[发明专利]无线通信系统中的TDD操作

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请No.61/019,571的优先权，该临时专利申请的名称是“FRAME STRUCTURE OPERATION IN COMMUNICATIONSYSTEMS”，提交于2008年1月7日，将其全部内容包含于此以作为参考。

技术领域

以下描述一般涉及无线通信系统，尤其涉及有助于进行有效通信的帧结构协议。

背景技术

无线通信系统被广泛使用以提供各种类型的通信内容，如语音、数据等。这些系统可以是能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽和发射功率)来支持与多个用户的通信的多址系统。这些多址系统的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、包括E-UTRA的3GPP长期演进(LTE)系统以及正交频分多址(OFDMA)系统。

正交频分复用(OFDM)通信系统有效地将整个系统带宽划分为多个(N_F个)子载波，子载波也可以称为频率子信道、音调或频段等。对于OFDM系统而言，要传输的数据(即，信息比特)首先以特定编码方案被编码以生成编码比特，编码比特被进一步分组为多比特符号，然后多比特符号被映射到调制符号。每个调制符号对应于由用于数据传输的特定调制方案(例如，M-PSK或M-QAM)定义的信号星座图中的点。在可能取决于每个频率子载波的带宽的每个时间间隔处，调制符号可以在N_F个频率子载波中的每一个上进行发送。因此，OFDM可以用于减少由频率选择性衰落而引起的符号间干扰(ISI)，其中频率选择性衰落由系统带宽上的不同的衰减量来表征。

一般来说，无线多址通信系统能够同时支持多个无线终端的通信，多个无线终端通过前向和反向链路上的传输与一个或多个基站进行通信。前向链路(或下行链路)是指从基站到终端的通信链路，反向链路(或上行链路)是指从终端到基站的通信链路。可以通过单入单出、多入单出或多入多出(MIMO)系统来建立这种通信链路。

MIMO系统使用多(NT)个发射天线和多(NR)个接收天线用于数据传输。由NT个发射天线和NR个接收天线形成的MIMO信道可以分解为NS个独立信道，也被称为空间信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。一般来说，NS个独立信道中的每一个都对应着一个维度。如果利用了由多个发射天线和接收天线创建的额外维度，则MIMO系统能够提供改善的性能(例如，更高的吞吐量和/或更高的可靠性)。MIMO系统还支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)系统。在TDD系统中，前向和反向链路传输是在相同的频率区域，因此互易原理允许根据反向链路信道来估计前向链路信道。这使得当在接入点处有多个天线可用时，接入点能够提取前向链路上的发射波束成形增益。

无线系统中的一种普遍应用是在基站和无线设备之间进行上行链路和下行链路通信。在这些情形中，当一个组件发射而另一个接收时，希望信号之间没有重叠。换句话说，当一个组件应当接收而另一个组件应当发射时，这些组件不应当在下行链路或上行链路中同时传输。现有协议系统会导致这样的重叠，这是随着通信技术发展所不希望的。

发明内容

下述提供简要的发明内容，以提供对所要求保护主题的一些方面的基本理解。该发明内容不是详尽的总体概括，也不用于标识关键/重要元素或描绘所要求保护主题的范围。其唯一目的是以简化的形式提供一些概念，作为稍后描述的具体实施方式的序言。

本发明公开了利用帧结构协议增强的系统和方法，用于优化无线通信系统中的上行链路和下行链路信道的使用。在一个例子中，这样的协议增强可以与长期演进(LTE)系统一起使用，长期演进(LTE)系统以一种有效的方式与现有的时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统保持兼容。在无线帧结构的传输间隔内提供保护时间段，以有助于下行链路和上行链路信道之间的有效切换。保护时间段用于阻止或减轻发射和接收无线设备之间的重叠(例如，阻止两个通信组件同时发射)。该时间段可以被自动配置或由用户手动配置，以允许有效部署给定无线小区，同时减轻下行链路和上行链路间隔之间的切换期间的传输时间段重叠。在一个例子中，保护时间段可以分配给传输间隔的下行链路部分，间隔的上行链路部分和额外的保护时间段可以插入到各自的上行链路和下行链路部分之间。此外，可以指定和配置最优的上行链路和下行链路之比，以提高无线通信的效率。