CN101282567B - 一种支持多种多址接入的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持多种多址技术的系统的接入方法，包括：(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域所支持的上行多址技术信息和对应的初始接入区域的分配信息，上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；(b)终端扫描下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号，与基站建立同步后，从对应的下行多址区域中获得上行控制消息，如根据其中信息判断出支持自己的上行多址技术，根据该上行控制消息中指示的初始接入区域信息，进行初始网络接入。

Description

一种支持多种多址接入的系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及可在无线通信系统中同时支持多种多址接入方式的系统。
背景技术
在无线通信系统中存在多种多址技术，如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)等。随着无线通信技术的发展，新的多址技术不断的出现，包括空分多址(SDMA)和正交频分多址(OFDMA)等。
这些多址技术各有特点，FDMA技术是把系统总的带宽分成若干个不重叠的子频带，分配每个子频带给每个用户；TDMA技术是把每个信道分成若干个时隙，分配每个时隙给每个用户；CDMA技术是给每个用户分配一个伪随机码，该码具有优良的自相关和互相关特性，这样，多个用户可以同时在相同的带宽发送信号。TDMA和CDMA通常用FDMA来将他们的频带分成小的频带，然后再进行时分或码分。SDMA是利用空间的不相关性以获得多址能力。
对于这些传统的多址接入技术而言，基站和终端由于是在单载频或者窄带宽上进行信号发送的，因此比较适合支持低速率的语音业务。对于高速数据业务来说，单载波系统或者窄带系统都存在较严重的符号间干扰，从而对接收机的均衡器的要求较高。对于支持传统的多载波的多址接入技术而言，要求在接收机端利用滤波器组进行信号分离。这种多址技术实现比较简单，缺点是频谱利用率低。
而可以支持高速数据业务的OFDMA技术将信道带宽分为不同的子信道，多个用户可以同时在不同的带宽发送信号。OFDMA系统通过高速数据的串并转换，可以有效地减少信号间干扰，从而减少接收机的复杂度。并且OFDMA系统利用子载波之间的正交性，允许子信道的频谱相互重叠，最大限度地利用频谱资源。但是，与单载波相比，OFDMA系统存在较高的峰均比值。
随着无线通信技术的发展，特别是多址技术的发展，无线终端的种类和可支持的业务类型也获得极大的发展。除了各种手持终端之外，固定终端和在笔记本电脑的应用也是重要的一部分。基本上，手持终端由于体积和成本的原因，要求功耗较小，因此可以采用传统的单载波的多址技术，如SC-FDMA等，支持低速率的语音业务。而固定终端和笔记本电脑由于可以使用电源供电或者其他稳定的供电设备，可以为用户提供高速率的数据业务，因此可以采用OFDMA的多址技术。
在目前的无线通信系统中，基站只能支持一种多址技术的终端。如在CDMA通信系统中，基站只能支持上下行都采用CDMA多址技术的终端。在IEEE802.16e系统中，基站只能支持上下行都采用OFDMA多址技术的终端。
但是，随着无线通信技术的发展，针对各种不同多址技术，越来越需要这样一种通信系统，可以在同一载频支持不同多址技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种支持多种多址技术的系统，采用该系统，可以在同一载频内支持多种多址技术。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支持多种多址技术的系统的接入方法，包括以下步骤：
(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域所支持的上行多址技术信息和对应的初始接入区域的分配信息，上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；
(b)终端扫描下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号，与基站建立同步后，从对应的下行多址区域中获得上行控制消息，如根据其中信息判断出支持自己的上行多址技术，根据该上行控制消息中指示的初始接入区域信息，进行初始网络接入。
进一步地，所述每一下行多址区域的上行控制消息中还包含相关联上行多址区域的位置和/或大小信息；所述下行多址区域和上行多址区域关联，即有终端同时支持该下行多址区域对应的下行多址技术和所关联上行多址区域对应的上行多址技术。
进一步地，基站发送的所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者，基站发送的所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
进一步地，基站发送的每一下行多址区域的上行控制消息中还包含相关联上行多址区域的资源分配信息，包括以下参数中的一种或任意组合：上行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该上行资源块进行上行发送的终端。
进一步地，所述上行多址区域对应的初始接入区域的分配信息包括以下一种或任意组合：初始接入区域的位置、大小、所支持的上行多址技术的类型；所述上行多址区域所支持的上行多址技术信息包括所支持上行多址技术的标识。
进一步地，初始接入区域位于对应的一个上行多址区域中，采用不同上行多址技术的终端使用不同的初始接入区域进行接入；或者初始接入区域位于上行帧中的公共区域，采用多种上行多址技术的终端可使用相同的初始接入区域进行接入。
进一步地，所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按与上行多址区域相同的方式划分。
进一步地，每个下行多址区域中包含下行控制消息，其中包含了该下行多址区域以下信息中的一种或任意组合：下行多址区域的位置、下行发射参数和资源分配信息，其中资源分配信息又包括以下参数中的一种或任意组合：下行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该下行资源块接收数据的终端。
进一步地，所述上行帧中的多个上行多址区域的相对位置是可变的，所述下行帧包括多个下行多址区域时，各个下行多址区域的相对位置也是可变的；当某个下行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的下行控制消息中提前发送位置变化的信息，包括下行多址区域在帧中的新的位置以及所发生的帧；当某个上行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的上行控制消息中发送上行多址区域位置变化的信息，指示当前帧中上行多址区域的新位置。
进一步地，终端与基站正常通信，当终端收到下行多址区域的下行控制消息中指示在后面的某一帧中该下行多址区域的位置变化的信息后，根据指示在新的下行多址区域所在的帧进行同步信号的搜索、同步和下行接收。
进一步地，所述基站在每个下行多址区域的同步信道发送每个下行多址技术的同步信号；或者，所述基站在下行帧的公共的同步区域上向所有下行多址技术的终端发送同步信号，每个下行多址技术的同步信号对应一个下行多址区域。
进一步地，所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
进一步地，步骤(b)中，终端与基站同步之后，如终端从基站的上行控制消息中获知基站不支持自己的上行多址技术，则终端重新扫描信道。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种支持多种多址技术的系统的下行接收方法，包括以下步骤：
(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域的信息，将上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联，每一下行多址区域的下行控制消息中包含该下行多址区域的资源分配信息；
(b)终端完成初始接入后，从所支持下行多址技术对应的下行多址区域获得下行控制消息，根据其中的资源分配信息接收基站下行发送的数据；
进一步地，基站发送的所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者，基站发送的所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
进一步地，每个下行多址区域的下行控制消息还包含了以下信息中的一种或任意组合：下行多址区域的位置和下行发射参数，所包含的资源分配信息又包括以下参数中的一种或任意组合：下行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该下行资源块接收数据的终端。
进一步地，所述下行帧包括多个下行多址区域时，各个下行多址区域的相对位置可变；当某个下行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的下行控制消息中提前发送位置变化的信息，包括下行多址区域在帧中的新的位置以及所发生的帧；当终端收到下行多址区域的下行控制消息，指示在后面的某一帧中该下行多址区域的位置变化的信息后，根据指示在新的下行多址区域所在的帧进行同步信号的搜索、同步和下行接收。
进一步地，所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
进一步地，所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按照时分方式或者频分方式划分。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种支持多种多址技术的系统的上行发送方法，该过程包括以下步骤：
(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域的资源分配信息，将上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；
(b)终端完成初始接入后，从所支持下行多址技术对应的下行多址区域获得上行控制消息，根据其中的资源分配信息在可用的资源块使用自己的上行多址技术进行上行发送。
进一步地，基站发送的所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者，基站发送的所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
进一步地，基站发送的每一下行多址区域的上行控制消息中还包含相关联上行多址区域以下信息中的一种或任意组合：支持的上行多址技术信息、位置、大小和资源分配信息，其中资源分配信息包括以下参数中的一种或任意组合：上行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该上行资源块进行上行发送的终端。
进一步地，所述上行帧中的多个上行多址区域的相对位置是可变的；当某个上行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的上行控制消息中发送位置变化的信息，指示上行多址区域在当前帧中的新的位置。
进一步地，所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按照时分或者频分方式划分；所述下行多址区域关联的上行多址区域，即有终端同时支持该下行多址区域对应的下行多址技术和所关联上行多址区域对应的上行多址技术。
进一步地，所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种支持多种多址技术的系统的帧，包括下行帧和上行帧，其特征在于，所述下行帧包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术，所述上行帧包括至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域的信息。
进一步地，所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者，所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
进一步地，所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按照时分或频分方式划分；所述下行多址区域关联的上行多址区域，指有终端同时支持该下行多址区域对应的下行多址技术和所关联上行多址区域对应的上行多址技术。
进一步地，所述上行帧中还包括初始接入区域，初始接入区域位于对应的一个上行多址区域中，或者，初始接入区域位于上行帧中的公共区域。
进一步地，所述上行控制消息中的相关联上行多址区域的信息包含以下信息中一种或任意组合：对应的初始接入区域的分配信息、支持的上行多址技术信息、位置、大小、发射参数和资源分配信息，其中资源分配信息包括以下参数中的一种或任意组合：上行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该上行资源块进行上行发送的终端。
进一步地，所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
进一步地，每个下行多址区域的同步信道中包含对应下行多址技术的同步信号；或者，在下行帧的公共的同步信道区域上包含所有下行多址技术的同步信号，每个下行多址技术的同步信号对应一个下行多址区域。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种支持多种多址技术的系统，包括基站和终端，其特征在于：
所述基站用于发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域所支持的上行多址技术信息和对应的初始接入区域的分配信息，上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；
所述终端用于扫描下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号，与基站建立同步后，从对应的下行多址区域中获得上行控制消息，如根据其中信息判断出支持自己的上行多址技术，根据该上行控制消息中指示的初始接入区域信息，进行初始网络接入。
采用本发明所述方法，可以使得同一通信系统在同一频段内支持多种多址技术。
附图说明
图1为实现第一实施例的系统的帧结构示意图；
图2为采用第一实施例系统的终端的初始网络接入流程图；
图3为采用第一实施例系统的终端的下行接收流程图；
图4为采用第一实施例系统的终端的上行发送流程图；
图5为实现第二实施例系统的帧结构示意图；
图6为采用第二实施例系统的终端的初始网络接入流程图；
图7为采用第二实施例系统的终端在下行多址区域位置变化的同步过程流程图；
图8为实现第二实施例系统的另一帧结构的示意图；
图9为实现第三实施例系统的帧结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的系统包括基站和终端，其中：
基站用于向一个或多个支持不同的多址技术的终端发送控制信息和数据，以及接收支持不同的多址技术的终端发送的数据。具体的：该基站发送下行帧和上行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，上行帧中包括至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域对应的初始接入区域的分配信息。
终端用于接收基站发送的控制消息，根据该控制消息接收基站发送的数据，以及如果该基站支持自己的多址技术，则根据该控制消息向所述基站发送数据。具体的：终端扫描各自的下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号，与基站建立同步后，从对应的下行多址区域中获得上行控制消息，如基站支持自己的上行多址技术，根据该上行控制消息中指示的初始接入区域信息，使用各自支持的初始接入技术，进行初始网络接入。
第一实施例
在同一载频内，基站支持一种下行多址技术和一种以上的上行多址技术。在本实施例中，基站下行支持OFDMA多址技术，上行支持OFDMA多址技术和SC-FDMA多址技术。例如，终端#1下行支持OFDMA多址技术，上行支持OFDMA多址技术；终端#2下行支持OFDMA多址技术，上行支持SC-FDMA多址技术；其他终端下行支持OFDMA多址技术，上行支OFDMA多址技术或者SC-FDMA多址技术。
实现本实施例的帧结构如图1所示。该帧结构包括下行帧和上行帧。下行帧只包含一个下行多址区域(DL Zone)，该区域只支持一种下行多址技术，即下行OFDMA技术。上行帧按照时分或频分的方式分为两个上行多址区域，分别支持不同的上行多址技术。本实施例中，上行多址区域#1(ULZone#1)和上行多址区域#2(UL Zone#2)分别支持上行OFDMA多址技术和上行SC-FDMA多址技术。该下行多址区域#1与两个上行多址区域#1和#2相关联。
如图1所示，基站在下行帧开始发送前缀(preamble)，在下行多址区域发送上行控制消息和下行控制消息给终端。这里，下行控制消息包括FCH(Frame Control Head，帧控制头)和DL-MAP(下行链路映射)消息，还可以包括DCD(下行信道描述)消息，上行控制消息包括UL-MAP消息，还可以包括UCD(上行信道描述)消息，或者其他广播控制消息(图中未示出DCD和UCD)。
基站在下行控制消息中包括：下行发射的相关参数、下行多址区域的资源分配信息、或者还包括下行多址区域在下行帧中的位置信息或更新信息。其中，下行发射的相关参数包括基站的标识，基站的基本能力参数，下行发射所使用的带宽、点数、帧长、定时器的定义等内容(上行发射的相关参数也包括上述参数)；下行多址区域的资源分配信息包括以下参数的一种或任意组合：下行所有突发的位置、大小、类型、目标地址(用于指示可以在该下行资源块接收数据的终端，如目标终端的标识)、发射参数(如发送所采用的调制编码方法)。如图1所示，下行控制消息DL-MAP中包含了突发#1至突发#9的所有分配信息，突发#1是发送给终端#1(MS#1)的，突发#2是发送给终端#2(MS#2)的，其他的突发也是被指示给该系统的终端，包括终端#1和终端#2，所述突发还可以有更多。
基站在上行控制消息中包含基站所支持的所有上行多址技术的信息(如上行多址技术的类型)和上行发射的相关参数(如下行发射所使用的带宽、点数等参数)，还包括每个上行多址区域的位置信息和资源分配信息。由于在帧与帧之间，每个上行多址区域的相对位置和大小是可变的，因此该位置信息更新后需通知给终端。所述上行多址区域位置信息包括每个上行多址区域(如图1中的UL Zone#1和UL Zone#2)在上行帧的位置和/或上行多址区域的大小等。所述上行多址区域资源分配信息包括每个上行多址区域中突发(Burst)或时隙的分配信息，包括以下参数的一种或任意组合：每个突发或时隙的位置、该上行突发或时隙的目标地址(指示可以在该突发/时隙进行上行发送的终端)、突发或时隙的大小、类型(指示该突发或时隙承载什么数据)、发送采用的调制编码方法等。如图1所示，在上行控制消息UL-MAP中指示了在上行多址区域#1中上行突发#1的位置和目标地址等参数，并分配给终端#1用于上行发送；以及在上行多址区域#2中上行时隙#1的位置信息和目标地址等参数，并分配给终端#2用于上行发送。
基站在上行控制消息中还携带初始接入区域的分配信息，所述初始接入区域至少有一个，初始接入区域的分配信息中包含各上行多址区域中的上行初始接入区域：如Initial ranging region和random access slot的分配信息，该分配信息包括以下参数的一种或任意组合：该上行初始接入区域在上行帧或每个上行多址区域中的位置、大小、所支持的上行多址技术的类型标识、发送可以采用的调制编码方法等。在上行控制消息中为每种上行多址技术的终端在上行多址区域中分别分配一个初始接入区域，如图1所示，上行多址区域#1和上行多址区域#2的初始接入区域#1和#2分别用于终端#1和终端#2使用不同的初始网络接入技术进行初始网络接入。但是，终端的初始接入区域也可以是相同的，当终端#1和终端#2使用相同的初始网络接入方式进行初始网络接入时，基站可以在上行控制消息中为所有支持的同一上行多址技术的终端在上行帧的公共区域分配一个初始接入区域。
终端的初始网络接入过程如图2所示，包括以下步骤：
步骤210，终端扫描下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号；
在本实施例中，系统下行采用OFDMA多址技术，终端#1和终端#2搜索图1中所示的下行帧前缀。当基站支持n种不同的下行接入方式时，下行帧中具有n个同步信号，用于终端的下行网络接入。如果系统的下行采用的是其他的多址技术，则终端搜索相对应的同步信号，该同步信号除了可以是前缀信号外，还可以是同步信道信号，或者是其他的同步信号。
步骤220，所述终端与基站建立同步；
步骤230，终端与基站同步之后，接收基站发送的下行帧，从中获得上行控制消息，从上行控制消息中获得基站支持的上行多址技术的标识；
步骤240，终端判断基站是否支持自己的上行多址技术，如果是，执行步骤250，否则结束或返回步骤210；
在本实施例中，对于终端#1需判断基站是否支持上行OFDMA，对于终端#2需判断基站是否支持上行SC-FDMA。终端根据获得基站支持的上行多址技术的标识是否与自己支持的上行多址技术标识相匹配，判断该基站是否支持自己的上行多址技术，如果终端判断基站不支持自己的上行多址技术，则重新在下行频段内进行扫描，寻找新的可用的下行信道。
步骤250，终端从基站的下行帧中获得上行控制消息，从上行控制消息中获得可用的上行初始接入区域的分配信息，在基站指示的上行初始接入区域内发送网络接入消息，进行初始网络接入。
终端#1和终端#2根据接收到基站的上行控制消息中的初始接入区域的信息，分别在初始接入区域#1和初始接入区域#2使用不同的初始技术，进行初始网络接入。
终端接入网络后，接收基站下行数据的过程如图3所示，包括以下步骤：
步骤310，终端接收基站发送的下行帧，从中获得下行控制消息，从下行控制消息中获得下行多址区域的资源分配信息；
终端#1和终端#2接收基站的下行控制消息，这里为DL-MAP消息，并从其中获得下行多址区域的资源分配信息。
步骤320，终端根据获得的资源分配信息，接收基站下行发送的数据。
终端#1和终端#2根据下行多址区域的资源分配信息获得基站给自己发送的数据的位置和相关信息(如调制编码方式等)，如图1所示，基站下行控制消息DL-MAP中指示在下行突发#1中发送数据给终端#1，基站在下行突发#2中发送数据给终端#2，则终端#1和终端#2根据突发的位置信息以及其他参数分别接收突发#1和突发#2中的数据。
终端接入网络后，上行数据发送过程如图4所示，包括以下步骤：
步骤410，终端从基站发送的下行帧中的上行控制消息中获得各上行多址区域的资源分配信息；
该上行多址区域所使用的上行多址技术是该终端所支持的。
步骤420，终端根据上行多址区域的资源分配信息，在上行多址区域的可用的上行突发中使用自己的上行多址技术发送数据。
终端#1和终端#2根据各自上行多址区域的资源分配信息，获得分配给自己的上行突发的位置和相关信息。如图1所示，基站在上行控制消息UL-MAP中分配上行多址区域#1中的突发#1给终端#1，基站在上行控制消息UL-MAP中分配上行多址区域#2中的上行时隙#1给终端#2。终端#1和终端#2根据该信息的指示分别在上行突发#1和上行时隙#1使用各自支持的上行多址技术进行上行发送。
第二实施例
在同一载频内，基站支持两种下行多址技术和两种上行多址技术，在本实施例中，具体的，基站支持下行OFDMA多址技术和下行SC-FDMA多址技术，上行OFDMA多址技术和上行SC-FDMA多址技术。系统中还包括终端#1和终端#2，终端#1支持下行OFDMA多址技术和上行OFDMA多址技术；终端#2支持下行SC-FDMA多址技术和上行SC-FDMA多址技术。
实现本实施例的帧结构如图5所示，该帧结构包括下行帧和上行帧。下行帧和上行帧分别按照时分或者频分的方法分为两个下行多址区域和两个上行多址区域，每个下行多址区域支持一种下行多址技术，每个上行多址区域支持一种上行多址技术。每个下行多址区域在下行帧中的相对位置是可变的，每个上行多址区域在上行帧中的相对位置也是可变的。下行多址区域#1和下行多址区域#2分别支持OFDMA多址技术和SC-FDMA多址技术，上行多址区域#1和上行多址区域#2分别支持OFDMA多址技术和SC-FDMA多址技术。两个下行多址区域与两个上行多址区域相关联，其中，下行多址区域#1与上行多址区域#1关联，下行多址区域#2与上行多址区域#2关联。下行多址区域关联的上行多址区域，即有终端同时支持该下行多址区域对应的下行多址技术和所关联上行多址区域对应的上行多址技术。
基站在下行多址区域#1和下行多址区域#2的开始分别发送前缀#1和前缀#2，分别用于支持下行OFDMA多址接入和下行SC-FDMA多址接入的终端的初始网络接入。
基站在每个下行多址区域中分别发送各自下行多址区域的控制消息包括下行控制消息和上行控制消息。该下行控制消息和上行控制消息分别用于该下行多址区域以及与之相对应的上行多址区域的控制。
每个下行多址区域中发送的上行控制消息中包含上行多址技术的信息、上行发射参数、位置信息、资源分配信息、初始接入区域的分配信息。其中，所述上行多址区域的位置信息包括每个上行多址区域在上行帧的位置和/或大小；所述每个上行多址区域的资源分配信息可以包括以下参数的一种或任意组合：每个多址区域中上行突发或时隙的位置信息、大小、类型、该上行突发或时隙的目标地址以及发送采用的调制编码方式等，所述上行突发或时隙的目标地址用于指示可以在该突发或时隙进行上行发送的终端。在上行控制消息中还包含初始接入区域的分配信息，用于支持该上行多址技术的终端进行初始网络接入。
每个下行多址区域中发送的下行控制消息中包含该下行多址区域的发射参数、该下行多址区域的资源分配信息。当某个下行多址区域在下行帧中的位置需要改变的时候，基站应在该下行多址区域的下行控制消息中提前发送位置变化的信息，包括下行多址区域在下行帧中的新的位置以及发生变化的帧。
如图5所示，在支持OFDMA多址技术的下行多址区域#1中，由下行控制消息DL-MAP和上行控制消息UL-MAP来分别发送下行多址区域#1和与之相对应的上行多址区域#1的位置信息和资源分配信息。下行控制消息DL-MAP中的下行多址区域的资源分配信息包括以下一种或任意组合：下行多址区域中所有突发的位置、突发的目标终端、突发的大小、发送采用的调制编码方式等。如图5所示，下行控制消息指示突发#1分配给终端#1。上行控制消息UL-MAP中的上行多址区域的位置信息指示了该上行多址区域在上行帧中的位置和/或大小；上行多址区域的资源分配信息包括以下一种或任意组合：与下行多址区域相对应的上行多址区域中所有突发的位置、分配给哪个终端、突发的大小、采用的调制编码方式等。如图5所示，上行控制消息支持上行突发#1用于终端#1进行上行发送。上行控制消息UL-MAP中还可以包括初始接入区域(Initial Ranging region和Random Access slot)的分配信息。并且，当上行多址区域#1的位置和/或大小需要发生变化的时候，基站在下行多址区域#1的上行控制消息中发送位置变化信息。
如图5所示，在支持SC-FDMA多址技术的下行多址区域#2中，由下行控制和上行控制时隙来分别发送下行多址区域#2和与之相对应的上行多址区域#2的位置信息和资源分配信息。在下行多址区域#2的下行控制时隙分配下行数据时隙#2用于终端#2，终端#2在该时隙使用上行SC-FDMA技术进行数据发送；在下行多址区域#2的上行控制时隙中分配初始接入信道以及数据信道的位置。
终端进行初始网络接入的流程如图6所示，包括以下步骤：
步骤610，终端搜索自己支持的下行多址技术的同步信号；
基站在下行帧公共同步区域发送其支持的不同多址技术的同步信号，可采用以下方式：
所述基站在每个下行多址区域的同步信道发送每个下行多址技术的同步信号；或者所述基站在下行帧的公共的同步区域上向所有下行多址技术的终端发送同步信号，每个下行多址技术的同步信号对应一个下行多址区域。
终端1和终端2各自扫描下行信道，搜索自己支持的同步信号。如图5所示，支持下行OFDMA多址技术的终端1搜索下行前缀，支持下行SC-FDMA多址技术的终端2搜索下行同步信道。
步骤620，终端与基站建立同步；
步骤630，终端与基站同步之后，接收基站发送的下行帧，判断基站是否支持自己的上行多址技术，如果是，执行步骤640，否则返回步骤610；
步骤640，终端从上行控制消息中获得支持自己的下行多址区域的初始接入区域的分配信息；
当基站支持两种上行多址接入技术时，终端与基站同步后需要先行判断该基站是否支持自己的上行多址技术；当基站只支持一种上行多址接入技术时，终端接入网络后，基站可默认该终端采用的多址技术与本基站相同。
步骤650，终端根据初始接入区域的分配信息在所述上行初始网络接入区域中发送网络接入消息，进行初始网络接入。
终端#1和终端#2分别在上行多址区域#1和上行多址区域#2使用各自的初始技术，进行初始网络接入。
当系统中终端在与基站正常通信过程中所支持的下行多址区域的位置发生变化时，终端需要与基站重新建立同步，如图7所示，包括以下步骤：
步骤710，终端与基站正常通信；
步骤720，终端接收到基站的下行控制消息，消息中指示在后续某帧中下行多址区域的位置变化信息(包括下行多址区域在下行帧中的新的位置以及发生变化的帧)；
步骤730，终端根据指示信息，在变化发生的帧搜索同步信号，获得同步；
步骤740，终端与基站进入正常通信状态。
终端接入网络后，接收下行数据的过程如下：
步骤810，终端接收基站发送的下行帧，从相应的下行多址区域中获得下行控制消息，得到该下行多址区域的资源分配信息；
该下行多址区域所使用的下行多址技术是该终端所支持的。
如果终端接收的下行控制消息中指示在后面的某一帧中该下行多址区域的位置变化的信息，则终端在该后续下行帧中在新的位置进行同步信号的搜索、同步和下行接收。
步骤820，终端根据下行多址区域的资源分配信息接收基站下行发送的数据。
终端接入网络后，上行数据发送的过程如下：
步骤910，终端接收基站在下行帧中相应的下行多址区域发送的上行控制消息，获得与该下行多址区域相对应的上行多址区域的位置信息和资源分配信息；
该下行多址区域所使用的下行多址技术，以及相对应的上行多址区域所使用的上行多址技术是该终端所支持的。
步骤920，终端根据上行多址区域的资源分配信息在所述的上行多址区域的可用的上行突发或时隙中进行发送。
第三实施例
在本实施例中，基站支持下行OFDMA多址技术和下行MC-TD-SCDMA多址技术，上行OFDMA多址技术，上行SC-FDMA多址技术和上行MC-TD-SCDMA多址技术。终端#1支持下行OFDMA多址技术和上行OFDMA多址技术；终端#2支持下行OFDMA多址技术和上行SC-FDMA多址技术；终端#3支持下行MC-TD-SCDMA多址技术和上行MC-TD-SCDMA多址技术。
实现本实施例的帧结构如图8所示，终端#1支持下行多址区域#1和上行多址区域#1，终端#2通过下行多址区域#1和上行多址区域#3与基站进行通信，终端#3通过下行多址区域#2和上行多址区域#2与基站进行通信。
基站在下行多址区域#1中发送该下行多址区域的下行控制消息DL-MAP以及与该下行多址区域相对应的上行多址区域#1和上行多址区域#2的上行控制消息UL-MAP。下行控制消息包括有该下行多址区域的资源分配信息。如图所示，基站使用下行控制消息DL-MAP在下行多址区域#1中分别分配突发#1和突发#2给支持下行OFDMA多址技术的终端#1和终端#2。并且，基站使用下行控制消息DL-MAP分配突发3～6给其他的支持下行OFDMA多址技术的终端。
如图8所示，基站在下行多址区域#1的上行控制消息中发送上行多址区域#1和上行多址区域#3的位置信息、资源分配信息、初始接入区域的分配信息等。在上行多址区域#1中，基站分配突发#1用于终端#1的上行发送；在上行多址区域#3中，基站分配时隙#2用于终端#3的上行发送。如图8所示，基站在下行多址区域#1的上行控制消息中为与该下行多址区域相对应的上行多址区域#1和上行多址区域#2分配初始接入区域。上行多址区域#1中的初始接入区域用于支持上行OFDMA多址技术的终端，如终端#1进行初始网络接入，上行多址区域#3的时隙#1中的随机接入信道用于终端#2的初始网络接入。
如图8所示，基站在下行多址区域#2的下行和上行控制时隙中发送下行控制消息和上行控制消息，分别包括对该下行多址区域和与之相对应的上行多址区域#2的控制信息。基站分配下行多址区域#2中的下行时隙#2给终端，分配上行多址区域#2中的上行时隙#1给终端，并且在上行多址区域#2中包括随机接入时隙的分配。
第四实施例
在本实施例所应用的系统中在同一地址设有一组基站，同组基站中至少包括两个同步、同频带且支持不同上行多址技术的基站。
同组中各个基站分别在协商好的下行区域进行发射下行帧，在协商好的上行区域进行接收上行帧，且各自的区域互不重叠；
终端根据自己支持的下行多址技术接入到其中的一个基站，并在为该基站分配的下行区域和下行区域上进行接收和发射。
由两个或多个同步并共址的基站在同一频带支持多种多址接入方式，本实施例中，包括第一基站(BS#1)和第二基站(BS#2)。所述第一基站和第二基站分别支持相同或不同的下行多址技术和不同的上行多址技术。
实现本实施例的帧结构如图9所示，支持第一种多址技术的第一基站在下行帧的第一多址区域的开始发送前缀，随后发送控制信息和数据给支持第一种多址技术的终端；支持第二种多址技术的第二基站在下行帧的第二多址区域的时隙中进行下行发送。第一基站和第二基站在各自下行多址区域中发送的控制消息分别用于自己的下行多址区域和上行多址区域的控制，如各多址区域的资源分配消息等。在上行帧中，支持第一种多址技术的终端和支持第二种多址技术的终端分别根据接收到的控制信息在第一上行多址区域和第二上行多址区域发送数据给第一基站和第二基站。
本实施例中，第一基站和第二基站先进行同步；然后，分别在协商好的下行多址区域进行发射，在协商好的上行多址区域进行接收，第二基站在第一基站发送完第一控制信息和数据后再发送第二控制信息和数据。第一基站和第二基站的同步方法可以用GPS同步或者使用同步线同步。第一基站和第二基站之间的协商可以通过基站之间的公共接口进行协商，也可以通过一个集中控制器来集中调度第一基站和第二基站的发射和接收。具体的发射和接收与前述实施例中的相同，此处不再赘述。
在其他实施例中，第一基站和第二基站可分别支持多种上下行多址接入方式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
例如，基站可以在下行帧的开始发送所有支持的下行多址技术的同步信号，或者在同步信道中为所支持的下行多址技术发送的同步信号。

Claims (26)

1.一种支持多种多址技术的系统的接入方法，包括以下步骤：
(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域所支持的上行多址技术信息和对应的初始接入区域的分配信息，上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；
(b)终端扫描下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号，与基站建立同步后，从对应的下行多址区域中获得上行控制消息，如根据其中信息判断出支持自己的上行多址技术，根据该上行控制消息中指示的初始接入区域信息，进行初始网络接入。
2.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
所述每一下行多址区域的上行控制消息中还包含相关联上行多址区域的位置和/或大小信息；所述下行多址区域和上行多址区域关联，即有终端同时支持该下行多址区域对应的下行多址技术和所关联上行多址区域对应的上行多址技术。
3.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
基站发送的所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者
基站发送的所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
4.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
基站发送的每一下行多址区域的上行控制消息中还包含相关联上行多址区域的资源分配信息，包括以下参数中的一种或任意组合：上行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该上行资源块进行上行发送的终端。
5.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：所述上行多址区域对应的初始接入区域的分配信息包括以下一种或任意组合：初始接入区域的位置、大小、所支持的上行多址技术的类型；所述上行多址区域所支持的上行多址技术信息包括所支持上行多址技术的标识。
6.如权利要求4所述的接入方法，其特征在于：
初始接入区域位于对应的一个上行多址区域中，采用不同上行多址技术的终端使用不同的初始接入区域进行接入；或者
初始接入区域位于上行帧中的公共区域，采用多种上行多址技术的终端可使用相同的初始接入区域进行接入。
7.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按与上行多址区域相同的方式划分。
8.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
每个下行多址区域中包含下行控制消息，其中包含了该下行多址区域以下信息中的一种或任意组合：下行多址区域的位置、下行发射参数和资源分配信息，其中资源分配信息又包括以下参数中的一种或任意组合：下行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该下行资源块接收数据的终端。
9.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
所述上行帧中的多个上行多址区域的相对位置是可变的，所述下行帧包括多个下行多址区域时，各个下行多址区域的相对位置也是可变的；
当某个下行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的下行控制消息中提前发送位置变化的信息，包括下行多址区域在帧中的新的位置以及新的下行多址区域所在的帧；
当某个上行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的上行控制消息中发送上行多址区域位置变化的信息，指示当前帧中上行多址区域的新位置。
10.如权利要求9所述的接入方法，其特征在于：
终端与基站正常通信，当终端收到下行多址区域的下行控制消息中指示在后面的某一帧中该下行多址区域的位置变化的信息后，根据指示在新的下行多址区域所在的帧进行同步信号的搜索、同步和下行接收。
11.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
所述基站在每个下行多址区域的同步信道发送每个下行多址技术的同步信号；或者
所述基站在下行帧的公共的同步区域上向所有下行多址技术的终端发送同步信号，每个下行多址技术的同步信号对应一个下行多址区域。
12.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
13.如权利要求1所述的接入方法，其特征在于：
步骤(b)中，终端与基站同步之后，如终端从基站的上行控制消息中获知基站不支持自己的上行多址技术，则终端重新扫描信道。
14.一种支持多种多址技术的系统的下行接收方法，包括以下步骤：
(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域的信息，将上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联，每一下行多址区域的下行控制消息中包含该下行多址区域的资源分配信息；
(b)终端完成初始接入后，从所支持下行多址技术对应的下行多址区域获得下行控制消息，根据其中的资源分配信息接收基站下行发送的数据。
15.如权利要求14所述的下行接收方法，其特征在于：
基站发送的所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者
基站发送的所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
16.如权利要求14所述的下行接收方法，其特征在于：
每个下行多址区域的下行控制消息还包含了以下信息中的一种或任意组合：下行多址区域的位置和下行发射参数，所包含的资源分配信息又包括以下参数中的一种或任意组合：下行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该下行资源块接收数据的终端。
17.如权利要求14所述的下行接收方法，其特征在于：
所述下行帧包括多个下行多址区域时，各个下行多址区域的相对位置可变；
当某个下行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的下行控制消息中提前发送位置变化的信息，包括下行多址区域在帧中的新的位置以及新的下行多址区域所在的帧；
当终端收到下行多址区域的下行控制消息，指示在后面的某一帧中该下行多址区域的位置变化的信息后，根据指示在新的下行多址区域所在的帧进行同步信号的搜索、同步和下行接收。
18.如权利要求14所述的下行接收方法，其特征在于：
所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
19.如权利要求14所述的下行接收方法，其特征在于：
所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按照时分方式或者频分方式划分。
20.一种支持多种多址技术的系统的上行发送方法，该过程包括以下步骤：
(a)基站发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域的资源分配信息，将上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；
(b)终端完成初始接入后，从所支持下行多址技术对应的下行多址区域获得上行控制消息，根据其中的资源分配信息在可用的资源块使用自己的上行多址技术进行上行发送。
21.如权利要求20所述的上行发送方法，其特征在于：
基站发送的所述下行帧包括一个下行多址区域，该下行多址区域与上行帧中的多个上行多址区域相关联；或者
基站发送的所述下行帧包括至少两个下行多址区域，每个下行多址区域与上行帧中的一个或多个上行多址区域相关联。
22.如权利要求20所述的上行发送方法，其特征在于：
基站发送的每一下行多址区域的上行控制消息中还包含相关联上行多址区域以下信息中的一种或任意组合：支持的上行多址技术信息、位置、大小和资源分配信息，其中资源分配信息包括以下参数中的一种或任意组合：上行资源块的位置、大小、类型、目标地址和发射参数，该目标地址用于指示可以在该上行资源块进行上行发送的终端。
23.如权利要求20所述的上行发送方法，其特征在于：
所述上行帧中的多个上行多址区域的相对位置是可变的；
当某个上行多址区域的位置需要改变时，基站在对应下行多址区域的上行控制消息中发送位置变化的信息，指示上行多址区域在当前帧中的新的位置。
24.如权利要求20所述的上行发送方法，其特征在于：
所述上行帧中的多个上行多址区域是按照时分方式或频分方式划分的，所述下行帧中包括多个下行多址区域时，按照时分或者频分方式划分；所述下行多址区域关联的上行多址区域，即有终端同时支持该下行多址区域对应的下行多址技术和所关联上行多址区域对应的上行多址技术。
25.如权利要求20所述的上行发送方法，其特征在于：
所述下行多址技术中的一种为OFDMA多址技术，所述上行多址技术包括OFDMA多址技术、SC-FDMA多址技术、MC-TD-SCDMA多址技术中的至少两种。
26.一种支持多种多址技术的系统，包括基站和终端，其特征在于：
所述基站用于发送下行帧，下行帧中包括至少一个下行多址区域，每一下行多址区域支持一种下行多址技术发送，每一下行多址区域的上行控制消息中包含相关联上行多址区域所支持的上行多址技术信息和对应的初始接入区域的分配信息，上行帧划分为至少两个支持不同上行多址技术的上行多址区域，每个下行多址区域与一个或多个上行多址区域相关联；
所述终端用于扫描下行信道，搜索自己支持的下行多址技术的同步信号，与基站建立同步后，从对应的下行多址区域中获得上行控制消息，如根据其中信息判断出支持自己的上行多址技术，根据该上行控制消息中指示的初始接入区域信息，进行初始网络接入。
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