CN108633096A - 窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置，获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。专用物理资源包括时域资源、频域资源、序列资源，通过这种专用物理资源，使得终端能够以非竞争随机接入的方式进行上报调度请求，且能够提升前导序列容量，降低小区间干扰。

Description

窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置
技术领域
本发明涉及窄带物联网技术领域，具体而言，本发明涉及一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置。
背景技术
窄带物联网(NB IoT,Narrowband Internet of Things)技术定义了蜂窝物联网的无线接入，很大程度上基于非后向兼容的E-UTRA，增强极端覆盖场景，支持海量的低速率的物联网终端，低延迟敏感度，超低成本与功耗设备和优化的网络体系构架。
NB IoT技术系统上下行系统带宽均为200kHz，传输带宽为180kHz，前后各10kHz的保护间隔。与LTE相比，NB IoT业务模型更单一，因此在物理层的设计上更为精简。下行物理信道仅定义了物理广播信道(NPBCH)用于发送主消息块；物理下行控制信道(NPDCCH)用于发送上下行授权信息(Uplink/Downlink Grant)、PDCCH order、调度寻呼信息的下行授权以及指示系统消息更新；物理下行共享信道(NPDSCH)用于发送下行数据。上行物理信道仅定义了物理随机接入信道(NPRACH)用于发送随机接入序列；物理上行共享信道格式1(NPUSCH Format 1)用于发送上行数据；物理上行共享信道格式2(NPUSCH Format 2)用于传输1比特的ACK/NACK信息，指示终端是否正确接收下行数据。在物理信号方面，下行仅存在主同步信号(NPSS)、辅同步信号(NSSS)与公共参考信号(NRS)，上行仅存在NPUSCHformat 1与NPUSCH format 2的解调参考信号，不允许发送周期或非周期的上行探测参考信号。
为支持极端覆盖场景，NB IoT支持以上所有物理信道的重复发送。下行各物理信道除NPBCH以固定次数进行重复发送外，NPDCCH与NPDSCH的重复发送次数均可配置，最大可达2048次；上行各物理信道，包括NPRACH、NPUSCH format 1、NPUSCH format 2，其重复发送次数均可配置，最大可达128次。同时，在上行传输方面，NB IoT还支持单子载波的传输，且对于最极端覆盖的用户可配置更小的子载波间隔——3.75kHz，通过降低传输带宽提升功率谱密度，有效提升上行传输的可靠性。
在物理信道资源分配方面，下行广播信道、主辅同步信号、下行共享信道与下行控制信道(聚合等级2)均以1毫秒子帧上全带宽180kHz作为基本的资源分配粒度，且不支持单子帧下行控制信道与共享信道的复用传输；上行共享信道格式1与格式2分别针对不同的传输带宽定义了时间维度上调度的资源单元，如3.75kHz子载波间隔下单子载波传输，15kHz子载波间隔下单子载波、3子载波、4子载波、6子载波、12子载波传输，除15kHz子载波间隔下12子载波传输方式仍以1毫秒子帧作为资源单元外，其余传输方式下资源单元大小均大于1毫秒，即为跨子帧的传输。
NB-IoT的随机接入信道以固定的3.75kHz子载波间隔发送，且不复用上行共享信道的帧结构。单个NPRACH信道由4个符号组构成，每个符号组包含5个OFDM符号，和一个循环前缀。每个NPRACH发送全1序列，终端根据符号组之间的相对跳频关系进行频偏与定时提前量的估计，图4给出单个用户NPRACH跳频发送的示意图。支持NPRACH的重复发送，基站可配置至多3套NPRACH重复等级，由终端根据下行测量的参考信号接收功率与基站配置的NPRACH每个重复等级对应参考信号接收功率门限，选择合适的重复等级进行随机接入。不同重复等级的NPRACH所使用物理资源不同，基站可配置不同重复等级的NPRACH在锚定载波上使用频分或时分的物理资源。图1为R14版本NPRACH信道结构示意图。
由于NB IoT系统不再定义上行控制信道，不支持连接态的用户发送调度请求。在实际系统中，连接态的用户有上行数据传输需求需要上报调度请求时，需要发起基于竞争的随机接入过程，并可以在竞争解决消息(MSG4)中携带指示缓存数据量的DVI信息。NB IoT中基于竞争的随机接入过程与LTE类似，但由于系统的频域资源有限，且考虑到弱覆盖用户所有物理信道传输均需要较多的时域重复，由调度请求上报触发随机接入过程会耗费较多的系统资源，降低系统资源的使用效率。同时，由于物理随机接入信道的容量有限，系统需要服务海量终端，以目前的设计同时支持空闲态终端进行初始接入与连接态终端以上报调度请求为目的的随机接入较有困难。
发明内容
本发明针对现有的方式的缺点，提出一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置，用以解决现有NB IoT发送调度请求技术存在对系统资源的使用效率过低的问题和物理随机接入信道的容量不足的问题中至少一个问题。
本发明的实施例根据一个方面，提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，包括：
获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；
当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。
在其中一个实施例中，所述专用物理资源包括时域资源、频域资源、序列资源。
在其中一个实施例中，所述时域资源、频域资源根据第一系统规则获取，或由基站进行配置；
所述由基站进行配置包括：由基站指示上报调度请求所使用的子载波索引和/或子帧索引和/或重复次数；
所述第一系统规则包括：使用初始接入时所使用的子载波发送作为调度请求的随机接入信道；
或所述第一系统规则根据用户的唯一标识码确定时频资源或时域资源或频域资源；所述时频资源包括发送随机接入信道的子载波与子帧，所述时域资源包括发送随机接入信道的子帧，所述频域资源包括发送随机接入信道的子载波。
在其中一个实施例中，所述序列资源包括前导序列；终端通过前导序列获取规则获取所述前导序列的配置信息；
所述前导序列获取规则至少包括以下之一：
只有一个前导序列，则获取该唯一的前导序列；
具有一个或多个前导序列，则根据小区唯一标识确定要获取的所述前导序列。
在其中一个实施例中，所述序列资源包括前导序列；若随机接入信道的总重复次数的约数为Mrep，则
所述前导序列的长度为Mrep，所述前导序列的生成方式为：随机接入信道的单次重复内每个符号发送前导序列的同一个元素，在所述Mrep次重复内，随机接入信道的每次重复依次遍历发送前导序列中的每个元素；
或，所述前导序列的长度与随机接入信道的符号组个数相同，所述前导序列的生成方式为：随机接入信道一个符号组内所有符号重复发送前导序列的一个元素，按照符号组的顺序依次发送前导序列的每一个元素；
或，所述前导序列的长度与随机接入信道的Mrep次重复的总符号数相同，所述前导序列的生成方式为：在所述Mrep次重复内，随机接入信道多次重复的每个符号依次遍历发送前导序列中的不同的元素。
在其中一个实施例中，所述序列资源包括在随机接入信道符号组上叠加频率偏转；终端通过一定规则获取获取频率偏转值，
所述获取频率偏转值的规则至少包括以下之一：
随机接入信道多次重复发送的所有符号组叠加相同频率偏转，根据小区唯一标识确定频率偏转值；
随机接入信道不同符号组间叠加不同的频率偏转，根据随机接入信道格式确定频率偏转值。
在其中一个实施例中，当随机接入信道的每个符号组内发送相同的符号时，随机接入信道格式中原有的循环前缀与一个或多个符号级联构成新的循环前缀；当随机接入信道的每个符号组内发送不同的符号时，每个符号前均具有循环前缀。
在其中一个实施例中，所述序列资源包括正交掩码序列，或所述序列资源包括正交掩码序列和前导序列；根据离散傅里叶变换DFT矩阵生成所述正交掩码序列。
在其中一个实施例中，所述正交掩码序列的长度、生成方式与叠加方式包括：
所述正交掩码序列的长度与随机接入信道的一个符号组的符号个数相同，所述生成方式为同一个用户的多次重复的随机接入信道内所有符号组均使用相同的掩码序列，所述叠加方式为向量点积；
或，所述正交掩码序列的长度与随机接入信道单次重复的符号数相同，所述生成方式为同一个用户的随机接入信道的每次重复均使用相同的掩码序列；
或，所述正交掩码序列的长度与随机接入信道的符号组的个数相同，所述生成方式为同一个用户在一个随机接入信道内的不同符号组之间叠加掩码序列，同一个符号组的多个符号乘以同一个掩码序列中的元素。
在其中一个实施例中，所述正交掩码序列根据用户唯一标识码确定，或所述正交掩码序列索引由基站通过用户专有信令配置；所述正交掩码序列用于携带数据量DVI信息，终端根据DVI信息确定掩码序列索引。
在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤：根据第一判断规则判断是否重新尝试上报调度请求；
所述第一判断规则包括：
若在随机接入响应时间窗内收到以用户唯一识别加扰的随机接入响应，则不再尝试发送调度请求；否则，判断是否满足终止尝试条件，若满足则终止尝试，若不满足则重新尝试发送调度请求。
在其中一个实施例中，所述终止尝试条件为连续尝试N次后再等待T个随机接入信道周期后再次尝试；其中参数N与T的取值由系统固定或由基站进行配置。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供一种基站，其被配置用于向终端发送专用物理资源以使得所述终端执行上述任一实施例的窄带物联网系统中调度请求上报的方法。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供一种窄带物联网系统中调度请求上报的装置，包括：
获取模块，用于获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；
发送模块，用于当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。
上述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置，获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。专用物理资源包括时域资源、频域资源、序列资源，通过这种专用物理资源，使得终端能够以非竞争随机接入的方式进行上报调度请求，且能够提升前导序列容量，降低小区间干扰。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，包括：
获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；
当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；
所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2；所述码字用于指示调度请求与混合自动重传请求响应HARQ-ACK信息。
在其中一个实施例中，所述高阶调制方式包括QPSK调制，即QPSK调制符号同时携带HARQ-ACK与调度请求信息。
在其中一个实施例中，所述时频资源信息根据配置信息和/或第三系统规则来确定；
所述时频资源信息至少根据配置信息时来确定时，承载所述配置信息的信令由下行共享信道承载发送或由下行控制信道承载发送，所述配置信息用于指定上报调度请求所使用的子载波索引、重复次数和发送的时间；
所述时频资源信息至少根据第三系统规则来确定时，且当所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2时，根据下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的子载波索引获取发送调度请求所使用的子载波索引，所述第三系统规则用于定义所述两种子载波索引之间的频域间隔，或用于定义从承载HARQ-ACK的物理上行共享信道格式2结束时刻和发送承载调度请求的物理上行共享信道格式2之间的时域间隔；
所述时频资源信息至少根据第三系统规则来确定时，且当所述专用物理信道为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2时，使用下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的时频资源发送调度请求消息与HARQ-ACK消息。
在其中一个实施例中，当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送专用物理信道以上报调度请求之前，还根据基站发送的配置信息和/或第二系统规则判断是否上报调度请求；
根据基站发送的配置信息和/或第二系统规则判断是否上报调度请求，若否则继续判断当前时刻终端发送调度请求可使用的时频资源与基站调度该终端发送上行物理信道所使用的时频资源是否有冲突，若有冲突则放弃本次上报调度请求，或以更新规则更新上报调度请求所使用的时频资源以发送用于调度请求的物理信道；当前时刻终端处于上行发送间隔GAP期间，则放弃上报调度请求；
所述第二系统规则包括：根据基站发送的信令判断是否允许上报调度请求。
在其中一个实施例中，所述更新规则包括：
推迟上报调度请求；
或使用上行共享信道格式2所用子载波的相邻子载波。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种基站，其被配置用于向终端发送配置信息以使得所述终端执行上述任一实施例的窄带物联网系统中调度请求上报的方法。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的装置，包括：
获取模块，用于获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；
上报模块，用于当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道上报调度请求；所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2。
上述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法和装置，获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2；所述码字用于指示调度请求与HARQ-ACK信息。所述专用物理信道可以是物理上行共享信道格式2(NPUSCH Format 2)，终端可根据配置信息和/或第二系统规则发送调度请求和/或反馈物理下行信道的HARQ-ACK信息，上报调度请求与HARQ-ACK反馈使用相同的物理信道，但各自使用不同的时频资源，且携带不同的信息内容。通过这种专用物理信道上报调度请求，不需要采取传统竞争的机制，可以提高调度效率，并节约系统资源。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为R14版本NPRACH信道结构示意图；
图2为本发明一个方面窄带物联网系统中调度请求上报的方法流程图；
图3为本发明另一个方面窄带物联网系统中调度请求上报的方法流程图；
图4为实施例一的物联网系统中调度请求上报的方法流程图；
图5为掩码多种实现方式示意图；
图6为前导序列多种实现方式示意图；
图7为实施例二中一种NPRACH循环前缀格式示意图；
图8为实施例二中另一种NPRACH循环前缀格式示意图；
图9为本发明一个方面窄带物联网系统中调度请求上报的装置示意图；
图10为本发明另一个方面窄带物联网系统中调度请求上报的装置示意图；
图11为上述基站配置NPRACH资源的示意图；
图12给出终端获取上述配置参数得到发送调度请求物理信道的时频资源示意图；
图13为可用于远覆盖场景下的掩码序列示例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS(Personal Communications Service，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。
请参阅图2，本发明的实施例根据一个方面，提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，包括：
步骤S201：获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；
步骤S202：当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。
上述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。专用物理资源包括时域资源、频域资源、序列资源，通过这种专用物理资源，使得终端能够以非竞争随机接入的方式进行上报调度请求，且能够提升前导序列容量，降低小区间干扰。
请参阅图3，本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，包括：
步骤S301：获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；
步骤S302：当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2。
上述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2。专用物理信道可以是物理上行共享信道格式2(NPUSCH Format 2)，终端可根据配置信息和/或第二系统规则发送调度请求和/或反馈物理下行信道的HARQ-ACK(Hybrid AutomaticRepeat request-ACK，混合自动重传请求响应)信息，上报调度请求与HARQ-ACK反馈使用相同的物理信道，但各自使用不同的时频资源，且携带不同的信息内容。通过这种专用物理信道上报调度请求，不需要采取传统竞争的机制，可以提高调度效率，并节约系统资源。
实施例一
请参阅图4，在本实施例中，描述一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其通过非竞争随机接入的方式上报调度请求发送，包括如下步骤。
步骤S401：获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源；专用物理资源包括多个周期性的物理资源，例如所述专用物理资源包括时域资源、频域资源、序列资源。
步骤S402：在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。
步骤S403：根据第一判断规则判断是否重新尝试上报调度请求，若是，执行步骤S404；若否，执行步骤S405。
步骤S404：完成上报调度请求，不再尝试发送调度请求。
步骤S405：判断是否满足终止尝试条件，若满足则执行步骤S406，若不满足则跳转到步骤S401重新尝试发送调度请求。
步骤S406：终止尝试上报调度请求。
对于连接态的终端，在专用时频资源上发送增强的随机接入信道(NPRACH)进行上行调度请求；之后，若终端在随机接入响应时间窗内能正确接收以用户唯一标识加扰的随机接入响应，即完成上行调度请求上报；否则，终端再次进行该过程，直到达到终止尝试条件或完成上行调度请求上报为止。
终止尝试条件可以是固定的，或由基站配置。例如，假设规则为终端连续尝试N次后即等待T个随机接入信道周期后再次发送，其中参数N与T的取值可以是系统固定的，也可以由基站进行配置，且所配置的参数可以针对每个随机接入信道重复等级独立配置，也可以配置适用于所有重复等级的公共参数。
当然，系统也可以不设立终止尝试条件，此时若终端当前上行调度请求发送失败后即继续进行上述的非竞争随机接入过程，直到完成上行调度请求上报为止。
随机接入信道的增强方式可以通过在物理随机接入信道的前导序列上增加正交掩码序列(或称为扰码序列)，以正交掩码序列实现在相同时频资源上多用户物理随机接入信道的复用传输，或以正交掩码序列携带DVI(DIGITAL VOLUME INFORMATION，数据量)信息以使得终端根据DVI信息确定掩码序列索引，指示上行缓存数据量。例如，设增强的随机接入信道的掩码序列长度为N，可令不同用户使用不同正交掩码在相同的时频资源上发送随机接入信道，所使用掩码序列可根据用户唯一标识码(例如，C-RNTI)确定，例如I_Mask＝N_UEID mod(N-1)，其中N_UEID为用户唯一标识码，I_Mask为分配给该用户的掩码序列，或可由基站通过用户专有信令配置该用户所使用的掩码序列，mod为求余函数。以正交掩码携带DVI信息的一个实例如下，设增强的随机接入信道的掩码序列长度为N，排除用于基于竞争的随机接入信道所使用的全1序列，用于调度请求上报的随机接入信道可使用的正交掩码序列个数为N-1，用户根据DVI选择所使用正交掩码的序列，基站通过盲检的方式确定用户所选择掩码序列的序号，继而确定用户上行调度请求所携带的DVI。
所述正交掩码的NPRACH增强方式可不止用于提升NPRACH容量以发送调度请求，也可用于初始接入过程的NPRACH用于支持更大的小区半径。正交掩码的长度、序列生成方式与相应的叠加方式均为系统固定，可以有不同的实现方式。用于调度请求上报的NPRACH可以复用现有NPRACH的跳频格式，或不进行跳频，即NPRACH若干次重复的每个符号组传输均使用相同子载波。以复用现有NPRACH跳频格式为例，图5给出几种不同实现方式下掩码序列与NPRACH符号的对应关系的示意图。具体方式描述如下：
1)正交掩码长度与NPRACH内一个符号组的符号个数相同，即长度为5，同一个用户的多次重复的NPRACH内所有符号组均使用相同的掩码序列，正交掩码的叠加方式为向量点积，即[c1*p1,…,c5*p5]或其中c＝[c1,…,c5]为掩码序列，p＝[p1,…,p5]为NPRACH一个符号组的部分前导序列，xH表示复数x的共轭，后所述其余实现方式正交掩码的叠加方式均为向量点积，由于正交掩码长度不同表达公式略有不同；
2)正交掩码长度与一个NPRACH的前导序列长度相同，即长度为20，同一个用户的NPRACH的多次重复使用相同的掩码序列；
3)正交掩码长度与一个NPRACH内符号组的个数相同，即长度为4，同一个用户在一个NPRACH内的不同符号组之间叠加掩码序列，同一个符号组的多个符号乘以同一个掩码序列中的元素，掩码序列中元素可以相同或不同，使相邻符号组上叠加相同的掩码序列元素，例如，图5中方案3可令c0＝c1，c2＝c3，即令前两个符号组上叠加相同的掩码序列元素，后两个符号组上叠加相同的掩码元素，这种设计可以降低NPRACH信道的峰均功率比。
4)正交掩码用于发送多子载波的NPRACH，掩码序列长度与NPRACH所占的子载波个数相同，同一符号不同子载波上叠加掩码序列，根据子载波间隔NPRACH可以有不同的循环前缀长度，用于支持更大小区半径，例如，图5方案4中给出子载波间隔为1.25kHz的一个示例，此时循环前缀长度可取800微秒用于支持最大120公里的小区半径，NPRACH中一个符号组包含一个符号，每个符号包含3个1.25kHz的资源粒子(resource element)，每个符号上3个资源粒子上叠加长度为3的掩码序列。给定掩码序列的长度，掩码序列的产生可以基于不同准则，生成正交或准正交的序列，例如，可使用DFT矩阵，除全1序列外，其余序列均可作为以调度请求上报为目的的NPRACH所使用的掩码序列，以长度5为例，基于DFT矩阵生成的掩码序列公式为针对方案1与方案2，为降低峰均功率比，可令掩码序列生成时所使用元素为调制符号，或调制符号，或调制符号；或，为在更大小区半径场景下保证子载波间正交性，在产生掩码序列时可令连续的若干符号上携带相同的掩码序列元素，可适用于本发明所提出的所有掩码序列实现方式。此时，前序符号可以作为后序符号的循环前缀，以掩码序列实现方式1)为例，图13给出两组掩码序列的示例。
终端需要在其专用时频资源上发送用于调度请求的随机接入信道，所述时域资源至少包括发送随机接入信道的起始子帧与重复次数，所述专用频域资源至少包括随机接入信道的起始子载波索引。其中，专用时域资源可以由终端根据第一系统规则获取，或由基站进行显式配置，例如在用户专有信令中配置用户专用时域资源(即起始子帧索引与重复次数)，所述由系统通过信令显式配置专用时频资源的方法之一可见实施例五；同理，专用频域资源也可以由终端根据第一系统规则获取，或由基站进行显式配置，例如基站在用户专有信令中配置用户专用频域资源(即上报调度请求的随机接入信道所使用的起始子载波索引)。专用时域资源与专用频域资源的配置方式可不相同，可以是上述不同方式的任意组合，例如随机接入信道的重复次数与起始子载波根据第一系统规则获取，起始子帧(和/或调度请求周期)由基站进行信令指示。以下给出根据第一系统规则获取专用资源的示例。
首先，确定频域资源的第一系统规则可以是终端使用初始接入时所使用的起始子载波发送用于调度请求的随机接入信道；确定时域资源的第一系统规则可以是终端依据初始接入时所使用的随机接入信道重复等级配置参数获得用于调度请求的随机接入信道的重复次数和/或起始子帧。或，根据用户的唯一标识码确定随机接入信道的起始子帧和/或起始子载波，例如，设多用户可复用相同的时频资源发送用于调度请求的随机接入信道，一种规则可设定为终端根据用户唯一标识码(例如，C-RNTI)计算专用时频资源位置，其中时频域位置(Isc,Iperiod)可根据(NUEID/(NMask-1))mod(Nsc×Nperiod)的值进行查表确定，所使用掩码序列索引为IMask＝NUEIDmod(NMask-1)，I_sc为随机接入信道发送所使用子载波的索引，I_period为发送随机接入信道时机的索引(以随机接入信道周期为基本单位，相邻随机接入时机间隔一个随机接入信道周期)，N_UEID为用户唯一标识码，N_Mask为掩码序列长度，N_sc为终端所使用NPRACH重复等级所配置的子载波个数，且终端可复用其初始接入所使用的NPRACH重复等级来进行调度请求目的的随机接入，N_Period为随机接入时机的个数。或，上述示例配置方式中可令时域与频域资源的其中之一作为基站显式配置的参数，另一个参数根据系统规则获取，例如，专用时域资源指示I_period作为显式配置参数，专用频域资源指示按照如下公式获取Isc＝(NUEID/(NMask-1))mod(Nsc)；或专用频域资源指示I_sc作为显式配置参数，专用频域资源指示按照如下公式获取Iperiod＝(NUEID/(NMask-1))mod(NPeriod)。
以上所有示例，若使用掩码序列索引指示DVI信息，而不是用于多用户复用传输NPRACH，则上述示例中的公式需要进行变更，以专用时频域资源均通过系统规则获取的情况为例，此时，时频资源位置(I_sc,I_period)可根据(NUEID)mod(Nsc×NPeriod)的值通过查表确定。
实施例二
在本实施例中，描述一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其通过对增强的随机接入信道，提升前导序列容量或降低小区间干扰。
终端获取小区级物理随机接入信道前导序列相关参数配置信息，并根据前导序列获取规则确定本次随机接入过程(包含但不限于初始接入过程、PDCCH order触发的随机接入过程、以及实施例一所述用于调度请求上报的随机接入过程)所使用的前导序列。
所述前导序列获取规则可以为系统既定的规则，例如，假设小区级配置的前导序列为唯一序列，则小区内所有终端均使用该前导序列，所述小区级前导序列的索引可以根据小区标识(cell ID)计算得到，例如，i＝N_PCID mod N_preamble，其中i为所述小区内所有终端均使用的前导序列索引，N_PCID为所述小区的小区标识，N_preamble为可配置前导序列集合中的前导序列个数；假设小区级配置的前导序列也为多个，即为一个前导序列集合。该集合索引也可以根据小区标识计算得到，例如，i_group＝N_PCID mod N_group，其中i_group为所述小区所配置的前导序列集合的索引，N_PCID为所述小区的小区标识，N_group为可配置前导序列集合的个数，则此时，所述终端选择前导序列所依据的一定规则可为终端随机选择所配置多个前导序列中的一个进行随机接入，或终端进行不同类型的随机接入过程时基于不同准则选择前导序列，如基于竞争的随机接入过程终端随机选择所配置多个前导序列中的一个，免竞争的随机接入过程终端根据基站显式配置或一定的系统规则获取所使用的前导序列，所述显式配置方式与系统规则与实施例一中描述相同。不同小区配置的前导序列(或前导序列集合)可以不相同或不完全相同，用于降低基站接收物理随机接入信道时的小区间干扰。
前导序列格式，包括长度与序列生成方式，可以是由系统固定的，可以有不同的实现方式：
1)前导序列长度与NPRACH若干重复次数相同，所述若干次重复次数为系统固定值，设为Mrep，Mrep的取值为总重复次数的约数，最大可取NPRACH的总重复次数。NPRACH的单次重复内每个符号发送前导序列的同一个元素，在所述Mrep次重复内，NPRACH的每次重复依次遍历发送前导序列中的每个元素；NPRACH的多次重复发送以Mrep次重复为粒度单位，对前导序列进行重复。
2)前导序列长度与NPRACH符号组个数相同，即长度为4，NPRACH一个符号组内所有符号重复发送前导序列的一个元素，按照单个NPRACH中符号组的顺序依次发送前导序列的每一个元素，NPRACH的每次重复发送相同的前导序列；
3)前导序列长度与NPRACH若干次重复的总符号数相同，所述若干次重复次数为系统固定值，设为Mrep，Mrep的取值为总重复次数的约数，最大可取NPRACH的总重复次数。在所述Mrep次重复内，NPRACH多次重复的每个符号依次遍历发送前导序列中的不同的元素；NPRACH的多次重复发送以Mrep次重复为粒度单位，对前导序列进行重复。
所述三种前导序列格式实现方式的示意图见图6。当前导序列所有元素取值为1时，所述三种实现方法实现效果相同。前导序列的产生与实施例一中掩码序列产生的准则相同，在此不再赘述。
对于所述的前导序列格式三种实现方法，当NPRACH的每个符号组内发送相同的符号时，可以现有NPRACH格式中既有的循环前缀与一个或多个符号级联构成新的循环前缀，如图7所示，用于支持更大的小区半径，如NPRACH格式1可以使用其循环前缀与前2个符号级联作为新的循环前缀，用于支持100km以上的小区半径。当NPRACH的每个符号组内发送不同的符号时，需要在每个符号之前均增加循环前缀，如图8所示，以避免码间干扰，当NPRACH同一符号组内存在连续的相同的符号时，前面符号可以充当后面符号的循环前缀。同时，NPRACH格式可使用实施例一中掩码方案4，如图5所示，或，基于现有NPRACH格式，仅在NPRACH中相邻符号组的序列上叠加固定的时域相位偏转(即，频率偏移)，如1.25kHz的时域相位偏转，NPRACH第i个符号组的时域信号可依据如下公式产生：
其中，Δi表示符号组时域相位偏转。
在一个例子中，不同符号组的取值可以相同或不同，例如取值为
表示在NPRACH中符号组0与符号1之间叠加-1.25kHz的时域相位偏转，符号组2与符号组3之间叠加1.25kHz的时域相位偏转。参数值根据频率偏移值与NPRACH子载波间隔的比值确定，例如上述例子中频率偏移为-1.25kHz，NPRACH子载波间隔为3.75kHz，则Δi为-1/4。频率偏移取值不同时，可以根据相同准则计算得到时域相位偏转Δi。终端可根据基站配置随机接入信道格式获取相邻符号组之间的频率偏移值，例如上述例子所示；终端还可根据小区唯一标识码获取随机接入信道所有符号组的相同频率偏移值，例如，根据mod NNPRACH,fs确定频率偏移值，其中为小区唯一标识码，NNPRACH,fs为系统支持的频率偏移值个数，mod表示取模计算。根据小区唯一标识码获取频率偏移值与根据随机接入信道格式获取频率偏移值也可联合使用，例如终端首先根据小区唯一标识码获取随机接入信道所有符号组上叠加的相同频率偏移值，再根据随机接入信道格式获取相邻符号组之间的额外叠加的频率偏移值。
βNPRACH为幅度放大因子，K＝Δf/ΔfRA表示上行数据信道子载波间隔Δf与随机接入信道子载波间隔ΔfRA的比值，表示上行子载波的个数，表示NPRACH子载波的索引，为NPRACH符号组跳频的子载波偏移量。除Δi外，以上所有参数的取值和具体含义均可参见3GPP TS36.211 V13.3.0协议。以上基于时域相位偏转的NPRACH格式可适用于任何跳频规则。
基站可为每个NPRACH重复等级独立配置不同的NPRACH格式(NPRACH重复等级的配置参数组中增加NPRACH格式的配置)，用于同时保证在小区半径较大的场景下距离基站较近与较远用户上行随机接入信道的检测性能。
或，终端可获取基站配置的至少两种NPRACH格式配置，以及每种NPRACH格式与一个或多个NPRACH重复等级配置，终端根据一定的准则选取NPRACH格式与重复等级，所述准则可以是NPRACH格式与NPRACH重复等级存在固定的一一对应关系，例如，基站配置两个NPRACH格式，设为NPRACH格式0与NPRACH格式1，系统规则为NPRACH格式1适用于NPRACH重复次数大于某阈值的重复等级，而NPRACH格式0适用于低于该阈值的NPRACH重复等级，该阈值门限可固定或由基站通过信令通知。当终端根据下行测量得到的参考信号接收功率确定所选的NPRACH重复等级后，根据重复等级确定所用NPRACH格式。或，所述准则也可以是终端首先选择默认的NPRACH格式，再根据一定规则判断是否更新NPRACH格式，重新发送随机接入信道。所述更新NPRACH格式的规则可为，终端随机接入失败，且随机接入尝试已达最大次数，且终端当前选择NPRACH重复等级为系统所配置的NPRACH最大重复次数的等级时，更新NPRACH格式后重新发起随机接入过程。
或，基站配置方式为以上两种配置相结合的方式，例如，基站可为小区的所有NPRACH重复等级中的某一个或几个NPRACH重复等级独立配置不同的NPRACH格式，对于未显式配置NPRACH格式的NPRACH重复等级，终端按照一定系统规则确定所用的NPRACH格式，例如，所述系统规则可如前文所述为NPRACH格式与NPRACH重复等级存在对应关系，或固定的使用某一NPRACH格式，如NPRACH格式0.
实施例一中的随机接入信道掩码增强方式可以与本实施例中的前导序列配置结合或各自独立使用。
实施例三
在本实施例中，描述一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其使用专用物理信道(物理上行共享信道格式2)发送上行调度请求。终端结束对物理下行信道的接收后，可根据配置信息和/或一定规则反馈物理下行信道的HARQ-ACK信息和/或发送上行调度请求。
方法1：
发送上行调度请求可使用物理上行共享信道格式2，与HARQ-ACK反馈使用相同的物理信道，但各自使用不同的时频资源，且携带不同的信息内容。当物理上行共享信道格式2用于上行调度请求上报时，上行控制信息的码字格式可如表1，即发送1比特调度请求信息：
调度请求比特 调度请求码字<b0,b1,b2,…,b15>
0 <0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0>
1 <1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1>
表1
或，使用正交码字序列携带多比特的DVI信息，所述正交序列可为经过调制后正交的码字序列，例如基于Walsh码生成；或，使解调后的码字序列与解调参考信号级联的符号序列准正交的序列；或，可为准正交的符号序列，例如，m序列；或，可为正交的符号序列，例如，DFT序列等。表2给出发送2比特DVI信息的正交码字格式示例：
DVI比特 调度请求码字<b0,b1,b2,…,b15>
00 <0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1>
01 <1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1>
10 <0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1>
11 <1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0>
表2
或，基站配置给每个用户专用的调度请求码字，用户上报调度请求即在所配置时频资源上发送携带专用调度请求码字的物理上行共享信道格式2信道，否则则不发送所述物理上行共享信道格式2信道。此时不同的用户可在相同的时频资源位置上发送携带调度请求的物理上行共享信道格式2，基站需通过盲检识别多个用户的调度请求。表3给出一种基站分配多用户调度请求码字的示例，终端获取所使用的码字索引可通过RRC信令通知：
用户索引 调度请求码字<b0,b1,b2,…,b15>
1 <0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1>
2 <1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1>
3 <0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1>
4 <1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0>
表3
在该方法中也可令所有用户使用相同固定的调度请求码字，则不同用户发送调度请求所使用的时频资源位置需不同，此时，基站在每个用户专有的时频资源位置上盲检测识别用户的调度请求。
发送携带上行调度请求比特的物理上行共享信道格式2所使用的时频资源可根据配置信息和/或第三系统规则来决定，所述时频资源包括但不限于起始子帧(和/或调度请求周期)、子载波索引、重复次数，例如，在用户专有信令所配置的时频资源位置上发送上行调度请求信息，其中用户专有信令可以通过下行共享信道承载发送或由下行控制信道承载发送，当由下行控制信道承载发送时可以在下行授权(downlink grant)的下行控制信息中携带，为动态配置信息；而当由下行共享信道承载发送则为准静态配置。
本实施例中，当所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2时，可根据发送HARQ-ACK物理信道的重复次数获取发送调度请求物理信道的重复次数，例如使用相同的重复次数，或在HARQ-ACK重复次数上增加一偏移量作为发送调度请求的重复次数，所述重复次数偏移量取值可由系统固定或由基站发送信令进行配置；以及可以根据下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的子载波索引获取发送调度请求所使用的子载波索引，第三系统规则用于定义所述两种子载波索引之间的频域间隔，或用于定义从承载HARQ-ACK的物理上行共享信道格式2结束时刻和发送承载调度请求的物理上行共享信道格式2之间的时域间隔。具体如下：
所述配置信息可以是显式配置时频资源的位置，例如指示所使用的子载波索引以及发送的时间；或，指示所使用的载波、子载波索引以及发送的时间，例如实施例五的方法。发送的时间可以是发送调度请求时间单位的索引，所述发送调度请求时间单位可以是一段固定的时间周期，例如子帧或固定个数的子帧；发送的时间也可以根据定时关系定义，例如指示从承载HARQ-ACK的物理上行共享信道格式2结束时刻起始间隔多久发送承载调度请求的物理上行共享信道格式2。指示所使用载波的信令内容可以是指示所使用载波与锚定载波(或用户当前进行上下行数据传输所使用的非锚定载波)的频域间隔，或令用户使用固定位置的载波发送调度请求，此时频域资源配置信息可仅显式指示发送调度请求信息所使用的载波上的子载波索引，所述固定位置的载波可以是与锚定载波有固定频率偏差的非锚定载波。
同样的，发送调度请求的物理信道的时频资源位置也可以依据第三系统规则隐式指示，例如，根据下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的载波位置与子载波索引获取发送调度请求所使用的载波位置与子载波索引，系统规则可以是所述两个子载波位于相同载波上且索引之间有固定的间隔，或所述两个载波有固定的频率偏差而子载波索引相同。时域资源方面，可以令从承载HARQ-ACK的物理上行共享信道格式2结束时刻起始间隔固定的时间后发送承载调度请求的物理上行共享信道格式2。同时，时域与频域两个维度的资源配置方法也可以采用显式和隐式混合的方式，即其中一项采用显式配置，另一项根据系统规则获取。
获取发送调度请求的时频资源配置后，终端可根据配置信息和/或第二系统规则判断当前是否发送调度请求。如，第二系统规则可以是：根据基站发送的信令判断是否允许上报调度请求。
判断过程可以是，基站发送信令指示是否允许该终端发送调度请求，终端获取允许发送调度请求的指示后，在所配置的时频资源上发送携带调度请求比特的物理信道，有上行调度请求时可携带表1中的比特1，无上行调度请求时可携带表1中的比特0。
判断过程也可以是，基站发送信令指示是否允许该终端发送调度请求，终端获取允许发送调度请求的指示后，根据第二系统规则判断是否应当发送上行调度请求，所述第二系统规则可以是当且仅当终端待反馈HARQ-ACK比特为1(即ACK信息)时，终端发送承载上行调度请求比特的物理信道，此时承载HARQ-ACK信息的物理信道可以发送或不发送，例如，当所述两种物理信道所配置的发送时间彼此有交叠时，发送调度请求时不发送承载HARQ-ACK信息的物理信道。
判断过程也可以是，终端仅根据第二系统规则判断是否应当发送上行调度请求，所述第二系统规则实例与前文所述相同。
终端依据一定的规则(记为第二判断规则)判断上行调度请求发送是否完成，若终端在时间窗内收到上行授权即认为调度请求发送完成，不再尝试发送上行调度请求；否则，则在继续尝试发送调度请求。重新尝试发送调度请求所使用的时频资源配置方式可与首次发送的时频资源的配置方式相同或不同，可使用的配置方式如前文所述。
方法2：
发送上行调度请求可使用专用物理上行信道，实现上行调度请求比特与所反馈的ACK/NACK信息比特在相同的时频资源上复用传输。
当所述专用物理信道为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2时，可使用下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的时频资源发送调度请求消息与HARQ-ACK消息。
所述专用物理上行信道，可以是引入了高阶调制方式(例如QPSK调制，即正交相移键控调制)的物理上行共享信道格式2，同时携带1比特调度请求比特(或多比特DVI信息)与1比特HARQ-ACK信息，其中调度请求比特的码字如表1所示(DVI码字如表2所示)。产生QPSK调制符号时有不同的方式，例如，设调度请求比特的码字为[b0，b1,…,b15]，HARQ-ACK比特的码字为[a0，a1,…,a15]，依次根据位长为2的比特组合(anbn),n＝0,…,15，进行QPSK调制，共产生16个QPSK符号，所述QPSK信号映射方式的一个示例为令QPSK的实部携带HARQ-ACK比特的码字，虚部携带调度请求比特的码字，即第n个QPSK调制符号为(an+i·bn)，其中为虚数单位，或可复用现有LTE TR36.211协议中QPSK信号的产生方式。所述HARQ-ACK比特的码字可复用现有技术，即分别用16长的全0或全1序列，指示NACK与ACK信息；所述调度请求的码字可承载1比特调度请求信息，如表1所示，分别以全0序列或全1序列，指示无调度请求和有调度请求两种状态。
或，将HARQ-ACK比特的码字与调度请求比特的码字以一定顺序排列合并后，对合并后的序列进行调制，设合并后的序列为[c0，c1,…,c31]，其中cn＝ak或cn＝bk，0≤k≤15，依次根据位长为2的比特组合(c2ic2i+1),i＝0,…,15，进行QPSK调制，可产生共16个QPSK符号，所述QPSK信号产生方式与前文所述相同。为降低峰均功率比，可进一步使用π/4-QPSK或π/2-QPSK的调制信号，信号生成过程可复用现有NB IoT上行信号的产生过程。
所述专用物理信道也可以是携带通断(on-off)调度请求信号的物理上行共享信道格式2。例如，当终端需要发送调度请求时，所述专用物理信道所发送调制符号为QPSK调制符号，设所发送HARQ-ACK比特对应的码字为[a0，a1,…,a15]，设调度请求信号对应的码字固定为[b0，b1,…,b15]，依次根据位长为2的比特组合(anbn),n＝0,…,15，进行QPSK调制，可产生共16个QPSK符号，所述QPSK信号映射方式可与前文所述相同，或使用其他映射方式。所述调度请求的码字可承载通断调度请求信号，例如表5，终端以发送码字序列与不发送码字序列，指示有调度请求与无调度请求两种状态。同样，可进一步使用π/4-QPSK或π/2-QPSK的调制信号，信号生成过程可复用现有NB IoT上行信号的产生过程。
调度请求比特 码字<b0,b1,b2,…,b15>
1 <1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1>
表5
当终端不发送调度请求时，所述专用物理信道所发送调制符号为BPSK调制符号，与现有物理上行共享格式2的方式完全相同。所述专用物理信道在携带通/断调度请求信号时基站可配置不同的重复次数，这是由于发送两种信号时物理信道的检测性能不同，发送断信号(即不发送调度请求)时检测性能更好，可发送更少次重复以减小终端能耗，所述发送HARQ-ACK信号的重复次数与发送调度请求(携带HARQ-ACK信号)的重复次数可由基站通过RRC信令分别配置；或，基站配置一个重复次数，终端根据当前发送信号内容确定物理信道的重复次数，例如，设基站所配置所述专用物理信道的重复次数为Nrep。当发送调度请求时终端发送重复次数为Nrep(或)的所述专用物理信道；当不发送调度请求时终端发送重复次数为(或Nrep)，其中表示大于等于x的最小整数，M为一正数，取值可固定或由基站配置。
所述专用物理信道，也可以是引入了更多码字(如多于两位码字)的物理上行共享信道格式2，所述码字用于指示调度请求与HARQ-ACK信息。例如，在现有指示HARQ-ACK比特为0的全0序列与指示HARQ-ACK比特为1的全1序列外，再使用更多的正交码字序列，用来指示额外1比特的调度请求信息，所述正交序列可为经过调制后正交的码字序列，例如基于Walsh码生成；或，使解调后的码字序列与解调参考信号级联的符号序列准正交的序列；或，可为准正交的符号序列，例如，m序列；或，可为正交的符号序列，例如，DFT序列等。表4中给出上行控制信息的码字格式表的一个示例，调度请求比特OsR与HARQ-ACK比特OACK：
<OSR，OACK> 码字<b0,b1,b2,…,b15>
00 <0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0>
01 <1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1>
10 <0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1>
11 <1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0>
表4
当使用所述专用物理信道复用传输上行调度请求比特与ACK/NACK信息比特时，所使用的子载波与发送起始时间为下行授权(Downlink Grant)消息中指示的用于物理上行共享信道格式2的子载波与发送起始时间(HARQ-ACK resource)；所使用的重复次数可由基站通过信令配置，例如可复用连接建立完成消息(RRCConnectionReestablishment-NB)中指示的用于物理上行共享信道格式2的重复次数，或终端根据当前发送信号内容确定物理信道的重复次数，例如，设基站所配置物理上行共享信道格式2的重复次数为Nrep。当发送调度请求时终端发送重复次数为的所述专用物理信道；当不发送调度请求时终端发送重复次数为Nrep，其中表示大于等于x的最小整数，M为一正数，取值可固定或由基站配置，或由基站通过信令单独配置所述专用物理信道的重复次数。
终端依据第二判断规则判断上行调度请求发送是否完成，若终端在随机接入响应时间窗内收到上行授权即认为调度请求发送完成，不再尝试发送上行调度请求；否则，则在继续尝试发送调度请求。重新尝试发送调度请求所使用的物理信道可与初次发送调度请求所使用的物理信道不同，例如，重新尝试发送调度请求所使用的物理信道为物理上行共享信道格式2，而初次发送调度请求所使用的物理信道为本方法所描述的专用物理信道。重新尝试发送调度请求所使用的时频资源配置方式可与首次发送的时频资源的配置方式相同或不同，可使用的配置方式如方法1和方法2所述的配置方式。
实施例四
在本实施例中，描述一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，用于在半静态配置的时频物理资源上发送专用物理信道进行上报调度请求。
终端获取所述配置的频域与时域物理资源的方式，可以复用LTE调度请求发送的上行控制信道资源(PUCCH resource)与传输时机(transmission instance)的方式。所述用于发送上行调度请求的专用物理信道，同实施例二中所述，可以复用现有上行共享信道格式2，也可以使用实施例三方法2中所述的专用物理信道。
终端获取用于发送上行调度请求所使用的时频资源配置后，若所述终端在当前时刻有发送上行调度请求需求时，需要根据一定规则确定发送上行调度请求的时频资源或终止发送上行调度请求。
可以根据第二判断规则判断是否重新尝试上报调度请求。判断过程可以是：判断是否上报调度请求，若否则继续判断当前时刻终端发送上行调度请求可使用的时频资源与基站调度该终端发送上行物理信道所使用的时频资源是否有冲突，若有冲突则放弃本次上报调度请求，或以更新规则更新上报调度请求所使用的时频资源以发送用于调度请求的物理信道。所述更新规则包括：推迟上报调度请求；或使用上行共享信道格式2所用子载波的相邻子载波。
例如，若所述当前时刻终端发送上行调度请求可使用的时频资源与基站调度该终端发送上行物理信道所使用的时频资源冲突，则放弃本次上行调度请求，或以一定规则(即更新规则)选择新的资源发送调度请求或发送上行物理信道。
如，对于上行共享信道格式1与上行共享信道格式2，当基站调度其发送所使用的时频资源与上行调度请求的资源冲突时，终端可以推迟发送上行调度请求(或推迟上行共享信道格式1/上行共享信道格式2)，在上行共享信道格式1/上行共享信道格式2发送结束后的第一个可发送上行调度请求的时频资源上发送(或在上行调度请求发送结束后固定时间后开始发送上行共享信道格式1/上行共享信道格式2)。或者，对于上行共享信道格式1与上行共享信道格式2，当其调度的时频资源与上行调度请求的资源冲突时，可以根据一定的规则选择在非其配置的频域资源上发送上行调度请求，所述规则可为使用上行共享信道格式1/上行共享信道格式2所用子载波的相邻子载波。同理，也可以令上行共享信道格式1/上行共享信道格式2使用非其配置的频域资源进行发送。对于下行信道，例如物理下行控制信道与物理下行共享信道，若当前时刻终端需上报调度请求但正在进行下行信道接收，则终端终止上报调度请求，或推迟发送调度请求至终端能够进行上行传输为止。对于上行随机接入信道，当存在资源配置冲突时，终端不在系统所配置的随机接入信道资源上发送上行调度请求，可推迟发送上行调度请求或根据一定规则选择新的子载波发送上行调度请求，所述规则与前文所述相同。若所述当前时刻终端处于上行GAP(上行发送间隔)期间，则放弃发送上行调度请求。
实施例五
本实施例中描述一种时频资源的配置方法，可用于发送用于调度请求的物理信道，所述物理信道至少包括物理随机接入信道或物理上行共享信道格式2。
步骤1：基站配置预留给调度请求物理信道发送可使用的时频资源块。具体方式可以是基站配置NPRACH重复等级所有初始子载波的部分用于竞争型随机接入(contentionbased random access)的NPRACH(可通过参数nprach-NumCBRA-StartSubcarriers，为现有技术)，预留的其余初始子载波可用于物理下行控制信道指令(NPDCCH order)触发的NPRACH发送，和/或调度请求上报的物理信道，所述物理信道至少包括以下之一：NPUSCHformat 2，非跳频NPRACH(即NPRACH的多个符号组，以及NPRACH的多次重复均在同一个子载波上发送)，跳频传输的NPRACH。当预留子载波的一部分用于调度请求上报的物理信道发送时，所预留的初始子载波个数需大于等于12的倍数，其中基站可选取12或12的倍数个相邻的预留初始子载波用于调度请求上报的物理信道发送，所预留初始子载波的其余部分用于NPDCCH order触发的NPRACH发送。图11为上述基站配置NPRACH资源的示意图。
步骤2：终端获取基站配置的发送调度请求的物理信道的用户专有时频资源分配信息。首先终端需获取发送调度请求的物理信道所使用预留资源所属的NPRACH重复等级，所述NPRACH重复等级的选取可以是复用终端在初始接入过程所选择的NPRACH重复等级，或由基站通过信令配置。除此之外，用户还需获取起始时间、传输时长、子载波索引(当用于调度请求的物理信道为NPRACH format 0或NPRACH format 1时为起始子载波索引)；当发送调度请求的物理信道存在超过一种的子载波间隔配置(例如，发送调度请求的物理信道为NPUSCH format 2)时，基站还需要为每个用户配置子载波间隔，其中子载波间隔可复用终端在随机接入过程中获得的上行子载波间隔配置，或由基站另行配置。以发送调度请求的物理信道为NPUSCH format 2为例，图12给出终端获取上述配置参数得到发送调度请求物理信道的时频资源示意图。所述起始时间可为预留资源所持续时间中的任意子帧(或时隙)，如图12所示。所述传输时长，其内容可以是物理信道的重复次数，或NPRACH的符号组个数(即允许终端发送一个或多个NPRACH符号组用于调度请求上报)。当发送调度请求的物理信道存在超过一种的子载波间隔配置时，所述起始子载波索引可根据3.75kHz的子载波间隔定义，例如设在NPRACH重复等级中预留12个初始子载波(3.75kHz)，则当用户所配置子载波间隔为15kHz时，子载波索引为0则对应使用第1到4个3.75kHz子载波的频域位置，子载波索引为1则对应使用第2到第5个3.75kHz子载波的频域位置；或，根据用户实际配置的子载波间隔定义，例如，设在NPRACH重复等级中预留12个初始子载波(3.75kHz)，则当用户所配置子载波间隔为15kHz时，子载波索引为0则对应使用第1到第4个3.75kHz子载波的频域位置，子载波索引为1则对应使用第5到第8个3.75kHz子载波的频域位置，其他索引值对应的频域位置可以此类推。
请参阅图9，本发明的一方面，提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的装置，其包括：获取模块101，用于获取用于上报调度请求的物理信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；发送模块102，用于当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。该装置搭载一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行根据上述图2方法所述任一实施例的窄带物联网系统中调度请求上报的方法。
请参阅图10，本发明的另一方面，还提供了一种窄带物联网系统中调度请求上报的装置，其包括：获取模块201，用于获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；上报模块202，用于当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2。该装置搭载一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行根据上述图3方法所述任一实施例的窄带物联网系统中调度请求上报的方法。
上述实施例提供的窄带物联网系统中上行调度请求上报方法和装置，提高了发送上行调度请求信息的效率，既可以复用现有的上行物理信道在用户专用资源上发送以指示上行调度请求，也可以设计专用物理信道发送上行调度请求信息。
本发明的一方面，还提供一种基站，其被配置用于向终端发送专用物理资源以使得所述终端执行上述任一实施例窄带物联网系统中调度请求上报的方法，在该方法中终端需要获取所述专用物理资源。
本发明的另一方面，还提供一种基站，其被配置用于向终端发送配置信息以使得所述终端执行上述任一实施例的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，在该方法中终端需要获取所述时频资源信息。
本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，包括：
获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；
当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。
2.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述专用物理资源包括时域资源、频域资源、序列资源。
3.根据权利要求2所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述时域资源、频域资源根据第一系统规则获取，或由基站进行配置；
所述由基站进行配置包括：由基站指示上报调度请求所使用的子载波索引和/或子帧索引；
所述第一系统规则包括：使用初始接入时所使用的子载波发送作为调度请求的随机接入信道；
或所述第一系统规则根据用户的唯一标识码确定时频资源或时域资源或频域资源；所述时频资源包括发送随机接入信道的子载波与子帧，所述时域资源包括发送随机接入信道的子帧，所述频域资源包括发送随机接入信道的子载波。
4.根据权利要求2所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述序列资源包括前导序列；终端通过前导序列获取规则获取所述前导序列的配置信息；
所述前导序列获取规则至少包括以下之一：
只有一个前导序列，则获取该唯一的前导序列；
具有一个或多个前导序列，则根据小区唯一标识确定要获取的所述前导序列。
5.根据权利要求2所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述序列资源包括前导序列；若随机接入信道的总重复次数的约数为Mrep，则
所述前导序列的长度为Mrep，所述前导序列的生成方式为：随机接入信道的单次重复内每个符号发送前导序列的同一个元素，在所述Mrep次重复内，随机接入信道的每次重复依次遍历发送前导序列中的每个元素；
或，所述前导序列的长度与随机接入信道的符号组个数相同，所述前导序列的生成方式为：随机接入信道一个符号组内所有符号重复发送前导序列的一个元素，按照符号组的顺序依次发送前导序列的每一个元素；
或，所述前导序列的长度与随机接入信道的Mrep次重复的总符号数相同，所述前导序列的生成方式为：在所述Mrep次重复内，随机接入信道多次重复的每个符号依次遍历发送前导序列中的不同的元素。
6.根据权利要求5所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，当随机接入信道的每个符号组内发送相同的符号时，随机接入信道格式中原有的循环前缀与一个或多个符号级联构成新的循环前缀；当随机接入信道的每个符号组内发送不同的符号时，每个符号前均具有循环前缀。
7.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述序列资源包括正交掩码序列，或所述序列资源包括正交掩码序列和前导序列；根据离散傅里叶变换DFT矩阵生成所述正交掩码序列。
8.根据权利要求7所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述正交掩码序列的长度、生成方式与叠加方式包括：
所述正交掩码序列的长度与随机接入信道的一个符号组的符号个数相同，所述生成方式为同一个用户的多次重复的随机接入信道内所有符号组均使用相同的掩码序列，所述叠加方式为向量点积；
或，所述正交掩码序列的长度与所述前导序列长度相同，所述生成方式为同一个用户的随机接入信道的多次重复使用相同的掩码序列；
或，所述正交掩码序列的长度与随机接入信道的符号组的个数相同，所述生成方式为同一个用户在一个随机接入信道内的不同符号组之间叠加掩码序列，同一个符号组的多个符号乘以同一个掩码序列中的元素。
9.根据权利要求7所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述正交掩码序列根据用户唯一标识码确定，或所述正交掩码序列索引由基站通过用户专有信令配置；所述正交掩码序列用于携带数据量DVI信息，终端根据DVI信息确定掩码序列索引。
10.根据权利要求1所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：根据第一判断规则判断是否重新尝试上报调度请求；
所述第一判断规则包括：
若在随机接入响应时间窗内收到以用户唯一识别加扰的随机接入响应，则不再尝试发送调度请求；否则，判断是否满足终止尝试条件，若满足则终止尝试，若不满足则重新尝试发送调度请求。
11.根据权利要求10所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述终止尝试条件为连续尝试N次后再等待T个随机接入信道周期后再次尝试；其中参数N与T的取值由系统固定或由基站进行配置。
12.一种基站，其特征在于，被配置用于向终端发送专用物理资源以使得所述终端执行根据权利要求1～11任一所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法。
13.一种窄带物联网系统中调度请求上报的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取用于上报调度请求的随机接入信道的专用物理资源，所述专用物理资源包括多个周期性的物理资源；
发送模块，用于当终端有待传调度请求时，在可用的所述专用物理资源上发送随机接入信道以上报调度请求。
14.一种窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，包括：
获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；
当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；
所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2；所述码字用于指示调度请求与混合自动重传请求响应HARQ-ACK信息。
15.根据权利要求14所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述高阶调制方式包括正交相移键控QPSK调制。
16.根据权利要求14所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述时频资源信息根据配置信息和/或第三系统规则来确定；
所述时频资源信息至少根据配置信息时来确定时，承载所述配置信息的信令由下行共享信道承载发送或由下行控制信道承载发送，所述配置信息用于指定上报调度请求所使用的子载波索引和发送的时间；
所述时频资源信息至少根据第三系统规则来确定时，且当所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2时，根据下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的子载波索引获取发送调度请求所使用的子载波索引，所述第三系统规则用于定义所述两种子载波索引之间的频域间隔，或用于定义从承载HARQ-ACK的物理上行共享信道格式2结束时刻和发送承载调度请求的物理上行共享信道格式2之间的时域间隔；
所述时频资源信息至少根据第三系统规则来确定时，且当所述专用物理信道为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2时，使用下行授权信息中所配置的发送HARQ-ACK的时频资源发送调度请求消息与HARQ-ACK消息。
17.根据权利要求14所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送专用物理信道以上报调度请求之前，还根据基站发送的配置信息和/或第二系统规则判断是否上报调度请求；
根据基站发送的配置信息和/或第二系统规则判断是否上报调度请求，若否则继续判断当前时刻终端发送调度请求可使用的时频资源与基站调度该终端发送上行物理信道所使用的时频资源是否有冲突，若有冲突则放弃本次上报调度请求，或以更新规则更新上报调度请求所使用的时频资源以发送用于调度请求的物理信道；当前时刻终端处于上行发送间隔GAP期间，则放弃上报调度请求；
所述第二系统规则包括：根据基站发送的信令判断是否允许上报调度请求。
18.根据权利要求17所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法，其特征在于，所述更新规则包括：
推迟上报调度请求；
或使用上行共享信道格式2所用子载波的相邻子载波。
19.一种基站，其特征在于，被配置用于向终端发送配置信息以使得所述终端执行根据权利要求14～18任一所述的窄带物联网系统中调度请求上报的方法。
20.一种窄带物联网系统中调度请求上报的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取用于上报调度请求的专用物理信道的时频资源信息；
上报模块，用于当终端有待传调度请求时，在所述时频资源上发送所述专用物理信道以上报调度请求；
所述专用物理信道为物理上行共享信道格式2，或为使用了高阶调制方式的物理上行共享信道格式2，或为使用了多于两位码字的物理上行共享信道格式2。
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