Способ назначения ресурсов и передачи данных в мобильных телекоммуникационных системах, использующих приложения для связи между машинами
Изобретение относится к области связи, в частности к мобильным телекоммуникационным системам. Изобретение раскрывает способ передачи данных в радио телекоммуникационной системе между несколькими базовыми станциями и несколькими терминалами с использованием нескольких поднесущих с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот. Способ содержит обмен данными между первой базовой станцией и первым терминалом с использованием нескольких OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот, обмен данными между второй базовой станцией, географически отдельной от первой базовой станции, и вторым терминалом с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот уже первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и обмен данными плоскости управления между первой базовой станцией и первым терминалом с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих. В частотной области между частотами передач, ассоциированными с первой базовой станцией, и частотами передач, ассоциированными со второй базовой станцией, могут быть созданы защитные области. Это может помочь уменьшить нежелательное наложение передач двух базовых станций, если, например, между ними имеет место рассогласование частот.2 н. и 11 з.п. ф-лы, 27 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способам, системам и аппаратуре для назначения ресурсов связи и передачи данных в мобильных телекоммуникационных системах.
Уровень техники
Мобильные телекоммуникационные системы третьего и четвертого поколения, такие как построенные на основе разработанных группой 3GPP архитектур UMTS (универсальная мобильная телекоммуникационная система) и Долговременная эволюция (LTE), способны поддерживать более сложные сервисы, чем простейшие сервисы передачи голоса и сообщений, предлагаемые мобильными телекоммуникационными системами предшествующих поколений.
Например, при использовании усовершенствованного радиоинтерфейса и повышенных скоростей передачи данных, предоставляемых системами LTE, пользователь может работать с приложениями с высокой скоростью передачи данных, такими как мобильное потоковое видео и мобильная видеоконференция, которые ранее были доступны только через стационарные соединения линий для передачи данных. Таким образом, потребность в развертывании сетей третьего и четвертого поколения является весьма настоятельной, и ожидается, что географическая область, где возможен доступ к таким сетям, будет быстро увеличиваться.
Ожидаемое широкое развертывание сетей третьего и четвертого поколения привело к параллельной разработке класса устройств и приложений, которые вместо того, чтобы использовать преимущества доступных высоких скоростей передачи данных, используют преимущества надежного и устойчивого радиоинтерфейса и увеличения степени «повсеместности» зоны охвата. К примерам этого относятся так называемые приложения связи между машинами (МТС), представленные полуавтономными или полностью автономными устройствами радиосвязи (т.е. МТС-устройствами), передающими небольшие объемы данных относительно редко. К примерам относятся так называемые интеллектуальные приборы учета (счетчики), которые, например, располагаются у потребителя дома и периодически передают центральному МТС-серверу данные, относящиеся к потреблению коммунальных услуг, таких как газ, вода, электроэнергия и т.п., этим потребителем. Дополнительную информацию о характеристиках устройств МТС-типа можно найти, например, в соответствующих стандартах, таких как ETSI TS 122 368 V10.530 (2011-07)/3GPP TS 22.368 version 10.5.0 Release 10 [1].
Хотя для терминала, такого как терминал МТС-типа, было бы удобно использовать преимущества широкой зоны обслуживания, предоставляемой мобильной телекоммуникационной сетью третьего или четвертого поколения, здесь сегодня есть ряд недостатков. В отличие от обычного терминала третьего или четвертого поколения, такого как смартфон, терминал МТС-типа предпочтительно является относительно простым и недорогим. Для осуществления функций такого рода, которые выполняет терминал МТС-типа (например, сбор данных и передача в центр) особо сложная обработка данных не требуется. Однако мобильные телекоммуникационные сети третьего и четвертого поколения обычно используют усовершенствованные способы модуляции данных в радиоинтерфейсе, для реализации которых могут потребоваться более сложные и дорогостоящие радиоприемопередатчики. Обычно считается оправданным включать такие сложные приемопередатчики в состав смартфонов, поскольку для смартфона, как правило, нужен мощный процессор, чтобы выполнять обычные функции смартфонов. Однако, как указано выше, сегодня имеется желание использовать относительно недорогие и менее сложные устройства для связи в сетях типа LTE. Параллельно с этим фактором, стимулирующим предоставление доступа в сети для устройств, имеющих различные функциональные возможности, например, уменьшенную рабочую полосу частот, желательно оптимизировать использование доступной полосы частот в телекоммуникационной системе, поддерживающей такие устройства.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ работы базовой станции для передачи данных между этой базовой станцией и несколькими терминалами в радиотелекоммуникационной системе с использованием нескольких поднесущих системы с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, в соответствии с этим способом: передают данные плоскости пользователя с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот; осуществляют передачу не данных плоскости пользователя с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и обмениваются данными плоскости управления с несколькими терминалами с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих.
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения на OFDM-поднесущих, находящихся на частоте, расположенной на границе между OFDM-поднесущими первой группы и OFDM-поднесущими второй группы, передают меньший объем данных плоскости пользователя по сравнению с объемом данных плоскости пользователя, передаваемых с использованием OFDM-поднесущих, расположенных в стороне от указанной границы.
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения при использовании OFDM-поднесущих, расположенных на указанной границе, данные плоскости пользователя передают с уменьшенной скоростью.
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения не передают данные плоскости пользователя с использованием OFDM-поднесущих, расположенных на указанной границе.
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения способ дополнительно содержит передачу опорных сигналов с использованием обеих - первой и второй, групп OFDM-поднесущих.
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения плотность опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых от базовой станции с использованием первой группы OFDM-поднесущих, выше плотности опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых от базовой станции с использованием второй группы OFDM-поднесущих.
Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения способ дополнительно содержит передачу опорных сигналов от базовой станции с использованием только первой группы OFDM-поднесущих в периоды, когда базовая станция не передает данные плоскости управления.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена базовая станция для обмена данными с несколькими терминалами в радиотелекоммуникационной системе с использованием нескольких поднесущих системы с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, так что эта базовая станция конфигурирована, чтобы: обмениваться данными плоскости пользователя с несколькими терминалами с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот; не осуществлять обмена данными плоскости пользователя с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и обмениваться данными плоскости управления с несколькими терминалами с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ работы терминала для обмена данными в радиотелекоммуникационной системе между несколькими базовыми станциями и несколькими терминалами с использованием нескольких поднесущих системы с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, рассматриваемая радиотелекоммуникационная система содержит первую базовую станцию, конфигурированную для связи с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот; и вторую базовую станцию, конфигурированную для связи с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и отличающийся тем, что терминал конфигурирован для связи только со второй базовой станцией с использованием второй группы OFDM-поднесущих, но не для связи с первой базовой станцией.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен терминал для использования в радиотелекоммуникационной системе для передачи данных между несколькими базовыми станциями и несколькими терминалами с использованием нескольких поднесущих системы с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, рассматриваемая радиотелекоммуникационная система содержит первую базовую станцию, конфигурированную для связи с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот; и вторую базовую станцию, конфигурированную для связи с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и отличающийся тем, что этот терминал конфигурирован для связи только со второй базовой станцией с использованием второй группы OFDM-поднесущих, но не для связи с первой базовой станцией.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ передачи данных в радиотелекоммуникационной системе между несколькими базовыми станциями и несколькими терминалами с использованием нескольких OFDM-поднесущих, занимающих первую полосу частот. Способ содержит обмен данными плоскости пользователя между первой базовой станцией и первым терминалом с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот, обмен данными плоскости пользователя между второй базовой станцией и вторым терминалом с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и обмен данными плоскости управления между первой базовой станцией и первым терминалом с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих.
Вторая базовая станция может, таким образом, использовать вторую группу OFDM-поднесущих для поддержки связи с ассоциированными терминалами с применением того, что, по существу, является виртуальной несущей, выделенной в пределах рабочей полосы частот первой базовой станции, но используемой другой базовой станции. Такая виртуальная несущая может быть организована в первую очередь для обслуживания терминалов конкретного вида, например, терминалов системы связи между машинами, обладающими уменьшенными функциональными возможностями по сравнению с терминалами, обслуживаемыми первой базовой станцией. Например, терминалы, обслуживаемые второй базовой станцией, могут иметь ограниченную рабочую полосу частот, соразмерную второй полосе частот.
Вторая базовая станция может представлять собой то, что может называться микро-, пико-, фемто- или домашняя базовая станция (e-NodeB). Более того, в некоторых примерах способ может дополнительно содержать передачу ретранслируемых данных между первой базовой станцией и второй базовой станцией с использованием первой группы OFDM-поднесущих или с использованием кабельной линии связи, например, через Интернет-соединение.
В некоторых примерах на OFDM-поднесущих, находящихся на частоте, расположенной на границе между OFDM-поднесущими первой группы и OFDM-поднесущими второй группы, можно передавать меньший объем данных плоскости пользователя по сравнению с объемом данных плоскости пользователя, передаваемых с использованием OFDM-поднесущих, расположенных в стороне от указанной границы. Например, используя OFDM-поднесущие на границе между группами, можно передавать данные плоскости пользователя с меньшей скоростью, либо совсем не передавать данных плоскости пользователя с использованием этих граничных OFDM-поднесущих. Создание защитной области, такой как эта, помогает уменьшить помехи от непреднамеренного наложения передач двух базовых станций, если, например, между ними имеет место рассогласование частот.
Способ может дополнительно содержать передачу опорных сигналов от первой базовой станции с использованием обеих - первой и второй, групп OFDM-поднесущих. Это может помочь обычным мобильным терминалам, поддерживающим связь с первой (главной) базовой станцией, работать в обычном режиме, независимо от разделения ресурсов связи в одной частотно-временной сетке между разными базовыми станциями.
Плотность опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых от базовой станции с использованием первой группы OFDM-поднесущих, может быть выше плотности опорных символов, передаваемых от базовой станции с использованием второй группы OFDM-поднесущих. Это может обеспечить некий компромисс между прерыванием работы поддерживающих связь с первой базовой станции мобильных терминалов, которые ожидают просмотра опорных символов в полной рабочей полосе первой базовой станции, и прерыванием наличия доступных ресурсов для назначения посредством второй базовой станции, использующей вторую группу OFDM-поднесущих.
По меньшей мере на одной из OFDM-поднесущих, соседствующей по частоте с OFDM-поднесущей, на которой передают опорный сигнал во второй группе OFDM-поднесущих, можно передать меньший объем данных плоскости пользователя, по сравнению с объемом данных плоскости пользователя, передаваемых с использованием OFDM-поднесущей из второй группы, несоседствующей по частоте с опорным сигналом. Например, на этой частоте можно передавать данные с меньшей скоростью или вообще не передавать данные. Такое использование защитных областей может также помочь уменьшить помехи от непреднамеренного наложения передач двух базовых станций, если, например, между ними имеет место рассогласование частот.
В другом примере опорные сигналы от первой базовой станции могут быть переданы с использованием только первой группы OFDM-поднесущих в периоды, когда вторая базовая станция передает данные плоскости пользователя.
В некоторых примерах реализации может не быть передачи данных плоскости пользователя между второй базовой станцией и вторым терминалом в то время, когда происходит обмен данными плоскости управления между первой базовой станцией и первым терминалом.
Способ может дополнительно содержать передачу данных плоскости пользователя между другой базовой станцией и другим терминалом с использованием второй группы OFDM-поднесущих. Таким образом, вторая и последующие базовые станции могут быть конфигурированы для обмена данными с использованием тех же самых ресурсов, обеспечивая тем самым эффективное повторное использование доступных ресурсов. Как и в случае второй базовой станции, последующая базовая станция может в некоторых примерах действовать в качестве ретрансляционной базовой станции для первой базовой станции и обмениваться ретранслируемыми данными с первой базовой станцией с использованием первой группы OFDM-поднесущих или с использованием кабельной линии связи, например, через Интернет-соединение.
Географическая протяженность ячейки связи, ассоциированной со второй базовой станцией, может быть меньше географической протяженности ячейки связи, ассоциированной с первой базовой станцией, и ячейка второй станции может располагаться в пределах ячейки первой станции.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена радиотелекоммуникационная система для обмена данными между несколькими базовыми станциями и несколькими терминалами с использованием нескольких поднесущих системы с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, так что эта система содержит: первую базовую станцию, конфигурированную, чтобы обмениваться данными плоскости пользователя с первым терминалом с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот; и вторую базовую станцию, конфигурированную, чтобы обмениваться данными плоскости пользователя со вторым терминалом с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; при этом первая базовая станция конфигурирована, чтобы обмениваться данными плоскости управления с первым терминалом с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих.
Следует понимать, что признаки и аспекты настоящего изобретения, описанные выше в связи с первым и другими аспектами настоящего изобретения, одинаково применимы и могут быть объединены с вариантами изобретения в соответствии с различными подходящими аспектами изобретения, причем не только в конкретных сочетаниях, описанных выше.
Краткое описание чертежей
Варианты настоящего изобретения будут теперь описаны только на примерах со ссылками на прилагаемые чертежи, где подобным компонентам присвоены соответствующие цифровые позиционные обозначения и на которых:
Фиг.1 представляет схему, иллюстрирующую пример обычной мобильной телекоммуникационной сети;
Фиг.2 представляет схему, иллюстрирующую обычный радиокадр в системе LTE;
Фиг.3 представляет схему, иллюстрирующую пример обычного радиосубкадра нисходящей линии в системе LTE;
Фиг.4 представляет схему, иллюстрирующую обычную процедуру вхождения в связь с базовой станцией в системе LTE;
Фиг.5 представляет схему, иллюстрирующую радиосубкадр нисходящей линии в системе LTE, в который была вставлена виртуальная несущая, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.6 представляет схему, иллюстрирующую адаптированную процедуру вхождения в связь на виртуальной несущей в системе LTE;
Фиг.7 представляет схему, иллюстрирующую радиосубкадры нисходящей линии в системе LTE, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет схему, иллюстрирующую физический вещательный канал (РВСН);
Фиг.9 представляет схему, иллюстрирующую радиосубкадр нисходящей линии в системе LTE, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.10 представляет схему, иллюстрирующую радиосубкадр нисходящей линии в системе LTE, в который была вставлена виртуальная несущая, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.11A-11D представляют схемы, иллюстрирующие позиционирование сигналов местонахождения в радиосубкадре нисходящей линии в системе LTE, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.12 представляет схему, иллюстрирующую группу субкадров, в которых две виртуальные несущие изменяют свое местонахождение в полосе главной несущей, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.13A-13C представляют схемы, иллюстрирующие радиосубкадры восходящей линии в системе LTE, в которые была вставлена виртуальная несущая восходящей линии, в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.14 представляет схему, показывающую часть адаптированной мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.15A схематично представляет пример назначения ресурсов передачи сигналов между главной несущей и виртуальной несущей в мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.15B схематично представляет пример назначения ресурсов передачи сигналов для главной несущей в мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.15C схематично представляет пример назначения ресурсов передачи сигналов для виртуальной несущей в мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.16 схематично показывает архитектуру мобильной телекоммуникационной сети согласно одному из аспектов настоящего изобретения;
Фиг.17A и 17B схематично представляют два примера назначения ресурсов передачи сигналов для главной несущей в мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения;
Фиг.18 схематично представляет пример назначения ресурсов передачи сигналов между главной несущей и виртуальной несущей в мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения; и
Фиг.19 схематично представляет пример назначения ресурсов передачи сигналов для виртуальной несущей в мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Варианты настоящего изобретения могут быть, в частности, использованы в контексте, который может быть назван "виртуальные несущие", действующие в полосе "главных несущих". Концепции виртуальных несущих описаны в находящихся на совместном рассмотрении Заявках на выдачу патентов Великобритании под номерами GB 1101970.0 [2], GB 1101981.7 [3], GB 1101966.8 [4], GB 1101983.3 [5], GB 1101853.8 [6], GB 1101982.5 [7], GB 1101980.9 [8] и GB 1101972.6 [9], содержание которых включено сюда посредством ссылки. Мы отсылаем читателя к этим совместно рассматриваемым заявкам для получения более подробной информации, но для облегчения таких справок здесь также будет дан обзор концепции виртуальных несущих.
Обычная сеть
Фиг.1 представляет схему, иллюстрирующую некоторые базовые функциональные возможности обычной мобильной телекоммуникационной сети;
Эта сеть содержит несколько базовых станций 101, соединенных с опорной сетью 102. Каждая базовая станция создает зону 103 обслуживания (т.е. ячейку), в которой можно передавать данные терминалам 104 и от них. Данные от базовых станций 101 передают терминалам 104 в пределах соответствующих зон 103 обслуживания этих базовых станций по нисходящей радиолинии. Данные от терминалов 104 передают базовым станциям 101 по восходящей радиолинии. Опорная сеть 102 маршрутизирует данные терминалам 104 и от них через соответствующие базовые станции 101 и осуществляет такие функции, как аутентификация, управление мобильностью, расчеты оплаты услуг и т.д.
Мобильные телекоммуникационные системы, такие как системы, организованные в соответствии с разработанной группой 3GPP архитектурой Долговременная эволюция (LTE), используют интерфейс на основе ортогонального частотного уплотнения (OFDM) для нисходящей радиолинии (так называемый стандарт OFDMA - многостанционный доступ с ортогональным частотным уплотнением) и восходящей радиолинии (так называемый стандарт SC-FDMA - многостанционный доступ с частотным уплотнением и контролем несущей). Фиг.2 представляет схему, иллюстрирующую обычный радиокадр 201 нисходящей линии в системе LTE на основе OFDM. Такой радиокадр нисходящей линии в системе LTE передают от базовой станции системы LTE (известной под названием усовершенствованный узел В (eNode В)), кадр имеет протяженность 10 мс. Радиокадр нисходящей линии содержит десять субкадров продолжительностью 1 мс каждый. В первом и шестом субкадрах кадра системы LTE передают первичный синхросигнал (PSS) и вторичный синхросигнал (SSS). В первом субкадре кадра системы LTE передают сигнал первичного вещательного канала (РВСН). Сигналы PSS, SSS и РВСН более подробно обсуждаются ниже.
Фиг.3 представляет схему сетки, иллюстрирующую структуру примера обычного радиосубкадра нисходящей линии в системе LTE. Этот субкадр содержит заданное число символов, передаваемых в течение периода 1 мс. Каждый символ содержит заданное число ортогональных поднесущих, распределенных в полосе радионесущей нисходящей линии.
Пример субкадра, показанного на Фиг.3, содержит 14 символов и 1200 поднесущих, распределенных в полосе 20 МГц. Наименьшая единица назначения данных пользователя для передачи в системе LTE представляет собой ресурсный блок, содержащий двенадцать поднесущих, передаваемых в одном временном интервале-слоте (0,5 субкадра). Для ясности, на Фиг.3 каждый индивидуальный ресурсный элемент не показан, а вместо этого каждый индивидуальный прямоугольник в сетке субкадра соответствует двенадцати поднесущим, передаваемым в одном символе.
Назначения 340, 341, 342 и 343 ресурсов для четырех LTE-терминалов показаны на Фиг.3 штриховкой. Например, ресурсы 342, назначенные для первого LTE-терминала (UE1), охватывают пять блоков по двенадцать поднесущих (т.е. 60 поднесущих), ресурсы 343, назначенные для второго LTE-терминала (UE2), охватывают шесть блоков по двенадцать поднесущих и т.д.
Данные каналов управления передают в области 300 управления (обозначена точечным заполнением фона на Фиг.3) субкадра, содержащей первые n символов субкадра, где n может варьироваться от одного до трех символов для ширины 3 МГц полосы канала или более и n может варьироваться от двух до четырех символов для ширины 1,4 МГц полосы канала. Для конкретности примера, последующее описание относится к главным несущим с шириной 3 МГц или более полосы канала, так что максимальная величина n равна 3. Данные, передаваемые в области 300 управления, содержат данные, передаваемые по физическому нисходящему каналу управления (PDCCH), физическому каналу управления индикатора формата (PCFICH) и физическому каналу индикатора гибридного автоматического запроса повторной передачи (HARQ) (PHICH).
Сигнал канала PDCCH содержит данные управления, указывающие, какие именно поднесущие и на каких символах субкадра были назначены конкретным LTE-терминалам. Таким образом, данные канала PDCCH, передаваемые в области 300 управления субкадра, показанного на Фиг.3, должны указывать, что терминалу UE1 был назначен блок ресурсов, которому присвоено цифровое позиционное обозначение 342, терминалу UE2 был назначен блок ресурсов, которому присвоено цифровое позиционное обозначение 342 и т.д.
Сигнал канала PCFICH содержит данные управления, указывающие размер области управления (т.е. от одного до трех символов).
Сигнал канала PHICH содержит данные HARQ (гибридный автоматический запрос повторной передачи), указывающие, были данные восходящей линии, переданные перед этим, успешно приняты сетью, или нет.
Символы в центральной полосе 310 время-частотной сетки ресурсов используются для передачи информации, содержащей в том числе первичный синхросигнал (PSS), вторичный синхросигнал (SSS) и сигнал физического вещательного канала (РВСН). Эта центральная полоса 310 обычно имеет ширину, эквивалентную 72 поднесущих (соответствует ширине полосы передачи 1,08 МГц). Сигналы PSS и SSS представляют собой синхросигналы, которые будучи обнаруженными и принятыми позволяют LTE-терминалу осуществить синхронизацию кадров и определить идентификатор ячейки узла e-Node В, передающего сигнал нисходящей линии. Сигнал канала РВСН несет информацию о ячейке, содержащую главный информационный блок (MIB), куда входят параметры, используемые LTE-терминалом для правильно доступа в ячейку. Данные, передаваемые индивидуальным LTE-терминалам по физическому совместно используемому нисходящему каналу (PDSCH) могут быть переданы на других ресурсных элементах субкадра. Дополнительные пояснения относительно этих каналов приведены ниже.
На Фиг.3 показана также область канала PDSCH, содержащая системную информацию и протяженная в полосе R.344. Обычный кадр системы LTE содержит также опорные сигналы, которые будут рассмотрены еще ниже, но на Фиг.3 не показаны из соображений ясности чертежа.
Число поднесущих в канале системы LTE может варьироваться в зависимости от конфигурации сети связи. Обычно это число варьируется от 72 поднесущих, содержащихся в полосе канала шириной 1,4 МГц, до 1200 поднесущих, содержащихся в полосе канала шириной 1200 МГц (как схематично показано на Фиг.3). Как известно в технике, данные, передаваемые в каналах PDCCH, PCFICH и PHICH, обычно распределены по поднесущим по всей полосе субкадра, чтобы создать разнесение по частоте. Поэтому, обычный LTE-терминал должен быть способен принимать сигнал во всей полосе канала, чтобы принять и декодировать область управления.
Фиг.4 иллюстрирует процедуру установления связи в системе LTE, иными словами процедуру, которую выполняет терминал, чтобы он мог декодировать передачи нисходящей линии, приходящие от базовой станции по нисходящему каналу. Используя эту процедуру, терминал может индентифицировать фрагменты передач, содержащие системную информацию для рассматриваемой ячейки, и тем самым декодировать информацию о конфигурации этой ячейки.
Как можно видеть на Фиг.4, в ходе процедуры установления связи в системе LTE терминал сначала синхронизируется с базовой станцией (этап 400) с использованием синхросигналов PSS и SSS в центральной полосе и затем декодирует сигнал канала РВСН (этап 401). После выполнения этапов 400 и 401 терминал оказывается синхронизирован с базовой станцией.
Для каждого субкадра терминал затем декодирует сигнал канала PCFICH, распределенный во всей полосе несущей 320 (этап 402). Как обсуждается выше, ширина полосы несущей нисходящей линии в системе LTE может доходить до 20 МГц (1200 поднесущих), вследствие чего LTE-терминал должен быть способен принимать и декодировать передачи в полосе 20 МГц, чтобы декодировать сигнал канала PCFICH. На этапе декодирования сигнала канала PCFICH в полосе несущей шириной 20 МГц, терминал работает в намного более широкой полосе (полоса R320), чем в ходе этапов 400 и 401 (полоса R310), относящихся к синхронизации и декодированию сигнала канала РВСН.
Терминал затем определяет местонахождение сигналов канала PHICH (этап 403) и декодирует сигнал канала PDCCH (этап 404), в частности, для идентификации передач системной информации и для идентификации персональных назначений. Эти персональные назначения используются терминалом для обнаружения местонахождения системной информации и обнаружения своих данных в сигнале канала PDSCH. И системную информацию, и информацию о персональных назначениях передают в канале PDSCH и планируют в полосе 320 несущей. Для выполнения этапов 403 и 404 также требуется, чтобы терминал работал во всей полосе R320 несущей.
На этапах с 402 по 404 терминал декодирует информацию, содержащуюся в области 300 управления в составе субкадра. Как пояснено выше, в системе LTE в пределах области 300 управления в полосе несущей можно найти все три канала управления (PCFICH, PHICH и PDCCH), упомянутые выше, так что эта область управления простирается в диапазоне R320 и занимает первые один, два или три OFDM-символа каждого субкадра, как рассмотрено выше. В любом субкадре указанные каналы управления обычно не используют все ресурсные элементы, присутствующие в области 300 управления, а рассеяны в пределах всей этой области, так что LTE-терминал должен быть способен принимать одновременно всю область 300 управления, чтобы декодировать каждый из трех каналов управления.
Терминал может затем декодировать сигнал канала PDSCH (этап 405), содержащий системную информацию или данные, передаваемые для этого терминала.
Как пояснено выше, в субкадре системы LTE сигнал канала PDSCH в основном занимает группы ресурсных элементов, не присутствующих ни в области управления, ни среди ресурсных элементов, занятых синхросигналами PSS и SSS или сигналом канала РВСН. Данные в показанных на Фиг.3 блоках 340, 341, 342, 343 ресурсных элементов, назначенных разным мобильным терминалам связи (UE), имеют меньшую ширину полосы, чем полоса всей несущей, хотя для декодирования этих блоков терминал сначала принимает сигнал канала PDCCH, распределенный в частотном диапазоне R320, с целью определить, указывает ли сигнал канала PDCCH, что рассматриваемому терминалу UE назначен ресурс канала PDSCH, сигнал которого нужно декодировать. После того, как терминал UE принял весь субкадр, он может декодировать сигнал канала PDSCH (если таковой присутствует) в соответствующем частотном диапазоне, обозначенном сигналом канала PDCCH. Например, пусть терминал UE1, рассмотренный выше, декодирует всю область 300 управления и затем декодирует данные в ресурсном блоке 342.
Виртуальная несущая нисходящей линии
Некоторые классы устройств, такие как устройства МТС (например, полуавтономные или автономные устройства радиосвязи, такие как интеллектуальные приборы учета, рассмотренные выше), поддерживают приложения связи, отличающиеся передачей небольших объемов данных через относительно большие интервалы, и потому могут быть значительно менее сложными, чем обычные LTE-терминалы. Во многих сценариях, создание терминалов с небольшими функциональными возможностями, но, тем не менее, имеющих обычные, обладающие высокими характеристиками приемники системы LTE, способные принимать и обрабатывать данные из состава кадра нисходящей линии системы LTE во всей полосе несущей, может оказаться слишком сложным и избыточным для устройства, от которого требуется всего лишь передать и принимать небольшие объемы данных. Все это может, таким образом, ограничить практическую целесообразность широкого развертывания устройств типа МТС с относительно небольшими функциональными возможностями в сетях стандарта LTE. Вместо этого предпочтительно создать терминалы с небольшими функциональными возможностями, такие как устройства типа МТС, с более простыми приемниками, которые лучше соответствуют объему данных, какой вероятно будет передан терминалу. Как будет рассмотрено ниже, в различных примерах настоящего изобретения выделяют "виртуальную несущую" в совокупности ресурсов передачи сигналов обычной несущей нисходящей линии OFDM-типа (т.е. "главной несущей"). В отличие от данных, передаваемых на обычной несущей нисходящей линии OFDM-типа, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы без необходимости обрабатывать полную полосу главной несущей нисходящей линии OFDM-типа. Соответственно, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы с использованием приемников уменьшенной сложности.
Фиг.5 представляет схему, иллюстрирующую радиосубкадр нисходящей линии в системе LTE, который содержит виртуальную несущую, вставленную в пределы главной несущей в соответствии с одним из примеров настоящего изобретения.
В обычном субкадре нисходящей линии системы LTE первые n символов (на Фиг.5 n равно трем) образуют область 300 управления, зарезервированную для передачи данных управления в нисходящей линии, таких как данные, передаваемые в канале PDCCH. Однако, как можно видеть на Фиг.5, вне области 300 управления в составе субкадра нисходящей линии в системе LTE имеется группа ресурсных элементов, расположенных в этом примере ниже центральной полосы 310, образующей виртуальную несущую 501. Как дополнительно разъясняется ниже, виртуальная несущая 501 адаптирована таким образом, что данные, передаваемые на виртуальной несущей 501, могут быть обработаны логически отдельно от данных, передаваемых на остальных участках главной несущей, и могут быть декодированы без декодирования всех данных управления из области 300 управления. Хотя на Фиг.5 показано, что виртуальная несущая занимает частотные ресурсы ниже центральной полосы, в общем случае виртуальная несущая может занимать другие частотные ресурсы, например, выше центральной полосы или в составе центральной полосы. Если виртуальная несущая конфигурирована таким образом, что она накладывается на какие-либо ресурсы, используемые синхросигналами PSS и SSS или каналом РВСН, в составе главной несущей, или каким-либо другим сигналом, передаваемым на главной несущей, который может потребоваться терминалу, работающему на главной несущей, для правильной работы и который можно ожидать найти в известном заданном месте, сигналы на виртуальной несущей могут быть организованы таким образом, чтобы сохранить указанные аспекты сигнала, передаваемого на главной несущей.
Как можно видеть на Фиг.5, данные, передаваемые на виртуальной несущей 501, передают реально в ограниченной полосе. Это может быть любая подходящая полоса меньше полосы главной несущей. В примере, представленном на Фиг.5, виртуальную несущую передают в полосе, содержащей 12 блоков по 12 поднесущих в каждом (т.е. 144 поднесущих), что эквивалентно ширине 2,16 МГц полосы передачи. Соответственно, терминалу, использующему виртуальную несущую, нужно только быть оснащенному приемником, способным принимать и обрабатывать данные, передаваемые в полосе 2,16 МГц. Это позволит терминалом с небольшими функциональными возможностями (например, терминалам МТС-типа) иметь упрощенные приемники, которые, тем не менее, способны работать в сети связи OFDM-типа, где, как пояснено выше, обычно нужны терминалы, оснащенные приемниками, способные принимать и обрабатывать OFDM-сигнал во всей полосе этого сигнала.
Как поясняется выше, в мобильной системе связи на основе стандарта OFDM, такой как система LTE, данные нисходящей линии динамически назначают для передачи на различных поднесущих в составе субкадра. Соответственно, в каждом субкадре сеть сообщает, какие поднесущие несут символы, содержащие данные, относящиеся к каким терминалам (т.е. сигнализация о предоставлении нисходящей линии).
Как можно видеть на Фиг.3, в обычном субкадре системы LTE эту информацию передают в канале PDCCH во время первого символа или символов субкадра. Однако, как было пояснено ранее, информация, передаваемая в канале PDCCH, распределена во всей полосе субкадра и потому не может быть принята мобильным терминалом связи, имеющим упрощенный приемник, способный принимать виртуальную несущую в уменьшенной полосе.
Соответственно, как можно видеть на Фиг.5, последние символы на виртуальной несущей могут быть зарезервированы в качестве области 502 управления для виртуальной несущей с целью передачи данных управления, указывающих, какие ресурсные элементы виртуальной несущей 501 были назначены абонентской аппаратуре (UE) с использованием виртуальной несущей. В некоторых примерах число символов, содержащих область 502 управления виртуальной несущей, может быть фиксированным, например, три символа. В других примерах размер области 502 управления виртуальной несущей может варьироваться, например, от одного до трех символов, как в области 300 управления.
Область управления виртуальной несущей может быть расположена в любом подходящем месте, например, в первых нескольких символах виртуальной несущей. В примере, показанном на Фиг.5, это может означать расположение области управления виртуальной несущей на четвертом, пятом и шестом символах. Однако фиксация положения области управления виртуальной несущей в последних символах субкадра может быть полезной, поскольку местонахождение области управления виртуальной несущей не будет в этом случае изменяться в зависимости от числа символов области 300 управления главной несущей. Это может помочь упростить процедуру обработки данных, выполняемую мобильными терминалами связи, принимающими данные на виртуальной несущей, поскольку в этом случае терминалам нет необходимости определять местонахождение области управления виртуальной несущей в каждом субкадре, если известно, что эта область управления всегда располагается в последних n символах субкадра.
Еще в одном варианте, символы управления виртуальной несущей могут опираться на передачи сигнала канала PDSCH на виртуальной несущей в отдельном субкадре.
В некоторых примерах виртуальная несущая может быть расположена в центральной полосе 310 субкадра сигнала нисходящей линии. Это может помочь уменьшить неблагоприятное влияние, оказываемое на ресурсы канала PDSCH на главной несущей в результате введения виртуальной несущей в полосу главной несущей, поскольку ресурсы, занятые синхросигналами PSS/SSS и сигналом канала РВСН, могут оказаться в области виртуальной несущей, а не в остальной части области главной несущей канала PDSCH. Поэтому, в зависимости, например, от ожидаемой пропускной способности виртуальной несущей местонахождение виртуальной несущей может быть подходящим образом выбрано внутри или вне центральной полосы в соответствии с тем, какая именно несущая - главная или виртуальная, выбрана в качестве носителя издержек, создаваемых синхросигналами PSS и SSS и сигналом каналом РВСН.
Процедура вхождения в связь на виртуальной несущей
Как пояснено выше, прежде чем обычный LTE-терминал сможет начать передачу и прием данных в ячейке, он должен сначала войти в связь в ячейке. Для терминалов, использующих виртуальную несущую, может быть предложена адаптированная процедура вхождения в связь.
Фиг.6 представляет логическую схему, иллюстрирующую процедуру вхождения в связь в соответствии с одним из примеров настоящего изобретения. На Фиг.6 показаны две ветви. Различные этапы процедуры, ассоциированные с терминалом UE, который собирается использовать виртуальную несущую, показаны под общим заголовком "виртуальная несущая". Этапы, показанные под общим заголовком "существующая система LTE", ассоциированы с терминалом UE, предназначенным для работы на главной несущей, так что эти этапы соответствуют этапам, представленным на Фиг.4. В этом примере, первые два этапа 400 и 401 процедуры вхождения в связь являются общими для виртуальной несущей и для главной (существующие системы LTE) несущей.
Процедура вхождения в связь на виртуальной несущей разъясняется со ссылками на пример показанного на Фиг.5 субкадра, в котором виртуальная несущая с шириной полосы, эквивалентной 144 поднесущим, вставлена в рабочую полосу частот главной несущей с шириной полосы, эквивалентной 1200 поднесущим. Как обсуждается выше, терминал, имеющий приемник с шириной рабочей полосы частот меньше ширины полосы главной несущей, не может полностью декодировать данные в области управления субкадров главной несущей. Однако приемник терминала, имеющий ширину рабочей полосы частот, эквивалентную только двенадцати блокам по двенадцати поднесущих (т.е. 2,16 МГц), может принимать данные управления и данные пользователя, передаваемые в этом примере на виртуальной несущей 502.
Как отмечено выше, в примере, показанном на Фиг.6, первые этапы 400 и 401 для терминала с виртуальной несущей являются такими же, как в обычной процедуре вхождения в связь, представленной на Фиг.4, хотя терминал с виртуальной несущей может извлекать дополнительную информацию из блока MIB, как описано ниже. Терминалы обоих типов (т.е. терминалы с виртуальной несущей и терминалы с главной несущей, т.е. существующие терминалы) могут использовать синхросигналы PSS/SSS и сигнал канала РВСН для синхронизации с базовой станцией с использованием информации, передаваемой в центральной полосе, ширина которой эквивалентна 72 поднесущим, главной несущей. Однако там, где обычные LTE-терминалы затем продолжают процесс посредством выполнения этапа 402 декодирования сигнала канала PCFICH, что требует приемника, способного принимать и декодировать область 300 управления главной несущей, терминал, входящий в связь в ячейке для приема данных на виртуальной несущей (который может быть обозначен как "терминал с виртуальной несущей"), выполняет вместо этого этапы 606 и 607.
Еще в одном варианте настоящего изобретения в устройстве с виртуальной несущей могут быть реализованы отдельные функциональные возможности для синхронизации и использования канала РВСН в отличие от повторного использования тех же самых обычных процедур начальной вхождения в связь на этапах 400 и 401 для устройства с главной несущей.
На этапе 606 терминал с виртуальной несущей определяет местонахождение виртуальной несущей, если таковая реализована в составе главной несущей, с использованием этапа, специфичного для виртуальной несущей. Далее, будут ниже обсуждаться различные примеры осуществления этого этапа. После того, как терминал с виртуальной несущей определит местонахождение виртуальной несущей, он может получить доступ к информации, передаваемой на виртуальной несущей. Например, если виртуальная несущая зеркально отражает способ назначения ресурсов в обычной системе LTE, терминал с виртуальной несущей может переходить к декодированию сегментов управления на виртуальной несущей, которые могут, например, указывать, какие ресурсные элементы на виртуальной несущей были назначены для конкретного терминала с виртуальной несущей или для системной информации. Например, на Фиг.7 показаны блоки ресурсных элементов с 350 по 352 в пределах виртуальной несущей 330, которые были назначены субкадру SF2. Однако нет обязательного требования к терминалу с виртуальной несущей - следовать или зеркально отражать процедуру в обычной системе LTE (например, этапы 402-404), так что эти этапы могут быть, например, реализованы способом, весьма отличным от процедуры вхождения в связь на виртуальной несущей.
Независимо от того, следует ли терминал с виртуальной несущей этапам, подобным этапам системы LTE, или этапам другого типа при выполнении этапа 607, этот терминал с виртуальной несущей может затем декодировать назначенные ресурсные элементы на этапе 608 и тем самым принять данные, передаваемые базовой станцией, вещающей на виртуальной несущей. Данные, декодированные на этапе 608, могут включать, например, остальную системную информацию, содержащую подробности конфигурации сети.
Даже хотя терминал с виртуальной несущей не обладает достаточной широкополосностью, чтобы декодировать и принимать данные нисходящей линии, если они были переданы на главной несущей с использованием обычной системы LTE, он может, тем не менее, все равно обращаться к имеющей ограниченную полосу виртуальной несущей с использованием первоначальных этапов системы LTE. Этап 608 может быть также реализован аналогично системе LTE или другим способом. Например, несколько терминалов с виртуальной несущей могут совместно использовать какую-либо виртуальную несущую и иметь гранты, назначаемые для управления совместным использованием виртуальной несущей, как показано в SF2 на Фиг.7, или, в другом примере, терминал с виртуальной несущей может иметь всю виртуальную несущую, назначенную для его собственных передач в нисходящей линии, либо эта виртуальная несущая может быть полностью назначена терминалу с виртуальной несущей только для некоторого числа субкадров, и т.п.
Таким образом, процесс вхождения в связь на виртуальной несущей обладает значительной степенью гибкости. Имеет место, например, возможность регулировать баланс между повторным использованием или зеркальным отображением обычных этапов или процедур обычной системы LTE, уменьшая тем самым сложность терминала и необходимость в реализации новых элементов и добавляя новые, специфичные для виртуальной несущей аспекты или реализации, тем самым потенциально оптимизируя использование узкополосных виртуальных несущих, поскольку стандарт системы LTE был разработан с мыслью о более широкополосных главных несущих.
Обнаружение виртуальной несущей нисходящей линии
Как обсуждается выше, терминал с виртуальной несущей должен обнаружить местонахождение (в сетке время-частотных ресурсов главной несущей) виртуальной несущей прежде, чем этот терминал сможет принять и декодировать передачи на виртуальной несущей. Для определения присутствия и местонахождения виртуальной несущей имеются несколько альтернативных вариантов, которые могут быть реализованы по отдельности или в сочетании. Некоторые из этих вариантов обсуждаются ниже.
Для облегчения обнаружения виртуальной несущей терминалу с виртуальной несущей может быть передана информация о местонахождении виртуальной несущей, чтобы ему было легче обнаружить виртуальную несущую, если таковая существует. Например, такая информация о местонахождении может содержать указания, что в пределах главной несущей организованы одна или несколько виртуальных несущих, или что в настоящий момент главная несущая не передает ни одной виртуальной несущей. Эта информация может также содержать указание ширины полосы виртуальной несущей, например, в МГц или в блоках ресурсных элементов. В качестве альтернативы или в сочетании с указанным выше информация о местонахождении виртуальной несущей может содержать данные о центральной частоте и ширине полосы виртуальной несущей, что дает терминалу с виртуальной несущей сведения о местонахождении и ширине полосы любой активной виртуальной несущей. В случае если виртуальную несущую нужно искать в другой частотной позиции в каждом кадре в соответствии, например, с алгоритмом псевдослучайной скачкообразной перестройки частоты, информация о местонахождении может, например, указывать псевдослучайный параметр. Совокупность таких параметров может содержать указание начального кадра и параметры, используемые для псевдослучайного алгоритма. Используя эти псевдослучайные параметры, терминал с виртуальной несущей может узнать, где можно найти виртуальную несущую в любом субкадре.
В конфигурацию терминала с виртуальной несущей для реализации такого способа должны быть внесены небольшие изменения (по сравнению с обычным LTE-терминалом), чтобы включить информацию о местонахождении виртуальной несущей в сигнал канала РВСН, который уже несет главный информационный блок (Master Information Block) или MIB в центральной полосе главной несущей. Как показано на Фиг.8, блок MIB содержит 24 бит (3 бит для индикации ширины полосы нисходящей линии (DL), 8 бит для индикации номера системного кадра (System Frame Number) или SFN и 3 бит, относящихся к конфигурации канала PHICH). Таким образом, блок MIB содержит 10 резервных бит, которые могут быть использованы для передачи информации относительно одной или нескольких виртуальных несущих. Например, на Фиг.9 показан случай, когда сигнал канала РВСН содержит блок MIB и информацию о местонахождении (LI) для указания любому терминалу с виртуальной несущей на виртуальную несущую.
В альтернативных вариантах такая информация о местонахождении может быть передана в центральной полосе вне канала РВСН. Эта информация может быть, например, всегда вставлена после и рядом с сигналом канала РВСН. В результате вставки информации о местонахождении в центральной полосе, но вне сигнала канала РВСН, обычный канал РВСН не модифицируют с целью использования виртуальных несущих, но любой терминал с виртуальной несущей может легко обнаружить информацию о местонахождении, чтобы найти виртуальную несущую, если таковая имеется.
Информация о местонахождении виртуальной несущей может быть вставлена в любое место главной несущей, но можно предпочтительно ввести эту информацию в центральную полосу, например, поскольку в этом случае терминал с виртуальной несущей может конфигурировать свой приемник для работы в центральной полосе, и тогда ему нет необходимости изменять настройки своего приемника, чтобы найти информацию о местонахождении.
В зависимости от объема информации о местонахождении виртуальной несущей терминал с виртуальной несущей может либо перестроить свой приемник, чтобы принять передачи на виртуальной несущей, либо может потребовать дополнительную информацию о местонахождении прежде, чем он сможет принять такие передачи.
Если, например, терминал с виртуальной несущей получил информацию о местонахождении, указывающую факт присутствия виртуальной несущей и/или ширину полосы виртуальной несущей, но не содержащую каких-либо подробностей, например, о точном диапазоне частот виртуальной несущей, или если терминал с виртуальной несущей не получил никакой информации о местонахождении, тогда этот терминал с виртуальной несущей может сканировать полосу главной несущей в поисках виртуальной несущей (например, выполнять так называемый поиск вслепую). Сканирование главной несущей в поисках виртуальной несущей может быть основано на разных подходах, ряд которых будет представлен ниже.
Согласно первому подходу виртуальная несущая может быть вставлена только в определенные, заранее заданные позиции, как это иллюстрирует, например, Фиг.10 для ситуации с четырьмя такими позициями. Тогда терминал с виртуальной несущей сканирует эти четыре позиции L1-L4 в поисках какой-либо виртуальной несущей. Если и когда терминал с виртуальной несущей обнаружит какую-либо виртуальную несущую, он может войти в связь на этой виртуальной несущей для приема данных нисходящей линии, как описано выше. Согласно этому подходу терминал с виртуальной несущей может получить информацию о местах возможного нахождения виртуальной несущей заранее, например, эта информация может быть записана во внутренней памяти в качестве настроек, специфичных для конкретной сети. Обнаружение виртуальной несущей может быть осуществлено посредством поиска для декодирования сигнала какого-либо конкретного физического канала на виртуальной несущей. Успешное декодирование такого канала, обозначенное, например, успешной проверкой декодированных данных посредством циклически избыточного контрольного кода (CRC), укажет на успех обнаружения позиции виртуальной несущей.
Согласно второму подходу виртуальная несущая может содержать сигналы местонахождения, так что терминал с виртуальной несущей, сканирующий главную несущую, может обнаружить такие сигналы, чтобы идентифицировать присутствие виртуальной несущей. Примеры возможных сигналов местонаждения показаны на Фиг.11A-11D. В примерах, представленных на Фиг.11A-11C, виртуальная несущая регулярно передает произвольный сигнал местонахождения, так что терминал, сканирующий частотный диапазон, где находится такой сигнал местонахождения, должен обнаружить этот сигнал. Термин "произвольный" сигнал применен здесь для обозначения любого сигнала, который не несет какой-либо информации, как таковой, или не предназначен для интерпретации, а просто включает специфичный сигнал или структуру, какую может обнаружить терминал с виртуальной несущей. Это может быть, например, последовательность положительных битов, проходящая через весь сигнал местонахождения, чередование 0 и 1 через весь сигнал местонахождения или любой другой подходящий произвольный сигнал. Примечательно, что сигнал местонахождения может быть построен из соседних блоков ресурсных элементов, либо может быть составлен из несоседних блоков. Например, он может располагаться в каждом втором блоке ресурсных элементов "сверху" (т.е. на верхней частотной границе) виртуальной несущей.
В примере, показанном на Фиг.11A, сигнал 353 местонахождения протяжен по всему диапазону R330 виртуальной несущей 330 и всегда находится в одном и том же месте в составе виртуальной несущей в субкадре. Если терминал с виртуальной несущей знает, где искать сигнал местонахождения в субкадре виртуальной несущей, этот терминал может упростить свою процедуру сканирования, ограничившись только сканированием соответствующей позиции в субкадре для обнаружения сигнала местонахождения. На Фиг.11B показан аналогичный пример, где каждый субкадр содержит сигнал 354 местонахождения, образованный из двух частей: одна часть в верхнем углу и одна часть в нижнем углу субкадра виртуальной несущей, в конце каждого субкадра. Такой сигнал местонахождения может быть полезен, если, например, терминал с виртуальной несущей не знает заранее ширину полосы виртуальной несущей, поскольку такой сигнал может способствовать четкому определению верхнего и нижнего краев полосы частот виртуальной несущей.
В примере, показанном на Фиг.11C, сигнал местонахождения 355 присутствует в первом субкадре SF1, но его нет во втором субкадре SF2. Сигнал местонахождения может быть, например, передан каждые два субкадра. Частоту передач сигнала местонахождения можно выбирать таким образом, чтобы подобрать баланс между уменьшением времени сканирования и уменьшением издержек. Другими словами, чем чаще передают сигнал местонахождения, тем меньше времени занимает у терминала обнаружение виртуальной несущей, но тем больше связанные с этим издержки.
В примере, показанном на Фиг.11D, сигнал местонахождения не является произвольным сигналом, как в примерах, представленных на Фиг.11A-11С, а содержит информацию для терминалов с виртуальной несущей. Терминалы с виртуальной несущей могут обнаружить этот сигнал, когда они сканируют спектр в поисках виртуальной несущей, а сам этот сигнал может содержать информацию относительно, например, ширины полосы виртуальной несущей или какую-либо другую информацию, связанную с виртуальной несущей (информацию о местонахождении или не о местонахождении). Обнаружив этот сигнал, терминал с виртуальной несущей может тем самым определить факт присутствия и местонахождение виртуальной несущей. Как показано на Фиг.11D, сигнал местонахождения может, аналогично произвольному сигналу местонахождения, быть найдет в различных позициях в пределах субкадра, причем эта позиция может изменяться от одного субкадра к другому.
Динамические вариации размера области управления для главной несущей
Как пояснено выше, в системе LTE число символов, образующих область управления субкадра нисходящей линии, варьируется динамически в зависимости от объема данных управления, которые нужно передать. Обычно эти вариации происходят в пределах от одного до трех символов. Как должно быть понятно со ссылками на Фиг.5, изменения ширины области управления главной несущей ведут к соответствующей изменчивости числа символов, доступных для виртуальной несущей. Например, как можно видеть на Фиг.5, когда область управления имеет длину три символа, а весь субкадр содержит 14 символов, виртуальная несущая имеет длину одиннадцать символов. Однако если в следующем субкадре область управления главной несущей уменьшилась до одного символа, для виртуальной несущей в этом субкадре станут доступны уже тринадцать символов.
Когда в главную несущую системы LTE вставлена виртуальная несущая, мобильные терминалы связи, принимающие данные на виртуальной несущей, должны быть способны определить число символов в области управления для каждого субкадра главной несущей, чтобы определить число символов виртуальной несущей в этом субкадре, если они могут использовать все доступные символы, не используемые областью управления главной несущей.
Обычно число символов, образующих область управления, сообщают в первом символе каждого субкадра в сигнале канала PCFICH. Однако сигнал канала PCFICH обычно распределен по всей ширине полосы субкадра нисходящей линии в системе LTE, вследствие чего сигнал этого канала передают на поднесущих, которые терминалы с виртуальной несущей, способные принимать только виртуальную несущую, принимать не могут. Соответственно, в одном из вариантов любые символы, через которые в принципе может проходить область управления, заранее заданы в качестве нулевых символов на виртуальной несущей, т.е. длина виртуальной поднесущей задана равной (m-n) символов, где m - общее число символов в субкадре, и n - максимальное число символов в области управления. Таким образом, для переданных данных нисходящей линии на виртуальной несущей никогда не назначают ресурсные элементы в течение первых n символов любого конкретного субкадра.
Хотя этот вариант прост для реализации, он будет спектрально неэффективен, поскольку во время субкадров, в которых область управления главной несущей содержит меньше максимального числа символов, будут неиспользуемые символы виртуальной несущей.
В другом варианте число символов в области управления главной несущей сообщают явным образом на самой виртуальной несущей. Когда число символов в области управления главной несущей известно, число символов виртуальной несущей можно вычислить путем вычитания этого числа из общего числа символов в субкадре.
В одном примере варианта размер области управления главной несущей указан явным образом посредством определенных информационных битов в области управления виртуальной несущей. Другими словами, в заданное место в области 502 управления виртуальной несущей вставлено явное сигнализационное сообщение. Это заданное место известно каждому терминалу, адаптированному для приема данных на виртуальной несущей.
В другом примере, виртуальная несущая содержит заданный сигнал, местонахождение которого указывает число символов в области управления главной несущей. Например, заданный сигнал может быть передан в одном из трех заданных блоков ресурсных элементов. Когда терминал принимает субкадр, он сканирует этот субкадр в поисках указанного заданного сигнала. Если этот заданный сигнал найден в первом блоке ресурсных элементов, это указывает, что область управления главной несущей содержит один символ; если заданный сигнал найден во втором блоке ресурсных элементов, это указывает, что область управления главной несущей содержит два символа, и если заданный сигнал найден во втором блоке ресурсных элементов, это указывает, что область управления главной несущей содержит три символа.
В другом примере, терминал с виртуальной несущей сначала пытается декодировать виртуальную несущую в предположении, что область управления главной несущей имеет размер в один символ. Если эта попытка успехом не увенчалась, терминал с виртуальной несущей предполагает, что область управления главной несущей имеет размер в два символа, и т.д. до тех пор, пока декодирование виртуальной несущей посредством терминала с виртуальной несущей не будет завершено успешно.
Опорные сигналы для виртуальной несущей нисходящей линии
Как известно в технике, в системе связи на основе стандарта OFDM, такой как система LTE, некоторое число поднесущих в составе символов по всем субкадрам обычно резервируют для передачи опорных сигналов. Опорные сигналы передают на поднесущих, распределенных по всему субкадру по полосе канала и по OFDM-символам. Опорные сигналы организованы в виде повторяющейся структуры и могут быть использованы приемником для оценки передаточной функции канала, примененной к данным, переданным на каждой поднесущей, с использованием способов экстраполяции и интерполяции. Эти опорные сигналы обычно используют также для дополнительных целей, таких как определение метрики для указаний мощности принимаемого сигнала, метрики для автоматической регулировки частоты и метрики для автоматической регулировки усиления. В системе LTE местонахождение поднесущих, которые передают опорные сигналы, в каждом субкадре определено заранее и потому известно приемнику каждого терминала.
В субкадрах нисходящей линии в системе LTE опорные сигналы от каждого порта передающей антенны обычно вставляют на каждую шестую поднесущую. Соответственно, если в субкадр нисходящей линии в системе LTE вставлена виртуальная несущая, даже если эта виртуальная несущая имеет минимальную ширину полосы в один ресурсный блок (т.е. двенадцать поднесущих), такая виртуальная поднесущая все равно будет содержать по меньшей мере некоторые поднесущие, передающие опорные сигналы.
В каждом субкадре присутствует достаточное число поднесущих, передающих опорные сигналы, так что приемнику нет необходимости принимать каждый отдельный опорный сигнал, чтобы декодировать данные, передаваемые в субкадре. Однако, как должно быть понятно, чем больше опорных сигналов принято, тем лучше приемник сможет, в общем случае, оценить характеристику канала и, следовательно, тем меньше будет, как правило, ошибок в данных, декодированных из этого субкадра. Соответственно, для сохранения совместимости с LTE-терминалами связи, принимающими данные на главной несущей, согласно некоторым примерам настоящего изобретения позиции поднесущих, которые должны содержать опорные сигналы в субкадре обычной системы LTE, сохраняются в составе виртуальной несущей.
Как должно быть понятно, согласно примерам настоящего изобретения, терминалы, устроенные для приема только виртуальной несущей, принимают уменьшенное число поднесущих по сравнению с обычными LTE-терминалами, которые принимают каждый субкадр во всей полосе этого субкадра. В результате, терминалы с уменьшенными функциональными возможностями принимают меньшее число опорных сигналов в более узком диапазоне частот, что может привести в результате к получению менее точной оценки характеристики канала.
В некоторых примерах упрощенный терминал с виртуальной несущей может обладать более низкой мобильностью, что потребует меньшего числа опорных символов для поддержки оценки характеристики канала. Однако в некоторых примерах настоящего изобретения виртуальная несущая нисходящей линии содержит дополнительные поднесущие, передающие опорные сигналы, с целью повышения точности оценки характеристики канала, которую способны генерировать терминалы с уменьшенными функциональными возможностями.
В некоторых примерах позиции дополнительных поднесущих, передающих опорные сигналы, выбраны так, чтобы они были систематически распределены относительно позиций обычных поднесущих, передающих опорные сигналы, тем самым увеличивая частоту отсчетов для оценки характеристики канала в сочетании с опорными сигналами от существующих поднесущих, передающих опорные сигналы. Это позволяет терминалам с уменьшенными функциональными возможностями генерировать улучшенные оценки характеристики канала во всей полосе виртуальной несущей. В других примерах позиции дополнительных поднесущих, передающих опорные сигналы, выбраны так, чтобы они систематически попадали на край полосы виртуальной несущей, тем самым увеличивая точность интерполяции при получении оценки характеристики канала на виртуальной несущей.
Альтернативные структуры виртуальной несущей
До сих пор примеры настоящего изобретения были описаны в основном в терминах главной несущей, в которую вставлена только одна виртуальная несущая, как показано, например, на Фиг.5. Однако в некоторых примерах главная несущая может содержать большей одной виртуальной несущей, как показано, например, на Фиг.12. На Фиг.12 показан пример, в котором в главную несущую 320 введены две виртуальные несущие VC1 (330) и VC2 (331). В этом примере указанные две виртуальные несущие изменяют свои позиции в полосе главной несущей в соответствии с псевдослучайным алгоритмом. Однако в других примерах одна или обе из этих двух виртуальных несущих могут быть всегда найдены в одном и том же частотном диапазоне в пределах частотного диапазона главной несущей и/или могут изменять свои позиции в соответствии с каким-либо другим механизмом. В системе LTE число виртуальных несущих в пределах главной несущей ограничено только размерностью этой главной несущей. Однако слишком большое число виртуальных несущих в пределах главной несущей может неоправданно ограничить ширину полосы, доступной для передачи данных в адрес обычных LTE-терминалов, так что оператор может поэтому принимать решение о числе виртуальных несущих в пределах главной несущей в соответствии, например, с соотношением между числом пользователей обычных LTE-терминалов и числом пользователей виртуальной несущей.
В некоторых вариантах число активных виртуальных несущих можно изменять динамически, чтобы соответствовать текущим потребностям обычных LTE-терминалов и терминалов с виртуальной несущей. Например, если нет поддерживающих связь терминалов с виртуальной несущей, либо если доступ таких терминалов должен быть целенаправленно ограничен, сеть может начать пранировать передачу данных LTE-терминалам в пределах поднесущих, ранее зарезервированных для виртуальной несущей. Этот процесс может быть обращен, если число активных терминалов с виртуальной несущей начнет расти. В некоторых примерах число активных виртуальных несущих может быть увеличено в ответ на увеличение присутствия терминалов с виртуальной несущей. Например, если число терминалов с виртуальной несущей, присутствующих в сети или в некой части сети, превысит пороговую величину, в главную несущую вставляют дополнительную виртуальную несущую. В результате сетевые элементы и/или оператор сети могут активировать или деактивировать виртуальные несущие по мере необходимости.
Виртуальная несущая, показанная в примере на Фиг.5, имеет ширину полосы, эквивалентную 144 поднесущим. Однако в других примерах виртуальная несущая может быть любой размерности от двенадцати поднесущих до 1188 поднесущих (для несущей с шириной полосы, эквивалентной 1200 поднесущих). Поскольку в системе LTE центральная полоса имеет ширину, эквивалентную 72 поднесущим, терминал с виртуальной несущей в среде стандарта LTE предпочтительно имеет полосу приемника, эквивалентную по меньшей мере 72 поднесущим (1,08 МГц), так что он может декодировать центральную полосу 310, в результате чего виртуальная несущая с шириной полосы, эквивалентной 72 поднесущим, может быть удобным вариантом для реализации. При виртуальной несущей, содержащей 72 поднесущих, терминалу с виртуальной несущей не нужно подстраивать полосу своего приемника, чтобы войти в связь на виртуальной несущей, так что можно уменьшить сложность процесса вхождения в связь, но при этом нет требования иметь такую же ширину полосы виртуальной несущей, как для центральной полосы, и, как пояснено выше, виртуальная несущая на основе системы LTE может иметь любую размерность от 12 до 1188 поднесущих. Например, в некоторых системах виртуальную несущую, имеющую полосу шириной меньше 72 поднесущих, можно рассматривать как бесполезное расходование ресурсов приемника терминала с виртуальной несущей, но с другой точки зрения это можно считать уменьшением влияния виртуальной несущей на главную несущую за счет увеличения полосы, доступной для обычных LTE-терминалов. Ширину полосы виртуальной несущей можно поэтому регулировать для достижения нужного баланса между сложностью, использованием ресурсов, работой на главной несущей и требованиями к терминалам с виртуальной несущей.
Кадр передач восходящей линии
До сих пор виртуальная несущая обсуждалась главным образом со ссылками на нисходящую линию, однако в некоторых примерах виртуальная несущая может быть также вставлена в сигнал восходящей линии.
В дуплексных сетях с разделением по частоте (FDD) и восходящая линия, и нисходящая линия активны во всех субкадрах, тогда как в дуплексных сетях с разделением по времени (TDD) субкадры могут быть назначены восходящей линии или нисходящей линии, либо дополнительно разделены на части для восходящей линии или нисходящей линии.
Для инициирования соединения с сетью обычные LTE-терминалы передают запрос произвольного доступа по физическому каналу произвольного доступа (PRACH). Сигнал канала PRACH расположен в заданных блоках ресурсных элементов в кадре восходящей линии, местонахождение которых сообщают LTE-терминалам в составе системной информации, передаваемой по нисходящей линии.
Кроме того, когда есть ожидающие данные восходящей линии, которые нужно передать от LTE-терминала, а терминал уже не имеет каких-либо назначенных ему ресурсов восходящей линии, он может передать запрос произвольного доступа по каналу PRACH в адрес базовой станции. После этого базовая станция принимает решение, какие (если вообще какие-нибудь) ресурсы восходящей линии назначить терминалу, передавшему этот запрос. Далее это назначение ресурсов восходящей линии сообщают LTE-терминалу по физическому нисходящему каналу управления (PDCCH), сигнал которого передают в области управления субкадра нисходящей линии.
В системе LTE передачи от каждого терминала ограничены так, чтобы занимать группу смежных ресурсных блоков в кадре. Для физического восходящего совместно используемого канала (PUSCH) грант назначения ресурсов восходящей линии, принятый от базовой станции, указывает, какую группу ресурсных блоков использовать для этой передачи, причем эти ресурсные блоки могут быть расположены в любом месте в полосе канала.
Первые ресурсы, используемые физическим восходящим каналом управления (PUCCH) в системе LTE, расположены на обоих - верхнем и нижнем, краях канала, где каждая передача канала PUCCH занимает ресурсный блок. В первой половине субкадра этот ресурсный блок, расположен на одном краю канала, а во второй половине субкадра этот ресурсный блок расположен на противоположном краю канала. По мере увеличения потребности в ресурсах канала PUCCH последовательно назначают дополнительные ресурсные блоки, перемещаясь от краев канала внутрь. Поскольку сигналы канала PUCCH передают в режиме кодового уплотнения, восходящая линия системы LTE может воспринимать несколько передач канала PUCCH в одном и том же ресурсном блоке.
Виртуальная несущая восходящей линии
Согласно вариантам настоящего изобретения терминалы с виртуальной несущей, описанные выше, могут также иметь передатчики с уменьшенными функциональными возможностями для передачи данных восходящей линии. Терминалы с виртуальной несущей могут передавать данные в полосе уменьшенной ширины. Применение передатчика с уменьшенными функциональными возможностями предоставляет преимущества, соответствующие тем, какие обеспечиваются за счет использования приемника с уменьшенными функциональными возможностями в, например, классе устройств, изготовленных с уменьшенными функциональными возможностями для работы, например, в приложениях типа МТС.
В соответствии с виртуальной несущей нисходящей линии терминалы с виртуальной несущей передают данные восходящей линии в уменьшенном диапазоне поднесущих в пределах главной несущей, имеющей более широкую полосу, чем виртуальная несущая с уменьшенной полосой. Это показано на Фиг.13А. Как видно на Фиг.13А, группа поднесущих в составе субкадра восходящей линии образует виртуальную несущую 1301 в пределах главной несущей 1302. Соответственно, полосу частот уменьшенной ширины, в которой терминалы с виртуальной несущей передают данные восходящей линии, можно рассматривать в качестве виртуальной несущей восходящей линии.
Для реализации виртуальной несущей восходящей линии планировщик базовой станции, предоставляющей виртуальную несущую, обеспечивает, что все ресурсные элементы восходящей линии, предоставляемые терминалам с виртуальной несущей, представляют собой поднесущие, попадающие в уменьшенную полосу частот передатчиков с уменьшенными функциональными возможностями для терминалов с виртуальной несущей. Соответственно планировщик базовой станции, предоставляющей главную несущую, обеспечивает, что все ресурсные элементы восходящей линии, предоставляемые терминалам с главной несущей, представляют собой поднесущие, расположенные вне группы поднесущих, занятых терминалами с виртуальной несущей. Однако если планировщики для виртуальной несущей и для главной несущей реализованы совместно или имеют средства для совместного использования информации, тогда планировщик главной несущей может назначать ресурсные элементы из области виртуальной несущей терминалам на главной несущей во время субкадров, когда планировщик виртуальной несущей укажет, что некоторые или все ресурсы виртуальной несущей не будут использоваться терминалами с виртуальной несущей.
Если сигнал на виртуальной несущей восходящей линии содержит физический канал, аналогичный по структуре и способу работы каналу PUCCH системы LTE, так что ожидается, что ресурсы для этого физического канала располагаются на краях канала, тогда для терминалов с виртуальной несущей эти ресурсы могут быть предоставлены на краях полосы виртуальной несущей, а не на краях главной несущей. Это является преимуществом, поскольку это должно обеспечить, что передачи на виртуальной несущей восходящей линии остаются в пределах уменьшенной полосы частот виртуальной несущей.
Произвольный доступ на виртуальной несущей восходящей линии В соответствии с алгоритмами обычной системы LTE невозможно гарантировать, что сигнал канала PRACH будет находиться в пределах группы поднесущих, назначенных для виртуальной несущей. Поэтому в некоторых вариантах базовая станция создает вторичный канал PRACH в пределах виртуальной несущей восходящей линии, местонахождение которого может быть сообщено терминалам с виртуальной несущей в составе системной информации, передаваемой на виртуальной несущей. Это показано в примере на Фиг.13B, в котором канал PRACH 1303 расположен в пределах виртуальной несущей 1301. Таким образом, терминал с виртуальной несущей передает запросы канала PRACH для виртуальной несущей в пределах полосы виртуальной несущей восходящей линии. Местонахождение канала PRACH может быть сообщено терминалам с виртуальной несущей в составе сигнализационного канала виртуальной несущей в нисходящей линии.
Однако в других примерах сигнала канала PRACH 1303 на виртуальной несущей может быть расположен вне виртуальной несущей, как показано, например, на Фиг.13C. Это оставляет больше места в пределах виртуальной несущей восходящей линии для передачи данных от терминалов с виртуальной несущей. Местонахождение канала PRACH на виртуальной несущей может быть сообщено терминалам с виртуальной несущей, как и раньше, но для передачи запроса произвольного доступа терминалы с виртуальной несущей должны перестроить свои передатчике на частоту канала PRACH для виртуальной несущей, поскольку она располагается вне полосы виртуальной несущей. Затем передатчики снова настраивают на частоту виртуальной несущей, после того как были назначены ресурсные элементы восходящей линии.
В некоторых примерах, когда терминалы с виртуальной несущей могут передавать запросы по каналу PRACH вне виртуальной несущей восходящей линии, местонахождение кана PRACH для главной несущей может быть сообщено терминалам с виртуальной несущей. Тогда терминалы с виртуальной несущей могут просто использовать ресурс канала PRACH для обычной главной несущей, чтобы передавать запросы произвольного доступа. Преимущество такого подхода состоит в том, что приходится назначать меньший объем ресурсов канала PRACH.
Однако если базовая станция принимает запросы произвольного доступа и от обычных LTE-терминалов, и от терминалов с виртуальной несущей по одному и тому же ресурсу канала PRACH, необходимо, чтобы эта базовая станция имела механизм для различения между запросами произольного доступа от обычных LTE-терминалов и запросами произвольного доступа от терминалов с виртуальной несущей.
Поэтому в некоторых примерах базовая станция применяет механизм назначения ресурсов с разделением по времени, в соответствии с которым, например, в первой группе субкадров назначение канала PRACH доступно для терминалов с виртуальной несущей, а во второй группе субкадров назначение канала PRACH доступно для обычных LTE-терминалов. Соответственно, базовая станция может определить, что запросы произвольного доступа, принятые во время первой группы субкадров, исходят от терминалов с виртуальной несущей, а запросы произвольного доступа, принятые во время второй группы субкадров, исходят от обычных LTE-терминалов.
В других примерах нет механизма, позволяющего предотвратить, одновременную передачу запросов терминалами с виртуальной несущей и обычными LTE-терминалами. Однако преамбулы произвольного доступа, которые обычно используют для передачи запросов произвольного доступа, разбивают на две группы. Первая группа используется исключительно терминалами с виртуальной несущей, а вторая группа используется исключительно обычными LTE-терминалами. Соответственно, базовая станция может определить, пришел ли запрос произвольного доступа от обычного LTE-терминала или от терминала с виртуальной несущей, просто оценив, к какой группе принадлежит преамбула произвольного доступа.
Пример архитектуры
Фиг.14 представляет схему, показывающую часть адаптированной мобильной телекоммуникационной сети в системе LTE, организованной в соответствии с одним из примеров настоящего изобретения. Система содержит адаптированный усовершенствованный Node В (eNB) 1401, соединенный с опорной сетью 1408, которая обменивается данными с несколькими обычными LTE терминалами 1402 и терминалами 1403 с виртуальной несущей в пределах зоны 1404 обслуживания (ячейки). Каждый из терминалов 1403 с виртуальной несущей имеет приемопередающий модуль 1405, содержащий приемник, способный принимать данные в полосе уменьшенной ширины, и передатчик, способный передавать данные в полосе уменьшенной ширины по сравнению с функциональными возможностями приемопередающего модуля 1406 в составе обычного LTE-терминала 1402.
Адаптированный узел eNB 1401 передает данные нисходящей линии с использованием структуры субкадров, содержащей виртуальную несущую, как описано со ссылками на Фиг.5, и принимает данные восходящей линии с использованием структуры субкадров, как описано со ссылками на Фиг.13 В или 13С.Терминал 1403 с уменьшенными функциональными возможностями может, таким образом, принимать и передавать данные с использованием виртуальных несущих восходящей линии и нисходящей линии, как описано выше.
Как было пояснено выше, поскольку терминалы 1403 с уменьшенной сложностью принимают и передают данные в уменьшенной полосе частот на виртуальных несущих восходящей линии и нисходящей линии, сложность, потребляемая мощность и стоимость приемопередающего модуля 1405, необходимого для приема и декодирования данных нисходящей линии и для кодирования и передачи данных восходящей линии, уменьшены по сравнению с приемопередающим модулем 1406, используемым в обычных LTE-терминалах.
При приеме данных нисходящей линии из опорной сети 1408 для передачи одному из терминалов в ячейке 1404 адаптированный узел eNB 1401 определяет, предназначены ли эти данные какому-либо обычному LTE-терминалу 1402 или какому-нибудь терминалу 1403 с уменьшенными функциональными возможностями. Это можно реализовать любым подходящим способом. Например, данные, предназначенные терминалу 1403 с уменьшенными функциональными возможностями, могут содержать флаг виртуальной несущей, указывающий, что эти данные необходимо передать на виртуальной несущей нисходящей линии. Если адаптированный узел eNB 1401 определит, что данные нисходящей линии нужно передать терминалу 1403 с уменьшенными функциональными возможностями, адаптированный планировщик 1409 в составе адаптированного узла eNB 1401 обеспечивает передачу этих данных нисходящей линии соответствующему терминалу с уменьшенными функциональными возможностями на виртуальной несущей нисходящей линии. В другом примере сеть организована таким образом, что виртуальная несущая логически не зависит от узла eNB. Более конкретно, виртуальная несущая может быть организована так, что она представляется для опорной сети в виде отдельной ячейки, так что опорная сеть не знает, что виртуальная несущая как-то связана с главной несущей. Пакеты просто маршрутизируют на/от виртуальной несущей так, как если бы это была обычная ячейка.
В другом примере, в подходящей точке сети осуществляется проверка пакета, чтобы маршрутизировать график на или от соответствующей несущей (т.е. главной несущей или виртуальной несущей).
Еще в одном примере данные из опорной сети в узел eNB передают по специальному логическому соединению для конкретного терминала. Узлу eNB сообщают информацию, указывающую, какое логическое соединение ассоциировано с каким терминалом. Узлу eNB сообщают также информацию, указывающую, какие терминалы являются терминалами с виртуальной несущей, а какие являются обычными LTE-терминалами. Эта информация может быть выведена из того факта, что терминал с виртуальной несущей должен быть с самого начала быть соединен с использованием ресурсов виртуальной несущей. В других примерах, терминалы с виртуальной несущей сообщают о своих возможностях узлу eNB в ходе процедуры установления соединения. Соответственно, узел eNB может отобразить данные из опорной сети конкретному терминалу в зависимости от того, является ли рассматриваемый терминал обычным LTE-терминалом или терминалом с виртуальной несущей.
При планировании ресурсов для передачи данных восходящей линии адаптированный узел eNB 1401 определяет, является ли терминал, для которого планируют ресурсы, терминалом 1403 с уменьшенными функциональными возможностями или обычным LTE-терминалом 1402. В некоторых примерах это достигается посредством анализа запроса произвольного доступа, переданного по каналу PRACH, с использованием способов различения между запросом произвольного доступа на виртуальной несущей и запросом произвольного доступа от обычного терминала, как описано выше. В любом случае, когда адаптированный узел eNB 1401 определит, что запрос произвольного доступа был сделан терминалом 1402 с уменьшенными функциональными возможностями, адаптированный планировщик 1409 обеспечивает, что любые предоставляемые ресурсные элементы восходящей линии располагаются в пределах виртуальной несущей восходящей линии.
В некоторых примерах виртуальная несущая, вставленная в главную несущую, может быть использована для создания логически отдельной "сети в сети". Другими словами, данные, передаваемые на виртуальной несущей, можно рассматривать как логически и физически отдельные от данных, передаваемых сетью с главной несущей. Виртуальную несущую можно поэтому использовать для реализации так называемой "специализированной сети передачи сообщений" (dedicated messaging network (DMN)), которая "наложена" поверх обычной сети и используется для передачи сообщений данных DMN-устройствам (т.е. терминалам с виртуальной несущей).
Другие примеры приложений с виртуальной несущей
На основе концепций виртуальных несущих, описанных в находящихся на совместном рассмотрении Заявках на выдачу патентов Великобритании под номерами GB 1101970.0 [2], GB 1101981.7 [3], GB 1101966.8 [4], GB 1101983.3 [5], GB 1101853.8 [6], GB 1101982.5 [7], GB 1101980.9 [8] и GB 1101972.6 [9], теперь будут описаны некоторые расширения концепции виртуальных несущих согласно вариантам настоящего изобретения.
На Фиг.15А показана схема, представляющая, как различные области время-частотной сетки 1500 ресурсов связи в телекоммуникационной сети типа LTE могут быть назначены для поддержки работы с виртуальной несущей, как описано выше. Сетка 1500 ресурсов, показанная на Фиг.15А, содержит 10 субкадров 1512 (эквивалентно одному кадру в целом), распределенных в направлении горизонтальной оси времени и охватывающих полосу R320 по частоте. Каждый субкадр 1512, изображенный на Фиг.15А, имеет такой же обобщенный формат, как субкадр, показанный на Фиг.5, но представлен более упрощенным и схематичным образом.
Таким образом, сетка 1500 ресурсов связи, показанная на Фиг.15А, содержит области 1502 канала PDCCH на главной несущей, области 1506 канала PDSCH на главной несущей, области 1510 виртуальной несущей и области 1504 опорных символов. Области 1510 виртуальной несущей могут содержать отдельные области канала PDSCH на виртуальной несущей и области канала PDCCH на виртуальной несущей, такие как схематично показаны на Фиг.5 в виде отдельных областей под цифровыми позиционными обозначениями 501 и 502. Однако (и как это отмечено выше), в других примерах реализации принципы работы с виртуальной несущей могут не отражать зеркально эти аспекты сетей типа LTE. Области 1504 опорных символов могут быть использованы исключительно для главной несущей, либо эти области могут быть также приняты и использованы терминалами, установившими связь на виртуальной несущей.
Фиг.15 В аналогичен Фиг.15А и может быть понят на основе Фиг.15А, но если на Фиг.15А схематично представлены области время-частотной сетки 1500 ресурсов связи для обеих - главной и виртуальной, несущих. Фиг.15 В схематично представляет только области, ассоциированные с главной несущей (т.е. области 1502 канала PDCCH на главной несущей, области 1506 канала PDSCH на главной несущей и области 1504 опорных символов). По сути. Фиг.15 В представляет то, что можно назвать сеткой 1530 ресурсов связи на главной несущей. Области Фиг.15 В, изображенные без штриховки, ассоциированы с виртуальной несущей и не "принадлежат" сетке 1530 ресурсов связи на главной несущей.
Фиг.15С также аналогичен Фиг.15А и может быть понят на основе Фиг.15А, но если на Фиг.15А схематично представлены области время-частотной сетки 1500 ресурсов связи для обеих - главной и виртуальной, несущих, то Фиг.15С схематично представляет только области, ассоциированные с виртуальной несущей (т.е. области 1510 виртуальной несущей). Фиг.15С таким образом является дополнением к Фиг.15 В. По сути, Фиг.15С представляет то, что можно назвать сеткой 1550 ресурсов связи на виртуальной несущей. Области Фиг.15С, изображенные без штриховки, ассоциированы с главной несущей и не "принадлежат" сетке 1550 ресурсов связи на виртуальной несущей.
Сетка 1530 ресурсов связи на главной несущей и сетка 1550 ресурсов связи на виртуальной несущей дополняют одна другую в том, что одна сетка "заполняет" промежутки другой, так что в сумме они соответствуют общей сетке 1510 ресурсов связи, изображенной на Фиг.15А. Таким образом, если суммировать несколько вариантов настоящего изобретения, связь осуществляется с использованием нескольких поднесущих системы с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот (например, полоса R320 на Фиг.15A-15C). Данными плоскости пользователя можно обмениваться на главной несущей с использованием нескольких OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот, (например, в областях 1506, показанных на Фиг.15B), а также данными плоскости пользователя можно обмениваться на виртуальной несущей с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот (например, в областях 1510, показанных на Фиг.15C). Однако данными плоскости управления для главной несущей (например, сигнал канала PDCCH) можно обмениваться с использованием обеих групп OFDM-поднесущих (например, в областях 1502, показанных на Фиг.15B).
Фиг.16 схематично представляет архитектуру обобщенной телекоммуникационной системы 1600 на основе стандарта LTE, организованной в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. Эта система 1600 содержит узел e-NodeB (базовую станцию) 1610, организованную для обмена данными с несколькими терминалами 1612 и с несколькими домашними узлами e-NodeB (домашними базовыми станциями) 1650, в ячейке, обслуживаемой базовой станцией/узлом e-NodeB 1610. Домашние базовые станции 1650 в свою очередь обеспечивают обмен данными с соответствующими терминалами 1652 в своих собственных обслуживаемых ячейках 1658 (эти обслуживаемые ячейки схематично изображены на Фиг.16 в виде домиков). Как обычно, каждая из базовых станций 1610, 1650 может содержать приемопередающий модуль 1610а, 1650а для передачи и приема радиосигналов и модуль 1610b, 1650b контроллера, конфигурированный для управления соответствующей базовой станцией 1610, 1650 с целью обеспечения работы в соответствии с описываемыми здесь принципами. Например, соответствующие модули контроллеров могут содержать соответствующие процессорные модули, которые должным образом конфигурированы/запрограммированы для реализации нужных функциональных возможностей с применением обычных способов программирования/конфигурирования базовых станций в радиотелекоммуникационных системах.
Многие аспекты общей конфигурации, показанные на Фиг.16, соответствуют известным принципам так называемых микро-, фемто- или пико- ячеек в радиотелекоммуникационных системах. В соответствии с этими схемами "ведущая" базовая станция (базовая станция 1610 в примере, показанном на Фиг.16) поддерживает связь с обычными терминалами в пределах своей ячейки (например, с терминалом 1612, изображенным на Фиг.16). Кроме того, в пределах ячейки ведущей базовой станции располагаются одна или более локализованных радиотелекоммуникационных ячеек, поддерживаемых локальными базовыми станциями. Эти локализованные радиотелекоммуникационные ячейки часто именуются микро-, фемто- или пико- ячейками в зависимости от размера соответствующей ячейки. Они могут также называться "домашними" ячейками, что отражает их назначение для использования в качестве концентраторов для организации радиосвязи внутри дома. Для удобства "локальные" базовые станции 1650 в рассматриваемом примере будут именоваться фемто базовыми станциями (фемто узлами e-NodeB). Однако следует понимать, что все это сделано исключительно для удобства терминологического различения между базовыми станциями различных типов, так что это не следует интерпретировать в качестве вариантов, ограничивающих настоящее изобретение какими-либо конкретными географическими размерами ячеек, ассоциированных с "локальными" базовыми станциями 1650, изображенными на Фиг.16.
Наряду с тем, что фемто базовые станции 1650 поддерживают радиосвязь с терминалами 1652 в пределах соответствующих зон, эти фемто базовые станции 1650 могут также поддерживать связь с ведущей базовой станцией 1610. Соответствующие фемто базовые станции 1650 могут поддерживать связь с ведущей базовой станцией 1600 по радио и/или по кабельной линии связи, например, через обычное Интернет-соединение, такое как цифровая абонентская линия (DSL) поблизости от соответствующих фемто базовых станций 1650. Таким образом, фемто базовая станция(и) может, по сути, играть роль шлюза/ретранслятора для присоединенных терминалов 1652 с целью обеспечения их связи с ведущей базовой станцией 1650 и далее (например, через Интернет) через обслуживающую эти терминалы фемто базовую станцию 1650, либо прямой связи через Интернет без привлечения ведущей базовой станции 1610.
Авторы настоящего изобретения признают, что конфигурация такого типа, как показано на Фиг.16, с терминалами 1652, связанными с локальной фемто базовой станцией, может подходить для поддержки терминалов с характеристиками устройств для связи между машинами (МТС), описанного выше типа. Более того, в таких обстоятельствах часто будет желательно иметь возможность поддержки устройств МТС-типа 1652, имеющих относительно небольшие функциональные возможности (например, уменьшенную рабочую полосу). В конкретном примере протяженность фемтоячейки 1658, такой как показано на Фиг.16, может соответствовать отдельному дому, а терминалы 1652 в доме пользователя могут содержать, например, телевизионный приемник, медиа плеер и игровую консоль. Эти устройства могут быть конфигурированы для поддержания связи по радио одно с другим и с устройствами вне дома через фемто базовую станцию 1650.
Авторы настоящего изобретения признают, что концепция виртуальной несущей, описанная выше, может быть реализована в обстоятельствах, представленных на Фиг.16, посредством ведущей базовой станции, поддерживающей связь с использованием ресурсов, ассоциированных с главной несущей (НС), и фемто базовых станций 1650, поддерживающих связь с использованием ресурсов, ассоциированных с виртуальной несущей(ми) (VC). Этот подход схематично представлен на Фиг.16 путем изображения сетки 1530 ресурсов связи на главной несущей, показанной на Фиг.15B, рядом с "ведущей" базовой станцией 1610 и изображения сетки 1550 ресурсов связи на виртуальной несущей, показанной на Фиг.15С, рядом с соответствующей одной из фемто базовых станций 1650.
Мощности передач разных фемто базовых станций 1650 и ассоциированных с ними терминалов 1652 могут быть заданы на таких уровнях, которые обеспечивают лишь небольшие помехи между сигналами разных фемто базовых станций 1650. Это должно позволить использовать одни и те же ресурсы виртуальной несущей (например, такие как показаны на Фиг.15С) для связи через другие фемто базовые станции 1650. Например, если характеристический размер фемтоячейки имеет величину порядка десятков метров, а соседние фемтоячейки находятся на сопоставимом расстоянии, можно использовать мощности передач, убывающие до уровня, при котором прием становится ненадежным, на соответствующем характеристическом расстоянии. Этот подход может быть эффективен с точки зрения использования ресурсов связи, поскольку ресурсы, ассоциированные с виртуальной несущей, могут быть повторно использованы в разных фемтоячейках в пределах ячейки одной и той же ведущей базовой станции.
Таким образом, в режиме работы телекоммуникационной сети согласно одному из вариантов настоящего изобретения виртуальная несущая и главная несущая поддерживаются разными ячейками. Ведущая (или "главная") базовая станция может поддерживать связь с терминалами, находящимися вне зоны действия фемто базовых станций 1650, и в некоторых примерах также поддерживать связь с самими фемто базовыми станциями с использованием ресурсов, не относящихся к виртуальной несущей. Передачи от главной базовой станции могут поддерживать передачи сигнала канала PDCCH и Опорного сигнала, на частотах, накладывающихся на виртуальную несущую, для сохранения обратной совместимости описанным выше способом. Указанные фемто базовые станции, с другой стороны, используют ресурсы виртуальной несущей для обслуживания устройств, таких как устройства МТС-типа, находящиеся в пределах соответствующих фемтоячеек. Следуя этому подходу, телекоммуникационная система может поддерживать увеличенное число устройств, обладающих уменьшенными функциональными возможностями, на виртуальной несущей за счет повторного использования ресурсов в других географических пунктах, поддерживая, в то же время, обратную совместимость, например с известными устройствами, работающими в соответствии с существующими телекоммуникационными стандартами.
В примере реализации виртуальной несущей, описанном выше со ссылками на Фиг.15A-15C и Фиг.16, опорные символы 1504, ассоциированные с главной несущей, поддерживаются во всей рабочей полосе частот главной несущей. Это приводит к "дырам" в сетке 1550 ресурсов связи на виртуальной несущей, изображенной на Фиг.15C. В другом примере, главная несущая может быть конфигурирована, чтобы не использовать некоторые из этих опорных символов, с целью увеличения доступных ресурсов/уменьшения прерываний связи на виртуальной несущей. Например, главная несущая может быть конфигурирована, чтобы не использовать опорные символы на OFDM-поднесущих, входящих в группу OFDM-поднесущих, содержащую полосу частот виртуальной несущей и находящуюся вне полосы канала PDCCH на главной несущей. Этот подход схематично представлен на Фиг.17A.
На Фиг.17A схематично показана сетка 1710 ресурсов связи на главной несущей, аналогичная показанной на Фиг.15 В сетке 1530 ресурсов связи на главной несущей и понятная на основе этой сетки 1530, причем соответствующие элементы имеют соответствующие цифровые позиционные обозначения. Однако сетка 1710 ресурсов связи на главной несущей, изображенная на Фиг.17A, отличается от сетки 1530 ресурсов связи на главной несущей, показанной на Фиг.15B, организацией опорных символов 1504. В частности, в сетке 1710 ресурсов связи на главной несущей, изображенной на Фиг.17A, нет опорных символов главной несущей, которые передавались бы на OFDM-поднесущих, образующих виртуальную несущую, вне канала PDCCH на главной несущей. Другими словами, в ресурсах виртуальной несущей в каждом субкадре (т.е. на участках без штриховки, представленных на Фиг.17A) нет "дыр", ассоциированных с опорными символами 1504 для главной несущей.
В ситуации с сеткой ресурсов связи, показанной на Фиг.17A, совместимый с обычной системой LTE терминал ("известное" устройство), поддерживающий связь на главной несущей, обнаружит, что ряд ожидаемых им опорных символов не приняты. В соответствии с действующими стандартами LTE известное устройство предположит, что оно по некоторым причинам пропустило прием этих опорных сигналов, и будет интерполировать характеристику состояния канала на частоты виртуальной несущей на основе принятых опорных сигналов, т.е. сигналов, переданных вне полосы виртуальной несущей, представленной на Фиг.17A. (Расположение опорных символов в структуре OFDM-символов, ассоциированных с каналом PDCCH 1502 на главной несущей, остается в этом примере незатронутым.) Необходимость в известном терминале интерполировать характеристики канала на частоты в составе виртуальной несущей должна вызвать некоторую деградацию оценки характеристики канала на частотах в составе виртуальной несущей в известном устройстве. Однако известное устройство, поддерживающее связь на главной несущей, не будет в общем случае обслуживаться в полосе частот виртуальной несущей (в стороне от сигнала канала PDCCH, для которого в этом примере поддерживают опорные символы главной несущей). Соответственно, влияние интерполяции характеристики канала в этих областях спектра известными устройствами может быть минимальным.
На Фиг.17B схематично показана сетка 1720 ресурсов связи на главной несущей, аналогичная показанным на Фиг.15B и Фиг.17A сеткам 1530, 1710 ресурсов связи на главной несущей и понятная на основе этих сеток, причем соответствующие элементы имеют соответствующие цифровые позиционные обозначения. Однако сетка 1720 ресурсов связи на главной несущей, изображенная на Фиг.17B, отличается от сеток 1530, 1710 ресурсов связи на главной несущей, показанных на Фиг.15B и 17А, организацией опорных символов 1504. В частности, сетка 1720 ресурсов связи на главной несущей, изображенная на Фиг.17B, представляет компромисс между сеткой, изображенной на Фиг.15B (с полным использованием опорных символов главной несущей в пределах ресурсов виртуальной несущей), и сеткой, изображенной на 17А (без использования опорных символов главной несущей в пределах ресурсов виртуальной несущей). Таким образом, в примере, показанном на Фиг.17B, имеет место уменьшенная плотность опорных символов главной несущей, передаваемых на OFDM-поднесущих, образующих виртуальную несущую, вне канала PDCCH на главной несущей, по сравнению с другими областями субкадра. Другими словами, в ресурсах виртуальной несущей (т.е. в участках без штриховки, представленных на Фиг.17B) имеется меньше "дыр", ассоциированных с опорными символами 1504 для главной несущей, по сравнению с сеткой ресурсов, изображенной на Фиг.15B, но больше дыр по сравнению с сеткой ресурсов, показанной на Фиг.17A. Это сделано для улучшения баланса между усовершенствованием оценки характеристики канала на главной несущей и уменьшением возможных прерываний для виртуальной несущей из-за влияния опорных символов главной несущей. В примере, показанном на Фиг.17B, опорные символы главной несущей, передаваемые в моменты времени и на частотах, которые были первоначально зарезервированы для виртуальной несущей, передают возле границы между виртуальной несущей и главной несущей. Это может помочь уменьшить влияние интерполяции в области главной несущей.
Для некоторых примеров реализации, в которых главную несущую и виртуальную несущую передают от разных базовых станций, необходимо рассматривать согласование по времени и частоте между ведущей базовой станцией и соответствующими фемто базовыми станциями. Ожидается, что для оптимальной работы ресурсы виртуальной несущей, ассоциированные с фемто базовой станцией, должны быть хорошо согласованы с соответствующими "зазорами" в ресурсах главной несущей, ассоциированными с ведущей базовой станцией, и наоборот. Другими словами, можно улучшить работу, если суммировать сетки, изображенные на Фиг.15B и 15C, для образования сетки, представленной на Фиг.15А, с соответствующим совмещением и без нежелательных сдвигов. Это поможет минимизировать помехи между главной и виртуальной несущими.
В терминах синхронизации по времени (т.е. соответствующего совмещения правого-левого между Фиг.15B и 15С) фемто базовые станции могут просто опираться на обычные синхросигналы от ведущей базовой станции, передаваемые на главной несущей (например, PSS или SSS), чтобы синхронизировать тактовые генераторы фемто базовых станций с тактовым генератором ведущей базовой станции.
В терминах синхронизации/согласования по частоте (т.е. соответствующего совмещения верхнего-нижнего между Фиг.15B и 15С) должно быть возможно согласовать частоты в необходимой степени с использованием известных способов взаимной синхронизации разных генераторов, либо просто применяя достаточно высококачественные стандарты частоты в каждом географическом пункте. Однако другой подход заключается во введении защитных областей на частотной границе между OFDM-поднесущими, ассоциированными с главной несущей, и OFDM-поднесущими, ассоциированными с виртуальной несущей, в соответствующих символах (т.е. символах, во время которых обе несущие потенциально активны). Этот подход схематично представлен на Фиг.18.
На Фиг.18 схематично показана сетка 1810 ресурсов связи, аналогичная показанной на Фиг.15А сетке 1510 ресурсов связи и понятная на основе этой сетки 1510, причем соответствующие элементы имеют соответствующие цифровые позиционные обозначения. Как и Фиг.15А, Фиг.18 схематично показывает области 1502 канала PDCCH на главной несущей, области 1506 канала PDSCH на главной несущей, области 1510 виртуальной несущей и области 1504 опорных символов. Однако сетка 1810 ресурсов связи, изображенная на Фиг.18, отличается от сетки, показанной на Фиг.15B, включением защитных областей 1820 (изображенных с перекрестной штриховкой).
Защитные области в этом примере содержат группу OFDM-поднесущих, расположенных между (в пространстве частот) областями 1506 канала PDSCH на главной несущей и областями 1510 виртуальной несущей, во время символов, когда используется виртуальная несущая. Эти защитные области не заходят в области, соответствующие областям 1502 канала PDCCH на главной несущей. Это должно помочь максимально увеличить степень совместимости с известными терминалами, использующими главную несущую (здесь не должно быть риска помех из-за разности частот в этой области в рассматриваемом примере реализации, поскольку виртуальную несущую не назначают в эти моменты времени).
В соответствии с некоторыми примерами вариантов настоящего изобретения ни ведущая базовая станция, ни фемто базовые станции не назначают для использования ресурсы связи в защитных областях. Таким образом, если сетка ресурсов виртуальной несущей дрейфует по частоте относительно сетки ресурсов главной несущей, а величина дрейфа находится в пределах протяженности защитных областей по оси частот, не должно быть сколько-нибудь значимого увеличения помех между двумя несущими. Таким образом, протяженность защитных областей по частоте можно выбирать в зависимости от ожидаемой величина дрейфа частоты между ведущей базовой станцией и соответствующими фемто базовыми станциями. Если ожидается небольшой дрейф по частоте, соответственно можно использовать небольшие защитные области, например эквивалентные по ширине только одной или небольшому числу OFDM-поднесущих. Чем больше ожидаемый дрейф по частоте, тем больше соответственно могут быть выделенные защитные области, чтобы уменьшить потенциальное нежелательное воздействие наложения передач.
Если опорные символы, ассоциированные с главной несущей, поддерживаются на OFDM-поднесущих в пределах рабочей полосы частот виртуальной несущей, как это схематично показано на Фиг.15A, 17B и 18, может быть также полезно включить защитные области, соседствующие (по частоте) с опорными символами, в полосу виртуальной несущей. Этот подход схематично представлен на Фиг.19.
На Фиг.19 схематично показана часть сетки ресурсов связи, аналогичная показанной на Фиг.15A сетке 1510 (части сетки) ресурсов связи и понятная на основе этой сетки 1510, причем соответствующие элементы имеют соответствующие цифровые позиционные обозначения. Часть сетки, показанная на Фиг.19, соответствует ширине полосы виртуальной несущей для одного субкадра. Таким образом, Фиг.18 схематично показывает часть области 1502 канала PDCCH на главной несущей, области 1510 виртуальной несущей и области 1504 опорных символов, ассоциированных с главной несущей. Однако часть сетки ресурсов связи, изображенной на Фиг.18, отличается от соответствующих участков сетки 1510 ресурсов связи, показанной на Фиг.15А, включением защитных областей 1920 опорных символов (изображенных с перекрестной штриховкой). Эти области могут быть созданы, например, в дополнение к защитным областям 1820 на границе между несущими, показанными на Фиг.18.
Защитные области 1920 опорных символов в этом примере содержат группу OFDM-поднесущих, расположенных рядом (в пространстве частот) с опорными символами главной несущей, появляющимися в пределах области 1510 виртуальной несущей, во время OFDM-символов, когда происходит передача этих опорных символов.
В этом примере защитные области 1920 опорных символов созданы на обеих - высокочастотной и низкочастотной, сторонах от каждого опорного символа 1504.
В соответствии с некоторыми примерами вариантов настоящего изобретения ни ведущая базовая станция, ни фемто базовые станции не назначают для использования ресурсы связи в защитных областях опорных символов. Таким образом, если сетка ресурсов виртуальной несущей дрейфует по частоте относительно сетки ресурсов главной несущей, а величина дрейфа находится в пределах протяженности защитных областей опорных символов по оси частот, не должно быть сколько-нибудь значимого увеличения помех между опорными символами главной несущей и передачами на виртуальной(ых) несущей(их).
Хотя в некоторых примерах различные защитные области 1820, 1920 могут и не быть использованы для всех передач данных, в других примерах эти области могут быть использованы одной или несколькими базовыми станциями - ведущей и/или фемто станциями, для передачи данных с высокой устойчивостью против ошибок (например, с низкой частотой ошибок), так что даже если имеют место увеличенные помехи из-за неидеального совмещения частот между главной и виртуальной несущими, некоторые данные, переданные в защитных областях, могут быть тем не менее декодированы с разумными шансами на успех.
Следует понимать, что в описанные выше варианты могут быть внесены разнообразные модификации, не отклоняясь от объема настоящего изобретения, очерченного в прилагаемой Формуле изобретения. В частности, хотя варианты настоящего изобретения были описаны со ссылками на сеть мобильной радиосвязи в соответствии со стандартом LTE, следует понимать, что настоящее изобретение может быть также применено к сетям других типов, таким как GSM, 3G / UMTS, CDMA2000 и т.п. Используемый здесь термин МТС-терминал может быть заменен термином абонентская аппаратура (UE), мобильное устройство связи, терминал и т.п. Более того, хотя термин базовая станция использован здесь взаимозаменяемо с e-NodeB, следует понимать, что нет разницы в функциональных возможностях между этими сетевыми объектами.
Следует также понимать, что хотя приведенное выше описание схемы, в которой главные несущие и виртуальные несущие поддерживаются географическими разделенными базовыми станциями, сфокусировано главным образом на примерах передач нисходящей линии, этот же принцип может быть в равной степени применен к передачам восходящей линии.
Таким образом, здесь были описаны способ и аппаратура для передачи данных в радиотелекоммуникационной системе между несколькими базовыми станциями и несколькими терминалами с использованием нескольких поднесущих с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот. Способ содержит обмен данными между первой базовой станцией и первым терминалом с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот, обмен данными между второй базовой станцией, географически отдельной от первой базовой станции, и вторым терминалом с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот и не используемых первой группой поднесущих, так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот, причем указанные первая и вторая группа являются взаимоисключающими; а для обмена данными плоскости управления между первой базовой станцией и первым терминалом используется сочетание первой и второй групп OFDM-поднесущих. В частотной области между частотами передач, ассоциированными с первой базовой станцией, и частотами передач, ассоциированными со второй базовой станцией, могут быть созданы защитные области. Это может помочь уменьшить нежелательное наложение передач двух базовых станций, если, например, между ними имеет место рассогласование частот.
Другие конкретные и предпочтительные аспекты настоящего изобретения описаны ниже в прилагаемых независимых и зависимых пунктах Формулы изобретения. Следует понимать, что признаки зависимых пунктов Формулы могут быть соединены с признаками независимых пунктов Формулы в сочетаниях, отличных от тех, которые в явном виде указаны в Формуле изобретения.
Литература
[1] ETSI TS 122 368 V10.530 (2011-07)/3GPP TS 22.368 version 10.5.0 Release 10.
[2] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101970.0.
[3] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101981.7.
[4] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101966.8.
[5] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101983.3.
[6] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101853.8.
[7] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101982.5.
[8] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101980.9.
[9] Заявка на выдачу патента Великобритании GB 1101972.6
1. Способ работы базовой станции для обмена данными между базовой станцией и несколькими терминалами в радиотелекоммуникационной системе с использованием нескольких поднесущих с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, способ содержит:
обмен данными плоскости пользователя с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот;
осуществление обмена не данными плоскости пользователя с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот; так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот; и
обмен данными плоскости управления с несколькими терминалами с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих, при этом способ дополнительно содержит передачу опорных сигналов от базовой станции с использованием только первой группы OFDM-поднесущих в периоды, когда эта базовая станция не передает данные плоскости управления.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на OFDM-поднесущих, находящихся на частоте, расположенной на границе между OFDM-поднесущими первой группы и OFDM-поднесущими второй группы, передают меньший объем данных плоскости пользователя по сравнению с объемом данных плоскости пользователя, передаваемых с использованием OFDM-поднесущих, расположенных в стороне от указанной границы.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при использовании OFDM-поднесущих, расположенных на указанной границе, данные плоскости пользователя передают с уменьшенной скоростью.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что не данные плоскости пользователя не передают с использованием OFDM-поднесущих, расположенных на указанной границе.
5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий передачу опорных сигналов с использованием обеих - первой и второй, групп OFDM-поднесущих.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что плотность опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых от базовой станции с использованием первой группы OFDM-поднесущих, выше плотности опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых от базовой станции с использованием второй группы OFDM-поднесущих.
7. Базовая станция для обмена данными между несколькими терминалами в радиотелекоммуникационной системе с использованием нескольких поднесущих с ортогональным частотным уплотнением (OFDM), занимающих первую полосу частот, эта базовая станция конфигурирована, чтобы:
обмениваться данными плоскости пользователя с несколькими терминалами с использованием первой группы OFDM-поднесущих, распределенных в первой полосе частот;
обмениваться не данными плоскости пользователя с использованием второй группы OFDM-поднесущих, распределенных во второй полосе частот; так что вторая полоса частот меньше первой полосы частот и находится внутри этой первой полосы частот;
обмениваться данными плоскости управления с несколькими терминалами с использованием сочетания первой и второй групп OFDM-поднесущих; и
передавать опорные сигналы с использованием только первой группы OFDM-поднесущих в периоды, когда эта базовая станция не передает данные плоскости управления.
8. Базовая станция по п. 7, конфигурированная так, чтобы на OFDM-поднесущих, находящихся на частоте, расположенной на границе между OFDM-поднесущими первой группы и OFDM-поднесущими второй группы, передавать меньший объем данных плоскости пользователя по сравнению с объемом данных плоскости пользователя, передаваемых с использованием OFDM-поднесущих, расположенных в стороне от указанной границы.
9. Базовая станция по п. 8, конфигурированная так, что при использовании OFDM-поднесущих, расположенных на указанной границе, данные плоскости пользователя передают с уменьшенной скоростью.
10. Базовая станция по п. 8, конфигурированная так, что не данные плоскости пользователя передают с использованием OFDM-поднесущих, расположенных на указанной границе.
11. Базовая станция по любому из пп. 7-10, конфигурированная для передачи опорных сигналов с использованием обеих - первой и второй, групп OFDM-поднесущих.
12. Базовая станция по п. 11, конфигурированная так, что плотность опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых с использованием первой группы OFDM-поднесущих, выше плотности опорных сигналов во временной и/или частотной области, передаваемых с использованием второй группы OFDM-поднесущих.
13. Базовая станция по п. 12, конфигурированная так, чтобы передавать опорные сигналы с использованием только первой группы OFDM-поднесущих в периоды, когда эта базовая станция не передает данные плоскости управления.
