CN101843009A

CN101843009A - 在不同的tdd系统之间调度资源的方法和设备

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Publication number: CN101843009A
Application number: CN200780101331A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 蔡立羽; 杨红卫
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: US20100290370A1; EP2209224A1; JP5366962B2; WO2009059460A1; EP2209224A4; JP2011503975A; KR20100088690A; CN101843009B; KR101336686B1

Abstract

一种方法和设备，用于在第一TDD系统和第二TDD系统之间调度资源，第一TDD系统进行通信所用的帧包括前导序列、上行链路子帧和下行链路子帧。该方法包括步骤：根据第一TDD系统的业务参数和第二TDD系统的业务参数，为第一TDD系统和第二TDD系统的业务数据分配时间和频率资源；以及将第一TDD系统和第二TDD系统的编码调制数据流映射给相应的所分配的时间和频率资源上。利用该方法和系统，能够减小诸如业务分组、控制信令和反馈信息在空中接口的等待时间，能够满足对现有系统的兼容要求，并且可以在不同的系统之间按照各自的业务负载进行资源调度。

Description

在不同的 TDD系统之间调度资源的方法和设备技术领域

本发明涉及一种在无线通信系统之间的时频资源调度，能够在减小新的 TDD系统的传输等待时间的同时满足对现有 TDD系统的兼容要求。背景技术

在无线通信系统中，频分双工 (FDD)和时分双工（TPD)是主要的两种双工方式。与 FDD系统相比， TOP系统具有一些独特的优点如下所示：

驪在 TDD系统中，可以灵活的调整上下行的时间分配比例，以适应上下行非对称的业务；

■ TDD系统不像 FDD系统那样需要成对的无线带宽分配，这一点简化了对无线频谱分配的要求；

騸在 TDD系统中，无论在基站还是在移动台侧，收发信机不同时工作，因此，简化了系统硬件设计 ^复杂度；

■ 在 TDD系统中，由于上卞行频率严格一致，因此可以利用上下行信道的对称性进行需要闭环处理的一些操作。

由于 TDD系统的这些优点， TDD方式在一些无线移动通信系统中得到了应用，例如 WiMAX系统等。但在 TOO系统中，由于上下行的间隔传输，使得 TDD 方式具有等待时间比较长的问题，这造成 7在空中接口上的控翁信令和反馈传输等的延迟。但是随着下一代宽带无线通信技术的发展，需要减小等待时间并且能够兼容现有的窄带无线系统的宽带无线系统。 ' . 图 1示出了传统的 TDD无线系统例如 IEEE802.16e的帧结构。如图 1所示，每帧在时间上表现为 5ms 的时间段，它被划分成前导部分、下行链路子帧和上行链路子帧三个部分。众所周知，等待时间被定义为一个分组在发射机侧准备好发送时到其在接收机侧接收好时之间的单向传输时间。从图 1中可以看出，根据常规的 TDD无线系统，等待时间比较长，难以满足宽带情况下的要求。

因此，需要一种既能够减少等待时间又能够满足后向兼容的无线通信技术。发明内容鉴于现有技术中的上述问题，完成了本发明。本发明的目的是提供一种在不同的 TDD系统之间调度资源的方法和设备，它能够减小分组传输的等待时间， . 并且能够满足后向兼容的要求。

在本发明的一个方面，提出了一种在第一 TDD系统和第二 TDD系统之间调度资源的方法，第一 TDD系统进行通信所用的帧包括前导序列、上行链路子帧和下行链路子帧,所述方法包括步骤:根据第一 TDD系统的业务参数和第二 TDD 系统的业务参数，为第一系统和第二 TDD系统的业务数据分配时间和频率资源；以及将第一 TDD系统和第二 TDP系统的编码调制数据流映射给相应的所分配的时间和频率资源上。

优选地，所述的方法还包括根据第一 TDD系统的前导序列来构造第二系统的前导序列的步骤。

优选地，所述分配步骤包括：在时间上将第二 TDD系统的帧划分成前导序列和多个微帧，每个微帧包括用于上行链路的子微帧和用于下行链路的子微帧；在频率上将第一 TDD系统的子载波设置在所分配给第二 TDD系统的频段的中央部分，频谱的一侧或者其他位置；将第一 TDD系统和第二 TDD系统的编码调制数据流分配给相应的时间和频率资源。

'优选地，将那些可分配给第一 TDD系统也可分配给第二 TDD系统的时间频率资源分配给第一 TDD系统和第二 TPD系统中业务负载较大的那个。

优选地，在第一 TDD系统和第 - TDD系统的频谱之间保留子载波，作为保护间隔。

优选地，每个微帧中的上行链路子微帧和下行链路子微帧的比例是可调的。优选地，每帧中包含的微帧的数目是可调的。：' 优选地，每个下行链路子微帧包括用于传输微帧构成信息的部分。

在本发明的另一方面，提出了一种在第一 TDD系统和第二 TDD系统之间调度资源的设备，第一 TDD系统进行通信所用的帧包括前导序列、上行链路子帧和下行链路子帧，所述设备包括：资源分配和调度装置，根据第一 TDD系统的业务参数和第二 TDD系统的业务参数，为第一 TDD系统和第二 TDD系统的业务数据分配时间和频率资源；以及资源映射装置，将第一 TDD系统和第二 TDD 系统的编码调制数据流映射给相应的所分配的时间和频率资源上。 '

优选地，所述设备还包括前导序列产生装置，根摁第一 TDD系统的前导序列来构造第二系统的前导序列。

优选地，所述资源分配和调度装置形成为包括：在时间上将第二 TDD系统的帧划分成前导序列和多个微帧的装置，每个微帧包拮用于上行链路的子微帧和用于下行链路的子微帧在频率上将第一 TDD系统的子载波设置在所分配给第二 TDD系统的频段中央部分，频谱的一侧或者其他位置的装置；将第 TDD系统和第二 TDD系统的编码调制数据流分配给相应的时间和频率资源的装置。

优选地，所述资源分配和调度装置形成为将那些可分配给第一 TDD系统也可分配给第二 TPD系统的时间频率资源分配给第一 TDD系统和第二 TDD系统中业务负载较大的那个。

优选地，所述资源分配和调度装置形成为将其余的子载波的至少一部分分配给第一 TDD系统和第二 TDD系统中业务负载较大的那个。

上述的 TDD系统的上下行时频资源分配方案，支持现有的窄带 TDD系统和新的宽带 TDD'系统在同一射频载波上并行工作，具体的说，使得其中的现有系统的上卡行时频资源分配符合萁已有的 ^结构定爻， ¾时新的 TDD系统由乎帧时长的缩短而使得其系统延迟性能大为提高。系¾可以 m¾ f系统和 ¾有系^之间的业务负载的大小关系， '·动态调节视频资源分酉 5比 ί列，从而使现有窄带 TDD 系统平滑过渡到新的 TDD宽带系统。

另外，上述的前导序列的设计，该设计在现有窄^ TDD系统的前导序列的基础丄，通过有效的频域扩展，' 从而产生新的 TDD'宽带系统'的前导序列，该序列可以同时保证对现有 TDD窄带系统的后向兼及多基站系统间的同步，以及新的 TDD宽带系统之间及新的 TDD宽带系统与现有 TDD窄带系统之间的同步。

利用本发明的上述方法和系统，不但能够减小诸如业务分组、控制信令和反馈信息在空中接口的等待时间，而且能够满足对现有系统的兼容要求。

另外，根据本发明的方法和系统可以在不同的系统，例如 IEEE¾)2.11_e '和 802.11m之向按照各自的业务负载进行资源调度，这对于现有的 ^带 ¾统到宽带统的平滑过有用 0' 附图说明'

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：图 1示出了根据瑰有技术的帧结构示意图；' ' ' ' ― 图 2示出了根据本发明实施例的在不同系统之间进行资源调度的设备的结构框图；

• '图 3示出了根据本发明实施例所提出的帧结构的示意图；

图 4是说明根据本发明实施例的帧结构如何与图 1所示的帧结构兼容并且按照相应系统的业务负载进行资源调度的示意图；

图 5是说明根据本发明实施例的帧结构图和与图 1所示的帧结构兼容并且按照相应系统的业务负载进行资源调度的示意图；

图 6示出了根摁本发明实施例的在不同的 TDD系统之间进行资源调度的方法的流程图。具体实施方式

下面对照附图详细描述本发明的具体实施方式。

如图 2戶 f示， ^:根舞'本发'明实 ¼的在不同 TDD系¾£间进^资 lli周度 ¾设备包括：前导序列产生单元 10，用于产生前导序列；资源分配和调度单元 20，用于稂据上行 /下行业务参数对来自第一' 统第系统的业务数据进行资源分配和调度；以及资源映射单元 30，用于将 '来自第系统和二系统 ¾业务数瑭映射到相应的资源上。将在后面详细说明上述各个单元的具体操作和功能。

根据本发明的实施例，如图 3所示，对于纯粹的新的 TDD宽带统,' 也就是传输等待时间小的 TDD系统，上述的资源分配和调度单元 20将如图 1所示的前导序列 +上行链路子帧 '+下行链路子帧的帧结构划分成前専序列屮 N个微帧 (N大于等于 2)，该多个微帧中的每个微帧都包括一个下行链路子微帧和一个上行链路子微帧。自然，一帧中包含的微帧的数目是可以被参数化并且被动态调节的。另外，一个微帧中上行链路子微帧和下行链路子微帧的比例是可以配置和调节的。

如图 3所示，每个微帧在下行链路子微帧中还包括表示微帧如何成 ¾徼帧构成信息，以便于接收端获知微帧的构成信息从而进行数据检测和接收。

前导序列充当训练序列，也就是用于发送端和接收端之间的帧同^以及时间 /频率同步和补偿，以及小区识别。如上所述，由于将一个帧分成了多个微帧，' 从而大大减小了上行和下行链路的传输时间，因此有效地提高了系统迟性能。

图 4和图 5是说明根据本发明实施例的帧结构如何与图 1所示的帧结构兼容并且按照相应系统的业务负载进行资源调度的示意图。在图 4和图 5中，假设每个帧都被划分成两个微帧（N=2)，并且以 IEEE802.16e作为窄带系统，即第一系统的例子，而以 IEEE802.16m作为宽带系统，即第二系统的例子。 .

如图 4 所示，前导序列产生部分 10 可以根据现有的窄带系.,统，例如 IEEE802,16e的前导序列来扩展构造出一个新的前导序列。具体而言，.：:将第一系统的前导序列放在所分配给第二系统的频谱的适当位置（例如中央部分，频谱的一侧或者其他位置），而将一个或两个前导扩展部分放在剩余的频谱位翬。这里，新的 TDD宽带系统的前导序列的设计要满足例如较低的峰均比（PAPR)、良好的子相关及互相关特性要求等，以便于前导序列符号上有较大的功率增强从而提高接收性能，以及接收端更好的利用前导序列的相关特性进行时间或者频率同步。 ·但是如果不要求两个系统之间的兼容性，则也可以用新的前导序列来代替上述生成的前导序列，或者对该现有的前导序列进行修改。

" 在频域中，以在第统禾土 ^^的颍^; £间¾留手载液， ¾为薪旧系^ 向的保 ^间以有利于接收端更容易的进行频滤波'： ^; ' ' ；：基站 ¾:BS )"可以裉据第一系和索二系统各自负煢来动态地调度时间和频率资源。 '如图'' 4 示，例如现有的 IEEEgOi 16e^:系大 ^:的业务需余，这在的 TDD' ^^ ^ ¾之初， '儈况 ¾常如此；因此资源^ ffi和调度单元 20将大部呆留的资源分配给现有的 ΙΕΕΕ802. '系统， '即一系统。 ' 从图 4中可以看出，基站的第二发射 / 收转换位于 m—系的¾¾7接收过 ^位置；而非索二微帧中发射 / ^^ 。 '

' '如图 5所 ¾， '€设^¾有的第一系统中具有 ^小 ¾业务需求，而¾¾二¾统中存在较矢的业务需求，例如第二系统的业务量^于予页定的阈 'ίί', 则 ¾分配和调度单元 20将大多'数保留的子载波分配给第二统，即 IEEE802.16m'系统。 '从图 5中可以看出，基站的第二发射 /接收转换位 S位于新系统的发射 /接收转换位置，也就是第二微帧的发射 /接收转换位置 ' " ' ' ^: ' 然后，在为第一系统和第二系统的业务数瑭迸行了资源分配和调度之后，资源映射单元' 3Q将分配的时间和频率资源映射' 对应的业务数据，从 *卖 5¾来¾ 不同 TDD系统之间的动态资源调度。 ' ' ' ' '

图 6示出了根据本发明实施例的在不同的 TDD系统之间进行资源调度的方法的流程图。如图 6所示，在步骤 S10，前导序列产生部分 10对第一系统的导序列扩展构造出新的宽带前导序列，或者在不需要满足后向兼容的情况下，计构造出全新的宽带前导序列以满足更低的 PAPR和更好的子相关性和互相关特性要求。

在步骤 S20，资源分配和调度单元 20根据上 /下行业务参数，例如第一系统的业务负载和第二系统的业务负载，来为第一系统和第二系统的业务数据分配和调度资源。例如，以现有的 IEEE802.16e和新的宽带 ΙΕΕΕ802.16Π1系统为例，如上所逑 , ..在新的宽带.系统安 ^之初，：现有的 IEE.E802.16e系统具有较 ¾的业需求，，例如大于预定的阈值，因此资源分配和调度单元 20将大部分保留的资源分配给现有的 IEEE802.16e系统，即第一系统。当现有的第一系统中业务需求逐渐减少而新的宽带系统的用户及其带宽需求逐渐升高之后，例如大于预定的阈值，资源分配和调度单元 20将大多数保留的子载波分配给第二系统，即 IEEE802.16m 系统。

—在步骤' §'30，资射单元 '30；资源映射阜先 3'0将粲一二 ¾统¾ ^码调制数据¾缺射给相应的 '所分配'的时间 '和频率资¾上， '从而实规来 ¾不同 TT0D ¾：间 ¾动资 ϋ调度。 ' ：；^: . ' '·' :' ' 利用发明的上述 ^法和系统: 不但能够小诸如业务分组、 Sf¾信令和反 ί 信息 ¾S中接口的等待时间，：而且'能够满足对现有系统 '的蒹容要求。 ''

另外，粮 fe本发明的方法和系统可以在木同的系统， '例如 IEEE 02.11e 和 802.11m之间按照自的业负载进行¾源调虔，这对于现有的 ¾赉¾统到宽赉系统的平滑渡尤萁有用。 ' ' ； ― ' ' ' ' ^:: .' '： ' — 上面 to描逑仅用于实瑰本发明实施方式，^: 域的技术人员应该 ¾解^:，'在不脱离本 ¾¾¾范围可修改 ¾局部替换，^ 该于本发明的 ^利婆求来限定的范围，因此，发明的保护范围 ^:应该以利要求书的保护范 ^:围为。：

Claims

权利要求

1、一种在第一 TDD系统和第二 TDD系统之间调度资源的方法，第一 TD1 系统进行通信所用的帧包括前导序列、上行链路子帧和下行链路子帧，所述方法包括步骤：

根据第一 TDP系统的业务参数和第二 TDE>系统的业务参数，为第一 TDD 系统和第二 TPD系统的业务数据分配时间和频率资源；以及

将第一 TD0系统和第二 TD0系统的编码调制数据流映射给相应的所分配的时间和频率资源上。
2、如权利求 1所述的方法，还包括根据第一 TDP系统的前导序列来构造第二系统的前导序列的步骤。
3、如权利要求 1所述的方法，其中，所述分配步骤包括：

在时间上将第二 TDD系统的帧划分成前导序列和多个微帧，每个微帧包括用于上行链路的子微帧和用于下行链路的子微帧；

在频率上将第一 TDD系统的子载波设置在所分配第二 TDD系统的频段的中央部分，'频谱的一侧或者其他位置； ' '

' ―将第一 TDD系统和第二 TDD系统的编码调制数据流分配给相应的时间和频率资源。 ' '

' 4、如权利要求 3所述的方法，其中，将那些可分配给第一 TDD系统也可分配给第二 TDD系统的时间频率资源分配给第一 TDD系统和第二 TDD系统中业务负载较大的那个。
5、如权利要求 2所述的方法，其中在第一 TDD系统和第二 TDD系统的频谱之间保留有子载波，作为保护间隔。
6、如权利要 3所述的方法，其中每个微帧中的上行链路子微帧和下行链路子微帧的比例是可调的。
7、如权利要求 3所逑的方法，其中每帧中包含的微帧的数目是可调的。
8、如权利要求 3所述的方法，其中每个下行链路子微帧包括用于传输微帧构成信息的部分。
9、一种在第一 ΤΕΦ系统和第二 TDD系统之间调度资源的设备，第一 TDP 系统进行通信所用的帧包括前导序列、上行链路子帧和下行链路子帧，所述设备包括：

资源分配和调度装置，根据第一 TDD系统的业务参数和第二 TDD系统的业务参数，为第一 TDD系统和第二 TDD系统的业务数据分配时间和频率资源；以及

资源映射装置,将第一 TDD系统和第二 TDD系统的编码调制数据流映射给相应的所分配的时间和频率资源上。
10、如权利要求 9所述的设备，还包括前导序列产生装置，根据第一 TDD 系统的前导序列来构造第二系统的前导序列。 '
11、如权利要求9所述的设备，其中，所述资源分配和调度装置形成为包括: 在时间上将第二 TDD系统的帧划分成前导序列和多个微帧的装置，每个微帧包括一个用于上行链路的子微帧和用于下行链路的子微帧；

在频率上将第二 TDD系统的子载波设置在分配给第二 TDD系统的频段的中奂部分，频谱的一侧或者其他位置的装置；

将窠一 Τώθ'系统和第二 TDD系统的编 ^:码调制数'据分配给相应的时 |1和频率资源的¾置。' ' ：： ""：'- "：：" '"；； "：
12、如权利要求 11所述的设备，其中，所述资源分配和调度装置形成为将那些可分配^ ¾·^ΤΕ>Ρ'系统也可分配给二 TDD系统时间频分 15 ^第一 TDD系统和第二 TDD系统中业务负载较大的那个。
13、如权剁要求 11所述的 ¾ '备，其中¾第一 TDD系统和第 TDD系统的频谱之间保留有子载波，作为保护间隔。