CN101834654A - 中继tdd系统中避免不同步而产生的干扰的方法和装置 - Google Patents

中继tdd系统中避免不同步而产生的干扰的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种在无线中继TDD系统中用于消除干扰的方法和装置。具体的，中继站和基站之间通过占用保护间隔的时隙进行数据的发送，从而解决了由于基站和中继站之间的不同步而带来的干扰问题。

Description

中继TDD系统中避免不同步而产生的干扰的方法和装置
技术领域
本发明涉及无线中继TDD(Time Division Duplexing，时分双工)系统，尤其涉及无线中继TDD系统中的中继站，基站和移动终端。
背景技术
目前，中继站已经被引入IMT-Advanced(高级国际移动通信)系统中用于扩大网络的覆盖范围并且提高传输效率。在3GPP R1-090665以及3GPP R1-090734提案中分别提出了在不同的子载波上实现中继站双向接收和双向传输的可能性。然而，不管中继站实现双向通信的提案是否能够被采纳，中继站在发送/接收或者接收/发送的切换点上，如何同时满足与移动终端以及基站的同步需求是迫切需要解决的。
在现有技术中，基站和中继站之间可以采用两种同步方式，分别为GPS(Global Positioning System，全球定位系统)同步和AI(Air Interface，空中接口)同步。图1和图2分别示出了基站和中继站处于GPS同步的情况下所出现的干扰问题的示意图和处于AI同步的情况下所出现的干扰问题的示意图。需要说明的是，在图1和图2中仅以3GPPTS36.211，v8.5.0中提出的configuration 1的帧结构为例来说明干扰问题，不失一般性地，TDD系统中地其他帧结构同样也存在此问题。
图1和图2中，假设第3子帧是中继站至基站的回传(backhaul)，第8子帧是基站至中继站的回传。此处，第8子帧为“stolen UL”，即在TDD系统定义的这种帧结构中，原本第8子帧应是上行子帧，而现在作为下行子帧。需要说明的是，此处第8子帧作为下行子帧只是为了能够在同一帧中将可能出现的干扰问题全部体现出来，在实际应用中，该第8子帧仍可为上行子帧。
通常，由于基站和中继站之间的距离较远，因此，基站和中继站之间的数据传输会存在传输时延，假定基站和中继站之间的距离为r，那么基站和中继站之间的传输时延为r/c，其中，c为光速。而移动终端和中继站之间的距离较近从而使得传输时延可以忽略。
如图1所示，对于中继站而言，其必须接收完来自移动终端的第2子帧，才能将第3子帧发送至基站。而由于中继站至基站存在传输时延，基站不能等到完全接收完来自中继站的第3子帧就必须要发送第4子帧至中继站，因此，基站只能接收到来自中继站的第3子帧的部分数据，而其余数据不得不放弃接收。如果基站放弃接收的数据的长度(即中继站至基站的时延)大于循环前缀(CP)，那么基站就无法将来自中继站的第3子帧的内容全部恢复。
同理，由于基站至中继站的传输时延，中继站在还没有完全接收完来自基站的第8子帧，就必须将第9子帧发送至移动终端，因此，中继站只能接收到来自基站的第8子帧的部分数据，而其余数据不得不放弃接收，从而可能导致中继站无法将来自基站的第8子帧的内容全部恢复。
由于图2中基站和中继站间采用的是AI同步，因此，第8子帧和第9子帧之间也就不存在干扰的问题，但是从图2中可以看出，第3子帧和第4子帧之间的干扰问题比GPS同步中更为严重。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺点，本发明提出了一种在无线中继TDD系统中用于消除干扰的方法和装置，具体的，通过将中继站的保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发，从而避免了由于基站和中继站之间的不同步而带来的干扰。
根据本发明的第一方面，提供了一种在无线中继TDD系统的中继站中用于消除干扰的方法，其特征在于，将中继站的保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发。
根据本发明的第二方面，提供了一种在无线中继TDD系统的中继站中用于消除干扰的方法，其特征在于，将其保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发。
根据本发明的第三方面，提供了一种在无线中继TDD系统的基站中用于辅助中继站消除干扰的方法，其特征在于，辅助使用上述第二方面所述的方法的中继站进行数据的收发。
根据本发明的第四方面，提供了一种在无线中继TDD系统的中继站中用于消除干扰的干扰消除装置，其特征在于，所述干扰消除装置用于将该中继站的保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发。
根据本发明的第五方面，提供了一种在无线中继TDD系统的基站中用于辅助中继站消除干扰的辅助干扰消除装置，其特征在于，所述辅助干扰消除装置用于辅助使用上述第四方面所述的干扰消除装置的中继站进行数据的收发。
通过使用本发明的技术方案，可以避免由于基站和中继站之间的不同步而带来的干扰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了现有技术中基站和中继站处于GPS同步的情况下所出现的干扰问题的示意图；
图2示出了现有技术中基站和中继站处于AI同步的情况下所出现的干扰问题的示意图；
图3示出了根据本发明的第一实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的帧结构的示意图；
图4示出了根据本发明的第一实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统方法流程图；
图5示出了根据本发明的第二实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的帧结构的示意图；
图6示出了根据本发明的第二实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统方法流程图；
图7示出了根据本发明的第三实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过占用保护间隔的资源传输数据来消除干扰的帧结构的示意图；
图8示出了根据本发明的第三实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过占用保护间隔的资源传输数据来消除干扰的系统方法流程图；
图9示出了根据本发明的第四实施例的当基站和中继站采用AI同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的帧结构的示意图；
图10示出了根据本发明的第四实施例的当基站和中继站采用AI同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统方法流程图；
图11示出了根据本发明的第五实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统结构框图；
图12示出了根据本发明的第六实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统结构框图；
图13示出了根据本发明的第七实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过占用保护间隔的资源传输数据来消除干扰的系统结构框图；以及
图14示出了根据本发明的第八实施例的当基站和中继站采用AI同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统结构框图。
附图中，相同或者相似的附图标识代表相同或者相似的部件。
具体实施方式
以下参照附图来对本发明进行详细描述：
通常，由于中继站小区要小于基站小区，因此，与基站相比，中继站使用一个较短的保护间隔(GP)是可行。
优选地，中继站使用的保护间隔可以是基站所使用的保护间隔的一半。即使中继站仅使用基站的一半的保护间隔，但对于中继站而言这也是足够的，因为一半的保护间隔意味着：
1)中继站小区的半径至少是10km；
2)中继站的传输功率仅仅比基站的传输功率低了大约6dB；
3)如果中继站位于基站和小区边缘的中间位置，那么中继站小区就能够覆盖基站至小区边缘；
4)如果中继站位于小区的边缘，那么中继站小区就能够覆盖基站和中继站之间的中点。
当然，中继站使用的保护间隔可以缩短到比基站的保护间隔的一半更小，但这并不会影响本发明技术方案的实质。
下文中，将以中继站的保护间隔缩短到基站的保护间隔的一半为例对本发明的技术方案进行说明。
同时，在下文中，将以基站和中继站之间的传输时延的大小等于基站的保护间隔大小的一半(即基站和中继站之间的传输时延的大小等于中继站所缩短的保护间隔的大小，GP/2)为例进行说明。
实施例1
本实施例针对基站2与中继站1之间采用GPS同步，中继站1在接收完来自移动终端0的第2子帧后发送第3子帧至基站2的情形。
图3示出了根据本发明的第一实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的帧结构的示意图。
图4示出了根据本发明的第一实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的方法流程图。
图3中，第0子帧为下行子帧，第1子帧为特殊子帧，第2子帧为上行子帧，第3子帧为上行子帧，第4子帧为下行子帧。其中，第2子帧中的Dw(DwPTS)为下行同步时隙，G(GP)为保护间隔，Up(UpPTS)为上行同步时隙。
对照图2和图3可以看出，在本实施例中，通过将中继站1的保护间隔缩短为基站2的保护间隔的一半，从而使得基站3可以在启动发送第4子帧之前全部接收完来自中继站的第3子帧。
当移动终端0开机后，首先必须与小区建立下行同步，然后才能开始建立上行同步。移动终端0如何建立下行同步是现有技术，本领域技术人员应能理解，为简明起见，在此不作赘述。
在本发明中，移动终端0与中继站1建立上行同步的过程与现有技术也一样，唯一的不同之处在于，当移动终端0发送上行同步码给中继站1后，中继站1反馈给移动终端0的上行定时提前信令中所包括的定时提前量的信息将会发生变化，即中继站1将会在原来的定时提前量上再加上GP/2的定时提前量。也即移动终端0开始发送上行子帧的时刻将比原来的定时提前量指示的时刻还要再提前GP/2个时刻。
具体的，当移动终端0进行随机接入时，该移动终端0首先在UpPTS时隙上发送上行同步码至中继站1。中继站1接收到来自移动终端0的上行同步码后，在步骤S11中，发送上行定时提前信令至移动终端0。其中，该上行定时提前信令中包括定时提前量的信息，在本发明中，该定时提前量的信息已经在原来的定时提前量上又加上了GP/2的定时提前量。然后，在步骤S12中，移动终端0接收来自中继站1的上行定时提前信令，根据其中包含的定时提前量的信息，移动终端0就可以知道应该在什么时刻发送上行子帧，与中继站1取得上行同步。
由于中继站1在原来的定时提前量上又加上了GP/2的提前量，因此，在步骤S13中，移动终端0比原来应该发送第2子帧的时刻提前了GP/2的时间发送第2子帧(即移动终端0至中继站1的上行子帧)至中继站1。
随后，在步骤S14中，中继站1也比原来提前GP/2的时间开始接收来自移动终端0的第2子帧。由于移动终端0提前GP/2的时间开始发送第2子帧至中继站1，因此，中继站1提前GP/2的时间接收完来自移动终端0的第2子帧。
由于中继站1提前了GP/2的时间接收完第2子帧，相应地，在步骤S15中，中继站1就提前GP/2的时间开始发送第3子帧(即中继站1至基站2的上行子帧)至基站2。
之后，在步骤S16中，基站2接收来自中继站1的第3子帧。
考虑到中继站1至基站2的传输时延为GP/2，而中继站1又刚好比原来提前了GP/2的时间发送第3子帧，因此，如图3所示，基站2在开始发送第4子帧至中继站1之前完全接收完来自中继站1的第3子帧，从而使得基站2接收第3子帧和发送第4子帧不会产生干扰。
当然，在中继站1发送第3子帧至基站2的同时，中继站1也可以利用其他频带发送下行数据至移动终端0。
实施例2
本实施例针对基站2与中继站1之间采用GPS同步，中继站1在接收完来自基站2的第8子帧后发送第9子帧至移动终端0的情形。并且，在本实施例中，基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带不同。
图5示出了根据本发明的第二实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的帧结构的示意图。
图6示出了根据本发明的第二实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的方法流程图。
为简明起见，将基站2与中继站1之间传输数据所使用的频带称为基站2至中继站1的频带；将移动终端0与中继站1之间传输数据所使用的频带称为移动终端0至中继站1的频带。
与实施例1中相似，移动终端0接收到来自中继站1的上行定时提前信令后(分别对应图6中的步骤S21和步骤S22)，在步骤S23中，移动终端0提前GP/2的时间在移动终端0至中继站1的频带上(图5中，以
Figure B2009100474026D0000081
标识)发送上行数据至中继站1，由于移动终端0提前了GP/2的时间发送上行数据至中继站1，相应地，在步骤S24中，中继站1提前GP/2的时间在移动终端0至中继站1的频带上接收来自移动终端0的上行数据。
同时，由于移动终端0提前GP/2的时间发送完上行数据至中继站1，从而使得移动终端0用于发送上行数据的一部分时频资源得以空闲出来。
由于该部分时频资源空闲出来，在步骤S25中，基站2将第8子帧中对应于GP/2时间长度的第一数据块在移动终端0至中继站1的频带上发送至中继站1，而第8子帧中剩余的第二数据块仍然在基站2至中继站1的频带上(图5中，以
Figure B2009100474026D0000082
标识)发送至中继站1。
优选的，从第8子帧中截取的第一数据块中包含参考符号，从而使得中继站1在接收到第一数据块后能够估计出移动终端0至中继站1的信道状况。当然，如果从第8子帧中截取的第一数据块中不包括参考符号，那么基站2在发送该第一数据块前，可以先在该第一数据块中加入参考符号，以使得中继站1在接收到该第一数据块后能够估计出移动终端0至中继站1的信道的状况。
需要说明的是，从第8子帧中截取的第一数据块必须在特定的时隙内发送，以使得中继站1正好能够在移动终端0由于提前GP/2的时间发送完上行数据后空闲的时频资源上接收该第一数据块。
然后，在步骤S26中，中继站1在移动终端0由于提前GP/2的时间发送完上行数据后空闲的时频资源上接收第一数据块，并且在基站2至中继站1的频带上接收第二数据块，之后将两部分数据块合并后得到来自基站2的第8子帧。
由于第8子帧中的第一数据块被利用移动终端0至中继站1的频带发送至中继站1，因此，如图5所示，中继站1在开始发送第9子帧至移动终端0之前就已接收完来自基站2的第8子帧，从而使得中继站1接收第8子帧和发送第9子帧不会产生干扰。
实施例3
本实施例针对基站2与中继站1之间采用GPS同步，中继站1在接收完来自基站2的第8子帧后发送第9子帧至移动终端0的情形。并且，在本实施例中，基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带相同。
图7示出了根据本发明的第三实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过占用保护间隔的资源传输数据来消除干扰的帧结构的示意图。
图8示出了根据本发明的第三实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过占用保护间隔的资源传输数据来消除干扰的方法流程图。
图7中，第5子帧为下行子帧，第6子帧为特殊子帧，第7子帧为上行子帧，第8子帧为上行子帧，第9子帧为下行子帧。其中，第6子帧中的Dw(DwPTS)为下行同步时隙，G(GP)为保护间隔，Up(UpPTS)为上行同步时隙。
如图7所示，在本实施例中，假定第8子帧是“stolen UL”，其被作为下行子帧。即基站2发送第8子帧至中继站1，中继站1接收完来自基站2的第8子帧后，发送第9子帧至移动终端0。
由于基站2至中继站1的数据传输存在传输时延，因此，中继站1在准备发送第9子帧至移动终端0时，其还未完全接收完来自基站2的第8子帧。基于此，基站2将第8子帧的部分数据提前在特殊子帧(第6子帧)的保护间隔内发送，而第8子帧剩余的数据仍然使用原来的时频资源发送，这样，中继站1在接收完来自基站2的第8子帧后，刚好开始发送第9子帧至移动终端0。
具体的，在步骤S31中，基站2将第8子帧中对应于GP/2时间长度的第一数据块在特殊子帧的保护间隔内通过基站2至中继站1的频带发送至中继站1。
相应的，考虑到基站2至中继站1的传输时延，在步骤S32中，中继站1在保护间隔的特定时隙内接收来自基站2的第一数据块。
优选地，如图7所示，中继站1在保护间隔的起始时刻之后GP/4处开始接收来自基站2的第一数据块，并且在保护间隔的结束时刻之前GP/4处接收完来自基站2的第一数据块。
基于此，考虑到基站2至中继站1之间GP/2的传输时延，为了能够使得中继站1在保护间隔的特定时隙内接收到来自基站2的第一数据块，基站2应该在DwPTS时隙的最后GP/4处开始发送第一数据块至中继站1。
需要说明的是，通常在DwPTS时隙内发送的下行同步信号只占用很窄的频带，其通常与基站2至中继站1之间传输下行数据所占用的频带不同，因此，即使基站2从DwPTS时隙的最后GP/4处开始发送第一数据块至中继站1，这也不会与基站2在DwPTS时隙内发送下行同步信号产生干扰的。
当然，中继站1也可以在保护间隔的起始时刻就开始接收来自基站2的第一数据块，相应的，基站2需要在保护间隔开始时刻的前GP/2处开始发送第一数据块至中继站1。
实施例4
本实施例针对基站2与中继站1之间采用AI同步，中继站1在接收完来自移动终端0的第2子帧后发送第3子帧至基站2的情形。并且，在本实施例中，基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带不同。
图9示出了根据本发明的第四实施例的当基站和中继站采用AI同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的帧结构的示意图。
图10示出了根据本发明的第四实施例的当基站和中继站采用AI同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的方法流程图。
为简明起见，将基站2与中继站1之间传输数据所使用的频带称为中继站1至基站2的频带；将移动终端0与中继站1之间传输数据所使用的频带称为移动终端0至中继站1的频带。
由于基站2和中继站1之间采用AI同步，因此，参照图2，第8子帧和第9子帧之间将不存在干扰，但是第3子帧与第4子帧之间的干扰更为严重。
与实施例1相同，当移动终端0进行随机接入时，该移动终端0首先在UpPTS时隙上发送上行同步码至中继站1。中继站1接收到来自移动终端0的上行同步码后，在步骤S41中，发送上行定时提前信令至移动终端0。其中，该上行定时提前信令中包括定时提前量的信息，在本发明中，该定时提前量的信息已经在原来的定时提前量上又加上了GP/2的定时提前量。然后，在步骤S42中，移动终端0接收来自中继站1的上行定时提前信令，根据其中包含的定时提前量的信息，移动终端0就可以知道应该在什么时刻发送上行子帧，与中继站1取得上行同步。
由于中继站1在原来的定时提前量上又加上了GP/2的提前量，因此，在步骤S43中，移动终端0比原来应该发送第2子帧的时刻提前了GP/2的时间发送第2子帧(即移动终端0至中继站1的上行子帧)至中继站1。
随后，在步骤S44中，中继站1也比原来提前GP/2的时间开始接收来自移动终端0的第2子帧。由于移动终端0提前GP/2的时间开始发送第2子帧至中继站1，因此，中继站1提前GP/2的时间接收完来自移动终端0的第2子帧。由于中继站1提前了GP/2的时间接收完第2子帧，相应地，中继站1就可以提前GP/2的时间开始发送第3子帧(即中继站1至基站2的上行子帧)至基站2。
由于移动终端0提前GP/2的时间发送完上行数据至中继站1，从而使得移动终端0用于发送上行数据的一部分时频资源得以空闲出来。
基于此，在步骤S45中，中继站1将第3子帧中对应GP/2时间长度的第一数据块在移动终端0提前GP/2的时间发送完上行数据后空闲出的时频资源上发送至基站2，同时又提前GP/2的时间将第3子帧中剩余的第二数据块在中继站1至基站2的频带上发送至基站2。
然后，在步骤S46中，基站2在移动终端0至中继站1的频带上接收来自中继站1的第一数据块，并且在中继站1至基站2的频带上接收来自中继站1的第二数据块。
基站2在不同的频带上接收到第一数据块和第二数据块后，将这两部分数据块合并后就可得到来自中继站1的第3子帧。
在一个变化例中，如果基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带相同，那么中继站1将只能利用移动终端0由于提前GP/2的时间发送上行数据后空闲出的时频资源来发送第一数据块。基于此，中继站1发送给基站2的第3子帧中(2P-GP/2)时间长度的数据块被丢弃，其中P是中继站1到基站2的传播延迟时间。如果中继站到基站2的传输延迟时间为GP/2，那么中继站1发送给基站2的第3子帧中将有GP/2的数据块被丢弃。
以上是从方法的角度对本发明的技术方案进行说明，以下将从装置模块的角度进一步地对本发明的技术方案进行描述。
实施例5
本实施例针对基站2与中继站1之间采用GPS同步，中继站1在接收完来自移动终端0的第2子帧后发送第3子帧至基站2的情形。
图11示出了根据本发明的第五实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统结构框图。图中示出了移动终端0，基站2，以及中继站1中的干扰消除装置11，其中，干扰消除装置11包括第一发送装置111，第一接收装置112，第二发送装置113。
在本实施例中，图3的内容在此一并作为参考。
图3中，第0子帧为下行子帧，第1子帧为特殊子帧，第2子帧为上行子帧，第3子帧为上行子帧，第4子帧为下行子帧。其中，第2子帧中的Dw(DwPTS)为下行同步时隙，G(GP)为保护间隔，Up(UpPTS)为上行同步时隙。
对照图2和图3可以看出，在本实施例中，通过将中继站1的保护间隔缩短为基站2的保护间隔的一半，从而使得基站3可以在启动发送第4子帧之前全部接收完来自中继站的第3子帧。
当移动终端0开机后，首先必须与小区建立下行同步，然后才能开始建立上行同步。移动终端0如何建立下行同步是现有技术，本领域技术人员应能理解，为简明起见，在此不作赘述。
在本发明中，移动终端0与中继站1建立上行同步的过程与现有技术也一样，唯一的不同之处在于，当移动终端0发送上行同步码给中继站1后，中继站1反馈给移动终端0的上行定时提前信令中所包括的定时提前量的信息将会发生变化，即中继站1将会在原来的定时提前量上再加上GP/2的定时提前量。也即移动终端0开始发送上行子帧的时刻将比原来的定时提前量指示的时刻还要再提前GP/2个时刻。
具体的，当移动终端0进行随机接入时，该移动终端0首先在UpPTS时隙上发送上行同步码至中继站1。中继站1接收到来自移动终端0的上行同步码后，中继站1中的干扰消除装置11中的第一发送装置111发送上行定时提前信令至移动终端0。其中，该上行定时提前信令中包括定时提前量的信息，在本发明中，该定时提前量的信息已经在原来的定时提前量上又加上了GP/2的定时提前量。然后，移动终端0接收来自中继站1的上行定时提前信令，根据其中包含的定时提前量的信息，移动终端0就可以知道应该在什么时刻发送上行子帧，与中继站1取得上行同步。
由于中继站1在原来的定时提前量上又加上了GP/2的提前量，因此，移动终端0比原来应该发送第2子帧的时刻提前了GP/2的时间发送第2子帧(即移动终端0至中继站1的上行子帧)至中继站1。
中继站1中的干扰消除装置11中的第一接收装置112也比原来提前GP/2的时间开始接收来自移动终端0的第2子帧。由于移动终端0提前GP/2的时间开始发送第2子帧至中继站1，因此，中继站1中的第一接收装置112提前GP/2的时间接收完来自移动终端0的第2子帧。
由于中继站1中的第一接收装置112提前了GP/2的时间接收完第2子帧，相应地，中继站1中的干扰消除装置11中的第二发送装置113就提前GP/2的时间开始发送第3子帧(即中继站1至基站2的上行子帧)至基站2。
之后，基站2接收来自中继站1的第3子帧。
考虑到中继站1至基站2的传输时延为GP/2，而中继站1中的第二发送装置113又刚好比原来提前了GP/2的时间发送第3子帧，因此，如图3所示，基站2在开始发送第4子帧至中继站1之前完全接收完来自中继站1的第3子帧，从而使得基站2接收第3子帧和发送第4子帧不会产生干扰。
当然，在中继站1发送第3子帧至基站2的同时，中继站1也可以利用其他频带发送下行数据至移动终端0。
实施例6
本实施例针对基站2与中继站1之间采用GPS同步，中继站1在接收完来自基站2的第8子帧后发送第9子帧至移动终端0的情形。并且，在本实施例中，基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带不同。
图12示出了根据本发明的第六实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统结构框图。图中示出了移动终端0，中继站1中的干扰消除装置12，基站2中的辅助干扰消除装置22，其中，干扰消除装置12中包括第三发送装置121，第二接收装置122，以及第三接收装置123，辅助干扰消除装置22中包括第六发送装置221。
在本实施例中，图5的内容在此一并作为参考。
为简明起见，将基站2与中继站1之间传输数据所使用的频带称为基站2至中继站1的频带；将移动终端0与中继站1之间传输数据所使用的频带称为移动终端0至中继站1的频带。
与实施例5中相似，移动终端0接收到来自中继站1中的干扰消除装置12中的第三发送装置121发送的上行定时提前信令后，提前GP/2的时间在移动终端0至中继站1的频带上(图5中，以
Figure B2009100474026D0000151
标识)发送上行数据至中继站1，由于移动终端0提前了GP/2的时间发送上行数据至中继站1，相应地，中继站1中的干扰消除装置12中的第二接收装置122提前GP/2的时间在移动终端0至中继站1的频带上接收来自移动终端0的上行数据。
同时，由于移动终端0提前GP/2的时间发送完上行数据至中继站1，从而使得移动终端0用于发送上行数据的一部分时频资源得以空闲出来。
由于该部分时频资源空闲出来，基站2中的辅助干扰消除装置22中的第六发送装置221将第8子帧中对应于GP/2时间长度的第一数据块在移动终端0至中继站1的频带上发送至中继站1，而第8子帧中剩余的第二数据块仍然在基站2至中继站1的频带上(图5中，以
Figure B2009100474026D0000152
标识)发送至中继站1。
优选的，从第8子帧中截取的第一数据块中包含参考符号，从而使得中继站1在接收到第一数据块后能够估计出移动终端0至中继站1的信道状况。当然，如果从第8子帧中截取的第一数据块中不包括参考符号，那么基站2中的第六发送装置221在发送该第一数据块前，可以先在该第一数据块中加入参考符号，以使得中继站1在接收到该第一数据块后能够估计出移动终端0至中继站1的信道的状况。
需要说明的是，从第8子帧中截取的第一数据块必须在特定的时隙内发送，以使得中继站1正好能够在移动终端0由于提前GP/2的时间发送完上行数据后空闲的时频资源上接收该第一数据块。
然后，中继站1中的干扰消除装置12中的第三接收装置123在移动终端0由于提前GP/2的时间发送完上行数据后空闲的时频资源上接收第一数据块，并且在基站2至中继站1的频带上接收第二数据块，之后将两部分数据块合并后得到来自基站2的第8子帧。
由于第8子帧中的第一数据块被利用移动终端0至中继站1的频带发送至中继站1，因此，如图5所示，中继站1在开始发送第9子帧至移动终端0之前就已接收完来自基站2的第8子帧，从而使得中继站1接收第8子帧和发送第9子帧不会产生干扰。
实施例7
本实施例针对基站2与中继站1之间采用GPS同步，中继站1在接收完来自基站2的第8子帧后发送第9子帧至移动终端0的情形。并且，在本实施例中，基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带相同。
图13示出了根据本发明的第七实施例的当基站和中继站采用GPS同步的情况下通过占用保护间隔的资源传输数据来消除干扰的系统结构框图。图中示出了中继站1中的干扰消除装置13，基站2中的辅助干扰消除装置23，其中，干扰消除装置13中包括第四接收装置131，辅助干扰消除装置23中包括第七发送装置231。
在本实施例中，图7的内容在此一并作为参考。
图7中，第5子帧为下行子帧，第6子帧为特殊子帧，第7子帧为上行子帧，第8子帧为上行子帧，第9子帧为下行子帧。其中，第6子帧中的Dw(DwPTS)为下行同步时隙，G(GP)为保护间隔，Up(UpPTS)为上行同步时隙。
如图7所示，在本实施例中，假定第8子帧是“stolen UL”，其被作为下行子帧。即基站2发送第8子帧至中继站1，中继站1接收完来自基站2的第8子帧后，发送第9子帧至移动终端0。
由于基站2至中继站1的数据传输存在传输时延，因此，中继站1在准备发送第9子帧至移动终端0时，其还未完全接收完来自基站2的第8子帧。基于此，基站2将第8子帧的部分数据提前在特殊子帧(第6子帧)的保护间隔内发送，而第8子帧剩余的数据仍然使用原来的时频资源发送，这样，中继站1在接收完来自基站2的第8子帧后，刚好开始发送第9子帧至移动终端0。
具体的，基站2中的辅助干扰消除装置23中的第七发送装置231将第8子帧中对应于GP/2时间长度的第一数据块在特殊子帧的保护间隔内通过基站2至中继站1的频带发送至中继站1。
相应的，考虑到基站2至中继站1的传输时延，中继站1中的干扰消除装置13中的第四接收装置131在保护间隔的特定时隙内接收来自基站2的第一数据块。
优选地，如图7所示，中继站1中的第四接收装置131在保护间隔的起始时刻之后GP/4处开始接收来自基站2的第一数据块，并且在保护间隔的结束时刻之前GP/4处接收完来自基站2的第一数据块。
基于此，考虑到基站2至中继站1之间GP/2的传输时延，为了能够使得中继站1中的第四接收装置131在保护间隔的特定时隙内接收到来自基站2的第一数据块，基站2中的第七发送装置231应该在DwPTS时隙的最后GP/4处开始发送第一数据块至中继站1。
需要说明的是，通常在DwPTS时隙内发送的下行同步信号只占用很窄的频带，其通常与基站2至中继站1之间传输下行数据所占用的频带不同，因此，即使基站2从DwPTS时隙的最后GP/4处开始发送第一数据块至中继站1，这也不会与基站2在DwPTS时隙内发送下行同步信号产生干扰的。
当然，中继站1也可以在保护间隔的起始时刻就开始接收来自基站2的第一数据块，相应的，基站2需要在保护间隔开始时刻的前GP/2处开始发送第一数据块至中继站1。
实施例8
本实施例针对基站2与中继站1之间采用AI同步，中继站1在接收完来自移动终端0的第2子帧后发送第3子帧至基站2的情形。并且，在本实施例中，基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带不同。
图14示出了根据本发明的第八实施例的当基站和中继站采用AI同步的情况下通过缩短保护间隔的长度来消除干扰的系统结构框图。图中示出了移动终端0，中继站1中的干扰消除装置14，基站2中的辅助干扰消除装置24，其中，干扰消除装置14中包括第四发送装置141，第五接收装置142，以及第五发送装置143，辅助干扰消除装置24中包括第六接收装置241。
在本实施例中，图9的内容在此一并作为参考。
为简明起见，将基站2与中继站1之间传输数据所使用的频带称为中继站1至基站2的频带；将移动终端0与中继站1之间传输数据所使用的频带称为移动终端0至中继站1的频带。
由于基站2和中继站1之间采用AI同步，因此，参照图2，第8子帧和第9子帧之间将不存在干扰，但是第3子帧与第4子帧之间的干扰更为严重。
与实施例5相同，当移动终端0进行随机接入时，该移动终端0首先在UpPTS时隙上发送上行同步码至中继站1。中继站1接收到来自移动终端0的上行同步码后，中继站1中的干扰消除装置14中的第四发送装置141发送上行定时提前信令至移动终端0。其中，该上行定时提前信令中包括定时提前量的信息，在本发明中，该定时提前量的信息已经在原来的定时提前量上又加上了GP/2的定时提前量。然后，移动终端0接收来自中继站1的上行定时提前信令，根据其中包含的定时提前量的信息，移动终端0就可以知道应该在什么时刻发送上行子帧，与中继站1取得上行同步。
由于中继站1在原来的定时提前量上又加上了GP/2的提前量，因此，移动终端0比原来应该发送第2子帧的时刻提前了GP/2的时间发送第2子帧(即移动终端0至中继站1的上行子帧)至中继站1。
中继站1中的干扰消除装置14中的第五接收装置143也比原来提前GP/2的时间开始接收来自移动终端0的第2子帧。由于移动终端0提前GP/2的时间开始发送第2子帧至中继站1，因此，中继站1中的第五接收装置143提前GP/2的时间接收完来自移动终端0的第2子帧。由于中继站1中的第五接收装置143提前了GP/2的时间接收完第2子帧，相应地，中继站1中的干扰消除装置14中第五发送装置143就可以提前GP/2的时间开始发送第3子帧(即中继站1至基站2的上行子帧)至基站2。
由于移动终端0提前GP/2的时间发送完上行数据至中继站1，从而使得移动终端0用于发送上行数据的一部分时频资源得以空闲出来。
基于此，中继站1中的干扰消除装置14中第五发送装置143将第3子帧中对应GP/2时间长度的第一数据块在移动终端0提前GP/2的时间发送完上行数据后空闲出的时频资源上发送至基站2，同时又提前GP/2的时间将第3子帧中剩余的第二数据块在中继站1至基站2的频带上发送至基站2。
基站2中的辅助干扰消除装置24中的第六接收装置241在移动终端0至中继站1的频带上接收来自中继站1的第一数据块，并且在中继站1至基站2的频带上接收来自中继站1的第二数据块。
基站2在不同的频带上接收到第一数据块和第二数据块后，将这两部分数据块合并后就可得到来自中继站1的第3子帧。
在一个变化例中，如果基站2与中继站1之间的数据传输所占用的频带和用户终端0与中继站1之间的数据传输所占用的频带相同，那么中继站1将只能利用移动终端0由于提前GP/2的时间发送上行数据后空闲出的时频资源来发送第一数据块。基于此，中继站1发送给基站2的第3子帧中(2P-GP/2)时间长度的数据块被丢弃，其中P是中继站1到基站2的传播延迟时间。如果中继站到基站2的传输延迟时间为GP/2，那么中继站1发送给基站2的第3子帧中将有GP/2的数据块被丢弃。
以上对本发明的具体实施例进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定的实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种定型和修改。

Claims (33)

1.一种在无线中继TDD系统中用于消除干扰的方法，其特征在于，将中继站的保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，所述方法包括以下步骤：
a.中继站发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
b.移动终端接收来自所述中继站的所述上行定时提前信令；
c.移动终端根据所述上行定时提前信令，提前预定时间发送移动终端至中继站的上行子帧至所述中继站；
d.中继站提前所述预定时间接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
e.当接收完所述移动终端至中继站的上行子帧后，中继站发送中继站至基站的上行子帧至基站；
f.基站接收来自所述中继站的所述中继站至基站的上行子帧。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述方法还包括以下步骤：
A.中继站发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
B.移动终端接收来自所述中继站的所述上行定时提前信令；
C.移动终端根据所述上行定时提前信令，提前预定时间在移动终端至中继站的频带上发送移动终端至中继站的上行子帧至所述中继站；
D.中继站提前所述预定时间在所述移动终端至中继站的频带上接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
E.基站将基站至中继站的下行子帧中对应所述预定时间长度的第一数据块在所述移动终端至中继站的频带上发送至所述中继站，并且将所述基站至中继站的下行子帧中剩余的第二数据块在基站至中继站的频带上发送至所述中继站；
F.中继站在所述移动终端提前发送完所述移动终端至中继站的上行子帧后空闲出的时频资源上接收来自所述基站的所述第一数据块，并且在所述基站至中继站的频带上接收来自所述基站的所述第二数据块。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用相同的频带，所述方法还包括以下步骤：
i.基站将基站至中继站的下行子帧中对应所述预定时间长度的第一数据块在特殊子帧的保护间隔内通过基站至中继站的频带发送至中继站；
ii.中继站在特殊子帧的保护间隔内接收来自所述基站的所述第一数据块。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用空中接口同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述方法还包括以下步骤：
Ⅰ.中继站发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
Ⅱ.移动终端接收来自所述中继站的所述上行定时提前信令；
Ⅲ.移动终端根据所述上行定时提前信令，提前预定时间发送移动终端至中继站的上行子帧至所述中继站；
Ⅳ.中继站提前所述预定时间接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
Ⅴ.当接收完所述移动终端至中继站的上行子帧后，中继站将中继站至基站的上行子帧中对应所述预定时间长度的第一数据块在所述移动终端提前发送完所述移动终端至中继站的上行子帧后空闲出的时频资源上发送至所述基站，同时提前所述预定时间将所述中继站至基站的上行子帧中剩余的第二数据块在中继站至基站的频带上发送至所述基站；
Ⅵ.基站在移动终端至中继站的频带上接收来自所述中继站的所述第一数据块，并且在所述中继站至基站的频带上接收来自所述中继站的所述第二数据块。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一数据块中包括参考符号，以用于信道估计。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定时间为保护间隔的一半。
8.一种在无线中继TDD系统的中继站中用于消除干扰的方法，其特征在于，将其保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，所述方法包括以下步骤：
m.发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
n.提前预定时间接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
o.当接收完所述移动终端至中继站的上行子帧后，发送中继站至基站的上行子帧至基站。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述方法还包括以下步骤：
M.发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
N.提前预定时间在移动终端至中继站的频带上接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
O.在所述移动终端提前发送完所述移动终端至中继站的上行子帧后空闲出的时频资源上接收来自所述基站的第一数据块，并且在基站至中继站的频带上接收来自所述基站的所述第二数据块。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用相同的频带，所述方法还包括以下步骤：
x.在特殊子帧的保护间隔内接收来自所述基站的第一数据块。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用空中接口同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述方法还包括以下步骤：
X.发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
Y.提前预定时间接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
Z.当接收完所述移动终端至中继站的上行子帧后，将中继站至基站的上行子帧中对应所述预定时间长度的第一数据块在所述移动终端提前发送完所述移动终端至中继站的上行子帧后空闲出的时频资源上发送至所述基站，同时提前所述预定时间将所述中继站至基站的上行子帧中剩余的第二数据块在中继站至基站的频带上发送至所述基站。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一数据块中包括参考符号，以用于信道估计。
14.根据权利要求9，10，12中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定时间为保护间隔的一半。
15.一种在无线中继TDD系统的基站中用于辅助中继站消除干扰的方法，其特征在于，辅助使用权利要求8至14中任一项所述的方法的中继站进行数据的收发。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述方法还包括以下步骤：
S.将基站至中继站的下行子帧中对应预定时间长度的第一数据块在移动终端至中继站的频带上发送至所述中继站，并且将所述基站至中继站的下行子帧中剩余的第二数据块在基站至中继站的频带上发送至所述中继站；
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用相同的频带，所述方法还包括以下步骤：
s.将基站至中继站的下行子帧中对应预定时间长度的第一数据块在特殊子帧的保护间隔内通过基站至中继站的频带发送至中继站。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当基站和中继站采用空中接口同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述方法还包括以下步骤：
u.在移动终端至中继站的频带上接收来自所述中继站的第一数据块，并且在中继站至基站的频带上接收来自所述中继站的所述第二数据块。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一数据块中包括参考符号，以用于信道估计。
20.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述预定时间为保护间隔的一半。
21.一种在无线中继TDD系统的中继站中用于消除干扰的干扰消除装置，其特征在于，所述干扰消除装置用于将该中继站的保护间隔缩短预定时间长度以利用该缩短的预定时间长度进行数据的收发。
22.根据权利要求21所述的干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，所述干扰消除装置包括：
第一发送装置，用于发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
第一接收装置，用于提前预定时间接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
第二发送装置，用于当接收完所述移动终端至中继站的上行子帧后，发送中继站至基站的上行子帧至基站。
23.根据权利要求21所述的干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述干扰消除装置还包括：
第三发送装置，用于发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
第二接收装置，用于提前预定时间在移动终端至中继站的频带上接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
第三接收装置，用于在所述移动终端提前发送完所述移动终端至中继站的上行子帧后空闲出的时频资源上接收来自所述基站的第一数据块，并且在基站至中继站的频带上接收来自所述基站的所述第二数据块。
24.根据权利要求21所述的干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用相同的频带，所述干扰消除装置还包括：
第四接收装置，用于在特殊子帧的保护间隔内接收来自所述基站的第一数据块。
25.根据权利要求21所述的干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用空中接口同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述干扰消除装置还包括：
第四发送装置，用于发送上行定时提前信令至移动终端，其中，所述上行定时提前信令用于告知所述移动终端发送移动终端至中继站的上行子帧的时刻；
第五接收装置，用于提前预定时间接收来自所述移动终端的所述移动终端至中继站的上行子帧；
第五发送装置，用于当接收完所述移动终端至中继站的上行子帧后，将中继站至基站的上行子帧中对应所述预定时间长度的第一数据块在所述移动终端提前发送完所述移动终端至中继站的上行子帧后空闲出的时频资源上发送至所述基站，同时提前所述预定时间将所述中继站至基站的上行子帧中剩余的第二数据块在中继站至基站的频带上发送至所述基站。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的干扰消除装置，其特征在于，所述第一数据块中包括参考符号，以用于信道估计。
27.根据权利要求22，23，25中任一项所述的干扰消除装置，其特征在于，所述预定时间为保护间隔的一半。
28.一种在无线中继TDD系统的基站中用于辅助中继站消除干扰的辅助干扰消除装置，其特征在于，所述辅助干扰消除装置用于辅助使用权利要求21至27中任一项所述的干扰消除装置的中继站进行数据的收发。
29.根据权利要求28所述的辅助干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述辅助干扰消除装置还包括：
第六发送装置，用于将基站至中继站的下行子帧中对应预定时间长度的第一数据块在移动终端至中继站的频带上发送至所述中继站，并且将所述基站至中继站的下行子帧中剩余的第二数据块在基站至中继站的频带上发送至所述中继站；
30.根据权利要求28所述的辅助干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用全球定位系统同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用相同的频带，所述辅助干扰消除装置还包括：
第七发送装置，用于将基站至中继站的下行子帧中对应预定时间长度的第一数据块在特殊子帧的保护间隔内通过基站至中继站的频带发送至中继站。
31.根据权利要求28所述的辅助干扰消除装置，其特征在于，当基站和中继站采用空中接口同步方式，并且基站与中继站间的数据传输和移动终端与中继站间的数据传输使用不同的频带，所述辅助干扰消除装置还包括：
第六接收装置，用于在移动终端至中继站的频带上接收来自所述中继站的第一数据块，并且在中继站至基站的频带上接收来自所述中继站的所述第二数据块。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的辅助干扰消除装置，其特征在于，所述第一数据块中包括参考符号，以用于信道估计。
33.根据权利要求29或30所述的辅助干扰消除装置，其特征在于，所述预定时间为保护间隔的一半。
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