CN102695276A - 一种无线通信方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线通信的方法，包括：在网络设备和终端设备之间传输一个或多个通信帧；其中，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；传输所述一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道;经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道。本发明还公开了一种无线通信系统。通过本发明进行动态配置帧结构，从而实现不仅能够基于业务需求动态划分上下行无线传输资源，还能够较好的动态适配未来种类丰富且特征各异的数据业务需求。
Description
技术领域
本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种无线通信方法、系统和设备。
背景技术
近年来，应用于中短通信距离的无线通信系统有基于802.11标准的无线局域网WiFi技术、基于802.15的蓝牙Bluetooth系统以及由移动通信系统衍生而来的面向室内应用的Femto技术等等。
基于802.11的WiFi技术是当今使用最广的一种无线网络传输技术。由于WiFi系统采用了载波侦听/冲突避免（CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）机制，系统效率较低，对无线资源浪费较大。导致这一问题的根本原因是CSMA/CA机制是一种基于竞争的随机多址接入机制，接入点（AP，Access Point）和站点（STA，Station），或者不同STA，会通过CSMA/CA机制竞争无线资源的使用权，同时竞争无线信道，此时就发生碰撞，导致无线资源的浪费。为了避免碰撞，具有CSMA/CA机制要求AP或STA在竞争无线信道时需要随机退避，在所有AP和STA都退避时，无线信道虽有空闲，但并未被使用，这也是对无线信道的极大浪费。由于上述原因，802.11系统效率较低。例如：802.11g系统物理层峰值速率可达54Mbps，但TCP层在大数据包下载业务下（例如：FTP Download）可达速率不高于30Mbps（在小数据包业务下，由于开销比例增加，可达峰值速率更低）。虽然存在上述缺点，但802.11系统灵活，不依赖集中控制机制，因此也能够实现较低的设备成本。
基于3GPP标准的Femto技术是从移动通信系统演进而来的一种面向室内覆盖的新技术。基于对3G系统的数据统计，大约70%的数据业务都发生在室内，因此室内高速率数据接入方案就尤为重要。Femto基站，称为微微基站，体积小巧（与Wi-Fi近似），部署灵活。由于从移动通信系统演进而来，Femto基站几乎继承了移动通信系统的所有特点。Femto设备只是结合其有限的覆盖范围，较少的接入用户等应用场景特征，将设备处理能力降低，进而降低设备成本。从双工方式考虑，与移动通信系统相同，Femto基站可分为FDD与TDD两类双工机制。FDD上下行载波资源对称，而数据业务上下行数据流量非对称的业务特征使得FDD系统面对数据业务时存在一定的资源浪费。TDD系统上下行链路工作在同一载波上，通过划分时间资源为上下行链路分配不同的无线资源，因此较FDD能够更好的适配上下行业务需求非对称的数据业务。然而，移动通信系统（包括Femto系统）的TDD双工方式，上下行资源静态分配，面对需求不同的各类数据业务，例如：浏览网页，移动视频，移动游戏，M2M（machine-to-machine）等，难以实现业务需求与资源划分的动态适配。与Wi-Fi相比，由于Femto采用了基于调度的集中控制机制，基站或AP和终端或者终端之间不存在由于竞争冲突和随机退避导致的无线资源浪费，因此链路效率较高。
虽然Femto系统也通过调度为上下行通信，为不同的终端分配无线资源，但其静态配置的帧结构不能为上下行灵活分配无线资源，不能够以较小的颗粒度自适应业务变化，当业务与资源配置失衡时或者会造成长时排队，用户体验降低，或者会造成信道容量浪费。
这些现有系统中的帧结构及通信方式不再适用于新定义的中短距离无线通信系统，需要提出更加适用的实现方案。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种在中短距离无线通信系统中的无线通信方法，从而实现不仅能够基于业务需求动态划分上下行无线传输资源，还能够较好的动态适配未来种类丰富且特征各异的数据业务需求。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
在一些可选的实施例中，提供了一种无线通信方法，包括：在网络设备和终端设备之间传输一个或多个通信帧；其中，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；传输所述一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道。
通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
所述前导序列包括短前导序列和长前导序列，其中，
所述短前导，用于系统粗同步；
所述长前导，用于系统精同步及信道估计。
所述系统信息信道，不仅用于广播当前帧的系统基本配置信息，还用于当前帧的结构或结构和帧长配置信息。
所述控制信道包括下行帧的资源分配字段和上行帧的资源分配字段；其中，
所述下行帧的资源分配字段，用于指示下行传输信道的资源分配和/或发送传输格式；
所述上行帧的资源分配字段，用于指示上行传输信道的资源分配和/或发送传输格式。
所述控制信道还包括系统广播帧字段和/或下行多用户信道探测字段；
所述系统广播帧字段，用于发送系统广播信息；
所述下行多用户信道探测帧字段，用于发送多用户信道探测帧。
所述下行传输信道具体包括：下行训练符号和下行数据字段；其中，
所述下行训练符号，用于下行信道估计、MIMO AGC调整、下行数据字段的解调；
所述下行数据字段，用于传输下行业务数据和/或控制信令。
经过动态配置的所述下行子帧还具有下行探测信道，用于提供下行信道的质量/状态测量与估计；所述下行探测信道位于所述下行传输信道的两端或中间。
所述上行传输信道包括上行训练符号和上行数据字段，其中，
所述上行训练符号，用于上行信道估计、MIMO AGC调整、上行数据字段的解调；
所述上行数据字段，用于传输上行业务数据和/或反馈信息。
经过动态配置过的所述上行子帧还具有上行探测信道、上行调度请求信道和上行随机接入信道中的一个或多个，其中，
所述上行探测信道用于提供上行信道的质量/状态测量与估计；
所述上行调度请求信道用于所述终端设备触发上行调度请求或信令反馈；
所述上行随机接入信道用于用户初始接入信道。
各终端设备通过时分，频分，码分、空分或者上述复用方式的结合共享下行传输资源和上行传输资源。
所述动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构，具体通过以下方式实现的：
网络设备获取到调度信息后，依据调度信息，或调度信息和信道状态或质量为有业务需求的终端设备调度传输资源，计算各信道周期确定本帧结构。
在一些可选的实施例中，提供了一种无线通信系统，包括网络设备和一个或多个终端设备，
所述网络设备，用于发送一个或多个通信帧；其中，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；传输所述一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构； 经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道、控制信道和下行传输信道；经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
所述终端设备，用于接收到所述网络设备发送的通信帧后，通过检测当前帧的配置信息得知当前帧的结构，并得知当前帧的帧长或计算当前帧的帧长。
通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
在一些可选的实施例中，提供了一种网络设备，包括：
配置单元，用于动态配置每一通信帧的结构和帧长，使得所述终端设备接收到所述网络设备发送的通信帧后，能够根据当前帧的配置信息得知当前帧的结构，或，当前帧的结构和帧长；每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
发送单元，用于发送一个或多个所述通信帧。
通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
在一些可选的实施例中，提供了一种终端设备，包括：
接收单元，用于接收一个或多个通信帧，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有转换保护间隔；每一所述通信帧的结构和帧长经过动态配置；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
检测单元，通过检测当前帧的配置信息得知当前帧的结构，或，当前帧的结构和帧长。
采用本发明所提出的方案，将可以实现以下功能：
1、通过基站或AP集中调度与其关联的终端或STA，为不同的终端或STA分配无线资源，避免了竞争机制带来的无线资源浪费。
2、可实现动态的TDD帧长配置，灵活的上下行的资源比例配置，提高了系统各类控制信息效率，基于业务需求动态划分上下行无线资源，能够较好的动态适配未来种类丰富且特征各异的数据业务上下行传输需求，没有固定的帧长或帧周期约束，帧结构灵活可变。
3、能够以较小的颗粒度为用户和上下行通信分配无线资源，资源分配能够较好的自适应业务变化，为不同用户和上下行通信分配的无线资源能够较好的适配业务需求与信道传输条件。
4、不仅能够适配不同终端的较大的业务速率需求变化，而且也能够较好的适配无线信道的动态变化。本发明能够更好的适配各种数据业务需求的动态变化，将信道容量与业务需求动态匹配，可获得更好的系统效率。能够权衡业务需求与信道特征，动态划分上下行链路资源，在考虑链路自适应的条件下，为不同终端动态分配无线资源。
5、除上述特征外，本发明还考虑到信道状态信息延迟，不同等级设备对处理时间的需求等。上述考虑都能够提高系统效率和性能；
6、可实现本帧反馈，减少MU-MIMO的反馈延迟；
7、可实现本帧调度，减少了业务的调度延迟。
为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
说明书附图
图1是本发明实施例一提供的系统帧结构的示意图；
图2是本发明实施例二提供的系统帧结构的示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
本发明的核心在于，提出一种无线通信的方法，其具体实施方式是：在网络设备和终端设备之间传输一个或多个通信帧；其中，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；传输所述一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道和控制信道。因此采用本发明提出的方法，不存在竞争冲突或者随机退避导致的无线资源浪费。与传统移动通信系统（包括：LTE, WiMax等下一代移动通信系统）不同，本发明通过动态配置帧结构，使得帧结构灵活可变，能够实现基于业务需求动态划分上下行无线资源，能够较好的动态适配未来种类丰富且特征各异的数据业务上下行传输需求。同时，该系统能够提供甚小的资源颗粒度，不仅能够适配不同终端或STA的较大的业务速率需求变化，而且也能够较好的适配无线信道的动态变化。概括言之，本发明能够权衡业务需求与信道特征，动态划分上下行链路资源，在考虑链路自适应的条件下，为不同终端或STA动态分配无线资源。
本发明中的传输的通信帧是以TDD双工方式（在某一固定载波上，基站或AP与终端或STA通过收发转换分时完成接收与发射）为基础，每个TDD帧（Frame）包括下行（DL，Downlink，从基站到终端或从AP到STA方向）子帧与上行（UL，Uplink，从终端到基站或从STA到AP方向）子帧两个部分，但下行子帧与上行子帧周期可动态配置，进而每个TDD帧周期也可动态变化。与该基站或AP或关联的所有终端或STA接收到基站或AP发送的通信帧后，能够通过如下方法准确判断每个TDD帧周期以及该帧内各个信道周期：
第一种方法：通过系统信息信道指示帧结构；或者通过系统信息信道指示帧结构和帧长。通过系统信息信道传输当前帧的系统基本配置信息、帧结构或帧结构和帧长配置信息。
由系统信息信道通过系统信息广播当前帧的配置信息。系统信息信道不仅能够广播网络设备的系统基本配置信息，例如：频带配置、天线配置、帧编号等，还能够广播当前帧的结构配置信息，或结构和帧长配置信息，例如本帧内各子信道或者部分子信道的周期或配置，如控制信道周期、上下行传输信道周期、辅助信道和GI的配置。
通过系统信息信道指示本帧结构的情况下，由于系统信息信道指示了控制信道传输周期和部分辅助信道传输的配置，因此，与网络设备关联的所有终端设备，当收到网络设备发送的每个通信帧后，首先检测该通信帧的系统信息信道，确定控制信道周期、上下行传输信道传输周期和其它辅助信道有无，并综合系统信息和控制信道中传输的控制信令，计算获得各用户占用的传输资源，并最终确定本帧结构，计算本帧的帧长。
而通过系统信息信道指示本帧结构和帧长的情况下，与网络设备关联的所有终端设备当收到网络设备发送的每个通信帧后，首先检测该通信帧的系统信息信道，确定控制信道周期、上下行传输信道传输周期和其它辅助信道配置，并且直接获得本帧的帧长，不需要计算。
第二种方法：通过系统信息信道和控制信道联合指示帧结构；或者通过系统信息信道和控制信道联合指示帧结构和帧长。通过系统信息信道和控制信道联合传输当前帧的帧结构或帧结构和帧长配置信息。
通过系统信息信道和控制信道联合指示帧结构的情况下，与网络设备关联的所有终端设备，当收到网络设备发送的每个通信帧后，首先检测该通信帧的系统信息信道和控制信道，确定控制信道周期和其它辅助信道配置。在每帧的控制信道上，确定网络设备分别为本帧内需要调度的每个终端设备分配上下行传输信道资源。综合系统信息和控制信道中传输的控制信令，计算获得各用户占用的传输资源，并最终确定本帧结构，计算本帧的帧长；
通过系统信息信道和控制信道联合指示帧结构和帧长的情况下，与网络设备关联的所有终端设备当收到网络设备发送的每个通信帧后，首先检测该通信帧的系统信息信道和控制信道，确定控制信道周期或有无和其它辅助信道配置，并且直接获得本帧的帧长，不需要计算。在每帧的控制信道上，确定网络设备分别为本帧内需要调度的每个终端设备分配及调度上下行传输信道资源及各辅助信道资源。
实施例一
在实施例一中，具体描述了本发明提供的一种系统帧结构。
图1是本发明实施例一提供的一种系统帧结构的示意图。如图1所示，横坐标表示时间，纵坐标表示频率。TDD帧包括下行子帧DL和上行子帧UL，在下行子帧和上行子帧之间有下行保护间隔DGI和上行保护间隔UGI。下行保护间隔为下行子帧到上行子帧的收发保护间隔。上行保护间隔UGI为上行子帧到下行子帧的收发保护间隔。将TDD帧的下行子帧DL和上行子帧UP按照功能划分不同的信道，并且各信道按照功能划分不同的字段。
其中，下行子帧具体至少具有四个信道：前导序列、系统信息信道、控制信道和下行传输信道，详细描述如下：
前导序列，用于帧检测、自动增益控制、粗频率同步、精频率同步、符号定时同步或信道测量等；前导序列具体包括以下2个字段：
短前导序列（S-Preamble）：主要用于系统粗同步，还用于帧检测、自动增益控制（AGC，Automatic Generation Control）调整、粗频率同步以及粗符号同步等。
长前导序列（L-Preamble））：主要用于系统精同步及信道估计，还用于用于精频率同步、精符号同步以及信道估计等。
系统信息信道（SI），用于广播当前帧的配置信息，具体为：不仅用于广播网络设备的频带配置、天线配置和帧编号等系统基本配置信息，还用于广播当前帧的结构或结构和帧长配置信息；还可能广播当前帧的帧长。
控制信道（CCH）：用于指示下行传输信道资源分配和/或传输格式和上行传输信道的资源分配和/或传输格式；控制信道具体至少包括以下2个字段：
下行帧的资源分配字段（DL-CICH）：用于指示下行传输信道的资源分配和/或发送传输格式，采用对下行资源进行本帧内调度策略，即DL-CICH指示的是图1所示的DL调度最小相关时间和DL调度最大相关时间之间的资源。
上行帧的资源分配字段（UL-CICH）：用于指示上行传输信道的资源分配和/或发送传输格式，采用对上行资源进行本帧内调度策略，即UL-CICH指示的是图1所示的UL调度最小相关时间和DL调度最大相关时间之间的资源。
控制信道还可能用于指示辅助信道的资源分配及调度；控制信道还可能包括以下两种可选字段中的一个或多个：
系统广播帧字段（BCF）：用于发送系统广播信息。该字段为可选。
下行多用户信道探测帧字段（MU-sounding，即MU-S）：用于发送多用户信道探测帧。该字段为可选。
下行传输信道，用于传输下行业务和控制信令；下行传输信道具体包括以下2个字段：
下行训练符号字段（DRS-1/DRS-2）：用于下行信道估计、MIMO AGC调整、下行数据字段的解调。
下行数据字段（DL-DCH）：传输下行业务数据和/或控制信令。
下行子帧还可能包括下行探测信道（DL-SCH），用于提供下行信道的质量或状态测量与估计。该信道为可选信道。
下行探测信道可以位于下行传输信道的两端或中间。
上行子帧至少具有上行传输信道，上行传输信道包括上行训练符号和上行数据字段，其中，
所述上行训练符号，用于上行信道估计、MIMO AGC调整、上行数据字段的解调；
所述上行数据字段，用于传输上行业务数据和/或反馈信息。
上行子帧还可能包括上行探测信道、上行调度请求信道和上行随机接入信道上述可选信道中的一个或多个。其中，
上行探测信道（UL-SCH），用于提供上行信道的质量或状态测量。上行探测信道可以位于上行传输信道的前端。该信道为可选信道。
上行调度请求信道（UL-SRCH），用于STA触发上行调度请求或信令反馈。上行调度请求信道可以位于上行探测信道之后，上行传输信道之前。该信道为可选信道。
上行随机接入信道（RACH）：用于用户初始接入信道。上行随机接入信道位于上行传输信道的后面。该信道为可选信道。
辅助信道与上下行传输信道采用了时分复用的传输方式。依据场景要求，上行调度请求信道和上行随机接入信道可以与上行传输信道实现时分、频分、码分复用或者时分、频分、码分组合复用，而具体的资源分配由控制信道予以指示。
具体地，在帧结构中，可以通过在系统信息信道中用bit位指示帧结构，即指示各信道的有无和周期。举例如下：
在系统信息信道中，用6bit指示控制信道周期，该6bit可指示最大63个OFDM符号，资源最小分配单位：1个OFDM符号。
用9bits指示下行传输信道周期，最大511个OFDM符号（包括专用解调导频）。
用2bit指示下行探测信道配置（关于下行探测信道位置，请以此处说明为准）：无下行探测信道，下行探测信道位置1，下行探测信道位置2和下行探测信道位置3，用于匹配不同的Sounding带宽（20MHz/40MHz/80MHz）。下行探测信道位置1、2、3均是系统定义的确定位置。
用1bit指示下行保护间隔DGI，共1个OFDM符号。
用2bits指示上行探测信道配置，指示0、1、2、4个OFDM符号。
用2bits指示上行调度请求信道配置，指示1、2、3、4个OFDM符号。
用9bits指示上行传输信道周期，最大512个OFDM符号（包括专用解调导频）。
用1bit指示上行随机接入信道配置，指示有/无两种情况，若有仅1个OFDM符号。
用1bit指示上行保护间隔UGI，共1个OFDM符号。
控制信道指示下行传输信道或上行传输信道资源分配的方法举例如下：
在控制信道，分别用Nbit指示某个STA在下行传输信道的起始位置，再用Nbit指示该STA在该位置后连续多少个bit是为其分配的资源。例如：N=9，控制信道对STA指示起始位置，000010000，转换为十进制数是16，表示该STA起始位置是第16个OFDM符号。资源长度为000100000，转换为十进制数是32，表示该符号后（包括该符号），连续32个符号都分配给该STA。在控制信道，分别用Mbit指示某个STA在上行传输信道的起始位置，再用Mbit指示该STA在该位置后连续多少个bit是为其分配的资源。
基于图1的实施例一，各与基站或AP关联的终端或STA通过检测系统系统信息信道，可获得控制信道周期、下行传输信道周期、下行探测信道周期、DGI周期、上行探测信道周期、上行调度请求信道周期、上行传输信道周期以、上行随机接入信道周期和UGI周期，并且通过对前导序列周期、系统信息信道周期、控制信道周期、下行传输信道周期、下行探测信道周期、DGI周期、上行探测信道周期、上行调度请求信道周期、上行传输信道周期、上行随机接入信道周期和UGI周期进行求和运算，确定本帧帧长。各终端设备可通过时分，频分，码分、空分或者上述复用方式的结合共享下行传输资源和上行传输资源。
本发明中系统动态配置通信帧，从而实现灵活地对各终端设备的上下行资源调度，具体是通过以下方法实现的：
步骤s101：网络设备获取调度信息。
其中，调度信息包括各终端设备或各终端设备的不同业务流的调度需求（例如：待调度的业务和队列长度、不同业务的服务质量QoS需求、业务优先级等等）。
其中，步骤s101还可能包括：获取网络设备至各终端设备的传输信道的状态信息或质量信息（网络设备能否获得下行传输信道的状态信息或质量信息取决于终端设备的能力，若终端设备不支持，网络设备可不依赖该信道信息调度）。
在下行调度传输中，帧周期确定由网络设备侧的调度器完成。调度器从网络设备的MAC或高层获得下行调度信息。
步骤s102：网络设备的调度器完成调度算法，根据下行调度信息，或根据调度信息和信道的状态或质量信息，为全部或部分有业务需求的终端设备调度传输资源。
各终端设备可通过时分，频分，码分、空分或者上述复用方式的结合共享传输资源。
步骤s103：网络设备根据本帧内调度的传输资源计算本帧内调度周期，确定本帧的结构；
确定本帧的结构之后还可能包括步骤：计算本帧的帧长。
步骤s104：网络设备广播本帧的结构，并发送下行调度信令。
其中，可以通过系统信息信道，或者系统信息信道与控制信道结合，或者其他信道广播本帧的结构；
可以通过控制信道或其他信道发送下行调度信令。
其中，步骤s104还可能包括步骤：广播本帧的帧长。
此时，通过系统信息信道，或者系统信息信道与控制信道结合，或者其他信道广播本帧的结构和/或帧长。
通过上述过程，实现了对帧结构的动态配置。
当终端设备接收到网络设备发送的下行调度信令后，检查系统信息信道和控制信道，根据系统信息和下行调度信令，计算获得各终端设备占用的传输资源，确定下行传输周期、上行传输周期并计算本帧的帧长；
如果步骤s104不但广播本帧的结构还广播了帧长，则终端设备直接获得本帧的帧长，不需要计算。
实施例二
在实施例二中，基于图2的帧结构结合系统工作实例具体描述工作流程。
图2是本发明实施例二提供的系统帧结构的示意图。
下面描述具体的工作流程，如下：
AP开机之后选定工作频率和工作带宽，并开始在其工作带宽内发送前导序列。
系统静态配置前导序列2个OFDM符号（短前导序列1个OFDM符号，长前导序列1个OFDM符号），系统信息信道1个OFDM符号，其它信道均由系统信息信道指示。
控制信息的发送可以采用灵活的方式，支持根据每个子信道的资源分配结果在相应的子信道上来发送控制信息。
系统信息信道能够指示系统本帧内的构成，比如各个信道的长度和周期，部分可选信道的有无及周期信息和/或帧长，例如：指示图2中的DL控制信道、DL传输信道、DL探测信道、DGI、UL探测信道、UL调度请求信道、UL传输信道、UL随机接入信道和UGI的有无及周期。其中部分信道的部分字段是可选的，例如BCF、MU-S、DL-S、UL-S、R-REQ和RACH这些字段是可选字段，可以通过系统信息信道广播的系统信息进行配置指示，例如：用6bits指示控制信道周期， 63个OFDM符号：用9bits指示DL传输信道周期，512个OFDM符号；用2bit指示DL探测信道配置，1个OFDM符号；用1bit指示DL保护间隔DGI，共1个OFDM符号；用2bit指示UL探测信道配置，指示1个OFDM符号；用2bit指示UL调度请求信道配置，指示1个OFDM符号；用9bits指示UL传输信道周期， 512个OFDM符号；用1bit指示UL随机接入信道配置，1个OFDM符号；用1bit指示UL保护间隔UGI，共1个OFDM符号。
这样做的优势在于可以将部分可选字段的配置做的更加灵活，而且充分利用系统信息广播的系统信息内容，减少业务信息的资源分配字段，如DL-CICH字段和UL-CICH字段的开销。
在控制信道中，需要对DL传输信道和UL传输信道的资源分配信息作出指示，可以在DL-CICH、UL-CICH中进行资源分配信息的指示。UL-CICH还可以包含MU-Souding请求的MAC帧，用于进行多用户信道探测配置。
UL-DCH里面可以对上行调度请求、上行业务进行统一的资源分配和调度。
DL-DCH里面对下行业务进行资源分配和调度。
控制信道指示下行传输信道和上行传输信道资源分配的方法举例如下：
在控制信道，分别用Nbit指示某个STA在下行传输信道的起始位置，再用Nbit指示该STA在该位置后连续多少个bit是为其分配的资源。例如：N=9，控制信道对STA指示起始位置，000010000，转换为十进制数是16，表示该STA起始位置是第16个OFDM符号。资源长度为000100000，转换为十进制数是32，表示该符号后（包括该符号），连续32个符号都分配给该STA。在控制信道，分别用Mbit指示某个STA在上行传输信道的起始位置，再用Mbit指示该STA在该位置后连续多少个bit是为其分配的资源。
基于图2的实施例二，各与基站或AP关联的终端或STA通过检测系统系统信息信道，可获得控制信道周期63个OFDM符号、DL传输信道周期511个OFDM符号、DL探测信道周期1个OFDM符号、DGI周期1个OFDM符号、UL探测信道周期1个OFDM符号、UL调度请求信道周期1个OFDM符号、UL传输信道周期511个OFDM符号、UL随机接入信道周期1个OFDM符号和UGI周期1个OFDM符号，并且通过对前导序列信道周期、系统信息信道周期、控制信道周期、DL传输信道周期、DL探测信道周期、DGI周期、UL探测信道周期、UL调度请求信道周期、UL传输信道周期、UL随机接入信道周期和UGI周期进行求和运算，确定本帧帧长，共计2+1+63+511+1+1+1+1+511+1+1=1094个OFDM符号。
通过上述方法，还可以得到一种无线通信系统，包括网络设备和一个或多个终端设备，其中，
网络设备，用于发送一个或多个通信帧；其中，每一通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；传输一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中下行子帧和上行子帧的结构； 经过动态配置的下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道、控制信道和下行传输信道；经过动态配置的上行子帧至少具有上行传输信道；
终端设备，用于接收到网络设备发送的通信帧后，通过检测当前帧的配置信息得知当前帧的结构，并得知当前帧的帧长或计算当前帧的帧长。
通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
还可以得到一种网络设备，包括：
配置单元，用于动态配置每一通信帧的结构和帧长，使得所述终端设备接收到所述网络设备发送的通信帧后，能够根据当前帧的配置信息得知当前帧的结构，或，当前帧的结构和帧长；每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
发送单元，用于发送一个或多个所述通信帧。
通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
还可以得到一种终端设备，包括：
接收单元，用于接收一个或多个通信帧，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有转换保护间隔；每一所述通信帧的结构和帧长经过动态配置；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
检测单元，通过检测当前帧的配置信息得知当前帧的结构，或，当前帧的结构和帧长。
采用本发明的方法、系统和设备，通过动态配置帧结构，能够实现在中短距离无线通信系统中基于业务需求动态划分上下行无线资源，能够较好的动态适配未来种类丰富且特征各异的数据业务需求。同时，能够提供甚小的资源颗粒度，不仅能够适配不同终端的较大的业务速率需求变化，而且也能够较好的适配无线信道的动态变化。概括言之，该系统能够权衡业务需求与信道特征，动态划分上下行链路资源，在考虑链路自适应的条件下，为不同终端动态分配无线资源。
除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和／或过程，所述动作和／或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
用于执行本申请所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者其任意组合，可以实现或执行结合本文的实施例所描述的各种说明性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
而且，本文所述的各个方面或特征可以作为使用标准的程序设计和／或工程技术的方法、装置或制品来实现。本文所使用的术语“制品”是要包括可以从任何计算机可读的设备、载波或介质来访问的计算机程序。例如，计算机可读的介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如，紧凑光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)等)、智能卡以及闪速存储设备(例如，EPROM、卡、棒、钥匙驱动器等)。此外，本文描述的各种存储介质表示为用于存储信息的一个或多个设备和／或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”包括但不限于能够存储、包含和／或携带指令和／或数据的无线信道和各种其它介质。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (17)
1.一种无线通信方法，其特征在于，包括：
在网络设备和终端设备之间传输一个或多个通信帧；
其中，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；
传输所述一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前导序列包括短前导序列和长前导序列，其中，
所述短前导序列，用于系统粗同步；
所述长前导序列，用于系统精同步及信道估计。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统信息信道，不仅用于广播当前帧的系统基本配置信息，还用于当前帧的结构或结构和帧长配置信息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信道包括下行帧的资源分配字段和上行帧的资源分配字段；其中，
所述下行帧的资源分配字段，用于指示下行传输信道的资源分配和/或发送传输格式；
所述上行帧的资源分配字段，用于指示上行传输信道的资源分配和/或发送传输格式。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制信道还包括系统广播帧字段和/或下行多用户信道探测字段；
所述系统广播帧字段，用于发送系统广播信息；
所述下行多用户信道探测帧字段，用于发送多用户信道探测帧。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行传输信道具体包括：下行训练符号和下行数据字段；其中，
所述下行训练符号，用于下行信道估计、MIMO AGC调整、下行数据字段的解调；
所述下行数据字段，用于传输下行业务数据和/或控制信令。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经过动态配置的所述下行子帧还具有下行探测信道，用于提供下行信道的质量/状态测量与估计；所述下行探测信道位于所述下行传输信道的两端或中间。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行传输信道包括上行训练符号和上行数据字段，其中，
所述上行训练符号，用于上行信道估计、MIMO AGC调整、上行数据字段的解调；
所述上行数据字段，用于传输上行业务数据和/或反馈信息。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经过动态配置过的所述上行子帧还具有上行探测信道、上行调度请求信道和上行随机接入信道中的一个或多个，其中，
所述上行探测信道用于提供上行信道的质量/状态测量与估计；
所述上行调度请求信道用于所述终端设备触发上行调度请求或信令反馈；
所述上行随机接入信道用于用户初始接入信道。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各终端设备通过时分，频分，码分、空分或者上述复用方式的结合共享下行传输资源和上行传输资源。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构，具体通过以下方式实现的：
网络设备获取到调度信息后，依据调度信息，或调度信息和信道状态或质量为有业务需求的终端设备调度传输资源，计算各信道周期确定本帧结构。
13.一种无线通信系统，包括网络设备和一个或多个终端设备，其特征在于：
所述网络设备，用于发送一个或多个通信帧；其中，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；传输所述一个或多个通信帧时，动态配置每一帧中所述下行子帧和上行子帧的结构； 经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道、控制信道和下行传输信道；经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
所述终端设备，用于接收到所述网络设备发送的通信帧后，通过检测当前帧的配置信息得知当前帧的结构，并得知当前帧的帧长或计算当前帧的帧长。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
15.一种网络设备，其特征在于，包括：
配置单元，用于动态配置每一通信帧的结构和帧长，使得所述终端设备接收到所述网络设备发送的通信帧后，能够根据当前帧的配置信息得知当前帧的结构，或，当前帧的结构和帧长；每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有保护间隔；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
发送单元，用于发送一个或多个所述通信帧。
16.如权利要求15所述的网络设备，其特征在于，通过所述系统信息信道指示当前帧的结构，或，结构和帧长；或，
通过所述系统信息信道和所述控制信道联合指示当前帧的结构，或，结构和帧长。
17.一种终端设备，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收一个或多个通信帧，每一所述通信帧包括下行子帧和上行子帧，在下行子帧和上行子帧之间具有转换保护间隔；每一所述通信帧的结构和帧长经过动态配置；经过动态配置的所述下行子帧至少具有前导序列、系统信息信道控制信道和下行传输信道; 经过动态配置的所述上行子帧至少具有上行传输信道；
检测单元，通过检测当前帧的配置信息得知当前帧的结构，或，当前帧的结构和帧长。
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