CN1960209A - 频分双工模式下的通信方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供频分双工模式下的通信方法及设备，使用本发明预先设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带；承载所述下行信号和上行信号的无线信道包括若干个无线帧，每个无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述基站在所述常规时隙内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙以第二频带发送上行信号。当将本发明用于半双工频分双工模式时，需要将所述常规时隙划分为第一时间段和第二时间段，使移动台在所述常规时隙的第一时间段内以第二频带发送上行信号，在所述第二时间段内接收所述下行信号。通过本发明实现了将TDD***扩展应用于FDD模式工作。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信***的通信技术，具体涉及频分双工模式下的通信方法及设备。
背景技术
在无线通信的频谱分配和应用中，既存在适于FDD(Frequency DivisionDuplexing，频分双工)应用的成对频谱，也存在适于TDD(Time DivisionDuplexing，时分双工)应用的非成对频谱。
上行信号在一个频率上传输而下行信号在另一个频率上传输的通信模式称为FDD模式；上行信号在一个时隙或时段上传输而下行信号在另一个不同的时隙或时段上传输的通信模式称为TDD模式。在未来的无线通信***中，两种双工方式都将会得到相应的发展和应用。
TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCDMA时分同步码分多址)***是一个应用于TDD模式的第三代蜂窝移动通信***。目前，TD-SCDMA***及其技术仅应用于时分双工模式，而WCDMA***及其技术只在频分双工模式下应用。从空中接口来看，3GPP的TDD和FDD是在技术和标准上都有较大差别的两个***。人们希望设备制造商或者服务提供商将一个无线通信***的技术和设计可以应用于在多种双工方式工作，从而为不同的市场、地理区域或客户类型提供服务，以便降低设备成本、简化应用。因此如果能将TD-SCDMA***进行扩展，使之也可以应用于FDD模式下工作，将会提供一个适用于各种频谱分配情况的统一的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：提供一种频分双工模式下的通信方法及设备，能够使目前的TD-SCDMA***在FDD模式下工作。
为解决上述技术问题，本发明提供一种频分双工模式下的通信方法，所述频分双工模式为全双工频分双工模式，首先设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带；承载所述下行信号和上行信号的无线信道包括若干个无线帧，每个无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述基站在所述常规时隙内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙以第二频带发送上行信号。
其中，所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
其中，所述基站在所述特殊时隙发送下行信号或在所述特殊时隙内不发送信号；所述移动台在所述特殊时隙发送上行信号或在所述特殊时隙内不发送信号。
本发明还提供一种基站，所述基站工作于全双工频分双工模式，所述基站包括发射机，用于在第一频带向所述移动台发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述控制器控制所述发射机在所述常规时隙发射下行信号，以及所述接收机在常规时隙接收上行信号。
其中，所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
其中，所述控制器控制所述发射机在所述特殊时隙发送下行信号或在该特殊时隙不发送信号。
本发明还提供一种移动台，所述移动台工作于全双工频分双工模式，所述移动台包括接收机，用于在第一频带接收所述基站发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述控制器控制所述发射机在所述常规时隙发射上行信号，以及所述第一接收机在常规时隙接收下行信号。
其中，所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
其中，所述控制器控制所述发射机在所述特殊时隙发送上行信号或在该特殊时隙不发送信号。
本发明还提供一种频分双工模式下的通信方法，所述频分双工模式为半双工频分双工模式，预先设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带；承载所述下行信号和上行信号的无线信道包括若干个无线帧，每个无线帧包括常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段，且所述第一时间段与第二时间段在时域上隔离；所述基站在所述常规时隙的第一时间段和第二时间段内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙的第一时间段内以第二频带发送上行信号，在所述第二时间段内接收所述下行信号。
其中，所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
其中，所述基站在所述特殊时隙发送下行信号或在所述特殊时隙内不发送信号；所述移动台在所述特殊时隙发送上行信号或在该特殊时隙不发送信号。
本发明还提供一种基站，所述基站工作于半双工频分双工模式，其特征在于，所述基站包括发射机，用于在第一频带向所述移动台发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段；所述控制器控制所述发射机在所述第一时间段将下行信号发射至第一移动台，在所述第二时间段将所述下行信号发射至第二移动台；以及所述接收机在第一时间段接收所述第二移动台的上行信号，第二时间段接收所述第一移动台的上行信号。
本发明还提供一种移动台，所述移动台工作于半双工频分双工模式，其特征在于，所述移动台包括接收机，用于在第一频带接收所述基站发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段；所述控制器控制所述发射机在所述第一时间段发射上行信号，以及所述接收机在所述第二时间段接收下行信号；或所述控制器控制所述发射机在所述第二时间段发射上行信号，以及所述接收机在所述第一时间段接收下行信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带，使得基站和移动台在不同频率的载波上收发信号，实现FDD工作模式，同时，控制基站和移动台在无线信道的无线帧的常规时隙内收发信号，保持TD-SCDMA目前的帧结构，从而使目前的TD-SCDMA***能够工作于FDD模式。并且，由于TD-SCDMA***技术和设计可以应用于在FDD和TDD两种双工方式工作，从而降低成本、简化应用。
进一步，本发明还提供了半双工FDD模式下的通信方法，把***的常规时隙按照时间划分为两个时间段，在不同的时间段进行收发，从而使TD-SCDMA***适用于FDD模式的各种情况，增加本发明的通用性。
附图说明
图1是全双工FDD模式下的通信方法；
图2是半双工FDD模式下的通信方法；
图3是TD-SCDMA***物理信道的时间帧的结构图；
图4是TD-SCDMA***中时间帧的子帧的结构图；
图5是本发明中全双工FDD模式的下行信道的帧结构；
图6是本发明中全双工FDD模式的上行信道的帧结构；
图7是本发明中半双工FDD模式的移动台侧下行信道的帧结构；
图8是本发明中半双工FDD模式的移动台侧上行信道的帧结构。
具体实施方式
本发明提供频分双工模式下的通信方法及设备，将TD-SCDMA***扩展应用于FDD模式。
本发明首先提供全双工FDD模式下的通信方法，图1为流程图。为了实现FDD模式通信，需要预先设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带(S1)；目前使用FDD模式工作的WCDMA将每10ms划分为一个时间帧，并且每个时间帧包括等长的15个时隙，该帧结构与TD-SCDMA***具有较大差别，解决TD-SCDMA***扩展到FDD模式下工作，最重要的是解决TD-SCDMA的时间帧结构如何应用于FDD模式的问题，为了使目前的TD-SCDMA***能够应用FDD模式，本发明将承载上行信号和下行信号的无线信道的无线帧结构按照TD-SCDMA的帧结构安排时隙，并且所述时隙包括常规时隙和特殊时隙(S2)；所述基站在所述常规时隙内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙以第二频带发送上行信号(S3)。为了保持和现有的TD-SCDMA***帧结构一致，所述基站在所述特殊时隙发送下行信号，另外，由于对于FDD模式下工作的***无需发送导频信号，因此在所述特殊时隙内也可以不发送信号；同样，对于所述移动台在所述特殊时隙可以发送上行信号，也在所述特殊时隙内不发送信号。
与上述通信方法对应的设备，本发明首先提供使用该FDD模式进行通信的基站，所述基站工作于FDD全双工模式，所述基站包括发射机，用于在第一频带向所述移动台发射下行信号，接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧按照TD-SCDMA的帧结构安排时隙，并且所述时隙包括7个常规时隙和3个特殊时隙；所述控制器控制所述发射机在所述常规时隙发射下行信号，以及所述接收机在常规时隙接收上行信号。所述控制器控制所述发射机在所述特殊时隙发送下行信号或在该特殊时隙不发送信号。
与上述通信方法对应的设备，本发明还提供在该FDD模式下通信的移动台，所述移动台工作于FDD全双工模式，所述移动台包括接收机，用于在第一频带接收所述基站发射下行信号，接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧按照TD-SCDMA的帧结构安排时隙，并且所述时隙包括7个常规时隙和3个特殊时隙；所述控制器控制所述发射机在所述常规时隙发射上行信号，以及所述第一接收机在常规时隙接收下行信号。所述控制器控制所述发射机在所述特殊时隙发送上行信号或在该特殊时隙不发送信号。
进一步，由于FDD模式包括半双工FDD，本发明提供的TD-SCDMA***在半双工FDD模式下的通信方法，如图2所示，同样需要首先设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带(S1)；承载无线信号的无线信道包括若干个无线帧，所述无线帧包括7个常规时隙和3个特殊时隙(S2)，与全双工FDD不同，由于对于移动台，仅在一个时间段内接收信号或者发送信号，因此需要将所述常规时隙划分为第一时间段和第二时间段，且所述第一时间段与第二时间段在时域上隔离(S3)；所述基站在所述常规时隙的第一时间段和第二时间段内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙的第一时间段内以第二频带发送上行信号，在所述第二时间段内接收所述下行信号(S4)。所述基站在所述特殊时隙发送下行信号或在所述特殊时隙内不发送信号；所述移动台在所述特殊时隙发送上行信号或在该特殊时隙不发送信号。
与工作于半双工FDD的通信方法相对应，本发明在半双工FDD模式时的基站，包括发射机，用于在第一频带向所述移动台发射下行信号，接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；以及控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段；所述控制器控制所述发射机在所述第一时间段将下行信号发射至第一移动台，在所述第二时间段将所述下行信号发射至第二移动台；以及所述接收机在第一时间段接收所述第二移动台的上行信号，第二时间段接收所述第一移动台的上行信号。
而接收所述基站发送的下行信号的移动台，包括接收机，用于在第一频带接收所述基站发射下行信号，接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括7个常规时隙和3个特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段；所述控制器控制所述发射机在所述第一时间段发射上行信号，以及所述接收机在所述第二时间段接收下行信号；或所述控制器控制所述发射机在所述第二时间段发射上行信号，以及所述接收机在所述第一时间段接收下行信号。
为了更好的理解本发明，以下阐述本发明中将TD-SCDMA***的帧结构用于FDD的具体实现过程。
图3为目前TD-SCDMA***物理信道的无线帧结构。TD-SCDMA物理层信道的帧结构分为3层：无线帧Radio Frame、子帧Sub-Frame和时隙TimeSlot(或称为突发信号Burst)。每个无线帧长10ms，分为两个5ms的子帧。图4为TD-SCDMA某个子帧的结构图。每个子帧由七个常规时隙TS0-TS6，每个时隙长度为675μs和三个特殊时隙：下行导频时隙(DwPTS)、上行导频时隙(UpPTS)和保护时隙(GP)构成。
在七个常规时隙中，上行时隙和下行时隙之间由转换点(SP，SwitchingPoint)分开，在TD-SCDMA***中，每个5ms的子帧有两个转换点(UL到DL和DL到UL)。
针对TD-SCDMA***或采用类似帧结构的时分双工***，本发明将原有在时分双工模式下应用的帧结构用于频分双工模式。
对于全双工FDD模式的应用，其下行信道的帧结构如图5所示。其中DT表示FDD下行信道的特殊时隙，即目前TD-SCDMA***帧结构的特殊时隙保持一致，在该时隙内可以包括下行导频时隙，也可以不发送信号。对于全双工FDD方式的应用，其上行信道的帧结构如图6所示。其中UT表示FDD上行信道的特殊时隙，同样可以包括上行导频时隙，也可以不发送信号。
针对TD-SCDMA***FDD模式的应用，还可以工作在半双工FDD模式，所述的半双工FDD模式，是指上行信号和下行信号不仅在频率上不同，而且在时间上互不重叠。也可以看成是时间和频率都进行分离的双工方式；在半双工FDD模式下，可以把***设置为两组半双工的子***工作：把FDD的常规时隙的资源分为两组，每一组内上行和下行的常规时隙在时间上互不重叠，即本发明所述的分为第一时间段和第二时间段；对于半双工FDD方式的应用，由于基站对应多个移动台，因此需要在所有常规时隙内发送下行信号，因此，从基站一侧看，其上下行信道的帧结构与全双工时的帧结构相同，可以参见5和图6。
而对于移动台来说，由于采用半双工FDD模式，因此对于一个移动台，仅在某个时间段内接收基站发送的信号，在另一个时间段内向基站发送信号，因此对于半双工FDD方式的应用，从终端一侧看，可以分为两组，可以选择按照图7所示的上下行信道的帧结构进行信号传输，也可以按照图8所示的上下行信道的帧结构进行信号传输。值得指出的是，图7和图8所示的上行信道和下行信道的时隙均匀分配，本发明同样适用于上下行信道的时隙分配不均匀的情况。
本发明对于FDD模式下的通信方法时的无线帧结构不限于现有的TD-SCDMA***，同样可以适用于TD-SCDMA的演进***或采用与TD-SCDMA类似帧结构的***。
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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1、一种频分双工模式下的通信方法，所述频分双工模式为全双工频分双工模式，其特征在于，包括步骤：设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带；承载所述下行信号和上行信号的无线信道包括若干个无线帧，每个无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述基站在所述常规时隙内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙以第二频带发送上行信号。
2、根据权利要求1所述的频分双工模式下的通信方法，其特征在于：所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
3、根据权利要求2所述的频分双工模式下的通信方法，其特征在于，所述基站在所述特殊时隙发送下行信号或在所述特殊时隙内不发送信号；所述移动台在所述特殊时隙发送上行信号或在所述特殊时隙内不发送信号。
4、一种基站，所述基站工作于全双工频分双工模式，其特征在于，所述基站包括发射机，用于在第一频带向所述移动台发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述控制器控制所述发射机在所述常规时隙发射下行信号，以及所述接收机在常规时隙接收上行信号。
5、根据权利要求4所述的基站，其特征在于：所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
6、根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述控制器控制所述发射机在所述特殊时隙发送下行信号或在该特殊时隙不发送信号。
7、一种移动台，所述移动台工作于全双工频分双工模式，其特征在于，所述移动台包括接收机，用于在第一频带接收所述基站发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙；所述控制器控制所述发射机在所述常规时隙发射上行信号，以及所述第一接收机在常规时隙接收下行信号。
8、根据权利要求7所述的移动台，其特征在于：所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
9、根据权利要求8所述的移动台，其特征在于：所述控制器控制所述发射机在所述特殊时隙发送上行信号或在该特殊时隙不发送信号。
10、一种频分双工模式下的通信方法，所述频分双工模式为半双工频分双工模式，其特征在于，包括步骤：设置基站发送下行信号的第一频带以及移动台发送上行信号的第二频带；承载所述下行信号和上行信号的无线信道包括若干个无线帧，每个无线帧包括常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段，且所述第一时间段与第二时间段在时域上隔离；所述基站在所述常规时隙的第一时间段和第二时间段内以第一频带发送下行信号；所述移动台在所述常规时隙的第一时间段内以第二频带发送上行信号，在所述第二时间段内接收所述下行信号。
11、根据权利要求10所述的频分双工模式下的通信方法，其特征在于，所述无线帧包括七个常规时隙和三个特殊时隙，所述特殊时隙包括下行导频时隙、上行导频时隙和保护时隙。
12、根据权利要求11所述的频分双工模式下的通信方法，其特征在于，所述基站在所述特殊时隙发送下行信号或在所述特殊时隙内不发送信号；所述移动台在所述特殊时隙发送上行信号或在该特殊时隙不发送信号。
13、一种基站，所述基站工作于半双工频分双工模式，其特征在于，所述基站包括发射机，用于在第一频带向所述移动台发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段；所述控制器控制所述发射机在所述第一时间段将下行信号发射至第一移动台，在所述第二时间段将所述下行信号发射至第二移动台；以及所述接收机在第一时间段接收所述第二移动台的上行信号，第二时间段接收所述第一移动台的上行信号。
14、一种移动台，所述移动台工作于半双工频分双工模式，其特征在于，所述移动台包括接收机，用于在第一频带接收所述基站发射下行信号，
接收机，用于在第二频段接收所述移动台发射的上行信号；
控制器，连接所述发射机和所述接收机，所述控制器根据无线帧运行，所述无线帧包括常规时隙和特殊时隙，所述常规时隙包括第一时间段和第二时间段；所述控制器控制所述发射机在所述第一时间段发射上行信号，以及所述接收机在所述第二时间段接收下行信号；或所述控制器控制所述发射机在所述第二时间段发射上行信号，以及所述接收机在所述第一时间段接收下行信号。
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