CN113543332B - 帧结构的配置方法、装置、电子设备和可读存储介质 - Google Patents

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CN113543332B CN202011545239.9A CN202011545239A CN113543332B CN 113543332 B CN113543332 B CN 113543332B CN 202011545239 A CN202011545239 A CN 202011545239A CN 113543332 B CN113543332 B CN 113543332B
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Abstract

本申请提出一种帧结构的配置方法、装置、电子设备和可读存储介质，该方法包括：获取基站与终端之间的实时距离；依据实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构。通过实时距离来动态调整GP所占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构，可减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。

Description

帧结构的配置方法、装置、电子设备和可读存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，具体涉及一种帧结构的配置方法、装置、电子设备和可读存储介质。
背景技术
随着无线通信技术的高速发展，大带宽、低时延和多天线技术的引入，可保证无线通信网络能够支持更大的数据流量的传输，以及更广阔的小区覆盖范围。
对于超远距离覆盖的小区，由于基站与终端之间的距离较远，5G超远覆盖使用的帧结构是固定的帧结构，若按照最大距离对应的固定的帧结构来对传输数据的帧结构进行配置，则会导致终端(例如，距离基站较近终端)在与基站进行通信时，造成无线资源浪费的技术问题。
发明内容
本申请提供一种帧结构的配置方法、装置、电子设备和可读存储介质。
本申请实施例提供一种帧结构的配置方法，方法包括：获取基站与终端之间的实时距离；依据实时距离和无线信号的传播速度，确定保护时隙GP占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构。
本申请实施例提供一种帧结构的配置装置，其包括：距离确定模块，用于获取基站与终端之间的实时距离；计算模块，用于依据实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；帧结构配置模块，用于依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构。
本申请实施例提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现本申请实施例中的任意一种帧结构的配置方法。
本申请实施例提供了一种可读存储介质，该可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中的任意一种帧结构的配置方法。
根据本申请实施例的帧结构的配置方法、装置、电子设备和可读存储介质，通过基站与终端之间的实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；在超远距离覆盖的通信场景下，能够根据实时距离来动态调整GP所占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构，可减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
关于本申请的以上实施例和其他方面以及其实现方式，在附图说明、具体实施方式和权利要求中提供更多说明。
附图说明
图1示出本申请一实施例中的帧结构的配置方法的流程示意图。
图2示出本申请又一实施例中的帧结构的配置方法的流程示意图。
图3示出本申请实施例中的信息传输方法的流程示意图。
图4示出本申请实施例提供的帧结构的配置装置的结构示意图。
图5示出本申请实施例中的信息传输装置的结构示意图。
图6示出本申请实施例中的基站的结构示意图。
图7示出本申请实施例中的终端的结构示意图。
图8示出本申请实施例中的帧结构的配置系统的结构示意图。
图9示出本申请实施例中的5G基站和5G终端之间相距300km或250km时的自适应的帧结构的组成示意图。
图10示出本申请实施例中的5G基站和5G终端之间相距200km时的自适应的帧结构的组成示意图。
图11示出本申请实施例中的5G基站和5G终端之间相距100km或150km时的自适应的帧结构的组成示意图。
图12示出能够实现根据本申请实施例的帧结构的配置方法或信息传输方法的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)技术中，由于上下行的占用时长可以灵活配置，例如，对于TDM的下载业务，可以把下行时间设为70％，上行时间设为30％，可使TDM的频谱利用率得以大幅度的提升。在频分复用(Frequency DivisionMultiplexing，FDM)技术中，是采用上下行成对配置的频谱资源；而在TDM技术中，上下行可以使用同一段频谱资源，可以很方便地利用零碎的频谱资源，使TDM技术得到更广泛的应用。
但是，对于超远距离覆盖的小区，如果TDM方式中的上下行帧结构，需要考虑(Guard Period，GP)。GP是基站(或终端)的发送时隙与接收时隙之间的保护间隔，以避免发送时隙和接收时隙的混淆。其中，GP包括传输时延和设备收发转换时间，GP的长度决定了最大可支持的小区覆盖范围，为射频收发转换的稳定性提供过渡时间。如果按照最大可支持的小区覆盖半径对传输数据的帧结构进行配置，会导致终端(例如，在距离基站较近的范围内进行通信的终端)所使用的无线资源的浪费。
图1示出本申请实施例的帧结构的配置方法的流程示意图。该帧结构的配置方法可应用于帧结构的配置装置，该帧结构的配置装置可以设置于基站中，也可以设置在终端中。如图1所示，本申请实施例中的帧结构的配置方法包括以下步骤：
步骤S110，获取基站与终端之间的实时距离。
其中，实时距离是基站与终端之间的实际距离，可根据终端的实时运动情况来确定与基站之间的距离。基站可以是第五代无线通信系统(5th Generation WirelessSystems，5G)网络中的宏基站或微基站等，终端可以是5G网络中的智能手机、移动终端等设备，基站和终端也可以是第四代无线通信系统(4th Generation Wireless Systems，4G)中的4G基站和4G终端，以上对于基站和终端的类型仅是举例说明，可根据实际情况进行具体限定，其他未说明的基站和终端的类型也在本申请的保护范围之内，在此不再赘述。
例如，可实时测量基站与终端之间的实时距离，也可以根据获取到的传输时间(例如，终端上报的测量信息的时间差值)和终端的数据传输速度，计算获得实时距离。例如，若终端上报的第一实时测量消息中的时间信息和第二实时测量消息中的时间信息的差值为1ms；无线信号的传播速度为光速(即300000km/s)，则可计算出基站与终端之间的实时距离＝(0.001*300000)_＝300km。以上对于实时距离的获取方法仅是举例说明，可根据具体情况进行具体设定，其他未说明的实时距离的获取方法也在本申请的保护范围之内，在此不再赘述。
步骤S120，依据实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量。
需要说明的是，保护时隙是由基站侧的发送端向其接收端发送信息的保护时间间隔，在上行时隙与下行时隙之间添加GP，可保证上行符号与下行符号之间无码间串扰，其中，还可以在GP内添加循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，以保证子载波的相互正交。
步骤S130，依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构。
在一个具体实现中，自适应的帧结构至少包括一个无线超帧，无线超帧至少包括两个无线帧，每个无线帧至少包括N个时隙，N为大于或等于1的整数。
例如，当子载波间隔30KHz时，一个无线帧包括20个时隙，则一个无线超帧至少包括40个时隙，每个时隙包括14个OFDM符号，通过以一个无线超帧为单位，调整其中的GP所占用的时隙数量，能够使更多的时隙用于下行数据传输，提升用户的下行处理能力。
在本实施例中，通过基站与终端之间的实时距离和无线信号的传播速度，确定保护时隙GP占用的时隙数量；在超远距离覆盖的通信场景下，能够根据实时距离来动态调整GP所占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构，可减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
在一个具体实现中，步骤S110中的获取基站与终端之间的实时距离，包括：从定位系统中提取定位信息；依据定位信息，确定实时距离。
例如，通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、北斗卫星导航系统、伽利略卫星导航系统或俄罗斯全球导航卫星系统中的任意一种或几种来获得基站和终端的定位信息，进而计算出基站与终端之间的实时距离。需要说明的是，不同的定位系统，所获得的定位信息不同，但该定位信息都包括终端所处的位置和基站所处的位置，进而可以计算出终端与基站之间的相对位置信息，进而计算获得基站与终端之间的实时距离，以保证实时距离的准确性。
在一个具体实现中，步骤S110中的获取基站与终端之间的实时距离，包括：获取终端实时上报的实时测量信息；依据实时测量信息，估算实时距离。
例如，可从实时测量信息中提取出终端当前的时间信息，通过将该时间信息与基站本身的时间信息进行对比，可获得基站与终端之间的时延差值，再结合终端的实时数据传输速度，即可估算出实时距离。
通过依据实时测量信息，估算基站与终端之间的实时距离，可快速的获取到实时距离，及时对基站所使用的自适应的帧结构进行实时调整，避免时隙资源的浪费，提升终端与基站之间的通信效率。
在一个具体实现中，步骤S120中的依据实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量，包括：依据实时距离和无线信号的传播速度，计算GP占用的时长；依据GP占用的时长和每个正交频分复用OFDM符号对应的时长，确定GP对应的OFDM符号的数量；依据GP对应的OFDM符号的数量和每个时隙对应的OFDM符号的数量，确定GP占用的时隙数量。
其中，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)符号是通过频分复用实现高速串行数据的并行传输的符号，该符号具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入。
例如，使用实时距离与无线信号的传播速度的比值，确定GP占用的时长；然后根据每个OFDM符号对应的时长，可确定GP占用的时长中具体包括的OFDM符号的数量。例如，GP占用的时长为140ms，而每个OFDM符号对应的时长为10ms，则GP中包括的OFDM符号的数量＝140/10＝14个。
例如，当实时距离为300km，子载波间隔为30KHz时(此时，与子载波间隔对应的每个时隙的OFDM符号的数量为14)，可确定GP对应的OFDM符号的数量约为56个，GP占用的时隙数量约为4个时隙。可实时的根据基站与终端之间的实时距离对GP占用的时隙数量进行调整，以减少GP所占用的时隙数量，增加下行时隙的数量，提升下行业务的实时处理能力，提升用户体验度。
在一个具体实现中，在步骤S130之后，即依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构的步骤之后，还包括：对自适应的帧结构对应的配置信息进行更新，生成更新后的帧结构的配置信息；依据更新后的帧结构的配置信息生成更新消息；依据更新消息，更新自适应的帧结构。
其中，配置信息可以包括上行时隙数量、下行时隙数量、上行符号数量、下行符号数量、上的传输周期和下行的传输周期中的任意一种或几种。当自适应的帧结构发生变化时，以上配置信息也需要做同步更新。基站会将更新后的帧结构的配置信息发送给终端，以保证终端能够与基站使用相同的自适应的帧结构来进行通信，提升通信质量。
其中，更新后的帧结构的配置信息包括：上/下行时隙数、上/下行符号数和上/下行的传输周期中的任意一种或几种。需要说明的是，更新后的帧结构的配置信息不只限于以上信息，以上对于更新后的帧结构的配置信息仅是举例说明，可根据实际情况进行具体设定，其他未说明的更新后的帧结构的配置信息也在本申请的保护范围之内，在此不再赘述。
在一个具体实现中，当有多个终端时，基站会实时计算当前小区中距离基站最远的终端的对应的GP占用的时长，依据该GP占用的时长更新自适应的帧结构，并将更新后的自适应的帧结构对应的配置信息下发给所有终端，以使所有终端与基站能够使用相同的帧结构进行通信，提高通信效率。
在一个具体实现中，依据更新消息，更新自适应的帧结构，包括：依据更新消息，将基站和终端使用的帧结构，均更新为自适应的帧结构。
例如，在确定自适应的帧结构由基站生成的情况下，基站依据该自适应的帧结构对应的配置信息，生成重配置消息，并发送该重配置信息给终端，以使终端能够根据该重配置信息，更新自己的帧结构，使基站和终端在进行通信时所使用的帧结构保持一致，避免通信过程中的解析错误。提升基站与终端之间的通信质量，提升用户体验度。
在一个具体实现中，依据更新消息，更新自适应的帧结构，包括：依据更新消息，更新终端所使用的帧结构为自适应的帧结构；保持基站所使用的帧结构为预设帧结构不变，并使基站依据更新消息对接收到的终端发送的通信消息进行解析。
例如，在确定自适应的帧结构由终端生成的情况下，终端依据更新后的配置信息，生成并发送实时调度消息给基站，基站仍然按照使用预设的“初始配置帧结构”来进行数据的传输，但对于该终端发送的消息，可采用更新后的配置信息对终端发送来的消息进行解析和检查，以保证获取到的终端信息的正确性。
在一个具体实现中，在步骤S130之后，即依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构的步骤之后，还包括：依据实时距离和预设距离阈值，动态更新自适应的帧结构。
其中，实时距离会根据终端的实时运动情况而实时变化。例如，在预设时长(例如，5秒)内，终端与基站之间的实时距离由300km变化至250km，该实时距离的变化值超过了预设距离阈值(例如，50km)，基站和终端会自动更新自适应的帧结构，即将自适应的帧结构由300km对应的帧结构更新至250km对应的帧结构，以减少GP所占用的时隙数量，增加下行时隙所占用的时隙数量，避免无线资源的浪费，提升下行业务处理能力。
图2示出本申请又一实施例中的帧结构的配置方法的流程示意图。如图2所示，该帧结构的配置方法可应用于帧结构的配置装置，该帧结构的配置装置可以设置于基站中，以可以设置在终端中。如图2所示，本申请实施例中的帧结构的配置方法可以包括以下步骤。
步骤S210，获取基站与终端之间的实时距离。
步骤S220，依据实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量。
步骤S230，依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构。
需要说明的是，本实施例中的步骤S210～步骤S230，与上一实施例中的步骤S110～步骤S130相同，在此不再赘述。
步骤S240，依据自适应的帧结构中的下行时隙的数量和上行时隙的数量，确定HARQ的进程数量。
其中，自适应的帧结构可以包括下行时隙、上行时隙和特殊时隙。由于无线信道的时变特性和多径衰落，以及一些不可预测的干扰会导致无线信号的传输失败，通常采用前向纠错(Forward Error Correction，FEC)编码的技术和自动重传请求(AutomaticRepeat-reQuest，ARQ)等方法来进行差错控制，从而确保通信过程中的服务质量。
在大多数无线分组传输系统中，都会将ARQ和FEC混合使用，即混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ)体制。在HARQ中采用FEC减少重传的次数，降低误码率；使用ARQ的重传和循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)来保证分组数据传输的误码率要求。该HARQ机制在纠错能力范围内自动纠正错误，增加通信系统的可靠性，提高通信系统的传输效率。HARQ的进程数量可以包括上行HARQ进程数量和下行HARQ进程数量。当终端在进行下行业务的处理时，其下行HARQ进程数量会影响该终端的下行处理能力。
需要说明的是，当自适应的帧结构中的下行时隙的数量和上行时隙的数量保持不变时，HARQ的进程数量也保持不变，该HARQ的进程数量是当前的自适应的帧结构能够支持的最大的HARQ的进程数量。例如，当确定HARQ的进程数量为16时，表示在当前的自适应的帧结构中，需要采用4个比特的空间来表征该HARQ的进程数量，且该4比特的空间需要在基站与终端在进行数据传输时的配置信息中体现出来，以保证基站和终端在进行数据传输时的一致性。
步骤S250，依据下行时隙和上行时隙之间的时间间隔，确定反馈时延。
例如，第1上行时隙与第1下行时隙之间相距33个时隙(其中包括29个下行时隙和4个特殊时隙)，则会采用平均的方式，将每一个上行时隙与各个下行时隙相对应。例如，1个上行时隙对应6个下行时隙，则反馈时延为6个时隙对应的时长。也可以采用5G通信协议中默认的时域资源指示K1列表的索引值来表征该反馈时延。
步骤S260，依据HARQ的进程数量和/或反馈时延，更新基站与终端在进行数据传输时的配置信息。
其中，HARQ的进程数量和/或反馈时延，都需要采用二进制数写入到配置信息中，例如，若HARQ的进程数量为16，则需要采用4个比特的空间来表征该HARQ的进程数量；若反馈时延为32ms，则需要采用5个比特的空间来表征该反馈时延。以缩短数据的传输容量。在HARQ的进程数量和/或反馈时延发生变化的情况下，需要将基站与终端在进行数据传输时的配置信息做同步更新，以保证终端和基站的配置相同，避免消息解析的错误，影响通信质量。
在本实施例中，通过基站与终端之间的实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；在超远距离覆盖的通信场景下，能够根据实时距离来动态调整GP所占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构，可减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端进行下行业务时的性能。并且，依据HARQ的进程数量和/或反馈时延，更新基站与终端在进行数据传输时的配置信息，增加了通信系统的可靠性，提高了通信系统的传输效率。
在一个具体实现中，步骤S240中的依据自适应的帧结构中的下行时隙的数量和上行时隙的数量，确定混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ的进程数量，包括：依据下行时隙的数量，确定下行HARQ的进程数量；依据上行时隙和下行时隙之间的传输时延对应关系，确定上行HARQ的进程数量；依据下行HARQ的进程数量和上行HARQ的进程数量，确定HARQ的进程数量。
例如，5G低频通信场景下，由于采用的是一个无线超帧作为自适应的帧结构，每个无线超帧中包括40个时隙，若其中有30个下行时隙时，则此时下行可支持的HARQ进程的最大数量为30，通过终端与基站之间的实时距离，可动态调整GP所占用的时隙数量；通常情况下，一个上行时隙对应6个下行时隙，当自适应的帧结构中包括30个下行时隙和4个特殊(F)时隙(即GP占用的时隙)时，其对应的上行时隙的数量为6，即第1上行时隙与第一个无线帧的第0-5下行时隙相对应，第2上行时隙与第一个无线帧的第6-11下行时隙相对应，第3上行时隙与第一个无线帧的第12-17下行时隙相对应，第4上行时隙与第一个无线帧的第18-19下行时隙和第二个无线帧的第0～第4下行时隙相对应，第5上行时隙与第二个无线帧的第5-9下行时隙和第1F时隙相对应，第6上行时隙与第2～第3F时隙相对应，以保证上下行时隙的同步。
通过依据下行时隙的数量，确定下行HARQ的进程数量；依据上行时隙和下行时隙之间的传输时延对应关系，确定上行HARQ的进程数量；使上下行HARQ的进程数量能够依据基站与终端之间的实时距离做实时调整，在纠错能力范围内自动纠正错误，超出纠错范围则要求发送端重新发送，既增加了通信系统的可靠性，又提高了通信系统的传输效率。
在一个具体实现中，步骤S260中的依据HARQ的进程数量和/或反馈时延，更新基站与终端在进行数据传输时的配置信息，包括：依据HARQ的进程数量和/或反馈时延，生成下行控制信息(Downlink Control Information，DCI)；依据DCI更新上行链路控制信道PUCCH的配置信息，生成更新后的PUCCH的配置信息，更新后的PUCCH的配置信息用于使基站与终端进行数据传输。
其中，5G低频公共的反馈时延K1可采用5G通信协议中默认的时域资源指示K1列表的索引值来表征。例如，可将该索引值配置在配置信息中的物理下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)至HARQ的反馈时延指示(PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator)中。
通过将反馈时延K1配置到PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator，然后结合HARQ的进程数量，生成DCI；再将DCI更新至上行链路控制信道(Physical UplinkControl Channel，PUCCH)的配置信息中，保证基站与终端进行数据传输时的正常进行，避免数据的传输错误。
需要说明的是，正常通信(即，非超远覆盖的应用场景中)的情况下，上述配置信息需要在PUCCH的配置信息中占用8个比特，但本实施例中，由于采用的是一个无线超帧来作为自适应的帧结构的配置单位，其反馈时延K1和HARQ的进程数量信息所占用的比特数量已经超过8比特，还需要占用其他字段的空闲比特，以保证通信的正常进行。
在一个具体实现中，依据HARQ的进程数量和/或反馈时延，生成DCI，包括：计算HARQ的进程数量和/或反馈时延所占用的待填充字节长度；依据待填充字节长度和预设信息填充字节长度，增加DCI所占用的传输字节长度，生成新的DCI；将HARQ的进程数量和/或反馈时延填充至新的DCI中。
例如，设定预设信息填充字节长度为8比特，根据实时的HARQ的进程数量和反馈时延需要占用的字节数量，将DCI中的用于表征HARQ的进程数量的字节长度由原来的4比特增加至6比特，同时，将DCI中的用于表征反馈时延的字节长度由原来的4比特增加至6比特，则待填充字节长度为12比特，需要增加DCI所占用的传输字节长度为12-8＝4比特，即需要额外增加4比特，已生成新的DCI。
通过增加DCI所占用的传输字节长度，生成新的DCI；将HARQ的进程数量和/或反馈时延填充至新的DCI中，可保证DCI信息的完整性，避免传输信息的遗漏和错误，保证基站和终端的通信准确性。
在一个具体实现中，依据HARQ的进程数量和/或反馈时延，生成下行控制信息DCI，包括：计算HARQ的进程数量和/或反馈时延所占用的待填充字节长度；依据待填充字节长度、DCI的空闲字段长度和预设填充字节长度，将HARQ的进程数量和/或反馈时延填充至DCI中。
例如，DCI中的空闲字段长度为8比特，预设填充字节长度为8比特(即正常通信时，HARQ的进程数量的字节长度4比特，与反馈时延的字节长度4比特之和)，通过基站和终端之间的实时距离，对自适应的帧结构中的GP所占用的时隙长度进行动态调整，进而使HARQ的进程数量和/或反馈时延发生变更，例如，待填充字节长度变更为12比特，则需要占用DCI中的空闲字段中的4个比特，以保证HARQ的进程数量和/或反馈时延的信息完整性。
在一个具体实现中，还可以采用标识的方式来表征HARQ的进程数量，例如，当HARQ的进程数量为32时，采用DCI中的空闲字段中的1个比特来表征HARQ的进程数量，即当空闲比特为0时，表示当前的HARQ的进程数量为正常的数量(例如，12或13等小于16的数值)；当空闲比特为1时，表示当前的HARQ的进程数量为正常的数量加上16的和(即，12+16，或13+16等)。
通过采用DCI中的空闲字段来传输HARQ的进程数量和/或反馈时延，避免空闲字段的资源浪费，同时保证传输数据的完整性，提升数据的传输效率。
图3示出本申请实施例中的信息传输方法的流程示意图。该信息传输方法可应用于基站或终端。如图3所示，该信息传输方法可包括如下步骤。
步骤S310，采用自适应的帧结构承载待传输数据，生成待传输消息。
其中，自适应的帧结构可以是本申请实施例中的任意一种的自适应的帧结构。待传输数据可以是某种业务的业务数据，例如，当用户下载视频文件时，该待传输数据即是下载的视频文件。以上对于待传输数据仅是举例说明，可根据实际情况进行具体设定，其他未说明的待传输数据也在本申请的保护范围之内，在此不再赘述。
例如，设定子载波间隔为30KHz时，每个时隙占用14个OFDM符号，在基站与终端之间的实时距离为150Km的情况下，承载待传输数据的自适应的帧结构可以包括占用2个特殊时隙的GP，32个下行时隙和6个上行时隙。在实时距离为100Km的情况下，承载待传输数据的自适应的帧结构中的GP至少需要19个OFDM符号，即GP占用1个完整的F时隙，且第二个F时隙中还需要占用5个OFDM符号第二个F时隙中的剩余9个OFDM符号可用作传输上行符号或下行符号。并且，该自适应的帧结构还包括32个下行时隙和6个上行时隙。此时，由于基站与终端之间的实时距离相对于150km时缩短了，可空闲出9个OFDM符号，用以传输上行数据或下行数据。提高了数据传输的效率。
步骤S320，将待传输消息传输至对端设备。
其中，对端设备可以是基站，也可以是终端。对端设备是与本设备进行通信的设备，例如，当执行信息传输方法的设备是基站时，对端设备是对应的终端；当执行信息传输方法的设备是终端时，对端设备是对应的基站。以上对于对端设备仅是举例说明，可根据实际情况进行具体设定，其他未说明的对端设备也在本申请的保护范围之内，在此不再赘述。
在本实施例中，通过采用本申请实施例中的任意一种自适应的帧结构承载待传输数据，生成待传输消息；将待传输消息传输至对端设备，可避免无线资源的浪费，使自适应的帧结构能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端在进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
下面结合附图，详细介绍根据本申请实施例的帧结构的配置装置。图4示出本申请实施例中的帧结构的配置装置的结构示意图。如图4所示，帧结构的配置装置可以包括如下模块。
距离确定模块401，用于获取基站与终端之间的实时距离；计算模块402，用于依据实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；帧结构配置模块403，用于依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构。
根据本申请实施例的帧结构的配置装置，通过距离确定模块依据基站与终端之间的实时距离；然后采用计算模块依据该实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；在超远距离覆盖的通信场景下，能够根据实时距离来动态调整GP所占用的时隙数量；使用帧结构配置模块依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构，可减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
图5示出本申请实施例中的信息传输装置的结构示意图。如图5所示，信息传输装置可以包括如下模块。
生成模块501，用于采用本申请实施例中的任意一种自适应的帧结构承载待传输数据，生成待传输消息；传输模块502，用于将待传输消息传输至对端设备。
在本实施例中，通过生成模块采用本申请实施例中的任意一种自适应的帧结构承载待传输数据，生成待传输消息；使用传输模块将待传输消息传输至对端设备，可避免无线资源的浪费，使自适应的帧结构能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端在进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
图6示出本申请实施例中的基站的结构示意图。如图6所示，基站610可以包括帧结构的配置装置611，帧结构的配置装置611可用于实现本申请实施例中的任意一种帧结构的配置方法。
例如，基站610通过帧结构的配置装置611依据终端与基站之间的实时距离，动态调整终端与基站之间的自适应的帧结构，并依据该自适应的帧结构生成重配置消息，发送重配置消息给终端，以使终端能够将自己所使用的帧结构更新为该自适应的帧结构，保证终端和基站之间的帧结构相同。
根据本申请实施例的基站，通过基站中的帧结构的配置装置可实时调整通信所需的自适应的帧结构，动态调整GP所占用的OFDM符号的数量，减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随终端与基站之间的实时距离而动态调整，提升终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
图7示出本申请实施例中的终端的结构示意图。如图7所示，该终端710可以包括帧结构的配置装置711，帧结构的配置装置711用于实现本申请实施例中的任意一种帧结构的配置方法。
例如，终端710通过帧结构的配置装置711依据终端与基站之间的实时距离，动态调整终端与基站之间的自适应的帧结构，并依据该自适应的帧结构生成上报消息，发送该上报消息给基站，以使基站能够根据该自适应的帧结构对终端710发送的消息进行解析，避免因消息的解析错误所带来的通信障碍，提升用户体验度。
根据本申请实施例的终端，通过终端中的帧结构的配置装置来实现动态调整通信所需的自适应的帧结构，动态调整GP所占用的OFDM符号的数量，减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费；同时，使基站能够根据该自适应的帧结构对终端发送的消息进行解析，避免因消息的解析错误所带来的通信障碍，提升用户体验度。
需要明确的是，本申请并不局限于上文实施例中所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了描述的方便和简洁，这里省略了对已知方法的详细描述，并且上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图8示出本申请实施例中的帧结构的配置系统的结构示意图。如图8所示，帧结构的配置系统包括5G网络中的5G基站810和5G终端820。该帧结构的配置系统主要应用于飞机航线或海洋航线中，例如，5G基站810与5G终端820之间的距离大于或等于100KM的超远距离覆盖场景中。可采用如下步骤来实现5G基站810与5G终端820在进行远距离通信时的帧结构的配置方法。
步骤S801，获取5G基站810与5G终端820之间的实时距离。
例如，可通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)来获取5G基站810与5G终端820之间的实时距离，也可以从5G基站810获取到的5G终端820实时上报的测量信息中提取时间信息，再结合无线信号的传播速度，来推算出5G基站810与5G终端820之间的实时距离。以上对于5G基站810与5G终端820之间的实时距离仅是举例说明，可根据具体情况进行具体设定，其他未说明的实时距离的获取方法也在本申请的保护范围之内，在此不再赘述。
步骤S802，根据获取到的实时距离和无线信号的传播速度，计算获得保护时隙所占用的时长。
例如，可采用如下公式计算获得GP占用的时长T：
Figure BDA0002855800290000101
其中，T表示GP占用的时长，d表示5G基站810与5G终端820之间的实时距离，C表示无线信号的传播速度，例如，无线信号的传播速度为光速，即300000km/s。
步骤S803，根据5G基站810与5G终端820之间的实时距离，确定具体采用的自适应的帧结构。
需要说明的是，在飞机航线或海洋航线等超远距离覆盖的场景中，由于大部分用户所进行的业务都是以下载业务为主，且GP所占用的时长相对于普通应用场景中的时长会长很多，如果按照普通应用场景中所使用的第一帧结构(每帧占用时长为5ms)或第二帧结构(每帧占用时长为10ms)来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构，会导致在一个无线帧内的下行子帧的数量太少，无法满足5G终端820的业务需求。在本实施例中，是将两个无线帧合并为一个无线超帧(每帧占用时长为20ms)，使用该无线超帧来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构，以提高下行子帧的占用比例，满足用户的业务需求。
通过基站与终端依据两者之间的实时距离，来确定GP占用的时长，并根据该GP占用的时长确定具体采用的自适应的帧结构。保证自适应的帧结构能够动态的根据实时距离进行调整，避免无线资源的浪费，提升终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
图9示出本申请实施例中的5G基站和5G终端之间相距300km或250km时的自适应的帧结构的组成示意图。
在实时距离为300Km且子载波间隔为30KHz的情况下，不考虑设备转换时延，可采用如图9所示的自适应的帧结构来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构。其中，每个时隙占用14个OFDM符号，而GP至少需要占用56个OFDM符号(即4个特殊(F)时隙被GP全部占用)，下行时隙(D)和上行时隙(U)之间间隔4个F时隙，以保证该自适应的帧结构能够满足5G基站810和5G终端820之间的通信需求。
在实时距离为250Km且子载波间隔为30KHz的情况下，不考虑设备转换时延，可采用如图9所示的自适应的帧结构来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构。其中，每个时隙占用14个OFDM符号，而GP至少需要占用47个OFDM符号(即GP占用3个完整的F时隙，且第四个F时隙中还需要占用5个OFDM符号，第四个F时隙中的剩余9个OFDM符号可用作传输上行(U)符号或下行(D)符号)。以保证该自适应的帧结构能够满足5G基站810和5G终端820之间的通信需求。
图10示出本申请实施例中的5G基站和5G终端之间相距200km时的自适应的帧结构的组成示意图。
在实时距离为200Km且子载波间隔为30KHz的情况下，不考虑设备转换时延，可采用如图10所示的自适应的帧结构来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构。其中，每个时隙占用14个OFDM符号，GP至少需要37.3(约38)个符号，即GP占用2个完整的F时隙，且第三个F时隙中还需要占用10个OFDM符号，第三个F时隙中的剩余4个OFDM符号可用作传输U符号或D符号。
图11示出本申请实施例中的5G基站和5G终端之间相距100km或150km时的自适应的帧结构的组成示意图。
在实时距离为150Km且子载波间隔为30KHz的情况下，不考虑设备转换时延，可采用如图11所示的自适应的帧结构来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构。其中，每个时隙占用14个OFDM符号，GP至少需要28个符号，即GP占用2个完整的F时隙。
在实时距离为100Km且子载波间隔为30KHz的情况下，不考虑设备转换时延，可采用如图11所示的自适应的帧结构来配置5G基站810与5G终端820进行通信时的帧结构。其中，每个时隙占用14个OFDM符号，GP至少需要19个OFDM符号，即GP占用1个完整的F时隙，且第二个F时隙中还需要占用5个OFDM符号，第二个F时隙中的剩余9个OFDM符号可用作传输U符号或D符号。
在5G基站810和5G终端820初始进行通信时，可采用如图9所示的自适应的帧结构进行通信，随着5G基站810与5G终端820之间的实时距离的不断变化，可将该自适应的帧结构更新为图10所示或图11所示的自适应的帧结构，用以满足用户的实时业务需求。
步骤S804，5G基站810依据动态调整后的自适应的帧结构，生成重配置消息，并下发该重配置消息给5G终端820，以使5G基站810与5G终端820所使用的帧结构同步。
例如，如果5G基站810与5G终端820之间的实时距离为100Km时，可将自适应的帧结构更新为图11所示的帧结构。5G终端820在接收到5G基站810下发的重配置消息时，根据更新后的自适应的帧结构进行上下行的数据传输。
在一个具体实现中，如果5G终端820实时调整了自适应的帧结构，可将调整后的自适应的帧结构上报给5G基站810，以使5G基站810能够根据调整后的自适应的帧结构，对该5G终端820发送的消息进行实时解析，保证通信的正常进行，同时，减少了时隙资源的消耗。
需要说明的是，在5G终端820实时调整自适应的帧结构的情况下，5G基站810依然使用初始配置的如图11所示的帧结构来进行组帧，但5G基站810会使用5G终端820对应的自适应的帧结构(例如，如图9所示的帧结构)与5G终端820进行通信，以保证在该的覆盖范围内的其他终端能够与该5G基站810进行正常的通信。
其中，重配置消息可以包括GP的数量(或GP需要占用的OFDM符号的数量)、F时隙中的下行OFDM符号的数量、上行OFDM符号的数量等参数和上下行传输周期中的任意一种或几种。例如，当实时距离为100km时，GP需要占用的OFDM符号的数量为19个，上下行传输周期变更为4ms，下行OFDM符号与上行OFDM符号的数量总和为9个。
在本实施例中，通过5G基站与5G终端之间的实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量，在超远距离覆盖的通信场景下，能够根据实时距离来动态调整GP所占用的时隙数量；依据GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定基站与终端在数据传输过程中的自适应的帧结构，可减少GP带来的时隙资源的损失，避免无线资源的浪费，使下行时隙的数量能够随5G终端与5G基站之间的实时距离而动态调整，提升5G终端进行下行业务时的性能，提升用户体验度。
图12示出能够实现根据本申请实施例的帧结构的配置方法或信息传输方法的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
如图12所示，计算设备1200包括输入设备1201、输入接口1202、中央处理器1203、存储器1204、输出接口1205、输出设备1206和总线1207。其中，输入接口1202、中央处理器1203、存储器1204、以及输出接口1205通过总线1207相互连接，输入设备1201和输出设备1206分别通过输入接口1202和输出接口1205与总线1207连接，进而与计算设备1200的其他组件连接。
具体地，输入设备1201接收来自外部的输入信息，并通过输入接口1202将输入信息传送到中央处理器1203；中央处理器1203基于存储器1204中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器1204中，然后通过输出接口1205将输出信息传送到输出设备1206；输出设备1206将输出信息输出到计算设备1200的外部供用户使用。
在一个实施例中，图12所示的计算设备可以被实现为一种电子设备，该电子设备可以包括：存储器，被配置为存储程序；处理器，被配置为运行存储器中存储的程序，以执行上述实施例描述的帧结构的配置方法或信息传输方法。
在一个实施例中，图12所示的计算设备可以被实现为一种帧结构的配置系统，该帧结构的配置系统可以包括：存储器，被配置为存储程序；处理器，被配置为运行存储器中存储的程序，以执行上述实施例描述的帧结构的配置方法。
在一个实施例中，图12所示的计算设备可以被实现为一种信息传输系统，该信息传输系统可以包括：存储器，被配置为存储程序；处理器，被配置为运行存储器中存储的程序，以执行上述实施例描述的信息传输方法。
以上仅为本申请的示例性实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。一般来说，本申请的多种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中实现。例如，一些方面可以被实现在硬件中，而其它方面可以被实现在可以被控制器、微处理器或其它计算装置执行的固件或软件中，尽管本申请不限于此。
本申请的实施例可以通过移动装置的数据处理器执行计算机程序指令来实现，例如在处理器实体中，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合。计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码。
本申请附图中的任何逻辑流程的框图可以表示程序步骤，或者可以表示相互连接的逻辑电路、模块和功能，或者可以表示程序步骤与逻辑电路、模块和功能的组合。计算机程序可以存储在存储器上。存储器可以具有任何适合于本地技术环境的类型并且可以使用任何适合的数据存储技术实现，例如但不限于只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、光存储器装置和系统(数码多功能光碟DVD或CD光盘)等。计算机可读介质可以包括非瞬时性存储介质。数据处理器可以是任何适合于本地技术环境的类型，例如但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(FGPA)以及基于多核处理器架构的处理器。
通过示范性和非限制性的示例，上文已提供了对本申请的示范实施例的详细描述。但结合附图和权利要求来考虑，对以上实施例的多种修改和调整对本领域技术人员来说是显而易见的，但不偏离本申请的范围。因此，本申请的恰当范围将根据权利要求确定。

Claims (13)

1.一种帧结构的配置方法，其特征在于，所述方法包括：
获取基站与终端之间的实时距离；
依据所述实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；
依据所述GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定所述基站与所述终端在数据传输过程中的自适应的帧结构；
所述依据所述GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定所述基站与所述终端在数据传输过程中的自适应的帧结构的步骤之后，还包括：
依据所述自适应的帧结构中的下行时隙的数量和上行时隙的数量，确定HARQ的进程数量；
依据所述下行时隙和所述上行时隙之间的时间间隔，确定反馈时延；
依据所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延，更新所述基站与所述终端在进行数据传输时的配置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量，包括：
依据所述实时距离和所述无线信号的传播速度，计算所述GP占用的时长；
依据所述GP占用的时长和每个OFDM符号对应的时长，确定所述GP对应的OFDM符号的数量；
依据所述GP对应的OFDM符号的数量和每个时隙对应的OFDM符号的数量，确定所述GP占用的时隙数量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述自适应的帧结构中的下行时隙的数量和上行时隙的数量，确定HARQ的进程数量，包括：
依据所述下行时隙的数量，确定下行HARQ的进程数量；
依据所述上行时隙和所述下行时隙之间的传输时延对应关系，确定上行HARQ的进程数量；
依据所述下行HARQ的进程数量和所述上行HARQ的进程数量，确定所述HARQ的进程数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延，更新所述基站与所述终端在进行数据传输时的配置信息，包括：
依据所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延，生成DCI；
依据所述DCI更新PUCCH的配置信息，生成更新后的所述PUCCH的配置信息，所述更新后的PUCCH的配置信息用于使所述基站与所述终端进行数据传输。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延，生成DCI，包括：
计算所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延所占用的待填充字节长度；
依据所述待填充字节长度和预设信息填充字节长度，增加所述DCI所占用的传输字节长度，生成新的所述DCI；
将所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延填充至所述新的DCI中。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延，生成DCI，包括：
计算所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延所占用的待填充字节长度；
依据所述待填充字节长度、所述DCI的空闲字段长度和预设填充字节长度，将所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延填充至所述DCI中。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定所述基站与所述终端在数据传输过程中的自适应的帧结构的步骤之后，还包括：
对所述自适应的帧结构对应的配置信息进行更新，生成更新后的帧结构的配置信息；
依据所述更新后的帧结构的配置信息生成更新消息；
依据所述更新消息，更新所述自适应的帧结构。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述更新消息，更新所述自适应的帧结构，包括：
依据所述更新消息，将所述基站和所述终端使用的帧结构，均更新为所述自适应的帧结构。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述更新消息，更新所述自适应的帧结构，包括：
依据所述更新消息，更新所述终端所使用的帧结构为所述自适应的帧结构；
保持所述基站所使用的帧结构为预设帧结构不变，并使所述基站依据所述更新消息对接收到的所述终端发送的通信消息进行解析。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定所述基站与所述终端在数据传输过程中的自适应的帧结构的步骤之后，还包括：
依据所述实时距离和预设距离阈值，动态更新所述自适应的帧结构；
其中，所述自适应的帧结构至少包括一个无线超帧，所述无线超帧至少包括两个无线帧，每个所述无线帧至少包括N个时隙，N为大于或等于1的整数。
11.一种帧结构的配置装置，其特征在于，其包括：
距离确定模块，用于获取基站与终端之间的实时距离；
计算模块，用于依据所述实时距离和无线信号的传播速度，确定GP占用的时隙数量；
帧结构配置模块，用于依据所述GP占用的时隙数量、上行时隙的数量和下行时隙的数量，确定所述基站与所述终端在数据传输过程中的自适应的帧结构；
所述帧结构的配置装置，还包括：
更新模块，用于依据所述自适应的帧结构中的下行时隙的数量和上行时隙的数量，确定HARQ的进程数量；依据所述下行时隙和所述上行时隙之间的时间间隔，确定反馈时延；依据所述HARQ的进程数量和/或所述反馈时延，更新所述基站与所述终端在进行数据传输时的配置信息。
12.一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-10中任一项所述的帧结构的配置方法。
13.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一项所述的帧结构的配置方法。
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