用于无线通信系统的动态时分双工数据信道传输方法和装置制造方法
【专利摘要】提供了数据信道传输方法和装置用于工作在动态时分双工(TDD)模式中的无线通信系统。这里的动态TDD数据信道传输方法和装置适应于上行链路和下行链路业务量的变化而优化系统性能，并且如此配置无线帧使得所有子帧具有静态区域，从而与其他终端一起工作而不影响信道估计性能。
【专利说明】用于无线通信系统的动态时分双工数据信道传输方法和装
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及用于工作在动态时分双工(TDD)模式中的无线通信系统的数据信道传输方法和装置。
【背景技术】
[0002]正交频分复用(OFDM)是使用多载波(即多载波传输方案)来传输数据的技术，其中多载波传输方案将串行码兀流转换为在正交多载波上传输的并行码兀集合。
[0003]OFDM技术在20世纪50年代末始于用于军事通信目的的频分复用(FDM)，而使用正交重叠多个子载波的OFDM在晚一些的时候被开发，但是由于多个载波之间的正交调制实现困难，初始使用得并不广泛。然而，随着Weinstein在1971年引入离散傅立叶变换(DFT)的使用用于实现OFDM信号的生成和接收，OFDM技术发展迅速。此外，在每个码元的开始引入保护间隔以及使用循环前缀(CP)克服了多路径信号和延迟扩散所导致的消极效果O
[0004]由于这些技术进步，基于诸如快速傅立叶变换(FFT)和快速傅立叶逆变换(IFFT)的各种数字信号处理技术的引入，现在在诸如数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、无线局域网(WLAN)和无线导步传输模式(WATM)的各种数字通信领域应用OFDM技术。
[0005]OFDM类似于FDM，但是通过正交重叠多个子载波，而对于实现高速数据传输具有高得多的谱效率。由于对于多路径衰落的谱效率和健壮性，OFDM已被认为是用于改进的宽带数据通信系统的突出的解决方案。OFDM的其他优点是使用保护间隔来控制码元间干扰
(ISI)以及降低硬件方面的均衡器复杂性，以及对于频率选择性衰落和多路径衰落的谱效率和健壮性。OFDM还对于噪声脉冲健壮，从而可以在各种通信系统中采用。
[0006]在OFDM中，调制信号位于被划分为不同的OFDM码元并且彼此正交的二维时间-频率资源中。频率域上的资源被划分成不同的音调(tone)，并且也彼此正交。S卩，OFDM方案通过指定在时间域上的特定OFDM码元和频率域上的特定音调来定义一个最小单位资源，并且该单位资源被称为资源单元(RE)。因为不同的RE彼此正交，所以可以接收在不同的RE上传输的信号而不对彼此产生干扰。
[0007]在物理层上定义物理信道用于发送通过调制一个或多个编码的比特序列而获得的调制码元。在正交频分多址(OFDMA)系统中，取决于信息序列或接收器的使用，可以发送多个物理信道。发送器和接收器协商在其上发送物理信道的RE，这个过程被称为映射。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]高速高质量的无线数据服务通常被信道环境阻碍，其遭受由于加性白高斯噪声(AffGN)和例如由衰落现象、盲区、根据终端移动的多普勒效应导致的接收的信号的功率变化的频繁变化，终端速度的频繁变化以及其他用户或多路径信号的干扰的影响。因此，为了支持高速高质量的无线数据服务，需要有效地克服以上信道质量下降因素。
[0010]技术方案
[0011]为了解决现有技术的问题，本发明提出用于在工作在TDD模式中的无线通信系统中传输数据的方法和装置，其通过将子帧划分为携载控制信道的半静态区域和可以根据上行链路和下行链路数据量用于上行链路和/或下行链路数据信道的动态区域，来能够适应于上行链路和下行链路业务量变化而动态地优化通信。
[0012]根据本发明的一方面，基站的数据发送/接收方法包括:发送无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息，将多个子帧当中的每个下行链路子帧划分为半静态区域和动态区域，以及在半静态区域中发送控制信号并且在动态区域中接收上行链路数据或发送下行链路数据。
[0013]根据本发明的一方面，终端的数据发送/接收方法包括:接收无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息，区分多个子帧当中每个下行链路子帧的半静态区域和动态区域，以及在半静态区域中接收控制信号并且在动态区域中发送上行链路数据或接收下行链路数据。
[0014]根据本发明的一方面，基站的数据发送/接收装置包括:控制器，控制发送无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息，并且将多个子帧当中的每个下行链路子帧划分成半静态区域和动态区域；以及通信单元，在控制器的控制下在半静态区域中发送控制信号，并且在动态区域接收上行链路数据或发送下行链路数据。
[0015]根据本发明的一方面，终端的数据发送/接收装置包括:控制器，控制接收无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息，并且区分子帧当中的每个下行链路子帧的半静态区域和动态区域；以及通信单元，在控制器的控制下在半静态区域中接收控制信号，并且在动态区域中发送上行链路数据或接收下行链路数据。
[0016]有益效果
[0017]根据本发明，本发明提供了用于有效地克服信道质量下降因素以便支持高速高质量的无线数据服务的方法和装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]从下面结合附图的详细描述中，本发明的对象、特征和优点将变得更加明显，附图中:
[0019]图1图解本发明所应用到的无线通信系统的概念性架构；
[0020]图2图解了用在常规的TDD系统中的帧结构；
[0021]图3图解了用在本发明所应用到的动态TDD数据信道传输方法中的灵活的子帧的结构；
[0022]图4图解根据本发明实施例的、用于动态TDD数据信道中的适应性TDD无线帧的结构；
[0023]图5图解根据本发明实施例的动态TDD数据信道传输方法的动态TDD数据信道的发送-接收关系；
[0024]图6图解根据本发明实施例的当动态子帧用于上行链路传输时控制、确认和数据信道之间的关系；[0025]图7图解在根据本发明实施例的动态TDD数据传输方法中在动态数据区域中配置用于实际数据传输的子帧的结构；
[0026]图8图解根据本发明实施例的动态TDD数据信道传输方法的eNB过程；
[0027]图9图解根据本发明实施例的动态TDD数据信道传输方法的UE过程；
[0028]图10图解根据本发明实施例的eNB的配置；以及
[0029]图11图解根据本发明实施例的UE的配置。
【具体实施方式】
[0030]参照附图详细描述本发明的实施例。为了清楚和简明，可以省略在此合并的公知功能和结构的详细描述。
[0031]虽然下面的描述针对的是长期演进(LTE)和LTE高级(LTE-A)系统，但是本发明可以应用于利用无增减的基站调度的的其他基于TDD的无线通信系统。
[0032]LTE系统是在下行链路中采用OFDM而在上行链路中采用单载波-频分多址(SC-FDMA)的代表性的系统。LTE系统可以被配置为工作在FDD模式或TDD模式，在FDD模式中两个频带中的一个用于下行链路传输，而另一个用于上行链路，在TDD模式中将一个频带时分双工为一个信道用于下行链路传输而另一条用于上行链路传输。
[0033]在TDD模式中，根据规则来切换上行链路和下行链路，并且LTE定义总共7个TDD无线帧配置，在7个TDD无线帧配置中，选择一个，然后实质上保持这个。在TDD模式中，如果小区被设置有不同的配置，则由于小区间干扰，它们很可能不能发送/接收。因而，在某一范围之内部署的所有小区必须被设置有相同的TDD配置以获取上行链路和下行链路传输的同步。
[0034]LTE系统的子帧在时间域具有Ims的长度，在频率域具有整个LTE传输带宽，并且可以被划分为两个时隙。LTE传输带宽包括多个资源块(RB)，每个是资源分配的基本单位。每个RB包括频率域中12个连续的音调和时间域中14个连续的OFDM码元。子帧可以包括用于发送控制信道的控制信道区域和/或用于发送数据信道的数据信道区域。控制和/或数据信道区域携载用在信道估计中的参考信号(RS)。
[0035]同时，用于传统UE的控制信道区域被布置在时间域中的子帧的开始处。S卩，控制信道区域可以包括在子帧开始处的L个OFDM码元，其中L可以被设置为1、2或3。当使用多媒体广播单频网(MBSFN)子帧来携载广播信息时，L是2。关于MBSFN子帧，UE可以接收对应子帧的控制信道区域但不是数据信道区域。
[0036]近来研究集中在从LTE演进而来的LTE-A。一旦如上述确定了 TDD无线帧配置，工作在TDD模式中的LTE-A系统就不能动态地满足数据业务量的变化。这是因为即使没有下行链路业务量但上行链路业务量增加时，下行链路子帧也不能用于上行链路传输。正在进行广泛研究以解决很可能在分级蜂窝环境中出现的此问题。
[0037]图1图解本发明所应用到的无线通信系统的概念性架构。如图1中所示，在相同区域内分级地部署宏小区和微微小区(picocell)。
[0038]参照图1，参考数字101表示宏小区，而参考数字102表示微微小区。典型地，微微小区以比宏小区低的发送功率工作，并且被部署在宏小区之内具有高业务量密度的区域。高业务量密度区域指示其中要处理的数据业务量随时间变化的区域。[0039]例如，当多个用户接收下行链路数据并且通过网络电话(VoIP)通信时，UE在上行链路发送数据同时在下行链路接收大量的数据。在这种情况下，对于系统来说优选的是配置TDD无线帧，其具有相对多数量的子帧用于下行链路传输而减少用于上行链路传输的子帧数目。然而，使用常规的系统配置，难以满足其中必须增加上行链路传输资源用于处理要在上行链路中发送的数据或VoIP信号的突然增加。
[0040]图2图解了用在常规的TDD系统中的帧结构。
[0041]参照图2，无线帧201跨度为10ms，并且包括两个半无线帧202。每个半帧202包括5个子帧203。无线帧包括10个子帧，并且每个子帧的长度为lmsec。可以根据如表1中所示的总共7个TDD配置中的一个来分别设置这10个子帧203。在表1的配置中，第O和第5子帧被标记有用于指示下行链路子帧的“D”，第2、3、4、7和8子帧被标记有用于指示上行链路子帧的“U”，并且第I和6子帧被标记有用于指示专用子帧204的“S”。
[0042]专用子帧204包括下行链路部分(DwPTS)、保护时段(GP)和上行链路部分(UpPTS)。DwPTS用于发送下行链路控制和数据信道，GP不是载波，并且UpPTS用于发送上行链路信号。因为专用子帧204具有小的上行链路区域，所有它用于PRACH和SRS传输而不是作为数据和控制信道。GP被配置为保证从下行链路传输切换为上行链路接收所必需的时间。
[0043][表 I]
[0044]
【权利要求】
1.一种基站的数据发送/接收方法，包括: 发送无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息； 将所述多个子帧当中的每个下行链路子帧划分为半静态区域和动态区域；以及 在所述半静态区域中发送控制信号并且在所述动态区域中接收上行链路数据或发送下行链路数据。
2.如权利要求1所述的数据发送/接收方法，其中，在所述半静态区域中发送控制信号并且在所述动态区域中接收上行链路数据或发送下行链路数据包括: 将所述下行链路子帧配置为多媒体广播单频网(MBSFN)子帧；以及 发送该配置信息。
3.如权利要求1所述的数据发送/接收方法，其中，在所述半静态区域中发送控制信号并且在所述动态区域中接收上行链路数据或发送下行链路数据包括:在所述动态区域中通过参考在第5和第11码元的上行链路参考信号来接收所述上行链路数据。
4.如权利要求1所述的数据发送/接收方法，其中，所述控制信号包括用于所述动态区域中的上行链路或下行链路数据的信道分配信息、或用于与所述多个子帧当中的所述下行链路子帧链接的上行链路子帧中的上行链路数据的信道分配信息。
5.一种终端的数据发送/接收方法，包括: 接收无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息； 区分所述多个子帧当中每个下行链路子帧的半静态区域和动态区域；以及 在所述半静态区域中接收控制信号并且在所述动态区域中发送上行链路数据或接收下行链路数据。
6.如权利要求5所述的数据发送/接收方法，其中，在所述半静态区域中接收控制信号并且在所述动态区域中发送上行链路数据或接收下行链路数据包括:在所述动态区域中通过参考在第5和第11码元的上行链路参考信号来发送上行链路数据。
7.如权利要求5所述的数据发送/接收方法，其中，在所述半静态区域中接收控制信号并且在所述动态区域中发送上行链路数据或接收下行链路数据包括:接收关于被配置为多媒体广播单频网(MBSFN)子帧的下行链路子帧的信息。
8.如权利要求5所述的数据发送/接收方法，其中，所述控制信号包括用于所述动态区域中的上行链路或下行链路数据的信道分配信息、或用于与所述多个子帧当中的所述下行链路子帧链接的上行链路子帧中的上行链路数据的信道分配信息。
9.一种基站的数据发送/接收装置，包括: 控制器，控制发送无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息，并且将所述多个子帧当中的每个下行链路子帧划分成半静态区域和动态区域；以及 通信单元，在所述控制器的控制下在所述半静态区域中发送控制信号，并且在所述动态区域接收上行链路数据或发送下行链路数据。
10.如权利要求9所述的数据发送/接收装置，其中，所述控制器控制将所述下行链路子帧配置为多媒体广播单频网(MBSFN)子帧，并且发送配置信息。
11.如权利要求9所述的数据发送/接收装置，其中，所述控制信号包括用于所述动态区域中的上行链路或下行链路数据的信道分配信息、或用于与所述多个子帧当中的所述下行链路子帧链接的上行链路子帧中的上行链路数据的信道分配信息。
12.—种终端的数据发送/接收装置，包括: 控制器，控制接收无线帧中在时间轴划分的多个子帧的配置信息，并且区分所述多个子帧当中的每个下行链路子帧的半静态区域和动态区域；以及 通信单元，在所述控制器的控制下在所述半静态区域中接收控制信号，并且在所述动态区域中发送上行链路数据或接收下行链路数据。
13.如权利要求12所述的数据发送/接收装置，其中，所述控制器控制在所述动态区域中通过参考在第5和第11码元的上行链路参考信号来发送所述上行链路数据。
14.如权利要求12所述的数据发送/接收装置，其中，所述控制器控制接收关于被配置为多媒体广播单频网(MBSFN)子帧的所述下行链路子帧的信息。
15.如权利要求12所述的数据发送/接收装置，其中，所述控制信号包括用于所述动态区域中的上行链路或下行链路数据的信道分配信息、或用于与所述多个子帧当中的所述下行链路子帧链接的上行链路子帧 中的上行链路数据的信道分配信息。
【文档编号】H04B7/26GK103748816SQ201280025405
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2011年5月23日
【发明者】池衡柱, 赵俊暎, 崔承勋, 金泳范 申请人:三星电子株式会社