CN102624442B - 一种无线通信系统及其上行同步信道的发送方法 - Google Patents

一种无线通信系统及其上行同步信道的发送方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线通信系统及其上行同步信道的发送方法，以及相应的无线帧结构及无线子帧中的前导结构。在一种无线通信系统中包括发送方与接收方，所述发送方通过上行同步信道向接收方发送前导，其中：在上行同步信道所在无线帧的一个或多个子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。依据序列的持续时间的不同，可以对应不同的所述循环前缀的持续时间。应用本发明可满足无线局域网的覆盖要求，还可充分利用无线资源，提高复用用户数，降低上行随机接入的碰撞概率，提高系统吞吐量。

Description

一种无线通信系统及其上行同步信道的发送方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及无线通信系统及其上行同步信道的发送方法，以及相应的无线帧结构及无线子帧中的前导结构。
背景技术
长期演进LTE(LongTermEvolution)系统具有两类帧结构，分别对应于频分双工模式和码分双工模式。
如图1所示，给出了LTE系统的频分双工FDD(FrequencyDivisionDuplex)模式的帧结构(又称为第一类帧结构，即framestructuretype1)。在图1中，一个10ms的无线帧被分成20个0.5ms的时隙，相邻的2个时隙组成一个长度为1ms的子帧，即子帧i由时隙2i和2i+1组成，其中i＝0，1，...，9。在FDD模式下，10个子帧都用于上行或下行信号的传输，上、下行之间通过不同的频带进行区分。
如图2所示，给出了LTE系统时分双工TDD(TimeDivisionDuplex)模式的帧结构(又称为第二类帧结构，即framestructuretype2)。在第二类的帧结构中，一个10ms(307200Ts，1ms＝30720Ts)的无线帧被分成两个半帧，每个半帧长5ms(153600Ts)。每个半帧包含5个长度为1ms的子帧。如
表1所示，给出了每个子帧的作用，其中：D代表用于传输下行信号的下行子帧，U代表用于传输上行信号的上行子帧，另外一个上行或下行子帧又可分成2个0.5ms的时隙。S代表特殊子帧，特殊子帧包含三个特殊时隙，即DwPTS(DownlinkPilotTimeSlot，下行导频时隙)、GP(GuardPeriod，保护间隔)及UpPTS(UplinkPilotTimeSlot，上行导频时隙)。在实际无线通信系统中，表1所示的上、下行配制索引会通过广播消息通知给手机。
表1：上、下行子帧配置表
LTE系统中的资源分配以RB(ResourceBlock，资源块)为单位，如图3所示给出了资源块与资源元素的关系示意图。在图3中，一个RB在频域上占用12个资源元素RE(ResourceElement)，一个RE在时域上占用一个SC-FDMA(SingleCarrier-FrequencyDivisionMultipleAccess，单载波频分多址)符号；一个RB在时域上占用一个时隙，即一个RB在时域上占用7个或者6个SC-FDMA符号；也就是说，一个RB在普通CP(NormalCyclicPrefix，循环前缀)的条件下，占用7个SC-FDMA符号。
无线通信系统通过上行同步信道(或称为随机接入信道)完成上行同步。上行同步的过程为：终端在上行同步信道上发送前导，基站通过对前导的检测获得终端发送信号的定时提前量并将所检测到的定时提前量反馈给终端。如图4所示，上行同步信道的前导(Preamble)一般由CP(循环前缀)和序列(Sequence)两部分组成。序列和前导的长度与覆盖有关，较长的序列和前导可以支持较大的覆盖，同时带来较大的系统开销。
因此，如何根据无线局域网的通信环境特点和LTE的系统特点设计一种上行同步信道，使其可以满足无线局域网的覆盖要求并充分利用LTE系统资源、减少开销就是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无线通信系统及其上行同步信道的发送方法，以及相应的无线帧结构及无线子帧中的前导结构，解决现有无线上行同步信道无法达到上行信道发送的覆盖要求及资源充分利用的要求的问题。
为了解决上述问题，本发明提出了一种无线通信系统，包括发送方与接收方，所述发送方通过上行同步信道向接收方发送前导，其中：
在上行同步信道所在无线帧的一个或多个子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤7，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤14，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
本发明还提供一种无线通信系统中上行同步信道的发送方法，包括：发送方通过上行同步信道向接收方发送前导，其中：
在上行同步信道所在无线帧的一个或多个子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤7，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤14，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
本发明还提供一种无线帧结构，包括10个子帧，在所述一个或多个子帧中具有前导，前导在频域上包括6个资源块，在时域上依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
本发明还提供一种无线帧中上行同步信道的前导结构，该前导在频域上包括6个资源块，在时域上依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
本发明根据局域网小覆盖、低多径延迟扩展的无线环境特点设计的上行同步信道，不仅可以满足无线局域网的覆盖要求，还可以充分利用无线资源，提高复用用户数，降低上行随机接入的碰撞概率，提高系统吞吐量。
附图说明
图1是LTE系统中第一类帧结构示意图；
图2是LTE系统中第二类帧结构示意图；
图3是LTE系统的资源块结构示意图；
图4是LTE系统的上行同步信道的前导结构示意图；
图5是实施例一的前导结构及其子帧中位置示意图；
图6是实施例二的前导结构及其子帧中位置示意图；
图7是实施例三的前导结构及其子帧中位置示意图；
图8是实施例四的前导结构及其子帧中位置示意图；
图9是实施例五的前导结构及其子帧中位置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
为了合理设计无线局域网等无线通信系统中的上行同步信道的发送方式，本发明的实施例中先给出了一种无线帧中上行同步信道的前导结构，该前导在频域上包括6个资源块，在时域上依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始，例如可以在每个符号的起始位置开始，但由于时域密度是可以配置的，不一定在每个符号上都有前导发送，也可以从一个或多个符号的起始位置开始。
基于上述前导结构，进一步给出一种无线帧结构，包括10个子帧，在所述一个或多个子帧中具有前导，前导在频域上包括6个资源块，在时域上依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。前导的时域密度是可以配置的，不一定每个子帧上都前导，故而可在一个或多个子帧中配置前导。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
具体实施时，在一种包括发送方与接收方的无线通信系统中，所述发送方通过上行同步信道向接收方发送无线帧，其中：发送方发送无线帧时，在上行同步信道所在无线帧的一个或多个子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
具体实施时，上述无线通信系统中上行同步信道的发送方法，包括：
所述发送方通过上行同步信道向接收方发送无线帧，其中：发送方发送无线帧时，在上行同步信道所在无线帧的子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts。
注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13；
所述发送方可以无线终端，例如手机、带无线卡的移动设备等；
所述接收方是无线基站，例如演进基站e-NodeB或普通基站、或中继站等。
进一步地，在上述通信系统及其发送方法中，
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为4096Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤7，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
当所述序列的持续时间为2048Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤14，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13
下面结合具体应用实例，对本发明的上行同步信道的具体发送方案及相应无线帧和子帧中前导结构进行详细说明。
实施例一
如图5所示，频域上，上行同步信道占6个RB；时域上，上行同步信道的前导由CP和序列两部分组成，其中序列的持续时间为4096(Ts)。CP的持续时间为216Ts。一个小区内一个子帧的时域上支持1个上行同步信道，上行同步信道的前导在普通上行子帧的第0个符号的起始位置发送
注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13
实施例二
如图6所示，频域上，上行同步信道占6个RB；时域上，上行同步信道的前导由CP和序列两部分组成，其中：序列的持续时间为4096(Ts)，CP的持续时间为(432-x)/2＝201(Ts)，其中x＝30Ts。一个小区内一个子帧时域上支持1个上行同步信道，上行同步信道的前导在普通上行子帧的第11个符号的起始位置发送。
注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13
实施例三
如图7所示，频域上，上行同步信道占6个RB；时域上，上行同步信道的前导由CP和序列两部分组成，其中：序列的持续时间为4096(Ts)，CP的持续时间为216Ts。一个小区内一个子帧时域上支持7个上行同步信道，它们的前导在普通上行子帧的第0、2、4、6、8、10、12个符号的起始位置发送。注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13
实施例四
如图8所示，频域上，上行同步信道占6个RB；时域上，上行同步信道的前导由CP和序列两部分组成，其中：序列的持续时间为4096(Ts)，CP的持续时间为(432-x)/2＝200(Ts)，其中x＝32Ts。上行同步信道的前导在UpPTS的起始位置发送。
注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13
实施例五
如图9所示，频域上：上行同步信道占6个RB；时域上，上行同步信道的前导由CP和序列两部分组成，其中：序列的持续时间为2048(Ts)，CP的持续时间为(288-x)/2＝129(Ts)，其中x＝30Ts。一个小区内一个子帧的时域上支持2个上行同步信道，上行同步信道的前导在普通上行子帧的第0和第3个符号的起始位置发送。
注：普通上行子帧的SC-FDMA符号的编号为0、1、2，...，13
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种无线通信系统，包括发送方与接收方，所述发送方通过上行同步信道向接收方发送前导，其中：
在上行同步信道所在无线帧的一个或多个子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts；
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始；
或者，当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
当所述序列的持续时间为4096Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤7，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
4.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。
5.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
当所述序列的持续时间为2048Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤14，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
6.一种无线通信系统中上行同步信道的发送方法，包括：发送方通过上行同步信道向接收方发送前导，其中：
在上行同步信道所在无线帧的一个或多个子帧中频域的6个资源块上发送前导，所述前导依时序包括循环前缀和序列，其中，所述序列的持续时间为4096Ts或2048Ts；
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述前导从普通上行子帧的偶数符号的起始位置或在上行导频时隙UpPTS的起始位置开始；
或者，当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述前导从普通上行子帧或上行导频时隙UpPTS的符号的起始位置开始。
7.如权利要求6所述的发送方法，其特征在于，
当所述序列的持续时间为4096Ts时，所述循环前缀的持续时间为216Ts或(432-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。
8.如权利要求6所述的发送方法，其特征在于，
当所述序列的持续时间为4096Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤7，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
9.如权利要求6所述的发送方法，其特征在于，
当所述序列的持续时间为2048Ts时，所述循环前缀的持续时间为144Ts或(288-x)/2Ts，其中x＝30Ts或x＝32Ts。
10.如权利要求6所述的发送方法，其特征在于，
当所述序列的持续时间为2048Ts时，在一个小区内，一个子帧的时域上支持N个上行同步信道，0≤N≤14，所述N个同步信道的频域位置相同或不同。
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