CN110831157A - 通信系统中的多用户重叠传输方法 - Google Patents

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王明威
李春宏
吴冶
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Abstract

本发明公开了一种通信系统中的多用户重叠传输方法，包括下行传输阶段和上行传输阶段，该方法包括：将一个基本传输单元划分为多个时隙，一个基本传输单元是最小的传输单元，一个时隙是下行公共控制信道和上行公共控制信道物理层信道占用的一个单元；将用户的共享数据信道在全部时间上传输，并在多用户之间分配功率，而公共控制信道在一个基本传输单元中占用一个时隙的时间，在下行传输阶段，每个用户的公共控制信道在不同的时隙上传输，在上行传输阶段，用户的公共控制信道占掉本用户的基本传输单元相应的时隙资源。本发明通过独创的上、下行多用户重叠传输技术，最大限度的避免了控制信道的自干扰，提高了系统的效率。

Description

通信系统中的多用户重叠传输方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信系统中的多用户重叠传输方法。
背景技术
目前的通信系统中，对于单载波系统，在支持多用户时,通常采用时分传输的形式。时分复用(Time Division Multiplexer,TDM)是把一个传输通道进行时间分割以传送若干话路的信息，把N个话路设备接到一条公共的通道上，按一定的次序轮流的给各个设备分配一段使用通道的时间，当轮到某个设备时，这个设备与通道接通，执行操作，与此同时，其它设备与通道的联系均被切断，待指定的使用时间间隔一到，则通过时分多路转换开关把通道联接到下一个要连接的设备上去。但在广域覆盖中，终端用户的信道质量方差很大，如果都采用时分的机制，系统利用率很低(特别是在为远端用户服务的时候)。
随着物联网IoT应用的爆发式增长，IoT通信也在蓬勃发展。近距离物联网技术已经比较齐备，但有着广泛应用前景的广域物联网技术还处于起步阶段。广域物联网的核心是大覆盖、低功耗、大量的连接、低成本。而传统的3G、4G等通信协议是为高性能设计，不能兼顾成本和功耗以及大量连接。而现有的Lora等通信协议，以降低性能为代价，部分程度上达到了低成本、低功耗的目的。但由于采用了比较落后的扩频技术(20年前第三代移动通信中采用)，设计的性能在复杂环境下大打折扣，比如在城区环境下覆盖范围一般低于2km的水平。而例如SIGFOX等窄带技术抗干扰能力不强。尤其是现有的帧结构不能做到上下行完全同步，从而导致多载波、多系统通信中资源浪费和效率降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出了一种通信系统中的多用户重叠传输方法，提高了系统的效率。
本发明提供的一种通信系统中的多用户重叠传输方法，包括下行传输阶段和上行传输阶段，该方法包括：
将一个基本传输单元划分为多个时隙，一个基本传输单元是最小的传输单元，一个时隙是下行公共控制信道和上行公共控制信道物理层信道占用的一个单元；
将用户的共享数据信道在全部时间上传输，并在多用户之间分配功率，而公共控制信道在一个基本传输单元中占用一个时隙的时间，在下行传输阶段，每个用户的公共控制信道在不同的时隙上传输，在上行传输阶段，用户的公共控制信道占掉本用户的基本传输单元相应的时隙资源；
其中，公共控制信道承载短消息指示信息、ACK信息、请求接入以及数据PDU请求发送等信息；共享数据信道承载短消息和数据PDU。
进一步，一个基本传输单元固定由8个时隙组成。
进一步，根据用户的信道质量进行功率分配。
进一步，共享数据信道采用串行干扰消除技术来消除干扰。
与现有技术相比，本发明通过独创的上、下行多用户重叠传输技术，最大限度的避免了控制信道的自干扰，提升通信系统容量的同时，保证了用户的通信质量，使通信协议具备自适应能力，根据用户信道质量，自动调整传输模式。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为下行多用户重叠传输示意图；
图2为上行多用户重叠传输示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
目前的通信系统中，一般非OFDM系统，通常都是采用时分传输的技术来支持多用户传输，但在广域覆盖中，终端用户的信道质量方差很大，如果都采用时分的机制，系统利用率很低(特别是在为远端用户服务的时候)。为了提高通信系统的效率，本发明提出了一种多用户重叠传输的方法，也就是说多用户采用不同的发射功率，一起传输。通信系统中基本物理层信道包括公共控制信道(CCCH)和共享数据信道(DCH)，其中，公共控制信道承载短消息指示信息、ACK信息、请求接入以及数据包PDU请求发送等信息；共享数据信道承载短消息和数据包PDU(协议数据单元)。
为了避免控制信道的强干扰，我们将一个基本传输单元划分为多个时隙(Slot)，其中，一个基本传输单元是通信系统中最小的传输单元，一个时隙是下行公共控制信道(PD-CCCH)和上行公共控制信道(PU-CCCH)物理层信道占用的一个单元，在一些实施例中，一个基本传输单元固定由8个时隙组成。每个用户的控制信道在不同的时隙上传输，而共享数据信道在全部时间上传，这样最大限度的避免了控制信道的自干扰。共享数据信道最基本单元为一个基本传输单元，如果承载的是短消息等，只占用一个基本传输单元，如果承载的是数据包PDU，可以占用连续的多个基本传输单元。
本发明的公共控制信道将独占时间和功率，具备最高优先级，而共享数据信道将被公共控制信道占(puncture)掉部分资源，公共控制信道在一个基本传输单元中占用一个时隙的时间。在下行数据传输时，共享数据信道将占满全部基本传输单元时间，并在多用户之间分配功率，而每个用户的公共控制信道在不同的时隙上传输。在一些实施例中，功率的分配是根据用户的信道质量来分配的，若用户的信道质量较差，则给用户分配较高的功率，若用户的信道质量较好，则可以给用户分配较低的功率。
如图1所示，在一个下行基本传输单元中，同时发生了3个用户的公共控制信道(用户x,y,z),还包含3个用户的共享数据信道，以及一个BCH信道和ACK信道。
上行重叠传输与下行类似，上行用户可以做到在同样的载频和同样的时隙上达到完全重叠传输。在上行数据传输时，共享数据信道也是占满整个基本传输单元，但是会被本用户的公共控制信道占掉相应的时隙资源。
在一个具体实施例中，四个用户上行基本传输单元重叠传输，如图2所示，用户A的上行ACK反馈与用户B、C的控制信道和数据信道以及用户D的控制信道完全重叠传输。与下行控制信道不会重叠不同，上行控制信道与数据信道，数据信道与数据信道之间均有可能重叠。
在一些实施例中，共享数据信道可采用SIC(串行干扰消除)的技术最大限度的提升性能。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种通信系统中的多用户重叠传输方法，包括下行传输阶段和上行传输阶段，其特征在于，该方法包括：
将一个基本传输单元划分为多个时隙，一个基本传输单元是最小的传输单元，一个时隙是下行公共控制信道和上行公共控制信道物理层信道占用的一个单元；
将用户的共享数据信道在全部时间上传输，并在多用户之间分配功率，而公共控制信道在一个基本传输单元中占用一个时隙的时间，在下行传输阶段，每个用户的公共控制信道在不同的时隙上传输，在上行传输阶段，用户的公共控制信道占掉本用户的基本传输单元相应的时隙资源；
其中，公共控制信道承载短消息指示信息、ACK信息、请求接入以及数据PDU请求发送等信息；共享数据信道承载短消息和数据PDU。
2.根据权利要求1所述的一种通信系统中的多用户重叠传输方法，其特征在于，一个基本传输单元固定由8个时隙组成。
3.根据权利要求1所述的一种通信系统中的多用户重叠传输方法，其特征在于，根据用户的信道质量进行功率分配。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种通信系统中的多用户重叠传输方法，其特征在于，共享数据信道采用串行干扰消除技术来消除干扰。
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