CN101617480A - 在通信系统中配置帧的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种在通信系统中用于配置帧的方法和系统。该方法包括：确定用于配置一个多帧的帧的数目，其中该数目至少为二；以及根据确定的帧的数目配置帧，其中第一帧是在时间上区分于第二帧，每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧。

Description

在通信系统中配置帧的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信系统。更具体地，本发明涉及用于在通信系统中配置帧的方法和系统。
背景技术
人们正在开发下一代通信系统，其能够保证诸如无线局域网(WLAN)系统和无线城域网(WMAN)系统的宽带无线接入(BWA)通信系统的移动性和服务质量(QoS)。此类通信系统的示例包括电气和电子工程师协会(IEEE)802.16e通信系统。
IEEE 802.16e通信系统是采用正交频分复用(OFDM)/正交频分多址(OFDMA)方案以便支持用于无线MAN系统的物理信道的宽带传输网络的通信系统。
此外，IEEE 802.16e通信系统使用时分多传输方案以便支持各种传输方法。时分多传输方案发送每一帧中的前同步码，这使得用户在初始接入阶段能够以最小延迟接入系统。此外，时分多传输方案能够通过按时间划分的各种服务来支持对于用户的给定情形的优化的传输方案。
图1说明传统通信系统中的帧的结构。图1所示的示例对应于时分双工(TDD)帧结构。
参考图1，该帧包括下行链路(DL)子帧100和上行链路(UL)子帧150。DL子帧100包括前同步码区域110、帧控制首标(FCH)区域120、MAP区域(即，DL-MAP/UL-MAP区域)130和DL突发区域140-1到140-5。UL子帧150包括UL控制区域160和UL突发区域170-1到170-3。
在前同步码区域110内，发送前同步码信号以用于信号发送装置(如基站)和信号接收装置(如移动站)之间的同步。FCH区域120携带FCH，其包括关于MAP区域的长度和应用于MAP区域的调制方案的信息。
在DL-MAP/UL-MAP区域130中，发送DL-MAP消息和UL-MAP消息，其中包括关于是否存在分配给每个移动站的DL突发区域和UL突发区域的信息，以及包括当存在分配给每个移动站的DL突发区域和UL突发区域时关于位置和应用于DL突发区域和UL突发区域的调制方案的信息。由于要求全部移动站能够接收DL-MAP消息和UL-MAP消息，因此在根据通信系统中可用的MCS级别中最鲁棒的调制和编码方案(MCS)级别来调制和编码DL-MAP消息和UL-MAP消息后将其发送。
此外，作为保护区域的发送/接收转变间隙(TTG)180被插入在DL子帧和UL子帧之间，以及接收/发送转变间隙(RTG)190被插入在帧之间。
图2说明在传统通信系统中支持各种发送方法的帧的结构。图2所示的例子对应于用于根据时分复用方案依次发送多个区的帧结构。
参考图2，该帧包括多个区。具体地，该帧包括前同步码区210、部分使用子信道(PUSC)区220、全部使用子信道(FUSC)区230、瓦片(tile)使用子信道(TUSC)区240、频带自适应调制和编码(AMC)区250和自适应天线系统(AAS)区260。
PUSC区220到AAS区260根据帧的子信道分配方案彼此区分，以及在图1的DL帧100内的MAP区域中发送与各区相关的信息。
如上所述，在传统结构中，基站在每帧中发送前同步码且支持根据时分复用方案的多传输方案。因此，传统结构不可避免地具有增加的MAP大小和增加的系统开销。
发明内容
本发明的一方面是至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点。因此，本发明的一方面是提供一种用于在通信系统中配置帧的方法和系统。
本发明的另一方面是提供一种用于在通信系统中能够支持各种传输方案的配置帧的方法和系统。
本发明的再一方面提供一种用于在通信系统中能够减少系统开销的配置帧的方法和系统。
依据本发明的一方面，提供一种在通信系统中用于多帧配置的方法。该方法包括：确定用于配置一个多帧的帧的数目，其中该数目至少为二；以及根据确定的帧的数目配置帧，其中第一帧在时间上与第二帧区别，每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，第一帧的下行链路子帧包括：第一区域，用于发送用于基站和移动站之间的同步捕获的基准信号；第二区域，包括与多帧相关的系统信息和公共控制信息；第三区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第四区域，以分集模式对其分配下行链路数据突发；和第五区域，以频带自适应调制和编码(AMC)模式对其分配下行链路数据突发，以及第二帧的下行链路子帧包括：第六区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第七区域，以分集模式对其分配数据突发；和第八区域，以AMC模式对其分配数据突发。
依据本发明的另一方面，提供一种通信系统。该通信系统包括基站，用于确定用于配置一个多帧的帧的数目，以及根据确定的帧的数目进行配置，其中该确定的数目至少为二，第一帧在时间上与第二帧区别，每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，第一帧的下行链路子帧包括：第一区域，用于发送用于基站和移动站之间的同步捕获的基准信号；第二区域，包括与多帧相关的系统信息和公共控制信息；第三区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第四区域，以分集模式对其分配下行链路数据突发；和第五区域，以频带自适应调制和编码(AMC)模式对其分配下行链路数据突发，以及第二帧的下行链路子帧包括：第六区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第七区域，以分集模式对其分配数据突发；和第八区域，以AMC模式对其分配数据突发。
依据本发明的另一方面，提供一种在通信系统中由基站根据帧配置发送信号的方法。该方法包括：通过使用第一区域的资源发送前同步码信号，其中多帧包括至少两个帧，每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，下行链路子帧包括第一区域、第二区域、第三区域、第四区域，而上行链路子帧包括第五区域和第六区域，通过使用第二区域的资源发送与多帧相关的公共控制信息；通过使用第三区域的资源以分集模式发送至少一个下行链路数据突发；通过使用第四区域的资源以频带AMC模式发送至少一个下行链路数据突发；通过使用第五区域的资源指定将要由移动站以分集模式来发送的至少一个上行链路数据突发；以及通过使用第六区域的资源指定将要由移动站以频带AMC模式来发送的至少一个上行链路数据突发。
通过以下结合公开了本发明的示范实施例的附图的详细说明，本发明的其他方面、优点和突出特征对本领域技术人员将变得清楚。
附图说明
通过结合附图的以下详细描述，本发明的具体示范实施例的上述和其它方面、特征和优点将更加清楚，其中：
图1说明传统通信系统中的帧的结构；
图2说明在传统通信系统中支持各种传输方法的帧的结构；
图3说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中帧的结构；
图4说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中DL子帧的结构；
图5说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中UL子帧的结构；
图6是说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中由基站产生帧的过程的流程图；
图7是说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中由移动站解码帧的过程的流程图。
贯穿各图，应当注意，相同参考数字用来说明相同或相似组件、特征和结构。
具体实施方式
提供参考附图的以下说明以充分理解由权利要求书和其等价物定义的本发明的示范实施例。其包括各种具体的细节以助于理解，但是这些仅被认为是示范。因此，本领域普通技术人员将认识到：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改。同样，为了清楚和简明，省略了众所周知的功能和构造的说明。
本发明的示范实施例提出一种用于帧配置的方法和系统，其能够减少系统开销同时支持通信系统中的各种传输技术。下面描述的本发明的示范实施例提出多帧结构。换句话说，本发明的示范实施例提出一种用于帧配置的方法和系统，其减少前同步码区域的开销并且根据频分复用(FDM)方案发送MAP，由此减少整个系统的开销。
另外，本发明的示范实施例提出一种用于帧配置的方法和系统，其将帧内的突发区域配置为单个区并且能够支持各种传输方案。为方便说明，本发明的示范实施例的以下说明是基于IEEE 802.16通信系统。可是，本发明的示范实施例提出的用于帧配置的方法和系统可等同地应用于其他通信系统。
此外，本发明的示范实施例提出的多帧结构包括至少两个帧，其中每个具有长度为大约2.5ms和5ms中的一个。
图3说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中帧的结构。
从图3注意到，该帧具有多帧300的结构，其包括多个帧，其数目根据多个帧的每一个的长度而变化。换句话说，多帧300包括八个帧，其每个具有大约2.5ms的长度，或者包括四个帧，其每个具有大约5ms的长度。以下讨论是基于其中多帧300的每个帧具有大约5ms的长度的示例。
第一帧301包括下行链路(DL)子帧305和上行链路(UL)子帧307。
DL子帧305包括前同步码区域310、广播信道(BCH)区域312、MAP首标区域314、多个MAP区域316-1、316-2、和316-3和DL突发区域318-1到318-3。DL突发区域318-1到318-3包括被分配用于分集模式的DL突发区域318-1、被分配用于频带AMC模式的DL突发区域318-2，和多输入和多输出(MIMO)中间同步码(mid-amble)区域318-3。
UL子帧307包括UL控制区域320和UL突发区域324-1、324-2和324-3。UL突发区域324-1、324-2和324-3包括被分配用于MIMO模式的UL突发区域324-1、典型UL突发区域324-2、和被分配用于频带AMC模式的UL突发区域324-3。
在DL子帧305的前同步码区域310中，发送前同步码信号以用于信号发送装置(如基站)和信号接收装置(如移动站)之间的同步捕获。此外，对于每个多帧300，仅发送一次前同步码区域310的内容。BCH区域312包括系统信息和多帧信息且支持1/12的编码率和扇区加扰以便加密覆盖区域。多帧信息是指将要被全部移动站共同接收的广播控制信息。
MAP首标区域314和MAP区域316-1、316-2、和316-3可以位于八个码元期间的每个内且使用FDM来区分。此外，MAP首标区域314包括MAP大小信息和MAP的调制和编码方案(MCS)信息。此外，MAP区域316-1、316-2、和316-3能够被设置为具有不同MCS级别和功率提升级别。
DL突发区域包括被分配用于分集模式的DL突发区域318-1、被分配用于频带AMC模式的DL突发区域318-2，和MIMO中间同步码区域318-3。
此外，UL子帧307的UL突发区域包括被分配用于MIMO模式的UL突发区域324-1、典型UL突发区域324-2和被分配用于频带AMC模式的UL突发区域324-3。
此外，第二帧303包括MAP首标区域330、多个MAP区域332-1、332-2、332-3和332-4和DL突发区域。第二帧不包括前同步码区域。
DL突发区域包括被分配用于分集模式的DL突发区域334-1、被分配用于频带AMC模式的DL突发区域334-2、被分配用于单输入单输出(SISO)分集模式的分集SISO区域334-3和MIMO中间同步码区域334-4。
MIMO中间同步码区域334-4与用于获得关于满足MIMO模式的操作的全部用户的全部频带的信道信息的区域对应。此外，MIMO中间同步码区域334-4具有瓦片结构，下面将参考图4更具体地描述该结构。
此外，第二帧303的DL突发区域334-3被分配用于分集SISO模式。被分配用于分集SISO模式的DL突发区域334-3仅用于分集和SISO传输技术。
图4说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中DL子帧的结构。
参考图4，DL子帧包括7x4瓦片结构400。此外，一个子信道包括四个7x4瓦片400-1、400-2、400-3和400-4，每个7x4瓦片包括四个导频音(tone)和24个数据音。因此，一个子信道包括96个数据音。也即，四个OFDM码元接四个OFDM码元地分配该子信道。由7x4瓦片配置的区域被定义为DL正常子信道。DL正常子信道包括被分配用于SISO、MIMO、分集和频带AMC模式的DL突发区域。
同时，在DL子帧内被分配用于分集SISO模式的区域包括7x2瓦片结构410，因为在DL子帧的第一帧中的码元数目不同于其它帧中的码元数目。在第一帧中，存在2个额外的码元用于在随后各帧中不使用的前同步码区域和BCH区域。因此，在第二帧中，仅能够使用2个码元。第二帧的2个码元区域用作被分配用于分集SISO模式的区域。被分配用于分集SISO模式的区域构成两个子信道，包括八个7x2瓦片410-1、410-2、410-3、410-4、410-5、410-6、410-7和410-8。
图5说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中UL子帧的结构。
参考图5，UL子帧具有7x2瓦片结构500。此外，一个子信道包括四个7x2瓦片500-1、500-2、500-3和500-4，而每个7x2瓦片包括两个导频音和12个数据音。因此，一个子信道包括48个数据音。
图6是说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中由基站产生帧的过程的流程图。
参考图6，在步骤601，基站产生前同步码信号，用于移动站之间同步的捕获。然后，在步骤603，基站基于系统信息(诸如在DL区域和UL区域之间的比率以及在分集区域和频带AMC区域之间的分配比率)产生BCH。
然后，在步骤605，基站基于系统信息和信道质量指示(CQI)信息产生MAP。在步骤607，基站执行突发区域映射，也即，子信道映射。换句话说，基站映射被分配用于分集和频带AMC模式的区域，也即，分配用于SISO和MIMO模式的子信道区域。在步骤609，基站调制并发送产生的帧。
图7是说明在根据本发明的示范实施例的通信系统中由移动站解码帧的过程的流程图。
参考图7，在步骤701，移动站接收由基站发送的帧并根据与基站应用的调制方案对应的解调方案解调该帧。在步骤703，移动站解码包括在该帧的前同步码区域中的前同步码信号。通过使用解码的前同步码信号，移动站能够获得与基站的同步并且能够识别基站标识符或扇区标识符。然后，在步骤705，移动站解码BCH区域，由此获得系统信息，诸如DL区域和UL区域之间的比率以及分集区域和频带AMC区域之间的分配比率。
在步骤707，移动站解码MAP首标区域，由此获得MAP大小信息和MAP的MCS级别信息。在步骤709，移动站解码MAP区域，由此获得突发分配信息。在步骤711，基于从MAP区域获得的信息，移动站检测被分配用于分集模式的突发区域或被分配用于频带AMC模式的突发区域，然后结束该过程。
如上所述，由本发明的示范实施例提出的多帧结构具有低于传统帧的开销的开销以及具有比传统帧的帧长度短的最小帧长度，由此减少反馈延迟并且增加系统流量。此外，本发明的示范实施例能够通过将多帧内的突发区域配置到单个区而支持各种传输技术。结果，本发明的示范实施例能够减少额外的开销发生。
尽管已经参考本发明的具体示范实施例公开和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解：在不背离由所附权利要求书及其等价物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种形式和细节上的改变。

Claims (24)

1.一种在通信系统中用于多帧配置的方法，该方法包括：
确定用于配置一个多帧的帧的数目，其中该数目至少为二；以及
根据确定的帧的数目配置帧，
其中第一帧在时间上区分于第二帧，
每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，
第一帧的下行链路子帧包括：第一区域，用于发送用于基站和移动站之间的同步捕获的基准信号；第二区域，包括与多帧相关的系统信息和公共控制信息；第三区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第四区域，以分集模式对其分配下行链路数据突发；和第五区域，以频带自适应调制和编码(AMC)模式对其分配下行链路数据突发，以及
第二帧的下行链路子帧包括：第六区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第七区域，以分集模式对其分配数据突发；和第八区域，以AMC模式对其分配数据突发。
2.如权利要求1所述的方法，其中第一帧的下行链路子帧包括第九区域，以及第二帧的下行链路子帧包括第十区域，每个区域用于发送每个中间同步码信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中该多帧包括八个帧，每个帧具有基本上2.5ms的长度。
4.如权利要求1所述的方法，其中该多帧包括四个帧，每个帧具有基本上5ms的长度。
5.如权利要求1所述的方法，其中第一帧的上行链路子帧包括：第十一区域，用于上行链路控制；第十二区域，以多输入多输出(MIMO)模式对其分配上行链路数据突发；第十三区域，以分集模式对其分配上行链路数据突发；和第十四区域，以频带AMC模式对其分配上行链路数据突发。
6.如权利要求1所述的方法，其中第二帧的上行链路子帧包括：第十五区域，用于上行链路控制；第十六区域，以MIMO模式对其分配上行链路数据突发；第十七区域，以分集模式对其分配上行链路数据突发；和第十八区域，以频带AMC模式对其分配上行链路数据突发。
7.如权利要求6所述的方法，其中第二帧的上行链路子帧还包括第十九区域，在整个频带中根据分集单输入单输出(SISO)模式对其分配上行链路数据突发。
8.如权利要求1所述的方法，其中第四区域和第五区域通过它们的频带来区分。
9.一种通信系统，包括：
基站，用于确定用于配置一个多帧的帧的数目，以及根据确定的帧的数目进行配置，
其中该确定的数目至少为二，
第一帧在时间上区分于第二帧，
每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，
第一帧的下行链路子帧包括：第一区域，用于发送用于基站和移动站之间的同步捕获的基准信号；第二区域，包括与多帧相关的系统信息和公共控制信息；第三区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第四区域，以分集模式对其分配下行链路数据突发；和第五区域，以频带自适应调制和编码(AMC)模式对其分配下行链路数据突发，以及
第二帧的下行链路子帧包括：第六区域，包括数据突发的调制方案信息和分配信息；第七区域，以分集模式对其分配数据突发；和第八区域，以AMC模式对其分配数据突发。
10.如权利要求9所述的系统，其中第一帧的下行链路子帧包括第九区域，以及第二帧的下行链路子帧包括第十区域，每个区域用于发送每个中间同步码信号。
11.如权利要求9所述的系统，其中该多帧包括八个帧，每个帧具有基本上2.5ms的长度。
12.如权利要求9所述的系统，其中该多帧包括四个帧，每个帧具有基本上5ms的长度。
13.如权利要求9所述的系统，其中第一帧的上行链路子帧包括：第十一区域，用于上行链路控制；第十二区域，以多输入多输出(MIMO)模式对其分配上行链路数据突发；第十三区域，以分集模式对其分配上行链路数据突发；和第十四区域，以频带AMC模式对其分配上行链路数据突发。
14.如权利要求9所述的系统，其中第二帧的上行链路子帧包括：第十五区域，用于上行链路控制；第十六区域，以MIMO模式对其分配上行链路数据突发；第十七区域，以分集模式对其分配上行链路数据突发；和第十八区域，以频带AMC模式对其分配上行链路数据突发。
15.如权利要求14所述的系统，其中第二帧的上行链路子帧还包括第十九区域，在整个频带中根据分集单输入单输出(SISO)模式对其分配上行链路数据突发。
16.如权利要求9所述的系统，其中第四区域和第五区域通过它们的频带来区分。
17.一种在通信系统中由基站根据帧配置发送信号的方法，该方法包括：
通过使用第一区域的资源发送前同步码信号，其中多帧包括至少两个帧，每个帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，该下行链路子帧包括该第一区域、第二区域、第三区域、第四区域，以及该上行链路子帧包括第五区域和第六区域；
通过使用第二区域的资源发送与多帧相关的公共控制信息；
通过使用第三区域的资源以分集模式发送至少一个下行链路数据突发；
通过使用第四区域的资源以频带AMC模式发送至少一个下行链路数据突发；
通过使用第五区域的资源指定将要由移动站以分集模式来发送的至少一个上行链路数据突发；以及
通过使用第六区域的资源指定将要由移动站以频带AMC模式来发送的至少一个上行链路数据突发。
18.如权利要求17所述的方法，其中第四区域和第五区域通过它们的频带来区分。
19.如权利要求17所述的方法，其中对于每个多帧，前同步码信号和公共控制信息被发送一次。
20.如权利要求17所述的方法，其中该多帧包括八个帧，每个帧具有基本上2.5ms的长度。
21.如权利要求17所述的方法，其中该多帧包括四个帧，每个帧具有基本上5ms的长度。
22.如权利要求17所述的方法，还包括通过使用第七区域的资源发送中间同步码，其中该下行链路子帧还包括该第七区域。
23.如权利要求17所述的方法，还包括由基站在包括在该多帧中的至少两个帧当中的包括不含该第一区域和第二区域的下行链路子帧的帧中，通过使用第八区域的资源以分集SISO模式发送下行链路数据突发，其中该下行链路子帧还包括该第八区域。
24.如权利要求17所述的方法，还包括通过使用第九区域的资源发送MAP信息的步骤，其中该下行链路子帧还包括该第九区域。
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