无线通信系统的动态子帧设置方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于在无线通信系统中终端将信号发射到基站/从基站接收信号的方法。具体地，该方法包括其中从第一子帧发射上行链路信号并且从第二子帧接收下行链路信号的第一步骤、以及其中如果第一子帧已经改变使得被用于下行链路信号的接收则从第一子帧和第二子帧接收下行链路信号的第二步骤；以及该方法其特征在于在第一步骤中保护空间位于第一和第二子帧之间，在第二步骤中保护空间位于在第一子帧的前端处，以及第一和第二子帧是连续的。
【专利说明】无线通信系统的动态子帧设置方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线通信系统，以及更具体而言，涉及一种用于在无线通信系统 中动态地配置子帧的方法及设备。
【背景技术】
[0002]将给出作为本发明能够被应用于其的无线通信系统的示例的第三代合作伙伴计 划(3GPP)长期演进(3GPP LTE)系统的简要描述。
[0003]图1图示作为无线通信系统的示例的演进通用移动电信系统(E-UMTS)的网络的 配置。E-UMTS系统是遗留的UMTS系统的演进，并且3GPP对E-UMTS的标准进行工作。E-UMTS 也被称为LTE系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，分别参考“3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network (第三代 合作伙伴计划；技术规范组无线电接入网络)”的版本7和版本8。
[0004]参考图1，E-UMTS系统包括:用户设备(UE);演进节点B Ce节点B和eNB);以及 接入网关(AG)，其位于演进UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的端部以及被连接到外部 网络。eNB可以同时地发射用于广播服务、多播服务、和/或单播服务的多个数据流。
[0005]单个eNB管理一个或多个小区。小区被设置为在1.25、2.5、5、10和20Mhz的带 宽的一个中操作，以及在该带宽中为多个UE提供下行链路(DL)或者上行链路(UL)传输服 务。不同的小区可以被配置为使得提供不同的带宽。eNB控制到多个UE的数据传输和来自 多个UE的数据接收。关于DL数据，通过将DL调度信息发射到UE, eNB通知特定UE其中假 定DL数据被发射的时间和频率域、编译方案、数据大小、混合自动重复请求(HARQ)信息等。 关于UL数据，通过将UL调度信息发射到UE, eNB通知特定的UE其中UE能够发射数据的时 间-频率域、编译方案、数据大小、HARQ信息等。在eNB之间可以定义用于发射用户业务或 者控制业务的接口。核心网(CN)可以包括用于UE的用户注册的AG和网络节点。AG在跟 踪区(TA)的基础上管理UE的移动性。TA包括多个小区。
[0006]虽然基于宽度码分多址(WCDMA)，无线通信技术的开发阶段已经实现LTE，但是用 户和服务提供商的需求和期望日益增长。考虑到其它无线电接入技术正在发展，要求新的 技术演进以实现未来的竞争力。具体地，要求每比特的成本降低、增长的服务可用性、频带 的灵活使用、简化结构、开放型接口、UE的适当的功率消耗等。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]被设计为解决传统问题的本发明的目的是为了提供一种用于动态地配置无线通 信系统中的子帧的方法和设备。
[0009]技术解决方案
[0010]在本发明的方面中，一种用于在无线通信系统中在用户设备处将信号发射到基站 以及从基站接收信号的方法，包括:在第一子帧中发射上行链路信号以及在第二子帧中接收下行链路信号的第一步骤；以及如果第一子帧的使用被改变为下行链路信号接收，则在 第一和第二子帧中接收下行链路信号的第二步骤。在第一步骤中保护时段被插入到第一和 第二子帧之间，以及在第二步骤中保护时段被定位在第一子帧的开始处以及第一和第二子 帧是连续的。
[0011]在本发明的另一方面中，无线通信系统中的用户设备包括:无线通信模块，该无线 通信模块用于将信号发射到基站以及从基站接收信号；以及处理器，该处理器用于处理信 号。处理器控制无线通信模块以执行在第一子帧中发射上行链路信号以及第二子帧中接收 下行链路信号的第一步骤、以及如果第一子帧的使用被改变为下行链路信号接收则在第一 和第二子帧中接收下行链路信号的第二步骤。在第一步骤中保护时段被插入到第一和第二 子帧之间，以及在第二步骤中保护时段被定位在第一子帧的开始处，以及第一和第二子帧 是连续的。
[0012]保护时段可以是传输-接收切换时段。保护时段的长度可以等于或者大于定时提 前，所述定时提前被用于用户设备和基站之间的定时匹配或者传播延迟。
[0013]第二步骤可以进一步包括从基站接收指示物理控制信道上的第一子帧的使用改 变为下行链路信号接收的指示符。指示符可以是载波指示字段(CIF)或者下行链路指配索 引(DAI)。
[0014]在第二步骤中基站在第一子帧中没有调度其它用户设备。
[0015]用户设备在第一子帧中可以不执行用于无线电资源管理(RRM)的测量，或者可以 单独地报告第一子帧的测量结果和第二子帧的测量结果。
[0016]有益效果
[0017]根据本发明的实施例，在无线通信系统中能够有效率地执行动态子帧分配方案。
[0018]本领域技术人员将理解，可以利用本发明实现的效果不限于上面具体描述的效 果，根据下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的其它优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1图示作为移动通信系统的示例的演进通用移动通信系统(E-UMTS)网络的配 置；
[0020]图2图示在用户设备(UE)和演进UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)之间的符 合第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的无线电接口协议构架中的控制面协 议栈和用户面协议栈；
[0021]图3图示在3GPP系统中的物理信道和使用该物理信道的一般信号传输方法；
[0022]图4图示在长期演进(LTE)系统中的无线电帧的结构；
[0023]图5图示在LTE系统中的下行链路无线电帧的结构；
[0024]图6图示被用于配置控制信道的资源单元；
[0025]图7图示在系统带上分布控制信道元素(CCE)的示例；
[0026]图8图示在LTE系统中的上行链路子帧的结构；
[0027]图9图示示例性动态子帧配置方案；
[0028]图10图示另一示例性动态子帧配置方案；
[0029]图11图示在时分双工(TDD)系统中以预定间隔布置下行链路子帧和上行链路子帧所遇到的问题；
[0030]图12图示TDD系统中的特殊子帧的使用；
[0031]图13和图14图示根据本发明实施例的当动态地改变子帧的使用时改变子帧结构 的示例；以及
[0032]图15是根据本发明实施例的通信设备的框图。
【具体实施方式】
[0033]利用参考附图描述的本发明的实施例将会容易地理解本发明的配置、操作、以及 其它特征。如在此提出的本发明的实施例是其中本发明的技术特征被应用于第三代合作伙 伴计划(3GPP)系统的示例。
[0034]虽然在长期演进(LTE)和LTE-高级(LTE-A)系统的上下文中描述了本发明的实施 例，但是它们仅是示例性的。因此，只要上述定义对于通信系统是有效的，本发明的实施例 可应用于任何其它通信系统。
[0035]图2图示在用户设备(UE)和演进UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)之间的符 合3GPP无线接入网络标准的无线电接口协议构架的控制面和用户面协议栈。控制面是其 中UE和E-UTRAN发射控制消息以管理呼叫的路径，并且用户面是其中发射从应用层产生的 数据，例如，语音数据或者因特网分组数据的路径。
[0036]处于第一层(LI)处的物理(PHY)层将信息传送服务提供给其较高层，媒体接入控 制(MAC)层。PHY层经由传送信道被连接到MAC层。传送信道在MAC层和PHY层之间递送 数据。在发射器和接收器的PHY层之间的物理信道上发射数据。物理信道使用时间和频率 作为无线电资源。具体地，在用于下行链路的正交频分多址(OFDMA)中并且在用于上行链 路的单载波频分多址(SC-FDMA)中调制物理信道。
[0037]在第二层(L2)处的MAC层经由逻辑信道将服务提供给其较高层，无线电链路控制 (RLC)层。在L2处的RLC层支持可靠的数据传输。在MAC层的功能块中可以实现RLC功能 性。在L2处的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩以减小不必要的控制信息的数量 并且从而经由具有窄的带宽的空中接口发射诸如IP版本4 (IPv4)或者IP版本6 (IPv6) 的因特网协议(IP)分组。
[0038]在第三层的最低部分处的无线电资源控制(RRC)层仅在控制面中被定义。RRC层 控制与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放有关的逻辑信道、传送信道和物理信道。RB 指的是在L2处提供的服务，用于UE和E-UTRAN之间的数据传输。为此目的，UE和UTRAN 的RRC层互相交换RRC消息。如果在UE与E-UTRAN之间建立RRC连接，则UE处于RRC连 接模式下，并且否则，UE处于RRC空闲模式下。在RRC层上面的非接入层(NAS)执行包括会 话管理和移动性管理的功能。
[0039]由eNB覆盖的小区被设置为1.25,2.5、5、10、15和20Mhz的带宽中的一个，并且为 多个UE在该带宽中提供下行链路或者上行链路传输服务。不同的小区可以被设置为提供 不同的带宽。
[0040]被用于将来自于E-UTRAN的数据递送到UE的下行链路传输信道包括携带系统信 息的广播信道(BCH)、携带寻呼消息的寻呼信道(PCH)，和携带用户业务或者控制消息的共 享信道(SCH)。可以在下行链路SCH上或者被单独地定义的下行链路多播信道(MCH)上发射下行链路多播业务或者控制消息或者下行链路广播业务或者控制消息。被用于将来自 于UE的数据递送给E-UTRAN的上行链路传送信道包括携带初始控制消息的随机接入信 道(RACH)、和携带用户业务或者控制消息的上行链路SCH。在传送信道上面定义并且被映 射到传送信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道 (CCCH )、多播控制信道(MCCH )、和多播业务信道(MTCH )等。
[0041]图3图示在3GPP系统中的物理信道和用于在物理信道上发射信号的一般方法。
[0042]参考图3，当UE被通电或者进入新的小区时，UE执行初始小区搜索(S301)。初始 小区搜索涉及对eNB的同步的采集。具体地，UE同步其对eNB的定时并且通过从eNB接收 主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)获取小区标识符(ID)和其它信息。然后UE可 以通过从eNB接收物理广播信道(PBCH)获取小区中的信息广播。在初始小区搜索期间，UE 可以通过接收下行链路基准信号(DL RS)监控下行链路信道状态。
[0043]在初始小区搜索之后，UE可以通过基于在HXXH中包括的信息接收物理下行 链路控制信道(PDCCH)并且接收物理下行链路共享信道(PDSCH)来获取详细的系统信息 (S302)。
[0044]如果UE最初接入eNB或者不具有用于到eNB的信号传输的无线电资源，则UE可以 执行与eNB的随机接入过程(S303至S306)。在随机接入过程中，UE可以在物理随机接入 信道(PRACH)上将预定的序列作为前导发射(S303和S305)，并且可以在TOCCH和与TOCCH 相关联的I3DSCH上接收对前导的响应消息(S304和S306)。在基于竞争的RACH的情况下， UE可以附加地执行竞争解决过程。
[0045]在上述过程之后，UE可以从eNB接收HXXH和/或I3DSCH (S307)并且将物理上行 链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH)发射到eNB (S308)，其是一 般的下行链路和上行链路信号传输过程。具体地，UE在HXXH上接收下行链路控制信息。 在此，DCI包括诸如用于UE的资源分配信息的控制信息。根据DCI的不同使用定义不同的 DCI格式。
[0046]UE在上行链路上发射到eNB或者从eNB接收的控制信息包括上行链路/下行链路 肯定应答/否定应答(ACK/NACK)信号、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索弓I(PMI),秩指 示符(RI)等。在3GPPLTE系统中，UE可以在PUSCH和/或PUCCH上发射诸如CQ1、PM1、RI 等的控制信息。
[0047]图4图示在LTE系统中使用的无线电帧的结构。
[0048]参考图4，无线电帧是IOms (327200xTs)长并且被划分为10个等同大小的子帧。 每个子帧是Ims长并且进一步被划分为两个时隙。每个时隙是0.5ms (15360xTs)长。在 此，Ts表示采样时间并且Ts=l/(15kHzx2048)=3.2552xl(T8 (大约33ns)。时隙包括时域中 的多个OFDM符号或SC-FDMA符号和频域中的多个资源块(RB)。在LTE系统中，一个RB包 括12个子载波乘以7 (或6)个OFDM符号。其中发射数据的单位时间被定义为传输时间间 隔(TTI)。TTI可以被定义为一个或者更多个子帧。上述无线电帧结构仅是示例性的并且 因此无线电帧中的子帧的数目、子帧中的时隙的数目、或者时隙中的OFDM符号中的数目可 以变化。
[0049]图5图示被包括在下行链路无线电帧中的子帧的控制区域中的示例性控制信道。
[0050]参考图5，子帧包括14个OFDM符号。根据子帧配置子帧的前面的一个或者三个OFDM符号被用于控制区域并且其它13至11个OFDM符号被用于数据区域。在图5中，参考字符Rl至R4表示用于天线0至天线3的RS或者导频信号。在子帧中以预定的模式分配 RS,不论控制区域和数据区域。在控制区域中控制信道被分配给非RS资源并且在数据区域中业务信道也被分配给非RS资源。被分配给控制区域的控制信道包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合-ARQ指示符信道(PHICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)等。
[0051]PCFICH是在每个子帧中承载关于被用于HXXH的OFDM符号的数目的信息的物理控制格式指示符信道。PCFICH位于子帧的第一 OFDM符号中，并且在PHICH和TOCCH上被配置有优先权。PCFICH由4个资源元素组(REG)组成，每个REG基于小区标识(ID)被分布到控制区域。一个REG包括4个资源元素(RE)。RE是通过一个子载波定义的最小物理资源乘以一个OFDM符号。PCFICH根据带宽指示I至3或者2至4。在正交相移键控(QPSK)中调制 PCFICH0
[0052]PHICH是承载用于上行链路传输的HARQ ACK/NACK的物理混合-自动重复请求 (HARQ)指示符信道。即，PHICH是递送用于ULHARQ的DL ACK/NACK信息的信道。PHICH 包括一个REG并且被小区特定地加扰。ACK/NACK以一个比特指示并且以二进制相移键控 (BPSK)调制。被调制的ACK/NACK以2或者4的扩展因子(SF)扩展。被映射到相同资源的多个PHICH形成PHICH组。根据扩展码的数目来确定被复用成PHICH组的PHICH的数目。 PHICH (组)被重复三次以获得频域和/或时域中的分集增益。
[0053]PDCCH是被分配给子帧的前面的n个OFDM符号的物理下行链路控制信道。在此， n是由PCFICH指示的I或者更大的整数。PDCCH是由一个或者更多个CCE组成。PDCCH对每个UE或者UE组承载关于传送信道的资源分配信息、PCH和DL-SCH、上行链路调度许可、 以及HARQ信息。在I3DSCH上发射PCH和DL-SCH。因此，除了特定控制信息或者特定服务数据之外，eNB和UE通常在I3DSCH上发射和接收数据。
[0054]在roCCH上递送指示一个或者更多个UE接收roSCH数据的信息和指示假定UE如何接收和解码roSCH数据的信息。例如，假设特定的roCCH的循环冗余校验(crc)是通过无线电网络临时标识(RNTI) “A”来掩蔽，并且在特定子帧中发射关于基于传送格式信息(例如，传输块大小、调制方案、编译信息等)“C”在无线电资源“B”(例如，在频率位置处)发射的数据的信息，小区内的UE使用其RNTI信息监控roCCH。如果一个或者更多个UE具有 RNTI “A”，则这些UE接收PDCCH并且基于接收到的PDCCH的信息接收由“B”和“C”指示的 PDSCH。
[0055]图6图示被用于配置控制信道的资源单元。具体地，当在eNB中的传输(Tx)天线的数目是I或者2时，图6 (a)图示被用于配置控制信道的资源单元，并且当在eNB中的Tx 天线的数目是4时，图6 (b)图示被用于配置控制信道的资源单元。虽然根据Tx天线的数目使用不同的基准信号(RS)模式，但是以相同的方式配置与控制信道有关的资源单元。
[0056]参考图6，控制 信道的基本资源单元是REG。REG包括除了被用于RS的RE之外的四个连续的资源元素(RE)。在图6中粗体方形表示REG。PCFICH和PHICH分别包括4个 REG和3个REG。PDCCH是由控制信道元素(CCE)组成，每个CCE包括9个REG。
[0057]为了确定是否为UE预定了具有L个CCE的H)CCH，UE被配置成以特定规则布置的或者连续的Ma)(彡L)个CCR。UE可以考虑复数L个值，用于HXXH接收。对于TOCCH接收UE应监视的CCE集被称为搜索空间。例如，在LTE系统中如在下面的[表I]中图示的定义搜索空间。
[0058][表I]
接索空_ 5?尸-.^^"I racc幽选的 DClSS........—
失型 I 聚含水乎I 大小[在CCE中I I数琏...................................................................................................................................................，晴1.......................................................................L+-................................................1.............................................................................................................................................1-----------------------------------------------
[0059]定的[.........................................|-..................................... ..............................--1-----........^ 0,1,1A,1B?2
公細 1.............................11T-—...........................................................1........................................................................................................................................................................f-H °-議.1C?30厂
[0060]CCE聚合水平，L是PDCCH中的CCE的数目，Ska)表示CCE聚合水平L的搜索空间， 并且Ma)是在具有CCE聚合水平L的搜索空间中要被监视的HXXH候选的数目。
[0061]搜索空间可以被分类成仅对特定UE可访问的UE特定的搜索空间和对所有UE可访问的公共搜索空间。UE监视具有CCE聚合水平4和8的公共搜索空间和具有CCE聚合水平1、2、4以及8的UE特定的搜索空间。公共搜索空间可以与UE特定的搜索空间重叠。
[0062]在PDCCH搜索空间中的第一 CCE (即，具有最低索引的CCE)的位置被指派给UE， 对于每个CCE，聚合水平在每一个子帧中改变。这被称为roCCH搜索空间散列法(PDCCH search space hashing)。
[0063]图7图示在系统带上分布CCE的示例。参考图7，多个逻辑上连续的CCE被输入到交织器。交织器基于REG改变多个输入CCE的排列。因此，在子帧的控制区域中，一个CCE 的时间/频率资源被物理地分布给总时间/频率域。结果，虽然基于CCE配置控制信道，但是基于REG交织，从而最大化频率分集和干扰随机化增益。
[0064]图8图示LTE系统中的UL子帧的结构。
[0065]参考图8，UL子帧可以被划分为控制区域和数据区域。包括上行链路控制信息 (UCI)的物理上行链路控制信道(PUCCH)被分配给控制区域，并且包括用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)被分配给数据区域。子帧的中间被分配给PUSCH，同时频域中的数据区域的两侧被分配给PUCCH。在I3UCCH上发射的控制信息可以包括HARQ ACK/NACK、表示下行链路信道状态的CQ1、用于多输入多输出(MMO)的R1、表示UL资源分配的调度请求 (SR)。用于一个UE的I3UCCH在子帧的每个时隙中占用具有不同频率的一个资源块(RB)。 即，两个RB被分配给在子帧的时隙边界上跳频的PUCCH。具体地，具有m=0、m=l、以及m=2 的PUCCH被分配给图7中的子帧。
[0066]在eNB根据业务负载变化将被分配给UE的特定无线电资源(例如，DL或者UL子帧资源)的使用动态地改变为DL或者UL使用的情况下，本发明提供一种用于有效地取消可能的干扰的方法和子帧传输/接收(Tx/Rx)定时以有效率地支持该方法。
[0067]在详细地描述所提出的方法之前，将会首先描述在3GPPLTE-TDD系统中定义的可用的UL-DL配置。
[0068][表2]
[0069]
【权利要求】
1.一种用于在无线通信系统中在用户设备处将信号发射到基站以及从基站接收信号的方法，所述方法包括:在第一子帧中发射上行链路信号以及在第二子帧中接收下行链路信号的第一步骤；以及如果所述第一子帧的使用被改变为下行链路信号接收，则在所述第一和第二子帧中接收下行链路信号的第二步骤，其中，在所述第一步骤中保护时段被插入到所述第一和第二子帧之间，以及在所述第二步骤中所述保护时段被定位在所述第一子帧的开始处以及所述第一和第二子帧是连续的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护时段是传输-接收切换时段。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护时段的长度等于或者大于定时提前，所述定时提前被用于所述用户设备和所述基站之间的定时匹配或者传播延迟。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:从所述基站接收指示物理控制信道上的第一子帧的使用改变为下行链路信号接收的指示符。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示符是载波指示字段(CIF)或者下行链路指配索引(DAI)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二步骤中所述基站在所述第一子帧中没有调度其它用户设备。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备在所述第一子帧中没有执行用于无线电资源管理(RRM)的测量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备单独地报告所述第一子帧的测量结果和所述第二子帧的测量结果。
9.一种无线通信系统中的用户设备，包括:无线通信模块，所述无线通信模块用于将信号发射到基站以及从基站接收信号；以及 处理器，所述处理器用于处理信号，其中，所述处理器控制所述无线通信模块以执行在第一子帧中发射上行链路信号以及在第二子帧中接收下行链路信号的第一步骤、以及如果所述第一子帧的使用被改变为下行链路信号接收则在所述第一和第二子帧中接收下行链路信号的第二步骤，其中，在所述第一步骤中所述保护时段被插入到所述第一和第二子帧之间，以及在所述第二步骤中所述保护时段被定位在所述第一子帧的开始处以及所述第一和第二子帧是连续的。
10.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述保护时段是传输-接收切换时段。
11.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述保护时段的长度等于或者大于定时提前，所述定时提前被用于所述用户设备和所述基站之间的定时匹配或者传播延迟。
12.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述第二步骤进一步包括从所述基站接收指示物理控制信道上的第一子帧的使用改变为下行链路信号接收的指示符。
13.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述指示符是载波指示字段(CIF)或者下行链路指配索引(DAI)。
14.根据权利要求9所述的用户设备，其中，在所述第二步骤中所述基站在所述第一子帧中没有调度其它用户设备。
15.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述用户设备在所述第一子帧中不执行用于无线电资源管理(RRM)的测量。
16.根据权利要求9所述 的用户设备，其中，所述用户设备单独地报告所述第一子帧的测量结果和所述第二子帧的测量结果。
【文档编号】H04B7/26GK103430468SQ201280012880
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年4月11日
【发明者】李承旻, 徐翰瞥, 金学成, 崔英燮 申请人:Lg电子株式会社