专利名称：一种基于竞争的上行数据传输方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于竞争的上行数据传输方法和系统。
背景技术：
在无线通信系统中，用户设备(User Equipment,UE)在传输数据的初始阶段，通常需要利用竞争(Contention)的资源。这主要有两种场景一种是在UE第一次接入到网络时进行随机接入，另一种情况是当UE在已经接入网络后，在数据的间隙过程中可以进入休眠状态(dormant)，以节省UE的电池开销和网络的资源开销，网络可以不给UE预留资源或者只预留很少的资源，当有上行数据需要发送时，UE通过随机接入或者通过预留的少数资源，如专用的信令信道上发送信令通知网络，以获取后续的上行传输资源。随机接入过程，以LTE (Long Term Evolution, 3GPP长期演进)系统为例，和大多数蜂窝通讯系统一样，随机接入分4个步骤，如图1所示，UE首先发起随机接入导频(Random Access Preamble)，网络接收成功后发送随机接入响应(Random Access Response)，让UE 调整上行发送提前，然后在指定的发送MSG3(图中的消息3)的资源上发送竞争的数据，在 LTE里该发送MSG3的资源是动态调度的共享资源，所以与之前的其它蜂窝系统中同样被称为RACH(Radom Access Channel，随机接入信道)信道资源固定配置不同，LTE的资源是由随机接入响应中携带的上行授权(UL grant)来指示的。UE在MSG3中会携带要传输的数据，以及冲突解决标识(UE contentionresolution ID)，网络侧接收后，回复MSG4 (竞争解决)，携带对应的竞争解决标识，UE收到后认为竞争解决。对于另外一种预留专用资源的方法，又称为调度申请过程，与随机接入不同，只能用于连接态UE，如图2所示，当UE完成连接后，处于业务间隙期间，网络预留一条专用的上行控制信道给UE，释放其它的物理信道资源。当UE需要上行发送数据时，可以在专用的上行控制信道上发送调度请求(kheduling ReqUeSt，SR)。网络收到后就可以发送调度信息 (SR grant，调度请求授权)给UE，然后UE就可以在调度的资源上进行上行数据传输。比较图1和图2可以看到，两个流程的第3条消息，都可以将UE的上行数据发送到基站，有区别的是图1所示的随机接入过程的消息1和2是一个基于竞争的过程，所谓的竞争即消息1发送的资源是多个UE共享的，所以在同一时刻多个UE可能同时发送消息1， 导致基站对消息1的接收可能失败。图2所示的调度申请实质上是一种非竞争过程，其上行发送SR的信道是UE专用资源，不会发生冲突，所以相对的讲，一般情况下调度申请过程发送数据会比随机接入过程要快。上述的两种上行数据发送过程，虽然原理上有所区别，但是在发送过程中，当UE 需要上行发送数据时，首先发送一个请求(MSGl)，然后在基站应答后(MSG2)，UE才能真正上行发送数据(MSG； )。由于有了前面2个步骤，导致UE从上行数据到达时到真正发送时有一个时延，随机接入MSGl可能会冲突，如果冲突了，需要重新开始另一次随机接入会导致时延更长。在LTE系统中，调度申请过程的时延一般有11.5ms。一些小数据量、短时延的业务(如游戏业务)对上述时延特别敏感，为了减少上述时延，有方案采用预调度资源的方式，即网络不管UE是否有数据，总是分配一个专用的数据信道给UE,当UE需要上行发送数据时，就可以在该专用数据信道上发送数据，如图3所示，UE在MSGl就可以上行发送数据，其发送时延在LTE系统中可以减少到5. 5ms。这个方案的缺点是基站需要预留一部分专用资源给UE，不管UE是否有上行数据传输，所以会造成资源的浪费。为了避免上述的资源浪费，可以将上述的专用数据信道改为竞争数据信道，实现基于竞争的传输(Contention based transmission，CB传输)，上行资源在几个UE内共享， 当UE需要使用时，通过竞争发送数据，如图4所示，当共享的UE个数较少时，可以取得较好的性能。现有技术中虽然给出了上行CB传输的初步过程，但是尚未有完整的方案解决提出，对于冲突发生，数据传输错误等异常处理流程也没有完善的处理过程。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于竞争的上行数据传输方法和系统，避免资源浪费，缩短数据发送的时延。为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于竞争的上行数据传输方法，包括基站向用户设备(UE)发送上行授权信息，指示竞争资源的位置以及在该竞争资源上发送上行数据的发送方式；UE在上行授权信息指示的竞争资源上按照指示的发送方式发送上行数据；基站向UE返回应答消息，指示其是否成功接收竞争资源上的数据；UE收到应答消息后，根据应答消息确认其在竞争资源上的上行数据发送成功或失败。进一步地，所述基站通过以下方式之一向UE发送上行授权信息基站通过物理下行控制信道上的控制信令向多个UE发送一个或多个上行授权信息，并用一个或多个资源标识信息来指示控制信令中携带的为上行授权信息；基站将所述上行授权信息置于物理下行共享信道中发送，并在物理下行控制信道上发送携带下行授权信息的控制信令，通过一标识指示控制信令中携带的是携带了上行授权信息的MAC CE的下行授权信息，所述基站在 MAC CE中通过一个或多个资源标识信息来指示MAC CE中携带的为上行授权信息；每个上行授权信息中至少包括用于指示竞争资源的位置的频率资源信息以及用于指示发送方式的调制编码信息。进一步地，所述基站向UE返回应答消息的步骤包括所述基站在下行控制信道上与UE约定的时频区域向UE发送应答消息，同时，所述基站通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，所述应答消息指示基站是否成功接收上行数据；或者所述基站仅通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，指示基站是否成功接收上行数据。进一步地，所述基站通过公共信道发送所述应答消息时，在所述应答消息中携带响应无线网络临时标识(RNTI)，所述响应RNTI用于标识本消息为基于竞争的数据传输的应答消息。进一步地，所述UE根据基站返回的应答消息确认上行数据发送失败后，在基站重传授权的资源上进行重传，或者在所述竞争资源上进行重传。
进一步地，所述基站在上行授权信息中携带用于进行重传授权的重传RNTI，当UE 要进行重传时，检测携带所述重传RNTI的控制信道或数据信道获取重传授权，在所述重传资源上进行重传。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于竞争的上行数据传输系统，包括 基站和多个用户设备(UE)，其中所述基站，用于向UE发送上行授权信息，指示竞争资源的位置以及在该竞争资源上发送上行数据的发送方式；以及用于向UE返回应答消息，指示其是否成功接收竞争资源上的数据；所述UE，用于在所述上行授权信息指示的竞争资源上按照指示的发送方式发送上行数据，以及用于收到应答消息后，根据应答消息确认其在竞争资源上的上行数据发送成功或失败。进一步地，所述基站进一步用于在下行控制信道上与UE约定的时频区域向UE发送应答消息，同时通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，所述应答消息指示基站是否成功接收上行数据。进一步地，所述基站进一步用于仅通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，指示基站是否成功接收上行数据。进一步地，所述基站通过公共信道发送所述应答消息时，在所述应答消息中携带响应无线网络临时标识(RNTI)，所述响应RNTI用于标识本消息为基于竞争的数据传输的应答消息。进一步地，所述UE还用于根据基站返回的应答消息确认上行数据发送失败后，在基站重传授权的资源上进行重传，或者在所述竞争资源上进行重传。进一步地，所述基站进一步用于在上行授权信息中携带用于进行重传授权的重传 RNTI ；所述UE进一步用于当要进行重传时，检测携带所述重传RNTI的控制信道或数据信道获取重传授权，在所述重传资源上进行重传。本发明就CB传输、重传、竞争解决提出完整的解决方案，能够有效地节约空口资源，缩短上述数据发送的时延，并提出了 CB传输失败时的重传方案，缩短了首传失败后的数据传输时延。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为基于冲突的随机接入过程流程图；图2为无冲突的调度申请过程流程图；图3为预调度资源过程流程4为基于冲突的传输过程流程图；图5为上行授权信令和数据的关系图；图6为下行授权信令和数据的关系图；图7为竞争资源授权的MAC CE格式示意图8为MAC PDU格式示意图；图9为CB传输和CB应答流程图；图10为自适应重传流程图；图11为非自适应重传流程图。
具体实施例方式本发明的发明构思是基站向UE发送上行授权信息，指示竞争资源(即基于竞争的传输资源)的位置以及在该竞争资源上发送上行数据的发送方式；UE在上行授权信息指示的竞争资源上按照指示的发送方式发送上行数据；基站向UE返回应答消息，指示其是否成功接收竞争资源上的数据；UE收到应答消息后，根据应答消息确认其在竞争资源上的上行数据发送成功或失败。采用上述方法后，UE可根据基站发送的应答消息判断上行CB传输成功或失败，当 UE上行数据发送成功时，UE不会盲目的进行重传，从而避免eNB接收重复的数据，也避免了资源的浪费；而当UE上行数据发送失败时，UE可以进行有目的的重传，缩短数据发送的时延。 上述上行授权信息是基站为UE分配的为初始传输的授权，对于UE的重传，基站可以主动为UE分配重传授权资源(显式的重传授权)，使UE进行自适应的重传，或者UE可以自己配置仍采用初始传输的资源(隐式的重传授权)，进行非自适应的重传。上述方法具体包括如下步骤步骤一，网络侧通过公共信道发送供多个UE共享的CB传输资源的配置，所述CB 传输资源的配置以下简称为上行授权信息，所述上行授权信息中至少包括频率资源信息和调制编码信息；网络侧可以通过控制信道授权也可以通过数据信道授权，具体参见后续1. 1和 1.2部分的描述。步骤二，UE接收到网络侧发送的上行授权信息后，在该上行授权信息所指示的频率资源上按其指定的调制编码方式发送上行数据；具体的发送过程参见2部分的描述。步骤三，网络侧在CB传输资源上收到UE发送的上行数据后，在下行控制信道上向 UE发送应答消息，以指示其是否成功接收上述的CB传输数据；应答的方式可以有两种，HARQ应答和非HARQ应答，具体参见3. 1和3. 2部分的描述。步骤四，UE在下行控制信道上监听并接收所述应答消息，根据应答消息确认数据发送成功或失败，再确定是否进行重传。参见4、5部分的描述。 下面对本发明的各个过程进行具体说明1.初始授权接收1. 1通过控制信道授权步骤111，eNB确定供多个UE共享的传输资源的配置(即上行授权信息)；所述的上行授权信息至少包括频率资源信息和调制编码信息，所述频率资源信
7息为CB传输资源位置的信息，所述调制编码信息用于指示UE在该CB传输资源发送数据时采用的发送方式。例如，LTE中用resource blockassignment表示分配的频率资源；LTE中调制编码信息为 MCS 信息(modulation and coding scheme)。eNB可以在一个TTI上配置多个CB传输资源，也就是说，eNB可以同时向多个UE 发送多个上行授权信息，每个授权对应一个CB传输资源，其好处是可以减少单个资源的冲突概率，并且可以满足不同的上行数据需求。步骤112，eNB提前在物理层的物理下行控制信道(PDCCH，Physicaldownlink control channel)上通过 PDCCH 信令即 DCI (Downlink Contronnformation，下行控制信息)发送上行授权(UL grant)；在LTE 系统中，eNB 会提前 η 个 TTI (transmission time interval，传输时间间隔，发送时间的最小单位)发送上行授权信息，如图5所示。LTE中TTI为一个子帧，长度为 lms。在FDD系统中，η = 4。在TDD系统中，η取决于TDD configuration(配置)和接收授权的子帧位置，η的取值参照表1。表ITDD系统中η的取值
权利要求
1.一种基于竞争的上行数据传输方法，包括基站向用户设备(UE)发送上行授权信息，指示竞争资源的位置以及在该竞争资源上发送上行数据的发送方式；UE在上行授权信息指示的竞争资源上按照指示的发送方式发送上行数据；基站向UE返回应答消息，指示其是否成功接收竞争资源上的数据；UE收到应答消息后，根据应答消息确认其在竞争资源上的上行数据发送成功或失败。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站通过以下方式之一向UE发送上行授权信息基站通过物理下行控制信道上的控制信令向多个UE发送一个或多个上行授权信息， 并用一个或多个资源标识信息来指示控制信令中携带的为上行授权信息；基站将所述上行授权信息置于物理下行共享信道中发送，并在物理下行控制信道上发送携带下行授权信息的控制信令，通过一标识指示控制信令中携带的是携带了上行授权信息的MAC CE的下行授权信息，所述基站在MACCE中通过一个或多个资源标识信息来指示 MAC CE中携带的为上行授权信息；每个上行授权信息中至少包括用于指示竞争资源的位置的频率资源信息以及用于指示发送方式的调制编码信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站向UE返回应答消息的步骤包括所述基站在下行控制信道上与UE约定的时频区域向UE发送应答消息，同时，所述基站通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，所述应答消息指示基站是否成功接收上行数据；或者所述基站仅通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，指示基站是否成功接收上行数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站通过公共信道发送所述应答消息时，在所述应答消息中携带响应无线网络临时标识(RNTI)，所述响应RNTI用于标识本消息为基于竞争的数据传输的应答消息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE根据基站返回的应答消息确认上行数据发送失败后，在基站重传授权的资源上进行重传，或者在所述竞争资源上进行重传。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述基站在上行授权信息中携带用于进行重传授权的重传RNTI，当UE要进行重传时， 检测携带所述重传RNTI的控制信道或数据信道获取重传授权，在所述重传资源上进行重传。
7.一种基于竞争的上行数据传输系统，包括基站和多个用户设备(UE)，其中所述基站，用于向UE发送上行授权信息，指示竞争资源的位置以及在该竞争资源上发送上行数据的发送方式；以及用于向UE返回应答消息，指示其是否成功接收竞争资源上的数据；所述UE，用于在所述上行授权信息指示的竞争资源上按照指示的发送方式发送上行数据，以及用于收到应答消息后，根据应答消息确认其在竞争资源上的上行数据发送成功或失败。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站进一步用于在下行控制信道上与UE约定的时频区域向UE发送应答消息，同时通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，所述应答消息指示基站是否成功接收上行数据。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站进一步用于仅通过媒体接入层(MAC)消息，或无线链路控制层(RLC)消息，或无线资源控制层(RRC)消息向UE发送应答消息，指示基站是否成功接收上行数据。
10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述基站通过公共信道发送所述应答消息时，在所述应答消息中携带响应无线网络临时标识(RNTI)，所述响应RNTI用于标识本消息为基于竞争的数据传输的应答消息。
11.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述UE还用于根据基站返回的应答消息确认上行数据发送失败后，在基站重传授权的资源上进行重传，或者在所述竞争资源上进行重传。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述基站进一步用于在上行授权信息中携带用于进行重传授权的重传RNTI ；所述UE进一步用于当要进行重传时，检测携带所述重传RNTI的控制信道或数据信道获取重传授权，在所述重传资源上进行重传。
全文摘要
本发明公开了一种基于竞争的上行数据传输方法和系统，避免资源浪费，缩短数据发送的时延。所述上行数据传输方法包括基站向用户设备(UE)发送上行授权信息，指示竞争资源的位置以及在该竞争资源上发送上行数据的发送方式；UE在上行授权信息指示的竞争资源上按照指示的发送方式发送上行数据；基站向UE返回应答消息，指示其是否成功接收竞争资源上的数据；UE收到应答消息后，根据应答消息确认其在竞争资源上的上行数据发送成功或失败。
文档编号H04L1/16GK102158981SQ201010115048
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者张健, 黄亚达 申请人:中兴通讯股份有限公司