改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法及系统 【技术领域】
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法、一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统、改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站及改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的用户终端。
背景技术
为了在未来的移动通信技术竞争激烈的环境中处于有利位置，满足日益增长的用户多元化需求，3GPP组织于2004年底通过了关于3GPP长期演进LTE(Long Term Evolution)的立项工作，加速制定新的空中接口和无线接入网络标准。3G LTE的目标是：更高的数据速率、更低的时延、改进的系统容量和覆盖范围，以及较低的成本。基于上述目标，LTE系统采用OFDM(正交频分复用)、MIMO(多输入多输出)等关键技术减小多径衰落的影响，以及提高系统的传输速率，目前，LTE系统在20M的系统带宽下能够提供下行100Mbps和上行50Mbps的峰值速率，甚至更高。
现有技术中，不论是下行还是上行，LTE系统在频域的最小资源调度单位是1个RB(Resource Block，资源块)，1个RB在频域是由连续12个subcarrier(子载波)组成的，每个subcarrier之间的间隔是15kHz，也就是说，1个RB在频域的大小是180kHz，整个系统带宽则是由一个个的RB组成的。
为提高资源的利用率，LTE系统可以灵活地分配不同数量的RB以满足不同速率的业务需要。具体而言，在对速率要求很高的业务中，LTE系统可以分配很多的RB来满足其业务需求，例如，在视频、高速下载等业务中，可以把整个系统的带宽20M，即一共100个RB，都分配给一个UE(User Equipment，用户终端)，以使该UE的速率达到峰值；在对速率要求不高的业务中，LTE系统可以分配少数的几个RB甚至只有一个RB来满足其业务需求，例如，对于VoIP业务。给UE只分配一个RB，速率即可以达到约几十kbps。
然而，在现实生活中，存在着各种各样的比VoIP业务速率要求还要低的应用，例如在物联网中的某些应用，只需要传输一两个或几个比特的信息，由于LTE系统在频域的最小资源调度单位是1个RB，也就是说，即使当前业务的数据速率要求很低，LTE系统也至少需要将一个RB分配给相应的UE以供其传输使用，显然，这种现有的频域资源分配机制在处理低速率业务时，存在严重的资源浪费问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的机制，用以在保证低速率业务处理的可靠性的基础上，有效提高频域资源的利用率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法，包括：
网络侧生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；
接收端从所述子载波频域位置接收所述数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
优选的，当所述数据传输为下行数据的发送和接收时，所述依据所述子载波信息在相应地子载波频域位置传输相应格式数据的步骤由网络侧执行，所述接收端为终端侧。
优选的，当所述数据传输为上行数据的发送和接收时，所述依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式数据的步骤由终端侧执行，所述接收端为网络侧；
所述的方法还包括：
网络侧将所述控制信令发送至终端侧。
优选的，所述控制信令中指定的当前数据传输所占用的子载波至少为一个子载波。
优选的，所述子载波信息为子载波编号，所述数据格式为调制编码方式。
本发明实施例还公开了一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统，包括：
位于网络侧的控制信令生成模块，用于生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据传输模块，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；
位于接收端的数据获取模块，用于从所述子载波频域位置接收所述数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
优选的，当所述数据传输为下行数据的发送和接收时，所述数据传输模块位于网络侧，所述接收端为终端侧。
优选的，当所述数据传输为上行数据的发送和接收时，所述数据传输模块位于终端侧，所述接收端为网络侧；
所述的装置还包括：
位于网络侧的控制信令传送模块，用于将所述控制信令发送至终端侧。
优选的，所述控制信令中指定的当前数据传输所占用的子载波至少为一个子载波。
优选的，所述子载波信息为子载波编号，所述数据格式为调制编码方式。
本发明实施例还公开了一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站，包括：
控制信令生成模块，用于生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据传输模块，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据。
优选的，所述控制信令中指定的当前数据传输所占用的子载波至少为一个子载波。
本发明实施例还公开了一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的用户终端，包括：
控制信令接收模块，用于接收基站发送的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据获取模块，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置接收基站发送的数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
本发明实施例还公开了一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站，包括：
控制信令生成模块，用于生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
控制信令传送模块，用于将所述控制信令发送至用户终端；
数据获取模块，用于依据所述子载波信息从相应的所述子载波频域位置接收用户终端发送的数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
优选的，所述控制信令中指定的当前数据传输所占用的子载波至少为一个子载波。
本发明实施例还公开了一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的用户终端，其特征在于，包括：
控制信令接收模块，用于接收基站发送的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据传输模块，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过调整现有LTE系统在频域的最小资源调度单位为1个子载波，从而在业务对数据速率要求很低的情况下，可以仅分配一个或多个子载波的频域资源，由于一个子载波仅仅为一个RB的1/12，因而本发明既可保证低速率业务处理的可靠性，又能有效提高频域资源的利用率。从而充分保证了系统能够根据业务速率的不同来灵活分配频域资源，还能使频域资源利用率最大化。
【附图说明】
图1是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法实施例1的流程图；
图2是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法实施例2的流程图；
图3是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法实施例3的流程图；
图4是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统实施例1的结构框图；
图5是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统实施例2的结构框图；
图6是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统实施例3的结构框图；
图7是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站和用户终端的通信系统实施例1的结构框图；
图8是本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站和用户终端的通信系统实施例2的结构框图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，示出了本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法实施例1的流程图，具体可以包括以下步骤：
步骤101、网络侧生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
步骤102、依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；
步骤103、接收端从所述子载波频域位置接收所述数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
对于任何的无线系统，要进行通信必须占用一定的无线资源，LTE系统的无线资源管理是为了在有限的带宽下，为网络内无线用户终端提供业务质量保障，满足高速业务所需的高传输速率，并最大程度地提高无线频谱的利用率。公知的是，LTE系统的主要技术优势体现在：高数据速率；相应地，长期以来，对于LTE的研究，本领域技术人员普遍认为很重要的部分也就是更高的用户数据速率，即如何满足用户更高速率的业务需求。对于低速率的业务，由于其在第一代、第二代、第三代移动通信系统均能处理，故本领域技术人员并不会去关注在LTE系统中处理低速率业务所带来的问题，
然而，本专利发明人注意到，在LTE系统中处理低速率业务时，由于至少必须采用一个RB进行频域资源分配，故将出现频域资源浪费的问题，因而在本发明实施例中通过调整现有LTE系统在频域的最小资源调度单位为1个子载波，从而对于数据速率要求较低的业务，仅需占用一个或多个子载波的频域资源进行数据传输，以提高频域资源的利用率。本发明完全克服了长期以来本领域技术人员对于LTE系统的研究集中在如何满足用户更高速率的业务需求的技术偏见，解决了本领域技术人员由于技术偏见而完全不去关注的LTE系统中低速率业务处理所带来的资源浪费问题。
参考图2，示出了本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法实施例2的流程图，在本实施例中，所述数据传输涉及下行数据的发送和接收过程，具体可以包括以下步骤：
步骤201、网络侧生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
步骤202、网络侧依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；
步骤203、终端侧从所述子载波频域位置接收所述数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
在具体实现中，网络侧在下行数据所对应的控制信令中，指明该下行数据所占用的子载波号，以及，该下行数据所用的格式，例如调制编码方式，然后，网络侧采用所述数据格式，在指定的子载波频域位置上将数据传输出去。终端侧接收到控制信令和数据后，首先会去解析控制信令，用以从控制信令中取得网络侧指定的子载波号和数据格式，然后，从指定的子载波号的频域位置获取数据，并按照相应的数据格式去解析对应的数据。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下提供一种在LTE系统中应用的具体示例。
假设在20M的系统带宽下，某种下行业务只要传输2比特信息，网络侧在控制信令中为该业务分配6个子载波，子载波号从6到11，并在控制信令中设置调制编码方式为QPSK调制(正交相移键控，一种数字调制方式)。
在这种情况下，网络侧发送的过程为：网络侧将所述2比特信息经QPSK调制为QPSK调制符号，然后将这个QPSK调制符号放到子载波号为从6到11的频域位置，此时，基带的数据准备完成；经过DAC，上变频到2.35G，以及功率放大后，将数据从天线口发送即可。
相应地，终端侧接收的过程为：终端首先对接收到的数据进行下变频，经过ADC，得到基带的数据，然后会解析相应的控制信令，从子载波号为从6到11的频域位置获取数据，并对该6个子载波上的每个QPSK调制符号进行解调，得到原始的2比特信息。
参考图3，示出了本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法实施例3的流程图，在本实施例中，所述数据传输涉及上行数据的发送和接收过程，具体可以包括以下步骤：
步骤301、网络侧生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
步骤302、网络侧将所述控制信令发送至终端侧；
步骤303、终端侧依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；
步骤304、网络侧从所述子载波频域位置接收所述数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
在具体实现中，网络侧首先将上行数据对应的控制信令发给终端侧，在该控制信令中指明了该上行数据采用的数据格式，如调制编码方式，以及，该上行数据所占用的子载波号。终端侧接收到该控制信令后，采用指明的数据格式，在指定的子载波上将数据传输出去；网络侧则从指定的子载波号的频域位置获取数据，并按照指明的数据格式去解析对应的数据。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下提供两种在LTE系统中应用的具体示例。
例一：
假设在1.4M系统带宽下，某种上行业务只要传输1比特信息，网络侧在控制信令中为该业务分配1个子载波，子载波号为18，其调制方式为BPSK(二相相移键控调制)，然后将该控制信令发送至终端侧；
在这种情况下，终端侧发送的过程为：终端侧将所述1比特信息经BPSK调制为BPSK调制符号，然后将这个BPSK调制符号放到子载波号为18的频域位置，此时，基带的数据准备完成；经过DAC，上变频到2.35G，以及功率放大后，即可将数据从天线口发送出去。
网络侧接收的过程为：网络侧首先对获取到的数据进行下变频，经过ADC，得到基带的数据，然后会解析相应的控制信令，从子载波号为18的频域位置获取数据，并对该1个子载波上的BPSK调制符号进行解调，得到原始的1比特信息。
例二：
假设在1.4系统带宽下，VoIP业务要传输24比特信息，网络侧在控制信令中为该业务分配了24个子载波，子载波号为从0到23，即将编号为0和1的RB分配给该业务使用，并设置其调制方式为BPSK调制。
在这种情况下，终端侧发送的过程为：终端侧将所述24比特信息经BPSK调制为24个BPSK调制符号，然后将这24个BPSK调制符号依次放到子载波号为从0到23的频域位置，此时，基带的数据准备完成；然后经过DAC，上变频到2.35G，经过功率放大即可将数据从天线口发送出去。
网络侧接收的过程为：网络侧首先对接收到的数据进行下变频，经过ADC，得到基带的数据，然后会解析相应的控制信令，从子载波号为0到23的频域位置获取数据，并对该24个子载波上的每个BPSK调制符号进行解调，得到原始的24比特信息。
可以看出，应用本发明实施例，在对速率要求很高的业务中，系统可以将几百个甚至所有的子载波都分配给其使用；在对速率要求不高的业务中，系统可以将几十个子载波分配给其使用；在对速率要求较低的业务中，系统可以只分配几个甚至只有一个子载波给其使用。从而可以充分保证系统能够根据业务速率的不同来灵活分配频域资源，还能使频域资源利用率最大化。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
参考图4，示出了本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统实施例1的结构框图，具体可以包括以下模块：
位于网络侧1的控制信令生成模块401，用于生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据传输模块402，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；
位于接收端的数据获取模块403，用于从所述子载波频域位置接收所述数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
参考图5所示的本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统实施例2的结构框图，当所述数据传输为下行数据的发送和接收时，所述数据传输模块402位于网络侧1，所述数据获取模块403位于终端侧2。
参考图6所示的本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统实施例3的结构框图，当所述数据传输为上行数据的发送和接收时，所述数据传输模块402位于终端侧2，所述数据获取模块403位于网络侧1；在本实实施例中，还可以包括设置在网络侧的控制信令传送模块404，用于将所述控制信令发送至终端侧2。
在本发明的一种优选实施例中，所述控制信令中指定的当前数据传输所占用的子载波至少为一个子载波。
在具体实现中，所述子载波信息可以采用子载波编号，所述数据格式可以采用常用的调制编码方式。
对于装置实施例而言，由于其与图1、图2和图3所示的方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
参考图7，示出了本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站和用户终端的通信系统实施例1的结构框图，本发明所提供的一种基站71具体可以包括以下模块：
控制信令生成模块711，用于生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据传输模块712，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据。
相应地，本发明还提供了一种用户终端72，具体可以包括如下模块：
控制信令接收模块721，用于接收基站发送的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据获取模块722，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置接收基站发送的数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
参考图8，示出了本发明的一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站和用户终端的通信系统实施例2结构框图，本发明所提供的一种基站81具体可以包括以下模块：
控制信令生成模块811，用于生成数据传输的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
控制信令传送模块812，用于将所述控制信令发送至用户终端82；
数据获取模块813，用于依据所述子载波信息从相应的所述子载波频域位置接收用户终端发送的数据，并按照所述数据格式信息解析所述数据。
相应地，本发明还提供了一种用户终端82，具体可以包括如下模块：
控制信令接收模块821，用于接收基站发送的控制信令，所述控制信令中包括当前数据传输所占用的子载波信息，以及，当前数据的格式信息；
数据传输模块822，用于依据所述子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据。
对于上述通信系统的实施例而言，由于其与图2和图3所示的方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种LTE系统的频域资源分配方法、一种改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的系统、改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的基站及改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的用户终端进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。