CN108901037B - 一种基站和终端之间的上下行传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基站和终端之间的上下行传输的方法，基站侧在MAC调度上使用现有3GPP协议中的部分配置；基站侧射频从FDD模式修改为TDD模式；终端侧射频从FDD模式修改为TDD模式，软件不需要做任何改动，通过决定SI消息配置、决定NPRACH配置、下行调度有效配置选择以及上行调度有效配置选择进行，通过在使用现有协议中的部分配置，基站侧和终端侧对射频做必要修改，即可达到上行下行调度子帧完全不重叠，从而可以利用TDD模式来实现NB‑IoT，牺牲了上下行传输速率，换取了TDD模式频率选择的灵活性。

Description

一种基站和终端之间的上下行传输的方法

技术领域

本发明具体涉及一种基站和终端之间的上下行传输的方法。

背景技术

3GPP标准中的NB-IoT为FDD模式，即基站和终端之间的上下行传输分别占用不同的频段。FDD模式对频率资源有较高的要求，除了电信运营商能够有充足的频率资源规划出FDD频段，大部分专网用户都很难有对称的频率资源，这就为NB-IoT这一标准的广泛应用带来了困难。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种利用TDD模式来实现NB-IoT，牺牲了上下行传输速率，换取了TDD模式频率选择的灵活性的基站和终端之间的上下行传输的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基站和终端之间的上下行传输的方法，其特征在于：基站侧在MAC调度上使用现有3GPP协议中的部分配置；基站侧射频从FDD模式修改为TDD模式；终端侧射频从FDD模式修改为TDD模式，软件不需要做任何改动，选择的方法和步骤如下：

1)决定SI消息配置：NPBCH，NPSS和NSSS之外，SI消息也会以一定的规律占用下行时隙，SI消息通常在大周期内占用极少一部分下行资源来实现系统消息发送；而基站MAC有SI传输的完全配置信息，所以基站MAC可以在存在SI传输的时候不调度上行和下行；

2)决定NPRACH配置：NPRACH的周期和起始点参照nprach-Periodicity-r14：{ms40,ms80,ms160,ms240,ms320,ms640,ms1280,ms2560}，即nprach-StartTime-r14：{ms8,ms16,ms32,ms64,ms128,ms256,ms512,ms1024}，考虑到MIB是在每个10ms里的时隙0重复发送，所以牺牲某一个时隙0对系统的影响是较小的，这里选取StartTime为ms16，Periodicity可以根据系统影响的容忍度选取，较大的Peridicity对MIB的影响较小，但是UE接入的机会较少，较大的Periodicity对MIB的影响较大，但是UE接入的机会较多；

3)下行调度有效配置选择，由以下具体步骤组成：

a)选择NPDCCH Format1的起始点，使得NPDCCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH的重复次数选为1；NPDCCH的起始点位置由下面这些参数决定：

α_offset：取值范围为[0,1/8,1/4,3/8]

G：取值范围为[1.5,2,4,8,16,32,48,64]

R_max：取值范围为[1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048]

当R_max＝1，G＝8，α_offset＝3/8时，T＝G*R_max＝8，可以得到NPDCCH的周期为8ms，NPDCCH的起始位置需要满足，(10*Nf+Nsf)＝T*α_offset＝3。

b)选择NPDCCH和NPDSCH之间的间隔，使得NPDSCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH和NPDSCH之间间隔为(4+k₀)ms，k₀根据I_Delay和R_max得到，NPDSCH的重复次数选为1，NPDSCH尽可能选取较小的Nsf；

c)选择NPDSCH和NPUSCH Format1之间的间隔，使得NPUSCH的位置不占用任何公共下行信道资源；

d)决定NPUSCH Format1的持续时间；

4)上行调度有效配置选择，具体步骤如下：

a)选择NPDCCH Format0的起始点，使得NPDCCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH的起始点位置由下面这些参数决定：

α_offset：取值范围为[0,1/8,1/4,3/8]

G：取值范围为[1.5,2,4,8,16,32,48,64]

R_max：取值范围为[1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048]

当R_max＝1，G＝8，α_offset＝3/8时，T＝G*R_max＝8，可以得到NPDCCH的周期为8ms，NPDCCH的起始位置需要满足，(10*Nf+Nsf)＝T*α_offset＝3；

b)选择NPDCCH和NPUSCH Format1之间的间隔，使得NPUSCH的位置不占用任何公共下行信道资源；

c)决定NPUSCH Format1的持续时间。

本发明技术效果主要体现在以下方面：通过决定SI消息配置、决定NPRACH配置、下行调度有效配置选择以及上行调度有效配置选择进行，通过在使用现有协议中的部分配置，基站侧和终端侧对射频做必要修改，即可达到上行下行调度子帧完全不重叠，从而可以利用TDD模式来实现NB-IoT，牺牲了上下行传输速率，换取了TDD模式频率选择的灵活性。

附图说明

图1为本发明为NB-IoT的帧结构；

图2为本发明步骤2)中参照图；

图3为本发明实验例的下行调度参照图；

图4为本发明实验例的上行调度参照图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例1

一种基站和终端之间的上下行传输的方法，基站侧在MAC调度上使用现有3GPP协议中的部分配置；基站侧射频从FDD模式修改为TDD模式；终端侧射频从FDD模式修改为TDD模式，软件不需要做任何改动，如图1所示，阴影部分为其中的PBCH，NPSS和NSSS，PBCH占用每10ms中的子帧0；NPSS占用每10ms中的子帧5，NSSS每隔一帧占用一个10ms的子帧9，这种重复以20ms为周期；这些公共信道必须固定为下行信道，非阴影部分的子帧可以用作基站和终端之间的上下行通信，通过配置NPDCCH/NPDSCH/NPUSCH和延迟的参数，使得每一次上行调度和下行调度所占用的子帧都是在非阴影部分的子帧中，选择的方法和步骤如下：

1)决定SI消息配置：NPBCH，NPSS和NSSS之外，SI消息也会以一定的规律占用下行时隙，SI消息通常在大周期内占用极少一部分下行资源来实现系统消息发送；而基站MAC有SI传输的完全配置信息，所以基站MAC可以在存在SI传输的时候不调度上行和下行；

2)决定NPRACH配置：根据表1：Random access preamble parameters，即使没有repetition的preamble，使用更短的Preamble format0，一次接入的preamble长度也是：(2048+5*8192)*4/30720＝5.6ms；

Preamble format	T<sub>CP</sub>	T<sub>SEQ</sub>
			0	2048T<sub>s</sub>	5·8192T<sub>s</sub>
1	8192T<sub>s</sub>	5·8192T<sub>s</sub>

表1

而时隙图中最长的未用长度为4ms，也就是说UE的Preamble发送无论如何会和基站的下行时间上有冲突，所以需要在尽可能性能损失小的情况下接受这种冲突；NPRACH的周期和起始点参照nprach-Periodicity-r14：

{ms40,ms80,ms160,ms240,ms320,ms640,ms1280,ms2560}，

即nprach-StartTime-r14：

{ms8,ms16,ms32,ms64,ms128,ms256,ms512,ms1024}，

考虑到MIB是在每个10ms里的时隙0重复发送，所以牺牲某一个时隙0对系统的影响是较小的，这里选取StartTime为ms16，Periodicity可以根据系统影响的容忍度选取，较大的Peridicity对MIB的影响较小，但是UE接入的机会较少，较大的Periodicity对MIB的影响较大，但是UE接入的机会较多；如图2所示，选取StartTime为ms16，UE占用了第二个10ms子帧6开始的5.6ms，第三个10ms中时隙0中的MIB下行发送会被取消，替换为上行接收；

3)下行调度有效配置选择，由以下具体步骤组成：

a)选择NPDCCH Format1的起始点，使得NPDCCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH的重复次数选为1；NPDCCH的起始点位置由下面这些参数决定：

α_offset：取值范围为[0,1/8,1/4,3/8]

G：取值范围为[1.5,2,4,8,16,32,48,64]

R_max：取值范围为[1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048]

当R_max＝1，G＝8，α_offset＝3/8时，T＝G*R_max＝8，可以得到NPDCCH的周期为8ms，NPDCCH的起始位置需要满足，(10*Nf+Nsf)＝T*α_offset＝3。

b)选择NPDCCH和NPDSCH之间的间隔，使得NPDSCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH和NPDSCH之间间隔和表2：k₀for DCI format N1.中有关，间隔为(4+k₀)ms，k₀根据I_Delay和R_max得到，NPDSCH的重复次数选为1，NPDSCH尽可能选取较小的Nsf；NPDCCH和NPDSCH之间间隔表2所示，间隔为(4+k₀)ms，k₀根据I_Delay和R_max得到；

表2

如表3Number of subframes(N_SF)for NPDSCH.所示，NPDSCH的重复次数选为1，NPDSCH尽可能选取较小的Nsf；

I<sub>SF</sub>	N<sub>SF</sub>
		0	1
1	2
		2	3
3	4
		4	5
5	6
		6	8
7	10

表3

c)选择NPDSCH和NPUSCH Format1之间的间隔，使得NPUSCH的位置不占用任何公共下行信道资源；如表4：ACK/NACK subcarrier and k₀for NPUSCH with subcarrierspacingΔf＝15kHz.所示，NPDSCH和NPUSCH之间间隔和下表中有关，间隔为(k₀-1)ms，k₀根据I_Delay选取；

表4

d)决定NPUSCH Format1的持续时间；持续时间可以在表5

：Supported combinations of

and

中的标记选取；

表5

4)上行调度有效配置选择，具体步骤如下：

a)选择NPDCCH Format0的起始点，使得NPDCCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH的起始点位置由下面这些参数决定：

α_offset：取值范围为[0,1/8,1/4,3/8]

G：取值范围为[1.5,2,4,8,16,32,48,64]

R_max：取值范围为[1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048]

当R_max＝1，G＝8，α_offset＝3/8时，T＝G*R_max＝8，可以得到NPDCCH的周期为8ms，NPDCCH的起始位置需要满足，(10*Nf+Nsf)＝T*α_offset＝3；

b)选择NPDCCH和NPUSCH Format1之间的间隔，使得NPUSCH的位置不占用任何公共下行信道资源；NPDCCH和NPUSCH之间间隔在表6：k₀for DCI format N0.中选取，间隔为k₀ms，k₀根据I_Delay选取；

I<sub>Delay</sub>	k<sub>0</sub>
		0	8
1	16
		2	32
3	64

表6

c)决定NPUSCH Format1的持续时间，持续时间可以在表7：Supportedcombinations of

and

中的标记选取。

表7

实验例

如图3所示，以40ms为周期的下行调度的三个有效配置；

以CD间隔4、DU间隔12为例：根据步骤3-a)中的参数，决定C的位置起始于第一个10ms的子帧3，根据步骤3-b)中的表格，选取k0＝0，得到间隔4后为D的位置，根据步骤3-c)中的表格，选取k0＝13，得到间隔12后为U的位置，根据步骤3-d)中的表格，得到U的持续时间为2ms，可以看到，这些下行调度完全利用了白色部分的子帧，与已有的下行公共信道没有重叠；其中图3中的C表示NPDCCH，D表示NPDSCH，U表示NPUSCH；

如图4所示，以40ms为周期上行调度的四个有效配置；

以CU间隔8为例：根据步骤4-a)中的参数，决定C的位置起始于第一个10ms的子帧3，根据步骤4-b)中的表格，选取k0＝8，得到间隔8后为U的位置，根据步骤4-c)中表格，选取U的持续时间为1ms，可以看到，这些上行调度完全利用了白色部分的子帧，与已有的下行公共信道没有重叠；其中图4中的C表示NPDCCH，D表示NPDSCH，U表示NPUSCH。

本发明技术效果主要体现在以下方面：通过决定SI消息配置、决定NPRACH配置、下行调度有效配置选择以及上行调度有效配置选择进行，通过在使用现有协议中的部分配置，基站侧和终端侧对射频做必要修改，即可达到上行下行调度子帧完全不重叠，从而可以利用TDD模式来实现NB-IoT，牺牲了上下行传输速率，换取了TDD模式频率选择的灵活性。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种基站和终端之间的上下行传输的方法，其特征在于：基站侧在MAC调度上使用现有3GPP协议中的部分配置；基站侧射频从FDD模式修改为TDD模式；终端侧射频从FDD模式修改为TDD模式，软件不需要做任何改动，选择的方法和步骤如下：

1)决定SI消息配置：NPBCH，NPSS和NSSS之外，SI消息也会占用下行时隙，SI消息在大周期内占用一部分下行资源来实现系统消息发送；而基站MAC有SI传输的完全配置信息，所以基站MAC可以在存在SI传输的时候不调度上行和下行；

2)决定NPRACH配置：NPRACH的周期和起始点参照nprach-Periodicity-r14：{ms40,ms80,ms160,ms240,ms320,ms640,ms1280,ms2560}，及nprach-StartTime-r14：{ms8,ms16,ms32,ms64,ms128,ms256,ms512,ms1024}，考虑到MIB是在每个10ms里的时隙0重复发送，所以牺牲某一个时隙0对系统的影响是较小的，这里选取StartTime为ms16，Periodicity可以根据系统影响的容忍度选取，较大的Peridicity对MIB的影响较小，但是UE接入的机会较少，较大的Periodicity对MIB的影响较大，但是UE接入的机会较多；

3)下行调度有效配置选择，由以下具体步骤组成：

a)选择NPDCCH Format1的起始点，使得NPDCCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH的重复次数选为1；NPDCCH的起始点位置由下面这些参数决定：

α_offset：取值范围为[0,1/8,1/4,3/8]

G：取值范围为[1.5,2,4,8,16,32,48,64]

R_max：取值范围为[1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048]

当R_max＝1，G＝8，α_offset＝3/8时，T＝G*Rmax＝8，可以得到NPDCCH的周期为8ms，NPDCCH的起始位置需要满足，(10*Nf+Nsf)＝T*α_offset＝3；

b)选择NPDCCH和NPDSCH之间的间隔，使得NPDSCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH和NPDSCH之间间隔为(4+k0)ms，k0根据I_Delay和R_max得到，NPDSCH的重复次数选为1，NPDSCH选取较小的Nsf，I_Delay用于指示NPDCCH和NPDSCH之间的时间间隔，在R_max小于128的情况下，I_Delay的取值范围是[0,4,8,12,16,32,64,128]，在R_max大于或者等于128的情况下，I_Delay的取值范围是[0,16,32,64,128,256,512,1024]；

c)选择NPDSCH和NPUSCH Format1之间的间隔，使得NPUSCH的位置不占用任何公共下行信道资源；

d)决定NPUSCH Format1的持续时间；

4)上行调度有效配置选择，具体步骤如下：

a)选择NPDCCH Format0的起始点，使得NPDCCH的位置不占用任何公共下行信道资源，NPDCCH的起始点位置由下面这些参数决定：

α_offset：取值范围为[0,1/8,1/4,3/8]

G：取值范围为[1.5,2,4,8,16,32,48,64]

R_max：取值范围为[1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048]

当R_max＝1，G＝8，α_offset＝3/8时，T＝G*R_max＝8，可以得到NPDCCH的周期为8ms，NPDCCH的起始位置需要满足，(10*Nf+Nsf)＝T*α_offset＝3；

b)选择NPDCCH和NPUSCH Format1之间的间隔，使得NPUSCH的位置不占用任何公共下行信道资源；

c)决定NPUSCH Format1的持续时间。

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