CN101814944B - 一种数据传输方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据传输方法、系统及装置，用以提高传输资源利用率。本发明提供的一种数据传输方法包括：基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；所述基站接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据。本发明还提供了一种基站。本发明用于提高传输资源的利用率，使得eNB在通过MBSFN子帧接收来自RN的数据的同时，还可以通过该MBSFN子帧接收宏UE发送的数据，在宏UE处该MBSFN子帧的数据部分不再是空闲的，因此避免了传输资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、系统及装置。
背景技术
目前，长期演进(LTE)系统规范中的时分双工(TDD)模式下的帧结构如图1所示，每个无线帧的长度为10毫秒(ms)，包括两个半帧(half-frame)，每个半帧又包含5个1ms的子帧(subframe)，每个子帧又可以分成两个0.5ms的普通时隙(slot)，在特殊子帧(S)中包含3个特殊时隙，即下行导频时隙(DwPTS，Downlink Pilot Time Slot)、保护间隔(GP)和上行导频时隙(UpPTS，Uplink Pilot Time Slot)，其中子帧0一定是下行子帧，同步信号、非调度的广播信号(如MIB)都在该子帧上发送，并且考虑到上下行切换，子帧2一定是上行子帧。
一个无线帧中的两个5ms半帧可以是如图1所示的两个相同半帧结构，即以5ms为周期的帧结构，其上下行时隙的比例配置可以为：1DL∶3UL、2DL∶2UL或3DL∶1UL。其中，DL表示下行链路，UL表示下行链路。此外，考虑到无线资源的利用率以及不同帧结构的兼容性，两个5ms半帧也可以是不同的帧结构，只有一个半帧具有1ms的特殊时隙(S)，另外5ms半帧中的特殊时隙可以灵活配置为上/下行数据时隙，即以10ms为周期的帧结构，其上下行时隙的比例配置可以为：6DL∶3UL、7DL∶2UL、8DL∶1UL或3DL∶5UL。综上，共有7种上下行帧结构配置类型，如图2所示。
在目前的LTE系统的研究中，提出了中继(Relay)网络的概念，通过中继节点(RN，Relay Node)中转演进型基站(eNB)和用户设备(UE)之间传输的数据，此时的UE可以称为Relay UE，那么对于不需要RN中转数据的UE，称为宏用户设备(Macro UE)。
对于半双工工作的RN，当eNB和RN通信时，就会造成对应的UE子帧不能发送或接收数据，使UE帧结构的子帧空白。但是，在TDD模式下，子帧0和子帧5用于传输同步信号和广播消息，子帧1和子帧6用于传输寻呼消息(paging)，因此子帧{0，1，5，6}不能空白。
为了使Relay网络能够兼容版本8(Rel-8)的UE，即保持Relay UE和Macro UE有相同的帧结构，只是某些子帧不发送或者接收数据，引入了多播广播同频网络(MBSFN，Multimedia Broadcast Multicast ServicesSingleFrequency Network)子帧方案，该方案如下：
在RN向eNB发送数据时，UE子帧定义为0个正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplex)符号的MBSFN子帧，UE静默；在eNB向RN发送数据时，UE子帧定义为带一个或两个OFDM符号的MBSFN子帧(两天线时为一个OFDM符号，四天线时为两个OFDM符号)，RN在控制区域不接收来自eNB的控制符号，而是自身生成新的控制符号发送给RelayUE，如图3所示，其中，TX表示发送数据模式，RX表示接收数据模式，Blank标识空白模式。
目前，对于RN来说，其占用帧结构中的上行子帧向eNB发送数据，而利用帧结构中的下行子帧接收来自eNB的数据。而TDD帧结构中上下行子帧的比例如图2所示为固定的，在某些情况下，比如一个上行子帧，3个下行子帧的情况下，上行子帧的数目比较少，为了获得更灵活的配置，也为了保证有足够多的上行子帧可以使用，可以将一个下行子帧配置为MBSFN子帧，该子帧的前1至2个符号可以用于接收eNB的下行控制信令，而后面的数据符号则可以被RN用来向eNB发送数据，这样就相当于多了一个上行子帧可使用。
然而，当MBSFN子帧中的数据部分被RN用来向eNB发送数据时，eNB需要通过该MBSFN子帧接收来自RN的数据，而对于宏UE而言，该MBSFN子帧相当于下行子帧，在宏UE处该MBSFN子帧的数据部分是空闲的，因此造成传输资源的浪费。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据传输方法、系统及装置，用以提高传输资源利用率。
本发明实施例提供的一种数据传输方法包括：
基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
所述基站接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据。
本发明实施例提供的一种数据传输系统包括：
基站，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；并且，接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据；
宏用户设备，用于当接收到所述基站发送的将预先设置的下行子帧作为上行子帧的通知时，利用该上行子帧发送数据给所述基站。
本发明实施例提供的一种基站包括：
资源调度单元，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
接收单元，用于接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据。
本发明实施例，通过基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；所述基站接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据，从而提高了传输资源的利用率，并且使得eNB在通过MBSFN子帧接收来自RN的数据的同时，还可以通过该MBSFN子帧接收宏UE发送的数据，在宏UE处该MBSFN子帧的数据部分不再是空闲的，因此避免了传输资源的浪费。
附图说明
图1为现有技术LTE TDD帧结构示意图；
图2为现有技术上下行帧结构配置示意图；
图3为现有技术中的MBSFN子帧用于Relay帧结构的示意图；
图4为本发明实施例提供的MBSFN子帧用于Relay帧结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的MBSFN子帧用于Relay帧结构示意图；
图7为本发明实施例提供的设置有保护间隔的MBSFN子帧用于Relay帧结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种数据传输系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种数据传输方法、系统及装置，用以提高传输资源利用率，使得eNB在通过MBSFN子帧接收来自RN的数据的同时，还可以通过该MBSFN子帧接收宏UE发送的数据，避免宏UE处该MBSFN子帧的数据部分处于空闲状态，进而避免了传输资源的浪费。
在先进的长期演进(LTE-A)系统中，中继节点(RN)用于在基站与用户设备之间转发数据，由于增加了中继节点，因此需要在形成的多跳蜂窝移动通信网络系统中给出相应的帧结构配置，以实现多跳蜂窝移动通信网络系统中的数据传输。
中继节点可以采用半双工的工作方式，也可以采用物理隔绝避免干扰的全双工工作方式，因此在帧结构设计方面分为半双工和全双工两种方案：
在半双工方案中，由于中继节点的引入使得基于中继节点的蜂窝移动通信系统的无线链路分为三条：基站和用户设备之间(eNB-Macro UE)的接入链路、基站和中继节点之间(eNB-RN)的中继链路以及中继节点和用户设备之间(RN-Relay UE)的接入链路。考虑到无线通信的信号干扰限制，因此这三条链路需要使用正交的无线资源，同时中继节点的收发信机是TDD工作模式，故eNB-RN中继链路和RN-Relay UE接入链路在TDD帧结构中需要占用不同的时隙，故RN上下行链路的接入区域和中继区域按时隙分隔。但是eNB-MacroUE接入链路区域和eNB-RN中继区域是可以共存的，因为对于演进型基站(eNB)而言，RN相当于用户设备(UE)，故为了充分有效的利用无线资源，eNB-Macro UE接入链路区域和eNB-RN中继区域可以在一个时隙共存，只要其时频资源正交就可以，因此构成了一个混合区域。于是，基于Relay的先进的长期演进(LTE-A)TDD帧结构的每个无线半帧结构中具有如下时隙区域：
下行接入区域：RN采用该区域将eNB的数据发送给UE。
下行混合区域：eNB采用该区域发送数据给RN。
上行接入区域：UE采用该区域将数据发送给RN。
上行混合区域：RN采用该区域发送数据给eNB。
特殊时隙(S)：与LTE TDD帧结构一样，由DwPTS、GP和UpPTS组成。DwPTS可以传输主同步信号，DwPTS可以配置为下行接入区域或下行混合区域；UpPTS可以传输上行同步信号和上行探测参考信号(sounding)，UpPTS可以配置为上行接入区域或上行混合区域，当UpPTS配置为上行接入区域时，用于接收UE的信号，但是这个信号是不能转发给eNB的；当UpPTS配置为上行混合区域，RN向eNB发送的是自身产生的同步信号和sounding，而不是来自UE的信号。
全双工方案中，RN在每个子帧可以同时发送和接收数据，因此不用区分上下行接入或混合区域，可以采用当前TDD帧结构的各种配置。
如图4所示，其中TX表示发送数据模式，RX表示接收数据模式，Blank标识空白模式。为了保证RN能够向eNB发送数据，在RN侧将预先设置的下行子帧配置为MBSFN子帧，用于上传数据，即将MBSFN子帧中的控制信令区域配置为向relay UE发送相应的控制信令，而其数据区域则配置为向eNB发送数据的上行混和区域。而本发明实施例通过将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据，使得在这种情况下，宏UE也可以在eNB的上行混和区域中通过频分复用的方式与RN一起发送数据，其中，所述的下行子帧可以是普通的下行子帧，也可以是MBSFN子帧。
本发明实施例中所述的MBSFN子帧，原本是预先设置的下行子帧，但是为了使得RN和宏UE可以上传数据，eNB利用预先设置的下行子帧调度上行资源，所以MBSFN子帧实际上是用于传输上行数据的上行子帧。
本发明实施例中，需要区分版本8(R8)以及版本10(R10)的UE，所谓R10的UE，即LTE-A系统中的UE。对于R8的UE，eNB需要通知MBSFN子帧仅仅存在相关的控制信道，而没有具体的数据传输；对于R10的UE来说，eNB需要通知MBSFN子帧存在控制信道，同时调度R10的UE在MBSFN子帧进行相关的上行数据发送。因此，本发明实施例中利用MBSFN子帧上传数据的宏UE是LTE-A系统中的宏UE。
参见图5，本发明实施例提供的一种数据传输方法包括步骤：
S101、基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据。
在预先设置的上行资源满足需求时，则无需将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，宏用户设备可以只采用预先设置的上行子帧上传数据即可。
较佳地，基站通过物理数据控制信道(PDCCH)通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据。
较佳地，宏UE侧在上行信道上发送上行资源调度请求，基站收到该调度请求后，执行步骤S101，即为该宏UE分配调度资源。基站根据宏UE发送的上行资源调度请求，当判定预先设置的上行资源不满足宏UE(或RN)的需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，从而使得在预先设置的上行子帧较少，而下行子帧还有富余的情况下，可以利用预先设置的下行子帧作为上行资源，从而提高传输资源的利用率。
UE发送了资源调度请求后，检测相关的PDCCH信道，当检测到与上行资源调度信令后，根据该调度信令在相关的上行子帧位置上发送上行数据。
S102、基站接收该上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据。
该上行子帧对于RN来说，即MBSFN子帧，因此，该上行子帧中还可以携带有RN发送的数据；其中，该上行子帧中用于传输宏UE的数据的频带资源与用于传输RN的数据的频带资源不同，即UE和RN通过频分复用的方式使用MBSFN子帧上传数据。
在eNB侧配置的MBSFN子帧，如图6所示。MBSFN子帧在eNB侧需要占用全带宽，而且eNB可以利用该子帧内的前1-3个符号向宏UE发送控制信令。
如果MBSFN子帧配置在RN侧，则该MBSFN子帧对于eNB来说就是一个正常的下行子帧，而在RN侧，RN需要将该下行子帧配置成MBSFN子帧，利用MBSFN子帧的前2个符号向RN所服务的UE发送控制信令，而后利用其后面的数据部分进行发送数据或者接收数据。
较佳地，在本发明实施例中，当MBSFN子帧配置在eNB侧时，该MBSFN子帧对于eNB来说就是一个全带宽的MBSFN子帧，eNB利用前2个符号向eNB所服务的UE发送控制信令，而利用其后面的数据部分接收来自RN和宏UE中R10UE的数据。当MBSFN子帧配置在RN侧时，该MBSFN子帧对于eNB来说就是一个正常的下行子帧，而在RN侧，RN利用前2个符号向RN所服务的UE发送控制信令，而利用其后面的数据部分向eNB发送数据。
并且，参见图7，对于eNB来说，在MBSFN子帧中的控制信令区域向宏UE发送控制信息，用以通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据，而后又要通过数据区域接收数据，因此，在收发的转换之间需要GP来避免上下行数据的干扰问题。从图7中可以看出，为了避免上下行数据的干扰问题，需要添加一定长度的GP。另外，如果eNB的MBSFN子帧不发送其控制信令的话，那么该GP可以不需要设置在MBSFN子帧中，但前提是当前帧的前一个子帧为eNB的接收数据的子帧。不过这种情况下，eNB在一个比较长的时间内没有向宏UE发送控制信令，为了保证相关的控制信令如ACK\NACK等信息的及时反馈，所以相关的控制信令需要进行重新的设计，以保证正确的时序关系。
进一步，对于目前的TDD系统来说，整个网络是同步的，而相邻的小区之间为了避免上下行的干扰，将相邻的各个小区的子帧配置为相同的上下行子帧，即如果本小区当前子帧为上行子帧的话，那么相邻小区的当前子帧也肯定为上行子帧，如果本小区当前子帧为下行子帧的话，那么相邻小区的当前子帧也肯定为下行子帧，这样能够避免两个相邻小区的当前子帧不同所造成的干扰问题。
因此，较佳地，基站将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知相邻的多个小区中的宏用户设备采用该上行子帧发送数据。
也就是说，当使用MBSFN子帧作为上行子帧时，相邻小区的MBSFN子帧也必须作为上行子帧，否则相互之间会有很强的干扰。
当然，如果能够通过某些方式将干扰控制到很低的话，那么相邻小区之间的RN或者相邻小区的MBSFN子帧也可以是不同的配置，进而达到灵活配置，同时避免干扰。
参见图8，本发明实施例提供的一种数据传输系统包括：基站11、至少一个宏用户设备12，以及中继节点RN 13。
基站11，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；并且，接收该上行子帧中携带的宏用户设备12发送的数据。
宏用户设备12，用于当接收到基站11发送的将预先设置的下行子帧作为上行子帧的通知时，利用该上行子帧发送数据给所述基站11。
较佳地，所述基站11包括：
资源调度单元111，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备12采用该上行子帧发送数据。
接收单元112，用于接收该上行子帧中携带的宏用户设备12发送的数据，以及中继节点RN 13发送的数据；其中，该上行子帧中用于传输宏用户设备12的数据的频带资源与用于传输RN 13的数据的频带资源不同。
较佳地，所述资源调度单元111，通过该上行子帧中的控制信令区域通知宏用户设备12采用该上行子帧发送数据，其中，该上行子帧的控制信令区域与数据区域之间设置有保护间隔GP。
较佳地，所述资源调度单元111，将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知相邻的多个小区中的宏用户设备12采用该上行子帧发送数据。
较佳地，所述宏用户设备12为LTE-A系统中的宏用户设备。
较佳地，所述接收单元112包括：
频带资源确定单元21，用于确定该上行子帧中用于传输宏用户设备12的数据的第一频带资源，以及用于传输RN 13的数据的第二频带资源。
读取单元22，用于读取所述第一频带资源上携带的宏用户设备12发送的数据，以及所述第二频带资源上携带的RN 13发送的数据。
综上所述，本发明实施例通过基站将预先设置的下行子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；所述基站接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据，从而提高了传输资源的利用率，使得eNB在通过MBSFN子帧接收来自RN的数据的同时，还可以通过该MBSFN子帧接收宏UE发送的数据，也就是说宏UE与RN在MBSFN子帧进行频分复用，在宏UE处该MBSFN子帧的数据部分不再是空闲的，因此避免了传输资源的浪费。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种数据传输方法，其特征在于，该方法包括：
基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的多播广播同频网络MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
所述基站接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据；
其中，所述上行子帧的控制信令区域与数据区域之间设置有保护间隔GP。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行子帧中还携带有中继节点RN发送的数据；其中，所述上行子帧中用于传输宏用户设备的数据的频带资源与用于传输RN的数据的频带资源不同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站通过所述上行子帧中的控制信令区域通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
其中，所述上行子帧的控制信令区域与数据区域之间设置有保护间隔GP。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知所述宏用户设备采用该上行子帧发送数据的步骤包括：
所述基站判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知相邻的多个小区中的宏用户设备采用该上行子帧发送数据。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述宏用户设备为先进的长期演进LTE-A系统中的宏用户设备。
6.一种数据传输系统，其特征在于，该系统包括：
基站，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资 源不满足需求时，将预先设置的多播广播同频网络MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；并且，接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据；
宏用户设备，用于当接收到所述基站发送的将预先设置的MBSFN子帧作为上行子帧的通知时，利用该上行子帧发送数据给所述基站；
其中，所述上行子帧的控制信令区域与数据区域之间设置有保护间隔GP。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基站包括：
资源调度单元，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
接收单元，用于接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据，以及中继节点RN发送的数据；其中，所述上行子帧中用于传输宏用户设备的数据的频带资源与用于传输RN的数据的频带资源不同。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述资源调度单元，通过所述上行子帧中的控制信令区域通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
其中，所述上行子帧的控制信令区域与数据区域之间设置有保护间隔GP。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述资源调度单元，判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置的上行资源不满足需求时，将预先设置的MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知相邻的多个小区中的宏用户设备采用该上行子帧发送数据。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述宏用户设备为先进的长期演进LTE-A系统中的宏用户设备。
11.一种基站，其特征在于，该基站包括：
资源调度单元，用于判断预先设置的上行资源是否满足需求，在预先设置 的上行资源不满足需求时，将预先设置的多播广播同频网络MBSFN子帧确定为上行子帧，并通知宏用户设备采用该上行子帧发送数据；
接收单元，用于接收所述上行子帧中携带的宏用户设备发送的数据；
其中，所述上行子帧的控制信令区域与数据区域之间设置有保护间隔GP。
12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述接收单元包括：
频带资源确定单元，用于确定所述上行子帧中用于传输宏用户设备的数据的第一频带资源，以及用于传输中继节点RN的数据的第二频带资源；其中，所述第一频带资源与所述第二频带资源不同；
读取单元，用于读取所述第一频带资源上携带的宏用户设备发送的数据，以及所述第二频带资源上携带的RN发送的数据。
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