CN111108799B - 一种高效控制信令方法及系统 - Google Patents

Abstract

当在物联网框架中支持大量连接时，减少控制信令是用于提高资源效率的有效技术。在零星和小数据分组的存在下，必须优化控制信令的使用以不压制网络资源。在一些实施例中，控制信令分组中的位图可指示对应于配置参数的某些信息元素是存在还是不存在。当它们不存在时，可以使用对应配置参数的预先确定的值，而当它们存在时，可以使用来自预定义值集合中的预定义值。在其他实施例中，可以周期性地更新预先确定的值。

Description

一种高效控制信令方法及系统

技术领域

本文档一般涉及无线通信。

背景技术

移动电信技术正在将世界带向一个日益互连和网络化的社会，被称为物联网(IoT)。与现有的无线网络相比，下一代系统和无线通信技术将需要支持更宽范围的用例特性并且提供对网络资源的更高效的使用。

发明内容

本文档涉及用于在支持大量连接的无线通信网络中高效控制信令从而更高效地利用网络资源的方法、系统和设备。

在一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括接收控制信令分组，基于该控制信令分组中的位图来确定该控制信令分组中是否存在一个或多个信息元素，其中该一个或多个信息元素中的每个信息元素对应于一个配置参数或一个配置参数集合，并且其中该配置参数集合包括调制和编码方案(MCS)、传输块(TB)大小、冗余版本(RV)和混合自动重传请求(HARQ)过程标识(PID)中的至少一者。在确定所述控制信令分组中不存在的所述一个或多个信息元素的中信息元素时，针对与缺少的信息元素对应的配置参数使用预先确定的值，其中所述预先确定的值由通信节点确定，并且在确定所述一个或多个信息元素中的信息元素存在于所述控制信令分组中时，针对与存在的信息元素对应的配置参数使用来自预定义值集合中的预定义值。

在另一个示例性方面，公开了另一种无线通信方法。该方法包括确定用于配置参数集合中的每个配置参数的每个预先确定的值是否支持当前传输模式，其中该配置参数集合包括调制和编码方案、传输块大小、冗余版本和混合自动重传请求(HARQ)过程标识(PID)中的至少一个。在确定不支持所述当前传输模式时，将至少一个信息元素包括在控制信令分组中，以及修改所述控制信令分组中的位图，并且随后，发射所述控制信令分组

在又一示例性方面，公开了一种无线通信装置(例如，移动站或UE)。该无线通信装置包括处理器，该处理器可操作以执行指令从而使移动站接收控制信令分组，基于控制信令分组中的位图确定控制信令分组中是否存在一个或多个信息元素，其中一个或多个信息元素中的每一个对应于配置参数集合中的配置参数，并且其中该配置参数集合包括MCS、TB大小、RV和HARQ PID中的至少一个。在确定控制信令分组中不存在的一个或多个信息元素中的信息元素时，指令进一步使移动站针对与缺少的信息元素对应的配置参数使用预先确定的值，其中该预先确定的值由通信节点确定，以及在确定一个或多个信息元素中的信息元素存在于控制信令分组中时，指令还使得移动站针对与存在的信息元素对应的配置参数使用来自预定义值集合中的预定义值。

在又一示例性方面，公开了一种通信节点(无线基站)。该通信节点包括处理器，该处理器可操作以执行指令，从而使通信节点确定用于配置参数集合中的每个配置参数的每个预先确定的值是否支持当前传输模式，其中该配置参数集合包含以下各项中的至少一者：MCS、TB大小、RV和HARQ PID。当确定不支持当前传输模式时，指令进一步使得通信节点在控制信令分组中包括至少一个信息元素，并且修改控制信令分组中的位图，并且随后发射控制信令分组。

在又一个示例性方面，上述方法体现为处理器可执行代码的形式并且存储在计算机可读程序介质中。

在又一示例性实施例中，公开了一种经配置或可操作以执行上述方法的设备。

在附图、说明书和权利要求书中更详细地描述了以上及其他方面及其实施方案。

附图说明

图1示出了根据本公开技术的一些实施例的无线通信中的基站(BS)和用户设备(UE)的示例。

图2A和图2B示出了根据本公开技术的一些实施例的具有位图和信息元素的分组的示例。

图3示出了根据本公开技术的一些实施例的在无线通信装置上执行的无线通信方法的示例。

图4示出了根据本公开技术的一些实施例的在通信节点上执行的无线通信方法的示例。

图5是根据本公开技术的一些实施例的无线电站的一部分的框图表示。

具体实施方式

随着物联网(IoT)的发展，配备有无线通信模块的大量传感器节点预期由蜂窝网络来服务。通常，IoT话务traffic)往往是零星的并且具有小的数据分组大小，并且表现出与传统语音或数据服务相比相当不同的话务量(traffic profile)。当支持大量连接时，IoT通信中的研究的活跃领域是资源效率。为了支持来自多个传感器节点的零星和小分组大小的话务量，用于配置参数的信令开销可能比随后发射的数据分组占用更多的资源。因此，控制信道上的控制信令变成必须解决的瓶颈。

图1示出了根据本公开技术的一些实施例的无线通信中的基站(BS)和UE的示例。在实施例中，基站120向各个UE(110-1至110-3)发射控制信令(140-1至140-3)。控制信令可以包含用于UE(130–1至130-3)的后续数据传递的配置参数。配置参数通常包括MCS(调制和编码方案)、TB(传输块)大小和RV(冗余版本)，但不限于这些参数。在数据分组的格式化或配置中使用的任何配置参数都可以作为信息元素作为控制信令的一部分进行发射。

在示例中，MCS、TB大小和RV参数是当前长期演进(LTE)系统中的强制信息元素。为了支持LTE系统中的传统语音或数据服务，为具有各种能力的UE定义了几十个MCS、几十个TB大小和4个RV。相比之下，对于IoT场景，可能需要较小的参数集合，因为传感器能力由于成本和功耗约束而受到限制。例如，系统必须支持的预期或所需数据速率可用于确定需要何种参数集合。

不管应用如何，控制信令通常用于配置后续数据传递，并且本公开的技术的实施例最小化所需的控制信令的量，这在数据话务量是零星的并且包括许多小分组时是特别有益的。

当前公开的技术的实施例公开了使用控制信令分组中的信息元素的存在或不存在来确定某些配置参数应当被设置为什么值以进行后续的数据传递。例如，在确定不存在与一个或多个参数相对应的信息元素时，UE解释不存在以指示应该将预先确定的值用于那些一个或多个参数。相反，在确定存在与一个或多个参数相对应的信息元素时，UE将从对应信息元素中的数据导出用于那些一个或多个参数的值。在当前公开的技术的其他实施例中，由UE使用的预先确定的值是从预先确定的值的范围中确定的，并且可以由基站周期性地更新。

图2A和2B示出了根据本公开技术的一些实施例的具有位图和信息元素的分组的示例。在一个实施例中，图2A示出了包括对信息元素(220-1至220-3)的存在或不存在进行编码的位图字段210的分组200。在简化的场景中，位图字段210中的“111”的位图值可以指示三个信息元素存在于分组200中。作为示例，信息元素(220-1至220-3)被解释为对应于调制和编码方案(MCS)、传输块(TB)大小和冗余版本(RV)。在从基站接收到该分组时，并且基于对应信息元素中的数据，UE将使用对应配置参数的预先确定的值。在示例中，用于后续数据传输的MCS、TB大小和RV参数将在UE处被更新。在实施例中，预定义值可以被存储为配置参数表。

图2B示出了包括位图字段210的分组200，在一个实施例中，位图字段210对信息元素220-1中的MCS参数的存在进行编码，但是缺少用于TB大小和RV参数的信息元素。在这个场景中，位图值“100”导致基于信息元素220-1中的数据针对MCS使用预定义值。并且由于对应的信息元素不存在于控制信令分组中，由UE使用TB大小和RV的预先确定的值

在一个实施例中，使用当前正由UE使用的TB大小和RV参数的预先确定的值。在另一个实施例中，RV参数的预先确定的值取决于MCS参数的值，因为假定MCS参数比RV参数具有更高的优先级。

当前公开的技术的实施例不限于本文描述的示例。信息元素可对应于一个或多个配置参数，且其不存在或存在将导致针对所述一个或多个配置参数中的所有配置参数分别使用预先确定的值(例如，从基站周期性地接收的值)或替代值(例如，基于信息元素中的数据确定的预定值)。

类似地，可以在参数之间建立层级，其中一些参数比其它参数具有更高的优先级。当确定具有较低优先级的参数的信息元素不存在时，这些较低优先级参数可以根据较高优先级参数已被赋予的值而被赋予预先确定的值。在这些场景中，可能已经使用预先确定的值或对应信息元素中的数据对较高优先级配置参数赋予了值。

在一些实施例中，参数的预先确定的值在UE处通常是固定的，但是可以由基站基于无线环境中的UE的能力来周期性地更新。例如，基于过去、现在或未来的无线状况(例如RSSI或SNR测量结果)和/或UE的能力，基站可确定新的预先确定的值并将其在周期性广播分组中发射给UE。

示例1-在一些IoT应用中，环境传感器经由小数据分组向基站周期性地发送所测量的数据。该数据速率通常是低的(例如，小于每秒100千比特)，并且使用QPSK调制通常足以保证稳健的接收性能。此外，应用4-重复(4-repetition)技术以对抗极端覆盖中的路径损耗(例如土壤或地下室中的传感器)。

基站使用以下MCS、TB大小和RV的示例小表作为预定义值集合，具有一个标称值集合和两个其他选项。在一个实施例中，标称值集合是在确定不存在对应信息元素时可以使用的预先确定的值的默认集合。

关于所接收的控制信令分组，讨论了两种可能的情况。在第一种情况下，不存在信息元素，并且MCS、TB大小和RV参数的值没有明确指示。因此，UE使用标称值集合来发射任何后续数据分组。4-重复的对应RV是[0 3 0 3]，使得每个单重复副本是可自解码的，并且IR(增量冗余)组合在重复副本之间是可能的。

在第二种情况下，信息元素存在，并且MCS、TB大小和RV参数的值被明确地指示。3-比特位图启用参数的独立配置。因此，UE应该使用所指示的值集合来发射后续数据分组。4-重复的对应RV是[0 0 0 0]或[0 2 3 1]。前者便于可自解码重复副本和追加合并(chansecombining，CC)，而后者实现重复副本之间的增量冗余合并(优于CC)。

在另一示例中，在UE处使用单个比特来支持三个配置选项，并且通过标称值集合来支持可自解码和IR(增量冗余)合并。此外，由于在该IoT应用中采用小数据分组和低数据速率，所以该预定义值集合仅具有三个可能的配置选项。通常，该预定义值集合的大小可以基于所支持的或所需的数据速率。

示例2-在一些IoT应用中，具有不同数据速率的传感器被部署在同一小区中。基站应支持几个MCS选项以满足来自各种传感器的数据测量报告的要求。在该示例中，支持BPSK和QPSK调制两者。

基站使用以下MCS、TB大小和RV参数的示例小表作为预定义值集合，具有一个标称值集合和6个其他选项。

如在先前的示例(示例1)中，讨论了两种可能的情况。在第一种情况下，不存在信息元素，这意味着MCS、TB大小和RV参数的值没有被明确地指示。因此，UE应当使用标称值集合来发射其后续数据分组。预先确定的调制值是QPSK，其由基站确定的并且基于传感器的能力和无线环境。利用该选项，可以为每个适用的UE节省3-比特信令开销。在第二种情况中，存在信息元素，这表示MCS、TB大小和RV参数的值被明确地指示。如上表所示，每个3-比特位图可独立地将配置参数中的每一个配置为配置表中的值。因此，UE应使用所指示的值集合来发射其后面的数据分组。

图3示出了根据本公开技术的一些实施例可以在无线通信装置(UE或传感器)处实现的无线通信方法的示例。该方法开始于步骤310，其中UE或传感器从基站接收控制信令分组。

在步骤320，UE解析控制信令分组中的位图字段，并确定在控制信令分组中是存在一个或多个信息元素还是不存在一个或多个信息元素。除了用于配置用于后续数据分组传输的参数的信息元素的指示之外，位图字段还可以包括其他信令结构。此外，每个信息元素可以对应于一个或多个配置参数。

在图2A和图2B的上下文中，信息元素比特对应于单个配置参数。本文描述的实施例不限于使用特定参数，或者通过信息元素与配置参数之间的任何映射。

在步骤330，在确定对应的信息元素不存在时，预先确定的值被用于一个或多个配置参数。预先确定的值通常由通信节点(或基站)确定。在一个实施例中，预先确定的值可以针对每个配置参数单独地选择，或者作为一组配置参数的集合来选择。在另一个实施例中，用于某些配置参数(较低优先级)的预先确定的值可取决于用于其它配置参数(较高优先级)的值，而不管高优先级配置参数的值是如何确定的。

例如，并且在上述示例1的上下文中，如果假定MCS比RV具有更高的优先级，则RV的预先确定的值由所选择的MCS值确定。如果MCS参数被设置为[0或1](无论该MCS值是通过使用预先确定的值还是基于对应的信息元素的替选值确定的)，如果对应于RV的信息元素不存在于控制信令分组中，则其预先确定的值是[0 3 0 3]。如果MCS被选择为不同于[0，1]的某事物，并且如果对应于RV的信息元素不存在于该消息中，则其预先确定的值是[0 2 31]。在该示例中，RV参数具有2个预先确定的值，并且它们中的一个由MCS参数确定。

在又一个实施例中，预先确定的值可由基站从预先确定的值的范围选择，且可由基站周期性地更新。此外，可以从每个参数的所有可用值的至少一部分中选择预先确定的值。例如，MCS参数的值可以在[0，1…，31]的范围中，并且预先确定的值可以从范围[0，1，2]中选择。在一个实施例中，预先确定的值由基站基于大多数UE的能力来确定。然后，基站将该更新的预先确定的值广播到其覆盖中的UE。由于无线环境的动态统计，可以周期性地改变预先确定的值。因此，基站将周期性地广播以更新预先确定的值，并且接收广播的UE将更新到最新的预先确定的值。

在步骤340，在确定存在对应的信息元素时，来自预定义值的集合的预定义值被用于一个或多个配置参数。基于对应信息元素中的数据来确定一个或多个配置参数的预定义值。例如，数据可以是MCS、TB大小和RV参数的表的索引。在另一个示例中，数据可以是一个或多个配置参数的值。

图4示出了根据本公开技术的一些实施例可以在通信节点(例如，基站)处实现的无线通信方法的示例。该方法开始于步骤410，其中通信节点确定配置集合的每个参数的当前预先确定的值是否能够支持当前传输模式。实际上，BS覆盖的UE能够稳健地从BS接收数据。如果不是这种情况，则UE处的配置参数必须被更新以切换到更适当的传输模式。

在步骤420处，并且在确定当前传输模式不被支持时，至少一个信息元素被插入到控制信令分组中，并且位图字段被修改或更新以指示该至少一个信息元素的存在。如先前所描述的，每个信息元素可以对应于一个或多个配置参数，并且可以包括确定UE处的预定义值的数据。

在步骤430，基站发射控制信令分组以在其覆盖中的每个UE处更新配置参数。在一些实施例中，基站可以附加地发射周期性广播分组，该周期性广播分组基于演进的信道或通信状况来更新预先确定的值。

图5是根据本公开技术的一些实施例的无线电站的一部分的框图表示。无线电站505(诸如基站或无线设备(或UE))可以包括处理器电子装置510，诸如实现本文档中呈现的一种或多种技术的微处理器。无线电站505可以包含收发器电子装置515以经由一个或多个通信接口520(例如，一个或多个天线)发送和/或接收无线信号。无线电站505可以包括用于发射和接收数据的其它通信接口。无线电站505可以包括被配置为存储诸如数据和/或指令的信息的一个或多个存储器(未明确示出)。在一些实现方式中，处理器电子装置510可以包括收发器电子装置515的至少一部分。在一些实施例中，使用无线电站505来实现所公开的技术、模块或功能中的至少一些。

术语“示例性的”用于表示“……的示例性”，并且，除非另有说明，否则并不暗示理想的或优选的实施例。

本文描述的一些实施例是在方法或过程的一般上下文中描述的，其可以在一个实施例中由包含在计算机可读介质中的计算机程序产品来实现，该计算机程序产品包括由联网环境中的计算机执行的诸如程序代码的计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括可移动和不可移动存储设备，包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等。因此，计算机可读介质可以包括非暂时性存储介质。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机或处理器可执行指令、相关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文所公开的方法的步骤的程序代码的示例。这样的可执行指令或相关联的数据结构的特定序列表示用于实现在这些步骤或过程中描述的功能的对应动作的示例。

所公开的实施例中的一些可以使用硬件电路、软件或其组合来实现为设备或模块。例如，硬件电路实现可以包括离散的模拟和/或数字组件，其例如被集成为印刷电路板的一部分。替换地或附加地，所公开的组件或模块可被实现为专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)设备。另外或替代地，一些实施方案可包含数字信号处理器(DSP)，其为具有针对与本申请的所公开的功能性相关联的数字信号处理的操作需要而优化的架构的专用微处理器。类似地，每个模块内的各种组件或子组件可以用软件、硬件或固件来实现。可以使用本领域已知的任何一种连接方法和介质来提供模块和/或模块内的组件之间的连接，包括但不限于使用适当协议通过因特网、有线网络或无线网络的通信。

虽然本文档包含许多细节，但是这些细节不应被解释为对所要求保护的或可以要求保护的发明的范围的限制，而是被解释为对特定实施例特有的特征的描述。在单独的实施例的上下文中在本文档中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，虽然特征可以在上文中被描述为以某些组合作用并且甚至最初是这样要求保护的，但是来自要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中被去除，并且所要求保护的组合可以被涉及子组合或子组合的变型。类似地，虽然在图中以特定次序描绘操作，但这不应被理解为要求以所示的特定次序或以相继次序执行此类操作，或执行所有所示操作以实现期望的结果。

仅描述了几个实施方式和示例，并且可以基于在本公开中描述和示出的内容来进行其他实施方式、增强和变化。

Claims (18)

1.一种在无线通信装置上执行的无线通信方法，包括：

接收控制信令分组；

基于所述控制信令分组中的位图来确定所述控制信令分组中是否存在一个或多个信息元素，

其中，所述一个或多个信息元素中的每个信息元素对应于一个配置参数或一个配置参数集合，以及

其中，所述配置参数集合包括调制和编码方案、传输块大小、冗余版本和混合自动重传请求(HARQ)过程标识(PID)中的至少一个；

在确定所述控制信令分组中不存在的所述一个或多个信息元素中的信息元素时，针对与不存在的信息元素对应的配置参数使用预先确定的值，其中所述预先确定的值由通信节点确定；以及

在确定所述控制信令分组中存在的一个或多个信息元素中的信息元素时，针对与存在的信息元素对应的配置参数使用来自预定义值集合中的预定义值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义值是基于对应存在的信息元素中的数据确定的。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在确定所述控制信令分组中不存在的多个信息元素时，针对与所述多个信息元素中的较高优先级信息元素对应的较高优先级配置参数使用预先确定的值；以及

基于所述较高优先级配置参数的预先确定的值来确定与所述多个信息元素中的其余的每个信息元素对应的每个配置参数的值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中从预先确定的值的范围中确定与不存在的信息元素对应的所述配置参数的所述预先确定的值。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述配置参数集合来发射数据分组。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从所述通信节点接收周期性广播分组；以及

更新所述周期性广播分组中指定的配置参数的所述预先确定的值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，更新的预先确定的值基于无线环境中的用户设备能力。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定义值集合的大小至少基于数据速率。

9.一种在通信节点上执行的无线通信方法，包括：

确定用于配置参数集合中的每个配置参数的每个预先确定的值是否支持当前传输模式，其中，所述配置参数集合包括调制和编码方案、传输块大小、冗余版本和混合自动重传请求(HARQ)过程标识(PID)中的至少一个；

在确定不支持当前传输模式时：

在控制信令分组中包括至少一个信息元素，以及

修改所述控制信令分组中的位图；以及

发射所述控制信令分组。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一个信息元素中的信息元素包括与来自预定义集合中的预定义值对应的数据，并且其中所述预定义值包括所述配置参数集合中的一个配置参数的替代值。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

接收数据分组，其中所述数据分组的格式基于所述配置参数集合。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述预定义值集合的大小至少基于数据速率。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，从预先确定的值的范围中确定至少一个预先确定的值，并且在确定不支持所述当前传输模式时，所述方法还包括：

从所述预先确定的值的范围中针对所述至少一个预先确定的值确定更新的预先确定的值；以及

发射周期性广播分组，其包括所述更新的预先确定的值或所述更新的预先确定的值的指示。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述更新的预先确定的值是基于无线环境中的用户设备能力确定的。

15.一种包括处理器的无线通信装置，其中，所述处理器被配置为实现根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

16.一种包括处理器的无线通信装置，其中，所述处理器被配置为实现根据权利要求9至14中任一项所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，包括存储在其上的计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时使所述处理器实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

18.一种计算机可读存储介质，包括存储在其上的计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时使所述处理器实施根据权利要求9至14中任一项所述的方法。

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