CN103458529A - 无线通信系统的接入方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于无线通信系统的方法，该方法由基站执行并包括以下步骤：发送主同步信号和辅同步信号；发送物理广播信道信号；以及发送扩展带宽信息，所述扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。本发明还提供了一种相应的基站。本发明能够在实现无线通信系统的后向兼容的同时提供更大的系统容量，使得移动业务量得以提升。

Description

无线通信系统的接入方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域。更具体地，本发明涉及一种无线通信系统的接入方法和设备。

背景技术

移动业务正处在一个飞速增长的阶段。预计到2020年左右，移动业务量将会是目前移动业务量的1000倍左右。这给移动通信系统的设计提出了更高的要求和更大的挑战。

为了满足如此之高的系统业务量的要求，更多的技术将被引入到LTE Rel-12及其后续版本设计中。目前，已经提出了多种可能的技术方案，其中包括：采用更密集的网络布局来提高无线资源的复用效率；增大系统的带宽来提高系统的吞吐量，等等。

增大系统带宽的方法有多种。在LTE Rel-10系统中，最大支持5个20兆赫兹的系统带宽。类似地，可以通过增大分量载频(CC：ComponentCarrier)的个数来扩展系统带宽。例如，如图1(a)所示，把最大的分量载频的个数从5扩展到10，则系统可用带宽则由100MHz增大到200MHz。该方案中每个单独的分量载频均可以兼容LTE Rel-8/9/10的用户设备，实现了系统的后向兼容性。但是，如果各个分量载频不连续分布，或者分布在不同的频段上，则相对来说，频谱资源的利用效率会受到一定的影响。同时，引入众多的分量载频，势必会增加控制信令的开销。

参考文献1(R1-121231，Alcatel-Lucent，On synchronized new carriers，3GPP TSG RAN1#68bis，Jeju，Korea，Mar.26th-30st，2012)提出，连续的带宽扩展可以通过去除不必要的频率保护间隔来提供更多的灵活性和更高的频谱效率。因此，另一种比较直接的增大系统带宽的方法为，在保持最大分量载频个数不变的前提下，增大各个分量载频的带宽。具体地，如图1(b)所示，系统带宽由5个分量载频组成，每个分量载频的带宽为40MHz。这样，系统带宽也能够达到200MHz。但是，该方案一个明显缺点在于不能兼容LTE Rel-8/9/10的用户设备。

根据LTE Rel-12及其后续版本系统设计的要求，新的系统必须能够后向兼容之前版本的用户设备。因此，需要一种更好的扩展系统带宽的方案，其能够在实现系统的后向兼容的同时提供更大的系统容量。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种用于无线通信系统的方法以及相应的基站，至少部分地解决了上述技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于无线通信系统的方法，该方法由基站执行并包括以下步骤：发送主同步信号和辅同步信号；发送物理广播信道信号；以及发送扩展带宽信息，所述扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。

优选地，通过所述物理广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

优选地，扩展带宽方向信息由所述物理广播信道信号中的1个比特来表示，扩展带宽大小信息由所述物理广播信道信号中的3个比特来表示。

优选地，通过动态广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

优选地，所述动态广播信道信号包括以下至少一种：系统信息块类型1消息、系统信息块类型2消息以及系统信息块类型3消息。

优选地，通过无线资源控制信令来发送所述扩展带宽信息。

优选地，通过媒体访问控制信令来发送所述扩展带宽信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站，包括：同步信号发送部分，被配置为发送主同步信号和辅同步信号；物理广播信道信号发送部分，被配置为发送物理广播信道信号；以及扩展带宽信息发送部分，被配置为发送扩展带宽信息，其中，所述扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。

优选地，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过所述物理广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

优选地，扩展带宽方向信息由所述物理广播信道信号中的1个比特来表示，扩展带宽大小信息由所述物理广播信道信号中的3个比特来表示。

优选地，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过动态广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

优选地，所述动态广播信道信号包括以下至少一种：系统信息块类型1消息、系统信息块类型2消息以及系统信息块类型3消息。

优选地，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过无线资源控制信令来发送所述扩展带宽信息。

优选地，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过媒体访问控制信令来发送所述扩展带宽信息。

采用本发明，能够在实现无线通信系统的后向兼容的同时提供更大的系统容量，使得移动业务量得以提升。

附图说明

通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它特征将会变得更加明显，其中：

图1(a)示出了现有技术中用于增大系统带宽的一个示例方案。

图1(b)示出了现有技术中用于增大系统带宽的另一个示例方案。

图2示出了根据本发明一个实施例的用于无线通信系统的方法的流程图。

图3示出了根据本发明一个实施例的系统带宽的示意图。

图4示出了根据本发明一个实施例的基站的框图。

图5示出了主同步信号和辅同步信号在分量载频中的示意图。

图6示出了主同步信号和辅同步信号在宽带分量载频中的示意图。

具体实施方式

下面，通过结合附图对本发明的具体实施例的描述，本发明的原理和实现将会变得明显。应当注意的是，本发明不应局限于下文所述的具体实施例。另外，为了简便起见，省略了对与本发明没有直接关联的公知技术的详细描述，以防止对本发明的理解造成混淆。

下文以LTE Rel-12移动通信系统及其后续的演进版本作为示例应用环境，具体描述了根据本发明的多个实施例。然而，需要指出的是，本发明不限于以下实施例，而是可适用于更多其它的无线通信系统，例如今后的5G蜂窝通信系统。

本发明中涉及的系统，其系统带宽由多个分量载频组成，而每个分量载频由一个或者多个连续的子分量载频组成，这些子分量载频中，至少存在一个为LTE Rel-11中定义的分量载频，即在该子分量载频完全兼容LTE Rel-8/9/10/11的用户设备。

图2示出了根据本发明一个实施例的用于无线通信系统的方法的流程图，该方法例如可以由基站来执行。如图2所示，方法20在步骤S210处开始。

在步骤S220处，发送主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。然后，在步骤S230处，发送物理广播信道信号(PBCH)。

接下来，在步骤S240处，发送扩展带宽信息，该扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。

在一个示例中，可以通过物理广播信道信号来发送扩展带宽信息。根据目前LTE Rel-11中的定义，PBCH可以传输24个比特的信息，其中包含3个有效字段：第一个字段为下行系统带宽(3个比特)，用于指示已定义的六种不同的带宽；第二个字段为PHICH配置(3个比特)，其中1个比特用于指示PHICH-Duration，余下的2个比特用于指示PHICH资源的大小；第三个字段采用8个比特来指示系统帧号。最后，剩下的10个比特未作定义。

根据本示例，对PBCH中的字段重新做出定义。如表1所示，保留LTE Rel-11中定义的3个有效字段，以便兼容LTE Rel-11及其之前版本的用户设备。此外，新增加了一个1比特字段，用于指示扩展带宽的方向(例如0代表在同步频点的上方扩展带宽，1代表在同步频点的下方扩展带宽)。另外，还增加了一个3比特字段，用于指示扩展带宽的大小。具体地，这3个比特可以重用之前版本定义的6种系统带宽，而且可以包括另外定义的两种新的带宽，从而构成8种可选带宽。当然，该3比特也可以重新定义8种完全与之前版本不同的带宽大小。剩余的6比特仍然保留而不做任何定义。

字段号	字段	比特数
			1	下行系统带宽	3
2	PHICH配置信息	3
			3	系统帧号	8
4	扩展带宽方向	1
			5	扩展带宽大小	3
6	保留字段	6

表1：PBCH字段定义

备选地，在另一示例中，可以通过动态广播信道信号(D-BCH)来发送扩展带宽信息。根据目前LTE Rel-11标准的定义，D-BCH上传输多种系统信息块类型(SystemInformationBlockType)。假设扩展系统带宽信息在SIB1(SystemInformationBlockType1)上传输，则在SIB1中需要额外传输两个字段，即扩展带宽方向字段和扩展带宽大小字段，如上文所述。当然，上述字段也可以在其他的系统信息块类型消息上传输，例如系统信息块类型2(SIB 2)消息或系统信息块类型3(SIB 3)消息，等等。

备选地，在又一示例中，还可以通过无线资源控制信令或媒体访问控制信令来发送包括扩展带宽方向字段和扩展带宽大小字段的扩展带宽信息。

最后，方法20在步骤S250处结束。

图3示出了根据本发明一个实施例的基站的框图。如图3所示，基站30包括：同步信号发送部分310、物理广播信道信号发送部分320和扩展带宽信息发送部分330。

同步信号发送部分310被配置为发送主同步信号PSS和辅同步信号SSS。物理广播信道信号发送部分320被配置为发送物理广播信道信号PBCH。

扩展带宽信息发送部分330被配置为发送扩展带宽信息。其中，扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。

在一个示例中，扩展带宽信息发送部分330被配置为通过物理广播信道信号来发送扩展带宽信息。在本示例中，对PBCH中的字段重新作出定义。例如，扩展带宽方向信息由物理广播信道信号中的1个比特来表示，扩展带宽大小信息由物理广播信道信号中的3个比特来表示(参见上文中的表1)。

在另一个示例中，扩展带宽信息发送部分330被配置为通过动态广播信道信号来发送扩展带宽信息。在本示例中，扩展带宽方向字段和扩展带宽大小字段可以在例如系统信息块类型1消息、系统信息块类型2消息或系统信息块类型3消息上传输。

在又一个示例中，扩展带宽信息发送部分330被配置为通过无线资源控制信令或媒体访问控制信令来发送包括扩展带宽方向字段和扩展带宽大小字段的扩展带宽信息。

下面，结合附图4、5和6详细描述用户设备接入无线通信系统的过程。

图4示出了根据本发明一个实施例的系统带宽的构成示意图。如图4所示，200MHz的系统带宽由5个分量载频组成，即每个分量载频的带宽为40MHz。进一步地，每个40MHz的分量载频又由两个20MHz的子分量载频组成。其中，20MHz的子分量载频完全兼容LTERel-8/9/10/11的用户设备。

对于LTE Rel-8/9/10/11的用户设备，只要检测到任何一个20MHz的子分量载频，通过该子分量载频中传输的相关系统信息，即能够顺利的接入无线通信系统。

对于LTE Rel-12及其以后的用户设备，可以采用以下方式来接入无线通信系统：

通过物理广播信道信号接收扩展带宽信息

用户设备开始进行网络接入。在某一频点上，检测是否存在基础同步信号(PSS)。如果没有检测到，则检测另一个频点。如果检测到PSS，则获取PSS信息。接下来，在相同频点上检测是否存在辅同步信号(SSS)。如果没有检测到，则检测另一个频点，如果检测到SSS，则获取SSS信息。然后，通过PSS和SSS相关信息获取PBCH信息。

对于LTE Rel-8/9/10/11用户设备，该用户设备可以驻留在具有PBCH所指示的系统带宽(例如LTE Rel-8/9/10/11的系统带宽)的分量载频上。在LTE Rel-8/9/10/11系统中，PSS和SSS处于某个分量载频的最中间6个资源块上，如图5所示，因此，同步成功后，根据中心频点的位置和从PBCH上获取的系统带宽的信息，即能够获取该分量载频的物理位置。

对于LTE Rel-12及其以后的用户设备来说，其PSS和SSS并非一定处于其系统带宽的中间位置(如下文所述)。根据之前的描述，用户设备获得PBCH中包含的扩展带宽信息，并根据扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息来确定系统带宽在频域上的位置。

参考图6进行更加详细的说明。PBCH中的字段1的下行系统带宽指示图6中带宽1的大小，而PBCH中的字段5的扩展带宽大小指示图6中带宽2的大小。系统中带宽1完全后向兼容LTE Rel-8/9/10/11的用户设备，且对于这类用户设备来说，其系统带宽即为带宽1的大小。对于LTE Rel-12及其后续版本的用户设备来说，其系统带宽为带宽1和带宽2之和。即，根据同步得到中心频点的位置，并根据PBCH中的字段4代表的扩展带宽方向信息和字段5代表的扩展带宽大小信息，可以获知系统带宽在频域上的位置。

通过动态广播信道信号(D-BCH)接收扩展带宽信息

用户设备开始进行网络接入。在某一频点上，检测是否存在基础同步信号(PSS)。如果没有检测到，则检测另一个频点。如果检测到PSS，则获取PSS信息。接下来，在相同频点上检测是否存在辅同步信号(SSS)。如果没有检测到，则检测另一个频点，如果检测到SSS，则获取SSS信息。然后，通过PSS和SSS相关信息获得PBCH信息。

对于LTE Rel-8/9/10/11的用户设备，该用户设备可以驻留在具有PBCH所指示的系统带宽的分量载频上(参考附图5)。

对于LTE Rel-12以及后续版本用户设备，可以结合PBCH中的带宽信息和D-BCH中的扩展带宽信息确定宽带系统带宽(参考附图6)。具体地，在成功接收D-BCH信息后，用户设备检查相关SIB消息中的字段，根据上文描述的额外传输的两个字段(扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息)，获取实际系统带宽。进一步地，结合PSS/SSS获取的中心频点的位置，可以获知系统带宽在频域上的位置。

通过无线资源控制(RRC)信令或通过媒体访问控制(MAC)信令 来接收扩展带宽信息

用户设备根据LTE Rel-8/9/10/11中的相关步骤，通过第一带宽上的PSS和SSS获得系统同步，并通过PBCH获得系统信息。对于LTERel-8/9/10/11用户设备，该用户设备可以驻留在具有带宽1的分量载频上(如图6中所示)。

基站(例如上文描述的基站20)通过RRC信令或者MAC信令，向用户设备发送扩展带宽信息，该信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。用户设备结合PBCH获取的系统带宽以及RRC信令或者MAC信令获取的扩展带宽信息，调整其接入的系统的系统带宽，从而获得系统带宽在频域上的位置。

采用本发明的技术方案，能够在实现无线通信系统的后向兼容的同时提供更大的系统容量，使得移动业务量得以提升。

应该理解，本发明的上述实施例可以通过软件、硬件或者软件和硬件两者的结合来实现。例如，上述实施例中的基站和用户设备内部的各种组件可以通过多种器件来实现，这些器件包括但不限于：模拟电路器件、数字电路器件、数字信号处理(DSP)电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(CPLD)，等等。

在本申请中，“基站”是指具有较大发射功率和较广覆盖面积的移动通信数据和控制交换中心，包括资源分配调度、数据接收发送等功能。“用户设备”是指用户移动终端，例如包括移动电话、笔记本等可以与基站或者微基站进行无线通信的终端设备。

尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (14)

1.一种用于无线通信系统的方法，所述方法由基站执行并包括以下步骤：

发送主同步信号和辅同步信号；

发送物理广播信道信号；以及

发送扩展带宽信息，所述扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述物理广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，扩展带宽方向信息由所述物理广播信道信号中的1个比特来表示，扩展带宽大小信息由所述物理广播信道信号中的3个比特来表示。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过动态广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述动态广播信道信号包括以下至少一种：系统信息块类型1消息、系统信息块类型2消息以及系统信息块类型3消息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过无线资源控制信令来发送所述扩展带宽信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过媒体访问控制信令来发送所述扩展带宽信息。

8.一种基站，包括：

同步信号发送部分，被配置为发送主同步信号和辅同步信号；

物理广播信道信号发送部分，被配置为发送物理广播信道信号；以及

扩展带宽信息发送部分，被配置为发送扩展带宽信息，其中，所述扩展带宽信息包括扩展带宽方向信息和扩展带宽大小信息。

9.根据权利要求8所述的基站，其中，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过所述物理广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

10.根据权利要求9所述的基站，其中，扩展带宽方向信息由所述物理广播信道信号中的1个比特来表示，扩展带宽大小信息由所述物理广播信道信号中的3个比特来表示。

11.根据权利要求8所述的基站，其中，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过动态广播信道信号来发送所述扩展带宽信息。

12.根据权利要求11所述的基站，其中，所述动态广播信道信号包括以下至少一种：系统信息块类型1消息、系统信息块类型2消息以及系统信息块类型3消息。

13.根据权利要求8所述的基站，其中，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过无线资源控制信令来发送所述扩展带宽信息。

14.根据权利要求8所述的基站，其中，扩展带宽信息发送部分被配置为：通过媒体访问控制信令来发送所述扩展带宽信息。

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