CN101388719B - 基于tdd系统的信令反馈方法及tdd系统中的无线帧 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于TDD系统的信令反馈方法及一种TDD系统中的无线帧，在提高信令传输的可靠性的同时节约了时域符号传输时间。所述方法包括，将无线帧中单位帧上行区域中设置的信令反馈区在频域上划分为多个信令反馈子区，移动终端向基站发送信令信息时，在每一信令反馈子区的时域资源上先发送一循环前缀，然后再连续发送若干个承载有相同信令信息的时域符号。所述无线帧，包括一个或多个单位帧，在每一单位帧的上行区域中设置信令反馈区，在频域上，所述信令反馈区被划分为若干个信令反馈子区，每一信令反馈子区在频域上占用若干个子载波，所述信令反馈子区在时域依次包括一循环前缀和若干承载相同信令信息的时域符号。

Description

基于TDD系统的信令反馈方法及TDD系统中的无线帧
技术领域
本发明涉及无线通信系统，特别是涉及TDD(Time Division Duplexing，时分双工)无线通信系统中的信令反馈方法及实现该方法的无线帧。
背景技术
人们对无线通信技术日益增长的需求是无线通信技术发展的巨大推动力。目前应用最广泛的无线通信系统是蜂窝移动通信系统，其复杂多变的信道条件和人们对移动通信系统苛刻的要求对蜂窝移动通信技术提出了极大的挑战。
当前解决这个挑战的有效方法之一就是使用基于OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用)的多载波和单载波技术，如OFDM、IFDMA(Interleaved Frequency Division Multiple Access，交织频分多址)等。OFDM技术在频域将整个宽带载波分成多个窄带子载波，可以将宽带载波上的频率选择性衰落转变为窄带子载波上的平坦衰落，再加上结合在时域对每个OFDM符号增加循环前缀(Cyclic Prefix，CP)可以有效消除多径信道造成符号间和子载波间的干扰，并且OFDM调制和解调容易使用快速傅立叶变换技术来实现，比较适合宽带通信。目前OFDM技术已经在DVB、IEEE 802.11a/n、IEEE 802.16d/e、3GPP LTE和3GPP2 UMB等国际标准得到广泛应用。
信令反馈是无线通信系统中的一项重要技术，其对系统性能有重要影响。信令反馈的最重要指标就是传输可靠性及其开销，信令反馈必须使用鲁棒性很好的传输方式以保证信令即使在比较差的信道条件下也有较低的出错概率，因为信令出错将对系统性能造成严重影响甚至导致系统不能正常工作。但是信令传输可靠性越高，系统开销也就越大，所以在保证传输性能的前提下高效的信令传输方式对系统性能具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于TDD系统的信令反馈方法及TDD系统中的无线帧，提高信令传输的可靠性的同时节约了时域符号传输时间。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于TDD系统的信令反馈方法，将无线帧中单位帧上行区域中设置的信令反馈区在频域上划分为多个信令反馈子区，移动终端向基站发送信令信息时，在每一信令反馈子区的时域资源上先发送一循环前缀，然后再连续发送若干个承载有相同信令信息的时域符号。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述信令反馈子区在时域上占用相同的时间，在频域上占用若干个子载波。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述信令反馈子区在单位帧的上行区域中为集中式的或者是分布式的。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，当所述TDD系统为正交频分复用OFDM系统时，所述时域符号是指OFDM符号；当所述TDD系统为交织频分多址IFDMA系统时，所述时域符号是指IFDMA符号。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，当所述无线帧为3GPP LTEType2帧时，所述单位帧为半帧，所述移动终端将其中的上行同步时隙中除随机接入信道外的剩余带宽资源设置为信令反馈区。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种TDD系统中的无线帧，其特征在于，包括一个或多个单位帧，在每一单位帧的上行区域中设置信令反馈区，在频域上，所述信令反馈区被划分为若干个信令反馈子区，每一信令反馈子区在频域上占用若干个子载波，所述信令反馈子区在时域依次包括一循环前缀和若干承载相同信令信息的时域符号。
进一步地，上述无线帧还可具有以下特点，所述信令反馈子区在时域上占用相同的时间。
进一步地，上述无线帧还可具有以下特点，所述信令反馈子区在单位帧的上行区域中为集中式的或者是分布式的。
进一步地，上述无线帧还可具有以下特点，所述时域符号是指正交频分复用OFDM符号或交织频分多址IFDMA符号。
进一步地，上述无线帧还可具有以下特点，当所述无线帧为3GPP LTEType2帧时，所述单位帧为半帧，所述信令反馈区为所述单位帧中上行同步时隙中除随机接入信道外的剩余带宽资源。
本发明适用于多载波及单载波的TDD系统，采用本发明所述方法，重复传输时域符号，保证信令传输的可靠性，并且，利用了CP的特性，在一个信令反馈子区中只需传送一个CP和多个相同的时域符号，因此，如果在时域占用N个时域符号，则可以节省N-1个CP长度的时间。
附图说明
图1是本发明实施例公开的信令反馈方法的无线帧结构图；
图2是反馈子块在时域的结构图；
图3是3GPP LTE Type2帧结构示意图；
图4是本发明运用于3GPP LTE Type2帧结构的示意图；
图5是本发明实施例中UpPTS中反馈子块的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种针对TDD(Time Division Duplexing，时分双工)多载波无线通信的上行信令反馈方案。
在传输TDD双工方式下的无线帧结构如图1所示，其中每个无线帧由一个或多个具有相同结构的单位帧组成，每个单位帧包括下行区域和上行区域，其中GP1为下行到上行的保护间隔，GP2是上行到下行的保护间隔。图1中的信令反馈子区1至m为本发明所要描述信令反馈区。该信令反馈区在时域表现为属于上行区域的连续一部分时间，在频域上表现为占有全部或者部分可用子载波。
根据对子载波的划分可以将信令反馈区分成若干个信令反馈子区，这些信令反馈子区有可能是集中式的(Localized)，也有可能是分布式的(Distributed)。集中式子载波分配方法(如图4所示)每个信令反馈子区所分配的子载波在频率上是相邻的，占用整个可用频带的连续一段带宽；而分布式子载波分配方法每个信令反馈子区所分配的每个子载波在频率上是不相邻的，如均匀分布于整个频带中。这两种分配方法有各自的优点：集中式子载波分配可以给每个用户分配性能最好的频带所在的信令反馈子区，取得多用户分集的效果；而分布式子载波分配可以在整个可用频带上对信令反馈子区的性能进行平均，取得频率分集的效果。
移动台根据基站分配给的频率资源，在这些频率资源上承载其控制信息(信令信息)，形成一个时域符号，然后对该时域符号重复若干次，最后只在第一个时域符号前添加CP。
为了在提高信令反馈区的传输可靠性同时能够节约信道，设置每个信令反馈子区在时域上占用相同的时间，且这些信令反馈子区在时域具有特殊的结构：信令反馈子区在时域占用多个时域符号，在每个时域符号上承载相同的信息，在第一个时域符号前添加CP，剩余的时域符号前均不需要添加CP，在本文中该结构被称为符号重复单循环前缀结构。
信令反馈子区在时域的符号重复单循环前缀结构如图2所示。假设重复的时域符号有N个，则使用这种设计可以在时域节省N-1个CP的时间。每个信令反馈子区可以单独用于反馈上行信令。
本文中的符号重复单循环前缀结构利用了CP的特性，设计传输相同的时域符号，虽然只在第一个时域符号前添加了CP，但是由于CP的内容与时域符号结尾部分的内容相同，因此也可以视为每个时域符号前都存在CP，不会存在符号间和子载波间干扰的问题。
下面以3GPP LTE Type2帧结构为例进行说明。
3GPP LTE Type2帧结构如图3所示。3GPP LTE Type2为TDD双工方式，其10ms的无线帧(Radio Frame)分成两个5ms的半帧(Half-frame)，每个半帧分成7个0.675ms长度的时隙(Slot，又称为Subframe)和三个特殊时间段。7个0.675ms长度的时隙用于传输业务数据和控制信令，三个特殊时间段分别为下行同步时隙(DwPTS)、主保护间隔(GP)和上行同步时隙(UpPTS)，其中GP作为下行到上行切换点。第一个时隙是固定的下行时隙#0，后面的6个时隙#1～#6分成连续的上行时隙和连续的下行时隙，上行到下行切换点可以位于这6个时隙中的任何两个时隙的分界点上，在切换点上必须从相邻时隙上分配一个上行到下行保护间隔。
3GPP LTE Type2帧结构中，RACH(Random Access Channel，随机接入信道)放在UpPTS上，只占用了系统中心频率附近的部分带宽。将本发明应用于该帧结构时，可以利用UpPTS所在时间上的除了RACH所占的带宽资源，将剩下的带宽分成多个信令反馈子区域，每个信令反馈子区域在时域具有符号重复单循环前缀结构。在3GPP LTE Type2帧结构中，利用UpPTS中的剩余带宽进行信令反馈，有效地利用了带宽资源。
图4为本发明运用于3GPP LTE Type2帧结构的示意图，使用符号重复单循环前缀结构以后UpPTS中信令反馈子区域在时域和频域的一种参数如下：
假设系统采用20MHz带宽，则采样频率为30.72MHz，那么UpPTS在该采样率下占用4340个样点。对于20MHz系统每个时域符号占2048个样点，则在UpPTS上可以承载两个重复的时域符号，且符号重复单循环前缀结构中的CP长度为4340-2048*2＝244个样点。
20MHz系统2048个载波中可用载波为1200个，假设RACH信道占用中间的72个载波(包括RACH信道两边的保护带)，那么剩下1128个子载波可用作信令反馈，如果每个信令反馈子区域连续占用24个载波，那么剩下的带宽可以设计承载1128/24＝47个信令反馈子区域，每个信令反馈子区域使用集中式子载波分配方法。
按照上述参数的UpPTS结构如图5所示，按照本结构可以使用UpPTS的剩余带宽来进行信令反馈，使UpPTS的带宽得到了充分利用，并且在时域上，如果使用N个时域符号，则可以节省N-1个CP长度的时间。
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。

Claims (5)

1.一种基于TDD系统的信令反馈方法，其特征在于，将无线帧中单位帧上行区域中设置的信令反馈区在频域上划分为多个信令反馈子区，移动终端向基站发送信令信息时，在每一信令反馈子区的时域资源上先发送一循环前缀，然后再连续发送若干个承载有相同信令信息的时域符号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述信令反馈子区在时域上占用相同的时间，在频域上占用若干个子载波。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述信令反馈子区在单位帧的上行区域中为集中式的或者是分布式的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
当所述TDD系统为正交频分复用OFDM系统时，所述时域符号是指OFDM符号；
当所述TDD系统为交织频分多址IFDMA系统时，所述时域符号是指IFDMA符号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
当所述无线帧为3GPP LTE Type2帧时，所述单位帧为半帧，所述移动终端将其中的上行同步时隙中除随机接入信道外的剩余带宽资源设置为信令反馈区。
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