数据传输的方法、装置、用户设备、基站和系统与流程

本技术涉及通信，特别涉及一种数据传输的方法、装置、用户设备、基站和系统。

背景技术：

1、现有的广泛应用于移动宽带的基于随机接入和授权(rach-based grant-based)的通信技术，需要专门的随机接入信道给用户设备进行随机接入过程，并通过上行控制信道来请求基站调度资源。考虑到大规模机器类通信(massive machine typecommunication，mmtc)应用场景海量的用户设备和偶发(sporadic)的数据上行需求，现有的基于随机接入和授权的通信就变得不合时宜。

2、现有的标准定义的免授权通信仅仅是基于随机接入的免授权(rach-basedgrant-free)，即依旧需要用户设备通过随机接入过程来实现上行同步。对于使用电池供电的低成本的iot设备来说，由于没有精准的本地时钟，且经常需要进入休眠状态以节省电池，结果就是每次上行传输会伴随随机接入过程，这是一笔非常大的开销。因此，如何省去随机接入过程，实现免随机接入免授权通信成了目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种数据传输的方法、装置、用户设备、基站和系统，以实现免随机接入的上行通信，所述技术方案如下。

2、第一方面，提供了一种数据传输的方法，方法应用于基站覆盖范围内的任一用户设备，所述基站覆盖范围内有多个分组的用户设备，方法包括：

3、用户设备获取所属分组对应的上行资源信息，其中，上行资源信息包括用于上行通信的l个子载波的频率，所属分组在单个子载波上对应的n个ofdm符号的位置信息，且n个ofdm符号连续，l和n为正整数。通过树形码编码器对待发送数据和校验数据进行编码，得到l组编码数据，每组编码数据中均可以包括部分待发送数据和部分校验数据，本技术对于具体的树形编码方式不做限定。然后，通过位置映射将该组的j比特的数据转为长度为m＝2j的数据，此处，长度为m的数据是一个包括m个元素的数组，再通过压缩矩阵a压缩为长度为n的码字。其中，长度为n的码字，也即是n个码字，一个码字为一个复数(complex number)。然后，对l组长度为n的码字进行正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，ofdm)调制。调制后每组长度为n的码字占用l个子载波中的一个子载波，且每个码字在所占用的子载波上对应n个ofdm符号中的一个ofdm符号。最后，向基站发送调制后的数据。

4、随机接入的目的是实现上行同步，那么，在免随机接入的情况下，用户设备便处于上行失步。因此，要实现免随机接入，就需要解决上行失步造成的影响。而上行失步主要又是因为信道的频率选择效应造成的。那么，解决上行失步造成的影响，也即是解决信道的频率选择效应造成的影响。本技术中首先对于基站覆盖范围内的用户设备进行了分组，且对于上行资源也进行了相应分组，每个分组的用户设备对应一组上行资源。对于用户设备的待发送数据先通过树形码编码分为l份，每份数据承载在一个子载波的连续多个ofdm符号上进行传输。由于一个子载波是属于一个相干信道，在相干信道内传输的数据基本不会受频率选择效应影响，因此，在一个子载波上传输的数据每份数据都基本不会受到频率选择效应影响。也即可以尽可能的解决上行失步造成的影响，也即是可以在免随机接入场景下进行上行通信。

5、在一种可能的实现方式中，在获取上行资源信息之前，用户设备需要和基站之间先建立下行同步。

6、在一种可能的实现方式中，用户设备在与基站之间建立下行同步之后，可以根据自己需要上行的数据量大小，决定是否要采用免授权通信。例如，在上行的数据量较小时，用户可以选择进行免授权通信，然后，用户设备可以决定是否采用免随机接入，如果不采用免随机接入，则可以进行两步随机接入过程，向基站发送随机接入请求，并接收基站发返回的随机接入响应。

7、在一种可能的实现方式中，如果用户设备选择使用免随机接入，则可以直接在在广播控制信道(broadcast control channel，bcch)中获取所属分组对应的上行资源信息。如果用户选择了两步随机接入，则可以在完成两步随机接入后，在bcch中获取所属分组对应的上行资源信息。

8、在一种可能的实现方式中，在bcch中获取上行资源信息的处理可以为：基于所属分组对应的分组标识(也可称为预分组无线网络临时标识)，对bcch中的多个上行资源信息依次进行解扰，直到获取到所属分组对应的上行资源信息，其中，每个上行资源信息对应一个分组的用户设备。

9、在一种可能的实现方式中，用户设备还可以进行完整随机接入过程，即在接收到基站返回的随机接入响应后，向基站发送调度传输消息，并接收基站返回的冲突解决消息。

10、在一种可能的实现方式中，在完成完整随机接入的情况下，用户设备则直接通过和下行信道接收基站发送的所属分组对应的上行资源信息。

11、第二方面，提供了一种数据传输的方法，方法用于基站，基站覆盖范围内包括多个分组的用户设备，方法包括：

12、基站接收用户设备发送的数据。对接收的数据进行ofdm解调，并输出多个分组中每个分组分别对应的l个第一数据集合，其中，每个第一数据集合中包括n*s个元素，l为多个分组的用户设备用于上行通信的子载波数量，n为每个分组在单个子载波上对应的ofdm符号的数量，s为基站的接收天线数量。对每个分组对应的每个第一数据集合进行稀疏回归码解码，得到每个分组分别对应的l个第二数据集合，其中，每个第二集合的元素数量大于或等于每个分组中的用户设备数量。对于每个分组分别对应的l个第二数据集合，对该分组对应的l个第二数据集合进行树形码解码，得到该分组对应的原始数据。

13、在本技术实施例所示的方案中，在用户设备侧将待发送数据分为多份数据，每份数据承载在一个子载波中连续的多个ofdm符号传输。不同子载波所在信道是非相干的，那么，基站在进行稀疏回归码解码时，可以采用非相干解调方式实现，因为，非相干解调不用获取信道参数即可对数据进行解调(解码)。

14、在一种可能的实现方式中，非相干解调可以为最大似然解码。

15、在又一种可能的实现方式中，非相干解调可以为近似信息迭代解码。

16、具体的最大似然解码和近似信息迭代解码均为较为成熟的解码技术，本技术中对其具体解码过程不再介绍。

17、在一种可能的实现方式中，基站可以通过bcch发送多个上行资源信息，其中，每个上行资源信息对应一个分组的用户设备。每个上行资源信息均采用一个分组标识进行加扰，以便用户设备可以根据自己的分组标识获取到所属分组对应的上行资源信息。

18、第三方面，提供了一种数据传输的装置，所述装置应用于基站覆盖范围内的任一用户设备，所述基站覆盖范围内有多个分组的用户设备，所述装置包括：

19、获取模块，用于获取所属分组对应的上行资源信息，其中，所述上行资源信息包括用于上行通信的l个子载波的频率，所属分组在单个子载波上对应的n个ofdm符号的位置信息，其中，l和n为正整数；

20、树形码编码模块，用于通过树形码编码器对待发送数据和校验数据进行编码，得到l组编码数据；

21、压缩模块用于，通过压缩矩阵将所述l组编码数据中的每组编码数据压缩为长度为n的码字；

22、ofdm调制模块，用于对l组长度为n的码字进行正交频分复用ofdm调制，其中，调制后每组长度为n的码字占用所述l个子载波中的一个子载波，且每个码字在所占用的子载波上对应所述n个ofdm符号中的一个ofdm符号；

23、发送模块，用于向所述基站发送调制后的数据。

24、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括下行同步模块，用于：

25、与基站之间建立下行同步。

26、在一种可能的实现方式中，所述发送模块，还用于向所述基站发送随机接入请求；

27、所述装置还包括接收模块，用于：

28、接收所述基站发返回的随机接入响应。

29、在一种可能的实现方式中，所述获取模块，用于：

30、在广播控制信道bcch中获取所属分组对应的上行资源信息。

31、在一种可能的实现方式中，所述获取模块，用于：

32、基于所属分组对应的分组标识，对bcch中的多个上行资源信息依次进行解扰，直到获取到所属分组对应的上行资源信息，其中，每个上行资源信息对应一个分组的用户设备。

33、在一种可能的实现方式中，所述发送模块，还用于向所述基站发送调度传输消息；

34、所述接收模块，还用于接收所述基站发送的冲突解决消息。

35、在一种可能的实现方式中，所述获取模块，用于：

36、接收所述基站发送的所属分组对应的上行资源信息。

37、第四方面，提供了一种数据传输的装置，所述装置应用于基站，所述基站覆盖范围内包括多个分组的用户设备，所述装置包括：

38、接收模块，用于接收用户设备发送的数据；

39、ofdm解调模块，用于对所述数据进行ofdm解调，并输出所述多个分组中每个分组分别对应的l个第一数据集合，其中，每个第一数据集合中包括n*s个元素，l为所述多个分组的用户设备用于上行通信的子载波数量，n为每个分组在单个子载波上对应的ofdm符号的数量，s为所述基站的接收天线数量；

40、稀疏回归码解码模块，用于对每个分组对应的每个第一数据集合进行稀疏回归码解码，得到每个分组分别对应的l个第二数据集合，其中，每个第二集合的元素数量大于或等于每个分组中的用户设备数量；

41、树形码解码模块，用于对于每个分组分别对应的l个第二数据集合，对所述分组对应的l个第二数据集合进行树形码解码，得到所述分组对应的原始数据。

42、在一种可能的实现方式中，所述稀疏回归码解码，用于：

43、对每个分组对应的每个第一数据集合进行最大似然解码。

44、在一种可能的实现方式中，所述稀疏回归码解码模块，用于：

45、对每个分组对应的每个第一数据集合进行近似信息迭代解码。

46、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括发送模块，用于：

47、通过bcch发送多个上行资源信息，其中，每个上行资源信息对应一个分组的用户设备。

48、第五方面，提供了一种用户设备，所述用户设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以如上第一方面所述的数据传输的方法。

49、第六方面，提供了一种基站，所述基站包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上第二方面所述的数据传输的方法。

50、第七方面，提供了一种通信系统，所述通信包括如上第五方面所述的用户设备和如上第六方面所述的基站。

51、第八方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如上第一方面或第二方面所述的数据传输的方法。

52、第九方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括在计算机可读存储介质中存储的计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如上第一方面或第二方面所述的数据传输的方法。