CN108111990B - 用于提升上行容量的信息传输方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于提升上行容量的信息传输方法和系统，涉及通信领域。其中通信终端利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理以得到扩频信息，将扩频信息映射到指定资源块以进行传输，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块；接收端从指定资源块提取出传输数据，利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。本发明针对5G通信系统mMTC场景的终端特点，将伪随机序列扩频与正交频分复用相结合，从而更加充分地利用了现有资源，极大地提高了上行链路容量，更好地保障了mMTC场景下极大数量终端的上行并发业务的可靠性。

Description

用于提升上行容量的信息传输方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种用于提升上行容量的信息传输方法和系统。
背景技术
大规模机器通信(Massive Machine-Type Communication，简称mMTC)场景，是未来5G通信网络中三大重要场景之一。mMTC场景主要面向环境监测、智能农业、森林防火等以传感和控制为目标的应用场景，要求满足百万/平方公里连接数密度指标。
mMTC场景下终端的主要特征包括超高密度(百万/平方公里连接)，传输数量极低(几个或十几个字节)且固定，电池驱动(低成本，输出功率受限)，超长待机(至少10年)，终端布放位置固定，终端所处的无线环境相对稳定等。
mMTC场景中终端有三种不同的通信方式：
1)终端直接与网络基站通信；
2)终端通过聚合接入点与网络基站通信；
3)终端之间直接通信。
除了第三种终端之间直接通信方式外，终端都需要与集中控制节点通信。这个集中控制节点可以是网络中的基站(方式1)，也可以是聚合接入点(方式2)。物联网是mMTC场景的主要应用。
传统蜂窝网络中，每个扇区下面的终端数量在几百数量级，且所有终端并发业务的情况不会出现。但是在mMTC场景，终端密度极大提高，需要支持百万/平方公里连接的情况。因此，现有蜂窝网络中的终端通信方式，已经无法满足mMTC场景对支持百万/平方公里连接的要求。
在现有的对机器通信数据传输方法的研究中，更多地集中在对避免接入碰撞的方法研究，以及通过预留传输时隙的方式保障终端传输的可靠性，以及通过多载频方式扩展传输容量。这些方法并没有针对mMTC场景终端位置固定、数量众多、且发送数据量极低、无实时性要求的特点，无法应对未来5G通信系统中mMTC场景百万连接的情况。
发明内容
本发明实施例提供一种用于提升上行容量的信息传输方法和系统，针对5G通信系统mMTC场景的终端特点(终端位置固定，数量众多，且发送数据量极低，无实时性要求)，将伪随机序列扩频与正交频分复用(OFDM)相结合，从而更加充分地利用了现有资源，极大地提高了上行链路容量，更好地保障了mMTC场景下极大数量终端的上行并发业务的可靠性。
根据本发明的一个方面，提供一种用于提升上行容量的信息传输方法，包括：
通信终端利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理，以得到扩频信息；
通信终端将扩频信息映射到指定资源块以进行传输，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块；
接收端从指定资源块提取出传输数据；
接收端利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。
在一个实施例中，位于同一集合中的全部通信终端所使用的扩频序列相互正交。
在一个实施例中，不同集合中的通信终端所使用的资源块不同。
在一个实施例中，配置平台向指定集合中的全部通信终端和接收端发送第一指示，以便该指定集合中的全部通信终端使用与第一指示相对应的资源块进行上行传输，接收端从与第一指示相对应的资源块接收来自指定集合的传输数据。
在一个实施例中，配置平台向指定通信终端和接收端发送第二指示，以便该指定通信终端使用与第二指示相对应的扩频序列进行扩频处理，接收端在从对应资源块提取出传输数据后，使用与第二指示相对应的扩频序列进行解扩处理。
根据本发明的另一方面，提供一种用于提升上行容量的信息传输系统，包括通信终端和接收端，其中：
通信终端，用于利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理，以得到扩频信息；将扩频信息映射到指定资源块以进行传输，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块；
接收端，用于从指定资源块提取出传输数据，利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。
在一个实施例中，位于同一集合中的全部通信终端所使用的扩频序列相互正交。
在一个实施例中，不同集合中的通信终端所使用的资源块不同。
在一个实施例中，上述系统还包括配置平台，其中：
配置平台，用于向指定集合中的全部通信终端和接收端发送第一指示，以便该指定集合中的全部通信终端使用与第一指示相对应的资源块进行上行传输，接收端从与第一指示相对应的资源块接收来自指定集合的传输数据。
在一个实施例中，配置平台还用于向指定通信终端和接收端发送第二指示，以便该指定通信终端使用与第二指示相对应的扩频序列进行扩频处理，接收端在从对应资源块提取出传输数据后，使用与第二指示相对应的扩频序列进行解扩处理。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于提升上行容量的信息传输方法一个实施例的示意图。
图2为本发明用于提升上行容量的信息传输方法另一实施例的示意图。
图3为本发明用于提升上行容量的信息传输方法又一实施例的示意图。
图4为本发明用于提升上行容量的信息传输系统一个实施例的示意图。
图5为本发明用于提升上行容量的信息传输系统另一实施例的示意图。
图6为本发明信息传输一个实施例的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明用于提升上行容量的信息传输方法一个实施例的示意图。其中：
步骤101，通信终端利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理，以得到扩频信息。
步骤102，通信终端将扩频信息映射到指定资源块以进行传输。
其中，将通信终端进行划分，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块，从而实现资源块的复用。而不同集合中的通信终端所使用的资源块不同，从而可充分利用现有资源进行信息传输。
此外，位于同一集合中的全部通信终端所使用的扩频序列相互正交，从而可避免信息的相互干扰。
步骤103，接收端从指定资源块提取出传输数据。
步骤104，接收端利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。
基于本发明上述实施例提供的用于提升上行容量的信息传输方法，针对5G通信系统mMTC场景的终端特点，将伪随机序列扩频与正交频分复用相结合，从而更加充分地利用了现有资源，极大地提高了上行链路容量，更好地保障了mMTC场景下极大数量终端的上行并发业务的可靠性。
图2为本发明用于提升上行容量的信息传输方法另一实施例的示意图。其中，指定集合中的全部通信终端所使用的资源块，可由配置平台进行指定。
步骤201，配置平台向指定集合中的全部通信终端和接收端发送第一指示。
步骤202，该指定集合中的全部通信终端使用与第一指示相对应的资源块进行上行传输。
步骤203，接收端从与第一指示相对应的资源块接收来自指定集合的传输数据。
图3为本发明用于提升上行容量的信息传输方法又一实施例的示意图。其中，指定通信终端所使用的扩频序列，可由配置平台进行指定。
步骤301，配置平台向指定通信终端和接收端发送第二指示。
步骤302，该指定通信终端使用与第二指示相对应的扩频序列进行扩频处理。
当然，扩频序列的调整，要满足同一集合内全部通信终端所使用的扩频序列相互正交这一条件。
步骤303，接收端在从对应资源块提取出传输数据后，使用与第二指示相对应的扩频序列进行解扩处理。
图4为本发明用于提升上行容量的信息传输系统一个实施例的示意图。如图4所示，该系统可包括通信终端401和接收端402，其中：
通信终端401用于利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理，以得到扩频信息；将扩频信息映射到指定资源块以进行传输，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块。
其中，位于同一集合中的全部通信终端所使用的扩频序列相互正交，不同集合中的通信终端所使用的资源块不同。
接收端402用于从指定资源块提取出传输数据，利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。
基于本发明上述实施例提供的用于提升上行容量的信息传输系统，针对5G通信系统mMTC场景的终端特点，将伪随机序列扩频与正交频分复用相结合，从而更加充分地利用了现有资源，极大地提高了上行链路容量，更好地保障了mMTC场景下极大数量终端的上行并发业务的可靠性。
图5为本发明用于提升上行容量的信息传输系统另一实施例的示意图。与图4所示实施例相比，除通信终端501和接收端502之外，还包括配置平台503。其中：
配置平台503用于向指定集合中的全部通信终端501和接收端502发送第一指示，以便该指定集合中的全部通信终端使用与第一指示相对应的资源块进行上行传输，接收端502从与第一指示相对应的资源块接收来自指定集合的传输数据。
可选地，配置平台503还用于向指定通信终端501和接收端502发送第二指示，以便该指定通信终端501使用与第二指示相对应的扩频序列进行扩频处理，接收端502在从对应资源块提取出传输数据后，使用与第二指示相对应的扩频序列进行解扩处理。
下面通过一个具体示例对本发明进行说明，如图6所示。
1)网络侧的配置平台向终端发送系统消息，指定第一集合[UE11,UE12,…,UE1n]的上行数据分别用伪随机系列扩频序列[PN1,PN2,…,PNn]进行加扰扩频，并在PRBx上发送。
指定第二集合[UE21,UE22,…,UE2n]的上行数据分别用伪随机系列扩频序列[PN1,PN2,…,PNn]进行加扰扩频，并在PRBy上发送。
指定第三集合[UE31,UE32,…,UE3n]的上行数据分别用伪随机系列扩频序列[PN1,PN2,…,PNn]进行加扰扩频，并在PRBz上发送。
2)在第一集合中，[UE11,UE12,…,UE1n]用指定的扩频序列扩频，并将[UE11,UE12,…,UE1n]扩频后的数据映射到PRBx上进行传输。
在第二集合中，[UE21,UE22,…,UE2n]用指定的扩频序列扩频，并将[UE21,UE22,…,UE2n]扩频后的数据进行累加加扰后的数据映射到PRBy进行传输。
在第三集合中，[UE31,UE32,…,UE3n]用指定的扩频序列扩频，并将[UE31,UE32,…,UE3n]扩频后的数据进行累加加扰后的数据映射到PRBz进行传输。
3)接收端分别从PRBx/PRBy/PRBz上接收数据。
4)将从PRBx/PRBy/PRBz上接收到的加扰数据分别用伪随机系列扩频序列[PN1,PN2,…,PNn]进行解扩解扰，从而分别恢复出获得[UE11,UE12,…,UE1n]/[UE21,UE22,…,UE2n]/[UE31,UE32,…,UE3n]所传输的上行数据。
通过实施本发明，终端数据的上行传输采用将扩频序列扩频与正交频分复用相结合的方式，由于在时间、频率、扩频序列这三个不同维度上进行上行传输，从而更加充分地利用了现有资源，极大地提高了上行链路容量，更好地保障了mMTC场景下极大数量终端的上行并发业务的可靠性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (4)

1.一种用于在大规模机器通信场景下提升上行容量的信息传输方法，其特征在于，包括：
配置平台向指定集合中的全部通信终端和接收端发送第一指示，以便该指定集合中的全部通信终端使用与第一指示相对应的资源块进行上行传输，接收端从与第一指示相对应的资源块接收来自指定集合的传输数据；
通信终端利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理，以得到扩频信息；
通信终端将扩频信息映射到指定资源块以进行传输，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块，位于同一集合中的全部通信终端所使用的扩频序列相互正交，不同集合中的通信终端所使用的资源块不同；
接收端从指定资源块提取出传输数据；
接收端利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
配置平台向指定通信终端和接收端发送第二指示，以便该指定通信终端使用与第二指示相对应的扩频序列进行扩频处理，接收端在从对应资源块提取出传输数据后，使用与第二指示相对应的扩频序列进行解扩处理。
3.一种用于在大规模机器通信场景下提升上行容量的信息传输系统，其特征在于，包括配置平台、通信终端和接收端，其中：
配置平台，用于向指定集合中的全部通信终端和接收端发送第一指示，以便该指定集合中的全部通信终端使用与第一指示相对应的资源块进行上行传输，接收端从与第一指示相对应的资源块接收来自指定集合的传输数据；
通信终端，用于利用指定的扩频序列对上行数据进行扩频处理，以得到扩频信息；将扩频信息映射到指定资源块以进行传输，其中位于同一集合中的全部通信终端使用相同的资源块，位于同一集合中的全部通信终端所使用的扩频序列相互正交，不同集合中的通信终端所使用的资源块不同；
接收端，用于从指定资源块提取出传输数据，利用相应的扩频序列对传输数据进行解扩，以获得通信终端发送的上行数据。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
配置平台还用于向指定通信终端和接收端发送第二指示，以便该指定通信终端使用与第二指示相对应的扩频序列进行扩频处理，接收端在从对应资源块提取出传输数据后，使用与第二指示相对应的扩频序列进行解扩处理。
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