基于时分双工的高速分组业务数据的传输方法 【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分组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，数据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数据提供传输服务。上述方法采用的时隙结构参考图2，该图描述了TD-SCDMA中的一个时间长度固定为5ms、包含6400个码片的子帧结构。图中，除了用于实现同步地三个特殊时隙(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，其时长全部为0.675ms长。其中，第一个时隙(TS0)总是分配用于下行，第二个时隙(TS1)总是分配用于上行。除了位于GP的第一个上下行切换点以外，TD-SCDMA还存在第二个不固定的上下行切换点，以便实现灵活的上下行比例设置，支持对称以及非对称的上下行业务。在图2中，第二个上下行切换点设置在了第三个时隙(TS2)和第四个时隙(TS3)之间，因而可以支持上下行比例为2∶5的非对称业务。
在TD-SCDMA系统中，每一个时隙内支持多个用户采用码分多址(CDMA)的方式进行并行的数据发射和接收。图2所示帧中的每一个时隙结构参考图3，由图3可知，在每一个时隙中含有一个144码片长的中间导频。由于每个时隙都是一个独立结构，而且每个时隙都设置有单独的导频，不同用户信号除了可以利用不同的扩频码实现同一时隙内的信道的复用以外，也可以分配在不同时隙进行时分复用，从而尽可能地避免了相互之间的干扰，提高了用户通信的质量。因此，现有的TD-SCDMA的通信方式对于低速率的语音业务而言，是一种较好的通信方式，有利于多用户通过CDMA方式并行接收语音业务数据的实现。
在采用上述方式进行用户数据业务的传输时，由于上下行采用同一个频段，采用TDD方式支持非对称业务时不会造成频谱的浪费，因而TDD方式更适于支持高速分组数据业务。然而，现有的基于TD-SCDMA子帧结构的数据传输方式并不利于高速分组业务数据的传输，在这一子帧结构设计下，高速数据传输的时序关系参考图4。图4中，在信道质量上报之后，为基站(Node-B)调度保留了2.7ms，在高速业务数据接收后保留了5ms的处理时间。按照这个时隙关系，用户在子帧n上报的质量测量实际是在子帧n-1中进行的，而高速数据的实际传输只能在子帧n+1中执行，二者之间的时延超过了一个子帧，即5ms的时间。在其他时序安排下，二者之间的时延可能更长。由于无线衰落信道变化较快，时延增长意味着二者信道之间的差异也变大，导致高速分组数据业务传输效率和频谱利用率的降低。发明内容
本发明的目的在于提供一种基于时分双工的高速分组业务数据的传输方法，使用该方法具有较高的高速分组业务数据的传输效率和频谱利用率。
为达到上述目的，本发明提供的基于时分双工的高速分组业务数据的传输方法，包括：
a.在当前时间帧的前一时间帧，用户设备(UE)进行下行信道的测量；
b.在当前时间帧的第一个时隙，用户设备向基站上报根据上述测量结果确定的发送数据所采用的调制、编码方式数据请求(DRC，DATARequest Channel)信令；
c.在当前时间帧的第二个时隙及以后的时隙，根据实际需要支持的上下行业务比例，安排一个或多个上行业务时隙，提供UE上行发射业务数据；
d.在当前帧的上行业务时隙之后，安排单独的上下行同步时隙；
e.在当前帧的上下行同步时隙后，安排下行时隙，通知用户准备接收，并在之后的下行业务时隙中进行下行业务数据发射。
所述步骤c还包括：
用户设备在接收到基站准许上行发送业务时，采用前一个时间帧内上报的编码方式数据请求信令(DRC)对上行高速分组业务数据进行调制和编码，同时基站根据前一个时间帧内接收到的UE上报的编码方式数据请求信令(DRC)对用户数据进行接收处理。
基站在接收UE上行业务数据的同时，基站同时根据多个UE上报的编码方式数据请求信令(DRC)进行高速数据上行、下行发射的调度。
在经过上行业务的接收处理以及上行和下行同步时隙时间段之后的第一个时隙，基站向用户设备通知包括混合自动重发请求(H-ARQ)信息在内的接收参数，同时基站在该时隙广播快速接收指示(fast receptionindicator)，通知该时隙的后续时隙被分配给了哪个用户设备。
在经过上行业务的接收处理以及上行和下行同步时隙时间段之后的第一个时隙后相连的业务时隙，基站向根据下行高速数据传输的调度结果分配到该时隙的UE发射高速分组业务数据。
由于本发明将实际信道测量的时间与传输高速业务数据的时间之间的延迟控制在一个时间帧内，与现有的主要以语音业务为主的数据传输方法相比，可以优化用户上报信道测量结果的效率，从而提高高速数据传输的性能和系统频谱效率，降低运营成本。附图说明
图1是本发明所述方法的流程图；
图2是TD-SCDMA系统的帧结构图；
图3是图2帧结构包含的时隙结构图；
图4是TD-SCDMA系统现有的高速数据传输时序图；
图5是图1所述方法采用的帧结构图；
图6是图1所述方法执行时序图；
图7是图1所述方法具体应用时的帧结构示例图。具体实施方式
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流程图，图1所述方法采用的帧结构参考图5。图1所述的方法以一个时间帧为单位，采用时分方式传输上行和下行高速分组数据业务。首先在步骤1 UE进行下行信道的测量，该步骤具体可以根据基站发送的下行公共导频或下行同步码进行下行信道估计实现。假设下行信道的测量是UE在前一个时间帧内完成的，则UE进行步骤2，在图5所示的当前时间帧的第一个时隙，即TS0时隙，向基站上报根据步骤1测量结果确定的发送数据所采用的调制、编码方式数据请求(DRC，DATARequest Channel)信令。接着进行步骤3，基站在当前时间帧的第二个时隙及以后的时隙，即在TS1时隙及以后的时隙，根据实际需要支持的上下行业务比例，安排一个或多个上行业务时隙，提供用户上行发射业务数据。进行步骤4，在当前帧的上行业务时隙之后，安排单独的上下行同步时隙。最后进行步骤5，在当前帧的上下行同步时隙后，安排下行时隙，通知用户准备接收，并在之后的下行业务时隙中进行下行业务数据发射。
由于上下行采用同一个频段，因此在TS1以及其后的上行业务时隙中，因此在步骤3，当UE在接收到基站准许上行发送业务的信令时，采用前一个时间帧内上报的DRC信令对上行分组业务数据进行调制和编码，而基站则根据前一个时间帧内接收到的UE的DRC上报信令对用户数据进行接收处理。
在基站接收用户上行业务数据的同时，基站同时根据多个UE上报的DRC进行调度，包括对下行高速数据的发射进行调度和对上行高速数据的发射进行调度。在经过上行业务的接收处理以及上行和下行同步时隙时间段之后，在下行时隙TS n，基站向用户设备通知包括混合自动重发请求(H-ARQ)信息在内的接收参数，同时基站在该时隙广播快速接收指示(fast reception indicator)，通知该时隙的后续时隙被分配给了哪个用户设备。在经过上行业务的接收处理以及上行和下行同步时隙时间段之后的第一个时隙后相连的业务时隙，即在其后相连的业务时隙TS n+1，基站向根据下行高速数据传输的调度结果分配到该时隙的UE发射高速分组业务数据，由于TS n+1以后的下行业务时隙有充分时间处理在时隙TS n中接收到的接收参数，因而可以不通过快速接收指示进行通知。最后UE在处理完下行高速业务数据后，在之后的时间帧的TS0时隙上报是否正确接收到数据的确认信令。
上述方案的执行时序关系参考图6。
图7是图1所述方法具体应用时的帧结构示例图。在该应用中，时间帧采用了TD-SCDMA系统的5ms子帧的配置，码片数目为6400码片。基站在TS2时隙前的下行同步时隙中持续发射下行同步码，用于UE实现下行同步。小区的广播在TS2时隙中发射，UE实现下行同步后，即可容易地在下行同步时隙后的时隙内接收到广播信息，从而得到有关小区配置的一些信息。
为了支持分组数据业务的上下行非对称，上行业务时隙TS1的时间长度可以根据实际情况进行灵活配置。这一配置信息在时隙TS2中进行广播，因此UE可以根据广播信息找到TS0时隙的时间段。
在提供上下行高速分组数据服务时，UE首先根据图7中的下行公共导频执行信道估计，并由此得到传输分组数据时应该采用的调制、编码方式，然后将上述调制、编码方式以约定的信令在紧接着的5ms帧的TS0时隙上报给基站。基站根据多个UE上报的调制、编码方式进行调度，在TS2时隙之前完成调度工作(所述调度工作的运行时间不超过TS1时隙、上行同步时隙、下行同步时隙以及两个同步时隙之间的保护时段的总时间长度)，然后在TS2时隙，基站将调度执行的结果通知给相应的UE。在图7所示的第一个下行公共导频时段内，分配到TS3时隙的UE完成必要参数的解调、解码工作；或者基站在TS2时隙利用一个下行快速接收指示(fast reception indicator)快速通知该UE进行TS3时隙高速数据的接收。分配到TS4时隙的UE则在TS3时间段内完成必要参数的接收工作，并在获得参数之后，在TS4时隙开始接收下行高速分组数据。
基站在接收到UE在TS0时隙上报的调制、解调方式之后，还需要进行上行分组业务的调度。这一调度结果也在TS2时隙通知UE。由于基站和UE都已经知道高速分组数据发射所采用的调制、编码方式，因此需要UE快速接收的信令只有TS3和TS1时隙的分配结果(被分配给哪个UE进行高速数据的下行和上行发射)，其余的参数则有充足的时间进行处理。
在TS2获得基站通知的TS1时隙分配结果后，分配到该时隙的UE在紧接着的5ms帧的TS1时隙内，采用在前一个5ms帧的TS0时隙上报的调制、编码方式上行发射高速分组数据，基站则执行相应的接收操作。
UE和基站在处理完相应的高速分组接收数据后，分别在TS0和TS2发送确认信息，以通知基站和UE是否需要重传。