CN106604201B - 一种宽带集群dmo系统的无线时频资源分配与指示方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种脱网直通(DMO)系统的无线时频资源分配与指示方法，包括：将无线时频资源划分为多个专用子信道，并给每一个专用子信道分配一个子信道标识；从物理层信号中选择一种作为资源识别信号，设置资源识别信号标识与所述专用子信道的子信道标识的对应关系；主叫DMO用户设备UE选择一个资源识别信号标识发送资源识别信号；被叫DMO UE接收所述资源识别信号，根据所述对应关系确定承载本呼叫的专用子信道。

Description

一种宽带集群DMO系统的无线时频资源分配与指示方法
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及脱网直通(DMO)通信，尤其涉及一种宽带集群DMO系统的无线时频资源分配与指示方法。
背景技术
陆上集群无线电(Tetra，Terrestrial Trunked Radio)脱网直通(DMO)通信使用特殊的25KHz频点，与Tetra集群模式(TMO)的频点是完全独立的。DMO终端的接收机有25kHz的硬件接收滤波器(每载波25KHz带宽)。
Tetra系统中，不同的组号对应不同的DMO载波。本组的所有终端都侦听该组对应的DMO载波。一个终端进入DMO状态或者双监视状态，都要在对外的控制信息里发送DMO承载信息。这样，其他终端就知道该终端在哪个DMO载波上收发。也就是终端标识和载波存在对应关系。
LTE D2D通信系统中选择无线资源方法主要包括两种模式，其中模式一是有基站调度的资源利用方法，不适用于DMO场景。模式二没有基站控制，UE在预先配制的资源池内，自行选择子帧和资源块(RB)。资源选择的过程介绍如下：
针对一个完整的PSCCH周期，有完整的sidelink物理层控制信道(PSCCH，PhysicalSidelink Control Channel)/sidelink物理层共享信道(PSSCH，Physical SidelinkShared Channel)资源配制。PSSCH资源池包括子帧(subframe)资源池和资源块资源池。对于时分双工(TDD)系统，PSCCH资源池配置包含UL/DL配比。Sidelink通信只能使用UL子帧。
在一个PSCCH周期内，上行子帧用(l0,l1,....,.lN′-1)来表示。其中，N′是PSCCH周期内的上行子帧数目。对于模式二，可以用于SL数据传输的子帧位图(bitmap)由模式二数据子帧位图(mode2DataSubframeBitmap)(RRC层配置的参数信息)来定义。N′长度的上行子帧的位图b0,b1,b2,...,bN′-1是否承载SL子帧由NB长度的子帧位图(subframeBitmap)决定，其中
如果bj＝1，子帧lj(0≤j＜N′)属于SL子帧资源池其中LPSSCH表示子帧资源池的长度。
在模式二中，UE自行随机选择无线资源，载荷数据包的冲突无法避免。为了提高D2D通信链路的可靠性，主要是利用多次重复传输，每个PSCCH周期(SC)，媒体接入控制(MAC)协议数据单元(PDU)4次重复传输为1组，多用户设备(UE)之间随机选取不同的时间资源图样(TRP，time resource pattern)发送。如图1所示，TRP位图所指示的子帧是在资源池位图(Resource pool bitmap)的基础上，真正承载SL信息的子帧。图示的TRP bitmap长度8，其中4个子帧承载SL数据，TRP bitmap是(1,0,1,0,1,0,1,0)。
具体的TRP子帧指示符位图(subframe indicator bitmap)在SCI信息中，用7bit索引表示。TRP的选择与TDD的上下行配比、子帧之间的混合自动重传请求(HARQ)反馈时序，以及语音业务在200ms内完成4次HARQ重传的因素有关。对于FDD和TDD上下行配比{1,2,4,5},NTRP is 8,因为只使用8个子帧中1，2，4，8个子帧承载SL subframe。所以TRP索引(ITRP)128种组合足够使用。对于TDD上下行配比0,NTRP is 7,因为只使用7个子帧中1，2，3，4，5，6，7个子帧承载SL subframe。所以TRP索引(ITRP)128种组合正好用完。对于TDD上下行配比{3,6},NTRP is 6,因为只使用6个子帧中1，2，3，4，5，6个子帧承载SL子帧。所以TRP索引(ITRP)使用了64种组合，其它64种组合保留不用。
Tetra DMO设计扩展到LTE DMO会面临如下问题：
1、Tetra等数字集群系统的DMO载波是窄带的，无法支持宽带业务(每载波25KHz带宽)，DMO载波数目有限，能支持的DMO呼叫容量有限。
2、基于LTE的DMO系统是同频组网的宽带系统。Tetra的窄带设计架构很难重用到LTE DMO系统中。
3GPP R12D2D时频资源的传输模式2的典型问题包括：
1、UE选择TRP是在一个资源池里等概率选择，数据包碰撞概率不可避免。
2、UE之间的TRP必须轻载导致数据包延迟大，因为重载业务占用子帧多，碰撞概率高。
3、TRP方法导致频谱效率低，MAC PDU的传输效率低，只能用于语音业务等小数据量的传输，不适用于宽带图像传输。
发明内容
本申请提供了一种宽带集群DMO系统的无线时频资源分配与指示方法，能够大幅减少数据包碰撞几率，并且提高传输效率。
本申请实施例提供的一种宽带集群DMO系统的无线时频资源分配与指示方法，其特征在于，包括：
将无线时频资源划分为多个专用子信道，并给每一个专用子信道分配一个子信道标识；
从物理层信号中选择一种作为资源识别信号，设置资源识别信号标识与所述专用子信道的子信道标识的对应关系；
主叫DMO用户设备UE选择一个资源识别信号标识发送资源识别信号；
被叫DMO UE接收所述资源识别信号，根据所述对应关系确定承载本呼叫的专用子信道。
可选地，所述资源识别信号为同步信号序列或解调参考信号序列。
可选地，所述专用子信道根据业务速率和QoS特性半固定划分。
可选地，该方法进一步包括：主叫DMO UE发送广播控制信道，所述广播控制信道用于发送同步信号序列标识与业务层应用标识的对应关系。
可选地，所述业务层应用标识、同步信号序列标识和专用子信道标识之间的对应关系由主叫DMO UE动态配置。
可选地，所述业务层应用标识包括主叫号码和被叫号码；所述主叫号码表示集群呼叫的话语权指示；所述被叫号码有寻呼作用。
可选地，DMO UE在空闲态，接收同步信号、MIB-DMO信号和广播控制信道。
可选地，广播控制信道和同步信号位于同一个无线帧。
可选地，每个专用子信道或者是带宽半固定的连续资源块，或者时域位置半固定。
可选地，每隔M毫秒，N个连续资源块组成一个专用子信道，其中M和N为自然数。
可选地，多个连续的专用子信道合并为一个的DMO业务频带。
可选地，该方法进一步包括：广播/组呼业务采用多次冗余版本的发射，并且采用HARQ合并提高接收增益。
可选地，该方法进一步包括：用标识呼叫的标识信息做专用子信道信息的CRC加扰。
从以上技术方案可以看出，利用DMO主叫UE物理层信号标识指示DMO呼叫无线资源分配与占用，防止邻近区域的主叫UE使用已用的无线资源，防止资源碰撞。同步码、解调参考信号等物理层信号基于序列检测，即使碰撞也可以可靠检测，抗干扰性强。较佳地，如果一个资源识别信号对应多个连续的专用子信道，这些专用子信道可以合并为一个更宽的DMO业务频带，承载高带宽业务。
附图说明
图1为TRP位图示意图；
图2为本申请实施例提供的DMO系统的无线时频资源分配与指示方法流程示意图。
具体实施方式
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
本申请提供了一种无中心控制情况下的宽带集群DMO终端无线时频资源分配与指示方法，利用DMO主叫UE物理层信号标识指示DMO呼叫无线资源分配与占用，防止邻近区域的主叫UE使用已用的无线资源，防止资源碰撞。周期性发送的同步信号也表示信道占用。主叫UE广播发送应用层主叫号码、被叫号码，通知话语权的持有者，寻呼被叫UE。
本申请实施例提供的一种DMO系统的无线时频资源分配与指示方法流程如图2所示，包括如下步骤：
步骤201：将无线时频资源划分为多个专用子信道，并给每一个专用子信道分配一个子信道标识；
步骤202：从物理层信号中选择一种作为资源识别信号，设置资源识别信号标识与所述专用子信道的子信道标识的对应关系；其中，一个资源识别信号标识可以对应一个或多个子信道标识；
步骤203：主叫DMO UE选择一个资源识别信号标识发送资源识别信号；
步骤204：被叫DMO UE接收所述资源识别信号，根据所述对应关系确定承载本呼叫的专用子信道。
资源识别信号可以有多种选择，例如可以使用同步信号序列，也可以是解调参考信号(DMRS，Demodulation Reference Signal)。
本申请实施例提供的一种可行性技术方案如下：
DMO通信中，主叫UE需要发送同步信号。被叫UE与主叫UE同步后，才能正确接收主叫发送的信息。主叫UE需要选择同步信号序列标识，也需要选择呼叫的无线资源。本实施例中，将同步信号序列作为资源识别信号，DMO呼叫的同步信号序列与无线时频资源之间具有映射关系。选择同步信号序列的同时，就选择了相应的无线时频资源。而且，周期性发送的同步信号也表示信道占用。资源分配指示使用同步序列标识，其它UE接收到资源分配指示解析得到同步序列标识后，也会得知所使用的无线资源。
本说明书所说的无线资源，主要是指类似LTE通信系统中的时间域资源(如子帧，符号)和/或频域资源(如RB，子载波)。以下举例说明，主要使用子帧(subframe)表示时间域资源，RB子信道表示频率域资源。
根据本申请的一个实施例，LTE DMO系统如果划分DMO子帧，则可把整个20MHz/100RB带宽给DMO；或者TMO+DMO共享相同的子帧，则划出DMO呼叫可用RB资源池，可用DMO RB资源数小于全带宽。
本申请的另一实施例给出了DMO同步序列标识的设置方法。目前的LTE系统主同步(PSS)序列有3个，PSSID范围0～2。辅同步(SSS)序列有168个，SSSID范围0～167。该实施例中，扩展LTE系统里物理层同步信号的设计，引入新同步信号用于DMO同步。例如，引入第4个PSS序列标识DMO系统的同步信号，SSS序列采用LTE标准原有信号。这样，就有168种同步信号用于指示DMO呼叫。这168种同步序列标识对应不同无线资源，例如一定RB宽度的子信道，就可以指示特定呼叫选择的无线时频资源。某个DMO信道处于占用或者信道保留状态。侦测同步序列码ID，就知道是否占用。
一般来说，物理层同步信号的设计可以不局限于LTE的同步序列生成方法。如果，引入新的3个PSS序列用于DMO同步，SSS序列采用LTE标准序列。则会有504种同步信号组合。DMO同步信号组合的生成序列、种类和数量可以进一步推广和变化。
本申请的又一实施例提供了DMO载波的无线资源划分方法。无线时频资源根据业务速率和QoS特性半固定划分，按照时频域资源区分不同的子信道：系统控制信号、广播/紧急呼叫业务、专用业务信道占用不同的无线资源子信道。无线业务子信道可以传输业务数据和解调业务数据包需要的控制信息(类似DCI信息，SCI信息)。
因为DMO的常见业务速率基本明确，可以(半)固定DMO UE的发送RB带宽。如果RB带宽太灵活，导致DMO控制消息和过程较多，系统开销大。
根据该实施例，可以通过时间域/频率域资源区分不同的专用子信道。每个专用子信道或者是带宽半固定的连续RB，或者时域位置半固定。例如，每隔20ms，6个连续RB组成一个专用子信道，并且对应一个唯一的子信道标识。如果需要，多个连续的专用子信道可以合并为一个更宽的DMO业务频带，即一个同步信号序列标识可以对应多个连续的子信道标识。例如，连续3个专用子信道组成一个18RB DMO业务频带，可以承载图像等高带宽业务。
无线时频资源还可以划分为一些有标识的资源块，例如，以频分复用(FDM)方式划分为子信道，或者以FDM+时分复用(TDM)方式划分为子信道。不同的业务、呼叫占用不用的无线资源，用不同的标识表示无线资源分配。
举例：
FDM方式：6RB频域带宽，连续子帧分配
FDM+TDM方式：6RB频域带宽，时域内每20ms占用1个子帧
例如，从频域来看，同步信号、MIB信息、广播控制信息占用DMO载波中心的6RB子信道。从时域来看，同步信号、MIB信息、广播控制信息分布在不同的子帧或者OFDM符号。
无线资源标识(业务信道标识)与同步信号序列标识有映射关系。主叫UE和被叫UE都在业务信道交换业务数据。此呼叫的数据包解调的必备信息(类似于SCI，sidelinkControl Information)和业务数据都在此业务信道内。为了增强覆盖，广播/组呼业务也可以采用多次冗余版本(RV)版本的发射，并且采用HARQ合并提高接收增益。
可选地，同步信号序列标识也可指示特殊的业务。广播业务使用特定的6RB子信道。特定SSSID指示广播业务信道。被叫UE通过侦听广播业务对应的同步序列，即可知道广播业务信道有无数据发送。常见的广播控制信息，专用控制信息，紧急呼叫/广播业务，组播，单播，多跳转发等等。不同的同步信号序列标识的子集/应用层ID(APPID)对应不同的信息种类或者业务种类。并且把这些信息合理分配到不同的无线时频资源里面，防止资源碰撞。
可选地，为了保护专用子信道信息被无关UE解调，可以用标识呼叫的标识信息做专用子信道信息的循环冗余前缀(CRC)加扰。
根据本申请的又一个实施例，在DMO系统中引入广播控制信道。DMO UE在发送同步信号的过程中，也会发送广播控制信道。广播控制信道承载DMO主叫号码信息和被叫号码信息。这样，DMO呼叫与DMO系统同步信号序列标识、无线资源标识的对应关系可以由主叫UE动态配置。
主叫号码：指示组呼业务的话语权拥有者。同一呼叫话语权转换的时候，新的主叫UE不改变已选定的同步信号序列标识，也即不改变呼叫占用的无线资源。在广播控制信道里，不改变被叫组呼号码，发送新的主叫号码。
被叫号码：携带被叫号码，可以区分呼叫，同时兼作寻呼信道。被叫UE收到广播控制信道以后被唤醒，建立呼叫链接。
一般而言，UE在空闲(idle)态，都需要接收同步信号、直通模式主信息块(MIB-DMO，Master Information Block-Direct mode operation)信号和广播控制信道。
本申请的又一个实施例提供了广播控制信道的一种实现方法：24比特净荷信息，包括主叫号码8比特,被叫号码8比特，还有8比特状态信息(寻呼/反馈)+保留位。广播控制信道的误码率保护等级是系统级的控制消息，和MIB-DMO的编码保护级别相同。
本申请的又一个实施例提供了MIB-DMO的格式为：24比特净荷数据和16比特CRC,信道编码后为480比特，占用系统带宽中间6个RB，DMO同步信号子帧4个OFDM符号。PSS/SSS信号各占用2个符号位置。
可选地，广播控制信道也可以放在同步信号+MIB-DMO同一个无线帧中。较佳地，广播控制信道、同步信号和MIB-DMO在同一个子帧中，广播控制信道占用空闲的4个符号，正好可以完全利用这个子帧。这些信号都是广播性质。时序和帧结构都很清楚。兼容性也好。处理增益与信号覆盖范围相同。
广播控制信道的干扰环境好于MIB-DMO，分析如下：MIB-DMO信号是周期性同步发射的，那个位置总是有主叫UE或者参考节点在发射。广播控制信道只在寻呼和初始接入的时候，参与呼叫的UE在那些symbol位置才会发射。通信开始后，业务信号都到呼叫的专用信道去发射了。所以干扰环境好一些。
本申请方案采用同步信号等物理层信号指示无中心控制DMO呼叫的无线资源分配。本申请方案具有以下特点：
1、无线时频资源半固定划分成多个专用的时间域/频率域子信道，每个呼叫使用专用子信道发送业务数据；
2、利用LTE集群系统的一种物理层信号作为资源识别信号。DMO主叫UE选择资源识别信号标识，就选择了承载无线资源。同步序列不碰撞，资源就不会碰撞。
3、同步码、解调参考信号等物理层信号基于序列检测，即使碰撞也可以可靠检测，抗干扰性强。
4、被叫UE在完成与主叫UE同步后，就可以确定承载本呼叫信令与业务的RB/子帧等无线资源。
5、周期性的同步信号也是信道占用信号。邻近UE在侦听同步信号以后，就明确了邻近区域的主叫DMO UE使用的无线资源。若所述邻近UE后续发起DMO呼叫，就会选择不碰撞的同步序列和无线资源。
6、广播控制信道发送SSS ID与APP ID对应关系(例如被叫号码，主叫号码)。DMO系统物理层同步信号序列ID与DMO主叫/被叫号码的对应关系可以动态配置。
7、主叫号码也表示呼叫的话语权持有者。被叫号码寻呼被叫UE。一般UE在空闲(idle)态只需关注同步信号、MIB-DMO、广播控制信道承载的信息。
8、物理层信号指示DMO呼叫的无线资源分配：减少碰撞，简化无线资源分配的信令过程，提高系统效率，降低呼叫建立的延迟，延长终端电池待机时间。
本申请方案部署灵活，可以和集群TMO模式共网部署，有效支持TMO/DMO双监视模式；或者利用DMO载波单独部署。同一DMO覆盖区域内，有效指示大量的DMO呼叫业务，有利于扩展DMO覆盖或DMO容量扩容。
本申请方案也可以用于LTE D2D或者M2M通信。利用不同系统的同步信号或其他物理层信号，本申请方案也可以用于其他集群通信系统或蜂窝通信系统。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种宽带集群脱网直通DMO系统的无线时频资源分配与指示方法，其特征在于，包括：
将无线时频资源划分为多个专用子信道，并给每一个专用子信道分配一个子信道标识；
从物理层信号中选择一种作为资源识别信号，设置资源识别信号标识与所述专用子信道的子信道标识的对应关系；所述资源识别信号为同步信号序列或解调参考信号序列；
主叫DMO用户设备UE选择一个资源识别信号标识发送资源识别信号；
被叫DMO UE接收所述资源识别信号，根据所述对应关系确定承载本呼叫的专用子信道；
主叫DMO UE发送广播控制信道，所述广播控制信道用于发送同步信号序列标识与业务层应用标识的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述专用子信道根据业务速率和QoS特性半固定划分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务层应用标识、同步信号序列标识和专用子信道标识之间的对应关系由主叫DMO UE动态配置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务层应用标识包括主叫号码和被叫号码；所述主叫号码表示集群呼叫的话语权指示；所述被叫号码有寻呼作用。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，DMO UE在空闲态，接收同步信号、MIB-DMO信号和广播控制信道。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，广播控制信道和同步信号位于同一个无线帧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个专用子信道或者是带宽半固定的连续资源块，或者时域位置半固定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每隔M毫秒，N个连续资源块组成一个专用子信道，其中M和N为自然数。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，多个连续的专用子信道合并为一个的DMO业务频带。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：广播/组呼业务采用多次冗余版本的发射，并且采用HARQ合并提高接收增益。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：用标识呼叫的标识信息做专用子信道信息的循环冗余前缀CRC加扰。
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