有效利用循环前缀时隙的方法及系统.pdf

本发明公开了一种有效利用循环前缀时隙的方法，该方法包括：发送端在循环前缀的部分时隙中不携带信息。本发明还提供了有效利用循环前缀时隙的方法及系统，针对现有技术中对于CP时隙不作任何处理，从而造成CP时隙浪费的情况，本发明实施例一方面，在CP时隙中不发送信息，即静默，可以用于背景噪声测试或者其他认知无线电设备检测空闲资源使用；另一方面，采用CP时隙发送额外信息。以上两种方案，都可以提高CP时隙的利用率，降低CP时隙的浪费，并通过对CP时隙的利用，增强系统性能，增大系统吞吐量。

1、  一种有效利用循环前缀时隙的方法，其特征在于，该方法包括：
发送端在循环前缀的部分时隙中不携带信息。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端在循环前缀的部分时隙中不携带信息包括：
所述发送端在循环前缀的全部时隙中不携带信息。

3、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端为基站或者终端。

4、  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述基站广播循环前缀信息类型，所述循环前缀信息类型用于指示所述循环前缀的使用情况。

5、  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在超移动宽带UMB系统中，所述循环前缀信息类型在前向广播控制信道F-PBCCH或者前向快速寻呼信道F-QPCH或者前向次广播控制信道F-SBCCH或者时分复用导频TDM Pilot信道中传输。

6、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述发送端在所述循环前缀的另一部分时隙中携带循环前缀。

7、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当两个或两个以上的小区的循环前缀不同，且各小区需要同步时，扩展各小区的循环前缀为一致，各小区的循环前缀的扩展部分中的部分时隙不携带信息。

8、  一种有效利用循环前缀时隙的方法，其特征在于，该方法包括：
发送端在循环前缀的部分时隙中不携带信息；
认知无线电CR设备检测所述循环前缀；
所述认知CR设备预测所述循环前缀中空闲部分的周期性；
当所述认知CR设备确定所述循环前缀对应的资源周期性空闲，使用所述循环前缀对应的资源。

9、  一种有效利用循环前缀时隙的方法，其特征在于，该方法包括：
发送端在循环前缀的部分时隙中携带信息。

10、  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述发送端在循环前缀的部分时隙中携带信息包括：
所述发送端在循环前缀的全部时隙中携带信息。

11、  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述携带信息的方式为：
调制所述信息，得到调制后的信息；
将所述调制后的信息与所述循环前缀时分复用。

12、  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述发送端为基站或者终端。

13、  根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述基站广播循环前缀信息类型，所述循环前缀信息类型用于指示所述循环前缀的使用情况。

14、  根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在超移动宽带UMB系统中，所述循环前缀信息类型在前向广播控制信道F-PBCCH或者前向快速寻呼信道F-QPCH或者前向次广播控制信道F-SBCCH或者时分复用导频TDMPilot信道中传输。

15、  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述发送端向所述循环前缀中携带信息对应的接收端发送指配消息，所述指配消息用于通知所述对应的接收端使用携带信息的时隙。

16、  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述发送端在所述循环前缀的另一部分时隙中携带循环前缀。

17、  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当两个或两个以上的小区的循环前缀不同，且各小区需要同步时，扩展各小区的循环前缀为一致，各小区的循环前缀的扩展部分中的部分时隙携带信息。

18、  一种有效利用循环前缀时隙的系统，其特征在于，该系统包括：
静默处理单元，用于在循环前缀的部分时隙中不携带信息；
发送单元，用于发送所述静默处理单元处理后的循环前缀。

19、  根据权利要求18所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
广播单元，用于广播循环前缀信息类型，所述循环前缀信息类型用于指示所述静默处理单元处理后循环前缀的使用情况。

20、  根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述广播单元集成于基站中。

21、  根据权利要求18所述的系统，其特征在于，当两个或两个以上的小区的循环前缀不同，且各小区需要同步时，该系统还包括：
同步单元，用于扩展各小区的循环前缀为一致；
所述静默处理单元，还用于在所述同步单元同步后的各小区的循环前缀的扩展部分中的部分时隙的部分时隙不携带信息。

22、  一种有效利用循环前缀时隙的系统，其特征在于，该系统包括：
信息处理单元，用于在循环前缀的部分时隙中携带信息；
发送单元，用于发送所述信息处理单元处理后的循环前缀。

23、  根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述信息处理单元包括：
调制子单元，用于调制所述信息，得到调制后的信息；
复用子单元，用于将所述调制子单元调制后的信息与所述循环前缀时分复用。

24、  根据权利要求22所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
广播单元，用于广播循环前缀信息类型，所述循环前缀信息类型用于指示所述信息处理单元处理后循环前缀的使用情况。

25、  根据权利要求24所述的系统，其特征在于，所述广播单元集成于基站中。

26、  根据权利要求22所述的系统，其特征在于，
所述发送单元，还用于向所述信息处理单元处理后的循环前缀中携带信息对应的接收端发送指配消息，所述指配消息用于通知所述对应的接收端使用携带信息的时隙。

27、  根据权利要求22所述的系统，其特征在于，当两个或两个以上的小区的循环前缀不同，且各小区需要同步时，该系统还包括：
同步单元，用于扩展各小区的循环前缀为一致；
所述信息处理单元，还用于在所述同步单元同步后的各小区的循环前缀的扩展部分中的部分时隙不携带信息。

有效利用循环前缀时隙的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及有效利用循环前缀时隙的方法及系统。
背景技术
随着通信技术的发展，对于信息的传输质量要求日益提高。为了有效对抗高速传输时的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，提出了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术。OFDM把信道分成许多正交子信道，各子信道间保持正交，频谱相互重叠，提高了频谱利用率。OFDM符号是周期延伸的，将每个符号的后L个样本复制到该符号前面构成循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，这大大减少了OFDM系统对同步错误的敏感性，能有效地抵抗多径时延的损害。
以OFDM在超移动宽带(Ultra Mobile Broadband，UMB)系统中的应用为例，表1所示，为UMB系统定义的不同的CP长度，对应于不同的基站覆盖范围，对于同步系统全网的CP是一致的。
表1

在实际应用中，发明人发现现有技术的方案中至少存在以下问题：
如果是同步系统，当UMB系统引入毫微微小区(Femtocell)基站后，情况发生了变化。
Femtocell基站主要针对的是在屋内覆盖不完整的问题，通过在屋内安装一个小功率基站的方法改善屋内的信号覆盖情况，增强在屋内的通信能力。从实现上说，Femtocell基站与正常的基站没有区别，只是功率要小很多，因此作用距离通常在几十米以内。对于femto等小范围覆盖的通信系统，由于距离非常近，因此多径影响很小，同时，由于距离非常近，同步的精度也可以很高。此时CP的用处已经不大。而接收端对于CP部分是直接丢弃的，因此存在浪费。
根据802.11n协议的模型，一般室内传播时延为80-1050ns。而UMB系统中，定义CP的长度为OFDM符号的1/16。一个OFDM符号长度为113.93μs，CP的时长在6.51μs到26μs之间。可见CP部分浪费得比较多。
以5M系统为例。一个chip的时长约为200ns，而最大时延仅5个chip长度。但是CP部分占用32-128个chip的长度，浪费比较大。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供有效利用循环前缀时隙的方法及系统，通过对循环前缀时隙的利用，增强系统性能，增大系统吞吐量。
本发明实施例提供了一种有效利用循环前缀时隙的方法，该方法包括：
发送端在循环前缀的部分时隙中不携带信息。
本发明实施例还提供了一种有效利用循环前缀时隙的方法，该方法包括：
发送端在循环前缀的部分时隙中不携带信息；
认知无线电CR设备检测所述循环前缀；
所述认知CR设备预测所述循环前缀中空闲部分的周期性；
当所述认知CR设备确定所述循环前缀对应的资源周期性空闲，使用所述循环前缀对应的资源。
本发明实施例还提供了一种有效利用循环前缀时隙的方法，该方法包括：
发送端在循环前缀的部分时隙中携带信息。
本发明实施例还提供了一种有效利用循环前缀时隙的系统，该系统包括：
静默处理单元，用于在循环前缀的部分时隙中不携带信息；
发送单元，用于发送所述静默处理单元处理后的循环前缀。
本发明实施例还提供了一种有效利用循环前缀时隙的系统，该系统包括：
信息处理单元，用于在循环前缀的部分时隙中携带信息；
发送单元，用于发送所述信息处理单元处理后的循环前缀。针对现有技术中对于CP时隙不作任何处理，从而造成CP时隙浪费的情况，本发明实施例一方面，在CP时隙中不发送信息，即静默，可以用于背景噪声测试或者其他认知无线电设备检测空闲资源使用；另一方面，采用CP时隙发送额外信息。以上两种方案，都可以提高CP时隙的利用率，降低CP时隙的浪费，并通过对CP时隙的利用，增强系统性能，增大系统吞吐量。
附图说明
图1所示为本发明实施例一中信息处理方式一的流程示意图；
图2所示为本发明实施例一中信息处理方式二的流程示意图；
图3所示为本发明实施例二中有效利用循环前缀时隙的系统的结构示意图；
图4所示为本发明实施例三中有效利用循环前缀时隙的系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例一提供的方法主要包括：CP时隙不再全部用作传输循环前缀，采用CP时隙传输信息，或者CP时隙不传输任何信息，即静默。
在以下各方案中，CP时隙可以在前向链路中传输，例如从基站向终端传输，也可以在反向链路中传输，例如从终端向基站传输。以下仅以前向链路中的传输为例说明本发明实施例的技术方案，反向链路与前向链路的原理相同。
具体可分为以下四种方案进行讨论：
方案一、基站在CP时隙不发送任何内容，即CP时隙不加载功率，但是该时间段仍然空出来。CP时隙可以用作静默来测量前向背景噪声。
方案二、基站在CP时隙中预留一部分继续携带CP信息，其他部分不发送任何内容。此方案与现有技术相比，缩短了携带CP信息的时隙长度，除了携带CP信息的时隙，其他时隙可以用作静默。
方案三、基站在CP时隙中预留一部分继续携带CP信息，其他部分用于传输信息。此方案与方案二类似，不同点在于，除了携带CP信息的时隙，其余部分用于传输信息。对于CP时隙中传输的信息的处理方法可以有多种，比如可以采用与现有数据处理相同的过程，例如UMB系统的室内模型中，只需要预留1us左右的CP即可，即预留的时隙可以满足室内模型的最大传输时延的要求即可，对应UMB 5M系统中大约五个码片(chip)，此时可以采用与现有数据处理相同的过程，但是在数据处理的过程中，逆快速傅立叶变换(IFFT)的点数需要减少到32-128点。
方案四、基站在CP时隙中全部传输信息。与方案三中相同的，CP时隙携带信息的处理方式任意。
无论上述哪种方案，可以对现有终端兼容。没有CP时隙处理能力的终端，可以忽略CP段的存在；对于具备了处理CP信息的终端，可以采用不同的接收机对不传输信息的CP时隙进行处理，或者对CP时隙中传输的信息进行处理。采用哪种方法处理可以依据系统消息指示。
进一步的，对于方案一、二，可以定义一种认知无线电(CR)机制，该机制检测可用资源，并预测其周期性，一旦确定该资源周期性空闲后，则使用该资源，具体实现如下：
认知无线电CR设备检测CP；
认知CR设备预测该CP中空闲部分的周期性；
当认知CR设备确定该CP对应的资源周期性空闲，使用该CP对应的资源。
这与现有CR机制不同之处在于，现有CR机制要求检测到持续时间较长的空闲资源才决定使用该资源。采用本发明实施例中新的认知CR机制，可以缩短可用资源的检测时间，提高资源的利用率。
图1所示为本发明实施例一中信息处理方式一的流程示意图。
图2所示为本发明实施例一中信息处理方式二的流程示意图。
进一步的，对于方案三、四，可以定义一种信息处理机制，该机制将信息携带在CP时隙中，具体实现如下：
调制需要携带的信息，得到调制后的信息；
将调制后的信息与CP时分复用。
其中，调制需要携带的信息的过程可以包括：
步骤101、在信息比特中加循环冗余(CRC)校验位，得到校验后的信息；
步骤102、对校验后的信息编码，得到编码后的信息；
步骤103、对编码后的信息进行信道交织，得到交织后的信息；
步骤104、对交织后的信息进行扩频，得到扩频后的信息；
步骤105、对扩频后的信息进行调制，得到调制后的信息。
对于在CP时隙中部分携带信息的情况，将调制后的信息与CP时分复用的过程包括：
步骤106、OFDM子载波调制符号进行逆快速傅立叶变换(IFFT)，得到变换后的符号；
步骤107、对变换后的符号进行加窗，得到加窗后的符号；
步骤108、将加窗后的符号进行交叠，得到交叠后的符号；
步骤109、将交叠后的符号与步骤105得到调制后的信息时分复用。
对于在CP时隙中全部携带信息的情况，将调制后的信息与CP时分复用的过程相对于部分携带信息的过程，没有步骤108，而直接将步骤107得到的加窗后的符号与步骤105得到调制后的信息时分复用。
当系统约定了CP时隙的使用方式，则不需要增加参数指示；当系统没有约定CP时隙的使用方式，为了增加对上述方案一、二、三、四的支持，系统需要增加一些参数指示(即循环前缀信息类型)来广播CP时隙的用法，下面以UMB为例来说明增加的内容(在保持兼容的前提下，系统需要广播CP的使用情况。为此，增加n个比特，用于指示CP的情况。以两比特为例，说明如下)：
00CP时隙全部为循环前缀。
01CP时隙仅有一部分为循环前缀，其余部分用于静默。根据室内模型，循环前缀部分缺省为1us左右，即室内模型的最大传输时延，对应UMB 5M系统中大约五个码片(chip)。
10CP时隙仅有一部分为循环前缀，其余部分用于信息传输。循环前缀部分缺省为1us，即室内模型的最大传输时延，对应UMB 5M系统中五个码片(chip)。
11CP时隙完全用于信息传输。
循环前缀信息类型的比特数不限于两比特，除了指示CP时隙中是否携带信息，还可以在不同的模式下，指示CP时隙的用途，例如，在频分双工模式(FDD)的情形下，前反向的CP时隙可以有不同的用途，因此可以用四比特来指示。
循环前缀信息类型可以有多种携带方式，以UMB为例，可以有以下方式：
方式一、表2所示为现有前向广播控制信道(F-PBCCH)信道的传输净荷格式。可以用F-PBCCH的预留字段(Reserved)传输循环前缀信息类型。
表2