CN102905270B - 频分双工系统的通信方法、装置和基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种频分双工系统的通信方法、装置和基站，该通信方法包括：将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据。本发明将某一频段与多个逆向传输的频段组成多个对称频段组，分配给多个独立的小区，能有效解决系统中存在非对称频段时利用FDD系统的问题。同时，该技术方案无需配置TDD技术和CA技术，因而网络投资成本小、也没有对移动终端提出额外的功能要求。

Description

频分双工系统的通信方法、装置和基站

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术，尤其涉及一种频分双工系统的通信方法、装置和基站。

背景技术

3G系统的长期演进（Long Term Evolution，简称LTE）系统中同时定义了频分双工（Frequency Division Duplexing，简称FDD）和时分双工（TimeDivision Duplexing，简称TDD）这两种双工方式，当采用不同双工方式时，分别称为FDD LTE系统和TDD LTE系统。

如图1所示，在FDD LTE系统中，需配置相同带宽的成对频段，其中一个频段用于上行数据传输，另一个频段用于下行数据传输。在LTEFDD系统中，一个基站可以支持多个频段，例如图1中，一个基站可以同时支持FDD频段A和FDD频段B。由FDD频段A的上、下行频段组成一个独立小区，由FDD频段B的上、下行频段组成一个独立小区。两个小区相互独立，分别服务各自的移动终端。而在TDD LTE系统中，需配置一段连续的非对称频段，在全部频段上，部分时间用于上行数据传输，剩余时间用于下行数据传输。

现有的LTE系统中，FDD方式要求频段必须是对称的，无法利用非对称的频段。如果一个运营商在一个对称的频段上部署了LTE FDD系统，而网络中还有一个非对称频段，则现有的解决方案有两种：该运营商在非对称频段上部署TD-LTE系统；或者，该运营商将非对称频段用于单独的下行，与对称的频段组成两个下行和一个上行的载波聚合系统。LTE的演进（LTE-Advanced）系统的载波聚合（Carrier Aggregation，简称CA）技术是将多个相对窄带的载波聚合成一个更宽的频谱，为同一个移动终端服务，从而为该移动终端的用户提供更高的峰值速率和吞吐量。如图1所示，载波聚合技术可以将频段A的上、下行作为一对成员载波，可以将频段B的上、下行作为一对成员载波，共同为一个移动终端服务。也可以将频段A的上、下行作为一对成员载波，将频段B的下行作为成员载波，共同为一个移动终端服务。如果要应用载波聚合技术，需要移动终端支持载波聚合技术，也就是需要支持载波聚合能力的终端。如图2所示，两个下行频段包括一个主成员载波（PCC）和一个辅成员载波（SCC）。

然而，这两种方案均有一定缺陷。即，方案一运营商需要同时部署LTE FDD系统和TD-LTE系统的网络，付出双倍的投资。方案二，需要支持载波聚合功能的LTE移动终端，所以对终端提出了限制要求。

因此，现在技术提出了以较低成本和要求充分利用网络中的非对称频段资源的需求。

发明内容

本发明提供一种频分双工系统的通信方法、装置和基站，在较低成本的网络投资和软硬件要求的情况下，充分利用网络中的非对称频段资源。

本发明第一方面提供了一种频分双工系统的通信方法，包括：

将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；

在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据。

本发明第二方面提供了一种频分双工系统的通信装置，包括：

小区划分模块，用于将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；

调度传输模块，用于在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据。

本发明第三方面提供了一种基站，包括本发明所提供的频分双工系统的通信装置。

本发明实施例所提供的频分双工系统的通信方法、装置和基站，将某一频段与多个逆向传输的频段组成多个对称频段组，分配给多个独立的小区，各小区的对称频段组共用一个频段，且该共用频段与各对称频段组内的另一频段双工间隔不同，能有效解决系统中存在非对称频段时利用FDD技术的问题。同时，该技术方案无需配置TDD技术和CA技术，因而网络投资成本小、也没有对移动终端提出额外的功能要求。

附图说明

图1为现有技术中采用载波聚合技术的频段分布示意图一；

图2为现有技术中采用载波聚合技术的频段分布示意图二；

图3为本发明实施例一提供的频分双工系统的通信方法的流程图；

图4为本发明实施例所适用的频段分布示意图；

图5为本发明实施例二提供的频分双工系统的通信方法的流程图；

图6为本发明实施例三提供的频分双工系统的通信装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图3为本发明实施例一提供的频分双工系统的通信方法的流程图，本实施例的通信方法应用于LTE FDD系统，且适用于系统中存在非对称频段的情况。LTE FDD系统中的频段可以按照需求划分为一个或多个对称频段组，基于FDD方式进行数据传输。当系统中还剩余一个频段无法与其他频段构成对称频段组时，即成为非对称频段。如图4所示，FDD上行频段A和FDD下行频段B构成对称频段组，FDD下行频段C为非对称频段。本实施例针对这种情况提出了解决方案，具体由网络侧的基站完成该通信方法，具体步骤如下：

步骤310、基站将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；

参照图4给出的实例，以两个第二频段为例进行说明。FDD上行频段A为第一频段，FDD下行频段B和FDD下行频段C为第二频段。当然，第一频段为下行频段，第二频段为上行频段也可以实现，将在后续进行说明。进行频段划分的操作可以由系统进行预先完成，基站中保留有此频段划分方案及与小区的对应关系。

步骤320、在每个小区中，基站按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据。

由于第一频段分别给多个小区，所以需要按照设定调度策略将第一频段以资源块为单位来划分，并分配给不同的小区。设定调度策略可以为预设的静态策略，例如，每个小区所分得的资源块位置不变。或者也可以是按照负载需求变化的调度策略，例如，按照小区当前的负载情况决定为该小区分配资源块的多少。基站分配资源块之后，记录资源块的位置，并通过记录的位置识别在该资源块上传输的数据归属于哪个小区。

当第一频段为下行频段，第二频段为上行频段时，基站可直接获知资源块与小区的对应关系，在操作中并无障碍。而当第一频段为上行频段，第二频段为下行频段时，基站需将资源块与小区的对应关系通知给移动终端，则在上述实施例的基础上，在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据具体包括：

步骤321、基站按照设定调度策略将所述上行频段中的资源块分配给所述至少两个小区；

步骤322、基站通过每个小区的下行频段，将上行频段中分配给本小区的资源块的位置信息发送给移动终端；

步骤323、当基站从上行频段中接收到移动终端传输的数据时，根据数据所在资源块的位置信息，按照所述设定调度策略识别所述资源块归属的小区。

本发明实施例所提供的技术方案，通过共享的形式，将某一频段与多个逆向传输的频段组成多个对称频段组，分配给多个独立的小区，各小区分别独立的工作。多个对称频段组共用一个频段，且该共用频段与各对称频段组内的另一频段之间的双工间隔不同。上述技术方案能有效解决系统中存在非对称频段时利用FDD技术的问题。同时，该技术方案无需配置TDD技术和CA技术，因而网络投资成本小、也没有对移动终端提出额外的功能要求。

在前述实施例的基础上，优选资源块为物理资源块。物理资源块是传输数据的最小单位，本实施例以物理资源块为单位向不同小区分配同一频段内的传输资源。

在上述方案的基础上，通过每个小区的下行频段，将上行频段中分配给本小区的资源块的位置信息发送给移动终端可具体包括如下几种情形：

在每个小区的下行频段的广播信息中，将上行频段中分配给本小区的上行随机接入信道的资源块的位置信息发送给移动终端；

在每个小区的下行频段的物理下行控制信道中，将上行频段中分配给本小区的上行控制信道的资源块的位置信息发送给移动终端；

在每个小区的下行频段的下行控制信令中，将上行频段中分配给本小区的上行数据信道的资源块的位置信息发送给移动终端。

当共用上行频段时，涉及到分配给移动终端的资源通常为上行随机接入信道（Random Access Channel，简称RACH）、物理上行控制信道（PhysicalUplink Control Channel，简称PUCCH）和物理上行共享信道（Physical UplinkShared Channel，简称PUSCH），在不同阶段，均可以通过下行频段的信道来通知移动终端。如，广播信息可通过物理广播信道（Physical BroadcastChannel，简称PBCH）下发，下行控制信令可通过物理下行控制信道（PhysicalDownlink Control Channel，简称PDCCH）通知移动终端。上述技术方案，在移动终端接入网络的不同阶段中，以不同的消息向移动终端通知所分配的上行资源块的位置信息。这沿用了已有技术中移动终端获知其上行资源的方式，所以，移动终端侧的操作模式无需改变。基站利用其他频率载波信道同步的机制，可以通过通知资源块位置的方式来协调各小区移动终端共用上行频段资源。由于基站预先记录了分配给不同小区的资源块位置，所以可通过上行频段中的资源块位置来区分其所归属的小区，从而避免上行碰撞现象发生，达到在LTE FDD系统中利用非对称频段的目的。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的频分双工系统的通信方法的流程图，该方法为一具体实施例，参照图4所示，将三个频段分配给两个独立工作的小区，并为各小区分配上行频段的物理资源块，该方法包括如下步骤：

步骤501、基站通过PBCH的广播信息携带上行随机接入信道的物理资源块位置，广播发送给各移动终端；

步骤502、基站在上行随机接入信道接收移动终端的接入请求；

移动终端通过正常的接入流程，搜索到下行频段的同步信息，同步并接收广播信道承载的广播信息，从广播信息中获知上行随机接入信道的物理资源块位置，在相应的物理资源块位置上发送随机接入请求。基站接收移动台的接入请求并通过资源块位置识别所归属的小区，进行记录。

步骤503、基站通过PDCCH告知PUCCH的物理资源块位置；

基站通过冲突避免机制划分两个小区PUCCH的物理资源块位置，避免出现冲突。基站识别某移动终端属于哪个小区，并在移动终端接入后通过PDCCH通知移动终端其所属小区的PUCCH物理资源块位置。

步骤504、基站通过PDCCH的下行控制信令告知PUSCH的物理资源块位置。

基站划分两个小区PUSCH的物理资源块位置，避免出现冲突。基站识别某移动终端属于哪个小区，并在移动终端接入后通过下行控制信令通知移动终端其PUSCH的物理资源块位置。

本实施例中，通过基站的小区识别和冲突避免机制协调两个小区共用一个上行频段，避免冲突。该方法使得两个共用上行频段的小区可以分别正常通信，使得通过这种方法达到利用非对称频段的目的。

本发明实施例所提供的技术方案，不仅在FDD系统配置下充分利用了频段资源，而且也更适应于现有网络业务的数据流量特点，能够有效提高网络容量。LTE网络主要用于高速数据业务，与语音业务不同，数据业务的下行流量远大于上行流量，上下行数据流量不对称是数据业务的一大特点。本发明实施例的技术方案可适应这种数据业务上下行不对称的特性，当共用上行频段时能提高上行频段的利用率。同时，对于上行资源的分配也有较高的灵活性。当两个小区共用一个上行频段时，在瞬时调度中，会根据小区负载对上行资源进行分配，不会出现某一个小区空闲、另一个小区资源不足的情况。因而也提高了调度灵活性，增加了频谱的利用效率。

实施例三

图6为本发明实施例三提供的频分双工系统的通信装置的结构示意图，该通信装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，集成于基站或类似网元中。该通信装置包括：小区划分模块610和调度传输模块620。其中，小区划分模块610用于将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；调度传输模块620用于在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据。

在上述通信装置中，当所述第一频段为上行频段，所述第二频段为下行频段时，则调度传输模块620具体包括：资源分配单元621、位置发送单元622和小区识别单元623。其中，资源分配单元621，用于按照设定调度策略将所述上行频段中的资源块分配给所述至少两个小区；位置发送单元622，用于通过每个小区的下行频段，将上行频段中分配给本小区的资源块的位置信息发送给移动终端；小区识别单元623用于当从上行频段中接收到移动终端传输的数据时，根据数据所在资源块的位置信息，按照所述设定调度策略识别所述资源块归属的小区。

具体地，位置发送单元622用于将资源块的位置信息通知给移动终端，其可具体包括：接入信道通知子单元622a、控制信道通知子单元622b和传输信道通知子单元622c。其中，接入信道通知子单元622a，用于在每个小区的下行频段的广播信息中，将上行频段中分配给本小区的上行随机接入信道的资源块的位置信息发送给移动终端；控制信道通知子单元622b，用于在每个小区的下行频段的物理下行控制信道中，将上行频段中分配给本小区的上行控制信道的资源块的位置信息发送给移动终端；传输信道通知子单元622c，用于在每个小区的下行频段的下行控制信令中，将上行频段中分配给本小区的上行数据信道的资源块的位置信息发送给移动终端。

上述方案中，分配给不同小区的频段资源块优选为物理资源块。移动终端可沿用已有技术获知物理资源块位置并使用上行频段，无需进行移动终端的改进。

本发明实施例还可提供一种基站，包括本发明任意实施例所提供的频分双工系统的通信装置。

本发明实施例提供的频分双工系统的通信装置可用于执行本发明实施例所提供的频分双工系统的通信方法，具备相应的功能模块。采用本发明实施例的技术方案，当运营商同时获得对称频段和非对称频段时，可以不用部署两套LTE系统，可以不采用支持载波聚合的移动终端。载波聚合技术要求移动终端同时支持多个频段，对移动终端的射频指标也带来了更严格的要求和挑战。相对于载波聚合方式，该方案不需要使用载波聚合移动终端。本发明中使用的移动终端与现有技术保持一致，不需要升级新增功能，并且技术成熟。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种频分双工系统的通信方法，其特征在于，包括：

将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；

在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据；

所述第一频段为上行频段，所述第二频段为下行频段，则在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据包括：

按照设定调度策略将所述上行频段中的资源块分配给所述至少两个小区；

通过每个小区的下行频段，将上行频段中分配给本小区的资源块的位置信息发送给移动终端；

当从上行频段中接收到移动终端传输的数据时，根据数据所在资源块的位置信息，按照所述设定调度策略识别所述资源块归属的小区。

2.根据权利要求1所述的频分双工系统的通信方法，其特征在于，通过每个小区的下行频段，将上行频段中分配给本小区的资源块的位置信息发送给移动终端包括：

在每个小区的下行频段的广播信息中，将上行频段中分配给本小区的上行随机接入信道的资源块的位置信息发送给移动终端；

在每个小区的下行频段的物理下行控制信道中，将上行频段中分配给本小区的物理上行控制信道的资源块的位置信息发送给移动终端；

在每个小区的下行频段的下行控制信令中，将上行频段中分配给本小区的物理上行共享信道的资源块的位置信息发送给移动终端。

3.根据权利要求1或2所述的频分双工系统的通信方法，其特征在于：所述资源块为物理资源块。

4.一种频分双工系统的通信装置，其特征在于，包括：

小区划分模块，用于将第一频段分别与至少两个第二频段组成至少两个对称频段组，并分配给至少两个小区，其中，所述第一频段和第二频段的传输方向相反，所述第一频段和第二频段的带宽相等；

调度传输模块，用于在每个小区中，按照设定调度策略采用所述第一频段中的资源块传输数据；

所述第一频段为上行频段，所述第二频段为下行频段，则调度传输模块包括：

资源分配单元，用于按照设定调度策略将所述上行频段中的资源块分配给所述至少两个小区；

位置发送单元，用于通过每个小区的下行频段，将上行频段中分配给本小区的资源块的位置信息发送给移动终端；

小区识别单元，用于当从上行频段中接收到移动终端传输的数据时，根据数据所在资源块的位置信息，按照所述设定调度策略识别所述资源块归属的小区。

5.根据权利要求4所述的频分双工系统的通信装置，其特征在于，所述位置发送单元包括：

接入信道通知子单元，用于在每个小区的下行频段的广播信息中，将上行频段中分配给本小区的上行随机接入信道的资源块的位置信息发送给移动终端；

控制信道通知子单元，用于在每个小区的下行频段的物理下行控制信道中，将上行频段中分配给本小区的物理上行控制信道的资源块的位置信息发送给移动终端；

传输信道通知子单元，用于在每个小区的下行频段的下行控制信令中，将上行频段中分配给本小区的物理上行共享信道的资源块的位置信息发送给移动终端。

6.根据权利要求4或5所述的频分双工系统的通信装置，其特征在于：所述资源块为物理资源块。

7.一种基站，其特征在于，包括权利要求4-6任一所述的频分双工系统的通信装置。