CN107317661A - 低时延下行通信方法、装置及基站 - Google Patents

低时延下行通信方法、装置及基站 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低时延下行通信方法、装置及基站，其中，方法包括:基站通过低时延的下行帧与终端进行下行通信；其中，低时延的下行帧包括预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。本发明的低时延下行通信方法、装置及基站，可解决现有技术中采用短TTI子帧而造成的信道估计与解调的困难增加、调度开销和难度大幅提升的问题，且不会影响需要分段的大数据包业务的连续传输性能，支持更短的子帧长度，保证终端可快速、可靠地获取下行导频信号，实现有效的信道估计与相干解调，支持更小的传输环回时间，满足低时延的下行通信要求。

Description

低时延下行通信方法、装置及基站
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种低时延下行通信方法、装置及基站。
背景技术
第五代移动通信技术(5th-generation，简称5G)是对现有无线接入技术(包括2G、3G、4G和WiFi)的技术演进，以及一些新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。从某种程度上讲，5G将是一个真正意义上的融合网络，以融合和统一的标准，提供人与人、人与物以及物与物之间高速、安全和自由的联通。
对于移动通信业务而言，某些通信场景对时延的要求极为敏感，因而时延降低通信技术成为了未来5G通信的一个研究热点。具体来说，5G通信的时延需要控制在毫秒级，并且数据交换的频率要达到每秒数十次。例如，单数据包用户面空口单次传输时延不大于1ms，多次重传总时延不大于10ms，这对现有技术带来了挑战。
目前基于4G的长期演进技术(Long Term Evolution，简称LTE)的子帧长度为1ms，现有的帧结构和导频图案难以满足低时延传输的要求。例如对于频分双工(Frequency Division Duplexing，简称FDD)下行调度定时，在子帧n，UE收到物理下行控制信道(PhysicalDownlink Control Channel，简称PDCCH)调度同子帧物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，简称PDSCH)，终端(UserEquipment，UE)将在n+4子帧通过物理上行链路控制信道(PhysicalUplink Control Channel，简称PUCCH)反馈相应的确认或未确认(acknowledge/Nacknowledge，简称Ack/Nack)，基站eNB接收到该信息解码后，将在4ms后进行重传(或新传)，一次环回时间经历8ms，这无法满足低时延的要求。
为了达到低时延的下行通信目标，现有技术通常采用短传输时间间隔(Transmission Time Interval，简称TTI)子帧。然而，短TTI可能会对信道估计与解调造成较大困难，并大幅提升调度开销和难度。对于需要分段的大数据包业务，还会影响其连续传输性能。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明提供一种低时延下行通信方法、装置及基站，基于预先设计的用于通过降低子帧长度的方法实现低时延通信的帧结构和导频图案，可解决现有技术中采用短TTI子帧而造成的信道估计与解调的困难增加、调度开销和难度大幅提升的问题，且不会影响需要分段的大数据包业务的连续传输性能，支持更短的子帧长度，保证终端可快速、可靠地获取下行导频信号，实现有效的信道估计与相干解调，支持更小的传输环回时间，满足低时延的下行通信要求。
第一方面，本发明提供一种低时延下行通信方法，包括：
基站通过低时延的下行帧与终端进行下行通信；
其中，所述低时延的下行帧包括：预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。
可选地，所述下行帧的帧结构的参数包括但不限于：
子载波间隔为15kHz，采样周期为Ts＝1/(15000×2048)秒，采用2048点快速傅里叶逆变换IFFT产生正交频分多址接入OFDMA信号。
可选地，所述下行帧的帧结构的参数还包括但不限于：
对于序号Mod(7)＝0的子帧，其正交频分复用OFDM符号的循环前缀CP长度为160Ts，其他子帧CP长度为144Ts。
可选地，所述下行帧的帧结构的参数还包括但不限于：
业务信道传输时间间隔TTI长度为1个OFDM符号，资源调度粒度PRB为：时域为1个OFDM符号，频域为12个子载波。
可选地，所述下行帧的帧结构时长为Tf＝307200Ts＝10ms。
可选地，所述下行帧的各业务信道子帧采用相同的导频图案。
可选地，所述业务信道子帧中，所述基站的天线端口0的导频信号位置为每个资源块RB的第2和8个资源元素RE，所述基站的天线端口1的导频信号位置为每个RB的第5和11个RE，所述RB还包含8个数据RE，所述业务信道子帧支持不同终端共享所述天线端口0和1的导频信号。
可选地，所述天线端口0和1的导频信号均为CRS序列，分别为根据长度为31的Gold序列的四相相移键控QPSK调制生成的CRS0和CRS1。
第二方面，本发明提供一种低时延下行通信装置，应用于基站，包括：
下行通信单元，用于通过低时延的下行帧与终端进行下行通信；
其中，所述低时延的下行帧包括：预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。
第三方面，本发明提供一种基站，包括：上述低时延下行通信装置。
本发明的低时延下行通信方法、装置及基站，基于预先设计的用于通过降低子帧长度的方法实现低时延通信的帧结构和导频图案，可解决现有技术中采用短TTI子帧而造成的信道估计与解调的困难增加、调度开销和难度大幅提升的问题，且不会影响需要分段的大数据包业务的连续传输性能，支持更短的子帧长度，保证终端可快速、可靠地获取下行导频信号，实现有效的信道估计与相干解调，支持更小的传输环回时间，满足低时延的下行通信要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的低时延下行通信方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的下行帧结构示意图；
图3为本发明实施例提供的下行导频图案示意图；
图4为本发明一实施例提供的低时延下行通信装置的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例提供的低时延下行通信方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的低时延下行通信方法如下所述。
S1、基站通过低时延的下行帧与终端进行下行通信。
其中，所述低时延的下行帧包括：预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。
应说明的是，本实施例的终端通常指UE(User Equipment，用户设备)，也可以叫用户终端；本实施例的基站可以是宏基站(MacroeNB，或者eNB)，或者微基站(可以是Pico，Relay，HeNB，HNB，RRH)等，本实施例并不对其进行限定。
在具体应用中，如图2所示，图2示出了本发明实施例的下行帧结构示意图，本实施例的下行帧100的帧结构的参数可以进一步包括：
子载波间隔为15kHz，采样周期为Ts＝1/(15000×2048)秒，采用2048点快速傅里叶逆变换IFFT产生正交频分多址接入OFDMA信号。
作为本实施例的优选，上述帧结构中，对于序号Mod(7)＝0的子帧，其正交频分复用OFDM符号的循环前缀(Cyclic Prefix，简称CP)长度为160Ts，其他子帧CP长度为144Ts；
其中，Mod(x)是取模函数，即对x求余数。例如序号9Mod(7)＝2表示的是：9模7的余数是2。
进一步地，上述帧结构中，业务信道传输时间间隔TTI长度为1个OFDM符号，资源调度粒度PRB为时域为1个OFDM符号，频域为12个子载波。
作为本实施例的优选，下行帧100的帧结构时长为Tf＝307200Ts＝10ms。
应说明的是，本实施例的下行帧可以应用于全双工和半双工频分双工(Frequency Division Duplexing，简称FDD)，最大支持20MHz带宽。
由上述设置可知，本实施例将子帧时长缩短为原有的1/14，所以每个无线帧包含140个子帧，可通过降低子帧的长度进而实现低时延下行通信。
在具体应用中，上述下行帧100的各业务信道子帧采用相同的导频图案。具体地，图3为本发明实施例提供的下行导频图案201示意图；如图3所示，上述的业务信道子帧中，所述基站的天线端口0的导频信号(R0 202)位置为每个资源块RB的第2和8个资源元素RE，所述基站的天线端口1的导频信号(R1 203)位置为每个RB的第5和11个RE，所述RB还包含8个数据RE 204。
应说明的是，所述业务信道子帧支持不同终端共享所述天线端口0和1的导频信号(即R0和R1)。
进一步地，作为上述实施例的优选，本实施例的所述天线端口0和1的导频信号均为小区专有导频(Cell-specific RS，简称CRS)序列，分别是根据长度为31的Gold序列的四相相移键控(Quadrature PhaseShift Keying，简称QPSK)调制生成的CRS0和CRS1。
应说明的是，本实施例的所述天线端口0和1的导频信号的位置和数目是依据低时延通信的要求设计的，当TTI长度为一个OFDM符号时，对导频信号可靠性要求很高，每个子帧都需要包含导频信号，导频信号在频域上的间隔与信道预期的相干带宽和时延扩展有关，通过提高导频信号在频域和时域上的密度，可以保证单位时间内提供更多的导频信号粒度，进而保证基站快速获取导频以及后续信道估和快速调度，实现低时延下行通信。
具体来说，本实施例的下行帧结构是基于现有LTE帧结构变化而来，现有帧结构中每个无线帧包含10个子帧，本实施例通过将子帧时长缩短，及降低子帧长度，使每个无线帧包含更多的子帧，并设计相应的导频结构，保证基站快速获取导频以及后续信道估和快速调度，用于实现低时延通信。
应说明的是，本实施例中的帧结构的改变，对LTE的传输体制影响不大，可满足基站快速可靠地实现信道估计和解调以及多用户复用的要求。
本实施例的低时延下行通信方法，基于预先设计的用于通过降低子帧长度的方法实现低时延通信的帧结构和导频图案，可解决现有技术中采用短TTI子帧而造成的信道估计与解调的困难增加、调度开销和难度大幅提升的问题，且不会影响需要分段的大数据包业务的连续传输性能，支持更短的子帧长度，保证终端可快速、可靠地获取下行导频信号，实现有效的信道估计与相干解调，支持更小的传输环回时间，满足低时延的下行通信要求。
图4为本发明一实施例提供的低时延下行通信装置的结构示意图，如图4所示，本实施例的低时延下行通信装置4包括：
下行通信单元41，用于通过低时延的下行帧与终端进行下行通信；
其中，所述低时延的下行帧包括：预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。
本实施例的低时延下行通信装置，可解决现有技术中采用短TTI子帧而造成的信道估计与解调的困难增加、调度开销和难度大幅提升的问题，且不会影响需要分段的大数据包业务的连续传输性能，支持更短的子帧长度，保证终端可快速、可靠地获取下行导频信号，实现有效的信道估计与相干解调，支持更小的传输环回时间，满足低时延的下行通信要求。
本实施例所述的装置可以用于执行上述方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
需要说明的是，对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
图5为本发明一实施例提供的基站的结构示意图，如图5所示，该基站包括：图4所示实施例所述的低时延下行通信装置4。
本实施例的基站，可解决现有技术中采用短TTI子帧而造成的信道估计与解调的困难增加、调度开销和难度大幅提升的问题，且不会影响需要分段的大数据包业务的连续传输性能，支持更短的子帧长度，保证终端可快速、可靠地获取下行导频信号，实现有效的信道估计与相干解调，支持更小的传输环回时间，满足低时延的下行通信要求。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低时延下行通信方法，其特征在于，包括：
基站通过低时延的下行帧与终端进行下行通信；
其中，所述低时延的下行帧包括：预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行帧的帧结构的参数包括但不限于：
子载波间隔为15kHz，采样周期为Ts＝1/(15000×2048)秒，采用2048点快速傅里叶逆变换IFFT产生正交频分多址接入OFDMA信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下行帧的帧结构的参数还包括但不限于：
对于序号Mod(7)＝0的子帧，其正交频分复用OFDM符号的循环前缀CP长度为160Ts，其他子帧CP长度为144Ts。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述下行帧的帧结构的参数还包括但不限于：
业务信道传输时间间隔TTI长度为1个OFDM符号，资源调度粒度PRB为：时域为1个OFDM符号，频域为12个子载波。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行帧的帧结构时长为Tf＝307200Ts＝10ms。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行帧的各业务信道子帧采用相同的导频图案。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述业务信道子帧中，所述基站的天线端口0的导频信号位置为每个资源块RB的第2和8个资源元素RE，所述基站的天线端口1的导频信号位置为每个RB的第5和11个RE，所述RB还包含8个数据RE，所述业务信道子帧支持不同终端共享所述天线端口0和1的导频信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述天线端口0和1的导频信号均为CRS序列，分别为根据长度为31的Gold序列的四相相移键控QPSK调制生成的CRS0和CRS1。
9.一种低时延下行通信装置，应用于基站，其特征在于，包括：
下行通信单元，用于通过低时延的下行帧与终端进行下行通信；
其中，所述低时延的下行帧包括：预先设计的帧结构和导频图案，所述帧结构和导频图案用于通过降低子帧长度的方法实现低时延下行通信。
10.一种基站，其特征在于，包括：权利要求9所述的低时延下行通信装置。
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