一种鲁棒的数据传输方法与流程

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种第五代无线通信系统中的数据传输方法。

背景技术：

随着智能终端的兴起及无线数据应用业务的丰富，无线通信系统中的数据用户数大幅增加，数据内容不再限于传统的文字或者图像，未来用户对高清晰度视频、手机电视等多媒体业务的需求越来越多，导致无线网络流量呈现出爆炸式增长的态势。根据市场机构预测，未来10年，无线数据业务将增长500~1000倍，平均每年增长1.6~2倍，这对无线通信系统的网络容量提出了更高的要求。

面向2020年及未来，移动互联网和物联网业务将成为移动通信发展的主要驱动力。5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求，即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景，也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。与此同时，5G还将渗透到物联网及各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求，实现真正的“万物互联”。

5G将解决多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战，不同应用场景面临的性能挑战有所不同，用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数都可能成为不同场景的挑战性指标。从移动互联网和物联网主要应用场景、业务需求及挑战出发，可归纳出连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个5G主要技术场景。

满足5G需求的方法有多种，主要包括：提升频谱效率、提高网络密度、增加系统带宽、智能业务分流、降低系统广播控制开销等，其中提升频谱效率的一个有效手段就是尽可能提高数据传输的可靠性，特别是传统的商业通信主要使用的300MHz~3GHz之间频谱资源表现出极为紧张的局面，已经无法满足未来无线通信的需求，未来将会采用更高的载波频率进行通信，比如28GHz、45GHz等等，这种高频信道具有自由传播损耗较大，容易被氧气吸收，受雨衰影响大等缺点，严重影响了高频通信系统的覆盖性能。但是，由于高频通信对应的载波频率具有更短的波长，所以可以保证单位面积上能容纳更多的天线元素，而更多的天线元素意味着可以采用波束赋形的方法来提高天线增益，从而保证高频通信的覆盖性能。在高频通信场景中，通常采用极窄的波束发送数据，如果存在收发端波束由于信道环境的突然变化导致对不齐情况出现，会严重影响通信的性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服第五代无线通信系统中存在的数据传输可靠性差等问题，提供一种数据传输方法。

为达上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种鲁棒的数据传输方法，包括以下步骤：1）第一通信节点生成长度为X比特的数据块，所述数据块包含循环冗余校验信息；2）基于所述数据块生成N个第一类型子数据块，编号为1到N，每个所述第一类型子数据块包含X/N个比特，所述N个第一类型子数据块的并集等于所述数据块，其中N为大于1的整数，X为大于1的整数，且为N的倍数；3）基于所述N个第一类型子数据块，通过对位比特进行异或的方式生成一个第二类型子数据块，所述第二类型子数据块包含X/N个比特；4）所述第一通信节点形成N个传输子数据块组，其中，第i个子数据块组由第i个所述第一类型子数据块和所述第二类型子数据块构成，i=1……N；5）所述第一通信节点通过N个发送波束传输所述N个子数据块组给第二通信节点，其中第i个子数据块组通过第i个发送波束传输， i=1……N；6）所述第二通信节点接收所述N个子数据块组，如果根据接收到的所述N个第一类型子数据块形成的比特流进行解码后并能通过循环冗余校验，所述第二通信节点成功接收所述数据块；如果根据接收到的所述N个第一类型子数据块形成的比特流进行解码后未能通过循环冗余校验，所述第二通信节点未能成功接收所述数据块，则所述第二通信节点通过接收到的所述第二类型子数据块尝试恢复存在错误的M个第一类型子数据块，然后如果能通过循环冗余校验，所述第二通信节点成功接收所述数据块，否则，所述第二通信节点接收所述数据块失败，其中，M为大于等于1、且小于等于N的整数。

进一步地，所述数据块是经过物理层编码得到的编码比特流。

进一步地，所述第一类型子数据块是从所述数据块中等间隔抽取的，或从所述数据块的起始位置顺序选取的。

进一步地，所述N个子数据块组采用时分方式发送，所述第一通信节点通过信令通知所述第二通信节点每个子数据块组发送使用的调制编码方式。

进一步地，在所述第一通信节点生成所述数据块前，所述第一通信节点收到所述第二通信节点发送的反馈信息，所述反馈信息通知所述第一通信节点可以用来给所述第二通信节点发送数据的候选发送波束集合。

进一步地，所述候选发送波束集合包含Z个发送波束，其中，Z为大于等于N的整数。

进一步地，所述第一通信节点与所述第二通信节点通过预定规则或协商方式从所述候选发送波束集合中选出所述N个发送波束。

进一步地，如果所述第二通信节点接收所述数据块失败，所述第二通信节点发送接收失败信息给所述第一通信节点，其中，所述接收失败信息至少包含所述描述所述N个子数据块组中接收信干噪比最差的Y个子数据块组的序号。

进一步地，所述第二通信节点重复N次发送所述接收失败信息。

进一步地，所述第一通信节点在发送所述N个子数据块组给所述第二通信节点之前，通过物理下行控制信道通知所述第二通信节点所述数据块的传输方式信息，其中，发送所述物理下行控制信息使用的发送波束与发送所述第一个子数据块组使用的发送波束相同。

进一步地，所述第一通信节点在发送所述N个子数据块组给所述第二通信节点之前， 发送所述N个子数据块组对应的解调参考信号给所述第二通信节点。

进一步地，所述第一通信节点在发送每个子数据块组中的第一类型子数据块的发送功率是第二类型子数据块的发送功率的N倍。

本发明的有益效果是：采用本发明所述方法和装置（系统），与现有技术相比，可有效增加数据传输的鲁棒性以适应第五代无线通信系统的业务需求。

附图说明

图1是数据传输方法的流程图；

图2是第一类型子数据块生成方式示意图；

图3是第二类型子数据块生成方式示意图；

图4是子数据块组发送方式示意图；

图5是子数据块组对应导频发送方式示意图。

具体实施方案

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如附图1所示，本发明的方法流程如下：

步骤102，第一通信节点生成长度为X比特的数据块，所述数据块包含循环冗余校验信息；

步骤104，基于所述数据块生成N个第一类型子数据块，编号为1到N，每个所述第一类型子数据块包含（X/N）个比特，所述N个第一类型子数据块的并集等于所述数据块，其中N为大于1的整数，X为大于1的整数，且为N的倍数；

步骤106，基于所述N个第一类型子数据块、通过对位比特进行异或的方式生成一个第二类型子数据块，所述第二类型子数据块包含（X/N）个比特；

步骤108，所述第一通信节点形成N个传输子数据块组，其中，第一个子数据块组由第一个所述第一类型子数据块和所述第二类型子数据块构成，第二个子数据块组由第二个所述第一类型子数据块和所述第二类型子数据块构成，以此类推，第N个子数据块组由第N个所述第一类型子数据块和所述第二类型子数据块构成；

步骤110，所述第一通信节点通过N个发送波束传输所述N个子数据块组给第二通信节点，其中第一个子数据块组通过第一个发送波束传输，第二个子数据块组通过第二个发送波束传输，以此类推，第N个子数据块组通过第N个发送波束发送；

步骤112，所述第二通信节点接收所述N个子数据块组，如果根据接收到的所述N个第一类型子数据块形成的比特流进行解码后并能通过循环冗余校验，所述第二通信节点成功接收所述数据块；如果根据接收到的所述N个第一类型子数据块形成的比特流进行解码后未能通过循环冗余校验，所述第二通信节点未能成功接收所述数据块，则所述第二通信节点通过接收到的所述第二类型子数据块尝试恢复存在错误的M个第一类型子数据块，然后如果能通过循环冗余校验，所述第二通信节点成功接收所述数据块，否则，所述第二通信节点接收所述数据块失败，其中，M为大于等于1、且小于等于N的整数。

实施例1

基站生成包含100个比特的数据块，所述数据块包含16比特的冗余校验信息，尝试接收所述数据块的终端必须通过基于冗余校验信息的校验才能确认是否成功得到所述数据块，优选地，所述数据块是经过物理层编码得到的编码比特流。

基站基于所述数据块生成四个各包含25个比特的第一类型子数据块和一个长度为25个比特的第二类型子数据块。所述第一类型子数据块是从所述数据块中等间隔抽取的，或从所述数据块的起始位置顺序选取的，如附图2所示，所述每个第一类型子数据块包括所述数据块的部分内容，所述四个第一子数据块并集等于所述数据块，交集为空集。如附图3所示，所述四个第一类型子类型块通过对位比特异或的方式得到了一个第二类型子数据块。

基站将第一个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第一个子数据块组，将第二个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第二个子数据块组，将第三个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第三个子数据块组，将第四个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第四个子数据块组。

如附图4所示，基站使用发送波束1在时间单元1发送所述第一个子数据块组，使用发送波束2在时间单元2上发送所述第二个子数据块组，使用发送波束3在时间单元3上发送所述第三个子数据块组，使用发送波束4在时间单元4上发送第四个子数据块组。

终端接收到所述四个子数据块组，将这四个子数据块组中包含的第一类型子数据块（由于每个子数据块未进行循环冗余校验，所述终端无法判断某个子数据块是否接收成功）组合成一个接收数据块，然后对所述接收数据块解码并进行循环冗余校验，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则终端将四个子数据块组接收时测量得到的信干噪比最低的一个子数据块组（例如第一个子数据块组）假设存在接收错误，通过对其余三个子数据块组（第二个、第三个、第四个子数据块组）包含的第二类型子数据块进行软比特合并得到接收第二类型子数据块，然后通过接收第二类型子数据块与第二个、第三个、第四个子数据块组中的第一类型子数据块进行异或操作得到纠错后第一个子数据块组中的第一类型子数据块，然后将纠错后得到的第一类型子数据块与其它子数据块组中的第一类型子数据块组合成接收数据块进行解码，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收失败。

实施例2

基站收到终端发送的反馈信息，所述反馈信息通知所述基站可以用来给所述终端发送数据的候选发送波束集合，所述候选发送集合包括10个发送波束及这些发送波束对应的接收质量信息。

基站根据与终端约定规则从候选发送集合中选择4个发送波束用来给终端发送数据块，例如选择接收质量最好的4个发送波束，或按照预定的图样选取。

基站生成包含100个比特的数据块，所述数据块包含16比特的冗余校验信息，尝试接收所述数据块的终端必须通过基于冗余校验信息的校验才能确认是否成功得到所述数据块，优选地，所述数据块是经过物理层编码得到的编码比特流。

基站基于所述数据块生成四个各包含25个比特的第一类型子数据块和一个长度为25个比特的第二类型子数据块。所述第一类型子数据块是从所述数据块中等间隔抽取的，或从所述数据块的起始位置顺序选取的，如附图2所示，所述每个第一类型子数据块包括所述数据块的部分内容，所述四个第一子数据块并集等于所述数据块，交集为空集。如附图3所示，所述四个第一类型子类型块通过对位比特异或的方式得到第二类型子数据块。

基站将第一个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第一个子数据块组，将第二个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第二个子数据块组，将第三个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第三个子数据块组，将第四个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第四个子数据块组。

如附图4所示，基站使用发送波束1在时间单元1发送所述第一个子数据块组，使用发送波束2在时间单元2上发送所述第二个子数据块组，使用发送波束3在时间单元3上发送所述第三个子数据块组，使用发送波束4在时间单元4上发送第四个子数据块组。

终端接收到所述四个子数据块组，将这四个子数据块组中包含的第一类型子数据块（由于每个子数据块未进行循环冗余校验，所述终端无法判断某个子数据块是否接收成功）组合成一个接收数据块，然后对所述接收数据块解码并进行循环冗余校验，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则终端将四个子数据块组接收时测量得到的信干噪比最低的一个子数据块组（例如第一个子数据块组）假设存在接收错误，通过对其余3个子数据块组（第二个、第三个、第四个子数据块组）包含的第二类型子数据块进行软比特合并得到接收第二类型子数据块，然后通过接收第二类型子数据块与第二个、第三个、第四个子数据块组中的第一类型子数据块进行异或操作得到纠错后第一个子数据块组中的第一类型子数据块，然后将纠错后得到的第一类型子数据块与其它子数据块组中的第一类型子数据块组合成接收数据块进行解码，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收失败。

终端发送接收失败信息给基站，其中，所述接收失败信息至少包含所述描述所述4个子数据块组中接收信干噪比最差的Y个子数据块的序号，例如Y=2，为保证基站成功接收到所述信息，终端在时间上重复4次发送所述接收失败信息。

实施例3

基站生成包含100个比特的数据块，所述数据块包含16比特的冗余校验信息，尝试接收所述数据块的终端必须通过基于冗余校验信息的校验才能确认是否成功得到所述数据块，优选地，所述数据块是经过物理层编码得到的编码比特流。

基站基于所述数据块生成四个各包含25个比特的第一类型子数据块和一个长度为25个比特的第二类型子数据块。所述第一类型子数据块是从所述数据块中等间隔抽取的，或从所述数据块的起始位置顺序选取的，如附图2所示，所述每个第一类型子数据块包括所述数据块的部分内容，所述4个第一子数据块并集等于所述数据块，交集为空集。如附图3所示，所述四个第一类型子类型块通过对位比特异或的方式得到第二类型子数据块。

基站将第一个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第一个子数据块组，将第二个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第二个子数据块组，将第三个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第三个子数据块组，将第四个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第四个子数据块组。

基站在发送所述四个子数据块组给终端之前，通过物理下行控制信道通知终端所述数据块的传输方式信息（例如分四个子数据块组传输，子数据块组的组成方式等），其中，发送所述物理下行控制信息使用的发送波束与发送所述第一个子数据块组使用的发送波束相同，避免终端由于解码PDCCH时延造成的数据接收错误。

如附图4所示，基站使用发送波束1在时间单元1发送所述第一个子数据块组，使用发送波束2在时间单元2上发送所述第二个子数据块组，使用发送波束3在时间单元3上发送所述第三个子数据块组，使用发送波束4在时间单元4上发送第四个子数据块组。

终端接收到所述四个子数据块组，将这四个子数据块组中包含的第一类型子数据块（由于每个子数据块未进行循环冗余校验，所述终端无法判断某个子数据块是否接收成功）组合成一个接收数据块，然后对所述接收数据块解码并进行循环冗余校验，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则终端将四个子数据块组接收时测量得到的信干噪比最低的一个子数据块组（例如第一个子数据块组）假设存在接收错误，通过对其余3个子数据块组（第二个、第三个、第四个子数据块组）包含的第二类型子数据块进行软比特合并得到接收第二类型子数据块，然后通过接收第二类型子数据块与第二个、第三个、第四个子数据块组中的第一类型子数据块进行异或操作得到纠错后第一个子数据块组中的第一类型子数据块，然后将纠错后得到的第一类型子数据块与其它子数据块组中的第一类型子数据块组合成接收数据块进行解码，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收失败。

终端发送接收失败信息给基站，其中，所述接收失败信息至少包含所述描述所述4个子数据块组中接收信干噪比最差的Y个子数据块组的序号（例如第一个子数据块组和第二个子数据块组），即Y=2，为保证基站成功接收到所述信息，终端在时间上重复4次发送所述接收失败信息。

实施例4

基站生成包含100个比特的数据块，所述数据块包含16比特的冗余校验信息，尝试接收所述数据块的终端必须通过基于冗余校验信息的校验才能确认是否成功得到所述数据块，优选地，所述数据块是经过物理层编码得到的编码比特流。

基站基于所述数据块生成四个各包含25个比特的第一类型子数据块和一个长度为25个比特的第二类型子数据块。所述第一类型子数据块是从所述数据块中等间隔抽取的，或从所述数据块的起始位置顺序选取的，如附图2所示，所述每个第一类型子数据块包括所述数据块的部分内容，所述4个第一子数据块并集等于所述数据块，交集为空集。如附图3所示，所述四个第一类型子类型块通过对位比特异或的方式得到第二类型子数据块。

基站将第一个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第一个子数据块组，将第二个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第二个子数据块组，将第三个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第三个子数据块组，将第四个第一类型子数据块和第二类型字数块形成第四个子数据块组。

如附图5所示，基站在发送所述4个子数据块组给终端之前，发送所述N个子数据块组对应的解调参考信号给终端，方便终端快速进行信道估计，减少终端的解码时延，满足5G低时延需求。

如附图4所示，基站使用发送波束1在时间单元1发送所述第一个子数据块组，使用发送波束2在时间单元2上发送所述第二个子数据块组，使用发送波束3在时间单元3上发送所述第三个子数据块组，使用发送波束4在时间单元4上发送第四个子数据块组。基站通过信令通知终端每个子数据块组发送使用的调制编码方式。基站在发送每个子数据块组中的第一类型子数据块的发送功率是第二类型子数据块的发送功率的4倍，这样做的好处是可以有效较低基站的功率消耗。

终端接收到所述四个子数据块组，将这四个子数据块组中包含的第一类型子数据块（由于每个子数据块未进行循环冗余校验，所述终端无法判断某个子数据块是否接收成功）组合成一个接收数据块，然后对所述接收数据块解码并进行循环冗余校验，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则终端将四个子数据块组接收时测量得到的信干噪比最低的一个子数据块组（例如第一个子数据块组）假设存在接收错误，通过对其余3个子数据块组（第二个、第三个、第四个子数据块组）包含的第二类型子数据块进行软比特合并得到接收第二类型子数据块，然后通过接收第二类型子数据块与第二个、第三个、第四个子数据块组中的第一类型子数据块进行异或操作得到纠错后第一个子数据块组中的第一类型子数据块，然后将纠错后得到的第一类型子数据块与其它子数据块组中的第一类型子数据块组合成接收数据块进行解码，如果能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收成功，如果未能通过循环冗余校验，则说明所述数据块接收失败。

实验结果表明，采用本发明所述的方法，可有效对抗高频通信中恶劣的信道变化状况，将无线频谱效率提升20%以上。

需要说明，由于第二类型子数据块包含了数据块的全部信息，因此终端解码过程中未能通过循环冗余校验时，终端除了可以使用上述实施例1~4中尝试假设一个接收信干噪比最低的第一类型数据块发生传输错误，也可以假设2个接收信干噪比最低的第一类型数据块发生传输错误，也可以假设3个、或4个接收信干噪比较低的第一类型数据块发生传输错误，具体尝试次数与终端的计算能力有关，假设规则也可以灵活实现。

需要说明，终端解码过程中使用的第二类型子数据块也可以是将接收到四个子数据块组中的第二类型子数据块进行能量合并得到的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。