CN101150564B - 划分帧结构的方法及其实现的系统和一种域调度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了划分帧结构的方法及其实现的系统和一种域调度的方法，其中所述一种划分帧结构的方法，包括：网络侧根据域调度参数的组合将帧结构划分为包括用于发送同步和广播信息的前导域在内的域，并为域选用指示域的类型和相应域调度参数的域模式，所述域调度参数为用户终端移动性参数、无线环境参数、业务类型参数中一种或几种的任意组合。本发明，使得帧结构不再是固定的一种模式，适应了宽度移动通信对各种域调度参数的组合的需求，达到了自适应调整帧结构的目的，满足了用户终端始终能够位于最适合的域，优化了整个系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种划分帧结构的方法及其实现的系统和一种域调度的方法。
背景技术
帧结构是通信的基础，是通信双方协定的一种收发信号的组织形式，通信双方根据事先定义好的帧结构，对接收到的信号进行解析，进而得到所需的信息。
在不同的协议中，定义了不同的帧结构，例如GSM、PHS、WCDMA、CDMA2000协议都有各自的帧结构定义，其中CDMA2000 AIE是最近提出的相对于CDMA2000演进的协议，它定义的FDD(频分双工)帧结构如图1所示，一个超帧由前向超帧和反向超帧组成，其中前向超帧由一个前导帧和24个物理帧组成，一个后向超帧由24个物理帧组成，前导帧用于进行信息的同步和发送系统广播信息，物理帧用于承载控制信息和用户的数据信息，一个前导帧或者物理帧里的资源由时间上的正交频分复用(0FDM)符号和频率上的子载波组成。
可见，在同一个协议中，帧结构采用固定的帧结构模式，其对应的帧结构类型和参数也是固定的，例如，子载波间隔、循环前缀(CP)长度、导频模式等都是固定不变的。
随着移动通信的发展，移动通信带宽在成倍增加，使得用户终端的数量和用户所使用的业务快速增长，不同的用户、不同的业务，都需要比较灵活的参数适配，以达到最佳的传输效果，而固定的帧结构，参数比较固定，很难适应未来宽带移动通信在不同的无线环境、不同的用户数量及其相应的业务服务质量中的应用。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种划分帧结构的方法及其实现的系统和一种域调度的方法，使帧结构不再是固定的一种模式，可以随着有关参数的变化而自适应调整，也以此实现了域调度。
于是，本发明提供了一种划分帧结构的方法，包括：
网络侧根据域调度参数的组合将帧结构划分为包括用于发送同步和广播信息的前导域在内的域，并为域选用指示域的类型和相应域调度参数的域模式，所述划分包括，网络侧对所述域调度参数进行归类，将同一类型的域调度参数映射到相应域模式，统计同一类型的域调度参数占用的时频资源，根据时频资源的统计值为每一个域分配时频资源，所述域调度参数为用户终端移动性参数、无线环境参数、业务类型参数中的一种或移动性参数与无线环境参数的组合。
进一步，域调度参数的统计值达到规定的门限值时，对帧结构进行重新划分。
其中，所述用户终端移动性参数包括子载波间隔，所述无线环境参数包括循环前缀长度，所述业务类型参数包括广播多播业务、基于IP的语音业务、中继业务中的一种或者几种的任意组合。
其中，所述域，其大小由当前正在通信的用户终端数量及与用户终端相应的业务服务质量决定。
其中，所述前导域的广播信息包括域的划分、域的模式、和用户终端所在域的位置信息。
其中，每个域都包含广播信息和用于表明广播信息所在位置的广播指示，所述广播信息包括用户数据块位置、用户标识、调制编码方式。
其中，本发明所述方法还包括：
根据域调度参数的不同，将不同的用户终端映射到域模式适合的域。
进一步，根据域调度参数的变化，将用户终端从当前域调度到域模式适合的域。
本发明还提供了一种实现对帧结构划分的系统，位于网络侧，包括：
执行根据域调度参数的组合将帧结构划分为包括用于发送同步和广播信息的前导域在内的域步骤的域划分单元，所述域调度参数为用户终端移动性参数、无线环境参数、业务类型参数中的一种或移动性参数与无线环境参数的组合；
执行为域选用指示域的类型和相应域调度参数的域模式步骤的映射单元；
域划分单元对所述域调度参数的组合，进行归类，统计同一类型的所述参数占用的时频资源，根据该时频资源的统计值为域分配时频资源，并将其归类结果送给映射单元，由映射单元将同一类型的所述参数映射到相应域模式；
当所述统计值达到规定的门限值时，帧结构在所述域划分单元被重新划分，并由所述映射单元重新映射。
其中，所述映射单元，还包括：
执行根据域调度参数组合的变化，将用户终端从当前域调度到域模式适合的域步骤的调度单元。
本发明还提供了一种域调度的方法，其特征在于，包括：
用户终端在默认域或者随机接入域发起接入；
采用前述实现对帧结构划分的系统对用户终端进行测量和判决，根据域调度参数的组合，判决将用户终端驻留在第一域里，并通过帧结构中前导域的广播信息调度用户到第一域里，用户终端在第一域里收发信令及数据。
其中，所述方法还包括：
根据域调度参数的组合的变化，实现对帧结构划分的系统对用户终端进行测量和判决，将用户终端驻留在第二域里，并通过前导域的广播信息将用户终端调度到第二域里；
用户终端进行域调动，并驻留到第二域中，用户终端在第二域里收发信令及数据。
本发明，根据域调度参数的组合对帧结构划分出多个域模式，使得帧结构不再是固定的一种模式，适应了宽度移动通信对各种域调度参数的组合的需 求；进一步，由于域调度参数的组合的统计值达到规定的门限时，对帧结构进行重新划分，达到了自适应调整帧结构的目的；又由于根据域调度参数的组合的变化，能够将用户终端从当前域调度到域模式适合的域，满足了用户终端始终能够位于最适合的域，达到优化整个系统性能的目的。
附图说明
图1为CDMA2000 AIE FDD中定义的帧结构示意图；
图2为应用本发明对FDD帧结构的划分示意图；
图3为本发明实施例1中FDD下行帧结构的划分示意图；
图4为本发明所述实现对帧结构划分的系统框图；
图5为应用本发明实现域调度的流程图；
图6所示为本发明实施例2中FDD下行帧结构的划分示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。
如图2所示，根据本发明所述对帧结构的划分，可以将帧结构划分为多个块，每个块由一定的连续的时频资源组成，本发明称之为域；
用户终端与基站通信时所在的域，本发明称之为本用户终端的驻留域，简称为驻留域；
依据本发明，帧结构可以被划分成多个域，每个域采用不同的域模式，该图所示的为FDD帧结构，其横坐标表示时间，纵坐标表示频率，按照本发明所述的方法及系统，下行帧结构能够被划分为，例如域A、域B、域C、域D、域E、域F及前导域共七个域，上行帧结构能够被划分为，例如域H、域I、域J、域K、域L共五个域；
对于TDD帧结构本发明所述的方法及系统也适用。
下面以实施例加以详细说明。
实施例1
以FDD模式、带宽频率为20MHz、帧长时间为10ms的帧结构为例，对帧结构进行划分的方法及实现的系统如下：
如表1所示，根据用户终端的移动性，定义低速M1为0-100公里/小时、中速M2为100-250公里/小时、高速M3为250-500公里/小时、及其相应的子载波间隔、跳频周期、导频模式参数；
这里，可以根据实际需求定义不同的移动性参数及其相应的不同的参数值，不限于表1所示的参数，例如，移动方向、移动速度的变化等，不影响本发明的实施；
表1：用户终端移动性参数表
| 标号 | M1 | M2 | M3 |
| 移动性 | 低速 | 中速 | 高速 |
| 移动速度 | 0-100公里/小时 | 100-250公里/小时 | 250-500公里/小时 |
| 子载波间隔 | 5KHz | 10KHz | 20KHz |
| 跳频周期 | 每帧 | 若干0FDM符号 | 每0FDM符号 |
| 导频模式 | 时间密度低 | 时间密度中等 | 时间上密度大 |
表2所示为无线环境参数表，其中时延扩展和小区半径决定了CP长度，本实施例中取两个CP1、CP2，也可以取一个或者多个CP长度，或者其他无线环境参数，例如，载波频率、布网方式等，不影响本发明的实施；
表2：无线环境参数表
| 标号 | CP1 | CP2 |
| 时延扩展 | 大 | 小 |
| 小区半径 | 大 | 小 |
| CP长度 | 17.7083us | 4.6875us |
这样，根据表1所示的用户终端移动性参数的不同，可以组合成最大三个域，每个域对应一种域模式，根据实际情况来选择将帧结构划分成几个域，例如，采用全部三个域模式划分成三个域，域0适合移动速度低的用户终端，域 1适合移动速度中等的用户终端，域2适合移动速度高的用户终端；
其中，可以采用将帧结构划分成全部三个域，也可以根据实际情况，采用将帧结构划分成其中的部分域，不影响本发明的实施；
或者，根据表2所示的无线环境参数的不同，可以组合成最大两个域，每个域对应一种域模式，根据实际情况来选择对帧结构划分几个域，例如，采用将帧结构划分成全部两个域，域0适合时延扩展大的用户终端，域1适合时延扩展小的用户终端；
或者，根据表1和表2，可以组合成最大六个域，每个域对应一种域模式，根据实际情况来选择对帧结构划分几个域，例如，采用将帧结构划分成其中五个域，本实施例采用此种划分，如图3所示，域0采用与前导域同样的域模式，域1适合移动速度低，时延扩展大的用户终端；域2适合移动速度中等，时延扩展大的用户终端；域3适合移动速度低，时延扩展小的用户终端；域4适合移动速度中等，时延扩展小的用户终端；域5适合高速移动用户，时延扩展大的用户终端；
其中，所谓划分是指，网络侧对用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的不同，进行归类，将同一类型的所述参数映射到相应域模式，并统计同一类型的所述参数占用的时频资源，根据该时频资源的统计值为每一个域分配时频资源；
其中，上述所有对帧结构的划分，都包含用于发送同步和广播信息的前导域，所谓前导域，可以看作是一种特殊的域，一般采用预定义的默认域模式，它适用于整个系统中所有的应用场景；前导域的广播信息中包括域的划分、域的模式、和用户终端所在域的位置信息；
如表3所示，前导域的广播信息中的消息类型表示该消息的消息类型，使用户终端能辨别此消息；消息长度指示了本消息块的长度；更新域数目表示当前有多少个域(用L表示)做了更新，通过接下来的L个更新域的域标识，域模式，域起始点和域的偏移量进行域的更新，若更新域数目为0，则L为0，即不存在更新域这一段；
域的起始点和域的偏移量通过如下方法标识：首先将带宽为20MHz，帧长为10ms的FDD的帧划分成若干最小时频资源块，本发明称之为Chunk，若干个Chunk按照一定的顺序组成Block；对一帧按Block进行编号；域的起始点和域的偏移量由这个编号进行标识；
表3中，前导域的广播信息中M表示一共有多少个域要更新其中的用户，如M为0，即本次没有域需要更新其中的用户。通过接下来的域表示，用户数目和用户ID表示了每一个域本次更新的用户，若用户数目为0，则N为0，即本域里本次未更新用户；
表3：前导域中广播信息
其中，前导域的广播信息中，上行域的信息字段与下行域的信息字段相同；
至此，对帧结构的划分就完成了；
之后，根据用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的不同，本实施例中采用根据用户终端移动性参数和无线环境参数的不同，将不同的用户终端映射到域模式适合的域；
然后，用户终端依据前导域的广播信息获取到域的划分、域的模式、及自己所在的域信息后，用户终端就可以接收所在域的信令和数据，并将自己驻留在适合的某个域中，例如，驻留在域3中，其移动速度低，时延扩展小；
当系统中用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的统计值达到规定的门限时，例如，本实施例中采用当用户终端移动速度和时延扩展的统计值(如原先低速用户多，现在高速用户多)达到规定的门限值时，需要对帧结构进行重新划分，并给每个域相应一个域模式；
当系统中用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的变化时，例如，本实施例采用用户终端移动速度和时延扩展变化时，实现对帧结构划分的系统会将用户终端从当前域调度到域模式适合的域，并通过前导域的广播信息通知用户终端；
其中，域的大小由当前正在通信的用户终端数量及其相应的业务服务质量决定；且每个域都包含广播信息和用于表明广播信息所在的位置的广播指示，所述广播信息包括用户数据块位置、用户标识、调制编码方式，如表4所示；
表4：FDD下行域结构
如图4所示，实现对帧结构划分的系统，位于网络侧，该系统包括：
执行根据用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的不同将帧结构划分出包括用于发送同步和广播信息的前导域在内的多个域步骤的域划分单元(10)；
执行为每个域选用一个用于指示域的类型和参数的域模式步骤的映射单元(11)；
域划分单元(10)根据对用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的不同，进行归类，统计同一类型的所述参数占用的时频资源，根据该时频资源的统计值为每一个域分配时频资源，并将其归类结果送给映射单元(11)，由映射单元(11)将同一类型的所述参数映射到相应域模式；
当所述统计值达到规定的门限值时，帧结构在所述域划分单元(10)被重新划分，并由所述映射单元(11)重新映射；
其中，所述映射单元(11)，还包括：
执行根据用户终端移动性参数和/或者无线环境参数和/或业务类型参数的变化，将用户终端从当前域调度到域模式适合的域步骤的调度单元(111)。
如前所述，当系统中用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数变化时，实现对帧结构划分的系统会将用户终端从当前域调度到域模式适合的域，并通过前导域的广播信息通知用户终端，下面，结合图5对实现域调动进行详细说明。
首先，用户终端处在空闲状态，用户终端在默认域或者随机接入域发起接入过程时，实现对帧结构划分的系统会对用户终端进行测量和判决，根据用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的不同情况，判决将用户终端驻留在域1里，并通过前导域的广播信息调度用户到域1里；
之后，用户终端驻留在域1里，直到下次被调度到，一般也称作域切换；用户终端在域1里接收和发送信令和数据，所收取域1里的广播消息中包括，例如调制编码方式、用户终端自己所占用的频谱资源等信息；
随着用户终端的移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的变 化，例如移动速度增加，本发明所述实现对帧结构划分的系统对用户终端进行测量和判决，根据移动速度，判决用户终端驻留在域2里，并通过前导域的广播信息将用户终端调度到域2里；
用户终端进行域调动，并驻留到域2中；
用户终端在域2里，接收和发送信令和数据，所收取域1里的广播消息中包括，例如调制编码方式、用户终端自己所占用的频谱资源等信息；
至此，用户终端的通信完毕；
用户终端回到空闲状态。
综上所述，利用本发明所述的实现对帧结构划分的方法及系统，通过对帧结构的划分，为用户终端提供可驻留的域，用户终端通过域的调度或者说域的切换，保证用户终端始终驻留在适合自己的域里。
实施例2
实施例1给出了根据移动性参数和无线环境参数划分的一种帧结构，本实施例则根据移动性参数和业务类型参数的不同来划分一种多域的帧结构，如图6所示，仍以FDD模式、带宽频率为20MHz、帧长时间为10ms的帧结构为例；
其中，根据有业务类型参数参与来划分帧结构的情况与根据移动性参数和/或无线环境参数的不同来划分帧结构的不同之处在于：根据有业务类型参数参与来划分帧结构不是联合映射，也就是说，根据有业务类型参数参与来划分帧结构时，对移动性参数和/或无线环境参数没有要求；
所以，本实施例中，根据用户终端的移动性参数的不同，例如，可以划分为低移动性终端和高移动性终端，如表5所示，分别映射到低移动性域和高移动性域里；其中低移动性域或者高移动性域都可以传输广播多播业务、基于IP的语音(VOIP)业务、中继业务或者其它业务类型。
表5：用户终端移动性参数表
| 标号 | M1 | M2 |
| 移动性 | 低移动性 | 高移动性 |
| 移动速度 | 0-100公里/小时 | 100-500公里/小时 |
根据用户终端的业务类型，例如，业务类型下行选择为：下行划分广播多播业务、VOIP业务、中继业务，分别映射到广播多播业务域、VOIP域和中继域；前导域进行同步和广播消息的传输；
业务类型上行选择为：上行划分VOIP业务和中继业务、随机接入业务1、随机接入业务2和热线信令业务，则这五种业务分别映射到VOIP域、中继域、随机接入域1、随机接入域2和热线信令域；
其中，所述中继业务为引入中继站用来传输数据所需要的时频资源；随机接入业务1和随机接入业务2为用户终端随机接入的业务，随机接入业务1与随机接入业务2的业务服务质量不一样；
根据不同的终端或者同一的终端不同的业务服务质量参数，将相应的业务映射到相应的随机接入业务域里；
其中，热线信令业务为需提供更加鲁棒传输方式的上行的信令，如资源申请信令等；
之后，本实施例可根据实施例1中的方法进行域的重新划分，域模式的选择和域调度，在此不再重复描述。
同理，对于用户终端移动性参数和/或无线环境参数和/或业务类型参数的不同组合，可以将帧结构划分为相应的域，其实现机理都与上述方法及系统相同，在此不再重复描述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种划分帧结构的方法，其特征在于，包括：
网络侧根据域调度参数的组合将帧结构划分为包括用于发送同步和广播信息的前导域在内的域，并为域选用指示域的类型和相应域调度参数的域模式，所述划分包括，网络侧对所述域调度参数进行归类，将同一类型的域调度参数映射到相应域模式，统计同一类型的域调度参数占用的时频资源，根据时频资源的统计值为每一个域分配时频资源，所述域调度参数为用户终端移动性参数、无线环境参数、业务类型参数中的一种或移动性参数与无线环境参数的组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，域调度参数的统计值达到规定的门限值时，对帧结构进行重新划分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户终端移动性参数包括子载波间隔，所述无线环境参数包括循环前缀长度，所述业务类型参数包括广播多播业务、基于IP的语音业务、中继业务中的一种或者几种的任意组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述域，其大小由当前正在通信的用户终端数量及与用户终端相应的业务服务质量决定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前导域的广播信息包括域的划分、域的模式、和用户终端所在域的位置信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个域都包含广播信息和用于表明广播信息所在位置的广播指示，所述广播信息包括用户数据块位置、用户标识、调制编码方式。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据域调度参数的不同，将不同的用户终端映射到域模式适合的域。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据域调度参数的变化，将用户终端从当前域调度到域模式适合的域。
9.一种实现对帧结构划分的系统，位于网络侧，其特征在于，包括：
执行根据域调度参数的组合将帧结构划分为包括用于发送同步和广播信息的前导域在内的域步骤的域划分单元，所述域调度参数为用户终端移动性参数、无线环境参数、业务类型参数中的一种或移动性参数与无线环境参数的组合；
执行为域选用指示域的类型和相应域调度参数的域模式步骤的映射单元；
域划分单元对所述域调度参数的组合，进行归类，统计同一类型的所述参数占用的时频资源，根据该时频资源的统计值为域分配时频资源，并将其归类结果送给映射单元，由映射单元将同一类型的所述参数映射到相应域模式；
当所述统计值达到规定的门限值时，帧结构在所述域划分单元被重新划分，并由所述映射单元重新映射。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述映射单元，还包括：
执行根据域调度参数组合的变化，将用户终端从当前域调度到域模式适合的域步骤的调度单元。
11.一种域调度的方法，其特征在于，包括：
用户终端在默认域或者随机接入域发起接入；
采用如权利要求9所述的实现对帧结构划分的系统对用户终端进行测量和判决，根据域调度参数的组合，判决将用户终端驻留在第一域里，并通过帧结构中前导域的广播信息调度用户到第一域里，用户终端在第一域里收发信令及数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
根据域调度参数的组合的变化，所述实现对帧结构划分的系统对用户终端进行测量和判决，将用户终端驻留在第二域里，并通过前导域的广播信息将用户终端调度到第二域里；
用户终端进行域调动，并驻留到第二域中，用户终端在第二域里收发信令及数据。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |