CN101741798B - 一种实现多载波聚合传输的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多载波聚合的传输方法，预先在发送端配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀长度的对应关系表，所述发送端为基站或用户设备，并包括如下步骤：发送端将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的正交频分复用OFDM符号；发送端根据所述预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。本发明还公开了实现多载波聚合传输的装置。本发明解决了LTE-A载波聚合传输中各个载波上的CP长度配置问题。
Description
技术领域
本发明涉及第三代移动通信技术长期演进项目(LTE)领域，特别涉及一种针对演进的LTE(LTE Advanced，LTE-A)实现多载波聚合传输的方法和装置。
背景技术
对于LTE-A系统，为支持比LTE系统更宽的系统带宽，比如100MHz，需要通过将多个LTE载波的资源连接起来使用，称之为多载波聚合，其中每个LTE载波被称为成员载波。多载波聚合具体有三种方式：
(1)、将多个频域上相互连续的LTE载波进行聚合，为LTE-A提供更大的传输带宽；
(2)、将多个频域上相互不连续的LTE载波进行聚合，为LTE-A提供更大的传输带宽。图1给出了不连续多载波聚合的例子，4个频域上相互不连续的LTE载波聚合提供系统的传输带宽。
(3)实现多载波聚合的成员载波中，有些成员载波频域上连续，而有些成员载波频域上不连续。
目前，标准化组织的研究倾向的方案中，每个成员载波上的设计保持与LTE版本8(Release 8，R8)尽量一致，从而保证R8的终端能够在每一个成员载波上正常工作。
在正交频分复用(OFDM)系统中，循环前缀(CP)用来克服无线信道中的多径效应，防止由于多径造成的符号间干扰，通常CP长度要大于无线信道的最大时延扩展。通过采用不同的循环前缀长度支持不同的信道环境，即对于多径时延较大的场景(例如大覆盖场景)使用长CP；对于多径时延较小的场景(例如小覆盖场景)使用短CP。
LTE R8对于单播传输定义了常规CP和扩展CP两种CP类型，具体对应参数如表1所示，对于配置了常规CP的子帧，一个子帧包括7个OFDM符号，其中第一个OFDM符号的CP长度为160，其它OFDM符号的CP为144。对于配置扩展CP的子帧，每个OFDM符号的CP长度均为512。可以看出，扩展CP的长度相对较长，在提供更好的抗多径性能的同时，单位时间(例如一个子帧)内可用数据传输的OFDM符号数相应减少，即系统开销也更大。因此实际网络部署时需要根据实际需要决定CP配置方式。所述CP配置方式指得是子帧的CP是采用常规CP还是扩展CP。
表1
在LTE R8中上下行信号的CP配置方式是不同的。小区的下行CP配置方式由UE在小区搜索中检测得到，具体是通过检测同步信号之间的时间延迟，如果延迟大于预先设定的阈值，则采用较长的扩展CP，反之采用较短的常规CP。而小区的上行CP配置方式是由小区广播通知UE的。
由于LTE-A系统引入了多载波聚合环境，需要考虑每个成员载波的CP长度配置方式，LTE R8系统采用的CP配置方式仅考虑单载波的CP长度配置，不能简单移植到LTE-A系统中。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种实现多载波聚合传输的方法和装置，可以实现对多个聚合的成员载波分别进行循环前缀配置。
本发明实施例提出的一种实现多载波聚合传输的方法，预先在发送端配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀长度的对应关系表，所述发送端为基站或用户设备，并包括如下步骤：
发送端将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的OFDM符号；
发送端根据所述预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。
本发明实施例提出的一种实现多载波聚合传输的装置包括：
对应关系单元，用于预先配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀的对应关系表；
逆变换单元，用于将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的OFDM符号；
循环前缀配置单元，根据所述对应关系单元预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与所述逆变换单元得到的该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。
从以上技术方案可以看出，通过预先设置各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀的对应关系表，并根据该对应关系表在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，从而实现了对多载波聚合的每个成员载波分别配置循环前缀，并且各个成员载波的循环前缀可以相同也可以不同。本发明解决了LTE-A载波聚合传输中各个载波上的CP长度配置问题。
附图说明
图1为不连续多载波聚合的示意图；
图2为本发明实施例所举的多载波聚合的LTE-A系统的成员载波覆盖范围示意图；
图3为本发明实施例的一种多载波聚合的CP配置处理流程图；
图4为本发明实施例的另一种多载波聚合的CP配置处理流程图；
图5为本发明实施例的UE获知各个成员载波的CP长度配置的流程图；
图6为本发明实施例提出的一种针对多载波聚合的循环前缀配置装置框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。以下为便于描述，将仅能适用于LTE R8系统，支持单载波而不能支持多载波聚合的UE称为LTE R8UE，将能够适用于LTE-A系统且支持多载波聚合的UE称为LTE-A UE。
本发明方案的基本内容如下：
预先在发送端配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀长度的对应关系表，所述发送端为基站或用户设备。传输过程包括如下步骤：
发送端将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的OFDM符号；
发送端根据所述预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。
相应地，在接收端配置与发送端相同的对应关系表，若发送端为基站，则所述接收端为用户设备；若发送端为用户设备，则所述接收端为基站；所述方法之后进一步包括：
接收端根据所述预先配置的对应关系表，对在各个成员载波上接收的子帧进行去循环前缀操作，得到各个成员载波上的OFDM符号；
接收端对各个成员载波上的OFDM符号进行离散傅立叶变换。
本发明提出的方案中，在LTE-A的载波聚合系统中，多个载波上的CP长度可以独立配置，即不同载波的CP长度可以配置为相同或不同。并且，考虑到每个载波都需要提供LTE R8用户设备(UE)的接入可能，因此具体的CP配置沿用R8规定的常规CP和扩展CP的基本参数，如表1和表2所示。以两个载波聚合的LTE-A系统为例，如图2所示，载波1和载波2进行多载波聚合，以便为LTE-A用户提供更大的传输带宽。其中载波1配置为扩展CP，提供更大的覆盖范围。载波2和载波3为热点地区提供更大的传输带宽，为了降低系统开销，配置为常规CP。其中各个载波可以在频率上可以是相邻的，也可以不相邻。每个载波对应的圆表示该载波的覆盖范围。
LTE R8UE只能工作在某一载波上，其采用的CP类型与工作方式与现有技术没有差别。
LTE-A UE能够在多个载波上同时收发数据，因此其需要具有同时处理常规CP和扩展CP数据的能力。如图3或图4所示，对于用户设备进行上行数据发送，首先对数据进行信道编码、调制符号映射、串并转换；接着将多个载波发送的数据进行逆离散傅立叶变换(IDFT)得到OFDM符号，而后根据具体数据与成员载波之间的对应关系在时域插入常规CP或扩展CP；最后进行数/模(D/A)转换，调制到射频发射。所述多个载波发送的数据进行IDFT，可以是如图3所示的各载波统一的IDFT变换，也可以是如图4所示的各载波独立的IDFT变换，这两者的选择取决于LTE-A系统参数设计。基站发送下行数据同样要进行上述处理过程，只是将其中的上行数据替换为下行数据。
对于基站进行下行数据接收，先将无线帧信号从射频变换到基带，进行模/数(A/D)转换，而后根据预先配置的对应关系表中各个载波上配置的CP长度进行去CP操作；接着进行串并转换，再进行离散傅立叶变换(DFT)变换实现OFDM符号的解调；解调后的数据再依次经过并串转换、调制符号解映射和信道解码，得到LTE-AUE接收的信息比特。所述DFT变换可能是如图3所示的各载波统一的DFT变换也可能是如图4所示的各载波独立的DFT变换，这两者的选择取决于的LTE-A系统参数设计。基站接收上行数据同样要进行上述处理过程，只是将其中的下行数据替换为上行数据。
以上所举示例的多载波聚合仅包括两个成员载波，对于更多成员载波进行多载波聚合的情形，本领域技术人员依照上述示例简单类比即可得到，故不在一一赘述。
LTE-A UE需要获知系统内各个载波上的CP长度配置才能配置成员载波与CP长度的对应关系表。LTE-A UE获知并配置对应关系表的过程如下：
LTE-A UE通过小区搜索过程检测到参与多载波聚合的第一成员载波的下行循环前缀类型；
LTE-A UE根据所述下行循环前缀类型接收所述第一成员载波的消息，从所述消息中获取所述第一成员载波的上行循环前缀配置信息，以及参与所述多载波聚合的其它成员载波的上行循环前缀配置信息和下行循环前缀配置信息；
LTE-A UE根据获取的各个成员载波的上行循环前缀配置信息和下行循环前缀配置信息配置成员载波与循环前缀配置信息的对应关系表。
本发明实施例一提出了一种通过广播消息使UE获知各个载波上CP长度配置的方法，基站在各个小区的参与多载波聚合的每个成员载波上，下发包含本载波的上下行CP长度配置，以及参与该多载波聚合的其它成员载波的上下行CP长度配置的广播消息。UE侧的处理过程如图5所示，包括如下步骤：
步骤501：UE通过小区搜索过程，检测到某一载波上的下行CP类型，可称该载波为临时主载波。所述UE检测下行CP类型的具体做法可以包括：UE进行小区搜索，检测到某一载波上的同步信号，根据同步信号之间的时域位置关系检测出CP类型。步骤502：UE接收所述临时主载波上的广播消息，从所述广播消息中获取临时主载波的上行CP长度配置信息。
步骤503：UE从所述临时主载波上的广播消息中获取LTE-A小区内参与多载波聚合的其他各个成员载波上的CP长度配置，包括下行CP长度配置和上行CP长度配置。
或者，基站在LTE-A小区通过其他高层信令向UE参与多载波聚合的各个载波上的CP长度配置，包括下行和上行的CP长度配置。该高层信令可以是专用信令，或者是特定控制流程的信令，例如，该高层信令可以是无线资源控制(RRC)信令。
在LTE-A UE获知了各个成员载波的上下行CP长度配置后，LTE-A UE和基站进行具体业务。
基站根据所述LTE-A UE所要进行的业务，可以基于一定的调度策略，将UE调度到相应的载波上。具体地说，基站可以将对传输质量或者覆盖要求较高的UE(例如VOIP用户)调度在长CP载波上；将覆盖需求较小或对效率要求较高的UE(例如高速数据传输用户)调度在短CP载波上；对于需要同时在所有载波上收发提供更高峰值速率的UE，基站也需要具有同时处理各个载波上不同CP长度的能力。
图6为本发明实施例提出的一种针对多载波聚合的循环前缀配置装置框图，该装置包括：
对应关系单元601，用于预先配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀的对应关系表；
逆变换单元602，用于将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的正交频分复用OFDM符号；
循环前缀配置单元603，根据所述对应关系单元601预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与所述逆变换单元602得到的该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。
该装置进一步包括：
去除单元604，用于根据所述对应关系单元601预先配置的对应关系表，对在各个成员载波上接收的子帧进行去循环前缀操作，得到各个成员载波上的OFDM符号；
变换单元605，用于对所述去除单元604得到的各个成员载波上的OFDM符号进行离散傅立叶变换。
较佳地，所述逆变换单元602包括超过一个的逆变换子单元，每个逆变换子单元分别对应一个成员载波，用于对所对应的成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换。
较佳地，所述变换单元605包括超过一个的变换子单元，每个变换子单元分别对应一个成员载波，用于对所对应的成员载波的OFDM符号进行离散傅立叶变换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，预先在发送端配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀长度的对应关系表，所述发送端为基站或用户设备，并包括如下步骤：
发送端将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的正交频分复用OFDM符号；
发送端根据所述预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。
2.根据权利要求1所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，任一成员载波配置的循环前缀长度等于长期演进项目版本8中规定的常规循环前缀长度或扩展循环前缀长度。
3.根据权利要求1所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，在接收端配置与发送端相同的成员载波与该成员载波配置的循环前缀长度的对应关系表，若发送端为基站，则所述接收端为用户设备；若发送端为用户设备，则所述接收端为基站；所述方法之后进一步包括：
接收端根据所述预先配置的对应关系表，对在各个成员载波上接收的子帧进行去循环前缀操作，得到各个成员载波上的OFDM符号；
接收端对各个成员载波上的OFDM符号进行离散傅立叶变换。
4.根据权利要求1所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述发送端将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换为：发送端对各个成员载波的数据分别进行逆离散傅立叶变换，或者，发送端对各个成员载波的数据统一进行逆离散傅立叶变换。
5.根据权利要求3所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述接收端将各个成员载波的数据进行离散傅立叶变换为：接收端对各个成员载波的数据分别进行离散傅立叶变换，或者，接收端对各个成员载波的数据统一进行离散傅立叶变换。
6.根据权利要求1至5任一项所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述用户设备配置所述对应关系表包括：
用户设备通过小区搜索过程检测到参与多载波聚合的第一成员载波的下行循环前缀类型；
用户设备根据所述下行循环前缀类型接收所述第一成员载波的消息，从所述消息中获取所述第一成员载波的上行循环前缀类型，以及参与所述多载波聚合的其它成员载波的上行循环前缀类型和下行循环前缀类型；
用户设备根据获取的各个成员载波的上行循环前缀类型和下行循环前缀类型配置成员载波与循环前缀长度的对应关系表。
7.根据权利要求6所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述消息为广播消息或无线资源控制信令。
8.根据权利要求6所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述用户设备从所述消息中获取所述第一成员载波的上行循环前缀类型，以及参与所述多载波聚合的其它成员载波的上行循环前缀类型和下行循环前缀类型的步骤之后，进一步包括：
基站根据所述用户设备所要进行的业务，基于调度策略将所述用户设备调度到相应的成员载波上。
9.根据权利要求8所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述基站基于调度策略将所述用户设备调度到相应的成员载波上包括：
基站判断所述业务要求的传输质量是否大于预定的传输质量阈值，或覆盖范围是否大于预定覆盖范围阈值，或者传输效率小于预定的效率阈值，若是，则将用户设备调度在配置了扩展循环前缀的成员载波上；否则，将用户设备调度在配置了常规循环前缀的成员载波上。
10.根据权利要求8所述的实现多载波聚合传输的方法，其特征在于，所述基站基于调度策略将所述用户设备调度到相应的成员载波上包括：
基站判断业务要求的数据量是否超过预定的数据量阈值，若是则将所述用户设备调度在多于一个的成员载波上工作。
11.一种实现多载波聚合传输的装置，其特征在于，该装置包括：
对应关系单元，用于预先配置参与多载波聚合的各个成员载波与该成员载波配置的循环前缀的对应关系表；
逆变换单元，用于将各个成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换得到各个成员载波的正交频分复用OFDM符号；
循环前缀配置单元，根据所述对应关系单元预先配置的对应关系表，在每个成员载波的时域上分别插入循环前缀，所述循环前缀与所述逆变换单元得到的该成员载波上预定数目的OFDM符号组成子帧。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
去除单元，用于根据所述对应关系单元预先配置的对应关系表，对在各个成员载波上接收的子帧进行去循环前缀操作，得到各个成员载波上的OFDM符号；
变换单元，用于对所述去除单元得到的各个成员载波上的OFDM符号进行离散傅立叶变换。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述逆变换单元包括超过一个的逆变换子单元，每个逆变换子单元分别对应一个成员载波，用于对所对应的成员载波的数据进行逆离散傅立叶变换。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述变换单元包括超过一个的变换子单元，每个变换子单元分别对应一个成员载波，用于对所对应的成员载波的OFDM符号进行离散傅立叶变换。
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