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CN101677311A - 单播业务和多媒体广播多播业务复用系统和方法 - Google Patents

单播业务和多媒体广播多播业务复用系统和方法 Download PDF

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CN101677311A
CN101677311A CN200810160942A CN200810160942A CN101677311A CN 101677311 A CN101677311 A CN 101677311A CN 200810160942 A CN200810160942 A CN 200810160942A CN 200810160942 A CN200810160942 A CN 200810160942A CN 101677311 A CN101677311 A CN 101677311A
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CN
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subframe
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刘仁茂
丁铭
陈晨
孙国林
张应余
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Sharp Corp
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Abstract

本发明提出了一种单播业务和MBMS业务复用系统，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，所述系统包括：一个或多个LTE下行链路物理层处理子系统，每一个LTE下行链路物理层处理子系统相应地服务于一个分量载频，单播业务和MBMS业务分别通过不同的LTE下行链路物理层处理子系统进行频分复用传输。此外，本发明还提出了一种单播业务和MBMS业务复用方法、一种单播业务和MBMS业务复用传输方法、以及一种复用单播业务和MBMS业务接收方法。根据本发明，能够有效地将单播业务和MBMS业务复用在一个LTE－Advanced子帧内，提高了系统资源的利用效率。

Description

单播业务和多媒体广播多播业务复用系统和方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及LTE-Advanced系统下行链路物理层处理结构和多播广播单频网络(MBSFN)子帧结构，更具体地，提出了一种单播业务和多媒体广播多播业务(MBMS)复用系统和方法、一种单播业务和MBMS业务的复用传输方法、以及一种复用单播业务和MBMS业务的接收方法。
背景技术
应用正交频分复用(OFDM)技术的一个最主要原因是可以有效地对抗多径时延扩展。通过把输入的数据流串并变换到N个并行的子信道中，使得每个用于去调制子载波的数据符号周期可以扩大为原始数据符号周期的N倍，因此时延扩展与符号周期的比值也同样降低N倍。为了最大限度地消除符号间干扰，还可以在每个OFDM符号之间插入保护间隔(guard interval)，而且该保护间隔长度Tg一般要大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。在这段保护间隔内，可以不插入任何信号，即是一段空闲的传输时段。然而在这种情况下，由于多径传播的影响，则会产生信道间干扰(ICI)，即子载波之间的正交性遭到破坏，不同的子载波间产生干扰。为了消除由于多径所造成的ICI，OFDM符号需要在其保护间隔内填入循环前缀(CP，Cyclic Prefix)信号。这样就可以保证在FFT周期内，OFDM符号的延时副本内所包含的波形的周期个数也是整数。这样，延时小于保护间隔Tg的时延信号就不会在解调过程中产生ICI。
由于移动通信系统中的小区半径是有差异的，有微小区、宏小区等。对于宏小区，由于小区半径很大，为了保证小区边缘的用户接收信号时不受到大的符号干扰，需要采用较长的循环前缀。目前3GPP已经确定在LTE(长期演进)系统中采用OFDM时，循环前缀的长度具有两种选择，普通循环前缀(Normal CP)适用于半径较小的微小区，可以在保证信号质量的前提下提高资源利用效率；扩展循环前缀(Extended CP)主要适用于半径较大的宏小区，另外在传输MBMS时为了实现多小区的宏分集也将采用扩展循环前缀。LTE系统在FDD(频分双工)模式下进行下行数据传输时，与采用普通循环前缀相比，采用扩展循环前缀时一个时隙中将少传输一个符号的数据，资源利用率低于使用普通循环前缀的情况，采用扩展循环前缀进行数据传输时以牺牲带宽资源来保证大面积的覆盖。
LTE系统中定义了MBSFN子帧的格式如图1 5所示，在LTE MBSFN子帧中，前一个或者前两个符号(n＝1或n＝2)用来传输单播信息，包括基于小区的参考信令、上行链路的资源分配信息以及上行的ACK/NAK信息。基于小区的参考信令可以用于单播业务用户的信道估计增强。MBSFN子帧的单播符号部分与多播符号部分由于循环前缀(CP)长度不同的原因可能会留有一小段空白时隙(Spare Samples)，对于这段时隙中传输的内容，3GPP标准文件中不做定义。对于MBSFN子帧的前一个或者两个符号采用的循环前缀长度取决于系统中第0号子帧上采用的循环前缀长度，对于MBSFN子帧其他的符号则采用扩展循环前缀(Extended CP)进行MBMS业务的传输。在3GPP RAN1 51bis会议上，很多公司一致认为单播符号部分的长度应该作为一个基本参数基于MBSFN区域来进行信令的传输，从而避免可能的MBSFN吞吐量的损失。PCFICH(物理控制格式指示信道)应该在每一个下行子帧中被传输，包括MBSFN子帧，同时它应该能够正确指示子帧(包括MBSFN子帧)中单播控制信令所在符号的长度。对于MBSFN子帧来说，PCFICH指示的单播控制信令所在符号的长度，应该与通过高层信令指示的该参数值一致。用于MBSFN传输的MBSFN子帧与单播业务子帧以时分复用(TDM)方式共用频谱资源。出于信道估计以及测量的目的，所有的用户设备必须通过高层信令(广播控制信道BCCH)获知哪些子帧为MBSFN子帧。
目前LTE系统中的物理层处理过程如图1所示。对在物理信道上传输的码字的编码比特进行扰码，扰码后的比特流经过调制生成复值调制符号，将调制后的复值调制符号映射到一个或多个传输层上，对每层上的复值调制符号进行预编码操作，对每个天线上的复值调制符号映射到资源单元上(RE，Resource Elements)，为每个天线产生复值时域OFDM符号。其中，在OFDM符号产生模块中包括IFFT操作、CP插入操作以及数模转换操作。对于每根天线上的CP插入操作，其插入的CP长度一致。
LTE-Advanced系统对系统带宽提出了更大的需求，其系统频谱可能扩大到100MHz(R1-081809，On the consideration of technicalcandidates for LTE-advanced，LGE，3GPP TSG RAN WG1 Meeting #53，2008年5月5～9日)。而如此大的系统带宽可以由一个连续的带宽构成，也可以由多个非连续的小带宽聚集而成。而对于其物理层处理过程，可以具有多个并行的LTE物理层处理过程。LTE-Advanced系统可以支持对称的上下行带宽，还应该支持非对称的上下行带宽(R1-083232，Carrier aggregation for LTE-A：E-NodeB Issues，Motorola，3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54，2008年8月18～22日)。例如，两个非连续的20MHz带宽构成系统的40MHz下行带宽，而系统上行带宽可以由一个20MHz和一个10MHz带宽聚集而成。一个基本要求是LTE-Advanced系统必须前向兼容LTE Release8的用户设备。
对于LTE-Advanced系统，在目前的需求分析中，下行链路的带宽可能达到100MHz，如果单播业务要同MBMS业务在一个MBSFN子帧内以频分的方式共存的话，势必需要单播业务也采用扩展循环前缀进行数据传输，这是一种较大的资源浪费。因此如果能够有效地将单播业务和MBMS业务复用在一个LTE-Advanced子帧内，则能够提高系统资源的利用率，本发明基于此提出了相应的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在LTE-Advanced系统里如何实现单播业务和MBMS业务复用系统频带以进行高效的数据传输的方法和设备。本发明的目的在于有效地解决LTE-Advanced系统中一个调度传输MBMS业务的子帧内只采用一种子帧格式可能造成的资源浪费问题。
解决上述技术问题的手段
为了实现这些和/或其它的优点，以及按照本发明的目的，如在此处具体且广泛描述的，本发明具体表现为一种在LTE-Advanced系统里实现单播业务和MBMS业务复用系统频带进行高效的数据传输的方法和设备。
根据本发明，提出了一种LTE-Advanced系统下行链路物理层的处理结构，其特征为，LTE-Advanced系统带宽由一个以上的分量载频(component carrier)上的子带宽聚集而成，LTE-Advanced系统下行链路物理层处理结构由一个以上的LTE系统下行链路物理层处理结构组成，每一个所述LTE系统下行链路物理层处理结构服务于一个所述LTE-Advanced的分量载频。
优选地，所述各个LTE系统下行链路物理层处理结构的IFFT点数由相对应的所述分量载频上子带宽的大小所决定。
优选地，所述各个LTE系统下行链路物理层处理结构的CP长度由相对应的所述子带宽上的子帧结构所决定。
优选地，所述子帧结构为LTE系统中定义的用于单播业务数据传输的子帧结构。
优选地，所述子帧结构为LTE系统中定义的用于MBMS业务数据传输的MBSFN子帧结构。
优选地，所述子帧结构为一种演进MBSFN子帧结构，其中，所有符号采用扩展长度的循环前缀，OFDM符号数与LTE的MBSFN子帧内的OFDM符号数一致，基于小区的参考信令以与LTE扩展CP单播子帧结构中定义的前一个或两个符号上参考信令一致的映射模式映射在前一个或两个符号内相应的资源单元上，所述演进MBSFN子帧中插入的基于MBSFN区域的参考信令，在子帧内的映射模式完全与LTE定义的MBSFN子帧结构相应符号内的基于MBSFN区域的参考信令的映射模式一致，所述演进MBSFN子帧内除去参考信令的其他所有资源单元均用于MBMS业务的传输。
优选地，所述子帧结构为一种演进单播子帧结构，所述演进单播子帧结构与LTE定义的子帧结构完全一致，所述演进单播子帧的先头的所定个数的符号不保留传输控制信息。
优选地，用户设备通过高层信令获得控制信息与下行基础带宽的映射信息，具体步骤包括：基站确定控制信息与下行基础带宽的映射信息，并通过广播信道广播所述控制信息与下行基础带宽的映射信息；基站通过M2接口向所属MCE发送上述控制信息与下行基础带宽的映射信息；MCE对MBMS业务进行调度，决定MBSFN子帧分配信息，并通过M2接口向eNB发送上述MBSFN子帧分配信息；基站通过广播信道向所有用户设备广播MBSFN子帧分配指示信息。
优选地，所述MBSFN子帧分配信息包括，采用LTE的MBSFN子帧结构的子帧及其子带宽，采用演进的MBSFN子帧结构的子帧及其子带宽上。
优选地，所述MBSFN子帧分配指示信息用来指示传输MBMS业务的子帧及其子带宽。
优选地，采用LTE定义的MBSFN子帧结构传输MBMS业务数据的子帧的传输控制信息的符号里可以包含对上行链路的一个或者多个子带宽的资源分配信息以及ACK/NACK信息。
根据本发明的第一方案，提出了一种单播业务和多媒体广播多播业务(MBMS)复用系统，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，所述系统包括：一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统，每一个长期演进系统下行链路物理层处理子系统相应地服务于一个分量载频，单播业务和多媒体广播多播业务分别通过不同的长期演进系统下行链路物理层处理子系统进行频分复用传输。
根据本发明的第二方案，提出了一种单播业务和多媒体广播多播业务复用方法，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，所述方法包括：采用一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统，使每一个长期演进系统下行链路物理层处理子系统相应地服务于一个分量载频，分别通过不同的长期演进系统下行链路物理层处理子系统，对单播业务和多媒体广播多播业务进行频分复用传输。
优选地，所述一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统中的第一部分用于传输单播业务，而所述一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统中剩余的第二部分用于传输多媒体广播多播业务。更优选地，用于传输单播业务的第一部分子系统采用长期演进系统所定义的单播子帧结构，而用于传输多媒体广播多播业务的第二部分子系统采用长期演进系统所定义的多播广播单频网络子帧(MBSFN)结构。或者，可选地，用于传输单播业务的第一部分子系统采用下述演进单播子帧结构：子帧结构与长期演进系统所定义的子帧结构相同，但所有资源单元均用于单播业务的传输，而不保留用于传输控制信息的资源单元。用于传输多媒体广播多播业务的第二部分子系统采用下述演进多播广播单频网络子帧结构：子帧内的所有正交频分复用符号采用扩展循环前缀；在前一个或两个正交频分复用符号中插入基于小区的参考信令；在其他正交频分复用符号中插入基于多播广播单频网络区域的参考信令；子帧内除去参考信令以外的其他所有资源单元均用于多媒体广播多播业务的传输，其中所述基于小区的参考信令和所述基于多播广播单频网络区域的参考信令的插入映射模式与长期演进系统针对多播广播单频网络子帧结构而定义的插入映射模式相同。
优选地，所述一个或多个基础带宽中的每一个具有相同的带宽宽度。或者，可选地，所述一个或多个基础带宽中的至少一个具有与其他基础带宽不同的带宽宽度。更优选地，所述一个或多个基础带宽中的每一个都是从长期演进系统所定义的所有系统带宽中选择的。
优选地，在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，而将其他分量载频上用于传输控制信息的资源单元用于传输单播业务或多媒体广播多播业务。
根据本发明的第三方案，提出了一种单播业务和多媒体广播多播业务复用传输方法，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的多个基础带宽聚集而成，且仅在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，所述方法包括：发送控制信息与下行基础带宽的映射信息、和多播广播单频网络子帧分配信息；针对每一下行基础带宽：根据控制信息与下行基础带宽的映射信息，判断所述下行基础带宽是否传输控制信息；如果所述下行基础带宽不传输控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则采用演进多播广播单频网络子帧结构传输多媒体广播多播业务；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则采用演进单播子帧结构传输单播业务。
优选地，根据本发明第三方案所述的方法还包括：确定传输控制信息的下行基础带宽；对多媒体广播多播业务进行调度，确定多播广播单频网络子帧分配信息；以及对单播业务进行调度。
优选地，根据本发明第三方案所述的方法还包括：如果下行基础带宽传输所述控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则采用长期演进系统所定义的多播广播单频网络子帧结构传输多媒体广播多播业务；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则采用长期演进系统所定义的单播子帧结构传输单播业务。
根据本发明的第四方案，提出了一种复用单播业务和多媒体广播多播业务接收方法，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，且仅在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，所述方法包括：获取控制信息与下行基础带宽的映射信息、和多播广播单频网络子帧分配信息；针对每一下行基础带宽：根据控制信息与下行基础带宽的映射信息，判断所述下行基础带宽是否传输控制信息；如果所述下行基础带宽不传输控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则利用该多播广播单频网络子帧内的单播参考信令进行信道估计，并判断该多播广播单频网络子帧是否包含指向当前用户的多媒体广播多播业务；如果该多播广播单频网络子帧包含指向当前用户的多媒体广播多播业务，则按照演进多播广播单频网络子帧的格式，进行多媒体广播多播业务的接收。
优选地，根据本发明第四方案所述的方法还包括：如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则根据从其他基础带宽内获得的单播业务控制信息，按照演进单播子帧的格式，进行单播业务的接收。
优选地，根据本发明第四方案所述的方法还包括：如果下行基础带宽传输所述控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则从多播广播单频网络子帧内接收单播业务控制信息，并判断该多播广播单频网络子帧是否包含指向当前用户的多媒体广播多播业务；如果该多播广播单频网络子帧包含指向当前用户的多媒体广播多播业务，则按照长期演进系统所定义的多播广播单频网络子帧的格式，进行多媒体广播多播业务的接收；如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则从当前调度子帧内接收单播业务控制信息，并按照长期演进系统所定义的单播子帧的格式，进行单播业务的接收。
由上述发明提供的方案可以看出，本发明通过为每个LTE-Advanced的基础带宽构建一个物理层处理链路，并引入一个新的MBSFN子帧结构，通过调度的方式压缩下行控制信令信息所占资源，从而实现了在一个调度子帧内以频分复用的方式复用单播业务和MBMS业务，该发明能够有效地解决LTE-Advanced系统中一个调度传输MBMS业务的子帧内只采用一种子帧格式可能造成的资源浪费问题，并能够很好地应用于LTE-Advanced系统中MBMS业务与单播业务的混合传输。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1是LTE定义的下行物理层处理结构图；
图2是LTE-Advanced系统基站发射机物理层处理结构图；
图3是LTE-Advanced系统用户设备接收机物理层处理结构图；
图4是LTE-Advanced系统中单播业务与MBMS业务复用结构图；
图5是LTE-Advanced系统中多个MBSFN的业务复用在一个LTE-Advanced子帧上的示意图；
图6是LTE-Advanced系统中MBMS业务与单播业务复用在一个LTE-Advanced子帧上的示意图；
图7是LTE-Advanced系统中上下行带宽不对称可能造成的问题示意图；
图8是提出的演进MBSFN子帧结构示意图；
图9是一种应用演进MBSFN子帧结构解决上下行带宽不对称可能造成的问题的示意图；
图10是一种应用演进单播子帧结构解决上下行带宽不对称可能造成的问题的示意图；
图11是另一种应用演进MBSFN子帧结构解决上下行带宽不对称可能造成的问题的示意图；
图12是LTE-Advanced系统子帧结构示意图；
图13是LTE-Advanced系统发射机工作流程图；
图14是LTE-Advanced系统接收机工作流程图；
图15是LTE中定义的MBSFN子帧结构示意图。
具体实施方式
本发明首选的实施例将在下面结合附图进行描述。在下面的描述过程中，省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
为了清楚详细的阐述本发明的实现步骤，下面给出了本发明的具体实施例，适用于LTE-Advanced蜂窝移动通信系统。需要说明的是，本发明不限于这个应用，而是可适用于其它相关移动通信系统。
图1为LTE系统中定义的下行链路物理层处理结构图。从图中可以看出该物理层处理结构包括如下单元：扰码单元100，对信道编码后的码字进行加绕操作；调制单元101，对经过加绕的码字比特进行符号调制；层映射单元102，将调制后的符号映射到一个或多个层上；预编码单元103，将映射到各层上的符号进行预编码操作；资源映射单元104，将预编码后的复值符号映射到各个天线的资源块上；OFDM符号产生单元105，在各个天线上对映射到各个子载波上的符号做IFFT，为生成的时域符号插入CP并进行数模转换；模拟信号经过上变频通过天线发送。上述物理层处理结构能够在LTE定义的所有系统带宽(1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz以及20MHz)下正常工作。
根据目前3GPP对LTE-Advanced系统需求的相关讨论可知，LTE-Advanced系统下行带宽将可以达到100MHz，并且系统还需要支持在非对称的上下行带宽上正常工作。根据未来数据业务的非对称特性，可以预见LTE-Advanced系统的上行带宽很有可能要小于其下行带宽。LTE-Advanced系统100MHz的下行带宽可以有如下两种构成方式。第一种为分配连续的100MHz的频谱资源用于LTE-Advanced系统的下行链路传输。对于这种方式，可以重用LTE系统的物理层处理结构，在其OFDM符号产生模块中通过一个大点数的IFFT实现频域到时域的转换，例如，LTE在20MHz的带宽下需要2048个点数的IFFT，则LTE-Advanced在100MHz的带宽下可能需要8192个点数的IFFT。同时，该种方式还需要一个能够支持达到100MHz的线性功率放大器。然而根据国际电联(ITU)在2007年世界无线电大会(WRC07)中提出的可用于LTE-Advanced系统的无线频谱划分可知，只有在C-band(3400-4200MHz)才能够获得较大的连续频谱资源。对于可用的其他频谱资源，要想获得连续的100MHz系统带宽相对比较困难。因此，另一种更为可行的方式为分配非连续的100MHz的频谱资源用于LTE-Advanced系统的下行链路传输，即由多个在频域上不连续的较小的子带宽聚集构成系统所需的100MHz的系统带宽。对于这种方式，需为每个子带宽构建一个单独的物理层处理结构，在每一个子带宽上进行IFFT，该IFFT的点数与LTE系统的一致。同样地，为每个子带宽配备一个线性功率放大器，其所支持的最大带宽为LTE定义的20MHz。
目前，LTE-Advanced系统究竟将采用上述哪种方式还没有明确的定论，更多的提案提出需要一种物理结构能够同时很好地支持两种方式。基于此，我们提出如图2和图3所示的LTE-Advanced系统下行链路物理层处理结构。
根据获得的可用LTE-Advanced频谱资源，划分LTE-Advanced系统带宽为多个基础带宽。此处可用LTE-Advanced频谱资源可以是连续的，也可以是非连续的。
图2给出了LTE-Advanced系统中发射机的物理层处理结构。LTE-Advanced的物理层处理结构可由多个并行处理的等效LTE物理层处理结构(其中以椭圆线框圈出一示例)组合而成，每个等效LTE的物理层处理结构对应一个基础带宽。各个等效LTE的物理层处理结构的物理参数由相对应的基础带宽的属性以及相应的调度信息决定，例如其IFFT点数由基础带宽的大小决定，上变频的载频即为该基础带宽所对应的分量载频，为时域符号插入CP的长度由当前调度在该基础带宽上的子帧结构决定。
图3给出了LTE-Advanced系统中的UE的物理层处理结构。根据用户设备的能力，可以确知用户设备能够接收一个或多个基础带宽上的数据。用户设备的物理层处理结构可以由一个或者多个等效LTE物理层处理结构组合构成。每个等效LTE的物理层处理结构对应一个基础带宽。各个等效LTE的物理层处理结构的物理参数由相对应的基础带宽的属性以及相应的调度信息决定，例如其IFFT点数由基础带宽的大小决定，上变频的载频即为该基础带宽所对应的分量载频，为时域符号去除CP的长度由当前调度在该基础带宽上的子帧结构决定。
根据上述LTE-Advanced物理层结构，单播业务和MBMS业务可以灵活地复用在系统频带的各个基础带宽上。如图4所示，假设系统带宽由三个基础带宽(子频带1、子频带2和子频带3)构成，且单播业务子帧采用普通CP(Normal CP)进行数据传输。
在调度子帧m内，不同MBSFN的MBMS数据可以以频分复用的方式映射到不同的基础带宽上，例如MCH1～MCH3(MCHx为MBSFN X的MBMS业务传输信道)分别映射到子频带1～子频带3的物理资源上。为了进一步说明上述复用方式，图5给出了调度子帧m的详细结构说明，R0～R3分别表示天线0～天线3上传输的基于小区的参考信令。MBSFN RS表示基于MBSFN区域的参考信令。在该子帧m内的三个基础带宽上的子帧结构与LTE中定义的MBSFN子帧结构完全一致。
另外，在调度子帧n内，单播业务数据和MBMS数据可以以频分复用的方式映射到不同的基础带宽上。为了进一步说明上述复用方式，图6给出了调度子帧n的详细结构说明。在该子帧n内，在传输MBMS业务数据的基础带宽上(子频带1和子频带3)的子帧结构与LTE中定义的MBSFN子帧结构完全一致，在传输单播业务的基础带宽(子频带2)上的子帧结构采用LTE定义的普通CP(Normal CP)的子帧结构。
在LTE-Advanced系统的需求中提到了需要支持上下行不对称的情况。假设系统下行带宽由3个20MHz的基础带宽构成，而系统上行带宽由2个20MHz的基础带宽构成。根据LTE中对MBSFN子帧的定义，该子帧的前一个或者两个符号以小区单播方式进行传输，其传输内容包括上行资源分配信息(UL grant)、上行ACK/NACK信息以及相应的基于小区(cell-specific)的参考信令。
如果采用简单的上下行基础带宽一一对应的方式来传输控制信息，即在一个下行基础带宽内传输一个对应的上行基础带宽内的相应控制信息，如图7所示，下行子频带2中前几个符号上传输上行子频带A的上行资源分配信息，以及对应上行子频带A上的ACK/NACK信息；下行子频带3中前几个符号上传输上行子频带B的上行资源分配信息，以及对应上行子频带B上的ACK/NACK信息。具体地，用于传输上述上行信息的符号为各个基础带宽中的前一个或前两个符号。具体是前一个还是前两个符号需要由系统调度来确定。
根据LTE的定义，无论是LTE定义的单播子帧还是LTE定义的MBSFN子帧，均保留一个以上的符号用于传输相应的控制信息。因此，在下行子频带1中，也必须保留相应的符号用于传输控制信息。而此时，对于该子频带，不需要传输任何的控制信息，因为，没有上行链路与之相对应。这就造成了一定的资源浪费。
基于上述问题，本发明提出一种用于LTE-Advanced系统的演进MBSFN子帧结构。图8给出了该子帧结构的详细说明。如图8所示，演进MBSFN子帧结构采用扩展CP(Extended CP)，即子帧长度为12个OFDM符号，与LTE的MBSFN子帧一致。基于小区(cell-specific)的参考信令在前一个或两个符号内相应的资源单元(RE)上传输，如图8所示的R0～R3分别表示天线0～天线3上传输的基于小区的参考信令。具体是采用一个还是两个符号，可以根据基站发射天线的数目来决定，例如，如果基站为四根天线，则为两个符号，如果是两根或者一根天线，则为一个符号。该基于小区的参考信令在前一个或两个符号上的映射模式与LTE扩展CP单播子帧结构中定义的前一个或两个符号上参考信令的映射模式一致。在子帧中第三、七和十一个符号内插入基于MBSFN区域(MBSFN area specific)的参考信令，该参考信令在子帧内的映射模式完全与LTE定义的MBSFN子帧结构相应符号内的基于MBSFN区域的参考信令的映射模式一致。除去参考信令的其他所有RE都用于MBMS业务的传输。
基于上述问题，本发明提出另一种用于LTE-Advanced系统的演进单播子帧。该子帧结构与LTE定义的子帧结构完全一致，但该子帧不传输控制信息，即该子帧的前几个符号不保留，子帧内除去参考信令的所有资源单元，都用来传输数据信息。
图9给出了应用上述应用演进MBSFN子帧结构的实例。如图所示，在调度子帧的子频带2和子频带3上，采用LTE定义的MBSFN子帧结构进行数据传输，子频带2上子帧的前两个符号中包含子频带A的相关控制信息，子频带3上子帧的前两个符号中包含子频带B的相关控制信息。在调度子帧的子频带1上，采用演进MBSFN子帧结构进行数据传输，子频带1上的子帧内不传输任何控制信息。通过该实例能够看出，引入演进MBSFN子帧结构，有效地解决了上述不采用该子帧结构可能导致的资源浪费问题。
图10给出了应用上述演进单播子帧的实例。如图所示，在调度子帧的子频带2和子频带3上，采用LTE定义的单播子帧结构进行数据传输，子频带2上子帧的前两个符号中包含子频带A的相关控制信息，子频带3上子帧的前两个符号中包含子频带B的相关控制信息。在调度子帧的子频带1上，采用演进单播子帧结构进行数据传输，子频带1上的子帧内不传输任何控制信息。通过该实例能够看出，引入演进MBSFN子帧结构，有效地解决了上述不采用该子帧结构可能导致的资源浪费问题。
考虑到LTE的MBSFN子帧内的控制信息符号中只存在上行链路的UL grant信息，与LTE的单播子帧内的控制信息相比较，没有下行链路相关的分配信息，因此，在一定的情况下，可能存在LTE的MBSFN子帧内的控制信息符号资源浪费的问题。基于此，提出可以把一个LTE-Advanced调度子帧内的多个LTE的MBSFN子帧结构内的控制信息合并到一个LTE的MBSFN子帧结构内的控制信息符号中进行传输。如图11所示，下行链路子频带3上采用LTE的MBSFN子帧结构，其控制信息符号内包含上行链路子频带A以及子频带B的UL grant以及ACK/NACK信息。而下行链路子频带1以及子频带2则可以采用上述演进MBSFN子帧结构传输数MBMS据信息。图12给出了更清晰的子帧结构图。如图12所示，通过这样的结构，原本子频带1以及子频带2上浪费的控制信息符号可以被充分利用来传输MBMS业务。
基于上述结构，LTE-Advanced用户设备要正确接收相应的数据信息，事先必须知道相应的子帧结构，以及上下行基础带宽之间的映射关系信息。具体地，图13是LTE-Advanced系统发射机工作流程图，结合图13，基站设备的工作流程可描述如下：
步骤S1401：eNB确定传输控制信息的下行基础带宽，并通过M2接口向所属MCE发送上述控制信息与下行基础带宽的映射信息；
步骤S1402：MCE对MBMS业务进行调度，决定MBSFN子帧分配信息，该信息包括哪个子帧的哪个基础带宽上采用LTE的MBSFN子帧结构以及哪个子帧的哪个基础带宽上采用演进MBSFN子帧结构；
步骤S1403：eNB调度单播业务；
步骤S1404：eNB通过高层信令向UE发送控制信息与下行基础带宽的映射信息以及MBSFN子帧分配信息；
步骤S1405：判断下行基础带宽是否传输控制信息；
步骤S1406：如果下行基础带宽传输控制信息，判断当前下行基础带宽在当前调度子帧是否为MBSFN子帧；
步骤S1407：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧为MBSFN子帧，则采用LTE定义的MBSFN子帧结构传输，在该子帧的前几个符号传输单播业务的下行控制信息，在其他符号传输多播业务信息；
步骤S1408：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧不是MBSFN子帧，则采用LTE定义的单播子帧结构传输，在该子帧的前几个符号传输单播业务的下行控制信息，在其他符号传输单播业务信息；
步骤S1409：如果下行基础带宽不传输控制信息，判断当前下行基础带宽在当前调度子帧是否为MBSFN子帧；
步骤S1410：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧为MBSFN子帧，则采用演进MBSFN子帧结构传输，在该子帧的所有符号上传输多播业务信息，在该子帧的前几个符号的相应位置传输单播业务的参考信令；
步骤S1411：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧不是MBSFN子帧，则采用演进单播子帧结构传输，在该子帧所有符号上传输单播业务信息。
具体地，图14是LTE-Advanced系统接收机工作流程图，结合图14，用户设备的工作流程可描述如下：
步骤S1501：UE接收高层信令信息，获取控制信息与下行基础带宽的映射信息以及各个基础带宽上的MBSFN子帧分配信息；
步骤S1502：判断下行基础带宽是否传输控制信息；
步骤S1503：如果下行基础带宽传输控制信息，判断当前下行基础带宽在当前调度子帧是否为MBSFN子帧；
步骤S1504：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧为MBSFN子帧，则采用LTE定义的MBSFN子帧结构接收，检测子帧的前几个符号，获取相应单播业务控制信息；
步骤S1505：UE判断该子帧是否有该用户的MBMS业务；
步骤S1506：如果该子帧有该用户的MBMS业务，则接收其他符号内传输的多播业务信息；
步骤S1507：如果该子帧没有该用户的MBMS业务，则该用户不做其他操作；
步骤S1508：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧不是MBSFN子帧，则采用LTE定义的单播子帧结构接收，检测子帧的前几个符号，获取相应单播业务控制信息；
步骤S1509：根据获取的单播业务控制信息接收其他符号内传输的单播业务信息；
步骤S1510：如果下行基础带宽不传输控制信息，判断当前下行基础带宽在当前调度子帧是否为MBSFN子帧；
步骤S1511：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧是MBSFN子帧，则采用演进MBSFN子帧结构接收，根据前几个符号内的单播参考信令进行信道估计；
步骤S1512：UE判断该子帧是否有该用户的MBMS业务；
步骤S1513：如果该子帧有该用户的MBMS业务，则接收该子帧符号内传输的多播业务信息；
步骤S1514：如果该子帧没有该用户的MBMS业务，则该用户不做其他操作；
步骤S1515：如果当前下行基础带宽在当前调度子帧不是MBSFN子帧，则用户根据从其他基础带宽内获得的控制信息，采用演进单播子帧结构接收相应的单播业务信息。
通过以上提出的LTE-Advanced下行链路物理层处理结构以及演进MBSFN子帧结构、演进单播子帧结构和相应的信令，系统能够在系统的各个基础带宽上灵活的复用MBMS业务和单播业务，充分利用了有限的无线资源，提高系统资源的利用效率。同时该设计简单有效，系统设计的复杂度低，满足了实际系统以及用户设备的需求。
至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (24)

1.一种单播业务和多媒体广播多播业务MBMS复用系统，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，所述系统包括：
一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统，每一个长期演进系统下行链路物理层处理子系统相应地服务于一个分量载频，
单播业务和多媒体广播多播业务分别通过不同的长期演进系统下行链路物理层处理子系统进行频分复用传输。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统中的第一部分用于传输单播业务，而
所述一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统中剩余的第二部分用于传输多媒体广播多播业务。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
用于传输单播业务的第一部分子系统采用长期演进系统所定义的单播子帧结构，而
用于传输多媒体广播多播业务的第二部分子系统采用长期演进系统所定义的多播广播单频网络MBSFN子帧结构。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
用于传输单播业务的第一部分子系统采用下述演进单播子帧结构：
子帧结构与长期演进系统所定义的子帧结构相同，但所有资源单元均用于单播业务的传输，而不保留用于传输控制信息的资源单元。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
用于传输多媒体广播多播业务的第二部分子系统采用下述演进多播广播单频网络子帧结构：
子帧内的所有正交频分复用符号采用扩展循环前缀；
在前一个或两个正交频分复用符号中插入基于小区的参考信令；
在其他正交频分复用符号中插入基于多播广播单频网络区域的参考信令；
子帧内除去参考信令以外的其他所有资源单元均用于多媒体广播多播业务的传输，
其中所述基于小区的参考信令和所述基于多播广播单频网络区域的参考信令的插入映射模式与长期演进系统针对多播广播单频网络子帧结构而定义的插入映射模式相同。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述一个或多个基础带宽中的每一个具有相同的带宽宽度。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述一个或多个基础带宽中的至少一个具有与其他基础带宽不同的带宽宽度。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于：
所述一个或多个基础带宽中的每一个都是从长期演进系统所定义的所有系统带宽中选择的。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，而将其他分量载频上用于传输控制信息的资源单元用于传输单播业务或多媒体广播多播业务。
10.一种单播业务和多媒体广播多播业务复用方法，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，所述方法包括：
采用一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统，使每一个长期演进系统下行链路物理层处理子系统相应地服务于一个分量载频，
分别通过不同的长期演进系统下行链路物理层处理子系统，对单播业务和多媒体广播多播业务进行频分复用传输。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
将所述一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统中的第一部分用于传输单播业务，而
将所述一个或多个长期演进系统下行链路物理层处理子系统中剩余的第二部分用于传输多媒体广播多播业务。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：
在用于传输单播业务的第一部分子系统中，采用长期演进系统所定义的单播子帧结构，而
在用于传输多媒体广播多播业务的第二部分子系统中，采用长期演进系统所定义的多播广播单频网络子帧结构。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：
在用于传输单播业务的第一部分子系统中，采用下述演进单播子帧结构：
子帧结构与长期演进系统所定义的子帧结构相同，但所有资源单元均用于单播业务的传输，而不保留用于传输控制信息的资源单元。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：
在用于传输多媒体广播多播业务的第二部分子系统，采用下述演进多播广播单频网络子帧结构：
子帧内的所有正交频分复用符号采用扩展循环前缀；
在前一个或两个正交频分复用符号中插入基于小区的参考信令；
在其他正交频分复用符号中插入基于多播广播单频网络区域的参考信令；
子帧内除去参考信令以外的其他所有资源单元均用于多媒体广播多播业务的传输，
其中所述基于小区的参考信令和所述基于多播广播单频网络区域的参考信令的插入映射模式与长期演进系统针对多播广播单频网络子帧结构而定义的插入映射模式相同。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述一个或多个基础带宽中的每一个具有相同的带宽宽度。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述一个或多个基础带宽中的至少一个具有与其他基础带宽不同的带宽宽度。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于：
所述一个或多个基础带宽中的每一个都是从长期演进系统所定义的所有系统带宽中选择的。
18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，而将其他分量载频上用于传输控制信息的资源单元用于传输单播业务或多媒体广播多播业务。
19.一种单播业务和多媒体广播多播业务复用传输方法，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，且仅在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，所述方法包括：
发送控制信息与下行基础带宽的映射信息、和多播广播单频网络子帧分配信息；
针对每一下行基础带宽：
根据所述控制信息与下行基础带宽的映射信息，判断所述下行基础带宽是否传输控制信息；
如果所述下行基础带宽不传输控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则采用演进多播广播单频网络子帧结构传输多媒体广播多播业务；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则采用演进单播子帧结构传输单播业务。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于还包括：
确定传输所述控制信息的下行基础带宽；
对多媒体广播多播业务进行调度，确定多播广播单频网络子帧分配信息；以及
对单播业务进行调度。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于还包括：
如果下行基础带宽传输所述控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则采用长期演进系统所定义的多播广播单频网络子帧结构传输多媒体广播多播业务；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则采用长期演进系统所定义的单播子帧结构传输单播业务。
22.一种复用单播业务和多媒体广播多播业务接收方法，其中预定的系统总带宽由一个或多个分量载频上的基础带宽聚集而成，且仅在所述一个或多个分量载频中的至少一部分上传输控制信息，所述方法包括：
获取控制信息与下行基础带宽的映射信息、和多播广播单频网络子帧分配信息；
针对每一下行基础带宽：
根据所述控制信息与下行基础带宽的映射信息，判断所述下行基础带宽是否传输所述控制信息；
如果所述下行基础带宽不传输所述控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则利用该多播广播单频网络子帧内的单播参考信令进行信道估计，并判断该多播广播单频网络子帧是否包含指向当前用户的多媒体广播多播业务；
如果该多播广播单频网络子帧包含指向当前用户的多媒体广播多播业务，则按照演进多播广播单频网络子帧的格式，进行多媒体广播多播业务的接收。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于还包括：
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则根据从其他基础带宽内获得的单播业务控制信息，按照演进单播子帧的格式，进行单播业务的接收。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于还包括：
如果下行基础带宽传输所述控制信息，则根据多播广播单频网络子帧分配信息，判断所述下行基础带宽上的当前调度子帧是否为多播广播单频网络子帧；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧为多播广播单频网络子帧，则从多播广播单频网络子帧内接收单播业务控制信息，并判断该多播广播单频网络子帧是否包含指向当前用户的多媒体广播多播业务；
如果该多播广播单频网络子帧包含指向当前用户的多媒体广播多播业务，则按照长期演进系统所定义的多播广播单频网络子帧的格式，进行多媒体广播多播业务的接收；
如果所述下行基础带宽上的当前调度子帧不是多播广播单频网络子帧，则从当前调度子帧内接收单播业务控制信息，并按照长期演进系统所定义的单播子帧的格式，进行单播业务的接收。
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