專利名稱：時(shí)分雙工無線通信設(shè)備及其收發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及時(shí)分雙工無線通信技術(shù)。
背景技術(shù)：
時(shí)分雙工(Time Division Duplex,簡稱"TDD")是一種移動通信系統(tǒng) 的通信方式，這種方式在基站和用戶設(shè)備之間的收發(fā)信息，是以突發(fā)脈沖序 列的形式，在同一個(gè)載波頻率上交替?zhèn)魉停词瞻l(fā)雙方輪流發(fā)和收，或稱"兵 乓方式"。這樣就可以在一個(gè)載波頻率上實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙工信道，從而提高頻譜 利用率。
在長期演進(jìn)(Long Term Evolution,簡稱"LTE")系統(tǒng)等通信系統(tǒng)中 采用了 TDD技術(shù)，其中定時(shí)提前(TA)被用來彌補(bǔ)無線信號在基站和終端之間 傳送的環(huán)路傳輸延時(shí)(Round Trip Time,簡稱"RTT")。其原理如圖1(a) 至(d)所示。
圖1(a)是無線幀格式。以TDD方式的LTE短幀格式為例，時(shí)域5ms的 無線幀被劃分成5個(gè)1ms的時(shí)隙，分別編號為0， 1, 2， 3， 4。其中0時(shí)隙 是下行時(shí)隙，2時(shí)隙是上行時(shí)隙，3時(shí)隙和4時(shí)隙的配置可以為"上上"、 "上下"、"下下"三種配置方式的一種。圖1(a)中選用的配置為"上下"， 在3時(shí)隙和4時(shí)隙交界處有個(gè)上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)。另外，1時(shí)隙被分為下行部分 (Downlink Pilot Time Slot,簡稱"DwPTS")、保護(hù)間隔(Guard Period, 簡稱"GP")、上行部分(Uplink Pilot Time Slot,簡稱"UpPTS")三個(gè)部 分。
在實(shí)際通信中，無線信號從演進(jìn)基站節(jié)點(diǎn)(evolutional Node B,簡稱"eNodeB")傳送到用戶設(shè)備(User Equipment,簡稱"UE")的過程中 有一個(gè)傳播時(shí)延Tp，如圖1(c)所示。在圖1(c)中，下行信號在延時(shí)Tp后到 達(dá)UE端，UE根據(jù)本地存儲的如圖1(d)所示的幀格式發(fā)送接入信號，并在 eNodeB的指示下提前TA, i發(fā)送上行信號。這樣，在理想情況下，UE發(fā)送 的上行信號經(jīng)過Tp的傳輸延時(shí)后，到達(dá)圖1(b)中所示的位置，和圖1(a)的 幀格式要求一致。其中TA,,等于2*TP,即無線信號在空中一個(gè)來回的傳播 時(shí)間。
現(xiàn)有技術(shù)的魯棒性(robust)較差。原因有二
首先，定時(shí)提前量丁A,i是由eNodeB根據(jù)接收的上行信號位置估計(jì)出來 的，精度有限；同時(shí)為了簡化定時(shí)提前量的控制信令復(fù)雜度，往往采用1比 特控制信號，傳達(dá)步進(jìn)、步退信息。這樣，定時(shí)位置會有一個(gè)偏前或偏后的 波動范圍，在其中偏后波動的情況下會導(dǎo)致eNodeB側(cè)接收上行發(fā)送信號與 發(fā)送下行信號在時(shí)域上重疊，如圖2(b)中斜線陰影部分所示，影響eNodeB 對上行信號尾部部分的接收。
其次，在eNodeB采用接收、發(fā)送時(shí)分雙工的情況下，在圖3(b)中弁3 時(shí)隙和#4時(shí)隙之間，eNodeB需要從接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)送狀態(tài)，需要有接 收-發(fā)送轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔(Receive/transmit Transition Gap,簡稱"RTG"), 否則會影響eNodeB對上行信號尾部部分的接收或影響eNodeB對下行信號 頭部部分的發(fā)送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)分雙工無線通信設(shè)備及其收發(fā)方法，降低 了 TDD設(shè)備中接收時(shí)隙的尾部對緊隨的發(fā)送時(shí)隙的頭部干擾的可能性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了 一種時(shí)分雙工無線通信 設(shè)備的收發(fā)方法，包括以下步驟在接收時(shí)隙進(jìn)行正交頻分復(fù)用符號的接收；
如果接收時(shí)隙的下 一 個(gè)時(shí)隙為發(fā)射時(shí)隙，則該發(fā)射時(shí)隙中首個(gè)正交頻分 復(fù)用符號的循環(huán)前綴的前Tg部分暫停發(fā)射，其中Tg小于該循環(huán)前綴的長度；
在發(fā)射時(shí)隙中除循環(huán)前綴的前Tg部分之外的其它部分正常發(fā)射正交頻 分復(fù)用符號。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種時(shí)分雙工無線通信設(shè)備，包括
接收單元，用于在接收時(shí)隙進(jìn)行正交頻分復(fù)用符號的接收；
發(fā)射單元，用于在發(fā)射時(shí)隙進(jìn)行正交頻分復(fù)用符號的接收；
控制單元，用于判斷接收時(shí)隙的下一個(gè)時(shí)隙是否為發(fā)射時(shí)隙，如果是則 指示發(fā)射單元在該發(fā)射時(shí)隙中首個(gè)正交頻分復(fù)用符號的循環(huán)前綴的前Tg部 分暫停發(fā)射，在發(fā)射時(shí)隙中除循環(huán)前綴的前Tg部分之外的其它部分正常發(fā) 射，其中Tg小于該循環(huán)前綴的長度。
本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于
通過在上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)處縮減下行最初傳輸符號的循環(huán)前綴，可以增強(qiáng) TDD設(shè)備在接收-發(fā)送轉(zhuǎn)換點(diǎn)信號收發(fā)的魯棒性，降低接收時(shí)隙的尾部對緊 隨的發(fā)送時(shí)隙的頭部干擾的可能性，從而在整體上提高傳輸性能。
進(jìn)一步地，根據(jù)接收時(shí)隙所接收的信號的位置估計(jì)Tg的值，可以比較 準(zhǔn)確地知當(dāng)前信道環(huán)境下定時(shí)位置的波動情況，從而最大程度地避免了收發(fā) 信號之間的干擾。
進(jìn)一步地，通過預(yù)先設(shè)置Tg,可以簡化對Tg的估計(jì)工作，而收發(fā)信號 之間的干擾仍可以被有效地減輕。


圖1是現(xiàn)有的TDD通信系統(tǒng)中定時(shí)提前量的設(shè)置原理圖2是現(xiàn)有的TDD通信系統(tǒng)定時(shí)提前量設(shè)定值方差造成的eNodeB收 發(fā)之間干擾原理圖3是現(xiàn)有的TDD通信系統(tǒng)eNodeB收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間TRTG帶來的收發(fā)之 間干擾原理圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的原理圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式中TDD無線通信設(shè)備的收發(fā)方法流程示意
圖6是本發(fā)明第一實(shí)施方式中eNodeB收發(fā)OFDM符號的詳細(xì)步驟示 意圖7是本發(fā)明第三實(shí)施方式中eNodeB的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì) 節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于 以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保
護(hù)的技術(shù)方案。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā) 明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
下面的各實(shí)施方式以LTE系統(tǒng)中的eNodeB為例進(jìn)行說明，可以理解， 本發(fā)明的技術(shù)方案也可以應(yīng)用于LTE之外的其它通信系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用在 eNodeB之外的其它網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備中，還可以應(yīng)用在移動終端中，只要這些設(shè) 備是基于TDD的即可。本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及TDD無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，其流程如 圖5所示。
在步驟501中，UE完成小區(qū)同步。
此后進(jìn)入步驟502, UE根據(jù)網(wǎng)絡(luò)尋呼或者本地高層指令發(fā)起接入過程。 此后進(jìn)入步驟503， eNodeB估計(jì)與接入的UE通信所需要的定時(shí)提前
量丁a,1。
此后進(jìn)入步驟504, eNodeB估計(jì)Tg。 eNodeB根據(jù)在接收時(shí)隙所接收 的信號的位置以及當(dāng)前丁M的值可以得到Tg的估計(jì)值，具體地說，Tg可以 由eNodeB #4居eNodeB控制Ta,"青度的方差以及TDD又又工方式下eNodeB 的接收-發(fā)送轉(zhuǎn)換時(shí)間選定。根據(jù)接收時(shí)隙所接收的信號的位置估計(jì)Tg的值， 可以比較準(zhǔn)確地知當(dāng)前信道環(huán)境下定時(shí)位置的波動情況，從而能夠最大程度
地避免收發(fā)信號之間的干擾。
此后進(jìn)入步驟505, eNodeB收發(fā)OFDM符號。具體包括如圖6所示的 以下子步驟
在步驟601中，eNodeB在接收時(shí)隙接收OFDM符號。
此后進(jìn)入步驟602， eNodeB判斷該接收時(shí)隙的下一個(gè)時(shí)隙是否發(fā)射時(shí) 隙，也就是說當(dāng)前接收時(shí)隙之后是否為一個(gè)上下^f亍轉(zhuǎn)換點(diǎn)。如果是，則進(jìn)入 步驟603。否則回到步驟601處理下一個(gè)接收時(shí)隙。以圖4為例，如果當(dāng)前 時(shí)隙是#2,則回到步驟601;如果當(dāng)前時(shí)隙是#3,則進(jìn)入步驟603。
在步驟603中，eNodeB對發(fā)射時(shí)隙中首個(gè)OFDM符號的循環(huán)前綴的前 Tg部分暫停發(fā)射。發(fā)射時(shí)隙中可能存在一個(gè)或多個(gè)OFDM符號，暫停發(fā)射 只限于首個(gè)OFDM符號的循環(huán)前綴的前Tg部分，同一發(fā)射時(shí)隙中在后的各 個(gè)OFDM符號(如果有的話)不受影響。以圖4為例，因?yàn)闀r(shí)隙#4是接收 時(shí)隙之后的第一個(gè)發(fā)射時(shí)隙，所以將該時(shí)隙的OFDM符號的循環(huán)前綴縮短Tg，如圖4(b)所示。Tg的長度不可以超過循環(huán)前綴的長度，如果超過， Tg最多只能取到循環(huán)前綴的長度。通過在上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)處縮減下行最初傳輸 符號的循環(huán)前綴，可以增強(qiáng)eNodeB在接收-發(fā)送轉(zhuǎn)換點(diǎn)信號收發(fā)的魯棒性，
提高傳輸性能。
此后進(jìn)入步驟604， eNodeB在該發(fā)射時(shí)隙中除首個(gè)OFDM符號的循環(huán) 前綴的前Tg部分之外的其它部分正常發(fā)射OFDM符號。
此后進(jìn)入步驟605， eNodeB在隨后的時(shí)隙中接收或發(fā)送OFDM符號。 在圖4的例子中，因?yàn)槭且粋€(gè)短幀，在時(shí)隙#4之后沒有后續(xù)的OFDM符號， 所以這個(gè)步驟可以省略。在另一個(gè)例子中，時(shí)隙#2是上行時(shí)隙，時(shí)隙#3 和#4都是下行時(shí)隙，此時(shí)要將弁3的OFDM符號的循環(huán)前綴縮短Tg,時(shí)隙 #4按步驟605正常發(fā)射。
本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及TDD無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，第二實(shí)施方 式與第一實(shí)施方式基本相同，區(qū)別主要在于，第二實(shí)施方式的Tg是預(yù)先設(shè) 定在eNodeB中的，而不是根據(jù)實(shí)際接收到的信號位置估計(jì)得到。通過預(yù)先 設(shè)置Tg，可以簡化對Tg的估計(jì)工作，而收發(fā)信號之間的干擾仍可以被有效 地減輕。
具體地說，在第二實(shí)施方式中，步驟504被省略掉。步驟603中所用到 的Tg是預(yù)先設(shè)置在eNodeB中的。這個(gè)預(yù)先設(shè)置的Tg可以通過仿真和優(yōu)化 的方法得到，也可以對該eNode以前測量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化得到。 如果Tg太短，則可能在大多數(shù)幀中的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)都無法消除干擾，從而 影響整體的通信性能。如果Tg太長，大多數(shù)幀中的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)即使沒有 這么長的Tg也不會產(chǎn)生干擾，則循環(huán)前綴會被過多地縮短，而循環(huán)前綴越 短系統(tǒng)的抗多徑能力越弱，所以Tg太長也會影響整體的通信性能。由此， 可以以表示整體通信性能的一個(gè)指標(biāo)(如誤符號率、誤碼率等)作為優(yōu)化目
9標(biāo)，經(jīng)過優(yōu)化搜索找到匹配仿真數(shù)據(jù)或該eNode歷史數(shù)據(jù)的最佳Tg長度。
本發(fā)明的方法實(shí)施方式可以以軟件、硬件、固件等等方式實(shí)現(xiàn)。不管本 發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實(shí)現(xiàn)，指令代碼都可以存儲在任何類型 的計(jì)算機(jī)可訪問的存儲器中(例如永久的或者可^f奮改的，易失性的或者非易
失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可是換的介質(zhì)等等)。同樣，存 儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic,簡稱 "PAL")、隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory,簡稱"RAM")、 可編程只讀存儲器(Programmable Read Only Memory,簡稱"PROM，，)、 只讀存儲器(Read-Only Memory,簡稱"ROM")、電可擦除可編程只讀 存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM,簡稱"EEPROM")、 磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc,簡稱"DVD")等等。
本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及一個(gè)eNodeB，其結(jié)構(gòu)如圖7所示，該 eNodeB包括
接收單元701,用于在接收時(shí)隙進(jìn)行OFDM符號的接收。
發(fā)射單元702，用于在發(fā)射時(shí)隙進(jìn)行OFDM符號的接收。
控制單元703，用于判斷接收時(shí)隙的下一個(gè)時(shí)隙是否為發(fā)射時(shí)隙，如果 是則指示發(fā)射單元702在該發(fā)射時(shí)隙中首個(gè)OFDM符號的循環(huán)前綴的前Tg 部分暫停發(fā)射，在發(fā)射時(shí)隙中除首個(gè)OFDM符號的循環(huán)前綴的前Tg部分之 外的其它部分正常發(fā)射，其中Tg小于該循環(huán)前綴的長度。
估計(jì)單元704,根據(jù)接收單元701在接收時(shí)隙所接收的信號的位置得到 Tg的估計(jì)值，并輸出給控制單元703。
本實(shí)施方式所涉及的設(shè)備可以用于完成第一實(shí)施方式中提到的方法流 程。因此在第一實(shí)施方式中提到的所有技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效， 為了減少重復(fù)，這里不再贅述。本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及一個(gè)eNodeB。第四實(shí)施方式與第三實(shí)施方 式基本相同，區(qū)別主要在于，第四實(shí)施方式的Tg是預(yù)先設(shè)定在控制單元703 中的，而不是根據(jù)實(shí)際接收到的信號位置估計(jì)得到。
具體地說，第四實(shí)施方式中的eNodeB沒有估計(jì)單元704,控制單元703 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的Tg控制發(fā)射單元702的發(fā)射。
本實(shí)施方式所涉及的設(shè)備可以用于完成第二實(shí)施方式中>|€到的方法流 程。因此在第二實(shí)施方式中提到的所有技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效， 為了減少重復(fù)，這里不再贅述。
需要說明的是，本發(fā)明設(shè)備實(shí)施方式(第三、第四實(shí)施方式)中提到的 各單元都是邏輯單元，在物理上， 一個(gè)邏輯單元可以是一個(gè)物理單元，也可 以是一個(gè)物理單元的一部分，還可以以多個(gè)物理單元的組合實(shí)現(xiàn)，這些邏輯 單元本身的物理實(shí)現(xiàn)方式并不是最重要的，這些邏輯單元所實(shí)現(xiàn)的功能的組 合是才解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題的關(guān)鍵。例如，第三實(shí)施方式中的控制 單元除了可以控制發(fā)射單元的發(fā)射外，還可以控制接收單元的接收過程；又 如，第三實(shí)施方式中控制單元可以與估計(jì)單元在同一物理單元中實(shí)現(xiàn)；等等。
此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本發(fā)明上述設(shè)備實(shí)施方式(第三、 第四實(shí)施方式)并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單 元引入，這并不表明上述設(shè)備實(shí)施方式并不存在其它的單元。例如，第三實(shí) 施方式的eNodeB還可以有基帶處理單元、天線等等。
本發(fā)明各實(shí)施方式中所稱的OFDM符號是廣義的，既可以是多載波系統(tǒng) 中的符號，也可以是單載波系統(tǒng)中的符號，只要用到了 OFDM的基本原理就 屬于本發(fā)明中所稱的OFDM符號。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和 描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各 種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分雙工無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，其特征在于，包括以下步驟在接收時(shí)隙進(jìn)行正交頻分復(fù)用符號的接收；如果所述接收時(shí)隙的下一個(gè)時(shí)隙為發(fā)射時(shí)隙，則該發(fā)射時(shí)隙中首個(gè)正交頻分復(fù)用符號的循環(huán)前綴的前Tg部分暫停發(fā)射，其中Tg小于該循環(huán)前綴的長度；在所述發(fā)射時(shí)隙中除循環(huán)前綴的前Tg部分之外的其它部分正常發(fā)射所述正交頻分復(fù)用符號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，其特征 在于，在所述暫停發(fā)射的步驟之前，還包括以下步驟根據(jù)在接收時(shí)隙所接收的信號的位置得到Tg的估計(jì)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，其特征 在于，所述Tg是預(yù)先設(shè)定的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，其特征
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備的收發(fā) 方法，其特征在于，所述時(shí)分雙工無線通信設(shè)備是長期演進(jìn)系統(tǒng)中的演進(jìn)基 站節(jié)點(diǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備的收發(fā)方法，其特征 在于，所述循環(huán)前綴的前Tg部分暫停發(fā)射的發(fā)射時(shí)隙可以是時(shí)分雙工方式 的長期演進(jìn)短幀格式的中編號為3或4或下一個(gè)幀中編號為O的時(shí)隙。
7. —種時(shí)分雙工無線通信設(shè)備，其特征在于，包括接收單元，用于在接收時(shí)隙進(jìn)行正交頻分復(fù)用符號的接收；發(fā)射單元，用于在發(fā)射時(shí)隙進(jìn)行正交頻分復(fù)用符號的接收；控制單元，用于判斷接收時(shí)隙的下一個(gè)時(shí)隙是否為發(fā)射時(shí)隙，如果是則 指示所述發(fā)射單元在該發(fā)射時(shí)隙中首個(gè)正交頻分復(fù)用符號的循環(huán)前綴的前 Tg部分暫停發(fā)射，在所述發(fā)射時(shí)隙中除循環(huán)前綴的前Tg部分之外的其它部 分正常發(fā)射，其中Tg小于該循環(huán)前綴的長度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備，其特征在于，估計(jì) 單元，根據(jù)所述接收單元在接收時(shí)隙所接收的信號的位置得到Tg的估計(jì)值， 并輸出給所述控制單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備，其特征在于，所述 Tg預(yù)先設(shè)定在所述控制單元中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)分雙工無線通信設(shè)備，其特征在于，所 述時(shí)分雙工無線通信設(shè)備是長期演進(jìn)系統(tǒng)中的演進(jìn)基站節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，公開了一種時(shí)分雙工無線通信設(shè)備及其收發(fā)方法。本發(fā)明中，通過在上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)處縮減下行最初傳輸符號的循環(huán)前綴，可以增強(qiáng)TDD設(shè)備在接收-發(fā)送轉(zhuǎn)換點(diǎn)信號收發(fā)的魯棒性，降低接收時(shí)隙的尾部對緊隨的發(fā)送時(shí)隙的頭部干擾的可能性，從而在整體上提高傳輸性能。Tg可以通過接收時(shí)隙所接收的信號的位置估計(jì)得到，也可以是預(yù)先設(shè)置的值。
文檔編號H04B1/54GK101588188SQ20081004339
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者濤 吳, 張小東, 簡相超, 垚 陳, 華 魏 申請人:展訊通信(上海)有限公司