CN101465688A

CN101465688A - 宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法

Info

Publication number: CN101465688A
Application number: CNA2007103018651A
Authority: CN
Inventors: 王海
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2009-06-24

Abstract

一种宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法，在基站的发送端，包括步骤：在一帧中发送多个无线通信系统的前导符号；在每个系统的前导符号之后发送该系统的下行链路信号。利用本发明，即使在同一个载频下，无论多个系统，如16e和16m系统的带宽是否相同，它们可以同时工作，而且16e系统在工作时不受16m系统的影响。

Description

宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法

技术领域

本发明属于信息传输领域，特别涉及在无线通信过程中不同带宽的系统间共同通信的设备和方法。所述技术可以具体应用在能够通过不同频率进行资源分配的系统，如正交频分复用(以下简称OFDM)/正交频分复用接入(OFDMA)系统中，能够同时支持不同带宽的系统进行通信，如同时支持带宽为10MHz的IEEE 802.16e系统和带宽为20MHz的IEEE 802.16m系统进行通信。

背景技术

随着人们对无线通信系统的传输带宽的需求迅速提高，无线通信系统标准的制定显得相对缓慢。在可以预见的未来，不同带宽的多种无线通信系统间共存的现象将普遍存在。在解决无线通信系统共存问题时，后向兼容是首先需要解决的问题之一。

目前，无线通信系统在标准制定过程中，对于支持不同带宽系统间的后向兼容问题，在空中接口方面多采用相互独立的设计。如3GPP LTE在使用5MHz带宽时，采用全新的空中接口；而要使用早先制定的较窄带宽(1.28MHz)的WCDMA系统时，将会采用三个子带占用5MHz带宽的形式。因此，在3GPP LTE和WCDMA系统共存于一个区域时，为了保证后向兼容，运营商需要在此区域中同时提供2个接口，一个支持3GPP LTE系统，另一个支持WCDMA系统。如果这两个系统处于相邻的小区，那么它们可以工作于同一个频点，而如果它们的覆盖区域大部分是重叠的或处于同一个小区，那么它们应该不在一个频点上。

目前，无线通信系统在标准制定过程中，对于支持不同带宽系统间的后向兼容问题，在空中接口方面不能做到真正的兼容。例如，对于支持5MHz以上带宽的3GPP LTE系统和早先制定的较窄带宽(1.28MHz)的WCDMA系统，在一个5MHz带宽内，两者是不能同时工作的。再如IEEE 802.16系列标准中，16d和16e是不能在同一个载频下同时工作的。所以，虽然16e是可扩展式的系统，但是它在后向兼容16d的问题上，无论是相同带宽还是不同带宽，均不能实现16d和16e在同一个载频下同时工作。所以，在无线频谱日益紧张的情况下，现有技术需要改善的地方就是在一个支持较宽带宽的系统工作的同时，能够在此带宽内同时支持另一个无线通信系统的工作。

另外，当前正在制定的多载波无线通信系统主要有3GPP LTE系统和IEEE 802.16系列标准。在IEEE 802.16m标准中，提出了在同一个载频下，在相同或不同的带宽下同时支持16e和16m的后向兼容要求。在已有的无线通信系统的后向兼容设计中，尚无可以用来实现此需求的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法。

为实现上述目的，一种宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法，在基站的发送端，包括步骤：

在一帧中发送多个无线通信系统的前导符号；

在每个系统的前导符号之后发送该系统的下行链路信号。

利用本发明，即使在同一个载频下，无论带宽是否相同，这两个系统都可以同时工作，而且一个系统在工作时不受另一个系统的影响。例如，在同一个载频下，无论16e系统和16m系统的带宽是否相同，它们可以同时工作，而且16e系统在工作时可以不受16m系统的影响，反之亦然。

附图说明

图1是嵌入式兼容设计方法示意图；

图2是传统OFDMA无线通信系统传输结构图；

图3是嵌入式兼容设计的一个实施例(物理子载波示意图)；

图4是嵌入式兼容设计的逻辑资源分配示意图；

图5是逻辑资源分配的一个实施例；

图6是资源分配的又一个实施例；

图7是嵌入式兼容设计的又一个实施例；

图8是嵌入式兼容设计的又一个实施例；

图9是嵌入式兼容设计的又一个实施例。

具体实施方式

本发明提出了一种新颖有效的用于解决不同带宽的无线通信系统间后向兼容问题的方案。

在发明的阐述中，我们将借鉴传统多载波无线通信系统的传输结构。如图2所示，以OFDM系统为例，传统的多载波无线通信系统的传输结构是以帧为单位的。一帧中分为下行链路(DL)部分和上行链路(UL)部分，两部分之间及帧间均有保护间隔。其中，下行链路部分的最前面是前导符号(preamble)。在上下行链路中，数据通常是以传输块(burst)为分配单位进行发送的。而传输块又是通过逻辑子信道来划分的。

本发明提出的嵌入式兼容设计的基本方案如图1所示。我们首先考虑两个不同带宽的无线通信系统。假定带宽较宽的无线通信系统称为系统A，对应的较宽的带宽称为带宽WA；带宽较窄的无线通信系统称为系统B，对应的较窄的带宽称为带宽WB。带宽WA不一定是带宽WB的2倍，而可以是其他整数和非整数倍数，如1.5倍、3倍、4倍等。系统A的基本结构与图1所示的传统多载波无线通信系统的传输结构一致，即一帧中分为下行链路(DL)部分和上行链路(UL)部分，且下行链路部分的最前面是前导符号。为了减少上行链路和下行链路之间的相互干扰，原则上，系统A和系统B的上下行链路应该同步，即在时间上，系统A在进行上行链路传输时，系统B不能进行下行链路传输；系统B在进行上行链路传输时，系统A不能进行下行链路传输。反之亦然，系统A在进行下行链路传输时，系统B不能进行上行链路传输；系统B在进行下行链路传输时，系统A不能进行上行链路传输。

在本发明的描述中，经常通过带宽为10MHz的IEEE 802.16e系统和带宽为20MHz的IEEE 802.16m系统进行举例。这里，可以把带宽为20MHz的IEEE 802.16m系统看作系统A，而把带宽为10MHz的IEEE 802.16e系统看作系统B。而实际上，在整个发明中，20MHz的802.16m系统和10MHz的802.16e系统始终仅仅是系统A和系统B的众多实施例中的一个。

另外，从物理无线频率或物理子载波的角度观察，系统B占据带宽为WA的系统A的频带的中间部分，即频带宽度等于WB的频带，如图1中105所示；而系统A既可以占据系统B所占频带的外侧的那两部分带宽，如图1中110所示，也可以占据中间的带宽WB，即可以占据总带宽WA。图1中，带有斜线的区域101，可以全部或部分地被系统B占用，甚至不被系统B占用。注意，区域105被系统B占据后，根据实际情况，系统在作统一的资源分配和调度时，可以把区域105中的部分资源分配给系统A使用。当系统下行部分中的区域101全部地被系统B占用时的实施例，可见于图6中的下行部分示例，此时可以看作是图1中带竖线的下行部分105向前扩展至时刻121处，同时向后扩展至时刻125处。而对于图1中带竖线的上行部分向前扩展至时刻126处，可以参照图3中系统B的上行部分的示例。还有一种典型的实施例是，图1中的带有斜线的区域101，可以全部或部分地被系统B的下行链路占用，如图9所示。其中，由于部分下行链路资源是处于系统B第n帧前导符号之前，所以通常传输的是第n-1帧或前一帧的下行链路信息。另外，当系统A的前导符号未完全占用系统B对应的频带时，图9中的区域901也可以被系统B的下行链路占用。注意，上述各种扩展可以同时进行，也可以各自独立进行；且扩展到的具体时刻均可以根据系统的实际情况进行调节。

如图1所示，系统A和系统B的下行传输部分(即preamble和DL部分)是共用的，而两者的上行传输部分也是共用的，这样不会存在上下行传输之间的干扰。因此，系统A和系统B的每帧的名义帧长是相等的，但两者的帧头位置可以重叠，也可以不重叠。对于重叠的情况，即前导符号同时发送，可见于图6中的下行部分示例。

假设系统A完全占用区域101和110，而系统B仅占用区域105。对于系统B所支持的移动台SSB，它会认为自己完全工作在一个独立的系统，即系统B中，因为它只能收到频带WB中的信号。而系统B的资源分配和调度等信息会在系统B的下行链路中发送。所以，无论是系统B的基站BSB还是系统B的移动台SSB，将会在且仅在区域105中发送信息。

进一步，即使在频带WB中存在系统A的相关信号的传输资源C，例如图5中的下行链路传输块#9和传输块#10。由于移动台SSB收到后无法识别，或者移动台SSB在它所认为的“系统B”中，未收到资源C所占用资源的相关分配信息，于是移动台SSB对资源C采取的行为是不解析，或不在资源C中发送信息。

对于系统A所支持的移动台SSA，它会认为自己工作在系统A中，对于系统B占用而系统A不用的资源D，如图5下部中间的竖线区域，由于系统A不作相应的资源分配和调度，所以移动台SSA对资源D，采取的行为是不解析其中传输的信息，或不在资源D中发送信息。

实际上，系统B可看作是嵌入在系统A中工作的。从基站的角度看，两个系统可以在基带经过整合后，统一通过系统A的基站BSA的射频端进行收发。如图1所示，对于系统A中的基站BSA，它可以收发所有信息。也就是说，既可以收发针对移动台SSA的信息，也可以收发针对移动台SSB的信息。进一步，基站BSA还可以对移动台SSA和移动台SSB所占用的资源作统一的和灵活的调度。虽然系统B中所对应的移动台SSB，由于通常是属于先开发的系统，可能无法象移动台SSA一样与基站BSA进行通信；但是，由于基站BSA可以收发针对移动台SSB的信息，于是移动台SSB同样可以接入基站BSA，从而实现了后向兼容。

对于系统B中的基站BSB，原则上，我们认为它仅可以与移动台SSB通信，而不能支持更宽带宽的系统A中所对应的移动台SSA。但另一方面，更宽带宽的系统A中所对应的移动台SSA，由于通常是属于后开发的系统，于是会考虑到后向兼容的需要，所以通常移动台SSA可以当做移动台SSB使用。这样，移动台SSA就同样可以接入基站BSB了。

在通信系统作具体的资源分配和调度时，通常是通过传输块来完成的。而传输块由一个或若干个逻辑子信道来构成。目前，一个无线通信系统在通信时，通常会占用一段频带。如图2所示，在时刻k+5，通过下行传输块#2，#3和#4的传输，整个频带被占用了。在传输不拥挤时，也可以有部分资源空闲，例如，在时刻k+13，对于仅通过下行传输块#3，#4和#5进行传输，而下行传输块#6对应的资源未被使用的情况，就可以看作系统在这个时刻并未占用整个频带。但是，在现有的各种无线通信系统中，类似图2所示，在时刻k+13，未被这个系统占用的那部分资源，如下行传输块#6，将会被保留，即不会被这个系统之外的其他系统占用。

而本发明提出的嵌入式兼容设计方案，可以通过统一的调度，使得一个系统不占用的无线资源可以被另一个系统使用。如图4所示例，系统A占用区域405对应的逻辑子信道，而系统B占用区域410对应的逻辑子信道。当系统B有空闲资源时，如图中被标示为下行传输块#9和#10的资源，可以被系统A用作下行传输块#9和#10来进行信息传输；系统B的上行链路依此类推。反之亦然，如图9所示，当系统A有空闲资源时，如其中被标示为区域910的资源，可以被系统B用来进行信息传输。

在多载波无线通信系统中，通常存在至少两种模式，如分布式子载波分配模式和集中式子载波分配模式。通常，集中式子载波分配模式又称为AMC(自适应调制与编码)模式，如IEEE802.16系列中的AMC模式；而分布式子载波分配模式可参考IEEE802.16系列中的PUSC模式。在现有通信系统中，在一个通信频带内，不同的子载波分配模式在任何一个时刻上是不共存的。而基于本发明提出的资源分配方案，可以很容易做到多种模式的共存。例如，在系统A使用分布式子载波分配模式或AMC模式工作的同时，系统B可以使用AMC模式或分布式子载波分配模式工作，两者可以互不影响。也就是说，在整个频带内，可以有多种子载波分配模式的共存，例如，上述的分布式子载波分配模式和集中式子载波分配模式的共存。不过，为了确保系统间兼容，有时一个系统在使用另一个系统未占用的资源时，需要按照另一个系统的工作模式来工作。如图5所示，假设系统A在区域501工作于分布式子载波分配模式，在区域505工作于AMC模式，与此同时，系统B在区域511工作于分布式子载波分配模式。此时，如果系统A要使用系统B的资源，如图中515对应的资源，为了确保不干扰系统B，系统A在使用515对应的资源时，也不得不工作于分布式子载波分配模式。反之亦然，如果系统A在区域505工作于分布式子载波分配模式，与此同时系统B工作于AMC模式，如果系统A要使用系统B的资源515，系统A将不得不工作于AMC模式。当然，这时，系统A在区域505的工作模式仍可由系统A自己决定，它既可以工作于分布式子载波分配模式，也可以工作于AMC模式。同理，如果系统B要使用系统A的资源，也应依此类推。

本发明解决了多个无线通信系统共存的后向兼容问题。实际上，依据同样的原理，此方案完全可以适用于解决两个甚至多个相同或不同带宽的无线通信系统的后向兼容问题，以保证它们可以同时工作。在采用本方案解决多个无线通信系统的后向兼容问题时，根据带宽情况可以有多种组合方式。例如，当存在一个较宽带宽的系统A和两个较窄带宽的系统B和系统C时，可以把系统B和系统C嵌入系统A中，而系统B和系统C之间可以是并行关系，即系统B和系统C可以在频域上并行排列(又可以称为频分复用方式)，或在时域上并行排列(又可以称为时分复用方式)；而如果系统B比系统C的带宽更宽，则可以参照图1中系统B嵌入系统A的方式，把系统C嵌入系统B中，即级联式嵌入。如果存在更多的系统，则可依此类推。而当解决两个相同带宽的无线通信系统的后向兼容问题时，可以采用上述的系统B和系统C之间的模式进行资源分配，即在时域上并行排列，或在频域上并行排列。从另一个角度观察，两个相同带宽的无线通信系统可以看作是图1所示的系统A和系统B的一个特例，即系统A的带宽缩小至等于系统B的带宽，而这并不影响本发明的实施。举个简单的例子，可以说，图1中的区域110不存在了，系统A将可以与系统B共用区域101和区域105。

实施例

以带宽不同的两个通信系统为例。假设802.16e的带宽比802.16m的带宽小，如802.16e的带宽为10MHz，而802.16m的带宽为20MHz，即带宽比为1:2(注：带宽比可以为其他整数或非整数。)。那么，本发明中的系统A就相当于802.16m系统，系统B就相当于802.16e系统。从物理无线频率的角度观察，16e将占据整个带宽20MHz的中间部分，即约10MHz；而16m既可以占据16e两侧的那两个各约5MHz带宽，也可以占据中间的约10MHz带宽，即可以占据总共20MHz带宽。(注：反之亦然，即可以假设802.16m的带宽比802.16e的带宽小。)

实施例1

参考图3所示的物理子载波示意图。系统B占用一部分无线资源，即，其基站BSB及其所支持的移动台SSB，工作于图3中的区域305。而系统A占用剩下的无线资源，即，其基站BSA及其所支持的移动台SSA，工作于图3中的区域310。区域305在频带上占据中间的约10MHz带宽；在时间上，16e的前导符号位于16m的前导符号之后。为使两个系统的帧结构相对清晰，减少相互间的影响，在时间上，16e的下行链路部分和16m的下行链路部分同时结束，且16e的上行链路部分和16m的上行链路部分同时开始。另外，此实施例中，对于系统A的基站BSA，仍然可以如前所述对区域305和区域310进行资源的统一分配和调度，如图9中区域910所示例。在统一分配和调度时，可以通过逻辑信道进行，如图4和图5所示例。

实施例2

参考图6所示的物理子载波示意图。系统B占用一部分无线资源，即，其基站BSB及其所支持的移动台SSB，工作于图6中的中间频带，即约占10MHz带宽。而系统A占用剩下的无线资源，即，其基站BSA及其所支持的移动台SSA，工作于图6中间10MHz带宽之外的频带，即约占两侧的各约5MHz带宽。在时间上，16e的前导符号与16m的前导符号同时发送。另外，为使两个系统的帧结构相对清晰，减少相互间的影响，在时间上，16e的下行链路部分和16m的下行链路部分同时结束，且16e的上行链路部分和16m的上行链路部分同时开始并同时结束。这时，两个系统可以看作是进行了频分复用。而在此实施例的实际使用中，对于系统A的基站BSA，如前所述，仍然可以对两个系统的各约10MHz的无线资源进行的统一分配和调度。

实施例3

在已制定完成的16e系统中，在同一个时刻，不同的子载波分配模式是不能共存的。本发明提出的多个系统的共存方案中，仍然可以支持相同的子载波分配模式的共存。参考图7所示的逻辑子载波分配示意图。16e的下行链路工作于AMC模式，与此同时，16m的下行链路也工作于AMC模式。

实施例4

在已制定完成的16e系统中，在同一个时刻，不同的子载波分配模式是不能共存的；而16m系统的标准正在制定中。本发明提出的两个系统的共存方案中，还可以支持不同的子载波分配模式的共存，即不同的子载波分配模式可以在同一个时刻同时存在。参考图5所示的逻辑子载波分配示意图。16e的下行链路工作于分布式子载波分配模式，与此同时，16m的下行链路工作于AMC模式。而对于16e的下行链路不占用而16m的下行链路使用的下行链路传输块#9和#10，为了不影响16e的工作，也将工作于分布式子载波分配模式。

实施例5

参考图8所示的物理子载波示意图。在频带上，16e系统占用一部分无线资源，即，其基站BSB及其所支持的移动台SSB，工作于图8中的中间频带，即约占10MHz带宽。而16m系统占用剩下的无线资源，即，其基站BSA及其所支持的移动台SSA，工作于图8中间10MHz带宽之外的频带，即约占两侧的各约5MHz带宽，而有时也可以占用中间频带。在时间上，16e的前导符号位于16m的前导符号之后，并紧邻16m的前导符号。为使两个系统的帧结构相对清晰，减少相互间的影响，在时间上，16e的下行链路部分和16m的下行链路部分同时结束，且16e的上行链路部分和16m的上行链路部分同时开始。另外，此实施例中，对于16m系统的基站BSA，仍然可以采用如前所述的方法，对资源进行统一的分配和调度，如图9中区域910所示例。在统一分配和调度时，可以通过逻辑信道进行，如图4和图5所示例。

Claims

1.一种宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法，在基站的发送端，包括步骤：

在一帧中发送多个无线通信系统的前导符号；

在每个系统的前导符号之后发送该系统的下行链路信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：多个无线通信系统的前导符号同时发送。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：多个无线通信系统的前导符号是一样的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：多个无线通信系统用同一个符号作其前导符号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：多个无线通信系统的前导符号不同时发送。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：带宽较宽的无线通信系统的前导符号在带宽较窄的无线通信系统的前导符号之前发送。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个系统在同一时刻可以工作在相同的模式。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个系统在同一时刻可以工作在不相同的模式。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述多个系统中的一个系统在同一时刻可以工作在不相同的模式。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：多个系统的下行链路部分同时结束。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于还包括：多个系统的上行链路部分同时开始。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：在一个系统的前导符号之前发送该系统的下行链路信号。

13.一种宽带无线接入系统中的嵌入式兼容方法，在基站的接收端接收并处理权利要求1的多个系统发送的上行链路信号。