CN102045103A - 一种在中继系统中进行收发转换的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在中继系统中进行收发转换的方法和设备，将承载Backhaul链路资源的子帧需要收发转换的GP进行整合，通过缩短特殊子帧中的GP，在进行收发转换的子帧之间额外添加用于收发转换的空白子帧，因此，收发转换过程不占用承载Backhaul链路资源的子帧，提高了承载Backhaul链路资源的子帧容量，进而提高了Relay系统的容量。

Description

一种在中继系统中进行收发转换的方法及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种在中继系统中进行收发转换的方法及设备。

背景技术

以提高链路容量、扩大小区覆盖范围为目的的中继(Relay)技术是增强型长期演进标准(LTE-Advanced)系统的核心技术之一。如图1所示，为中继系统的模型示意图，通过中继节点(RN)对基站(eNB)与终端(UE)之间的无线信号进行中继，扩展了eNB的覆盖范围；同时，RN还可以对接收信号进行放大后转发，用于补偿eNB与UE之间无线信号的传输损耗，提高eNB或UE的接收信号功率，进而提高无线链路容量。

在中继系统中，eNB与RN之间的链路称为回传(Backhaul)链路，RN与UE之间的链路或eNB与UE之间的链路称为接入(Access)链路。依据Backhaul链路和Access链路使用资源的不同，中继系统可分为带外中继(Out-band Relay)与带内中继(In-band Relay)。带外中继是指Backhaul链路与Access链路使用不同的无线资源，带内中继是指Backhaul链路与Access链路使用相同的无线资源。考虑RN部署时体积约束以及空间隔离度有限，Relay系统中Backhaul链路与Access链路通常不使用空分方式复用无线资源，对于带内中继而言，由于Backhaul链路与Access链路使用相同的无线资源，因此，Backhaul链路与Access链路通过时分方式复用无线资源。

如图2所示，为中继链路在时分双工(Time Division Duplex，TDD)系统中的一种帧结构示意图，每一帧内共10个子帧，其中，子帧3和子帧8是承载上行Backhaul链路资源的子帧，子帧4和子帧9是承载下行Backhaul链路资源的子帧，其余子帧均是用于承载Access链路资源的子帧，其中：子帧1和子帧6是特殊子帧，子帧0和子帧5是承载下行Access链路资源的子帧，子帧2和子帧7是承载上行Access链路资源的子帧。

在不考虑Relay的长期演进标准(LTE)系统下，以图2所示的TDD系统帧结构为例，子帧2、3、7、8是上行链路(Up-Link，UL)子帧，eNB在UL子帧中仅接收UE发射的无线数据；但是在Relay系统下，由于子帧3和子帧8用于承载RN至eNB的上行Backhaul链路资源，RN在子帧3和子帧8不是接收状态而是发射状态。同理，在不考虑Relay的LTE系统中，子帧0、4、5、9均是下行链路(Down-Link，DL)子帧，eNB在DL子帧中仅向UE发射无线数据；但是，在Relay系统中子帧4和子帧9用于承载eNB至RN的下行Backhaul链路资源，RN在子帧4和子帧9中不是发射状态而是接收状态。因此，在不考虑Relay的情况下，TDD LTE帧结构中，每一帧(包含10个子帧)内eNB中的射频设备只需要进行4次发射/接收的转换操作，但在Relay系统中，每一帧内RN中的射频设备需要进行8次发射/接收的转换操作。

射频设备在TDD Relay系统中由接收状态转换至发射状态，或由发射状态转换至接收状态都需要一定的转换时间，另外，由于eNB与RN有一定的距离，因此，eNB与RN之间无线信号传输时还需要考虑传输时延，如果假设eNB与RN之间的最大距离为3km，则传输时延大致为10μs。为了克服射频设备在收发状态的转换时间和传输时延对Backhaul链路传输造成的影响，需要在TDD系统子帧中的每一个转换点处设置转换保护时隙(GP)，该GP的大小不能小于收发状态的转换时间和Backhaul链路传输时延之和，以避免TDD系统中子帧在收发转换点处发生干扰。

在普通CP配置下，一个子帧包含14个正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM)符号，每个OFDM符号长为71μs。根据对射频设备进行收发转换的转换时间以及传输时延的估算，如果收发转换时间在20μs左右，则GP预留30μs就能够克服射频设备在收发状态的转换时间和传输时延对Backhaul链路传输造成的影响。但是，由于子帧以OFDM符号为基本单位，在一个子帧的收发转换点处需要预留一个OFDM符号作为预留GP，因此，预留长度为71μs的OFDM符号用于30μs的GP保护间隔存在资源浪费。

另外，对于一个承载Backhaul链路资源的子帧而言，如图2中的子帧3，RN中的射频设备从子帧2到子帧3有一次由接收状态转换至发射状态的转换过程，从子帧3到子帧4有一次由发射状态转换至接收状态的转换过程，也就是说子帧3需要设置两处GP以避免TDD系统中子帧在收发转换点处发生干扰。如图3所示，为子帧3的结构示意图，子帧3中存在14个OFDM符号，其中第1个OFDM和最后一个OFDM预留用于GP保护。由于TDD的帧结构中存在多个承载Backhaul链路资源的子帧，每个承载Backhaul链路资源的子帧都要预留大量的资源用于GP保护，导致系统资源开销过大。

综上所述，在Relay系统中，由于射频设备频繁地进行收发状态转换，为了避免TDD系统中子帧在收发转换点处发生干扰，子帧需要预留大量的保护GP，考虑到Relay系统对3GPP协议中LTE rel 8UE的后向兼容性，预留的GP不能设置在相邻的用于Access链路的子帧中，只能设置在承载Backhaul链路资源的子帧中，降低了承载Backhaul链路资源的子帧容量，进而降低了Relay系统的容量。

发明内容

本发明实施例提供一种进行收发转换的方法及设备，以解决在承载Backhaul链路资源的子帧中设置用于收发转化的GP时，导致承载Backhaul链路资源的子帧容量降低的问题。

一种在中继系统中进行收发转换的方法，所述方法包括：

网络侧设备根据收发转换的时间总和与eNB与RN之间的传输时延总和，确定两个相邻特殊子帧中承载回传Backhaul链路资源的子帧对应的进行收发转换的过渡时间之和，以及确定特殊子帧中转换保护时隙GP的缩短时长，所述GP的缩短时长不小于所述过渡时间之和；

所述网络侧设备根据确定的所述GP的缩短时长，缩短两个特殊子帧中前一特殊子帧中的GP；

所述网络侧设备在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，并在空白时隙中进行收发转换；

其中，两个进行收发转换的子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，并且，添加的每个空白时隙的时长不小于进行一次收发转换的时间和eNB与RN之间的一次传输时延之和。

一种在中继系统中进行收发转换的设备，所述设备包括：

过渡时间确定模块，用于根据收发转换的时间总和与eNB与RN之间的传输时延总和，确定两个相邻特殊子帧中承载回传Backhaul链路资源的子帧对应的进行收发转换的过渡时间之和；

缩短时长确定模块，用于确定特殊子帧中转换保护时隙GP的缩短时长，所述GP的缩短时长不小于所述过渡时间之和；

缩短模块，用于根据确定的所述GP的缩短时长，缩短两个特殊子帧中前一特殊子帧中的GP；

添加模块，用于在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，其中：两个进行收发转换的子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，并且，添加的每个空白时隙的时长不小于进行一次收发转换的时间和eNB与RN之间的一次传输时延之和；

转换模块，用于在添加的所述空白时隙中进行收发转换。

由于本发明实施例将承载Backhaul链路资源的子帧需要收发转换的GP进行整合，通过缩短特殊子帧中的GP，在进行收发转换的子帧之间额外添加用于收发转换的空白子帧，因此，收发转换过程不占用承载Backhaul链路资源的子帧，提高了承载Backhaul链路资源的子帧容量，进而提高了Relay系统的容量。

附图说明

图1为背景技术中的中继系统的模型示意图；

图2为背景技术中中继链路在TDD系统中的一种帧结构示意图；

图3为图2所示的帧结构中的子帧3的示意图；

图4为本发明实施例一中进行收发转换的步骤示意图；

图5为本发明实施例二中eNB和RN的子帧时隙配比调整示意图；

图6为本发明实施例三中的一种帧结构示意图；

图7为本发明实施例三中eNB和RN的子帧时隙配比调整示意图；

图8为本发明实施例四中eNB和RN的子帧时隙配比调整示意图；

图9为本发明实施例五中进行收发转换的设备结构示意图。

具体实施方式

为了实现本发明目的，本发明将现有技术中设置在承载Backhaul链路资源的子帧中用于收发转换的GP进行整合，转移至特殊子帧的GP，通过缩短特殊子帧中的GP，并将缩短的时间添加至需要进行收发转换的子帧之间，使得收发转换过程可以在额外添加的时间内进行，避免了在承载Backhaul链路资源的子帧中单独划分用于收发转换的OFDM，提高了承载Backhaul链路资源的子帧容量，进而提高了Relay系统的容量。

下面结合说明书附图对本发明实施例的方案进行详细描述，为了描述简便，将承载Backhaul链路资源的子帧简称为Backhaul链路子帧，承载Access链路资源的子帧简称为Access链路子帧。

实施例一：

如图4所示，为本发明是实施例一中进行收发转换的步骤示意图，本实施例应用于TDD Relay系统中，包括如下步骤：

步骤101：网络侧设备根据收发转换的时间总和与eNB与RN之间的传输时延总和，确定两个相邻特殊子帧中Backhaul链路子帧对应的进行收发转换的过渡时间之和。

在本步骤中，首先需要确定两个相邻特殊子帧中的哪些Backhaul链路子帧可以进行过渡时间的整合，在本实施例中，进行过渡时间整合的Backhaul链路子帧有以下两种情况：

第一种情况：若可以进行过渡时间整合的Backhaul链路子帧数量为1，则该子帧与两个相邻特殊子帧中的前一特殊子帧之间没有其他Backhaul链路子帧，也就是说，与两个相邻特殊子帧中的前一特殊子帧最接近的Backhaul链路子帧可以进行过渡时间的整合。

第二种情况：若可以进行过渡时间整合的Backhaul链路子帧数量大于1，则这些Backhaul链路子帧是相邻子帧，且这些Backhaul链路子帧中的第一个子帧与两个相邻特殊子帧中的前一特殊子帧之间没有其他Backhaul链路子帧，也就是说，这些相邻的Backhaul链路子帧中的第一个子帧是两个相邻特殊子帧中的前一特殊子帧最接近的Backhaul链路子帧。

如果两个相邻特殊子帧中的全部Backhaul链路子帧都可以进行过渡时间整合，则可以避免在全部Backhaul链路子帧中设置用于收发转换的GP；如果两个相邻特殊子帧中的部分Backhaul链路子帧可以进行过渡时间整合，则可以避免在能够进行过渡时间整合的Backhaul链路子帧中设置用于收发转换的GP。

本步骤中的过渡时间之和可以是至少一个过渡时间的总和，由于本发明应用于TDD Relay系统中，在进行Backhaul链路传输时需要考虑eNB与RN之间的传输时延，因此，一个过渡时间等于Backhaul链路子帧收发转换点处进行的一次收发转换的时间和eNB与RN之间的一次传输时延之和。

本发明实施例中的网络侧设备可以是eNB和/或RN，也可以是具有利用本发明实施例的方案对eNB和RN的帧结构进行调整的实体。

步骤102：网络侧设备确定特殊子帧中GP的缩短时长，所述GP的缩短时长不小于所述过渡时间之和。

由于Backhaul链路子帧中分配给收发转换以及传输时延的过程时间之和整合转移至特殊子帧中的GP，要将特殊子帧中的GP缩短，以获得额外补充Backhaul链路子帧的时间，因此，特殊子帧中的GP需要缩短的时间不得小于整合确定的过渡时间之和。

在本实施例中，如果在步骤101中确定的过渡时间之和并不是OFDM符号的整数倍，则可以将整数倍的OFDM符号作为GP的缩短时长，也可以直接将确定的过渡时间之和作为GP的缩短时长。例如，在步骤101中确定的过渡时间之和为60μs，则可以直接将60μs作为GP的缩短时长，也可以将1个OFDM符号(71μs)作为GP的缩短时长。

步骤103：网络侧设备根据确定的所述GP的缩短时长，缩短两个特殊子帧中前一特殊子帧中的GP。

一个特殊子帧除包含一个GP之外，还可以包含一个上行时隙和一个下行时隙，因此，缩短特殊子帧后的剩余GP的长度不小于该特殊子帧中下行时隙至上行时隙的收发转换的时间，同时，缩短特殊子帧后的剩余GP的长度也不会影响原配置下TDD系统的正常运行。

假设一个特殊子帧包含三个特殊时隙，分别是下行导频信道时隙(DwPTS)、GP和上行导频信道时隙(UpPTS)，对于GP缩短后的特殊子帧而言，剩余GP的长度不小于该特殊子帧中DwPTS至UpPTS的收发转换的时间，以确保该特殊子帧中收发的正确转换。

步骤104：网络侧设备在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙。

通过执行步骤103，缩短了特殊子帧的GP，为了保证时隙同步以及收发转换，在需要进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，要求射频设备在空白时隙中进行收发转换，不占用Backhaul链路子帧。添加的每个空白时隙的时长不小于进行一次收发转换的时间和eNB与RN之间的一次传输时延之和，如果添加的空白时隙不止一个，则各空白时隙的长度可以相同也可以不相同，并且添加的空白时隙之和等于GP缩短时长。

由于空白时隙在设计时包含了收发转换时间和Backhaul链路上的传输时延，因此，在上下行Backhaul链路传输中，将RN与eNB之间的传输时延T整合到空白时隙，可以保证时隙同步。

对于上行Backhaul链路传输而言，RN在空白时隙结束时提前T时长向eNB上行传输数据，对于下行Backhaul链路传输而言，RN延迟T时长接收eNB下行传输的数据，并在之后最接近的空白时隙中起始的T时长内继续接收eNB下行传输的数据。

步骤105：网络侧设备向UE发送该网络侧设备与UE之间的定时提前量，所述定时提前量是所述GP的缩短时长和该网络侧设备与UE之间的实际传输时延之和，指示UE提前接收到的所述定时提前量发送数据。

本步骤可以是在网络侧设备根据网络信令，在确定GP的缩短时长之后向UE发送定时提前量。

如果这里的网络侧设备是eNB，则向与eNB关联的UE(称之为M-UE)发送eNB与M-UE之间的定时提前量(TApm)，指示M-UE提前所述TApm发送数据。具体地，所述TApm等于eNB与M-UE之间的实际传输时延(TAm)和虚拟传输时延(Virtual TAm)之和，所述Virtual TAm的时长等于所述GP的缩短时长。M-UE根据接收到TApm提前向eNB发送数据。

如果这里的网络侧设备是RN，则向与RN关联的UE(称之为R-UE)发送RN与R-UE之间的定时提前量(TApr)，指示R-UE提前所述TApr发送数据，所述TApr等于RN与R-UE之间的实际传输时延(TAr)和虚拟传输时延(Virtual TAr)之和，所述Virtual TAr的时长等于所述GP的缩短时长。R-UE根据接收到TApr提前向RN发送数据。

步骤106：网络侧设备在接收到数据后，在添加的空白时隙中进行收发转换。

通过以上步骤101至步骤106的方案，在TDD Realy系统中，eNB或RN在包含Backhaul链路子帧的两个相邻子帧中需要进行收发转换时，可以不占用Backhaul链路子帧的资源，而是在额外增加的空白时隙中进行收发转换，提高了Backhaul链路子帧的容量，实现了本发明目的。

实施例二：

本发明实施例二是通过一种具体的帧结构来说明本发明实施例一方案的实现过程。假设本发明实施例二中的帧结构与图2所示的帧结构相同，为方便描述，取其中的子帧1～子帧4进行说明。

如图5所示，为TDD LTE config.1的原始帧结构和利用实施例一的方案调整eNB和RN后的子帧1～子帧4的帧结构。

下面分别针对eNB和RN进行说明。

如图5所示，在TDD LTE config.1的原始帧结构的子帧1～子帧4中，子帧1是特殊子帧，子帧2是上行Access链路子帧，子帧3是上行Backhaul链路子帧，子帧4是下行Backhaul链路子帧。

在未使用实施例一的方法时，由于RN在子帧2和子帧3之间存在收发转换，因此，子帧3的第1个OFDM符号将作为收发转换的GP；虽然RN在子帧3和子帧4之间存在收发转换，但由于子帧3和子帧4之间存在时间增强偏移量(Timing Advance offset，TAoffset)，因此，收发转换不需要占用子帧3的最后1个OFDM和子帧4的第1个OFDM；由于RN在子帧4和子帧5存在收发转换，因此，子帧4的最后1个OFDM符号将作为收发转换的GP。

在使用实施例一的方法对子帧的时隙配比进行调整时，由于在一定时间内eNB和RN的收发转换次数可能不相同，对于eNB而言，在没有RN和有RN的条件下，各子帧的收发状态并不会改变，因此，本发明实施例中确定的收发转换的次数是RN的收发转换次数。

本发明实施例三的方案包括以下步骤：

第一步：eNB确定Backhaul链路子帧对应的进行收发转换的次数。

从图5可以看出，RN需要进行的收发转换次数为3次，其中，由收至发的第一转换次数为2次，由发至收的第二转换次数为1次。射频设备由收至发的转换时间是t1，由发至收的转换时间是t2，eNB与RN之间的传输时延大致为10μs。

第二步：eNB确定是否存在TAoffset时隙，这里的TAoffset时隙是指：与TAoffset相邻的两个子帧中至少一个子帧是Backhaul链路子帧，且相邻的两个子帧中前一子帧与后一子帧的收发状态不同，即需要进行收发转换。如果存在上述特定的TAoffset时隙，则执行第三步；否则，执行第五步。

第三步：eNB确定RN的TAoffset时隙的前后子帧的收发转换状态是由发转换至收，因此，将第一步确定的由发至收的转换次数减去TAoffset时隙的个数，此时，第一转换次数为2，第二转换次数为0。

第四步：eNB将第一转换次数乘以t1，得到转换时间之和，并将第一转换次数乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，将转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和，跳转至第六步。

这里的过渡时间等于收发转换的时间和eNB与RN之间的传输时延之和，由于射频设备由收至发的转换时间t1与由发至收的转换时间t2可能不同，因此，需要分别针对由收至发的转换次数和转换时间，以及由发至收的转换次数和转换时间确定转换时间之和，考虑到当存在TAoffset时隙时收发转换次数将减少，因此，将需要的收发转换次数减去TAoffset时隙的个数，得到实际的收发转换次数。

第五步：eNB将第一转换次数乘以t1，将第二转换次数乘以t2，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和，跳转至第六步。

第六步：eNB根据确定的过渡时间之和确定特殊子帧中GP的缩短时长。

由于本实施例二中图5所示的帧结构中，假如过渡时间之和为60μs，则可以缩短子帧1中GP60μs，也可以缩短子帧1中GP一个OFDM(71μs)，在本实施例中假设子帧1中GP的缩短时长为1个OFDM。

假设确定的过渡时间之和为90μs，则子帧1中GP的缩短时长可以为90μs，也可以为2个OFDM。

第七步：在确定子帧1中GP的缩短时长为1个OFDM时，eNB将子帧1的GP缩短1个OFDM。

第八步：为了保证子帧的同步性，由于子帧1的GP缩短了1个OFDM，则需要在子帧5之前添加总长度为1个OFDM的空白时隙，空白时隙添加的位置是：需要进行收发转换的两个子帧之间，并且至少其中一个子帧是Backhaul链路子帧。进一步地，可以在两个进行收发转换的子帧之间没有所述TAoffset时隙时，在两个子帧之间添加空白时隙。

如图5所示，eNB在子帧2和子帧3之间添加一个空白时隙，在子帧4和子帧5之间添加一个空白时隙，添加的两个空白时隙之和等于1个OFDM，其中每个空白时隙长度为半个OFDM，以确保下行Access链路子帧5与原始帧结构的子帧5同步。添加的两个空白时隙的长度也可以不同，但每个空白时隙的长度不得小于一个过渡时间。

通过以上八步，完成了eNB的帧结构时隙配比，后续eNB可以按照图5所示的调整后的时隙配比进行数据的接收和发送。在eNB的时隙配比完成后，eNB将与M-UE之间的传输时延TApm发送给M-UE，其中，实际传输时延TAm根据eNB与M-UE之间的距离确定，虚拟传输时延Virtual TAm为一个OFDM。M-UE接收到TApm后，提前TApm时长向eNB发送数据。

如图5所示，由于eNB和RN使用通过时分方式复用相同的无线资源，时隙配比调整前，RN使用的TDD LTE config.1的原始帧结构的子帧1～子帧4与图5相同，并且根据确定的过渡时间之和确定特殊子帧中GP的缩短时长与图5相同，等于1个OFDM。

RN将子帧1的GP缩短一个OFDM后，也需要在子帧5之前添加总长度为1个OFDM的空白时隙，RN在添加空白时隙后进行下行Backhaul链路传输时时需要进一步考虑RN与eNB之间的传输时延，因此，RN对应的帧结构中空白时隙可能需要被占用。

如图5所示，在两个进行收发转换的子帧(子帧2和子帧3、子帧4和子帧5)之间添加空白子时隙后，RN在子帧3要上行向eNB发送数据，考虑到eNB和RN之间的传输时延，RN要在空白时隙结束时提前T时长向eNB上行传输数据，以保证eNB在子帧3中的正确接收，这里的T时长是eNB与RN之间的一次传输时延长度。由于RN在子帧3之前的空白时隙中提前发送数据，因此，RN的帧结构中，子帧3结束之后有T时长的空白时隙(也就是第二空白时隙)。同时，在Backhaul链路的下行传输时，RN在子帧4之前延迟T时长接收eNB下行传输的数据，即在TAoffset与子帧4之间添加T时长的空白时隙(也就是第二空白时隙)。在子帧3和子帧4之间添加两个T时长的空白时隙是为了抵消eNB和RN之间的传输时延，保证eNB和RN之间的正确收发。类似地，对比图5中时隙配比调整后eNB和RN的时隙配比，eNB的子帧2和子帧3之间的空白时隙比RN中子帧2和子帧3之间的空白时隙长T，原因是：RN在子帧3中需要向eNB上行传输数据，考虑到RN和eNB之间的传输时延，因此，RN要提前向eNB发送数据，则eNB对应的时隙配比与RN对应的时隙配比相比，子帧2和子帧3之间的空白时隙相差eNB和RN之间的一个传输时延，即10μs。

虽然RN在子帧3之前的空白时隙中提前传输，但空白时隙中的剩余资源能够满足收发转换要求。

通过以上对图5的描述，完成了RN的帧结构时隙配比，后续RN可以按照图5所示的调整后的时隙配比进行数据的接收和发送。在RN的时隙配比完成后，RN将与R-UE之间的定时提前量TApr发送给R-UE，其中，实际传输时延TAr根据RN与R-UE之间的距离确定，虚拟传输时延Virtual TAr为一个OFDM。R-UE接收到TApr后，提前TApr时长向RN发送数据。

通过实施例二对图5的描述，对于M-UE和R-UE而言，网络侧的eNB和RN发送的TApm和TApr增长，因此，M-UE和R-UE相对于eNB和RN的距离也虚拟增长，但M-UE和R-UE并不会感知增加的虚拟距离，所以实施例二的方案可以兼容LTE Relay 8UE。在上行Access链路子帧2结束后，UE不再涉及后续子帧3和子帧4的行为，直至下行Access链路子帧5开始时，eNB、RN、M-UE和R-UE又回到了原始的LTE帧结构时序上，保证了时序的同步性。

实施例三：

本发明实施例三针对图6所示的帧结构对本发明实施例一的方法进行描述。在图6所示的帧结构中，子帧1和子帧6是特殊子帧，子帧3、4、8、9是下行Backhaul链路子帧，子帧7是上行Backhaul链路子帧，子帧0和子帧5是下行Access链路子帧，子帧2是上行Access链路子帧。

本实施例三针对图6中的子帧1～子帧4进行说明。

图7所示的原始帧结构是图6中的子帧1～子帧4，在未使用实施例一的方法时，eNB通过子帧2和子帧3之间的TAoffset进行收发转换，RN在子帧2接收来自UE的数据，在子帧3接收来自eNB的数据，都是接收状态，没有进行收发转换；RN在子帧4接收来自eNB的数据，在子帧5向UE发送数据，存在收发转换，因此，RN的子帧4的最后1个OFDM符号将作为收发转换的GP。

下面分别对eNB和RN在使用实施例一的方法进行子帧的时隙配比调整进行说明。

针对eNB的时隙配比调整过程：

第一步：从图7所示的原始帧结构可以看出，RN在子帧4和子帧5之间共需要进行1次由收至发的转换。

第二步：虽然子帧2和子帧3之间存在TAoffset时隙，但由于RN的子帧2和子帧3之间没有收发转换，因此，不需要根据TAoffset次数调整收发转换次数。

第三步：假设由收至发的转换时间t1为20μs，则本实施例中的过渡时间之和等于30μs(包括收发转换时间20μs和eNB与RN之间的传输时延10μs)。

第四步：eNB确定子帧1中GP的缩短时长为一个OFDM。

eNB可以将子帧1的GP缩短30μs，也可以缩短一个OFDM，在本步骤中，假设GP缩短一个OFDM。

第五步：eNB将子帧1的GP缩短一个OFDM。

第六步：如图7所示，由于只有子帧4和子帧5之间有收发转换，因此，在子帧4和子帧5之间添加一个空白时隙，该空白时隙的长度为一个OFDM。

在完成了eNB的帧结构时隙配比后，eNB将与M-UE之间的传输时延TApm发送给M-UE，其中，实际传输时延TAm根据eNB与M-UE之间的距离确定，虚拟传输时延Virtual TAm为一个OFDM。M-UE接收到TApm后，提前TApm时长向eNB发送数据。

针对RN的时隙配比调整过程：

RN根据确定的过渡时间之和确定特殊子帧中GP的缩短时长也与eNB确定的相同，等于一个OFDM。

RN将子帧1的GP缩短一个OFDM后，需要在子帧3延迟T时长接收下行Backhaul链路传输的数据，因此，在TAoffset时隙与子帧3之间添加时长为T的空白时隙(即第二空白子时隙)，用于抵消eNB和RN之间的传输时延，使eNB和RN之间能够正确传输。由于TAoffset时隙与子帧3之间占用了T时长，因此，在子帧4与子帧5之间添加的用于进行收发转换的空白时隙(第一空白子时隙)的长度等于一个OFDM减去T时长。

通过以上对图7的描述，完成了RN的帧结构时隙配比，后续RN可以按照图7所示的调整后的时隙配比进行数据的接收和发送。在RN的时隙配比完成后，RN将与R-UE之间的定时提前量TApr发送给R-UE，其中，实际传输时延TAr根据RN与R-UE之间的距离确定，虚拟传输时延Virtual TAr为一个OFDM。R-UE接收到TApr后，提前TApr时长向RN发送数据。

实施例四：

本实施例四针对图6中的子帧6～子帧9进行说明。

图8所示的原始帧结构是图6中的子帧6～子帧9，在未使用实施例一的方法时，RN的子帧6和子帧7之间存在由收到发的收发转换，子帧7和子帧8之间存在由发到收的收发转换，子帧9和下一周期的子帧0之间存在由收到发的收发转换，由于子帧7和子帧8之间存在TAoffset，因此，需要进行GP整合的收发转换次数为2次。

针对eNB的时隙配比调整过程：

减去TAoffset时隙的个数后，RN由收至发的第一转换次数为2次。假设一次过渡时间的长度为30μs，则本实施例中的过渡时间之和等于60μs，则可以确定子帧6中GP的缩短时长为60μs，或者GP的缩短时长为一个OFDM，在本实施例中假设GP的缩短时长为一个OFDM。在子帧6和子帧7之间以及子帧9之后添加空白子帧，每个空白子帧的长度可以相同，为半个OFDM，也可以不相同，但需要确保每个空白时隙的长度能够满足收发转换的要求。

在完成了eNB的帧结构时隙配比后，eNB将与M-UE之间的定时提前量TApm发送给M-UE，其中，实际传输时延TAm根据eNB与M-UE之间的距离确定，虚拟传输时延Virtual TAm为一个OFDM。M-UE接收到TApm后，提前TApm时长向eNB发送数据。

针对RN的时隙配比调整过程：

RN根据确定的过渡时间之和确定特殊子帧中GP的缩短时长也与eNB相同，等于一个OFDM。

RN将子帧1的GP缩短一个OFDM后，也需要在子帧6和子帧7之间添加用于进行收发转换的空白时隙(即第一空白子时隙)，考虑到eNB与RN之间的传输时延，RN在需要在子帧7与TAoffset之间添加一个长为T的时隙(即第二空白子时隙)，同时，还要在TAoffset时隙与子帧8之间添加一个长为T的时隙(即第二空白子时隙)，以保证eNB和RN之间的正确收发。在子帧9后添加第一空白子时隙，使得图中添加的两个第一空白子时隙和两个第二空白子时隙之和等于一个OFDM，并且，每个第一空白子时隙的长度能够满足收发转换的要求。

通过以上对图8的描述，完成了RN的帧结构时隙配比，后续RN可以按照图8所示的调整后的时隙配比进行数据的接收和发送。在RN的时隙配比完成后，RN将与R-UE之间的传输时延TApr发送给R-UE，其中，实际传输时延TAr根据RN与R-UE之间的距离确定，虚拟传输时延Virtual TAr为一个OFDM。R-UE接收到TApr后，提前TApr时长向RN发送数据。

实施例五：

本发明实施例五还提供一种进行收发转换的设备，如图9所示，所述设备包括过渡时间确定模块11、缩短时长确定模块12、缩短模块13、添加模块14和转换模块15，其中：过渡时间确定模块11用于根据收发转换的时间总和与eNB与RN之间的传输时延总和，确定两个相邻特殊子帧中承载回传Backhaul链路资源的子帧对应的进行收发转换的过渡时间之和；缩短时长确定模块12用于确定特殊子帧中转换保护时隙GP的缩短时长，所述GP的缩短时长不小于所述过渡时间之和；缩短模块13用于根据确定的所述GP的缩短时长，缩短两个特殊子帧中前一特殊子帧中的GP；添加模块14用于在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，其中：两个进行收发转换的子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，并且，添加的每个空白时隙的时长不小于进行一次收发转换的时间和eNB与RN之间的一次传输时延之和；转换模块15用于在添加的所述空白时隙中进行收发转换。

所述过渡时间确定模块11包括收发转换次数确定子模块21、第一判断子模块22和执行子模块23，其中：收发转换次数确定子模块21用于确定所述承载Backhaul链路资源的子帧对应的进行由收转换至发的第一转换次数和由发转换至收的第二转换次数；第一判断子模块22用于判断是否存在时间增强偏移量TAoffset时隙，所述TAoffset时隙相邻的两个子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，且相邻的两个子帧中前一子帧与后一子帧的收发状态不同；执行子模块23用于在第一判断子模块的判断结果为存在所述TAoffset时隙，且所述TAoffset时隙前后子帧的收发转换状态是由收转换至发，则将第一转换次数减去TAoffset时隙的个数，将得到的差值乘以由收转换至发的转换时间，将第二转换次数乘以由发转换至收的转换时间，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数减去TAoffset时隙的个数后得到的差值与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和；否则，将第一转换次数乘以由收转换至发的转换时间，将第二转换次数乘以由发转换至收的转换时间，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和。

所述添加模块14还用于在两个进行收发转换的子帧之间没有所述TAoffset时隙时，在两个子帧之间添加空白时隙。

所述设备还包括发送模块16，用于向UE发送该网络侧设备与UE之间的定时提前量，指示UE根据接收到的定时提前量提前发送数据，向UE发送的所述定时提前量是所述GP的缩短时长和该网络侧设备与UE之间的实际传输时延之和。

所述进行收发转换的设备是中继节点RN设备，则所述设备还包括：上行传输模块17和下行传输模块18，其中，上行传输模块17用于在空白时隙结束时提前T时长向eNB上行传输数据；下行传输模块18用于延迟T时长接收eNB下行传输的数据，并在之后最接近的空白时隙中起始的T时长内继续接收eNB下行传输的数据，所述T时长是eNB与RN之间的一次传输时延长度。

通过本发明实施例提供的方法和设备，避免了在承载Backhaul链路资源的子帧中单独划分用于收发转换的OFDM，提高了承载Backhaul链路资源的子帧容量，进而提高了Relay系统的容量；同时，由于本发明实施例对Access链路子帧没有时隙改变，因此满足LTE Rel 8UE的后向兼容性。

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)

1.一种在中继系统中进行收发转换的方法，其特征在于，所述方法包括：

网络侧设备根据收发转换的时间总和与eNB与RN之间的传输时延总和，确定两个相邻特殊子帧中承载回传Backhaul链路资源的子帧对应的进行收发转换的过渡时间之和，以及确定特殊子帧中转换保护时隙GP的缩短时长，所述GP的缩短时长不小于所述过渡时间之和；

所述网络侧设备根据确定的所述GP的缩短时长，缩短两个特殊子帧中前一特殊子帧中的GP；

所述网络侧设备在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，并在空白时隙中进行收发转换；

其中，两个进行收发转换的子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，并且，添加的每个空白时隙的时长不小于进行一次收发转换的时间和基站eNB与中继节点RN之间的一次传输时延之和。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定所述进行收发转换的过渡时间之和，包括：

所述网络侧设备确定所述承载Backhaul链路资源的子帧对应的进行由收转换至发的第一转换次数和由发转换至收的第二转换次数，以及，判断是否存在时间增强偏移量TAoffset时隙，所述TAoffset时隙相邻的两个子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，且相邻的两个子帧中前一子帧与后一子帧的收发状态不同；

若存在所述TAoffset时隙，且所述TAoffset时隙前后子帧的收发转换状态是由收转换至发，则将第一转换次数减去TAoffset时隙的个数，将得到的差值乘以由收转换至发的转换时间，将第二转换次数乘以由发转换至收的转换时间，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数减去TAoffset时隙的个数后得到的差值与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和；

若不存在所述TAoffset时隙，则将第一转换次数乘以由收转换至发的转换时间，将第二转换次数乘以由发转换至收的转换时间，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，包括：

所述网络侧设备在两个进行收发转换的子帧之间没有所述TAoffset时隙时，在两个子帧之间添加空白时隙。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若承载回传Backhaul链路资源的子帧数量为1，则该子帧与缩短GP的特殊子帧之间没有其他承载回传Backhaul链路资源的子帧；

若承载回传Backhaul链路资源的子帧数量大于1，则承载回传Backhaul链路资源的子帧是相邻子帧，且相邻子帧中的第一个子帧与缩短GP的特殊子帧之间没有承载回传Backhaul链路资源的子帧。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，缩短GP后的特殊子帧中，剩余GP的长度不小于该特殊子帧中下行时隙至上行时隙的收发转换的时间。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备在添加的空白时隙中进行收发转换之前，所述方法还包括：

所述网络侧设备向UE发送该网络侧设备与UE之间的定时提前量，指示UE根据接收到的定时提前量提前发送数据，向UE发送的所述定时提前量是所述GP的缩短时长和该网络侧设备与UE之间的实际传输时延之和。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述网络侧设备是中继节点RN设备，则RN在空白时隙中进行收发转换之后，所述方法还包括：

在RN向eNB上行传输数据时，RN在空白时隙结束时提前T时长向eNB上行传输数据；

在eNB向RN下行传输数据时，RN延迟T时长接收eNB下行传输的数据，并在之后最接近的空白时隙中起始的T时长内继续接收eNB下行传输的数据；

所述T时长是eNB与RN之间的一次传输时延长度。

8.一种在中继系统中进行收发转换的设备，其特征在于，所述设备包括：

过渡时间确定模块，用于根据收发转换的时间总和与eNB与RN之间的传输时延总和，确定两个相邻特殊子帧中承载回传Backhaul链路资源的子帧对应的进行收发转换的过渡时间之和；

缩短时长确定模块，用于确定特殊子帧中转换保护时隙GP的缩短时长，所述GP的缩短时长不小于所述过渡时间之和；

缩短模块，用于根据确定的所述GP的缩短时长，缩短两个特殊子帧中前一特殊子帧中的GP；

添加模块，用于在两个进行收发转换的子帧之间添加空白时隙，其中：两个进行收发转换的子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，并且，添加的每个空白时隙的时长不小于进行一次收发转换的时间和eNB与RN之间的一次传输时延之和；

转换模块，用于在添加的所述空白时隙中进行收发转换。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述过渡时间确定模块包括：

收发转换次数确定子模块，用于确定所述承载Backhaul链路资源的子帧对应的进行由收转换至发的第一转换次数和由发转换至收的第二转换次数；

第一判断子模块，用于判断是否存在时间增强偏移量TAoffset时隙，所述TAoffset时隙相邻的两个子帧中至少一个子帧是承载Backhaul链路资源的子帧，且相邻的两个子帧中前一子帧与后一子帧的收发状态不同；

执行子模块，用于在第一判断子模块的判断结果为存在所述TAoffset时隙，且所述TAoffset时隙前后子帧的收发转换状态是由收转换至发，则将第一转换次数减去TAoffset时隙的个数，将得到的差值乘以由收转换至发的转换时间，将第二转换次数乘以由发转换至收的转换时间，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数减去TAoffset时隙的个数后得到的差值与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和；否则，将第一转换次数乘以由收转换至发的转换时间，将第二转换次数乘以由发转换至收的转换时间，得到两个转换时间之和，以及，将第一转换次数与第二转换次数之和乘以eNB与RN之间的传输时延，得到传输时延之和，并将所述两个转换时间之和与传输时延之和相加，得到进行收发转换的过渡时间之和。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述添加模块，还用于在两个进行收发转换的子帧之间没有所述TAoffset时隙时，在两个子帧之间添加空白时隙。

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

发送模块，用于向UE发送该网络侧设备与UE之间的定时提前量，指示UE根据接收到的定时提前量提前发送数据，向UE发送的所述定时提前量是所述GP的缩短时长和该网络侧设备与UE之间的实际传输时延之和。

12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述进行收发转换的设备是中继节点RN设备，所述设备还包括：

上行传输模块，用于在空白时隙结束时提前T时长向eNB上行传输数据；

下行传输模块，用于延迟T时长接收eNB下行传输的数据，并在之后最接近的空白时隙中起始的T时长内继续接收eNB下行传输的数据，所述T时长是eNB与RN之间的一次传输时延长度。

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