信道映射和检测的方法和装置、基站以及用户设备与流程

本发明涉及移动通信领域，更具体地，本发明涉及一种时分双工(tdd)模式的信道映射方法和装置、使用该信道映射方法和装置的基站、时分双工(tdd)模式的用户设备中的信道检测方法和装置、以及使用该信道检测方法和装置的用户设备。

背景技术：

随着移动通信产业的发展以及对于移动数据业务需求的不断增长，人们对于移动通信的速率和服务质量(qos)的要求越来越高。当前，基于蜂窝的窄带物联网(narrowbandinternetofthings，nb-iot)成为万物互联网络的一个重要分支。nb-iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的频段，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

在基于lte网络系统的nb-iot场景中，不管是长期演进(lte)系统还是高级的长期演进系统(lte-a)，都是以正交频分复用(ofdm)技术为基础，在ofdm系统中主要是时频两维的数据形式。因此，需要在时频两维上将需要传输的信号向物理资源块(prb)及其中的子帧进行合理的映射，以实现对于信号的高效传输，避免资源冲突以及用户设备(ue)对于接收的信号的检测。

频分双工(fdd)和时分双工(tdd)是lte标准的两种不同的双工模式。在fdd模式下，存在两个独立的信道链路，一个用来向下传送信息，另一个用来向上传送信息。两个信道链路之间存在一个保护频段，以防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰。在tdd模式下，发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行的，彼此之间采用一定的保证时间予以分离。fdd由于上下行在不同频段同时进行，所以有着很强的数据传输能力，但是也对频谱资源的要求更高。而对于nb-iot这样的窄频带传输模式，tdd则将更好的满足。

目前，在nb-iot场景下的fdd模式的信道映射方案中，主同步信号(pss)映射在每帧(10ms)中的第六子帧(子帧#5，其中多个子帧中的第一子帧记为子帧#0)，辅同步信号(sss)映射在第十子帧(子帧#9)，并且物理广播信道(pbch)映射在第一子帧(子帧#0)上。对于tdd模式，如果考虑沿用fdd模式的信道映射方案，则由于tdd模式的配置0中子帧#9是上行链路，无法进行sss的发送。

因此，需要提供一种用于tdd模式的信道映射方法，其可以在fdd模式的主要信号序列设计的基础上，根据tdd模式的上行链路-下行链路配置，实现主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)等的合理映射，同时无需引入额外的开销。此外，还需要提供一种tdd模式的用户设备中的信道检测方法，其使得用户设备(ue)能够基于用于tdd模式的信道映射方案，准确地检测出实现主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)等，以完成小区搜索同步等过程。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种时分双工(tdd)模式的信道映射方法和装置、使用该信道映射方法和装置的基站、时分双工(tdd)模式的用户设备中的信道检测方法和装置、以及使用该信道检测方法和装置的用户设备。

根据本发明的一个实施例，提供了一种时分双工(tdd)模式的信道映射方法，包括：在第一载波频率上，将第一广播信道和第二广播信道交替映射到所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的每一帧包含的多个子帧中的第六子帧上，并且将第三广播信道映射到所述多个子帧中的第一子帧上；以及在第二载波频率上，每隔一帧将第一广播信道映射到所述第六子帧上。

此外，根据本发明的一个实施例的信道映射方法，其中所述第一载波频率和所述第二载波频率之间具有预定的频率偏移。

此外，根据本发明的一个实施例的信道映射方法，其中所述第一广播信道、所述第二广播信道和所述第三广播信道分别是主同步信道、辅同步信道和物理广播信道。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种时分双工(tdd)模式的信道映射装置，包括：第一映射单元，配置为在第一载波频率上，将第一广播信道和第二广播信道交替映射到所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的每一帧包含的多个子帧中的第六子帧上，并且将第三广播信道映射到所述多个子帧中的第一子帧上；以及第二映射单元，配置为在第二载波频率上，每隔一帧将第一广播信道映射到所述第六子帧上。

此外，根据本发明的另一个实施例的信道映射装置，其中所述第一载波频率和所述第二载波频率之间具有预定的频率偏移。

此外，根据本发明的另一个实施例的信道映射装置，其中所述第一广播信道、所述第二广播信道和所述第三广播信道分别是主同步信道、辅同步信道和物理广播信道。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种时分双工(tdd)模式的基站，包括如上所述的信道映射装置。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种时分双工(tdd)模式的用户设备中的信道检测方法，包括：以预定频宽扫描接收的所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的一帧，直到在特定载波频率检测到第一广播信道；在所述特定载波频率扫描接收的所述一帧的下一帧，其中在所述下一帧中检测到第二广播信道的情况下，所述特定载波频率为第一载波频率，在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到第三广播信道；在所述下一帧中未检测到所述第二广播信道的情况下，所述特定载波频率为第二载波频率，在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第二广播信道，并且在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第三广播信道。

此外，根据本发明的又一个实施例的信道检测方法，其中所述第一载波频率和所述第二载波频率之间具有预定的频率偏移。

此外，根据本发明的又一个实施例的信道检测方法，其中所述第一广播信道和所述第二广播信道交替处于所述第一载波频率的每一帧包含的多个子帧中的第六子帧，所述第三广播信道处于所述多个子帧中的第一子帧，并且所述第一广播信道每隔一帧处于所述第二载波频率的多个子帧中的第六子帧。

此外，根据本发明的又一个实施例的信道检测方法，其中所述第一广播信道、所述第二广播信道和所述第三广播信道分别是主同步信道、辅同步信道和物理广播信道。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种时分双工(tdd)模式的信道检测装置，包括：接收单元，配置为接收所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的信号帧；以及信道检测单元，配置为以预定频宽扫描接收的所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的一帧，直到在特定载波频率检测到第一广播信道；在所述特定载波频率扫描接收的所述一帧的下一帧，其中在所述下一帧中检测到第二广播信道的情况下，所述特定载波频率为第一载波频率，在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到第三广播信道；在所述下一帧中未检测到所述第二广播信道的情况下，所述特定载波频率为第二载波频率，在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第二广播信道，并且在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第三广播信道。

此外，根据本发明的再一个实施例的信道检测装置，其中所述第一载波频率和所述第二载波频率之间具有预定的频率偏移。

此外，根据本发明的再一个实施例的信道检测装置，其中所述第一广播信道和所述第二广播信道交替处于所述第一载波频率的每一帧包含的多个子帧中的第六子帧，所述第三广播信道处于所述多个子帧中的第一子帧，并且所述第一广播信道每隔一帧处于所述第二载波频率的多个子帧中的第六子帧。

此外，根据本发明的再一个实施例的信道检测装置，其中所述第一广播信道、所述第二广播信道和所述第三广播信道分别是主同步信道、辅同步信道和物理广播信道。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种时分双工(tdd)模式的用户设备，包括如上所述的信道检测装置。

根据本发明实施例的用于tdd模式的信道映射方法、装置和基站，其可以在fdd模式的主要信号序列设计的基础上，根据tdd模式的上行链路-下行链路配置，实现主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)等的合理映射，同时无需引入额外的开销。此外，根据本发明实施例的用于tdd模式的信道检测方法、装置和用户设备，其能够基于用于tdd模式的信道映射方案，准确地检测出实现主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)等，以完成小区搜索同步等过程。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是概述根据本发明实施例的通信系统的示意图。

图2是图示tdd模式的上行链路-下行链路配置的示意图。

图3是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法的流程图。

图4是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道映射的示意图。

图5是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道映射装置的框图。

图6是图示根据本发明实施例的tdd模式的基站的框图。

图7是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道检测方法的流程图。

图8是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道检测装置的框图。

图9是图示根据本发明实施例的tdd模式的用户设备的框图。

图10a和10b是图示fdd模式的信道检测时间与根据本发明实施例的tdd模式的信道检测时间的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

图1是概述根据本发明实施例的通信系统的示意图。如图1所示，根据本发明实施例的通信系统包括基站10和用户设备(ue)20。基站10和用户设备20在预定的通信信道上，执行基于预定协议的通信信号的收发。

本发明主要关注于基于lte网络系统的nb-iot场景。频分双工(fdd)和时分双工(tdd)是lte标准的两种不同的双工模式，其中tdd则将更好的满足nb-iot这样的窄频带传输模式。需要考虑tdd模式的上行链路-下行链路配置来进行nb-iot场景下的信道映射。

图2是图示tdd模式的上行链路-下行链路配置的示意图。

如图2所示，在tdd模式中，在上行链路-下行链路配置0到配置6中，完全的下行链路子帧是子帧#0和子帧#5，其分别用于pbch和pss的映射。此外，部分特殊子帧，即子帧#1和子帧#6中的下行导频时隙(dwpts)中不具有足够的下行链路ofdm符号。

为了解决上述问题，本发明基于tdd模式的上行链路-下行链路配置以及fdd模式的主要信号序列设计，提供了一种tdd模式的信道映射方案，其通过对于pss延长其时域上的周期，并且在频率上使其密度加倍以保持检测概率和检测时间，对于sss和pbch则在频率上保持密度。具体地，将参照附图详细描述使用利用该信道映射方案的信道映射方法和信道检测方法。

首先，将参照图3描述根据本发明的信道映射方法。根据本发明的实施例的信道映射方法包括以下步骤：

在步骤s301中，在第一载波频率上，将第一广播信道和第二广播信道交替映射到tdd模式的上行链路-下行链路配置的每一帧包含的多个子帧中的第六子帧上。在本发明的一个实施例中，第一广播信道和第二广播信道分别是主同步信号(pss)信道、辅同步信号(sss)信道，第六子帧即为子帧#5。也就是说，pss和sss交织映射到子帧#5。此后，处理进到步骤s302。

在步骤s302中，在第一载波频率上，将第三广播信道映射到所述多个子帧中的第一子帧上。在本发明的一个实施例中，第三广播信道是物理广播信道(pbch)。此后，处理进到步骤s303。

在步骤s303中，在第二载波频率上，每隔一帧将第一广播信道映射到所述第六子帧上。在本发明的一个实施例中，所述第一载波频率和所述第二载波频率之间具有预定的频率偏移，从而确保接收信号的用户设备(ue)能够成功进行信道检测。

进一步参照图4描述根据本发明实施例的tdd模式的信道映射。如图4所示，在第一载波频率a上，在子帧#5上交替映射pss和sss，并且在子帧#0上映射pbch。此外，在第二载波频率b上，每隔一帧在子帧#5上映射pss。第一载波频率a和第二载波频率b之间具有预定的频率偏移，例如，频宽的一半。

如此，在根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法中，在频域上来说，在第一载波频率a和第二载波频率b上映射pss，同时在时域上来说，每隔一帧映射pss，从而保持了pss的整体密度，以及相应的检测概率和检测时间。而对于sss和pbch则保持了其在频域和时域上的密度，并且相应地沿用了fdd模式下的信号序列设计。

此外，根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法不限于此。在替代性实施例中，可以将pss和sss交织映射到子帧#0，同时将pbch映射到子帧#5。如此配置的信道映射方法，虽然改变了fdd模式下的信号序列设计，但是同样实现了保持pss、sss和pbch的整体密度以及相应的检测概率和检测时间。

图5是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道映射装置的框图。如图5所示，根据本发明实施例的tdd模式的信道映射装置50包括第一映射单元501和第二映射单元502。

具体地，所述第一映射单元501配置为在第一载波频率上，将第一广播信道和第二广播信道交替映射到所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的每一帧包含的多个子帧中的第六子帧上，并且将第三广播信道映射到所述多个子帧中的第一子帧上。所述第二映射单元502配置为在第二载波频率上，每隔一帧将第一广播信道映射到所述第六子帧上。

图6是图示根据本发明实施例的tdd模式的基站的框图。如图6所示，根据本发明实施例的tdd模式的基站10包括上述参照图5描述的本发明实施例的tdd模式的信道映射装置50。基站10包括的信道映射装置50的各单元与上述参照图3的描述相同，在此将省略其重复描述。

此外，容易理解的是，根据本发明实施例的tdd模式的基站10当然还可以包括其他组件，图6中仅示出与本发明密切相关的组件。

在参照图3到图6描述了根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法以及使用该信道映射方法的信道映射装置和基站之后，以下将参照图7到图10b进一步描述对应于根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法的信道检测方法，以及使用该信道检测方法的信道检测装置和用户设备。

图7是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道检测方法的流程图。根据本发明的实施例的信道检测方法包括以下步骤：

在步骤s701中，以预定频宽扫描接收的所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的一帧，直到在特定载波频率检测到第一广播信道。如上所述，在本发明的一个实施例中，第一广播信道是主同步信号(pss)信道。对于pss的检测，例如可以是与本地序列做滑动相关，峰值的位置即是pss的位置。此后，处理进到步骤s702。

在步骤s702中，在所述特定载波频率扫描接收的所述一帧的下一帧。在本发明的一个实施例中，扫描接收的所述一帧的下一帧是用于进行第二广播信道的检测，即进行sss的检测。此后，处理进到步骤s703。

在步骤s703中，判断通过在所述特定载波频率扫描接收的所述一帧的下一帧，是否检测到第二广播信道。

如果在步骤s703中获得肯定结果，即在所述一帧的下一帧中检测到了sss，则处理进到步骤s704。

在步骤s704中，确定所述特定载波频率为第一载波频率，继续在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到第三广播信道。本发明的一个实施例中，第三广播信道是物理广播信道(pbch)。在检测完同步信号(pss和sss)之后，通过检测和解码pbch，以获取相关的系统信息。

相反地，如果在步骤s503中获得否定结果，即在所述一帧的下一帧中未能检测到sss，则处理进到步骤s705。

在步骤s705中，所述特定载波频率为第二载波频率，在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第二广播信道。本发明的一个实施例中，所述第二载波频率与所述第一载波频率具有如上参照图3和图4描述的预定的频率偏移。例如，如果在从0到nprb/2中的频率处检测到pss，但是在下一帧中未能检测到sss，则指示进一步在与该频率具有预定频率偏移的更高频率处检测相关的sss。如果在从nprb/2到nprb中的频率处检测到pss，但是在下一帧中未能检测到sss，则指示进一步在与该频率具有预定频率偏移的更低频率处检测相关的sss。此后，处理进到步骤s706。

在步骤s706中，继续在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到第三广播信道。

在接收的所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的一帧采用以上参照图3和图4描述的根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法的情况，通过图7描述的根据本发明实施例的tdd模式的信道检测方法检测到的pss和sss交替处于所述第一载波频率的每一帧包含的多个子帧中的子帧#5，pbch处于所述多个子帧中的子帧#0，并且pss还每隔一帧处于所述第二载波频率的多个子帧中的子帧#5。

图8是图示根据本发明实施例的tdd模式的信道检测装置的框图。如图8所示，根据本发明实施例的tdd模式的信道检测装置80包括接收单元801和信道检测单元802。

具体地，所述接收单元801配置为接收所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的信号帧。所述信道检测单元802配置为以预定频宽扫描接收的所述tdd模式的上行链路-下行链路配置的一帧，直到在特定载波频率检测到第一广播信道；在所述特定载波频率扫描接收的所述一帧的下一帧，其中在所述下一帧中检测到第二广播信道的情况下，所述特定载波频率为第一载波频率，在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到第三广播信道；在所述下一帧中未检测到所述第二广播信道的情况下，所述特定载波频率为第二载波频率，在第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第二广播信道，并且在所述第一载波频率扫描所述下一帧，以检测到所述第三广播信道。在本发明的一个实施例中，所述第一载波频率和所述第二载波频率之间具有预定的频率偏移。所述信道检测装置80检测到的pss和sss交替处于所述第一载波频率的每一帧包含的多个子帧中的子帧#5，pbch处于所述多个子帧中的子帧#0，并且pss还每隔一帧处于所述第二载波频率的多个子帧中的子帧#5。

图9是图示根据本发明实施例的tdd模式的用户设备的框图。如图9所示，根据本发明实施例的tdd模式的用户设备20包括上述参照图8描述的本发明实施例的tdd模式的信道检测装置80。用户设备20包括的信道检测装置80的各单元与上述参照图8的描述相同，在此将省略其重复描述。

此外，容易理解的是，根据本发明实施例的tdd模式的用户设备20当然还可以包括其他组件，图9中仅示出与本发明密切相关的组件。

图10a和10b是图示fdd模式的信道检测时间与根据本发明实施例的tdd模式的信道检测时间的示意图。

如图10a所示，在fdd模式下，执行信道检测所需的最大信道检测时间是10ms×100prb＝1000ms。

如图10b所示，在根据本发明实施例的tdd模式下，执行信道检测所需的最大信道检测时间是20ms×50prb＝1000ms。

也就是说，根据本发明实施例的tdd模式的信道映射方法和信道检测方法保持了与fdd模式相同的信道检测时间，没有引入任何额外的开销。容易理解的是，如图10b所示的检测时间仅为示例，而非限制。根据本发明实施例的tdd模式的信道检测方法可能存在不同的prb数目和检测时间。

以上，参照图1到图10b描述了根据本发明实施例的信道映射和检测的方法和装置、基站以及用户设备。根据本发明实施例的用于tdd模式的信道映射方法、装置和基站，其可以在fdd模式的主要信号序列设计的基础上，根据tdd模式的上行链路-下行链路配置，实现主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)等的合理映射，同时无需引入额外的开销。此外，根据本发明实施例的用于tdd模式的信道检测方法、装置和用户设备，其能够基于用于tdd模式的信道映射方案，准确地检测出实现主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)等，以完成小区搜索同步等过程。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。