CN105992353A - 一种mtc上行数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种MTC上行数据传输方法，该方法包括：eNB为MTC UE分配上行资源，MTC UE在自己专用的上行资源上发送上行数据，所述上行数据采用双音信号进行传输，通过所述双音信号的行频和列频的频率组合来表示所述上行数据的比特信息；eNB检测MTC UE发送的上行数据的双音信号，根据双音信号的行频和列频的频率组合确定MTC UE发送的上行数据的比特信息。该方法的优点在于，当双音信号TA有偏差时，一方面不会影响自己的信号，另一方面对其他用户的干扰也在可控范围内。

Description

一种MTC上行数据传输方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种MTC上行数据传输方法。

背景技术

机器类型通信(MTC，Machine Type Communication)是应用各种通信网络和信息感知、处理，实现机器与机器、机器与人之间进行数据通信和交互的一系列技术和技术组合的总称。现有MTC通信的机制可以分成Push和Pull两种，所谓Push机制就是MTC UE主动向网络侧发起通信，上报数据；而Pull机制就是网络侧主动发起通信，要求MTC UE上报数据，这两种通信方式中，Pull机制可以让网络侧对通信流量进行控制，避免大量MTC UE同时接入造成拥塞，所以Pull机制成为MTC UE主流通信方式。

MTC技术将遍布在人们生活中的机器设备连接成网络，使这些设备更加智能，从而带来丰富的应用。例如将电力计量数据发送到运营商维护的电力抄表服务器、定时上报病人的健康监测信息以及自动售货机的信息等。在这类应用场景下，大部分MTC设备处于固定状态或移动不太频繁，数据上报的次数不多，通信量也不高，如水表电表等设备，基本只需每月上报一次数据。其中部分MTC设备可能处于一些覆盖受限的环境中，如地下室，那么相对正常的用户设备(User Equipment,UE)，这些MTC设备就需要进行覆盖增强。同时由于这些设备一次通信的数据量比较少，如果采用正常的LTE调度机制，将需要花费较大的开销来调度这些少量数据。因此在LTE R13阶段针对MTC的Work Item中，一方面考虑为MTC UE减少调度成本，如eNB采用半静态方式提前为MTC UE分配上行资源，各MTC UE在自己专用的资源上发送上行数据，这种情况下UE可以不需要通过随机接入而直接在PUSCH上发送数据；另一方面考虑降低MTC UE的制造成本，R13初期的研究成果明确表示将MTCUE带宽减少至1.4M，如何在窄带范围内确保MTC UE的覆盖能满足R13阶段提出的覆盖增强目标也成为研究的热点。同时，R13阶段关于MTC的WorkItem中，将UE省电作为重点考虑课题，MTC UE由于其多数情况下不需要发送数据，因此可以通过睡眠达到省电目的，当MTC UE从睡眠态醒来进行上行数据发送时，很可能没有TA(Timing Advance，定时提前)或者之前存储的TA已经失效，这时MTC UE不经过随机接入而直接在PUSCH上发送就会导致对其他用户的强干扰。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出一种MTC上行数据传输方法，该方法包括：

eNB为MTC UE分配上行资源，MTC UE在自己专用的上行资源上发送上行数据，所述上行数据采用双音信号进行传输，通过所述双音信号的行频和列频的频率组合来表示所述上行数据的比特信息；

eNB检测MTC UE发送的上行数据的双音信号，根据双音信号的行频和列频的频率组合确定MTC UE发送的上行数据的比特信息。

优选的，通过所述双音信号的行频和列频的频率组合来表示所述上行数据的比特信息，具体操作如下：

将MTC UE的频率范围划分成多个频率单元，并且相邻频率单元之间的频率间隔等于子载波带宽，划分后得到N个频率单元；

所述双音信号从所述N个频率单元中选择两个频率用于行频和列频的传输，这两个频率的每一种频率组合唯一表示H比特位数据的一种比特组合，其中， $H=\mathrm{floor}\left({\log }_2{C}_N^2\right).$

进一步优选的，一个子帧最多支持发送M个比特的数据，当所述上行数据的比特数大于M时，MTE UE将所述上行数据进行分割后再在多个子帧上发送，其中，双音信号长度可以是可配长度。

进一步优选的，MTC UE带宽为1.4M。则可以将6个PRB资源划分成72个频率单元，所述双音信号从所述72个频率单元中选择两个频率用于行频和列频的传输，这两个频率的每一种频率组合唯一表示11比特位数据的一种比特组合。

优选的，进行上行数据的发送之前，eNB和MTC UE提前配置所述频率组合与所述比特组合的对应关系。

优选的，eNB采用半静态方式为MTC UE分配上行资源。

本发明提供了一种基于双音多频的上行数据传输方法，MTC UE在不经过随机接入而直接发送上行数据时，采用双音信号传输业务，通过双音的频率位置携带比特信息，其优点在于：1，不经过随机接入的发送流程可以简化设备发送数据的流程，节约随机接入资源，提高传输效率，减轻eNB的信令负荷；2，当双音信号TA有偏差时，一方面不会影响自己的信号，另一方面对其他用户的干扰也在可控范围内；3，利用双音信号获得频率分集增益，同时提高MTCUE的覆盖，尤其适用于LTE网络的MTC UE进行小带宽业务发送。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的上行数据的发送流程图；

图2是本发明实施例的双音信号的频域和时域配置图；

图3是本发明实施例的频率组合与比特组合的对应关系图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例以MTC UE带宽为1.4M、双音信号长度配置为0.125ms为例，说明MTC UE发送上行数据的具体过程，步骤如图1所示，具体描述如下：

1，当基站需要触发设备上报用户数据时，向设备发送寻呼消息，消息中包含被寻呼的MTC UE信息，MTC UE接收寻呼消息。

2，MTC UE以接收的寻呼消息的子帧为基准，获取下行同步。

3，基于寻呼消息中获取的下行同步，MTC UE采用双音多频发送上行数据，上行传输资源由eNB事先为MTC UE分配，这里MTC UE获取上行传输资源的方式可由信令配置或协议规定，本发明实施例对此不作具体限定。MTCUE通过双音信号的行频和列频的频率组合来表示上行数据的比特信息，具体为：

频域上，以子载波为粒度对频率范围进行划分，如图2所示，将6个PRB以15KHz为间隔划分成72个独立频率单元，在72个频率单元上选取两个频率进行双音信号的行频和列频的传输，共有种频率组合，则这2556种频率组合可以表示的信息的比特位数最多为 即该2556种频率组合最多可以表示11bit位数据的2024种比特组合信息。对于eNB和MTC UE，事先配置好每一种频率组合与一种比特组合的唯一对应关系，本实施例的对应关系的图样如图3所示。

时域上，双音信号长度设计为可配长度，如信号长度为一个子帧(0.1ms)、半个子帧或四分之一子帧等，则一个子帧内总共可以发送的比特数为：

本实施例的双音信号长度配置为0.125ms，则一个子帧内总共可以发送的比特数为 $\frac{1}{0.125}*11=88\mathrm{bit}.$

当MTC UE发送小带宽业务，需要发送的比特数小于88bit时(如上报80bit的电表数据)，则可以在当前子帧将所有数据全部上报。如果需要发送的比特数大于88bit，则MTC UE需要将数据包分割多次，在多个子帧上进行发送。

4，eNB对来自MTC UE的信号进行盲检，盲检的时候首先扫描行频，如果检测到某一频率上有能量，再扫秒列频，以扫描到的一对频率组合(行频和列频)根据图3的图样唯一确定UE所发送的比特信息。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种MTC上行数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

eNB为MTC UE分配上行资源，MTC UE在自己专用的上行资源上发送上行数据，所述上行数据采用双音信号进行传输，通过所述双音信号的行频和列频的频率组合来表示所述上行数据的比特信息；

eNB检测MTC UE发送的上行数据的双音信号，根据双音信号的行频和列频的频率组合确定MTC UE发送的上行数据的比特信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过所述双音信号的行频和列频的频率组合来表示所述上行数据的比特信息，具体操作如下：

将MTC UE的频率范围划分成多个频率单元，并且相邻频率单元之间的频率间隔等于子载波带宽，划分后得到N个频率单元；

所述双音信号从所述N个频率单元中选择两个频率用于行频和列频的传输，这两个频率的每一种频率组合唯一表示H比特位数据的一种比特组合，其中， $H=\mathrm{floor}\left({\log }_2{C}_N^2\right).$

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：一个子帧最多支持发送M个比特的数据，当所述上行数据的比特数大于M时，MTE UE将所述上行数据进行分割后再在多个子帧上发送，其中，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：双音信号长度为可配长度。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：MTC UE带宽为1.4M。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：6个PRB资源划分成72个频率单元，所述双音信号从所述72个频率单元中选择两个频率用于行频和列频的传输，这两个频率的每一种频率组合唯一表示11比特位数据的一种比特组合。

7.根据权利要求2～6任意一项所述的方法，其特征在于：进行上行数据的发送之前，eNB和MTC UE提前配置所述频率组合与所述比特组合的对应关系。

8.根据权利要求1～6任意一项所述的方法，其特征在于：eNB采用半静态方式为MTC UE分配上行资源。