专利名称：一种下行公共导频的插入方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，更确切地说是一种在无线数据帧中插入下行公共导频的方法，适用于基于正交频分复用多址的时分双工(TDD)系统，从而可以借助对公共导频的信道质量测量，实现基于频域的调度。
背景技术：
目前，第三代合作伙伴项目(3GPP)正处于进行3G移动通信系统的长期演进(LTE)过程中，并基本上确定采用正交频分复用(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)技术作为系统空中接口时的基本技术。OFDM将一个宽带的系统分为多个非常窄的子频带。如一个系统如果在20MHz的带宽上传输数据，OFDM可以将该带宽分为几百到几千个子频带，每个子频带的间隔在几KHz到几十KHz之间，数据在每个子频带上传输。
正交频分复用多址(OFDMA，Orthogonal Frequency Division MultiplexingAccess)是OFDM技术与时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)结合的一种多址技术，即用户是依靠时间和频率进行区分的。
在基于OFDMA的通信系统中，基于频域的调度是一种有效的提高通信性能的方法。其主要的工作原理是在整个系统带宽的范围内，不同的用户可以根据其本身所处的信道环境，选择最适合的子频带进行数据的传输，从而实现多用户分集。为了进行这样一种基于频域的调度，用户需要接收覆盖整个系统带宽的下行公共导频，对每一个子频带上信道质量进行测量，并将测量值反馈给基站，基站依据这些测量值进行基于频域的调度。可以看出进行基于频域的调度至少需要一个下行方向的传输和随后的一个上行方向的传输才能够完成，即一个调度周期。
在基于OFDMA的时分双工(TDD)系统中，为了实现基于频域的调度，即用户可以在整个频带范围内选择最适合的子频带进行数据的传输，那么就需要在下行方向的时隙上发送公共的导频符号，从而使得用户可以进行最优子频带的选择。
目前，在3G系统的长期演进系统中，对于选用基于OFDM调制的OFDMA多址接入方式的频分双工(FDD)系统来说，其使用10ms的帧结构，一帧中包含20个0.5ms的子帧(或时隙)，如附图1所示。每一个子帧(或时隙)都包含一个下行的公共导频。
每一个时隙都包含下行公共导频的方法并不适用于TDD模式，这是因为对于TDD模式来说，每一个时隙即可以用于上行，也可以用于下行，只有其用于下行传输时才需要插入下行公共导频；其次，如果多个连续的时隙用于下行传输，只需要在其中的一个下行时隙中插入下行公共导频即可，因为缺少必要的上行反馈，如果每个下行时隙中都插入公共导频，会造成过多的系统冗余。
发明内容
为了在基于OFDMA的TDD系统中实现基于频域的调度，使用户可以在整个频带范围内选择最适合的子频带进行数据的传输。那么就需要在下行方向上发送公共的导频符号，从而使得用户可以进行最优子频带的选择为了达到上述目的，本发明给出了一种下行公共导频的插入方法，适用于基于OFDMA技术的时分双工系统，其特征在于，包括步骤A、将待传输的数据划分为若干个连续的时间段，每个时间段内包含至少有一个下行时隙的若干个时隙；B、在所述时间段内的一个下行时隙中插入公共导频。
所述时间段包含一个或者多个帧内的时隙。
步骤A包括A11、将满足以下条件的所述时间段定义为调度时间段至少包含一个下行时隙和一个在该下行时隙之后的上行时隙；A12、将待传输的数据划分出一个或者多个所述调度时间段，使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个调度时间段。
步骤A也可以包括A21、将满足以下条件的所述时间段定义为优先调度时间段至少包含一个下行时隙和一个上行时隙，且最后一个时隙是上行时隙；A22、将待传输的数据划分出一个或者多个所述优先调度时间段，使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个优先调度时间段。
步骤A还可以包括A31、将满足以下条件的所述时间段定义为最小调度时间段至少包含一个下行时隙和一个上行时隙，且所包含的任意一个下行时隙都在所包含的任意一个上行时隙之前；A32、将待传输的数据划分出一个或者多个所述最小调度时间段，使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个最小调度时间段。
步骤B所述的下行时隙之后存在与该下行时隙属于同一时间段的上行时隙。
步骤B所述的下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一时间段的上行时隙，且该下行时隙与所述上行时隙之间的时间间距最小。
当所述时分双工系统为低码片速率的时分-同步码分多址接入TD-SCDMA系统，且所述TD-SCDMA系统每个子帧的常规时隙中的TS0、TS4、TS5、TS6为下行时隙，TS1、TS2、TS3为上行时隙时，将每个子帧的TS4、TS5、TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1、TS2、TS3划分为一个时间段，在每个所述时间段内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频。
当所述时分双工系统为低码片速率的时分-同步码分多址接入TD-SCDMA系统，且所述TD-SCDMA系统每个子帧的常规时隙中的TS0、TS2、TS3、TS5、TS6为下行时隙，TS1、TS4为上行时隙时，将每个子帧的TS5、TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1划分为一个时间段a，将每个子帧的TS2、TS3、TS4划分为一个时间段b，在每个所述时间段a内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频，在每个所述时间段b内的TS3中插入下行公共导频。
当所述时分双工系统为低码片速率的时分-同步码分多址接入TD-SCDMA系统，且所述TD-SCDMA系统每个子帧的常规时隙中的TS0、TS2、TS4、TS6为下行时隙，TS1、TS3、TS5为上行时隙时，将每个子帧的TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1划分为一个时间段c，将每个子帧的TS2、TS3划分为一个时间段d，将每个子帧的TS4、TS5划分为一个时间段e，在每个所述时间段c内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频，在每个所述时间段d内的TS2中插入下行公共导频，在每个所述时间段e内的TS4中插入下行公共导频。
本方法适用于在基于OFDMA的TDD系统的待传输数据中插入下行公共导频，可以使用户在整个频带范围内选择最适合的子频带进行数据的传输。
图1为在3G系统的后续演进系统中FDD模式的帧结构示意图；图2为一个按照调度时间段划分并插入下行公共导频的实施例示意图；图3为一个按照优先调度时间段划分并插入下行公共导频的实施例示意图；图4为一个按照最小调度时间段划分并插入下行公共导频的实施例示意图；
图5为低码片速率TD-SCDMA系统的帧结构示意图；图6为低码片速率TD-SCDMA系统的无线子帧结构示意图；图7为低码片速率TD-SCDMA系统的无线子帧有2个上下行时隙转换点时插入下行公共导频的示意图；图8为低码片速率TD-SCDMA系统的无线子帧有4个上下行时隙转换点时插入下行公共导频的示意图；图9为低码片速率TD-SCDMA系统的无线子帧有6个上下行时隙转换点时插入下行公共导频的示意图；具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见图2，图2给出了一种TDD模式的帧结构及一个插入下行公共导频的实施例。在本实施例中，一个此TDD模式的帧由20个时隙构成，其中第1、7、8、14、15、16、19时隙为上行时隙，第0、2、3、4、5、6、9、10、11、12、13、17、18时隙为下行时隙。
将待传输的数据划分出一个或者多个调度时间段、并使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个调度时间段的一个方案如下将第0、1、2、3、4时隙划分为调度时间段1，将第5、6、7、8时隙划分为调度时间段2，将第9、10、11、12、13、14时隙划分为调度时间段3，将第16、17、18、19时隙划分为调度时间段4，需要说明的是第15时隙是上行时隙，可以不属于任何一个调度时间段；而且图2所示的划分调度时间段的方法不是唯一的。
在图2中划分好的4个调度时间段内，按照如下条件在每个调度时间段内找到一个下行时隙在此下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一调度时间段的上行时隙。其中调度时间段1中的第0时隙、调度时间段2中的第5时隙、调度时间段3中的第11时隙、调度时间段4中的第18时隙符合此条件，可以在这4个时隙中插入下行公共导频。
图3是TDD模式的帧结构的另外一个插入下行公共导频的实施例，该实施例将待传输的数据划分出一个或者多个优先调度时间段。图3所示的帧结构与图2相同，但图2所示的按照调度时间段划分的方法不适用于优先调度时间段的定义，这是因为图2中的调度时间段1的最后一个时隙是下行时隙，而优先调度时间段的最后一个时隙应该是上行时隙。
将待传输的数据划分出一个或者多个优先调度时间段、并使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个优先调度时间段的一个方案如下将第0、1、2、3、4、5、6、7、8时隙划分为优先调度时间段1，将第9、10、11、12、13、14时隙划分为优先调度时间段2，将第16、17、18、19时隙划分为优先调度时间段3，需要说明的是第15时隙是上行时隙，可以不属于任何一个优先调度时间段；而且图3所示的划分优先调度时间段的方法不是唯一的。
由于优先调度时间段内的最后一个时隙是上行时隙，所以优先调度时间段内的任何一个下行时隙都满足以下条件在此下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一时间段的上行时隙。
在图3中划分好的3个优先调度时间段内，按照如下条件在每个优先调度时间段内找到一个下行时隙在此下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一时间段的上行时隙，且此下行时隙与在此下行时隙之后的所述上行时隙之间的时间间距最小。其中优先调度时间段1中的第6时隙、优先调度时间段2中的第13时隙、优先调度时间段3中的第18时隙符合此条件，可以在这3个时隙中插入下行公共导频。
图4是TDD模式的帧结构的又一个插入下行公共导频的实施例，该实施例将待传输的数据划分出一个或者多个最小调度时间段。图4所示的帧结构与图2相同。
将待传输的数据划分出一个或者多个最小调度时间段、并使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个最小调度时间段的一个方案如下将第0、1时隙划分为最小调度时间段1，将第2、3、4、5、6、7、8时隙划分为最小调度时间段2，将第9、10、11、12、13、14、15、16时隙划分为最小调度时间段3，将第17、18、19时隙划分为最小调度时间段4，需要说明的是而且图4所示的划分调度时间段的方法不是唯一的。
在图4中划分好的4个最小调度时间段内，按照如下条件在每个最小调度时间段内找到一个下行时隙在此下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一时间段的上行时隙，且此下行时隙与在此下行时隙之后的所述上行时隙之间的时间间距最小。其中最小调度时间段1中的第0时隙、最小调度时间段2中的第6时隙、最小调度时间段3中的第13时隙、最小调度时间段4中的第18时隙符合此条件，可以在这4个时隙中插入下行公共导频。
在3G系统的后续演进系统中，时分-同步码分多址接入(TD-SCMDA)模式的帧结构可以和OFDMA技术结合起来。
图5为低码片速率TD-SCMDA系统的帧结构示意图。由图5可知，低码片速率TD-SCMDA系统的帧长为10ms，每个帧分为两个5ms的无线子帧。
图6为低码片速率TD-SCMDA系统的无线子帧结构示意图，其中每个无线子帧由7个常规时隙(TS0～TS6)和三个特殊时隙构成。其中三个特别时隙分别为DwPTS(下行导频信道，用于系统的下行同步信息的发送)；UpPTS(上行导频信道，用于用户接入的上行同步信息发送)；GP(转换保护时隙，用于提供下行发送时隙向上行发送时隙转换的时间间隔)。
当一个低码片速率TD-SCMDA无线子帧中有2个上下行时隙转换点时，插入下行公共导频的实施例如图7所示在本实施例中，每个子帧的TS0、TS4、TS5、TS6为下行时隙，每个子帧的TS1、TS2、TS3为上行时隙。可以将每个子帧的TS4、TS5、TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1、TS2、TS3划分为一个调度时间段。此时可以在每个调度时间段内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频。需要说明的是，DwPTS为下行时隙，也可以在DwPTS中插入下行公共导频，尤其是在调度时间段内的下行时隙需要满足“在此下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一时间段的上行时隙，且此下行时隙与在此下行时隙之后的所述上行时隙之间的时间间距最小”条件时，必须选择DwPTS时隙。
当一个低码片速率TD-SCMDA无线子帧中有4个上下行时隙转换点时，插入下行公共导频的实施例如图8所示在本实施例中，每个子帧的TS0、TS2、TS3、TS5、TS6为下行时隙，每个子帧的TS1、TS4为上行时隙。可以将每个子帧的TS5、TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1划分为一个调度时间段a，将每个子帧的TS2、TS3、TS4划分为一个调度时间段b。此时在每个调度时间段a内，可以在TS0或者DwPTS中插入下行公共导频；在每个调度时间段b内，可以在TS3中插入下行公共导频。
当一个低码片速率TD-SCMDA无线子帧中有6个上下行时隙转换点时，插入下行公共导频的实施例如图9所示在本实施例中，每个子帧的TS0、TS2、TS4、TS6为下行时隙，每个子帧的TS1、TS3、TS5为上行时隙。可以将每个子帧的TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1划分为一个调度时间段c，将每个子帧的TS2、TS3划分为一个调度时间段d，将每个子帧的TS4、TS5划分为一个调度时间段e。此时在每个调度时间段c内，可以在TS0或者DwPTS中插入下行公共导频；在每个调度时间段d内，可以在TS2中插入下行公共导频；在每个调度时间段e内，可以在TS4中插入下行公共导频。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种下行公共导频的插入方法，适用于基于正交频分复用多址技术的时分双工系统，其特征在于，包括步骤A、将待传输的数据划分为若干个连续的时间段，每个时间段内包含至少有一个下行时隙的若干个时隙；B、在所述时间段内的一个下行时隙中插入公共导频。
2.根据权利要求1所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，所述时间段包含一个或者多个帧内的时隙。
3.根据权利要求2所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，步骤A包括A11、将满足以下条件的所述时间段定义为调度时间段至少包含一个下行时隙和一个在该下行时隙之后的上行时隙；A12、将待传输的数据划分出一个或者多个所述调度时间段，使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个调度时间段。
4.根据权利要求2所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，步骤A包括A21、将满足以下条件的所述时间段定义为优先调度时间段至少包含一个下行时隙和一个上行时隙，且最后一个时隙是上行时隙；A22、将待传输的数据划分出一个或者多个所述优先调度时间段，使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个优先调度时间段。
5.根据权利要求2所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，步骤A包括A31、将满足以下条件的所述时间段定义为最小调度时间段至少包含一个下行时隙和一个上行时隙，且所包含的任意一个下行时隙都在所包含的任意一个上行时隙之前；A32、将待传输的数据划分出一个或者多个所述最小调度时间段，使得所述待传输的数据中每一个帧中的每一个下行时隙属于且只属于一个最小调度时间段。
6.根据权利要求3或4或5所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，步骤B所述的下行时隙之后存在与该下行时隙属于同一时间段的上行时隙。
7.根据权利要求3或4或5所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，步骤B所述的下行时隙之后存在与此下行时隙属于同一时间段的上行时隙，且该下行时隙与所述上行时隙之间的时间间距最小。
8.根据权利要求2所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，当所述时分双工系统为低码片速率的时分-同步码分多址接入TD-SCDMA系统，且所述TD-SCDMA系统每个子帧的常规时隙中的TS0、TS4、TS5、TS6为下行时隙，TS1、TS2、TS3为上行时隙时，将每个子帧的TS4、TS5、TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1、TS2、TS3划分为一个时间段，在每个所述时间段内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频。
9.根据权利要求2所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，当所述时分双工系统为低码片速率的时分-同步码分多址接入TD-SCDMA系统，且所述TD-SCDMA系统每个子帧的常规时隙中的TS0、TS2、TS3、TS5、TS6为下行时隙，TS1、TS4为上行时隙时，将每个子帧的TS5、TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1划分为一个时间段a，将每个子帧的TS2、TS3、TS4划分为一个时间段b，在每个所述时间段a内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频，在每个所述时间段b内的TS3中插入下行公共导频。
10.根据权利要求2所述的下行公共导频的插入方法，其特征在于，当所述时分双工系统为低码片速率的时分-同步码分多址接入TD-SCDMA系统，且所述TD-SCDMA系统每个子帧的常规时隙中的TS0、TS2、TS4、TS6为下行时隙，TS1、TS3、TS5为上行时隙时，将每个子帧的TS6和其下一个子帧的TS0、DwPTS、GP、UpPTS、TS1划分为一个时间段c，将每个子帧的TS2、TS3划分为一个时间段d，将每个子帧的TS4、TS5划分为一个时间段e，在每个所述时间段c内的TS0或者DwPTS中插入下行公共导频，在每个所述时间段d内的TS2中插入下行公共导频，在每个所述时间段e内的TS4中插入下行公共导频。
全文摘要
本发明涉及移动通信技术中在时分双工系统中插入下行公共导频的方法，更确切地说是适用于基于正交频分复用多址技术的时分双工系统中插入下行公共导频的方法，主要包括以下步骤A.将待传输的数据划分为若干个连续的时间段，每个时间段内包含至少有一个下行时隙的若干个时隙；B.在所述时间段内的一个下行时隙中插入公共导频。从而可以借助对公共导频的信道质量测量，实现基于频域的调度。
文档编号H04L27/26GK1941669SQ200510106578
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者索士强, 孙韶辉, 王映民 申请人:上海原动力通信科技有限公司