CN108028739A - 在无线通信系统中使用灵活fdd帧执行通信的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种在无线通信系统中终端使用灵活频分双工(FDD)帧执行通信的方法包括以下步骤：使用灵活FDD帧发送和接收信号，其中，该灵活FDD帧包括从无线通信系统分配为下行链路资源的下行链路频带和分配为上行链路资源的上行链路频带，其中，上行链路频带可包括由基站针对灵活FDD方案分配为下行链路资源的下行链路子带。

Description

在无线通信系统中使用灵活FDD帧执行通信的方法及其装置
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体地讲，涉及一种在无线通信系统中使用灵活FDD帧执行通信的方法及其设备。
背景技术
与按照正交方式划分时间或频率资源的传统半双工通信相比，全双工通信通过允许节点同时执行发送和接收而理论上使系统容量翻倍。
图1是支持全双工无线电(FDR)的UE和基站(BS)的概念图。
在图1所示的FDR情形下，生成以下三种类型的干扰。
装置内自干扰：由于发送和接收发生在相同的时间和频率资源上，所以在BS或UE处同时接收期望的信号和从BS或UE发送的信号。发送的信号在BS或UE的接收(Rx)天线处几乎没有衰减地被接收，因此其功率远大于期望的信号。结果，发送的信号充当干扰。
UE到UE链路间干扰：UE所发送的上行链路(UL)信号在相邻UE处被接收，因此充当干扰。
BS到BS链路间干扰：BS到BS链路间干扰是指在HetNet状态下的BS或异构BS(微微、毫微微和中继)之间发送并由另一BS的Rx天线接收的信号所导致的干扰。
发明内容
技术任务
本发明的第一目的在于提供一种由UE执行的用于在无线通信系统中使用灵活FDD帧执行通信的方法。
本发明的第二目的在于提供一种用于在无线通信系统中使用灵活FDD帧执行通信的UE。
本领域技术人员将理解，本发明可实现的目的不限于上文具体描述的那些，本发明可实现的上述和其它目的将从以下详细描述更清楚地理解。
技术方案
为了实现本发明的第一目的，本文提供了一种在无线通信系统中由用户设备(UE)使用灵活频分双工(FDD)帧执行通信的方法，该方法包括使用灵活FDD帧来收发信号，其中，该灵活FDD帧可包括由无线通信系统分配为下行链路资源的下行链路频带和分配为上行链路资源的上行链路频带，并且其中，上行链路频带可包括由基站(BS)针对灵活FDD方案分配为下行链路资源的下行链路子带。上行链路频带还可包括上行链路子带和保护频带。灵活FDD帧的上行链路频带可包括用于下行链路传输的至少一个子帧、用于上行链路传输的至少一个子帧和保护时间。上行链路频带还可包括上行链路子带、保护频带和保护时间。上行链路频带还可包括用于发送探测参考信号(SRS)的资源。
为了实现本发明的第二目的，本文提供了一种用于在无线通信系统中使用灵活频分双工(FDD)帧执行通信的用户设备(UE)，该UE包括：射频(RF)单元；以及处理器，该处理器被配置为控制RF单元使用灵活FDD帧来收发信号，其中，该灵活FDD帧可包括由无线通信系统分配为下行链路资源的下行链路频带和分配为上行链路资源的上行链路频带，并且其中，上行链路频带可包括由基站(BS)针对灵活FDD方案分配为下行链路资源的下行链路子带。上行链路频带还可包括上行链路子带和保护频带。灵活FDD帧的上行链路频带可包括用于下行链路传输的至少一个子帧、用于上行链路传输的至少一个子帧和保护时间。上行链路频带还可包括上行链路子带、保护频带和保护时间。上行链路频带还可包括用于发送探测参考信号(SRS)的资源。
有益效果
根据本发明，可消除由传统FDD方案的不对称数据业务导致的资源的低效使用，从而改进通信效率。
本领域技术人员将理解，可通过本发明实现的效果不限于上文具体描述的那些，本发明的其它优点将从以下详细描述更清楚地理解。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出本发明的实施方式并且与说明书一起用于说明本发明的原理。
图1是示出支持本发明中所提出的UE的全双工/半双工通信操作方案的示例性网络的图。
图2是无线通信系统100中的基站(BS)105和用户设备(UE)110的配置的框图。
图3是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统中所使用的无线电帧的结构的图。
图4是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统的下行链路时隙的资源网格的图。
图5是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统中所使用的下行链路子帧的结构的图。
图6是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统中所使用的上行链路子帧的结构的图。
图7是示出FDR通信情形中的发送/接收链路和自干扰(SI)的概念的图。
图8是示出在设备的射频(RF)Tx和Rx端(或者RF前端)中应用三种自IC方案的位置的示图。
图9是在基于图8的OFDM通信环境中所提出的通信设备中的自IC装置的框图。
图10是示出传统FDD-LTE无线电传输方案和灵活FDD无线电传输方案之间的资源使用效率的比较的图。
图11是示出根据灵活FDD方案的资源使用的图。
图12是示出FDD-LTE系统中的HARQ定时的图。
图13示出具有系统所分配的UL频带按照以下次序被划分成三个子带的帧结构的示例性灵活FDD无线电传输方案：下行链路频带/保护频带/上行链路频带(DL/GB/UL)。
图14是示出按照以下次序设定三个连续的UL子帧的示例性方法的图：DL/GT/UL。
图15是示出按照以下次序设定两个连续的UL子帧的示例性方法的图：DL/GT/UL。
图16a和图16b是分别示出根据实施方式1和实施方式2的最后UL符号被分配用于SRS传输的示例的图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施方式，其示例示出于附图中。在下文中，本发明的详细描述包括有助于充分理解本发明的细节。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可在没有这些细节的情况下实现。例如，尽管以下描述在移动通信系统包括3GPP LTE系统的假设下详细进行，但是除了3GPP LTE的独特特征之外，以下描述适用于其它随机的移动通信系统。
有时，为了防止本发明变得模糊，公知的结构和/或装置被跳过或者可被表示成以结构和/或装置的核心功能为中心的框图。只要可能，贯穿附图将使用相同的标号来指代相同或相似的部分。
此外，在以下描述中，假设终端是诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、高级移动站(AMS)等的移动或固定用户级装置的通用名。并且，假设基站(BS)是诸如节点B(NB)、eNodeB(eNB)、接入点(AP)等与终端通信的网络级随机节点的通用名称。尽管本说明书基于IEEE802.16m系统来描述，但是本发明的内容可适用于各种类型的其它通信系统。
在移动通信系统中，用户设备能够在下行链路中接收信息，并且也能够在上行链路中发送信息。用户设备节点发送或接收的信息可包括各种类型的数据和控制信息。根据用户设备所发送或接收的信息的类型和用途，可存在各种物理信道。
以下描述可用于各种无线接入系统，包括CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)、SC-FDMA(单载波频分多址)等。CDMA可通过诸如UTRA(通用地面无线电接入)、CDMA2000等的无线电技术来实现。TDMA可利用诸如GSM/GPRS/EDGE(全球移动通信系统)/通用分组无线电业务/增强数据速率GSM演进的无线电技术来实现。OFDMA可利用诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、E-UTRA(演进UTRA)等的无线电技术来实现。UTRA是UMTS(通用移动电信系统)的一部分。3GPP(第三代合作伙伴计划)LTE(长期演进)是使用E-UTRA的E-UMTS(演进UMTS)的一部分。3GPP LTE在DL中采用OFDMA并且在UL中采用SC-FDMA。并且，LTE-A(高级LTE)是3GPP LTE的演进版本。
此外，在以下描述中，提供了特定术语以帮助理解本发明。并且，在本发明的技术构思的范围内，可将特定术语的使用修改为另一形式。
图2是无线通信系统100中的基站105和用户设备110的配置的框图。
尽管图中示出了一个基站105和一个用户设备110(包括D2D用户设备)以示意性地表示无线通信系统100，无线通信系统100可包括至少一个基站和/或至少一个用户设备。
参照图2，基站105可包括发送(Tx)数据处理器115、符号调制器120、发送机125、收发天线130、处理器180、存储器185、接收机190、符号解调器195和接收数据处理器197。并且，用户设备110可包括发送(Tx)数据处理器165、符号调制器170、发送机175、收发天线135、处理器155、存储器160、接收机140、符号解调器155和接收数据处理器150。尽管在图中基站/用户设备105/110包括一个天线130/135，基站105和用户设备110中的每一个包括多个天线。因此，本发明的基站105和用户设备110中的每一个支持MIMO(多输入多输出)系统。并且，根据本发明的基站105可支持SU-MIMO(单用户-MIMO)和MU-MIMO(多用户-MIMO)系统二者。
在下行链路中，发送数据处理器115接收业务数据，通过将所接收的业务数据格式化来对所接收的业务数据进行编码，对编码的业务数据进行交织，对交织的数据进行调制(或符号映射)，然后提供调制的符号(数据符号)。符号调制器120通过接收并处理数据符号和导频符号来提供符号流。
符号调制器120将数据和导频符号复用在一起，然后将复用的符号发送到发送机125。这样做时，各个发送的符号可包括数据符号、导频符号或零信号值。在各个符号持续时间内，可连续地发送导频符号。这样做时，导频符号可包括频分复用(FDM)、正交频分复用(OFDM)或码分复用(CDM)的符号。
发送机125接收符号流，将所接收的流转换为至少一个或更多个模拟信号，另外调节模拟信号(例如，放大、滤波、频率上转换)，然后生成适合于在无线电信道上传输的下行链路信号。随后，经由天线130将下行链路信号发送到用户设备。
在用户设备110的配置中，接收天线135从基站接收下行链路信号，然后将所接收的信号提供给接收机140。接收机140调节所接收的信号(例如，滤波、放大和频率下转换)，将所调节的信号数字化，然后获得样本。符号解调器145解调所接收的导频符号，然后将其提供给处理器155以用于信道估计。
符号解调器145从处理器155接收下行链路的频率响应估计值，对所接收的数据符号执行数据解调，获得数据符号估计值(即，发送的数据符号的估计值)，然后将数据符号估计值提供给接收(Rx)数据处理器150。接收数据处理器150通过对数据符号估计值执行解调(即，符号解映射、解交织和解码)来重构发送的业务数据。
符号解调器145的处理和接收数据处理器150的处理分别与基站105中的符号调制器120的处理和发送数据处理器115的处理互补。
在上行链路中的用户设备110中，发送数据处理器165处理业务数据，然后提供数据符号。符号调制器170接收数据符号，将所接收的数据符号复用，对复用的符号执行调制，然后将符号流提供给发送机175。发送机175接收符号流，处理所接收的流，并生成上行链路信号。该上行链路信号然后经由天线135被发送到基站105。
在基站105中，经由天线130从用户设备110接收上行链路信号。接收机190处理所接收的上行链路信号，然后获得样本。随后，符号解调器195处理样本，然后提供在上行链路中接收的导频符号和数据符号估计值。接收数据处理器197处理数据符号估计值，然后重建从用户设备110发送的业务数据。
用户设备110/基站105的处理器155/180指示用户设备110/基站105的操作(例如，控制、调节、管理等)。处理器155/180可连接到被配置为存储程序代码和数据的存储器单元160/185。存储器160/185连接到处理器155/180以存储操作系统、应用和一般文件。
处理器155/180可被称为控制器、微控制器、微处理器、微型计算机等中的一种。并且，可使用硬件、固件、软件和/或其任何组合来实现处理器155/180。在通过硬件的实现方式中，处理器155/180可设置有被配置为实现本发明的装置，例如ASIC(专用集成电路)、DSP(数字信号处理器)、DSPD(数字信号处理器件)、PLD(可编程逻辑器件)、FPGA(现场可编程门阵列)等。
此外，在使用固件或软件来实现本发明的实施方式的情况下，固件或软件可被配置为包括用于执行本发明的上述功能或操作的模块、过程和/或函数。并且，被配置为实现本发明的固件或软件被加载在处理器155/180中或被保存在存储器160/185中以由处理器155/180驱动。
用户设备/基站与无线通信系统(网络)之间的无线电协议的层可基于通信系统所熟知的OSI(开放系统互连)模型的3个较低层被分类为第一层L1、第二层L2和第三层L3。物理层属于第一层并且经由物理信道提供信息传送服务。RRC(无线电资源控制)层属于第三层并且提供UE与网络之间的控制无线电资源。用户设备和基站能够通过无线通信网络和RRC层彼此交换RRC消息。
在本说明书中，尽管除了用户设备110/基站105接收或发送信号的功能之外，用户设备/基站的处理器155/180执行处理信号和数据的操作，但是为了清晰，在以下描述中将不具体地提及处理器155和180。在以下描述中，除了没有具体提及的接收或发送信号的功能之外，处理器155/180可被视为执行诸如数据处理等的一系列操作。
图3是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统中所使用的无线电帧的结构的图。
作为一般无线传输方法，对于基站与作为无线装置的无线用户设备(UE)之间的无线传输，从基站到无线UE的传输被称为下行链路传输，从无线UE到基站的传输被称为上行链路传输。在下行链路传输和上行链路传输之间划分无线电资源的方案被定义为“双工”。在将频带划分为下行链路传输频带和上行链路传输频带的状态下的双向发送和接收被称为频分双工(FDD)，在将时域无线电资源划分为下行链路持续时间资源和相同频带中的上行链路持续时间资源的状态下的发送和接收被称为时分双工(TDD)。
在蜂窝OFDM无线分组通信系统中，上行链路(UL)/下行链路(DL)数据分组逐子帧地发送，并且一个子帧被定义为包括多个OFDM符号的预定时间间隔。3GPP LTE支持适用于频分双工(FDD)的类型1无线电帧结构和适用于时分双工(TDD)的类型2无线电帧结构。
图3(a)示出类型1无线电帧结构。下行链路无线电帧被划分成十个子帧。各个子帧在时域中包括两个时隙。发送一个子帧所需的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。例如，子帧可具有1ms的持续时间，并且一个时隙可具有0.5ms的持续时间。时隙可包括时域中的多个OFDM符号和频域中的多个资源块(RB)。由于3GPP LTE将OFDMA用于下行链路，所以OFDM符号表示一个符号周期。OFDM符号可被称为SC-FDMA符号或符号周期。作为资源分配单元的资源块(RB)可在时隙中包括多个连续的子载波。
包括在一个时隙中的OFDM符号的数量取决于循环前缀(CP)的配置。CP被划分为扩展CP和正常CP。对于配置各个OFDM符号的正常CP，时隙可包括7个OFDM符号。对于配置各个OFDM符号的扩展CP，各个OFDM符号的持续时间扩展，因此，包括在时隙中的OFDM符号的数量小于正常CP的情况。对于扩展CP，时隙可包括例如6个OFDM符号。当信道状态不稳定时(如在UE高速移动的情况下)，扩展CP可用于减少符号间干扰。
当使用正常CP时，各个时隙包括7个OFDM符号，因此，各个子帧包括14个OFDM符号。在这种情况下，各个子帧的前三个OFDM符号可被分配给物理下行链路控制信道(PDCCH)，其它OFDM符号可被分配给物理下行链路共享信道(PDSCH)。
图3(b)示出类型2无线电帧结构。
类型2无线电帧包括两个半帧，各个半帧具有5个子帧、下行链路导频时隙(DwPTS)、保护周期(GP)和上行链路导频时隙(UpPTS)。各个子帧包括两个时隙。DwPTS用于UE中的初始小区搜索、同步或信道估计，而UpPTS用于基站中的信道估计和UE中的UL传输同步。提供GP以消除由于DL与UL之间的DL信号的多径延迟而在UL上生成的干扰。
各个半帧包括5个子帧，子帧“D”是用于下行链路传输的子帧，子帧“U”是用于上行链路传输的子帧，子帧“S”是包括DwPTS(下行链路导频时隙)、保护周期(GP)和UpPTS(上行链路导频时隙)的特殊子帧。DwPTS用于UE中的初始小区搜索、同步或信道估计，而UpPTS用于基站中的信道估计和UE中的UL传输同步。提供GP以消除由于DL与UL之间的DL信号的多径延迟而在UL中生成的干扰。
特殊子帧S在5ms下行链路-上行链路切换点周期的情况下存在于各个半帧中，在5ms下行链路-上行链路切换点周期的情况下仅存在于第一个半帧中。子帧索引0和5和DwPTS仅用于下行链路传输。紧接在UpPTS和特殊子帧之后的子帧总是用于上行链路传输。如果多个小区被聚合，则UE可在所有小区上假设相同的上行链路-下行链路配置并且不同小区中的特殊子帧的GP交叠至少1456Ts。无线电帧结构仅是示例，并且可对包括在无线电帧中的子帧的数量、包括在子帧中的时隙的数量或者包括在时隙中的符号的数量进行各种修改。
下面的[表1]示出特殊帧的配置(DwPTS/GP/UpPTS的长度)。
[表1]
下面的[表2]示出3GPP LTE系统中的类型2帧结构的上行链路-下行链路配置。
[表2]
参照[表2]，在3GPP LTE系统中，类型2帧结构中存在七种上行链路-下行链路配置。下行链路子帧、特殊帧或上行链路子帧的位置或数量可根据配置而改变。以下将集中于表2所示的类型2帧结构的UL-DL配置来描述本发明的各种实施方式。下表3示出TDD配置0～6的k值。
[表3]
经由类型1帧结构的子帧(i)处分配给UE的PHICH接收的HARQ-ACK可与子帧(i-4)处的PUSCH传输关联。在类型2帧结构UL/DL配置1～6中，经由子帧(i)处分配给UE的PHICH接收的HARQ-ACK可与子帧i-k(其中k如表3所示)处的PUSCH传输关联。
以下将描述用于3GPP LTE/LTE-A系统中的UE HARQ-ACK过程。将集中于用于3GPPLTE/LTE-A系统中的UE HARQ-ACK过程来公开本发明。
[表4]
以下将描述用于3GPP LTE/LTE-A系统中的PHICH指派过程。将集中于用于3GPPLTE/LTE-A系统中的PHICH指派过程来公开本发明。
[表5]
[表6]
图4是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统的下行链路时隙的资源网格的图。
参照图4，DL时隙在时域中包括多个OFDM符号。一个DL时隙包括7(或6)个OFDM符号，并且RB在频域中包括12个子载波。资源网格的各个元素被称为资源元素(RE)。RB包括12×7(6)个RE。包括在DL时隙中的RB的数量NRB取决于DL传输带宽。除了OFDM符号被SC-FDMA符号代替之外，UL时隙可具有与DL时隙相同的结构。
图5是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统中所使用的下行链路子帧的结构的图。
参照图5，位于子帧内的第一时隙的前部的最多三(四)个OFDM符号对应于分配有控制信道的控制区域。剩余OFDM符号对应于分配有物理下行链路共享信道(PDSCH)的数据区域。用在LTE中的下行链路控制信道的示例包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)等。PCFICH在子帧的第一OFDM符号上发送并且承载关于子帧内用于控制信道的传输的OFDM符号的数量的信息。PHICH是对上行链路传输的响应并且承载HARQ确认(ACK)/否定确认(NACK)信号。
PDCCH上承载的控制信息被称为下行链路控制信息(DCI)。作为DCI格式，定义了用于上行链路的格式0和用于下行链路的格式1、1A、1B、1C、1D、2、2A、3和3A。DCI格式根据其用途选择性地包括跳频标志、RB分配、调制编码方案(MCS)、冗余版本(RV)、新数据指示符(NDI)、发送功率控制(TPC)、循环移位解调参考信号(DMRS)、信道质量信息(CQI)请求、HARQ进程号、发送预编码矩阵指示符(TPMI)、预编码矩阵指示符(PMI)确认等。
PDCCH可传送关于下行链路共享信道(DL-SCH)的资源分配和传输格式的信息、关于上行链路共享信道(UL-SCH)的资源分配和传输格式的信息、寻呼信道(PCH)的寻呼信息、关于DL-SCH的系统信息、关于诸如在PDSCH上发送的随机接入响应的高层控制消息的资源分配的信息、针对UE组的各个UE的Tx功率控制命令集合、Tx功率控制命令、互联网协议语音(VoIP)激活指示信息等。可在控制区域中发送多个PDCCH。UE可监测多个PDCCH。PDCCH在一个或多个连续的控制信道元素(CCE)的聚合上发送。CCE是用于基于无线电信道的状态向PDCCH提供编码速率的逻辑分配单元。CCE对应于多个资源元素组(REG)。PDCCH的格式和PDCCH比特数根据CCE的数量来确定。基站根据要发送给UE的DCI来确定PDCCH格式，并且将循环冗余校验附到控制信息。根据PDCCH的所有者或用途，通过唯一标识符(ID)(例如，无线电网络临时标识符(RNTI))对CRC进行掩码处理。如果PDCCH是为了特定UE，则可通过UE的ID(例如，小区-RNTI(C-RNTI))来对CRC进行掩码处理。如果PDCCH承载寻呼消息，则可通过寻呼ID(例如，寻呼-RNTI(P-RNTI))来对CRC进行掩码处理。如果PDCCH承载系统信息，具体地讲，系统信息块(SIB)，则可通过系统信息ID(例如，系统信息RNTI(SI-RNTI))来对CRC进行掩码处理。如果PDCCH用于随机接入响应，则可通过随机接入-RNTI(RA-RNTI)来对CRC进行掩码处理。
图6是示出作为无线通信系统的示例的3GPP LTE/LTE-A系统中所使用的上行链路子帧的结构的图。
参照图6，UL子帧包括多个(例如，两个)时隙。时隙可包括SC-FDMA符号，其数量根据CP长度而变化。UL子帧在频域中被划分为控制区域和数据区域。数据区域包括物理上行链路共享信道(PUSCH)并且用于发送诸如语音的数据信号。控制区域包括物理上行链路控制信道(PUCCH)并且用于发送上行链路控制信息(UCI)。PUCCH包括在频率轴上位于数据区域的两端的RB对并且在时隙边界上跳频。
PUCCH可用于发送以下控制信息。
-调度请求(SR)：这是用于请求UL-SCH资源的信息并且使用开关键控(OOK)方案来发送。
-HARQ ACK/NACK：这是对PDSCH上的下行链路数据分组的响应信号，并且指示下行链路数据分组是否已被成功接收。作为对单个下行链路码字(CW)的响应发送1比特ACK/NACK信号，作为对两个下行链路码字的响应发送2比特ACK/NACK信号。
-信道质量指示符(CQI)：这是关于下行链路信道的反馈信息。关于MIMO的反馈信息包括秩指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)、预编码类型指示符(PTI)等。每子帧使用20比特。
UE可通过子帧发送的控制信息(UCI)的量取决于可用于控制信息传输的SC-FDMA符号的数量。可用于控制信息传输的SC-FDMA符号对应于子帧的用于参考信号传输的SC-FDMA符号以外的SC-FDMA符号。在配置有探测参考信号(SRS)的子帧的情况下，从可用于控制信息传输的SC-FDMA符号排除子帧的最后SC-FDMA符号。参考信号用于检测PUCCH的一致性。PUCCH根据其上发送的信息支持七种格式。
与通过划分频率或时间来发送/接收UL和DL信号的传统系统相比，能够在相同的频带上同时发送和接收UL和DL信号的FDR Tx/Rx系统的频谱效率可增加两倍或以下，使得FDR Tx/Rx系统已突显成为下一代5G移动通信系统的核心技术。
从任意无线装置的角度，基于单个传输频带的FDR可由能够通过单个传输频带同时执行发送和接收的传输资源配置方案来定义。作为FDR的特例，一般BS(或者中继器、中继节点、远程无线电头端(RRH)等)与UE之间的无线通信可被表示成能够通过单个Tx频带不仅同时执行BS的DL发送和UL接收，而且同时执行UE的DL接收和UL发送的Tx资源配置方案。在另一示例中，在UE之间的D2D(装置对装置)直接通信下，这种无线通信可被表示成在相同的Tx频带上同时执行UE之间的Tx和Rx操作的Tx资源配置方案。尽管为了描述方便，以下描述将公开一般BS与指示无线终端的UE之间的示例性无线Tx/Rx和FDR相关技术，但是本发明的范围也可被应用于能够执行一般BS与UE之间的无线Tx/Rx的网络UE，并且还可根据需要包括D2D直接通信的示例。
图7是示出FDR通信情形中的发送/接收链路和自干扰(SI)的概念的图。
如图7所示，SI可被划分为从发送天线发送的信号在没有路径衰减的情况下直接进入接收天线时所导致的直接干扰以及由外围拓扑反射的反射干扰，并且由于物理距离差异，其水平显著大于期望的信号。由于巨大的干扰强度，需要高效SI消除以操作FDR系统。
为了有效地操作FDR系统，可如下面的[表7]所示确定关于装置的最大传输功率(在对移动通信系统应用FDR(BW＝20MHz)的情况下)的自IC要求。
[表7]
参照表7，可注意到，为了在20MHz BW中有效地操作FDR系统，UE需要119-dBm自IC性能。热噪声值可根据移动通信系统的BW而变化为N0，BW＝-174dBm+10×log10(BW)，在表1中，热噪声值是在20MHz BW的假设下计算的。关于表1，对于接收机噪声系数(NF)，参照3GPP规范要求考虑最坏的情况。接收机热噪声水平被确定为特定BW中的热噪声值和接收机NF之和。
自IC方案的类型和应用自IC方案的方法
图8是示出在装置的射频(RF)Tx和Rx端(或RF前端)中应用三种自IC方案的位置的视图。现在，将简要描述这三种自IC方案。
天线自IC：天线自IC是所有自IC方案中应该首先执行的自IC方案。在天线端消除SI。最简单地讲，可通过在Tx天线与Rx天线之间放置信号阻断对象来物理地阻断SI信号的传送，可使用多个天线人为地控制天线之间的距离，或者可通过特定Tx信号的倒相来消除SI信号的一部分。此外，可借助于多个极化天线或定向天线来消除SI信号的一部分。
模拟自IC：在Rx信号穿过模数转换器(ADC)之前在模拟端消除干扰。使用复制的模拟信号来消除SI信号。此操作可在RF区域或中频(IF)区域中执行。SI信号消除可按照以下特定方法来执行。通过延迟模拟Tx信号并控制所延迟的Tx信号的幅度和相位来生成实际接收的SI信号的副本，并从Rx天线处接收的信号减去该副本。然而，由于基于模拟信号的处理，所得实现复杂度和电路特性可导致附加失真，从而显著改变干扰消除性能。
数字自IC：在Rx信号穿过ADC之后消除干扰。数字自IC涵盖了在基带区域中执行的所有IC技术。最简单地讲，使用数字Tx信号来生成SI信号的副本，并从Rx数字信号减去该副本。或者，使用多个天线在基带中执行预编码/后编码以使得可不在Rx天线处接收UE或eNB的Tx信号的技术可被分类为数字自IC。然而，由于只有当数字调制信号被量化到足以恢复期望的信号的信息的水平时，数字自IC才可行，所以需要这样的前提条件以执行数字自IC：在上述技术之一中所设计信号的信号功率与干扰消除之后剩余的干扰信号之间的差异应该落入ADC范围内。
图9是基于图8的OFDM通信环境中的所提出的通信设备中的自IC装置的框图。
尽管图9示出在数模转换(DAC)之前以及在ADC之后使用数字SI信息执行数字自IC，但是其可在快速傅立叶逆变换(IFFT)之后以及在快速傅立叶变换(FFT)之前使用数字SI信号执行。此外，尽管图9是通过Tx天线与Rx天线分离的自IC的概念图，但是如果使用单个天线执行天线自IC，则天线可按照与图5中不同的方式来配置。
3GPP LTE系统基于固定UL/DL频带来操作，其中如下面的表8所示双工模式(TDD/FDD)是预定的。在TDD下，可按照小区特定方式来确定TDD配置，但是在FDD下，所确定的UL/DL频带位于不同的频带。另外，由于规定一个频带应该或者用于UE处的传输或者用于BS处的传输，所以在另一频带中可不执行传输。表8示出E-UTRA频带。
[表8]
然而，在真实情况下，UE具有数据业务不对称的数据环境，并且在大多数通信环境中，DL数据业务的量高于UL数据业务的量。在特定报告中，据报告UL业务的量与DL业务的量之比为约1:9。在这种不对称数据业务环境中，如果系统根据FDD-LTE方案(即，如表8所示基于用于UL传输和DL传输的固定频率分配)来操作，则资源使用效率可下降。为了防止这一问题，在FDR系统的初始阶段提出了灵活FDD无线电传输。
灵活FDD系统是这样一种技术，其基于由于实际不对称的数据业务，施加于FDD系统上的操作规程被解除的事实，通过根据UE的业务环境在特定时间期间将UL频带用作DL频带来改进资源使用效率。在图10中，比较了传统FDD-LTE无线电传输方案与灵活FDD无线电传输方案之间的资源使用效率。
图10是示出传统FDD-LTE无线电传输方案与灵活FDD无线电传输方案(对称业务情形和繁重DL数据业务情形)之间的资源使用效率的比较的图。
如图10所示，由于大多数DL资源和UL资源在对称数据业务情形下使用，所以资源效率高。然而，可从图10看出，FDD-LTE系统在繁重DL数据业务情形下很少使用资源，频率资源被浪费。为了解决资源使用效率下降的问题，在特定时间期间UL频率资源可用作用于DL传输的频率资源，从而改进繁重DL数据业务情形下的资源效率。在图11中，这与灵活FDD无线电传输方案中要发送的缓冲器状态一起详细示出。
图11是示出根据灵活FDD方案的资源使用的图。
参照图11，可以看出如果UL频率资源在特定时间用作用于DL传输的DL资源，则与对称业务情形下相比，繁重DL业务情形下的资源使用效率可增加。
灵活FDD无线电传输方案意指根据各个服务或应用程序按照灵活的方式配置DL频率资源和UL频率资源的方案。在这种情况下，时间资源可基于时隙、基于子帧或者基于帧来配置，各个时间资源由至少一个传输符号组成。根据灵活FDD无线电传输方案，可支持被优化以向各个UE提供服务或应用程序的无线电传输资源的分配，同时在任意BS的覆盖范围方面增强总频率使用效率。
图12是示出FDD-LTE系统中的HARQ定时的图。
在传统FDD-LTE系统中，由于同时执行DL传输和UL传输(即，在子帧n上执行DL传输和UL传输)并且包括HARQ反馈的控制信道被发送时所导致的延迟被固定为“4处理延迟”，所以可在子帧n+4中发送HARQ反馈，并且在子帧n+8之后执行由于NACK而导致的重传。
在灵活FDD无线电传输方案中，由于UL频带在特定时间用于DL传输，所以在子帧n+4之后可能无法进行UL传输。因此，显而易见的是在传统FDD系统中由HARQ反馈定时和控制信道传输导致的平均延迟变得大于4个子帧。因此，需要修改HARQ反馈定时等。
本发明提出了将灵活FDD无线电传输方案有效地应用于BS与UE之间的无线电传输的技术。显而易见的是本说明书中所提及的术语“基站”包括中继节点、远程无线电头端(RRH)等。本发明不仅提出了一种适合于灵活FDD无线电传输方案的帧结构，而且提出了根据所提出的帧结构的HARQ反馈定时。
本发明提出了在用于灵活FDD无线电传输方案的FDD帧结构中根据来自BS的调度将系统所分配的UL频带的一些或全部用作DL频带。为此，当前的3GPP LTE/LTE-A标准中需要另外包括在特定时间将系统所分配的UL频带的一部分用于DL传输并在系统所分配的UL频带内配置用于其的保护频带的问题。为了实现该提议，以下将详细描述特定实施方式。
实施方式1
在本发明的实施方式1中，为了设计专用于灵活FDD无线电传输方案的无线电传输帧资源结构，UL频带被划分成两个或更多个频带并作为DL/UL/GB区域的组合被分配。
对于灵活FDD无线电传输方案，所有UL频带可用于DL传输。在这种情况下，不同于由于可能的UL传输，HARQ反馈可在4个子帧之后发送的传统FDD-LTE无线电传输方案，可能存在应该像TDD-LTE无线电传输方案一样改变用于DL的控制信道信息(包括HARQ)的定时的问题。为了解决该问题，本发明提出了一种将与现有UL PUSCH/PUCCH传输对应的一些频带保持用于UL传输，并将剩余频带改变为用于灵活FDD无线电传输方案的DL传输的方法。
详细地讲，UL带宽首先被划分为子带。然后，针对灵活双工，在一些子带上执行UL发送，并在其它子带上执行DL接收。另外，可通过考虑两个子带之间的带外(OOB)干扰来配置保护频带(GB)。在这种情况下，为了方便实现，可通过考虑邻近子带之间的干扰的强度来确定GB的长度。另选地，可在应用减小OOB干扰的技术(例如，诸如FBMC、GFDM等的新波形，或者基带处的数字滤波)之后通过考虑邻近子带之间的干扰的干扰强度来确定GB长度。
图13示出具有系统所分配的UL频带按照以下次序被划分成三个子带的帧结构的示例性灵活FDD无线电传输方案：下行链路频带/保护频带/上行链路频带(DL/GB/UL)。
参照图13，FDD帧可包括系统所分配的DL频带1310和UL频带1350。在灵活FDD帧的情况下，UL频带1350的部分频带(具体地，与DL频带相邻的频带)如图13所示被切换为用于灵活双工的DL频带1353，因此，UE可在DL频带1353上执行DL接收。UL频带1350的部分频带(具体地，离DL频带1350最远的频带)被设定为UL频带1357，并且可在其上发送控制信息。在图13中，频带1357被示出为用于PUCCH和/或PUSCH(即，用于承载控制信息)的UL频带。
在这种情况下，由于在相邻的频带上同时执行UL发送和DL接收，所以如上所述在UL频带1350中发生OOB。为了防止OOB的发生，在UL频带1350内在用于UL发送的频带与用于DL接收的频带之间配置GB 1355。可改变频带的次序(不同于图13的次序)(例如，UL/GB/DL)，或者可使用不同的组合。另外，在图13中，在UL频带1350内从DL频带1353到UL频带1357发生的OOB是从BS的角度看的。
实施方式2
在本发明的实施方式2中，如果整个UL频带用作DL频带以设计专用于灵活FDD无线电传输方案的无线电传输帧资源结构，则保护时间(GT)可被配置用于下一UL传输。
在TDD-LTE无线电传输方案的情况下，与FDD-LTE无线电传输方案不同，由于信号传输传播特性，在DL子帧和UL子帧之间存在特殊子帧。在特殊子帧中，保护时间需要等于或大于链路的往返延迟，以防止由于在BS与UE之间的对应链路上为了无线电间隔传播延迟以及从DL子帧到UL子帧的切换中的UL接收同步应用定时提前机制而导致发送间隔和接收间隔交叠。为了支持这一点，定义特殊子帧，特殊子帧由DL传输符号、GT符号和UL传输符号组成。
对于灵活FDD无线电传输方案，当在特定时间使用UL频带执行DL传输时，有必要将保护时间设定为等于或大于对应链路的往返延迟，以像传统TDD-LTE系统一样在下一UL频带上执行UL传输。
实施方式2-1
图14是示出按照以下次序设定三个连续的UL子帧的示例性方法的图：DL/GT/UL。
在实施方式2-1的子实施方式中，如图14所示，在整个UL频带1450中，用于在k个子帧期间传输的特定时间间隔(例如，从子帧N+1到子帧N+k)可被设定为用于DL传输的DL频带。另外，子帧N+k+1可被设定为保护时间(GT)。
实施方式2-2
图15是示出按照以下次序设定两个连续的UL子帧的示例性方法的图：DL/GT/UL。
参照图15，为了防止由于安置保护时间而导致的频率效率下降，UL频带1520中发送的最后DL子帧(图15中的子帧N+k)的一些最后符号可设定为保护时间。这里，设定为保护时间的符号的数量等于或大于1，其可至多增加到子帧中所包括的符号的数量(例如，在LTE系统中，子帧包括14个符号)。
实施方式3
在本发明的实施方式3中，UL频带的最后符号可被分配用于探测参考信号(SRS)发送以设计专用于灵活FDD无线电传输方案的无线电传输帧资源结构。为了支持与传统FDD-TDD无线电传输方案的向后兼容性，可能需要根据特定SRS调度的SRS发送。为此，在实施方式1或实施方式2中所提出的帧结构中，UL频带的最后符号可被分配用于SRS发送。
图16a和图16b是分别示出最后UL符号根据实施方式1和实施方式2被分配用于SRS发送的示例的图。
具体地，图16a和图16b分别示出最后UL符号根据实施方式1和实施方式2被分配用于SRS发送并且配置保护时间以防止用于SRS发送和DL接收的发送间隔和接收间隔彼此交叠。另外，类似于3GPP LTE/LTE-A系统中的SRS发送，在SRS发送符号的两端用于PUCCH传输的频带可根据情形被设定为保护频带或用于PUCCH传输。
实施方式4
在本发明的实施方式4中，提出了一种根据专用于灵活FDD无线电传输方案的无线电传输帧结构来设计HARQ反馈定时的方法。
为了实现由于如实施方式2或实施方式3中所述UL频带中的一些或全部用作DL频带，所以在特定时间无法进行PUCCH传输的灵活FDD无线电传输方案，应该定义具有与TDD-LTE系统中相同的概念的HARQ定时传输。在传统TDD-LTE系统中，由于UL/DL配置是预定的，所以用于ACK/NACK传输的间隔也固定。然而，在根据实施方式4的灵活FDD系统中，由于在特定时间可能未分配用于PUCCH传输的资源，所以需要根据特定传输时间的DL/UL比指定ACK/NACK传输时间(例如，用于承载ACK/NACK的子帧)。尽管在实施方式4中描述了物理HARQ指示符信道(PHICH)和物理上行链路控制信道(PUCCH)用于ACK/NACK传输，但是其它物理信道(例如，增强PHICH(E-PHICH)、物理下行链路共享信道(PDSCH)、物理上行链路共享信道(PUSCH)等)也可用于传输。
为了基于用于所提出的灵活FDD无线电传输方案的帧结构来实现BS与UE之间的无线电传输，需要配置PUCCH传输时间以响应于用于调度PDSCH或PUSCH的PDCCH而发送ACK/NACK。可使用以下方法来配置PUCCH传输时间。
–UE在与用于调度PDSCH或PUSCH的PDCCH被发送的时间相隔开最少4ms并最接近该时间的UL子帧中发送PUCCH。
–在各个UL子帧中发送的PUCCH可根据以下标准均匀地分布，以使得在特定子帧中绑定窗口大小(M)不具有较大值。
–当(DL子帧的数量)/(UL子帧的数量)小于2时，针对UL子帧设定用于一个PDSCH或调度PDSCH的PDCCH的PUCCH传输时间。此后，使用下一UL子帧执行用于下一PDSCH或调度下一PDSCH的PDCCH的PUCCH传输。另外，如果针对所有UL子帧设定PUCCH传输时间，则使用下一UL子帧来发送用于下一PDSCH或调度下一PDSCH的PDCCH的PUCCH。
–当(DL子帧的数量)/(UL子帧的数量)等于或大于2时，PUCCH传输时间被设定为使得一个UL子帧中的M的值变为2。此后，用于下一PDSCH或调度下一PDSCH的PDCCH的PUCCH传输被设定为使得下一UL子帧中的M的值变为2。另外，如果针对所有UL子帧设定PUCCH传输时间，则使用下一UL子帧来发送用于下一PDSCH或调度下一PDSCH的PDCCH的PUCCH。
以下，将参照用于ACK/NACK传输的PUCCH传输时间的设计来描述用于ACK/NACK传输的PUCCH传输定时配置。
为了描述方便，假设如TDD系统中一样基于10个子帧根据从用于灵活双工传输的UL频带的连续DL传输的次数来改变HARQ定时。另外，假设在10个连续子帧上执行连续UL传输之后的4个子帧期间不存在DL传输。如果由于在执行连续UL传输之后的4个子帧内使用UL频带而发生DL传输，则实施方式可根据上述设计规则如下修改。
实施方式4-1
如果在DL传输与UL传输之间配置与一个子帧对应的保护时间(如实施方式2-1中一样)，则可如表9中所示设定HARQ定时(表9中的下行链路关联集索引K：{k0,k1,…,kM-1})。
[表9]
实施方式4-2
如果在DL传输与UL传输之间配置与比一个子帧的长度短的符号间隔对应的保护时间(如实施方式2-2中一样)，则可如表10中所示设定HARQ定时(表10中的下行链路关联集索引K：{k0,k1,…,kM-1})。
[表10]
上述实施方式通过本发明的结构元件和特征按照预定方式的组合来实现。除非单独地指明，否则各个结构元件或特征应该被认为是选择性的。各个结构元件或特征可在不与其它结构元件或特征组合的情况下实现。另外，一些结构元件和/或特征可彼此组合以构成本发明的实施方式。可改变本发明的实施方式中所描述的操作的次序。一个实施方式的一些结构元件或特征可被包括在另一实施方式中，或者可被另一实施方式的对应结构元件或特征代替。此外，将显而易见的是，引用特定权利要求的一些权利要求可与引用所述特定权利要求以外的其它权利要求的其它权利要求组合以构成实施方式，或者在提交申请之后通过修改来添加新的权利要求。
本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和基本特性的情况下，可按照本文所阐述的方式以外的特定方式来实现本发明。因此，上述实施方式在所有方面均应被解释为例示性的而非限制性的。本公开的范围应该由所附权利要求书及其法律上的等同物确定而非由以上描述确定，并且落入所附权利要求书的含义和等同范围内的所有变化均旨在被涵盖于其中。
工业实用性
用于在无线通信系统中使用灵活FDD帧执行通信的用户设备所执行的方法可在工业上被应用于诸如3GPP LTE/LTE-A系统、5G系统等的各种无线通信系统。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中由用户设备UE使用灵活频分双工FDD帧执行通信的方法，该方法包括以下步骤：
使用所述灵活FDD帧来收发信号，
其中，所述灵活FDD帧包括由所述无线通信系统分配为下行链路资源的下行链路频带和分配为上行链路资源的上行链路频带，并且
其中，所述上行链路频带包括由基站BS针对灵活FDD方案分配为下行链路资源的下行链路子带。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路频带还包括上行链路子带和保护频带。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述灵活FDD帧的所述上行链路频带包括用于下行链路传输的至少一个子帧、用于上行链路传输的至少一个子帧和保护时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路频带还包括上行链路子带、保护频带和保护时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述上行链路频带还包括用于发送探测参考信号SRS的资源。
6.一种在无线通信系统中使用灵活频分双工FDD帧执行通信的用户设备UE，该UE包括：
射频RF单元；以及
处理器，该处理器被配置为控制所述RF单元使用所述灵活FDD帧来收发信号，
其中，所述灵活FDD帧包括由所述无线通信系统分配为下行链路资源的下行链路频带和分配为上行链路资源的上行链路频带，并且
其中，所述上行链路频带包括由基站BS针对灵活FDD方案分配为下行链路资源的下行链路子带。
7.根据权利要求6所述的UE，其中，所述上行链路频带还包括上行链路子带和保护频带。
8.根据权利要求6所述的UE，其中，所述灵活FDD帧的所述上行链路频带包括用于下行链路传输的至少一个子帧、用于上行链路传输的至少一个子帧和保护时间。
9.根据权利要求6所述的UE，其中，所述上行链路频带还包括上行链路子带、保护频带和保护时间。
10.根据权利要求9所述的UE，其中，所述上行链路频带还包括用于发送探测参考信号SRS的资源。
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