不同制式网络之间的基带资源融合方法、基站和终端与流程

本发明涉及一种不同制式网络之间的基带资源融合方法，同时也涉及相应的基站及终端，属于无线通信技术领域。

背景技术：

近年，由于wlan具有出色的数据分流能力，wlan逐渐发展成为移动蜂窝网络的融合对象。因此，愈来愈多的基站同时支持lte/lte-a和wlan两种无线网络制式，即lte/lte-a和wlan的共设备(co-device)。

另一方面，随着传送网技术的发展以及云计算的兴起，基于集中协作/云计算的c-ran网络架构愈来愈成为移动运营商的实践选择之一。在这种网络部署的架构下，多种无线接入技术(radioaccesstechnology，简写为rat)的物理层处理单元(base-bandunit，简写为bbu)处于同一个基础设施/数据中心内而形成资源池(bbu-pool)。如图1所示，无论lte/lte-a与wlan是共设备还是共资源池，这都使得不同无线接入技术的基带处理资源在inter-rat之间共享成为可能。

空口时延(radiolatency)是评价各种无线通信技术的重要性能指标之一。空口时延的一般定义是指发射端从空口上将数据发出到其收到接收端返回的mac层确认之间的平均时长。在这个过程中，包括下行和上行两个方向的动作，因此也将这个时长称为rtt(roundtriptime)。不同的无线接入技术由于其当初不同的设计目标、设计需求具有不同的空口时延表现，在特定场景下这种差异有时会变得无法忽视。下表1是lte/lte-a与wlan两种无线接入技术在空口时延上的对比情况。从表中可以看出，在表中比对场景下，wlan的空口时延表现优于lte/lte-a。

表1lte/lte-a与wlan的空口时延对比

turbocode和ldpc(lowdensityparitycheckcode)作为两种信道编码技术，分别应用于lte/lte-a和ieee802.11n&acwlan中。lte/lte-a在单播业务上使用了fec与arq(automaticrepeatrequest)相结合的ir-harq(incrementalredundancy-hybridarq)技术，以更充分地利用高编码率带来的性能增益，实现隐性意义上的无线信道自适应。而在ir-harq的易实施性以及实施的性能效果上，turbocode与ldpc相比具有比较明显的优势。

当前，lte/lte-a与wlan之间的融合，主要是聚焦于非共站且非理想回程的场景(non-collocated&non-idealbackhaul)，在这种场景下二者的融合只能是数据链路层(层2)或无线资源控制层(层3)意义上的融合，如基于双链接(dual-connectivity)的lwa(lte-wlanaggregation)以及基于无线资源协同管理的lwi(ranlevellte-wlaninterworking)。因此，目前的技术讨论都局限在物理层之上的数据链路层，没有涉及到物理基带层。而且，对于共站部署且理想回程的场景，有关标准化组织并没有重点讨论。

技术实现要素：

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种不同制式网络之间的基带资源融合方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于不同制式网络之间基带资源融合的基站。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种用于不同制式网络之间基带资源融合的终端。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种不同制式网络之间的基带资源融合方法，所述网络包括可同时 工作于第一网络和第二网络的基站，包括以下步骤：

对基带数据以所述第一网络的编码方式进行编码，

以所述第二网络的调制方式进行调制。

其中较优地，以所述第二网络的调制方式进行调制，并将harq信息封装到帧头。

其中较优地，所述基站包括用于所述第一网络的第一网络mac实体和用于所述第二网络的第二网络mac实体，

所述第一网络mac实体与所述第二网络mac实体确定mcs；

所述第二网络mac实体通知用于所述第二网络的第二网络调制单元，对所述进行调制；

所述第二网络调制单元，将harq信息封装到帧头，并发送。

其中较优地，所述harq信息至少包括所述第一网络的子载波指示。

其中较优地，所述harq信息至少还包括所述第一网络的harq进程号。

其中较优地，对于htmf帧结构，所述harq信息在所述帧头的ht-ltf字段之后；对于vhtmf帧结构，所述harq信息在所述帧头的vht-sig-b字段之后。

其中较优地，该基带资源融合方法还包括以下步骤：在接收端，根据所述harq信息，以所述第二网络的解调方式进行解调，然后以所述第一网络的解码方式进行解码。

其中较优地，在解调时，根据所述harq信息中的所述第一网络的子载波指示，在解调后以所述第一网络的解码方式进行解码。

一种用于不同制式网络之间基带资源融合的基站，所述网络包括可同时工作于第一网络和第二网络的基站；其中，

所述基站包括用于所述第一网络的信道编/解码单元，以及用于所述第二网络的调制/解调单元，

所述用于所述第一网络的信道编码单元，用于对基带数据进行编码，

所述用于所述第二网络的调制单元，用于以所述第二网络的调制方式进行调制。

其中较优地，所述第二网络的调制单元，将harq信息封装到帧头。

其中较优地，所述基站还包括编码比特序列传输接口，用于所述信道编码单元与所述调制单元之间的交互。

其中较优地，所述信道编码单元将编码的比特序列，通过所述编码比特序列传输接口直接导入到所述调制单元。

一种用于不同制式网络之间基带资源融合的终端，包括用于所述第二网络的解调单元以及用于所述第一网络的解码单元，

所述解调单元以所述第二网络的解调方式进行解调，然后发送给所述解码单元；

所述解码单元以所述第一网络的解码方式进行解码。

其中较优地，所述基站还包括解调软信息序列传输接口，用于所述解调单元与所述解码单元之间的交互。

其中较优地，所述解调软信息序列传输接口，将根据所述第二网络解调的解调软信息序列，输入到所述第一网络的解码单元。

本发明在共站/共设备或共基带资源池的情况下，通过改变各网络中的信道编/解码与调制/解调的对应关系，使其可以根据具体的网络状态/业务类型等因素实现动态匹配，从而提升网络的系统性能，显著改善传输性能。

附图说明

图1为lte/lte-a基站与wlan基站共站情况下的资源共享示意图；

图2为本发明中，数据流处理路径的示意图；

图3为本发明中，第一实施例的流程示意图；

图4为本发明中，发送端的结构示意图；

图5为本发明中，接收端的结构示意图；

图6为本发明中，第二实施例的流程示意图；

图7为ieee802.11协议中，ht(highthroughput)的mf帧格式图；

图8为图7所示的mf帧中，harq-info子域的比特结构示意图；

图9为图7所示的mf帧中，harq-info子域的添加位置示意图；

图10为ieee802.11协议中，vht(veryhighthroughput)的mf帧格式图；

图11为图10所示的mf帧中，harq-info子域的比特结构示意图；

图12为图10所示的mf帧中，harq-info子域的添加位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。

在本发明的实施例中，以lte/lte-a为第一网络的示例，wlan为第二网络的示例进行说明。本领域的普通技术人员都可以理解：本发明也适用于其他不同网络的基带资源共享。

实现不同无线网络制式基带资源之间的共享，关键是要解除信道编/解码与调制/解调之间的耦合关系，即mcs(modulationandcodingscheme，调制与编码策略)中的“m”(modulation)和“c”(channelcoding)可以分别来自不同无线网络制式的基带处理组件。

具体地说，在共站/共设备或共基带资源池的情况下，对于各无线接入技术中的物理层，其信道编/解码(channelcoding/de-coding)与调制/解调(modulation/de-modulation)不再局限于各自协议所定义的对应关系，而是可以根据具体的网络状态/业务类型等因素来动态匹配，例如在满足某种条件的情况下，无线网络制式1的信道编/解码单元可以与无线网络制式2的调制/解调单元来配合处理某些基带数据，以更好地提升网络的系统性能。

在本发明的不同实施例中，基站为lte/lte-a与wlan共站部署或其物理基带资源可组成共享意义上的资源池(bbupool)；作为终端的用户设备(简写为ue)也具备同时工作于lte/lte-a和wlan的能力。

另外，在本发明的不同实施例中，对于单播数据业务，采用实现lte/lte-a与wlan物理层资源无缝共享的新型mcs实施方式。如图2中的虚线所示，实现lte/lte-a与wlan物理层基带资源融合后的lte/lte-a单播业务的数据路径中，调制/解调单元来自wlan，而信道编/解码单元来自于lte/lte-a。

<第一实施例>

本实施例中，由lte侧的mac确定并通知wlan侧使用本发明的不同制式网络之间的基带资源融合方法。

结合图3、图4和图5，本发明实施例提供的不同网络(例如lte/lte-a与wlan)间基带资源融合的方法，包括以下步骤：

s1：确定调制编码模式(mcs)

lte/lte-a侧的mac实体根据ue上报的wlan信道状态来选择基于turbocode的调制编码模式(mcs)，然后将对应的调制参数通过图3中的接口1通知wlan侧的mac实体。具体地说，基站ltemac实体根据wlan所在的载波频率以及无线信道质量，并基于fec为turbo的情况下，通过接口1向wlanmac实体发送调制编码模式(mcs)值。不同的mcs值对应不同的调制编码模式，并且有不同的速率。

基站ltemac实体与wlanmac实体之间协商是否使用wlan资源。基站根据自身测量数据和/或终端ue上报的wlan信道测量数据，并结合事先定制的业务路由策略(trafficroutingpolicy)，决定将当前进行的某单播业务承载(unicastbearer)路由到同一设备或资源池内的wlan调制单元，同时为了维持harq性能，继续使用lte/lte-a协议栈的turbo编码单元。

如果需要使用wlan资源，则wlanmac实体通过接口(图3中的接口2)通知wlan调制单元，对该终端的数据进行调制。

如果不需要使用wlan资源，则仅进行lte侧的turbo编码，wlanmac实体不通知wlan调制单元，由ltemac实体通过接口3通知lteturbo编码模块。

s2：基站lte侧mac实体通知lte编码单元，同时向wlan侧mac发送harq信息

ltemac实体通知lteturbo编码单元，编码后是发送给wlan调制单元而不是lte调制单元。

ltemac-scheduler需要将harq信息传递给wlanmac-scheduler，以实现将这些信息封装进wlan侧plcp(physicallayerconvergenceprocedure)帧头中的信令控制信息中。后文将详细介绍wlan侧的plcp帧结构。

lte/lte-a侧的mac实体将本次传输所对应的harq信息通过图3中的接口1传递给wlanmac，具体信息包括但不限于所选择的lte/lte-a成员载波索引(componentcarrierfrequencyindex)、harq进程号(harqprocessid)、新数据指示(newdataindicator)、冗余版本(redundancyversion)。wlanmac实体收到后通过图3中的接口2将这些信息传递到 自身的plcp层，plcp进而将这些信息封装到自身的帧头(plcpheader)中也即plcp的signal部分。

这些信息主要是供终端侧的接收端使用，即：终端侧的wlan解调单元完成解调后，根据这些信息将软比特(soft-bits)路由到对应的lte信道解码单元中的缓存(buffer)中。

s3：基站lte侧进行编码

lteturbo编码单元根据lte侧mac的通知，在turbo编码后，将编码信息通过接口a发给wlan调制单元。

经lteturbo编码器输出的codeword可视为wlanmodulation环节的输入载荷，wlan的调制以及后续的多天线处理(若存在多天线)依然只受wlanmac-scheduler的控制，与lte无直接关系。

s4：基站wlan侧进行调制并发送

wlan调制单元接收到wlan侧mac通过接口2发送来的mcs值、harq信息，以及lteturbo编码单元发送来的编码信息，进行调制。数据经wlan侧调制和多天线映射处理(若存在多天线)后，以遵从wlancsma/ca的方式获取无线媒体访问权并发送。

s5：终端wlan解调单元进行wlan解调

终端侧的接收端接收到wlanppdu，wlan解调单元根据plcpheader里的harq信息，将wlan解调后的软比特数据路由到自身lte/lte-a协议栈侧的harqbuffer中，并通过接口b发送给lte解码单元

如果不是初始传送的新数据则经过软合并(soft-combine)后再进行turbo译码。

s6：终端解码单元进行译码

终端lteturbo解码单元对wlan解调后的软比特数据进行turbo译码，并将译码后的结果通过图3中的接口4通知本侧的lte/lte-amac实体。

s7：终端ltemac实体进行译码校验

终端lte/lte-amac实体通过图3中的接口5将译码校验结果转发至wlanmac实体。若结果是成功，wlanmac通过图3中的接口6控制plcp生成对应的ack帧并发送；若结果是失败，则不生成任何帧。

在本实施例中，通过wlan发送ack。这是因为在lte协议中，ack 与数据要满足严格的定时(timing)关系，而数据是通过wlan的空口传输的，因此这个定时关系很难保证，所以在本实施例中ack需要由wlan侧生成和发送。本领域的普通技术人员可以理解，如果不需要满足前述定时关系的情况下，由ltemac实体发送ack也可以。

s8：基站侧wlan若收到ack帧，说明数据发送成功；若没有收到ack帧，则说明数据发送失败；无论成功还是失败，都通过图3中的接口1向lte/lte-amac实体指示本次数据发送的结果。

下面结合图2～图5说明本发明实施例中的基站和终端的具体结构。

本发明实施例中的发射端在附图中显示为基站，包括用于lte发射系统与wlan发射系统之间相互的至少两个传输接口。传输接口包括发送控制信息传递接口(接口1)以及编码比特序列传输接口(接口a)。其中发送控制信息接口用于传输mcs选择，以及harq相关信息，用于生成wlan信息头；而编码比特序列传输接口传递编码后的比特序列。

当存在两个系统之间协同传输情况下，例如ltemacpdu部分调度到wlan系统上进行发射，此时一方面该wlan根据其信道状态确定该pdu对应的mcs并通知lte发射系统，lte发射系统将该pdu信息包括harq信息通过发送控制信息接口传递到wlanmac；另一方面，在lte发射系统中，该pdu使用lteturbo编码器编码的比特序列，通过编码比特序列传输接口直接导入到wlan系统的调制和mimo(multiple-inputmultiple-output)映射部分，并最终变为射频信号发送。

本发明实施例中的接收端在附图中显示为终端，包括用于lte接收系统与wlan接收系统之间相互的至少两个传输接口。前述传输接口包括接收控制信息传递接口(接口5)以及解调软信息序列传输接口(接口b)。其中，接收控制信息传递接口用于传输该次传输crc判决结果以及该pdu的harq相关信息；而解调软信息序列传输接口则传递解调软信息。

当存在两个系统之间协同传输情况下，例如ltemacpdu部分调度到wlan系统上进行发射并接收时，此时该wlan接收系统接收射频信号并进行mimo检测和解调，得到解调软信息，并且将该解调软信息序列通过解调软信息接口输入到lte接收系统软信息资源缓存中进行harq合并和turbo译码；另一方面，wlan接收系统解调wlan信息头得到该pdu的mcs信息以及harq等控制信息，并通过接收控制信息传递接口传给lte 接收系统，以便在lte接收系统中进行重传软合并和译码。

可以理解，发送端既可以是基站也可以是终端，接收端既可以是终端也可以是基站。

<第二实施例>

如图6所示，本实施例中，由基站wlan侧的mac实体来确定并通知lte侧采用本发明的不同制式网络之间的基带资源融合方法。

具体地说，由wlan侧的mac实体根据信道测量数据来确定基于turbocode的mcs，然后通过接口1通知lte/lte-amac实体对应的coderate，lte/lte-amac实体根据该信息来控制lte/lte-aturbocoding单元实施编码和速率匹配。

下面具体说明plcp帧格式。由于各种标准的帧格式不尽相同，在此仅以ieee802.11n协议mf(mixedformat)帧格式和ieee802.11ac的mf帧格式为例进行说明。本发明实施例中的plcp帧格式可以采用符合各种标准的帧格式。

图7所示为ieee802.11协议中ht(highthroughput，即802.11n)的mf(mixedformat)帧格式。该格式由于支持与802.11a/802.11g的后向兼容，因此是应用最广泛的一种帧格式。

在图7所示的帧格式中，各个子域的全称如下：

l-stf：legacy-shorttrainingfield；时域上占2个符号时间；

l-ltf：legacy-longtrainingfield；时域上占2个符号时间；

l-sig：legacy-signalfield；时域上占1个符号时间；

以上三个子域是为了实现后向兼容802.11a/802.11g而保留的；

ht-sig1与ht-sig2：highthroughput-signalfield由2个符号组成，分别表示为ht-sig1与ht-sig2；

ht-stf：highthroughput-shorttrainingfield；时域上占1个符号时间；

ht-ltf：highthroughput-longtrainingfield，所占的符号数由所支持的空时流数目决定；

ht-data：即物理层承载的数据载荷，其中前16个bits为servicefield，最后以填充比特和尾比特结束。

在本发明的一个实施例中，可以单独以一个子域(时域上单独占用 一个符号时间)来表示，如命名为harq-info，该子域的比特结构如图8所示(以20m信道带宽为例)。其中，各个字段的含义如下：

carrier_ind：lte侧的子载波指示，考虑到lte在将来会支持到32个子载波的载波聚合，因此该字段占5个比特；

harq_proc：lte侧的harq进程号，与lte目前的表示范围一致，占3个比特；

ndi：newdataindicator，新数据指示，与lte协议的定义一致，占1个比特；

rv：redundancyversion，冗余版本，与lte协议的定义一致，占2个比特；

reserved：保留比特，占1个比特；

crc：crc奇偶校验位，占8个比特；

tail：bcc编码所需要的尾比特，占6个比特；

对于htmf的帧结构，harq-info子域的添加位置如图9所示，在ht-ltf字段之后。可以理解，在其它实施例中也可以选择其他的添加位置以及比特结构的定义方式。

需要说明的是，对于如何通知接收端harq-info子域是否存在，其中一个方法是利用ht-sig2中的保留比特(即第三个比特，bit2)来指示，如：0表示没有harq-info子域，终端按原来的方式处理；1表示当前帧结构中存在harq-info子域，需要按新方式处理。

图10所示为ieee802.11协议中vht(veryhighthroughput，即802.11ac)的mf(mixedformat)帧格式。vht-mf在帧格式上增加了vht-sig-b子域，该子域主要为了支持多用户mimo。

在本发明的一个实施例中，作为新增的信息，可以单独以一个子域(时域上单独占用一个符号时间)来表示，如命名为harq-info，其在帧结构中的具体添加位置如图11所示，在vht-sig-b字段之后(但不排斥其他的添加位置)。在这种方式下，建议harq-info与vht-sig-b联合编码和调制，因此harq-info的比特结构定义需要与vht-sig-b统一考虑；如果没有特别说明，图12中的harq-info结构定义都是以20m的信道带宽为例，其中各个字段的含义与802.11n中的描述一致。

需要说明的是：由于harq-info与vht-sig-b联合编码，因此 vht-sig-b中的尾比特不再需要，而是扩展为保留比特。servicefield中的crc校验位也是基于vht-sig-b与新增的harq-info进行统一计算得到的。对于如何通知接收端harq-info子域是否存在，其中一个方法是利用一个保留比特来指示，如：0表示没有harq-info子域，终端按原来的方式处理；1表示当前帧结构中存在harq-info子域，需要按新方式处理。对于vht-mf的帧结构，可以利用的保留比特如下：vht-sig-a1中的bit2、bit23；vht-sig-a2中的bit9；单用户(single-user)情况下vht-sig-b中的bit17、bit18、bit19。对于这些可用的保留比特，任取其中一个比特即可。

无论采用哪种帧格式，重要的是在帧格式中包括carrier_ind(lte侧的子载波指示)和harq_proc(lte侧的harq进程号)。终端的接收端根据lte侧的子载波指示字段就能获知终端wlan侧解调后是否应发送给lte侧解码。

在轻负载的条件下，wlan具有空口延时远小于lte/lte-a的明显优势。采用本发明所提供的基带资源融合方法既能保留turbocode在harq上的技术优势，又能充分利用wlan低空口时延的特性，可以显著改善传输性能。

上面对本发明所提供的不同制式网络之间的基带资源融合方法、基站和终端进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。