[发明专利]用于蜂窝电信系统的帧结构

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝电信系统的帧结构，特别针对时分系统。

背景技术

蜂窝移动系统通常根据一个单独的基站在蜂窝范围内传输及收到的移动工作站的信号的能力设计蜂窝的规模，换句话说，一个蜂窝具有单一的信号源可以转发及接收到网络其他地方。蜂窝的大小受到许多物理参数的限制，举例来说，如可用电源，移动工作站的密度等，但是对于时分系统，决定蜂窝大小的一个重要参数就是传输信号到达移动工作站的时延和控制基站收到信号并所作出反应的时延。因为如果时延过大，举例来说，上行链路的时隙将会与下行链路的时隙重叠，从而产生干扰。

通用移动地面系统(UMTS)通用地面无线电接入网络(UTRAN)的技术规范规定了两种类型的空中界面，称为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。时分双工进一步分为芯片速率运行的两个波段，一个为3.84Mcps(百万芯片每秒)和另一个1.28Mcps。因为上述时延问题产生的干扰，所以有必要在连续时隙之间规定保护时段，这样就使得时分双工的蜂窝规模受到严重的限制。这样，对于波段为3.84Mcps的宽带时分双工，蜂窝的规模或其半径最大为3.75公里，而对于波段为1.28Mcps的窄带时分双工，其蜂窝规模或半径最大为3×3.75公里。

3GPP TS 25.221规定位于用户设备(移动)和B节点(基站)之间的物理信道为一系列各为十毫秒长的无线电帧，各无线电帧被分为15个时隙，每个时隙的长度为2560×Tc的芯片周期。

3GPP TS 25.224规定了同步程序及时间提前程序。在蜂窝搜寻过程中，一个UE通过蜂窝内的帧定时决定一个蜂窝的帧同步。于是UE可以使其自身与帧定时同步，并报告给B节点，已经实现了同步(4.4节)。在蜂窝内使用时，UE的传输可能会根据时间提前而作出调整(4.3节)。

尽管注意了同步及再定时程序，连续时隙间的保护时段仍严重限制了蜂窝的规模，使用UTRAN的TDD使得蜂窝的面积必须要小，这已经成为电信市场上采用TDD的一个重要阻碍因素。

发明内容

此发明的目的旨在提供方法及装置，扩大UTRAN中TDD模式下的最大蜂窝规模，同时又符合现行标准。

本发明适用于所有类型的蜂窝电信系统，根据现行规范，一个具有与之相应的蜂窝的主站包括UMTS的B节点和GSM的基站(BS)，而子站则指UMTS中的UE和GSM系统中移动站。

本发明认识到，尽管以前在每个时隙结尾处将保护时段等分成常量，但是在时隙之间对保护时段进行不相等的划分可以提供一种将蜂窝扩大到最大规模的装置。

本发明认识到，尽管现行标准表明在TDD系统中每一时隙结尾处具有一等长的保护时段，但是在主站可能可以“借用”一些或全部在上行时隙与跟随它的下行时隙之间的保护时段，并将其添加到前一个下行时隙与后一个上行时隙之间的保护时段。通过这一方式，可以用大量的时间段在B节点与用户设备之间传播信号。通过这一方法，蜂窝的规模可被扩大，最大至以前蜂窝规模的两倍。而且，由于在单个帧中的时隙的保护时段总长不变，此方法应该是符合规定标准的。

本发明的一个突出优点是，它可以在B节点或一个控制节点实施，以改变B节点内的时隙结构的保护时段。而蜂窝范围内的UE并没有改变，因为他们只需要跟随由节点B接收到的信号。

为此，在3GGP TS 25.225第5.2.8节中规定的定时偏差信号位于下行时隙的开始，使UE的时间在每一下行时隙的开始便得以调整，因而在传输跟随的上行时隙在没有误差。

因此，本发明一方面提供了一个蜂窝通信时分系统，其中，蜂窝的主站提供了限定的帧结构，其中每个帧包含多个时隙，每一时隙结尾处有一个保护时段，主站有在每一时隙内传输数据突发的装置，以及向蜂窝范围内子站传输定时偏差信号的装置，每一在主站的蜂窝范围内的子站都有将其定时调整到所接收的定时偏差信号的装置，用于调整上行传输突发的定时，所述系统的特征在于：

在主站，被一个邻近的上行时隙跟随的下行时隙的保护时段比被一个邻近的下行时隙跟随的上行时隙的保护时段要长，由此蜂窝的规模得以扩大。

另一方面，本发明提供了用于蜂窝通信时分系统的设备，包括：蜂窝的主站，包括提供限定帧结构的装置，其中每一帧包含多个时隙，每一时隙在其结尾处有一个保护时段，主站有在每一时隙内传输数据突发的装置，以及向蜂窝范围内子站传输定时偏差信号的装置，

在主站的蜂窝范围内的至少一个子站有将其定时调整到所接收的定时偏差信号的装置，用于调整上行传输突发的定时，所述设备的特征在于：