CN103167630B

CN103167630B - 公网td-lte下点到点的脱网直通通信方法

Info

Publication number: CN103167630B
Application number: CN201310094608.0A
Authority: CN
Inventors: 赵震; 吴少川; 白旭; 叶亮; 贾丹; 孙仁强
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: CN103167630A

Abstract

公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，涉及一种脱网直通通信方法。它是为了在无基站区域实现用户和用户间的语音通话，以及用户语音通话的切换。它的语音通话方法：发起会话用户监听PSCH信道，寻找空闲的连续带宽，然后向PRACH信道发送前导信息；接收会话用户接收并同步解码，然后回复会话确认信息；发起会话接收会话用户发送的会话确认信息，并建立发起会话用户和接收会话用户进行语音通信；用户语音通话的切换方法：接收会话用户根据对新发起会话用户和发起会话用户的优先级进行判断，并选择优先级高的用户进行语音通信。本发明适用于公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信。

Description

公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法

技术领域

本发明涉及一种脱网直通通信方法。

背景技术

目前，多用户间的通信是依赖于基站实现信号传输。但是，在一个无基站区域，目前还无法实现下述通信(准双工)：

1、用户和用户间的语音通话；2：用户语音通话的切换(针对拨叫他的用户的优先级)。

发明内容

本发明是为了在无基站区域实现用户和用户间的语音通话，以及用户语音通话的切换，从而提供一种公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法。

公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，

它的发起会话用户与接收会话用户间的语音通话方法由以下步骤实现：

步骤A1、发起会话用户监听PSCH信道，寻找空闲的连续带宽；

步骤A2、发起会话用户判断是否找到空闲的连续带宽，如果判断结果为是，则执行步骤A3；如果判断结果为否，则返回执行步骤A1；

步骤A3、发起会话用户向PRACH信道发送前导信息；

步骤A4、接收会话用户监听PRACH信道，并接收步骤A3中发起会话用户发送的前导信息；

步骤A5、接收会话用户对步骤A4中接收到的发起会话用户发送的前导信息进行同步解码，并向PCCH信道发送会话确认信息；

步骤A6、发起会话用户监听PCCH信道，并接收步骤A5中接收会话用户发送的会话确认信息；

步骤A7、发起会话用户和接收会话用户进行语音通信；

在所述发起会话用户和接收会话用户进行语音通信的过程中，发起会话用户和接收会话用户均同步监听PRACH信道的信息；

在上述发起会话用户与接收会话用户间的语音通话过程中，它的用户语音通话的切换方法由以下步骤实现：

步骤B1、新发起会话用户监听PSCH信道，寻找空闲的连续带宽；

步骤B2、新发起会话用户判断是否找到空闲的连续带宽，如果判断结果为是，则执行步骤B3；如果判断结果为否，则返回执行步骤B1；

步骤B3、新发起会话用户向PRACH信道发送前导信息；

步骤B4、接收会话用户监听PRACH信道，并接收步骤B3中新发起会话用户发送的前导信息；

步骤B5、接收会话用户对步骤B4中接收到的新发起会话用户发送的前导信息进行同步解码，并判断新发起会话用户的优先级是否大于发起会话用户的优先级；如果判断结果为是，则并向PCCH信道发送会话确认信息，并执行步骤B6；如果判断结果为否，则保持发起会话用户和接收会话用户之间的语音通信；

步骤B6、新发起会话用户监听PCCH信道，并接收步骤B5中接收会话用户发送的会话确认信息；

步骤B7、新发起会话用户和接收会话用户进行语音通信；完成用户语音通话的切换；

步骤A3和步骤B3中所述的前导信息中均包括同步信息和会话所要占用的资源块信息；

所述同步信息为：主同步信号和辅同步信号；同步信息中还包括上、下行子帧分配方式。

会话所要占用的资源块信息为：默认占用带宽的前2到3个资源块和最后2到3个资源块用于PCCH信道；其余的资源块用于PSCH信道。

发起会话用户、接收会话用户和新发起会话用户均为双模手机。

步骤A7中发起会话用户和接收会话用户进行语音通信具体方法为：

发起会话用户向接收会话用户发送语音的过程为：

发起会话用户在所要占用的带宽上根据上、下行子帧的分配方式依次发送子帧，并在PCCH信道上按周期进行同步信息；

接收会话用户按周期在PCCH信道上接收发起会话用户发送的同步信息，并进行解码，获得发起会话用户的信息，实现发起会话用户向接收会话用户发送语音过程；

接收会话用户向发起会话用户发送语音的过程为：

接收会话用户在所要占用的带宽上根据上、下行子帧的分配方式依次发送子帧，并在PCCH信道上按周期进行同步信息；

发起会话用户按周期在PCCH信道上接收接收会话用户发送的同步信息，并进行解码，获得接收会话用户的信息，实现接收会话用户向发起会话用户发送语音过程。

步骤B7中新发起会话用户和接收会话用户进行语音通信的具体方法为：

新发起会话用户向接收会话用户发送语音的过程为：

新发起会话用户在所要占用的带宽上根据上、下行子帧的分配方式依次发送子帧，并在PCCH信道上按周期进行同步信息；

接收会话用户按周期在PCCH信道上接收新发起会话用户发送的同步信息，并进行解码，获得新发起会话用户的信息，实现新发起会话用户向接收会话用户发送语音过程；

接收会话用户向新发起会话用户发送语音的过程为：

新发起会话用户按周期在PCCH信道上接收接收会话用户发送的同步信息，并进行解码，获得接收会话用户的信息，实现接收会话用户向新发起会话用户发送语音过程。

本发明实现了在无基站区域，用户和用户间的语音通话，以及用户语音通话的切换。

具体实施方式

具体实施方式一、公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，

步骤A1、发起会话用户监听PSCH信道，寻找空闲的连续带宽；

步骤A3、发起会话用户向PRACH信道发送前导信息；

步骤A7、发起会话用户和接收会话用户进行语音通信；

步骤B3、新发起会话用户向PRACH信道发送前导信息；

会话所要占用的资源块信息为：默认占用带宽的前半个资源块和最后半个资源块用于PCCH信道；其余的资源块用于PSCH信道。

会话用户、接收会话用户和新发起会话用户均为双模手机，即终端之间通信均采取SC-FDMA的多址方式。

发起会话用户向接收会话用户发送语音的过程为：

接收会话用户向发起会话用户发送语音的过程为：

新发起会话用户向接收会话用户发送语音的过程为：

接收会话用户向新发起会话用户发送语音的过程为：

本发明目的是使通信过程能在公网TD-LTE脱网的情况下(即没有基站)，实现点到点(终端到终端)的全双工通信，同时支持用户在不同优先级的用户间切换。

理论基础及名词解释：

资源单元：一个资源单元由频域上一个子载波(15KHZ)和时域上一个0.5/7ms的时隙组成(拓展CP时为0.5/6ms)。

SC-FDMA符号：一个SC-FDMA符号由频域上纵向的多个连续的子载波和时域上0.5/7ms组成(使用拓展CP时时域上的长度为0.5/6ms)。一个时隙(0.5ms)包括7个或6个SC-FDMA符号。

PRB：一个PRB块由频域上12个连续的子载波和时域上的0.5ms组成(12×7(6)个资源单元)，最小带宽由72个子载波组成。

在本设计中控制信道信息(PCCH)和数据信道信息(PSCH)不同时发送。

同步过程：通过主同步信号(Zadoff-Chu序列，PSS)和辅同步信号(m序列，SSS)，首先由终端本身生成的序列与PSS相关，取得时间同步；接着通过SSS和PSS位置之间固定的关系找到SSS进行频率同步，至此同步结束。

上下行子帧分配方式：即上下行子帧的数量分配(例如：4个上行然后4个下行)。

将信道分为下面三类：

随机接入信道PRACH(一个)：处于整个带宽中央1.08MHZ(6个PRB块)，用于发送接收：通话发起通知；通话占用的数据信道和控制信道位置。

数据信道PSCH(多个，取决于语音数据量)：位于控制信道中间，频域上占用多个带宽(最小带宽为1.08MHZ，由72个15KHZ的子载波组成)，用于发送接收数据。

控制信道PCCH(多个，每个数据信道有两个控制信道)：位于数据信道的前方和后方，频域上各占半个带宽(0.54MHZ)，从PSCH中划分出来，用于传输接收同步信息(包括同步信息和确认信息)。

具体实施方式二、以下结合具体实施例说明本发明，本实施例中包括3个用户，即A(即发起会话用户)、B(即接收会话用户)和C(新发起会话用户)；

具体流程为：

1、A监听PSCH信道寻找空闲的连续带宽。

2、A找到足够的连续带宽后，向PRACH发送前导信息(会话开始的通知)；

前导信息内容如下：

前导信息的同步信息：包括主同步信号(Zadoff-Chu序列)和辅同步信号(m序列)，接收端通过解码同步信息可以得到A的终端信息(解码过程：时间同步，频率同步)；

会话所要占用的带宽信息：默认占用带宽的前2到3个和最后2到3个用于PCCH信道，中间为PSCH信道，该信息也可包含到前导信息的同步信息中；

A转到所要占用的带宽的PCCH上开始监听。

3、B监听PRACH上的信息，接收到A发来的前导信息，进行同步解码，转到会话所要占用的带宽上的PCCH信道发送同步信息，同步信息包括B的终端信道(相当于对于A的确认信息)；

4&5、A、B在所要占用的带宽上根据上下行子帧的分配方式依次发送子帧，通过PCCH以5ms为周期发送同步信息(包括主同步信号(Zadoff-Chu序列)和辅同步信号(m序列)，接收端通过解码同步信息可以得到终端信息，反馈信息以及保持同步)，通过PSCH发送话音信息。同时A，B在会话的同时也监听PRACH信道以随时接收更高级会话的通知；

6、C监听PSCH信道寻找空闲的连续带宽；

7、C找到足够的连续带宽后，向PRACH发送前导信息(会话开始的通知)

前导信息内容如下：

前导信息的同步信息：包括主同步信号(Zadoff-Chu序列)和辅同步信号(m序列)，接收端通过解码同步信息可以得到C的终端信息

会话所要占用的资源块信息：默认占用带宽的前2到3个和最后2到3个用于PCCH信道，中间为PSCH信道，该信息也可包含到前导信息的同步信息中；

C转到所要占用的带宽的PCCH上开始监听。

8、B监听PRACH上的信息，接收到C发来的前导信息，进行同步解码，对于B，C的优先级(优先级由用户自己设定)更高，因此转到会话所要占用的带宽上开始会话；

9&10、B、C在所要占用的带宽上根据上下行子帧的分配方式依次发送子帧，通过PCCH以5ms为周期发送同步信息(包括主同步信号(Zadoff-Chu序列)和辅同步信号(m序列)，接收端通过解码同步信息可以得到终端信息，反馈信息以及保持同步)，通过PSCH发送话音信息。同时B，C在会话的同时也监听PRACH信道以随时接受更高级会话的通知。

本实施方式中，有可能出现的问题及相应解决方法为：

1、A与C在PRACH信道上可能会有冲突；

解决方法：因为PRACH信道只用于会话要建立的通知，一旦会话建立即可释放，会话内部的同步信息通过PCCH发送。PRACH上的信息持续时间短，重复周期长，因此不易发生冲突，即使冲突也可等几秒再建立。

2、资源块(或带宽)如何释放；

当双方均完成通话后，即可将资源块释放，下一次会话建立时，再由发起者重复3.2中1-5的过程。

3、PCCH所占的带宽不够主辅同步信号的发送；

解决方法：适当增加PCCH的子载波数(不超过一个带宽)，或者将两个PCCH信道合并成一个放在PSCH前。

4、终端与终端的高速移动引起的失步。

解决方法：采用5ms为周期的主辅同步信号来保证通信的同步，同时失步时还可在会话的PCCH上继续监听以完成同步。

5、干扰问题；

解决方法：除了使用CP外，还可让是每对通话所占的资源块的两端外各空出半个资源块的带宽。

Claims

1.公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，其特征是：

步骤A1、发起会话用户监听数据信道(PSCH)，寻找空闲的连续带宽；

步骤A3、发起会话用户向随机接入信道(PRACH)信道发送前导信息；

步骤A5、接收会话用户对步骤A4中接收到的发起会话用户发送的前导信息进行同步解码，并向控制信道(PCCH)发送会话确认信息；

步骤A7、发起会话用户和接收会话用户进行语音通信；

步骤B3、新发起会话用户向PRACH信道发送前导信息；

所述同步信息为：主同步信号和辅同步信号；

2.根据权利要求1所述的公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，其特征在于发起会话用户、接收会话用户和新发起会话用户均为双模手机。

3.根据权利要求2所述的公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，其特征在于步骤A7中发起会话用户和接收会话用户进行语音通信具体方法为：

发起会话用户向接收会话用户发送语音的过程为：

接收会话用户向发起会话用户发送语音的过程为：

4.根据权利要求3所述的公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，其特征在于步骤B7中新发起会话用户和接收会话用户进行语音通信的具体方法为：

新发起会话用户向接收会话用户发送语音的过程为：

接收会话用户向新发起会话用户发送语音的过程为：

5.根据权利要求4所述的公网TD-LTE下点到点的脱网直通通信方法，其特征在于同步信息中还包括上、下行子帧分配方式。