具有这样一种配置，其中，用于次要载波 分量基带（BB)解调的块被添加到现有的LTE基带接收机，该次要载波分量基带解调具有支 持由聚合带宽概念所引入的第二载波的附加的处理功能。因此，针对主要分量载波60,基 带UE接收机在虚拟天线端口 200和202处接收来自基站发送机的发送信号。快速傅里叶 变换由OFDM解调块204执行，以便将数字化时间域信号转换成频域表示，以用于进一步的 处理。标号N6指示到OFDM解调块204的输入的数目，其等于接收机（RX)天线的数目。
[0048] 在块204的OFDM解调之后，信道估计块206基于从基站发送机接收的已解调的参 考OFDM符号来执行信道估计。然后，该信道估计信息的结果应当用于信道状态信息（CSI) 和信道质量信息的估计，这些信息以CQI (信道质量索引）、RI (秩指示符）和PMI (预编码 矩阵索引）的形式被发送回基站发送机，以用于根据每个分量载波所经历的信道条件来针 对该分量载波进行链路适配。
[0049] 类似地，针对次要分量载波中的每一个，基带UE接收机包括连接到OFDM解调块 234的两个虚拟天线端口 230和232,该OFDM解调块234用于对基于时间的输入信号应用 FFT变换，并且恢复其频域表示。信道估计块236被连接到OFDM解调234的输出。标号N7 指示虚拟天线端口 230的总数，其等于次要载波的数目。
[0050] 在UE接收机的第一载波分量基带解调块中，DCCH DEC和DCI DEC的块具有具备支 持用于LTE-A UE的附加的快速信令的增强的旧LTE处理功能，PDSCH/PMCH DEM的块具有具 备支持LTE-A所引入的附加层的增强的旧LTE处理功能，并且CQI、PMI和RI报告的块具有 具备覆盖在所聚合的带宽上所获得的CQI/PMI/RI测量的增强的旧LTE功能。如果H)SCH/ PMCH每载波聚合加解扰的块在旧LTE基站中操作，则该块的功能应当是透明的，因为每个 码字或PMCH仅存在一个PDSCH。标号N8指示PDSCH/PMCH每载波聚合加解扰块的输出的数 目，其等于码字的数目。
[0051] 基带（BB)解码器具有旧LTE处理功能，并且，在模块级是可扩展的，以支持由高级 LTE所引入的附加的码字和次要载波。基带解码器输出ACK/NACK (其将在UL-信道上被作 为反馈信息发送）和MAC H)U。标号N9指示ACK/NACK的输入的数目，其等于码字的数目， 并且，标号N10指示MAC PDU的输入的数目，其等于码字的数目。
[0052] 在本示例性实施例中，多个传输块内和多个传输块之间的传输信道代码块的置换 以及串联的置换后的多个传输块在多个分离载波之间的分割尤其涉及来自基站发送机的 模块108。因此，模块108用作将每个码块中的形成调制符号的比特组分布到不同分量载波 的不同子载波中，以便获得比当前可能的带宽更宽带宽中的频率分集增益。因此，将被映射 到分量载波的资源元素的调制符号由来自相同码块的比特组成。图7描绘了其被实现的一 种方式。该处理包括如下阶段：
[0053] a.在步骤300和302,针对每个已速率匹配的传输块j构建矩阵RjXC
[0054] 其中：

【权利要求】
1. 一种在用于正交频多分址通信系统的基站中实施的资源块映射方法，其中，在所述 正交频多分址通信系统中，数据在多个分量载波上被传输，所述方法包括： 在多个信号处理链的每一个信号处理链中处理传输块；以及 根据所述传输块和所述分量载波之间的预定映射模式来将与具体传输块相关联的资 源块映射到不同的分量载波， 其中，所述预定映射模式定义所述传输块在所述多个分量载波之间的循环跳。
2. -种在用于正交频多分址通信系统的基站中实施的资源块映射方法，其中，在所述 正交频多分址通信系统中，数据在多个分量载波上被传输，所述方法包括： 在多个信号处理链的每一个信号处理链中处理传输块；以及 根据所述传输块和分量载波之间的预定映射模式来将与具体传输块相关联的资源块 映射到不同的分量载波， 其中，所述预定映射模式定义所述传输块在所述多个分量载波之间的伪随机跳。
【文档编号】H04L1/00GK104506289SQ201410720256
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2010年1月12日 优先权日:2009年1月9日
【发明者】修俊, 彭·恩古亚, 吴文龙 申请人:联想创新有限公司（香港)