CN110999179A

CN110999179A - 用于tdd模式下nb-iot传输的特殊子帧利用

Info

Publication number: CN110999179A
Application number: CN201880051206.3A
Authority: CN
Inventors: 隋宇涛; G·A·梅迪纳阿科斯塔; 林兴钦; Y-P·E·王; J·伯格曼
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2038-08-06
Also published as: US20220182195A1; CN115664602A; US20190273591A1; BR112019027668A2; EP3665824A1; JP2021177637A; JP6907405B2; US11271692B2; US11997031B2; CN110999179B; JP7112570B2; EP3896880B1; JP2020530681A; EP3896880A1; WO2019030176A1

Abstract

一种基站和无线设备被配置为支持TDD操作。在示例性实施例中，基站或UE可以分别利用特殊子帧的DwPTS或UpPTS中的可用符号以用于NB‑IoT传输。在一个示例中，基站能够使用DwPTS中的OFDM符号以预定的方式重复在紧接在前的下行链路子帧中或在随后的下行链路子帧中发送的符号中的一些符号。在其他实施例中，UE能够使用UpPTS中的符号以预定的方式重复在紧接在后的上行链路子帧中或在先前的上行链路子帧中发送的符号中的一些符号。在特殊子帧中重复的符号能够在接收机处与在下行链路或上行链路子帧中发送的对应符号相干地合并，以改进解码性能、减少错误、改进信道估计以及增加系统容量。

Description

用于TDD模式下NB-IOT传输的特殊子帧利用

技术领域

本公开总体上涉及用于窄带物联网(NB-IoT)的无线通信网络，更具体地涉及用于NB-IoT传输的时分双工(TDD)通信。

背景技术

长期演进(LTE)支持频分双工(FDD)操作和TDD操作两者。在FDD操作的情况下，不同的载波频率用于下行链路传输和上行链路传输。类型1帧结构用于FDD操作。在TDD操作的情况下，相同的载波频率用于上行链路和下行链路传输两者。类型2帧结构用于TDD操作。在类型2帧中，无线电帧内的子帧被分配用作下行链路子帧、上行链路子帧或特殊子帧。下行链路子帧用于下行链路传输，上行链路子帧用于上行链路传输。下行链路和上行链路之间的切换发生在特殊子帧期间。

特殊子帧分为三个部分：下行链路导频时隙(DwPTS)、保护期(GP)和上行链路导频时隙(UpPTS)。在LTE中，尽管DwPTS的长度小于正常子帧并且可以发送的数据量相应地较小，但是有时将DwPTS像正常的下行链路子帧一样来处理并且将其用于数据传输。UpPTS通常不用于数据传输，但可以用于信道探测或随机接入。UpPTS也可以留为空白，并用作延长的保护期。

第三代合作伙伴计划(3GPP)当前正在开发称为窄带物联网(NB-IoT)的标准，该标准专门适用于物联网(IoT)。该新的无线电接入技术旨在提供改进的室内覆盖、对大量低吞吐量设备的支持、低延迟灵敏度、超低设备成本、低设备功耗以及优化的网络架构。NB-IoT无线电接入技术支持三种操作模式：(1)独立操作，其中NB-IoT使用任何可用频谱中的独立载波；(2)保护带操作，其中NB-IoT使用LTE保护带内的频谱；(3)带内操作，其中NB-IoT使用正常LTE载波内的频谱。

3GPP最近批准了关于NB-IoT增强的工作项目，以支持TDD操作。在LTE系统中，特殊子帧的DwPTS字段可以用于在下行链路上发送用户数据或控制信息。通过使用适当的传送块大小并利用传输时间间隔(TTI)长度始终等于一毫秒的事实，特殊子帧可以用于携带自主数据(例如，新数据、新调度信息等)，并因此被视为任何其他可用的下行链路子帧。

与常规的LTE系统相比，NB-IoT传输使用大量重复和可变资源单元(RU)长度。因为NB-IoT使用重复和可变的TTI长度，所以DwPTS用于下行链路传输的用法无法以相同的方式应用于NB-IoT。更为复杂的是，NB-IoT具有三种操作模式。对于全部三种操作模式使用通用的TDD设计是期望的。

发明内容

本公开涉及为NB-IoT通信网络中的NB-IoT传输设计的新的TDD模式。在示例性实施例中，诸如基站或用户设备(UE)的无线电节点被配置用于TDD操作，并且可以分别将DwPTS或UpPTS中的可用符号用于NB-IoT传输。在一个示例中，基站可以使用DwPTS中的OFDM符号以预定的方式重复在紧接在前的下行链路子帧中或者在随后的下行链路子帧中发送的OFDM符号中的一些符号。类似地，UE可以使用UpPTS中的符号以预定的方式重复在紧接在前的上行链路子帧中或者在随后的上行链路子帧中发送的符号中的一些符号。在特殊子帧中重复的符号可以在接收机处与在下行链路或上行链路子帧中发送的对应符号相干地合并，以改进解码性能并降低误块率(BLER)，这将增加系统容量。无线电节点还可以利用DwPTS和UpPTS字段上携带的OFDM符号中的冗余信息(例如，用于改进信道估计以减少所需的重复次数)，这可以转化为更低的功耗和更长的电池寿命。

根据本公开的一方面，在没有重复(即，其中重复次数等于1)的NB-IoT传输的情况下，特殊子帧可以用于速率匹配。在下行链路或上行链路传输的重复次数等于1(意味着没有资源单元被重复)并且根据阈值，特殊子帧的DwPTS或UpPTS使用的符号的数量足够大(例如，大于阈值)的情况下，可以将特殊子帧计为资源单元的一部分，并将特殊子帧的DwPTS或UpPTS中的可用符号用于速率匹配。如果根据阈值，特殊子帧的DwPTS或UpPTS中的符号的数量小(例如，小于阈值)，则可以将特殊子帧计为资源单元的一部分，但是特殊子帧的DwPTS或UpPTS中的符号不用于速率匹配。

本公开的一方面包括由时分双工(TDD)通信的发送无线电节点实现的方法。在一个实施例中，该方法包括：发送包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及在所述无线电帧中的特殊子帧中重复所述第一子帧中的一个或多个符号中的资源元素，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点的保护期。

本公开的另一方面包括在被配置用于TDD通信的无线通信网络中的发送无线电节点。在一个实施例中，所述发送无线电节点包括：用于将信号发送到所述无线通信网络中的第二无线电节点的接口电路；以及处理电路。所述处理电路被配置为：在包括多个符号的第一子帧中发送数据，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及在特殊子帧中重复所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点的保护期。

本公开的一方面包括由时分双工(TDD)通信的接收无线电节点实现的方法。在一个实施例中，所述方法包括：接收包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及在所述无线电帧中接收特殊子帧，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点的保护期，所述特殊子帧包含所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素的重复。

本公开的另一方面包括在被配置用于TDD通信的无线通信网络中的接收无线电节点。在一个实施例中，所述接收无线电节点包括：用于将信号发送到所述无线通信网络中的第二无线电节点的接口电路；以及处理电路。所述处理电路被配置为：接收包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及在所述无线电帧中接收特殊子帧，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点的保护期，所述特殊子帧包含所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素的重复。

附图说明

图1示出了采用TDD的NB-IoT通信网络；

图2A示出了在NB-IoT通信网络中使用的无线电资源；

图2B示出了在TDD通信中使用的示例性无线电帧的结构；

图3示出了在用于TDD通信的示例性下行链路子帧中的资源映射；

图4示出了OFDM符号从下行链路子帧到特殊子帧的映射；

图5A示出了下行链路子帧中仅包含数据的OFDM符号到特殊子帧中包含参考信号的OFDM符号的映射；

图5B示出了下行链路子帧中包含参考信号的OFDM符号到特殊子帧中在相同位置处的包含参考信号的OFDM符号的映射；

图5C示出了下行链路子帧中包含参考信号的OFDM符号到特殊子帧中没有参考信号的OFDM符号的映射；

图5D示出了下行链路子帧中包含参考信号的OFDM符号到特殊子帧中包含不同类型的参考信号的OFDM符号的映射；

图6示出了在用于TDD通信的示例性上行链路子帧中的资源映射；

图7示出了符号从上行链路子帧到特殊子帧的映射；

图8A和8B示出了使用特殊子帧中的符号的速率匹配；

图9示出了由TDD通信网络中的无线电节点实现的示例性数据发送方法；

图10示出了由TDD通信网络中的无线电节点实现的示例性数据接收方法；

图11示出了由TDD通信网络中的无线电节点实现的示例性数据接收方法；

图12示出了如本文所述被配置用于TDD通信的无线电节点的主要功能元件。

具体实施方式

图1示出了无线通信网络10中的基站20与UE 30之间的通信。有时在适用的标准中，基站20被称为演进节点B(eNB)或5G节点B(gNB)。UE 30，其有时称为无线设备，可以包括蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机、笔记本计算机、平板电脑、机器到机器(M2M)通信设备(也称为机器型通信(MTC)设备)或其他具有无线通信能力的设备。本文使用术语“无线电节点”来泛指基站20、UE 30或使用射频信号进行通信的其他设备。如图1所示，基站20在窄带物理下行链路共享信道(NPDSCH)、窄带物理下行链路控制信道(NPDCCH)和窄带物理广播信道(NPBCH)上的下行链路中向UE 30发送数据。UE 30在窄带物理上行链路共享信道(NPUSCH)上的上行链路中向基站20发送数据。

NB-IoT通信网络10在下行链路中使用正交频分复用(OFDM)且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)。NB-IoT通信网络10中的可用无线电资源可以被视为如图2A所示的时频网格50。在时域中，物理资源被分成子帧。每个子帧包括多个符号(例如，用于下行链路的OFDM符号和用于上行链路的SC-FDMA符号)。对于正常的循环前缀(CP)长度(适于在预计多径扩散不会非常严重的情况下使用)，子帧包括14个符号。如果使用扩展的循环前缀，则子帧包括12个符号。在频域中，物理资源被分成间隔为15kHz的相邻子载波。子载波的数量根据分配的系统带宽而变化。时频网格50中的最小元素是资源元素(RE)52。

在示例性实施例中，基站20和UE 30被配置为支持TDD操作。在TDD操作的情况下，上行链路和下行链路传输使用相同的载波频率。类型2帧结构用于TDD操作。图2B示出了用于TDD通信的示例性帧结构。在图2B所示的类型2帧结构中，无线电帧内的子帧被分配用作下行链路(DL)子帧、上行链路(UL)子帧或特殊(S)子帧。下行链路子帧用于NPDSCH、NPDCCH或NPBCH上的下行链路传输，上行链路子帧用于NPUSCH上的上行链路传输。下行链路和上行链路之间的切换发生在特殊子帧期间。

可以将不同数量的资源(例如，子帧)分配给上行链路和下行链路传输。下面的表1示出了3GPP TS36.211,“物理信道和调制”,V14.2.0中描述的现存LTE TDD配置。如表1所示，子帧0和5总是分配给下行链路传输，而子帧2总是分配给上行链路传输。然后，可以依赖于TDD配置而灵活地将剩余子帧(特殊子帧除外)分配给下行链路或上行链路传输。

表1：上行链路-下行链路TDD配置

如表1所示，对于TDD配置3、4和5，每10毫秒发生从下行链路到上行链路传输的切换，使得对于每个无线电帧只有一个特殊子帧。对于TDD配置0、1、2和6，下行链路到上行链路的切换期为5毫秒，使得在每个无线电帧中使用两个特殊子帧进行切换。

TDD配置通常作为系统信息(SI)的一部分提供并且通常不频繁地变化。根据LTE规范的版本14，TDD配置信息包含在下面示出的系统信息块类型1消息中。

系统信息块类型1消息

更具体地，TDD配置信息元素(IE)用于指定TDD特定的物理信道配置。TDD配置IE在下面示出。

TDD配置信息元素

下表2包含3GPP TS 36.331的描述TDD配置IE中的内容的相关部分。

表2-TDD配置字段描述

再次参考图2B，无线电帧中的特殊子帧分为三个部分：DwPTS(也称为下行链路部分)、GP和UpPTS(也称为上行链路部分)。特殊子帧的总长度为30,720xT_S＝1ms，而子帧的各个部分具有可变的长度。T_S是LTE规范中限定的基本时间单位。LTE为特殊子帧指定了11种不同的配置，其被示出在下面的表3中。

表3：特殊子帧的配置(DwPTS/GP/UpPTS的长度)

在示例性实施例中，基站20或UE 30可以分别利用DwPTS或UpPTS中的可用符号以用于下行链路和/或上行链路NB-IoT传输。在一个示例中，基站20可以使用DwPTS中的OFDM符号以预定的方式重复在紧接在特殊子帧之前的有效下行链路子帧中或者在特殊子帧之后的有效下行链路子帧中发送的OFDM符号中的一些符号。类似地，UE 30可以使用UpPTS中的SC-FDMA符号以预定的方式重复在紧接在特殊子帧之后的有效上行链路子帧中或者在特殊子帧之前的有效上行链路子帧中发送的SC-FDMA符号中的一些符号。在特殊子帧中重复的符号可以在接收机处与在下行链路或上行链路子帧中传输的对应符号相干地合并，以改进解码性能并降低误块率(BLER)，这将增加系统容量。无线电节点还可以利用在DwPTS和UpPTS字段上携带的OFDM符号中的冗余信息(例如，以用于改进信道估计以减少所需的重复次数)，这可以转化为更低的功耗和更长的电池寿命。

在一些实施例中，仅在DwPTS或UpPTS中的OFDM或SC-FDMA符号的数量分别满足阈值要求的情况下，将特殊子帧用于下行链路或上行链路传输。在当前版本的NB-IoT中，有效和无效子帧由位图表示，该位图具有预定的最大位数(例如，对于带内是40位，对于独立是10位)。因为位图的长度是有限的，所以可以从位图中省略特殊子帧以节省位，并且可以使用阈值要求来确定特殊子帧是否有效。如果特殊子帧有效(例如，DwPTS或UpPTS中的符号的数量满足阈值要求)，则将子帧用于下行链路或上行链路传输。如果特殊子帧无效(例如，DwPTS或UpPTS中的符号的数量不满足阈值要求)，则该子帧不用于下行链路或上行链路传输。

在从基站20到UE 30的下行链路传输的情况下，DwPTS中的OFDM符号用于重复在NPDSCH、NPDCCH或NPBCH上在紧接在前的子帧或在随后的下行链路帧中发送的OFDM符号。在一个实施例中，DwPTS中的OFDM符号用于重复下行链路子帧中携带SI的OFDM符号。在另一个实施例中，DwPTS中的OFDM符号用于重复下行链路子帧中携带同步信号(诸如主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS))的OFDM符号。

NPDCCH例如用于发送下行链路调度信息(指示哪个UE 30被调度以接收下行链路传输)、上行链路授权信息(指示要由UE 30使用的用于上行链路传输的上行链路资源)、寻呼通知以及SI变化的指示。对于NB-IoT，NPDCCH重复的数量可以是1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024和2048。NPDCCH子帧被划分为窄带控制信道元素(NCCE)0和1，如图3所示。NCCE 0使用最低的6个子载波，而NCCE 1使用最高的6个子载波。NCCE使用的资源元素(RE)的数量依赖于部署模式(独立、带内或保护带)以及逻辑天线端口的数量。

图3示出了用于带内部署和两个逻辑天线端口的NPDCCH的示例性资源映射。携带窄带参考信号(NRS)和小区特定的参考信号(CRS)的资源元素(RE)(即，以黑色和灰色表示的RE)可以依赖于小区标识进行上移或下移。UE 30将NRS用于信道估计并执行下行链路测量。在用于发送NPBCH、NPDCCH和NPDSCH的子帧中，每一天线端口每一子帧使用8个资源元素来映射NRS。在一些特殊子帧配置中，DwPTS中的OFDM符号数量不足以携带一个NCCE。对于这些特殊子帧配置，特殊子帧不用于NPDCCH的下行链路传输。在这种情况下，不需要在NPDCCH搜索空间的配置中包括特殊子帧。因此，在一些实施例中，特殊子帧用于NPDCCH上的下行链路传输，并且被包括在NPDCCH搜索空间中以用于一些特殊子帧配置而不用于其他特殊子帧配置。

图4示出了如何在特殊子帧的DwPTS部分中映射并重复下行链路子帧中携带NPDCCH的OFDM符号的一个示例。图4所示的示例采取其中DwPTS包括3个OFDM符号的特殊子帧配置0(表2)。下行链路子帧中的OFDM符号5、6和12映射到DwPTS中的OFDM符号0、1和2。在该示例中可以观察到，下行链路子帧中只有包含NRS的OFDM符号才被重复。包含NRS的OFDM符号以升序被映射到特殊子帧，直到DwPTS中的最后一个可用OFDM被填充。还可以观察到，下行链路子帧中的OFDM符号被映射到DwPTS中的不同索引位置。

存在其中DwPTS包含更多数量的OFDM符号的其他情况。在DwPTS中大量OFDM符号可供使用的情况下，可以对包含NRS的OFDM符号排优先级并以升序、降序或根据其他方案将包含NRS的OFDM符号首先映射到特殊子帧。一旦包含NRS的全部OFDM符号被映射，剩余的OFDM符号就可以以升序、降序或根据一些其他指定顺序被映射，直到DwPTS中的可用OFDM符号被填充。

在一些情况下，特殊子帧中的OFDM符号可以包括特定于特殊子帧的NRS。这些NRS可以占据与下行链路子帧中的NRS不同的位置。此外，对于带内部署情况，特殊子帧中的OFDM符号可以包括遗留小区特定参考信号(CRS)。因此，当将OFDM符号从下行链路子帧映射到特殊子帧的DwPTS时，可能有必要省略特定RE。也就是，当将OFDM符号从下行链路子帧映射到特殊子帧时，可以省略位于与特殊子帧中的NRS或遗留CRS对应的位置处的RE(即，不映射这些RE)，并用特殊子帧中的NRS或CRS替换这些RE。

图5A至5D示出了如何将OFDM符号从下行链路子帧映射到特殊子帧的DwPTS的非排他性示例。为了简单起见，图5A至5D中的示例示出了单个OFDM符号的映射。然而，在大多数使用情况下，将重复两个或更多个OFDM符号。当在特殊子帧的DwPTS中重复几个符号时，应用相同的原理。

同样，可以注意到，图5A至图5D示出了特殊子帧的DwPTS中位于与常规下行链路子帧相同的位置处的NRS，对于一些特殊子帧配置可能不是这种情况。也就是，可以将特殊子帧中的NRS放置在不同的OFDM符号中，并且例如基于特殊子帧中的OFDM符号索引来相应地生成特殊子帧中的NRS。

图5A示出了这样的情况，其中来自下行链路子帧的不包含参考信号的OFDM符号(例如，OFDM符号3)被映射到特殊子帧中包含NRS的OFDM符号(例如，OFDM符号5)并在该OFDM符号中被重复。在这种情况下，不能重复NRS所位于的OFDM符号中的RE。这些RE被省略并且由特定于特殊子帧的NRS替换。在来自下行链路子帧的不包含参考信号的OFDM符号(例如，OFDM符号3)被映射到特殊子帧中携带遗留CRS的OFDM符号(例如，OFDM符号4)并在该OFDM符号中被重复的情况下，使用相同的方法。在这种情况下，省略CRS所位于的OFDM符号中的RE并由遗留CRS替换这些RE。

图5B示出了这样的情况，其中来自下行链路子帧的包含NRS的OFDM符号(例如，OFDM符号5)被映射到特殊子帧中在相同位置处包含NRS的OFDM符号(例如，OFDM符号5)并在该OFDM符号中被重复。在这种情况下，在特殊子帧中仅重复包含用户数据的RE。

图5C示出了这样的情况，其中来自下行链路子帧的包含NRS的OFDM符号(例如，OFDM符号5)被映射到特殊子帧中在相同位置处不包含NRS的OFDM符号(例如，OFDM符号3)并在该OFDM符号中被重复。在这种情况下，几种映射方法是可能的。在第一种方法中，仅重复携带用户数据的RE，并且使参考信号位置留空。在第二种方法中，重复整个OFDM符号，即，用户数据加上参考信号。在第三种方法中，在特殊子帧中仅重复携带用户数据的RE，并且生成特定于特殊子帧的新的NRS以填充空的RE。也就是，重复数据RE，但是参考信号是新生成的。

图5D示出了这样的情况，其中来自下行链路子帧的包含NRS的OFDM符号(例如，OFDM符号5)被映射到特殊子帧中在相同位置处包含遗留CRS的OFDM符号(例如，OFDM符号5)中并在该OFDM符号中被重复。在这种情况下，在特殊子帧中仅重复包含用户数据的RE，并且OFDM符号中的NRS由特殊子帧中的CRS替换。

在从UE 30到基站20的上行链路传输的情况下，UpPTS中的SC-FDMA符号可以用于重复在NPUSCH上在紧接在后的上行链路子帧中或者在先前的上行链路子帧中发送的SC-FDMA符号。NPUSCH携带来自更高层(格式1)的上行链路用户数据和控制信息。另外，NPUSCH可以携带用于NPDSCH(格式2)的混合自动重复请求(HARQ)确认。最大发送块大小(TBS)为1000位，子载波间隔可以为15KHz或3.75KHz。支持多音和单音传输。正交相移键控(QPSK)用于多音传输，而单音使用π/2-BPSK或π/4-QPSK来降低峰均功率比。映射传输块(TB)的最小单元是资源单元(RU)，其依赖于用户的带宽分配和NPUSCH格式。NPUSCH的重复次数为1、2、4、8、16、32、64、128和256。

图6示出了用于NPUSCH的资源映射的一个示例。对于15kHz子载波间隔，每个时隙的中心的SC-FDMA符号携带解调参考符号(DMRS)，这允许基站20估计上行链路信道状况。

图7示出了如何将随后的上行链路子帧中携带NPUSCH的SC-FDMA符号映射到特殊子帧的UpPTS部分并在该UpPTS部分中重复的示例。该示例基于NPUSCH格式1，其每一时隙具有一个DMRS。在NPUSCH格式2的情况下，每一时隙有3个DMRS。该示例采取特殊子帧配置0(表2)，其中UpPTS包括1个SC-FDMA符号。上行链路子帧中在特殊子帧之后的SC-FDMA符号3被映射到UpPTS的第二时隙中的SC-FDMA符号6。在该示例中可以观察到，仅映射了上行链路子帧中包含DMRS的一个SC-FDMA符号。如果在UpPTS中有更多SC-FDMA符号可用，则上行链路子帧中包含DMRS的SC-FDMA符号将按照升序、降序或其他指定顺序被映射到特殊子帧单元中的UpPTS，直到UpPTS中的全部可用SC-FDMA符号被填充。

在UpPTS中的大量SC-FDMA符号可供使用的情况下，可以对包含DMRS的SC-FDMA符号排优先级并以升序、降序或根据其他方案将包含DMRS的SC-FDMA符号首先映射到特殊子帧。一旦包含DMRS的全部SC-FDMA符号被映射，剩余的SC-FDMA符号就可以以升序、降序或一些其他指定顺序被映射到特殊子帧单元中的UpPTS，直到UpPTS中的可用SC-FDMA符号被填充。

除了使用特殊子帧来重复下行链路子帧或上行链路子帧中的SC-FDMA符号之外，DwPTS和/或UpPTS还可用于发送其他数据。在一个示例中，UE 30在特殊子帧中的一个或多个SC-FDMA符号中发送上行链路参考信号。在另一示例中，UE 30在特殊子帧的UpPTS中的一个或多个SC-FDMA符号中发送上行链路调度请求或探测参考信号(SRS)。类似地，基站20可以在特殊子帧的DwPTS中的一个或多个OFDM符号中发送NRS(不一定在与正常子帧相同的位置)。

特殊子帧也可以用于调整定时提前量。例如，如果远离基站20的UE30被调度为使用UpPTS，则UE 30可能需要大的定时提前量。定时提前量可以大于特殊子帧中的GP时长。在这种情况下，在DwPTS中使用的一个或多个OFDM符号可以被留空，并且因此用于容纳被调度为在UpPTS中发送的UE 30的定时提前量。

在没有重复(即，其中重复次数等于1)的NB-IoT传输的情况下，可以以不同的方式使用特殊子帧。如前所述，存在几种不同的特殊子帧配置，其中的一些配置具有非常大量的可用于DwPTS的OFDM符号。在针对NPDSCH或NPDCCH的重复次数等于1(意味着没有资源单元被重复)并且根据阈值，DwPTS使用的OFDM符号的数量足够大(例如，大于阈值)的情况下，将特殊子帧计为资源单元的一部分，并使用DwPTS中的可用OFDM符号执行速率匹配。对于带内情况应注意，DwPTS中的一些OFDM符号可以被保留用于遗留LTE控制信道。保留的OFDM符号不用于速率匹配。另一方面，根据阈值，如果DwPTS使用的OFDM符号的数量少(例如，小于阈值)，则可以将特殊子帧计为包含多个子帧的资源单元的一部分，但是特殊子帧中的OFDM符号不用于速率匹配。

为了执行速率匹配，基站20可以1)使用与没有特殊子帧的资源单元相同的码率，并调整包含特殊子帧的资源单元中的TBS以填充可用的OFDM符号，或者2)使用与没有特殊子帧的资源单元相同大小的TBS，并调整包含特殊子帧的资源单元中的码率以填充可用的OFDM符号。分配给GP和UpPTS的OFDM符号可以留空。

图8A示出了每个资源单元包括两个子帧的示例。图8A示出了DwPTS中的OFDM符号的数量满足阈值要求的情况。阴影指示用于速率匹配的子帧。在该示例中，RU1包括特殊子帧，并且DwPTS中的可用OFDM符号用于速率匹配。图8B示出了DwPTS中的OFDM符号的数量不满足阈值要求的情况。在该示例中，RU1包括特殊子帧(即，特殊子帧被计为RU1的一部分)，但是DwPTS中的可用OFDM符号不用于速率匹配。在这种情况下，调整码率和/或TBS以适合下行链路子帧中的数据。

当针对NPUSCH的重复次数等于1时，也可以将使用特殊子帧的速率匹配技术应用于NPUSCH。在这种情况下，当根据阈值，UpPTS中的SC-FDMA符号的数量足够大(例如，大于阈值)时，UE 30可以将特殊子帧的UpPTS中的可用SC-FDMA符号用于速率匹配。

图9示出了由无线电节点(例如，基站20或UE 30)实现的示例性数据传输方法100。无线电节点20、30在包括多个符号的第一子帧中发送数据(框110)。第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个。换言之，第一子帧可以是常规的下行链路子帧或常规的上行链路子帧。无线电节点20、30在特殊子帧中重复第一子帧的一个或多个符号中的资源元素(框120)。在一些实施例中，特殊子帧中的符号中的资源元素的重复可包含比第一子帧中的对应符号的所有资源元素少的资源元素。未被重复的资源元素可以由特殊子帧中的参考信号替换。

图10示出了由无线电节点(例如，基站20或UE 30)实现的接收数据的示例性方法150。无线电节点20、30在包括多个符号的第一子帧中接收数据(框160)。第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个。无线电节点接收在第一子帧之前或之后的特殊子帧(框170)。特殊子帧包含第一子帧的一个或多个符号中的资源元素的重复。然后，无线电节点可以可选地将在特殊子帧中接收到的符号与在第一子帧中接收到的对应符号相合并(框180)。在一些实施例中，特殊子帧中的符号的重复可以包含比第一子帧中的对应符号的所有资源元素少的资源元素。未被重复的资源元素可以由特殊子帧中的参考信号替换。

图11示出了由被配置为使用特殊子帧进行速率匹配的无线电节点(例如，基站20或UE 30)实现的示例性方法200。无线电节点20或30确定传输的重复次数(框210)。如果重复次数等于预定次数(例如，重复数＝1)，则无线电节点20或30确定特殊子帧中的符号的数量(框220)。在基站20的情况下，基站20确定特殊子帧的DwPTS中的OFDM符号的数量。在UE30的情况下，UE 30确定特殊子帧的UpPTS中的SC-FDMA符号的数量。所确定的数量可以包括或排除DwPTS或UpPTS中的保留符号。如果特殊子帧的DwPTS或UpPTS中的OFDM或SC-FDMA符号的数量分别满足阈值要求，则无线电节点20、30使用特殊子帧中的可用符号来执行速率匹配(框230)。如果特殊子帧的DwPTS或UpPTS中的符号的数量分别不满足阈值要求，则无线电节点20、30不使用特殊子帧的符号进行速率匹配(框240)。在一些实施例中，特殊子帧可以被计为包括两个或更多个子帧的资源单元的一部分。即使可用符号的数量小于阈值，特殊子帧也可以被计为资源单元的一部分并且这些符号不用于速率匹配。

图12示出了如本文所述被配置用于TDD通信的无线电节点300(例如，基站20或UE30)的主要功能组件。无线电节点300包括处理电路310、存储器340和接口电路350。

接口电路350包括耦接到一个或多个天线360的RF电路355。RF电路355包括在无线通信信道上与一个或多个UE通信所需的RF组件。典型地，RF组件包括适于根据LTE标准或其他RAT进行通信的发射机和接收机。

处理电路310处理发送到网络节点300或由网络节点300接收的信号。这种处理包括所发送的信号的编码和调制以及所接收的信号的解调和解码。处理电路310可以包括一个或多个微处理器、硬件、固件或其组合。处理电路310被配置为执行本文所述的方法和过程，包括图9和10的方法。

在图12所示的示例性实施例中，处理电路310包括发送单元315、接收单元320、速率匹配单元325和定时提前单元330。发送单元315和接收单元320被配置为根据图9和10所示的方法100和200执行TDD发送和接收。速率匹配单元325被配置为执行如上所述的速率匹配，包括图11的方法。定时提前单元被配置为如上所述调整发送和接收定时。

存储器340包括用于存储处理电路310进行操作所需的计算机程序代码和数据的易失性和非易失性存储器。存储器340可以包括用于存储数据的任何有形的非暂时性计算机可读存储介质，包括电子、磁、光、电磁或半导体数据存储装置。存储器340存储计算机程序345，该计算机程序345包括可执行指令，该可执行指令配置处理电路310以实现本文所述的方法和过程，包括图8和9所示的方法。通常，计算机程序指令和配置信息存储在诸如ROM、EPROM或闪存的非易失性存储器中。操作期间生成的临时数据可以存储在诸如RAM的易失性存储器中。在一些实施例中，用于配置处理电路310的计算机程序345可以存储在诸如便携式光盘、便携式数字视频光盘或其他可移动介质的可移动存储器中。计算机程序345也可以体现在诸如电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质的载体中。

Claims

1.一种由时分双工TDD通信的无线电节点(20，30)实现的方法(100)，所述方法(100)包括：

发送(110)包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及

在所述无线电帧中的特殊子帧中重复(120)所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点(20，30)的保护期。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，发送(100)所述第一子帧包括：发送到第二无线电节点(20，30)的下行链路子帧。

3.根据权利要求2所述的方法(100)，还包括：紧接在所述下行链路子帧之后发送所述特殊子帧。

4.根据权利要求2所述的方法(100)，还包括：在所述下行链路子帧之前发送所述特殊子帧。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法(100)，其中，在所述特殊子帧中重复(120)所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素包括：重复在来自下行链路子帧的包含参考信号的一个或多个符号中的资源元素。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法(100)，其中，在所述特殊子帧中重复(120)所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素包括：重复在来自下行链路子帧的包含窄带物理下行链路共享信道NPDSCH的一个或多个符号中的资源元素。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的方法(100)，其中，在所述特殊子帧中重复(120)所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素包括：重复在来自下行链路子帧的包含窄带物理下行链路控制信道NPDCCH的一个或多个符号中的资源元素。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的方法(100)，其中，在所述特殊子帧中重复(120)所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素包括：重复在来自下行链路子帧的包含系统信息的一个或多个符号中的资源元素。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法(100)，其中，在所述特殊子帧中重复(120)所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素包括：重复比所述第一子帧的至少一个所述符号中的所有所述资源元素少的资源元素。

10.根据权利要求9所述的方法(100)，其中，重复比所述第一子帧的至少一个所述符号中的所有所述资源元素少的资源元素包括：重复不包含参考信号的所述至少一个符号中的资源元素。

11.根据权利要求10所述的方法(100)，还包括：

生成用于所述特殊子帧的参考信号；以及

在未被重复的所述资源元素中发送所生成的参考信号。

12.根据权利要求9所述的方法(100)，其中，重复比所述第一子帧的至少一个所述符号中的所有所述资源元素少的资源元素包括：使用用于所述特殊子帧的参考信号替换所述第一子帧的所述符号中的一个或多个资源元素。

13.一种在无线通信网络中的无线电节点(20，30)，所述无线电节点(20，30)包括：

接口电路(350)，用于向所述无线通信网络中的第二无线电节点(20，30)发送信号；以及

处理电路(310)，被配置为：

在包括多个符号的第一子帧中发送数据，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及

在特殊子帧中重复所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点(20，30)的保护期。

14.根据权利要求13所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧包括下行链路子帧，并且其中，所述处理电路(310)还被配置为：在所述下行链路子帧中向第二无线电节点(20，30)发送数据。

15.根据权利要求14所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：紧接在所述下行链路子帧之后发送所述特殊子帧。

16.根据权利要求14所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：在所述下行链路子帧之前发送所述特殊子帧。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：重复在来自下行链路子帧的包含参考信号的一个或多个符号中的资源元素。

18.根据权利要求14至16中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：重复在来自下行链路子帧的包含窄带物理下行链路共享信道NPDSCH的一个或多个符号中的资源元素。

19.根据权利要求14至16中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：重复在来自下行链路子帧的包含窄带物理下行链路控制信道NPDCCH的一个或多个符号中的资源元素。

20.根据权利要求14至16中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：重复在来自下行链路子帧的包含系统信息的一个或多个符号中的资源元素。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：重复比所述第一子帧的至少一个所述符号中的所有所述资源元素少的资源元素。

22.根据权利要求21所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：重复所述第一子帧的不包含参考信号的至少一个符号中的资源元素。

23.根据权利要求22所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：

生成用于所述特殊子帧的参考信号；以及

在未被重复的所述资源元素中发送所生成的参考符号。

24.根据权利要求21所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：使用用于所述特殊子帧的参考信号替换所述第一子帧的所述符号中的一个或多个资源元素。

25.一种在无线通信网络中的无线电节点(20，30)，所述无线电节点(20，30)被配置为：

发送包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及

26.根据权利要求25所述的无线电节点(20，30)，被配置为执行根据权利要求2至12中任一项所述的方法(100)。

27.一种包括可执行指令的计算机程序，所述可执行指令在由无线通信网络中的无线电节点(20，30)中的处理电路(310)执行时使所述无线电节点(20，30)执行根据权利要求1至12所述的方法(100)中的任一方法。

28.一种包含根据权利要求27所述的计算机程序的载体，其中，所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一个。

29.一种包含计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可执行指令，所述可执行指令在由无线通信网络中的无线电节点(20，30)中的处理电路(310)执行时使所述无线电节点(20，30)执行根据权利要求1至12所述的方法(100)中的任一方法。

30.一种在第一和第二无线电节点(20，30)之间的时分双工TDD通信的方法(150)，所述方法(150)包括：

接收(160)包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及

在所述无线电帧中接收(170)特殊子帧，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点(20，30)的保护期，所述特殊子帧包含所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素的重复。

31.根据权利要求30所述的方法(150)，其中，接收(160)所述第一子帧包括：接收下行链路子帧。

32.根据权利要求31所述的方法(150)，其中，接收(170)所述特殊子帧包括：紧接在所述下行链路子帧之后接收所述特殊子帧。

33.根据权利要求31所述的方法(150)，其中，接收(170)所述特殊子帧包括：在所述下行链路子帧之前接收所述特殊子帧。

34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：来自所述下行链路子帧的包含参考信号的一个或多个符号中的资源元素的重复。

35.根据权利要求31至33中任一项所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：来自所述下行链路子帧的包含窄带物理下行链路共享信道NPDSCH的一个或多个符号中的资源元素的重复。

36.根据权利要求31至33中任一项所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：来自所述下行链路子帧的包含窄带物理下行链路控制信道NPDCCH的一个或多个符号中的资源元素的重复。

37.根据权利要求31至33中任一项所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：来自所述下行链路子帧的包含系统信息的一个或多个符号中的资源元素的重复。

38.根据权利要求31至37中任一项所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：少于在所述第一子帧的至少一个所述符号中的所有所述资源元素的重复。

39.根据权利要求38所述的方法(150)，其中，所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：不包含参考信号的所述一个或多个符号中的资源元素。

40.根据权利要求39所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：针对所述特殊子帧生成的参考信号替换未被重复的所述资源元素。

41.根据权利要求38所述的方法(150)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：针对所述特殊子帧生成的参考信号替换未被重复的所述资源元素。

42.一种在无线通信网络中的无线电节点(20，30)，所述无线电节点(20，30)包括：

接口电路(350)，用于从所述无线通信网络中的第二无线电节点(20，30)接收信号；以及

处理电路(310)，被配置为：

接收包括多个符号的第一子帧，所述第一子帧包括在用于TDD通信的无线电帧中的下行链路子帧和上行链路子帧中的一个；以及

在所述无线电帧中接收特殊子帧，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点(20，30)的保护期，所述特殊子帧包含所述第一子帧的一个或多个符号中的资源元素的重复。

43.根据权利要求42所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧包括下行链路子帧。

44.根据权利要求43所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：紧接在所述上行链路子帧之前接收所述特殊子帧。

45.根据权利要求43所述的无线电节点(20，30)，其中，所述处理电路(310)还被配置为：在所述上行链路子帧之后接收所述特殊子帧。

46.根据权利要求43至45中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的所述资源元素的所述重复包括：来自下行链路子帧的包含参考信号的一个或多个符号中的资源元素的重复。

47.根据权利要求43至45中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：来自下行链路子帧的包含窄带物理下行链路共享信道NPDSCH的一个或多个符号中的资源元素的重复。

48.根据权利要求43至45中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的所述资源元素的所述重复包括：来自下行链路子帧的包含窄带物理下行链路控制信道NPDCCH的一个或多个符号中的资源元素的重复。

49.根据权利要求43至45中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：来自下行链路子帧的包含系统信息的一个或多个符号中的资源元素的重复。

50.根据权利要求43至49中任一项所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：少于所述第一子帧的至少一个所述符号中的所有所述资源元素的重复。

51.根据权利要求50所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：不包含参考信号的所述一个或多个符号的所述资源元素的重复。

52.根据权利要求51所述的无线电节点(20，30)，其中，所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：针对所述特殊子帧生成的参考信号替换未被重复的所述资源元素。

53.根据权利要求50所述的无线电节点(20，30)，其中，所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的所述重复包括：针对所述特殊子帧生成的参考信号替换未被重复的所述资源元素。

54.一种在无线通信网络中的无线电节点(20，30)，所述无线电节点(20，30)被配置为：

在所述无线电帧中接收特殊子帧，所述特殊子帧包括用于在下行链路传输模式与上行链路传输模式之间切换所述无线电节点(20，30)的保护期，所述特殊子帧包含所述第一子帧的所述一个或多个符号中的资源元素的重复。

55.根据权利要求54所述的无线电节点(20，30)，被配置为执行根据权利要求31至41中任一项所述的方法(150)。

56.一种包括可执行指令的计算机程序，所述可执行指令在由无线通信网络中的无线电节点(20，30)中的处理电路(310)执行时使所述无线电节点(20，30)执行根据权利要求30至41所述的方法(150)中的任一方法。

57.一种包含根据权利要求56所述的计算机程序的载体，其中，所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一个。

58.一种包含计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可执行指令，所述可执行指令在由无线通信网络中的无线电节点(20，30)中的处理电路(310)执行时使所述无线电节点(20，30)执行根据权利要求30至41所述的方法(150)中的任一方法。