CN108207020B

CN108207020B - 上行免调度传输方法、终端和基站

Info

Publication number: CN108207020B
Application number: CN201611176075.0A
Authority: CN
Inventors: 杨姗; 梁林; 朱剑驰; 陈鹏; 毕奇; 杨峰义
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2036-12-19
Also published as: CN108207020A

Abstract

本发明公开了一种上行免调度传输方法、终端和基站，涉及无线通信技术领域。该传输方法包括：从预先配置的一组或多组免调度资源池中选择一个资源单元；基于选择的资源单元进行时域帧检测，其中所述时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。通过提供的有效帧结构，以及免调度资源池组的设计，在控制系统开销的同时，增大终端成功接入的概率、减小重传次数。

Description

上行免调度传输方法、终端和基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种上行免调度传输方法、终端和基站。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统设计主要面向人与人通信的移动互联网，上行基于调度接入。5G(第五代移动通信技术)时代，上行免调度传输已成为关键技术之一。

移动互联网与海量物联网、低时延高可靠物联网构成了5G三大应用场景。免调度传输具有减少信令开销、降低时延和终端耗电等优势，被视为5G两大物联网场景的关键技术，在国内外研究、及3GPP标准定义中，受到高度重视。其中，第一优先应用场景为5G海量物联网场景，用于减少信令开销和终端耗电；第二优先应用场景为5G低时延高可靠传输场景，用于降低时延。

通过图1A中4G传统调度接入与图1B中5G候选免调度接入的流程对比可看到，免调度传输的三大优势：

·降低开销：节省上下行信令开销，包括调度请求、调度允许等

·减小时延：通过简化的接入流程，降低端到端时延

·节省终端用电：终端在非连续接收和数据传输之间快速切换，从而降低耗电。

但是，免调度接入因为多个终端同时竞争接入，终端接入失败的概率潜在变高。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种能够增大终端接入成功率的上行免调度传输方案。

根据本发明的一个方面，提供的一种上行免调度传输方法，包括：终端接收来自基站的分组调度允许，所述分组调度允许包括一组或多组免调度资源池，每组免调度资源池中包括多个资源单元；所述终端从所述免调度资源池中选择资源单元，生成时域帧发送给所述基站，其中所述时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。

可选地，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性；和/或同一组免调度资源池中各个资源单元所占时域帧长度相同；和/或不同组免调度资源池中资源单元所占时域帧长度不同；和/或所述探测序列的目标检测概率大于所述用户标识的目标检测概率；和/或所述用户标识的目标检测概率大于所述用户数据信息的目标检测概率。

可选地，终端从所述免调度资源池中选择资源单元包括：所述终端根据要发送的数据量选择免调度资源池组；从选择的免调度资源池组中选择资源单元。

可选地，该方法还包括：在满足重传条件下，所述终端对所述用户数据信息进行重传。

可选地，多个用户的用户数据信息采用过载因子高于1的非正交多址传输。

根据本发明的另一方面，提供一种上行免调度传输方法，包括：对于预先配置的一组或多组免调度资源池中的每一个资源单元，确定资源单元对应的时间和频率；基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测，其中所述时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。

可选地，基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测包括：如果在选择的资源单元上检测到探测序列，则继续检测用户标识；如果检测到用户标识，则继续检测用户数据信息。

可选地，该方法还包括：在检测到用户标识的情况下，如果检测用户数据信息失败，则调度终端对用户数据信息进行重传。

可选地，该方法还包括：通过最大似然、置信传播或串行干扰删除算法对接收的多个用户的非正交多址传输的用户数据进行区分。

根据本发明的又一方面，还提供一种终端，包括：调度允许接收模块，用于接收来自基站的分组调度允许，所述分组调度允许包括一组或多组免调度资源池，每组免调度资源池中包括多个资源单元；时域帧发送模块，用于从所述免调度资源池中选择资源单元，生成时域帧发送给所述基站，其中所述时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。

可选地，该终端还包括：数据重传模块，用于判定满足重传条件下，对所述用户数据信息进行重传。

根据本发明的再一方面，提供一种基站，包括：资源单元确定模块，用于对于预先配置的一组或多组免调度资源池中的每一个资源单元，确定资源单元对应的时间和频率；时域帧检测模块，用于基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测，其中所述时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。

可选地，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性；和/或

同一组免调度资源池中各个资源单元所占时域帧长度相同；和/或不同组免调度资源池中资源单元所占时域帧长度不同；和/或所述探测序列的目标检测概率大于所述用户标识的目标检测概率；和/或所述用户标识的目标检测概率大于所述用户数据信息的目标检测概率。

可选地，时域帧检测模块如果在资源单元上检测到探测序列，则继续检测用户标识；如果检测到用户标识，则继续检测用户数据信息。

可选地，该基站还包括：重传调度模块，用于在所述时域帧检测模块检测到用户标识的情况下，如果检测用户数据信息失败，则调度终端对用户数据信息进行重传。

可选地，该基站还包括：用户数据区分模块，用于通过最大似然、置信传播或串行干扰删除算法对接收的多个用户的非正交多址传输的用户数据进行区分。

通过本发明的方法、终端和基站，通过该时域帧结构可以实现较高的终端接入成功率，以及较高的传输效率。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A示出传统调度接入的信令示意图；

图1B示出免调度接入的信令示意图；

图2A示出根据本发明实施例的一个应用场景中免调度资源池组的示意图；

图2B示出根据本发明实施例的免调度资源池组的资源单元对应的时域帧示意图；

图3示出根据本发明的上行免调度传输方法的一个实施例的流程图；

图4示出根据本发明的上行免调度传输方法的另一个实施例的流程图；

图5示出根据本发明的上行免调度传输方法的又一个实施例的流程图；

图6示出根据本发明的上行免调度传输系统的一个实施例的结构图；

图7示出根据本发明的上行免调度传输系统的另一个实施例的结构图；和

图8示出根据本发明的用于上行免调度传输的设备一个实施例的结构示意图。

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做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。

在免调度传输中，网络侧通过组调度(Group scheduling)的方式，将部分系统资源配置为免调度资源池。免调度传输基于终端自发传输、多个终端同时竞争接入的，因此存在部分终端无法成功接入的可能。当系统负载量较高时，终端接入失败的概率潜在变高。

针对上述问题，本发明提出一种适用于5G上行免调度系统的新的帧结构，通过设计一种有效的帧结构，在控制系统开销的同时，增大终端成功接入的概率、减小重传次数。

本发明的基本思路为：

1)网络侧预配置一组或N组免调度资源池，每组资源池内含多个资源单元。每组免调度资源池在时间和/或频率上可以是周期性的。各组免调度资源池可以用来传输不同大小的业务数据包，即：取自不同免调度资源池组的资源单元所占的时域帧长度不同，同一免调度资源池组内各资源单元所占时域帧长度相同。图2A是根据本发明实施例的一个应用场景示意图。在该简化的应用场景中，网络侧预配置了2组免调度资源池，每组资源池内含多个资源单元。21表示来自周期性免调度资源池1的资源单元，22表示来自周期性免调度资源池2的资源单元。

2)对于每个资源池的每个资源单元，如图2B所示，其时域帧结构包括探测序列、用户标识(ID)和用户数据信息。其中，探测序列用于检测某用户是否发送了上行信号，并用作信道估计；用户标识是指每个用户特有的id，用于网络侧的用户识别；用户数据信息是指用户需传递的业务数据包。其中，F1是较短的时域帧，来自免调度资源池组1；F2是较长的时域帧，来自免调度资源池组2。F1和F2来自不同的资源池组，具有不同的时域长度。

如上所述，免调度资源池组2用来传输更大的业务数据包，则免调度资源池组组2内每个资源单元所占的时域帧长度更长。其中组1和组2每个资源单元的探测序列和用户ID所占物理资源大小相同，二者的用户数据包大小不同、所占的时域资源量也有所差别。

在一个实施例中，本专利提出的5G上行免调度系统的新型帧结构设计，在时域上，该帧结构分为探测序列、用户标识和用户数据信息三个部分。三个部分的传输效率和目标检测概率不同，其中，探测序列的目标检测概率最高，用户数据信息的目标检测概率最低。检测概率的提高通过传输效率的降低来实现，即：若携带同样的信息量，探测序列需占用更多的空口物理资源。

图3示出根据本发明的上行免调度传输方法的一个实施例的流程图。

如图3所示，步骤302，终端接收来自基站的分组调度允许，该分组调度允许包括一组或多组免调度资源池，每组免调度资源池中包括多个资源单元。

步骤304，终端从免调度资源池中选择资源单元，生成时域帧，其中时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息，根据选择的资源单元的时间期间和频率范围发送给基站。

图4示出根据本发明的上行免调度传输方法的另一个实施例的流程图。

如图4所示，步骤402，对于预先配置的一组或多组免调度资源池中的每一个资源单元，确定资源单元对应的时间和频率。可以根据每个资源单元的时间和频率依次进行盲检。

步骤404，基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测，其中时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。。

在上行免调度系统中，基站通过组调度，为多个终端预留免调度资源池，并通过盲检获知哪些终端发送了上行信号。上述实施例中，通过提供一种有效的帧结构，一方面增大基站成功检测、以及正确解调用户信号的概率，另一方面提高无线资源利用率和空口传输效率，是免调度系统的关键问题。

图5示出根据本发明的上行免调度传输方法的又一个实施例的流程图。

如图5所示，步骤501，终端根据要发送的数据量选择免调度资源池组，从免调度资源池组中选取一个资源单元。终端选择免调度资源池组，使得其中资源单元的长度与要发送的数据量相适应。

步骤502，终端生成时域帧，该时域帧包括探测序列、用户标识，以及用户要发送的业务数据包，通过选择的资源单元对应的时间和频率发送给基站。

步骤503，基站从预配置免调度资源池中选择一个资源单元，针对选择的资源单元进行时域帧检测。即在选择的资源单元对应的时间片和频率范围内对时域帧进行检测。其中，对于时域帧的检测按照探测序列、用户标识和用户数据的顺序依次进行检测。

步骤504，判断检测探测序列是否成功？如果成功，则继续检测用户ID，否则，停止检测(步骤509)。

步骤505，对用户ID进行检测，判断是否成功检测到用户ID，如果是，则继续检测用户数据，否则，停止检测(步骤509)。

步骤506，对用户数据进行检测，判断是否成功检测到用户数据，如果是，则该时域帧检测结束(步骤507)，否则，执行步骤508。

步骤508，调度终端数据重传。

从上述实施例中可以看到，如果探测序列不能被正确检测，则很难进一步检测出用户ID和数据信息；若探测序列和用户ID被正确检测、而用户数据未正确检测，则基站可为该用户调度重传，并在接收端实现多次传输的合并。其中重传可以是与第一次传输相同的重复传输，或者采用基于增量冗余的混合自适应混合传输。

在一个实施例中，数据信息可采用过载因子高于1的非正交多址传输，即：多个用户在相同的时频资源进行传输。通过设计用户特有的扰码序列、交织矩阵或扩频码，来识别不同的用户；接收端通过最大似然、置信传播、串行干扰删除等算法，来区分不同用户的信号。这样，可以提高海量物联网场景下的用户连接数。

图6示出根据本发明的上行免调度传输系统的一个实施例的结构图。如图6所示，该系统包括终端61和基站62。其中，终端61包括调度允许接收模块611和时域帧发送模块612。其中，调度允许接收模块611，接收来自基站的分组调度允许，分组调度允许包括一组或多组免调度资源池，每组免调度资源池中包括多个资源单元；时域帧发送模块612，用于从免调度资源池中选择资源单元，生成时域帧发送给基站62，其中时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。

基站62包括资源单元确定模块621和时域帧检测模块622。其中，资源单元确定模块621，用于对于预先配置的一组或多组免调度资源池中的每一个资源单元，确定资源单元对应的时间和频率；时域帧检测模块622，用于基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测，其中时域帧包括探测序列、用户标识和用户数据信息。在一个实施例中，时域帧检测模块622如果在选择的资源单元上检测到探测序列，则继续检测用户标识，否则，停止检测；如果检测到用户标识，则继续检测用户数据信息。

在一个实施例中，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性。在一个实施例中，同一组免调度资源池中各个资源单元所占时域帧长度相同，不同免调度资源池组中资源单元所占时域帧长度不同。在一个实施例中，探测序列的目标检测概率大于用户标识的目标检测概率；用户标识的目标检测概率大于用户数据信息的目标检测概率。

图7示出根据本发明的上行免调度传输系统的另一个实施例的结构图。如图7所示，该系统包括终端71和基站72。在一个实施例中，终端71除了包括调度允许接收模块611和时域帧发送模块612，还包括数据重传模块713，用于判定满足重传条件下，对用户数据信息进行重传。该重传条件例如包括来自基站的数据重传指示，或者在预定时间内未收到发送成功的响应或反馈。调度允许接收模块611和时域帧发送模块612的功能可以参见图6中实施例的对应描述，为简洁起见在此不再描述。在一个实施例中，基站72包括资源单元确定模块621、时域帧检测模块622和重传调度模块723。重传调度模块723，用于在时域帧检测模块检测到用户标识的情况下，如果检测用户数据信息失败，则调度终端对用户数据信息进行重传。在一个实施例中，基站72还包括用户数据区分模块724，用于通过最大似然、置信传播或串行干扰删除算法对接收的多个用户的非正交多址传输的用户数据进行区分。

本发明的实施例中的空调电加热保护装置可各由各种处理器、芯片、计算设备或控制器来实现，下面结合图8进行描述。

图8示出根据本发明的用于上行免调度传输的设备一个实施例的结构示意图。如图8所示，该实施例的装置80包括：存储器810以及耦接至该存储器810的处理器820，处理器820被配置为基于存储在存储器810中的指令，执行本发明中任意一个实施例中的上行免调度传输方法。

其中，存储器810例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。

本专利提出了一种5G上行免调度系统的新型帧结构设计，相对现有技术而言，其优点包括：(1)不同大小的业务数据包在不同的资源池组中传输，其时域帧长度也不同；(2)将免调度帧结构分为三个部分，根据其携带信息类型和信息量，设计不同的目标检测概率、传输效率。探测序列用于做信号的有/无检测和信道估计，因此需具有高检测概率，传输效率较低，携带的信息量较少。用户id可用于实现基站侧的用户识别、及HARQ混合自适应传输，其检测概率和传输效率均居中。数据信息携带业务数据包，其信息量相对较大，不需设计极高的检测概率。因此，本公开能够从整体上实现良好的检测性能和传输效率。

本领域内的技术人员应当明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种上行免调度传输方法，其特征在于，包括：

终端接收来自基站的分组调度允许，所述分组调度允许包括一组或多组免调度资源池，每组免调度资源池中包括多个资源单元；

所述终端从所述免调度资源池中选择资源单元，生成时域帧发送给所述基站，其中所述时域帧包括处于不同的时域范围的探测序列、用户标识和用户数据信息，所述探测序列用于检测用户是否发送了上行信号，并用作信道估计，所述探测序列的目标检测概率大于所述用户标识的目标检测概率，所述用户标识的目标检测概率大于所述用户数据信息的目标检测概率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性；

和/或

同一组免调度资源池中各个资源单元所占时域帧长度相同；和/或不同组免调度资源池中资源单元所占时域帧长度不同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端从所述免调度资源池中选择资源单元包括：

所述终端根据要发送的数据量选择免调度资源池组；

从选择的免调度资源池组中选择资源单元。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在满足重传条件下，所述终端对所述用户数据信息进行重传。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，多个用户的用户数据信息采用过载因子高于1的非正交多址传输。

6.一种上行免调度传输方法，其特征在于，包括：

对于预先配置的一组或多组免调度资源池中的每一个资源单元，确定资源单元对应的时间和频率；

基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测，其中所述时域帧包括处于不同的时域范围的探测序列、用户标识和用户数据信息，所述探测序列用于检测用户是否发送了上行信号，并用作信道估计，所述探测序列的目标检测概率大于所述用户标识的目标检测概率，所述用户标识的目标检测概率大于所述用户数据信息的目标检测概率。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性；

和/或

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测包括：

如果在所述资源单元上检测到探测序列，则继续检测用户标识；

如果检测到用户标识，则继续检测用户数据信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

在检测到用户标识的情况下，如果检测用户数据信息失败，则调度终端对用户数据信息进行重传。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

通过最大似然、置信传播或串行干扰删除算法对接收的多个用户的非正交多址传输的用户数据进行区分。

11.一种终端，其特征在于，包括：

调度允许接收模块，用于接收来自基站的分组调度允许，所述分组调度允许包括一组或多组免调度资源池，每组免调度资源池中包括多个资源单元；

时域帧发送模块，用于从所述免调度资源池中选择资源单元，生成时域帧发送给所述基站，其中所述时域帧包括处于不同的时域范围的探测序列、用户标识和用户数据信息，所述探测序列用于检测用户是否发送了上行信号，并用作信道估计，所述探测序列的目标检测概率大于所述用户标识的目标检测概率，所述用户标识的目标检测概率大于所述用户数据信息的目标检测概率。

12.根据权利要求11所述的终端，其特征在于，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性；

和/或

13.根据权利要求11或12所述的终端，其特征在于，还包括：

数据重传模块，用于判定满足重传条件下，对所述用户数据信息进行重传。

14.一种基站，其特征在于，包括：

资源单元确定模块，用于对于预先配置的一组或多组免调度资源池中的每一个资源单元，确定资源单元对应的时间和频率；

时域帧检测模块，用于基于资源单元对应的时间和频率进行时域帧检测，其中所述时域帧包括处于不同的时域范围的探测序列、用户标识和用户数据信息，所述探测序列用于检测用户是否发送了上行信号，并用作信道估计，所述探测序列的目标检测概率大于所述用户标识的目标检测概率，所述用户标识的目标检测概率大于所述用户数据信息的目标检测概率。

15.根据权利要求14所述的基站，其特征在于，每组免调度资源池在时间和/或频率上是周期性；

和/或

16.根据权利要求14所述的基站，其特征在于，所述时域帧检测模块如果在所述资源单元上检测到探测序列，则继续检测用户标识；如果检测到用户标识，则继续检测用户数据信息。

17.根据权利要求16所述的基站，其特征在于，还包括：

重传调度模块，用于在所述时域帧检测模块检测到用户标识的情况下，如果检测用户数据信息失败，则调度终端对用户数据信息进行重传。

18.根据权利要求14-17中任意一项所述的基站，其特征在于，还包括：

用户数据区分模块，用于通过最大似然、置信传播或串行干扰删除算法对接收的多个用户的非正交多址传输的用户数据进行区分。

19.一种上行免调度传输装置，其特征在于，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器设备中的指令，执行如权利要求1至10中任一项所述的上行免调度传输方法。