CN105099541B - 一种实施上下行子帧切换的方法及其装置 - Google Patents

一种实施上下行子帧切换的方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的方法，其中，包括步骤：A.接受从基站侧发来的时序提前信息；B.根据所述时序提前信息设定所述通信用户端上行子帧的时序，通过测量确定所述通信用户端的下行子帧的时序，根据所述通信用户端的上行子帧和下行子帧的时序，确定对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval；C.根据所述间隔时间Tinterval和所述通信用户端的切换用时Ts，确定在上下行子帧互相切换过程中所实施的策略。本发明还公开了一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的装置和一种在基站端辅助通信用户端实施上下行子帧切换的方法。

Description

一种实施上下行子帧切换的方法及其装置
技术领域
本发明主要涉及无线通信技术领域，特别的，涉及一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的方法及其装置，和一种在基站端辅助该通信用户端实施上下行子帧切换的方法。
背景技术
在目前3GPP中，正在制定低成本的机器类型通信设备(MTC：Machine-TypeCommunication)的规范，其目标是降低用户端的成本使得其与GSM/GPRS设备相比具有竞争力。使用频分复用(FDD)的半双工的低成本MTC是被研究的一个重要议题，由于该类设备仅有一个振荡器，其将会对“接收到发送”(Rx-to-Tx)和“发送到接收”(Tx-to-Rx)的切换时间产生影响，该类MTC的切换时间在RAN4[LS R1-141109]中被讨论分析并得出如下结论:
“-低复杂度的半双工-频分复用MTC的用户端，如果仅使用一个振荡器，那么其“接收到发送”(Rx-to-Tx)的切换时间会达到1ms；
-低复杂度的半双工-频分复用MTC的用户端，如果仅使用一个振荡器，那么其“发送到接收”(Tx-to-Rx)的切换时间会达到1ms。”
而1ms的耗时显然高于一般通信设备在切换过程中所需要的消耗时间。
在规范36.211中规定了半双工-频分复用的用户端的运行方式，对于“接收到发送”的切换，通过不接收上行子帧之前的下行子帧中的部分符号来获得保护时间，该保护时间可用于“接收到发送”的切换。对于“发送到接收”的切换，通过把子帧的时序提前来形成保护时间(对于100km大小的小区，其回程时间RTT时间为667μs)。因此在实际的实施中，基站可以采用两种方式：如果小区尺寸非常大并且用户端在小区的边缘处，由于用户端只能接收到子帧中最初几个OFDM符号，基站可以在切换前的最后一帧中仅发送PDCCH和PHICH数据。如果小区尺寸小或者用户端在小区的中心附近，基站可以在被丢弃的下行子帧中传输数据。然而对于低复杂度的半双工-频分复用MTC来说，切换时间明显增加并且这会产生运行中的其他问题。
问题1：上下行数据的碰撞
图1示出了当基站和用户端距离比较近时上下行子帧的碰撞情况。图中带点的子帧表示需要进行下行传输的子帧，带点并标有阴影的子帧表示由于碰撞而会被丢弃的下行子帧；斜纹的子帧表示需要进行上行传输的子帧。
回程时间RTT指数据从用户端发送至基站，并由基站发送至用户端的传输时间。当基站与用户端的距离越远，则回程时间RTT越大。
当基站和用户端的距离比较近时，回程时间RTT非常小(可以近似忽略)，用户端的子帧时序和基站的子帧时序可以被认为是近似对齐的。在该情况下，当在上行切换至下行的过程中，该切换会影响到下行子帧中最初几个符号的接收(图1中UL1至DL2的切换影响到DL2子帧中最初几个符号的正常接收)。同样，当在下行切换至上行的过程中，该切换会影响下行子帧的接收(图1中DL5至UL6的切换影响到DL5子帧中数据的正常接收)。由于低复杂度的半双工-频分复用MTC的切换用时比一般的通信用户端的切换用时长，因此其对下行子帧的影响也更大(例如图1中，子帧DL5中会有更多的符号无法被用户端正常接收)。
图2示出了当基站和用户端距离比较远且用户端的切换用时比较长时上下行子帧的碰撞情况。图中带点的子帧表示需要进行下行传输的子帧，带点并标有阴影的子帧表示由于碰撞而会被丢弃的下行子帧；斜纹的子帧表示需要进行上行传输的子帧。
从图2中可以发现通过重新设定上下行子帧的时序能够使得用户端的上下行子帧的时序与基站端的上下行子帧的时序匹配，从而克服由于数据在长距离的传输所造成的用户端和基站的上下行子帧时序在时间上不一致的问题。通常，用户端上行子帧的时序相对于基站上行子帧的时序会略微提前，用户端下行子帧的时序相对于基站下行子帧的时序会略会延后，而提前量和延后量也通常是一样的。该提前量与延后量之和与回程时间RTT相等。
由于低成本或低复杂度的MTC用户端只使用一个振荡器，因此该类MTC从一个频率(例如，上行子帧所用频率)切换到另一个频率(例如，下行子帧所用频率)的时间比其他的通信端设备用时更长。根据RAN4，该类切换用时可能会高达1ms。因此，在这种情况下，当在上行切换至下行的过程中，该切换会影响到下行子帧中最初几个符号的接收(图2中UL1至DL2的切换影响到DL2子帧中最初几个符号的正常接收)，而最初的几个符号通常包含了比较重要的PDCCH和PHICH信息。同样，当在下行切换至上行的过程中，该切换会影响下行子帧的接收(图2中DL5至UL6的切换影响到DL4和DL5子帧中数据的正常接收)。
问题2：上行信道状态信息(CSI)报告和下行数据的碰撞
通常，CSI报告的发送周期一般为{2 5 10 20 40 80 160 32 64 128}，即每2子帧发送一个CSI报告，或每5子帧发送一个CSI报告，…，或每128子帧发送一个CSI报告。由于低复杂度的MTC的切换用时可能会达到1ms，因此CSI的报告周期不可能为2ms。而当CSI周期为5ms时，由于一个上行子帧可能会影响3个下行子帧的数据传输，因此5ms的周期也不合适。以下讨论CSI周期是10ms的情况：
图3示出了当CSI报告的发送周期为10ms时，CSI报告和下行数据的碰撞情况，在图3中，CSI被在用户端的上行子帧UL11和UL21中发送。由于需要在用户端的上行子帧UL21中传输CSI报告，子帧DL19，DL20和DL21中的数据传输会受到影响。而由于DL19和DL20不可用，UL23、UL24就无法在DL19和DL20中获得基站发送的上行授权，因此UL23、UL24这两个上行子帧只能被用于重传。由于DL21不可用，UL17中发送的PUSCH也无法在DL21中接收到对应的PHICH，也就是说PUSCH-PHICH时序也会受影响。所以PUSCH-PHICH时序和PDCCH(上行授权)-PUSCH时序会被影响。
为了避免上述技术问题，必须设计出一种上下行子帧的切换方式来降低上下行子帧间重要数据的碰撞并降低上述应答时序关系被影响的可能。
发明内容
为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面公开了一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的方法，其中，包括步骤：A.接受从基站侧发来的时序提前信息；B.根据所述时序提前信息设定所述通信用户端上行子帧的时序，通过测量确定所述通信用户端的下行子帧的时序,根据所述通信用户端的上行子帧和下行子帧的时序，确定对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval；C.根据所述间隔时间Tinterval和所述通信用户端的切换用时Ts，确定在上下行子帧互相切换过程中所实施的策略。
特别的，所述步骤C具体包括：c1.根据所述间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts的比较结果，确定在上行子帧切换到下行子帧的过程中所使用的上行至下行切换方式；c2.根据所述间隔时间Tinterval、所述切换用时Ts、下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul，确定在下行子帧切换到上行子帧的过程中所使用的下行至上行切换方式。
特别的，所述步骤c1具体包括：当所述间隔时间Tinterval比所述切换用时Ts长，或与所述切换用时Ts相等时，实施步骤i.在上行至下行切换前的最后一个上行子帧发送完所有数据后，把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率；当所述间隔时间Tinterval比所述切换用时Ts短时，实施步骤ii.在上行至下行切换前的最后一个上行子帧发送部分数据后，把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
特别的，所述步骤ii具体包括：计算所述最后一个上行子帧所需发送的符号个数Nlast，并在所述最后一个上行子帧发送完所需发送的Nlast个符号之后，把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
特别的，根据以下公式计算所述最后一个上行子帧所需发送的符号个数Nlast；Nlast＝Nsub-Max(0,ceil((TAg/(Tsym)))其中，Nsub表示所述最后一个上行子帧所有的符号个数；TAg表示所述切换用时Ts与所述间隔时间Tinterval的差；Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间。
特别的，所述步骤c2具体包括：当(Tsub-Tinterval)+Tsub≥Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts时，在下行至上行切换前的最后一个下行子帧中接受Ndl个符号后，把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率；当(Tsub-Tinterval)+Tsub<Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts时，在下行至上行切换后的第一个上行子帧开始前的时间Ts，把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率；其中，Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间，Tsub表示发送或接收一个子帧所需要的时间；其中，所述下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和所述上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul是预先设定的，或者由所述基站侧通过信令告知的。
根据本发明的另一个方面公开了一种在基站端辅助通信用户端实施上下行子帧切换的方法，所述通信用户端是低复杂度的半双工的频分复用通信用户设备，其中，包括步骤：I.根据所述基站所服务的小区的大小以及一般的低复杂度的半双工的频分复用通信用户端的切换用时Tc，设定全局时序提前值；II.根据所述全局时序提前值，设定所述基站端的上行子帧的时序；III.根据所述通信用户端与所述基站的距离确定所述通信用户端的回程时间RTT；IV.根据所述全局时序提前值和所述回程时间RTT确定所述通信用户端的时序提前信息，并通知给所述通信用户端。
特别的，所述全局时序提前值为0。
特别的，所述全局时序提前值等于所述切换用时Tc。
特别的，所述全局时序提前值为大于0并且小于所述切换用时Tc的任一值。
特别的，所述全局时序提前值为负值。
根据本发明的另一方面公开了一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的装置，其特征在于包括：时序设定单元，其根据接收到的时序提前信息设定所述通信用户端上行子帧的时序,通过测量确定所述通信用户端的下行子帧的时序；间隔时间确定单元，其根据所述通信用户端的上行子帧和下行子帧的时序，确定对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval；切换单元，其根据所述间隔时间Tinterval和所述通信用户端的切换用时Ts，确定在上下行子帧互相切换过程中所实施的策略。
特别的，所述切换单元包括：上行至下行切换单元，其根据所述间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts的比较结果，确定在上行子帧切换到下行子帧的过程中所使用的上行至下行切换方式；下行至上行切换单元，其根据所述间隔时间Tinterval、所述切换用时Ts、下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul，确定在下行子帧切换到上行子帧的过程中所使用的下行至上行切换方式。
特别的，所述上行至下行切换单元还包括：比较单元，其用于比较所述间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts；计算单元，其用于计算在上行至下行切换前的最后一个上行子帧所需发送的符号个数Nlast；第一切换实施单元，其用于把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
特别的，所述下行至上行切换单元还包括：判断单元，其用于根据(Tsub-Tinterval)+Tsub与Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts的比较结果判断所需使用的切换方式；第二切换实施单元，其用于把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率。
本发明所公开的方案具有如下优点：避免了低复杂度的半双工的频分复用通信用户端在上下行数据的切换过程中上下行子帧中的重要数据被碰撞或丢失；并通过放弃重要性低的数据保证重要性高的数据来提高数据的传输质量，提高了低复杂度的半双工的频分复用通信用户端的传输性能。
附图说明
通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；
图1示出了当基站和用户端距离比较近时上下行子帧的碰撞情况的示意图；
图2示出了当基站和用户端距离比较远且用户端的切换用时比较长时上下行子帧的碰撞情况的示意图；
图3示出了当CSI报告的发送周期为10ms时CSI报告和下行数据的碰撞情况的示意图；
图4示出了一种根据本发明所公开的对低复杂度的半双工的频分复用通信用户端实施上下行子帧切换的方法流程图；
图5示出了当基站和用户端距离比较远时使用本发明所公开的方法后的上下行子帧的示意图；
图6示出了当基站和用户端距离比较近时使用本发明所公开的方法后的上下行子帧的示意图；以及
图7示出了当基站和用户端距离比较近并且全局时序提前不为0时上下行子帧的示意图。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。需要说明的是，尽管本文中以特定顺序描述了本发明中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
通常，上下行子帧中传输的数据的重要程度是不一样的，例如用户端接收到的下行子帧中初始部分由于包含了例如PDCCH或PHICH等控制信息，所以具有最高的重要程度。由于用户端接收到的下行子帧中后端部分通常只包含PDSCH等信息，所以相对于用户端向基站发送的上行子帧中的数据，用户端接收到的下行子帧中后端部分的重要程度略低。因此，根据数据的重要程度，子帧中数据的优先级可以设定为：下行子帧中包含控制信令的数据部分优先于上行子帧中的数据；上行子帧中的数据优先于下行子帧中不包含控制信令的数据部分。通常控制信令位于下行子帧中的开始的2-3个符号中。基于上述优先级，本发明的设计构思是：优先保证下行子帧中的重要数据部分(下行子帧的前2-3个符号)的传输，其次保证上行子帧中的数据传输，最后再考虑下行子帧中后端符号的传输。
基于上述发明构思，本发明公开了一种对低复杂度的半双工的频分复用通信用户端实施上下行子帧切换的方法，以及在该通信用户端实施该方法的装置，该装置包括时序设定单元、间隔时间确定单元和切换单元，该切换单元包括上行至下行切换单元和下行至上行切换单元，其中，上行至下行切换单元包括比较单元、计算单元和第一切换实施单元；下行至上行切换单元包括判断单元和第二切换实施单元。
图4示出了一种根据本发明所公开的对低复杂度的半双工的频分复用通信用户端实施上下行子帧切换的方法流程图。以下将结合所述装置中的各个单元以及图4-7介绍对低复杂度的半双工的频分复用通信用户端实施上下行子帧切换的方法。在图5-7中，斜纹部分是上行子帧中正常传输的部分，黑点部分是下行子帧中正常传输的部分，阴影部分是子帧中无法被接收或发送的部分。
需要指出的是，为了便于说明，本文把用户端从发送至接收的切换称为上行至下行的切换，把用户端从接收至发送的切换称为下行至上行的切换。
如图4所示，在步骤S01中基站402设定全局时序提前值。
当用户端和基站的距离很远时，由于数据的传输需要时间，为了使用户发送的上行子帧被基站恰好在基站相应的上行子帧时序中被接收到，需要把用户端上行子帧的时序相对于基站的上行子帧的时序适当地提前，即用户端提前发送上行子帧。所述时序被提前的量就是时序提前值。通常用户端的时序提前值是基于回程时间RTT来决定的，时序提前值为一半的回程时间RTT，回程时间RTT越大，时序提前值也越大。同样，当用户端和基站的距离很远时，由于数据的传输需要时间，用户端接收到的下行数据时间相对于基站发送下行数据的时间也是有延后的，因此，用户端的下行子帧的时序相对于基站的下行子帧的时序是延后的，延后值和提前值相等，需要指出的是：我们并不需要对下行子帧的时序做专门的设定，因为用户端对于下行子帧的接收的时间点是用户端在接收过程中测量出的，而不是事先设定的。
参见图2可以发现：如果小区尺寸很大，并且用户端和基站之间所处的距离很大时，由于上行子帧和下行子帧间的回程时间RTT变大，因此第n个上行子帧和第n个下行子帧的时间间隔Tinterval也变大(此处，回程时间RTT等于第n个上行子帧和第n个下行子帧的时间间隔Tinterval)。在上行至下行切换的情况下，用户端的切换用时将会被该时间间隔Tinterval所吸收，在此时，低复杂度的MTC用户端的从上行至下行的切换用时不会影响到用户端对下行子帧的接收。
然而目前现有小区的大小一般不会超过100km，对于100km的小区来说，该小区的基站与位于小区边缘的用户端间的回程时间RTT仅为667μs。也就是说通过回程时间RTT最多只能吸收667μs的切换用时。为了使得更多的切换用时能够被吸收，可以通过设定基站的时序提前值来增加对应的(具有相同序号的)上下行子帧间的时间间隔，即：把基站的上行子帧的时序提前，这样用户端的上行子帧的时序为了与基站的子帧匹配，也会相应的进一步提前，而此时基站的下行子帧时序和用户端的下行子帧的时序仍旧保持不变。这样就能够通过扩展对应的上下行子帧间的时间间隔Tinterval，来实现吸收切换用时的目的。此时，对应的(具有相同序号的)上下行子帧间的时间间隔Tinterval等于回程时间RTT与基站的时序提前值之和。
在本发明中，基站的时序提前值被称为全局时序提前值。可以根据该基站所服务的小区的大小，来确定该全局时序提前值的取值；也可以根据通常被使用的低复杂度的半双工的频分复用通信用户端的切换用时Tc或多个低复杂度的半双工的频分复用通信用户端的切换用时Tc的平均值，来确定该全局时序提前值的取值。例如：当小区比较大，并且小区内通常被使用的半双工通信用户端的切换用时比较短的时候，则可以取比较小的值，甚至负值，以避免过大的对应的上下行子帧间的时间间隔Tinterval对子帧的负面影响。当小区比较小，并且小区内通常被使用的半双工通信用户端的切换用时比较长的时候，则可以取比较大的值。该全局时序提前值可以在部署基站时被配置，并且不会被经常性地修改。
根据本发明说公开的实施例，所述全局时序提前值可以是0，或在小区内通常被使用的低复杂度的半双工的频分复用通信用户端的切换用时Tc，或者大于0并且小于该通用的切换用时Tc的任一值，或者负值。
为了便于说明，图5和6中的示例为全局时序提前值为0时的情况。
在步骤S02中，基站402根据所述全局时序提前值，设定所述基站端的上行子帧的时序。如果该全局时序提前值为0，那么下行子帧和上行子帧的时序是对齐的，第n个下行子帧对齐于第n个上行子帧(n是子帧的序号)。如果该全局时序提前值为正数，则第n个上行子帧提前于第n个下行子帧。如果该全局时序提前值为负数，则第n个上行子帧延后于第n个下行子帧。
在步骤S03中，根据用户端401和基站402间的距离确定该通信用户端401的回程时间RTT。
在步骤S04中，基站402根据所述全局时序提前值和所述回程时间RTT确定所述通信用户端401的时序提前值。该用户的时序提前值为数据从用户端发送到基站侧的时间值加上所述全局时序提前值，例如，如果所述全局时序提前值为Tadvance-g，那么该通信用户端的时序提前值Tadvance-u是：RTT/2+Tadvance-g。
在步骤S05中，基站402把包含时序提前值Tadvance-u的时序提前信息发送给该通信用户端401。
在步骤S06中，用户端401中的时序设定单元根据从基站接收到的时序提前信息中的时序提前值设定所述通信用户端401的上行子帧的时序。也就是说用户端的上行子帧的时序将被相应的提前Tadvance-u。例如，如果时序提前值是500μs，那么该通信用户端401的上行子帧的时序将被提前500μs。然后时序设定单元会通过测量来确定该通信用户端的实际的下行子帧的时序。
在确认完用户端的上下行的子帧时序之后，间隔时间确定单元会根据所述通信用户端的上行子帧和下行子帧的时序，确定对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval，对应的上行子帧和下行子帧指在图中具有相同序号的上下行子帧，例如，在图5中，确认ULn和DLn相差的间隔时间(n为子帧的序号)，该间隔时间就是对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval。
在步骤S07中，用户端401中的上行至下行切换单元根据间隔时间Tinterval与用户端401的切换用时Ts的比较结果，确定在上行子帧切换到下行子帧的过程中所使用的上行至下行切换方式。其中，由于各个用户端的设备有差异性，因此各个用户端401的切换用时Ts是不同的。
参见图5所示出的根据本发明所使用的方法的子帧切换示意图。具体的，通过上行至下行切换单元中的比较单元来比较间隔时间Tinterval与切换用时Ts，当间隔时间Tinterval比切换用时Ts长，或间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts相等时，则说明切换用时可以被吸收，那么第一切换实施单元在上行至下行切换前的最后一个上行子帧(例如图5中的UL1)发送完所有数据之后，再在步骤S08中通过第一切换实施单元把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
当所述间隔时间Tinterval比所述切换用时Ts短时，则说明切换用时无法被全部吸收掉，如果在发送完上行子帧中的所有数据之后再实施切换会影响到对切换后的第一个下行子帧的接收(例如，图2和图5中的DL2)。为了确保切换后的第一个下行子帧被正常接收，本发明通过减少发送上行子帧中的数据，提前实施切换来保证切换后的第一个下行子帧的正常接收。
具体的，通过计算单元计算出在切换前的最后一个上行子帧(例如图5中的UL1)中可以传输的符号个数Nlast，并在所述最后一个上行子帧发送完Nlast个符号之后，再在步骤S08中通过第一切换实施单元把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。这样就能在开始接收切换后的第一个下行子帧(例如图5中的DL2)时，保证用户设备的频率为下行子帧频率。
根据本发明所公开的一个实施例，可以根据以下公式来计算出切换前的最后一个上行子帧可以发送的符号个数：
Nlast＝Nsub-Max(0,ceil((TAg/(Tsym))) 公式(1)
其中，Nsub表示所述最后一个上行子帧中所有的符号个数；TAg表示所述切换用时Ts与所述间隔时间Tinterval的差值，即TAg＝Ts-Tinterval；Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间；Ceil是向上取整运算符号。
同样的，当基站和用户端的距离比较近时，RTT＝0，间隔时间Tinterval＝0(需要注意：如果此时全局时序提前值不为0，则Tinterval也不为0)，同样也可以运用步骤S07中的方法来保证对切换后的第一个下行子帧的正常接收，图6示出了在当基站和用户端的距离比较近时，使用本发明所公开的方法的上下行子帧示意图。
在步骤S09中，用户端401中的下行至上行切换单元，根据所述间隔时间Tinterval、所述切换用时Ts、下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul，确定在下行子帧切换到上行子帧的过程中所使用的下行至上行切换方式。
为了确保下行子帧中例如控制信令之类的重要数据被传输，需要知道这类重要数据在下行子帧中的开头部分占几个符号，该符号的个数就是下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl，该数量可以根据实际的子帧的使用规则来确定。目前，这类数据通常位于下行子帧中的最初2-3个符号中。
同样，为了确保用户端401的上行子帧中能有效的传输数据，本发明中设定了上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul，该数量指示了下行至上行切换后的第一个上行子帧中所需要传输的符号的最少个数。
其中，所述下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和所述上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul可以是预先设定的，或者由基站402通过信令告知用户端401的。
下行至上行切换单元中的判断单元负责判断(Tsub-Tinterval)+Tsub与Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts的大小，其中，Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间，Tsub表示发送或接收一个子帧所需要的时间。
如图5所示，当(Tsub-Tinterval)+Tsub≥Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts时，则说明可以通过减少在切换后的第一个上行子帧(参见图5中的UL6)中发送的数据来保证切换前的最后一个下行子帧(参见图5中的DL5)中重要数据的传输，那么下行至上行切换单元会在下行至上行切换前的最后一个下行子帧(DL5)接收完Ndl个符号后，再使得第二切换实施单元把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率。
如图5所示，当(Tsub-Tinterval)+Tsub<Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts时，则说明无法保证切换前的最后一个下行子帧(DL5)中重要数据的传输，那么只能退而求其次：保证切换后的第一个上行子帧(UL6)尽可能正常的传输。那么下行至上行切换单元会在下行至上行切换后的第一个上行子帧(UL6)开始前的时间Ts，通过第二切换实施单元把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率，从而保证切换后的第一个上行子帧(UL6)的完整传输。
同样的，当基站和用户端的距离比较近时，RTT＝0，间隔时间Tinterval＝0(需要注意：如果此时全局时序提前值不为0，则Tinterval也不为0)，同样也可以运用步骤S09中的方法来实施下行至上行的切换，图6示出了在当基站和用户端的距离比较近时，使用本发明所公开的方法的上下行子帧示意图。
以上分析了全局时序提前值为0时的情况，当全局时序提前值不为0时，同样可以根据本发明所公开的方法对上下行子帧实施切换。如图6所示的例子，当其把全局时序提前值由0设定为用户端的切换用时时，可以获得图7中的上下行子帧时序图。对于图7中的示例，运用S02-S10中的步骤来实施上下行子帧的切换，同样可以降低切换中上下行子帧中重要数据的碰撞，从而提高重要数据的传输率。图7中示出了使用本发明后的子帧的情况。具体实施步骤与全局时序提前值为0时的情况相同，此处不再累述。
通过图6和图7的对比可以发现，在设定合理的全局时序提前值之后，不但保证了上行至下行切换后的下行子帧DL2的正常接收，而且保证了上行至下行切换前的最后一个上行子帧UL1的完整发送。也就是说，设定全局时序提前值可以通过减少下行子帧(DL5)中的非重要数据的传输，保证了上行子帧(UL1)中相对重要的数据的传输。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (13)

1.一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的方法，其中，包括步骤：
A.接收从基站侧发来的时序提前信息；
B.根据所述时序提前信息设定所述通信用户端上行子帧的时序，通过测量确定所述通信用户端的下行子帧的时序,根据所述通信用户端的上行子帧和下行子帧的时序，确定对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval；
C.根据所述间隔时间Tinterval和所述通信用户端的切换用时Ts，确定在上下行子帧互相切换过程中所实施的策略；
其中，所述步骤C具体包括：
c1.根据所述间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts的比较结果，确定在上行子帧切换到下行子帧的过程中所使用的上行至下行切换方式；
c2.根据所述间隔时间Tinterval、所述切换用时Ts、下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul，确定在下行子帧切换到上行子帧的过程中所使用的下行至上行切换方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤c1具体包括：
当所述间隔时间Tinterval比所述切换用时Ts长，或与所述切换用时Ts相等时，实施步骤i.在上行至下行切换前的最后一个上行子帧发送完所有数据后，把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率；
当所述间隔时间Tinterval比所述切换用时Ts短时，实施步骤ii.在上行至下行切换前的最后一个上行子帧发送部分数据后，把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤ii具体包括：
计算所述最后一个上行子帧所需发送的符号个数Nlast，并在所述最后一个上行子帧发送完所需发送的Nlast个符号之后，把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据以下公式计算所述最后一个上行子帧所需发送的符号个数Nlast；
Nlast＝Nsub-Max(0,ceil((TAg/(Tsym)))
其中，Nsub表示所述最后一个上行子帧所有的符号个数；TAg表示所述切换用时Ts与所述间隔时间Tinterval的差；Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤c2具体包括：
当(Tsub-Tinterval)+Tsub≥Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts时，在下行至上行切换前的最后一个下行子帧中接收Ndl个符号后，把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率；
当(Tsub-Tinterval)+Tsub<Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts时，在下行至上行切换后的第一个上行子帧开始前的时间Ts，把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率；
其中，Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间，Tsub表示发送或接收一个子帧所需要的时间；
其中，所述下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和所述上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul是预先设定的，或者由所述基站侧通过信令告知的。
6.一种在基站端辅助通信用户端实施上下行子帧切换的方法，所述通信用户端是低复杂度的半双工的频分复用通信用户设备，其中，包括步骤：
I.根据所述基站所服务的小区的大小以及一般的低复杂度的半双工的频分复用通信用户端的切换用时Tc，设定全局时序提前值；
II.根据所述全局时序提前值，设定所述基站端的上行子帧的时序；
III.根据所述通信用户端与所述基站的距离确定所述通信用户端的回程时间RTT；
IV.根据所述全局时序提前值和所述回程时间RTT确定所述通信用户端的时序提前信息，并通知给所述通信用户端。
7.根据权利要求6所述方法，其中，所述全局时序提前值为0。
8.根据权利要求6所述方法，其中，所述全局时序提前值等于所述切换用时Tc。
9.根据权利要求6所述方法，其中，所述全局时序提前值为大于0并且小于所述切换用时Tc的任一值。
10.根据权利要求6所述方法，其中，所述全局时序提前值为负值。
11.一种在低复杂度的半双工的频分复用通信用户端上实施上下行子帧切换的装置，其特征在于包括：
时序设定单元，其根据接收到的时序提前信息设定所述通信用户端上行子帧的时序,通过测量确定所述通信用户端的下行子帧的时序；
间隔时间确定单元，其根据所述通信用户端的上行子帧和下行子帧的时序，确定对应的上行子帧和下行子帧的间隔时间Tinterval；
切换单元，其根据所述间隔时间Tinterval和所述通信用户端的切换用时Ts，确定在上下行子帧互相切换过程中所实施的策略；
其中，所述切换单元包括：
上行至下行切换单元，其根据所述间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts的比较结果，确定在上行子帧切换到下行子帧的过程中所使用的上行至下行切换方式；
下行至上行切换单元，其根据所述间隔时间Tinterval、所述切换用时Ts、下行子帧所需传输的最少的符号个数Ndl和上行子帧所需传输的最少的符号个数Nul，确定在下行子帧切换到上行子帧的过程中所使用的下行至上行切换方式。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述上行至下行切换单元还包括：
比较单元，其用于比较所述间隔时间Tinterval与所述切换用时Ts；
计算单元，其用于计算在上行至下行切换前的最后一个上行子帧所需发送的符号个数Nlast；
第一切换实施单元，其用于把振荡器的频率从上行子帧所用的频率切换到下行子帧所用的频率。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述下行至上行切换单元还包括：
判断单元，其用于根据(Tsub-Tinterval)+Tsub与Ndl*Tsym+Nul*Tsym+Ts的比较结果判断所需使用的切换方式；其中，Tsym表示发送或接收一个符号所需的时间，Tsub表示发送或接收一个子帧所需要的时间；
第二切换实施单元，其用于把振荡器的频率从下行子帧所用的频率切换到上行子帧所用的频率。
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