CN110267347A - 一种信息传输结构及其信息传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种信息传输结构及其信息传输方法，通信设备包括控制站和移动站，所述方法包括：将系统资源分为多个资源块，资源块又分为控制区和数据区。资源块的数据区包括至少一个业务信道用于控制站和移动站间的数据传输；下行资源块的控制区包括两个下行配置‑确认信道；上行资源块的控制区包括一个上行随机接入信道和一个上行确认信道。一个上行资源块和一个下行资源块组成一个资源块对。控制站在某个资源块对中的下行配置‑确认信道传输配置信息，用于指示同一个资源块对中的至少一个业务信道。控制(移动)站在下行配置‑确认信道(上行确认信道)上反馈移动站(控制站)在前一个资源块对的业务信道中传输的上行(下行)数据的接收状态。

Description

一种信息传输结构及其信息传输方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种信息传输结构及其信息传输方法。

背景技术

对于采用集中式的调度方式的通信系统，系统资源调度简单化应当作为整体系统的设计目标。尤其是对于物联网系统，因为更简单的系统，开发起来更快，制造成本更低，维护也更容易，并且在复杂的物联网环境中更灵活和更强大。

发明内容

技术问题：本发明提供一种系统传输结构设计及信息传输方法，简化系统调度的复杂度和减小调度开销。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种信息传输结构，通信设备包括控制站和移动站，系统传输资源被划分为多个传输资源块，所述传输资源块分为上行资源块和下行资源块，所述传输结构资源块：

1)所有传输资源块被分为控制区和数据区两部分，数据区位于控制区之后；

2)所述下行资源块的控制区包括两个下行配置-确认信道，每个下行配置-确认信道由下行配置信道域和下行确认信道域组合而成，两个下行配置-确认信道以时分复用方式共享控制区中的传输资源；

3)所述上行资源块的控制区包括一个上行随机接入信道和一个上行确认信道，上行确认信道位于上行随机接入信道之后；

4)所述上行资源块的数据区包括至少一个上行业务信道，下行资源块的数据区包括至少一个下行业务信道；所有资源块中的至少一个业务信道以时分复用的方式共享数据区中的传输资源。

进一步地，所述传输结构还包括：

1)所述上行资源块的数据区被分为上行第一数据区和上行第二数据区，所述上行第二数据区位于所述上行第一数据区之后；

2)所述下行资源块的数据区被分为下行第一数据区和下行第二数据区，所述下行第二数据区位于所述下行第一数据区之后。

进一步地，一个上行资源块和一个下行资源块组成一个资源块对，信息传输方法包括以下步骤：

1)若系统为FDD全双工模式，所述资源块对中上行资源块和下行资源块占用相同时间长度，在时间上对齐；

2)若系统为FDD半双工模式或TDD模式，所述资源块对中上行资源块和下行资源块在时间上分时复用，上行资源块位于下行资源块之后。

进一步地，所述步骤2)中，若系统为TDD模式，资源块对中所述下行资源块和所述上行资源块之间插入一个保护间隔。

进一步地，所述信息传输方法包括配置信息传输方法，控制站在某个资源块对的下行配置-确认信道中传输至少一个移动站的配置信息，所述配置信息传输方法包括：

1)在第一个下行配置-确认信道中传输的配置信息用于指示在同一资源块对的上行第一数据区的至少一个上行业务信道或者下行第一数据区的至少一个下行业务信道中进行所述控制站和所述移动站间的数据传输；

2)在第二个下行配置-确认信道中传输的配置信息用于指示在同一资源块对的上行第二数据区的至少一个上行业务信道或者下行第二数据区的至少一个下行业务信道中进行所述控制站和所述移动站间的数据传输。

进一步地，多个所述移动站对各自接收到的下行数据状态的反馈数据以码分复用方式在同一个上行确认信道中传输。

进一步地，多个所述移动站的上行资源调度申请数据以码分复用的方式在同一个上行随机接入信道中传输。

进一步地，还包括确认信息传输方法，具体包括以下步骤：

1)若系统为FDD全双工模式，所述控制站在下行配置-确认信道中反馈移动站在前一个资源块对的上行业务信道中发送的上行数据的接收状态，所述移动站在上行确认信道中反馈控制站在前一个资源块对的下行业务信道中发送的下行数据的接收状态；

2)若系统为FDD半双工模式或TDD模式，所述控制站在下行配置-确认信道中反馈移动站在前一个上行资源块的上行业务信道中发送的上行数据的接收状态，所述移动站在上行确认信道中反馈控制站在前一个下行资源块的下行业务信道中发送的下行数据的接收状态。

有益效果：本发明与现有技术相比：

1、本发明提出一种信息传输结构及其信息传输方法，通过建立不同大小的资源块，可以灵活设计多种传输结构，满足系统不同的要求。

2、基于一个资源块对建立配置信道和业务信道之间的关联，以及业务信道和确认信道之间的关联，简化了调度的复杂度，减小了调度的开销。

附图说明

图1为本发明实施例适用的海事物联网的场景结构图；

图2为资源块对的示意图；

图3为FDD全双工系统基于资源块对建立的传输结构示意图；

图4为TDD系统基于资源块对建立的传输结构示意图。

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作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。

请参考图1，其示出了本发明适用的海事物联网的系统架构图，该网络环境包含若干个移动站和控制站。其中，控制站可以是卫星和岸站。移动站可以是无线传感器、船舶、可以收发系统信号的通信设备等。该海事物联网可以用于气象广播，请求救援，以及船舶数据汇报等应用。

本发明提出一种信息传输结构及其信息传输方法，首先将系统传输资源划分为多个传输资源块。传输资源块又分为上行资源块和下行资源块。上行资源块中包括上行随机接入信道、上行业务信道和上行确认信道。其中，上行随机接入信道主要用于移动站向控制站发送上行资源调度申请数据；上行业务信道主要用于移动站向控制站传输上行数据；上行确认信道主要用于移动站反馈接收到的控制站传输的下行数据的状态，即ACK(Acknowledgement，确认)/NACK(Negative Acknowledgment,否定)。下行资源块中包括下行配置信道、下行业务信道和下行确认信道。其中，下行配置信道主要用于控制站向移动站传输配置信息，下行确认信道主要用于控制站反馈ACK/NACK表明接收到的移动站传输的上行数据的状态，控制站将配置信息和ACK/NACK信息合并成一个码本并在同一个下行配置-确认信道中传输；下行业务信道主要用于控制站向移动站传输下行数据。

为了建立简单的资源调度关系，将一个上行资源块和一个下行资源块组成一个资源块对。请参考图2，资源块对中的上行资源块和下行资源块均被分为控制区和数据区两部分，数据区位于控制区之后。进一步地，上行资源块的数据区和下行资源块的数据区均被分为两个数据区。具体地，上行资源块的数据区被分为上行第一数据区和上行第二数据区，上行第二数据区位于上行第一数据区之后。下行资源块的数据区被分为下行第一数据区和下行第二数据区，下行第二数据区位于所述下行第一数据区之后。下行资源块的控制区包括两个下行配置-确认信道，其中每个下行配置-控制信道由下行配置信道域和下行确认信道域组合而成，两个下行配置-确认信道以时分复用方式共享控制区中的传输资源。下行资源块的数据区包括至少一个下行业务信道。上行资源块的控制区包括一个上行随机接入信道，一个上行确认信道，上行确认信道位于上行随机接入信道之后。上行资源块的数据区包括至少一个上行业务信道。上行资源块和下行资源块的数据区中的至少一个业务信道均以时分复用的方式共享数据区中包含的传输资源。控制区的各个信道占用时间长度和资源块的总长度均由系统预先配置好，控制区的信道占用的有效时间长度至少要满足系统的链路预算要求，使得小区边缘的移动站也能和控制站正常通信。数据区的业务信道的数量和每个信道占用的时间长度由下行配置-确认信号配置。

请参考图3，其示出了系统基于FDD全双工的传输模式时，基于资源块对构建的传输结构。其中，资源块对的上行资源块位于上行频段，下行资源块位于下行频段，上行资源块和下行资源块占用的总的时间长度相同，使得资源块对中上行资源块和下行资源块在时间上对齐。该实施例中，上行资源块和下行资源块的数据区中分别包括5个传输块资源，前两个传输块位于第一数据区，后三个传输块位于第二数据区。为了减小资源调度的开销，在资源块对内建立下行配置-确认信道与上行业务信道和下行业务信道之间的关联。具体地，控制站在某个资源块对的下行资源块的下行配置-确认信道中向移动站传输配置信息，配置信息主要用于指示在同一资源块对的至少一个上行业务信道或者至少一个下行业务信道中进行控制站和移动站之间的数据传输。应当理解的是，移动站接收控制站的配置信息并解出该信息获得相应的业务信道指示需要一定处理的时间，特别是上行链路，移动站接收完配置信息后还要时间去准备上行要发送的数据。本发明通过给第一个下行配置-确认信道和第二个下行配置-确认信道划分负责的数据区，为移动站提供这样的一个“时间缓冲器”。该实施例中，资源块的第一数据区包含前2个传输块资源，第二数据区包含后面3个传输块资源。在第一个下行配置-确认信道传输的配置信息用于指示在同一资源块对的上行第一数据区的至少一个上行业务信道或者下行第一数据区的至少一个下行业务信道中进行所述控制站和所述移动站间的数据传输。在第二个下行配置-确认信道传输的配置信息用于指示在同一资源块对的上行第二数据区的至少一个上行业务信道或者下行第二数据区的至少一个下行业务信道中进行所述控制站和所述移动站间的数据传输。

控制站在下行配置-确认信道中反馈接收到的移动站传输的上行数据的状态即ACK/NACK。移动站在上行确认信道中反馈ACK/NACK表明接收到的控制站传输的下行数据的状态。为了最大化资源利用率，多个移动站的对各自接收到的下行数据状态的反馈信息以码分复用方式在同一个上行确认信道中传输。进一步地，基于资源块对建立确认信道和业务信道之间的关联，简化ACK/NACK反馈。具体地，参考图3，移动站在当前资源块对中的上行确认信上反馈的ACK/NACK表示控制站在前一个资源块对中的下行业务信道中传输的下行数据的接收状态；控制站在当前资源块对中的下行配置-确认信道反馈的ACK/NACK表示移动站在前一个资源块对中的上行业务信道中传输的上行数据的接收状态。也即当前资源块对中的确认信道和前一个资源块对中的业务信道相关联，换句话说，当前资源块对中的业务信道和下一个资源块对中的确认信道相关联。通过建立这样的关联，移动站在上行业务信道发送完上行数据后默认去下一个资源块对的下行配置-确认信道中接收控制站发送的ACK/NACK。移动站在下行业务信道接收完下行数据后默认去下一个上行资源块对的上行确认信道中传输自己的ACK/NACK信息给控制站。控制站在配置信息中只需要配置业务信道资源，对于在哪个确认信道中回复ACK/NACK信息无需额外指示。

请参考图4，其示出了系统基于TDD的传输模式时，基于资源块对构建的传输结构。其中，资源块对的上行资源块和下行资源块位于同一频段，上行资源块和下行资源块分时复用传输资源(也即位于不同时间)，上行资源块位于下行资源块之后。该实施例中，下行资源块的数据区中包括6个传输块资源，下行第一数据区包含前3个传输块资源，下行第二数据区包含后3个传输块资源。上行资源块的数据区中包括4个传输块资源，上行第一数据区包含前2个传输块资源，下行第二数据区包含后2个传输块资源。TDD系统中由下行切换到上行时需要一段保护时间，为此上行资源块和下行资源块之间有一个保护间隔。同FDD全双工系统，TDD及FDD半双工系统也在同一个资源块对内建立下行配置-确认信道与上行业务信道和下行业务信道之间的关联以简化资源调度的复杂度。半双工FDD类似TDD，资源块对中上行资源块和下行资源块分时复用也即位于不同时间，上行资源块位于下行资源块之后，区别是上行资源块位于上行频段，下行资源块位于下行频段。

考虑TDD和半双工FDD系统中分时传输上行数据和下行数据的特有属性，在资源块对之间建立业务信道和确认信道之间的关联，相比于在资源块之间建立这两者之间的关联，很显然前者的ACK/NACK反馈时延是后者的两倍。为了最小化ACK/NACK反馈时延，TDD及半双工FDD系统中，在当前资源块的确认信道和前一个资源块的业务信道之间建立关联。具体地，参考图4，移动站在当前上行资源块的上行确认信道反馈ACK/NACK表示控制站在前一个下行资源块中的下行业务信道中传输的下行数据的接收状态。控制站在当前下行资源块的下行配置-确认信道反馈ACK/NACK表示移动站在前一个上行资源块的上行业务信道中传输的上行数据的接收状态。

配置信道和业务信道的关联以及业务信道和确认信道关联，构成控制站与移动站之间通信的一个完整的调度-传输-反馈链路。在信道之间建立这样的关联，降低了调度的开销，简化了系统资源调度的复杂度。

移动站发送上行数据之前先在上行随机接入信道发送上行资源调度申请数据。为了最大化系统利用率，多个移动站以码分复用的方式共享同一个上行随机接入信道。不同于在资源块对之间建立配置信道、业务信道以及确认信道之间的关联，上行随机接入信道不和任何信道建立关联。移动站随机选择任一给上行随机接入信道采用基于竞争的方式发送上行资源调度申请。

以上所述即是本发明的技术方案，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该视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种信息传输结构，通信设备包括控制站和移动站，其特征在于，系统传输资源被划分为多个传输资源块，所述传输资源块分为上行资源块和下行资源块，所述传输结构资源块：

1)所有传输资源块被分为控制区和数据区两部分，数据区位于控制区之后；

2)所述下行资源块的控制区包括两个下行配置-确认信道，每个下行配置-确认信道由下行配置信道域和下行确认信道域组合而成，两个下行配置-确认信道以时分复用方式共享控制区中的传输资源；

3)所述上行资源块的控制区包括一个上行随机接入信道和一个上行确认信道，上行确认信道位于上行随机接入信道之后；

4)所述上行资源块的数据区包括至少一个上行业务信道，下行资源块的数据区包括至少一个下行业务信道；所有资源块中的至少一个业务信道以时分复用的方式共享数据区中的传输资源。

2.根据权利要求1所述的传输结构，其特征在于，所述传输结构还包括：

1)所述上行资源块的数据区被分为上行第一数据区和上行第二数据区，所述上行第二数据区位于所述上行第一数据区之后；

2)所述下行资源块的数据区被分为下行第一数据区和下行第二数据区，所述下行第二数据区位于所述下行第一数据区之后。

3.一种如权利要求1所述的信息传输结构的信息传输方法，其特征在于，一个上行资源块和一个下行资源块组成一个资源块对，信息传输方法包括以下步骤：

1)若系统为FDD全双工模式，所述资源块对中上行资源块和下行资源块占用相同时间长度，在时间上对齐；

2)若系统为FDD半双工模式或TDD模式，所述资源块对中上行资源块和下行资源块在时间上分时复用，上行资源块位于下行资源块之后。

4.根据权利要求3所述的信息传输结构的信息传输方法，其特征在于，所述步骤2)中，若系统为TDD模式，资源块对中所述下行资源块和所述上行资源块之间插入一个保护间隔。

5.根据权利要求3所述的信息传输结构的信息传输方法，其特征在于，所述信息传输方法包括配置信息传输方法，控制站在某个资源块对的下行配置-确认信道中传输至少一个移动站的配置信息，所述配置信息传输方法包括：

1)在第一个下行配置-确认信道中传输的配置信息用于指示在同一资源块对的上行第一数据区的至少一个上行业务信道或者下行第一数据区的至少一个下行业务信道中进行所述控制站和所述移动站间的数据传输；

2)在第二个下行配置-确认信道中传输的配置信息用于指示在同一资源块对的上行第二数据区的至少一个上行业务信道或者下行第二数据区的至少一个下行业务信道中进行所述控制站和所述移动站间的数据传输。

6.根据权利要求5所述的信息传输结构的信息传输方法，其特征在于，多个所述移动站对各自接收到的下行数据状态的反馈数据以码分复用方式在同一个上行确认信道中传输。

7.根据权利要求3所述的信息传输结构的信息传输方法，其特征在于，多个所述移动站的上行资源调度申请数据以码分复用的方式在同一个上行随机接入信道中传输。

8.根据权利要求3至7任一所述的信息传输结构的信息传输方法，其特征在于，还包括确认信息传输方法，具体包括以下步骤：

1)若系统为FDD全双工模式，所述控制站在下行配置-确认信道中反馈移动站在前一个资源块对的上行业务信道中发送的上行数据的接收状态，所述移动站在上行确认信道中反馈控制站在前一个资源块对的下行业务信道中发送的下行数据的接收状态；

2)若系统为FDD半双工模式或TDD模式，所述控制站在下行配置-确认信道中反馈移动站在前一个上行资源块的上行业务信道中发送的上行数据的接收状态，所述移动站在上行确认信道中反馈控制站在前一个下行资源块的下行业务信道中发送的下行数据的接收状态。