CN108810970B - 一种指示功率余量报告的方法和装置 - Google Patents

一种指示功率余量报告的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种确定频率资源的方法及装置，该方法包括终端设备(UE)先确定功率余量报告，该UE随后在随机接入过程中向基站发送该功率余量报告(PHR)，其中该功率余量报告可以通过UE向基站发送的第三条消息(Message 3)的相关信息段来承载。本发明提供的方案可以使得基站能够及时为UE进行本次上行发送数据时进行调度配置获取依据，从而更准确的为UE配置功率控制和调度信息，避免将超过UE上行传输能力的信道分配给UE从而造成上行带宽的浪费。

Description

一种指示功率余量报告的方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种指示功率余量报告的方法及装置。
背景技术
物联网(Internet of things，简称IoT)是“物物相连的互联网”。它将互联网的用户端扩展到了任何物品，使得任何物品与物品之间可以进行信息交换和通信。这样的通信方式也被称为机器间通信(Machine type communications，简称MTC)，其中，通信的节点称为MTC终端。典型的物联网应用场景有智能抄表、智能家居等。由于物联网需要应用在多种场景中，比如从室外到室内，从地上到地下，因而对物联网的设计提出了很多特殊的要求：例如覆盖增强、支持大量低速率设备、低成本和低能耗等。为了能够满足这些特殊的需求，在3GPP GERAN第62次会议上通过了一个新的研究课题来研究在蜂窝网络中支持极低复杂度和低成本的物联网的方法。窄带物联网(narrowband IoT，NB-IoT)方案因其较低的成本和突出的覆盖增强能力在3GPP RAN第69次会议上获得通过，在R13版本完成标准化工作。
在现有长期演进(Long Term Evolution,LTE)通信系统中，终端设备(userequipment,UE)与基站(eNodeB)之间频繁通信，终端设备会周期性地向基站上报功率余量报告，基站根据终端设备上报的功率余量报告为重要依据进行功率控制和调度。但在NB-IoT系统中，由于终端设备业务较少，如果重用现有LTE中对于功率余量报告的传送机制，那么基站无法获取终端设备当次进行的上行数据传输的功率余量报告(power headroomreport,RHR)，也就无法对本次终端设备的上行数据发送进行调度和功率控制。
发明内容
本发明实施例公开了一种指示功率余量报告的方法及装置，解决NB-IoT系统中的基站不能及时获知终端设备的功率余量报告，从而造成不能精确的对终端设备配置调度信息或功率控制信息。
一方面，本申请的实施例提供一种指示功率余量报告(PHR)的方法，该方法主要用于窄带物联网(NB-IoT)系统，方法包括，终端设备(UE)先确定功率余量报告，该UE随后在随机接入过程中向基站发送该功率余量报告(PHR)，其中该功率余量报告可以通过UE向基站发送的消息上(第一消息)的相关信息段来承载。
在一种可能的设计中，UE在通过随机接入过程的第三条消息(message 3)承载PHR，该message 3用于UE与基站建立无线资源控制(RRC)连接。
在一种可能的设计中，功率余量报告是包括UE估计的上行功率与UE的最大功率的差值。
在一种可能的设计中，功率余量报告还可以是UE支持的最大子载波数量或子载波数量的集合或者子载波数量集合中的任意一个值，通过指示一个子载波数量集合，可以减少需要发送的信息比特数。例如可支持的子载波数量集合是{1,3,6,12}，只需要两比特就可以指示出终端可以支持的子载波数量。
在一种可能的设计中，信息段用于确定一种状态或指示，用于指示UE向基站发送所述功率余量报告，UE根据这种状态或指示，向基站发送第二消息，第二消息包括功率余量报告。
在一种可能的设计中，UE在随机接入过程的第三条消息向基站发送第一消息之前，UE向基站发送随机接入前导序列。
在一种可能的设计中，第一消息为随机接入前导序列。
在一种可能的设计中，信息段还可以用于确定另一状态或指示(第二状态)，指示UE向基站发送功率余量报告；UE根据所述第二状态的指示向基站发送第三消息，所述第三消息包括所述功率余量报告。
另一方面，本申请的实施例提供一种接收功率余量报告(PHR)的方法，该方法主要用于窄带物联网(NB-IoT)系统，包括，基站接收UE发送的消息；该消息携带功率余量报告信息，可以承载在UE向基站发送的随机接入过程的第三条消息上，基站接收到UE发送的该消息后，解析该消息并获取功率余量报告；基站以解析得到的功率余量报告为依据，确定UE的调度信息或功率控制信息。
又一方面，本发明实施例提供一种UE，该UE具有实现上述方法设计中UE行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。所述模块可以是软件和/或硬件。
在一个可能的设计中，UE的结构中包括接收器和处理器。其中，处理器，用于确定功率余量报告；发送器，用于在随机接入过程的第三条消息向基站发送消息，该消息中携带有功率余量报告，其中该功率余量报告可以通过UE向基站发送的消息上(例如message 3)的相关信息段来承载。
另一方面，本发明实施例提供了一种基站，该基站具有实现上述方法实际中基站行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中，基站的结构中包括处理器和发射器。所述接收器，用于接收终端设备发送的消息；该消息携带功率余量报告信息，可以承载在UE向基站发送的message3消息上；处理器，解析该消息并获取功率余量报告；以解析得到的功率余量报告为依据，确定UE的调度信息或功率控制信息。
又一方面，本发明实施例提供了一种通信系统，该系统包括上述方面所述的基站和UE；或者，该系统还可以包括其他网络实体。
再一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述UE所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。
相较于现有技术，本发明提供的方案可以使得基站能够及时为UE进行本次上行发送数据时进行调度配置获取依据，从而更准确的为UE配置功率控制和调度信息，避免将超过UE上行传输能力的信道分配给UE从而造成上行带宽的浪费。
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，下面附图中反映的仅仅是本发明的一部分实施例，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本发明的其他实施方式。而所有这些实施例或实施方式都在本发明的保护范围之内。
图1为本发明的一种指示功率余量报告的方法流程图；
图2为实现本发明的一种基站的结构示意图；
图3为实现本发明的一种UE的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。
本发明实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本申请中，名词“网络”和“系统”经常交替使用，但本领域的技术人员可以理解其含义。本申请所涉及到的用户设备UE可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备,以及各种形式的用户设备(UE)，移动台(Mobile station,简称MS)，终端(terminal)，用户设备(TerminalEquipment)等等。为方便描述，本申请中，上面提到的设备统称为用户设备或UE。本发明所涉及到的基站(base station,简称BS)是一种部署在无线接入网中用以为UE提供无线通信功能的装置。所述基站可以包括各种形式的宏基站，微基站，中继站，接入点等等。在采用不同的无线接入技术的系统中，具备基站功能的设备的名称可能会有所不同，例如在LTE网络中，称为演进的节点B(evolved NodeB简称：eNB或者eNodeB),在第三代3G网络中，称为节点B(Node B)等等。为方便描述，本申请中，上述为UE提供无线通信功能的装置统称为基站或BS。
LTE中，终端设备(UE)会向基站上行发送功率余量报告(PHR)，使得基站以该PHR为依据，对UE进行调度和功率控制。UE可以周期性的向基站上报该PHR，也可以当满足一定条件是上报，例如当路损的变化超过设定的阈值时相基站上报该PHR。基站还可以配置PHR的最小报告周期以降低信令开销，PHR一般与UE上行数一起发送。UE上报的PHR是基站进行上行调度的重要依据，基站可以避免将超过UE上行传输能力的信道分配给UE从而造成上行带宽的浪费。
在NB-IoT系统中，由于UE业务量较少，每次UE醒来一般只进行一次上行数据发送，要进行下一次上行数据发送时需要间隔一段较长时间，例如对于智能电表终端设备，一般可以一个月甚至更长时间发送一次上行数据，此时如果重用LTE中的PHR触发条件和发送方法，即NB-IoT终端在本次数据发送PHR，那么基站对于UE本次的功率控制和调度就没有提前获取到PHR，也就无法对UE的本次上行传输进行功率控制和调度。而当UE下一次醒来时向基站上行发送数据时获取的PHR，由于时间间隔较长，已经无法起到PHR对于基站进行功率控制和调度的作用，同时基站也缺乏相应的其他辅助信息进行上行数据调度。
因此，本发明实施例的一种指示PHR的方法，如图1所示，可以应用于NB-IoT系统中，该方法可以解决LTE中的基站无法实施获取PHR而不能对UE进行功率控制和调度的问题。下面具体结合图1，对本发明实施例提供的方案进行具体说明。本发明实施例的方法的执行主体涉及基站和UE，单独基站侧或单独UE侧都可构成独立的技术方案。
S101：UE向基站发送随机接入前导序列。
UE随机接入过程，一般可以分为基于竞争的随机接入过程和无竞争的随机接入过程。
基于竞争的随机接入过程中，UE随机选择一个前导序列，在RACH信道上发送。无竞争的随机接入过程是指UE在接入时，使用eNodeB提供的特定前导序列和PRACH资源，这样就不会与其他的UE发生冲突，以保证接入的成功率。
S102：基站在接收到UE发送的随机接入前导序列后，向UE下行发送随机接入响应。随机接入响应中一般包含以下信息：
-前导序列的编号；
-定时调整信息；
-为该UE分配的上行资源位置指示信息。
在基于竞争的随机接入过程中，随机接入响应中还可以包括临时分配的小区无线网络临时标识(cell radio network temporary identifier，C-RNTI)信息。
S103：UE在收到随机接入响应后，根据基站为UE分配的上行资源上发送上行消息。该上行消息中携带有功率余量报告(PHR)。UE上行发送message 3发起和基站之间的无线资源控制(radio resource control,RRC)连接建立请求。
UE可以在message3中携带PHR，将该PHR通过message 3发送给基站，使得基站可以根据该PHR来进行对UE的上行数据调度控制和功率控制。在发送PHR前，UE先确定message 3中携带的PHR的内容，一般PHR的内容用如下方式表示：
1、UE对其上行功率进行估计，确定估计的上行功率；确定该估计的上行功率和UE的最大功率的差值，将该确定的差值作为表征PHR的内容，UE获取该差值后上报给基站，例如可以有64种指示从-23dB到+40dB，该指示可以根据情况缩减以减少message3消息大小。
2、UE确定当前上行发送功率下可以支持的子载波数量，将将该确定的最大子载波数的值作为表征PHR的内容。UE获取该最大子载波数的值后上报给基站。
可选的是，可以指示一个子载波数量集合中的某一个值，从而减少需要发送的信息比特数。例如当有12个子载波时，需要用至少4个比特来指示，如果通过子载波的数量集合来表示，比如{1、4、8、12}，只需要2个比特指示就可以了。
除在message 3中携带如上表述的PHR内容，另一种可选的方式为：
在message 2中利用空闲的信息指示位或增加新的信息指示位，用于确定UE在一定条件下向基站发送PHR或其他辅助调度信息。该信息指示位还可以确定UE在哪个上行资源上基站发送上述信息。具体发送的PHR内容，如上所述，此处不在赘述。
UE还可以在上行信道中携带PHR，将该PHR通过上行信道发送给基站，使得基站可以根据该PHR来进行对UE的上行数据调度控制和功率控制。
S104：基站接收UE的上行消息，向UE发送message 4，返回冲突解决信息。
在本实施例中，通过在UE向基站发送的message 3中携带PHR，使得基站能够及时为UE进行本次上行发送数据时进行调度配置获取依据，从而更准确的为UE配置功率控制和调度信息，避免将超过UE上行传输能力的信道分配给UE从而造成上行带宽的浪费，或给UE分配少于其应该需要的上行传输能力所需的带宽，从而造成UE上行传输信息的丢失。
本发明实施例提供的另一种指示PHR的方法。下面结合图1，对本发明实施例提供的方案进行具体说明。本发明实施例的方法涉及基站和用户设备，单独基站或单独UE都可构成独立的技术方案。
本实施例提供的指示PHR的方法，和前述实施例的区别点在于：
在S101中的UE向基站发送的随机接入前导序列中配置携带指示PHR的信息，取代在前述实施例中的message 3中配置携带指示PHR的信息。
具体的，在随机前导序列中确定一个或多个信息指示位，用于确定UE在一定条件下向基站发送PHR或其他辅助调度信息。该信息指示位还可以确定UE在哪个上行资源上基站发送上述信息。可以利用一个比特指示实现，如比如前导序列集合{c_1,c_2,…,c_n}，如果UE选择序列c_1～c_n/2作为前导序列，基站在收到之后就认为UE发送的是0；否则为1。
在本实施例中，通过在UE向基站发送的随机接入前导序列中携带PHR的指示信息，指示UE在一定条件下上行发送PHR，使得基站能够及时为UE进行本次上行发送数据时进行调度配置获取依据，从而更准确的为UE配置功率控制和调度信息，避免将超过UE上行传输能力的信道分配给UE从而造成上行带宽的浪费，或给UE分配少于其应该需要的上行传输能力所需的带宽，从而造成UE上行传输信息的丢失。
图2示出了上述实施例中所涉及的基站的一种可能的结构示意图。
基站包括发射器/接收器1001,控制器/处理器1002，存储器1003以及通信单元1004。所述发射器/接收器1001用于支持基站与上述实施例中的所述的UE之间收发信息，以及支持所述UE与其他UE之间进行无线电通信。所述控制器/处理器1002执行各种用于与UE通信的功能。在上行链路，来自所述UE的上行链路信号经由天线接收，由接收器1001进行调解，并进一步由控制器/处理器1102进行处理来恢复UE所发送到业务数据和信令信息。在下行链路上，业务数据和信令消息由控制器/处理器1002进行处理，并由发射器1001进行调解来产生下行链路信号，并经由天线发射给UE。控制器/处理器1002还执行图1中涉及基站的处理过程和/或用于本申请所描述的技术的其他过程。存储器1003用于存储基站的程序代码和数据。通信单元1004用于支持基站与其他网络实体进行通信。
可以理解的是，图3仅仅示出了基站的简化设计。在实际应用中，基站可以包含任意数量的发射器，接收器，处理器，控制器，存储器，通信单元等，而所有可以实现本发明的基站都在本发明的保护范围之内。
图3示出了上述实施例中所涉及的UE的一种可能的设计结构的简化示意图。所述UE包括发射器1101，接收器1102，控制器/处理器1103，存贮器1104和调制解调处理器1105。
发射器1101调节(例如，模拟转换、滤波、放大和上变频等)该输出采样并生成上行链路信号，该上行链路信号经由天线发射给上述实施例中所述的基站。在下行链路上，天线接收上述实施例中基站发射的下行链路信号。接收器1102调节(例如，滤波、放大、下变频以及数字化等)从天线接收的信号并提供输入采样。在调制解调处理器1105中，编码器1106接收要在上行链路上发送的业务数据和信令消息，并对业务数据和信令消息进行处理(例如，格式化、编码和交织)。调制器1107进一步处理(例如，符号映射和调制)编码后的业务数据和信令消息并提供输出采样。解调器1109处理(例如，解调)该输入采样并提供符号估计。解码器1108处理(例如，解交织和解码)该符号估计并提供发送给UE的已解码的数据和信令消息。编码器1106、调制器1107、解调器1109和解码器1108可以由合成的调制解调处理器1105来实现。这些单元根据无线接入网采用的无线接入技术(例如，LTE及其他演进系统的接入技术)来进行处理。
控制器/处理器1103对UE的动作进行控制管理，用于执行上述实施例中由UE进行的处理。例如用于控制UE根据接收到的DRX长周期接收寻呼和/或本发明所描述的技术的其他过程。作为示例，控制器/处理器1103用于支持UE执行图1中涉及UE的处理过程和/或用于本申请所描述的技术的其他过程，存储器1104用于存储用于UE 110的程序代码和数据。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
用于执行本发明上述基站，UE或核心网络装置功能的控制器/处理器可以是中央处理器(CPU)，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。
结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户设备中。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种终端设备(UE)，其特征在于，包括处理器和发送器；
所述处理器，用于确定功率余量报告；
所述发送器，用于在随机接入过程中向基站发送第一消息，所述第一消息包括信息段，所述信息段用于指示所述功率余量报告；
所述功率余量报告包括：所述终端设备支持的最大子载波数量，或
子载波数量的集合，或
子载波数量集合中的任意一个值。
2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于：
所述第一消息为随机接入过程的第三条消息(message3)，所述message3用于所述UE与所述基站建立无线资源控制(RRC)连接。
3.根据权利要求1或2所述的终端设备，其特征在于：
所述功率余量报告包括所述终端设备估计的上行功率与所述终端设备的最大功率的差值。
4.一种指示功率余量报告(PHR)的方法，所述方法用于窄带物联网(NB-IoT)系统，其特征在于，包括：
终端设备UE确定功率余量报告；
所述UE在随机接入过程中向基站发送第一消息，所述第一消息包括信息段，所述信息段用于指示所述功率余量报告；
所述功率余量报告包括：所述终端设备支持的最大子载波数量，或
子载波数量的集合，或
子载波数量集合中的任意一个值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述第一消息为随机接入过程的第三条消息(message3)，所述message3用于所述UE与所述基站建立无线资源控制(RRC)连接。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：
所述功率余量报告包括所述终端设备估计的上行功率与所述终端设备的最大功率的差值。
7.一种基站，其特征在于，包括收发器和处理器；
所述收发器，用于在随机接入过程中接收终端设备UE发送的第一消息；
所述处理器，用于解析所述第一消息，其中，所述第一消息包括信息段，所述信息段用于指示功率余量报告；
所述处理器，还用于根据所述功率余量报告确定所述终端设备的调度信息或功率控制信息；
所述功率余量报告包括：所述终端设备支持的最大子载波数量，或
子载波数量的集合，或
子载波数量集合中的任意一个值。
8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于：
所述第一消息为随机接入过程的第三条消息(message3)，所述message3用于所述基站与所述终端设备建立无线资源控制(RRC)连接。
9.根据权利要求7或8所述的基站，其特征在于：
所述功率余量报告包括所述终端设备估计的上行功率与所述终端设备的最大功率的差值。
10.一种获取功率余量报告的方法，其特征在于，包括：
基站在随机接入过程中接收终端设备UE发送的第一消息；
基站解析所述第一消息，其中，所述第一消息包括信息段，所述信息段用于指示功率余量报告；
基站根据所述功率余量报告确定所述终端设备的调度信息或功率控制信息；
所述功率余量报告包括：所述终端设备支持的最大子载波数量，或
子载波数量的集合，或
子载波数量集合中的任意一个值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述第一消息为随机接入过程的第三条消息(message3)，所述message3用于所述基站与所述终端设备建立无线资源控制(RRC)连接。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于：
所述功率余量报告包括所述终端设备估计的上行功率与所述终端设备的最大功率的差值。
13.一种确定功率余量报告的装置，其特征在于，包括用于执行如权利要求4-6中任一项所述方法的各个步骤的单元。
14.一种获取功率余量报告的装置，其特征在于，包括用于执行如权利要求10-12中任一项所述方法的各个步骤的单元。
15.一种窄带物联网(NB-IoT)通信系统，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的终端设备UE和如权利要求7-9任一项所述的基站。
16.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求4-6或10-12任意一项所述的方法。
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