數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?、基站及終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?、基站及終端。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，越來越多的應(yīng)用技術(shù)被開發(fā)出來。這些應(yīng)用技術(shù)利用 無線通信設(shè)施，針對各種場景，為人類生活和工作提供了全新的信息交互方式。然而，這些 快速涌現(xiàn)的應(yīng)用方式也反過來向無線通信技術(shù)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。在眾多挑戰(zhàn)之中， 快速興起的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)正成為無線通信研究的熱點。為了提供一個人能夠與自然界、機器 甚至機器與機器無縫聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)，無線通信技術(shù)必須采用新型的解決方案以應(yīng)對可能的需 求。
[0003] 物聯(lián)網(wǎng)首先意味著接入設(shè)備將從人擴(kuò)展到客觀事物，這就決定了未來接入設(shè)備的 數(shù)量會大幅度增加。預(yù)計到2020年，通過無線聯(lián)接的設(shè)備數(shù)量將是現(xiàn)在的100倍。另外一 方面，大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如遠(yuǎn)程抄表、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制等設(shè)備都局限于有限的應(yīng)用 場景，因此這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較小，周期較長?？偨Y(jié)來說，從通信網(wǎng)絡(luò)的角度來說，物聯(lián) 網(wǎng)的需求就是如何高效的支持大量設(shè)備的長周期，零星發(fā)送的小數(shù)據(jù)包。
[0004] 在第三代移動通信合作伙伴項目（3rdGenerationPartnershipProject，3GPP) 制定的EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)協(xié)議對應(yīng)的長期演進(jìn) (LongTermEvolution，簡稱為LTE)系統(tǒng)中，移動終端上行傳輸采用SC-FDMA調(diào)制方式。 為了避免多用戶干擾，多個用戶的上行傳輸采用同步傳輸方式。也就是，多個用戶的上行信 號到達(dá)基站的時間是嚴(yán)格對準(zhǔn)的。為了達(dá)到這種上行同步傳輸，LTE系統(tǒng)采用了上行定時 提前的方式?；纠孟滦锌刂菩帕罡嬷苿咏K端上行信號發(fā)送相對下行信號接收時間的 提前量。在基站獲得一個移動終端最初的定時提前量前，一般認(rèn)為這個移動終端是處于失 步狀態(tài)。失步狀態(tài)下的移動終端不允許發(fā)送上行數(shù)據(jù)以避免可能的干擾。基站獲得一個移 動終端最初的定時提前量的過程被稱之為上行同步過程。LTE的上行同步采用隨機接入過 程的方式：在競爭模式下，由終端發(fā)送隨機選擇的PRACH前導(dǎo)（preamble，也可稱為簽名， Signature)開始，基站檢測到前導(dǎo)信號并估計上行接收時間，并根據(jù)估計的上行接收時間 計算定時提前值。如圖1所示，在隨機接入前導(dǎo)發(fā)送之后，隨機接入過程要完成后續(xù)三個步 驟以完成整個隨機接入過程：
[0005] 步驟1 :終端向基站發(fā)送隨機接入前導(dǎo)；
[0006] 步驟2 :基站向終端返回隨機接入響應(yīng)；
[0007] 步驟3 :終端向基站發(fā)送消息3 ;
[0008] 步驟4 :基站向終端發(fā)送競爭解決消息。
[0009] 其中，LTE系統(tǒng)中隨機接入信道（PRACH)前導(dǎo)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。一個前導(dǎo) (preamble)由循環(huán)前綴（CP)和序列（Sequence)兩部分組成，不同的前導(dǎo)格式（preamble format)的CP和/或Sequence長度不同。目前LTE系統(tǒng)TDD模式和FDD模式都支持的 preambleformat種類如表1所不。
[0010] 表1前導(dǎo)格式[0011]
[0012] 在頻域，上述各種PRACH都占6個物理資源塊（PhysicalResourceBlock，簡稱為 PRB)，每個PRB包含12個子載波，每個子載波的帶寬為15kHz。LTEFDD和TDD系統(tǒng)的隨機 接入配置分別如表2和表3所示：
[0013] 表2LTEFDD系統(tǒng)隨機接入配置
[0014]
[0015] 表3LTETDD系統(tǒng)隨機接入配置
[0016]
[0017]其中，步驟2中所示隨機接入響應(yīng)包含定時提前信息，終端根據(jù)此定時提前信息 發(fā)送步驟3中的消息3。圖1是LTE隨機接入過程的示意圖。在LTE標(biāo)準(zhǔn)中，移動終端如果 轉(zhuǎn)入IDLE狀態(tài)或長期沒有收到定時提前信令，將進(jìn)入失步狀態(tài)。如果失步狀態(tài)的終端發(fā)現(xiàn) 有上行數(shù)據(jù)需要傳輸，就要完成一整套隨機接入過程以進(jìn)入上行同步狀態(tài)。如前所述，物聯(lián) 網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)特性是小數(shù)據(jù)，長周期零星傳輸以及大量接入設(shè)備。長周期意味著終端在發(fā) 送一次數(shù)據(jù)傳輸后，將進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)約能量消耗。這也就意味著終端將失去上行同步， 下一次的數(shù)據(jù)傳輸將必須再次完成隨機接入過程。在小數(shù)據(jù)和大量接入設(shè)備的場景下，這 種頻繁的隨機接入過程變得非常低效。這種低效表現(xiàn)在大量的開銷被用于完成隨機接入過 程，同時每次開銷所帶來的數(shù)據(jù)傳輸又極其少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種傳輸小數(shù)據(jù)的方法、終端和基站，以提升未來 通信系統(tǒng)中大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的長周期，零星小數(shù)據(jù)包（SporadicAccess)的傳輸效率。[0019] 本申請?zhí)峁┝艘环N數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：
[0020] 獲取配置信息，所述配置信息指示隨機接入前導(dǎo)和對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的傳輸資 源；
[0021] 在對應(yīng)的傳輸資源上發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊，并使用支持非同步傳輸?shù)?調(diào)制方式調(diào)制所述載荷數(shù)據(jù)塊；
[0022] 接收反饋信息，所述反饋信息至少包括載荷數(shù)據(jù)塊是否被成功接收的指示。
[0023] 較佳地，所述指示隨機接入前導(dǎo)和對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的傳輸資源包括指示以下 信息：發(fā)送隨機接入前導(dǎo)的資源位置、以及隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊資源之間的映射關(guān) 系；
[0024] 所述映射關(guān)系指示以下關(guān)系中的至少一種：隨機接入前導(dǎo)對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊資源 的位置和大小、對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的調(diào)制編碼方式MCS、對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的濾波器或濾波 器組參數(shù)、對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的解調(diào)參考信號RS。
[0025] 較佳地，所述映射關(guān)系進(jìn)一步包括：兩個或兩個以上的隨機接入前導(dǎo)對應(yīng)相同的 載荷數(shù)據(jù)塊資源，其中每一個隨機接入前導(dǎo)所對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的解調(diào)參考信號相互之間 正交或準(zhǔn)正交。
[0026] 較佳地，所述解調(diào)參考信號是對應(yīng)的隨機接入前導(dǎo)本身，所述兩個或兩個以上的 隨機接入前導(dǎo)相互正交或準(zhǔn)正交。
[0027] 較佳地，所述解調(diào)參考信號是所述映射關(guān)系指示的與隨機接入前導(dǎo)對應(yīng)的正交或 準(zhǔn)正交參考信號；
[0028] 在對應(yīng)的傳輸資源上發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊時，進(jìn)一步包括：在對應(yīng)的 載荷數(shù)據(jù)塊資源上發(fā)送所述映射關(guān)系指示的對應(yīng)于所述隨機接入前導(dǎo)的正交或準(zhǔn)正交參 考信號。
[0029] 較佳地，所述載荷數(shù)據(jù)塊的發(fā)送時間根據(jù)所述前導(dǎo)的發(fā)送時間計算得出：前導(dǎo)的 發(fā)送時間為時刻N，則載荷數(shù)據(jù)塊發(fā)送時間為時刻N+k，其中，k> 0。
[0030] 較佳地，該方法進(jìn)一步包括：使用循環(huán)冗余校驗擾碼發(fā)送所述載荷數(shù)據(jù)塊，所述循 環(huán)冗余校驗擾碼根據(jù)所述隨機接入前導(dǎo)所占資源和前導(dǎo)編號計算得出。
[0031] 較佳地，該方法進(jìn)一步包括：獲取所述隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊資源的分組和 映射關(guān)系，所述分組和映射關(guān)系包括：
[0032] 隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊資源分別被分組為一個正常集合和一個或者多個特 定集合；
[0033] 每一個隨機接入前導(dǎo)的特定集合分別對應(yīng)于一種特定的場景或事件，并分別對應(yīng) 于一個適用于所述特定場景或事件的載荷數(shù)據(jù)塊資源的特定集合。
[0034] 較佳地，所述特定場景或事件包括但不限于高速場景、路損過大觸發(fā)的事件、信道 時延較大的場景、數(shù)據(jù)發(fā)送失敗過多觸發(fā)的事件、大數(shù)據(jù)塊事件。
[0035] 較佳地，在所述載荷數(shù)據(jù)塊資源的特定集合內(nèi)的載荷數(shù)據(jù)塊資源上，使用特定的 調(diào)制方法和/或濾波器參數(shù)發(fā)送載荷數(shù)據(jù)塊，包括但不限于：使用更高的重復(fù)系數(shù)實現(xiàn)基 于濾波器或濾波器組的單載波或多載波調(diào)制；
[0036] 使用更適用于高多普勒頻移的成型濾波器系數(shù)；
[0037] 使用相鄰子載波不重疊的基于濾波器或濾波器組的多載波調(diào)制；
[0038] 使用低階調(diào)制編碼方式；
[0039] 使用低階的多用戶空間復(fù)用。
[0040] 較佳地，在對應(yīng)的傳輸資源上發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊之前，進(jìn)一步包括： 根據(jù)獲取的隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊資源的分組和映射關(guān)系，通過預(yù)定義的規(guī)則選擇相 應(yīng)的隨機接入前導(dǎo)集合中的一個隨機接入前導(dǎo)；
[0041] 所述在對應(yīng)的傳輸資源上發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊包括：在對應(yīng)的發(fā)送隨 機接入前導(dǎo)的資源位置上發(fā)送隨機接入前導(dǎo)后，根據(jù)所述分組和映射關(guān)系在對應(yīng)的載荷數(shù) 據(jù)塊資源上，用所述分組和映射關(guān)系確定的調(diào)制編碼方式以及濾波器參數(shù)傳輸所述載荷數(shù) 據(jù)塊。
[0042] 較佳地，所述預(yù)定義的規(guī)則包括但不限于：根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路損門限、數(shù)據(jù)發(fā)送失 敗次數(shù)門限、多普勒頻移或移動速度門限、數(shù)據(jù)塊大小和功率門限。
[0043] 較佳地，所述載荷數(shù)據(jù)塊包括有效數(shù)據(jù)和用戶標(biāo)識。
[0044] 較佳地，所述載荷數(shù)據(jù)塊中進(jìn)一步包括緩存狀態(tài)信息。
[0045] 較佳地，所述接收反饋信息包括：從控制信道或數(shù)據(jù)信道接收反饋信息，所述反饋 信息包含一個或多個用戶標(biāo)識，用于指示一個或多個用戶的載荷數(shù)據(jù)塊是否被成功接收。
[0046] 較佳地，可以進(jìn)一步包括：根據(jù)檢測到的反饋信息，重新發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷 數(shù)據(jù)塊。
[0047] 較佳地，所述反饋信息進(jìn)一步攜帶控制信息，所述控制信息包括網(wǎng)絡(luò)分配的用戶 標(biāo)識、上行傳輸資源、定時提前信息以及回退指示信息；
[0048] 該方法進(jìn)一步包括：根據(jù)檢測到的反饋信息，進(jìn)行回退傳輸模式，其中，回退傳輸 模式使用非基于濾波器或濾波器組的調(diào)制方式，回退傳輸模式使用反饋信息中指示的上行 傳輸資源傳輸載荷數(shù)據(jù)塊。
[0049] 較佳地，可以進(jìn)一步包括：根據(jù)指示的定時提前信息計算回退傳輸模式時上行發(fā) 送的時間，通過回退傳輸模式發(fā)送載荷數(shù)據(jù)塊或隨機接入過程相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0050] 較佳地，可以進(jìn)一步包括：當(dāng)檢測到反饋信息，且反饋信息中沒有自身的標(biāo)識時， 按照預(yù)定義規(guī)則進(jìn)行隨機接入前導(dǎo)重選，并按照重選的隨機接入前導(dǎo)確定對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù) 塊的傳輸資源，發(fā)送重選的隨機接入前導(dǎo)，并在對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的傳輸資源上發(fā)送載荷 數(shù)據(jù)塊，其中，對發(fā)送功率進(jìn)行提升或保持不變。
[0051] 較佳地，該方法進(jìn)一步包括：使用循環(huán)冗余校驗檢測所述反饋信息，所述循環(huán)冗余 校驗的擾碼根據(jù)所述隨機接入前導(dǎo)所占資源計算得出，或根據(jù)所述隨機接入前導(dǎo)所占資源 和前導(dǎo)編號計算得出。
[0052] 較佳地，所述接收反饋信息進(jìn)一步包括：在固定的時間窗內(nèi)檢測所述反饋信息，時 間窗的起始時間根據(jù)隨機接入前導(dǎo)或載荷數(shù)據(jù)塊的發(fā)送時間計算得出；
[0053] 如果時間窗內(nèi)沒有成功檢測到所述反饋信息，判定隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊均 沒有成功接收，重新發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊。
[0054] 較佳地，所述重新發(fā)送隨機接入前導(dǎo)和載荷數(shù)據(jù)塊包括：按照預(yù)定義規(guī)則進(jìn)行隨 機接入前導(dǎo)重選，并按照重選的隨機接入前導(dǎo)確定對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的傳輸資源，發(fā)送重 選的隨機接入前導(dǎo)，并在對應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)塊的傳輸資源上發(fā)送載荷數(shù)據(jù)塊，其中，對發(fā)送功 率進(jìn)行提升或保持不變。
[0055] 較佳地，所述支持非同步傳輸?shù)恼{(diào)制方式包括：基于濾波器的單載波或多載波 調(diào)制方式，以及基于濾波器組的多載波調(diào)制方式，具體包括以下任意一種或多種：FBMC、 0FDM-0QAM、Filter_0FDM、GFDM、SC-FBMC，所述支持非同步傳輸?shù)恼{(diào)制方式不需要嚴(yán)格的上 行同步。
[0056] 較佳地，所述非基于濾波器或濾波器組的調(diào)制方式包括但不限于以下任意一種或 多種：0FDM、SC-FDMA、CDMA。
[0057] 較佳地，該方法進(jìn)一步包括：根據(jù)本地數(shù)據(jù)類型動態(tài)選擇數(shù)據(jù)傳輸模式，所述本地 數(shù)據(jù)類型包括：緩存內(nèi)數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)發(fā)送時延要求、數(shù)據(jù)發(fā)送可靠性要求，數(shù)據(jù)發(fā)送功率要 求中的一個或多個。
[0058] 較佳地，所述根據(jù)本地數(shù)據(jù)類型動態(tài)選擇數(shù)據(jù)傳輸模式包括：
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