一種通信方法

2023-06-09 13:05:06

一種通信方法
【專利摘要】為了有效並且可靠地利用TD-SCDMA網絡的頻譜空洞，本發明提出了一種通信方法，該方法包括如下步驟：i.檢測第二類型網絡，如TD-SCDMA網絡的通信時隙，判斷其中是否存在來自第二類型網絡的用戶設備的上行信號；ii.當判斷第二類型網絡的通信時隙中不存在上行信號時，確定第一類型網絡，例如TD-LTE網絡能夠使用該第二類型網絡的頻譜資源；否則，確定本第一類型網絡不使用該第二類型網絡的頻譜資源。本發明合理地檢測到第二類型網絡的頻譜空洞，並加以合理利用，提高了頻譜利用率，並且也可靠地保護了第二類型網絡的通信。
【專利說明】一種通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信，尤其涉及一個無線網絡使用另一個無線網絡的頻譜資源。【背景技術】
[0002]隨著無線網絡的迅猛發展，無線頻譜變得越來越稀缺。所以，在無線網絡設計中，對有限的無線資源進行良好的利用成為了一個最為重要的目標，因為這樣能夠最大化頻譜效率和運營商的利潤。在蜂窩網絡中，存在兩種主要方式來提高頻譜效率。其中一種方式是使用增強的無線傳輸技術，例如使用有效的調製和編碼方式，使用多天線技術或幹擾消除技術以增加鏈路容量。另一種方式是部署小蜂窩，例如femto小區，它的覆蓋範圍較小，以縮短基站和用戶設備之間的距離。由於小蜂窩的傳輸功率比宏蜂窩更小，它們能夠以很高的密度而部署以提供熱點地區的寬帶無線接入。由於部署比較靈活，所以小蜂窩已經成為傳統蜂窩網絡的最重要的演進途徑之一。
[0003]世界範圍內已經開始部署LTE (長期演進)網絡，在較近的未來，LTE網絡是最有前景的蜂窩網絡。但是，LTE網絡在工作頻譜上的短缺已經成為了影響LTE廣泛部署的瓶頸之一。而相對於FDD-LTE(頻分復用LTE)，TD-LTE(時分LTE)所受的影響更為嚴重。無線通信產業界正在探索為TD-LTE鋪平道路的有效方法。
[0004]為了提高TD-LTE的頻率使用效率，考慮到TD-SCDMA (時分同步碼分多址)網絡中存在未被有效利用的頻譜，業內提出TD-LTE對TD-SCDMA網絡所佔用的頻譜進行利用。
[0005]業內有這樣的技術方案=TD-LTE小蜂窩檢測TD-SCDMA網絡中的下行信號，如果沒有檢測到TD-SCDMA的下行信號傳輸，那麼TD-LTE小蜂窩可以在TD-SCDMA網絡的頻帶上運作；否則，TD-LTE小蜂窩不能使用TD-SCDMA網絡的該頻帶。

【發明內容】

[0006]在現有技術的缺點在於:會限制TD-LTE小蜂窩的部署和運作。這是因為:在目前，TD-SCDMA網絡中未被有效利用的頻譜大多是來自於在某些地區中的業務負載較低或用戶設備較少，而不是由於這些地區TD-SCDMA網絡的覆蓋範圍有限。相反，TD-SCDMA網絡的覆蓋範圍相當大，所以TD-SCDMA網絡的下行信號通常在頻域上遍布整個頻帶並且在它所覆蓋的整個區域中都能夠檢測到。因而，在該TD-SCDMA網絡的下行信號是發送給遠離TD-LTE小蜂窩的TD-SCDMA用戶設備的情況下，基於現有方案，TD-LTE小蜂窩不能利用該頻帶；但是很明顯，如果TD-LTE小蜂窩利用了該頻帶，並不會對TD-SCDMA用戶設備造成幹擾。基於現有方案，TD-LTE小蜂窩只能部署在遠離TD-SCDMA覆蓋範圍的邊遠地區，例如郊區或者農村。反過來，在這些邊遠地區並沒有多少通信量，TD-LTE小蜂窩的效率很低。可見，現有的方案並沒有優化TD-LTE小蜂窩對TD-SCDMA網絡頻帶的利用，不能滿足城市熱點區域的寬帶接入需求。
[0007]本發明的構思在於，通過探測附近是否存在TD-SCDMA的用戶設備的上行信號，來判斷是否處於TD-SCDMA的頻譜空洞中。一方面，如果附近沒有TD-SCDMA的基站，那麼自然也不會存在TD-SCDMA的用戶設備的上行信號，TD-SCDMA的頻譜可以被TD-LTE系統所使用；另一方面，即使附近存在TD-SCDMA的基站，那麼在沒有檢測到TD-SCDMA的用戶設備的上行信號的情況下，附近不存在TD-SCDMA的用戶設備，那麼TD-LTE網絡利用TD-SCDMA的頻譜也不會對TD-SCDMA的通信造成幹擾。
[0008]根據本發明的一個方面，提供了一種在第一類型網絡中的通信方法，其中，該方法包括如下步驟:1.檢測第二類型網絡的通信時隙，判斷其中是否存在來自第二類型網絡的用戶設備的上行信號當判斷第二類型網絡的通信時隙中不存在上行信號時，確定本第一類型網絡能夠使用該第二類型網絡的頻譜資源；否則，確定本第一類型網絡不使用該第二類型網絡的頻譜資源。
[0009]該方面中，第一類型網絡能夠更加合理地檢測到第二類型網絡的頻譜空洞，並加以合理利用，提高了頻譜利用率。
[0010]根據一個優選的實施方式，所述步驟i包括:
[0011]-檢測第二類型網絡的上行時隙，判斷其中是否存在來自用戶設備的給定碼序列，和/或上行數據；
[0012]所述步驟ii包括:
[0013]-當判斷第二類型網絡的上行時隙中不存該碼序列和/或上行數據時，確定本第一類型網絡能夠使用該第二類型網絡的頻譜資源。
[0014]該實施方式的優點在於，通過上行時隙中與數據通信相關的碼序列和上行數據來檢測附近的用戶設備，這樣能夠檢測出該無線環境內正在進行通信的第二類型網絡，準確地避免佔用第二類型網絡的頻譜資源。
[0015]根據另一個優選的 實施方式，所述步驟i包括:
[0016]-監聽第二類型網絡的特殊時隙，判斷其中是否存在來自用戶設備的上行同步信號;
[0017]所述步驟ii包括:
[0018]-當判斷第二類型網絡的特殊時隙中存在該上行同步信號時:
[0019]?確定本第一類型網絡不使用該第二類型網絡的頻譜資源；
[0020]如果本第一類型網絡正在使用第二類型網絡的頻譜資源，將該頻譜資源釋放。
[0021]該實施方式的優點在於，通過用戶設備接入第二類型網絡時所發送的上行同步信號來檢測附近的用戶設備，這樣能夠預判出即將在第二類型網絡中進行通信的用戶設備，從而準確地避免佔用第二類型網絡的頻譜資源。
[0022]根據一個優選的實施方式，所述步驟i以一定時間間隔重複地監聽第二類型網絡的特殊時隙。
[0023]由於用戶設備常常處於變化狀態，例如剛剛開機或剛剛移動進入該區域，所以重複地監聽該特殊時隙能夠實時地捕捉到剛剛出現的用戶設備，準確地避免佔用第二類型網絡的頻譜資源。
[0024]根據一個優選的實施方式，該方法在第一類型網絡的基站中執行。附加地或替代地，該方法也可以在第一類型網絡的用戶設備中執行。
[0025]潛在的第二類型網絡的用戶設備可能距離第一類型網絡的基站較近，也有可能距離第一類型網絡的用戶設備較近，本實施方式能夠檢測到處於不同位置的第二類型網絡的用戶設備，能夠可靠地保護第二類型網絡的通信。
[0026]根據一個優選的實施方式，該方法還包括步驟:使本第一類型網絡的幀與第二類型網絡的幀同步。
[0027]該實施方式的優點在於，使得兩個類型網絡的幀具有一致的幀間定時，便於管理幀中的子幀，便於確定第一網絡的幀結構設計。
[0028]根據一個優選的實施方式，該方法還包括步驟:將本第一類型網絡的幀中的給定子幀設定為不使用，其中，該給定子幀與第二類型網絡的幀中用於承載控制信道的時隙至少部分重疊。
[0029]該實施方式的優點在於，在第二類型網絡的控制信道發送的時間不進行任何通信，從而保護了該控制信道，避免對第二類型網絡造成幹擾。
[0030]根據一個優選的實施方式，該方法還包括如下步驟:當該基站與第二類型網絡的基站相距大於第一距離時，自由地使用該第二類型網絡的頻譜資源；當該基站與該第二類型網絡的基站相距小於第二距離時，不使用該第二類型網絡的頻譜資源，其中，所述第一距離大於所述第二距離；當該基站與該第二類型網絡的基站相距在第一距離和第二距離之間時，執行該步驟i和步驟ii來 確定是否使用該第二類型網絡的頻譜資源。
[0031]該實施方式的優點在於，進一步從地理的角度考慮了頻譜空洞的分布，將第二類型網絡的覆蓋地區劃分為三個範圍，並根據不同範圍採取不同的頻譜利用方式，以在保證對第二類型網絡正常通信情況下，最大限度利用其空閒頻譜，比較合理。
[0032]根據一個進一步優選的實施方式，該方法還包括如下步驟:
[0033]-根據下述任一項來確定該基站與第二類型網絡的基站的距離:
[0034]?對來自第二類型網絡的基站的信號的測量；
[0035]?本第一類型網絡的基站和第二類型網絡的基站各自的地理位置信息。
[0036]該實施方式的優點在於，使得第一類型網絡的基站能夠自行確定與第二類型網絡的基站的距離，在第一類型網絡的基站具有一定變化性，例如移動性的情況下，該第一類型網絡的基站能夠實時地調整它對頻譜的利用方式，提高了本發明的靈活性。
[0037]根據一個優選的實施方式，所述第一類型網絡包括TD-LTE網絡，所述第二類型網絡包括TD-SCDMA網絡。
[0038]該優選的實施方式能夠有效地解決目前TD-SCDMA網絡存在大量頻譜空洞，頻譜未得到有效利用的技術問題，提高了頻譜的利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更加明顯:
[0040]圖1是根據本發明的一個優選實施方式、將TD-SCDMA覆蓋分為三個範圍的示意圖；
[0041]圖2示出了 TD-SCDMA的幀結構；
[0042]圖3示出了 TD-SCDMA的幀中的上行時隙的示意圖；
[0043]圖4示出了 TD-SCDMA的幀中的特殊時隙的示意圖；
[0044]圖5示出了根據本發明的實施方式、TD-LTE的幀相對於TD-SCDMA的幀進行幀同步和子幀置空的不意圖。
【具體實施方式】
[0045]根據本發明的一個基本的方面，提供了一種在第一類型網絡中的通信方法，其中，該方法包括如下步驟:
[0046]1.檢測第二類型網絡的通信時隙，判斷其中是否存在來自第二類型網絡的用戶設備的上行信號；
[0047]i1.當判斷第二類型網絡的通信時隙中不存在上行信號時，確定本第一類型網絡能夠使用該第二類型網絡的頻譜資源；否則，確定本第一類型網絡不使用該第二類型網絡的頻譜資源。
[0048]下面將分別描述本發明的幾個優選的實施方式:將TD-SCDMA覆蓋劃分為不同區域；將TD-LTE的幀與TD-SCDMA的幀對齊；在TD-LTE的幀中預留用於保護TD-SCDMA控制信道的置空子幀；以及最後，檢測TD-SCDMA的用戶設備的上行信號，並來確定是否使用TD-SCDMA的頻譜。
[0049]1.將TD-SCDMA覆蓋劃分為不同區域
[0050]如圖1所示，將TD-SCDMA網絡的覆蓋範圍按照與TD-SCDMA的基站的距離分為三個區域，從外到內依次是自由接入區域、條件接入區域、和禁止接入區域，其中的「接入」就是指能夠使用TD-SCDMA的頻譜資源。其中，帶有文字指示「TD-SCDMA BS」的虛線圖形代表TD-SCDMA的宏蜂窩基站(以下簡稱TD-SCDMA基站)，帶有文字指示「TD-SCDMA UE」的虛線圖形代表TD-SCDMA的用戶設備；不帶有文字指示的實線基站圖形代表TD-LTE的小蜂窩基站(以下簡稱TD-LTE基站)，不帶有文字指示的實線用戶設備圖形代表TD-LTE的用戶設備。
`[0051]當該TD-LTE基站與TD-SCDMA的基站相距大於第一距離時，例如處於圖中的自由接入區域時，TD-LTE基站能夠自由地使用該TD-SCDMA的頻譜資源，如圖中位於自由接入區域內的TD-LTE基站所示。
[0052]當該TD-LTE基站與該TD-SCDMA的基站相距小於第二距離時，例如處於圖中的禁止接入區域時，不使用該TD-SCDMA的頻譜資源，如圖中位於禁止接入區域內的TD-LTE基站以及所標的「X」所示。
[0053]當該TD-LTE基站與該TD-SCDMA的基站相距在第一距離和第二距離之間時，例如處於圖1中的條件接入區域時，應使用根據本發明的方法來判斷是否檢測到來自TD-SCDMA的用戶設備的上行信號，並判斷是否使用該TD-SCDMA的頻譜資源。
[0054]更加具體的，TD-LTE基站根據下述任一項來確定該基站與TD-SCDMA基站的距離:
[0055]?對來自TD-SCDMA的基站的信號的測量，該實施方式適合於TD-LTE基站可以移動的情況；並且，特別適合於TD-LTE基站無法獲得TD-SCDMA基站GPS信息的情形。
[0056]?本TD-LTE基站和TD-SCDMA的基站各自的地理位置信息，其中，本TD-LTE基站的地理位置可以通過GPS得到，TD-SCDMA的基站的地理位置信息可以由運營商所提供。該實施方式適合於TD-LTE基站可以獲得TD-SCDMA基站地理位置信息的情況。
[0057]替代地，在TD-LTE基站和TD-SCDMA基站都比較固定的情況下，TD-LTE基站可以直接被運營商根據兩者的距離配置為自由接入、條件接入、或禁止接入。[0058]如圖1中所示，在條件接入區域中左側的TD-LTE基站沒有檢測到TD-SCDMA的用戶設備的上行信號(它附近沒有TD-SCDMA的用戶設備)，因此它使用該TD-SCDMA的頻譜資源；而右側的TD-LTE基站檢測到了 TD-SCDMA的用戶設備的上行信號，所以它不使用該TD-SCDMA的頻譜資源，如所標的「X」所示。在判斷可以使用TD-SCDMA的頻譜資源時，TD-LTE網絡進一步進行下面的操作。
[0059]2.帔同步
[0060]TD-LTE網絡和TD-SCDMA網絡都是採用無線幀來進行時分復用，在兩個網絡的幀之間進行幀同步能夠獲得一個恆定的幀間定時，從而使幀的管理更加方便。
[0061]如圖2所示，TD-SCDMA的幀包含8個時隙，TS0-7,以及在TSO和TSl之間的特殊時隙，特殊時隙包括下行導頻時隙(DwPTS)，保護時間(GP)和上行導頻時隙(UpPTS)，一個TD-SCDMA幀的總時間長度是5ms。
[0062]如圖5所示，TD-LTE的幀包含兩個半幀，每個半幀含有5個子幀，單個半幀的總時間長度是5ms。在一個實施方式中，如圖5所示，幀同步是使TD-LTE的幀的O號子幀與TD-SCDMA的幀的時隙TSl在同一時間開始。
[0063]可以理解，還存在其他的同步方式。
[0064]在同步之後，可以進一步將TD-LTE的幀中與TD-SCDMA的控制信道在時間上重疊的子幀置空，以避免幹擾，如下面的操作所述。
[0065]3.TD-SCDMA的控制信道保護
[0066]在TD-SCDMA的5ms的幀中，TSO主要是用於承載控制信道的時隙。由於控制信道是系統中十分重要的一個信道，因此TD-LTE網絡應儘量避免對該信道產生幹擾。一個有效的解決辦法就是在該控制信道運作時，TD-LTE網絡保持靜默。因此，TD-LTE網絡將它的幀中與TD-SCDMA的TSO在時間上重疊的子幀置空，不供任何上下行使用。
[0067]在一個實施方式中，如圖5所示，幀同步是使TD-LTE的幀的O號子幀與TD-SCDMA的幀的時隙TSl在同一時間開始，那麼對於TD-LTE的7種時隙配置方式，被置空的子幀以及其他子幀如下表I中所示。
[0068]表I
[0069]
【權利要求】
1.一種在第一類型網絡中的通信方法，其中，該方法包括如下步驟: 1.檢測第二類型網絡的通信時隙，判斷其中是否存在來自第二類型網絡的用戶設備的上行信號； ?.當判斷第二類型網絡的通信時隙中不存在上行信號時，確定本第一類型網絡能夠使用該第二類型網絡的頻譜資源；否則，確定本第一類型網絡不使用該第二類型網絡的頻譜資源。
2.根據權利要求1所述的通信方法，其特徵在於，所述步驟i包括: -檢測第二類型網絡的上行時隙，判斷其中是否存在來自用戶設備的給定碼序列，和/或上行數據； 所述步驟ii包括: -當判斷第二類型網絡的上行時隙中不存該碼序列和/或上行數據時，確定本第一類型網絡能夠使用該第二類型網絡的頻譜資源。
3.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特徵在於，所述步驟i包括: -監聽第二類型網絡的特殊時隙，判斷其中是否存在來自用戶設備的上行同步信號； 所述步驟ii包括: -當判斷第二類型網絡的特殊時隙中存在該上行同步信號時: ?確定本第一類型網絡不使用該第二類型網絡的頻譜資源；` ?如果本第一類型網絡正在使用第二類型網絡的頻譜資源，將該頻譜資源釋放。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟i以一定時間間隔重複地監聽第二類型網絡的特殊時隙。
5.根據權利要求1中所述的方法，其特徵在於，該方法在第一類型網絡的基站中執行和/或在第一類型網絡的用戶設備中執行。
6.根據權利要求1所述的通信方法，其特徵在於，還包括步驟: -使本第一類型網絡的幀與第二類型網絡的幀同步。
7.根據權利要求1或6所述的通信方法，其特徵在於，還包括步驟: -將本第一類型網絡的幀中的給定子幀設定為不使用，其中，該給定子幀與第二類型網絡的幀中用於承載控制信道的時隙至少部分重疊。
8.根據權利要求5所述的通信方法，其特徵在於，還包括如下步驟: -當該基站與第二類型網絡的基站相距大於第一距離時，自由地使用該第二類型網絡的頻譜資源； -當該基站與該第二類型網絡的基站相距小於第二距離時，不使用該第二類型網絡的頻譜資源，其中，所述第一距離大於所述第二距離； -當該基站與該第二類型網絡的基站相距在第一距離和第二距離之間時，執行該步驟i和步驟ii來確定是否使用該第二類型網絡的頻譜資源。
9.根據權利要求8所述的通信方法，其特徵在於，還包括如下步驟: -根據下述任一項來確定該基站與第二類型網絡的基站的距離: 籲對來自第二類型網絡的基站的信號的測量； ?本第一類型網絡的基站和第二類型網絡的基站各自的地理位置信息。
10.根據權利要求1所述的通信方法，其特徵在於，所述第一類型網絡包括TD-LTE網絡，所述第二類型網絡包`括TD-SCDMA網絡。
【文檔編號】H04W16/14GK103796212SQ201210419153
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2012年10月26日
【發明者】徐斌陽, 張俊, 李棟 申請人:上海貝爾股份有限公司