CN106612558B - 一种无线时频资源冲突解决方法及dmo终端 - Google Patents

一种无线时频资源冲突解决方法及dmo终端 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种宽带集群脱网直通(DMO)系统的无线时频资源冲突解决方法，将无线时频资源划分为多个专用子信道，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终端选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时发送广播控制信道信息；被叫DMO终端接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，向主叫DMO终端发送包含资源识别信号标识与主叫/被叫号码信息的对应关系的反馈信息；主叫DMO终端根据被叫DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突；若是，重新选择资源识别信号并发送，否则主叫DMO终端选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。本申请方案能够大幅降低资源碰撞的概率。

Description

一种无线时频资源冲突解决方法及DMO终端
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，尤其涉及一种无线时频资源冲突解决方法及DMO终端。
背景技术
现有技术中的LTE端到端(D2D)通信系统中选择无线资源方法主要包括如下两种模式：
模式一，是有基站调度的资源利用方法。基站信号覆盖区域内的无线资源由基站集中控制，不存在资源冲突的问题。这时需要基站信号覆盖，需要基站介入D2D通信。但是，在典型的脱网直通(DMO)通信场景里是没有基站覆盖的，因此这种方法不适用于DMO场景。
模式二，没有基站集中式控制，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。在一个TRP里面，每个UE留出若干sidelink子帧避让其它UE发送的数据。一旦发生碰撞，在下一个PSCCH周期里，倾听UE选用新的随机TRP。即使这样，还是不能保证免于再次碰撞。
在无中心控制的环境里，多个UE自行选择无线资源，发起呼叫会有碰撞概率。2种典型的场景如下：2个呼叫同时发起，自行选择资源，会有资源冲突概率；或者组呼内部的话语权转换，多个被叫UE抢话语权，也会有资源冲突概率。
由上述的描述可知，D2D模式二对应的无中心控制的无线资源选择方法没有碰撞解析机制，资源冲突不能检测，用重复和TRP随机图样规避冲突，提高成功率。数据包重传多，频谱效率低，延迟大，不可靠，只能在发生地震等灾难的公共安全应急场景里用宽带资源不可靠传送数据量很少的语音业务。
D2D的碰撞概率：以上下行子帧配置(DSUUD)(TDD config1)为例，Sidelink控制信息(SCI，sidelink Control Information)只占1个资源块(RB)，碰撞概率1RB/50RB*1/104种TRP＝1/5000。以6RB的数据为例，碰撞概率大约1/1000。图像需要的RB数目多一些。20RB传送一个MAC PDU，1/200的碰撞概率。SC周期内的4次重复发送带来混合自动重传请求(HARQ)增益，没有带来降低碰撞概率的机会。碰撞以后，HARQ合并增益受到影响。
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冲突解决方法及DMO终端，能够大幅降低资源碰撞的概率，即使发生资源碰撞也能迅速规避，避免再次冲突。
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冲突解决方法，包括：
A、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；
B、主叫DMO终端选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时发送广播控制信道信息，所述广播控制信道信息中包括对应呼叫的应用层主叫号码、被叫号码信息；
C、被叫DMO终端接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，向主叫DMO终端发送包含资源识别信号标识与主叫/被叫号码信息的对应关系的反馈信息；主叫DMO终端根据被叫DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突；若是，返回步骤B，否则执行步骤D；
D、主叫DMO终端选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。
可选地，所述步骤C替换为如下步骤：
被叫DMO终端接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，判断是否发生资源冲突，若是，向主叫DMO终端发送包含资源冲突标志以及被叫号码的反馈信息，并返回步骤B，否则，执行步骤D。
可选地，所述被叫DMO终端的反馈的承载信道为系统的广播控制信道或者所述资源识别标识对应的专用子信道。
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，所述广播的控制信道信息中还包括需要反馈解析与否的标志位；
步骤C包括：
C1、在主叫DMO终端发射信号覆盖范围内的其他DMO终端根据接收的广播控制信息中的被叫号码，确定自身是否为被叫终端，若是，执行步骤C2；
C2、被叫DMO终端根据需要反馈解析与否的标志位的取值判断是否需要反馈冲突情况，若是，执行步骤C3，否则转至步骤E；
C3、DMO终端通过广播控制信道反馈资源识别信号标识与主叫/被叫号码信息的对应关系。
可选地，多个主叫DMO终端在系统无线帧的相同固定位置发送同步信号。
可选地，所述反馈状态的专用子信道进一步根据OFDM符号调制方式划分为时频域不同的N个信道子空间；
多个被叫DMO终端的反馈信息均匀分布在不同时频域的信道子空间。
可选地，被叫DMO终端发送反馈信息的方式为：将被叫DMO终端标识模N，按照余数n在第n个信道子空间里发送反馈信息。
本申请实施例还提供了一种DMO终端，所述DMO终端包括：
资源划分模块，用于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；
资源选择模块，选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时发送广播控制信道信息，所述广播控制信道信息中包括对应呼叫的应用层主叫号码、被叫号码信息；
反馈模块，用于在接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，反馈资源识别信号标识与主叫/被叫号码信息的对应关系；
判断模块，用于根据接收到的来自其他DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突，若是，使能信道建立模块，否则通知资源选择模块重新选择资源识别信号标识；
信道建立模块，用于选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。
可选地，所述判断模块用于接收到资源识别信号以及广播控制信道信息后，判断是否发生资源冲突，若是，通知反馈模块；
所述反馈模块用于在接收到判断模块的通知后，反馈包含资源冲突标志以及被叫号码的反馈信息。
从以上技术方案可以看出，本申请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；采用基于反馈机制的资源碰撞解析，利用物理层信号的选择，指示DMO呼叫无线资源分配与占用，减少冲突概率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的DMO终端无中心控制无线资源选择冲突的解析方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的DMO系统中呼叫建立的流程示意图。
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。
无中心控制的DMO呼叫无线资源选择，UE分布式选择无线时频资源，存在一定的冲突概率，无法从根本上避免碰撞的发生。本申请要解决的核心问题是资源碰撞的解析机制。本申请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；采用基于反馈机制的资源碰撞解析，利用物理层信号的选择，指示DMO呼叫无线资源分配与占用，减少冲突概率。例如，通过同步序列标识和反馈的主叫/被叫号码对应关系，即可判断是否资源碰撞。多个被叫号码对应相同的同步序列标识，说明有资源碰撞。
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)。
本申请方案中，将无线资源碰撞解析转换为资源识别信号选择的碰撞解析。资源识别信号基于序列检测，即使碰撞也可以可靠检测，抗干扰性强。对应无线时频资源的碰撞解析，一步多用，效率更高。
专用子信道是无线时频域资源。例如，1个语音业务专用子信道可以定义为6RB频域宽度，每20ms里面有4个连续子帧，发送语音包的4次冗余版本。(6RB×4子帧，对应4次HARQ语音包/20ms)。4子帧对应48个承载数据的OFDM符号。
主叫UE发起呼叫的时候，选择资源识别信号标识和专用子信道。被叫UE可以在专用子信道上反馈信道冲突信息。因为主叫UE选择了专用子信道，所以主叫UE知道去对应的专用子信道接收反馈信息。
本申请实施例提供了两类基本的无线资源选择冲突的解决方法，
第一类，主叫DMO终端判断冲突，被叫DMO终端只反馈信息，可以利用广播控制信道反馈，也可以利用专用子信道反馈。在利用专用子信道反馈的情况下，不同呼叫的反馈信息是频分复用(FDM)方式，同信道多用户干扰会小一些。
第二类，被叫DMO终端判断冲突，并反馈给主叫DMO终端，可以利用广播控制信道反馈，也可以利用专用子信道反馈。被叫DMO终端可以接收主叫DMO终端的广播控制信道，判断是否有呼叫的信道冲突。这种方法，被叫DMO终端分担主叫DMO终端的一部分处理，而且反馈信息更简明。
被叫DMO终端反馈时，也需要发DMO同步信号+MIB-DMO信号给主叫UE，使主叫DMO终端与被叫DMO终端同步。然后主叫DMO终端接收反馈信息。被叫UE的发送的同步信息：主叫选择的DMO主同步序列(PSS)/辅同步序列(SSS)信号，MIB-DMO。同步信息占用系统带宽中间的6RB带宽。
被叫UE的反馈信息至少包括被叫号码以及冲突标示位。典型的，包括8比特被叫号码标识+冲突标志位+CRC比特等信息
可选地，专用子信道反馈空间可以进行进一步划分：可以按OFDM符号划分为N个时频域不同的信道子空间。多个被叫DMO终端的反馈信息均匀分布在不同时域的信道子空间。通过对反馈信息的干扰时分方法，提高反馈信息的检测概率。反馈信道子空间的寻址方法：被叫DMO终端标识模N，按照余数n在第n个信道子空间里发送反馈信息。
注意，对组呼来说，是每个具体的被叫DMO终端的标识取模，而不是被叫号码取模。因为对同一个组呼来说，所有被叫DMO终端的被叫号码是一样的，无法实现对被叫DMO终端的信道子空间进行区分。
本申请实施例提供的DMO终端无中心控制无线资源选择冲突的解析方法如图1所示，包括如下步骤：
步骤101：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；
步骤102：主叫DMO终端选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时广播控制信道信息，所述控制信道信息中包括对应呼叫的应用层主叫号码、被叫号码信息；
步骤103：被叫DMO终端接收到资源识别信号以及所述广播后，反馈资源识别信号标识与主叫/被叫号码信息的对应关系；
步骤104：主叫DMO终端根据被叫DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突，若是，返回步骤102，否则执行步骤105；
步骤105：主叫DMO终端选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。
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)序列。
在本申请的一个实施例中，主叫DMO终端在系统无线帧的固定位置发送同步信号，控制信息。例如，使用无线帧的中间6RB，10ms一次。类似主信息块(MIB，MasterInformation Block)信号的发送位置，多个主叫DMO终端发送的同步信号在同样的时频位置重叠。
根据本申请的一个实施例，主叫UE发送的广播控制信道上的信息包括：本呼叫的被叫号码、主叫号码，需要反馈资源碰撞与否的标志位。
主叫号码也就是话语权指示，用于组呼内部，或者多个主叫呼叫同一个被叫的碰撞解析；被叫号码用于不同呼叫之间的碰撞解析；
需要反馈资源碰撞与否的标志位：占用1个比特，如果标志位为1，则需要被叫UE反馈；如果标志位为0，则不需要反馈资源是否冲突，可以进行正常通信。
被叫UE接收对应主叫UE的广播控制信道信息，判断自己是否被叫，主叫是否需要反馈解析资源冲突。如果主叫UE需要反馈解析资源冲突，被叫UE在反馈窗口发送本呼叫的同步序列和被叫号码。
主叫UE通过同步信号序列标识和反馈的主叫/被叫号码对应关系，即可判断是否资源碰撞。例如，多个被叫号码对应相同的同步信号序列标识，说明有资源碰撞；或者，被叫UE也可以判断冲突与否，并反馈冲突标志位信息。
如果主叫UE发现碰撞，则主叫UE在下一个发射窗口随机选择新的同步信号序列标识，并且进入新的碰撞解析流程，直到没有同步信号序列标识冲突为止。
如果主叫UE没有发现同步信号序列碰撞，则主叫UE选择同步信号序列标识对应的无线时频资源，进入正常通信。
被叫UE反馈主叫UE呼叫的同步信号序列标识+主被叫号码，通过主被叫号码说明有无冲突。同一个同步信号序列标识对应两个主叫/被叫号码，则说明有冲突。
如果在倾听窗口里(例如20ms)，没有收到被叫UE反馈信息，说明被叫UE没有收到，就需要继续尝试。
图2给出了本申请实施例提供的DMO系统中呼叫建立的流程，包括如下步骤：
步骤201：第一DMO终端跟踪同步信号参考源节点发出的信息。
步骤202：第一DMO终端按下PTT键(作为主叫终端)，第一DMO终端选择同步信号序列，在发射窗口发射广播控制信息。
步骤203：第二DMO终端在倾听窗口，接收第一DMO终端同步信号序列、广播控制信息。所述第二DMO终端并非指某个特定终端，而是在第一DMO终端发射信号覆盖范围内，所有的非主叫DMO终端。
步骤204：第二DMO终端根据接收的广播控制信息中的被叫号码，确定自身是否为被叫终端，若是，执行步骤205，否则返回步骤203。
步骤205：第二DMO终端确定自身为被叫终端后，进一步确定是否需要反馈冲突情况，若是，执行步骤206，否则转至步骤208。
步骤206：第二DMO终端通过广播控制信道反馈序列碰撞。
步骤207：第一DMO终端根据反馈信息判断是否存在资源碰撞，若是，第一DMO终端重新选择其他同步信号序列，返回步骤202；否则，执行步骤208。
步骤208：第一DMO终端选择同步信号序列对应的无线资源，建立通信链路。
本申请实施例还提供了一种宽带集群DMO终端，所述DMO终端包括：
资源划分模块，用于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；
资源选择模块，选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时发送广播控制信道信息，所述广播控制信道信息中包括对应呼叫的应用层主叫号码、被叫号码信息；
反馈模块，用于在接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，反馈资源识别信号标识与主叫/被叫号码信息的对应关系；
判断模块，用于根据接收到的来自其他DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突，若是，使能信道建立模块，否则通知资源选择模块重新选择资源识别信号标识；
信道建立模块，用于选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。
可选地，所述判断模块用于接收到资源识别信号以及广播控制信道信息后，判断是否发生资源冲突，若是，通知反馈模块；
所述反馈模块用于在接收到判断模块的通知后，反馈包含资源冲突标志以及被叫号码的反馈信息。
本申请方案采用同步信号序列等物理层信号指示资源分配，并且设计合理的倾听窗口和发射窗口解决资源冲突，确定每个呼叫链路的无线资源。本申请方案具备以下显著优点：
1.主叫UE的同步信号序列标识广播给所有UE。主叫UE选择同步信号序列标识，就选择了承载无线资源。同步序列不冲突，资源就不会冲突。资源碰撞解析局限在早期的同步码序列选择，而不是后期的净荷数据包碰撞。数据传输效率高。
2.基于广播控制信道主叫/被叫号码信息反馈的资源碰撞解析机制能够确定无线呼叫的时频资源分配，业务数据的无线资源不会碰撞。相比较于现有技术中的D2D的基于TRP图案随机发送业务数据的方式而言，传输可靠性高，数据包重传带来HARQ合并增益，传输延迟可控，频谱效率高。
3.现有技术中的D2D基于TRP图案随机发送业务数据的方式，所有的UE都要随机规避，而且都需要重复发送规避可能的碰撞，传输延迟大。即使如此，也不能完全避免再次碰撞。而本申请方案解析冲突快，反馈信息明确，只有冲突的UE才会进入资源重选过程；反馈过程也就完成了主被叫UE的相互同步跟踪。
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 (10)

1.一种无线时频资源冲突解决方法，其特征在于，包括：
A、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；
B、主叫脱网直通DMO终端选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时发送广播控制信道信息，所述广播控制信道信息中包括对应呼叫的应用层主叫号码、被叫号码信息；
C、被叫脱网直通DMO终端接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，向主叫脱网直通DMO终端发送包含资源识别信号标识与主叫和被叫号码信息的对应关系的反馈信息；主叫脱网直通DMO终端根据被叫脱网直通DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突；若是，返回步骤B，否则执行步骤D；
D、主叫脱网直通DMO终端选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C替换为如下步骤：
被叫DMO终端接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，判断是否发生资源冲突，若是，向主叫DMO终端发送包含资源冲突标志以及被叫号码的反馈信息，并返回步骤B，否则，执行步骤D。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述被叫DMO终端的反馈的承载信道为系统的广播控制信道或者所述资源识别标识对应的专用子信道。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源识别信号为同步信号序列或解调参考信号序列。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述广播的控制信道信息中还包括需要反馈解析与否的标志位；
步骤C包括：
C1、在主叫DMO终端发射信号覆盖范围内的其他DMO终端根据接收的广播控制信息中的被叫号码，确定自身是否为被叫终端，若是，执行步骤C2；
C2、被叫DMO终端根据需要反馈解析与否的标志位的取值判断是否需要反馈冲突情况，若是，执行步骤C3，否则转至步骤E；
C3、DMO终端通过广播控制信道反馈资源识别信号标识与主叫和被叫号码信息的对应关系；
E、主叫DMO终端选择同步信号序列对应的无线资源，建立通信链路。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，多个主叫DMO终端在系统无线帧的相同固定位置发送同步信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反馈状态的专用子信道进一步根据OFDM符号调制方式划分为时频域不同的N个信道子空间；
多个被叫DMO终端的反馈信息均匀分布在不同时频域的信道子空间。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，被叫DMO终端发送反馈信息的方式为：将被叫DMO终端标识模N，按照余数n在第n个信道子空间里发送反馈信息。
9.一种脱网直通DMO终端，其特征在于，所述DMO终端包括：
资源划分模块，用于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；
资源选择模块，选择资源识别信号标识发送资源识别信号，同时发送广播控制信道信息，所述广播控制信道信息中包括对应呼叫的应用层主叫号码、被叫号码信息；
反馈模块，用于在接收到资源识别信号以及所述广播控制信道信息后，反馈资源识别信号标识与主叫和被叫号码信息的对应关系；
判断模块，用于根据接收到的来自其他DMO终端的反馈，判断是否发生资源冲突，若是，使能信道建立模块，否则通知资源选择模块重新选择资源识别信号标识；
信道建立模块，用于选择资源识别信号对应专用子信道建立通信链路。
10.根据权利要求9所述的DMO终端，其特征在于，所述判断模块用于接收到资源识别信号以及广播控制信道信息后，判断是否发生资源冲突，若是，通知反馈模块；
所述反馈模块用于在接收到判断模块的通知后，反馈包含资源冲突标志以及被叫号码的反馈信息。
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