CN104079337B - 一种机器类型通信的频率分集传输方法 - Google Patents

一种机器类型通信的频率分集传输方法 Download PDF

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Abstract

一种在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：所述基站将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；所述基站为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；所述基站将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备。

Description

一种机器类型通信的频率分集传输方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及机器类型通信技术领域。
背景技术
近年来，机器类型通信(Machine Type Communication简称MTC)正日益成为无线通信技术领域的热点，其中，在最近的3GPP标准化会议上，对现有的MTC技术的演进提出了一个新的目标，要求在低成本MTC设备上进行改进以实现20dB的覆盖增益。
所谓的低成本MTC设备是指一系列低复杂度、低功耗的无线设备，例如无线传感器设备。此类设备具有以下两个突出的特点使得上述改进目标的实现变得非常困难：
首先，此类设备总是工作于很窄的频段，典型的，在现有的3GPP规范中，MTC设备的工作带宽为1.4MHz，或者表示为6个频率资源块(Resource Block，简称RB)。如此窄的频段使得很多常规的实现增益的技术无法应用于MTC，典型的，无线通信领域常用的频率分集技术就因为过窄的工作频段无法进行进一步的划分而不能直接应用于MTC。
其次，低成本MTC设备也很难进行及时而精确的信道条件报告，因为此类设备通常安装于各类工业设备上或者建筑物内部，因此其信道的穿透损耗相当可观。而由于前述的原因，在无法应用频率分集的情况下，其接收器面临的衰减非常严重。
由于上述两个原因，需要寻找一种新型的、适用于低成本MTC设备的频率分集方法。这种方法必须既能工作于MTC设备狭窄的工作频段；又不必显著增加信令开销；还要能够简单的实现，从而保留低成本MTC设备本来所具有的低复杂度、低功耗的优点。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种新的适用于MTC设备的频率分集方法。通过采用把一个传输块(Transmission Block简称TB)的数据映射到多个绑定的RB，并给该绑定的多个RB分配不同的频率，然后将这些RB封装在不同的子帧中依次先后进行发送的方法，来获得频率分集的增益效果；另外，还可以通过设置固定的频率间隔，以实现最简单的调度方式。
具体地，根据本发明的第一方面，提出了一种在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：所述基站将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；所述基站为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；所述基站将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备。
优选地，还包括所述基站向所述用户设备发送第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
优选地，每个所述频率资源块之间的频率间隔相同。
更优选地，所述相同的频率间隔由所述基站配置。
优选地，所述第一数量由所述基站配置。
优选地，所述第一数量为2、4或8。
更优选地，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔。
更优选地，所述第一消息还包括所述第一数量。
优选地，第一规则包括：将所述待发送的数据的全部内容映射到每个所述频率资源块。
优选地，第一规则包括：将所述待发送的数据分割成第一数量个部分，每个所述部分分别映射到一个所述频率资源块。
优选地，每个所述频率资源块使用不同的混合自动重传请求冗余版本。
优选地，每个所述频率资源块分别承载同一个码本的不同分段。
根据本发明的第二方面，提出了一种在无线通信系统中的用户设备中接收数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：所述用户设备先后接收从基站分别发送的第一数量个子帧，每个所述子帧中封装有一个频率资源块，其中，每个所述频率资源块的频率各不相同；从所述第一数量个子帧中封装的频率资源块中恢复出待接收的数据。
优选地，还包括：所述用户设备接收从所述基站发送的第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
更优选地，每个所述频率资源块之间的频率间隔相同。
更优选地，所述相同的频率间隔由所述基站配置。
更优选地，所述第一数量由所述基站配置。
更优选地，所述第一数量为2、4或8。
更优选地，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔。
更优选地，所述第一消息还包括所述第一数量。
优选地，当每个所述频率资源块分别承载一个码本分段时，还包括待接收到第一数量个所述子帧后，从该第一数量个子帧中所封装的所有所述频率资源块中恢复出全部待接收的数据。
根据本发明的第三方面，提出了一种在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的设备，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述设备包括：映射单元，用于将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；分配单元，用于为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；发送单元，用于将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备。
优选地，还包括：通知单元，用于向所述用户设备发送第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
更优选地，每个所述频率资源块之间的频率间隔相同，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔和/或所述第一数量。
根据本发明的第四方面，提出了一种在无线通信系统中的用户设备中接收数据的设备，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述设备包括：第一接收单元，用于先后接收从基站分别发送的第一数量个子帧，每个所述子帧中封装有一个频率资源块，其中，每个所述频率资源块的频率各不相同；恢复单元，用于从所述第一数量个子帧中封装的频率资源块中恢复出待接收的数据。
优选地，还包括：第二接收单元，用于接收从所述基站发送的第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
更优选地，每个所述频率资源块之间的频率间隔相同，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔和/或所述第一数量。
本发明中，通过把一个TB的数据映射到多个不同频率的RB，再用多个子帧分别传输的方式，可以在不增加MTC设备工作带宽的前提下充分利用系统的总带宽进行频率分集，从而使每个MTC设备获得频率分集增益。同时，通过设置固定的频率间隔的方式，使得系统的调度极为简单，只需发送一次信令就可以调度上述的多次传输，省直可以以永久模式进行调度，信令开销极小。此外，本发明只需略微增加MTC设备缓存的占用，实现的复杂度和成本都极低。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优势将会更为明显。
图1示出了根据本发明的频率资源块时频域分布图；
图2示出了根据本发明的发送数据的方法流程图；
图3示出了根据本发明的接收数据的方法流程图；
图4示出了根据本发明的发送设备的框图；
图5示出了根据本发明的接收设备的框图。
其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
在现有的3GPP规范中，每个低成本MTC设备的工作带宽仅为1.4MHz，因此直接在这个带宽范围内实现频率分集相当困难。另一方面，从一个包含着一个基站和多个低成本MTC设备的小区来看，整个系统的带宽仍足以满足应用频率分集技术的要求。因此，本发明创新的提出了一种基于多个RB绑定的调度方法，来方便的在低成本MTC设备上获得频率分集增益。
附图1示出了根据本发明的一个具体实施方式，进行RB绑定的时频域分布图。从图中可以看出，基站将一个TB的数据映射到4个不同的RB；然后给每个RB分配各不相同的频率。这里需要指出的是，将一个TB映射到多少个RB并不会影响本发明的实现，只要RB的数量大于1就可以实现频率分集，典型的，可以映射到2个、4个或者8个RB，RB的数量越多，获得的增益越高，相应的实现的开销也越大，以下为描述方便起见，以映射到4个RB为例进行说明。从图中可以进一步看出，每个RB被分别封装于一个带宽1.4MHz的子帧中，然后依次先后发送给目标MTC设备，其中的关键在于，每个RB，或者说每个被发送的子帧都使用了不同的频率。
通过上述过程可以看出，对于每个RB/子帧的发送/接收而言，仍然只使用了1.4MHz的带宽；但从一个TB的整体发送/接收来看，使用的是4个不同的1.4MHz的带宽来完成的，即在TB层级上实现了对单个MTC设备的频率分集传输。因此本发明的关键改进之处在于，将一次传输分割成绑定的多次传输，而每次绑定的传输所使用的频率各不相同，因此对单个MTC设备而言，通过接收多次不同频率的传输结果，可以获得可观的频率分集增益。
基站在进行TB到RB的映射时，可以采用不同的规则。例如，可以将一个TB的全部数据重复的映射到多个RB，即每个RB中包含的都是同样的数据，同一个TB的全部数据在不同的频率上重复发送；或者，也可以将一个TB的数据分割成多个部分，每个部分分别映射到一个RB，即同一个TB的数据在不同的频率上分段发送。比如在上述的实施方式中，就可以将一个TB的数据分成4个部分，分别映射到4个RB，再给每个RB分配各不相同的频率，分别发送到目标MTC设备上。
根据本发明的传输方法的一大优点是可以非常灵活的进行调度，例如，将一个TB映射到多少个RB这一参数既可以由基站进行配置，以适应不同的业务类型或者信道条件；还可以预先定义在系统中，预先定义方式的优点在于，基站和MTC设备无需通过信令交互就可以获知该参数。
此外，为了进一步简化调度的信令开销，优选的方案是每个RB的频率之间相差固定的偏移量，这样只需用频率偏移量这一个参数就可以描述绑定的多次传输之间的频率变化。同样的，该参数也可以由基站进行配置或者预先定义。
因此，在最简化的情况下，即TB映射数量预先定义，同时频率偏移量也固定且预先定义的情况下，基站只需调度第一个RB的传输即可，也就是基站只需通过第一信令消息通知该MTC设备第一个RB发送的时间和频率，该MTC设备就会根据预先定义的参数知道后续的发送频率、发送次数，进行相应的接收操作，从而恢复出基站发送的TB。另一方面，当TB映射数量和频率偏移量是由基站配置时，也可以通过前述第一消息将这两个参数和第一个RB的调度信息一起发送给MTC设备，从而通过一条信令消息完成绑定的多次传输的调度。
此外，作为优选的方案，还可以在发送时，由基站对每个RB使用不同的HARQ冗余版本(Redundancy Version简称RV)，以使得绑定的多次传输中的每次传输都可以单独进行重传。
另一个优选的方案则是，让每一个RB分别承载同一个码本(code block)的一个分段，即所有绑定的RB进行联合编码；这样可以获得进一步的编/解码增益。
相应的，根据本发明，在接收端，MTC设备根据永久调度配置或者前述的第一消息，先后在多个不同的频率上接收基站发送的绑定的多个RB，然后恢复出基站发送的TB的数据。根据发送端的情况，MTC设备可以在每接收到一个RB后就进行解码获得TB的部分数据，最终加以合并；也可以在发送端采用联合编码的情况下，待接收到所有的RB之后，进行联合解码以恢复出TB的全部数据。
附图2示出了根据上述具体实施方式，在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：
S21.所述基站将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；
S22.所述基站为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；
S23.所述基站将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备。
附图3示出了根据上述具体实施方式，在无线通信系统中的用户设备中接收数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：
S31.所述用户设备先后接收从基站分别发送的第一数量个子帧，每个所述子帧中封装有一个频率资源块，其中，每个所述频率资源块的频率各不相同；
S32.从所述第一数量个子帧中封装的频率资源块中恢复出待接收的数据。
以下再来结合框图来介绍本发明所提供的与上述方法相对应的设备，鉴于其中的单元/装置特征与上述方法中的步骤特征有对应关系，将从简。
附图4示出了一种在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的设备S40的框图，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述设备S40包括：
映射单元4001，用于将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；
分配单元4002，用于为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；
发送单元4003，用于将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备。
附图5示出了一种在无线通信系统中的用户设备中接收数据的设备S50的框图，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述设备S50包括：
第一接收单元5001，用于先后接收从基站分别发送的第一数量个子帧，每个所述子帧中封装有一个频率资源块，其中，每个所述频率资源块的频率各不相同；
恢复单元5002，用于从所述第一数量个子帧中封装的频率资源块中恢复出待接收的数据。
以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在本发明中，“第一”、“第二”仅表示名称，不代表次序关系。在发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (27)

1.一种在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：
b.所述基站将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；
c.所述基站为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；
d.所述基站将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备，其中，使用各不相同的频率发送每个所述子帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤b之前还包括：
a.所述基站向所述用户设备发送第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤c中每个所述频率资源块之间的频率间隔相同。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述相同的频率间隔由所述基站配置。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤b中所述第一数量由所述基站配置。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤b中所述第一数量为2、4或8。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一消息还包括所述第一数量。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b中的第一规则包括：
将所述待发送的数据的全部内容映射到每个所述频率资源块。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b中的第一规则包括：
将所述待发送的数据分割成第一数量个部分，每个所述部分分别映射到一个所述频率资源块。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述频率资源块使用不同的混合自动重传请求冗余版本。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述频率资源块分别承载同一个码本的不同分段。
13.一种在无线通信系统中的用户设备中接收数据的方法，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述方法包括以下步骤：
B.所述用户设备先后接收从基站分别发送的第一数量个子帧，每个所述子帧中封装有一个频率资源块，其中，每个所述频率资源块的频率各不相同；其中，每个所述子帧的频率各不相同；
C.从所述第一数量个子帧中封装的频率资源块中恢复出待接收的数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述步骤B之前还包括：
A.所述用户设备接收从所述基站发送的第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤B中每个所述频率资源块之间的频率间隔相同。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述相同的频率间隔由所述基站配置。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤B中所述第一数量由所述基站配置。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤B中所述第一数量为2、4或8。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一消息还包括所述第一数量。
21.根据权利要求13所述的方法，其中，每个所述频率资源块分别承载一个码本分段，所述步骤C中还包括接收到第一数量个所述子帧后，从该第一数量个子帧中所封装的所有所述频率资源块中恢复出全部待接收的数据。
22.一种在无线通信系统中的基站中向用户设备发送数据的设备，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述设备包括：
映射单元，用于将待发送的数据按第一规则映射到第一数量个频率资源块，其中，所述第一数量大于1；
分配单元，用于为每个所述频率资源块分配各不相同的频率；
发送单元，用于将每个所述频率资源块封装在不同的子帧中分别先后发送给所述用户设备，其中，使用各不相同的频率发送每个所述子帧。
23.根据权利要求22所述的设备，还包括：
通知单元，用于向所述用户设备发送第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，每个所述频率资源块之间的频率间隔相同，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔和/或所述第一数量。
25.一种在无线通信系统中的用户设备中接收数据的设备，其中，所述用户设备为机器类型通信设备，所述设备包括：
第一接收单元，用于先后接收从基站分别发送的第一数量个子帧，每个所述子帧中封装有一个频率资源块，其中，每个所述频率资源块的频率各不相同；其中，每个所述子帧的频率各不相同；
恢复单元，用于从所述第一数量个子帧中封装的频率资源块中恢复出待接收的数据。
26.根据权利要求25所述的设备，还包括：
第二接收单元，用于接收从所述基站发送的第一消息，所述第一消息用于通知所述用户设备发送第一个所述频率资源块的时间和频率。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，每个所述频率资源块之间的频率间隔相同，所述第一消息还包括所述相同的频率间隔和/或所述第一数量。
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