CN101873165A - 一种物联网系统的下行传输方法、装置及一种物联网基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种物联网系统的下行传输方法、装置以及一种应用于物联网的基站和用户终端，以解决高速率业务系统中使用周期性下行同步码带来的系统开销很大的问题。所述下行传输方法包括：当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；接收端接收所述下行同步码与所述下行业务数据；通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码。本发明针对物联网低速率、传输量小的业务特点，并没有使用周期性的下行同步码来让接收端进行下行同步，这样可以缩短接收端进行下行同步的时间，从而减少资源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种物联网系统的下行传输方法，一种物联网系统的下行传输装置，以及一种应用于物联网的基站和用户终端。
背景技术
为了在未来的移动通信技术竞争激烈的环境中处于有利位置，满足日益增长的用户多元化需求，3GPP组织于2004年底通过了关于3GPP长期演进LTE(Long Term Evolution)的立项工作，加速制定新的空中接口和无线接入网络标准。3G LTE的目标是：更高的数据速率、更低的时延、改进的系统容量和覆盖范围，以及较低的成本。基于上述目标，LTE系统采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)、MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)等关键技术减小多径衰落的影响，以及提高系统的传输速率，目前，LTE系统在20M的信道带宽下能够提供下行100Mbps和上行50Mbps的峰值速率，甚至更高。
高速率业务的系统例如LTE，下行同步和下行数据的传输方法为：
LTE系统有周期性的下行同步码，终端通过周期性的下行同步码获得下行同步后，获得一些必须的系统信息。此外，为了支持灵活的数据格式，LTE系统使用下行控制信令来通知终端下行数据的格式，下行控制信令与下行数据使用TDM(Time Division Multiplexing时分复用)的方式复用在一个时域调度单元内。终端首先获取下行控制信令的内容，然后根据下行控制信令的内容来获取下行数据。
其中，上述LTE系统的下行同步码的周期通常为5ms。周期性的下行同步码意味着：无论是否有下行业务需要发送，下行同步码都会按周期发送。
而对于物联网(IOT，the Internet of Things)等低速率业务的系统，由于需要传输的数据量很小，上述下行传输方法中使用周期性的下行同步码会造成系统的开销很大。因此，在高速率业务的系统中使用的数据传输方法并不适用于低速率业务的系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种物联网系统的下行传输方法、装置，以解决高速率业务系统中使用周期性下行同步码带来的系统开销很大的问题。
相应的，本发明还提供了一种应用于物联网的基站和用户终端，以适应物联网的低速率业务。
为了解决上述问题，本发明公开了一种物联网系统的下行传输方法，包括：
当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；
接收端接收所述下行同步码与所述下行业务数据；通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据；
当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码。
优选的，所述将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送包括：将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
优选的，所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元采用时分复用的方式发送。
优选的，所述下行同步码采用具有恒幅零自相关特性的序列。
优选的，所述网络侧采用固定的调制编码机制发送下行业务数据。
优选的，所述网络侧将下行业务数据发送包括：对下行业务数据包进行循环冗余校验编码，在循环冗余校验编码结果上异或接收端的ID，然后进行编码发送；
所述接收端接收下行业务数据包括：接收端进行解码，然后根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
本发明还提供了一种物联网系统的下行传输装置，所述物联网系统包括网络侧和接收端，所述装置包括：
数据发送模块，位于网络侧，用于当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码；
数据接收模块，位于接收端，用于接收所述下行同步码与所述下行业务数据；通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据。
优选的，所述数据发送模块将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
优选的，所述数据发送模块将所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元采用时分复用的方式发送。
优选的，所述下行同步码采用具有恒幅零自相关特性的序列。
优选的，所述数据发送模块采用固定的调制编码机制发送下行业务数据。
优选的，所述数据发送模块包括：
数据标识单元，用于对下行业务数据包进行循环冗余校验编码，在循环冗余校验编码结果上异或接收端的ID，并将异或结果送入编码发送单元；
编码发送单元，用于对异或结果进行编码发送；
所述数据接收模块包括：
下行同步单元，用于接收所述下行同步码与所述下行业务数据，并通过所述下行同步码进行下行同步；
解码单元，用于同步后解码所述下行业务数据；
识别接收单元，用于根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
本发明还提供了一种应用于物联网的基站，包括：
数据发送模块，用于当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码。
优选的，所述数据发送模块将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
优选的，所述下行同步码采用具有恒幅零自相关特性的序列。
优选的，所述数据发送模块采用固定的调制编码机制发送下行业务数据。
优选的，所述数据发送模块包括：
数据标识单元，用于对下行业务数据包进行循环冗余校验编码，在循环冗余校验编码结果上异或接收端的ID，并将异或结果送入编码发送单元；
编码发送单元，用于对异或结果进行编码发送。
本发明还提供了一种应用于物联网的用户终端，包括：
下行同步模块，用于当基站有下行业务数据需要发送时，接收一同发送过来的下行同步码与下行业务数据，并根据所述下行同步码进行下行同步；
解码模块，用于同步后解码所述下行业务数据。
优选的，所述装置还包括：识别接收单元，用于根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
首先，本发明针对物联网低速率、传输量小的业务特点，并没有使用周期性的下行同步码来让接收端进行下行同步，而是采用当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送，当网络侧没有下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码的机制，这样可以缩短接收端进行下行同步的时间，从而减少资源消耗。
其次，本发明还采用下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元内传输的机制，同时，采用固定的数据格式来传输数据，符合物联网低数据率的特点，这样的数据传输机制简单可靠。而且，由于数据传输量小，因此采用固定的数据格式即可满足传输需要，从而避免了高速率业务系统中采用下行控制信令来指明动态的数据格式，增加了解码复杂度的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一所述一种物联网系统的下行传输方法流程图；
图2是本发明实施例三所述一种物联网系统的下行传输装置结构图；
图3是本发明实施例四所述一种应用于物联网的基站和用户终端的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
物联网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。
针对物联网低速率、传输量小的特点，本发明提供了一种不同于高速率业务系统的下行数据传输方法，下面通过实施例进行详细说明。
实施例一：
参照图1，是本发明实施例一所述一种物联网系统的下行传输方法流程图。
物联网业务系统中，数据传输涉及网络侧和终端侧，下行传输过程如下：
步骤101，当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码；
所述的“一同发送”可以理解为：
下行同步码与下行业务数据可以在同一个时域调度单元发送。
而且，所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元还可以采用TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)的方式发送。
当然，本实施例不对此进行限定，还可以采用其它的一同发送方式。
步骤102，接收端接收所述下行同步码与所述下行业务数据；
由于网络侧是将下行同步码和下行业务数据一同发送过来，因此接收端也是一同接收。
步骤103，接收端通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据。
通过以上流程可以看出，本实施例并没有使用周期性的下行同步码来让接收端进行下行同步，而是采用非周期性发送的方式，只有当业务数据需要发送时才发送同步码，这样降低了网络侧使用的系统资源，尤其是当网络侧没有业务数据需要发送给任何一个用户的时候，根本就不需要发送任何下行同步码。这样带来的好处是降低了整个物联网系统的开销，而且这样的下行同步机制以及下行业务数据传输方法也更为简单。
优选的，所述网络侧还可以采用固定的MCS(Modulation CodingScheme，调制编码机制)发送下行业务数据，即采用固定的数据格式发送。而现有技术所述的高速率业务系统中，为了支持灵活的下行数据格式，采用了下行控制信令来指明动态的数据格式，这样增加了解码的复杂度。对比可知，低速率业务系统由于数据传输量小，因此采用固定的数据格式即可满足传输需要，从而可以降低解码的复杂性。当然，本实施例不对此进行限定，还可以采用其它格式。
优选的，上述流程中，所述下行同步码还可以采用具有CAZAC(ConstantAmplitude Zero Auto Correlation，恒幅零自相关)特性的序列，这样有利于同步过程获得更好的相关性。当然，本实施例不对此进行限定，还可以采用其它特性的序列。
优选的，网络侧在发送下行业务数据时，还可以对各个用户的下行业务数据进行标识，以便不同用户能识别出属于自己接收的数据。本实施例中，所述标识的具体方法是：对下行业务数据包进行CRC(Cyclic RedundancyCheck，循环冗余校验)编码，在CRC编码结果上异或接收端的ID(Identification，标识)，然后进行通常的编码，例如卷积码。相应的，接收端的处理是：首先根据下行同步码进行同步，同步上之后进行解码，然后通过解码得到的不同的接收端ID，就可以分辨出是否是它需要接收的数据。这样，每一个用户都可以正确接收业务数据。当然，本实施例不对此进行限定，还可以采用其它的标识方法。
综上所述，采用下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元内传输的机制，同时，采用固定的数据格式来传输数据，符合物联网低数据率的特点，这样的数据传输机制简单可靠。
实施例二：
基于实施例一，下面以LTE系统的帧结构为例，具体说明下行业务数据的发送过程以及接收过程。
网络侧进行下行业务数据的发送过程如下：
LTE系统的最小的时域调度单元为一个子帧，一个子帧的长度为1ms，该1ms由两个时隙组成，每个时隙0.5ms；每个时隙在normal CP(NormalCyclic Prefix，正常循环前缀)的情况下，由7个symbol组成。
LTE系统在频域的最小资源调度单位是1个RB(Resource Block，资源块)，1个RB在频域是由连续12个subcarrier(子载波)组成的，每个subcarrier之间的间隔是15kHz，也就是说，1个RB在频域的大小是180kHz。假设系统带宽为1.4M，对应的频域资源为6个RB。
系统可以设计成一个子帧前面的几个symbol用来承载下行同步码。例如，前面的3个symbol用来承载下行同步码，而后的11个symbol用来承载下行业务数据。下行同步码可以选择采用具有CAZAC特性的序列，该序列具有非常好的相关性，非常有利于进行下行同步。
将下行同步码映射到前面的3个symbol对应的频域资源上，每个symbol的频域资源对应着6个RB。
将原始数据进行CRC编码，产生16比特的CRC，将其附在原始信息后面，在16比特的CRC上异或上终端的ID；而后进行编码，QPSK(QuaternaryPhase Shift Keying，四相相移键控)调制，将调制符号映射到后面的11个symbol对应的频域资源上，每个symbol的频域资源对应着6个RB，经过IFFT，上变频，PA(PowerAmplify，功率放大)，发送出去。
相应的，终端(即接收端)进行下行业务数据的接收过程如下：
终端对接收到的数据进行下变频，通过前面3个symbol的同步码可以跟网络侧取得下行同步；而后，对该子帧的后11个symbol，每个symbol对应的6个RB频域资源进行FFT变化，在频域上进行均衡，对QPSK调制符号进行解调，解码，异或上自己的ID，CRC校验通过后，就能确定这是发送给它的数据。
实施例三：
参照图2，是本发明实施例三所述一种物联网系统的下行传输装置结构图。
其中，所述物联网系统包括网络侧和接收端，所述装置主要包括：
数据发送模块21，位于网络侧，用于当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码；
数据接收模块22，位于接收端，用于接收所述下行同步码与所述下行业务数据；通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据。
优选的，所述数据发送模块21可以将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
优选的，所述数据发送模块21可以将所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元采用TDM的方式发送。
优选的，为了有利于接收端进行下行同步，所述下行同步码可以采用具有CAZAC特性的序列。
优选的，为了降低接收端解码的复杂性，所述数据发送模块21可以采用固定的MCS机制发送下行业务数据。
优选的，所述数据发送模块21还可以对各个用户的下行业务数据进行标识，以便不同用户能识别出属于自己接收的数据。因此，所述数据发送模块21可以进一步包括：
数据标识单元211，用于对下行业务数据包进行CRC编码，在CRC编码结果上异或接收端的ID，并将异或结果送入编码发送单元212；
编码发送单元212，用于对异或结果进行编码发送。
相应的，所述数据接收模块22可以进一步包括：
下行同步单元221，用于接收所述下行同步码与所述下行业务数据，并通过所述下行同步码进行下行同步；
解码单元222，用于同步后解码所述下行业务数据；
识别接收单元223，用于根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
上述下行传输装置应用到物联网系统中，可以提供一种简单可靠的下行同步和下行数据发送的机制，不需要使用周期性的同步码来让终端进行同步，这样可以缩短终端进行下行同步的时间。
实施例四：
基于实施例三的应用，本发明还提供了一种应用于物联网的基站实施例，以及一种应用于物联网的用户终端实施例。
参照图3，是本发明实施例四所述一种应用于物联网的基站和用户终端的结构图。
所述应用于物联网的基站可以包括：
数据发送模块31，用于当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码。
所述数据发送模块31的功能不同于传统基站的数据发送功能，即并没有使用周期性的同步码来让终端在没有业务数据发送的情况下，也进行同步处理，这样可以缩短终端进行下行同步的时间。
优选的，所述数据发送模块31可以将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。而且，还可以将所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元采用TDM的方式发送。
优选的，为了有利于接收端进行下行同步，所述下行同步码可以采用具有CAZAC特性的序列。
优选的，为了降低接收端解码的复杂性，所述数据发送模块31可以采用固定的MCS机制发送下行业务数据。
优选的，所述数据发送模块31还可以对各个用户的下行业务数据进行标识，以便不同用户能识别出属于自己接收的数据。因此，所述数据发送模块31可以进一步包括：
数据标识单元311，用于对下行业务数据包进行CRC编码，在CRC编码结果上异或接收端的ID，并将异或结果送入编码发送单元212；
编码发送单元312，用于对异或结果进行编码发送。
参照图3，所述应用于物联网的用户终端可以包括：
下行同步模块32，用于当基站有下行业务数据需要发送时，接收一同发送过来的下行同步码与下行业务数据，并根据所述下行同步码进行下行同步；
解码模块33，用于同步后接收所述下行业务数据。
优选的，所述用户终端还可以包括：
识别接收模块34，用于根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
上述实施例所述的基站和用户终端可应用于物联网系统中，能够很好地适应物联网系统的特点，起到良好的通信效果。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置和系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种物联网系统的下行传输方法、装置以及一种应用于物联网的基站和用户终端，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (19)
1.一种物联网系统的下行传输方法，其特征在于，包括：
当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；
接收端接收所述下行同步码与所述下行业务数据；通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据；
当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送包括：
将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元采用时分复用的方式发送。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：
所述下行同步码采用具有恒幅零自相关特性的序列。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：
所述网络侧采用固定的调制编码机制发送下行业务数据。
6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：
所述网络侧将下行业务数据发送包括：对下行业务数据包进行循环冗余校验编码，在循环冗余校验编码结果上异或接收端的ID，然后进行编码发送；
所述接收端接收下行业务数据包括：接收端进行解码，然后根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
7.一种物联网系统的下行传输装置，所述物联网系统包括网络侧和接收端，其特征在于，所述装置包括：
数据发送模块，位于网络侧，用于当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码；
数据接收模块，位于接收端，用于接收所述下行同步码与所述下行业务数据；通过所述下行同步码进行下行同步，同步后解码所述下行业务数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述数据发送模块将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
所述数据发送模块将所述下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元采用时分复用的方式发送。
10.根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于：
所述下行同步码采用具有恒幅零自相关特性的序列。
11.根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于：
所述数据发送模块采用固定的调制编码机制发送下行业务数据。
12.根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于：
所述数据发送模块包括：
数据标识单元，用于对下行业务数据包进行循环冗余校验编码，在循环冗余校验编码结果上异或接收端的ID，并将异或结果送入编码发送单元；
编码发送单元，用于对异或结果进行编码发送；
所述数据接收模块包括：
下行同步单元，用于接收所述下行同步码与所述下行业务数据，并通过所述下行同步码进行下行同步；
解码单元，用于同步后解码所述下行业务数据；
识别接收单元，用于根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
13.一种应用于物联网的基站，其特征在于，包括：
数据发送模块，用于当网络侧有下行业务数据需要发送时，将下行同步码与需要发送的下行业务数据一同发送；当网络侧无下行业务数据需要发送时，不发送下行同步码。
14.根据权利要求13所述的基站，其特征在于：
所述数据发送模块将下行同步码与下行业务数据在同一个时域调度单元发送。
15.根据权利要求13或14所述的基站，其特征在于：
所述下行同步码采用具有恒幅零自相关特性的序列。
16.根据权利要求13或14所述的基站，其特征在于：
所述数据发送模块采用固定的调制编码机制发送下行业务数据。
17.根据权利要求13或14所述的基站，其特征在于，所述数据发送模块包括：
数据标识单元，用于对下行业务数据包进行循环冗余校验编码，在循环冗余校验编码结果上异或接收端的ID，并将异或结果送入编码发送单元；
编码发送单元，用于对异或结果进行编码发送。
18.一种应用于物联网的用户终端，其特征在于，包括：
下行同步模块，用于当基站有下行业务数据需要发送时，接收一同发送过来的下行同步码与下行业务数据，并根据所述下行同步码进行下行同步；
解码模块，用于同步后解码所述下行业务数据。
19.根据权利要求18所述的用户终端，其特征在于，还包括：
识别接收模块，用于根据解码结果中的接收端ID识别是否是自己需要接收的数据。
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