CN101179290B

CN101179290B - 时分-同步码分多址系统中无线帧的传输方法

Info

Publication number: CN101179290B
Application number: CN2006101144091A
Authority: CN
Inventors: 裴小东; 苏东升; 王玲
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: CN101179290A

Abstract

本发明公开了一种时分-同步码分多址系统中无线帧的传输方法，该方法包括：由七个固定长度的业务时隙和三个特殊时隙构成用户终端与网络侧信令交互的5ms无线帧，并将传输格式组合指示(TFCI)编码序列映射到5ms无线帧突发中的TFCI字段；传输上/下行突发时，顺序发送第一数据块、训练序列和第二数据块，且在训练序列两侧中至少一侧发送TFCI编码序列。采用本发明方法能缩短信令的传输时间，实现快速呼叫。

Description

时分-同步码分多址系统中无线帧的传输方法

技术领域

本发明涉及时分-同步码分多址(TD-SCDMA)技术，尤指一种TD-SCDMA系统中无线帧的传输方法。

背景技术

在TD-SCDMA系统中，物理信道采用四层结构：系统帧、无线帧、子帧和时隙/码。通常，一个无线帧由两个子帧构成，每个子帧的长度为5ms。在一个子帧中，同时存在上行时隙(TS)和下行时隙，共包括七个固定长度的业务时隙，如图1所示。其中，TSO必须用于下行方向，TS1必须用于上行方向，即TSO固定为下行时隙，TS1固定为上行时隙，其余时隙的方向均是可变的。除七个业务时隙之外，每个子帧还包括三个特殊时隙：DwPTS、UpPTS和GP，如图1所示，DwPTS和UpPTS分别是下行导频时隙和上行导频时隙，GP为上、下行间保护间隔。

TD-SCDMA系统采用时分复用(TDD)模式，允许将多个传输信道复用后一起在物理信道上传输。TDD模式下的物理信道是一个突发信道，在分配到的无线帧的特定时隙中发射。无线帧的分配可以是连续的，也可以是不连续的。如图2所示，每个突发由数据部分、训练序列(Midamble)部分和保护(GP)部分组成，一个突发的持续时间是一个时隙，每个数据块所包含的符号数与扩频因子有关。在每个时隙中，包含有物理层控制信令，物理层控制信令包括传输格式组合指示(TFCI)、发射功率控制(TPC)和同步偏移(SS)。

其中，TFCI用于指示传输信道的复用形式，TFCI信息在每10ms无线帧中发送一次。TFCI的数据承载方式，即TFCI在突发结构中的具体位置如图2所示，一个无线帧中包含四个TFCI部分，每个子帧中包含两个TFCI部分。图3、图4分别给出了TFCI长度大于4比特和等于4比特时，TFCI编码比特在无线帧各TFCI字段的映射关系。当TFCI编码序列长度为8、16或32时，TFCI被映射到一个无线帧的全部四个TFCI部分，具体映射关系如图3所示；当TFCI编码序列长度为4时，TFCI被映射到一个无线帧的两个TFCI部分--TFCI第一部分和TFCI第三部分，具体映射关系如图4所示。

TD-SCDMA系统中，用户终端的接入过程包括：下行同步捕获、系统信息读取、上行同步建立、随机接入四个子过程。具体是：用户终端在进行小区搜索时，要识别搜索到的小区所使用的SYNC_DL码，并完成下行同步；识别出小区使用的SYNC_DL码后，用户终端可进一步确定识别出的SYNC_DL码对应的SYNC_UL码，从而在建立上行同步时从所确定的SYNC_UL码中选取要使用的SYNC_UL码；然后进行随机接入。对于随机接入过程，用户终端在发送SYNC_UL码后，会在4个子帧内查看是否收到相关的前向物理接入信道(FPACH)信息，如果没收到，则增加SYNC_UL码发射功率重新发射或报告随机接入失败；如果收到，则用户终端会根据FPACH指示设置发送物理随机接入信道(PRACH)的定时偏差和功率值。相应的，网络侧在收到SYNC_UL码后，会根据参考时间测量UpPCH的时间偏移，并在随后4个子帧内的FPACH上发送用户终端应使用的发送功率和时间调整值。

从所述接入过程以及无线帧和突发的结构来看，目前实现调度呼叫建立时，专用信道(DCH)所需的信令传输时间至少是10ms，那么，从用户发起呼叫建立请求到呼叫请求处理完毕，一个呼叫建立过程需要多条信令的交互，空口信令传输时间至少在30ms以上，不利于快速呼叫建立的实现，尤其是对呼叫建立时间有严格要求的专用系统更不适用，比如：TD-SCDMA数字集群系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种TD-SCDMA系统中无线帧的传输方法，能缩短信令的传输时间，实现快速呼叫。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种时分-同步码分多址系统中无线帧的传输方法，由七个固定长度的业务时隙和三个特殊时隙构成用户终端与网络侧信令交互的5ms无线帧，并将传输格式组合指示TFCI编码序列映射到5ms无线帧突发中的TFCI字段；传输上/下行突发时，顺序发送第一数据块、训练序列和第二数据块，且在训练序列两侧中至少一侧发送TFCI编码序列。

其中，所述在训练序列两侧中至少一侧发送TFCI编码序列为：在发送第一数据块和训练序列之间发送TFCI编码序列；或者，在发送训练序列和第二数据块之间发送TFCI编码序列。或者是，在发送第一数据块和训练序列之间发送TFCI第一部分，且在发送训练序列和第二数据块之间发送TFCI第二部分。这种情况下，该方法进一步包括：将要发送的TFCI编码序列平均分配，并映射到训练序列两侧的TFCI第一部分和TFCI第二部分，所述TFCI第一部分和TFCI第二部分编码比特数相同。

该方法进一步包括：在发送训练序列之后，发送第二数据块之前，发送同步偏移和发射功率控制信息。

上述方案在传输下行突发时，该方法进一步包括：在训练序列的一侧发送用于指示信道资源预留情况的广播块。所述在训练序列的一侧发送广播块为：在发送第一数据块之后，发送训练序列之前发送广播块；或者，在发送训练序列之后，发送第二数据块之前发送广播块。

上述方案在传输下行突发时，该方法进一步包括：在训练序列的两侧发送用于指示信道资源预留情况的广播块的两部分。所述在训练序列的两侧发送广播块的两部分为：在发送第一数据块之后，发送训练序列之前发送广播块第一部分，且在发送训练序列之后，发送第二数据块之前发送广播块第二部分。

本发明所提供的TD-SCDMA系统中无线帧的传输方法，采用由七个固定长度的业务时隙和三个特殊时隙构成的5ms无线帧传输信令，因此，可以在TD-SCDMA系统中将调度呼叫控制信道的传输时间间隔降低为5ms，如此可明显缩短呼叫控制相关信令的传输时间，便于实现快速呼叫建立。并且，使得基于此种无线帧传输的呼叫过程更适合TD-SCDMA数字集群系统的使用。

本发明的方法采用与现有技术无线子帧类似的结构作为无线帧，仅改变了帧的长度和其中一些信息字段的映射关系，实现起来更简单、方便。

本发明的方法在调度呼叫控制信道的下行突发中增加设置了广播块，用来向小区内所有用户指示调度呼叫控制信道和专用业务信道的预留情况，以避免用户终端同网络进行信令交互时发生碰撞，从而保证了调度呼叫信令过程的可靠性和有效性。

附图说明

图1为现有TD-SCDMA系统中的子帧结构图；

图2为现有TD-SCDMA系统中TFCI在突发结构中的位置示意图；

图3为现有技术中TFCI在无线帧各TFCI字段的映射关系图；

图4为现有技术中TFCI在无线帧各TFCI字段的另一映射关系图；

图5为本发明中突发的结构示意图；

图6为本发明中TFCI在无线帧各TFCI字段的映射关系图；

图7为本发明中下行突发一实施例的结构示意图；

图8为本发明中下行突发另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：由七个固定长度的业务时隙和三个特殊时隙构成实现用户终端与网络侧信令交互的5ms无线帧，并将TFCI编码序列映射到5ms无线帧突发中的TFCI字段；在传输上/下行突发时，顺序发送第一数据块、训练序列和第二数据块，且在训练序列两侧中至少一侧发送TFCI编码序列。如此，即可保证将信令的传输时间间隔控制在5ms。

这里，由于距离训练序列越近译码越准确，所以，TFCI字段一般设置于训练序列的一侧或两侧，故此，所述在训练序列两侧中至少一侧发送TFCI编码序列具体可包括三种方式：

第一种方式，在5ms无线帧的突发中设置一个TFCI字段，且该TFCI字段设置于第一数据块与训练序列之间，即训练序列的一侧，则将TFCI编码序列映射到所设置的TFCI字段中。在传输上/下行突发时，发送完第一数据块后，紧接着发送TFCI字段的内容，然后再发送训练序列和第二数据块。

第二种方式，在5ms无线帧的突发中设置一个TFCI字段，且该TFCI字段设置于训练序列与第二数据块之间，即训练序列的一侧，则将TFCI编码序列映射到所设置的TFCI字段中。在传输上/下行突发时，顺序发送完第一数据块、训练序列后，紧接着发送TFCI字段的内容，然后再发送第二数据块。

第三种方式，在5ms无线帧的突发中设置两个TFCI字段，且两个TFCI字段分别设置于训练序列的两侧，则将TFCI编码序列平均分配并映射到所设置的两个TFCI字段中。在传输上/下行突发时，发送完第一数据块后，紧接着发送TFCI第一部分，然后发送训练序列，再接着发送TFCI第二部分，最后发送第二数据块。

通常，在训练序列和第二数据块之间还设置有SS字段和TPC字段，所以，在发送训练序列之后，发送第二数据块之前，还会进一步发送SS和TPC信息。

为实现快速呼叫建立，尤其是TD-SCDMA数字集群系统中的快速呼叫建立，本发明方法进一步在下行突发结构中增加设置了广播块字段，用于指示调度呼叫控制信道和专用业务信道的预留情况，广播块字段仅出现在调度呼叫控制信道的下行链路突发上。

在TD-SCDMA数字集群系统中，采用本发明的无线帧结构以及突发结构，可将空口传输信令的时间间隔缩短到5ms，有利于在TD-SCDMA数字集群系统中实现调度呼叫地快速建立。

下面仅以TFCI字段设置于训练序列两侧为例，对本发明方法进一步说明。

本发明中，5ms无线帧的帧结构与TD-SCDMA系统的子帧结构基本相同，包括七个固定长度的业务时隙TSO至TS6，每个时隙864码片(chip)；以及三个特殊时隙：DwPTS、UpPTS和GP。相应的，系统帧(SFN)序号的范围是0至8191。

本发明中的上行和下行突发结构可结合附图进行详细说明。

如图5所示，本实施例中，每个突发包括数据部分、训练序列部分和GP部分，其中数据部分包括数据块1和数据块2，数据块1在训练序列之前，数据块2在训练序列之后。在数据块1与训练序列之间设置有一个TFCI字段--TFCI第一部分，在训练序列与数据块2之间设置有SS字段、TPC字段和另一个TFCI字段--TFCI第二部分，要传输的TFCI编码序列被映射到两个TFCI字段中。也就是说，TFCI信息以5ms的无线帧为单位发送，TFCI信息对应的编码序列平均分为两部分，分别映射到位于训练序列两侧的两个TFCI字段，两个TFCI字段的比特数相同。

在TD-SCDMA数字集群系统中，由于需要进行组合的传输信道较少，因此TFCI编码序列长度也较短，一般不超过16bit。故此，TFCI编码序列的长度可以为0、4、8、16bit，其中TFCI编码序列的长度为Obit是指不需要传输格式组合指示的情况，如PRACH信道的传输、广播信道的传输。具体TFCI编码序列与无线帧中各TFCI字段的映射关系如图6所示，其中N表示TFCI的编码序列长度，比如：TFCI编码序列长度为8，则编码比特b₀至b₃被映射到TFCI第一部分；编码比特b₄至b₇被映射到TFCI第二部分，TFCI编码序列长度为其它值时，映射关系以此类推。

为实现快速呼叫建立以及避免信令交互时的碰撞，本申请人在另一专利申请中提出一种信道资源预约机制，具体说就是：在每帧中划分固定的物理信道资源，用于建立用户终端与网络之间的信令连接，这部分固定的物理资源称作调度呼叫控制信道。小区内所有用户终端都可以通过上行同步过程来预约使用所述调度呼叫控制信道，预约过程采用时隙ALOHA机制，一旦预约成功，网络侧将为预约成功的用户终端预留调度呼叫控制信道直到信令交互过程完成。由于网络侧要为预约成功的用户终端预留调度呼叫控制信道，因此，在调度呼叫控制信道的下行链路突发中增加了广播块字段，用来指示调度呼叫控制信道和专用业务信道的预留情况。

广播块字段在下行突发中设置的位置可以有不同的形式，由于距离训练序列越近译码越准确，所以，一般情况下，广播块字段应尽量靠近训练序列，比如：将广播块字段设置于紧邻训练序列的一侧，或是将广播块字段分为两部分，分别设置于紧邻训练序列的两侧。当然，如果有其它特殊需要，也可以让TFCI、SS或TPC更靠近训练序列，比如：将广播块字段放置于数据块1与TFCI第一部分之间，或放置于TFCI第二部分与数据块2之间，或一部分放置于数据块1与TFCI第一部分之间且另一部分放置于TFCI第二部分与数据块2之间等等。

为保证广播块字段靠近训练序列，图7和图8分别给出了两种下行突发格式，其中，图7将广播块字段分为两个部分--广播块第一部分和广播块第二部分，分别位于训练序列两侧，广播块的数据平均分配到两个部分中。这种情况下，如果没有SS和TPC，TFCI第二部分就直接与广播块第二部分相邻。图8中只有一个广播块字段，位于训练序列的一侧，如果没有SS和TPC，TFCI第二部分直接与训练序列相邻。当然，对于图8所示的情况，也可将广播块字段设置于训练序列的另一侧，也就是说，广播块字段既可以在训练序列之前发送，也可以在训练序列之后发送。

广播块的长度一般为8bit或16bit，可采用与TFCI相同的信道编码方式进行编码。

根据图5可以看出，在突发结构不含广播块字段的情况下，在传输上行或下行突发时，先发送数据块1和TFCI第一部分，再发送训练序列，之后顺序发送SS、TPC、TFCI第二部分和数据块2。当然，如果没有SS、TPC，则发送训练序列后直接发送TFCI第二部分。

在突发结构包含广播块字段的情况下，如图7或图8所示，在传输上行突发时，仍然是先发送数据块1和TFCI第一部分，再发送训练序列，之后顺序发送SS、TPC、TFCI第二部分和数据块2。当然，如果没有SS、TPC，则发送训练序列后直接发送TFCI第二部分。但是，在传输下行突发时，要在发送TFCI第一部分和训练序列之间增加发送广播块；或者是，在发送TFCI第一部分和训练序列之间增加发送广播块第一部分，在发送训练序列和SS之间增加发送广播块第二部分，如果没有SS、TPC，就在发送训练序列和TFCI第二部分之间增加发送广播块第二部分；或者是，在发送训练序列和SS之间增加发送广播块，如果没有SS、TPC，就在发送训练序列和TFCI第二部分之间增加发送广播块。总之，要在发送训练序列的前后插入广播块的传输，以便网络侧通知用户终端当前的信道资源预留情况。

在实际应用中，广播块字段和TFCI字段与训练序列之间的位置关系可以根据需要有多种排列形式，比如：广播块、TFCI都只有一个字段，广播块字段、TFCI字段分别在训练序列的两侧；广播块、TFCI都有两个字段，广播块第一部分和TFCI第一部分在数据块1和训练序列之间，广播块第二部分和TFCI第二部分在训练序列和数据块2之间，可根据需要使广播块部分或TFCI部分离训练序列更近等等，只要保证广播块字段和TFCI字段至少其中之一紧邻训练序列即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种时分-同步码分多址系统中无线帧的传输方法，其特征在于，

由七个固定长度的业务时隙和三个特殊时隙构成用户终端与网络侧信令交互的5ms无线帧，并将传输格式组合指示(TFCI)编码序列映射到5ms无线帧突发中的TFCI字段；

传输上/下行突发时，顺序发送第一数据块、训练序列和第二数据块，且发送位于训练序列两侧中至少一侧的TFCI编码序列，

其中，在传输下行突发时，该方法进一步包括：发送位于训练序列的一侧的用于指示信道资源预留情况的广播块；或者发送分别位于训练序列的两侧中的每一侧的用于指示信道资源预留情况的广播块的两部分中的每一部分，

以及其中，所述TFCI编码序列和所述广播块位于第一数据块或第二数据块与训练序列之间

2.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述发送位于训练序列两侧中至少一侧的TFCI编码序列为：在发送第一数据块和训练序列之间发送TFCI编码序列；或者，在发送训练序列和第二数据块之间发送TFCI编码序列。

3.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述发送位于训练序列两侧中至少一侧的TFCI编码序列为：在发送第一数据块和训练序列之间发送TFCI编码序列第一部分，且在发送训练序列和第二数据块之间发送TFCI编码序列第二部分。

4.根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，该方法进一步包括：将要发送的TFCI编码序列平均分配，并映射到训练序列两侧的TFCI编码序列第一部分和TFCI编码序列第二部分，所述TFCI编码序列第一部分和TFCI编码序列第二部分编码比特数相同。

5.根据权利要求1至4任一项所述的传输方法，其特征在于，该方法进一步包括：在发送训练序列之后，发送第二数据块之前，发送同步偏移和发射功率控制信息。

6.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述发送位于训练序列的一侧的用于指示信道资源预留情况的广播块为：

在发送第一数据块之后，发送训练序列之前发送广播块；或者，

在发送训练序列之后，发送第二数据块之前发送广播块。

7.根据权利要求6所述的传输方法，其特征在于，该方法进一步包括：在发送训练序列之后，发送第二数据块之前，发送同步偏移和发射功率控制信息。

8.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述发送位于训练序列的两侧中的每一侧的用于指示信道资源预留情况的广播块的两部分中的每一部分为：在发送第一数据块之后，发送训练序列之前发送广播块第一部分，且在发送训练序列之后，发送第二数据块之前发送广播块第二部分。

9.根据权利要求8所述的传输方法，其特征在于，该方法进一步包括：在发送训练序列之后，发送第二数据块之前，发送同步偏移和发射功率控制信息。