CN109548157A - 上行免调度传输方法、基站及用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供上行免调度传输方法、基站及用户设备，以实现在低功耗大连接场景中进行数据传输。在本发明实施例中，基站在接收到用户设备的接入或切换请求后，会确定是否开启免调度传输，在确定开启后，会为用户设备分配时频资源，后续用户设备可以免调度的方式传输数据。在此过程中，不必如调度技术一样，需要用户设备进行调度申请、发送SRS或其他信号进行信道质量探测，也不需要基站下发UL‑grant(上行授权许可)，因此，以免调度的方式传输数据可以降低基站调度、管理用户设备的控制信息的数量，降低传输时延，提高用户接入数量，以迎合低功耗大连接场景中连接数密度、时延等的要求。

Description

上行免调度传输方法、基站及用户设备
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及上行免调度传输方法、基站及用户设备。
背景技术
IMT-2020推进组针对第五代移动通信(即5G)提出的四种典型场景之一为低功耗大连接。低功耗大连接场景是主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景。在低功耗大连接场景中的终端(即用户设备)具有分布范围广、数量众多的特点。这些对移动互联网和物联网中的用户设备的时延、连接数密度等都提出了新的要求。
如何在低功耗大连接场景中进行数据传输，是目前研究的热门课题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供上行免调度传输方法、基站及用户设备，以实现在低功耗大连接场景中进行数据传输。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种上行免调度传输方法，包括：
基站接收用户设备的接入或切换请求；
所述基站根据预设条件确定是否为所述用户设备开启免调度传输；
在确定为所述用户设备开启免调度传输后，所述基站为所述用户设备分配时频资源，并通知所述用户设备，以便所述用户设备在有数据需要传输时，通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
可选的，还包括：在判定可为所述用户设备开启免调度传输后，所述基站为所述用户设备设置用于免调度传输的传输参数。
可选的，开启免调度传输的用户设备为免调度用户；
所述预设条件包括以下一个或多个免调度条件：
免调度用户的占比小于预设阈值；
所述用户设备与所述基站间的距离小于预设距离阈值；
所述用户设备的发射功率大于预设发射功率；
所述用户设备的优先级高；
所述用户设备在预设时长内的重传次数小于预设次数阈值。
可选的，所述为所述用户设备分配时频资源包括：在多级资源池中选取时频资源分配给所述用户设备。
可选的，所述多级资源池至少包括一级资源池和二级资源池，所述一级资源池中的时频资源的资源传输优先级，高于二级资源池中的时频资源；
所述为所述用户设备分配时频资源包括：
优先从所述一级资源池中选取时频资源分配给所述用户设备。
一种上行免调度传输方法，包括：
用户设备向基站发送接入或切换请求；
所述用户设备接收所述基站分配的用于上行免调度传输的时频资源；其中，所述时频资源是所述基站根据预设条件确定为所述用户设备开启免调度传输后分配的；
在有数据需要传输时，所述用户设备通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
可选的，开启免调度传输的用户设备为免调度用户；
所述预设条件包括以下一个或多个免调度条件：
免调度用户的占比小于预设阈值；
所述用户设备与所述基站间的距离小于预设距离阈值；
所述用户设备的发射功率大于预设发射功率；
所述用户设备的优先级高；
所述用户设备在预设时长内的重传次数小于预设次数阈值。
一种基站，包括：
第一接收单元，用于接收用户设备的接入或切换请求；
执行单元，用于根据预设条件确定是否为所述用户设备开启免调度传输，以及，在确定为所述用户设备开启免调度传输后，为所述用户设备分配时频资源，并通知所述用户设备，以便所述用户设备在有数据需要传输时，通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
一种用户设备，包括：
发送单元，用于向基站发送接入或切换请求；
第二接收单元，用于接收所述基站分配的用于上行免调度传输的时频资源；其中，所述时频资源是所述基站根据预设条件确定为所述用户设备开启免调度传输后分配的；
所述发送单元还用于：在有数据需要传输时，通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
可见，在本发明实施例中，基站在接收到用户设备的接入或切换请求后，会确定是否开启免调度传输，在确定开启后，会为用户设备分配时频资源，后续用户设备可以免调度的方式传输数据。在此过程中，不必如调度技术一样，需要用户设备进行调度申请、发送SRS或其他信号进行信道质量探测，也不需要基站下发UL-grant(上行授权许可)，因此，以免调度的方式传输数据可以降低基站调度、管理用户设备的控制信息的数量，降低传输时延，提高用户接入数量，以迎合低功耗大连接场景中连接数密度、时延等的要求。
附图说明
图1为现有LTE系统的调度传输示意流程图；
图2为本发明实施例提供的上行免调度传输方法的示例性流程图；
图3、4为本发明实施例提供的免调度用户传输数据的时序示意图；
图5为本发明实施例提供的重传示意图；
图6为本发明实施例提供的基站结构示例图；
图7、8为本发明实施例提供的用户设备的结构示例图。
具体实施方式
本发明实施例本发明公开了上行免调度传输方法、基站及用户设备，以实现在低功耗大连接场景中进行数据传输。
在介绍本发明提供的技术方案之前，先介绍LTE(long time evaluation，长期演进)系统的调度传输。
图1示出了调度传输(授权调度)的示例性流程图。图1中的PUCCH(physicaluplink control channel，物理上行控制信道)为5G NR(new radio，新无线技术)物理层(即层1，layer1)承载控制信息的信道，PUCCH信道上承载的信息为UCI(uplink controlinformation，上行控制信息)，UCI包括SR(scheduling request，调度请求)、ACK/NACK(确认/否定)和CSI(Channel Status Information，信道状态信息)。
在调度流程中，当用户设备需要传输数据时，会向基站发送SR请求上行链路资源，以在PUSCH(physical uplink share channel，物理上行共享信道)上传输数据(见图1的步骤4)。
此外，在发送SR后，用户设备还需向基站发送SRS(sounding reference signal，探测参考信号)进行信道质量探测，基站之后还需要向用户设备下发UL-grant(上行授权许可)。
有别于调度传输方式，在免调度传输技术中，并不需要用户设备发送SRS进行信道质量探测，也不需要基站下发UL-grant(上行授权许可)。
图2示出了上行免调度传输方法的一种示例性流程，包括：
S0：基站广播用于免调度的粗粒度时频资源。
在一个示例中，粗粒度时频资源可包括通信帧中所有可用于免调度的时频资源。例如，基站可广播第x个子帧的前n个RB(资源块)用于免调度。
其中，x小于等于通信帧所包含的子帧总数X或小于等于(X-1)。例如，通信帧包括10个子帧，则x小于等于10或小于等于9(若编号从0开始时，小于等于9)。
同理，n小于等于一个子帧中的RB总数N，或小于等于(N-1)。
在另一个示例中，上述粗粒度时频资源可包括通信帧中可用于免调度的子帧，例如，基站可广播第x个子帧用于免调度。
在又一个示例中，上述粗粒度时频资源可包括第x个子帧中用于免调度的RB的数量。例如，基站可广播第x个子帧的n个RB(资源块)用于免调度。
S1：用户设备在接入或切换小区时，向基站发送接入或切换请求。
用户设备在接入小区或切换小区时，会通知基站自身有免调度功能，
为与后续提及的用户设备相区别，可将发送接入或切换请求的用户设备称为UEx。
S2：基站接收UEx的接入或切换请求后，根据预设条件确定是否为UEx开启免调度传输(功能)。
若基站为UEx开启了免调度传输功能，基站会通知UEx为其开启了免调度传输功能。
由于低功耗大连接场景下入网的用户设备的数量可达100万/km2，那么一个小区中同时接入网络的UE数量非常可观。而UE何时发送数据是突发的，并且频谱资源有限，当大量UE同时有发送数据需求时，若一个小区中所有用户均采用免调度传输方式，则会产生资源的碰撞(即多于一个用户在同一时刻选择了同一传输资源单元)。
因此，一个小区中(同一时刻)进行免调度传输的UE并非越多越好。需要预先设置预设条件来限制进行免调度传输的用户设备的数量，以减少发生资源碰撞的概率。
可将开启免调度传输功能的用户设备称为免调度用户。
上述预设条件可包括如下一个或多个免调度条件：
①免调度用户的占比小于预设阈值；
本领域技术人员可灵活设计预设阈值的取值，假如可取30％、15％等。在计算占比时，可使用当前免调度用户的数量除以接入基站的所有用户设备的数量，得到的百分比即可作为免调度用户的占比。
举例来讲，假设当前免调度用户的数量达到30，而接入基站的所有用户设备的数量为100，则免调度用户的占比为30％。
若再有用户设备发送接入或切换请求，则由于占比已经达到30％，则基站将不再为该用户设备开启免调度传输功能。
②用户设备与基站间的距离小于预设距离阈值。
与基站间的距离小于预设距离阈值的用户设备，信道质量一般较好。由于免调度技术中UE不发SRS进行信道质量探测，则可选择为基站附近的用户设备开启免调度传输。
本领域技术人员可根据实际情况灵活设计预设距离阈值的取值，在此不作赘述。
③用户设备的发射功率大于预设发射功率；
一般情况下，发射功率大的用户设备信道质量一般较好，由于免调度技术中UE不发SRS进行信道质量探测，则可选择为发射功率大于预设发射功率的用户设备开启免调度传输。
本领域技术人员可根据实际情况灵活设计预设发射功率的取值或等级，在此不作赘述。
④用户设备的优先级高。
若用户设备所对应的用户本身优先级较高。举例来讲，用户类型分为VIP用户和普通用户，由于免调度传输时延较小，则可选择为优先级高的用户设备开启免调度传输。
⑤用户设备在预设时长内的重传次数小于预设次数阈值。
同样出于信道质量的考虑，若用户设备重传次数少，则其信道质量一般较好。由于免调度技术中UE不发SRS进行信道质量探测，则可选择为基站附近的用户设备开启免调度传输。
本领域技术人员可根据实际情况灵活设计预设时长的取值以及预设次数阈值的取值，在此不作赘述。
S3：基站为UEx设置用于免调度传输的传输参数，并通知UEx。
在一个示例中，可根据预设传输协议设置传输参数，预设传输协议示例性的可为5G传输协议。
具体的，基站可对如下传输参数进行设置：
①当前信道情况、信道质量、路径损耗、位置参数；
其中信道质量可通过SRS信号测得。
路径损耗指：在无线通信信道模型中，无线信道引起的功率降低，以dB值表示。
位置参数指：所有用户设备接入小区时会确定位置信息，位置参数采用xy坐标值表示，因为基站要不断的给每个用户设备传输数据，需要知道用户设备的位置。
②频域资源：载波聚合资源(4G LTE)、BWP使用资源(5G NR)相关参数；
③功率控制参数；
其中，功率控制参数具体可包括RSRP(reference signal receive power，参考信号接收功率)。
④上行SNR(SIGNAL-NOISE RATIO，信噪比)；
⑤MCS(Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略)。基站可通过判断导频信号的质量估计信道质量，在MCS等级列表中为UEx选择与其信道质量相对应的合适的传输码率和调制编码方案。
如何设置传输参数可参考调度传输时的设置，在此不作赘述。
S4：在确定为UEx开启免调度传输后，基站为UEx分配用于免调度的细粒度时频资源，并通知UEx。
细粒度时频资源包括基站指定的具体的RB。
举例来讲，假定基站广播了第x个子帧的前10个RB(资源块)用于免调度的时频资源。则在本步骤，基站可通知UEx前10个RB中的具体哪个或哪些RB(比如)是分配给UEx的。
在一个示例中，基站可在多级资源池中选取细粒度时频资源分配给UEx。
上述多级资源池至少可包括一级资源池和二级资源池，一级资源池可理解为cache。一级资源池中的时频资源的资源传输优先级，高于二级资源池中的时频资源。当然，一级资源池和二级资源池的时频资源可以进行动态调整。
一级资源池的资源传输优先级示例性地体现在：
①，等待传输到来的时间更短；
基站会为不同传输等级的UE，安排具体的传输数据和重传的时隙，只有到了确定时刻到来才能进行传输。因此，若当前可用传输资源(时域、频域)足够，可以安排很近的时隙来传输，而若当前可以用的传输资源不够，那就要等其他用户释放了资源才能进行传输。
一级资源池中的时频资源的等待时间会短于二级资源池中的时频资源。
②，分集度更高等。
可将一次传输分配给UE的时频资源叫做“一组时频资源”。则若从一级资源池中选取的一组时频资源，与从二级资源池中选取的一组时频资源相比，其包含的PRB(physicalresource block，物理资源块)的数量更多。
基站在从多级资源池中选取时频资源分配给UEx时，若UEx是免调度用户，则会优先从一级资源池中选取时频资源分配给UEx。
基站在分配资源池中的时频资源时基于如下原则：
—优先为待重传的用户分配资源；
—优先为免调度用户分配资源(为了降低资源碰撞概率)。
因此，在多级资源池中选取细粒度时频资源分配给UEx时，基站可进行如下操作：
判断UEx是否为待重传用户设备；
若是待重传用户设备，判断多级资源池中的一级资源池是否存在可用时频资源；
若存在，优先为UEx分配一级资源池中的可用时频资源；
若不存在，为UEx分配二级资源池中的可用时频资源；
若不是待重传用户设备，为当前所有的待重传且免调度用户均分配完成时，返回执行判断多级资源池中的一级资源池是否存在可用时频资源这一步骤。
需要说明的是，细粒度时频资源可由在接入或切换过程中下发的消息携带，不专门使用调度信息携带，以减少信令交互和信令开销。
同理，前述的传输参数、通知UEx为其开启了免调度传输功能的通知信息，也可由在接入或切换过程中下发的消息携带。
S5：UEx通过分配到的时频资源在PUSCH上以免调度的方式传输数据。
在有数据需要传输时，UEx直接在基站分配的细粒度时频资源上传输，不需要进行SR申请。
UEx传输数据的时序如图3和图4所示：
基站根据接收到的数据通过PHICH(Physical hybrid-ARQ indicator channel，物理层HARQ指示信道)反馈ACK/NACK，若UEx收到了ACK，则本次传输结束，在消息队列中进行数据的传输或完成所有数据的传输；若UEx收到了NACK，则重新发送。
此外，进行重传的数据，采用HARQ的IR(增量冗余)方式传输(也即，请参见图5，每次重传的数据是不同的冗余版本，基站将收到的数据合并共同解码)。
与图1所示的调度过程相比，免调度用户不需要发送SR进行调度申请，也不需要发送SRS或其他信号进行信道质量探测，也不需要基站下发UL-grant。
可见，在本发明实施例中，基站在接收到用户设备的接入或切换请求后，会确定是否开启免调度传输，在确定开启后，会为用户设备分配时频资源，后续用户设备可以免调度的方式传输数据。在此过程中，不必如调度技术一样，需要用户设备进行调度申请、发送SRS或其他信号进行信道质量探测，也不需要基站下发UL-grant(上行授权许可)，因此，以免调度的方式传输数据可以降低基站调度、管理用户设备的控制信息的数量，降低传输时延，提高用户接入数量，并可降低控制信息的发送数量，从而节约上/下行控制信道资源，降低用户设备功耗。以迎合低功耗大连接场景中连接数密度、时延等的要求。
下面，介绍执行上述上行免调度传输方法的基站和用户设备。
上述基站的示例性结构图可参见图6，其可包括接收单元61和执行单元62。其中：
第一接收单元61用于：接收用户设备的接入或切换请求；
执行单元62用于：根据预设条件确定是否为用户设备开启免调度传输，以及，在确定为用户设备开启免调度传输后，为用户设备分配(细粒度)时频资源，并通知用户设备，以便用户设备在有数据需要传输时，通过分配到的时频资源在物理上行共享信道上以免调度的方式传输数据。
在本发明其他实施例中，上述执行单元62还可用于：在判定可为用户设备开启免调度传输后，为该用户设备设置用于免调度传输的传输参数。
可将开启免调度传输的用户设备称为免调度用户；则上述预设条件可包括以下一个或多个免调度条件：
免调度用户的占比小于预设阈值；
用户设备与基站间的距离小于预设距离阈值；
用户设备的发射功率大于预设发射功率；
用户设备的优先级高；
用户设备在预设时长内的重传次数小于预设次数阈值。
所述为所述用户设备分配时频资源包括：
在多级资源池中选取时频资源分配给所述用户设备。
在本发明其他实施例中，上述多级资源池至少包括一级资源池和二级资源池，其中，一级资源池中的时频资源的资源传输优先级，高于二级资源池中的时频资源；
则在为用户设备分配时频资源方面，执行单元62可具体用于：优先从一级资源池中选取时频资源分配给用户设备。
下面介绍用户设备，用户设备的一种示例性结构可参见图7，其可包括射频单元和数据处理单元。
图8示出了上述用户设备的另一种示例性结构，其可包括：
发送单元81，用于向基站发送接入或切换请求；
第二接收单元82，用于接收基站分配的用于上行免调度传输的(细粒度)时频资源；其中，(细粒度)时频资源是基站根据预设条件确定为用户设备开启免调度传输后分配的；
发送单元81还用于：在有数据需要传输时，通过分配到的时频资源在物理上行共享信道上以免调度的方式传输数据。
前述提及的射频单元可包括发送单元81和第二接收单元82。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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 (9)

1.一种上行免调度传输方法，其特征在于，包括：
基站接收用户设备的接入或切换请求；
所述基站根据预设条件确定是否为所述用户设备开启免调度传输；
在确定为所述用户设备开启免调度传输后，所述基站为所述用户设备分配时频资源，并通知所述用户设备，以便所述用户设备在有数据需要传输时，通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在判定可为所述用户设备开启免调度传输后，所述基站为所述用户设备设置用于免调度传输的传输参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，开启免调度传输的用户设备为免调度用户；
所述预设条件包括以下一个或多个免调度条件：
免调度用户的占比小于预设阈值；
所述用户设备与所述基站间的距离小于预设距离阈值；
所述用户设备的发射功率大于预设发射功率；
所述用户设备的优先级高；
所述用户设备在预设时长内的重传次数小于预设次数阈值。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述为所述用户设备分配时频资源包括：
在多级资源池中选取时频资源分配给所述用户设备。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多级资源池至少包括一级资源池和二级资源池，所述一级资源池中的时频资源的资源传输优先级，高于二级资源池中的时频资源；
所述为所述用户设备分配时频资源包括：
优先从所述一级资源池中选取时频资源分配给所述用户设备。
6.一种上行免调度传输方法，其特征在于，包括：
用户设备向基站发送接入或切换请求；
所述用户设备接收所述基站分配的用于上行免调度传输的时频资源；其中，所述时频资源是所述基站根据预设条件确定为所述用户设备开启免调度传输后分配的；
在有数据需要传输时，所述用户设备通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，开启免调度传输的用户设备为免调度用户；
所述预设条件包括以下一个或多个免调度条件：
免调度用户的占比小于预设阈值；
所述用户设备与所述基站间的距离小于预设距离阈值；
所述用户设备的发射功率大于预设发射功率；
所述用户设备的优先级高；
所述用户设备在预设时长内的重传次数小于预设次数阈值。
8.一种基站，其特征在于，包括：
第一接收单元，用于接收用户设备的接入或切换请求；
执行单元，用于根据预设条件确定是否为所述用户设备开启免调度传输，以及，在确定为所述用户设备开启免调度传输后，为所述用户设备分配时频资源，并通知所述用户设备，以便所述用户设备在有数据需要传输时，通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
9.一种用户设备，其特征在于，包括：
发送单元，用于向基站发送接入或切换请求；
第二接收单元，用于接收所述基站分配的用于上行免调度传输的时频资源；其中，所述时频资源是所述基站根据预设条件确定为所述用户设备开启免调度传输后分配的；
所述发送单元还用于：在有数据需要传输时，通过分配到的所述时频资源以免调度的方式传输数据。
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