[发明专利]时分双工结合频分双工的通信方法和通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及一种无线通信系统中的双工技术。

背景技术

在通信系统的双工方式中，最常用的两种方式为TDD(时分双工)和FDD(频分双工)。

其中，TDD将上行和下行分配到不同的时隙(很小的时间单元)上，而上下行都在同一个频率上进行通信。TDD双工方式主要具有以下特点：

1)可以灵活地根据上下行业务比例调节上下行时隙比例，适合非对称业务；

2)可以根据同一频段上的信道的互易特性，通过一个方向上的信道去估计另外一个方向上的信道，据此可以实现波束赋形、同步等技术；

3)射频收发信机在同一频点上工作，成本更低；

4)上行和下行转换需要一定的时间保护间隔；

5)由于上下行共享一个带宽，同样的带宽上提供的数据速率较低。

对于FDD，将上行和下行分配到不同的频率上，时间上通常是持续发送的。FDD双工方式具有以下特点：

1)上下行需要成对的频段，而且频段之间需要必要的频率间隔；

2)由于上下行频率存在间隔，信道互易性比较差；

3)射频收发信机分别在不同的频段工作，通过双工器隔离，成本更高；

4)由于一个方向独占频段，所以同样的带宽上提供的数据速率更高。

在移动通信系统中，随着上行和下行高速分组业务的需求增加，3G标准演进引入HSPA(高速分组接入)和HSPA+技术，HSPA和HSPA+结合了HSUPA(High Speed Uplink Packet Access，高速上行分组接入)和HSDPA(High SpeedDownlink Packet Access，高速下行分组接入)先进技术，同时支持上行和下行高速分组数据传输。其中，FDD的HSPA支持上行5.76Mbps，下行14.4Mbps的峰值速率；HSPA+则进一步考虑上行采用MIMO+16QAM，下行采用MIMO+64QAM等技术，以实现了上行至少10Mbps，下行至少40Mbps的峰值速率。

LCR TDD系统在R5引入了HSDPA技术，HSDPA在最多占用下行5个时隙资源时，能够达到下行峰值速率2.8Mbps；在R7引入了HSUPA技术，由于LCR TDD的上行也采用了16QAM调制，同理使用5个上行时隙全部资源时，能够达到2.8Mbps的上行传输速率。但实际上，由于系统必须分配公共控制信道或者伴随DPCH(专用物理信道)，通常情况下，上下行最大可能用于HSUPA和HSDPA业务的时隙资源数目最多为4时隙的所有码道，能够达到的峰值速率为2Mbps。LCR TDD的帧结构如图1所示，每个子帧包括时隙Ts 0～6。

HSDPA的引入增加了三种类型的信道，分别是在下行链路传输数据信息的高速下行共享信道HS-DSCH、传输下行控制信息的高速共享控制信道HS-SCCH、以及传输上行反馈信息的高速共享指示信道HS-SICH。其中，HS-DSCH用于传输终端业务信息，HS-SCCH用于传输HS-DSCH的业务控制信息，HS-SICH用于确认HS-DSCH信道上终端数据的接收以及向网络侧指示HS-DSCH信道质量。多个移动终端共享HS-DSCH和HS-SCCH。HSDPA共享控制信息即HS-SCCH信道传输的信息。

如果在LCR TDD系统中实现HSPA，则典型的上下行时隙配置为2∶4和3∶3，再除去伴随DPCH信道和公共控制信道所占的资源，则以上两种配置剩余用于HSDPA和HSUPA业务的资源只有上行1时隙或者2时隙，下行3时隙或者2时隙。这样，LCR TDD的HSPA能够达到的实际峰值速率约0.56Mbps/1.68Mbps或者1.12Mbps/1.12Mbps。对于HSPA的演进技术HSPA+，假设上行采用MIMO(2×4)，下行采用MIMO(4×2)加64AQM，也只能达到1.12Mbps/10.08Mbps或者2.24Mbps/7.72Mbps的上行和下行速率。而3载波捆绑使用，能够到达的峰值速率也只有3.36Mbps/30.24Mbps，或者6.72Mbps/20.16Mbps。

采用纯TDD技术，系统带宽有限，不能满足高速数据业务的需求；采用多载波TDD，可以提高速率，但是由于上下行时隙转换点必须保持一致，也限制了上行和下行同时实现高速数据业务。采用纯FDD，不能利用信道的互易性，实现波束赋形，系统频谱效率低。