[发明专利]在TDD系统中使延迟最小化的自适应同步协议

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种在TDD系统中使延迟最小化的系统和方法。

背景技术

时分双工（“TDD”）系统通常使用单一的物理信道和载波频率。此外，TDD系统中信道为发送和接收所共享，其中发送信号和接收信号在时间上多路复用，从而间隔开来。TDD系统可以支持数据传输（例如数据或数字化语音或视频），并在每个方向上发送包含数据的短脉冲。传输周期相对较短是更好的，因为这样，使用TDD产生的时间延迟所造成的语音传输和控制消息传输的时间延迟达到最小。

常规TDD方案指定发送和接收之间的保护时间（guard time）。保护时间提供了在连续操作之间，如传输、编码、解码、或转换之间的一种防止符号干扰的时间上的安全边际。该保护时间应该足够使从远程发射机传来的信号在主节点传送开始以及主节点接收器被阻止接收之前到达。换句话说，在主节点可以开始传送之前，该主节点应该等到从远程节点传来的整个传输都被收到。当在一秒钟时间内多次在发送和接收之间互换时，一个小的保护时间也可能会降低系统的效率，因为保护时间是空闲时间，并不是用于信息传输。对于在短距离通信，例如在一英里之内通信的TDD系统而言，保护时间通常是小的，并对系统性能的影响很小。对于更大的距离，保护时间的大小可能会导致问题，因为它必须设置为较高的值。

保护时间和传输长度是导致TDD系统操作延迟的因素。因此，考虑到保护时间的增加和信道效率降低，TDD系统可能不适合用在长距离传输。因此，需要开发方法和系统，在时分多路复用（TDM）通信系统中最大限度地减少延迟和最大限度地增加帧效率。

发明内容

这里公开的系统和方法，通过利用自适应同步协议，提供了时分双工（TDD）系统的性能上的显著改善。由于数据在离散的和有限的时间间隔期间内发送，以及因为TDD收发器不能同时发送和接收（这是由于频率分离不足和接收机选择有限的原因），传统的TDD系统受到限制。通常，由于从传送变到接收所需的时间和传播延时(propagation delay time)，TDD系统有显著的延迟(latency)。通过使主节点和一个或更多个远程节点同步，并且通过对这些节点之间的通信负载的时序安排，远程节点可以在主节点完成它的传输之前开始传输，反之亦然。这种方法降低延迟并提高帧效率。另外，当主节点到远程节点的距离增加时，帧效率可以提高。

带有自适应同步协议的TDD系统可以包括一个主节点和一个或更多个远程节点。该方法可以包括步骤如：

a.使主节点与一个或更多个远程节点同步，其中同步化是基于外部源，其中主节点接收到测距信息；

b.从一个或更多个远程节点的每一个向主节点通信，该通信有关每个远程节点要向主节点传送的通信负载的信息；

c.把从主节点到一个或更多个远程节点，以及从一个或更多个远程节点到主节点的通信负载的传输进行时序安排，其中主节点不能同时发送和接收，并且一个或更多个远程节点的每一个也不能同时发送和接收，该时序安排使得发送和接收之间、接收和发送之间的过渡时间最小化；

d.在主节点和一个或更多个远程节点之间的通信负载的传输的基础上生成时间表；

e.把该时间表传送给一个或更多个远程节点的每一个；和/或

f.根据时间表在主节点和一个或更多个远程节点之间传送通信负载。

一个或一个以上的上述步骤可以被重复，直到实现所需的帧效率。

主节点与一个或更多个远程节点传输广播信号，以使该一个或更多个远程节点同步。广播信号可能是一个前同步码（pre-amble）或导频消息(pilot message)。该同步信号可以初步确定距离。此外，同步信号可以使用迭代、重复、误差校正等技术加以改变。使用自适应同步协议，该一个或更多个远程节点在主节点完成它的传输之前就可以开始传输，并且主节点在一个或更多个远程节点完成它的传输之前就可以开始传输。主节点和一个或更多个远程节点的传输的重叠度和距离（远程节点和主节点之间的距离）成比例。

本发明的建造和操作方法以及其额外的目标和优势将从以下描述的具体的实施方案中结合附图得到最好的理解。

附图说明

附图中的各部分不一定按比例绘制，附图重点是展示本发明的原理。附图中相同的参考数字对应于遍及不同视图中的相应部件。

图1示出了一个常规的实施例，其中的节点在传送数据之后，并在等待从对方接收传输的时候是空闲的。

图2示出了某些实施例的系统开销（system overhead）的下降百分比。