专利名称：在无线通信系统中利用帧结构收发信号的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统，更具体地，涉及一种在无线通信系统中利用帧结构收发信号的装置和方法。
背景技术：
电气和电子工程师协会(IEEE) 802. 16m系统既支持包括半频分双工(H-FDD)移动台(MQ操作方案的频分双工(FDD)方案，也支持时分双工(TDD)方案。所述802. 16m系统利用正交频分多址(OFDMA)方案作为下行链路和上行链路中的
多址方案。下面是对IEEE 802. 16m系统的帧结构的简要描述，其中IEEE 802. 16m系统是典型的移动通信系统。图1例示了 IEEE 802. 16m系统的基本帧结构。如图1所示，每个20ms的超帧被划分为具有相同大小的四个5ms的无线帧并且以超帧报头(SFH)开始。当使用5MHz、IOMHz及20MHz信道带宽中的一个时，每个5ms的无线帧都包括8个子帧。一个子帧可以被分配用于下行传输或上行传输。作为典型的移动通信系统的IEEE 802. 16m系统使用三种或更多种类型的子帧。 类型1的子帧包括6个OFDMA符号，类型2的子帧包括7个OFDMA符号，类型3的子帧包括 5个OFDMA符号。该基本帧结构既适用于包括H-FDD MS操作方案的FDD方案，也适用于TDD方案。 在TDD系统中，每个无线帧中的切换点的数量是2个。切换点可以根据从下行到上行或者从上行到下行的方向变化来定义。H-FDD移动台(MS)可以被包括在FDD系统中，并且H-FDD MS的帧结构类似于TDD 帧结构。然而，在FDD系统中，下行传输和上行传输是在两个分开的频段上执行的。发送电路和接收电路需要在下行传输和上行传输之间的传输间隙以及在下行传输和上行传输之间的传输间隙中进行切换。除了 IEEE 802. 16m系统的基本帧结构以外，尚未提出一种具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度的帧结构。
发明内容
技术问题用于解决问题的本发明的目的在于一种在无线通信系统中利用帧结构发送和接收信号的装置。用于解决问题的本发明的另一个目的在于一种在无线通信系统中利用帧结构发送和接收信号的方法。本发明的目的并不局限于以上描述的那些，本领域技术人员将从下面的描述中清楚地理解其他目的。
问题的解决方案本发明的目的可以通过提供一种在无线通信系统中利用预定帧结构收发信号的装置来实现，该装置包括射频(RF)单元，其用于通过根据所述预定帧结构的帧来收发信号，其中所述帧包括5个子帧，所述5个子帧包括包含6个正交频分多址(OFDMA)符号的类型1子帧和包含7个OFDMA符号的类型2子帧，其中所述帧的循环前缀(CP)的长度相当于有效符号长度的1/8。所述帧可以是时分双工(TDD)帧或频分双工(FDD)帧。所述TDD帧可以包括2个类型1子帧和3个类型2子帧。所述TDD帧可以包括下行间隔和在该下行间隔之后的上行间隔，并且发送转换间隙(TTG)间隔可以位于所述下行间隔和所述上行间隔之间，而接收转换间隙(RTG)间隔可以位于所述上行间隔的最后子帧之后。在所述TDD帧中的下行子帧的数量与上行子帧的数量的比可以是3 2或2 3。所述TDD帧可以包括2个类型1子帧和3个类型2子帧。优选地，被分配给所述TTG间隔或所述RTG间隔的符号位于所述TDD帧的第一个上行子帧的第一个符号处。这里，TDD帧的第一个上行子帧可以包含7个符号，但是TDD帧的第一个上行子帧的其中一个符号被分配给转换间隙。因此，TDD帧的第一个上行子帧是包含6个符号的类型1子帧。所述帧可以具有7MHz信道带宽，并且所述TDD帧可以包含33个OFDMA符号，并且所述FDD帧可以包含34个OFDMA符号。在本发明的另一方面，这里提供了一种在无线通信系统中利用预定帧结构发送和接收信号的方法，该方法包括通过根据所述预定帧结构的帧来收发信号，其中所述帧包括 5个子帧，所述5个子帧包括包含6个正交频分多址(OFDMA)符号的类型1子帧和包含7个 OFDMA符号的类型2子帧，其中所述帧的循环前缀(CP)长度相当于有效符号长度的1/8。所述帧可以是时分双工(TDD)帧或频分双工(FDD)帧。所述TDD帧可以包括2个类型1子帧和3个类型2子帧。所述TDD帧可以包括下行间隔和在所述下行间隔之后的上行间隔，并且发送转换间隙(TTG)间隔可以位于所述下行间隔和所述上行间隔之间，而接收转换间隙(RTG)间隔可以位于所述上行间隔的最个子帧之后。在所述TDD帧中的下行子帧的数量与上行子帧的数量的比可以是3 2或2 3。优选地，被分配给所述TTG间隔或所述RTG间隔的符号位于所述TDD帧的第一个上行子帧的第一个符号处。这里，TDD帧的第一个上行子帧可以包括7个符号，但是TDD帧的第一个上行子帧的其中一个符号被分配给转换间隙。因此，TDD帧的第一个上行子帧是包含6个符号的类型1子帧。所述帧可具有7MHz信道带宽，并且所述TDD帧可以包含33个OFDMA符号，所述 FDD帧可以包含；34个OFDMA符号。发明的有益效果根据本发明，可以有效地利用具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度的 1/8的CP长度的帧结构来发送和接收信号。此外，根据本发明，可以有效地利用一种根据本发明的具有相当于有效符号长度1/8的CP长度并且被设计为与具有其他CP长度的帧结构共存且与具有其他CP长度的帧结构没有冲突和干扰的帧结构来发送和接收信号。本发明的优点并不局限于以上描述的那些，本领域技术人员将从下面的描述中清楚地理解其他优点。
附图被包含在内是为了提供对本发明的进一步理解，其例示了本发明的实施方式并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在图中图1例示了 IEEE 802. 16m系统中的基本帧结构。图2例示了包含循环前缀(CP)的符号结构的例子。图3例示了在作为典型的移动通信系统的IEEE 802. 16m系统中具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度的典型TDD帧结构。图4例示了在作为典型的移动通信系统的IEEE 802. 16m系统中具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度的典型FDD帧结构。图5例示了根据本发明IEEE 802. 16m系统中的具有针对7MHz信道带宽的1/8 的CP长度的典型帧结构。图6例示了支持遗留模式的典型TDD帧结构。图7是例示了根据本发明的信号收发信机的部件的框图。本发明的最佳实施方式现在参考附图对本发明的优选实施方式做出详细说明。下面参考附图给出的详细说明旨在说明本发明的示例性实施方式，而不是示出仅有的能够根据本发明而实施的实施方式。下面的详细说明包括具体细节以便提供对本发明的全面理解。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在没有这样的具体细节的情况下实施。例如，虽然下面的描述是参考移动通信系统是第三代合作伙伴计划长期演进(3GPPLTE)系统的情况而详细给出的，但是除了专门针对3GPP LTE之外，下面的描述还可以应用于任何其他的移动通信系统。在一些例子中，在框图形式中略去或显示了公知的结构和装置，焦点被集中于结构和装置的重要特征上，从而不会混淆本发明的概念。在整个说明书中将使用相同的参考标记来表示相同或相似部分。在下面的描述中，术语“移动台(MS) ”总体上用于描述任何移动的或固定的用户设备，例如用户设备(UE)或高级移动台(AMQ。此外，术语“基站(BQ ”总体上用于描述任何可以与MS进行通信的网络节点，例如Node B、eN0deB或接入点(AP)。在一移动通信系统中，MS可以在下行链路从BS接收信息并且可以在上行链路向 BS发送信息。由MS发送或接收的信息包括数据和各种控制信息。根据MS发送或接收的信息的类型和用途来提供多种物理信道。在作为移动通信系统的例子的3GPP LTE系统中，使用正交频分复用(OFDM)作为多载波调制方案。下面是对OFDM方案的基本原理的简要描述。在OFDM系统中，将高速率数据流划分为大量的低速率数据流以利用多个载波同时发送这些低速率数据流。将这些多个载波中的每一个称为“子载波”。因此，OFDM系统中的子载波之间存在正交性，即使当子载波的频率分量相互重叠时，接收侧也可以检测到子载波。可以通过串并转换器将高速率数据流转换为多个并行的低速数据流，并且这些并行的低速数据流可被相应的子载波倍增，然后合并并发送到接收侧。利用离散傅里叶逆变换(IDFT)，由串并转换器生成的并行数据流可以通过多个子载波来发送。利用快速傅里叶逆变换，可以有效地实现IDFT。由于增加了各低速子载波的符号时长，因此降低了由多路径时延扩展引起的各低速子载波在时域中的相对信号散射。可以在OFDM符号之间插入比信道时延扩展更长的保护间隔，以便于减低利用 OFDM方案的无线通信系统中的符号间干扰。具体地，在通过多路径信道来发送各个符号的同时，在连续的符号之间插入比最大信道时延扩展更长的保护间隔。这里，符号的有效符号时长的最后一部分中(即，在保护间隔内)的信号被复制并插入到该符号的开始部分，以便于防止失去子载波间的正交性。这个插入的部分被称为“循环前缀(CP)”。图2例示了包含循环前缀(CP)的符号结构的例子。参照图2，符号周期Ts是保护间隔Tg与承载数据的有效符号时长Tb之和。接收侧通过去除符号的保护间隔Tg并从其中的有效符号时长中提取数据来解调制该符号。发送侧和接收侧可以利用CP码来实现同步并且保持数据符号间的正交性。在本发明中使用的术语“符号”指的是OFDMA符号。图3例示了作为典型的移动通信系统的IEEE 802. 16m系统中的具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度的典型TDD帧结构。如图3所示，在该典型的TDD帧结构中，在一帧中，下行子帧的数量与上行子帧数量的比可以是4 2。TDD帧可以具有7MHz信道带宽并且具有相当于有效符号长度Tb的 1/8的CP长度。在一帧所包含的6个子帧中，3个子帧可以是类型1子帧，每一个包含6个符号，而剩下的3个子帧可以是类型3子帧，每一个包含5个符号。这里，在一帧中按时间顺序排列的第二、第三和第四个子帧可以是类型3子帧。从图3中可以看出，位于从下行到上行转换时间处的发送转换间隙(TTG)的长度可以是188μ S，而位于从上行到下行转换时间处的接收转换间隙(RTG)的长度可以是 60 μ S。图4例示了作为典型的移动通信系统的IEEE 802. 16m系统中具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度的典型的FDD帧结构。如图4所示，在该典型的FDD帧结构中，FDD帧可以具有7MHz信道带宽并且具有相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度。在一帧所包含的6个子帧中，4个子帧可以是类型1子帧，每一个包含6个符号，而剩下的2个子帧可以是类型3子帧，每一个包含5个符号。这里，在一帧中按时间顺序排列的第二、第三和第四个子帧可以是类型3子帧。如上所述，在图3和图4中分别示出的具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度1 的1/8的CP长度的TDD帧结构和FDD帧结构中的每一个可以包含类型1子帧和类型3子帧，其中每一个类型1子帧包含6个符号，每一个类型3包含5个符号。因此，如图3 和图4示出的具有针对7MHz信道带宽的相当于有效符号长度Tb的1/8的CP长度的帧结构需要一种新类型的上行控制信道，该信道在上行区域中包含5个符号，这是因为该帧结构包含类型3子帧。然而，由于当前的控制信道只由类型1子帧组成，因此难以利用图3和图4中示出的帧结构来平滑地发送控制信息。下面的表1例示了应用于IEEE 802. 16m系统的OFDMA参数，其中IEEE 802. 16m 系统是一个典型的移动通信系统。[表 1]
权利要求
1.在无线通信系统中利用预定帧结构收发信号的方法，该方法包括 通过根据所述预定帧结构的帧收发信号，其中，所述帧包括5个子帧，所述5个子帧包括包含6个正交频分多址(OFDMA)符号的类型1子帧和包含7个OFDMA符号的类型2子帧，其中所述帧的循环前缀(CP)长度相当于有效符号长度的1/8。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述帧是时分双工(TDD)帧或频分双工(FDD)帧。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述帧是TDD帧，并且所述TDD帧包括2个类型 1子帧和3个类型2子帧。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述TDD帧包括下行间隔和在所述下行间隔之后的上行间隔，发送转换间隙(TTG)间隔位于所述下行间隔和所述上行间隔之间，接收转换间隙(RTG)间隔位于所述上行间隔的最后子帧之后。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述TDD帧中的下行子帧的数量与上行子帧的数量的比是3 2或2 3。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，被分配给所述TTG间隔或所述RTG间隔的符号位于所述TDD帧的第一个上行子帧的第一个符号处。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述TDD帧的所述第一个上行子帧是类型1子帧。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述帧具有7MHz信道带宽。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述TDD帧包含33个OFDMA符号，并且所述FDD 帧包含34个OFDMA符号。
10.在无线通信系统中利用预定帧结构收发信号的装置，该装置包括 射频(RF)单元，其通过根据所述预定帧结构的帧收发信号，其中，所述帧包括5个子帧，所述5个子帧包括包含6个正交频分多址(OFDMA)符号的类型1子帧和包含7个OFDMA符号的类型2子帧，其中所述帧的循环前缀(CP)长度相当于有效符号长度的1/8。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述帧是时分双工(TDD)帧或频分双工(FDD)帧。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述帧是TDD帧，并且所述TDD帧包括2个类型1子帧和3个类型2子帧。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述TDD帧包括下行间隔和在所述下行间隔之后的上行间隔，发送转换间隙(TTG)间隔位于所述下行间隔和所述上行间隔之间，接收转换间隙(RTG)间隔位于所述上行间隔的最后子帧之后。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述TDD帧中的下行子帧的数量与上行子帧的数量的比是3 2或2 3。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，被分配给所述TTG间隔或所述RTG间隔的符号位于所述TDD帧的所述第一个上行子帧的第一个符号处。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述TDD帧的所述第一个上行子帧是类型1子帧。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述帧具有7MHz信道带宽。
18.根据权利要求11所述的装置，其中，所述TDD帧包含33个OFDMA符号，并且所述 FDD帧包含；34个OFDMA符号。
全文摘要
提供了一种在无线通信系统中利用预定帧结构收发信号的方法和装置。该装置包括用于通过根据预定帧结构的帧来收发信号的射频(RF)单元。该帧包括5个子帧，这5个子帧包括包含6个正交频分多址(OFDMA)符号的类型1子帧和包含7个OFDMA符号的类型2子帧，其中该帧的循环前缀(CP)长度相当于有效符号长度的1/8。
文档编号H04L27/26GK102549996SQ201080038401
公开日2012年7月4日 申请日期2010年8月27日 优先权日2009年8月27日
发明者文诚颢, 林东局, 赵汉奎, 郭真三 申请人:Lg电子株式会社