專利名稱：一種用于無線系統(tǒng)的tdd成幀方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線通信方法，特別是涉及一種用于時分雙工(TDD)的成幀方法，其能夠在移動通信業(yè)務(wù)中提供較高的系統(tǒng)容量和性能。具體的講是一種用于無線系統(tǒng)的TDD成幀方法。
對“移動”來說，關(guān)鍵是支持較高的頻譜效率和移動速度。對“IP”來說，關(guān)鍵是支持非對稱傳輸、較大的吞吐量和較小延遲。
眾所周知，多址技術(shù)和雙工技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。從技術(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)，多址方法(FDMA/CDMA/TDMA)和TDD的復(fù)合可以支持移動IP業(yè)務(wù)。
對無線技術(shù)和系統(tǒng)來說最重要的是提高其增加頻譜效率，而現(xiàn)有的第三代系統(tǒng)由于其有限的頻譜效率而使其容量和性能受到很大限制。特別是，現(xiàn)有的CDMA系統(tǒng)(如WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA)受其所使用的地址Walsh碼性能門限制，使成為典型的自干擾系統(tǒng)，加之，無線系統(tǒng)頻譜的限制。使得大區(qū)域TDD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜。換句話說，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中支持TDD系統(tǒng)真性能將大打折扣。
WO 99/09692，發(fā)明人李道本，揭示了一種新型擴(kuò)頻多址編碼方法，提出了一種稱為大區(qū)域碼(LA碼)的編碼方法，

圖1給出了具有16個基本脈沖，2387碼片長度的LA碼，該擴(kuò)頻多址碼由具有歸一化振幅及持續(xù)時間以及不同極性的基本脈沖構(gòu)成?；久}沖的數(shù)目由下列實(shí)際因素決定所支持的用戶數(shù)；可用脈沖壓縮碼的數(shù)目；可用的正交載波頻率數(shù)目；系統(tǒng)帶寬及系統(tǒng)最大傳信率。這些位于時間軸上的基本脈沖間的間隔是精心選取的，而編碼正是利用脈沖位置的不同和脈沖極性順序的不同。
大區(qū)域同步時分(LAS-TDD)雙工使用一種稱為LAS-CDMA(大區(qū)域同步碼分多址)新擴(kuò)頻地址碼編技術(shù)。LAS-CDMA利用一種新的LA和LS碼(LAS編碼)的組合擴(kuò)頻編譯碼方法。它能夠大大減少系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，從而增加了系統(tǒng)的頻譜效率和容量。
LA碼是一個變化時間間隔的脈沖序列。在于LAS-CDMA系統(tǒng)中的LA碼，是用來區(qū)分不同小區(qū)和扇區(qū)。對原始LA碼的不同變換將用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的不同小區(qū)和扇區(qū)。表1示出了一個原始LA碼，它由17個基本脈沖，及17個時隙組成。

表1初始LA-CDMA碼LA碼有N個脈沖，由于N個基本時間間隙的排列順序不會影響其自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)，它們可以是任意排列。利用不同基本時間間隙排列的碼組間的正交性，可使可用碼字的數(shù)目大大增加。
LA碼的正交特性或準(zhǔn)正交特性能夠用于減少相鄰業(yè)務(wù)小區(qū)或信道間的干擾。
LA碼為多小區(qū)組網(wǎng)提供了基礎(chǔ)，并且同時減小了不同小區(qū)和扇區(qū)之間的干擾。
LA碼可以允許使用正交互補(bǔ)碼來形成其基本脈沖以下將要描述的LS碼就是一例。(盡管互補(bǔ)編碼方法會使干擾有小量增加)。
國際申請?zhí)朠CT/CN00/00028(發(fā)明人李道本，發(fā)明名稱一種具有零干擾窗的擴(kuò)頻多址編碼方法)專利申請揭示了該互補(bǔ)正交碼。即這里所指的LS碼。LS碼具有零干擾窗(IFW)特性，也被稱為零相關(guān)窗碼。例如，下面是4個碼長為8的LS碼。(C1，S1)＝(++-+，+---)(C2，S2)＝(+++-，+-++)(C3，S3)＝(-+++，--+-)(C4，S4)＝(-+--，---+)在這些碼中前兩個碼或后兩個碼間互相關(guān)函數(shù)處處為零，各碼的自相關(guān)函數(shù)的付峰也處處為零，另外這4個碼之間是完全正交的，其零干擾窗IFW為(-3，3)。
同理，下面的碼長為16的LS碼組也具有[-3，+3]的零干擾窗。(C1，S1)＝(++-++++-，+---+-++)(C2，S2)＝(++-+---+，+----+--)(C3，S3)＝(+++-++-+，+-+++---)(C4，S4)＝(+++---+-，+-++-+++)如果僅僅考慮碼(C1，S1)和(C2，S2)或(C3，S3)與(C4，S4)，那么它們的零干擾窗為[-7，+7]。
因此，當(dāng)移動站傳送使用[-N，N]零干擾窗口的LS碼組調(diào)制的信號到基站時，那么只要這些信號間的相對時延小于N個碼片時，這些信號就不會彼此干擾。同樣在多徑傳播條件下，只要它們之間的相對時延小于N個碼片，符號間干擾與多址干擾就不會出現(xiàn)。
LS碼可為一長度不同的正交互補(bǔ)碼組，每個碼由兩部分構(gòu)成，即C部分和S部分，每一部分都可按照其生成樹的結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生。
LS碼除了相互正交外，主要特性是存在零干擾窗IFW，IFW是一個零相關(guān)區(qū)域，它由非周期相關(guān)特性的互補(bǔ)性所產(chǎn)生。另外，各LS碼的自相關(guān)函數(shù)在IFW區(qū)內(nèi)也全為零，IFW的長度由LS生成樹中所選擇的基本LS碼對所決定。
IFW存在的重要性在于，在采用LS碼擴(kuò)頻后只要信號間的相對延遲的值沒有超過IFW，它們之間就不會產(chǎn)生干擾。在下行鏈路中只要信道遲延展寬小于IFW，MAI實(shí)際上也因此而消除。一般來講，在移動信道中接收信號能量中的大部分集中在幾個碼片的時延內(nèi)，例如接收能量90％以上集中在5ms以內(nèi)(在碼片率為1.2MCPS時，小于7個碼片)，這樣LAS-CDMA系統(tǒng)中下行鏈路的多址干擾(MAI)將大大減少。
在上行鏈路中，在采用同步技術(shù)后，若能確保所有上行信號落于IFW內(nèi)，同樣MAI也將被大大減少。
LS碼的自相關(guān)特點(diǎn)也確保自干擾(即符號間干擾ISI)在上行鏈路和下行鏈路中被減少到最小。
通過將相同扇區(qū)干擾減少到最小，LS碼為高效的無線通信系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。
LAS-TDD是一個綜合了時分和碼分多址方法的多址系統(tǒng)。一個物理信道將被分為兩個域時間域和碼域。不同的物理信道或者在時間域或者在碼域被描述。
一般，傳輸操作隨位置到位置，時間到時間而變化。在話音為主的傳輸類型中，傳輸是對稱性的?？捎靡粋€從下行鏈路到上行鏈路的具有1∶1比例的無線幀結(jié)構(gòu)來支持這種傳輸。另外，在網(wǎng)頁瀏覽為主的傳輸類型中，傳輸可能非常不對稱?？捎靡粋€從下行鏈路到上行鏈路中具有3∶1或4∶1比例的無線幀結(jié)構(gòu)來支持這種傳輸。有時，傳輸可能隨時間發(fā)生變化。有時，話音是業(yè)務(wù)高峰期的主要傳輸類型，而互聯(lián)網(wǎng)也許是業(yè)務(wù)非高峰期的主要傳輸類型。因此，基于對傳輸類型需求的統(tǒng)計(jì)，提出一種LAS-TDD的動態(tài)幀結(jié)構(gòu)對于提高傳輸效率和小區(qū)容量將是非常有益的。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠減少來自相鄰的基站和它們所服務(wù)的移動站的信號中相鄰小區(qū)干擾(ACI)的LAS-TDD成幀方法。
本發(fā)明的目的和效果是由這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于無線通信系統(tǒng)物理層的LAS-TDD成幀方法，其中包括一個下行鏈路同步子幀，一個上行鏈路同步子幀和多個業(yè)務(wù)子幀。所述的方法包括以下步驟根據(jù)碼片速率和幀的長度，計(jì)算每一個LAS-TDD幀的碼片數(shù)目；通過從每個LAS-TDD幀的碼片數(shù)目減去下行鏈路同步子幀和上行鏈路同步子幀的碼片數(shù)目獲得業(yè)務(wù)子幀SF的碼片數(shù)目；特點(diǎn)如下確定出LAS-TDD幀中的業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目和基于LA碼長度的每一業(yè)務(wù)子幀中的碼片數(shù)目。
本發(fā)明的效果是LAS-TDD幀能夠支持交互的發(fā)射和接收子幀。同時，由于每一幀中的每一個子幀既可以被分配到上行鏈路也可以被分配到下行鏈路，所以它能理想地支持非對稱傳輸，較大吞吐量和較小時延。換句話說，就是移動IP業(yè)務(wù)。這就是說，根據(jù)系統(tǒng)的需求，允許LAS-TDD系統(tǒng)支持不同的幀的動態(tài)排列。
圖1給出了具有16個基本脈沖的LA碼；圖2給出了3GPP規(guī)范中定義的UTRA TDD的幀結(jié)構(gòu)；圖3給出了3GPP規(guī)范中定義的TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)；圖4給出了在LA碼的每一個時隙內(nèi)LS碼的排列；圖5給出了一個具收發(fā)保護(hù)間隔、收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔和傳輸間隙的LAS-TDD幀；
圖6給出了下行鏈路業(yè)務(wù)子幀與上行鏈路業(yè)務(wù)子幀比率為1∶1的LAS-TDD幀；圖7給出了另一個下行鏈路業(yè)務(wù)子幀與上行鏈路業(yè)務(wù)子幀比率為1∶1的LAS-TDD幀；圖8給出了在下行鏈路業(yè)務(wù)子幀與上行鏈路業(yè)務(wù)子幀比率為1∶1的LAS-TDD幀結(jié)構(gòu)下，距離基站不同位置處發(fā)射和接收子幀的相對位置；圖9給出了下行鏈路業(yè)務(wù)子幀與上行鏈路業(yè)務(wù)子幀比率為2∶1的LAS-TDD幀；圖10給出了在下行鏈路業(yè)務(wù)子幀與上行鏈路業(yè)務(wù)子幀比率為2∶1的LAS-TDD幀結(jié)構(gòu)下，距離基站不同位置處發(fā)射和接收子幀的相對位置；圖11給出了下行鏈路同步信道和上行鏈路同步信道的傳輸結(jié)構(gòu)；圖12給出了下行鏈路同步信道的一個幀；圖13給出了上行鏈路同步信道的一個幀；圖14給出了業(yè)務(wù)子幀的一個例子；圖15給出了具有64個碼片的LS子段的一個例子；圖16給出了類型1業(yè)務(wù)子幀；圖17給出了類型1業(yè)務(wù)子幀的控制塊的傳輸；圖18給出了被傳送的TFCI信息；圖19給出了類型2業(yè)務(wù)子幀。
圖2給出了一個在3GPP規(guī)范定義的UTRA TDD的幀結(jié)構(gòu)。圖3給出了在3GPP說明中定義的TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)。而且，根據(jù)本發(fā)明，TDD幀可以設(shè)計(jì)成與碼片速率為1.28Mcps，具有多個開關(guān)點(diǎn)幀結(jié)構(gòu)的UTRA TDD相兼容。
對于CDMA TDD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，幀結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵因素之一。一些主要關(guān)注的焦點(diǎn)是系統(tǒng)容量、覆蓋區(qū)域、靈活性、兼容性。下面將分別解釋。
系統(tǒng)容量受到干擾的限制，這些干擾源對系統(tǒng)性能和系統(tǒng)容量帶來負(fù)面影響。許多方法被嘗試用來減少干擾。例如，在UTRA TDD和TD-SCDMA中，使用聯(lián)合檢測(Joint Detection)來減少ISI和MAI，并且在TD-SCDMA中也采用智能天線來減少干擾。雖然這些技術(shù)能夠通過增加系統(tǒng)復(fù)雜性來提高系統(tǒng)性能。但是最大的問題是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷，上述的干擾無法消除到理想水平。
在CDMA TDD系統(tǒng)中，覆蓋區(qū)域主要是由收發(fā)保護(hù)間隔(gap)長度決定的。收發(fā)保護(hù)間隔越大，所支持的覆蓋區(qū)域就越大。然而，收發(fā)保護(hù)間隔的長度受到容量或頻譜效率的限制。在UTRA TDD中，收發(fā)保護(hù)間隔小到足以支持微微小區(qū)和微小區(qū)環(huán)境。在TD-SCDMA中，間隙大到足以支持宏觀小區(qū)環(huán)境。但是，由于固定的收發(fā)保護(hù)間隔，不能支持較小的小區(qū)。
關(guān)于靈活性，為了能夠適合移動IP應(yīng)用，對TDD系統(tǒng)支持靈活業(yè)務(wù)有很高的要求。TDD系統(tǒng)使用的一種普遍的方法是動態(tài)信道定位。然而，在類似CDMA TDD的UTRA TDD系統(tǒng)中，由于有額外的干擾引入系統(tǒng)，并且聯(lián)合檢測不能很好地工作，所以動態(tài)信道定位的方法不是很有效。
關(guān)于移動性，在傳統(tǒng)的CDMA TDD系統(tǒng)中，由于功率控制率是由幀長決定的，所以無法實(shí)現(xiàn)快速閉環(huán)功率控制(THE FAST CLOSE-LOOP POWERCONTROL)。功率控制的不完善將會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的嚴(yán)重惡化。并且，高速移動意味著快速的信道衰落。需要通過快速功率控制來補(bǔ)償，因此，傳統(tǒng)的CDMATDD系統(tǒng)無法支持高速移動，這是在UTRA TDD中的一種情況。在TD-SCDMA中，另一個制約高速移動的因素為智能天線。
正交擴(kuò)頻碼可以采用LS碼，這樣的一種成幀方法，幀結(jié)構(gòu)結(jié)合了LA碼和LS碼的TDD系統(tǒng)，下面稱為LAS-TDD模式。
在LAS-TDD模式中，ISI和MAI被減小到零，同時ACI被減小到邊緣水平。只要來自同一遠(yuǎn)方單元的多路信號和來自多個移動站的信號被同步在零相關(guān)窗口內(nèi)，那么ISI和MAI就可以被減小到零。因此，就能實(shí)現(xiàn)理想的高系統(tǒng)性能和高系統(tǒng)容量。
再者，在LAS-TDD模式中，通過雙向同步，所有信號將被保持在零干擾窗口(IFW)內(nèi)，因而不需要快速功率控制?？梢圆捎寐俟β士刂朴脕砉?jié)省移動站的功率。因此，較高的移動速度很容易實(shí)現(xiàn)。
圖4給出了LA碼的每一個時隙內(nèi)LS碼的排列。LS碼的C部分和S部分是這樣排列的除了最后一個LA碼時隙，其余所有的LA碼時隙中C碼后面和S碼后面的保護(hù)間隔都是一樣的。對于最后一個LA碼時隙，C碼后面有4個碼片的保護(hù)間隔，S碼后面也有4個碼片的保護(hù)間隔，也就是說最后(第16個)一個LA碼時隙中的脈沖C碼和S碼之間的保護(hù)間隔一定是4個碼片。
圖5給出了具有收發(fā)保護(hù)間隔和收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔的一個LAS-TDD幀。在圖5中，給出了一個24ms 30720個碼片長的LAS-TDD幀。這個幀由一個具有874個碼片的上行鏈路同步子幀和一個具有962個碼片的下行鏈路同步子幀構(gòu)成。在這個幀的剩余空間被分成12個業(yè)務(wù)子幀，每一幀的長度為2407個碼片。在這些業(yè)務(wù)子幀中，一半子幀用來發(fā)射，另一半用來接收。發(fā)射和接收業(yè)務(wù)子幀以交互的順序排列。
需要注意的是在TDD系統(tǒng)中，為了避免發(fā)送和接收子幀的重疊，必須在發(fā)射子幀之后和接收子幀之前插入保護(hù)間隔。我們稱這個保護(hù)間隔為收發(fā)保護(hù)間隔。再者，接收子幀之后和傳送子幀之前也需要有一個較小的保護(hù)間隔，允許硬件設(shè)備進(jìn)行收、發(fā)狀態(tài)的切換，我們稱之為收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔。
一種用于LAS-TDD幀和分配時隙空間的方法被描述如下(1)根據(jù)所需的碼片速率和幀的長度，計(jì)算出每個LAS-TDD幀的碼片數(shù)目。假設(shè)每個LAS-TDD幀的碼片數(shù)目為Tf，若碼片速率等于1.2Mcps，幀長為24ms，那么Tf＝30720Tc，其中Tc是每個碼片的傳輸時間。
(2)根據(jù)所要求的上行鏈路和下行鏈路同步子幀的長度，計(jì)算出可用于傳送業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目。假設(shè)Tu和Td分別是上行鏈路同步子幀和下行鏈路子幀同步子幀的長度。業(yè)務(wù)子幀可用的碼片數(shù)目為Tt＝Tf-Tu-Td，在此實(shí)施例中，Tu＝918Tc和Td＝918Tc，因此Tt＝(30720-918-918)Tc＝28884Tc。
(3)根據(jù)LA碼的長度，計(jì)算出能夠被LAS-TDD幀所承載的業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目。假設(shè)LA碼的長度為Ta，則每個LAS-TDD幀的業(yè)務(wù)子幀數(shù)目為Nt＝Tt/Ta參照圖1，LA碼具有16個基本脈沖，長度等于2387Tc，利用圖1的LA碼，每個LAS-TDD幀中業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目為28884Tc/2387Tc。
(4)根據(jù)可用的業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目Tt和每個LAS-TDD幀的業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目Nt，計(jì)算出定位到每一個業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目，定位到每個業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目為Tsf＝Tt/Nt。在本實(shí)施例中，Tsf＝28884/12Tc＝2407Tc。圖5給出的幀結(jié)構(gòu)中包括一個長度為918碼片的上行鏈路同步子幀，一個長度為918碼片的下行鏈路同步子幀和12個長度為2407碼片的業(yè)務(wù)子幀。
(5)對每一個業(yè)務(wù)子幀，從子幀的最左邊邊界起的LA碼的n/2碼片處計(jì)起，將n/2碼片定位于LA碼后，距離間隙之前。其中n是所要求的在接收子幀之后和發(fā)射子幀之前的傳送間隙。
(6)對每一個接收子幀，從子幀的最右邊邊界LA碼的n/2碼片計(jì)起。因此計(jì)算出發(fā)射子幀和接收子幀之間的距離間隙為2×(Tsf-Ta)-n。
圖6給出了下行鏈路與上行鏈路的傳輸速率為1∶1的LAS-TDD幀，LAS-TDD幀結(jié)構(gòu)碼片速率為1.28Mcps，幀的長度為24ms。LA碼長度為2387個碼片，上行鏈路和下行鏈路同步子幀都為918碼片。上面的成幀方法可以進(jìn)一步優(yōu)化。參考圖4，LA碼的最后一個時隙的C碼和S碼之間的保護(hù)間隔可以減小到4個碼片，LA碼的最后一個時隙S碼之后的保護(hù)間隔也可以減小到4個碼片，則這個時隙內(nèi)未使用的碼片間隙可以和原有的收發(fā)保護(hù)間隔一起來增大收發(fā)保護(hù)間隔的長度。即余下的28個未使用碼片間隙可以加到LA碼之后的收發(fā)保護(hù)間隔中，因此可大大地增加收發(fā)保護(hù)間隔及小區(qū)的半徑。
圖7給出下行鏈路與上行鏈路傳輸比率為1∶1的另一個LAS-TDD幀。圖6是對應(yīng)的增大了收發(fā)保護(hù)間隔的幀結(jié)構(gòu)。
圖8給出了在下行鏈路與上行鏈路傳輸比率為1∶1的幀結(jié)構(gòu)下，距離基站在不同位置處傳送子幀和接收子幀的相對位置。在圖8中，收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔為1個碼片，因此，LA碼末端的4個碼片也被用作收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔。參考圖8，96個碼片的收發(fā)保護(hù)間隔支持小區(qū)半徑為11.25Km。發(fā)射和接收子幀沒有任何重疊。這個小區(qū)半徑可提供397.6的平方千米的小區(qū)覆蓋區(qū)域。上述程序可以用來擴(kuò)大發(fā)射子幀和接收子幀之間的收發(fā)保護(hù)間隔。這樣的成幀方法可以支持交互的發(fā)射子幀和接收子幀的LAS-TDD幀。其上行鏈路與下行鏈路的傳輸比率為1∶1。
對于一個非對稱傳輸作業(yè)的系統(tǒng)，所要求的下行鏈路子幀的數(shù)目一般要大于上行鏈路的子幀數(shù)目，在這樣的情況下，收發(fā)保護(hù)間隔應(yīng)重新配置。以達(dá)到最大的小區(qū)覆蓋。
非對稱傳輸作業(yè)的LAS-TDD幀的成幀方法描述如下(1)根據(jù)上面所述的定義，在LAS-TDD幀中可用于保護(hù)間隔的碼片數(shù)為Tg＝Tt-Nt×Ta，其中Tt是傳送業(yè)務(wù)子幀的可用的碼片數(shù)目。Nt是每個LAS-TDD幀傳送的業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目。Ta是LA碼的長度。對于Tt＝28884Tc，Nt＝12，Ta＝2387Tc，可用于保護(hù)間隔的碼片數(shù)為Tg＝28884Tc-12×2387Tc＝240Tc(2)將這些可用于保護(hù)間隔的碼片數(shù)均分到每一個收發(fā)轉(zhuǎn)換點(diǎn)。假如，每K個下行鏈路子幀緊跟一個上行鏈路子幀，那么在這個幀中收發(fā)轉(zhuǎn)換點(diǎn)的數(shù)目為Nt/(K+1)，則每個切換點(diǎn)的收發(fā)保護(hù)間隔的碼片數(shù)目為(K+1)×Tg/Nt。
(3)根據(jù)上述方法，在收發(fā)保護(hù)間隔之前的傳輸子幀的長度和在收發(fā)保護(hù)間隔之后的接收子幀的長度可以減小，因此而增大收發(fā)保護(hù)間隔，從而擴(kuò)大小區(qū)覆蓋。
圖9給出了支持下行鏈路與上行鏈路的傳輸比率為2∶1的LAS-TDD幀。這個LAS-TDD幀由上述方法生成。其中可用于收發(fā)保護(hù)間隔的240個碼片被均分到4個發(fā)收轉(zhuǎn)換點(diǎn)，則每個發(fā)收轉(zhuǎn)換點(diǎn)均有60個碼片的收發(fā)保護(hù)間隔。然后進(jìn)行收發(fā)保護(hù)間隔的優(yōu)化即收發(fā)保護(hù)間隔之前的業(yè)務(wù)子幀最后的28個碼片和收發(fā)保護(hù)間隔之后的業(yè)務(wù)子幀開始的28個碼片被重新分配，從而總的收發(fā)保護(hù)間隔的長度為60+2×28＝16個碼片。
圖10給出了在下行鏈路與上行鏈路傳輸比率為2∶1的LAS-TDD幀結(jié)構(gòu)下，距離基站不同位置處，傳送和接收子幀的相對位置。原收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔為1碼片，因此LA最后的4個碼片也被用作收發(fā)轉(zhuǎn)換間隔。參見圖10。2×58個碼片的收發(fā)保護(hù)間隔支持580.53平方千米的小區(qū)覆蓋區(qū)域。
值得注意得是上述描述說明了長度為24ms的LAS-TDD幀的成幀方法，然而，本發(fā)明的應(yīng)用不僅僅局限于24ms的幀長，而是能應(yīng)用于各種不同的幀長。另外，能夠使用不同的LA碼長和不同的下行鏈路與上行鏈路傳輸比率。
圖11給出了下行同步信道和上行同步信道的傳輸結(jié)構(gòu)在圖11中x是用于上行鏈路同步的時間步長。
圖12給出了上行鏈路同步信道的幀結(jié)構(gòu)。下行鏈路同步信道映射到下行鏈路同步子幀去傳送小區(qū)的同步碼。下行鏈路同步信道輔助移動站進(jìn)行系統(tǒng)認(rèn)證下行鏈路同步和信道估計(jì)。
表2說明了時隙的長度。每一個時隙用來傳送一個碼長為60個碼片的下行鏈路同步突發(fā)。同步突發(fā)由一對具有20個碼片的C段和20碼片的S段以及S段和C段之間的20碼片的保護(hù)間隔構(gòu)成。下行同步突發(fā)在每個時隙的起始處被傳送。

表2 下行鏈路同步子幀的時間間隙同步碼可以包括一些系統(tǒng)信息。例如，D-CPICH(下行鏈路公用導(dǎo)頻信道)的LAS碼。
圖13給出了上行鏈路同步信道的幀。上行鏈路同步信道是一個公用的上行物理信道，用來傳送上行同步信號。上行鏈路同步信道的擴(kuò)頻碼是和ACPCH的擴(kuò)頻碼成對使用的，其可用的擴(kuò)頻對碼字通過BCH廣播給移動站。
接入突發(fā)由16個碼片的C段和16個碼片的S段以及它們之間的16碼片的保護(hù)間隔構(gòu)成。其在子幀時間位移段ΔK個碼片的位置上傳送，C段和S段分別包含碼長為32碼片的LS碼的C碼和S碼，時間位移值為ΔK可以如下給出ΔK＝(K×134+123)Tc K＝0，1，2，3，4，5.........
圖14給出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例的業(yè)務(wù)子幀結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)子幀的長度或?yàn)?387個碼片或2359個碼片2387個碼片的業(yè)務(wù)子幀結(jié)構(gòu)可以通過在長度為2359碼片的業(yè)務(wù)子幀末端附加28個碼片的保護(hù)間隔來構(gòu)成。因此，在以下這部分，除另有說明，所描述的結(jié)構(gòu)為具有2359個碼片的業(yè)務(wù)子幀的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)LA碼的基本脈沖結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)子幀被分成16個時隙。每個時隙至少持續(xù)136個碼片，由一對64碼片的C段和64碼片的S段構(gòu)成，每一段后均有一個不同長度的保護(hù)間隔。保護(hù)間隔的長度由一個時隙的長度確定。
圖15給出了一個64碼片的LS碼段的例子。其中C段和S段相應(yīng)地分別分成長度為32碼片，16碼片，8碼片的2，4，8個子段。第n個C段和第n個S段合起來被稱為第n個LS子扇區(qū)。LS碼段的長度(用碼片作單位)定義為C段與S段的總和。因此，128碼片的LS碼段可以被分成或是64個碼片的2個LS子碼段或是32碼片的4個LS子碼段或16碼片的8個LS子碼段。
業(yè)務(wù)子幀有兩種類型子幀類型1和子幀類型2。
圖16給出了業(yè)務(wù)子幀類型1。子幀類型1既可用于上行鏈路也可用于下行鏈路，用來傳送導(dǎo)頻信號和物理層的控制信號。子幀類型1的一個例子由4個導(dǎo)頻突發(fā)構(gòu)成，如圖16所描述。這4個導(dǎo)頻突發(fā)在時隙TS0，TS5，TS10和TS15上傳輸。數(shù)據(jù)突發(fā)在余下的時間間隙上傳輸。導(dǎo)頻突發(fā)和數(shù)據(jù)突發(fā)雖然都是LS碼擴(kuò)頻，但是可以有不同的擴(kuò)頻因子。
類型1子幀可以傳送兩個或4個控制塊，每個控制塊占據(jù)64碼片的LS碼段，同時嵌入第二個導(dǎo)頻突發(fā)的64碼片的LS碼段。假如傳輸兩個控制塊，那么這兩個控制塊將在第二個和第三個導(dǎo)頻突發(fā)的第二個具有64碼片的LS碼段上傳送。也就是時間間隙TS0，TS10上。
圖17給出了子幀類型1的控制塊傳送。
子幀類型1的控制塊傳送方式和其擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻因子可在呼叫建立時進(jìn)行協(xié)商并且可在呼叫中重新協(xié)商。它們由較高層信號標(biāo)示出?？刂茐K根據(jù)較高層定位信息的順序，一直使用被定位到子幀上的第一個碼信道傳送。
傳輸子幀類型1可以提供傳輸TFCI(傳輸格式連同指示器)的可能性。TFCI的傳送是在各自的物理信道的數(shù)據(jù)部分傳送的，這意味著TFCI和數(shù)據(jù)位將受到所述的相同的LS碼及相同LS擴(kuò)頻的制約。TFCI信息在第二個導(dǎo)頻突發(fā)之前和第三個導(dǎo)頻突發(fā)之后被傳送，如圖18所示。
TFCI傳送在呼叫建立時協(xié)商并可在呼叫過程中重新協(xié)商。它是由較高層的TFCI格式所使用的信號標(biāo)示的。TFCI根據(jù)較高層定位信息，一直使用24ms的幀的第一個子幀和定位到子幀的第一個碼的信道。
圖19給出了傳送子幀類型2。傳輸子幀類型2能應(yīng)用于只包括數(shù)據(jù)突發(fā)的下行鏈路和上行鏈路。所有數(shù)據(jù)符號受到相同LS碼及相同LS擴(kuò)頻的制約。
表3給出了在子幀傳送的可能的數(shù)據(jù)符號的數(shù)目。然而，由子幀傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)目取決于擴(kuò)頻因子，調(diào)制和TFCI位的數(shù)目。

表3數(shù)據(jù)調(diào)制符號的數(shù)目非常明顯各種不同調(diào)制都能夠做成不脫離本發(fā)明的范圍和精神的本方法。假若系統(tǒng)和方法的各種變化和修改落在權(quán)利要求或和它們的同等變形中的范圍內(nèi)的，那么于本發(fā)明打算包括的系統(tǒng)和方法的各種變化和修改。另外，本發(fā)明打算包括本發(fā)明的任何現(xiàn)有和新的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信系統(tǒng)物理層的LAS-TDD成幀方法，包括一個下行鏈路同步子幀，一個上行鏈路同步子幀和多個業(yè)務(wù)子幀，其包括以下步驟根據(jù)碼片速率和幀的長度計(jì)算出每個LAS-TDD幀的碼片數(shù)目；通過從每個LAS-TDD幀的碼片數(shù)目中減去下行鏈路同步子幀的碼片數(shù)目和上行鏈路同步子幀的碼片數(shù)目得出業(yè)務(wù)子幀的可用碼片數(shù)目；其特征在于根據(jù)LA碼的長度得出LAS-TDD幀中的業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目以及每一業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的可以是發(fā)射子幀或是接收子幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于收發(fā)保護(hù)間隔被插入在發(fā)射子幀和接收子幀之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于傳送間隙從傳輸子幀的最左邊的邊界插入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的方法，其特征在于一個傳送間隙插入在LA碼和一個距離間隙之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于一個傳送間隙從傳輸子幀的最右邊的邊界插入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將LA碼的最后一個時隙的C碼和S碼之間的保護(hù)間隔減小到4碼片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于將LA碼的最后一個時隙的S碼之后的保護(hù)間隔減小到4碼片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的所述的方法，其特征在于將減少的保護(hù)間隔用于收發(fā)保護(hù)間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于根據(jù)發(fā)射子幀與接收子幀的非對稱比率改變收發(fā)保護(hù)間隔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于在收發(fā)保護(hù)間隔之前減小發(fā)射子幀的長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在收發(fā)保護(hù)間隔之后減小接收子幀的長度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于LA碼不同間隙時位置可以重新排列，并且時隙的排列也可以相應(yīng)地重新組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于LA碼的脈沖極性可以被改變，并且，時隙的極性也可以相應(yīng)地被改變。
全文摘要
一種無線系統(tǒng)物理層的LAS－TDD成幀方法，在此方法中，LAS－TDD幀由下行同步子幀，上行同步子幀以及多個業(yè)務(wù)子幀構(gòu)成，本方法包括根據(jù)碼率和幀長計(jì)算出一個LAS－TDD幀的碼片數(shù)目；通過從每個LAS－TDD幀的碼片數(shù)目中減去下行鏈路同步子幀的碼片數(shù)目和上行鏈路同步子幀的碼片數(shù)目計(jì)算出業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目；根據(jù)LA碼的長度計(jì)算出LAS－TDD幀的業(yè)務(wù)子幀的數(shù)目以及每一業(yè)務(wù)子幀的碼片數(shù)目；根據(jù)本發(fā)明的成幀方法，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射子幀和接收子幀無任何重疊的較大的小區(qū)覆蓋。
文檔編號H04B7/26GK1436410SQ01810912
公開日2003年8月13日 申請日期2001年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月9日
發(fā)明者李道本, 紹明·約瑟夫·何 申請人:連宇通信有限公司