CN103974424A - 动态时分双工长期演进系统中的时隙配置方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了动态时分双工长期演进系统中的时隙配置方法及基站。方法包括：基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，以使得UE能通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。本发明实现了动态TDD系统中的F时隙配置，使得基站侧和UE侧能够保证对F时隙方向的理解一致，且未增加额外信令，同时给F时隙调度预留了充分时间，保证了F时隙的准确调度。

Description

动态时分双工长期演进系统中的时隙配置方法及基站

技术领域

本发明涉及无线技术领域，具体涉及动态时分双工（TDD，Time DivisionDuplexing）长期演进（LTE，Long Term Evolution）系统中的时隙配置方法及基站、系统。

背景技术

在时分长期演进升级版本11（TD-LTE-A Rel-11）的标准化过程中，已经开展了动态TDD的初步研究，如已对动态TDD进行了研究项目（SI，StudyItem）的立项，其名称是进一步增强TDD-LTE的下行-上行干扰管理和流量调整（Further Enhancements to LTE TDD for DL-UL Interference Managementand Traffic Adaptation），并形成了相关的研究报告TR36.828。动态TDD的主要思想是根据当前的业务状况和干扰情况，动态调整TD-LTE系统中上下行时隙配比。比如，如果当前时刻下行业务量较大，则基站分配更多的下行时隙；反之，如果当前时刻上行业务量较大，则基站分配更多的上行时隙。在SI研究过程中，大量的仿真结果证明，引入动态TDD对微站（Pico cell）和家庭基站（Femto cell）在包吞吐率、节能等方面有显著增益。因此，目前已确定此思想将在版本12（Rel-12）中继续研究并引入。

图1给出了现有的动态TDD无线帧的帧结构示意图，如图1所示，其中，D是下行时隙，S是特殊时隙，U是上行时隙，这三种时隙类型跟TD-LTE系统的传统时隙类型一样。而跟传统的TD-LTE帧结构不同的是，为了实现动态TDD，新引入了弹性（F，Flexible）时隙。每个TDD无线帧的10个时隙当中，一共配有4个F时隙。在F时隙上，可以根据当前的业务和干扰情况，动态配置成上行或者下行时隙。例如，当下行业务量远大于上行业务量时，此4个F时隙可以全部配置成D时隙，如图2所示；而当上行业务量远大于下行业务量时，此4个F时隙可以全部配置成U时隙，如图3所示。

综上，通过F时隙的灵活配置功能，基站可以根据当前时刻的业务状况和干扰水平，动态改变TD-LTE系统中上下行时隙的比例，从而能改善包吞吐率，有效节能。

传统方案中，上下行时隙配比是半静态配置的，用户设备（UE，UserEquipment）通过接收系统信息块（SIB，System Information Block）信令来判断TDD的上下行时隙配比。然而，在动态TDD中，如果采用图1所示的动态TDD帧结构，F时隙的方向是动态改变的，传统的SIB信令通知的方式无法继续使用。那么，如何判断F时隙的方向就是动态TDD在引入Rel-12时首先要解决的问题。

为了解决该问题，现有的一个方案是重用半双工频分双工（FDD，Frequency Division Duplexing）中判断时隙方向的思想，即当一个时隙没有被上行授权（UL Grant）信令调度上行传输时，即认为该时隙是下行时隙；反之，当一个时隙被UL Grant信令调度上行传输时，则认为该时隙是上行时隙。

在半双工FDD中能使用根据UL Grant信令来判断时隙方向的方法，根本原因在于半双工FDD只是某个UE自身的行为，而在基站侧仍然是全双工的FDD工作方式，即在上行频段上永远都是上行时隙，在下行频段上永远都是下行时隙。另外，在FDD中混合自动重传请求（HARQ，Hybrid AutomaticRepeat Request）和调度时序都是固定的，这也适合于该方法的使用。

然而，如果要在动态TDD系统中使用该方法，最大的问题在于：F时隙的灵活配置在TDD中实际是基站侧的行为，而不像FDD中是UE侧的行为。因为TD-LTE是一个动态调度的系统，即UE不是在每个上行时隙都有ULGrant调度的传输，如果UE没有收到UL Grant，它会认为该时隙是下行时隙，而实际上该时隙却是上行时隙。这会造成基站侧和UE侧对时隙方向认知不一致的问题。另外，由于TDD系统的HARQ和调度时序依赖于时隙配比，而此时的时隙配比由于F时隙的存在并不固定，这也给此方法应用在TDD系统中带来了困难。

发明内容

本发明提供动态TDD-LTE系统中的时隙配置方法及基站、UE，以实现动态TDD-LTE系统中的F时隙配置。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种动态时分双工长期演进TDD-LTE系统中的时隙配置方法，该方法包括：

基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，以使得UE能通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

所述基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式包括：

基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的物理控制格式指示信道PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

所述下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式为：

（U，U）或者（D，D）或者（U，D），其中，U为上行时隙，D为下行时隙。

所述基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式为：

当PCFICH信息取1、2、3中的一个值时，分别表示三种配置方式（U，U）、（D，D）、（U，D）中的一种。

一种动态TDD-LTE系统中的基站，该基站包括：

F时隙配置模块：通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，以使得UE能通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

所述F时隙配置模块进一步用于，通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

所述F时隙配置模块进一步用于，将下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置为：（U，U）或者（D，D）或者（U，D），其中，U为上行时隙，D为下行时隙。

一种动态TDD-LTE系统中的UE，该UE包括：

F时隙配置获取模块：从当前动态TDD无线半帧的第一个时隙获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

所述F时隙配置获取模块进一步用于，通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

一种动态TDD-LTE系统，包括：

基站：通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式；

UE：从当前动态TDD无线半帧的第一个时隙获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

所述基站进一步用于，通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式；

所述UE进一步用于，通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

与现有技术相比，本发明实现了动态TDD-LTE系统中的F时隙配置，使得基站侧和UE侧能够保证对F时隙方向的理解一致，且未增加额外信令，同时给F时隙调度预留了充分时间，保证了F时隙的准确调度。

附图说明

图1为现有的动态TDD无线帧的帧结构示意图；

图2为当现有的动态TDD无线帧的4个F时隙全部配置成D时隙时的帧结构示意图；

图3为当现有的动态TDD无线帧的4个F时隙全部配置成U时隙时的帧结构示意图；

图4为本发明实施例提供的动态TDD-LTE系统中的F时隙配置方法流程图；

图5为应用本发明进行动态TDD-LTE系统中的F时隙配置的示意图；

图6为本发明实施例提供的动态TDD-LTE系统中的基站的组成示意图；

图7为本发明实施例提供的动态TDD-LTE系统中的UE的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图4为本发明实施例提供的动态TDD-LTE系统中的F时隙配置方法流程图，如图4所示，其具体步骤如下：

步骤401：基站在每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙（即D时隙）的物理控制格式指示信道（PCFICH，Physical Control Format IndicatorCHannel）信息中指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

这里，为何要通过前一个TDD无线半帧的第一个时隙来指示下一个TDD无线半帧的两个F时隙的配置方式，理由如下：

一般来说，动态TDD的思想是：在每个无线帧开始时，即10ms周期开始时确定F时隙的配置方式，并将配置方式通知UE。但该配置方法在第4个时隙（即第一个F时隙）配置成上行时隙时会产生问题，这是因为，上行调度至少有4个时隙的延时，这样就会导致没有下行时隙能调度该上行时隙。同时可以看出，将第5个时隙（即第二个F时隙）配置成上行时隙是不会有问题的，因为第1个时隙是D时隙，与第5个时隙有4个时隙的延时保证，因此可以使用第1个时隙发UL Grant命令来调度第5个时隙的上行传输。

由于上述原因，本发明提出了提前5ms半帧预指示F时隙的配置方式的方法，即通过前一个TDD无线半帧的第一个时隙来指示下一个TDD无线半帧的两个F时隙的配置方式。相应地，基站需要提前半帧，即5ms就确定F时隙的配置方式。

具体地，可通过重用D时隙的PCFICH信息来指示F时隙的配置方式。具体如下：

由于每个TDD无线半帧中有两个F时隙，该两个F时隙的配置方式理论上有四种：（U，U）、（D，D）、（U，D）和（D，U），其中，U表示上行时隙，D表示下行时隙。

其中，对于（D，U）配置方式，由于D时隙到U时隙之间的切换没有保护时隙（GP，Guard Period），因此，该配置方式是无效的。这样，实际上每个TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式一共有3种，即：（U，U）、（D，D）和（U，D）。

又由于PCFICH是可以在每个时隙动态灵活设置的，且恰好在每个时隙中，PCFICH信息可以取1、2、3三个值中的一个。因此，本发明中通过重用PCFICH信息来指示F时隙的配置方式。具体地，由于每个动态TDD无线半帧的第1个时隙固定为D时隙，则利用该D时隙的PCFICH信息来指示下一个半帧的两个F时隙的配置方式。例如，可以设定：当PCFICH信息=1时，表示下一个半帧的2个F时隙的配置方式是（U，U）；当PCFICH信息=2时，表示下一个半帧的2个F时隙的配置方式是（D，D）；当PCFICH信息=3时，表示下一个半帧的2个F时隙的配置方式是（U，D）。

图5给出了应用本发明进行动态TDD-LTE系统中的F时隙配置的示意图，如图5所示，对于第m个动态TDD无线帧，其前5ms半帧的两个F时隙的配置方式是通过第m-1个动态TDD无线帧的后5ms半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示的，其后5ms半帧的两个F时隙的配置方式是通过其前5ms半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示的，例如：若第m-1个动态TDD无线帧的后5ms半帧的第一个时隙的PCFICH信息=1，则表示第m个动态TDD无线帧的前5ms半帧的两个F时隙都配置为U时隙；若第m个动态TDD无线帧的前5ms半帧的第一个时隙的PCFICH信息=2，则表示第m个动态TDD无线帧的后5ms半帧的两个F时隙都配置为D时隙。

步骤402：UE通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

步骤403：基站和UE根据F时隙的配置方式，调度F时隙来进行业务交互。

图6为本发明实施例提供的动态TDD-LTE系统中的基站的组成示意图，如图6所示，其主要包括：F时隙配置模块61和业务交互模块62，其中：

F时隙配置模块61：通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，以使得UE能通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，并记录下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

F时隙配置模块61进一步用于，通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

F时隙配置模块61进一步用于，将下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置为：（U，U）或者（D，D）或者（U，D），其中，U为上行时隙，D为下行时隙。

业务交互模块62：根据F时隙配置模块61记录的下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，调度F时隙与UE进行业务交互。

图7为本发明实施例提供的动态TDD-LTE系统中的UE的组成示意图，如图7所示，其主要包括：F时隙配置获取模块71和业务交互模块72，其中：

F时隙配置获取模块71：从当前动态TDD无线半帧的第一个时隙获取并记录下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

F时隙配置获取模块71进一步用于，通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

业务交互模块72：根据F时隙配置获取模块71记录的下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，调度F时隙与基站进行业务交互。

本发明实施例还提供一种动态TDD-LTE系统，其主要包括：如图6所示实施例的基站和如图7所示实施例的UE。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种动态时分双工长期演进TDD-LTE系统中的时隙配置方法，其特征在于，该方法包括：

基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，以使得UE能通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式包括：

基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的物理控制格式指示信道PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式为：

（U，U）或者（D，D）或者（U，D），其中，U为上行时隙，D为下行时隙。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式为：

当PCFICH信息取1、2、3中的一个值时，分别表示三种配置方式（U，U）、（D，D）、（U，D）中的一种。

5.一种动态TDD-LTE系统中的基站，其特征在于，该基站包括：

F时隙配置模块：通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式，以使得UE能通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙得知下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述F时隙配置模块进一步用于，通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

7.根据权利要求5或6所述的基站，其特征在于，所述F时隙配置模块进一步用于，将下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置为：（U，U）或者（D，D）或者（U，D），其中，U为上行时隙，D为下行时隙。

8.一种动态TDD-LTE系统中的UE，其特征在于，该UE包括：

F时隙配置获取模块：从当前动态TDD无线半帧的第一个时隙获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

9.根据权利要求8所述的UE，其特征在于，所述F时隙配置获取模块进一步用于，通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

10.一种动态TDD-LTE系统，其特征在于，包括：

基站：通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式；

UE：从当前动态TDD无线半帧的第一个时隙获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，

所述基站进一步用于，通过每个5ms动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息指示下一个5ms动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式；

所述UE进一步用于，通过当前动态TDD无线半帧的第一个时隙的PCFICH信息获取下一个动态TDD无线半帧中的两个F时隙的配置方式。