CN105099627A - 移动通信系统中低成本终端的数据发送/接收方法和装置 - Google Patents

移动通信系统中低成本终端的数据发送/接收方法和装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及将用于支持超过第4代(4G)系统的更高数据速率的第5代(5G)通信系统与用于物联网(IoT)的技术融合的通信方法和系统。本公开可以应用于基于5G通信技术和IoT相关技术的智能服务，诸如智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车、车联网、保健、数字教育、智能零售、保安和安全服务。针对移动通信系统中的终端的数据接收方法提供方法和装置。从基站接收下行链路控制信息(DCI)。基于DCI确定基站发送的数据的传输块尺寸(TBS)是否小于或等于预定值。当TBS小于或等于该预定值时解码数据。

Description

移动通信系统中低成本终端的数据发送/接收方法和装置
技术领域
本发明大体涉及蜂窝移动通信系统，并且更具体地，涉及用于在蜂窝移动通信系统中使用的低成本终端的数据发送/接收方法。
背景技术
为了满足自从部署4G通信系统以来增长的对无线数据业务的需求，已经努力开发改进的5G或预5G通信系统。因而，5G或预5G通信系统也被称为‘超越4G网络’或‘后LTE系统’。5G通信系统被考虑为在更高的频率(毫米波)波段中实现，例如，60GHz波段，以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗并提高传输距离，在5G通信系统中讨论波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大型天线技术。此外，在5G通信系统中，基于先进小型小区、云无线电接入网(RAN)、超致密网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、运动网络、合作通信、协作多点(CoMP)、接收端干扰消除等进行系统网络改进的开发。在5G系统中，已经开发作为先进编码调制(ACM)的混合频移键控(FSK)和正交调幅(QAM)调制(FQAM)以及滑动窗口叠加编码(SWSC)、以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)、以及稀疏码多址接入(SCMA)。
作为其中人产生和消费信息的以人为中心的连接网络的因特网现在正在演变为物联网(IoT)，其中，诸如物件的分布的实体交换和处理信息而无需人干预。作为通过与云服务器连接的IoT技术和大数据处理技术的组合的万联网(IoE)已经出现。由于需要诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”、和“安全技术”的技术元素用于IoT实现，最近已经研究传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等。这样的IoT环境可以提供智能互联网技术服务，其通过收集和分析在互联的物件当中产生的数据来创造人类生活的新价值。通过现有信息技术(IT)与各种工业应用之间的融合和组合，IoT可以应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或车联网、智能电网、保健、智能电器以及先进医疗服务。
与此相应，已经进行多种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。例如，可以通过波束成形、MIMO、和阵列天线来实现诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)、和机器对机器(M2M)通信的技术。也可以将云无线电接入网(RAN)作为上述大数据处理技术的应用考虑为5G技术与IoT技术之间的融合的实例。
移动通信系统已经演变成能够提供超出早期面向语音的服务的数据和多媒体服务的高速、高质量无线分组数据通信系统。已经开发多种移动通信标准(诸如，例如，高速分组接入(HSPA)、第三代伙伴计划(3GPP)的长期演进(LTE)、3GPP2的高速率分组数据(HRPD)、超移动宽带(UMB)、以及电气和电子工程师协会(IEEE))的802.16e)以支持高速、高质量无线分组数据通信服务。
作为代表性的宽带无线通信系统之一，LTE系统在下行链路中使用正交频分复用(OFDM)，并且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)。这样的多址接入方案的特征在于，分配时间-频率资源以携带用户特定数据和控制信息而不重叠，即，保持正交，以便区分用户特定数据和控制信息。
LTE系统还采用混合自动重发请求(HARQ)用于重发在物理层上初始发送的解码失败的数据。HARQ方案是这样的技术，其中当接收的数据没有被正确解码时，接收器发送否定确认(NACK)以通知发送器解码失败。于是，发送器在物理层上重发相应的数据。当数据被正确解码时，接收器向发送器发送确认(ACK)，于是，发送器发送新的数据。
图1是示出用于在LTE系统的下行链路中发送数据和/或控制信道的时间-频率资源网格的基本结构的图。
图1中，水平轴表示时间，垂直轴表示频率。时域中的最小传输单元是OFDM码元，Nsymb个OFDM码元102形成时隙106。两个时隙106形成子帧105，10个子帧105形成无线电帧。一个时隙106跨度0.5ms，一个子帧105跨度1.0ms，一个无线帧电跨度10ms。频域中的最小传输单元是副载波。
在时间-频率域中，基本资源单元是资源元素(RE)112，并且每个RE由一个SC-FDMA码元索引和一个副载波索引定义。资源块(RB)或物理资源块(PRB)108由时域中的Nsymb个连续的SC-FDMA码元和频域中的NRB SC个连续的副载波定义。因此，一个RB108包括Nsymb×NRB个RE112。典型地，最小数据传输单元是RB108。在LTE系统中，通常Nsymb＝7且NRB SC＝12，并且NBW和NRB与系统传输带成比例。数据速率与调度给终端的RB108的数量成比例地增加。
在子帧的开始处的N个OFDM码元中携带控制信息。典型地，N＝{1,2,3}。因此，取决于将要在相应的子帧中发送的控制信息的量，N可以在每个子帧中改变。控制信息可以包括控制信道传输持续时间指示符、下行链路或上行链路数据调度信息、以及HARQACK/NACK。
在LTE系统中，基站使用下行链路控制信息(DCI)向终端发送下行链路或上行链路数据调度信息。UL是终端用于向基站发送数据或控制信号的无线电链路，并且DL是基站用于向终端发送数据或控制信号的无线电链路。根据调度信息是用于UL还是DL、DCI是否是紧凑(compact)DCI、是否应用具有多个天线的空间复用、以及DCI是否是功率控制DCI，以不同的DCI格式来产生DCI。例如，用于关于DL数据(DL授权)的控制信息的DCI格式1被配置为包括以下控制信息：
-资源分配类型0/1标志：通知终端资源分配类型是类型0还是类型1。类型0以位图方法指示以RB组(RBG)为单位的资源分配。在LTE和LTE-A系统中，基本调度单元是表示时间和频率资源的RB，并且RBG包括多个RB以及类型0的基本调度单元。类型1指示RBG中的特定RB的分配。
-资源块分配：通知终端被分配用于数据传输的RB。确定根据系统带宽和资源分配方案表示的资源。
-调制和编码方案：通知终端应用于数据传输的调制方案和编码速率。
-HARQ进程编号：通知终端HARQ进程编号。
-新数据指示符：通知终端发送是HARQ初始发送还是重发。
-冗余版本：通知终端HARQ的冗余版本。
-用于PUCCH的TPC命令：通知终端用于作为上行链路控制信道的物理上行链路控制信道(PUCCH)的功率控制命令。
将DCI信道编码和调制，然后通过物理下行链路控制信道(PDCCH)或增强-PDCCH(E-PDCCH)发送。
典型地，将DCI每终端地信道编码，然后在终端特定的PDCCH上发送。在时域中将PDCCH映射到控制信道区域。频域中PDCCH的映射位置由终端标识符符(ID)来确定，并且散布在整个系统传输带。
在物理下行链路共享信道(PDSCH)上发送下行链路数据。PDSCH跟随控制信道区域，并且利用在PDCCH上发送的DCI来通知其调度信息，诸如其在频域中的映射位置以及调制方案。
基站使用调制和编码方案(MCS)通知终端应用于PDSCH的调制方案以及传输块尺寸(TBS)，MCS占据形成DCI的控制信息的5比特。TBS是对传输块(TB)执行用于纠错的信道编码之前数据的尺寸。
LTE系统支持包括分别具有2、4、和6的调制阶数(Qm)的正交相移键控(QPSK)、16-QAM、和64-QAM的调制方案。即，QPSK调制码元携带2比特的信息，16-QAM调制码元携带4比特的信息，并且64-QAM调制码元携带6比特的信息。
LTE系统可以被配置为支持具有受限功能的低成本终端。例如，可以通过将终端的接收天线的数量限制为1来减少终端的射频(RF)成本，并且通过限制低成本终端能够处理的TBS的最大值来降低终端的接收缓冲器成本。期望低成本终端适合用于MTC或M2M服务，诸如，例如，远程计量、反犯罪措施、和物流服务。
发明内容
本发明解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明的一个方面提供低成本终端的数据发送/接收方法和装置。
根据本发明的一方面，提供一种移动通信系统中的终端的数据接收方法。从基站接收DCI。基于DCI确定基站发送的数据的TBS是否小于或等于预定值。当TBS小于或等于该预定值时，解码数据。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中接收数据的终端。该终端包括通信单元，其被配置为执行数据通信。该终端还包括控制单元，其被配置为控制该通信单元从基站接收DCI，基于DCI确定基站发送的数据的TBS是否小于或等于预定值，并且当TBS小于或等于该预定值时解码数据。
根据本发明的另一方面，提供一种移动通信系统中的基站的数据发送方法。确定终端发送的数据重发请求的数量是否大于或等于预定值。根据数据发送请求的数量是否大于或等于该预定值来确定将要应用于向终端发送的数据的MCS。当数据重发请求的数量大于或等于该预定值时，降低MCS的级别。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于在移动通信系统中发送数据的基站。该基站包括通信单元，其被配置为执行数据通信。该基站还包括控制单元，其被配置为确定终端发送的数据重发请求的数量是否大于或等于预定值，基于数据发送请求的数量是否大于或等于该预定值来确定将要应用于向终端发送的数据的调制和编码方案，并且当数据重发请求的数量大于或等于该预定值时降低MCS的级别。
附图说明
通过结合附图的以下详细描述，本发明的上述和其他方面、特征、和优点将变得更加清楚：
图1是示出用于在LTE系统的下行链路中发送数据和/或控制信道的时间-频率资源网格的基本结构的图；
图2是示出根据本发明的实施例的LTE系统中的UE的下行链路数据TBS确定过程的流程图；
图3是示出根据本发明的实施例的低成本终端处的TBS确定之后的过程的流程图；
图4是示出根据本发明的另一实施例的低成本终端处的TBS确定之后的过程的流程图；
图5是示出根据本发明的实施例的eNB的调度确定操作的概念图；以及
图6是示出根据本发明的实施例的UE的接收器的配置的框图。
具体实施方式
参照附图详细描述本发明的实施例。相同或相似组件可以由相同或相似的附图标记来指定，尽管它们在不同的附图中示出。可以略去本领域已知的结构或过程的详细描述，以避免模糊本发明的主题。
这里描述的术语考虑到本发明的实施例的功能而被定义，并且可以根据用户或运营商的意图、使用等而改变。因此，应当基于这里描述的整体内容来确定定义。
这里使用的术语被提供用于帮助理解本发明，并且可以被修改为不同的形式而不脱离本发明的精神实质。
虽然描述针对基于OFDM的无线通信系统，特别是3GPP演进通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(EUTRA)，但是本领域的技术人员不难理解，本发明的实施例可以略微修改以应用于具有类似技术背景和信道格式的其他通信系统而不脱离本发明的精神和范围。
以下描述中，作为资源分配器的基站可以实现为节点B、演进节点B(eNB)、无线电接入单元、基站控制器、以及网络上的节点中的任何一个。以下描述中，终端可以被实现为用户设备(UE)、移动站(MS)、蜂窝电话机、智能电话机、计算机、以及具有通信功能的多媒体系统中的任何一个。以下描述中，DL表示用于从基站到终端的信号传输的无线电信道，并且UL表示用于从终端到基站的信号传输的无线电信道。
以下描述中，低成本终端是指通过限制LTE终端功能来以低成本运行的终端。低成本终端可以互换地被称为低成本设备、低成本UE、和低成本MS。
如上所述，与传统LTEUE相比在功能上受限的低成本UE能够通过定义低成本UE能够处理的TBS的限度(TBS_limit)来减少接收数据缓冲器成本。通过注意低数据速率服务(诸如，例如，远程计量、反犯罪措施、和物流服务)，与传统UE相比限制低成本UE的TBS没有显著问题。例如，可以将TBS_limit设置为1000比特。
为了检查eNB发送的下行链路数据的TBS，UE参照作为关于下行链路数据的调度控制信息的包含在DCI中的MCS和资源块分配信息。UE从资源块分配信息中获取关于下行链路数据被映射到的PRB的数量的信息(N_PRB)，并且从MCS信息(I_MCS)中获取TBS信息(I_TBS)。如下所述，表1是在LTE标准中定义的调制和TBS索引表。参照表1，如果获取I_MCS＝10作为包含在从eNB接收的DCI中的MCS信息，则UE参照表格确定I_TBS＝9。
表1
UE能够基于I_TBS和N_PRB来检查eNB发送的下行链路数据的TBS。
表2示出在LTE标准中定义的TBS表的一部分。假定基站在DCI中向UE发送N_PRB＝10的资源块分配信息和I_MCS＝10的MCS，UE参照表1确定I_TBS＝9，并且参照表2确定TBS＝1544。然而，如果低成本UE的TBS_limit被设置为1000比特，则它不能处理超过其TBS_limit的下行链路数据，因而，eNB无法成功发送具有TBS＝1544比特的下行链路数据。如果eNB具有识别新定义的低成本UE的能力，则它可以通过注意TBS_limit来调度低成本UE以便保证低成本UE的下行链路数据处理。然而，如果eNB不具有识别新定义的低成本UE的能力，则它向低成本UE发送下行链路数据而未注意TBS_limit，如同其向传统UE所做的一样，导致发送失败。更具体地，当网络运营商计划普及低成本UE的使用而不修改传统eNB时，这样的问题有显著意义。
表2
图2是示出根据本发明的实施例的LTE系统中的UE的下行链路数据TBS确定过程的流程图。
参照图2，在步骤200，UE通过PDCCH或E-PDCCH从eNB接收DCI。在步骤202，UE检查无线电网络临时标识符(RNTI)以从DCI确定下行链路数据的类型。RNTI在DL携带诸如例如寻呼、系统信息、和随机接入的公共控制信息时可以被分类为寻呼-RNTI(P-RNTI)、系统信息-RNTI(SI-RNTI)、和随机接入-RNTI(RA-RNTI)中的一个，并且可以被分类为对于预定UE有效的小区RNTI(C-RNTI)。取决于DL是否携带公共控制信息，可以不同地定义TBS表。由于可以在传统LTEUE与低成本UE之间不加区分地使用公共控制信息，优选的是不应用TBS_limit。步骤200和202可以同时进行。在步骤204，UE基于从DCI获取的N_PRB和I_TBS来确定调度的下行链路数据的TBS。
图3是示出根据本发明的实施例的低成本终端处的TBS确定之后的过程的流程图。
参照图3，在步骤300，UE确定DCI是否在低成本UE的限制范围之外。例如，所检查的TBS可以大于UE的TBS_limit。在步骤302，如果DCI不在低成本UE的限制范围之外，则UE基于DCI的信息来解码数据。在步骤304，如果数据被成功解码，则UE向eNB发送HARQACK，并且如果数据未被成功解码，则UE向eNB发送HARQNACK。在步骤306，如果反馈是HARQNACK，则UE存储已接收的数据用于与HARQ重发数据组合。
在步骤300，如果确定DCI在低成本UE的限制范围之外，则在步骤308，UE跳过对借助DCI调度的数据的解码。在步骤310，UE向eNB发送HARQNACK。在步骤312，UE存储已接收的数据。
图3的过程可以被修改以使得仅对于下行链路数据的HARQ的初始发送执行步骤300的确定操作。例如，如果作为用于初始发送的步骤300的确定的结果执行步骤302、304、和306，则当相同的数据被重发时可以跳过步骤300，因而执行步骤302、304和306而无需这样的确定。这是可能的，因为初始发送和重发具有相同TBS。可以基于包含在DCI中的NDI信息来确定数据是初始发送的还是重发的。
图4是示出根据本发明的另一实施例的低成本终端处的TBS确定之后的过程的流程图。
参照图4，在步骤400，UE确定DCI是否在低成本UE的限制范围之外。例如，所检查的TBS可以大于UE的TBS_limit。如果DCI不在低成本UE的限制范围之外，则在步骤402，UE基于DCI的信息解码数据。在步骤404，如果数据被成功解码，则UE向eNB发送HARQACK，并且如果数据未被成功解码，则UE向eNB发送HARQNACK。如果反馈是HARQNACK，则在步骤406，UE存储已接收的数据以与HARQ的重发数据组合。
在步骤400，如果确定DCI在低成本UE的限制范围之外，则在步骤408，UE确定所调度的数据是否是公共控制信息。如果基于DCI确定的RNTI是P-RNTI、SI-RNTI、和RA-RNTI中的一个，则UE确定所调度的数据是公共控制信息。此外，如果携带DCI的PDCCH被映射到的资源区域是公共搜索空间(CSS)，则UE确定所调度的数据是公共控制信息。
在步骤408，果确定所调度的数据是公共控制信息，则过程来到步骤402，并且如上所述继续。如果确定所调度的数据不是公共控制信息，则在步骤410，UE跳过对借助DCI方式的数据的解码。在步骤412，UE向eNB发送HARQNACK。在步骤414，UE存储已接收的数据。图4的过程可以被修改以使得仅针对下行链路数据的HARQ的初始发送执行步骤400的确定操作。
图5是示出根据本发明的实施例的eNB的调度确定操作的概念图。
参照图5，eNB检查UE发送的信道质量指示符(CQI)报告和HARQACK/NACK，用于考虑UE的MCS和TBS进行调度。例如，如果UE发送指示信道条件的CQI报告，并且如果eNB接收HARQNACK超过预定次数时，则即便它已经利用与CQI报告对应的MCS调度UE，eNB也将用于相应的UE的MCS设置为比先前的调度中使用的值更小的值。因此，虽然由于不知道低成本UE而导致调度的数据大于TBS_limit，但是eNB能够在预定次数之后将到低成本UE的数据调度在TBS_limit内。
图6是示出根据本发明的实施例的UE的接收器的配置的框图。UE的接收器包括PDCCH块600、低成本UE控制器602、PDSCH块604、和缓冲器606。PDCCH块600负责解码从eNB接收的PDCCH。低成本UE控制器确定由PDCCH块600提供的DCI是否在低成本UE的限制范围之外，并且基于确定结果控制PDSCH块604。PDSCH块604负责解码接收的PDSCH。作为PDSCH解码的结果，将解码失败的数据存储在缓冲器606中。
虽然为了解释方便，图6中将UE描绘为具有多个功能块，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以利用集成PDCCH块600、低成本UE控制器602、PDSCH块604、以及缓冲器606的控制器、以及用于数据通信的通信单元来实现UE。
如上所述，根据本发明的实施例的低成本终端的数据发送/接收方法和装置的优势在于，低成本终端和传统终端两者可以在一个系统内工作。
虽然本发明的实施例的描述包括应用执行装置的简化配置，但是应当指出的是，上述组件可以根据本领域技术人员的意图来细分或集成。
虽然已经参照其某些实施例示出和描述本发明，但是本领域技术人员不难理解，其中可以在形式和细节上进行各种改变而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种移动通信系统中的终端的数据接收方法，该方法包括步骤：
从基站接收下行链路控制信息(DCI)；
基于DCI确定基站发送的数据的传输块尺寸(TBS)是否小于或等于预定值；以及
当TBS小于或等于该预定值时，解码数据。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：当TBS大于该预定值时，确定数据是否包括公共控制信息。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：当数据包括公共控制信息时，解码数据。
4.如权利要求2所述的方法，其中，无线电网络临时标识符(RNTI)指示数据包括公共控制信息，RNTI是寻呼-RNTI(P-RNTI)、系统信息-RNTI(SI-RNTI)、和随机接入-RNTI(RA-RNTI)中的一个。
5.一种用于在无线通信系统中接收数据的终端，该终端包括：
通信单元，其被配置为执行数据通信；以及
控制单元，其被配置为控制该通信单元从基站接收下行链路控制信息(DCI)，基于DCI确定基站发送的数据的传输块尺寸(TBS)是否小于或等于预定值，并且当TBS小于或等于该预定值时解码数据。
6.如权利要求5所述的终端，其中，该控制单元被进一步配置为：当TBS大于该预定值时，确定数据是否包括公共控制信息。
7.如权利要求6所述的终端，其中，该控制单元被进一步配置为：当数据包括公共控制信息时，解码数据。
8.如权利要求6所述的终端，其中，无线电网络临时标识符(RNTI)指示数据包括公共控制信息，RNTI是寻呼-RNTI(P-RNTI)、系统信息-RNTI(SI-RNTI)、和随机接入-RNTI(RA-RNTI)中的一个。
9.一种移动通信系统中的基站的数据发送方法，该方法包括：
确定终端发送的数据重发请求的数量是否大于或等于预定值；
基于数据发送请求的数量是否大于或等于该预定值来确定将要应用于向终端发送的数据的调制和解码方案(MCS)；以及
当数据重发请求的数量大于或等于该预定值时，降低MCS的级别。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括基于MCS向终端发送数据。
11.一种用于在移动通信系统中发送数据的基站，该基站包括：
通信单元，其被配置为执行数据通信；以及
控制单元，其被配置为确定终端发送的数据重发请求的数量是否大于或等于预定值，基于数据发送请求的数量是否大于或等于该预定值来确定将要应用于向终端发送的数据的调制和编码(MCS)方案，并且当数据重发请求的数量大于或等于该预定值时，降低MCS的级别。
12.如权利要求11所述的基站，其中，该控制单元进一步被配置为控制该通信单元基于MCS向终端发送数据。
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