CN109076587A - 增强型蜂窝网络的动态帧结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基站，其可利用动态帧结构与无线设备诸如用户设备(UE)进行通信。基站可在控制信道上传输动态地指定控制信道传输之间的第一传输时间间隔的控制信息。第一传输时间间隔的持续时间可至少部分地基于在UE上执行的服务的类型而确定，其中服务的类型可包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、和关键机器应用中的一者。

Description

增强型蜂窝网络的动态帧结构
技术领域
本申请涉及无线设备，并且更具体地讲，涉及用于增强型蜂窝网络(诸如5G网络)中数据传输的动态帧结构。
相关技术的描述
无线通信系统的使用正在快速增长。具体地讲，蜂窝网络正被许多不同设备和许多不同服务使用。目前正在开发的更新的蜂窝网络可被要求支持各种先进服务，诸如增强型移动宽带(eMBB)、巨量机器类通信(MTC)、和关键机器应用诸如自动驾驶汽车和类似使用情形。会期望该领域中的改进。
发明内容
本文提供了用于利用动态帧结构来配置和执行蜂窝通信的方法以及被配置为实施这些方法的设备的实施方案。
根据本文所描述的技术，无线设备诸如用户设备(UE)可根据无线电接入技术与基站通信。基站和UE可利用动态帧结构来传送控制和数据信息。具体地讲，基站可以在不同的时间至少部分地基于当前正在(或即将在)UE上运行的应用的类型来为UE指定不同的传输时间间隔持续时间。因此，UE的传输时间间隔可根据UE应用的类型而由基站经由控制信道来动态地配置。
在一些实施方案中，传输时间间隔的持续时间可至少部分地基于在UE上执行的服务的类型而确定，其中服务的类型可包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)和关键机器应用中的一者。
在一些实施方案中，UE的控制信道实例(或时机)的位置也可由基站动态地配置。例如，基站可在控制信道的当前实例中并入指定控制信道的将包含UE的控制信息的下一或后续实例的时间和/或位置的信息。
此外，在一些实施方案中，在基站和UE之间传输的数据不散布在数据信道中的非毗邻资源元素上，而是使用毗邻的控制和数据资源元素。
在一些实施方案中，下行链路和上行链路ACK/NACK(HARQ反馈)可通过单独的特定窄带载波发送。此外，数据与ACK/NACK之间的关系可以不是静态的，而是可以是动态的，例如，对于特定UE，可至少部分地基于当前正被该UE执行的应用而确定数据与ACK/NACK之间的关系。此外，在帧结构中，导频信号可以不是如当前LTE标准中那样与数据信道复用，而是在TTI的开始或在10ms帧的开始时被发送。
可在多个不同类型的装置中实施本文所描述的技术和/或将本文所描述的技术与多个不同类型的装置一起使用，多个不同类型的装置包括但不限于蜂窝电话、平板计算机、可穿戴计算装置、便携式媒体播放器和各种其它计算装置中的任一种计算装置。
本发明内容旨在提供在本文档中所述的一些主题的简要概述。于是，应当了解，上述特征仅为示例，并且不应解释为以任何方式缩窄本文所描述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其它特征、方面和优点将通过以下具体实施方式、附图和权利要求书而变得显而易见。
附图说明
当结合以下附图考虑实施方案的以下详细描述时，可获取对本主题的更好的理解，其中：
图1示出了示例性(和简化的)无线通信系统；
图2示出了与用户设备(UE)装置进行通信的基站(BS)；
图3示出了根据一些实施方案的示例无线蜂窝通信网络；
图4示出了UE的示例性框图；
图5示出了BS的示例性框图；
图6和图7示出了根据一些实施方案的使用单独的HARQ ACK/NACK信道的蜂窝通信的动态TDD帧结构；
图8示出了根据一些实施方案的蜂窝通信的另选动态TDD帧结构；
图9示出了根据一些实施方案的蜂窝通信的动态FDD帧结构；并且
图10示出了根据一些实施方案的LAA帧结构；
尽管本文所述的特征可受各种修改形式和另选形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并在本文详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将本发明限制于所公开的具体形式，而正相反，其目的在于覆盖落在如由所附权利要求书所限定的主题的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。
具体实施方式
首字母缩略词
在本公开中可能使用以下首字母缩略词。
3GPP：第三代合作伙伴计划
3GPP2：第三代合作伙伴计划2
BLER：误块率(与误包率相同)
BER：误码率
CC：分量载波
CE：控制元件
DL：下行链路
eMBB：增强型移动宽带
GBR：保证比特率
GSM：全球移动通信系统
LTE：长期演进
MAC：媒体访问控制
MME：移动性管理实体
MTC：机器类通信
PER：误包率
RACH：随机接入信道
RAT：无线电接入技术
Rx：接收
RSRP：参考信号接收功率
RSRQ：参考信号接收质量
RRC：无线电部件资源控制
Tx：传输
TTI：传输时间间隔
UE：用户设备
UL：上行链路
UMTS：通用移动电信系统
VoLTE：LTE上的语音
术语
以下是在本公开中所使用的术语表：
存储器介质-各种类型的非暂态存储器装置或存储装置中的任一个。术语“存储器介质”旨在包括安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、Rambus RAM等；非易失性存储器诸如闪存、磁介质，例如，硬盘驱动器或光学存储装置；寄存器或其它类似类型的存储器元件等。存储器介质也可包括其它类型的非暂态存储器或它们的组合。此外，存储器介质可位于执行程序的第一计算机系统中，或者可位于通过网络诸如互联网连接到第一计算机系统的不同的第二计算机系统中。在后面的情况下，第二计算机系统可向第一计算机提供程序指令以用于执行。术语“存储器介质”可包括可驻留在例如通过网络连接的不同计算机系统中的不同位置的两个或更多个存储器介质。存储器介质可存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如，表现为计算机程序)。
载体介质-如上所述的存储器介质、以及物理传输介质诸如总线、网络和/或传达信号诸如电信号、电磁信号或数字信号的其它物理传输介质。
可编程硬件元件-包括各种硬件装置，该各种硬件装置包括经由可编程互连件连接的多个可编程功能块。示例包括FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑装置)、FPOA(现场可编程对象阵列)和CPLD(复杂的PLD)。可编程功能块可从细粒度(组合逻辑部件或查找表)到粗粒度(算术逻辑单元或处理器核心)变动。可编程硬件元件也可被称为“可配置逻辑部件”。
计算机系统-各种类型的计算系统或处理系统中的任一个，包括个人计算机系统(PC)、大型计算机系统、工作站、网络家电、互联网家电、个人数字助理(PDA)、电视系统、网格计算系统，或其他装置，或装置的组合。一般来讲，术语“计算机系统”可被广义地定义为涵盖具有执行来自存储器介质的指令的至少一个处理器的任何装置(或装置的组合)。
用户设备(UE)(或“UE装置”)–移动式或便携式的并执行无线通信的各种类型的计算机系统装置中的任一种装置。UE装置的示例包括移动电话或智能电话(例如，iPhoneTM、基于AndroidTM的电话)、便携式游戏装置(例如，Nintendo DSTM、PlayStation PortableTM、Gameboy AdvanceTM、iPhoneTM)、可穿戴装置(例如，智能手表、智能眼镜)、膝上型电脑、PDA、便携式网络装置、音乐播放器、数据存储装置、或其他手持装置等。通常，术语“UE”或“UE装置”可被广义地定义为包含用户便于运输并能够进行无线通信的任何电子、计算、和/或电信装置(或装置的组合)。
基站–术语“基站”具有其普通含义的全部范围，并且至少包括被安装在固定位置处并且用于作为无线电话系统或无线电系统的一部分进行通信的无线通信站。
处理元件–是指各种元件或元件的组合。处理元件例如包括电路诸如ASIC(专用集成电路)、各个处理器内核的部分或电路、整个处理器内核、各个处理器、可编程硬件装置(诸如现场可编程门阵列(FPGA))、和/或包括多个处理器的系统的较大部分。
信道-用于将信息从发送器(发射器)传送至接收器的介质。应当注意，由于术语“信道”的特性可根据不同的无线协议而有所不同，因此本文所使用的术语“信道”可被视为以符合术语使用所参考的装置的类型的标准的方式来使用。在一些标准中，信道宽度可为可变的(例如，取决于装置能力、频带条件等等)。例如，LTE可支持1.4MHz到20MHz的可扩展信道带宽。相比之下，WLAN信道可为22MHz宽，而蓝牙信道可为1MHz宽。其它协议和标准可包括对信道的不同定义。此外，一些标准可定义并使用多种类型的信道，例如用于上行链路或下行链路的不同信道和/或针对不同用途诸如数据、控制信息等等的不同信道。
自动–是指由计算机系统(例如，由计算机系统执行的软件)或装置(例如，电路、可编程硬件元件、ASIC等)在无需直接指定或执行动作或操作的用户输入的情况下执行的动作或操作。因此，术语“自动”与用户手动执行或指定操作形成对比，其中用户提供输入来直接执行该操作。自动过程可由用户所提供的输入来启动，但“自动”执行的后续动作不是由用户指定的，即，不是“手动”执行的，其中用户指定要执行的每个动作。例如，用户通过选择每个字段并提供输入指定信息来填写电子表格(例如，通过键入信息、选择复选框、无线电部件选择等)为手动填写该表格，即使计算机系统必须响应于用户动作来更新该表格。该表格可通过计算机系统自动填写，其中计算机系统(例如，在计算机系统上执行的软件)分析表格的字段并填写该表格，而无需任何用户输入指定字段的答案。如上面所指示的，用户可援引表格的自动填写，但不参与表格的实际填写(例如，用户不用手动指定字段的答案而是它们被自动完成)。本说明书提供了响应于用户已采取的动作而自动执行的操作的各种示例。
图1和图2-通信系统
图1示出了示例性(和简化的)无线通信系统。需注意，图1的系统是可能的系统的仅一个示例，并且可根据需要在各种系统中的任一系统中实现本发明的实施方案。
如图所示，这种示例性无线通信系统包括基站102A，该基站102A通过传输介质与一个或多个用户装置106A,102B等到106N进行通信。在本文中可将用户装置中的每个称为“用户设备”(UE)。因此，用户设备106被称为UE或UE设备。
基站102A可以是收发器基站(BTS)或小区站点，并且可包括使得能够实现与UE106A至106N的无线通信的硬件。基站102A也可被装备成与网络100(例如，在各种可能性中，蜂窝服务提供商的核心网、电信网络诸如公共交换电话网(PSTN)和/或互联网)进行通信。因此，基站102A可促进用户装置之间和/或用户装置与网络100之间的通信。
基站的通信区域(或覆盖区域)可被称为“小区”。基站102A和UE106可被配置为使用各种无线电接入技术(RAT)中的任意无线电接入技术通过传输介质进行通信，该无线电接入技术也被称为无线通信技术或电信标准，诸如GSM、UMTS(WCDMA、TD-SCDMA)、LTE、高级LTE(LTE-A)、3GPP2CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、Wi-Fi、WiMAX等。
根据相同或不同的蜂窝通信标准进行操作的基站102A和其它类似的基站(诸如基站102B...102N)可因此被提供作为小区的网络，该小区的网络可经由一个或多个蜂窝通信标准在广阔的地理区域上向UE 106A-N和类似的装置提供连续或几乎连续的重叠服务。
因此，尽管基站102A可充当如图1中所示的UE 106A-N的“服务小区”，但是每个UE106还可能够从一个或多个其它小区(可由基站102B-N和/或任何其它基站提供)接收信号(并可能在其通信范围内)，该一个或多个其它小区可被称为“相邻小区”。此类小区也可能够促进用户装置之间和/或用户装置和网络100之间的通信。此类小区可以包括“宏”小区、“微”小区、“微微”小区和/或提供服务区域大小的任何各种其它粒度的小区。例如，在图1中示出的基站102A-B可以是宏小区，而基站102N可以是微小区。其它配置也是可能的。
除了UE 106通过基站102彼此通信以及与其他网络/装置间接通信的“基础结构模式”通信之外，一些UE还可能够在“对等”(P2P)通信模式或“装置到装置”(D2D)通信模式中进行通信。在此类模式中，UE 106诸如UE 106A和UE 106B可直接彼此通信(例如，而不是通过中间装置诸如基站102A进行通信)。例如，可使用LTE D2D、蓝牙(“BT”，该“BT”包括低能量BT(“BLE”)、另选MAC/PHY(“AMP”)和/或其他BT版本或特征)、Wi-Fi自组织网络/对等网络和/或任何其他对等无线通信协议，以便于在两个UE 106之间直接进行通信。
需注意，UE 106可以能够利用多种无线电接入技术(RAT)或无线通信协议中的任意者进行通信，并且可以能够根据多个无线通信标准进行通信。例如，UE 106可被配置为使用GSM、UMTS、CDMA2000、WiMAX、LTE、LTE-A、WLAN、蓝牙、一个或多个全球导航卫星系统(GNSS，例如GPS或GLONASS)、一个和/或多个移动电视广播标准(例如，ATSC-M/H或DVB-H)等中的两者或更多者进行通信。无线通信标准的其他组合(包括多于两个无线通信标准)也是可能的。
图2示出了与基站102(例如，基站102A到102N中的一个基站)进行通信的用户设备106(例如，装置106A到106N中的一个装置)。UE106可为具有蜂窝通信能力的装置，诸如移动电话、手持装置、计算机或平板计算机或事实上任何类型的无线装置。
UE 106可包括被配置为执行存储在存储器中的程序指令的处理器。UE 106可通过执行此类存储的指令来执行本文所述的方法实施方案中的任一者。另选地或除此之外，UE106可包括被配置为执行本文所述方法实施方案中任一者或本文所述方法实施方案中任一者的任何部分的可编程硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC。
UE 106可包括用于使用一个或多个无线通信协议来进行通信的一个或多个天线。在一些实施方案中，UE 106可在多个无线通信标准之间共享接收链和/或发射链中的一个或多个部分；共享的无线电部件可包括单个天线，或者可包括用于执行无线通信的多个天线(例如，对于MIMO来说)。另选地，UE 106针对被配置为利用其进行通信的每个无线通信协议而可包括独立的发射链和/或接收链(例如，包括独立的天线和其他无线电部件)。进一步另选地，UE 106可包括在多个无线通信协议之间共享的一个或多个无线电部件，以及由单个无线通信协议唯一地使用的一个或多个无线电部件。其它配置也是可能的。
类似地，基站102可包括被配置为执行存储在存储器中的程序指令的处理器。基站102可通过执行此类存储的指令来执行本文所述方法实施方案中的任意方法实施方案。另选地或除此之外，基站102可包括被配置为执行本文所述方法实施方案中任意者或本文所述方法实施方案中任意者的任何部分的可编程硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)。
图3-蜂窝网络
图3示出了蜂窝网络中的无线通信系统的示例性简化部分。蜂窝网络可以是当前或未来的LTE版本。需注意，本文提及的LTE可包括当前和/或未来的LTE版本，例如包括LTE-A。蜂窝网络也可以是5G网络，5G网络可能与LTE相关或者可能不与LTE相关。
如图所示，无线装置106可与基站进行通信，在本示例性实施方案中，该基站被示出为eNodeB 102。例如，无线装置106可利用演进UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)空中接口来与eNodeB 102进行通信。
eNodeB继而可耦接到核心网，在该示例性实施方案中被示出为演进分组核心(EPC)100。如图所示，EPC 100可包括移动性管理实体(MME)222、家庭订阅者服务器(HSS)224、和服务网关(SGW)226。EPC 100还可包括本领域技术人员已知的各种其他装置和/或实体。
本文所用的术语“网络”可以是指基站102、MME 222、HSS 224、SGW 226或未示出的其他蜂窝网络设备中的一者或多者。被描述为由“网络”执行的操作可由基站102、MME 222、HSS 224、SGW 226或未示出的其他蜂窝网络设备中的一者或多者执行。
图4-UE的示例性框图
图4示出了UE 106的示例性框图。如图所示，UE 106可包括片上系统(SOC)300，其可包括用于各种目的的部分。例如，如图所示，SOC 300可包括可执行用于UE 106的程序指令的一个或多个处理器302和可执行图形处理并向显示器360提供显示信号的显示电路304。处理器302也可耦接至存储器管理单元(MMU)340(该MMU可被配置为从处理器302接收地址，并将那些地址转换成存储器(例如存储器306、只读存储器(ROM)350、闪存存储器310)中的位置)和/或其它电路或设备(诸如显示电路304、无线通信电路或无线电部件330、连接器I/F320和/或显示器360)。MMU 340可被配置为执行存储器保护和页表转换或设置。在一些实施方案中，MMU 340可作为一个或多个处理器302的一部分而被包括。
如图所示，SOC 300可耦接至UE 106的各种其它电路。例如，UE 106可包括各种类型的存储器(例如，包括闪存310)、连接器接口320(例如，用于耦接至计算机系统、对接站、充电站等)、显示器360和无线通信电路(例如，无线电部件)330(例如，用于LTE、Wi-Fi、GPS等)。
UE设备106可包括至少一个天线335，并且在一些实施方案中可包括多个天线，用于执行与基站和/或其他设备的无线通信。例如，UE装置106可使用天线335来执行无线通信。如上所述，在一些实施方案中，UE可被配置为使用多个无线通信标准来进行无线通信。
如本文随后进一步描述的，UE 106和/或基站102可以包括用于实现本文结合蜂窝通信所述的特征或方法的硬件组件和软件组件。例如，基站102和UE 106可操作以传送具有本文所述的动态帧结构的帧。
UE装置106的处理器302可被配置为实施本文所述的方法的一部分或全部，例如通过执行存储在存储器介质(例如，非暂态计算机可读存储器介质)上的程序指令。在其它实施方案中，处理器302可被配置作为可编程硬件元件诸如FPGA(现场可编程门阵列)，或者作为ASIC(专用集成电路)。另选地(或除此之外)，结合其他部件300、304、306、310、320、330、335、340、350、360中的一个或多个，UE设备106的处理器302可被配置为实施本文所述的特征中的部分或全部。
图5-基站的示例性框图
图5示出了基站102的示例性框图。需注意，图5的基站仅为可能的基站的一个示例。如图所示，基站102可包括可执行针对基站102的程序指令的一个或多个处理器404。一个或多个处理器404也可耦接到存储器管理单元(MMU)440(该MMU可被配置为接收来自一个或多个处理器404的地址并将这些地址转换为存储器(例如，存储器460和只读存储器(ROM)450)中的位置)或其它电路或装置。
基站102可包括至少一个网络端口470。网络端口470可被配置为耦接至电话网，并提供有权访问如上文在图1和图2中所述的电话网的多个设备诸如UE设备106。
网络端口470(或附加的网络端口)还可被配置为或另选地被配置为耦接到蜂窝网络，例如蜂窝服务提供商的核心网。核心网可向多个设备诸如UE设备106提供与移动性相关的服务和/或其它服务。在一些情况下，网络端口470可经由核心网耦接到电话网，以及/或者核心网可提供电话网(例如，在蜂窝服务提供商所服务的其它UE装置中)。
基站102可包括至少一个天线434以及可能的多个天线。至少一个天线434可被配置为用作无线收发器并且可被进一步配置为经由无线电部件430来与UE设备106进行通信。天线434经由通信链432来与无线电部件430进行通信。通信链432可为接收链、发射链或两者。无线电部件430可被配置为经由各种无线电信标准进行通信，该无线电信标准包括但不限于LTE、LTE-A、UMTS、CDMA2000等。
如进一步描述的，BS 102、以及图3中的或以其他方式未示出的各种网络设备可以包括用于实现特征、诸如本文描述的那些特征的硬件组件和软件组件。基站102的处理器404可被配置为例如通过执行被存储在存储器介质(例如，非暂态计算机可读存储器介质)上的程序指令来实施本文所述的方法的一部分或全部。另选地，处理器404可被配置作为可编程硬件元件诸如FPGA(现场可编程门阵列)或作为ASIC(专用集成电路)或它们的组合。另选地(或除此之外)，结合其它部件430、432、434、440、450、460、470中的一个或多个，BS 102的处理器404可被配置为实施本文所述的特征的一部分或全部。
增强型蜂窝标准(5G)
当前蜂窝网络是基于长期演进(LTE)网络，这相比于之前的3G技术是进步。然而，LTE网络具有一些可改善的方面。例如，当前蜂窝网络面临频谱短缺，被限制到100MHz。更新的无线电接入技术(RAT)诸如当前正在开发的5G网络标准将优选地为灵活的和可扩展的，以支持更大数量的频带，从400MHz到100GHz。
更新的RAT也应该提供改善的服务灵活性。4G网络只引入和支持移动宽带(MBB)，而更新的5G网络应具有足够的灵活性以支持更高级的服务，诸如增强型移动宽带(eMBB)、可以既具有低的功率要求又具有非常高的密度要求的巨量机器类通信(MTC)、以及需要高可靠性并且可以以非常短的传输时间间隔(TTI)更有效地操作的关键机器应用诸如自动驾驶汽车和类似使用情形。作为一个示例，eMBB可能在无线电接入技术中要求额外的灵活性，例如，可能期望RAT是应用感知的并且能够支持基于云端的无线电接入网络(RAN)。为了支持eMBB，还可能期望通过大规模部署小的小区、高的频率重新使用以及无线电链路的控制和用户(C/U)平面的划分来增加当前蜂窝网络的容量。新的RAT也应该对于未来的增强具有充分的灵活性，并且支持授权频谱和非授权频谱。
蜂窝网络当前被用于支持语音和数据通信以及各种特定应用，诸如传感器网络监视、云功能、视频流、汽车通信、实时游戏、设备的远程控制、视频会议和灾难警报等。然而，更新的蜂窝RAT应充分地灵活，以支持未来的应用，诸如自主驾驶、增强现实、虚拟现实和触觉互联网等等。
未来蜂窝网络中的帧结构要求
在一些实施方案中，不同的服务诸如MTC、eMBB、关键时间应用等利用不同的传输时间间隔(TTI)持续时间。MTC应用由于其功率消耗的实质而可以具有较长的TTI。相比之下，eMBB和关键时间应用可以以较短的TTI更有效地操作。
传输时间间隔(TTI)是蜂窝网络中的参数，是指无线电链路上的传输的持续时间。在具有基于所估计的传输错误的链路适配技术的网络中，可能期望具有较短的TTI，以使得基站和UE能够更快地适配于无线电链路中变化的条件。然而，较长的TTI也具有若干优点，诸如减少控制信息开销以及提高错误纠正和压缩技术的效率。这两个相互矛盾的要求历来决定了TTI持续时间的选择。
动态帧结构
在本文所述的一些实施方案中，蜂窝传输在时间和空间方面受到约束，以允许与其他技术共存。相比之下，当前LTE标准，资源元素可散布在20MHz上以及散布在1ms TTI上。在频谱与多种服务共享或使用授权辅助接入(LAA)服务时，这导致效率降低。
此外，在一些实施方案中，被分配用于控制的无线电资源可以是动态(非静态)的，以“适合”这些不同应用的优选动态TTI大小。在静态TDD中，网络可限定10ms帧格式，其中传输序列可以是下行链路、下行链路然后接着上行链路、上行链路。在本文所述的动态TDD中，TDD帧格式对于特定UE可随时间推移而改变，例如至少部分地取决于正在该UE上执行的当前应用。另外，两个基站所使用的TDD帧格式可以是不同的，并且在这里，每个基站所使用的TDD帧格式又可以至少部分地取决于基站的相应小区中UE的应用类型。
TDD的一个问题是传输和接收是在相同频率执行。如果两个相邻基站正在操作，其中一个正在执行传输而一个正在执行接收，则需要一种机制来帮助基站避免干扰。可使用动态TDD方案来改善传输质量并适应更高的频率。需注意，FDD方案也可用于某些区域或市场。
在一些实施方案中，可以引入跨层通信，诸如作为TTI/资源大小信息的传输的一部分的TCP/UDP和应用类型的调配。在一些实施方案中，基站(eNB)操作以在两个或更多个UE在范围内时动态地配置设备至设备(D2D)资源，从而使得这两个或更多个UE能够彼此直接通信以减少延迟。换句话讲，基站可动态地配置用于两个或更多个UE之间的直接通信的帧类型，使得基站可至少部分地根据在第一时刻在两个或更多个UE之间交换的通信类型或应用类型而配置第一帧类型用于在第一时刻在这两个或更多个UE之间使用，并且基站可至少部分地根据在第二时刻在这两个或更多个UE之间交换的通信类型或应用类型而配置第二帧类型用于在那个第二时刻在这两个或更多个UE之间使用。此外，为了避免在执行载波聚合时的复杂性，载波可在10MHz至200MHz的范围内。最后，可能期望在授权频谱和非授权频谱二者中使用相同TTI帧。在其他实施方案中，在授权频谱和非授权频谱中可使用不同的TTI帧格式。
因此，蜂窝通信系统的一些实施方案利用动态帧结构，其中帧结构可被适配以适应不同的应用要求和TTI持续时间。这个帧结构可在与当前LTE标准类似的传输协议中使用，使用下行链路和上行链路信道以及控制信道和共享数据信道。在这些系统中，基站可向UE发送控制数据，并且UE可使用这个所接收的控制数据来帮助解码所接收的数据。
在一个实施方案中，所提出的帧结构具有10ms“基本”持续时间，用于限定RAT的无线电资源管理(RRM)测量。这个新的帧结构的一个版本可被定义用于在时分双工(TDD)模式(对于上行链路或下行链路)中使用，并且同一或另一版本可被定义用于在频分双工(FDD)模式中使用。新的(5G)RAT可支持下行链路和上行链路共享信道两者，并且也可支持控制信道。同一控制信道可被用于下行链路和上行链路分配两者，但控制信道的位置可以是动态的，即，帧中控制信息的位置可以不是固定的。
另外，数据传输与HARQ ACK/NACK之间的定时可以不是固定的。在当前系统中，在已经从基站接收了传输数据之后4ms，发送ACK/NACK。在一些实施方案中，这个静态定时不在蜂窝标准中使用。相反，所提出的蜂窝系统可利用HARQ、ACK/NACK、和数据传输之间的动态定时。
此外，参考导频信号可以仅在10ms或1ms帧的开始被发送，并且可在每个TTI分配被插入到控制信道中。
动态TDD帧格式操作
在RACH和附连过程(由此UE连接到网络)之后，网络可为每个UE分派时间/带宽位置用于UE监视第一控制数据分配，例如，UE的控制信息可能存在的PDCCH的第一实例。网络也可在这个控制信息中提供控制信道时机之间的持续时间，其可以是TTI。(例如，在PDCCH中)发送给UE的控制消息可操作以除了下一TTI控制时机之外还覆写UE的关于下一控制时机的位置/时间(下一PDCCH位置)的先前信息。控制信道可承载关于上行链路和下行链路TTI二者的信息(相同TTI可用于上行链路或下行链路两者)。控制信道信息可以在多个TTI上是持续性的或恒定的，以便减少非常短的TTI持续时间的控制开销。
控制信道可提供以下信息：下行链路资源块/时间分派；TTI大小、下一控制时机(下一PDCCH)、MIMO信息、HARQ进程和HARQACK/NACK资源(当UE应当发送HARQ的ACK/NACK时)、和带宽/定时位置；上行链路资源块/时间分派；以及TTI大小、下一控制时机(下一PDCCH)、和上行链路的MIMO信息。
在动态TDD中，网络可限定相邻基站(eNB)之间的协调机制，以便确保每个基站知道每个设备/基站在特定时间的UL/DL分配和传输功率。换句话讲，第一基站可以对于正被使用的当前帧结构、当前正在执行(或者要执行)上行链路还是下行链路传输、以及正被使用(或者要被使用)的传输功率而与第二相邻基站通信。这可帮助避免干扰问题。
图6和图7-动态帧结构第一实施方案
图6和图7示出了根据一些实施方案的动态帧结构，特别是动态TDD自包含帧。图6示出了下行链路子帧的示例，图7示出了上行链路子帧的示例。
如图6所示，这个实施方案中在通信中使用的帧可包括10-200MHz下行链路帧载波分量(图6的底部)和用于上行链路(UL)ACK/NACK的单独的低带宽信道(图6的顶部)。10-200MHz下行链路帧载波分量的第一部分可包括用于无线电资源管理的DL信号，例如，导频符号(图示为“RRM DL信号”)。这可以后面跟有控制信令(图示为“DL/UL控制”)，然后可以后面跟有下行链路数据(标记为“DL数据”)。图6中所示的箭头指示所传输的下行链路数据与指示UE确认或否定确认接收所传输数据的相应HARQ反馈(Ack/Nack)之间的关系。
如图所示，用于基站与UE之间通信的子帧可具有不同的TTI持续时间。例如，基站可基于当前正在UE上运行的应用的类型来指定不同的TTI持续时间给UE(或多个UE)。基站与UE通信可被配置为在不同的时间为UE指示不同的TTI持续时间，具体取决于当前在UE上执行的应用的类型。因此，UE可被配置为在控制信道上从蜂窝网络中的基站接收指定控制信道传输之间的第一传输时间间隔的第一控制信息，以及在稍后的时刻，从该基站接收指定控制信道传输之间的不同的第二传输时间间隔的第二控制信息。
可针对在UE上执行的第一类型的应用指定第一传输时间间隔，并且可针对在UE上执行的第二类型的应用指定第二传输时间间隔。第一类型的应用可以以第一传输时间间隔持续时间更有效地执行，第二类型的应用可以以第二传输时间间隔持续时间更有效地执行。基站也可为上行链路和下行链路指定不同的传输时间间隔。另外，控制信道的位置可以不是固定的，而是可以由基站动态地确定和指示。
在这个示例性实施方案中，HARQ ACK/NACK不与数据复用。如图所示，10-200MHz帧载波分量可被基站用于下行链路(图6)或上行链路(图7)，并且基站可在任何时间点从下行链路切换到上行链路或者从上行链路切换到下行链路。ACK/NACK可被UE通过减小的带宽频率来传输，例如，从1.5到5MHz，其相对于可供UE使用的带宽或者相对于图6底部的DL帧载波分量是减小的带宽。图6示出了UE所传输的标记为“X MHz UL ACK/NACK”的UL控制载波(图6的顶部)，其中HARQ反馈(ACK/NACK)被图示为在载波中颜色加深。如图所示，相对于可使用的可能带宽量，这些ACK/NACK是利用减少量的带宽来传输，并且在单独的信道中传输。
如图所示，在导频符号(RRM DL信号)已被接收之后，UE然后读取控制信道(DL/UL控制)，其指示数据位于哪里(在PDSCH中的哪里读取数据)以及数据的大小。例如，控制信道(PDCCH)可指示数据包括4个OFDM符号。控制信道也可指示包含相应UE的控制信息的PDCCH的下一位置。在后续的控制信道中，控制信息可指示更少数量的OFDM符号，例如三个OFDM符号，其中TTI已被缩短。因此，控制信道提供每个传输的持续时间，并且控制信道所指示的传输长度(TTI)可为动态的。因此，仅需要非常短TTI的某些类型的服务诸如MTC或IoT设备可以使用具有短TTI的第一帧结构配置，其中数据在4个OFDM符号之间划分。对于需要较大TTI的其它类型的服务，控制信道可指示具有较大TTI的第二帧结构配置。这个第二配置和较大TTI可被用于需要更高带宽和/或更短的端到端延迟的UE。在这里，在读取PDSCH(数据)之后，UE又返回ACK/NACK。
图6所示的操作可外推至多个UE。因此，基站可调度多个UE，其中每个UE在下行链路TTI期间具有不同TTI/资源块分配。
图7例示了类似的示例，但示出在基站向UE发送上行链路子帧之后跟着在下行链路上从UE接收ACK/NACK。如图所示，在导频符号的传输之后，控制信息可在上行链路中从UE发送给基站。在控制信息之后，上行链路数据可如“UL数据”所指示被发送，其他UL子帧也可被传输。HARQ反馈(ACK/NACK)由基站在DL中在单独信道上传输(附图顶部)，如图所示，优选为1.4MHz信道。
如参考图7所讨论的，基站可基于当前正在UE上运行的应用的类型来指定不同的TTI持续时间给UE(或多个UE)。基站与UE通信可被配置为在不同的时间为UE指示不同的TTI持续时间，具体取决于当前在UE上执行的应用类型。因此如图7所示，不同的TTI间隔持续时间可在UE与基站之间的通信期间在不同的时间被使用。
图6和图7中提出的方案使用辅助通道用于ACK/NACK。换句话讲，图6和图7所示的方案不在数据中复用或散布HARQ反馈(ACK/NACK)，而是使用单独的信道用于下行链路和上行链路HARQ反馈。
图8-动态帧结构第二实施方案
图8示出了动态帧结构的另选实施方案，其中HARQ反馈(ACK/NACK)在同一信道中传输，即，不在单独的信道中传输。如图所示，由于上行链路和下行链路传输是TDD(时分双工)，所以ACK/NACK可能不是在适当数据被传输之后就被发送，相反，ACK/NACK的传输可能被延迟直到TDD传输方向切换。例如，UE可在下行链路(PDSCH)中接收第一数据，然后在控制信道(PDCCH)中接收控制信息，然后接收另一第二数据，并且当TDD传输切换到上行链路时，在那个时间，UE能够在上行链路中为第一数据和第二数据传输其HARQ反馈。这个实施方案的一个有益效果是，UE/基站不需要定位单独的1.4MHz辅助信道以查找和读取HARQ反馈。这个实施方案的一个缺点是，UE/基站可能不能在数据被接收之后立即传输其HARQ反馈(ACK/NACK)，这增大了传输的端到端延迟。
图8所示的实施方案在许多方面类似于图6和图7所示的实施方案，例如，TTI持续时间和控制信息位置可以是动态的，即可随时间推移而变化。例如，TTI持续时间可以至少部分地响应于当前在UE上执行的应用类型而动态地被基站改变。
在另一实施方案中，蜂窝系统可以按信道利用动态TDD自包含帧。这个帧结构设计类似于上文所述的先前那些。但是，一个区别在于，这个帧结构不在同一载波中混合不同的TTI大小/带宽分配。相反，为与以上利用HARQ反馈等在图7至图9中所示类似的蜂窝操作使用总频率带宽的一部分(例如，下部带宽)，并且频率的上部部分可被用于更新的服务诸如MTC等。因此，这个帧结构的一个显著特征是可为特定应用/服务质量保留载波(或频率带宽的部分)(1.4MHz至80Mhz)。TTI对于该载波内的所有用户可以是相似的。基站(eNB)可以按载波使用TDD帧类型。
图9-FDD帧结构
图9示出了根据一些实施方案的频分双工(FDD)的帧结构，具体地讲，具有下行链路/上行链路调度的FDD自包含帧。在FDD通信中，不同频率被定义以用于在下行链路和上行链路中使用。如图所示，一个10–100MHz载波分量可用于下行链路，并且一个10–100MHz载波分量可用于上行链路。在图9所示的示例中，在导频符号在初始10ms帧中被传输之后，在下行链路载波中发送的控制信道(PDCCH)中的控制信息(通过灰色阴影示出)可指示数据在下行链路中驻留在哪里以及在哪里，UE被允许在上行链路中传输HARQ反馈(ACK/NACK)。
图10-LAA帧结构
图10示出了用于在也可利用当前由Wi-Fi设备使用的非授权5GHz频带的蜂窝网络中使用的帧结构。根据一些实施方案，这也可被称为授权辅助接入(LAA)帧结构。这个LAA帧结构类似于以上在图8中示出的第二实施方案的帧结构，其中来自基站的控制信道中的控制信息指示数据的位置(在PDSCH中)以及上行链路中可传输HARQ反馈的位置。如图所示，这个帧结构可并入被称为先听后说(LBT)的争用协议。
可以以下形式中的任意形式来实现一些实施方案：
在一些实施方案中，无线用户设备(UE)可包括具有被配置用于蜂窝网络上的无线通信的一个或多个天线的无线电部件、和可操作地耦接到无线电部件的处理元件。
UE可被配置为在控制信道上从蜂窝网络中的基站接收第一控制信息，其指定控制信道中的后续第一控制信息的第一位置。
UE可以还被配置为在稍后的时间从基站接收第二控制信息，其指定控制信道中的后续第二控制信息的不同的第二位置。
在一些实施方案中，UE可被配置，其中为在UE上执行的第一类型的应用指定第一传输时间间隔；并且其中为在UE上执行的第二类型的应用指定第二传输时间间隔。
在一些实施方案中，第一类型的应用可以以第一传输时间间隔更有效地执行，并且第二类型的应用可以以第二传输时间间隔更有效地执行。
在一些实施方案中，基站(BS)可以包括具有被配置用于无线通信的一个或多个天线的无线电部件和可操作地耦接到无线电部件的处理元件。
BS可被配置为将第一控制信息传输给第一UE，其中第一控制信息指定控制信道传输之间的第一传输时间间隔。
BS可以还被配置为将第二控制信息传输给第二UE，其中第二控制信息指定控制信道传输之间的第二传输时间间隔。第一传输时间间隔和第二传输时间间隔中每一者的长度可取决于在第一UE和第二UE上执行的服务的类型，其中服务的类型可以包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、和关键机器应用中的一者。
可以各种形式中的任一种形式来实现本公开的实施方案。例如，可将一些实施方案实现为计算机实现的方法、计算机可读存储器介质或计算机系统。可使用一个或多个定制设计的硬件装置诸如ASIC来实现其它实施方案。可使用一个或多个可编程硬件元件诸如FPGA来实现其它实施方案。
在一些实施方案中，非暂态计算机可读存储器介质可被配置为使得其存储程序指令和/或数据，其中如果该程序指令由计算机系统执行，则使得计算机系统执行方法，例如本文所述的方法实施方案中的任一种方法实施方案，或本文所述的方法实施方案的任何组合，或本文所述的任何方法实施方案中的任何子集，或此类子集的任何组合。
在一些实施方案中，装置(例如UE 106)可被配置为包括处理器(或一组处理器)和存储器介质，其中存储器介质存储程序指令，其中处理器被配置为从存储器介质读取并执行程序指令，其中程序指令是可执行的以实施本文所述的各种方法实施方案中的任一种方法实施方案(或本文所述的方法实施方案的任何组合，或本文所述的任何方法实施方案的任何子集、或此类子集的任何组合)。可以各种形式中的任一种形式来实现该装置。
虽然已相当详细地描述了上面的实施方案，但是一旦完全了解上面的公开，许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本发明旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims (20)

1.一种无线用户设备(UE)，包括：
无线电部件，所述无线电部件包括被配置用于蜂窝网络上的无线通信的一个或多个天线；
处理元件，所述处理元件可操作地耦接到所述无线电部件；
其中所述UE被配置为：
在控制信道上从所述蜂窝网络中的基站接收动态地指定控制信道传输之间的第一传输时间间隔的第一控制信息；
其中所述第一传输时间间隔的持续时间至少部分地基于所述UE上执行的服务的类型而确定，其中所述服务的类型可包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、和关键机器应用中的一者。
2.根据权利要求1所述的UE，
其中所述第一控制信息为上行链路和下行链路指定不同的传输时间间隔。
3.根据权利要求1所述的UE，
其中所述UE还被配置为：
在控制信道上从所述基站接收指定所述控制信道中的后续控制信息的位置的第一控制信息；
其中所述控制信道中的所述后续控制信息的所述位置由所述基站动态地确定。
4.根据权利要求1所述的UE，
其中所述第一控制信息动态地指定数据传输与自动重传请求反馈之间的定时。
5.根据权利要求4所述的UE，
其中所述第一控制信息指定数据传输与自动重传请求反馈之间的第一定时；并且
其中在稍后的时间，所述UE被配置为接收第二控制信息，所述第二控制信息指定数据传输与自动重传请求反馈之间的不同的第二定时。
6.根据权利要求1所述的UE，
其中所述第一控制信息动态地指定用于自动重传请求反馈的传输的第一位置。
7.根据权利要求6所述的UE，
其中所述第一控制信息指定用于自动重传请求反馈的传输的第一位置；并且
其中在稍后的时间，所述UE被配置为接收第二控制信息，所述第二控制信息指定用于自动重传请求反馈的传输的不同的第二位置。
8.根据权利要求6所述的UE，
其中所述自动重传请求反馈的所述第一位置指定相对于所述控制信道单独的信道，其中所述单独的信道具有比所述控制信道低的带宽。
9.根据权利要求1所述的UE，
其中所述UE被配置为接收包括以毗邻方式布置的数据资源元素的帧。
10.根据权利要求1所述的UE，
其中所述UE被配置为接收包括导频信号和多个数据资源元素的帧，其中导频符号在所述数据资源元素内不复用。
11.一种无线用户设备(UE)设备，包括：
无线电部件，所述无线电部件包括被配置用于蜂窝网络上的无线通信的一个或多个天线；
处理元件，所述处理元件可操作地耦接到所述无线电部件；
其中所述UE被配置为：
在控制信道上从所述蜂窝网络中的基站接收指定控制信道传输之间的第一传输时间间隔的第一控制信息，其中所述第一传输时间间隔的持续时间至少部分地基于所述UE上执行的服务的类型而确定，其中所述服务的类型可包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、和关键机器应用中的一者；
在稍后的时间，从所述基站接收指定控制信道传输之间的不同的第二传输时间间隔的第二控制信息，其中所述第一传输时间间隔的持续时间至少部分地基于所述UE上执行的服务的类型而确定，其中所述服务的类型可包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、和关键机器应用中的一者。
12.一种基站(BS)，包括：
无线电部件，所述无线电部件包括被配置用于无线通信的一个或多个天线；
处理元件，所述处理元件可操作地耦接到所述无线电部件；
其中所述基站被配置为：
在控制信道上向用户设备(UE)传输动态地指定控制信道传输之间的第一传输时间间隔的第一控制信息；
其中所述第一传输时间间隔的持续时间至少部分地基于所述UE上执行的服务的类型而确定，其中所述服务的类型可包括机器类通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、和关键机器应用中的一者。
13.根据权利要求12所述的基站，
其中所述基站被配置为基于正在所述UE上执行的当前的服务的类型而动态地调节与第一UE使用的传输的帧结构。
14.根据权利要求12所述的基站，
其中所述基站被配置为：
动态地确定控制信道中以供控制信息在所述控制信道中被放置以用于传输给所述UE的位置；
在所述控制信道中传输动态地确定的所述位置给所述UE；并且
在所述控制信道中在动态地确定的所述位置处传输所述控制信息给所述UE。
15.根据权利要求12所述的基站，
其中所述第一控制信息动态地指定数据传输与自动重传请求反馈之间的定时。
16.根据权利要求12所述的基站，
其中所述第一控制信息动态地指定用于自动重传请求反馈的传输的第一位置。
17.根据权利要求16所述的基站，
其中所述自动重传请求反馈的所述第一位置指定相对于所述控制信道单独的信道，其中所述单独的信道具有比所述控制信道低的带宽。
18.根据权利要求12所述的基站，
其中所述基站被配置为向所述UE传输包括以毗邻方式布置的数据资源元素的帧。
19.根据权利要求12所述的基站，
其中所述基站被配置为向所述UE传输包括导频信号和多个数据资源元素的帧，其中导频符号在所述数据资源元素内不复用。
20.根据权利要求12所述的基站，
其中所述基站被配置为向相邻基站提供信息，指定所述基站的当前上行链路/下行链路分配和传输功率，以便减少与所述相邻基站的干扰问题。
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