時分雙工模式中的通信方法及其裝置的製作方法

2023-07-19 08:30:11 1

專利名稱：：時分雙工模式中的通信方法及其裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種無線通信方法及其裝置，特別是涉及一種時分雙工(TDD,TimeDivisionDuplex)模式中的通信方法及其裝置。
背景技術：
：在通信領域中，TDD通信模式是在無線信道中進行無線傳輸的一種模式，其通過在時域裡周期地重複時分多址(TDMA,TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess)幀結構而實現。在TDD模式下，數據發射和接收是分時進行的，即上下行信道可以時分復用，並且可以工作在沒有鏡像頻率的頻段上。參閱圖1,是現有技術在TR25.814(3rdGenerationPartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;PhysicallayeraspectsforevolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(UTRA)，第三4氣合4乍-貞目；4支術^見》範組無線接入網絡；演進的通用陸地無線接入物理層技術)中提出的一種TDD系統的幀結構示意圖。所述幀結構為與TD-SCDMA系統共存而採用10ms的無線幀結構，包含2個同樣的5ms子幀。在每一個5ms子幀中，包括4個下4亍時隙(TS,TimeSlot)0、4、5、6,3個上行時隙1、2、3，l個下行/上行轉換點103,1個上行/下行轉換點106,1個下行導頻時隙102,1個上行導頻時隙105以及一個保護間隔(GP，GuardPeriod)104。每個上/下行時隙之間都有一個時隙間隔101。所述DUP103設置在下行鏈路轉變到上行鏈路之間，即在下行時隙0和上行時隙1之間，具體是位於下行導頻時隙102和GP104之間。所述上行Z下行保護時隙(UDP)106設置在上行時隙3與下行時隙4之間。其中，下行導頻時隙102緊隨下行時隙0後面，用來傳輸下行同步信息。上行導頻時隙105位於保護間隔104和上行時隙1之間，用來傳輸用戶隨機接入序列，也即傳輸用戶隨機接入請求以實現用戶接入通信網絡。所述上行導頻時隙105傳輸的信息十分重要，直接影響用戶是否能夠接入網絡享受服務，因此保證這些信息的準確傳輸是無線通信網絡正常工作的前提。下行/上行時隙用來傳輸其他數據信息。下行導頻時隙102後面的保護間隔104用來為下行傳輸到上行傳輸轉換提供保護間隔。圖中，在完成下行時隙O後，經過DUP103後轉為上行。在完成上行時隙l至3後，經過UDP106轉為下行。其中的保護間隔104後緊跟著上行導頻時隙105，現有技術利用上行導頻時隙105與其後面的時隙1來傳送用戶隨機接入請求。在TDD無線網絡傳輸中，下行/上行切換時需要的保護間隔與小區覆蓋的範圍大小有關。越大的小區半徑要求下行/上行切換間的保護間隔時間越長。但是，現有技術中所述保護間隔的長度是固定的，因而可以適用的小區半徑是受限的。如果在小區半徑過大的小區內按照現有技術的幀結構進行通信，則會造成上行和下行的信號幹擾，進而影響後續的上行時隙，當在上行時隙中攜帶重要信息傳輸時，會造成信息丟失，導致通信失敗。比如，在時分同步碼分多址(TD-SCDMA，TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess)中，保護間隔是75ps,理論上最大可支持的小區半徑是11.25km.。所述最大可支持的小區半徑具體計算公式如下i=cxrG/)/2=3xl08x75xl0-6/2=11.25A:w其中，R為小區半徑，c為光速，TGP為保護間隔時間。並且該幀結構中隨機接入信道(RACH)由上行導頻時隙承栽，RACH長度是不變的，不利於充分利用系統的時頻資源，因為覆蓋較大的小區內不僅有距離基站較遠的用戶，同時也存在距離基站較近的用戶，距離基站較近的用戶使用較短的序列就可以滿足接入的需求，這樣就造成了RACH信道的浪費，當小區內距離較近的用戶所佔比例較大時，這種浪費就更加明顯，在小區覆蓋半徑特別大的時候還有可能出現接入序列長度不夠，接入失敗的情況。而在TR25.913(3rdGenerationPartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;FeasibilityStudyforEvolvedUTRAandUTRAN,第三代合作項目；技術規範組無線接入網絡；演進的通用陸地無線接入和通用陸地無線接入網可行性研究)中，要求小區半徑可以支持到30km，甚至100km的應用場景，明顯，上述現有技術圖1中的幀結構不能滿足這個要求，而且在微小區的情況下，上述保護間隔和接入RACH過長，浪費資源，因此上述現有技術不能靈活滿足可變小區半徑的小區內實現TDD通信的要求。
發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種靈活適應可變小區半徑的小區內實現TDD通信的要求時分雙工模式中的通信方法和裝置。為解決上述問題，本發明的實施例提供一種時分雙工模式中的通信方法，包括傳輸多個下行時隙和多個上行時隙，傳輸隨機接入信道，該隨機接入信道遠離下行\上行保護時隙，在特定上行時隙的部分頻段上傳輸，且該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道；上行時隙和下行時隙之間傳輸上行\下行保護時隙；下行時隙和上行時隙之間傳輸下行\上行保護時隙，該下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展下行\上行保護時隙。為解決上述問題，本發明的實施例提供一種時分雙工模式中的通信裝置，上行時隙生成模塊、下行時隙生成模塊、上行\下行保護時隙生成模塊、下行\上行保護時隙生成模塊，所述上行時隙生成模塊生成多個上行時隙，且特定上行時隙的部分頻段作為隨機接入信道，該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道；下行時隙生成模塊生成多個下行時隙；上行\下行保護時隙生成^^莫塊在上行時隙和下行時隙之間生成上行\下行保護時隙；下行\上上述下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展下行/上行保護時隙；所述隨機接入信道遠離下行/上行保護時隙。以上第二技術方案可以看出，由於本發明的實施方式採用部分頻段作為隨機接入信道傳輸接入序列，該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道，下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展保護間隔，因此達到了可以靈活適應可變小區半徑的小區內實現TDD通信的要求技術效果。圖l是現有技術時分雙工幀結構示意圖2是本發明實施例通常情況下採用的時分雙工筒化幀結構第一實施方式示意圖3是本發明實施例適合於宏小區的簡化幀結構示意圖4是本發明實施例適合於微小區的簡化幀結構示意圖5是本發明時分雙工模式中的通信裝置的原理框圖。具體實施例方式參閱圖2的幀結構示意圖，該幀結構中簡化了部分與本實施例相關性較小的部分。本發明的實施例提供的時分雙工模式中的通信方法包括如下流程傳送一個無線幀幀時，先傳輸無線子幀中的下行時隙0、1、2、3、4;經過DUP時隙201，下行傳輸轉變為上行傳輸，傳輸上行時隙5、6、7、8、9，在上行時隙9中有部分頻段傳輸RACH208,該RACH208兩端可以增加保護間隔，用於防止幹擾。由於RACH208佔用部分頻段，因此RACH208可以向相鄰的時隙擴展，因此，其長度是可變的，從而滿足與基站不同距離的用戶的接入需求，且節約時頻資源；經過UDP時隙202,上行傳輸轉變為下行傳輸，傳輸下行時隙10、11、12、13、14、15、16;經過DUP時隙203,下行傳輸轉變為上行傳輸，傳輸上行時隙17、18、19,再經過UDP時隙204，然後再開始下一無線幀的傳輸。循環上述步驟，則實現TDD模式下的無線數據通信。在上述步驟中傳輸RACH的方法是在緊隨DUP時隙後傳輸上行時隙，傳輸上行時隙後傳輸RACH。將RACH安排在上行時隙後傳輸，從而將RACH"遠離"DUP時隙而在後面傳輸。所述RACH包含重要的用戶隨機接入信息。為滿足上述的DUP時隙擴展要求，可以將上行時隙內前置導頻幀靠近保護間隔最初的兩個正交頻分復用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex)符號時間段空置，並且作為擴展的下行/上行保護時隙，形成擴展DUP時隙，該擴展保護間隔比保護間隔大，從而滿足大範圍的小區覆蓋。該DUP時隙也可以向下行時隙方向擴展，同樣可以達到形成擴展保護範圍的目的。適用於普通小區情況下，小區覆蓋半徑大約為5km，上述幀結構的參數如表1所示，表1中所述參數為較佳實施方式，本領域內技術人員根據情況需求，可以改變表l中所述參數，以保證系統能夠在不同場景下應用。Complextableseetheoriginaldocumentpage8由上述參數可以看出該無線幀的長度為10ms，每個幀中有兩對轉換點，對於一個用戶在一個無線幀內只有一次接入機會，相對於現有技術中每個子幀都有一次接入機會，可以節約資源。且在RACH信道出現的位置連續的上行時隙有5個，約為2.5ms，這樣對於覆蓋半徑較大的小區可以通過擴展RACH信道的方式支持其中的用戶正常接入。連續上行時隙的數量可以根據不同的場景進行選擇小區覆蓋半徑特別大的情況下，上述連續的上行時隙也可以大於五個。一般情況下，連續的上行時隙時間總和大於一個門限值，該門限值與小區覆蓋半徑相關，在本實施例中該門限值為2ms,即連續的上行時隙時間總和大於2ms,即可滿足接入信道的擴展需求。目前的某些通信標準要求小區覆蓋半徑可以擴展到100km甚至更大，覆蓋半徑較大的小區稱為宏小區。參照圖3所示，將圖2的幀結構進行擴展，即可成為適合宏小區的幀結構。在宏小區的情況下，隨著傳播時延的增大，兩個DUP時隙201、203會各自佔用相鄰下行或上行時隙的一個或多個OFDM符號，形成擴展的DUP時隙301、303，從而滿足較大的覆蓋面積；同時為了支持宏小區的接入，RACH信道會向相鄰的上行時隙擴展，形成擴展某些場景會擴展到四個時隙甚至更大。對於一個用戶在一個無線幀中只有一次接入機會，這樣可以節約資源。在小區覆蓋半徑較小，即微小區，切換次數較少，傳輸效率較低，傳輸時延較大，相應的幀結構可以根據該特點進行調整。請參見圖4，微小區由於覆蓋較小，所以DUP時隙401、403、405、407可以設計的較小。幀結構增加了保護時隙，相應的增加了轉換次數和上行接入機會，每幀裡面重傳的機會多了，減小了傳輸時延，提高了通信效率。減小了保護時隙長度，增加了保護時隙數量，本實施方式中保護時隙所佔的時長總和並沒有改變，與適用於宏小區的幀結構的保護時隙所佔的時長總和相同，但是，對於不同的幀結構也可以靈活設置保護時隙的長度。採用表2中的參數作為優化參數設計。表2中所述參數為較佳實施方式，本領域內技術人員根據情況需求，可以改變表l中所述參數，以保證系統能夠在不同場景下應用。其中DUP時隙的長度與微小區的覆蓋半徑相關。表2微小區的幀結構參數complextableseeoriginaldocumentpage9complextableseeoriginalpage10參閱圖5,本發明的實施例還提供一種時分雙工模式中的通信裝置500,所述裝置500用於完成上述通信方法，該裝置包括包上行時隙生成模塊501、下行時隙生成模塊502、上行\下行保護時隙生成模塊503、下行\上行保護時隙生成模塊504、上行時隙生成模塊501生成多個上行時隙，所述連續的上行時隙時間總和大於門限值，該門限值與小區覆蓋半徑相關，特定上行時隙的部分頻段作為隨機接入信道，該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道；下行時隙生成模塊502生成多個下行時隙；上行\下行保護時隙生護時隙504生成模塊在下行時隙和上行時隙之間生成下行\上行保護時隙，該上述下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展下行/上行保護時隙；所述隨機接入信道遠離下行/上行保護時隙。在普通小區和宏小區情況下，上行\下行保護時隙生成模塊503和下行\上行保護時隙生成模塊504分別生成兩個相應的保護時隙，一個用戶在一個無線幀內只有一次接入機會。宏小區情況下，隨積4妄入信道可以擴展到四個或四個以上時隙。微小區情況下，上行\下行保護時隙生成模塊503和下行\上行保護時隙生成模塊504分別生成四個相應的保護時隙，下行\上行保護時隙的長度與小區覆蓋半徑相關。以上對本發明所提供的一種TDD模式中的通信方法及其裝置進行了詳細施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。權利要求1.一種時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，在傳送一個無線幀時包括步驟傳輸多個下行時隙和多個上行時隙，所述連續的上行時隙時間總和大於門限值，該門限值與小區覆蓋半徑相關；傳輸隨機接入信道，該隨機接入信道遠離下行\上行保護時隙，在特定上行時隙的部分頻段上傳輸，且該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道；所述上行時隙和下行時隙之間傳輸上行\下行保護時隙；所述下行時隙和上行時隙之間傳輸下行\上行保護時隙，該下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展下行\上行保護時隙。2.才艮據權利要求1所述的時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，所述上行/下行保護時隙有兩個，所述下行\上行保護時隙有兩個。3.根據權利要求2所述的時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，所述門限值是2ms。4.根據權利要求3所述的時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，所述隨才幾4妄入信道擴展到四個或四個以上時隙。5.根據權利要求1所述的時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，每個用戶在一個無線幀內只有一次接入機會。6.根據權利要求1所述的時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，所述上行/下行保護時隙有四個，所述下行\上行保護時隙有四個。7.根據權利要求6所述的時分雙工模式中的通信方法，其特徵在於，所述下行\上行保護時隙長度與小區覆蓋半徑相關。8.—種時分雙工模式中的通信裝置，包括上行時隙生成模塊、下行時隙生成模塊、上行\下行保護時隙生成模塊、下行\上行保護時隙生成模塊，其特徵在於所述上行時隙生成模塊生成多個上行時隙，連續的上行時隙時間總和大於門限值，該門限值與小區覆蓋半徑相關；特定上行時隙的部分頻段作為隨機接入信道，該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道；所述下行時隙生成模塊生成多個下行時隙；所述上行\下行保護時隙生成模塊在上行時隙和下行時隙之間生成上行\下行保護時隙；所述下行\上行保護時隙生成模塊在下行時隙和上行時隙之間生成下行\上行保護時隙，該上述下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展下行/上行保護時隙；所述隨機接入信道遠離下行/上行保護時隙。9.根據權利要求8所述的時分雙工模式中的通信裝置，其特徵在於生成兩個上行/下行保護時隙有，兩個下行\上行保護時隙，所述連續的上行時隙時間總和大於2ms。10.根據權利要求8所述的時分雙工模式中的通信裝置，其特徵在於生成四個行/下行保護時隙，四個下行\上行保護時隙。11.根據權利要求9所述的時分雙工模式中的通信裝置，其特徵在於，所述隨才幾4妾入信道擴展到四個或四個以上時隙。12.根據權利要求8所述的時分雙工模式中的通信裝置，其特徵在於每個用戶在一個無線幀內只有一次接入機會。全文摘要本發明的實施例提供一種時分雙工模式中的通信方法及其裝置，該方法包括傳輸隨機接入信道，該隨機接入信道遠離下行/上行保護時隙，在特定上行時隙的部分頻段上傳輸，且該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道；下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展下行/上行保護時隙。同時提供了應用該方法的通信裝置，由於本發明的實施方式採用部分頻段作為隨機接入信道傳輸接入序列，該隨機接入信道能夠向相鄰上行時隙擴展，形成擴展接入信道，下行/上行保護時隙可以向相鄰的時隙擴展，形成擴展保護間隔，因此達到了可以靈活適應可變小區半徑的小區內實現TDD通信的要求技術效果。文檔編號H04B7/26GK101197608SQ200610157418公開日2008年6月11日申請日期2006年12月4日優先權日2006年12月4日發明者張霄競,曹一卿,煒金申請人:華為技術有限公司