CN110800236B - 用于数据传输和harq重传的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在基站(eNB)与用户(UE1，UE2)之间通讯的方法，该方法包括：‑识别两个不相交的导频列表，即第一个用于初始上行链路传输(第1Tx)，并且第二个用于上行链路重传(ReTx)；‑定义这两个列表的导频之间的第一映射。

Description

用于数据传输和HARQ重传的方法

技术领域

本发明涉及通讯领域。在此领域中，本发明更具体地涉及设备与基站之间的传输期间的协议。

本发明尤其应用于无线通信领域，特别是且不限于所谓的mMTC通信(英文术语“massive Machine Type Communications(海量机器类通信)”的首字母缩写)领域。

这种类型的通信是指在基站覆盖的区域内大量部署设备的情况，这些设备能够向基站传输数据。在这样的情况下，各种设备的传输可能会不时地发生。

事实上，用于将数据上传到实体以利用这些数据的传感器网络的密集化在未来几年里是可以预见的。已经可以列举出现有的上传视频数据的视频监控摄相机的网络。目前还有其他网络部署在各种不同的领域中，比如在能源领域上传天然气或电力消耗数据，以及比如在健康领域上传患者的生理数据。因此，将通过同一物理链路(通常会是无线电链路)传送的偶发信息传输会有可预见的增加。

背景技术

下一代(5G等)系统构成了3GPP的工作主题以定义规则，使得基站能够同时接收源自移动终端的通信和源自传感器的偶发通信，这些移动终端需要具有很高或的确非常高的吞吐量(几兆比特/秒)的几乎永久的连接性。

此外，由传感器产生的传输具有比特率低(几比特/秒，每天大约20字节)、字符随机且不完整的特定特征。

由3GPP发布的所谓的LTE标准指定了当接收器未能成功检测或解码发射器发射的数据时传输和重传的方法。因此就有了图1所展示的所谓握手协议。用户设备UE通过借助信令信道PRACH传输前导码而向基站eNB请求传输授权。在基站eNB成功识别前导码时，其通过信号RAR(随机接入响应)进行响应。在接收时，用户设备UE分派认证信号Msg 3。如果检测成功，则基站eNB通过信号“竞争解决”进行响应。在接收时，用户设备UE分派调度信号SR(调度请求)，并等待基站的授权。只有在基站eNB向用户设备UE分派UL授权信号后，才会授权该用户设备进行传输。授权后，用户设备开始其传输数据初始Tx。

此授权协议可以提供稳定的服务质量，该稳定的服务质量适用于被称为eMBB(英文术语“增强型移动宽带通信(enhanced Mobile Broadband Communications)”的首字母缩写)的高比特率蜂窝通信，这些通信要求高数据比特率以及适当数量的活动用户和较少的延迟限制。

由于每个上行链路传输都必须遵循此授权协议，所以此授权协议(握手协议)引入了显著的传输延迟。此外，该授权协议需要大量的上行链路信令信号。对于在电力和计算能力方面都可能具有较低能力的mMTC设备来说，这些限制被认为是非常昂贵的。

对于此类通信，提到了一种新型协议，这就是所谓的GF(英文为“Grant-Free”)免授权传输协议。根据此协议，只要用户数据准备传输，用户就可以将其数据传输到基站，而无需等待或请求授权，如图2所展示的。

发明内容

本发明提出了一种基站与用户之间的通讯方法，该方法包括：

-识别两个不相交的导频列表，这两个导频列表中的第一个用于初始上行链路传输，并且这两个导频列表中的第二个用于上行链路重传，

-定义这两个列表的导频之间的第一映射。

根据特定实施例，该方法还包括：定义第一不同图案，该第一不同图案定义第二列表的导频之间的第一级对应关系，以便分别区分不同的重传模式。

根据特定实施例，这些模式之一是采用增量冗余模式的HARQ。

根据特定实施例，这些模式之一是采用重复模式的HARQ。

根据特定实施例，为同一传输定义至少两次重传。根据此实施例，该方法还包括第二图案，该第二图案定义第二列表的导频之间的第二级对应关系。

此外，本发明的主题是一种基站，该基站被适配成实施通讯方法，该基站包括链接到天线的发射器和接收器、微处理器和存储器。该基站使得：

-该存储器被适配成存储两个不相交的导频列表，这两个导频列表中的第一个用于初始上行链路传输，并且这两个导频列表中的第二个用于上行链路重传，并且该存储器被适配成存储这两个列表的导频之间的第一映射，

-该微处理器被适配成将在接收到由该天线接收的数据之后由该接收器提供的导频与所存储的导频列表进行比较，以确定其接收到的数据对应于初始传输还是重传。

此外，本发明的主题是一种用户设备，该用户设备被适配成实施通讯方法，该用户设备包括链接到天线的发射器和接收器、微处理器和存储器。该设备使得：

-该存储器被适配成存储两个不相交的导频列表，这两个导频列表中的第一个用于初始上行链路传输，并且这两个导频列表中的第二个用于上行链路重传，并且该存储器被适配成存储这两个列表的导频之间的第一映射，

-该微处理器被适配成从第一存储的导频列表中确定第一导频并控制该发射器发射包括该导频的数据包，并且

-该微处理器被适配成在控制该发射器进行重传之前在确定的持续时间内等待确认信号。

附图说明

在结合以非限制性示例的方式给出的附图进行的以下描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

图1是所谓的握手协议HS的图示。

图2是所谓的免授权协议GF的图示。

图3表示根据本发明的两个导频列表，其中根据传输方法的第一特征识别这两个列表之间的映射。

图4表示两个导频列表之间循环和顺序类型的示例性映射。

图5是采用重复CC模式的HARQ的图示。

图6是采用增量冗余IR模式的HARQ的图示。

图7是采用增量冗余IR的重传模式的示例性图案的图示。

图8是导频的示例性使用的图示。

图9和图10是展示根据本发明的方法的运行的图示。

图11和图12是在用户级和基站级运行该方法的流程图。

图13是用户设备的简化结构的图示。

图14是基站的简化结构的图示。

具体实施方式

本发明的背景是，根据该背景，基站eNB获知容易根据GF免授权传输方法与其通信的用户UE的列表以及这些用户的标识符UE ID。此外，根据此背景，任何传输都符合一种格式，依据该格式，所传输的数据包括例如CRC(循环冗余校验)类型的传输数据验证字段，如果数据被正确解码，则该验证字段触发确认ACK作为反馈。此字段使得能够检查数据被正确无误地传输，并且尤其是包括在数据中的发射器的标识符UE ID是正确的。此外，根据这种格式，UE进行的任何传输都包括导频。

此外，根据此背景，识别了专用于GF免授权访问的时频资源网格，并相应地配置了通讯系统。因此，基站根据专用于GF传输的LTE的术语获知频率和时间资源、块资源。在正确解码接收到的数据的情况下，来自用户的传输与由基站传输的确认信号ACK的传输之间的调度也通过此背景确定。

根据图3所展示的传输方法的第一特征，该方法识别导频的两个不相交列表(P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm)、(R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK)。导频的第一列表(P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm)专用于初始上行链路传输。导频的第二列表(R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK)专用于初始传输之后的上行链路重传。这两个列表的大小可以相同，也可以不同。这些列表对于UE和基站eNB是已知的。

然而，第一列表的导频数量是足以使用户列表中的每个UE可以选择与此列表中的另一个UE所使用的导频不同的导频的数量。这种选择可以以随机方式执行。因此，基站eNB在接收到第一列表的导频之后，获知活跃用户UE的数量。

根据图3所展示的传输方法的第二特征，该方法定义了两个列表的导频之间的第一映射。第一列表的每个导频与第二列表的导频映射，该第二列表的导频被称为重传的参考导频(ReTx pilot)。如果列表不具有相同数量的导频，则第二列表的导频可能与第一列表的若干个导频相映射。

图4表示两个导频列表之间循环和顺序类型的示例性映射。

执行GF重传的用户必须使用第二列表中的导频之一。此导频的选择不再像第一列表那样是随机的。从第二列表中选择的导频是与用户UE在初始传输期间使用的导频相映射的导频。因此，基站eNB具有链路，该链路通过查阅两个导频列表之间的映射将初始传输期间接收到的数据与重传期间接收到的数据相关联。

如果两个列表大小相同，则在相关联期间不会有歧义。另一方面，如果第二列表的同一导频与第一列表的若干个导频搭挡，则基站eNB可能不能仅基于在第一重传期间使用的导频来确定必然相关联。只有在两个用户在初始传输期间使用了与第二列表的同一导频对应的导频时，才出现这种不确定性。这种情况的概率必须很低。

根据传输方法的第三个特征，初始传输之后是可以根据各种模式执行的重传。

本发明尤其旨在使HARQ协议(在物理层级上运行的重传协议)适于访问免授权信道。各种模式是例如采用重复CC(跟踪合并HARQ)的重传模式或采用增量冗余IR(增量冗余HARQ)的重传模式。

图5展示了采用重复CC模式的HARQ。根据此模式，重传与在初始传输第1Tx期间传输的数据有关：因此，该重传需要重复已经传输的数据段。根据图5所展示的示例，奇偶校验位(pari bits 1)伴随在初始传输第1Tx期间所传输的系统位(sys bits)。并且在重传(Re-Tx)期间重复奇偶校验位(pari bits 1)。通过仅重传初始传输的冗余数据，接收器可以以连贯方式组合冗余数据以获得SNR的提高。这种组合在原理上由按位加法和除以二组成。鉴于在重传期间没有新的冗余数据的事实，采用重复CC的重传之后的编码率是恒定的。

图6展示了采用增量冗余IR模式的HARQ。根据此模式，重传Re-Tx与初始传输期间未传输的数据有关：因此，该重传不需要重复已经传输的数据段，而是需要传输新数据。接收器因此可以受益于更鲁棒的编码增益，即编码速率降低。根据图6所展示的示例，奇偶校验位(pari bits 1)伴随在初始传输第1Tx期间所传输的系统位(sys bits)。并且在重传(Re-Tx)期间传输奇偶校验位(pari bits 2)。

为了区分这些不同的模式，对于每种模式，该方法都识别参考导频(ReTx pilot)与第二列表的其他导频之间的关系图案。这些图案彼此不同，以便将各种模式彼此区分开。这些图案可以被称为映射子级。

图7展示了采用增量冗余IR的重传模式的示例性图案。根据示例，此图案通过向右移动一个位置来获得。根据此示例，假设用于重传的参考导频(ReTx pilot)是R2。为了识别出这是采用增量冗余IR的重传模式，根据该图案，在第一重传期间使用的导频不是导频R2而是导频R3。如果随后执行第二重传，则该第二重传必须根据图案使用导频R4。如果随后有其他重传，则依此类推。采用重复CC的重传模式的示例性图案可以通过在每个重传级别向左移动一个位置来获得。

因此，参考图8，如果初始传输使用第一列表的导频P7，则根据图4定义的映射，用于重传的参考导频(ReTx pilot)是第二列表的导频R2。基站接收带有导频P7的传输。如果重传使用导频R3，则鉴于各种重传模式的图案，基站由此推断该模式是采用增量冗余IR的模式。另一方面，如果重传使用导频R1，则鉴于各种重传模式的图案，基站由此推断该模式是采用重复CC的模式。

图9和图10以及图11和图12的流程图展示了该方法的运行。图11的流程图以图解方式示出了方法1在用户设备侧的运行。图12的流程图以图解方式示出了方法2在基站侧的运行。

在图9所展示的情况下，两个用户UE1、UE2是活动的，并且每个都传输(Tx(Data，P))包括第一列表的导频P的GF免授权型的初始传输。

基站eNB检测(UE acti detec)在专用于GF传输的网格的资源上的活动，即该基站接收用户设备借助于这些资源传输的数据(Data)。基站eNB检测(UE Data detec)所用的导频P，并因此确定有两个活动用户，并且鉴于这些导频属于第一列表P_i，j的事实，确定是初始传输的问题。

基站eNB尝试解码(Decod)这些活动用户的根据免授权协议GF传输的两次初始传输。这种解码通常包括检测(UE Data detec)接收到的数据、对从各种活动用户中的用户接收到的每个数据包进行信道解码。借助于验证字段的测试，基站确定解码是否正确(CRC？，Y)并且然后为每个用户生成确认信号ACK，或者确定该解码是否不正确(CRC？，N)。

并行地，每个活动用户都处于等待确认反馈ACK的待机状态(ACK(T0)？)，该确认反馈ACK在基站eNB正确解码所传输的数据时必须被该基站寻址到该活动用户。

在使用验证字段之后并且如果此字段指示正确的解码(CRC？，Y)，则基站eNB确定用户的标识符。两次初始传输中的每一次的数据被成功解码，基站eNB根据符合GF免授权传输的调度的所确定调度T0为两个用户中的每一个传输确认信号ACK。

根据调度T0接收确认信号ACK的用户UE1、UE2不执行(Fin Tx)初始传输数据的重传。

图10所展示的情况不同于图9所展示的情况，因为只有用户UE1的初始传输被基站eNB正确解码。基站eNB未成功地(CRC？，N)正确解码用户UE2的初始传输，其存储(Memo(Data，P))从用户UE2接收到的初始数据以及此用户UE2使用的导频P。仅用户UE1根据GF免授权传输的调度T0接收确认信号ACK。

用户UE2没有根据针对GF免授权传输确定的调度T0接收到的任何确认信号ACK。用户UE2由此推断其必须执行重传R。鉴于该用户已经用于初始传输的导频，用户UE2根据映射确定参考导频(ReTx pilot)。如果定义了若干重传(CC，IR)模式，则用户选择这些模式之一。在与此模式相关联的图案(Map_CC，Map_IR)的基础上，用户UE2确定将用于第一重传的导频。用户UE2在可变的时间间隔(backoff)之后执行其重传(ReTx)。

然后用户UE2转到待机状态(ACK(T0)？)等待确认反馈ACK，该确认反馈ACK在基站eNB在经重传的数据的帮助下正确解码最初传输的数据时必须被该基站寻址到该用户。

基站eNB检测(UE acti detec)在专用于GF传输的网格资源上的活动，即该基站接收借助于这些资源传输的数据。

基站eNB检测(UE Data detec)所用的导频。通过与导频列表P_i，j、R_i，j进行比较，该基站确定是重传的问题。通过与列表之间的映射(Map_PR)进行比较，该基站确定此次重传必须与用户UE2的初始传输相关联。通过使用图案(Map_CC，Map_IR)，该基站通过将这些图案与接收到的导频进行比较来确定重传模式。基站eNB因此获知如何将初始传输的数据与经重传的数据进行组合(CC，IR comb)。

如果该基站成功(CRC？，Y)解码(Decod)经组合数据，则基站eNB根据符合GF免授权传输的调度的所确定调度T0为用户UE2传输确认信号ACK。如果该基站未正确解码(CRC？，N)经组合的数据，则基站不传输任何确认信号，并且该方法循环为待机状态，等待检测专用资源上的活动。

图13展示了根据上文描述的实施例的用户设备的简化结构。这种设备UE包括：连接到天线的发射器EM和接收器RE、包括缓冲存储器(例如RAM)的存储器MEM、配备有例如微处理器并由计算机程序驱动的处理单元μP，以执行根据本发明的通讯方法1。

在初始化时，计算机程序的代码指令例如在被处理单元μP的处理器执行之前被加载到缓冲存储器中。处理单元μP接收通常在MAC层级上准备的并且例如从语音应用或从设备本地的应用(比如针对网站的互联网请求)产生的数据作为输入数据。处理单元μP读取存储在存储器MEM中的两个导频列表以及两个列表之间的映射。处理单元μP的微处理器根据计算机程序的指令实施上述通讯方法1的步骤。

图14展示了根据上文描述的实施例的基站的简化结构。这种基站eNB包括：连接到天线的发射器EM和接收器RE、包括缓冲存储器(例如RAM)的存储器MEM、配备有例如微处理器并由计算机程序驱动的处理单元μP，以执行根据本发明的通讯方法2。

在初始化时，计算机程序的代码指令例如在被处理单元μP的处理器执行之前被加载到缓冲存储器中。处理单元μP接收由天线接收并由接收器RE处理的数据(Data，P)作为输入。处理单元μP读取存储在存储器MEM中的两个导频列表以及两个列表之间的映射(Map_PR)。处理单元μP的微处理器根据计算机程序的指令实施上述通讯方法2的步骤。

因此，本发明也适用于被适配成实施本发明的计算机程序(或更具体地分布在用户设备与基站之间的其各种模块)，尤其是信息介质上或其中的计算机程序。此程序可以使用任何编程语言并且采用源代码、目标代码或者是介于源代码与目标代码之间的代码的形式，比如是部分编译形式，或是任何其他令人期望的形式以实现根据本发明的方法。

该信息介质可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，该介质可以包括比如ROM(例如，CD ROM或微电子电路ROM)等存储装置、或磁记录装置(例如，磁盘(软盘)或硬盘)。

可替代地，该信息介质可以是结合了该程序的集成电路，该电路被适配成执行或用于执行所讨论的方法。

此外，该程序可以转换为可经由电缆或光缆、通过无线电或通过其他手段传递的可传输形式，比如电信号或光信号。根据本发明的程序可以具体地通过互联网类型的网络进行下载。

Claims (6)

1.一种在基站（eNB）与用户（UE）之间通讯的方法，该方法使得上行链路传输符合免授权，该方法包括：

-识别两个不相交的导频列表（

，P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm，P1，…，P10）和（

，R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK，R1，…，R5），这两个导频列表对该基站和这些用户是已知的，这两个导频列表中的第一个（

，P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm，P1，…，P10）用于初始上行链路传输，并且这两个导频列表中的第二个（

，R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK，R1，…，R5）用于上行链路重传，

- 定义这两个列表的导频之间的第一映射（MAP-PR）,

- 在初始上行链路传输（Tx）期间由用户随机选择第一列表中的导频，该导频被称为第1导频（P），

- 在重传（ReTx）期间由该用户从第二列表中选择导频（R2），称为参考导频（ReTx pilot），此参考导频（ReTx pilot）与该第1导频相映射，

- 定义至少两个不同图案（Map_CC，Map_IR），每个图案定义该参考导频（ReTx pilot）与第二列表的另一个导频（R3，R1）之间的映射子级，以便区分至少两个不同的重传模式（CC-HARQ，IR-HARQ）。

2.如权利要求1所述的通讯方法，根据该方法，这些模式之一是采用增量冗余模式的HARQ。

3.如权利要求1或2所述的通讯方法，根据该方法，这些模式之一是采用重复模式的HARQ。

4.如权利要求1或2所述的通讯方法，根据该方法，为同一传输定义至少两次重传，并且根据该方法，对于给定图案，该映射子级介于该参考导频（ReTx pilot）与第二列表的分别用于两次重传的至少两个其他导频（R3，R4）之间。

5.一种基站（eNB），该基站被适配成实施该基站（eNB）与用户（UE）之间的通讯的方法，该方法使得上行链路传输符合免授权，该基站包括链接到天线的发射器（EM）和接收器（RE）、微处理器（µP）和存储器（MEM），其特征在于：

- 该存储器（MEM）被适配成存储两个不相交的导频列表（

，P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm，P1，…，P10）和（

，R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK，R1，…，R5），这两个导频列表对该基站和这些用户是已知的，这两个导频列表中的第一个（

，P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm，P1，…，P10）用于初始上行链路传输，并且这两个导频列表中的第二个（

，R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK，R1，…，R5）用于上行链路重传，并且该存储器被适配成存储这两个列表的导频之间的第一映射（Map_PR），

- 该微处理器（µP）被适配成将在接收到由该天线接收的数据（Data，P）之后由该接收器（RE）提供的导频（P）与所存储的导频列表进行比较，以确定接收到的数据对应于初始传输（Tx）还是重传（ReTx），

- 该存储器（MEM）被适配成存储至少两个不同图案（Map_CC，Map_IR），每个图案定义第二列表的要在第一上行链路重传期间选择的另一个导频（R3，R1）与同第一列表的在第一上行链路传输期间使用的被称为第1导频的导频相映射的被称为参考导频（ReTx pilot）的导频（R2）之间的映射子级，以便区分至少两个不同的重传模式（CC-HARQ，IR-HARQ）。

6.一种用户设备（UE），该用户设备被适配成实施通讯方法，该方法使得到基站（eNB）的上行链路传输符合免授权，该用户设备包括链接到天线的发射器（EM）和接收器（RE）、微处理器（µP）和存储器（MEM），其特征在于：

- 该存储器（MEM）被适配成存储两个不相交的导频列表（

，P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm，P1，…，P10）和（

，R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK，R1，…，R5），这两个导频列表对该基站（eNB）是已知的，这两个导频列表中的第一个（

，P11，P12，…，P1m，…，Pn1，Pn2，…，Pnm，P1，…，P10）用于初始上行链路传输，并且这两个导频列表中的第二个（

，R11，R12，…，R1K，…，Rl1，Rl2，…，RlK，R1，…，R5）用于上行链路重传，并且该存储器被适配成存储这两个列表的导频之间的第一映射（Map_PR），

- 该微处理器（µP）被适配成在初始上行链路传输期间从存储的第一导频列表中随机选择导频，称为第1导频（P），并且控制该发射器发射包括该第1导频的数据包（Data，P），并且

- 该微处理器（µP）被适配成从存储的第二导频列表中选择第二导频（R2），称为参考导频（ReTx pilot），此参考导频与该第1导频相映射，

- 该微处理器（µP）被适配成在控制发射器（EM）对包括该参考导频（ReTx pilot）的数据包进行上行链路重传之前，在确定的持续时间（T0）内等待确认信号（ACK），

- 该存储器（MEM）被适配成存储至少两个不同图案（Map_CC，Map_IR），每个图案定义第二列表的要在第一上行链路重传期间选择的另一个导频（R3，R1）与同第一列表的在第一上行链路传输期间使用的被称为第1导频的导频相映射的被称为参考导频（ReTx pilot）的导频（R2）之间的映射子级，以便区分至少两个不同的重传模式（CC-HARQ，IR-HARQ）。

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