专利名称：：一种时分双工系统中发送数据的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种时分双工系统中发送数据的方法、装置及系统。
背景技术：
：时分双工(TDD，TimeDivisionDuplex)才莫式是在无线信道中进行无线传输的一种模式，是通过时域里周期地重复时分多址(TDMA，TimeDivisionMultipleAccess)帧结构实现的。在TDD模式下，发射和接收是分时进行的，基于TDD模式的无线传输方式使得上下行信道可以时分复用，而这种模式的最大优点在于它可以工作在没有镜像频率的频段上，不像频分双工(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式对频段要求那么严格。TDD模式下的帧结构被再分为几个时隙，在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变，以满足不同的业务要求。在TDD无线网络传输中，下行/上行切换时需要一定的保护间隔(GP，GuardPeriod)或者称之为下行上行转换时间(DUP，DownlinkUplinkPeriod)。如图1所示的3GPP36.211系统的帧结构示意图中，1个lOms的无线帧由2个5ms的无线子帧组成,每个无线子帧由7个普通时隙和3个特殊时隙构成；其中，普通时隙(TimeSlot，TS0~TS6)用来传送数据，TS0固定地用作下行时隙，TS1时隙固定地用作上行时隙，其他的普通时隙TS2TS6可以才艮据需要灵活地配置成上行时隙或下行时隙以实现不对称业务的传输；3个特殊时隙分别为下行导频时隙(DwPTS,DownlinkPilotTimeSlot)、上行导频时隙(UpPTS，UplinkPilotTimeSlot)和保护间隔(GP,GuardPeriod);保护间隔GP之前的下行导频时隙DwPTS用于系统的下行同步信息的发送，需要全小区覆盖，因此会对GP之后的相邻小区的上行时隙造成很大的干扰，另夕卜，在GP之后的上行导频时隙UpPTS用于初始化随机接入，由于没有取得上行同步可能会提前很多，因此会进一步加强TDD系统特有的相邻小区、第两层小区、第三层小区或第四层小区的下行数据对本小区的上行数据的千扰(根据TD-SCDMA系统的场测，第三层小区，第四层小区的下行数据也可能存在对本小区的上行数据的干扰)，UpPTS是用户接入网络的第一步，直接影响了用户是否能够接入网络享受服务，因此保证这些信息的准确传输是无线通信网络正常工作的前提。如图2所示的802.16e系统的帧结构示意图中，除了广播消息以外的控制信息都在下行突发DLburst中发送，如果该控制信息在下行时隙最后一个正交频分复用(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex)符号上发送，并且是满功率发送，此时会对相邻小区的上行数据产生很大干扰，另外，初始接入Initialranging信息也就是随机接入信息在上行时隙中的第一个符号发送，此时会受到相邻小区、第两层小区、第三层小区或第四层小区的下行数据的干扰。由上述可以看出，现有时分双工系统中，本小区用于同步信道、广播信道或控制信道传输的下行数据在下行时隙的最后一个OFDM符号上发送，上行主要控制信息在上行时隙的第一个符号发送，因此邻近小区间的下行信号对上行信号的干扰无法避免，从而导致系统的数据传输效率和传输可靠性较低。
发明内容本发明提供一种时分双工系统中发送数据的方法，用以解决现有系统中邻近小区间的下行信号对上行信号产生干扰而导致系统的数据传输效率和传输可靠性较低的问题。本发明提供如下技术方案一种时分双工系统中发送数据的方法，包括步骤将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号；发送所述传输帧的OFDM符号。一种时分双工系统中发送数据的方法，应用于3GPPLTE长期演进系统，包括步骤将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；发送所述传输帧的OFDM符号。一种通信设备，包括第一映射单元，用于将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；第二映射单元，用于将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号；发送单元，用于发送所述传输帧的OFDM符号。一种通信系统，包括终端设备，用于发送上行数据和接收下行数据；基站，用于接收所述上行数据和发送所述下行数据，其中，在下行数据传输帧中，将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号。本发明有益效果如下本发明中将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号，采用该映射方法，可以有效地避免本小区基站发送的下行广播信息和需要全小区覆盖的下行控制信息对邻近外层小区发送的上行数据的干扰；本发明中将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与映射上行控制信息的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号，采用该映射方法，可以有效地避免了邻近外层小区基站发送的下行广播信息和需要全小区覆盖的下行控制信息对本小区用户发送的上行数据的干扰，同时也保证了上行主要控制信息的正确传输。图1为现有技术中3GPP36.211系统的帧结构示意图2为现有技术中802.16e系统的帧结构示意图3为本发明实施例中通信系统结构示意图4为本发明实施例中发送数据的实现流程图5本发明实施例中三扇区蜂窝系统示意图6为本发明实施例中传输帧的一种结构示意图7-图11为单位带宽上信道极限数率与DUP之间的关系曲线示意图12为本发明实施例中传输帧的另一种结构示意图。具体实施例方式本实施例中在下行数据传输帧中将全小区覆盖信道或大功率控制信道在时域上远离保护间隔，将上行控制信道在时域上也远离保护间隔，另外，本实施例基于系统容量最大化还提供了一种确定保护间隔的方法；本实施例中全小区覆盖信道或大功率信道主要包括同步信道、广播信道和下行控制信道等；上行控制信道主要包括随机接入控制信道。下面结合说明书附图对本发明技术方案进行详细说明。参阅图3，本实施例中的一种通信系统包括终端设备31用于发送上行数据和接收下行数据；基站30用于接收所述终端设备31发送的上行数据，以及向所述终端设备31发送下行数据；所述基站30包括第一映射单元300,用于将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号，所述间隔的OFDM符号的数目至少为一个；第二映射单元301，用于将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号，所述间隔的OFDM符号的数目至少为一个；发送单元302，用于发送所述传输帧的OFDM符号；接收单元303,用于接收终端设备31发送的上行数据。参阅图4,本实施例中在时分双工系统中发送数据的实现流程如下步骤400、将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号。步骤401、将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号。步骤402、发送所述传输帧的OFDM符号。现有802.16e系统中，在下行数据传输帧的下行时隙将全小区覆盖信道或者大功率发射信道可能映射在最后一个OFDM符号，在上行时隙将上行控制信道映射在第一个OFDM符号，因此，本实施例中对于802.16e系统在上行时隙将上行控制信道在时域上必须远离保护间隔，同时在下行数据传输帧的下行时隙将全小区覆盖信道或大功率控制信道在时域上远离保护间隔；现有3GPPLTE系统中，在下行数据传输帧的下行时隙将全小区覆盖信道或者大功率发射信道映射在最后一个OFDM符号，在上行时隙将上行控制信道映射在第一个OFDM符号，因此，本实施例中对于3GPPLTE系统单独将下行全小区覆盖信道或者大功率发射信道在时域上远离保护间隔可以避免下行数据对上行数据的干扰，同时可以进一步的将上行控制信道在时域上远离保护间隔以更加有效地避免邻近小区间的下行数据对上行数据的干扰。因此，本实施例中避免邻近的下行时隙将全小区覆盖信道或大功率控制信道在时域上远离保护间隔，同时在上行时隙将上行控制信道在时域上远离保护间隔。参阅图5所示的三扇区蜂窝系统示意图，假设小区半径R-5km，基站发射功率p-43dBm,循环前缀CP-5us,OFDM符号有效传输时间T=l/15k=66.67us,下行上行转换时间DUP=2R/C=33.5us(本实施例中将保护间隔称为DUP)。采用modified-Hata模型，下行路径损耗的计算公式如下"<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(1)其中d为收机与发射才几之间的距离；/为载波频率；/^为发射机天线高度；、为接收机天线高度；为大城市环境，载波频率大于300MHz时终端设备的天线增益对路径损耗的影响，计算公式为(^=-3.2(1(^11.75、)2+4.97;G为地区类型对路径损耗的影响，计算公式为Cs=-2(logl0(//28))2-5.4;Cc为栽波频率大于900MHz时载波频率对路径损耗的影响，计算公式为Cc=231ogl0(//883);C。为地球曲率对路径损耗的影响，计算公式为CD=0d<15kmCD=-29.96+30.38*loglO(af)-26.26*(log10(rf))2+18.78*(log10(力)3d>15km;假设基站天线高度&=30w，载波频率/=2000M/fe，、=30w，由上述公式(1)可以得到基站到基站之间的路径损耗模型为丄(力=115.6+35.221ogod<15km丄(力=85.64+65.6*log10(力-26.26*(log10(af))2+18.78*(log10(力)3d>15km下面根据上述得到的下行路径损耗进一步确定小区容量/带宽(即频语效率)，其计算公式如下<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(2)其中￡"为接收能量，计算公式为&=接收功率*时间=(发送功率-路径损耗+接收机增益)*时间；/为总的干扰能量，计算公式为w'，其中，^每一层的小区的下行对本小区上行信号的干扰；采用表1中所示的系统参数，通过上述公式(2)可以计算得到小区半径为5km的小区容量/带宽，如表2所示，<<table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3由表3可以看出不同小区半径需要考虑的邻近外小区层数，其相应的有效干扰时间为传输延迟时间减去保护间隔时长和循环前缀时长，计算结果如表4所示<table>complextableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表4以同步信道为例，当011=2*11/(:时，映射同步信道的下行OFDM符号与DUP之间间隔一个未映射同步信道的OFDM符号也会减少千扰时间，但是不能有效地避免该千扰；从上表4可以看出无论小区半径在5km以内时，考虑外层小区的基站对本小区的上行信号的有效干扰时间最大为74.5us,因此映射同步信道的下行OFDM符号与DUP之间间隔两个未映射同步信道的OFDM符号即可有效避免下行同步信息对邻近外小区的上行数据的干扰，同样的，映射上行控制信道(如随机接入信道)的上行OFDM符号与DUP之间间隔两个未映射上行控制信息的OFDM符号，即可有效避免邻近外小区的下行数据对本小区的上行控制信息的干扰；映射后的OFDM符号在时域上与DUP之间的间隔示意图如图6所示。DUP的配置对系统容量有很大的影响，如果DUP过小，则会产生较大的干扰从而导致系统容量下降；如果DUP过大，则会浪费带宽和时间，同时系统容量也会下降；因此需要有一个合适的DUP使得系统容量最大化，本实施例中提供了一种根据系统最大容量确定DUP的方法，此时仅考虑邻近外层小区干扰对系统容量的影响。单位带宽上的容量公式为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中A是有效的干扰时间，/。是考虑的最外层小区基站到本小区基站的传播延迟。通过matlab编程系统仿真可以得到如图7-图11所示的单位带宽上信道极限数率与DUP之间的关系曲线图，由此可以得到小区半径与DUP之间的关系，如表5所示<table>complextableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表5由表5可以得出，采用容量最大化的方法确定DUP时，在映射下行全小区覆盖信道或大功率发射信道的OFDM符号中的最后一个OFDM符号与DUP之间间隔一个未映射全小区覆盖与大功率发射信道中任一信道的OFDM符号即可避免下行控制信息与广播信息对邻近小区的上行控制信息的干扰，同样的，在映射上行控制信息(重要的信息)的OFDM符号中的第一个OFDM符号与DUP之间间隔一个未映射上行控制信息的OFDM符号，即可避免邻近小区的下行数据对本小区的上行控制信息的千扰，映射后的OFDM符号在时域上与DUP之间的间隔示意图如图12所示。针对可以应用软频率复用技术的下行信道，如物理随机接入信道(PRACH,PhysicalRandomAccessChannel)和同步信道(SCH,SynchronizationChannel)等，本实施例中可以采用软频率复用技术发送映射该种信道的OFDM符号，以更加有效地减少本小区下行信号对外层小区上行信号的干扰。本发明适用于所有时分双工的系统，采用本发明可以有效地避免本小区下行信号对邻近小区上行信号的干扰和邻近小区下行信号对本小区上行信号的干扰，以及保证了传输上行重要控制信息的可靠性，提高了系统性能。明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。权利要求1、一种时分双工系统中发送数据的方法，其特征在于，包括步骤将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号；发送所述传输帧的OFDM符号。2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全小区覆盖信道或大功率发射信道为同步信道，或者为广播信道，或者为下行控制信道。3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时长根据小区半径确定。4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时长为2倍的小区半径与光速的比值。5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射全小区覆盖信道或大功率发射信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号的数目至少为两个。6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射上行控制信道的OFDM符号的数目至少为两个。7、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时长根据系统最大容量确定。8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射全小区覆盖信道或大功率发射信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号的数目为一个。9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射上行控制信道的OFDM符号的凄t目为一个。10、一种时分双工系统中发送数据的方法，应用于3GPPLTE长期演进系统，其特征在于，包括步骤将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；发送所述传输帧的OFDM符号。11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号。12、如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述全小区覆盖信道或大功率发射信道为同步信道，或者为广播信道，或者为下行控制信道。13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时长根据小区半径确定。14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时长为2倍的小区半径与光速的比值。15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射全小区覆盖信道或大功率发射信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号的数目至少为两个。16、如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射上行控制信道的OFDM符号的数目至少为两个。17、如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述保护间隔的时长根据系统最大容量确定。18、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射全小区覆盖信道或大功率发射信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号的数目至少为—个。19、如权利要求17所迷的方法，其特征在于，所述传输帧中的保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔的未映射上行控制信道的OFDM符号的凄t目至少为一个。20、一种通信设备，其特征在于，包括第一映射单元，用于将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；第二映射单元，用于将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号；发送单元，用于发送所述传输帧的OFDM符号。21、一种通信系统，其特征在于，包括终端设备，用于发送上行数据和接收下行数据；基站，用于接收所述上行数据和发送所述下行数据，其中，在下行数据传输帧中，将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号。22、如权利要求21所述的通信系统，其特征在于，所述基站包括第一映射单元，用于将全小区覆盖信道或大功率发射信道下行广播信道或下行控制信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；第二映射单元，用于将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号；发送单元，用于发送所述传输帧的OFDM符号。全文摘要本发明公开了一种时分双工系统中发送数据的方法、装置及系统，用以解决现有技术中邻近小区间的下行数据对上行数据产生干扰的问题；该方法包括将全小区覆盖信道或大功率发射信道映射到传输帧中下行时隙的OFDM符号上，并且所述传输帧中的保护间隔与所述OFDM符号在时域上间隔未映射全小区覆盖信道和大功率发射信道中任一信道的OFDM符号；将上行控制信道映射到所述传输帧中上行时隙的OFDM符号上，并且所述保护间隔与映射上行控制信道的OFDM符号在时域上间隔未映射上行控制信道的OFDM符号；发送所述传输帧的OFDM符号；采用本发明可以避免相邻小区间的下行数据和上行数据之间的干扰。文档编号H04L27/26GK101197803SQ200610160679公开日2008年6月11日申请日期2006年12月4日优先权日2006年12月4日发明者吕永霞申请人:华为技术有限公司