CN103236895B - 一种时分帧结构设计及其控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分帧结构设计和控制方法及装置。其中，该方法包括：将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；控制时隙用于各个站点通过主站进行业务控制信息交互；申请时隙用于各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向主站发送数据通信申请；数据时隙用于在主站同意数据通信申请之后，进行数据交互；预留时隙用于资源预留。通过本发明解决了现有多载波时分系统中可靠同步和数据传输效果较差的问题，利用本发明独创的帧结构，并通过各载波之间的有效同步调度，大大提高多载波时分系统的同步可靠性和传输效率。

Description

一种时分帧结构设计及其控制方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种时分帧结构设计及其控制方法及装置。

背景技术

目前，移动双工、卫星通信等多载波时分通信系统中，大量应用基于业务控制的帧结构设计及其控制方法，通过上下行信道的分配等方法提高业务的传输效率。但是，对于多载波的信道同步和控制并没有过多的考虑，在基站/主站信号强度不够，信号覆盖密度不足的情况下同步可靠性较差，信道调度效率较低。

针对相关技术中的现有多载波时分系统中可靠同步和数据传输效果较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的现有多载波时分系统中可靠同步和数据传输效果较差的问题，本发明提供了一种时分帧结构设计及其控制方法及装置，用以解决上述技术问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种时分帧结构设计及其控制方法，其中，该方法包括：将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，上述同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；上述控制时隙用于上述各个站点通过上述主站进行业务控制信息交互；上述申请时隙用于上述各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向上述主站发送数据通信申请；上述数据时隙用于在上述主站同意上述数据通信申请之后，进行数据交互；上述预留时隙用于资源预留。

优选地，上述方法还可以包括：属于业务发起方的站点将自身工作频率调整为业务接收方的工作频率，通过上述数据时隙进行数据发送；属于业务接收方的站点在自身工作频率，通过上述数据时隙进行数据接收。

优选地，上述方法还可以包括：上述申请时隙还用于上述各个站点向上述主站发送状态信息；其中，上述状态信息包括入退网请求。

优选地，上述方法还可以包括：各个时隙中设置有保护时间、同步头、独特码以及数据；其中，上述保护时间用于防止时隙发生重叠而导致丢失；上述同步头用于解调器完成各个时隙的捕获、载波恢复、定时同步；上述独特码用于识别各个时隙的类型；上述数据是上述各个站点发送的内容。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种时分帧结构设计及其控制装置，其中，该装置包括：划分模块，用于将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，上述同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；上述控制时隙用于上述各个站点通过上述主站进行业务控制信息交互；上述申请时隙用于上述各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向上述主站发送数据通信申请；上述数据时隙用于在上述主站同意上述数据通信申请之后，进行数据交互；上述预留时隙用于资源预留。

优选地，上述装置还可以包括：同步模块，用于根据上述划分模块划分的上述同步时隙，广播同步信息。

优选地，上述装置还可以包括：控制模块，用于根据上述划分模块划分的上述控制时隙，进行业务控制信息的交互。

优选地，上述装置还可以包括：申请模块，用于根据上述划分模块划分的上述申请时隙，申请进行数据通信。

优选地，上述装置还可以包括：数据通信模块，用于根据上述划分模块划分的上述数据时隙，进行数据交互。

优选地，上述装置还可以包括：预留模块，用于根据上述划分模块划分的上述预留时隙，进行资源预留。

通过本发明，将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙，上述五个时隙分别用于不同功用，解决了相关技术中的现有多载波时分系统中可靠同步和数据传输效果较差的问题，本发明独创的帧结构，对多个用户间同步、控制能力更强，利用以上帧结构，并通过各载波之间的有效同步调度，能大大提高多载波时分系统的同步可靠性和传输效率，可广泛应用于移动双工、卫星通信等多载波时分通信系统。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是根据本发明实施例的时分帧结构设计及其控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的时分帧结构示意图；

图3是根据本发明实施例的帧结构在各站之间进行控制调度的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的时分帧结构设计及其控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了解决现有技术中的现有多载波时分系统中可靠同步和数据传输效果较差的问题，本发明提供了一种时分帧结构设计及其控制方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本实施例提供了一种时分帧结构设计及其控制方法，图1是根据本发明实施例的时分帧结构设计及其控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102，将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；控制时隙用于各个站点通过主站进行业务控制信息交互；申请时隙用于各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向主站发送数据通信申请；数据时隙用于在主站同意数据通信申请之后，进行数据交互；预留时隙用于资源预留。

通过上述方法，将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙，上述五个时隙分别用于不同功用，解决了相关技术中的现有多载波时分系统中可靠同步和数据传输效果较差的问题，本发明独创的帧结构，对多个用户间同步、控制能力更强，利用以上帧结构，并通过各载波之间的有效同步调度，能大大提高多载波时分系统的同步可靠性和传输效率，可广泛应用于移动双工、卫星通信等多载波时分通信系统。

在本实施例中，多载波时分通信系统中设置一个主载波用于信道控制和多载波之间的同步。所有通信站点在一个时帧的前半部均工作在主载波，完成信道分配和数据同步。一个时帧由多个时隙组成，时隙共分为五种类型：同步时隙、申请时隙、数据时隙、预留时隙和控制时隙。同步时隙中工作在主载波的主站向其它系统内用户广播同步信息，控制时隙中各站点通过主站进行业务控制信息交换，申请时隙中各站点用户根据自身突发业务情况，在主载波向主站提出数据通信申请，数据时隙中各站点根据申请采用发变收不变的方式，业务发起方将自身的工作频率调整为业务接收方工作的载波，再进行数据发送，业务接收方在自身的工作载波进行数据接收。基于此，本实施例提供了一种优选实施方式，上述方法还包括：属于业务发起方的站点将自身工作频率调整为业务接收方的工作频率，通过数据时隙进行数据发送；属于业务接收方的站点在自身工作频率，通过数据时隙进行数据接收。

图2是根据本发明实施例的时分帧结构示意图，如图2所示，主载波、非主载波1、……、非主载波N，各自又多个帧组成，每个帧包括五个时隙，分别是同步时隙、申请时隙、数据时隙、预留时隙以及控制时隙。每个时隙包括保护时间、同步头、独特码以及数据。

下面分别对上述五种时隙的功用进行介绍。

同步时隙是主站发送的一种特殊作用的时隙，该时隙仅在主站的主载波上发送。同步时隙的作用如下：为多载波时分系统各站的时隙提供同步信号；向多载波时分系统各站广播全网配置参数(如帧长、网络规模等)。

申请时隙作用如下：各站点向主站发送本站在各载波上的时隙请求；各站点向主站发送本站的状态信息(如入退网请求)。基于此本实施例提供了一种优选实施方式，即申请时隙还用于各个站点向主站发送状态信息；其中，该状态信息包括入退网请求。

数据时隙是指多载波时分系统各站发送业务数据的时隙。各站利用接收到的数据时隙，可进行同步保持。

预留时隙用于加密等特殊用途的资源预留。

控制时隙用于完成以下功能：主站向各站发送各类控制信息；全网各站间的控制、电话/传真等业务信令、各站点状态信息的交互。

在各载波内，一个时帧被分成多个时隙，时隙结构中的保护时间用于防止时隙发生重叠而导致丢失；同步头用于解调器完成时隙的捕获、载波恢复、定时同步等；独特码用于识别时隙的类型，如数据时隙、申请时隙等；数据是站点发送的内容。基于此，本实施例提供了一种优选实施方式，即上述方法还包括：各个时隙中设置有保护时间、同步头、独特码以及数据；其中，保护时间用于防止时隙发生重叠而导致丢失；同步头用于解调器完成各个时隙的捕获、载波恢复、定时同步；独特码用于识别各个时隙的类型；数据是各个站点发送的内容。

在多载波时分系统中各站采用固定分配方式使用请求时隙时，如果系统规模较大(站数较多)，会导致一帧内请求时隙所占比例较大，严重影响时分帧效率，在极限情况下，会出现时分帧被请求时隙占完而不能进行业务传输。为了解决该问题，在帧结构中引入超帧概念，一个超帧由多个帧组成。

在多载波时分系统中采用本发明独创的帧结构在各站之间进行控制调度，其调度过程如图3所示，具体流程如下：

1)同步时隙中工作在主载波的主站向其它系统内用户(如图3中用户1、用户2、用户3)广播同步信息，此时各站点均工作在主载波频率上；2)控制时隙中各站点通过主站进行业务控制信息交换，如电话信令、传真信令等，同时主站将控制信息发送给各用户；3)申请时隙中各站用户根据自身突发业务情况在主载波向主站提出数据通信申请；4)数据时隙中各站点根据申请采用发变收不变的方式，业务发起方改变工作频率在接收方工作的载波进行数据发送，接收方在自己工作的载波进行数据接收；5)系统内的广播业务均在控制时隙内完成，需要系统内广播时在控制时隙内进行发送，各站此时均工作在控制时隙，采用抢占方式，进行业务发送；6)点对点业务均在数据时隙中完成。

对应于上述实施例介绍的时分帧结构设计及其控制方法，本实施例提供了一种时分帧结构设计及其控制装置，用以实现上述实施例。图4是根据本发明实施例的时分帧结构设计及其控制装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：划分模块10，用于将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，上述同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；上述控制时隙用于上述各个站点通过上述主站进行业务控制信息交互；上述申请时隙用于上述各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向上述主站发送数据通信申请；上述数据时隙用于在上述主站同意上述数据通信申请之后，进行数据交互；上述预留时隙用于资源预留。

本实施例中介绍了对时分帧的结构划分，针对上述五种时隙的不同功用，本实施例还提供了一种优选实施方式，即上述装置还包括：同步模块，用于根据上述划分模块划分的上述同步时隙，广播同步信息。控制模块，用于根据上述划分模块划分的上述控制时隙，进行业务控制信息的交互。申请模块，用于根据上述划分模块划分的上述申请时隙，申请进行数据通信。数据通信模块，用于根据上述划分模块划分的上述数据时隙，进行数据交互。预留模块，用于根据上述划分模块划分的上述预留时隙，进行资源预留。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例独创的帧结构对多个用户间同步、控制能力更强，利用以上可靠高效的帧结构设计，并通过各载波之间的有效同步调度，能大大提高多载波时分系统的同步可靠性和传输效率，可广泛应用于移动双工、卫星通信等多载波时分通信系统。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种时分帧结构设计及其控制方法，其特征在于，所述方法包括：

将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，所述同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；所述控制时隙用于所述各个站点通过所述主站进行业务控制信息交互；所述申请时隙用于所述各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向所述主站发送数据通信申请；所述数据时隙用于在所述主站同意所述数据通信申请之后，进行数据交互；所述预留时隙用于资源预留。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

属于业务发起方的站点将自身工作频率调整为业务接收方的工作频率，通过所述数据时隙进行数据发送；

属于业务接收方的站点在自身工作频率，通过所述数据时隙进行数据接收。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述申请时隙还用于所述各个站点向所述主站发送状态信息；其中，所述状态信息包括入退网请求。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

各个时隙中设置有保护时间、同步头、独特码以及数据；其中，所述保护时间用于防止时隙发生重叠而导致丢失；所述同步头用于解调器完成各个时隙的捕获、载波恢复、定时同步；所述独特码用于识别各个时隙的类型；所述数据是所述各个站点发送的内容。

5.一种时分帧结构设计及其控制装置，其特征在于，所述装置包括：

划分模块，用于将时分帧划分为同步时隙、控制时隙、申请时隙、数据时隙以及预留时隙；其中，所述同步时隙用于工作在主载波的主站向系统内其他各个站点广播同步信息；所述控制时隙用于所述各个站点通过所述主站进行业务控制信息交互；所述申请时隙用于所述各个站点根据自身突发业务情况，在主载波向所述主站发送数据通信申请；所述数据时隙用于在所述主站同意所述数据通信申请之后，进行数据交互；所述预留时隙用于资源预留。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

同步模块，用于根据所述划分模块划分的所述同步时隙，广播同步信息。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

控制模块，用于根据所述划分模块划分的所述控制时隙，进行业务控制信息的交互。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

申请模块，用于根据所述划分模块划分的所述申请时隙，申请进行数据通信。

9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

数据通信模块，用于根据所述划分模块划分的所述数据时隙，进行数据交互。

10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

预留模块，用于根据所述划分模块划分的所述预留时隙，进行资源预留。