机器类型通信信息处理方法、终端、基站与通信系统
技术领域
本发明涉及MTC(MachineTypeCommunication,机器类型通信)技术领域,特别是涉及一种MTC信息处理方法、一种MTC终端、一种基站,与一种通信系统。
背景技术
3GPP将M2M(MachinetoMachine,机器对机器通信)命名为机器类型通信,即MTC。MTC是一种一个或多个网络实体不需要人为参与的数据通信形式,相对于人人通信,MTC具有以下通信特点:1、不同的市场环境;2、不是语音业务为主,而是数字业务,M2M业务需求具备多样性;3、更加低的通信成本;4、相对于语音终端,MTC通信终端具有非常大的潜在数量,M2M设备数量众多;5、每一个终端占有的网络资源非常少,但M2M业务峰值负载远远大于平均负载。
LTE(LongTermEvolution,长期演进)从3GPPR10就开始对MTC做支持,目前,3GPP完成了R10阶段的标准化工作,标准中明确定义了MTC的各种标准,包括体系架构、服务以及如何降低MTC终端的价格等规范。
然而,物联网应用场景众多,如,交通、工业自动化、智能电网、智能家居、物流、防伪、人员、车辆、军事、资产管理、服饰、图书、家用智能化、城市管理、环境监测等,在这些场景中,一个明显的特点就是MTC终端类型多,数目巨大,分布范围广,因此很多MTC终端位于小区的边缘。但是,由于小区边缘的信道条件质量不好,信号质量很差,导致处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时数据传输误码率高,MTC终端的性能差。
发明内容
本发明提供了一种MTC信息处理方法、一种MTC终端、一种基站,与一种通信系统,以解决现有的处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时数据传输误码率高,MTC终端性能差的问题。
为了解决上述问题,本发明公开了一种机器类型通信信息处理方法,包括:确定机器类型通信终端待传输的原始信息的长度;根据所述原始信息的长度和承载所述原始信息的数据传输块的长度,按照设定规则确定重复所述原始信息的重复次数;按照所述重复次数重复所述原始信息,生成目标信息;将所述目标信息携带在所述数据传输块中;使用物理上行共享信道传输携带有所述目标信息的所述数据传输块。
为了解决上述问题,本发明还公开了一种机器类型通信信息处理方法,包括:接收机器类型通信终端通过物理上行共享信道发送的、携带有目标信息的数据传输块,其中,所述目标信息是按照重复次数重复所述原始信息生成的;所述重复次数是根据原始信息的长度和承载所述原始信息的数据传输块的长度,按照设定规则确定的;对所述目标信息进行解重复编码恢复,获得所述原始信息。
为了解决上述问题,本发明还公开了一种机器类型通信终端,包括:第一确定模块,用于确定机器类型通信终端待传输的原始信息的长度;第二确定模块,用于根据所述原始信息的长度和承载所述原始信息的数据传输块的长度,按照设定规则确定重复所述原始信息的重复次数;重复模块,用于按照所述重复次数重复所述原始信息,生成目标信息;携带模块,用于将所述目标信息携带在所述数据传输块中;传输模块,用于使用物理上行共享信道传输携带有所述目标信息的所述数据传输块。
为了解决上述问题,本发明还公开了一种基站,包括:接收模块,用于接收机器类型通信终端通过物理上行共享信道发送的、携带有目标信息的数据传输块,其中,所述目标信息按照重复次数重复所述原始信息生成的;所述重复次数是根据原始信息的长度和承载所述原始信息的数据传输块的长度,按照设定规则确定的;解重复模块,用于对所述目标信息进行解重复编码恢复,获得所述原始信息。
为了解决上述问题,本发明还公开了一种通信系统,包括上述的机器类型通信终端和上述的基站。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明在传输MTC终端待传输的原始信息时,重复多次,使得数据传输块中携带的目标信息为进行了多次重复后的原始信息。本发明充分利用了MTC终端传输的数据量少,可以对原始信息进行处理,增加编码增益的特点,利用已有的物理上行共享信道发送数据,通过MTC终端待传输的原始信息的信息位重复,可以有效提高传输的原始信息的准确率,降低了处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时数据传输的误码率,提高了位于小区边缘的MTC终端的性能,扩大了小区的覆盖范围。
附图说明
图1是根据本发明实施例一的一种MTC信息处理方法的步骤流程图;
图2是根据本发明实施例二的一种MTC信息处理方法的步骤流程图;
图3是图2所示实施例中的一种MTC终端进行TB处理的流程图;
图4根据本发明实施例三的一种MTC信息处理方法的步骤流程图;
图5是根据本发明实施例四的一种MTC信息处理方法的步骤流程图;
图6是根据本发明实施例五的一种MTC信息处理方法的流程图;
图7是根据本发明实施例六的一种MTC终端的结构框图;
图8是根据本发明实施例八的一种基站的结构框图;
图9是根据本发明实施例十的一种通信系统的结构框图。
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。
实施例一
参照图1,示出了根据本发明实施例一的一种MTC信息处理方法的步骤流程图。
本实施例从MTC终端侧对本发明的MTC信息处理方法进行说明。
步骤S102:MTC终端确定待传输的原始信息的长度。
步骤S104:MTC终端根据原始信息的长度和承载原始信息的TB(TransmissionBlock,数据传输块)的长度,按照设定规则确定重复原始信息的重复次数。
原始信息承载于TB中,原始信息的重复次数受限于TB的长度,因此,需要考虑原始信息的长度和TB的长度决定原始信息的重复次数。实际重复的次数可以按照设定规则确定,重复后的原始信息可能填满TB的数据净荷部分,也可能只占用TB的数据净荷的一部分。
其中,设定规则可以由本领域技术人员根据实际情况适当设置,如根据信道质量情况、信道环境、块误码率BLER等。
步骤S106:MTC终端按照重复次数重复原始信息,生成目标信息。
也即,MTC终端按照步骤S104中确定的重复次数重复原始信息,目标信息是重复了N次的原始信息,N大于或等于1。
步骤S108:MTC终端将目标信息携带在TB中。
步骤S110:MTC终端使用PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel,物理上行共享信道)传输携带有目标信息的TB。
MTC终端使用PDSCH将重复了N次后的原始信息向外发送,如发送给基站等。
通过本实施例,在传输MTC终端待传输的原始信息时,重复多次,使得TB中携带的目标信息为进行了多次重复后的原始信息。本实施例充分利用了MTC终端传输的数据量少,可以对原始信息进行处理,增加编码增益的特点,利用已有的PDSCH信道发送数据,通过MTC终端待传输的原始信息的信息位重复,可以有效提高传输的原始信息的准确率,降低了处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时数据传输的误码率,提高了位于小区边缘的MTC终端的性能,扩大了小区的覆盖范围。
实施例二
参照图2,示出了根据本发明实施例二的一种MTC信息处理方法的步骤流程图。
本实施例对实施例一的方案进行了进一步优化,仍从MTC终端侧对本发明的MTC信息处理方法进行说明。
本实施例的MTC信息处理方法包括以下步骤:
步骤S202:MTC终端确定待传输的原始信息的长度。
步骤S204:MTC终端根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照MTC的CQI(ChannelQualityIndicator,信道质量指示符)指示的值,或者基站发送的指示信令,确定重复原始信息的重复次数。
其中,基站发送的指示信令中携带有指示原始信息的固定重复次数的信息。
MTC终端在确定原始信息的重复次数时,一种可行的方式是:根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照MTC终端的CQI指示的值,确定重复原始信息的重复次数。优选地,可以根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照公式确定重复原始信息的重复次数,其中,N表示重复原始信息的重复次数,efficiency表示MTC终端的CQI的值对应的efficiency(信道编码效率),表示向下取整。通过CQI确定原始信息的重复次数,可以有效利用现有信息,实现简单,实现成本低。
MTC终端确定原始信息的重复次数的另一种可行方式是:接收基站发送的携带有指示原始信息的固定重复次数的指示信令,根据指示信令确定重复原始信息的次数;其中,指示信令中携带的原始信息的固定重复次数由基站根据其与MTC终端之间的信道环境参数确定,且在基站和MTC终端的MTC过程中保持不变。信道环境参数是表征MTC终端与基站之间的无线信道环境的参数,本发明中,信道环境参数可以使用部分或全部现有的表征无线信道环境的参数,如,多径衰落信道参数、扩展车载信道模块EVA参数、扩展步行A信道EPA参数、扩展城市环境信道模型ETU参数等等。通过这种方式,实现了半静态的原始信息重复次数确定。基站在充分考虑信道环境的情况下,确定在后续的MTC过程中一直使用的固定的原始信息重复次数,并通知MTC终端,无须每次根据信道质量或信道环境动态计算确定,降低了计算损耗,提高了MTC信息处理效率。
步骤S206:MTC终端按照重复次数重复原始信息,生成目标信息;然后,将目标信息携带在TB中。
步骤S208:MTC终端使用PDSCH传输携带有目标信息的TB。
在PDSCH进行具体的TB处理时,过程如图3所示,包括:步骤S10:确定MTC终端待传输的原始信息位;步骤S20:按照确定的重复次数,重复N次原始信息位;步骤S30:对进行过N次原始信息位重复的TB进行码块分割;步骤S40:进行信道编码;步骤S50:进行信道速率匹配;步骤S60:进行码块级联。至此,完成了MTC终端的TB处理,可以向基站发送。
通过本实施例,利用MTC终端待传输的原始信息的信息位重复,有效地提高了传输的原始信息的准确率,降低了处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时数据传输的误码率,提高了位于小区边缘的MTC终端的性能,扩大了小区的覆盖范围。
实施例三
参照图4,示出了根据本发明实施例三的一种MTC信息处理方法的步骤流程图。
本实施例从基站侧对本发明的MTC信息处理方法进行说明。
本实施例的MTC信息处理方法包括以下步骤:
步骤S302:基站接收MTC终端通过PDSCH发送的、携带有目标信息的TB。
其中,目标信息是按照重复次数重复原始信息生成的;重复次数是根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照设定规则确定的。
步骤S304:基站对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。
基站侧对重复了多次的MTC终端侧的原始信息的处理过程基本上和MTC终端侧是反向的,基站对TB中的信息经过信道解码及相应处理后,将TB发送到上层,得到重复N(N大于或等于1)次的原始信息,然后通过解重复编码恢复原始信息。进而,可以对原始信息进行相应地处理。
通过本实施例,基站侧通过重复了多次的原始信息能够准确获知MTC终端侧想要传输的真实数据,进而进行正确地处理。从而,有效解决了现有的处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时数据传输误码率高,MTC终端性能差的问题,扩大了小区的覆盖范围。
实施例四
参照图5,示出了根据本发明实施例四的一种MTC信息处理方法的步骤流程图。
本实施例对实施例三的方案进行了进一步优化,仍从基站侧对本发明的MTC信息处理方法进行说明。
本实施例的MTC信息处理方法包括以下步骤:
步骤S402:基站接收MTC终端通过PDSCH发送的、携带有目标信息的TB。
其中,目标信息是按照重复次数重复原始信息生成的;重复次数是根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照设定规则确定的。
步骤S404:基站根据MTC终端发送的CQI指示的值,或者根据基站确定的原始信息的固定重复次数,对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。
与MTC终端侧对原始信息进行重复编码相对应,本实施例中,基站侧采用对应的两种方式对目标信息进行解重复编码恢复,以获取原始信息。
一种基站对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息的方式是:基站根据MTC终端发送的CQI指示的值,确定原始信息的重复次数;根据确定的重复次数对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。优选地,基站在根据MTC终端发送的CQI指示的值,确定原始信息的重复次数时,可以按照公式确定原始信息的重复次数,其中,N表示原始信息的重复次数,efficiency表示MTC终端的CQI的值对应的efficiency(信道编码效率),表示向下取整。通过CQI确定原始信息的重复次数,可以有效利用现有信息,实现简单,实现成本低。
另一种基站对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息的方式是:基站根据确定的原始信息的固定重复次数,对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。其中,原始信息的固定重复次数由基站根据其与MTC终端之间的信道环境参数确定,且在基站和MTC终端的MTC通信过程中保持不变。通过这种方式,无须每次根据信道质量或信道环境动态计算确定原始信息重复的次数,降低了计算损耗,提高了MTC信息处理效率。
解重复编码恢复可以采用任意适当方式实现,如接收到的目标信息为“1010101010”,在确定重复次数为5后,可以按5等分该目标信息,等分后的每部分信息均为“10”,则可以确定原始信息即为“10”。当然,不限于此,在实际应用中,本领域技术人员还可以参照现有其它相关解重复编码恢复方式对目标信息进行解重复编码恢复,本发明对此不作限制。
通过本实施例,基站侧通过重复了多次的原始信息能够准确获知MTC终端侧想要传输的真实数据,进而进行正确地处理,降低了处于小区边缘的MTC终端进行MTC通信时的数据传输误码率,提高了MTC终端的性能,扩大了小区的覆盖范围。
实施例五
参照图6,示出了根据本发明实施例五的一种MTC信息处理方法的流程图。
本实施例结合MTC终端侧和基站侧对MTC信息的处理,对本发明的MTC信息处理方法进行说明。
本实施例的MTC信息处理方法包括以下步骤:
步骤S502:MTC终端向基站eNB上报CQI。
在MTC系统中,由于大部分的MTC终端需要发送的数据很小,每次发送的数据包只有几个byte(字节)或者bit(比特位),而目前在LTE系统中,最小的TBsize(数据传输块尺寸)包含的信息有16bits,比MTC终端的需要发送的信息位多很多,造成浪费;而另一方面,处于小区边缘的MTC终端由于信道条件质量不好,导致数据传输误码率高。因此,本实施例通过原始信息位重复,来提高位于小区边缘的MTC终端的性能,降低数据传输误码率。
本实施例中,MTC终端向eNB上报CQI,由eNB确定MTC终端重复原始信息的次数。但不限于此,MTC终端也可以根据CQI决定原始信息的重复次数,然后再将该次数携带在适当的信令中上报eNB。
步骤S504:eNB根据MTC终端上报的CQI确定MTC终端需要进行原始信息重复的次数N。
其中,N为大于或等于1的自然数。如,N=1时,存在相同的两部分原始信息位。
对于MTC终端重复原始信息次数的N具体取值,可以是动态的,如,eNB根据MTC终端上报的CQI的值,确定原始信息的重复次数。
其中,CQI的值遵从MTC协议规定,如下表1所示:
表1
从表1中可见,CQI被定义成16个等级,如果信道质量差,上报的CQI值低,则原始信息的重复次数多一些,直到填满TB;如果信道质量好,上报的CQI高,则原始信息重复的次数少一些。一种较优选的方式可以利用表1中所述的efficiency值以0.2为单位来决定N值,即,定义其中,表示向下取整。例如,efficiency=0.8770,算出N=4,则MTC终端发送的原始信息就重复4次编码。
此外,MTC终端重复原始信息次数的N具体取值也可以是半静态的,可以事先通过固定的N值来做原始信息重复,N值由基站通过信令告诉MTC终端。基站事先根据信道环境参数来决定重复编码次数N,然后通过信令通知MTC终端,并在此后的基站与MTC终端的MTC通信中一直固定。
另外,如果MTC终端直接上报了重复次数N,则eNB可以直接确定原始信息的重复次数。
步骤S506:eNB向MTC终端通知确定的重复次数N的值。
如果MTC终端自己确定重复次数,则不需要该步骤。
步骤S508:MTC终端根据eNB通知的重复次数N,重复原始信息,对TB进行处理,通过PDSCH向eNB发送处理后的TB。
对于这种原始信息位重复的方案,MTC终端的TB处理过程包括:通过将长度为L的原始信息位重复N次,组成一个TB的payload(数据净荷),其大小为N*L,加CRC(CyclicalRedundancyCheck,循环冗余校验),块分割,信道编码,然后速率匹配,最后通过物理层传输。例如,如果TBS(数据传输块)的长度是250,并且N=10,则实际的原始信息比特是25bit。
步骤S510:eNB对MTC终端发送来的、携带重复后的原始信息的TB进行解重复编码恢复,获得原始信息。
基站eNB侧对TB的处理过程基本上和MTC终端侧反向,如,eNB通过信道解码后,经过CRC校验,不论CRC校验是否成功,均将TB发送到上层,得到重复N次的原始信息位,然后通过解重复编码恢复原始信息位,如通过最大比合并解重复编码进而恢复原始信息位。
通过本实施例,利用原始信息位重复来提高位于小区边缘的MTC终端的性能,充分利用了MTC终端传输的数据少,可以对原始信息进行处理,增加编码增益,从而降低了误码率,扩大了小区的覆盖范围。
实施例六
参照图7,示出了根据本发明实施例六的一种MTC终端的结构框图。
本实施例的MTC终端包括:第一确定模块602,用于确定MTC终端待传输的原始信息的长度;第二确定模块604,用于根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照设定规则确定重复原始信息的重复次数;重复模块606,用于按照重复次数重复原始信息,生成目标信息;携带模块608,用于将目标信息携带在TB中;传输模块610,用于使用PDSCH信道传输携带有目标信息的TB。
本实施例的MTC终端用于实现前述多个方法实施例中MTC终端侧的MTC信息处理,并具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
实施例七
再次参照图7,本实施例的MTC终端对实施例六中的MTC终端的结构进行了进一步优化。
在优化后的MTC终端中:
优选地,第二确定模块604,用于根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照MTC终端的CQI指示的值,确定重复原始信息的重复次数。
优选地,第二确定模块604,用于根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照公式确定重复原始信息的重复次数,其中,N表示重复原始信息的重复次数,efficiency表示MTC终端的CQI的值对应的信道编码效率,表示向下取整。
优选地,第二确定模块604,还用于接收基站发送的携带有指示原始信息的固定重复次数的指示信令,根据指示信令确定重复原始信息的重复次数;其中,指示信令中携带的原始信息的固定重复次数由基站根据其与MTC终端之间的信道环境参数确定,且在基站和MTC终端的MTC通信过程中保持不变。
同样,本实施例的MTC终端用于实现前述多个方法实施例中MTC终端侧的MTC信息处理,并具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
实施例八
参照图8,示出了根据本发明实施例八的一种基站的结构框图。
本实施例的基站包括:接收模块702,用于接收MTC终端通过PDSCH信道发送的、携带有目标信息的TB,其中,目标信息是按照重复次数重复原始信息生成的;重复次数是根据原始信息的长度和承载原始信息的TB的长度,按照设定规则确定的;解重复模块704,用于对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。
本实施例的基站用于实现前述多个方法实施例中基站侧的MTC信息处理,并具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
实施例九
再次参照图8,本实施例的基站对实施例八中的基站的结构进行了进一步优化。
在优化后的基站中:
优选地,解重复模块704,用于根据MTC终端发送的CQI指示的值,确定原始信息的重复次数;根据确定的重复次数对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。
优选地,解重复模块704,用于按照公式确定原始信息的重复次数,其中,N表示原始信息的重复次数,efficiency表示MTC终端的CQI的值对应的信道编码效率,表示向下取整;根据确定的重复次数对目标信息进行解重复编码恢复,获得原始信息。
优选地,解重复模块704,还用于根据基站确定的原始信息的固定重复次数,对目标信息进行解重复编码恢复;其中,原始信息的固定重复次数由基站根据其与MTC终端之间的信道环境参数确定,且在基站和MTC终端的MTC通信过程中保持不变。
同样,本实施例的基站用于实现前述多个方法实施例中基站侧的MTC信息处理,并具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
实施例十
参照图9,示出了根据本发明实施例十的一种通信系统的结构框图。
本实施例的通信系统包括MTC终端和基站,其中,MTC终端可以采用实施例六或实施例七中的MTC终端,基站可以采用实施例八或实施例九中的基站,在此均不再详述。
本实施例的通信系统,通过采用MTC终端和基站实现MTC信息处理具体可以参考上述实施例一至实施例五记载的的相关MTC信息处理方法,在此不再赘述。
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MTC终端和基站实施例而言,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MTC信息处理方法、MTC终端和基站,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。