CN1450742A

CN1450742A - 基于时分双工模式的高速数据的传输方法

Info

Publication number: CN1450742A
Application number: CN 02116570
Authority: CN
Inventors: 孙立新; 周雷; 郑志彬
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2003-10-22

Abstract

本发明公开了一种基于时分双工模式的高速数据的传输方法，该方法首先在一个时间帧内分配用于数据上行发射和下行发射的时间段，在上述时间段内分配用于实现上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙、用于传输上行信令的控制时隙和下行信令的控制时隙、用于信道估计的公共导频时隙以及多个用于传输高速数据的业务时隙，然后数据发射设备在公共导频时隙和业务时隙分别发射导频信号和用户的高速业务数据，最后由数据接收设备根据所分配的公共导频时隙以及业务时隙进行信道估计和高速业务数据的接收；上述方案可以将帧内更多的时间资源用于高速数据业务的传输，因而有利于提高系统吞吐量和频谱利用效率，降低运营成本，并提供更为精确的信道测量。

Description

基于时分双工模式的高速数据的传输方法

技术领域

本发明涉及采用时分双工(TDD)标准的无线通信系统中的数据传输方法，尤其是高速数据的传输方法。

背景技术

在目前采用TDD标准的第三代无线通信系统中，例如在时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中，数据的传输通常采用下述方法进行：采用96码片的下行导频时隙(DwPTS)实现下行接收的同步；使用加入96码片保护时段(GP)的上行导频时隙(UpPTS)实现上行接收同步；最后通过时间长度相同的业务时隙为不同用户的数据提供传输服务。上述方法采用的时隙结构参考图2，该图描述了TD-SCDMA中的一个时间长度为5ms、包含6400个码片的子帧(subframe)内的时隙结构。图中，除了用于实现同步的三个特殊时隙(DwPTS，GP，UpPTS)以外，剩下的7个业务时隙，包括两个上行时隙TS1、TS2和5个下行时隙TS0、TS3、TS4、TS5、TS6全部为0.675ms长。在TD-SCDMA系统中，每一个时隙内支持多个用户采用码分多址(CDMA)的方式进行并行的数据发射和接收，与此同时，TD-SCDMA对于需要语音业务服务的客户还支持以时分多址(TDMA)的方式共享频率信道。图2所示帧中的每一个时隙结构参考图3，由图中可知，在每一个时隙中含有一个144码片长的中间导频。由于每个时隙都是一个独立结构，而且每个时隙都设置有单独的导频，从而有利于多用户通过CDMA方式并行接收语音业务数据的实现。然而在采用TDMA技术提供多用户数据业务服务时，这一支持多用户并行发射的中间导频结构已经不能实现系统性能的优化。对于需要高数据速率服务的客户而言，在一个子帧内可能需要同时分配多个时隙以保证高速数据通信的实现，由于每个时隙的导频都不能释放用于业务数据传输，从而实质上造成了时间资源的浪费，不利于高速数据传输的实现。因此，图2中所述的等时间长度的业务时隙结构比较适合于实时性要求较高、而速率较低的语音业务，现有方法采用上述时隙结构可以保证语音业务随时有可分配的合适的资源，但这样的方法在对于实时性要求不高、速率可变的数据业务来说则适用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，使用该方法传输数据业务具有较高的传输速率、频谱利用率和较低的运营成本。

为达到上述目的，本发明提供的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，包括：

(1)在一个时间帧内分配用于数据上行发射和下行发射的时间段；

(2)在上行发射和下行发射的时间段内，分配用于实现上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙、用于传输上行信令的控制时隙和下行信令的控制时隙、用于信道估计的公共导频时隙以及多个用于传输高速数据的业务时隙；

(3)数据发射设备在公共导频时隙和业务时隙分别发射导频信号数据和用户的高速业务数据；

(4)数据接收设备根据所分配的公共导频时隙以及业务时隙进行信道估计和高速业务数据的接收。

步骤(2)所述分配同步时隙、控制时隙和业务时隙为分配在时间上互不重叠的同步时隙、控制时隙和业务时隙。

步骤(2)所述分配用于实现上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙为分配一个或多个用于实现上行同步的同步时隙和一个或多个下行同步的同步时隙。

步骤(2)所述分配用于传输上行信令的控制时隙为分配一个或多个用于传输上行信令的控制时隙；所述分配用于下行信令的控制时隙为分配一个或多个下行信令的控制时隙。

在步骤(2)中，根据需要支持的用户移动速度确定公共导频时隙的数目，并根据该数目分配公共导频时隙。

在步骤(4)中，可以根据所分配到的业务时隙的位置，选择时间上最接近的公共导频时隙进行信道估计。还可以根据所分配到的业务时隙的位置，选择时间上最接近的多个公共导频时隙进行信道估计，并根据得到的信道估计值进行业务时隙对应信道的下次信道估计时刻的预测。

与现有的数据传输方法相比，由于本发明将一个时间帧内不同业务时隙的导频合并为公共导频，从而可以将更多的码片资源用于高速数据业务的传输，使得在同样时间内能够传送更多的数据，有利于提高系统吞吐量和频谱利用效率，降低运营成本；同时，通过适当放大公共导频的扩频因子，可以保持信道估计的性能，并提供相当或更为精确的信道质量测量。

附图说明

图1是本发明所述方法的实施例流程图；

图2是现有方法采用的等长时隙结构的帧示意图；

图3是图2所示帧的每一个时隙的结构图；

图4是图1所述实施例采用的具有一个公共导频时隙的帧结构图；

图5是本发明其它实施例采用的具有多个公共导频时隙的帧结构图。

具体实施方式

在第三代无线通信系统中，数据业务将逐步占据主导地位。数据业务与传统的语音业务在两个方面存在着本质的区别：数据业务可能是非对称的，例如国际互联网浏览业务；另外，数据业务对延迟时间的要求没有语音业务那么严格。因此，对于数据业务而言，无线通信系统可以采用多项技术提高系统的通信容量，比如重传技术和延迟时间较长的Turbo编译码技术等等。由于现有的数据传输方法没有考虑高速数据业务的特点，进行高速数据业务传输的效率不高，解决上述问题，本发明利用了数据业务对实时传输的要求不高的特点，实现对频谱资源的优化，将多个业务时隙的导频合并为公共导频，为高速业务数据的传输分配更多的码片资源，以进一步提高系统容量。具体说，本发明在一个数据传输(子)帧内使用单独的公共导频时隙提供信道质量测量和信道估计，当(子)帧内存在其他导频时，公共导频位置设置应使得所有的导频接近或者达到相互之间的时间间隔相同，以保证传输业务时隙的每一个时刻都可以找到一个在时间上尽可能接近的导频，为业务时隙的数据接收提供尽可能准确的信道估计。采用本发明的方案进行业务数据的传输对中低速运动的移动用户而言，由于其信道条件在一个(子)帧内不会改变太多，同时采用单独的公共导频时隙还可以提供足够准确的信道质量测量，因此对中低速移动用户的数据传输不会带来影响。原因在于，无线通信在多径环境下的信号接收常常采用RAKE接收方法，对多径进行与信道估计相关的加权合并。合并后信号恢复的误差不仅取决于干扰和噪声对信号解扩解码造成的误差，同时也取决于信道估计的误差。公共导频时隙的结构可能会使信号与导频之间的时间间隔加大，从而降低信道估计的准确度；但因为公共导频时隙是原多个导频的合并，因此相对而言，其扩频码的扩频因子可以适当扩大，同时仍然可以保证有较多的码片资源可以释放出来用于业务数据的传输。扩频因子适当放大后，信道估计的准确度也得到提高，这样就可以弥补在中低速移动条件下，由于信号与导频发射不同步造成的信道估计性能的损失，保持通信接收信号处理精确度的要求。

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1，本发明首先要进行数据传输时间帧内的数据结构的划分，然后利用该数据结构进行业务数据的传输。具体说，在步骤1，在一个时间帧内分配用于数据上行发射和下行发射的时间段；该步骤的目的是根据上、下行业务的特点，实现符合业务数据传输实际的上、下行比例设置。由于在业务数据的上、下行传输过程中需要同步等控制以及进行信道质量估计，因此步骤2在上行发射和下行发射的时间段内，分配用于实现上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙、用于传输上行信令的控制时隙和下行信令的控制时隙、用于信道估计的公共导频时隙以及多个用于传输高速数据的业务时隙。本例中的上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙均为一个，实际中当分配上行时隙和下行时隙的切换较多时，或者当同步要求较高时，也可以根据实际情况分配多个上行同步时隙和多个下行同步时隙。本例中的用于传输上行信令的控制时隙和下行信令的控制时隙也为一个，当出现要求传输的信令负载较多等情况时，也可以根据实际情况设置为多个。例如，当TDD系统采用的带宽较高，帧分配的时间较长时，同步实现较困难，因此需要采用多个同步时隙。也就是说，当时间帧较长时，采用多个同步时隙可以较好地实现同步控制。同理，在时间帧较长的情况下，也会出现需要多次传输控制信令的情况，因此需要多个控制时隙。

上述同步时隙、控制时隙和业务时隙在时间上是互不重叠的，这样设置的目的是减少同步数据、控制数据和业务数据之间的相互干扰。需要说明的是，在步骤2中设置公共导频时隙需要根据其支持的用户移动速度确定，当用户移动速度较大时，或者因为环境复杂，信道条件变化较快时，就需要采用更为频繁的导频发射技术，更快捷地提供导频用于信道估计，因此在设置公共导频时隙时，需要根据用户的移动速度分配公共导频时隙。

图4是图1所述实施例采用的具有一个公共导频时隙的帧结构图。图中的TS3、TS4、TS5三个时隙被用于通过TDMA方式为用户提供数据业务传输服务。三个下行时隙的导频被合并为图中所示的公共导频时隙，其长度小于三个导频的总长，但要比一个导频的长度长一些，其采用的扩频因子也比原导频的扩频因子大。这样保证了信道质量测量的足够精确，同时对信道估计的性能也做了一定的补偿，保证信道估计在用于恢复发射信号的处理时可以提供同等或更优的准确性。

基于上述步骤，用户进行业务数据传输时，数据发射设备进行步骤3，在公共导频时隙和业务时隙分别发射导频信号数据和用户的高速业务数据。数据接收设备在步骤4根据所分配的公共导频时隙以及业务时隙进行信道估计，并完成高速业务数据的接收。在本步骤完成的信道估计应根据所分配到的业务时隙的位置，选择时间上最接近的公共导频时隙实现；如果用户的移动速度较高时，在步骤2中可能分配两个以上的公共导频时隙，例如2个，此时在本步骤中应根据所分配到的业务时隙的位置，选择时间上最接近的2个公共导频时隙进行信道估计。由于用户的移动速度较高，也会出现所提供的导频不能及时提供信道准确估计的情况，因此在根据各个导频时隙进行信道估计完成后，还要根据得到的信道估计值进行业务时隙的各个时刻所对应的信道估计的预测。

图5是本发明其它实施例采用的具有多个公共导频时隙的帧结构图。当需要支持的用户移动速度增高时，可以采用如图5的多公共导频发射方法提高信道估计的精度，从而提高接收器的信号接收性能，满足数据传输误码率方面的要求。

Claims

1、一种基于时分双工模式的高速数据的传输方法，包括：

2、根据权利要求1所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于步骤(2)所述分配同步时隙、控制时隙和业务时隙为分配在时间上互不重叠的同步时隙、控制时隙和业务时隙。

3、根据权利要求2所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于步骤(2)所述分配用于实现上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙为分配一个用于实现上行同步的同步时隙和一个下行同步的同步时隙。

4、根据权利要求2所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：步骤(2)所述分配用于实现上行同步的同步时隙和下行同步的同步时隙为分配多个用于实现上行同步的同步时隙和多个下行同步的同步时隙。

5、根据权利要求3或4所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：步骤(2)所述分配用于传输上行信令的控制时隙为分配一个用于传输上行信令的控制时隙。

6、根据权利要求5所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：步骤(2)所述分配用于下行信令的控制时隙为分配一个下行信令的控制时隙。

7、根据权利要求3或4所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：步骤(2)所述分配用于传输上行信令的控制时隙和下行信令的控制时隙为分配多个用于传输上行信令的控制时隙和多个下行信令的控制时隙。

8、根据权利要求6所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：在步骤(2)中根据需要支持的用户移动速度确定公共导频时隙的数目，并根据该数目分配公共导频时隙。

9、根据权利要求8所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：在步骤(4)中根据所分配到的业务时隙的位置，选择时间上最接近的公共导频时隙进行信道估计。

10、根据权利要求8所述的基于时分双工模式的高速数据的传输方法，其特征在于：在步骤(4)中根据所分配到的业务时隙的位置，选择时间上最接近的多个公共导频时隙进行信道估计，根据得到的信道估计值进行业务时隙的时间段所对应的信道估计的预测。