CN110098900B - 用于上行链路免授权传输方案的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法实施例，包括由基站(BS)实施免授权上行链路传输方案。所述免授权上行链路传输方案在时间‑频率域中定义第一竞争传输单元(CTU)接入区，定义多个CTU，通过将所述多个CTU中的至少一些映射至所述第一CTU接入区来定义缺省的CTU映射方案，并通过定义用于将多个用户设备(UE)映射至所述多个CTU的规则来定义缺省的用户设备(UE)映射方案。

Description

用于上行链路免授权传输方案的系统和方法
本申请是申请号为201480012564.5、申请日为2014年3月7日、名称为“用于上行链路免授权传输方案的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。
本发明要求2013年3月8日递交的发明名称为“用于上行链路免授权传输方案的系统和方法(System and Method for Uplink Grant-Free Transmission Scheme)”的第13/790,673号美国非临时申请的优先权，该申请的内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信的系统和方法，并且在具体实施例中，涉及一种用于上行链路免授权传输方案的系统和方法。
背景技术
在诸如长期演进(LTE)网络的典型无线网络中，上行链路(UL)的共享数据信道的选择是基于调度/授权的，并且调度和授权机制由网络中的基站(BS)控制。用户设备(UE)向基站发送UL调度请求。当BS接收到该调度请求时，BS向UE发送指示其UL资源分配的UL授权。然后，UE发送关于所授权的资源的数据。
这种方法的问题是，调度/授权机制的信令资源开销会相当大，尤其是在所传输的数据较小的情况下。例如，对于每次约20字节的小包传输，调度/授权机制所使用的资源可能是包大小的约30％，或甚至50％。这种方式的另一问题是调度/授权过程会导致数据传输的初始延迟。即使在资源可用的情况下，在典型的无线网络中，在发送调度请求与第一上行链路数据传输之间也存在最小7ms～8ms的延迟。
发明内容
本发明的优选实施例提供了一种用于上行链路免授权传输方案的系统和方法，其大体上解决或规避了这些和其它问题，并且大体上实现了多种技术优点。
根据一个实施例，一种方法，包括：由BS实施免授权上行链路传输方案。所述免授权上行链路传输方案在时间-频率域中定义第一竞争传输单元(CTU)接入区、定义多个CTU、通过将所述多个CTU中的至少一些CTU映射至所述第一CTU接入区而定义缺省的CTU映射方案；以及通过定义用于将多个用户设备(UE)映射至所述多个CTU的规则而定义缺省的用户设备(UE)映射方案。
根据另一实施例，基站(BS)，包括：处理器；以及存储用于由所述处理器执行的编程的计算机可读存储介质，所述编程包括用于执行以下操作的指令：实施免授权上行链路传输方案；接收来自用户设备(UE)的上行链路传输；尝试摸索地对所述上行链路传输进行解码；以及向所述UE指示摸索地对所述上行链路传输进行解码的尝试是否成功。所述免授权上行链路传输方案定义多个竞争传输单元(CTU)，在时间-频率域内定义一个或多个CUT接入区，通过将多个CTU映射至一个或多个CTU接入区来创建缺省的CTU映射方案，以及通过限定用于将多个UE映射至多个CTU的规则来创建缺省的UE映射方案。
根据另一实施例，一种用于免授权传输方案的方法，包括：由用户设备(UE)通过根据UE映射规则和缺省的CTU映射方案确定适当的CTU进行上行链路传输以及在所述适当的CTU上向基站(BS)传输上行链路传输，来实施默认竞争传输单元(CTU)映射方案。
根据又一实施例，用户设备(UE)包括处理器以及存储用于由所述处理器执行的编程的计算机可读存储介质，所述编程包括用于执行以下操作的指令：如下实施缺省的竞争传输单元(CTU)映射方案：根据UE映射规则和所述缺省的CTU映射方案确定适当的CTU用于上行链路传输；以及在所述适当的CTU上向基站(BS)传输上行链路传输；基于所述BS的指示确定是否发生了冲突；以及当所述UE确定发生了冲突时，使用异步混合自动重传请求(HARQ)机制向所述BS重传所述上行链路传输。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1为示出根据各种实施例的网络的框图；
图2为示出根据各种实施例的各种竞争传输(CTU)接入区的示例配置的图；
图3为示出根据各种实施例的CTU至CTU接入区的示例映射的图；
图4为示出根据各种实施例的示例CTU索引编号的图；
图5A和图5B为示出根据各种实施例的示例UE映射和重映射的图；
图6为根据各种实施例的使用消息传递算法方法和活动UE检测器的的联合签名和数据检测的框图；
图7A和图7B为根据各种实施例的基站(BS)活动的流程图；
图8A和图8B为根据各种实施例的用户设备(UE)活动的流程图；
图9为示出根据实施例的可以用于实施例如本文中描述的设备和方法的计算平台的框图。
具体实施方式
以下将详细讨论实施例的制造和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种特定背景中实现的许多可用发明构思。所讨论的特定实施例仅说明用以制造和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
关于特定的背景(即LTE无线通信网络)描述了各种实施例。然而，也可以将各种实施例应用于其它无线网络，诸如用于微波存取(WiMAX)网络全球互通。
图1为根据各种实施例的网络100的框图。基站(BS)102管理其覆盖区域116内的各个UE 104～114的上行链路通信和下行链路通信。BS 102可以替代地被称为蜂窝塔、eNodeB、接入网络等。BS 102可以同时支持多个蜂窝载波的传输。BS 102实施免授权上行链路传输方案，其中定义了竞争传输单元(CTU)接入区，使得UE 104～114可以竞争和访问上行链路资源而无需请求/授权机制。免授权上行链路传输方案可以由BS定义，或者它可以在无线标准(例如，3GPP)中设置。UE 104～114可以被映射至不同的CTU接入区以避免冲突(即，当两个或两个以上UE尝试在相同的上行链路资源上传输数据时)。然而，如果发生了冲突，UE 104～114可以使用异步HARQ(混合自动重传请求)方法来解决冲突。BS 102摸索地检测(即，没有显式信令)激活的UE并对接收到的上行链路传输进行解码。
根据这种方案，UE 104～114可以发送上行链路传输而无需BS向请求/授权机制分配资源。因此，节约了总网络开销资源。另外，该系统允许通过旁路请求/授权方案而在上行链路期间节约时间。虽然图1中仅示出了一个BS 102和六个UE 104～114，但典型的网络可以包括多个基站，每个基站覆盖来自其地理覆盖区域中不同数量的大量UE的传输。
网络100使用各种高级信令机制来使能和配置免授权传输。能够进行免授权传输的UE104～114将这种能力利用信号通知给BS 102。这使得BS 102能够同时支持免授权传输和传统信号/授权传输(例如，针对较旧的UE模型)。相关UE可以通过例如3GPP(第三代合作伙伴项目)标准中定义的RRC(无线电资源控制)信令来利用信号通知这种能力。可以向RRC信令中的UE能力列表添加新字段来指示UE是否支持免授权传输。替代地，可以修改一个或多个现有字段或根据一个或多个现有字段进行推断，来指示免授权支持。
BS 102还使用高级机制(例如，广播信道或慢速信令信道)来将使能和配置免授权传输方案所必需的信息通知给UE 104～114。例如，BS 102可以利用信号通知以下内容：其支持免授权传输、其搜索空间和用于CTU接入区的接入码、签名集合的最大大小(即，所定义的签名的总数)、调制编码方案(MCS)设置等。另外，BS 102可以使用例如慢速信令信道(例如，仅在几百毫秒量级发生而非在每TTI中发生的信令信道)来不时地更新该信息。
BS 102实施免授权上行链路传输方案。免授权传输上行链路方案定义有CTU接入区以使得UE 104～114能够进行免授权传输。CTU是由网络100预定义的用于竞争传输的基本资源。每个CTU可以是时间元素、频率元素、码域元素、和/或导频元素的组合。码域元素可以是CDMA(码分多址)码、LDS(低密度签名)签名、SCMA(稀疏码多址接入)码本等。下文中将这些可能的码域元素统称为“签名”。多个UE可以竞争同一CTU。CTU的大小由网络预先设置，并且可以考虑期望的传输大小、期望填充量和/或MCS等级。
CTU接入区是发生竞争传输的时间-频率区。免授权上行链路传输方案可以针对网络100定义多个CTU接入区。免授权传输上行链路方案可以由BS 102通过高级信令(例如，通过广播信道)来定义，或者可以由标准预定义并在UE中(例如，在UE的固件中)实施。这些区可以存在于一个或多个频带中(带内或带间)，并且可以占用整个上行链路传输带宽或BS102的总传输带宽或BS 102所支持的载波的一部分。仅占用带宽的一部分的CTU接入区允许BS 102同时支持根据传统请求/授权方案的上行链路传输(例如，针对不能支持免授权传输的较旧的UE模型)。另外，BS 102可以利用未使用的CTU进行按照请求/授权方案的调度传输，或者在一段时间内未使用部分接入区的情况下，BS 102可以调整CTU接入区的大小。另外，CTU接入区可能周期性地跳频。BS 102可以通过慢速信令信道将CTU接入区大小和频率的这些变化利用信号通知UE 104～114。
图2示出由BS 102定义的各CTU接入区的示例配置。在图2中，BS 102支持针对分别工作于频率为F1、F2和F3、带宽为BW1、BW2和BW3的三个载波的传输。图2示出使用不同配置在所有三个载波中定义的示例CTU接入区200。图2所示的配置仅用于说明的目的，并且可以在各种实施例中定义可替代的CTU接入区配置。
多个CTU接入区(例如，如图2所示)允许每个CTU接入区被不同地分类，以向不同的UE类型提供不同类型的服务。例如，CTU接入区可以被分类为支持不同的服务质量(QoS)等级、不同的UE配置(例如，在载波聚合的情况下)、不同的UE预订服务等级、不同的UE几何形状或其组合。另外，各CTU接入区可以被配置成支持不同数量的UE。各CTU接入区的大小可以根据使用该区域的UE的预期数量而变化。例如，CTU接入区的大小可以基于CTU接入区中的载入历史(如UE的数量)、UE冲突概率估计、和/或一段时间内测得的UE冲突。
图3示出了各个CTU接入区中的示例CTU资源定义。图3示出了四个CTU接入区302～308。可用带宽被划分成CTU接入区302～308的时间-频率区，其中每个接入区302～308占用预定数量的带宽资源块(例如，接入区302占用RB 1～4)。在图3中，CTU被等同地映射至接入区302～308，但出于说明的目的，示出了该映射的不同视图。
在图3中，每个CTU接入区能够支持竞争各区域中定义的36个CTU的多达36个UE。每个CTU是时间、频率、签名和导频的组合。每个接入区302～308占用不同的频率-时间区。这些频率-时间区被进一步分解为每个支持6个签名(S1～S6)以及映射至每个签名的6个导频以创建36个总导频(P1～P36)。BS 102处的导频/签名去相关器用于对各个UE信号和传输进行检测和解码。
因此，根据该方案，不同UE对同一签名进行上行链路传输。各种实施例支持签名冲突(例如，当若干UE通过使用同一签名同时接入相同的频率-时间资源时)。在已知技术中，以前认为签名冲突会无可挽回地降低UE性能并且应绝对避免。然而，已经观察到，虽然签名冲突可能降低UE性能，但所传输的信息仍然可以由BS 102使用各种解码方案(例如，如在随后段落中详细描述的JMPA方案)进行解码。另外，还观察到，两个UE(例如，UE104和106)之间的签名冲突不影响其它UE(例如，UE 108至114)的性能。因此，签名冲突不会损害整体系统性能。各种实施例将多个可能的UE映射至相同的频率-时间-签名资源，使得在每次竞争传输时，系统可以是满载的。
相反，可能不支持导频冲突。与签名冲突类似，导频冲突是指当多个UE通过使用同一导频序列同时接入相同的频率-时间-签名资源时的情况。然而，与签名冲突不同，在免授权传输方案中，导频冲突可能导致不可挽回的结果。这是由于在导频冲突情形下BS 102不能对UE的传输信息进行解码，因为BS 102不能使用同一导频估计UE的各信道。例如，假设两个UE(UE 104和106)具有同一导频并且它们的信道为h1和h2，则BS 102仅可以估计UE 104和106两者的质量信道h1+h2。因此，所传输的信息将不会被正确地解码。取决于系统中所支持的UE的数量，各种实施例可以定义若干唯一的导频(例如，在图3中，每个接入区36个导频)。图3中给出的特定数字仅用于说明的目的，并且CTU接入区和CTU的具体配置可以根据网络而变化。
各种实施例通过包含用于通过UE至CTU的映射/重映射避免冲突以及通过异步HARQ解决冲突的机制来实现免授权传输。为了使UE成功地以免授权方案执行上行链路传输，UE必须确定在其上发送数据的CTU。UE基于网络(例如，网络100)中的UE(例如，UE 104～114)和基站(例如，BS 102)两者已知的预定义的映射规则来确定该UE应该用于传输的CTU。这些映射规则可以是针对UE(例如，在可应用的标准中或在UE的固件中)预定义的隐式(即，缺省的)规则，和/或由BS使用高级信令定义的显式规则。例如，不同的映射规则(被称为映射配置)是在诸如3GPP的无线标准中预定义的，并且由BS将可应用的映射配置的索引利用信号通知给UE。
免授权上行传输方案向CTU接入区中的各CTU分配唯一的、识别CTU索引ICTU。UE基于用于选择适当的CTU索引的映射规则来确定在哪个CTU上进行传输。CTU索引的映射可以在考虑了CTU区域在时间-频率域上的大小和降低BS解码复杂性的期望的情况下被均匀地分布在可用资源上。将CTU区域的大小考虑在内，使得UE不被映射至可用时间-频率资源的同一子集。
例如，图4示出了CTU接入区上CTU索引的这种分布。各签名-导频栅格402～408对应于图3中的时间-频率接入区302～308。如图4中所示，以如下顺序分布索引：时间、频率、签名、然后导频。例如，索引0被映射至第一时间和第一频率。然后，索引1被映射至第一频率中的第二时间。索引2被映射至第二频率中的第一时间，索引3被映射至第二频率中的第二时间。只有当所有时间-频率组合耗尽时，才将下一索引(索引4)映射至与第一时间和第一频率不同的签名。通过这种方式，映射所有的144个CTU索引(即，4个接入区乘以每个区域36个导频)以使UE分布在该区域上，并降低签名和导频冲突的可能性。各种可替代实施例可以使用不同的映射规则进行CTU索引映射。
包含默认映射规则允许UE一进入BS的覆盖区域UE就自动地传输关于所映射的CTU的数据而无需额外的信令。这些默认映射规则可以基于UE的专用连接签名(DCS)、BS所分配的DCS索引、CTU的总数量、和/或其它参数(诸如子帧编号)。例如，UE i可以基于默认公式映射至CTU资源索引ICTU：
ICTU＝DSCi mod NCTU
其中，NCTU表示可用CTU索引的总数量(例如，在图3～4给出的示例中为144)，DSCi为UE i的DSC索引。
UE的DCS索引可以由BS经由高级信令(例如，通过广播、多播或单播信道)分配给UE。另外，该DCS索引编号可以结合CTU索引映射一起使用，以使UE均匀地分布在CTU接入区上。例如，当UE进入BS(例如，BS 102)的覆盖区域时，BS可以接收到该UE进入其区域的通知。BS 102可以向UE分配DCS索引(因此，分配DSC)。例如，第一UE被分配DCS1＝0，第二UE被分配DCS2＝1，第三UE被分配DCS3＝2，等等。当UE基于默认映射公式(例如，ICTU＝DSCi mod NCTU)映射至CTU资源时，将基于UE的DCS索引和CTU总数对UE分配索引。通过将该映射公式与适当的CTU索引映射(例如，图4)相结合，可以将UE均匀地分布在CTU接入区上。即，第一UE将被映射至索引0，第二UE将被映射至索引1等。
UE的子集可以被网络周期性地重映射以减少冲突。当UE在数据会话中频繁地交换包(称为激活的UE)时，UE可以被重映射。这些激活的UE可能在它们被不均匀地分布在可用CTU接入区上时经历较高的冲突概率。例如，图5A示出了各UE 502～516根据默认映射规则而被映射至四个CTU接入区518～524。在图5A中，UE 502、504、514和516为被映射至四个可用CTU接入区中的两个的激活的UE，因而增加了它们的冲突概率。与UE相关联的BS(例如，BS102)确定默认映射导致太多的冲突并将特定UE(例如，UE 504和514)重映射至其它CTU接入区，如图5B所示。BS 102可以通过来自UE的高级信令或通过解码传输信息的反复失败尝试(即，如前文所论述的，导频冲突导致解码传输数据的失败尝试)来检测高水平冲突。可替代地，激活的UE最初可以被映射至接入区中的同一CTU。当BS确定冲突是因该映射而发生时，激活的UE可以被重映射至同一接入区中的不同的CTU。各UE502～516可以在UE不再激活时隐式地或者通过网络信令显式地恢复至缺省的映射规则。在可替代的实施例中，这种类型的临时重映射也可以用于在经UE请求或经网络配置的情况下针对时间非常敏感的传输为特定UE提供专用资源。
通过实施所描述的UE映射策略，可以控制CTU接入区中初始冲突的数量。然而，冲突仍然可能发生并且必须加以解决。当传输成功时，BS将通过例如ACK(确认)信号来通知UE。BS仅当传输成功时才发送ACK信号。因此，如果UE在预定时间段内没有接收到ACK信号，则UE确定发生了冲突。可替代地，当传输失败时，BS可以接收到NACK(否定确认)信号。除非UE接收到NACK，UE假定传输是成功的。
当发生冲突时，使用异步HARQ方法来解决这些冲突。异步HARQ方法与同步HARQ方法的不同之处在于，当发生冲突时，UE不尝试在同一CTU上重传。而UE可以选择在不同的CTU上进行重传。例如，可以实施随机退避程序。每个UE在竞争窗口内随机地选取退避时段(例如，下一TTI)来重传数据。在下一TTI中，UE传输数据。竞争窗口大小是可以使用高级信令而被发信号通知给UE的系统参数。
当BS 102接收到所传输的信息时，其摸索地对所传输的信息进行解码(被称为摸索地是因为BS 102不知道是哪个UE传输的该信息或网络中哪个UE是激活的)。例如，BS 102可以使用JMPA(使用MPA(消息传递算法)的联合签名和数据检测)方法来对摸索地所传输的信息进行解码。通常，MPA方法依据信道知识和用户特定信息来对数据进行检测和解码。JMPA最初假设所有可能的用户可能都是激活的。然后，其迭代地检测激活的用户，并同时地尝试检测它们的传输数据。在迭代结束时，在所有可能的用户池中，由JMPA提供激活的用户的列表及其检测数据。可以在2012年12月14日递交的发明名称为“用于低密度扩展调制检测的系统和方法(System and Method for Low Density Spreading ModulationDetection)”的第61/737,601号美国临时申请中找到JMPA系统和方法的详细描述，该申请的内容通过引用并入本文中。
该JMPA方法存在的问题是，原始用户池可能从开始就非常大。这可能使得JMPA过程的复杂度高得不实用。图6示出了用于简化JMPA过程的潜在高复杂度的JMPA检测器602、信道估计器604以及激活的UE检测器606的框图。所有的潜在UE的列表被馈送给JMPA检测器602、信道估计器604和激活的UE检测器606。激活的UE检测器606使用所有潜在UE的列表和所接收到的传输数据(例如，由BS从CTU接入区接收到的所有传输)，来生成潜在的激活的UE的较小列表。例如，如前所论述的，可以将多个导频与每个签名相关联。因此，如果激活的UE检测器606确定签名是非激活的，则与该非激活的签名相关联的所有对应导频(即，CTU索引/潜在UE)也是非激活的。从潜在UE列表中移除这些导频。如果激活的UE检测器606确定导频是非激活的，则也从列表中移除该导频。以这种方式，激活的UE检测器606可以缩减用于信道估计器604和JMPA检测器602的潜在的激活的UE的列表，从而简化了解码处理。另外，JMPA检测器602可以向激活的UE检测器606反馈潜在的激活的UE的更新列表。例如，JMPA检测器602可以确定第二签名是非不激活的；该信息被反馈至激活的UE检测器606，使得可以从潜在UE列表中去除与第二签名相关的对应导频。
通常，上行链路传输性能取决于激活的签名的数量。较少数量的叠加签名与MPA检测器(如JMPA检测器)的更好的预期性能相关。该想法可以用于隐式地控制上行链路质量。基于长期流量统计和潜在激活的用户的数量，网络可以统计地数据控制在同一CTU接入区内传输的用户的平均数量。例如，可以将不同数量的UE分组在一起以访问不同的CTU接入区。网络还可以限制CTU接入区中导频和/或签名的数量。如果UE的信道质量的历史状况良好，则可以容忍CTU接入区内的更多干扰(即，这些UE中的更多UE可以被配置成访问CTU接入区，从而允许定义更多的导频和/或签名)。网络通过CTU接入区的定义和UE至接入区的映射来控制该长期链路适应机制。
图7A示出了根据各种实施例的网络激活的(例如，通过BS 102)的流程图。在步骤702中，BS 102定义CTU接入区。在步骤704中，BS 102将各个CTU索引映射至CTU接入区。每个CTU索引对应于UE(例如，UE 104)可以在其上执行免授权传输的CTU。在步骤706中，BS 102使用高级信令(例如，通过广播信道)来发送使能免授权传输的信息。该高级信令包括关于所定义的CTU接入区、接入区中CTU的数量和/或CTU索引映射的信息。高级信令还可以包括所分配的DCS索引信息等。
步骤702～706说明定义和实施免授权上行链路传输方案的BS 102。可替代地，BS102可以不执行步骤702～706或者执行步骤702～706的子集，这是因为某些步骤是标准针对BS102预配置的。例如，标准可以通过预定义CTU接入区而省略步骤702。BS 102仅需要执行步骤704和706(即，将CTU索引映射至CTU接入区，以及传输信息)。在另一示例中，标准定义了免授权上行链路传输方案，并且BS 102仅需要实施免授权上行链路传输方案。
在步骤708中，BS 102接收来自UE 104的上行链路传输。在步骤710中，BS使用例如JMPA和激活的UE检测器方法来摸索地对上行链路传输信息进行解码。在步骤712中，BS 102确定解码是否成功。如果解码不成功，则BS 102假设发生了冲突，并且等待接收另一上行链路传输。BS 102还向UE 104指示解码是否成功。BS 102可以仅当传输被成功解码时通过发送ACK信号来发出指示。可替代地，如果传输未被成功解码，则BS 102可以发送NACK信号。
在图7B所示的可替代实施例中，如果在步骤712中解码不成功，则BS 102确定失败解码(即，冲突)的数量是否超过特定可配置阈值。如果没有超过特定可配置阈值，则BS 102等待下一传输。如果失败次数达到特定阈值，则BS 102使用该信息和总体状况(例如，激活的UE在CTU中的分布)，以在步骤718中作出关于将UE重映射至同一或不同CTU接入区中的其它CTU索引的决定。然后，BS 102返回至步骤706，以通过高级信令(例如，广播、多播或单播)向其覆盖区域中的UE发送重映射的CTU信息。
图8A示出了根据各种实施例的UE激活的流程图。在步骤802中，UE(例如，UE 104)进入BS的覆盖区域。在步骤804中，UE 104接收来自BS的高级信令信息。该高级信令信息包括CTU接入区定义、CTU的总数量、默认映射规则等。可替代地，可以以默认映射规则预配置UE 104。在步骤806中，UE 104确定在其上进行上行链路传输的适当CTU(例如，UE 104可以使用默认映射规则确定适当的CTU索引)。
在步骤808中，UE 104在适当的CTU上传输信息。在步骤810中，UE 104基于来自BS的指示确定是否发生了冲突。例如，UE可以在预定量的时间内等待ACK信号。如果接收到ACK信号，则在步骤812中，上行链路程序结束，并且UE 104移动至其下一任务。如果没有接收到ACK信号，则UE 104确定发生了冲突，并移动至步骤814。在步骤814中，UE 104使用异步HARQ方法解决冲突。可替代地，UE 104假设未发生冲突，除非它接收到NACK。如果接收到NACK，则UE继续冲突解决程序。
在图8B所示的可替代实施例中，如果UE 104确定发生了冲突，则UE 104然后确定冲突数量是否超过特定阈值。如果没有超过特定阈值，则UE 104返回至步骤814并使用异步HARQ方法来解决冲突。如果满足阈值，则在步骤818中，UE 104可以请求BS重映射CTU。然后，UE 104返回至步骤804，并等待接收来自BS的重映射信息并继续上行链路程序。在另一实施例中，步骤818是可选的，并且UE不发送重映射请求。是BS基于关于CTU中的UE冲突的聚合信息来做出关于是否重映射UE的决定。UE 104可以继续尝试使用异步HARQ方法来解决冲突。
本发明还提供以下实施例。需要说明的是，以下实施例的编号并不一定需要遵从前面实施例的编号顺序：
实施例1.一种方法，包括：
由基站(BS)实施免授权上行链路传输方案，其中，所述免授权上行链路传输方案：
在时间-频率域中定义第一竞争传输单元(CTU)接入区；
定义多个CTU；
通过将所述多个CTU中的至少一些CTU映射至所述第一CTU接入区而定义缺省的CTU映射方案；以及
通过定义用于将多个用户设备(UE)映射至所述多个CTU的规则而定义缺省的用户设备(UE)映射方案。
实施例2.根据实施例1所述的方法，还包括：
由所述BS定义所述免授权上行链路传输方案的至少一部分；以及
使用高级信令传输由所述BS所定义的所述免授权上行链路传输方案的所述部分。
实施例3.根据实施例1所述的方法，其中，所述免授权上行链路传输方案的至少一部分是根据标准而在所述BS上预配置的。
实施例4.根据实施例1所述的方法，其中，实施所述免授权传输上行链路方案还包括：
由所述BS接收来自用户设备(UE)的上行链路传输；
尝试摸索地对所述上行链路传输进行解码；以及
向所述UE指示摸索地对所述上行链路传输进行解码的尝试是否成功。
实施例5.根据实施例4所述的方法，其中，所述免授权上行链路传输方案还在所述时间-频率域中定义第二CTU接入区，并且还通过将所述大量CTU映射至所述第一CTU接入区和所述第二CTU接入区来定义所述缺省的映射方案，并且其中所述实施所述免授权传输上行链路方案还包括：
当所述BS确定冲突数量过于频繁时，所述BS通过将所述多个CTU的一部分重映射至所述第一CTU接入区和所述第二CTU接入区来定义CTU重映射方案，其中，在以下情况下所述BS确定冲突数量过于频繁：
所述BS确定摸索地对所述上行链路传输进行解码的尝试不成功的次数并且所述次数超过阈值；或
所述BS接收到来自所述UE的重映射请求信号；以及
使用高级信令发送与所述重映射方案相关的信息。
实施例6.根据实施例4所述的方法，其中，所述缺省的UE映射方案将所述UE映射至第一CTU，所述第一CTU是所述多个CTU之一，并且其中所述实施所述免授权传输上行链路方案还包括：
当所述BS确定冲突数量过于频繁时，所述BS通过将所述UE映射至第二CTU来定义UE重映射方案，所述第二CTU是所述多个CTU中除所述第一CTU之外的一个，其中，在以下情况下所述BS确定冲突数量过于频繁：
所述BS确定摸索地对所述上行链路传输进行解码的尝试不成功的次数并且所述次数超过阈值；或
所述BS接收到来自所述UE的重映射请求信号；以及
使用高级信令发送与所述UE重映射方案相关的信息。
实施例7.根据实施例4所述的方法，其中，尝试摸索地对所述上行链路传输进行解码包括：使用利用消息传递算法(JMPA)结合激活的UE检测器方法的联合签名和数据检测，其中，所述激活的UE检测器方法包括：
接收所有潜在UE的列表；
接收在所述时间-频率域上传输的大量信号；
接收来自所述JMPA方法的包括潜在UE的更新列表的输出，其中，与所有潜在UE的列表相比所述更新列表包括较少的潜在UE；
根据所述大量信号和潜在UE的所述更新列表来创建激活的潜在UE的列表。
实施例8.根据实施例1所述的方法，其中，所述免授权上行链路传输方案定义了用于免授权上行链路传输的若干独特导频。
实施例9.一种基站(BS)，包括：
处理器；以及
存储用于由所述处理器执行的编程的计算机可读存储介质，所述编程包括用于执行以下操作的指令：
实施免授权上行链路传输方案，其中，所述免授权上行链路传输方案：
定义多个竞争传输单元(CTU)；
在时间-频率域中定义一个或多个CTU接入区；
通过将所述多个CTU映射至所述一个或多个CTU接入区来创建缺省的CTU映射方案；以及
通过定义用于将多个UE映射至所述多个CTU的规则来创建缺省的UE映射方案；
接收来自用户设备(UE)的上行链路传输；
尝试摸索地对所述上行链路传输进行解码；以及
向所述UE指示摸索地对所述上行链路传输进行解码的尝试是否成功。
实施例10.根据实施例9所述的BS，其中，所述多个CTU包括各自被定义为时间元素、频率元素、签名元素、导频元素或这些元素的组合的独立CTU。
实施例11.根据实施例10所述的BS，其中，每个CTU被定义为时间元素、频率元素、签名元素和导频元素的组合，并且所述免授权上行链路传输方案将多个导频元素映射至每个签名元素。
实施例12.根据实施例9所述的BS，其中，所述免授权上行链路传输方案定义了多个CTU接入区，所述多个CTU接入区分别基于所述UE的服务质量(QoS)等级、配置、所预订的服务等级、几何形状或其组合来向所述UE提供一种类型的服务。
实施例13.根据实施例9所述的BS，其中，所述一个或多个CTU接入区中的每个的大小是基于以下因素定义的：估计的冲突概率、一段时间内总冲突的数量、BS所支持的UE的数量或其组合。
实施例14.根据实施例9所述的BS，其中，所述多个CTU中的每个的大小是基于以下因素定义的：预期的传输阈值、期望的填充等级、调制编码方案(MCS)等级或其组合。
实施例15.根据实施例9所述的BS，其中，所述免授权上行链路传输方案按照使潜在UE均匀地分布在所述一个或多个CTU接入区上并降低导频冲突的概率的目标来创建缺省的CTU映射。
实施例16.一种用于免授权传输方案的方法，包括：
由用户设备(UE)通过如下操作实施缺省的竞争传输单元(CTU)映射方案：
根据UE映射规则和所述缺省的CTU映射方案确定适当的CTU用于上行链路传输；以及
在所述适当的CTU上向基站(BS)传输上行链路传输。
实施例17.根据实施例16所述的方法，在发送上行链路传输之后，所述方法还包括：
由所述UE基于所述BS的指示确定是否发生了冲突；以及
当所述UE确定发生了冲突时，使用异步混合自动重传请求(HARQ)方法来解决所述冲突。
实施例18.根据实施例17所述的方法，所述方法还包括：当所述UE确定发生了大量的冲突并且所述冲突数量超过阈值时，由所述UE使用高级信令向所述BS传输重映射请求。
实施例19.一种用户设备(UE)，包括：
处理器；以及
存储用于由所述处理器执行的编程的计算机可读存储介质，所述编程包括用于执行以下操作的指令：
通过如下操作实施缺省的竞争传输单元(CTU)映射方案：
根据UE映射规则和所述缺省的CTU映射方案确定适当的CTU用于上行链路传输；以及
在所述适当的CTU上向基站(BS)传输上行链路传输；
基于所述BS的指示确定是否发生了冲突；以及
当所述UE确定发生了冲突时，使用异步混合自动重传请求(HARQ)机制向所述BS重传所述上行链路传输。
实施例20.根据实施例19所述的UE，其中，所述UE映射规则包括用于根据所述UE的专用连接签名(DCS)、DCS索引、所述缺省的CTU映射方案中CTU的总数量、子帧编号或其组合来确定适当的CTU的信息。
实施例21.根据实施例19所述的UE，其中，所述UE映射规则包括用于根据下式确定对应于所述缺省的CTU映射方案中的索引的适当的CTU索引的信息：
ICTU＝DSCi mod NCTU，
其中，ICTU为CTU索引，DSCi为由所述BS分配给所述UE的DCS索引，NCTU为所述CTU映射方案中CTU的总数量。
实施例22.根据实施例19所述的UE，其中，所述UE映射规则是在所述UE上预配置的。
实施例23.根据实施例19所述的UE，其中，所述UE被配置成从所述BS接收所述UE映射规则。
图9是可以用来实现本文公开的设备和方法的处理系统的框图。特定装置可采用所有所示的组件或仅采用所述组件的子集，并且可以根据设备而改变集成程度。此外，设备可以包括部件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理系统可以包括装配有一个或多个输入/输出设备(诸如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、按键、键盘、打印机、显示器等)的处理单元。处理单元可以包括连接至总线的中央处理单元(CPU)、存储器、大容量存储器设备、视频适配器以及I/O接口。
总线可以是任意类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或存储控制器、外设总线、视频总线等。CPU可以包括任意类型的电子数据处理器。存储器可包括任何类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)或其组合等。在实施例中，存储器可以包括在开机时使用的ROM以及执行程序时使用的程序和数据存储器的DRAM。
大容量存储设备可以包括任何类型的存储设备，其用于存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息能够通过总线访问。大容量存储设备例如可以包括如下项中的一项或多项：固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等。
视频适配器以及I/O接口提供接口以将外部输入以及输出设备耦合至处理单元。如所示出的，输入以及输出设备的示例包含耦合到视频适配器的显示器以及耦合到I/O接口的鼠标/键盘/打印机。其它设备可以耦合至处理单元，并且可以采用额外的或较少的接口卡。例如，串行接口卡(未示出)可以用于为打印机提供串行接口。
处理单元还包含一个或多个网络接口，所述网络接口可以包括例如以太网电缆等有线链路，和/或用以接入节点或不同网络的无线链路。网络接口允许处理单元经由网络与远程单元通信。举例来说，网络接口可以经由一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元耦合到局域网或广域网上以用于数据处理以及与远程装置通信，所述远程装置例如其它处理单元、因特网、远程存储设施等。
虽然已参考说明性实施例描述了本发明，但此描述并不意图限制本发明。所属领域的技术人员在参考该描述后，将会明白说明性实施例的各种修改和组合，以及本发明其它实施例。因此，所附权利要求书意图涵盖任何此类修改或实施例。

Claims (36)

1.一种免授权上行链路传输的方法，其特征在于，包括：
用户设备UE接收来自网络设备的高级信令，所述高级信令携带为所述UE配置的第一CTU的信息，其中，所述CTU包括时间域资源、频率域资源和导频资源；
所述UE无需请求或授权机制而直接使用所述CTU发送上行链路传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE接收通过慢速信令信道传送的所述高级信令。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高级信令具体为RRC信令。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述UE向网络设备发送携带能力指示信息的RRC信令，所述能力指示信息指示所述UE支持免授权上行传输。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述上行链路传输失败后，所述UE在预设的时间窗口内随机地选取退避时段来重传所述上行链路传输。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在使用所述CTU发送上行链路传输之后，所述UE接收来自所述网络设备的为所述UE配置的第二CTU的信息；
所述UE根据所述第二CTU重传所述上行链路传输。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述UE在收到针对所述上行链路传输的ACK信号后，终止所述上行链路传输的流程。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述UE接收高级信令具体包括：接收通过单播方式发送的所述高级信令。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述为所述UE配置的第一CTU的信息包括用于确定所述第一CTU的索引的信息。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在预设的时间内未收到针对所述上行链路传输的NACK信息，所述UE认为所述上行链路传输成功。
11.一种通信装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收来自网络设备的高级信令，所述高级信令携带为所述通信装置配置的第一CTU的信息，其中，所述CTU包括时间域资源、频率域资源和导频资源；
发送模块，用于无需请求或授权机制而直接使用所述CTU发送上行链路传输。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述接收模块具体用于接收通过慢速信令信道传送的所述高级信令。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述高级信令具体为RRC信令。
14.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述发送模块还用于：
向网络设备发送携带能力指示信息的RRC信令，所述能力指示信息指示所述通信装置支持免授权上行传输。
15.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述发送模块还用于：
在所述上行链路传输失败后，在预设的时间窗口内随机地选取退避时段来重传所述上行链路传输。
16.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于：
在使用所述CTU发送上行链路传输之后，接收来自所述网络设备的为所述通信装置配置的第二CTU的信息；
相应地，所述发送模块还用于根据所述第二CTU重传所述上行链路传输。
17.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述通信装置还包括处理模块：
在所述接收模块收到针对所述上行链路传输的ACK信号后，终止所述上行链路传输的流程。
18.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于接收通过单播方式发送的所述高级信令。
19.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述为所述通信装置配置的第一CTU的信息包括用于确定所述第一CTU的索引的信息。
20.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述通信装置还用于：
若在预设的时间内所述接收模块未收到针对所述上行链路传输的NACK信息，认为所述上行链路传输成功。
21.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括：
处理器；以及
存储用于由所述处理器执行的编程的计算机可读存储介质，所述编程包括用于执行权利要求1到10任一项所述方法的指令。
22.一种免授权上行链路传输的方法，其特征在于，包括：
网络设备向用户设备UE发送高级信令，所述高级信令携带为所述UE配置的第一CTU的信息，其中，所述CTU包括时间域资源、频率域资源和导频资源；
所述网络设备无需请求或授权机制而直接使用所述CTU接收所述UE发送的上行链路传输。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述网络设备通过慢速信令信道传送所述高级信令。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述高级信令具体为RRC信令。
25.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述网络设备接收所述UE发送的携带能力指示信息的RRC信令，所述能力指示信息指示所述UE支持免授权上行传输。
26.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在针对所述上行链路传输的解码失败之后，所述网络设备向所述UE发送为所述UE配置的第二CTU的信息。
27.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述网络设备通过单播方式发送所述高级信令。
28.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述为所述UE配置的第一CTU的信息包括用于确定所述第一CTU的索引的信息。
29.一种通信装置，其特征在于，包括：
发送模块，用于向用户设备UE发送高级信令，所述高级信令携带为所述UE配置的第一CTU的信息，其中，所述CTU包括时间域资源、频率域资源和导频资源；
接收模块，用于无需请求或授权机制而直接使用所述CTU接收所述UE发送的上行链路传输。
30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述发送模块具体用于通过慢速令信道发送所述高级信令。
31.根据权利要求29或30所述的装置，其特征在于，所述高级信令具体为RRC信令。
32.根据权利要求29或30所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述UE发送的携带能力指示信息的RRC信令，所述能力指示信息指示所述UE支持免授权上行传输。
33.根据权利要求29或30所述的装置，其特征在于，在针对所述上行链路传输的解码失败之后，所述接收模块还用于所述UE发送为所述UE配置的第二CTU的信息；
相应地，所述接收模块还用于根据所述第二CTU接收所述上行链路传输的重传。
34.根据权利要求29或30所述的装置，其特征在于，所述发送模块还用于通过单播方式发送所述高级信令。
35.根据权利要求29或30任一项所述的装置，其特征在于，所述为所述UE配置的第一CTU的信息包括用于确定所述第一CTU的索引的信息。
36.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括：
处理器；以及
存储用于由所述处理器执行的编程的计算机可读存储介质，所述编程包括用于执行权利要求22到28任一项所述方法的指令。
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