CN110784295A - 基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，包括URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，利用NR时隙结构与DMRS传输特性，将URRLC业务与上行DMRS进行复用，实现了上行URRLC业务与eMBB业务的共存。本发明提供的一种基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，包括URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，充分利用NR时隙结构与DMRS传输特性，无需提前调度，URRLC业务时延低；无需提高URRLC业务的发送功率，不会对相邻小区产生较大干扰；无需预留资源，能够提高时频资源的利用率，因此在保障URRLC业务的极低时延和可靠性的同时，保障eMBB业务的频谱效率与可靠性。

Description

基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法
技术领域
本发明涉及5G通信中无线资源管理技术领域，更具体的，涉及一种基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法。
背景技术
5G技术以其极强的灵活性、渗透性和带动性，正在与各行各业深度融合，为社会发展提供关键的技术支撑。5G标准对多种不同业务(例如eMBB、URRLC、 mMTC)的支持是其亮点之一，其中eMBB业务与URRLC业务的共存是多业务复用的重要需求。如图1所示，URRLC业务由于其突发性以及极低时延的要求，通常需要尽快的、大带宽的发送处理，不可避免的需要抢占eMBB业务的时频资源。在目前的标准中，仅提供了下行多业务并行传输的支持，如图2所示，下行通过调度指示和抢占信令来提供eMBB业务与URRLC业务的复用。然而，上行URRLC业务与eMBB业务从复用，标准并未提供支持。现有方法无法支持 NR标准的URRLC业务与eMBB业务在上行传输过程中的并存。
在现有研究中，对于上行URRLC与eMBB业务共存主要提供了三种解决思路：第一种由基站进行调度，通过下行控制信令停止eMBB业务的上行传输，并为URRLC业务分配相应的时频资源，从而保障通信的可靠性。第二种方法是通过功率控制，降低eMBB业务的发送功率，提高URRLC的发送功率。第三种方法是采用预留时频资源的方式，在调度eMBB业务时，周期性的预留空白时频资源。
但上述的现有技术均不能满足5G标准的需求，具体为：在第一种方法中，终端需要随时监听eMBB中止信令，由于URRLC调度周期短，对eMBB中止信令的盲检周期也必须配置得极短，会造成终端能耗较大，降低终端续航能力；其次，eMBB中止信令可靠性要求极高，需要占用较多时频资源，同时还需要复杂的设计，将增加标准的复杂度并且降低频谱利用率；再次，终端收到eMBB 中止信令到执行，需要处理时间，会增大URRLC业务的时延。在第二种方法中，与上述第一种方法类同，存在信令处理时延，将增加URRLC业务的时延；其次，高功率的URRLC业务传输将会对相邻小区产生较大的干扰；再次，对于处于小区的边缘终端，功率调节的余量较小，不适用该方法；最后，由于URRLC业务对带宽要求高，大带宽高功率发送将极大提高终端硬件与射频器件的复杂度，不利于5G的推广应用。第三种采用预留时频资源的方法，在调度eMBB业务时，周期性的预留空白时频资源，会极大地浪费时频资源，降低频谱利用率。
发明内容
本发明为克服现有的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法存在无法在保障URRLC业务的极低时延和可靠性的同时，保障eMBB业务的频谱效率与可靠性的技术缺陷，提供一种基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，包括URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，利用NR时隙结构与 DMRS传输特性，将URRLC业务与上行DMRS进行复用，实现了上行URRLC 业务与eMBB业务的共存。
上述方案中，本发明充分利用NR时隙结构与DMRS传输特性，在业务传输过程中，不需要预留空口时频资源，空口不会出现空白的时频资源颗粒；而且不需要增加等待调度时延，能够使得URRLC业务在小于等于一个时隙的时间长度内发送；当URRLC业务与eMBB业务并发时，相邻小区间的同频干扰不会明显提高，在保障URRLC业务的极低时延和可靠性的同时，保障eMBB业务的频谱效率与可靠性。
其中，所述的URRLC业务终端的信号调制发送过程具体包括以下步骤：
SA1：URRLC业务终端在空闲时刻对NR时隙结构和时频资源配置相关的系统信息进行监听，获取小区当前的空口资源规划信息；
SA2：当有URRLC业务需要发送时，将URRLC业务数据进行调制，并插入梳状参考信号；
SA3：在下一个DMRS符号出现的时频位置，完成调制后的URRLC业务信号的发送。
其中，在所述URRLC业务终端的信号调制发送过程中，所述DMRS符号均复用有eMBB业务数据。
其中，在所述步骤SA1中，所述的NR时隙结构包括每个时隙内14个OFDM 符号上下行规划、DMRS映射类型以及时域分布。
其中，在所述步骤SA2中，所述的调制信号r(n)表达式具体为：
Figure RE-GDA0002303007710000031
其中，c为需要发送的比特流；n为序列编号，从0开始递增的整数；φ为偏移相位；此时，将URRLC业务数据信号叠加到在复用有eMBB业务数据的 DMRS符号上，具体为：
y(n)＝he(n)xe(n)+hu(n)xu(n)+η(n)
其中，xe(n)为eMBB业务上的按照调制信号r(n)产生的参考信号；xu(n)为 URRLC业务数据信号，he(n)和hu(n)分别对应不同的信道相应函数，η(n)为噪声；同时，在于基站约定位置插入一个梳状参考信号。
上述方案中，在NR时隙中使用正常循环前缀的符号，一个时隙包含14个 OFDM符号，NR标准遵循极简传输原则，上行共享信道采用的DMRS，仅在 PDSCH传输的资源块中出现，标准中定义了两种DMRS时域映射类型，DMRS 的位置通常都在一个时隙靠前的位置，部分映射方式在一个资源利用率高的时刻，eMBB业务通常占满一个时隙长度。本发明中，在URRLC业务终端上行发送时，将URRLC业务复用eMBB业务的DMRS符号，使用的频域资源可以覆盖整个系统带宽。
其中，所述的基站对于信号的判断译码过程具体包括以下步骤：
SB1：基站在接收到信号后将信号转换为频域信号，获得各个子载波能量幅度和相位；
SB2：判断是否存在URRLC业务与eMBB业务的复用；若不存在，执行步骤SB6；若存在，执行步骤SB3；
SB3：在DMRS上加权上一个NR时隙获取的估计信道，以获得预期接收参考信号，从而得到URRLC业务接收信号；
SB4：对URRLC业务接收信号通过梳状参考信号进行信道估计与均衡，对 URRLC业务接收信号进行解调和译码；
SB5：译码URRLC业务后，重新获取URRLC业务的调制信号，并与步骤 SB3中的估计信道进行加权，获取DMRS的剩余信号；
SB6：按照正常的eMBB业务解调与译码完成接收流程。
其中，在所述步骤SB2中，判断URRLC业务与eMBB业务是否存在复用的方式有两种；第一种具体为：检测预留发送DMRS，但并实际上没有发送DMRS 的子载波上的能量，当这类子载波能量高于噪声能量水平时，判定存在复用；第二种具体为：计算发送DMRS子载波上的能量，并与未发送业务复用的信号进行对比，若高出一个门限值，判定存在复用。
上述方案中，所述的门限值是一个正数，数值越大则漏检率越高，数值越小则误警率越高，是各个厂家根据自行确定的一个经验值。
其中，在所述步骤SB2中，所述的未发送业务复用的信号包括上一个未发送 URRLC业务的DMRS符号的能量或发送eMBB业务的符号能量。
其中，在所述步骤SB3中，通过获取eMBB业务上的参考信号xe(n)以及在基站本地保存的上一时刻的信道估计值
Figure RE-GDA0002303007710000041
从而获得预期参考信号
Figure RE-GDA0002303007710000042
其中，在所述步骤SB3中，计算得到所述URRLC业务接收信号的表达式具体为：
Figure RE-GDA0002303007710000043
在所述步骤SB5中，计算得到所述DMRS的剩余信号
Figure RE-GDA0002303007710000044
的表达式具体为：
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的一种基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，包括URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，充分利用NR时隙结构与DMRS传输特性，无需提前调度，URRLC业务时延低；无需提高URRLC业务的发送功率，不会对相邻小区产生较大干扰；无需预留资源，能够提高时频资源的利用率，因此在保障URRLC业务的极低时延和可靠性的同时，保障eMBB业务的频谱效率与可靠性。
附图说明
图1为URRLC业务与eMBB并存传输示意图；
图2为URRLC业务下行传输抢占eMBB业务的时频资源示意图；
图3为A类映射DMRS时域分布图；
图4为B类映射DMRS时域分布图；
图5为本发明所述方法的流程示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本发明提供一种基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，包括 URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，利用NR 时隙结构与DMRS传输特性，将URRLC业务与上行DMRS进行复用，实现了上行URRLC业务与eMBB业务的共存。
在具体实施过程中，本发明充分利用NR时隙结构与DMRS传输特性，在业务传输过程中，不需要预留空口时频资源，空口不会出现空白的时频资源颗粒；而且不需要增加等待调度时延，能够使得URRLC业务在小于等于一个时隙的时间长度内发送；当URRLC业务与eMBB业务并发时，相邻小区间的同频干扰不会明显提高，在保障URRLC业务的极低时延和可靠性的同时，保障eMBB业务的频谱效率与可靠性。
更具体的，如图5所示，所述的URRLC业务终端的信号调制发送过程具体包括以下步骤：
SA1：URRLC业务终端在空闲时刻对NR时隙结构和时频资源配置相关的系统信息进行监听，获取小区当前的空口资源规划信息；
SA2：当有URRLC业务需要发送时，将URRLC业务数据进行调制，并插入梳状参考信号；
SA3：在下一个DMRS符号出现的时频位置，完成调制后的URRLC业务信号的发送。
在具体实施过程中，所述空口资源规划信息包括子载波间隔、时隙配置、参考信号配置、BWP配置等。
更具体的，在所述URRLC业务终端的信号调制发送过程中，所述DMRS符号均复用有eMBB业务数据。
更具体的，在所述步骤SA1中，所述的NR时隙结构包括每个时隙内14个 OFDM符号上下行规划、DMRS映射类型以及时域分布。
其中，在所述步骤SA2中，所述的调制信号r(n)表达式具体为：
Figure RE-GDA0002303007710000061
其中，c为需要发送的比特流；n为序列编号，从0开始递增的整数；φ为偏移相位；此时，将URRLC业务数据信号叠加到在复用有eMBB业务数据的 DMRS符号上，具体为：
y(n)＝he(n)xe(n)+hu(n)xu(n)+η(n)
其中，xe(n)为eMBB业务上的按照调制信号r(n)产生的参考信号；xu(n)为 URRLC业务数据信号，he(n)和hu(n)分别对应不同的信道相应函数，η(n)为噪声；同时，在于基站约定位置插入一个梳状参考信号。
在具体实施过程中，在NR时隙中使用正常循环前缀的符号，一个时隙包含 14个OFDM符号，NR标准遵循极简传输原则，上行共享信道采用的DMRS，仅在PDSCH传输的资源块中出现，标准中定义了两种DMRS时域映射类型，如图3、图4所示，DMRS的位置通常都在一个时隙靠前的位置，部分映射方式在一个资源利用率高的时刻，eMBB业务通常占满一个时隙长度。本发明中，在 URRLC业务终端上行发送时，将URRLC业务复用eMBB业务的DMRS符号，使用的频域资源可以覆盖整个系统带宽。
实施例2
更具体的，在实施例1的基础上，如图5所示，所述的基站对于信号的判断译码过程具体包括以下步骤：
SB1：基站在接收到信号后将信号转换为频域信号，获得各个子载波能量幅度和相位；
SB2：判断是否存在URRLC业务与eMBB业务的复用；若不存在，执行步骤SB6；若存在，执行步骤SB3；
SB3：在DMRS上加权上一个NR时隙获取的估计信道，以获得预期接收参考信号，从而得到URRLC业务接收信号；
SB4：对URRLC业务接收信号通过梳状参考信号进行信道估计与均衡，对 URRLC业务接收信号进行解调和译码；
SB5：译码URRLC业务后，重新获取URRLC业务的调制信号，并与步骤 SB3中的估计信道进行加权，获取DMRS的剩余信号；
SB6：按照正常的eMBB业务解调与译码完成接收流程。
更具体的，在所述步骤SB2中，判断URRLC业务与eMBB业务是否存在复用的方式有两种；第一种具体为：检测预留发送DMRS，但并实际上没有发送 DMRS的子载波上的能量，当这类子载波能量高于噪声能量水平时，判定存在复用；第二种具体为：计算发送DMRS子载波上的能量，并与未发送业务复用的信号进行对比，若高出一个门限值，判定存在复用。
在具体实施过程中，所述的门限值是一个正数，数值越大则漏检率越高，数值越小则误警率越高，是各个厂家根据自行确定的一个经验值。
更具体的，在所述步骤SB2中，所述的未发送业务复用的信号包括上一个未发送URRLC业务的DMRS符号的能量或发送eMBB业务的符号能量。
更具体的，在所述步骤SB3中，通过获取eMBB业务上的参考信号xe(n)以及在基站本地保存的上一时刻的信道估计值
Figure RE-GDA0002303007710000071
从而获得预期参考信号
Figure RE-GDA0002303007710000072
更具体的，在所述步骤SB3中，计算得到所述URRLC业务接收信号的表达式具体为：
Figure RE-GDA0002303007710000073
在所述步骤SB5中，计算得到所述DMRS的剩余信号y～e(n)的表达式具体为：
Figure RE-GDA0002303007710000074
在具体实施过程中，本发明提供的一种基于抢占的上行URRLC业务与eMBB 业务共存方法，包括URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，充分利用NR时隙结构与DMRS传输特性，无需提前调度，URRLC 业务时延低；无需提高URRLC业务的发送功率，不会对相邻小区产生较大干扰；无需预留资源，能够提高时频资源的利用率，因此在保障URRLC业务的极低时延和可靠性的同时，保障eMBB业务的频谱效率与可靠性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：包括URRLC业务终端的信号调制发送过程和基站对于信号的判断译码过程，利用NR时隙结构与DMRS传输特性，将URRLC业务与上行DMRS进行复用，实现了上行URRLC业务与eMBB业务的共存。
2.根据权利要求1所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：所述的URRLC业务终端的信号调制发送过程具体包括以下步骤：
SA1：URRLC业务终端在空闲时刻对NR时隙结构和时频资源配置相关的系统信息进行监听，获取小区当前的空口资源规划信息；
SA2：当有URRLC业务需要发送时，将URRLC业务数据进行调制，并插入梳状参考信号；
SA3：在下一个DMRS符号出现的时频位置，完成调制后的URRLC业务信号的发送。
3.根据权利要求2所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述URRLC业务终端的信号调制发送过程中，所述DMRS符号均复用有eMBB业务数据。
4.根据权利要求2所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述步骤SA1中，所述的NR时隙结构包括每个时隙内14个OFDM符号上下行规划、DMRS映射类型以及时域分布。
5.根据权利要求4所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述步骤SA2中，所述的调制信号r(n)表达式具体为：
其中，c为需要发送的比特流；n为序列编号，从0开始递增的整数；φ为偏移相位；此时，将URRLC业务数据信号叠加到在复用有eMBB业务数据的DMRS符号上，具体为：
y(n)＝he(n)xe(n)+hu(n)xu(n)+η(n)
其中，xe(n)为eMBB业务上的按照调制信号r(n)产生的参考信号；xu(n)为URRLC业务数据信号，he(n)和hu(n)分别对应不同的信道相应函数，η(n)为噪声；同时，在于基站约定位置插入一个梳状参考信号。
6.根据权利要求5所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：所述的基站对于信号的判断译码过程具体包括以下步骤：
SB1：基站在接收到信号后将信号转换为频域信号，获得各个子载波能量幅度和相位；
SB2：判断是否存在URRLC业务与eMBB业务的复用；若不存在，执行步骤SB6；若存在，执行步骤SB3；
SB3：在DMRS上加权上一个NR时隙获取的估计信道，以获得预期接收参考信号，从而得到URRLC业务接收信号；
SB4：对URRLC业务接收信号通过梳状参考信号进行信道估计与均衡，对URRLC业务接收信号进行解调和译码；
SB5：译码URRLC业务后，重新获取URRLC业务的调制信号，并与步骤SB3中的估计信道进行加权，获取DMRS的剩余信号；
SB6：按照正常的eMBB业务解调与译码完成接收流程。
7.根据权利要求6所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述步骤SB2中，判断URRLC业务与eMBB业务是否存在复用的方式有两种；第一种具体为：检测预留发送DMRS，但并实际上没有发送DMRS的子载波上的能量，当这类子载波能量高于噪声能量水平时，判定存在复用；第二种具体为：计算发送DMRS子载波上的能量，并与未发送业务复用的信号进行对比，若高出一个门限值，判定存在复用。
8.根据权利要求6所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述步骤SB2中，所述的未发送业务复用的信号包括上一个未发送URRLC业务的DMRS符号的能量或发送eMBB业务的符号能量。
9.根据权利要求6所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述步骤SB3中，通过获取eMBB业务上的参考信号xe(n)以及在基站本地保存的上一时刻的信道估计值
Figure RE-FDA0002303007700000021
从而获得预期参考信号
Figure RE-FDA0002303007700000022
10.根据权利要求9所述的基于抢占的上行URRLC业务与eMBB业务共存方法，其特征在于：在所述步骤SB3中，计算得到所述URRLC业务接收信号的表达式具体为：
在所述步骤SB5中，计算得到所述DMRS的剩余信号
Figure RE-FDA0002303007700000032
的表达式具体为：
Figure RE-FDA0002303007700000033
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