一种通信系统中的帧结构及其帧接收方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种通信系统中的帧结构、帧接收方法和装置，在保持频谱效率不变的情况下简化了接收机的设计。其技术方案为：帧结构的时隙结构由前导参考符号部分和数据部分构成，该前导参考符号由一个循环前缀和一个参考符号基本码构成，其中，该循环前缀和该参考符号基本码分别位于时隙两端以形成前参考符号部分和后参考符号部分，该数据部分位于该循环前缀和该参考符号基本码中间。本发明专利技术应用于移动通信领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信系统中的帧结构以及帧接收方法和装置，尤其涉及一种通信系统中的将完整的参考符号分布在时隙两端的帧结构以及帧接收方法和装置。
技术介绍
在传统的广播系统中，例如模拟电视广播，为了扩大覆盖范围，相邻发射台使用不同频率以避免相互干扰，同一频率必须在一定距离以外才能复用，这就是多频网(Multi-Frequency Network，MFN)方式。在此方式下，一路信号需占用几倍的频率带宽，消耗了宝贵的频谱资源。随着频谱资源日趋紧张和信号处理技术的发展，SFN的组网方式成为热点。所谓单频网(SFN)是指若干个发射台同一时间在同一个频率上发射同样的信号，以实现对一定服务区的可靠覆盖。单频网带来的最大好处，是频谱效率的提高。在服务区域发送一路信号只需一个频率，对于需较大带宽的电视广播而言，这一优点更为突出。多个发射台同步工作所带来的分集效果，也使得接收的可靠性得到增强，获得更好的节目覆盖率。此外，通过对发射网络(如发射机的数量、分布、单个发射机的高度、发射功率等)的调整和优化，还可降低总功耗，减轻对附近其他网络的干扰，甚至根据需要方便灵活地改变覆盖区域的分布。单频网的提出是和多载波调制方式相联系的，例如正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)。3GPP标准组织的长期演进项目(LongTerm Evolution，LTE)所制订的标准中，引入了OFDM，采用正交频分复用多址(OFDMA)方式。当其工作于时分双工模式时，其中的一种帧结构，与目前的TD-SCDMA系统的帧结构基本相同。对于CDMA系统，单频网模式下，来自于不同基站的信号，可以被移动终端认为是多径信号，进而进行分集处理。但在一定程度上，CDMA单频网对其接收机的处理能力有所提高。一个主要的改变是，接收机要能够容忍更长时延且其功率可能-->和主径信号相当的多径信号。因此，各个基站之间定时的同步、所发送数据的同步，对移动终端的接收性能有很大影响。图1示出了一个典型的蜂窝移动通信系统。该系统是由多个小区1001～100Z构成的，其中每个小区内各有一个基站(NodeB)1011～101Z，同时在该小区服务范围内存在一定数量的用户终端(UE)1021～102k。例如，对小区1001来说，每一个用户终端1021～102k通过与所属服务小区内的基站1011保持连接，来完成与其它通信设备之间的通信功能。用户终端和基站之间进行通信的信道，从用户终端到基站方向的信道被称为上行信道，从基站到用户终端方向的信道被称为下行信道。基站1011～101Z又由无线网络控制器(RNC)103所控制和管理。由基站1011～101Z、无线网络控制器103以及其他网元设备一起，就构成了陆地无线接入网(UTRAN)110。TD-SCDMA是3G标准的一个组成部分。目前的TD-SCDMA系统的一个小区有多个载波资源。图2示出了TD-SCDMA系统的帧结构。该结构是根据3G合作项目(3GPP)规范TS25.221(Release 4)中的低码片速率时分双工(LCR-TDD)模式(1.28Mcps)中给出的。TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps，每一个无线帧(Radio Frame)200的长度是10ms，且划分为两个结构相同的子帧2010、2011，每个子帧的长度为5ms，即6400个码片。其中，每个TD-SCDMA系统中的子帧(例如子帧2010)又可以分为7个时隙(TS0～TS6)2020～2026、两个导频时隙(下行导频时隙(DwPTS)203和上行导频时隙(UpPTS)205)以及一个保护间隔(Guard)204。进一步的，TS0时隙2020被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道；而TS1～TS6时隙2021～2026则被用来承载上、下行业务信道。上行导频时隙(UpPTS)205和下行导频时隙(DwPTS)203分别被用来建立初始的上、下行同步。TS0～TS6时隙2020～2026长度均为0.675ms或864个码片，其中包含两段长均为352码片的数据段(Data Part1)208和(Data Part2)210，以及中间的一段长为144码片的参考符号——中导码(Midamble)序列209。中导码序列209在TD-SCDMA系统有重要意义，包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等模块都要用到它。下行导频时隙(DwPTS)203包含32码片的保护间隔211、以及一个长为64码片的下行同步码(SYNC-DL)码字206，它的作用是小区标识和建立初始同步；-->而上行导频时隙(UpPTS)包含一个长为128码片的上行同步码(SYNC-UL)码字207，用户终端设备利用它进行有关上行接入过程。在TS1～TS6时隙2021～2026之间有一个转换点(Switching Point)212。当上下行比例是3：3时，转换点(Switching Point)212位于TS3～TS4时隙2023～2024之间，此时，用户终端所使用的上行专用业务信道被分配在TS1～TS3时隙2021～2023中，下行则通常分配在TS4～TS6时隙2024～2026中。手机电视等广播类多媒体业务属于下行广播类业务。为了在一个载波上提供更多的多媒体业务，一种全下行的专用载波技术被提出，即一个载波上的所有时隙均为下行时隙。TD-SCDMA中的专用载波通常会组成单频网，即SFN专用载波。由于使用SFN技术，相同的信号在更广阔的不同的地点同时发送，导致多径信号间的时延更大。为了适应更大的时延，一种新的帧结构被提出。如图3所示，为TD-SCDMA专用载波时隙结构示意图。该结构中，时隙302由一个前导参考符号(PreAmble)部分309和数据部分(Data Part)308构成。每个前导参考符号(PreAmble)309由一个循环前缀(CP)313和一个参考符号基本码(PA Code)314构成，其中循环前缀(CP)313与参考符号基本码(PA Code)314的尾部相同。循环前缀(CP)313通常被设计为32或48个码片，以便适应SFN网络多径时延大的情况。该时隙302的长度与TD-SCDMA帧结构中当前时隙(例如2022)长度相同，即864码片。另外在专用载波时，由于全是下行业务，可以将下行导频时隙(DwPTS)203、保护间隔204以及上行导频时隙(UpPTS)205合并，构成一个短时隙；其结构与专用载波时隙302相同，但数据部分更短些，时隙长度为352码片。前导参考符号(PreAmble)309是参考符号的一种。参考符号在发射端所发射内容和发射方式在接收端是已知的。用户终端将接收到的参考符号与已知的内容进行对比，进而实现信道估计。如果参考符号与所要接收的数据距离很近，则可以用对参考符号的信道估计近似推导出数据部分的信道状态。因此，从图3可见，前导参考符号(PreAmble)309在时隙的前面部分，存在以下问题：第一，在一个时隙302内，数据部分308只有一端有前导参考符号(PreAmble)309。若用户终端不接收该时隙后面时隙303的前导参考符号(PreAmble)310，-->并使用两个前导参考符号(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信系统中的帧结构，该帧结构的时隙结构由前导参考符号部分和数据部分构成，该前导参考符号由一个循环前缀和一个参考符号基本码构成，其特征在于，该循环前缀和该参考符号基本码分别位于时隙两端以形成前参考符号部分和后参考符号部分，该数据部分位于该循环前缀和该参考符号基本码中间。

【技术特征摘要】
1、一种通信系统中的帧结构，该帧结构的时隙结构由前导参考符号部分和数据部分构成，该前导参考符号由一个循环前缀和一个参考符号基本码构成，其特征在于，该循环前缀和该参考符号基本码分别位于时隙两端以形成前参考符号部分和后参考符号部分，该数据部分位于该循环前缀和该参考符号基本码中间。2、根据权利要求1所述的通信系统中的帧结构，其特征在于，该循环前缀作为前参考符号部分位于时隙前端，该参考符号基本码作为后参考符号部分位于时隙后端。3、根据权利要求1所述的通信系统中的帧结构，其特征在于，该参考符号基本码作为前参考符号部分位于时隙前端，该循环前缀作为后参考符号部分位于时隙后端。4、根据权利要求2或3所述的通信系统中的帧结构，其特征在于，每一时隙的前参考符号部分与前一时隙的后参考符号部分构成一个完整的参考符号；每一时隙的后参考符号部分与后一时隙的前参考符号部分构成一个完整的参考符号；每一时隙的前参考符号部分和该时隙的后参考符号部分连接成一个完整的参考符号。5、根据权利要求2或3所述的通信系统中的帧结构，其特征在于，该参考符号基本码序列包括通信系统的中导码序列、Zadoff-Chu序列、M序列。6、一种通信系统中的帧接收方法，包括：接收无线信号，射频处理后获得基带信号，帧结构的时隙结构由前导参考符号部分和数据部分构成，该前导参考符号由一个循环前缀和一个参考符号基本码构成，该循环前缀和该参考符号基本码分别位于时隙两端以形成前参考符号部分和后参考符号部分，该数据部分位于该循环前缀和该参考符号基本码中间；对当前时隙进行频率偏移校准；判断是否存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计结果以及接收了后一时隙的前参考符号部分；如果存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计结果以及接收了后一时隙的前参考符号部分，则针对当前时隙数据部分后端的完整的参考符号做一次信道估计，并将该信道估计的结果以及已存储的前一时隙后端完整的参考符号的信道估计结果进行插值运算后获得当前时隙数据部分的信道估计结果；如果不存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计结果，且/或没有接收到后一时隙的前参考符号部分，则将当前时隙后端的后参考符号部分和当前时隙前端的前参考符号部分连接成完整的参考符号进行信道估计，将该信道估计的结果作为当前时隙数据部分的信道估计结果；存储当前时隙数据部分的信道估计结果；利用该当前时隙数据部分的信道估计结果，解调当前时隙数据部分的值。7、根据权利要求6所述的通信系统中的帧接收方法，其特征在于，该循环前缀作为前参考符号部分位于时隙前端，该参考符号基本码作为后参考符号部分位于时隙后端。8、根据权利要求6所述的通信系统中的帧接收方法，其特征在于，该参考符号基本码作为前参考符号部分位于时隙前端，该循环前缀作为后参考符号部分位于时隙后端。9、根据权利要求7或8所述的通信系统中的帧接收方法，其特征在于，每一时隙的前参考符号部分与前一时隙的后参考符号部分构成一个完整的参考符号；每一时隙的后参考符号部分与后一时隙的前参考符号部分构成一个完整的参考符号；每一时隙的前参考符号部分和该时隙的后参考符号部分连接成一个完整的参考符号。10、根据权利要求7或8所述的通信系统中的帧接收方法，其特征在于，该参考符号基本码序列包括通信系统的中导码序列、Zadoff-Chu序列、M序列。11、一种通信系统中的帧接收装置，该装置包括：射频模块，接收无线信号，射频处理后获得基带信号，帧结构的时隙结构由前导参考符号部分和数据部分构成，该前导参考符号由一个循环前缀和一个参考符号基本码构成，该循环前缀和该参考符号基本码分别位于时隙两端以形成前参考符号部分和后参考符号部分，该数据部分位于该循环前缀和该参考符号基本码中间；信道估计模块，包括：频率偏移校准单元，接收基带信号，对时隙进行频率偏移校准；信道估计处理单元，判断是否存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计结果以及接收了后一时隙的前参考符号部分，如果存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计结果以及接收了后一时隙的前参考符号部分，则针对当前时隙数据部分后端的完整的参考符号做一次信道估计，输出第一信道估计结果，如果不存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计存储结果且/或没有接收到后一时隙的前参考符号部分，则将当前时隙后端的后参考符号部分和当前时隙前端的前参考符号部分连接成完整的参考符号进行信道估计，输出第二信道估计结果；插值模块，从该信道估计处理单元中接收当前时隙的第一信道估计结果，结合前一时隙的信道估计结果，经插值运算后获得当前时隙数据部分的第一信道估计结果；选择模块，如果存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计以及接收了后一时隙的前参考符号部分，则从该插值模块接收该第一信道估计结果，作为当前时隙数据部分的信道估计结果输出，如果不存在前一时隙数据部分后端完整的参考符号的信道估计结果且/或没有接收到后一时隙的前参考符号部分，则从该信道估计处理单元中接收该第二信道估计结果，作为当时隙数据部分的信道估计结果输出；存储模块，接收该选择模块的输出值，输出前一时隙数据部分的信道估计结果至该插值模块；数据解调模块，接收该选择模块输出的当前时隙数据部分的信道估计结果，解调当前时隙数据部分的值。12、根据权利要求11所述的通信系统中的帧接收装置，其特征在于，该循环前缀作为前参考符号部分位于时隙前端，该参考符号基本码作为后参考符号部分位于时隙后端。13、根据权利要求11所述的通信系统中的帧接收装置，其特征在于，该参考符号基本码作为前参考符号部分位于时隙前端，该循环前缀作为后参考符号部分位于时隙后端。14、根据权利要求12或13所述的通信系统中的帧接收装置，其特征在于，每一时隙的前参考符号部分与前一时隙的后参考符号部分构成一个完整的参考符号；每一时隙的后参考符号部分与后一时隙的前参考符号部分构成一个完整的参考符号；每一时隙的前参考符号部分和该时隙的后参考符号部分连接成一个完整的参考符号。15、根据权利要求12或13所述的通信系统中的帧接收装置，其特征在于，该参考符号基本码序列包括通信系统的中导码序列、Zadoff-Chu序列、M序列。16、一种通信系统中的帧接收方法，包括：接收无线信道，射频处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：师延山，简相超，吴涛，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]