CN101431366B - 时分双工***数据传输方法 - Google Patents

时分双工***数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及移动通信技术领域,公开一种时分双工***数据传输方法,包括步骤:扩展帧结构中特殊区域的时隙长度;在所述特殊区域的下行导频时隙的正交频分复用符号内传输数据。应用本发明所提供的方法,能够有效利用无线帧下行导频时隙中的信道资源,在传输主同步信道数据的同时,传输其它数据,提高数据传输效率。

Description

时分双工***数据传输方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,特别是一种时分双工***数据传输方法。
背景技术
伴随移动通信技术飞速发展,第三代移动通信(3G)技术已日渐成熟。3G技术应用码分多址(CDMA)方式,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩过程,以实现信息通信。其中,TD-SCDMA技术是三种国际CDMA标准技术中惟一采用时分双工(TDD)实现的CDMA标准,它支持上下行非对称业务传输,在频谱利用上具有较大的灵活性。TD-SCDMA采用智能天线、上行同步、联合检测和软件无线电等无线通信中的先进技术,使TD-SCDMA***具有较高性能的频谱利用率。
第三代合作伙伴计划(3GPP)为了保持CDMA技术长久的竞争力,启动了3G无线接口技术长期演进(Long Term Evolution,LTE)研究项目,包括降低时延、提高用户数据速率、改善***容量等内容。在TD-SCDMA的长期演进方案(LET TDD)中,其首选的帧结构为与TD-SCDMA***兼容的LTE***第二类帧结构,具体请参阅图1所示。第二类无线帧的帧长为10ms,每个无线帧分为两个5ms时长的半帧,每个半帧由7个业务时隙即图中的#0---#6,以及3个特殊时隙所组成,所述3个特殊时隙为下行导频(DwPTS)、保护间隔(GP)和上行导频(UpPTS)。每一个子帧定义一个业务时隙。其中,子帧0和下行导频时隙总是用于下行传输,而上行导频时隙和子帧1总是用于上行传输。
在所述第二类帧结构中,定义了两种码片长度(CP)的配置用于支持不同的应用场景:在单播业务或小范围覆盖应用的情况下,使用长度约为8.33us的短CP,每个子帧由9个正交频分复用(OFDM)符号构成;在多小区广播业务或大范围覆盖应用的情况下,使用长度约为17.71us的长CP,每个子帧由8个OFDM符号构成。
但是,在所述第二类帧结构中,主广播信道(P-BCH)、主同步信道(P-SCH)、辅同步信道(S-SCH)以及物理随机接入信道(PRACH)在子帧中的分布如图2所示,DwPTS部分除了占用一个正交频分复用(OFDM)符号承载主同步信道(P-SCH)外,其它资源空置,并不携带其它数据资源。这对于TD-SCDMA***来说在传输数据时浪费较大的信道资源,致使传输数据效率低下。
发明内容
本发明实施例提供一种时分双工***数据传输方法,以解决在时分双工***传输数据过程中下行导频时隙只能够传输主同步信道数据,信道资源浪费较大,数据传输效率低的问题。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种时分双工***数据传输方法,包括:
扩展帧结构中特殊区域的时隙长度;
在所述特殊区域的下行导频时隙的正交频分复用符号内传输数据。
优选地,所述正交频分复用符号内传输的数据具体为:
主同步信道数据、下行控制信道数据、业务数据及相关导频。
优选地,扩展帧结构中特殊区域的时隙长度具体为:
所述特殊区域的下行导频时隙向前扩展,占用原来子帧0最后一个正交频分复用符号。
优选地,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,第二个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据。
优选地,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第二个正交频分复用符号传输主同步信道数据。
优选地,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,下行控制信道数据及其导频数据也在所述第一个正交频分复用符号开始传输。
优选地,扩展帧结构中特殊区域的时隙长度具体为:
特殊区域向前扩展,占用原来子帧0的一个常规时隙。
优选地,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,第二个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据。
优选地,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第二个正交频分复用符号传输主同步信道数据。
优选地,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,下行控制信道数据及其导频数据也在所述第一个正交频分复用符号开始传输。
优选地,主广播信道数据在所述下行导频时隙中传输,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第七个正交频分复用符号传输主同步信道数据,主广播信道数据在所述下行导频时隙中传输。
优选地,主广播信道数据在所述下行导频时隙中传输,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第八个正交频分复用符号传输主同步信道数据。
与现有技术相比,本发明实施例改变了LET TDD帧结构,同时扩展了DwPTS时隙长度,使其能够除了携带P-SCH数据进行传输外,同时还能够携带其它资源数据进行传输,有效利用信道资源,提高数据传输效率。
附图说明
图1是现有LTE***第二类帧结构示意图;
图2是现有LTE***第二类帧结构数据传输资源分布示意图;
图3是本发明实施例的方法流程图;
图4是本发明实施例LTE TDD帧结构示意图;
图5是本发明实施例LTE TDD帧结构特殊区域结构示意图;
图6是本发明实施例上下行时隙比例结构示意图;
图7是本发明第一优选实施例第一种实现方式的数据传输资源结构示意图;
图8是本发明第一优选实施例第二种实现方式的数据传输资源结构示意图;
图9是本发明第一优选实施例第三种实现方式的数据传输资源结构示意图;
图10是本发明第二优选实施例上下行时隙比例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作详细的说明。请参阅图3所示为本发明所提供的方法流程图,包括步骤:
步骤S301:扩展帧结构中特殊区域的时隙长度;
步骤S302:在所述特殊区域的下行导频时隙的正交频分复用符号内传输数据。
本发明的技术方案基于一种新的LTE TDD帧结构,具体请参阅图4所示。其中,每一帧的时长为10ms,并且划分为两个5ms的半帧。每个5ms半帧再进行分配,共划分为8个时长为0.5ms的常规时隙和1个时长为1ms的特殊区域。所述两个常规时隙配对组成一个子帧,所述特殊区域由DwPTS、UpPTS、GP三个时隙构成。
所述新的LTE TDD帧结构的特殊区域结构示意图请参阅图5所示,其中,DwPTS,UpPTS和GP的时长由高层命令灵活配置,可以根据不同需要在设置上进行改变,以保证不同上下行时隙比例的情况下均能够与TD-SCDMA***的兼容,并满足不同的信号覆盖需求。但无论所述DwPTS、UpPTS及GP三个时隙的时长如何变化,它们的时长总和,即所述特殊区域的时长是固定不变的,均为1ms。
在所述的特殊区域中,P-SCH在DwPTS时隙占用一个OFDM符号(OS,OFDM symbol)。在不同的上下行时隙比例的情况下,DwPTS会具有不同的OS数,最少为1个,最多为10个,请具体参阅图6所示,其中第一行为现有技术LET TDD第二类帧结构的情况下的上下行时隙比例示意图。其中6∶1为下行时隙与上行时隙的比例,在这种比例情况下,TS0、TS2-TS6均用于下行数据的传输,TS1用于上行数据的传输。而根据本发明技术方案所提供的LTE TDD帧结构中,所述下行数据的传输时隙共有4个子帧,而并不存在上行数据的传输时隙,即如图5中最后一行所示。在这种情况下,所述DwPTS中OS的个数为1,只是用于传输P-SCH,不能够传输其它的数据。
对于DwPTS来说,由于存在P-SCH,如果***带宽仅为1.25MHz,并且只存在一个OS的情况下,DwPTS就无法传送下行控制信令。即使在带宽较大的情况下,P-SCH的存在同样会影响到调度信道的位置。同时,由于导频符号的存在,也会影响到数据的解调。
因此,本发明所提供的技术方案通过设计至少在DwPTS中包括有2个OS,请参阅图6所示,在此时,即不能保证上下时隙比例为3∶4和6∶1时的兼容性,因为在这两种情况下,DwPTS中只包括1个OS,即不能够实现DwPTS中传送下行控制信令数据。
本发明所提供的技术方案通过扩展DwPTS资源,使所述DwPTS能够同时传输P-SCH、下行控制信令及导频符号,其具体的实现过程请参阅以下优选实施例。
根据上述的分析,若所述DwPTS只具有一个OFDM符号时,P-SCH与下行控制信道资源将产生冲突。在本发明所提供的第一优选实施例中,所述DwPTS借入原来子帧0的一个OFMD符号,保证了所述DwPTS至少包括2个OFDM符号,即可解决DwPTS承载P-SCH资源与下行链路控制信道(DL-CCH,downlink control channel)资源相冲突的问题。
所述DwPTS从原来的子帧(sub-frame)0借入一个OFDM符号后,则修改后的DwPTS相当于多出一个OFDM符号,等价于将主广播信道(P-BCH)、辅同步信道(S-SCH)和主同步信道(P-SCH)在DwPTS中的位置向后移动一个OFDM符号,即在图7所示的借用的符号中,用来实现P-SCH,而S-SCH在新的子帧0中最后一个符号实现,P-SCH仍然在S-SCH之前实现,与修改前的实现顺序保持一致。在本优选实施例的情况下,可以通过不同的方式实现在DwPTS中传输P-SCH与DL-CCH及其相关导频。
方式一:请参阅图7所示,P-SCH在扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号传输,DL-CCH从第二个OFDM符号开始传输,其导频数据同样也从所述第二个OFDM符号开始传输;
方式二:请参阅图8所示,DL-CCH从扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号开始传输,其导频数据同样也从所述第二个OFDM符号开始传输,P-SCH在第二个OFDM符号传输;
方式三:请参阅图9所示,P-SCH从扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号开始传输,DL-CCH同样也在所述第一个OFDM符号开始传输,但在资源映射关系上,所述DL-CCH与P-SCH所占用的频域部分不重合。
应用上述本发明提供的第一优选实施例所述的三种方式,DwPTS借用原业子帧0的最后一个OFDM符号,从而保证其自身至少包括2个OFDM符号,因此所述DwPTS不仅能够传输P-SCH数据,还能够传输DL-CCH数据及其导频数据,充分利用DwPTS资源,从而提高时分双工***数据传输效率。
本发明提供的第二优选实施例具体请参阅图10所示,在本优选实施例中,所述新的LTE TDD帧结构的特殊区域向前扩展一个常规时隙,即0.5ms,则扩展后的特殊区域的时长变以1.5ms,而子帧0的时长变为0.5ms。即在图10中,用于传输下行数据的时隙与图6所比较,均减少一个常规时隙。这样,在保证时分双工***兼容的前提下,DwPTS的资源得到扩展,在短CP时,DwPTS的长度最小为8个OFDM符号。
在这种情况下,DwPTS可以很容易实现像普通下行数据传输时隙的传输方式实现下行数据的传输。其具体的实现方式具体如下:
方式一:P-SCH在扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号传输,DL-CCH从第二个OFDM符号开始传输,其导频数据同样也从所述第二个OFDM符号开始传输;
方式二:DL-CCH从扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号开始传输,其导频数据同样也从所述第二个OFDM符号开始传输,P-SCH在第二个OFDM符号传输;
方式三:P-SCH从扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号开始传输,DL-CCH同样也在所述第一个OFDM符号开始传输,但在资源映射关系上,所述DL-CCH与P-SCH所占用的频域部分不重合;
方式四:DL-CCH从扩展后DwPTS中的第一个OFDM符号开始传输,其导频数据同样也从所述第一个OFDM符号开始传输,在短CP的情况下,P-SCH在扩展后DwPTS的第8个OFDM符号传输,在长CP的情况下,P-SCH在扩展后DwPTS的第7个OFDM符号传输。同时,主广播信道(PBCH)的数据也在所述下行导频时隙中传输。
应用上述本发明提供的第二优选实施例所述的四种方式,所述新的LTETDD帧结构的特殊区域向前扩展一个常规时隙,使其自身的时长变为1.5ms,因此所述DwPTS不仅能够传输P-SCH数据,还能够传输DL-CCH数据及其导频数据,充分利用DwPTS资源,从而提高时分双工***数据传输效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种时分双工***数据传输方法,其特征在于,所述方法包括:
扩展帧结构中特殊区域的时隙长度,所述特殊区域由下行导频DwPTS、上行导频UpPTS和保护间隔GP三个时隙构成;
在所述特殊区域的下行导频时隙的正交频分复用符号内传输数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述正交频分复用符号内传输的数据具体为:
主同步信道数据、下行控制信道数据、业务数据及相关导频。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,扩展帧结构中特殊区域的时隙长度具体为:
所述特殊区域的下行导频时隙向前扩展,占用原来子帧0最后一个正交频分复用符号。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,第二个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第二个正交频分复用符号传输主同步信道数据。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,下行控制信道数据及其导频数据也在所述第一个正交频分复用符号开始传输。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,扩展帧结构中特殊区域的时隙长度具体为:
特殊区域向前扩展,占用原来子帧0的一个常规时隙。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,第二个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述下行导频时隙的第 一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第二个正交频分复用符号传输主同步信道数据。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号传输主同步信道数据,下行控制信道数据及其导频数据也在所述第一个正交频分复用符号开始传输。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,主广播信道数据在所述下行导频时隙中传输,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第七个正交频分复用符号传输主同步信道数据。
12.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,主广播信道数据在所述下行导频时隙中传输,在所述下行导频时隙的第一个正交频分复用符号开始传输下行控制信道数据及其导频数据,第八个正交频分复用符号传输主同步信道数据。 
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