基于帧结构的通信方法、装置和帧结构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于帧结构的通信方法、装置和帧结构，该基于帧结构的通信方法，所述帧结构包括控制信道频带、锚定子带和数据传输频带，所述方法包括：检测同步信号块，根据检测到的所述同步信号块进行下行同步处理，确定锚定子带时频资源；根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，根据所述随机接入配置信息进行随机接入过程，完成上行同步；获取控制信道频带中的控制信息，并根据所述控制信息在数据传输频带中与所述基站进行数据通信。本发明专利技术中，通过基于帧结构的通信方法，实现了在获得传统时分双工和频分双工的优点的同时，能够极大地增加调度的灵活性，并且提高了对频谱的利用率。

Communication method, device and frame structure based on frame structure

The invention discloses a communication method, device and frame structure based on frame structure. The frame structure includes control channel frequency band, anchor subband and data transmission frequency band. The method includes: detecting synchronization signal block, downlink synchronization processing according to the detected synchronization signal block, and determining anchor subband time-frequency resources according to the said detection; The anchor subband time-frequency resource obtains the random access configuration information, carries on the random access process according to the random access configuration information, completes the upstream synchronization, obtains the control information in the control channel frequency band, and carries on the data communication with the base station in the data transmission frequency band according to the control information. In the present invention, the advantages of traditional time division duplex and frequency division duplex can be obtained by the communication method based on frame structure, and the scheduling flexibility can be greatly increased, and the utilization of spectrum can be improved.

【技术实现步骤摘要】
基于帧结构的通信方法、装置和帧结构
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种基于帧结构的通信方法、装置和帧结构。
技术介绍
随着信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT，internetofthings)的增长需求，给未来移动通信技术带来前所未有的挑战。如根据国际电信联盟ITU的报告ITU-RM.可以预计到2020年，移动业务量增长相对4G时代将增长近1000倍，用户设备连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术研究(5G)，面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-RM.中已经在讨论未来5G的框架和整体目标，其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标做了详细说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-RM.提供了针对5G的技术趋势相关的信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。无线通信中的双工方式是指上行与下行双向数据通信的处理方式，是无线通信空中接口(Air-interface)设计的重要基础，5G的研发中也不会例外。当前，频分双工(FrequencyDivisionDuplex，FDD)与时分双工(TimeDivisionDuplex，TDD)是两种主要的双工方式，并且被广泛地应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，例如第三代移动通信合作伙伴项目(3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)制定的EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)协议对应的长期演进(LongTermEvolution，LTE)系统、IEEE802.11a/g无线局域网(WirelessLocalArea,WLAN)等。FDD模式中，上行与下行使用满足一定双工间隔(duplexspacing)的成对频率资源进行通信，而TDD模式中，上行与下行共享相同的频率资源，通过不同的时间资源来划分上行通信与下行通信。双工方式的不同会导致帧结构等空口物理层设计的不同。以LTE为例，LTE中规定了适用于FDD模式与TDD模式的两种帧结构。如图1所示FDD的帧结构中，一个10ms的无线帧由10个时长为1ms的子帧组成，而每个子帧由两个时长为0.5ms的时隙组成。上行通信与下行通信在不同的频率资源上进行。如图2所示的TDD模式所采用的帧结构，与FDD模式帧结构类似，一个10ms的无线帧由时长为1ms的十个子帧组成，不同的是，TDD模式中上行通信与下行通信共用相同的频率资源，通过时间资源区分。例如图2中的配置，子帧0、5用于下行通信，子帧2、3、4、7、8、9用于上行通信。为确保下行通信不会影响到上行通信，TDD模式的帧结构引入了特殊子帧，即图2中的子帧1与子帧6。特殊子帧由下行导频时隙(DownlinkPilotTimeSlot，DwPTS)、保护间隔(GuardPeriod，GP)与上行导频时隙(UplinkPilotTimeSlot，UpPTS)三个域组成。TDD模式的帧结构中，子帧1、5与DwPTS总用于下行传输，而UpPTS与其后的子帧总用于上行传输，GP为下行通信与上行通信间的保护间隔，以确保上行数据通信不会受到下行通信的影响。LTE中的TDD模式可以灵活配置，以支持上下行数据通信不对称的业务。表1所示为LTE中TDD模式的各种配置，其中D表示该子帧用于下行通信，U表示该子帧用于上行通信，S表示特殊子帧。表1：LTE中TDD模式上下行配置其中，上述两种双工方式各有优劣，具体来说：FDD模式需要在成对频带完成上、下行的数据通信，上下行频率配对需要满足一定的双工间隔，当5G往高频率大带宽发展时，从频谱划分的角度来看容易导致频谱碎片不利于频谱管理，而TDD模式使用相同的频带完成上下行的数据通信，因此TDD模式在频率资源使用的灵活性方面具有优势,能更多的支持非对称业务，具有更高的频谱使用效率；FDD因为是成对频谱，所以上下行资源总是存在可用，那么调度和终端反馈上行控制信令能比较及时，如混合自动重传请求(HybridAutomaticRetransmissionRequest,HARQ)的应答消息(ACK/NACK,Acknowledge/Non-Acknowledge)和信道状态信息(CSI,Channelstateinformation)，从而能够减少空口的反馈时延，提高调度效率，而TDD不同上下行时隙配置就会导致相关设计比较复杂；另外，TDD模式具有上下行信道互易性(channelreciprocity)的优势，可以极大简化CSI的获取。5G中可能采纳大规模MIMO技术来进一步提升频谱效率，基站端配备大量天线，那么FDD模式下需要大量资源用于下行物理信道训练以及信道状态信息的反馈，而通过利用TDD模式下的信道互易性，训练与反馈的开销可以显著降低，因此TDD模式对于大规模MIMO技术来说更有吸引力；然而5G中也有低时延的要求，需要进一步缩短空口传输时间间隔(TransmissionTimeInterval,TTI)和更及时的控制信令，这会导致TDD模式的设计更加复杂。从上面的分析可以看出，FDD模式与TDD模式互有优劣势，面对5G中更加丰富的应用场景和新频带的使用，有必要设计新的双工方式，融合FDD模式与TDD模式的优点，以期更好保证5G频谱利用率和网络的性能。由于LTE中的双工方式不够灵活，FDD模式需要成对频谱，而TDD模式的调度和HARQ过程均较为复杂，如果仍然使用现有的双工方式，将无法进一步提高系统的频谱效率与性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于帧结构的通信方法、装置和帧结构，以在获得传统时分双工和频分双工的优点时，能够极大增加调度的灵活性，并且提高对频谱的利用率。本专利技术提供了一种基于帧结构的通信方法，所述帧结构包括控制信道频带、锚定子带和数据传输频带，所述方法包括：检测同步信号块，根据检测到的所述同步信号块进行下行同步处理，确定锚定子带时频资源；根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，根据所述随机接入配置信息进行随机接入过程，完成上行同步；获取控制信道频带中的控制信息，并根据所述控制信息在数据传输频带中与所述基站进行数据通信。优选地，所述根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，包括：：检测到所述同步信号块的第一预设时间间隔后在所述锚定子带上检测系统信息块；获取检测到的系统信息块中携带的随机接入配置信息。优选地，所述根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，包括：：根据下行同步处理结果确定锚定子带的位置，并获取所述同步信号块中广播信道携带的主信息块；获取所述主信息块中携带的随机接入配置信息；或，根据所述主信息块确定系统信息块，获取所述系统信息块中携带的随机接入配置信息。优选地，所述根据所述主信息块确定系统信息块，包括：第一预设时间间隔后在所述锚定子带上检测所述系统信息块。优选地，所述根据所述主信息块确定系统信息块，包括：获取所述主信息块中指示的系统信息块的延迟或时域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述帧结构包括控制信道频带、锚定子带和数据传输频带，所述方法包括：检测同步信号块，根据检测到的所述同步信号块进行下行同步处理，确定锚定子带时频资源；根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，根据所述随机接入配置信息进行随机接入过程，完成上行同步；获取控制信道频带中的控制信息，并根据所述控制信息在数据传输频带中与所述基站进行数据通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述帧结构包括控制信道频带、锚定子带和数据传输频带，所述方法包括：检测同步信号块，根据检测到的所述同步信号块进行下行同步处理，确定锚定子带时频资源；根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，根据所述随机接入配置信息进行随机接入过程，完成上行同步；获取控制信道频带中的控制信息，并根据所述控制信息在数据传输频带中与所述基站进行数据通信。2.如权利要求1所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，包括：检测到所述同步信号块的第一预设时间间隔后在所述锚定子带上检测系统信息块；获取检测到的系统信息块中携带的随机接入配置信息。3.如权利要求1所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述根据所述锚定子带时频资源获取随机接入配置信息，包括：根据下行同步处理结果确定锚定子带的位置，并获取所述同步信号块中广播信道携带的主信息块；获取所述主信息块中携带的随机接入配置信息；或，根据所述主信息块确定系统信息块，获取所述系统信息块中携带的随机接入配置信息。4.如权利要求3所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述根据所述主信息块确定系统信息块，包括：获取所述主信息块中指示的系统信息块的延迟或时域索引；根据所述延迟或时域索引确定系统信息块的时频资源位置；根据所述时频资源位置确定所述锚定子带中的系统信息块。5.如权利要求2-4中任一项所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述系统信息块在锚定子带或数据传输频带内传输。6.如权利要求1所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述根据所述随机接入配置信息进行随机接入过程，包括：根据所述随机接入配置信息通过上行锚定子带向基站发送随机接入前导序列；在下行锚定子带上检测随机接入响应；若检测到所述随机接入响应时，在上行锚定子带上发送消息3；在下行锚定子带上检测冲突解决响应。7.如权利要求1所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述根据所述随机接入配置信息进行随机接入过程，包括：根据所述随机接入配置信息通过上行锚定子带向基站发送随机接入前导序列；在下行控制信道内检测发送随机接入前导序列所使用的上行锚定子带的控制信息，在所述控制信息所指示的下行数据传输频带内对随机接入响应检测解码；若检测到包含与所发送的随机接入前导序列匹配的前导序列标识符的随机接入响应时，在上行数据传输频带内发送消息3；在下行数据传输频带上检测冲突解决响应。8.如权利要求1所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述获取控制信道频带中的控制信息，并根据所述控制信息在数据传输频带中与所述基站进行数据通信，包括：在下行控制信道中进行检测，当检测到发送给自身的下行控制信息时，根据所述下行控制信息中携带的资源分配指示在对应的下行数据传输频带中接收下行数据；在上行控制信道中发送调度请求，第二预设时间间隔后在下行控制信道中进行检测，当检测到发送给自身的下行控制信息时，根据所述下行控制信息中携带的上行资源分配指示在对应的上行数据传输频带中分配上行数据。9.如权利要求1-8中任一项所述的基于帧结构的通信方法，其特征在于，所述帧结构还包括保护频带和/或保护时间，所述方法还包括：获取基站发送的保护频带和/或保护时间的配置索引，根据所述配置索引进行设置，以在与所述基站...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱辰，喻斌，熊琦，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京,11