CN117729617B

CN117729617B - 无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质

Info

Publication number: CN117729617B
Application number: CN202410172767.6A
Authority: CN
Inventors: 刘伟华; 柳敦; 李磊; 郭东辉
Original assignee: Shandong Inspur Database Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Inspur Database Technology Co Ltd
Priority date: 2024-02-07
Filing date: 2024-02-07
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2044-02-07
Also published as: CN117729617A

Abstract

本发明公开了无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质，属于无线自组网技术领域，本发明要解决的技术问题为如何能够提前获悉当前时隙是否有有效数据需要接收，进而判断是否需提前关闭接收数据的电路，从而达到节省功耗的目的，采用的技术方案为：该方法是在第一个控制符号内定义一个物理资源存在指示物理信道，物理资源存在指示物理信道用于指示无线自组网中发送节点在当前时隙中是否发送有效数据，无线自组网中的其余节点接收处理物理资源存在指示物理信道获取当前时隙是否存在有效数据需要接收：若无有效数据，无线自组网中的其余接收节点选择关闭接收电路。

Description

无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及无线自组网技术领域，具体地说是一种无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质。

背景技术

无线通信***通常以时隙为单位调度发送和接收资源。例如LTE中，以1毫秒(ms)为1个子帧进行时间资源调度；在5G NR中，根据可扩展的子载波间隔，可以进一步把1ms分成1，2，4，8个时隙(slot)，以时隙为单位进行资源调度。另一方面，OFDM技术（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术）已经广泛使用在各种无线通信***中。每个时隙通常可以分为多个OFDM符号，分别承载控制信道和数据信道。

典型地如LTE，典型的下行子帧1ms分成14个OFDM符号，前1-3个承载控制信道PDCCH（Physical Downlink Control Channel)指的是物理下行控制信道），其余符号承载共享数据信道PDSCH（PhysicalDownlinkSharedCHannel，是LTE物理下行信道中的一种，也是LTE承载主要用户数据的下行链路通道）。用户终端UE需要先接收PDCCH中发送给自己的DCI（DCI,Downlink Control Information,下行控制信息），获知是否有分配给自己的下行或者上行共享数据信道，以及如果有该数据信道所占用的频域资源、调制方式、编码码率等指示，然后进一步用该配置去接收分配给自己的PDSCH。由于基站需要调度本小区内的所有UE，PDCCH的时频域资源包含了所有当前子帧需要调度的UE的DCI信息，因此对某个特定UE，需要通过按照特定的规则在PDCCH符号内包括的所有可能的位置进行盲检，之后才能获知当前子帧是否有分配给自己的PDSCH信道。在LTE PDCCH盲检中，UE在不同的搜索空间，使用不同的配置长度和不同的DCI size，最多需要做44次盲检，每次盲检都包括数据提取、解扰码、解交织、解速率匹配、信道译码及CRC校验等信号处理，会占用用户终端相当大的功耗。

在5G NR中，基本原则与LTE相同，用户都需要先在PDCCH符号区域内进行最大几十次的盲检（不同子载波间距有不同的最大盲检次数规定）。

由于PDCCH承载了数据信道分配信息，通常放在资源调度时隙的最前面的符号。其中，时隙代表资源调度时间单位。

随着图像、视频等多媒体业务在无线自组网的增加，越来越多的无线自组网产品在物理层中参考LTE/NR，采用宽带OFDM技术以及类似的无线帧结构，在资源调度单位时隙中以控制符号和数据符号进行收发资源指示。

在无线自组网中，没有基站角色，按照私有协议进行半静态或者动态时隙资源分配给网内各用户节点进行发送。通信方式可能是对特定用户的单播或者是对网内所有用户的广播。在行业应用中，分配到发送时隙的用户（例如轮询方式）在当前时隙中可能并没有数据业务需要发送，这时自组网内其它用户仍需先监听和接收控制符号并进行盲检。控制符号的接收虽然总体上比数据符号的接收简单，但仍需要对控制信道符号进行信道估计、解调，之后对多个可能位置进行数据抽取和拼接、解扰码、解速率匹配和信道译码等典型无线通信接收处理。每个时隙都进行这种接受处理可能消耗网络节点较大的功耗，尤其对采用宽带OFDM技术的无线自组网产品，功耗会更大。

另外，OFDM***中通过时频域位置***一定开销的导频数据，接收方可以利用已知的导频数据进行无线信道估计来保证接收性能。在某些无线自组网技术中，当用户不需要发送时，这些用户导频和数据都不发送，其它接收用户可以通过检测导频位置信号的能量来判断是否发送用户是否有数据发送，然而这种技术也存在以下缺点：

①无线自组网不同于LTE/NR等基站服务用户的***，基站会持续或者周期间隔地发送导频，小区移动用户可以持续地根据导频进行无线信道的时频偏跟踪。在无线自组网中，没有固定的基站，各节点用户轮流发送，发送时间间隔可能比较长，这种情况下其它用户节点需要利用导频对各个发送节点保持时频偏跟踪，如果不发送导频可能会导致其它用户与该节点的无线链路出现跟踪不上甚至断链。

②在无线传播环境中，导频信号可能受到多径衰落等影响导致能量较弱，判断不准。

故如何能够提前获悉当前时隙是否有有效数据需要接收，进而判断是否需提前关闭接收数据的电路，从而达到节省功耗的目的是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质，来解决如何能够提前获悉当前时隙是否有有效数据需要接收，进而判断是否需提前关闭接收数据的电路，从而达到节省功耗的目的的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种无线自组网节点控制信道收发方法，该方法是在第一个控制符号内定义一个物理资源存在指示物理信道（PRTICH ，Physical Resource Transmitted Indicator Channel），物理资源存在指示物理信道用于指示无线自组网中发送节点在当前时隙中是否发送有效数据，无线自组网中的其余节点接收处理物理资源存在指示物理信道获取当前时隙是否存在有效数据需要接收：

若无有效数据，无线自组网中的其余接收节点选择关闭接收电路，以节省功耗。

作为优选，物理资源存在指示物理信道的生成及处理信息过程具体如下：

用RTI指示资源信息：RTI指示当前时隙是否存在有效信息发送；0表示当前时隙无有效信息发送；1表示当前时隙有有效信息发送；RTI表示1比特（bit）；

使用K倍的重复编码方式对RTI添加编码保护，获取编码比特；其中，K取值越大，RTI的编码增益越大，进而得到更强的保护，但也会占据更多的频域资源；

对编码比特进行扰码：以节点ID和时隙ID共同决定扰码初始种子并生成扰码序列/>，加扰后序列为/>；其中，扰码序列的生成参考LTE/NR中不同物理信道的扰码方式；

对进行QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK，四相相移键控信号）调制得到符号/>；其中，/>；

将QPSK调制后符号映射到频域上PRTICH子载波并和导频及其余数据（如果存在）复用至OFDM符号发送。

更优地，频域映射按照约定规则：根据节点ID计算的任一种在频域内均匀分布的规则，收发双方根据发送数据的节点ID自行计算。

作为优选，物理资源存在指示物理信道中的信息由接收方接收，接收方通过OFDM接收机接收信息及处理信息的过程具体如下：

时间和频域同步；其中，时间同步是指调整接收时隙及接收OFDM符号时间与发送方对齐；频域同步是指调整接收频率与发送方对齐；

去除循环前缀（CP）；

通过快速傅里叶变换（FFT）将时域转换到频域；

频域提取导频进行无线信道估计和参数估计；

调制星座解调（QPSK，16QAM，64QAM），由于通常控制用OFDM符号都用保护性较强的QPSK调制，PRTICH和其它控制信道可统一用QPSK解调处理。

更优地，接收机接收信息及处理信息后，针对资源是否发送的检测处理具体如下：

提取物理资源存在指示物理信道（PRTICH）子载波上的解调数据；

解扰码，解扰码采用现有技术；

解扩译码处理和判决。

更优地，针对重复编码接收的处理过程具体如下：

通常四相相移键控信号（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）调制时比特0映射为+1，比特1映射为-1；

设接收提取和解扰码完后的物理资源存在指示物理信道（PRTICH）数据为；

令，/>时判决RTI为0，即当前时隙发送节点无数据发送，选择关闭剩余符号的接收；否则判决RTI为1，即当前时隙发送节点有数据发送，需要进一步接收。

一种电子设备，包括：存储器和至少一个处理器；

其中，所述存储器上存储有计算机程序；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如上述的无线自组网节点控制信道收发方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的无线自组网节点控制信道收发方法。

本发明的无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质具有以下优点：

（一）本发明的无线自组网的节点发送时，增加简单的物理信道（PRTICH)用于指示本时隙是否有发送数据以及是否有导频发送，包括简单的重复编码，扰码，资源映射；

（二）本发明的无线自组网的节点接收时，预先处理PRTICH，在获知没有有效数据发送时，选择提前关闭接收电路以节省功耗；

（三）本发明通过增加简单的PRTICH，使接收方能在一个时隙内很早地获知是否有有效数据发送，如果没有，可以提早关闭接收电路以节省功耗；

（四）本发明在第一个控制符号内设计一种简化的物理信道，用于指示无线自组网中发送节点在当前时隙中是否发送了有用数据；无线自组网中的其它节点可以用很低复杂度的方法先接收处理该信道，获知当前时隙是否存在有用数据需要接收：如果发现没有有用数据，其他接收节点可以选择关闭接收电路以节省功耗；

（五）本发明利用占用极少子载波资源的信号组成一个物理信道，无线自组网中的发送节点用该物理信道指示本节点是否在当前时隙存在有用信息的发送；对自组网内的其他接收节点，可以通过首先接收该信道，快速获知当前时隙是否有有用信息需要检测接收，如果没有，则可以通过提早关闭接收电路，从而节省功耗。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为物理信道接收信息及处理信息的流程框图；

附图2为频域映射的示意图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的无线自组网节点控制信道收发方法、设备及介质作以下详细地说明。

实施例1：

本实施例提供了一种无线自组网节点控制信道收发方法，该方法是在第一个控制符号内定义一个物理资源存在指示物理信道（PRTICH ，Physical Resource TransmittedIndicator Channel），物理资源存在指示物理信道用于指示无线自组网中发送节点在当前时隙中是否发送有效数据，无线自组网中的其余节点接收处理物理资源存在指示物理信道获取当前时隙是否存在有效数据需要接收：

本实施例中的物理资源存在指示物理信道的生成及处理信息过程具体如下：

S1、用RTI指示资源信息：RTI指示当前时隙是否存在有效信息发送；0表示当前时隙无有效信息发送；1表示当前时隙有有效信息发送；RTI表示1比特（bit）；

S2、使用K倍的重复编码方式对RTI添加编码保护，获取编码比特；其中，K取值越大，RTI的编码增益越大，进而得到更强的保护，但也会占据更多的频域资源；例如K=24，RTI重复编码如下表所示：

表1 RTI重复编码

S3、对编码比特进行扰码：以节点ID和时隙ID共同决定扰码初始种子并生成扰码序列/>，加扰后序列为/>；其中，扰码序列的生成参考LTE/NR中不同物理信道的扰码方式；

S4、对进行QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK，四相相移键控信号）调制得到符号/>；其中，/>；

S5、将QPSK调制后符号映射到频域上PRTICH子载波并和导频及其余数据（如果存在）复用至OFDM符号发送，如附图2所示。

更优地，频域映射按照约定规则：根据节点ID计算的任一种在频域内均匀分布的规则，收发双方根据发送数据的节点ID自行计算。频域映射可以按照约定规则，例如根据节点ID计算的某种在频域内均匀分布的规则，收发双方根据发送数据的节点ID可自行计算。

以典型参数看，宽带20M和15KHz子载波，***1200个子载波，如果RTI重复编码参数K=24，则占用K/2=12个子载波，相当于可用子载波数1%，对***开销是相当小的。

如附图1所示，本实施例中的物理资源存在指示物理信道中的信息由接收方接收，接收方通过OFDM接收机接收信息及处理信息的过程具体如下：

（1）时间和频域同步；其中，时间同步是指调整接收时隙及接收OFDM符号时间与发送方对齐；频域同步是指调整接收频率与发送方对齐；

（2）去除循环前缀（CP）；

（3）通过快速傅里叶变换（FFT）将时域转换到频域；

（4）频域提取导频进行无线信道估计和参数估计；

（5）调制星座解调（QPSK，16QAM，64QAM），由于通常控制用OFDM符号都用保护性较强的QPSK调制，PRTICH和其它控制信道可统一用QPSK解调处理。

接收机接收信息及处理信息后，针对资源是否发送的检测处理具体如下：

（6）提取物理资源存在指示物理信道（PRTICH）子载波上的解调数据；

（7）解扰码，解扰码采用现有技术；

（8）解扩译码处理和判决。

本实施例中，针对重复编码接收的处理过程具体如下：

①通常四相相移键控信号（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）调制时比特0映射为+1，比特1映射为-1；

②设接收提取和解扰码完后的物理资源存在指示物理信道（PRTICH）数据为；

③令，/>时判决RTI为0，即当前时隙发送节点无数据发送，选择关闭剩余符号的接收；否则判决RTI为1，即当前时隙发送节点有数据发送，需要进一步接收。

本实施例的进一步扩展，也可以用两比特，即增加一比特指示如果当前时隙没有数据发送，是否有导频发送。这样接收方可以进一步做更精细的控制选择，例如，如果知道当前时隙没有数据发送，但有导频发送，可进一步决定是否需要保持接收导频以维持时频偏跟踪调整。这时表1可扩展至更多重复编码方案。

实施例2：

本实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；

其中，存储器存储计算机执行指令；

处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得处理器执行本发明任一实施例中的无线自组网节点控制信道收发方法。

处理器可以是中央处理单元（CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通过处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可用于储存计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现电子设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器还可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，只能存储卡（SMC），安全数字（SD）卡，闪存卡、至少一个磁盘存储期间、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

实施例3：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，指令由处理器加载，使处理器执行本发明任一实施例中的无线自组网节点控制信道收发方法。具体地，可以提供配有存储介质的***或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该***或者装置的计算机（或CPU或MPU）读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘（如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RYM、DVD-RW、DVD+RW）、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作***等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到***计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种无线自组网节点控制信道收发方法，其特征在于，该方法是在第一个控制符号内定义一个物理资源存在指示物理信道，物理资源存在指示物理信道用于指示无线自组网中发送节点在当前时隙中是否发送有效数据，无线自组网中的其余节点接收处理物理资源存在指示物理信道获取当前时隙是否存在有效数据需要接收：

若无有效数据，无线自组网中的其余接收节点选择关闭接收电路;

其中，物理资源存在指示物理信道的生成及处理信息过程具体如下：

用RTI指示资源信息：RTI指示当前时隙是否存在有效信息发送；0表示当前时隙无有效信息发送；1表示当前时隙有有效信息发送；RTI表示1比特；

使用K倍的重复编码方式对RTI添加编码保护，获取编码比特；其中，K取值越大，RTI的编码增益越大；

对编码比特进行扰码：以节点ID和时隙ID共同决定扰码初始种子并生成扰码序列/>，加扰后序列为/>；

对进行QPSK调制得到符号/>；其中，/>；

将QPSK调制后符号映射到频域上PRTICH子载波并和导频及其余数据复用至OFDM符号发送；

频域映射按照约定规则：根据节点ID计算的任一种在频域内均匀分布的规则，收发双方根据发送数据的节点ID自行计算；

物理资源存在指示物理信道中的信息由接收方接收，接收方通过OFDM接收机接收信息及处理信息的过程具体如下：

时间同步和频域同步；其中，时间同步是指调整接收时隙及接收OFDM符号时间与发送方对齐；频域同步是指调整接收频率与发送方对齐；

去除循环前缀；

通过快速傅里叶变换将时域转换到频域；

频域提取导频进行无线信道估计和参数估计；

调制星座解调；

提取物理资源存在指示物理信道子载波上的解调数据；

解扰码；

解扩译码处理和判决；

针对重复编码接收的处理过程具体如下：

四相相移键控信号调制时比特0映射为+1，比特1映射为-1；

设接收提取和解扰码完后的物理资源存在指示物理信道数据为；

2.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和至少一个处理器；

其中，所述存储器上存储有计算机程序；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1所述的无线自组网节点控制信道收发方法。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如权利要求1所述的无线自组网节点控制信道收发方法。