基于时分双工模式的高速数据业务的传输方法

摘要

本发明公开了一种基于时分双工模式的高速数据业务的传输方法，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，然后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以及多个用于传输高速数据业务的业务时隙，将不同的业务时隙设置为不同的时间长度，当用户进行业务数据的传输时，根据实际情况为用户其分配不同时间长度的业务时隙，然后进行数据业务的传输；采用上述方案，可以为业务等级高或传输条件好的用户分配较长的时隙，因此本发明能够获得较高的数据传输效率和频谱利用效率以及较低的数据传输成本。

说明书

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业务传输方法，尤其是高速数据业务的传输方法。

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，业务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业务提供传输服务。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5ms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。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。

原因在于，在实际的业务传输中，由于传输信道无线衰落的影响，以及一个小区内不同用户与基站距离的不同，造成在一个小区内不同用户能够正常接收的最高数据传输速率是不同的。文献“码分多址/高数据速率：一种移动用户的带宽有效的高速无线数据业务”(P Bender，P Black，MGrob，R Padovani N Sindhushayana and Andrew Viterbi.CDMA/HDR：Abandwidth-efficient high-speed wireless data service for nomadic users.IEEECommun Mag，2000，July：70～77)中给出了小区内支持不同的最高数据传输速率的用户统计结果，从该结果中可以看到上述事实，参考图3。图中横坐标代表用户所能支持的最高数据传输速率，单位是千比特/秒；纵坐标是用户正好处在能够支持某种传输速率情况下这种事件发生的概率，也可以理解为能够支持某一数据传输速率的用户数占所有用户数的比例。从图3可知，用户实际所能支持的数据传输速率是可变的。当采用现有方法对不同用户的数据业务进行传输时，由于使用了同样长度的时隙传输数据，高速用户受时隙长度的限制，在快速传输完一段数据之后，被迫切换到停止状态，等待下一个时隙的分配；而低速用户也分配到了同样长的时隙。由于现有方法没有利用不同用户数据业务的速率不同、数据业务实时性要求不高的特点，同时由于信道条件或其他条件的限制，使得进行数据业务的传输不可避免地造成一定的频谱效率的损失，导致这部分资源不能得到充分利用，仅能以一个极低的速率进行通信。另外，现有方法采用的时隙结构都是独立的，每个时隙都设置有单独的导频。对于需要高数据速率服务的客户而言，则只能通过多分配几个时隙的方法保证高速数据通信的实现，这样造成重复的导频部分不能用于传输业务数据，从而实质上造成时间资源的浪费，不利于高速数据传输的实现。

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业务的传输方法，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，本发明提供的一种基于时分双工模式的高速数据业务的传输方法，包括：

(1)在一个时间帧内分配用于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以及多个用于传输高速数据业务的业务时隙；

(3)将不同的业务时隙设置为不同的时间长度；

(4)为用户分配不同时间长度的业务时隙，然后进行数据业务的传输。

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可以根据实际情况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和下行信令的控制时隙可以根据实际情况分配一个或多个用于传输上行信令的控制时隙和一个或多个下行信令的控制时隙。

在步骤(4)中，可以根据测量得到的用户信道条件为用户分配相应时间长度的业务时隙，也可以根据约定的服务品质条件为用户分配相应时间长度的业务时隙，还可以同时根据测量得到的用户信道条件和约定的服务品质条件为用户分配相应时间长度的业务时隙。

由于本发明采用时间上不等长的业务时隙结构，使得通信系统可以在同一个(子)帧内提供不同数据速率的服务，与现有数据传输的方法相比，由于每一个时隙用于提供业务数据传输时间的长度不同，业务数据传输的码片数目也不等，从而在每一个(子)帧内能够传输的数据比特数目也不一样，满足了不同需求的用户的需要；例如当有不同业务等级的用户时，可以通过为业务等级高的用户分配较长的时隙，满足其高速数据传输的要求；在业务等级相同时，可以为信道条件较好的用户提供较长时隙，再通过应用更高速率的数据传输方式(例如高阶调制等)，可以在同样时间内传送更多的比特数据，达到提高频谱效率，降低运营成本的目的。由上述可知，采用本发明更易于同时满足多种不同业务等级的数据传输需求。

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帧结构示意图；

图3是小区内支持不同的最高数据传输效率的用户统计图；

图4是图1所述实施例采用的不等长时隙帧结构示意图。

具体实施方式

在蜂窝无线通信中，移动用户通常分布在小区内的不同地点，由于无线衰落信道的特点，将造成在一个小区内不同用户能够正常接收的最高数据传输速率也是不同的。在满足所需要的传输误码率的前提下，大部分用户能够实现的最高数据传输速率相差不大，但有一部分用户的信道条件很好，可以实现很高的数据传输速率；而另一部分用户的信道条件则相对恶劣，能够达到的数据传输速率也比较低，尽管可以通过缩小高速率的通信用户的等待时间以提高系统容量，然而实际中可能存在最大等待时间与最小等待时间的比值的限制。为解决上述问题，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，对于信道条件较好的用户，可以多分配时隙，以提高系统容量。

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，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以及多个用于传输高速数据业务的业务时隙。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，实际中也可以根据实际情况分配为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为一个，当然也可以为多个。由于宽带设计中的宽带TDD的帧长较长，如10ms，码片速率也是TD-SCDMA的三倍，同步实现可能较困难，因此可能需要多个同步时隙。也就是说，当时间帧较长时，采用多个同步时隙可能是较好地实现同步。同理，在时间帧较长的情况下，可能需要多次传输控制信令，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。接着在步骤3，为适合不同业务数据的传输需要，将不同的业务时隙设置为不同的时间长度。

图4是图1所述实施例采用的不等长时隙结构示意图。将图4的时隙结构与图1的时隙结构相比较，最后两个时隙被合成为一个时隙。因此，原来的两个导频可以合并为一个，从而释放出一个导频用于数据传输。在存在不同等级业务需求的环境中，最后一个时隙(图中的TS5)可以为高速数据业务用户提供更多的码片资源传输业务数据。另外，通过将TS5分配给信道条件较好的用户，可以使整个TS5的传输都可以采用高阶调制等更高效率的传输方式，使得基站在同等时间内可以下传更多的比特数据，提高了系统的吞吐量。此外，更长的时隙也有利于提高Turbo编码等方法的编码效率。

基于上述步骤，用户进行业务数据传输时，在步骤4对用户的信道条件进行测试，根据得到的信道条件为用户分配相应时间长度的业务时隙，最后在步骤5进行该用户数据业务的传输。需要说明，在步骤4中，也可以根据约定的服务品质条件为用户分配相应时间长度的业务时隙，还可以根据测量得到的用户信道条件和约定的服务品质条件综合考虑，为用户分配相应时间长度的业务时隙。