CN115633405A - 无线电帧配置 - Google Patents

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CN115633405A CN202211130085.6A CN202211130085A CN115633405A CN 115633405 A CN115633405 A CN 115633405A CN 202211130085 A CN202211130085 A CN 202211130085A CN 115633405 A CN115633405 A CN 115633405A
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Abstract

本公开的实施例涉及无线电帧配置。提供了用于蜂窝通信系统的帧结构。根据一个实施例，提供了定义包括仅专用于下行链路传输的至少一个子帧的无线电帧的帧结构的第一无线电帧配置。还提供定义包括可配置作为灵活下行链路子帧或灵活上行链路子帧的至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构的第二无线电帧配置，其中该灵活下行链路子帧和该灵活上行链路子帧两者均包括上行链路部分和下行链路部分，并且其中该上行链路部分和该下行链路部分两者均携带控制信息和参考信号中的至少一个。在至少包括该第一无线电帧配置和该第二无线电帧配置的无线电帧配置集合中，选择无线电帧配置，并且交换携带指示所选择的无线电帧配置的信息元素的无线电信号。

Description

无线电帧配置
本申请是国际申请号为PCT/EP2015/069426、国际申请日为2015年8月25日、进入中国国家阶段日期为2018年2月24日、中国国家申请号为201580082615.6、发明名称为“无线电帧配置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及蜂窝通信系统中的无线通信，并且具体地涉及小区中的帧配置。
背景技术
对移动数据的需求的不断增长以及物联网(IoT)的出现正在推动对电信发展的需求，通过物联网甚至数以亿计的设备将被连接起来。未来，诸如远程医疗和高级物流等的技术将需要更短的网络响应时间，以实现快速反应。
发明内容
根据一个方面，提供了独立权利要求的主题。一些实施例在从属权利要求中限定。
在附图和下面的描述中更详细地阐述了实施方式的一个或多个示例。其他特征根据说明书和附图以及权利要求将是明显的。
附图说明
以下，将参照附图更详细地描述实施例，在附图中：
图1示出了可以应用本发明的实施例的无线通信系统；
图2和图3示出了根据本发明的一些实施例的用于选择帧配置的处理；
图4示出了根据本发明实施例的用于灵活特殊子帧的帧结构；
图5示出了根据本发明实施例的描述针对灵活特殊子帧的子帧配置的信令的信令图；
图6和图7示出了根据本发明实施例的用于在小区中配置和发送发现参考信号的处理；
图8示出了根据本发明实施例的用于在终端设备中执行小区搜索的过程；以及
图9和图10示出了根据本发明一些实施例的装置的结构的框图。
具体实施方式
下面的实施例是举例说明。虽然本说明书可能在文本的多个位置提及“一”、“一个”或“一些”实施例，但这不一定意味着每次提及是针对相同的实施例，或者特定特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其他实施例。
所描述的实施例可以在诸如以下中的至少一项的无线电系统中实现：基于基本宽带码分多址(W-CDMA)的通用移动电信系统(UMTS，3G)、高速分组接入HSPA)、长期演进(LTE)、LTE高级和/或5G系统。然而，本实施例不限于这些系统。
然而，实施例不限于作为示例给出的系统，本领域技术人员可以将该解决方案应用于提供有必要特性的其他通信系统。如上所列，合适的通信系统的一个示例是5G系统。假设5G中的网络架构将与LTE高级的网络架构相似。5G可能使用多输入-多输出(MIMO)天线、比LTE的当前网络部署多得多的基站或节点(所谓的小小区概念)，包括与较小的局域接入节点协作操作的宏站点，并也许还采用各种无线电技术来提高覆盖范围和增强数据速率。5G将可能由多于一个无线电接入技术(RAT)构成，每个无线电接入技术都针对某些使用情况和/或频谱进行了优化。
应当理解的是，未来的网络将最有可能利用网络功能虚拟化(NFV)，NFV是一种网络架构概念，该网络架构概念提出将网络节点功能虚拟化成“构建块”或可以在操作上被连接或链接在一起以提供服务的实体。虚拟化网络功能(VNF)可以包括使用标准的或一般类型的服务器而不是定制硬件来运行计算机程序代码的一个或多个虚拟机。云计算或云数据存储也可以被利用。在无线电通信中，这可能意味着节点操作至少部分地在服务器、主机或可操作地耦合到远程无线电头端的节点中执行。节点操作也可能分布在多个服务器、节点或主机中。还应当理解，核心网络操作和基站操作之间的工作分配可以与LTE的不同，甚至不存在。可能要使用的一些其他技术进步为软件定义的联网(SDN)、大数据和全IP，这可能会改变网络被构建和管理的方式。
图1示出了可以应用本发明的实施例的蜂窝通信系统的示例。诸如长期演进(LTE)、第三代合作伙伴计划(3GPP)的LTE-高级(LTE-A)或预测的未来5G解决方案的蜂窝无线电通信网络通常由至少一个网元构成，诸如提供小区100的网元110。例如，每个小区可以是例如宏小区、微小区、毫微微小区或微微小区。网元110可以是如在LTE和LTE-A中的演进节点B(eNB)，或能够控制无线电通信并管理小区内的无线电资源的任意其他装置。对于5G解决方案，如上所述，实施方式可能类似于LTE-A。网元110可以被称为基站或接入节点。蜂窝通信系统可以由网元110、112、114(例如，eNB)的无线电接入网络组成，每个网元控制相应的一个或多个小区100、102、104。网元110至114可以各自控制宏小区100到104，为终端设备120提供广域覆盖。网元110至114也可以被称为接入节点，因为它们向终端设备120提供对诸如因特网的其他网络的无线接入。另外，一个或多个局域接入节点116可以被布置在控制宏小区100到104的网元110、112、114的控制区域内。局域接入节点116可以在子小区106内提供无线接入，子小区106可以被包括在宏小区100内。子小区的示例可以包括微小区、微微小区和/或毫微微小区。通常，子小区在宏小区内提供热点。局域网接入节点116的操作可以由网元110来控制，子小区在网元110的控制区域内被提供。网元110和其他网元112至116可以支持双连接(DC)，其中终端设备120已经与包括网元110至116的无线电接入网络建立多个无线电资源控制(RRC)连接。终端设备120可以建立与网元110的一个RRC连接以及与局域接入节点116的另外的RRC连接，以改善通信的性能。
网元110单独或与其他网元116一起可以采用载波聚合，其中终端设备112被分配了来自可以在连续频带上或在非连续频带上的多个分量载波中的资源。一个网元110可以提供一个分量载波，例如主分量载波，而另外的网元116可以提供另外的分量载波，例如辅分量载波。操作主分量载波的网元110可以执行对所有分量载波上的资源的调度，或者每个网元110、116可以控制其操作的分量载波的调度。替代地，网元110可以提供一个分量载波，例如主分量载波，以及另外的分量载波，例如辅分量载波。
在通信网络中的多个eNB的情况下，eNB可以利用X2接口彼此连接，如在LTE中所规定的。网元之间的其他通信方法也是可能的。网元110至116可以进一步经由S1接口连接到演进分组核心(EPC)130，更具体地，连接到移动性管理实体(MME)132，以及连接到系统架构演进网关(SAE-GW)134。
图1的无线电系统可以支持机器类型通信(MTC)。MTC可以使得能够为大量具有MTC功能的设备，诸如至少一个终端设备120，提供服务。至少一个终端设备120可以包括移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、和用于与诸如MTC网络的无线电通信网络进行用户通信的其他设备。与MTC方案相比，这些设备可以提供进一步的功能，诸如用于语音、视频和/或数据传输的通信链路。然而，在MTC方面，至少一个终端设备120可以被理解为MTC设备。需要理解的是，至少一个终端设备120还可以包括另外的具有MTC功能的设备，仅举几个示例，诸如提供位置、加速度和/或温度信息的传感器设备。
在MTC中，无线电通信网络可能需要处理由MTC设备进行的大量未协调的接入。由于MTC设备的数量可能相当高，与其中干扰和/或有限的覆盖可能造成问题的传统的网络限制相比，网络接入可能是限制因素。大多数MTC设备可能有少量的数据要以零星的方式发送。这可以使MTC设备能够将大部分时间花费在休眠模式中，与网元110至116和/或蜂窝通信网络断开连接。因此，MTC设备可以具有能耗非常小的要求。
图2和图3示出了用于在蜂窝通信系统的小区(例如由网元110提供的小区100)中配置帧发送的处理。图2示出了在控制小区100的网元110中执行的过程，并且图3示出了在位于小区100中的终端设备120中执行的、并且执行与小区100中的网元110的通信的处理。
参考图2，网元110提供第一无线电帧配置，第一无线电帧配置定义包括仅专用于下行链路传输的至少一个子帧的无线电帧的帧结构(框200)。网元还提供第二无线电帧配置，第二无线电帧配置定义包括可配置为灵活下行链路子帧或灵活上行链路子帧的至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构，其中灵活下行链路子帧帧和灵活上行链路子帧两者均包括上行链路部分和下行链路部分，并且其中上行链路部分和下行链路部分两者均携带控制信息和参考信号中的至少一个(框202)。在框204中，网元在至少包括第一无线电帧配置和第二无线电帧配置的无线电帧配置的集合之中选择无线电帧配置。在框206中，网元引起携带指示所选择的无线电帧配置的信息元素的无线电信号的发送。
参考图3，终端设备120在框300中存储用于第一无线电帧配置的定义，该第一无线电帧配置定义包括仅专用于下行链路传输的至少一个子帧的无线电帧的帧结构。终端设备还在框302中存储用于第二无线电帧配置的定义，该第二无线电帧配置定义包括可配置为下行链路子帧或上行链路子帧的至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构，其中所述灵活下行链路子帧和所述灵活上行链路子帧两者均包括上行链路部分和下行链路部分，并且其中所述上行链路部分和所述下行链路部分两者均携带控制信息和参考信号中的至少一个。在框304中，终端设备120从网元110接收携带指示在蜂窝通信系统的小区中应用的无线电帧配置的信息元素的无线电信号。基于所接收的信息元素，终端设备在框306中从无线电帧配置集合中选择无线电帧配置，所述无线电帧配置集合至少包括第一无线电帧配置和第二无线电帧配置，并在小区中与网元的通信中使用所选择的帧通信。
在一个实施例中，第一无线电帧配置还包括至少一个专门用于上行链路传输的子帧，以及包括上行链路部分和下行链路部分的至少一个特殊子帧。第一无线电帧配置可以符合LTE无线电帧配置。下面的表1示出了用于时分TD-LTE系统的传统无线电帧配置。表1示出了包括十(10)个子帧的无线电帧的结构。无线电帧可以是10毫秒(ms)帧，因此使TD-LTE中子帧为1ms的子帧。
Figure BDA0003849875180000061
表1
在表1中，“D”是指专用于例如从接入节点到终端设备的下行链路传输的下行链路子帧，“U”是指仅专用于例如从终端设备到接入节点的上行链路传输的上行链路子帧，并且“S”是指包括上行链路部分和下行链路部分的特殊子帧。特殊子帧配置在LTE系统中由网元110至116在系统信息块1(SIB1)中指示，因此使其成为半静态参数。这意味着无线电帧配置中的所有特殊子帧都是相同类型的特殊子帧。该特殊子帧可以被视为从下行链路子帧转换到上行链路子帧时的保护子帧。
在一个实施例中，该无线电帧配置集合包括表1中的一个或多个或者甚至全部无线电帧配置，其中表1中的无线电帧配置之一是第一无线电帧配置。
第二无线电帧配置包括可被配置为下行链路特殊子帧或上行链路特殊子帧的至少一个灵活特殊子帧。在这两种配置中，灵活特殊子帧包括双向控制/参考信号，因此能够实现每个灵活特殊子帧内的非数据信息的双向通信。根据灵活特殊子帧的配置，可以强调下行链路传输或上行链路传输，使得下行链路特殊子帧可以包括比上行链路传输时间更多的下行链路传输时间，而上行链路特殊子帧可以包括比下行链路传输时间更多的上行链路传输时间。
在一个实施例中，灵活特殊子帧的一个配置向上行链路和下行链路两者分配等量的传输时间。
在一个实施例中，灵活特殊子帧的每个配置还定义了下行链路部分和上行链路部分之间的保护时段的长度。不同的配置可以定义不同长度的保护时段。其结果是，在上行链路部分、下行链路部分和保护时段的长度和顺序方面，灵活特殊子帧的结构可以由网元来配置。
下面的表2示出了理解为第二无线电帧配置的一些无线电帧配置的实施例。表2中的一个或多个或者甚至全部无线电帧配置可以被包括在无线电帧配置集合中，网元110从该无线电帧配置集合中选择要在小区中使用的无线电帧配置。该选择可以是小区特定的选择，但是在一些实施例中，网元110可以针对每个用户或用户组选择无线电帧配置。因此，网元可以并行地采用多个无线电帧配置，其中不同的无线电帧配置被用于不同的用户或用户组。
Figure BDA0003849875180000071
表2
在表2中，“SF”表示可以被动态配置为灵活特殊下行链路子帧或灵活特殊上行链路子帧的灵活特殊子帧，“SD”表示被静态地(或半静态地)配置为灵活特殊下行链路子帧的灵活特殊子帧，“SU”表示被静态地(或半静态地)配置为灵活特殊上行链路子帧的灵活特殊子帧。SD可以被认为是被静态地(或半静态地)配置为灵活特殊下行链路子帧的SF，SU可以被认为是被静态地(或半静态地)配置为灵活特殊上行链路子帧的SF。因此，SD和SU可以各自包括如上所述的下行链路部分和上行链路部分，从而与表1的D和U区分开。从小区间干扰协调的角度来看，静态地或半静态地配置的灵活特殊子帧的使用可以提供改进。这也可以使得能够对于子帧SD和SU使用比对于子帧SF更复杂的信道估计和功率控制。SD和SU可以被用于特殊目的，诸如用于重要或甚至关键的信令消息的传送。
在表2的实施例中，无线电帧配置中的一些由可动态地配置为灵活特殊上行链路或下行链路子帧的灵活特殊子帧构成，例如无线电帧配置7、9和11。在表2中的无线电帧配置中的一些中，可动态配置为灵活特殊上行链路或下行链路子帧的灵活特殊子帧形成子帧的子集，例如无线电帧配置8和10。在无线电帧配置8和10中，可动态配置为灵活特殊上行链路或下行链路子帧的灵活特殊子帧仍然形成无线电帧配置中的大多数子帧。
在对表2的无线电帧配置集合的修改中，无线电帧配置中的至少一些可以包括表1的下行链路子帧D和/或上行链路子帧U，使得表2的每个无线电帧配置仍然包括至少一个灵活特殊子帧SF、SD或SU。灵活特殊子帧仍然可以形成无线电帧配置中的至少一些无线电帧配置中的大部分子帧，从而提供上行链路和下行链路之间的灵活自适应。在一个实施例中，至少一个无线电帧配置中的所有子帧都是灵活特殊子帧。
与表1的无线电帧配置相比，将大部分甚至全部子帧提供作为具有双向控制(通过每个子帧中的上行链路和下行链路部分)的灵活特殊子帧可以减少延迟。在表1的无线电帧配置中，在两个上行链路子帧之间甚至可以存在九个连续的下行链路帧(配置5)。这可以导致上行链路通信(例如，只能在上行链路子帧中发送的确认消息ACK/NAK的发送)中的巨大延迟。将至少大部分子帧提供作为支持双向控制的子帧使得能够实现延迟的减少，并行混合自动重复请求(HARQ)处理和HARQ缓冲器的减少。在所有子帧都是灵活特殊子帧的情况下，包括HARQ确认调度的HARQ处理可以以与频分双工(FDD)系统(例如，FDD LTE)类似的方式执行，因为确认消息可以在每个子帧中在DL方向和UL方向两者上发送。
现在参照图4来描述灵活特殊子帧的一些实施例。图4示出了灵活特殊下行链路子帧408的实施例和灵活特殊上行链路子帧418的实施例。参考灵活特殊子帧特殊下行链路子帧408，子帧408可以包括下行链路部分400和上行链路部分406以及下行链路部分和上行链路部分之间的保护时段404。根据LTE术语，下行链路部分400由下行链路导频时隙(DwPTS)表示，并且上行链路部分406由上行链路导频时隙(UpPTS)表示。下行链路部分400可以携带一个或多个下行链路控制信道和/或下行链路参考信号，例如下行链路探测参考信号。参考信号可以用于信道估计、小区发现、同步等。下行链路部分中携带的下行链路控制信道可以包括物理下行链路控制信道(PDCCH)和/或其他物理层控制信道。例如，下行链路部分400可以在物理下行链路共享信道(PDSH)上携带用户数据。
灵活特殊下行链路子帧408可以包括另外的下行链路部分402。另外的下行链路部分可以包括下行链路数据或由下行链路数据组成，下行链路数据可以是寻址到终端设备120的有效载荷数据。
上行链路部分406可以包括上行链路控制信号和/或上行链路参考信号。上行链路控制信号可以包括以下中的至少一项：HARQ处理的确认消息ACK/NAK、请求上行链路传输资源的调度的调度请求(SR)、指示网元110与终端设备120之间的无线电环境的质量的信道状态指示符(CSI)。
参考灵活特殊上行链路子帧418，子帧418可以包括下行链路部分410和上行链路部分416以及下行链路部分和上行链路部分之间的保护时段412。与灵活特殊下行链路子帧408一样，下行链路部分410由下行链路导频时隙(DwPTS)表示，而上行链路部分416由上行链路导频时隙(UpPTS)表示。下行链路部分410可以携带一个或多个下行链路控制信道和/或下行链路参考信号，例如下行链路探测参考信号。
灵活特殊下行链路子帧408可以包括另外的上行链路部分414。另外的上行链路部分414可以包括上行链路数据或由上行链路数据组成，上行链路数据可以是源自终端设备120的有效载荷数据。
上行链路部分416可以包括上行链路控制信号和/或上行链路参考信号。上行链路控制信号可以包括以下中的至少一项：HARQ处理的确认消息ACK/NAK、请求上行链路传输资源的调度的调度请求(SR)、指示网元110与终端设备120之间的无线电环境的质量的信道状态指示符(CSI)。
如图4所示，灵活特殊下行链路子帧408包括用于下行链路数据的发送的其他的下行链路部分402，而灵活特殊上行链路子帧408包括用于上行链路数据的发送的其他的上行链路部分402。
在一些实施例中，灵活特殊子帧可以包括另外的下行链路部分402和另外的上行链路部分414。灵活特殊子帧是灵活特殊上行链路子帧还是灵活特殊下行链路子帧的定义可能依赖于对子帧中的链路方向的传输资源的分配。如果下行链路方向被分配有比上行链路方向多的传输资源，则该子帧可以被定义为灵活特殊下行链路子帧。如果上行链路方向被分配有比下行链路方向多的传输资源，则可以将该子帧定义为灵活特殊上行链路子帧。对链路方向的传输资源分配可以动态地完成。
如表2所示，可以针对每个无线电帧配置分别地定义子帧的长度。相应地，不同的子帧长度可以被应用于不同的无线电帧配置。
在一个实施例中，表2的一些或者甚至全部无线电帧配置的子帧长度是1ms，如表1中一样。
在对无线电帧配置采用多个子帧长度的实施例中，较短的子帧长度可以与在较短的子帧中发送的多载波信号的较大的子载波间隔相关联，而较长的子帧长度可以与多载波信号的较小的子载波间隔相关联。例如，当应用于20兆赫兹(MHz)载波时，1ms子帧可以采用15千赫兹(kHz)的子载波间隔，而0.25ms子帧可以采用60kHz子载波间隔。在这些示例中，一种假设可以是固定大小的快速傅里叶变换。增加子载波间隔增加了多载波信号的带宽，例如当应用于20MHz载波时60KHz间隔可能导致80MHz载波带宽。可以应用类似的时间频率缩放(scaling)来实现可变的子帧长度。通常的目的可以是传送相同数量的子载波和多载波符号，并且时频缩放用于增加子载波间隔和减小子帧长度或者为了减小子载波间隔并增加子帧长度。
在另外的实施例中，可以通过分配不同数量的例如多载波符号的符号来应用不同的子帧长度。例如，使用1ms的子帧长度的无线电帧配置可以包括比使用0.25ms的子帧长度的无线电帧配置更多的多载波符号。换句话说，使用1ms的子帧长度的无线电帧配置可以包括比使用0.25ms的子帧长度的无线电帧配置更多的子载波，导致恒定的载波带宽。
又一种方案是使用可变带宽，使得具有不同子帧长度的无线电帧配置被指派给具有不同带宽的载波。例如，可以在在具有20MHz及以下的带宽的载波上或小区中采用1ms的子帧，而对于具有高于20MHz的带宽的载波或小区，可以采用短于1ms的子帧。
又一实施例是上述实施例的组合。例如，子帧的不同部分可以采用不同的子载波间隔和/或带宽。例如，另外的下行链路部分402和另外的上行链路部分414可以采用第一子载波间隔，并且下行链路部分400、410和上行链路部分406、416可以采用第二、不同的子载波间隔。然而，相同的循环前缀可以被应用于子帧的所有符号。子帧的下行链路部分400/410、上行链路部分406/416和保护时段404/412的组合持续时间可以等于子帧的另外的下行链路/上行链路部分402、414的单个多载波符号或多个多载波符号的持续时间。在子帧的数目(例如，如表2的实施例中的十个子帧)方面，无线电帧的长度对于所有无线电帧配置来说可以是相同的。相应地，无线电帧的时间长度对于不同的无线电帧配置可以缩放，对应于子帧长度的缩放。
在一个实施例中，子帧内的任意定时可以通过采用子帧的时域缩放来指示。例如，可以以这种方式指示周期性无线电资源。
在一个实施例中，在所有无线电帧配置和/或所有子帧配置中，灵活特殊子帧的第一部分是下行链路部分。因此，上行链路部分或者另外的上行链路部分可以是灵活特殊子帧的最后部分。在下行链路部分之后，可以在子帧中布置另外的下行链路部分或保护时段。
在一个实施例中，另外的下行链路部分和下行链路部分在子帧中是连续的部分。类似地，另外的上行链路部分和上行链路部分可以是子帧中的连续部分。
在一个实施例中，网元110支持表1的无线电帧配置和表2的无线电帧配置。在另外的实施例中，网元仅支持表2的无线电帧配置，例如仅支持包括灵活特殊子帧的无线电帧配置。
接下来我们来描述定义灵活特殊子帧的下行链路部分400、402、410和上行链路部分406、414、416的一些比例的一些实施例。下面的表3示出了灵活特殊子帧的一些子帧配置。在表3的实施例中，子帧的长度是恒定的14个符号。
Figure BDA0003849875180000121
Figure BDA0003849875180000131
表3
如上所述，例如，灵活特殊子帧的长度可以根据时间-频率缩放而变化。因此，表3中提到的长度可以被认为是示例性的并且可以等同地被定义为“可变的”。
下面的表4示出了灵活特殊子帧的一些另外的子帧配置。子帧的长度在本实施例中是可变的。
Figure BDA0003849875180000132
表4
在网元支持表1和表2的无线电帧配置的实施例中，网元对于特殊子帧以及对于灵活特殊子帧可以采用表3或表4的至少部分相同的子帧配置。例如，子帧配置0至9可以被应用于特殊子帧和灵活特殊子帧两者。然而，一些子帧配置可能仅适用于灵活特殊子帧，例如表3中的子帧配置10到15以及表4中的10到14。
针对灵活特殊下行链路子帧中的下行链路部分和另外的下行链路部分的相互比例、以及灵活特殊上行链路子帧中的上行链路部分和另外的上行链路部分的相互比例，在本文中描述了一些实施例。在一个实施例中，下行链路部分400、410和上行链路部分406、416的长度可以是固定的，例如一个多载波符号。保护时段404、412的长度由表3和4定义。其余部分然后用于另外的下行链路部分/上行链路部分。在另外的实施例中，下行链路部分400、410、上行链路部分406、416、另外的下行链路部分402和另外的上行链路部分414的长度被明确地发信号通知或在子帧配置中定义。
例如，子帧配置2可以定义灵活特殊下行链路子帧408，其具有用于下行链路部分400的一个符号、用于另外的下行链路部分402的9个符号、用于保护时段404的三个符号以及用于上行链路部分406的一个符号。
例如，子帧配置4可以定义灵活特殊下行链路子帧408，其具有用于下行链路部分400的一个符号、用于另外的下行链路部分402的11个符号以及分别用于保护时段404和上行链路部分406的一个符号。
例如，表3的子帧配置12可以定义灵活特殊上行链路子帧418，其具有用于下行链路部分410的一个符号、用于保护时段412的一个符号、用于另外的上行链路部分414的11个符号、和用于上行链路部分416的一个符号。
例如，表4的子帧配置12可以定义灵活特殊上行链路子帧418，其具有用于下行链路部分410的两个符号、用于保护时段412的一个符号、用于另外的上行链路部分414的3个符号以及用于上行链路部分416的一个符号。
在一个实施例中，在所有子帧配置中，灵活特殊子帧的第一部分是下行链路部分400、410。这使得能够在子帧本身中实现灵活特殊子帧的链路方向的动态指示。链路方向可以在下行链路部分400、410中携带的控制信道上指示。动态调度能够实现子帧配置对当前业务需求的快速自适应，这提高了性能。图5示出了对于灵活特殊子帧的链路方向的动态选择的实施例。
参照图5，在步骤500，网元110选择框204中的小区的无线电帧配置，并在步骤500在小区中发信号通知所选择的无线电帧配置，并且终端设备120在步骤500中接收无线电帧配置，并在框306中应用无线电帧配置。功能204、500、306可以以上述方式执行。在框502中，网元选择用于下一子帧的链路方向。该选择可以基于在网元中存储的用于发送的下行链路数据的量(对下行链路资源的需要)、待处理的上行链路调度请求的数目(对上行链路资源的需求)、或另外的标准/多个标准。在选择用于下一子帧的链路方向后，网元可以在下一子帧的下行链路部分中插入指示该子帧的链路方向的信息元素，并开始发送该子帧的下行链路部分(步骤504)。当子帧开始时，终端设备可以开始扫描下行链路部分的控制信道，以便于确定子帧的链路方向，以及在一些实施例中，指示终端设备是否具有分配给该子帧的资源的信息元素。如果终端设备在该子帧中具有资源，则终端设备可以根据指示该子帧的链路方向的信息元素来执行信号处理(框506)。例如，如果终端设备在被信息元素标识为灵活特殊上行链路子帧的子帧中已经分配了上行链路传输资源，则终端设备可以在子帧的另外的上行链路部分中发送上行链路数据。
在一个实施例中，步骤504中子帧的下行链路部分中携带的信息元素可以是表3或表4的子帧配置索引。
不同的无线电帧配置以及在一些实施例中的子载波间隔的供应可以使终端设备120中的小区发现变得复杂。小区发现可以基于网元110引起终端设备120在执行小区搜索时正在扫描的发现参考信号的广播。图6和图7图示了根据一些实施例的用于在采用无线电帧配置时促进小区搜索的一些实施例。
图6示出了在每个无线电帧配置中广播相同的发现参考信号的实施例。参照图5，网元在框204中选择无线电帧配置，并且在框206中指示无线电帧配置。在框600中，网元110导致周期性发现信号的发送。此后，网元可以在框602中选择新的、不同的无线电帧配置，并且在框604中指示新的无线电帧配置。在框604之后，网元可以在框606中发送具有与在框600中发送的配置相同的配置的发现参考信号。在该实施例中，不管在框204和602中选择并且在框206和604中指示的无线电帧配置如何，网元都可以利用预定的、恒定的无线电帧配置来发送周期性发现信号。
对于每个无线电帧配置，发现参考信号可以包括相同的子载波间隔和周期性。如果发现参考信号的发送在上行链路部分或者另外的上行链路部分期间发生，则发现参考信号的发送可以拒绝上行链路传输。例如，网元110可以避免调度与发现参考信号的周期性传输重叠的上行链路资源。注意到其已经被分配有指定与周期性发现参考信号重叠的传输资源的周期性上行链路传输资源的终端设备可以避免在这样的传输资源中进行发送。通常，所分配的周期性上行链路传输资源的周期性不同于发现参考信号的周期性，因此重叠仅是偶然的。
在图6的实施例中，终端设备120可能需要通过仅使用适合于发现信号的一个扫描配置来扫描发现信号。
在图7中，网元采用多个发现参考信号配置。例如，发现参考信号的周期性和/或发现参考信号的子载波间隔可以适应于每个无线电帧配置。发现参考信号可以遵循将发现参考信号映射到下行链路部分的周期性，并且发现参考信号可以具有用于无线电帧配置中的其他信号的相同的子载波间隔。
在框204中选择无线电帧配置之后，网元110可以在框700中选择与无线电帧配置相关联的发现信号并发送所选择的发现信号。
在图7的实施例中，终端设备120可以通过仅使用多个扫描配置来扫描发现信号。图8示出了在终端设备120中执行的扫描过程的实施例。参考图8，终端设备可以在框800中存储用于发现参考信号(DRS)的搜索的多个配置。不同的配置可以定义不同的周期性和/或快速傅里叶变换的不同大小。DRS的不同子载波间隔可以需要不同长度的快速傅立叶变换。
在框802中，终端设备选择DRS配置并开始扫描映射到DRS配置的用于DRS的无线电信道。终端设备可以扫描从DRS配置的周期性导出的DRS的至少一个周期。在框804，终端设备确定是否已经发现了DRS配置的DRS。如果不是，则该处理可以返回到框802，其中终端设备选择新的DRS配置并开始新的扫描。如果发现DRS，则终端设备可以同步到发送DRS的小区，并从小区中发送的广播信号中提取小区的系统信息。系统信息可以定义例如在小区中使用的无线电帧配置。
在网元110支持表1的无线电帧配置(传统设备)和表2的无线电帧配置的实施例中，可以有仅支持表1的无线电帧配置的终端设备和支持表1和2中的无线电帧配置的终端设备。可以希望的是，即使在这样的情况下，终端设备中的至少一些也能够使用表2的无线电帧配置。现在让我们描述一些实施例，该实施例通过在相同的载波信号上分配两种类型的终端设备而使得网元能够解决这个问题。
在一个实施例中，无线电帧配置的子帧的子集或甚至子帧的部分支持传统设备。在这个实施例中，子帧的长度可以是1ms。表5示出了这种无线电帧配置的示例。
Figure BDA0003849875180000171
表5
可以看出，无线电帧配置是表1的无线电帧配置0的修改，其中某些子帧被修改为灵活特殊子帧。网元可以配置无线电帧配置的使用，使得传统设备被分配到支持表1子帧类型(D、S、U)的子帧，并且支持灵活特殊类型的子帧的设备可被分配到对应的子帧。另外，支持灵活特殊类型的子帧的设备可以被分配到支持表1子帧类型(D、S、U)的子帧。在没有物理上行链路共享信道(PUSCH)被传统设备发送时，不包含物理上行链路控制信道(PUCCH)的HARQ ACK/NAK的上行链路子帧可以被转换为灵活特殊子帧SF。在未被传统设备占用时，具有PUCCH HARQ的上行链路子帧U可被转换为灵活特殊子帧SF。
支持灵活特殊子帧的所有设备都可以利用特殊子帧S的上行链路部分，假设网元没有向上行链路部分调度参考信号或短随机接入信道(S-RACH)。
剩余的子帧或子帧部分可以被指定为灵活特殊子帧SF。然而，在确定子帧配置时，网元可以在每个子帧上采用传统设备的存在。例如，特殊子帧S可以具有用于下行链路部分DwPTS1的特定配置，以为传统设备提供足够的资源(包括同步信号)。下行链路部分的长度可以高于三个符号。
作为另外的示例，在子帧0中引起下行链路HARQ确认的发送的子帧可以被静态地指定为灵活特殊上行链路子帧SU。包含来自一个或多个传统设备的上行链路控制信息的子帧可以被保持为上行链路帧，即下行链路部分可以从其中被省略。
作为另外的示例，在下行链路子帧D或者特殊子帧S中发送的任意下行链路信号都可以保持传统信号不变。这样的传统信号可以包括主同步信号、辅同步信号和小区特定的参考信号。
关于发信号通知特殊子帧S配置，网元可以通过特定于设备的较高层(例如，层3)信令来发信号通知无线电帧配置。不具有传统设备的小区可以在小区中广播的系统信息中发信号通知特殊子帧配置。可以发信号通知灵活特殊子帧配置，如上参考图5所述。
表1至5的实施例在时分双工(TDD)系统的上下文中被描述，例如第一无线电帧配置和第二无线电帧配置均采用TDD原理。图2和3的实施例也适用于采用频分双工(FDD)或补充下行链路/上行链路(SDL/SDU)方案的系统。补充下行链路/上行链路可以被定义为补充主载波的补充载波，其中补充载波仅用于下行链路/上行链路传输。补充载波因此是补充下行链路/上行链路资源。
在图2和图3的这样的实施例中，可以根据FDD、SDL和/或SDU来采用第一无线电帧配置。下面的表6示出了在这种情况下的第一无线电帧配置的实施例。
Figure BDA0003849875180000191
表6
参考表6，无线电帧配置A可以用在根据FDD或SDL方案的专用于下行链路传输的频带或载波上，并且无线电帧配置B可以用在根据FDD或SDU方案专用于上行链路传输的频带或载波上。在FDD方案的情况下，帧配置A和B可以同时用作第一帧配置。无线电帧配置C和D也被用于下行链路频带，并且无线电帧配置E用于上行链路频带，并且这些无线电帧配置C到E采用特殊子帧，该特殊子帧可以是包括上行链路部分和下行链路部分(例如UpPTS和DwPTS)的上述特殊子帧S。在一个实施例中，如果配置是SDL/SDU，则特殊子帧的上行链路部分和下行链路部分可以被配置为未使用。特殊子帧可以被用于为下行链路/上行链路方案提供附加的上行链路/下行链路资源。例如，在未经许可的频带上，可以存在对于传输持续时间的最大限制，并且特殊的子帧可以被用作发送的中断。
在一个实施例中，例如，网元110可以采用包括具有从表2中选择的第二无线电帧配置、从表6中选择的第一无线电帧配置的无线电帧配置集合。然后可以在第一频带上使用第一无线电帧配置，而在由网元110操作的第二频带上使用第二无线电帧配置。两个无线电帧配置可以同时使用。
在另外的实施例中，网元可以从(表6的)第一无线电帧配置切换到(表2的)第二无线电帧配置，使得第一无线电帧配置在第一时刻被使用，并且第二无线电帧配置在第一时刻之后的第二时刻被使用。然后可以在相同的频带上或在不同的频带上操作第一无线电帧配置和第二无线电帧配置。
图9和10提供了根据本发明一些实施例的装置。图9示出了被配置为执行上面结合网元110描述的功能的装置。图10示出了被配置为执行上面结合终端设备120描述的功能的装置。每个装置可以包括通信控制电路10，30(诸如至少一个处理器)和包括计算机程序代码(软件)22、42的至少一个存储器20、40，其中至少一个存储器和计算机程序代码(软件)被配置为，利用至少一个处理器，来使相应装置执行上述每个装置的实施例中的任意一个。
存储器20、40可以使用任意合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移除存储器。存储器可以包括配置数据库24、44用于存储用于通过无线电接口在小区中通信的配置数据。例如，配置数据库24、44可以存储每个装置所支持的无线电帧配置，例如表1和/或表2的无线电帧配置。
该装置还可以包括通信接口(TX/RX)26、46，其包括用于根据一个或多个通信协议来实现通信连接的硬件和/或软件。例如，通信接口可以向装置提供在蜂窝通信系统中进行通信的通信能力并且使能网元110和终端设备120的通信。通信接口26、46可以包括标准公知组件，诸如放大器、滤波器、变频器、调制器(解调器)和编码器/解码器电路以及一个或多个天线。通信接口26、46可以包括无线电接口组件，其向网元110和终端设备120提供小区中的无线电通信能力。
在图9的实施例中，网元110的至少一些功能可以在两个物理上分离的设备之间共享，形成一个操作实体。因此，该装置可以被视为描绘了包括用于执行所述处理的至少一些处理的一个或多个物理上分离的设备的操作实体。因此，利用这种共享架构的图9的装置可以包括可操作地(例如经由无线或有线网络)耦合到位于基站站点中的远程无线电头端的远程控制单元(RCU)，诸如主机或服务器计算机(RRH)。在一个实施例中，网元110的至少一些所描述的处理可以由RCU执行。在一个实施例中，至少一些所描述的处理的执行可以在RRH和RCU之间共享。在这种上下文中，RCU可以包括图9所示的组件，并且通信接口26可以向RCU提供到RRH的连接。RRH然后可以包括例如射频信号处理电路和天线。
在一个实施例中，RCU可以生成虚拟网络，通过该虚拟网络RCU与RRH通信。通常，虚拟联网可以涉及将硬件和软件网络资源和网络功能组合成单个、基于软件的管理实体(虚拟网络)的处理。网络虚拟化可以涉及平台虚拟化，通常与资源虚拟化组合。网络虚拟化可以被分类为外部虚拟联网，外部虚拟联网将许多网络或网络的部分组合到服务器计算机或主计算机(即RCU)。外部网络虚拟化旨在优化网络共享。另一类是内部虚拟联网，内部虚拟联网向单个系统上的软件容器提供类似网络的功能。虚拟联网也可以用于测试终端设备。
在一个实施例中，虚拟网络可以在RRH和RCU之间提供操作的灵活分配。实际上，可以在RRH或RCU中执行任意数字信号处理任务，并且可以根据实现来选择在RRH和RCU之间转移责任的边界。
参照图9，该装置可以包括控制电路12，控制电路12执行与终端设备、无线电接入网络的其他接入节点以及与核心网络130的网元的控制面信令。控制电路12可以在网元110中执行步骤206、500、504、600、604、606和700。
该装置还可以包括无线电帧配置选择电路18，无线电帧配置选择电路18被配置为在存储在配置数据库24中的无线电帧配置中选择无线电帧配置。在选择无线电帧配置之后，无线电帧配置选择器可以指示控制电路12将无线电帧配置作为由第一网元控制的小区中的系统信息来广播。该装置还可以包括子帧配置选择器电路14，配置选择器电路14被配置为动态地选择用于每个灵活特殊子帧的子帧配置。然后，子帧配置选择器电路14可以指示控制部分在每个灵活特殊子帧中包括指示子帧的子帧配置的信息元素。子帧配置可以定义灵活特殊子帧是灵活特殊下行链路子帧还是灵活特殊上行链路子帧。
该装置还可以包括数据通信电路16，数据通信电路16被配置为执行有效载荷数据的发送和接收。数据通信电路16可以针对每个灵活特殊子帧从子帧配置选择器电路14接收该灵活特殊子帧包括另外的下行链路部分还是另外的上行链路部分的指示。如果灵活特殊子帧包括另外的下行链路部分，则数据通信电路可以控制另外的下行链路部分中的数据传输。如果灵活特殊子帧包括另外的上行链路部分，则数据通信电路16可以从另外的上行链路部分提取数据。
参考图10，该装置可以包括控制电路32，控制电路32执行与蜂窝通信系统的一个或多个网元(例如接入节点110)的控制面信令。控制电路32还可以执行小区搜索过程。控制电路32可以在终端设备120中执行步骤304、500、504和802。
该装置还可以包括无线电帧配置控制器38，无线电帧配置控制器38被配置为基于从网元接收到的系统信息来确定在小区中使用的无线电帧配置，并且配置控制电路32以在小区的上行链路通信和下行链路通信中实现无线电帧配置。
该装置还可以包括数据通信电路16，数据通信电路16被配置为执行有效载荷数据的发送和接收。数据通信电路36可以针对每个灵活特殊子帧从控制电路32接收灵活特殊子帧包括另外的下行链路部分还是另外的上行链路部分的指示。如果灵活特殊子帧包括另外的上行链路部分，则数据通信电路36可以控制在另外的上行链路部分中的数据传输。如果灵活特殊子帧包括另外的下行链路部分，则数据通信电路36可以从另外的下行链路部分中提取数据。
在本申请中使用的术语“电路”是指以下全部：(a)仅硬件的电路实现，诸如仅在模拟和/或数字电路中的实现，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用的话)：(i)处理器的组合或(ii)包括数字信号处理器、软件和存储器的处理器/软件的部分，它们一起工作以使装置执行各种功能；以及(c)诸如微处理器或微处理器的一部分的电路，需要软件或固件进行操作，即使软件或固件在物理上不存在。“电路”的这个定义适用于本申请中该术语的所有使用。作为另外的示例，在本申请中所使用的术语“电路”还将覆盖仅仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们的)伴随的软件和/或固件的实现。例如，术语“电路”还将覆盖，例如并在可适用于特定元件的情况下，用于移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路，或服务器、蜂窝网络设备或另外的网络设备中的类似集成电路。
在一个实施例中，结合图2至图8描述的处理中的至少一些可以由包括用于执行所述处理中的至少一些处理的对应部件的装置来执行。用于执行所述处理的一些示例部件可以包括以下中的至少一项：检测器、处理器(包括双核和多核处理器)、数字信号处理器、控制器、接收器、发射器、编码器、解码器、存储器、RAM、ROM、软件、固件、显示器、用户接口、显示电路、用户接口电路、用户接口软件、显示软件、电路、天线、天线电路和电路。在一个实施例中，至少一个处理器、存储器和计算机程序代码形成处理部件或包括用于执行根据图2至图8的实施例中的任意一个的一个或多个操作的一个或多个计算机程序代码部分。
本文描述的技术和方法可以通过各种手段来实现。例如，这些技术可以在硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或其组合来实现。对于硬件实现，实施例的装置可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行本文描述的功能的其它电子单元或其组合中实现。对于固件或软件，该实现可以通过执行本文描述的功能的至少一个芯片组的模块(例如，程序、功能等)来执行。软件代码可以存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可以在处理器内或在处理器的外部实现。在后一种情况下，如本领域已知的那样，其可以经由各种手段通信地耦合到处理器。另外，本文所述的系统的组件可以通过附加组件来重新布置和/或补充，以便促进关于其描述的各个方面等的实现，并且它们不限于给定附图中阐述的精确配置，如本领域技术人员将理解的。
所描述的实施例也可以以由计算机程序或其部分定义的计算机处理的形式来执行。结合图2至图8描述的方法的实施例可以通过执行包括对应指令的计算机程序的至少一部分来执行。该计算机程序可以采用源代码形式、目标代码形式、或者以某种中间形式，其也可以存储在某种载体上，其可以是能够携带该程序的任意实体或设备。例如，计算机程序可以存储在计算机或处理器可读的计算机程序分发介质上。例如，计算机程序介质可以是例如但不限于记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号和软件分发包。计算机程序介质可以是非暂时性介质。用于执行所示和所述实施例的软件的编码完全在本领域普通技术人员的范围内。
尽管以上参照根据附图的示例描述了本发明，但显然本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以多种方式进行修改。因此，所有的词语和表达应当被宽泛地解释，并且旨在说明而不是限制本实施例。对于本领域技术人员来说显而易见的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式来实现。此外，对本领域技术人员清楚的是，所描述的实施例可以但不需要以各种方式与其他实施例组合。

Claims (12)

1.一种用于无线通信的装置，该装置包括：
至少一个处理器，以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中所述处理器、所述存储器和所述计算机程序代码被配置为使所述装置：
在所述至少一个存储器中存储用于无线电帧配置的定义，所述无线电帧配置定义包括至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构，其中所述至少一个灵活特殊子帧包括上行链路部分、下行链路部分和灵活部分，其中所述上行链路部分被配置为在物理上行链路控制信道上至少携带控制信息，并且所述灵活部分可配置为被用于下行链路传输或上行链路传输；
从蜂窝通信系统的网元接收消息，所述消息携带指示在所述蜂窝通信系统中应用的无线电帧配置的信息元素；
基于接收到的所述信息元素，在无线电帧配置集合中选择无线电帧配置，所述无线电帧配置集合至少包括与所存储的所述定义相对应的所述无线电帧配置；以及
使用所选择的所述无线电帧配置与所述网元进行通信。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述无线电帧配置集合支持不同的子载波间隔。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述上行链路部分被配置为携带与所述物理上行链路控制信道复用的至少第一参考信号，并且其中所述下行链路部分被配置为至少携带控制信息和至少第二参考信号。
4.一种用于无线通信的方法，所述方法包括：
在蜂窝通信系统中使用的终端设备中存储用于无线电帧配置的定义，所述无线电帧配置定义包括至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构，其中所述至少一个灵活特殊子帧包括上行链路部分、下行链路部分和灵活部分，其中所述上行链路部分被配置为在物理上行链路控制信道上至少携带控制信息，并且所述灵活部分可配置为被用于下行链路传输或上行链路传输；
从所述蜂窝通信系统的网元接收消息，所述消息携带指示在所述蜂窝通信系统中应用的无线电帧配置的信息元素；
基于接收到的所述信息元素，在无线电帧配置集合中选择无线电帧配置，所述无线电帧配置集合至少包括与所存储的所述定义相对应的所述无线电帧配置；以及
使用所选择的所述无线电帧配置与所述网元进行通信。
5.一种用于无线通信的装置，所述装置包括：
至少一个处理器，以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中所述处理器、所述存储器和所述计算机程序代码被配置为使所述装置：
从蜂窝通信系统的网元接收消息，所述消息携带指示在所述蜂窝通信系统中应用的无线电帧配置的信息元素；
基于接收到的所述信息元素，在无线电帧配置集合中选择无线电帧配置，其中所述无线电帧配置支持与所述无线电帧配置集合中的其他无线电帧配置支持的其他子载波间隔不同的子载波间隔，其中所述无线电帧配置集合包括定义包括至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构的无线电帧配置，其中所述至少一个灵活特殊子帧包括上行链路部分、下行链路部分和灵活部分，其中所述上行链路部分被配置为至少携带控制信息，并且其中所述灵活部分可配置为被用于下行链路传输或上行链路传输；以及
使用所选择的所述无线电帧配置与所述网元进行通信。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述无线电帧配置集合还包括第二无线电帧配置，所述第二无线电帧配置包括仅专用于下行链路传输的至少一个子帧、仅专用于上行链路传输的至少一个子帧以及包括上行链路部分和下行部分的至少一个灵活特殊子帧。
7.根据权利要求5所述的装置，其中所述无线电帧配置集合中的两个或更多无线电帧配置各自定义所述至少一个灵活特殊子帧，并且其中所述两个或更多无线电帧配置中的至少两个无线电帧配置具有不同的子帧长度。
8.根据权利要求7所述的装置，其中具有较大子帧长度的无线电帧配置在子帧中具有较小的子载波间隔。
9.根据权利要求6所述的装置，其中所述至少一个灵活特殊子帧具有比所述第二无线电帧配置的所述灵活特殊子帧的上行链路部分的最大长度更大的上行链路部分的最大长度。
10.根据权利要求5所述的装置，其中取决于所述灵活部分被配置用于下行链路传输或者上行链路传输，所述至少一个灵活特殊子帧包括另外的上行链路部分或者另外的下行链路部分。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述另外的上行链路部分携带上行链路数据，并且所述另外的下行链路部分携带下行链路数据。
12.一种用于无线通信的方法，所述方法包括：
从蜂窝通信系统的网元接收消息，所述消息携带指示在蜂窝通信系统中应用的无线电帧配置的信息元素；
基于接收到的所述信息元素，在无线电帧配置集合中选择无线电帧配置，其中所述无线电帧配置支持与所述无线电帧配置集合中的其他无线电帧配置所支持的其他子载波间隔不同的子载波间隔，其中所述无线电帧配置集合包括定义包括至少一个灵活特殊子帧的无线电帧的帧结构的无线电帧配置，其中所述至少一个灵活特殊子帧包括上行链路部分、下行链路部分和灵活部分，其中所述上行链路部分被配置为至少携带控制信息，并且所述灵活部分可配置为被用于下行链路传输或上行链路传输；以及
使用所选择的所述无线电帧配置与所述网元进行通信。
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