TW201445918A - 機器類型通信的頻率分集傳輸方法 - Google Patents

機器類型通信的頻率分集傳輸方法 Download PDF

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Abstract

一種在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的方法，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述方法包括以下步驟：所述基站將待發送的資料按第一規則映射到第一數量個頻率資源塊，其中，所述第一數量大於1；所述基站為每個所述頻率資源塊分配各不相同的頻率；所述基站將每個所述頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給所述使用者設備。

Description

機器類型通信的頻率分集傳輸方法
本發明涉及無線通訊技術領域，尤其涉及機器類型通信技術領域。
近年來，機器類型通信(Machine Type Communication簡稱MTC)正日益成為無線通訊技術領域的熱點，其中，在最近的3GPP標準化會議上，對現有的MTC技術的演進提出了一個新的目標，要求在低成本MTC設備上進行改進以實現20dB的覆蓋增益。
所謂的低成本MTC設備是指一系列低複雜度、低功耗的無線設備，例如無線感測器設備。此類設備具有以下兩個突出的特點使得上述改進目標的實現變得非常困難：首先，此類設備總是工作於很窄的頻段，典型的，在現有的3GPP規範中，MTC設備的工作頻寬為1.4MHz，或者表示為6個頻率資源塊(Resource Block，簡稱RB)。如此窄的頻段使得很多常規的實現增益的技術無法應用於MTC，典型的，無線通訊領域常用的頻率分集技術就因為過窄的工作頻段無法進行進一步的劃分而不能 直接應用於MTC。
其次，低成本MTC設備也很難進行及時而精確的通道條件報告，因為此類設備通常安裝於各類工業設備上或者建築物內部，因此其通道的穿透損耗相當可觀。而由於前述的原因，在無法應用頻率分集的情況下，其接收器面臨的衰減非常嚴重。
由於上述兩個原因，需要尋找一種新型的、適用於低成本MTC設備的頻率分集方法。這種方法必須既能工作於MTC設備狹窄的工作頻段；又不必顯著增加發訊開銷；還要能夠簡單的實現，從而保留低成本MTC設備本來所具有的低複雜度、低功耗的優點。
為解決現有技術中的上述問題，本發明提出一種新的適用於MTC設備的頻率分集方法。通過採用把一個傳輸塊(Transmission Block簡稱TB)的資料映射到多個綁定的RB，並給該綁定的多個RB分配不同的頻率，然後將這些RB封裝在不同的子幀中依次先後進行發送的方法，來獲得頻率分集的增益效果；另外，還可以通過設置固定的頻率間隔，以實現最簡單的調度方式。
具體地，根據本發明的第一方面，提出了一種在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的方法，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述方法包括以下步驟：所述基站將待發送的資料按第一規則映射到第 一數量個頻率資源塊，其中，所述第一數量大於1；所述基站為每個所述頻率資源塊分配各不相同的頻率；所述基站將每個所述頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給所述使用者設備。
較佳地，還包括所述基站向所述使用者設備發送第一消息，所述第一消息用於通知所述使用者設備發送第一個所述頻率資源塊的時間和頻率。
較佳地，每個所述頻率資源塊之間的頻率間隔相同。
更理想地，所述相同的頻率間隔由所述基站配置。
較佳地，所述第一數量由所述基站配置。
較佳地，所述第一數量為2、4或8。
更理想地，所述第一消息還包括所述相同的頻率間隔。
更理想地，所述第一消息還包括所述第一數量。
較佳地，第一規則包括：將所述待發送的資料的全部內容映射到每個所述頻率資源塊。
較佳地，第一規則包括：將所述待發送的資料分割成第一數量個部分，每個所述部分分別映射到一個所述頻率資源塊。
較佳地，每個所述頻率資源塊使用不同的混合自動重傳請求冗餘版本。
較佳地，每個所述頻率資源塊分別承載同一個碼本的不同分段。
根據本發明的第二方面，提出了一種在無線通訊系統 中的使用者設備中接收資料的方法，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述方法包括以下步驟：所述使用者設備先後接收從基站分別發送的第一數量個子幀，每個所述子幀中封裝有一個頻率資源塊，其中，每個所述頻率資源塊的頻率各不相同；從所述第一數量個子幀中封裝的頻率資源塊中恢復出待接收的資料。
較佳地，還包括：所述使用者設備接收從所述基站發送的第一消息，所述第一消息用於通知所述使用者設備發送第一個所述頻率資源塊的時間和頻率。
更理想地，每個所述頻率資源塊之間的頻率間隔相同。
更理想地，所述相同的頻率間隔由所述基站配置。
更理想地，所述第一數量由所述基站配置。
更理想地，所述第一數量為2、4或8。
更理想地，所述第一消息還包括所述相同的頻率間隔。
更理想地，所述第一消息還包括所述第一數量。
較佳地，當每個所述頻率資源塊分別承載一個碼本分段時，還包括待接收到第一數量個所述子幀後，從該第一數量個子幀中所封裝的所有所述頻率資源塊中恢復出全部待接收的資料。
根據本發明的協力廠商面，提出了一種在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的設備，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述設備包括：映射單 元，用於將待發送的資料按第一規則映射到第一數量個頻率資源塊，其中，所述第一數量大於1；分配單元，用於為每個所述頻率資源塊分配各不相同的頻率；發送單元，用於將每個所述頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給所述使用者設備。
較佳地，還包括：通知單元，用於向所述使用者設備發送第一消息，所述第一消息用於通知所述使用者設備發送第一個所述頻率資源塊的時間和頻率。
更理想地，每個所述頻率資源塊之間的頻率間隔相同，所述第一消息還包括所述相同的頻率間隔和/或所述第一數量。
根據本發明的第四方面，提出了一種在無線通訊系統中的使用者設備中接收資料的設備，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述設備包括：第一接收單元，用於先後接收從基站分別發送的第一數量個子幀，每個所述子幀中封裝有一個頻率資源塊，其中，每個所述頻率資源塊的頻率各不相同；恢復單元，用於從所述第一數量個子幀中封裝的頻率資源塊中恢復出待接收的資料。
較佳地，還包括：第二接收單元，用於接收從所述基站發送的第一消息，所述第一消息用於通知所述使用者設備發送第一個所述頻率資源塊的時間和頻率。
更理想地，每個所述頻率資源塊之間的頻率間隔相同，所述第一消息還包括所述相同的頻率間隔和/或所述第一數量。
本發明中，通過把一個TB的資料映射到多個不同頻率的RB，再用多個子幀分別傳輸的方式，可以在不增加MTC設備工作頻寬的前提下充分利用系統的總頻寬進行頻率分集，從而使每個MTC設備獲得頻率分集增益。同時，通過設置固定的頻率間隔的方式，使得系統的調度極為簡單，只需發送一次發訊就可以調度上述的多次傳輸，省直可以以永久模式進行調度，發訊開銷極小。此外，本發明只需略微增加MTC設備緩存的佔用，實現的複雜度和成本都極低。
4001‧‧‧映射單元
4002‧‧‧分配單元
4003‧‧‧發送單元
5001‧‧‧第一接收單元
5002‧‧‧恢復單元
通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優勢將會更為明顯。
圖1示出了根據本發明的頻率資源塊時頻域分佈圖；圖2示出了根據本發明的發送資料的方法流程圖；圖3示出了根據本發明的接收資料的方法流程圖；圖4示出了根據本發明的發送設備的方塊圖；圖5示出了根據本發明的接收設備的方塊圖。
其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的步驟特徵或裝置/模組。
在以下較佳的實施例的具體描述中，將參考構成本發明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過示例的方式示出 了能夠實現本發明的特定的實施例。示例的實施例並不旨在窮盡根據本發明的所有實施例。可以理解，在不偏離本發明的範圍的前提下，可以利用其他實施例，也可以進行結構性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述並非限制性的，且本發明的範圍由所附的申請專利範圍所限定。
在現有的3GPP規範中，每個低成本MTC設備的工作頻寬僅為1.4MHz，因此直接在這個頻寬範圍內實現頻率分集相當困難。另一方面，從一個包含著一個基站和多個低成本MTC設備的社區來看，整個系統的頻寬仍足以滿足應用頻率分集技術的要求。因此，本發明創新的提出了一種基於多個RB綁定的調度方法，來方便的在低成本MTC設備上獲得頻率分集增益。
附圖1示出了根據本發明的一個具體實施方式，進行RB綁定的時頻域分佈圖。從圖中可以看出，基站將一個TB的資料映射到4個不同的RB；然後給每個RB分配各不相同的頻率。這裡需要指出的是，將一個TB映射到多少個RB並不會影響本發明的實現，只要RB的數量大於1就可以實現頻率分集，典型的，可以映射到2個、4個或者8個RB，RB的數量越多，獲得的增益越高，相應的實現的開銷也越大，以下為描述方便起見，以映射到4個RB為例進行說明。從圖中可以進一步看出，每個RB被分別封裝於一個頻寬1.4MHz的子幀中，然後依次先後發送給目標MTC設備，其中的關鍵在於，每個RB，或者說每個被發送的子幀都使用了不同的頻率。
通過上述過程可以看出，對於每個RB/子幀的發送/接收而言，仍然只使用了1.4MHz的頻寬；但從一個TB的整體發送/接收來看，使用的是4個不同的1.4MHz的頻寬來完成的，即在TB層級上實現了對單個MTC設備的頻率分集傳輸。因此本發明的關鍵改進之處在於，將一次傳輸分割成綁定的多次傳輸，而每次綁定的傳輸所使用的頻率各不相同，因此對單個MTC設備而言，通過接收多次不同頻率的傳輸結果，可以獲得可觀的頻率分集增益。
基站在進行TB到RB的映射時，可以採用不同的規則。例如，可以將一個TB的全部資料重複的映射到多個RB，即每個RB中包含的都是同樣的資料，同一個TB的全部資料在不同的頻率上重複發送；或者，也可以將一個TB的資料分割成多個部分，每個部分分別映射到一個RB，即同一個TB的資料在不同的頻率上分段發送。比如在上述的實施方式中，就可以將一個TB的資料分成4個部分，分別映射到4個RB，再給每個RB分配各不相同的頻率，分別發送到目標MTC設備上。
根據本發明的傳輸方法的一大優點是可以非常靈活的進行調度，例如，將一個TB映射到多少個RB這一參數既可以由基站進行配置，以適應不同的業務類型或者通道條件；還可以預先定義在系統中，預先定義方式的優點在於，基站和MTC設備無需通過發訊交互就可以獲知該參數。
此外，為了進一步簡化調度的發訊開銷，較佳的方案 是每個RB的頻率之間相差固定的偏移量，這樣只需用頻率偏移量這一個參數就可以描述綁定的多次傳輸之間的頻率變化。同樣的，該參數也可以由基站進行配置或者預先定義。
因此，在最簡化的情況下，即TB映射數量預先定義，同時頻率偏移量也固定且預先定義的情況下，基站只需調度第一個RB的傳輸即可，也就是基站只需通過第一發訊消息通知該MTC設備第一個RB發送的時間和頻率，該MTC設備就會根據預先定義的參數知道後續的發送頻率、發送次數，進行相應的接收操作，從而恢復出基站發送的TB。另一方面，當TB映射數量和頻率偏移量是由基站配置時，也可以通過前述第一消息將這兩個參數和第一個RB的調度資訊一起發送給MTC設備，從而通過一條發訊消息完成綁定的多次傳輸的調度。
此外，作為較佳的方案，還可以在發送時，由基站對每個RB使用不同的HARQ冗餘版本(Redundancy Version簡稱RV)，以使得綁定的多次傳輸中的每次傳輸都可以單獨進行重傳。
另一個較佳的方案則是，讓每一個RB分別承載同一個碼本(code block)的一個分段，即所有綁定的RB進行聯合編碼；這樣可以獲得進一步的編/解碼增益。
相應的，根據本發明，在接收端，MTC設備根據永久調度配置或者前述的第一消息，先後在多個不同的頻率上接收基站發送的綁定的多個RB，然後恢復出基站發送 的TB的資料。根據發送端的情況，MTC設備可以在每接收到一個RB後就進行解碼獲得TB的部分資料，最終加以合併；也可以在發送端採用聯合編碼的情況下，待接收到所有的RB之後，進行聯合解碼以恢復出TB的全部資料。
附圖2示出了根據上述具體實施方式，在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的方法，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述方法包括以下步驟：S21.所述基站將待發送的資料按第一規則映射到第一數量個頻率資源塊，其中，所述第一數量大於1；S22.所述基站為每個所述頻率資源塊分配各不相同的頻率；S23.所述基站將每個所述頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給所述使用者設備。
附圖3示出了根據上述具體實施方式，在無線通訊系統中的使用者設備中接收資料的方法，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述方法包括以下步驟：S31.所述使用者設備先後接收從基站分別發送的第一數量個子幀，每個所述子幀中封裝有一個頻率資源塊，其中，每個所述頻率資源塊的頻率各不相同；S32.從所述第一數量個子幀中封裝的頻率資源塊中恢復出待接收的資料。
以下再來結合方塊圖來介紹本發明所提供的與上述方 法相對應的設備，鑒於其中的單元/裝置特徵與上述方法中的步驟特徵有對應關係，將從簡。
附圖4示出了一種在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的設備S40的方塊圖，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述設備S40包括：映射單元4001，用於將待發送的資料按第一規則映射到第一數量個頻率資源塊，其中，所述第一數量大於1；分配單元4002，用於為每個所述頻率資源塊分配各不相同的頻率；發送單元4003，用於將每個所述頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給所述使用者設備。
附圖5示出了一種在無線通訊系統中的使用者設備中接收資料的設備S50的方塊圖，其中，所述使用者設備為機器類型通信設備，所述設備S50包括：第一接收單元5001，用於先後接收從基站分別發送的第一數量個子幀，每個所述子幀中封裝有一個頻率資源塊，其中，每個所述頻率資源塊的頻率各不相同；恢復單元5002，用於從所述第一數量個子幀中封裝的頻率資源塊中恢復出待接收的資料。
以上對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於特定的系統、設備和具體協定，本領域內技術人員可以在所附申請專利範圍的範圍內做出各種變形或修改。
那些本技術領域的一般技術人員可以通過研究說明 書、公開的內容及附圖和所附的申請專利範圍，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在申請專利範圍中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，並且措辭“一個”不排除複數。在本發明中，“第一”、“第二”僅表示名稱，不代表次序關係。在發明的實際應用中，一個零件可能執行申請專利範圍中所引用的多個技術特徵的功能。申請專利範圍中的任何附圖標記不應理解為對範圍的限制。

Claims (27)

  1. 一種在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的方法，其中，該使用者設備為機器類型通信設備，該方法包括以下步驟：b.該基站將待發送的資料按第一規則映射到第一數量個頻率資源塊，其中，該第一數量大於1；c.該基站為每個該頻率資源塊分配各不相同的頻率；d.該基站將每個該頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給該使用者設備。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，在該步驟b之前還包括：a.該基站向該使用者設備發送第一消息，該第一消息用於通知該使用者設備發送第一個該頻率資源塊的時間和頻率。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中，該步驟c中每個該頻率資源塊之間的頻率間隔相同。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的方法，其中，該相同的頻率間隔由該基站配置。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中，該步驟b中該第一數量由該基站配置。
  6. 根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中，該步驟b中該第一數量為2、4或8。
  7. 根據申請專利範圍第4項所述的方法，其中，該第一消息還包括該相同的頻率間隔。
  8. 根據申請專利範圍第5項所述的方法，其中，該第一消息還包括該第一數量。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該步驟b中的第一規則包括：將該待發送的資料的全部內容映射到每個該頻率資源塊。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，每該步驟b中的第一規則包括：將該待發送的資料分割成第一數量個部分，每個該部分分別映射到一個該頻率資源塊。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，每個該頻率資源塊使用不同的混合自動重傳請求冗餘版本。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，每個該頻率資源塊分別承載同一個碼本的不同分段。
  13. 一種在無線通訊系統中的使用者設備中接收資料的方法，其中，該使用者設備為機器類型通信設備，該方法包括以下步驟：B.該使用者設備先後接收從基站分別發送的第一數量個子幀，每個該子幀中封裝有一個頻率資源塊，其中，每個該頻率資源塊的頻率各不相同；C.從該第一數量個子幀中封裝的頻率資源塊中恢復出待接收的資料。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中，在該步驟B之前還包括： A.該使用者設備接收從該基站發送的第一消息，該第一消息用於通知該使用者設備發送第一個該頻率資源塊的時間和頻率。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的方法，其中，該步驟B中每個該頻率資源塊之間的頻率間隔相同。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該相同的頻率間隔由該基站配置。
  17. 根據申請專利範圍第14項所述的方法，其中，該步驟B中該第一數量由該基站配置。
  18. 根據申請專利範圍第14項所述的方法，其中，該步驟B中該第一數量為2、4或8。
  19. 根據申請專利範圍第16項所述的方法，其中，該第一消息還包括該相同的頻率間隔。
  20. 根據申請專利範圍第17項所述的方法，其中，該第一消息還包括該第一數量。
  21. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中，每個該頻率資源塊分別承載一個碼本分段，該步驟C中還包括待接收到第一數量個該子幀後，從該第一數量個子幀中所封裝的所有該頻率資源塊中恢復出全部待接收的資料。
  22. 一種在無線通訊系統中的基站中向使用者設備發送資料的設備，其中，該使用者設備為機器類型通信設備，該設備包括：映射單元，用於將待發送的資料按第一規則映射到第一數量個頻率資源塊，其中，該第一數量大於1； 分配單元，用於為每個該頻率資源塊分配各不相同的頻率；發送單元，用於將每個該頻率資源塊封裝在不同的子幀中分別先後發送給該使用者設備。
  23. 根據申請專利範圍第22項所述的設備，還包括：通知單元，用於向該使用者設備發送第一消息，該第一消息用於通知該使用者設備發送第一個該頻率資源塊的時間和頻率。
  24. 根據申請專利範圍第23項所述的設備，其中，每個該頻率資源塊之間的頻率間隔相同，該第一消息還包括該相同的頻率間隔和/或該第一數量。
  25. 一種在無線通訊系統中的使用者設備中接收資料的設備，其中，該使用者設備為機器類型通信設備，該設備包括：第一接收單元，用於先後接收從基站分別發送的第一數量個子幀，每個該子幀中封裝有一個頻率資源塊，其中，每個該頻率資源塊的頻率各不相同；恢復單元，用於從該第一數量個子幀中封裝的頻率資源塊中恢復出待接收的資料。
  26. 根據申請專利範圍第25項所述的設備，還包括：第二接收單元，用於接收從該基站發送的第一消息，該第一消息用於通知該使用者設備發送第一個該頻率資源塊的時間和頻率。
  27. 根據申請專利範圍第26項所述的設備，其中，每 個該頻率資源塊之間的頻率間隔相同，該第一消息還包括該相同的頻率間隔和/或該第一數量。
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