CN102246442B - 用于多带时分双工系统的通信方法及装置 - Google Patents

用于多带时分双工系统的通信方法及装置 Download PDF

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Abstract

为解决现有的多带时分双工系统中的延迟问题，本发明提出了用于多带时分双工系统的通信方法及装置，上级设备将分布于第一频率与第二频率的时间不重叠的时隙确定为第一通信方式，并将第一频率与第二频率的其它时隙确定为第二通信方式，而后基于所确定的第一频率与第二频率的时隙的通信方式，将第一频率和/或第二频率的相应时隙分配给下级通信设备。

Description

用于多带时分双工系统的通信方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信，尤其涉及无线通信中的多带时分双工系统。
背景技术
如今，多带传输技术由于具有对分散频谱资源的良好利用性，并能够提供较高的数据传输速率等明显优点，在学术界与工业界都得到了越来越广泛的关注。因而，多带传输在IEEE802.16m及3GPPLTEAdvanced(3rdGenerationPartnershipProjectLongTermEvolutionAdvanced，第三代合作项目的先进长期演进)等标准中有着良好的应用前景。而在另一方面，与多带传输相对地，时分双工(TimeDivisionDuplex，简称TDD)技术由于具有对非平衡上下行业务的良好支持，以及对非配对频谱分配(Unpairedspectrumallocation)的适用性，其在业界也具有较强的吸引力。综合多带传输与TDD两种技术，多带时分双工系统是未来的宽带移动通信系统的一种十分有前途的解决方案。
在TDD模式中，下行(Downlink，简称DL，一般指基站或中继站发送至移动终端，或基站发送至中继站)时隙(或子帧)与上行(Uplink，简称UL，一般指移动终端发送至基站或中继站，或中继站发送至基站)时隙被交替地设置于时域中。而在目前的时分双工模式下的多带传输解决方案中，不失一般性地，上行时隙被时间上相同地设置于多个载频中各自的时域中，下行时隙也是如此。如图1所示：其中，该多带系统包括K个分散的频谱，该K个频谱的中心载频分别记为fk，k＝1，2，...，K。在目前的解决方案中，数据帧在该K个频谱上的上行时隙(深颜色块)在该K个频谱上的即在K个频谱中的的分布完全相同，同时下行时隙(无颜色块)在该K个频谱上的即在K个频谱中的的分布也完全相同，即各个载频的上行时隙完全对齐，各个载频的下行时隙也完全对齐，这就意味着下行传输在这多个载频的相同时段内同时进行，而上行传输也在多个载频的相同时段内同时进行(其中，下行时隙转换至上行时隙时，数据帧留有如方向右下斜线所示的发送/接收转换间隙(Transmit/receiveTransitionGap，简称TTG)，上行时隙转换至下行时隙时，数据帧也留有如方向左下斜线所示的接收/发送转换间隙(Receive/transmitTransitionGap，简称RTG))。
发明内容
本发明的发明人意识到，对于所有载频整体上来说，数据帧中的上行时隙在时间上是不连续的，下行时隙也是如此。因而也会导致上行传输与下行传输在时间上无法连续进行。这种上行传输与下行传输各自的不连续会导致一定的双工延迟(DuplexDelay)。双工延迟在通信中会产生如下一些技术问题：
1)在业务通信中，上行或下行数据不能使用下行或上行时隙进行通信，而必须等到下行或上行时隙结束，设备回到上行或下行时隙后才能进行，这会导致一定的延迟。例如，如图1的竖划线小方块所示，基站需传输8个时隙的下行数据给移动终端，则其使用本帧在载频f1的下行时隙DL-1至DL-6后传输该下行数据的前一部分后，必须等到本帧的上行时隙UL-1与UL-2结束，并且本帧结束后，再使用下一帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2将该下行数据的剩余部分传输出去。可见，该下行数据受到了2个时隙的延迟影响。对于一些延迟敏感的服务，例如交互式在线游戏、实时网络视频等数据量大的宽带实时互动服务中，这些延迟都会导致服务性能下降；
2)在下行时隙的通信相关信息的通信中，例如对在该下行时隙中接收到的数据包的ACK或NAK等信令，对该下行时隙测量的信道状态信息(ChannelStatusInformation，简称CSI)或信道质量信息(ChannelQuanlityInformation，简称CQI)等可用于多天线预编码或频率调度的通信信息的通信中，移动终端必须等到该下行时隙之后的第一个上行时隙到来时，才能将其反馈给基站。如果该下行时隙与其之后的第一个上行时隙相距较远，那么将导致较大的延迟。例如图1中，移动终端需将对于载频f2的下行时隙DL-1的通信信息反馈给基站时，其只能使用与其最近的、本帧中的、与DL-1相距5个时隙的上行时隙UL-1，这会产生约5个时隙的延迟。由于基站一般在帧开始时进行用户调度及资源分配等操作，在帧末尾发送的通信相关信息反馈可能无法在基站调度前反馈到基站，这将导致更进一步的延迟。
可见，现有的多带时分双工系统的自由度比较低，且具有双工延迟问题，导致业务通信与通信相关信息通信具有较大延迟，不利于系统性能的提高。
为了更好地解决以上技术问题，提高系统自由度，减弱甚至避免多带时分双工系统的双工延迟是十分必要的。优选地，应减少甚至消除业务传输与通信信息反馈等通信过程中的延迟。
根据本发明一个方面的实施例，提供了一种在上级通信设备中用于与下级通信设备进行通信的方法，其中，包括以下步骤：i.将按一定规则分布于至少一个第一频率与至少一个第二频率的时间不重叠或不全重叠的时间单元确定为第一通信方式，并将所述第一频率与所述第二频率的其他时间单元确定为第二通信方式；ii.基于所确定的所述第一频率与所述第二频率的时间单元的通信方式，根据预定规则，将所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时间单元分配给所述下级通信设备。
根据本发明另一个方面的实施例，提供了一种在下级通信设备中用于与上级通信设备通信的方法，其中，按一定规则分布于至少一个第一频率与至少一个第二频率上的时间不重叠或不全重叠的时间单元为第一通信方式，且所述第一频率与所述第二频率上的其他时间单元为第二通信方式，该方法包括如下步骤：I.获取所述上级通信设备所分配的、所述第一频率和/或所述第二频率上的、与所述通信的类型对应的时间单元；II.使用所述时间单元与所述上级通信设备通信。
根据本发明又一个方面的实施例，提供了一种在上级通信设备中用于与下级通信设备进行通信的装置，其中，包括：确定装置，用于将按一定规则分布于至少一个第一频率与至少一个第二频率的时间不重叠或不全重叠的时间单元确定为第一通信方式，并将所述第一频率与所述第二频率的其他时间单元确定为第二通信方式；分配装置，用于基于所确定的所述第一频率与所述第二频率的时间单元的通信方式，根据预定规则，将所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时间单元分配给所述下级通信设备。
根据本发明再一个方面的实施例，提供了一种在下级通信设备中用于与上级通信设备通信的装置，其中，按一定规则分布于至少一个第一频率与至少一个第二频率上的时间不重叠或不全重叠的时间单元为第一通信方式，且所述第一频率与所述第二频率上的其他时间单元为第二通信方式，该装置包括：获取装置，用于获取所述上级通信设备所分配的、所述第一频率和/或所述第二频率上的、与所述通信的类型对应的时间单元；第二通信装置，用于使用所述时间单元与所述上级通信设备通信。
优选地，所述通信基于数据帧，所述时间单元为数据帧中的时隙，所述第一通信方式为上行通信，所述第二通信方式为下行通信，为上行通信的时隙在所述第一频率与所述第二频率上时间不重叠，且均匀地分布于整个所述数据帧中，所分配时隙为所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时隙中时间较早的时隙。
本发明的一个实施例通过将上行或下行时隙时间上不重叠或不完全重叠地分散于多个载频中，提出了新的可用于多带时分双工系统的通信方法，降低了双工延迟，提高了通信系统的自由度。本发明的优选实施例通过为分配在多个载频中时间较早的上行或下行时隙进行通信，降低了现有技术通信的等待延迟，且保留了多带传输模式对分散的频谱资源的良好利用性，与时分双工模式对非平衡上下行业务的良好支持。优选的，对于延迟敏感、数据量大的业务通信，本发明的一个优选实施例降低了通信的等待时间，提高了业务运行性能；对于通信信息反馈，本发明的另一个优选实施例能够为其就近分配上行时隙，降低了反馈的延迟，提高了系统通信性能。
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为现有的多带时分双工通信系统的时隙分布方案；
图2为根据本发明的一个具体实施例，基站与移动终端进行通信的方法的流程图；
图3为根据本发明的一个具体实施例，一种多带时分双工通信系统的时隙分布方案；
图4为根据本发明的一个具体实施例，另一种多带时分双工通信系统的时隙分布方案；
图5为根据本发明的一个具体实施例，在一种多带时分双工通信系统时隙分布下，为各个下行时隙的通信相关信息分配上行时隙进行反馈的方案；
图6为根据本发明的一个具体实施例，基站与移动终端进行通信的装置的框图与工作流程图；
图7是根据本发明的一个具体实施例，基站的通信装置的框图；
图8是根据本发明的一个具体实施例，基站的通信装置的各项配置的状态在不同时隙的变化。
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2至图5，从方法的角度对本发明的具体实施方式进行详细描述：
本实施例以多带时分双工系统使用两个独立的载频f1与f2为例对本发明的方法进行详述，该两个载频间的频率间距足够大(例如数十MHz)，以保证在这两个载频上的通信互相之间不会产生干扰。现有的双载频时分双工系统的一对载频就可以满足这个要求。可以理解，本发明并不限于两个载频，而可以适用于任意多个载频的多带时分双工系统，在后文中本说明书将给出实施例予以支持。
本发明将无线通信网络中的、确定多带时分双工的数据帧中的上行时隙与下行时隙在各个载频中的分布，并为其通信分配合适的时隙的设备称为上级通信设备；并将接收上级通信设备所确定的时隙分布，并基于上级通信设备的时隙分配结果与其进行通信的设备称为下级通信设备。在本实施例中，以上级通信设备为基站BS，下级通信设备为移动终端MS为例对本发明进行详述。可以理解，本发明并不限于此，在中继网络中，其也可以适用于在基站为中继站确定时隙分布与分配时隙，则此时的下级通信设备就是中继站；在中继站具有其所辖区域的时隙分布结构的确定权与分配权时，本发明也适用于中继站为移动终端确定时隙分配与分配时隙，此时上级通信设备就为中继站。还可以理解，在某些特殊情况下，移动终端也具有确定与分配时隙的功能。本领域的一般技术人员应能根据本发明的教导，直接地、毫无疑义地实现本发明在这些情况中的应用，本说明书在此不做赘述。
首先，如图2所示，在步骤S10中，基站BS将按一定规则分布于f1与f2的时间不重叠或不全重叠的时隙确定为上行时隙，并将f1与f2的其他时隙确定为下行方式。
具体的，基站BS所确定的上下行时隙在本数据帧与下一数据帧在两个载频的分布结果如图3所示(包括RTG与TTG)，其中，一个数据帧包括八个时隙。可以看出，与图1所示的现有技术不同，在本发明的实施例所确定的用于多带时分双工系统的时隙分布中，载频f1中的上行时隙与载频f2中的上行时隙在时间上不重叠，且均匀地分布于整个数据帧中。
在确定了数据帧在各个载频中的时隙的分布方式后，优选地，基站BS将该确定结果提供给其所辖各个移动终端。在本实施例中，基站将载频f1定为主载频，该主载频负责承载完全配置控制信道，该信道中包括用于发送系统配置信息的广播信道与用于向各个移动终端发送资源分配信息(即分配给各移动终端的载频，时隙及所分配载频时隙内的子信道信息)的控制信道，当然，主载频也承担一部分业务与通信相关信息的通信；并将载频f2定为从载频，该从载频一般仅负责业务与通信相关信息的通信。
一般来说，广播信道中的系统配置信息里就包括载频配置信息，其中包括各个载频的下行与上行时隙的数量比率以及经确定的各个载频的下行与上行时隙的分布方式。本发明使用时隙分布索引(SlotArrangementIndex，简称SAI)代表各个载频。载频配置信息中包括的图3所示的数据帧中的下行(DL)与上行(UL)时隙分布如下表所示：
表1
该载频配置信息在数据帧在主载频f1的第一个下行时隙DL-1中发送给各个移动终端。
在本实施例中，两个载频各自的下行时隙与上行时隙的比率都为6∶2。可以理解，本发明并不限于这一比率，可以基于对系统通信业务量的统计或规划，将下行时隙与上行时隙的数量比率定为5∶3或4∶4等。下表是对于这两种比率的，下行与上行时隙在数据帧中的分布的例子，该表同时示出了用于四个载频的、下行与上行时隙的数量比率为7∶1与6∶2的时隙分布：
表2
图4示出了根据本发明另一个实施例，用于四个载频的、下行与上行时隙的数量比率为6∶2的时隙分布。
本领域的一般技术人员可以理解，各个载频各自的下行与上行时隙的数量比率也可以不同。本领域的一般技术人员应能根据本发明的教导，直接地、毫无疑义地实现本发明在这些场景中的应用，本说明书在此不做赘述。
确定了数据帧在各个载频的下行与上行时隙分布后，在与移动终端进行通信前，基站在步骤S11中，基于所确定的载频f1与f2的时隙分布，根据预定规则，将载频f1和/或f2的、与通信类型对应时隙分配给进行通信的移动终端。优选地，为了降低通信延迟，该预定规则为分配载频f1和/或f2的、与通信类型对应且(在载频f1和f2的所有可用时隙中的)时间较早的时隙。以下分别以业务通信与通信相关信息的反馈为例对本发明进行详述。
业务通信
在为延迟敏感的服务，例如交互式在线游戏、实时网络视频等数据量大的宽带实时互动服务提供下行通信时，由于这些业务的数据量较大，基站可以分配同一数据帧中、多个载频切换地、时间连续的多个下行时隙。例如，一个在基站处待发送给移动终端MS的数据需要8个下行时隙才能传输完毕，则如图3中的竖划线小方块所示，基站BS分配本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1至DL-6，以及(在载频f1和f2的所有下行时隙中)与这些下行时隙相邻近的，优选为在时间上连续的、本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6给该移动终端MS。而在现有技术中，如图1的竖划线小方块所示，持续8个下行时隙的下行信号需要本数据帧在载频f1的六个时隙与下一个数据帧在载频f1的两个时隙才能发出。可见，本发明的这个实施例消除现有技术中下行传输会被上行时隙隔断、无法分配连续的较多数量时隙、导致存在延迟的技术问题，保证数据的连续传输，提高了系统性能。
当然，若数据更长，例如需要多于10个时隙以传输，那么基站BS可以分配本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1至DL-6、本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6、下一数据帧在载频f2的下行时隙DL-1与DL-2后，可以分配下一数据帧在载频f1上的、与载频f2的下行时隙DL-1与DL-2在时间上连续的下行时隙DL-3与DL-4等等。一般来说，无线通信系统中下行通信与上行通信的业务量之比较大，因此根据本发明这个实施例的通信系统，使用两个上行时隙均匀分布的载频就可以保证下行通信的连续性。
以上以下行通信为例进行说明，可以理解，在业务通信方面，本发明同样适用于为数据量较大、延迟敏感的上行业务提供延迟较低、甚至消除延迟的通信方案。例如，一个在移动终端MS处待发送给基站BS的业务需要4个上行时隙才能传输完毕，则如图3所示，基站BS分配本数据帧在载频f2上的上行时隙UL-1与UL-2，以及(在载频f1和f2的所有上行时隙中)与该上行时隙相邻近的、本数据帧在载频f1上的上行时隙UL-1与UL-2给该移动终端MS。而在现有技术中，如图1所示，由于本数据帧时间内只有两个上行时隙，因此持续4个时隙的上行信号必须由本数据帧与下一个数据帧才能完全发出。可见，本发明的这个实施例减少了上行通信的延迟，提高了系统性能。可以理解，由于系统中上下行业务量不平衡，因而下行时隙较多，上行时隙较少，在只有两个载频时，均匀分布于数据帧中的上行时隙在时间上无法连续。在载频较多的情况下，如图4所示的四个载频时，基站BS在本数据帧中可以分配出连续的八个上行时隙，即本数据帧在载频f4上的上行时隙UL-1与UL-2、在载频f3上的上行时隙UL-1与UL-2、在载频f2上的上行时隙UL-1与UL-2以及在载频f1上的上行时隙UL-1与UL-2。在需要更多连续上行时隙的情况下，还可以继续分配与载频f1上的上行时隙UL-1与UL-2在时间上连续的下一帧在载频f4上的上行时隙UL-1与UL-2等等。
通信相关信息的反馈
除了业务通信，本发明还适用于基站BS为移动终端MS分配上行时隙，以反馈下行时隙的通信相关信息。具体的，一下行时隙DL-i的通信相关信息包括以下任一项或任多项信息：
-在该下行时隙DL-i中接收的下行业务的数据包的接收响应信息，例如ACK或NACK等；
-用于频率选择调度和/或自适应调制与编码(AdaptiveModulationandCoding，简称AMC)在该下行时隙DL-i的宽带和/或窄带的信道状态信息和/或信道质量信息；和
-用于MIMO传输等级适应的该下行时隙DL-i的信道等级信息。
则，基站BS将载频f1或载频f2的、确定为上行通信的、(在载频f1和f2的所有上行时隙中的)与该下行时隙DL-i在时间上相邻近的上行时隙分配给移动终端MS。优选的，如图5所示，其中将图3所示的帧结构分为三部分示出。在第一部分中，将本数据帧的前一帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6，本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2，以及本数据帧在载频f2的下行时隙DL-1与DL-2等六个下行时隙与本数据帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2(较本数据帧在载频f1的上行时隙UL-1与UL-2以及其它上行时隙)相邻近，因此，可将前一帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6的通信相关信息在本数据帧在载频f2的上行时隙UL-1中发出；并将本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2，以及载频f2的下行时隙DL-1与DL-2的通信相关信息在本数据帧在载频f2的上行时隙UL-2中发出。同理，在第二部分中，本数据帧在载频f1的下行时隙DL-3至DL-6，以及本数据帧在载频f2的下行时隙DL-3与DL-4等六个下行时隙的通信相关信息可以在与其(较下一帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2以及其它上行时隙)相邻近的本数据帧在载频f1的上行时隙UL-1与UL-2中发出，本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6，下一帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2以及下一帧在载频f2的下行时隙DL-1与DL-2可以在下一帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2中发出。可以看出，移动终端MS的下行时隙的通信相关信息最迟延迟4个时隙后就能够反馈回基站；而对于现有技术，如图1所示，下行时隙的通信相关信息最迟需延迟6个时隙才能反馈。可见，反馈延迟得到了大大地降低，系统性能得到了较大提高。
在载频较多的情况下，如图4所示的四个载频时，下行时隙的通信相关信息的反馈延迟可以得到进一步地降低。具体的，如图4所示，基站BS为本数据帧分别在载频f1、f2与f3的三个下行时隙DL-1的通信相关信息分配与这三个下行时隙时间上较邻近的本数据帧在载频f3的上行时隙UL-1，进行反馈。而为本数据帧分别在载频f1、f2与f3的三个下行时隙DL-2的通信相关信息分配与与这三个下行时隙时间上较邻近、未被占用的本数据帧在载频f3的上行时隙UL-2，进行反馈，可以理解，在本数据帧在载频f3的上行时隙UL-1未被占用的情况下，基站BS也可以为其分配在载频f3的上行时隙UL-1。
而后，在为移动终端MS分配了其通信所用的载频f1和/或载频f2的时隙后，在步骤S12中，基站BS以主载频f1的下行时隙中的单播服务控制信道将时隙的分配结果发送给移动终端MS。
接着，在步骤S20中，移动终端MS获取基站BS所分配的、载频f1和/或载频f2上的、与其通信对应且时间较早的时隙。
最后，在步骤S13与步骤S21中，基站BS与移动终端MS基于分配的时隙，进行业务或通信相关信息反馈等通信。移动终端MS基于分配的时隙与基站BS进行通信的方法、装置等技术方案是本领域一般技术人员所熟知的，本说明书在此不做赘述。以下将描述本发明提出的，基站BS基于分布的时隙与移动终端MS进行通信的装置。
具体的，该通信装置的框图如图7中所示。该装置对应于以上实施例中所述的具有两个载频的多带时分双工系统，其基于如图3所示的时隙分布进行通信。
根据如图3所示的时隙分布，可知该两个载频可以同时发送信号，也可以分别处于发送与接收状态。因此需要两套分别包括基带组件、射频组件等的发射线路，以及一套相应的接收线路。其中，如图7所示，对于分别对应于两个载频f1与f2两套发射线路，基站在两个载频分别发射的下行数据通过IFTT模块与数模转换模块D/A后，所得信号分别被频谱搬移模块(即图中的乘法器)搬移到两个载频f1与f2上，然后经过功率放大器PA进行功放，最后通过天线发出。而对于在两个载频f1与f2间切换工作的接收线路，天线接收到的无线信号通过低噪声放大器LNA，然后被频谱搬移模块从载频f1或f2搬移到基带，接着通过模数转换模块A/D与FTT模块后，被还原为上行数据。
优选地，由于通信装置工作于两个载频下，两套发射线路与一套接收线路三者不会都同时工作，因此可将一套发射线路重用为接收线路，以节约成本。例如，接收线路的FTT模块与频谱搬移模块可以分别与发射线路的IFFT模块与发射线路的频谱搬移模块重用。可以理解，本发明并不限于进行重用，不进行重用也是可以的。
同时，优选地，两套发射线路与一套接收线路也可以共用一个收发天线。此时，两套发射线路输出的下行射频信号相加后，由天线发送；天线将接收的上行射频信号提供给接收线路。可以理解，本发明也不限于共用天线，也可以为各个线路分别提供发射天线与接收天线。
在以上共用一个收发天线的情况下，由于两个线路同时在不同载频上分别进行发送与接收，因此整个通信装置需要一个双工器以进行控制，如图7所示。该双工器用于将同一天线端口上的不同载频的发射信号与接收信号分离开来。优选地，通信设备还包括双掷切换装置Key1与Key2，控制通信装置在双载频同时发送与双载频一发一收这两个状态之间切换。优选地，通信装置还包括一个时隙计时器，以控制双工器、双掷切换装置、频谱搬移模块等随着时隙不同进行状态改变。图8示出了通信装置的各项配置的状态在不同时隙的变化。其中，可以看出，在本数据帧在载频f1与f2的下行时隙DL-1与DL-2，通信装置的两个发射线路工作，因此双掷切换装置Key1与Key2切换至T档，双工器不工作，接收线路也不工作；在本数据帧在载频f1的下行时隙DL-3与DL-4，即本数据帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2，载频为f1的发射线路工作，同时接收线路工作于载频f2，因此，双掷切换装置Key1与Key2切换至B档，双工器工作，且双工器的工作频率fa与fb分别设置为f1与f2；而在本数据帧在载频f1的上行时隙UL-1与UL-2，即本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6，载频为f2的发射线路工作，同时接收线路工作于载频f1，因此，双掷切换装置Key1与Key2切换至B档，双工器工作，且双工器的工作频率fa与fb分别设置为f2与f1。
在上面的实施例中，上行时隙均匀地分布于整个数据帧中，这是由于从概率的角度出发，业务的生成时间与需要反馈通信相关信息的下行时隙在数据帧中的时间均是随机的，因而上行时隙均匀分布，同时下行时隙也均匀分布时，业务与通信相关信息的通信出现延迟的概率及延迟的数学期望最低，所以均匀分布能够获得较优的性能。可以理解，确定分布的一定规则并不限于均匀分布一种，本领域的一般技术人员可以基于本发明的教导，根据实际系统的业务量及业务在数据帧中的时间分布情况，设计出合适的上下行时隙在数据帧中的分布结构，并进行分配，这些方案都处于本发明权利要求的保护范围内。本发明在此不做赘述。
以上从方法的角度本发明的各个实施例进行了描述，以下将从装置的角度对本发明进行描述：
与以上实施例类似的，仍然以多带时分双工系统使用两个独立的载频f1与f2为例对本发明的装置进行详述，且上级通信设备为基站BS，下级通信设备为移动终端MS。可以理解，本发明并不限于此。
如图6所示，基站BS包括用于与移动终端MS进行通信的装置10，该装置10中包括确定装置100，分配装置101。优选地，还包括发送装置102以及第一通信装置103。移动终端MS包括用于与基站BS进行通信的装置20，该装置20包括获取装置200与第二通信装置201。
首先，如图6所示，基站BS的装置10的确定装置100将按一定规则分布于f1与f2的时间不重叠或不全重叠的时隙确定为上行时隙，并将f1与f2的其他时隙确定为下行方式。该确定装置100可以为基站中的处理器，其调用预存于存储器中的、一定规则的确定算法，进行时隙确定。
具体的，基站BS所确定的上下行时隙在本数据帧与下一数据帧在两个载频的分布结果如图3所示(包括RTG与TTG)，其中，一个数据帧包括八个时隙。可以看出，与图1所示的现有技术不同，在本发明的实施例所确定的用于多带时分双工系统的时隙分布中，载频f1中的上行时隙与载频f2中的上行时隙在时间上不重叠，且均匀地分布于整个数据帧中。
在确定了数据帧在各个载频中的时隙的分布方式后，优选地，基站BS将该确定结果提供给其所辖各个移动终端。在本实施例中，基站将载频f1定为主载频，该主载频负责承载完全配置控制信道，该信道中包括用于发送系统配置信息的广播信道与用于向各个移动终端发送资源分配信息(即分配给各移动终端的载频，时隙及所分配载频时隙内的子信道信息)的控制信道，当然，主载频也承担一部分业务与通信相关信息的通信；并将载频f2定为从载频，该从载频一般仅负责业务与通信相关信息的通信。
一般来说，广播信道中的系统配置信息里就包括载频配置信息，其中包括各个载频的下行与上行时隙的数量比率以及经确定的各个载频的下行与上行时隙的分布方式。本发明使用时隙分布索引(SlotArrangementIndex，简称SAI)代表各个载频。载频配置信息中包括的图3所示的数据帧中的下行(DL)与上行(UL)时隙分布如下表所示：
表1
该载频配置信息在数据帧在主载频f1的第一个下行时隙DL-1中发送给各个移动终端。
确定了数据帧在各个载频的下行与上行时隙分布后，在与移动终端进行通信前，装置10的分配装置101基于所确定的载频f1与f2的时隙分布，根据预定规则，将载频f1和/或f2的、与通信类型对应时隙分配给进行通信的移动终端。优选地，为了降低通信延迟，该预定规则为分配载频f1和/或f2的、与通信类型对应且(在载频f1和f2的所有可用时隙中的)时间较早的时隙。该分配装置101可以为基站中的处理器，其调用预存于存储器中的、预定规则的分配算法，进行时隙分配。以下分别以业务通信与通信相关信息的反馈为例对本发明进行详述。
业务通信
在为延迟敏感的服务，例如交互式在线游戏、实时网络视频等数据量大的宽带实时互动服务提供下行通信时，由于这些业务的数据量较大，分配装置101可以分配同一数据帧中、多个载频切换地、时间连续的多个下行时隙。例如，一个在基站处待发送给移动终端MS的数据需要8个下行时隙才能传输完毕，则如图3中的竖划线小方块所示，分配装置101分配本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1至DL-6，以及(在载频f1和f2的所有下行时隙中)与这些下行时隙相邻近的，优选为在时间上连续的、本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6给该移动终端MS。而在现有技术中，如图1的竖划线小方块所示，持续8个下行时隙的下行信号需要本数据帧在载频f1的六个时隙与下一个数据帧在载频f1的两个时隙才能发出。可见，本发明的这个实施例消除现有技术中下行传输会被上行时隙隔断、无法分配连续的较多数量时隙、导致存在延迟的技术问题，保证数据的连续传输，提高了系统性能。
当然，若数据更长，例如需要多于10个时隙以传输，那么分配装置101可以分配本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1至DL-6、本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6、下一数据帧在载频f2的下行时隙DL-1与DL-2后，可以分配下一数据帧在载频f1上的、与载频f2的下行时隙DL-1与DL-2在时间上连续的下行时隙DL-3与DL-4等等。一般来说，无线通信系统中下行通信与上行通信的业务量之比较大，因此根据本发明这个实施例的通信系统，使用两个上行时隙均匀分布的载频就可以保证下行通信的连续性。
以上以下行通信为例进行说明，可以理解，在业务通信方面，本发明同样适用于为数据量较大、延迟敏感的上行业务提供延迟较低、甚至消除延迟的通信方案。例如，一个在移动终端MS处待发送给基站BS的业务需要4个上行时隙才能传输完毕，则如图3所示，分配装置101分配本数据帧在载频f2上的上行时隙UL-1与UL-2，以及(在载频f1和f2的所有上行时隙中)与该上行时隙相邻近的、本数据帧在载频f1上的上行时隙UL-1与UL-2给该移动终端MS。而在现有技术中，如图1所示，由于本数据帧时间内只有两个上行时隙，因此持续4个时隙的上行信号必须由本数据帧与下一个数据帧才能完全发出。可见，本发明的这个实施例减少了上行通信的延迟，提高了系统性能。可以理解，由于系统中上下行业务量不平衡，因而下行时隙较多，上行时隙较少，在只有两个载频时，均匀分布于数据帧中的上行时隙在时间上无法连续。在载频较多的情况下，如图4所示的四个载频时，分配装置101在本数据帧中可以分配出连续的八个上行时隙，即本数据帧在载频f4上的上行时隙UL-1与UL-2、在载频f3上的上行时隙UL-1与UL-2、在载频f2上的上行时隙UL-1与UL-2以及在载频f1上的上行时隙UL-1与UL-2。在需要更多连续上行时隙的情况下，还可以继续分配与载频f1上的上行时隙UL-1与UL-2在时间上连续的下一帧在载频f4上的上行时隙UL-1与UL-2等等。
通信相关信息的反馈
除了业务通信，本发明还适用于基站BS为移动终端MS分配上行时隙，以反馈下行时隙的通信相关信息。具体的，一下行时隙DL-i的通信相关信息包括以下任一项或任多项信息：
-在该下行时隙DL-i中接收的下行业务的数据包的接收响应信息，例如ACK或NACK等；
-用于频率选择调度和/或自适应调制与编码(AdaptiveModulationandCoding，简称AMC)在该下行时隙DL-i的宽带和/或窄带的信道状态信息和/或信道质量信息；和
-用于MIMO传输等级适应的该下行时隙DL-i的信道等级信息。
则，分配装置101将载频f1或载频f2的、确定为上行通信的、(在载频f1和f2的所有上行时隙中的)与该下行时隙DL-i在时间上相邻近的上行时隙分配给移动终端MS。优选的，如图5所示，其中将图3所示的帧结构分为三部分示出。在第一部分中，将本数据帧的前一帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6，本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2，以及本数据帧在载频f2的下行时隙DL-1与DL-2等六个下行时隙与本数据帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2(较本数据帧在载频f1的上行时隙UL-1与UL-2以及其它上行时隙)相邻近，因此，可将前一帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6的通信相关信息在本数据帧在载频f2的上行时隙UL-1中发出；并将本数据帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2，以及载频f2的下行时隙DL-1与DL-2的通信相关信息在本数据帧在载频f2的上行时隙UL-2中发出。同理，在第二部分中，本数据帧在载频f1的下行时隙DL-3至DL-6，以及本数据帧在载频f2的下行时隙DL-3与DL-4等六个下行时隙的通信相关信息可以在与其(较下一帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2以及其它上行时隙)相邻近的本数据帧在载频f1的上行时隙UL-1与UL-2中发出，本数据帧在载频f2的下行时隙DL-5与DL-6，下一帧在载频f1的下行时隙DL-1与DL-2以及下一帧在载频f2的下行时隙DL-1与DL-2可以在下一帧在载频f2的上行时隙UL-1与UL-2中发出。可以看出，移动终端MS的下行时隙的通信相关信息最迟延迟4个时隙后就能够反馈回基站；而对于现有技术，如图1所示，下行时隙的通信相关信息最迟需延迟6个时隙才能反馈。可见，反馈延迟得到了大大地降低，系统性能得到了较大提高。
在载频较多的情况下，如图4所示的四个载频时，下行时隙的通信相关信息的反馈延迟可以得到进一步地降低。具体的，如图4所示，分配装置101可以为本数据帧分别在载频f1、f2与f3的三个下行时隙DL-1的通信相关信息分配与这三个下行时隙时间上较邻近的本数据帧在载频f3的上行时隙UL-1，进行反馈。而可以为本数据帧分别在载频f1、f2与f3的三个下行时隙DL-2的通信相关信息分配与这三个下行时隙时间上较邻近、未被占用的本数据帧在载频f3的上行时隙UL-2，进行反馈，可以理解，在本数据帧在载频f3的上行时隙UL-1未被占用的情况下，分配装置101也可以为其分配载频f3的上行时隙UL-1。
而后，在为移动终端MS分配了其通信所用的载频f1和/或载频f2的时隙后，装置10的发送装置102以主载频f1的下行时隙中的单播服务控制信道将时隙的分配结果发送给移动终端MS。
接着，移动终端MS的装置20的获取装置200获取基站BS所分配的、载频f1和/或载频f2上的、与其通信对应且时间较早的时隙。
最后，基站BS的装置10的第一通信装置103与移动终端MS的装置20的第二通信装置201基于分配的时隙，进行业务或通信相关信息反馈等通信。本发明提出的基站BS第一通信装置103的方案与前述的方法实施例中描述过的类似；移动终端MS的第二通信装置201与第一通信装置103进行通信的方法、装置等技术方案是本领域一般技术人员所熟知的，本说明书在此不对这两个通信装置不做赘述。
将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变型和修改。

Claims (28)

1.一种在上级通信设备中用于与下级通信设备进行通信的方法，其中，包括以下步骤：
i.将按一定规则分布于至少一个第一频率与至少两个第二频率的时间不重叠或不全重叠的时间单元确定为上行通信，并将所述第一频率与所述第二频率的其他时间单元确定为下行通信，所述上行通信的时隙均匀地分布于所述至少一个第一频率与所述至少两个第二频率的整个数据帧中；
ii.基于所确定的所述第一频率与所述第二频率的时间单元的通信方式，根据预定规则，将所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时间单元分配给所述下级通信设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信基于所述数据帧，所述时间单元为所述数据帧中的时隙，为上行通信的时隙在所述第一频率与所述第二频率上时间不重叠，所述预定规则为分配所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时隙中时间较早的时隙。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行业务通信时，所述预定规则为以下任一项或任多项：
-将所述第一频率中的一个或多个第一时隙，和所述第二频率中的、与所述第一时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第二时隙分配给所述下级通信设备，所述第一时隙与第二时隙的通信方式与所述业务通信对应；和
-将所述第二频率中的一个或多个第三时隙，和所述第一频率中的、与所述第三时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第四时隙分配给所述下级通信设备，所述第三时隙与第四时隙的通信方式与所述业务通信对应。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述业务通信包括下行业务通信和/或上行业务通信。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述下级通信设备向所述上级通信设备反馈对应于所述第一频率和/或所述第二频率的一个或多个下行时隙的通信相关信息时，所述预定规则为：
-将所述第一频率或所述第二频率中的、确定为上行通信的、与所述一个或多个下行时隙在时间上相邻近的一个或多个上行时隙分配给所述下级通信设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所通信相关信息包括以下任一项或任多项：
-在相应下行时隙中接收的下行业务的数据包的接收响应信息；
-在相应下行时隙的宽带和/或窄带的信道状态信息和/或信道质量信息；和
-在相应下行时隙的信道等级信息。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
iii.以所述第一频率或第二频率中确定为下行通信的时隙，将所述时隙的分配结果提供给所述下级通信设备；
iv.按所述时隙的分配结果，与所述下级通信设备进行通信。
8.一种在下级通信设备中用于与上级通信设备通信的方法，其中，按一定规则分布于至少一个第一频率与至少两个第二频率上的时间不重叠或不全重叠的时间单元为上行通信，且所述第一频率与所述第二频率上的其他时间单元为下行通信，所述上行通信的时隙均匀地分布于所述至少一个第一频率与所述至少两个第二频率整个数据帧中，该方法包括如下步骤：
I.获取所述上级通信设备所分配的、所述第一频率和/或所述第二频率上的、与所述通信的类型对应的时间单元；
II.使用所述时间单元与所述上级通信设备通信。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通信基于所述数据帧，所述时间单元为所述数据帧中的时隙，为上行通信的时隙在所述第一频率与所述第二频率上时间不重叠，所述所分配的时隙为所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时隙中时间较早的时隙。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在进行业务通信时，所述步骤I为以下任一项或任多项：
-获取所述第一频率中的一个或多个第一时隙，和所述第二频率中的、与所述第一时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第二时隙，所述第一时隙与第二时隙的通信方式与所述业务通信对应；和
-获取所述第二频率中的一个或多个第三时隙，和所述第一频率中的、与所述第三时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第四时隙，所述第三时隙与第四时隙的通信方式与所述业务通信对应。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述业务包括下行业务通信和/或上行业务通信。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述下级通信设备向所述上级通信设备反馈对应于所述第一频率和/或所述第二频率的一个或多个下行时隙的通信相关信息时，所述步骤I为：
-获取所述第一频率或所述第二频率中的、确定为上行通信的、与所述一个或多个下行时隙在时间上相邻近的一个或多个上行时隙。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所通信相关信息包括以下任一项或任多项：
-在相应下行时隙中接收的下行业务的数据包的接收响应信息；
-在相应下行时隙的宽带和/或窄带的信道状态信息和/或信道质量信息；和
-在相应下行时隙的信道等级信息。
14.一种在上级通信设备中用于与下级通信设备进行通信的装置，其中，包括：
-确定装置，用于将按一定规则分布于至少一个第一频率与至少两个第二频率的时间不重叠或不全重叠的时间单元确定为上行通信，并将所述第一频率与所述第二频率的其他时间单元确定为下行通信，所述上行通信的时隙均匀地分布于所述至少一个第一频率与所述至少两个第二频率整个数据帧中；
-分配装置，用于基于所确定的所述第一频率与所述第二频率的时间单元的通信方式，根据预定规则，将所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时间单元分配给所述下级通信设备。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述通信基于所述数据帧，所述时间单元为所述数据帧中的时隙，为上行通信的时隙在所述第一频率与所述第二频率上时间不重叠，所述预定规则为分配所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时隙中时间较早的时隙。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，在进行业务通信时，所述预定规则为以下任一项或任多项：
-将所述第一频率中的一个或多个第一时隙，和所述第二频率中的、与所述第一时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第二时隙分配给所述下级通信设备，所述第一时隙与第二时隙的通信方式与所述业务通信对应；和
-将所述第二频率中的一个或多个第三时隙，和所述第一频率中的、与所述第三时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第四时隙分配给所述下级通信设备，所述第三时隙与第四时隙的通信方式与所述业务通信对应。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述业务通信包括下行业务通信和/或上行业务通信。
18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，当所述下级通信设备向所述上级通信设备反馈对应于所述第一频率和/或所述第二频率的一个或多个下行时隙的通信相关信息时，所述预定规则为：
-将所述第一频率或所述第二频率中的、确定为上行通信的、与所述一个或多个下行时隙在时间上相邻近的一个或多个上行时隙分配给所述下级通信设备。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所通信相关信息包括以下任一项或任多项：
-在相应下行时隙中接收的下行业务的数据包的接收响应信息；
-在相应下行时隙的宽带和/或窄带的信道状态信息和/或信道质量信息；和
-在相应下行时隙的信道等级信息。
20.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
-发送装置，用于以所述第一频率或第二频率中确定为下行通信的时隙，将所述时隙的分配结果提供给所述下级通信设备；
-第一通信装置，用于按所述时隙的分配结果，与所述下级通信设备进行通信。
21.一种在下级通信设备中用于与上级通信设备通信的装置，其中，按一定规则分布于至少一个第一频率与至少两个第二频率上的时间不重叠或不全重叠的时间单元为上行通信，且所述第一频率与所述第二频率上的其他时间单元为下行通信，所述上行通信的时隙均匀地分布于所述至少一个第一频率与所述至少两个第二频率的整个数据帧中，该装置包括：
-获取装置，用于获取所述上级通信设备所分配的、所述第一频率和/或所述第二频率上的、与所述通信的类型对应的时间单元；
-第二通信装置，用于使用所述时间单元与所述上级通信设备通信。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述通信基于所述数据帧，所述时间单元为所述数据帧中的时隙，为上行通信的时隙在所述第一频率与所述第二频率上时间不重叠，所述所分配的时隙为所述第一频率和/或所述第二频率的、与所述通信的类型对应的时隙中时间较早的时隙。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，在进行业务通信时，所述获取装置用于：
-获取所述第一频率中的一个或多个第一时隙，和所述第二频率中的、与所述第一时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第二时隙，所述第一时隙与第二时隙的通信方式与所述业务通信对应；和/或
-获取所述第二频率中的一个或多个第三时隙，和所述第一频率中的、与所述第三时隙在时间上相邻近并与其通信方式相同的一个或多个第四时隙，所述第三时隙与第四时隙的通信方式与所述业务通信对应。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述业务包括下行业务通信和/或上行业务通信。
25.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，当所述下级通信设备向所述上级通信设备反馈对应于所述第一频率和/或所述第二频率的一个或多个下行时隙的通信相关信息时，所述获取装置用于：
-获取所述第一频率或所述第二频率中的、确定为上行通信的、与所述一个或多个下行时隙在时间上相邻近的一个或多个上行时隙。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所通信相关信息包括以下任一项或任多项：
-在相应下行时隙中接收的下行业务的数据包的接收响应信息；
-在相应下行时隙的宽带和/或窄带的信道状态信息和/或信道质量信息；和
-在相应下行时隙的信道等级信息。
27.一种上级网络设备，其特征在于，包括根据权利要求14至20中任一项所述的在上级通信设备中用于与下级通信设备进行通信的装置。
28.一种下级网络设备，其特征在于，包括根据权利要求21至26中任一项所述的在下级通信设备中用于与上级通信设备通信的装置。
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