ВСТАВКА ВИРТУАЛЬНОЙ НЕСУЩЕЙ В ОБЫЧНУЮ ХОСТ-НЕСУЩУЮ OFDM В СИСТЕМЕ СВЯЗИ Российский патент 2016 года по МПК H04L5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам, системам и устройствам для назначения ресурсов связи и передачи данных в мобильных телекоммуникационных системах.

Уровень техники

Мобильные телекоммуникационные системы третьего и четвертого поколения, такие как системы на основе разработанных группой 3GPP архитектур UMTS и LTE (Долговременная эволюция), способны поддерживать более сложные виды связи, чем простые службы голосовой связи и передачи сообщений, предлагаемые мобильными телекоммуникационными системами предшествующих поколений.

Например, благодаря усовершенствованному радио интерфейсу и повышенным скоростям передачи данных, обеспечиваемым системами стандарта LTE, пользователь может наслаждаться приложениями, требующими высоких скоростей передачи данных, такими как мобильное потоковое видео и мобильные видео конференции, что раньше было бы доступно только при использовании стационарных соединений для передачи данных. Таким образом, потребность в развертывании сетей третьего и четвертого поколений очень велика и можно ожидать, что зона обслуживания этих сетей, т.е. географические области, где возможен доступ к таким сетям, будет быстро расширяться.

Ожидаемое широкое развертывание сетей третьего и четвертого поколений привело к параллельной разработке класса устройств и приложений, которые вместо того, чтобы использовать преимущества доступных высоких скоростей передачи данных, делают упор на использовании выгод от более устойчивого и надежного радио интерфейса и от увеличения зоны обслуживания до уровня, когда такое обслуживание станет повсеместным. Примеры включают приложения так называемой «связи машинного (компьютерного) типа» (machine type communication (МТС)), реализуемые обычно посредством полуавтономных или автономных устройств радиосвязи (т.е. устройств МТС), передающих небольшие объемы данных сравнительно редко. Примеры включают так называемые интеллектуальные счетчики, которые, например, расположены у потребителя дома и периодически передают информацию центральному серверу системы МТС, чтобы сообщить данные о потреблении коммунальных услуг, таких как газ, вода, электроэнергия и т.п.

Хотя для оконечного устройства, такого как оконечное устройство МТС, может быть удобно использовать преимущества большой зоны обслуживания, предоставляемые мобильной телекоммуникационной сетью третьего или четвертого поколения, на сегодня здесь есть ряд недостатков. В отличие от обычного мобильного оконечного устройства третьего или четвертого поколения, такого как смартфон, оконечное устройство типа МТС предпочтительно является относительно простым и недорогим. Характер функций, выполняемых оконечным устройством МТС-типа (например, сбор и передача данных) не требует для выполнения какой-либо особо сложной обработки данных. Однако мобильные телекоммуникационные сети третьего и четвертого поколения обычно используют самые передовые способы модуляции данных в своих радио интерфейсах, что может потребовать более сложных и дорогостоящих радио приемопередатчиков для реализации. Обычно оправдано применение таких сложных приемопередатчиков в смартфонах, поскольку типовой смартфон нуждается в мощном процессоре для осуществления характерных функций, присущих смартфонам. Однако, как указано выше, сегодня есть желание применять относительно недорогие и менее сложные устройства для связи с использованием сетей типа LTE.

Раскрытие изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложены сетевой элемент для использования в системе мобильной связи и способ использования указанного сетевого элемента для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи в системе мобильной связи. Указанный сетевой элемент создает интерфейс радиодоступа для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи, интерфейс радиодоступа создает в нисходящей линии хост-несущую, указанная хост-несущая предоставляет множество ресурсных элементов в первом диапазоне частот; передает данные для первой группы мобильных устройств связи, так что эти данные распределены по указанному множеству ресурсных элементов во всем первом диапазоне частот; создает виртуальную несущую через указанный интерфейс радиодоступа, так что указанная виртуальная несущая предоставляет один или более ресурсных элементов во втором диапазоне частот, который располагается в пределах первого диапазона частот и меньше указанного первого диапазона частот; и передает данные для второй группы мобильных устройств связи на виртуальной несущей.

В обычных мобильных телекоммуникационных сетях, данные, как правило, передают из сети мобильным оконечным устройствам на частотной несущей (первый диапазон частот), так что по меньшей мере часть указанных данных охватывает по существу всю ширину полосы частотной несущей. В нормальных условиях мобильное оконечное устройство не может работать в сети, пока не будут приняты и декодированы данные, распределенные по всей полосе частотной несущей, что препятствует использованию мобильных оконечных устройств, имеющих приемопередающие модули, работающие в уменьшенной полосе.

Однако согласно указанному аспекту настоящего изобретения подмножество ресурсных элементов, составляющих обычную несущую («хост-несущую»), определено в качестве «виртуальной несущей», так что хост-несущая занимает некоторую полосу частот (первый диапазон частот), а виртуальная несущая находится в пределах полосы обычной несущей («хост-несущей»), имеющей некоторую полосу частот (первый диапазон частот), и занимает полосу уменьшенной ширины (второй диапазон частот) по сравнению с шириной полосы хост-несущей. Данные для оконечных устройств с виртуальной несущей передают отдельно на виртуальной несущей, заданной указанным подмножеством ресурсных элементов.

В отличие от данных, передаваемых на обычной несущей нисходящей линии, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы оконечным устройством без необходимости обрабатывать всю полосу хост-несущей нисходящей линии. Соответственно, данные передаваемые на виртуальной несущей могут быть приняты и декодированы с использованием приемопередающего модуля уменьшенной сложности.

Устройства, оснащенные приемопередающими модулями пониженной сложности, (в дальнейшем именуемые «оконечные устройства с виртуальной несущей») могут быть сделаны менее сложными и менее дорогими, чем обычные устройства стандарта LTE (в дальнейшем именуемые, в общем случае, оконечные устройства LTE), но способны, тем не менее, принимать данные с использованием обычной несущей LTE-типа. Соответственно, развертывание таких устройств для работы с приложениями типа МТС в сети связи типа LTE может стать более привлекательным, поскольку применение виртуальной несущей позволяет использовать мобильные оконечные устройства с менее дорогими и менее сложными приемопередающими модулями.

Более того, в некоторых примерах виртуальная несущая, «вставленная» в пределы хост-несущей, может быть использована для создания логически отдельной «сети в сети». Иными словами, данные, передаваемые на виртуальной несущей, можно рассматривать в качестве данных, логически отдельных от данных, передаваемых в сети хост-несущей. Виртуальная несущая может быть, таким образом, использована для создания так называемой выделенной сети передачи сообщений (DMN), которая «наложена поверх» обычной сети связи и используется для передачи сообщений DMN-устройствам (т.е. оконечными устройствами с виртуальной несущей).

В одном из вариантов настоящего изобретения в хост-несущую могут быть «вставлены» множество виртуальных несущих. Фактически, ресурсы, доступные для устройств, имеющих приемопередающие модули с уменьшенными функциональными возможностями, могут быть увеличены посредством увеличения числа виртуальных несущих, создаваемых в полосе одной хост-несущей.

Согласно одному из вариантов настоящего изобретения один или более ресурсных элементов содержат сигнал указания виртуальной несущей для указания, что интерфейс радиодоступа создает одну или более виртуальных несущих, например, для указания местоположения виртуальной несущей в первом диапазоне частот и/или указания ширины полосы виртуальной несущей. В одном из вариантов мобильное устройство связи, имеющее приемник второго типа, после обнаружения сигнала указания виртуальной несущей сканирует первый диапазон частот в поисках виртуальной несущей и/или конфигурирует свой приемник с целью приема данных, переданных в диапазоне частот виртуальной несущей. Это облегчает локализацию виртуальной несущей для оконечных устройств, имеющих приемник второго типа (например, оконечных устройств с уменьшенными функциональными возможностями).

Другие разнообразные аспекты и варианты настоящего изобретения изложены в прилагаемой Формуле изобретения, включая, но не ограничиваясь, сетевой элемент для использования в сети мобильной связи и способ использования сетевого элемента для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи.

Краткое описание чертежей

Варианты настоящего изобретения будут теперь описаны только на примерах со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые компоненты имеют соответствующие цифровые позиционные обозначения и на которых:

фиг.1 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую пример обычной мобильной телекоммуникационной сети;

фиг.2 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую обычный радио кадр в нисходящей линии в системе LTE;

фиг.3 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую обычный радио субкадр в нисходящей линии в системе LTE;

фиг.4 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую обычную процедуру регистрации и вхождения в связь в соте сети LTE;

фиг.5 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую радио суб-кадр в нисходящей линии в системе LTE, в который вставлена виртуальная несущая согласно одному из вариантов настоящего изобретения;

фиг.6 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую адаптированную процедуру регистрации и вхождения в связь в соте сети LTE для установки связи на виртуальной несущей;

фиг.7 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую радио суб-кадры в нисходящей линии в системе LTE согласно одному из вариантов настоящего изобретения;

фиг.8 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую структуру физического вещательного канала (РВСН);

фиг.9 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую радио суб-кадр в нисходящей линии в системе LTE согласно одному из вариантов настоящего изобретения;

фиг.10 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую радио суб-кадр в нисходящей линии в системе LTE, в который вставлена виртуальная несущая согласно одному из вариантов настоящего изобретения;

фиг.11А - 11D представляет упрощенные схемы, иллюстрирующие местоположение сигналов позиций в суб-кадре в нисходящей линии в системе LTE согласно одному из вариантов настоящего изобретения;

фиг.12 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую группу суб-кадров, в которой две виртуальные несущие изменяют свои позиции в полосе хост-несущей согласно одному из вариантов настоящего изобретения;

фиг.13А - 13С представляет упрощенную схему, иллюстрирующую суб-кадры в восходящей линии в системе LTE, в которые вставлена виртуальная несущая восходящей линии согласно одному из вариантов настоящего изобретения, и

фиг.14 представляет упрощенную схему, иллюстрирующую часть адаптированной мобильной телекоммуникационной сети стандарта LTE, организованной согласно одному из примеров настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Обычная сеть

На фиг.1 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая базовые функциональные возможности обычной мобильной телекоммуникационной сети.

Сеть содержит множество базовых станций 101, соединенных с опорной сетью 102. Каждая базовая станция создает зону 103 обслуживания (т.е. ячейку), в которой можно передавать данные к мобильным оконечным устройствам 104 и от них. Данные передают от базовой станции 101 мобильным оконечным устройствам 104 в зоне 103 обслуживания по нисходящей радиолинии. Данные передают от мобильного оконечного устройства 104 в адрес базовой станции 101 по восходящей радиолинии. Опорная сеть 102 осуществляет маршрутизацию данных к мобильным оконечным устройствам 104 и от них, а также выполняет такие функции, как аутентификация, управление мобильностью, учет использования и выставление счетов и т.п.

Мобильные телекоммуникационные системы, такие как системы, построенные в соответствии с разработанной группой 3GPP архитектурой «Долговременная эволюция» (Long Term Evolution (LTE)), используют интерфейс на основе ортогонального частотного уплотнения (OFDM) для нисходящей радиолинии (так называемый OFDMA) и восходящей радиолинии (так называемый SC-FDMA). Данные в восходящей линии и в нисходящей линии передают на множество ортогональных поднесущих. На фиг.2 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая радио кадр 201 в нисходящей линии системы LTE, использующей модуляцию OFDM. Этот радио кадр в нисходящей линии системы LTE передают от базовой станции системы LTE (известной как усовершенствованный Узел В (enhanced Node В, далее eNB)), а продолжительность кадра составляет 10 мс. Радио кадр нисходящей линии содержит десять суб-кадров. Продолжительность каждого суб-кадра 1 мс. В первом и шестом суб-кадрах стандарта LTE передают первичный синхросигнал (PSS) и вторичный синхросигнал (SSS). В первом суб-кадре кадра стандарта LTE передают сигнал первичного вещательного канала (РВСН). Сигналы PSS, SSS и РВСН будут более подробно обсуждены ниже.

На фиг.3 представлена упрощенная схема, показывающая сетку, иллюстрирующую структуру примера суб-кадра нисходящей линии в обычной сети LTE. Этот суб-кадр содержит заданное число символов, передаваемых в общем периоде 1 мс. Каждый символ содержит заданное число ортогональных поднесущих, распределенных в полосе радио несущей нисходящей линии.

Пример суб-кадра, показанный на фиг.3, содержит 14 символов и 1200 поднесущих, распределенных в полосе шириной 20 МГц. Наименьшая единица, посредством которой можно передавать данные в стандарте LTE, содержит двенадцать поднесущих, передаваемых в одном суб-кадре. Для ясности, на фиг.3, каждый индивидуальный ресурсный элемент не показан, вместо этого каждая индивидуальная ячейка в сетке суб-кадра соответствует двенадцати поднесущим, передаваемым в одном символе.

На фиг.3 показано назначение ресурсов для четырех оконечных устройств LTE 340, 341, 342, 343. Например, назначение 342 ресурсов для первого оконечного устройства LTE (UE 1) охватывает пять блоков по двенадцать поднесущих в каждом, назначение 343 ресурсов для второго оконечного устройства LTE (UE2) охватывает шесть блоков по двенадцать поднесущих в каждом и т.д.

Данные канала управления передают в области 300 управления в составе суб-кадра, содержащей первые n символов этого суб-кадра, причем n может варьироваться от одного до трех символов при ширине полосы канала, равной 3 МГц или более, а также n может варьироваться от двух до четырех символов при ширине полосы канала, равной 1,4 МГц. Для ясности, последующее описание относится к хост-несущим с шириной полосы канала, равной 3 MHz или более, где максимальная величина n будет равна 3. Данные, передаваемые в области 300 управления, включают данные, передаваемые в физическом нисходящем канале управления (PDCCH), физическом канале индикации формата управления (PCFICH) и физическом канале индикации гибридного автоматического запроса повторной передачи (PHICH).

Канал PDCCH содержит данные управления, указывающие, какие поднесущие в каких символах суб-кадра были назначены конкретному оконечному устройству LTE. Таким образом, данные канала PDCCH, переданные в области 300 управления в составе суб-кадра, показанного на фиг.3, будут обозначать, что оконечному устройству UE1 был назначен первый блок 342 ресурсов, оконечному устройству UE2 был назначен второй блок 343 ресурсов и т.д. Канал PCFICH содержит данные управления, указывающие размер области управления (т.е. от одного до трех символов) и канал PHICH содержит данные HARQ (гибридный автоматический запрос повторной передачи), указывающие, были ли переданные перед этим данные восходящей линии успешно приняты сетью.

В некоторых суб-кадрах символы в центральной полосе 310 суб-кадра используются для передачи информации, включающей первичный синхросигнал (PSS), вторичный синхросигнал (SSS) и физический вещательный канал (РВСН). Эта центральная полоса 310 обычно имеет ширину 72 поднесущих (что соответствует полосе передачи 1,08 МГц). Сигналы PSS и SSS представляют собой синхросигналы, которые, будучи обнаружены, позволяют оконечному устройству LTE 104 осуществить синхронизацию кадров и определить идентификатор соты узла eNB, передающего нисходящий сигнал. Канал РВСН несет информацию относительно соты, содержащую блок главной информации (MIB), включающий параметры, необходимые оконечному устройству LTE для доступа в соту. Данные, передаваемые индивидуальным оконечным устройствам LTE по совместно используемому физическому нисходящему каналу (PDSCH), могут быть переданы в остальных блоках ресурсных элементов суб-кадра. Дополнительные пояснения относительно этих каналов даны в последующих разделах.

На фиг.3 показана также область канала PDSCH, содержащая системную информацию и протяженная в полосе R₃₄₄.

Число поднесущих в канале LTE может варьироваться в зависимости от конфигурации сети связи. Обычно это число варьируется в пределах от 72 поднесущих, содержащихся в полосе канала шириной 1,4 МГц, до 1200 поднесущих, заключенных в полосе канала шириной 20 МГц, как показано на фиг.3. Как известно, данные, передаваемые в каналах PDCCH, PCFICH и PHICH, обычно распределены по поднесущим во всей полосе суб-кадра. Поэтому, обычное оконечное устройство LTE должно быть способно принимать всю полосу суб-кадра, чтобы принять и декодировать область управления.

Обычная процедура регистрации и вхождения в связь

Фиг.4 иллюстрирует процедуру регистрации и вхождения в связь в системе LTE, т.е. процедуру, следуя которой оконечное устройство может декодировать передачи в нисходящей линии, передаваемые базовой станцией по нисходящему каналу в полосе несущей. Используя эту процедуру, оконечное устройство может идентифицировать фрагменты передач, которые включают системную информацию для соты, и, таким образом, декодировать информацию конфигурации для этой соты.

Как можно видеть на фиг.4, в ходе выполнения обычной процедуры регистрации и вхождения в связь системы LTE оконечное устройство сначала синхронизируется с базовой станцией (этап 400) с использованием синхросигналов PSS и SSS в центральной полосе 310 несущей, как описано выше. Как можно видеть, обратившись к фиг.3, центральная полоса 310 имеет ширину R310, причем эта полоса находится в центре всей полосы несущей (т.е. охватывает центральные поднесущие).

Оконечное устройство находит эту центральную полосу и выделяет синхросигналы PSS и SSS, указывающие продолжительность циклического префикса и идентификатор соты (Cell ID). В системе LTE синхросигналы PSS и SSS передают только в первом и шестом суб-кадрах каждого кадра. Безусловно, в другой системе, например, системе не-LTE, полоса 310 может находиться не в центре полосы несущей и может быть шире или уже, чем 72 поднесущие или 1,08 МГц. Аналогично, суб-кадры могут иметь другой размер или размеры.

Затем оконечное устройство декодирует сигнал канала РВСН (этап 401), также передаваемый в центральной полосе 310, здесь этот сигнал канала РВСН включает, в частности, блок главной информации (MIB). Блок MIB указывает, в частности ширину R₃₂₀ полосы несущей нисходящей линии, номер системного кадра (SFN) и конфигурацию канала PHICH. Используя блок MIB, передаваемый в канале РВСН, оконечное устройство может получить сведения о ширине R₃₂₀ полосы несущей. Поскольку оконечное устройство знает также, где находится центральная полоса, он знает точное местонахождение диапазона R₃₂₀ несущей нисходящей линии.

Для каждого суб-кадра оконечное устройство затем декодирует сигнал канала PCFICH, распределенный по всей ширине полосы несущей 320 (этап 402). Как обсуждается выше, ширина полосы несущей нисходящей линии в системе LTE может достигать 20 МГц (1200 поднесущих), так что оконечное устройство LTE должно быть способно принимать и декодировать передачи в полосе шириной 20 МГц, чтобы декодировать сигнал канала PCFICH. На этой стадии, при ширине полосы несущей 20 МГц оконечное устройство работает в намного более широкой полосе (ширина полосы R₃₂₀), чем на этапах 400 и 401 (ширина полосы R₃₁₀), относящихся к синхронизации и к декодированию сигнала канала РВСН.

Далее оконечное устройство определяет позиции информации канала PHICH (этап 403) и декодирует сигнал канала PDCCH (этап 404), в частности, для идентификации передач системной информации и для идентификации своих персональных грантов назначения. Эти гранты назначения используются оконечным устройством для обнаружения позиций системной информации и для обнаружения позиций своих данных в канале PDSCH. И системную информацию, и персональные назначения передают в канале PDSCH и распределяют в пределах полосы 320 несущей. Этапы 403 и 404 также требуют, чтобы оконечное устройство работало по всей ширине R320 полосы несущей.

На этапах с 402 по 404 оконечное устройство декодирует информацию, содержащуюся в области 300 управления в суб-кадре. Как поясняется выше, в системе LTE, во всей области 300 управления в полосе несущей можно найти три упомянутых выше канала управления (PCFICH, PHICH и PDCCH), причем эти области управления проходят по всему диапазону R₃₂₀ и занимают первый, второй и третий OFDM-символы в каждом суб-кадре, как обсуждалось выше. В каждом суб-кадре эти каналы управления обычно не используют все ресурсные элементы в пределах области 300 управления, но они рассеяны по всей области, так что оконечное устройство LTE должно быть способно принимать всю область 300 управления одновременно, чтобы декодировать каждый из указанных трех каналов управления.

Затем оконечное устройство может декодировать сигнал канала PDSCH (этап 405), который содержит системную информацию или данные, переданные для указанного оконечного устройства.

Как описано выше, в суб-кадре системы LTE канал PDSCH, в общем случае, занимает группы ресурсных элементов, которые не располагаются ни в области управления, ни в совокупности ресурсных элементов, занятых синхросигналами PSS, SSS или каналом РВСН. Данные в блоках 340, 341, 342, 343 ресурсных элементов, показанных на фиг.3, имеют меньшую полосу, чем полоса всей несущей, хотя для декодирования этих блоков оконечное устройство сначала принимает сигнал канала PDCCH во всем частотном диапазоне R₃₂₀ и, если канал PDCCH указывает, что ресурс канала PDSCH декодировать нужно, когда он уже принят во всем суб-кадре, затем декодирует только сигнал канала PDSCH и только в соответствующем частотном диапазоне, обозначенном в канале PDCCH. Таким образом, например, оконечное устройство UE 1, обсуждавшийся выше, декодирует всю область 300 управления и затем 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 счетчики, обсуждавшиеся выше) поддерживают приложения связи, отличающиеся передачей небольших объемов данных через относительно большие интервалы, и потому могут быть значительно менее сложными, чем обычные оконечные устройства LTE. Во многих сценариях применение в качестве оконечных устройств с уменьшенными функциональными возможностями, таких оконечных устройств, как оконечные устройства, оснащенные обычными высококачественными приемными модулями стандарта LTE, способными принимать и обрабатывать данные из состава кадра нисходящей линии в системе LTE во всей полосе несущей, может быть слишком сложным для устройства, которое должно всего лишь передавать небольшие объемы данных. Это может, таким образом, ограничить практическую целесообразность широкого развертывания устройств типа МТС, обладающих уменьшенными функциональными возможностями, в сети стандарта LTE. Вместо этого предпочтительно создать оконечные устройства с уменьшенными функциональными возможностями, такие как устройства типа МТС с более простыми приемными модулями, какие в большей степени соразмерны объемам данных, которые, вероятно, будут передаваться оконечному устройству. Как определено ниже, согласно примерам настоящего изобретения в обычную несущую нисходящей линии OFDM-типа (т.е. в "хост-несущую") вставляют "виртуальную несущую". В отличие от данных, передаваемых на обычной несущей нисходящей линии OFDM-типа, данные, переданные на виртуальной несущей, можно принимать и декодировать, не требуя для этого обработки полной полосы хост-несущей OFDM нисходящей линии. Соответственно, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы с использованием приемного модуля уменьшенной сложности.

На фиг.5 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая суб-кадр нисходящей линии в системе LTE, содержащий виртуальную несущую, вставленную в полосу хост-несущей согласно одному из примеров настоящего изобретения.

Как и в обычном суб-кадре нисходящей линии в системе LTE, первые n символов (на фиг.5 n равно трем) составляют область 300 управления, зарезервированную для передачи нисходящих данных управления, таких как данные, передаваемые в канале PDCCH. Однако, как можно видеть на фиг.5, вне этой области 300 суб-кадр нисходящей линии в системе LTE содержит группу ресурсных элементов ниже центральной полосы 310, которые составляют виртуальную несущую 501. Как станет понятно, эта виртуальная несущая 501 организована таким образом, что данные передаваемые на виртуальной несущей 501, можно обрабатывать как данные, логически отдельные от данных, передаваемых в остальных частях хост-несущей, и можно декодировать без того, чтобы сначала декодировать все данные управления из области 300 управления. Хотя на фиг.5 показано, что виртуальная несущая занимает частотные ресурсы ниже центральной полосы, в общем случае эта виртуальная несущая может занимать частотные ресурсы выше центральной полосы или же частотные ресурсы, включающие центральную полосу. Если виртуальная несущая конфигурирована таким образом, чтобы накладываться на какие-либо ресурсы, используемые синхросигналами PSS, SSS или каналом РВСН хост-несущей, либо каким-нибудь другим сигналом, передаваемым на хост-несущей, мобильное оконечное устройство, работающее на этой хост-несущей, должно будет работать правильно, чтобы найти в известной заданной позиции соответствующие сигналы, при этом сигналы на виртуальной несущей могут быть организованы таким образом, чтобы сохранить перечисленные аспекты сигнала хост-несущей.

Как можно видеть на фиг.5, данные, передаваемые на виртуальной несущей 501, передают в полосе ограниченной ширины. Это может быть любая полоса при условии, что ширина этой полосы меньше ширины полосы хост-несущей. В примере, изображенном на фиг.5, виртуальную несущую передают в полосе, содержащей 12 блоков по 12 поднесущих в каждом (т.е. всего 144 поднесущих), что эквивалентно ширине полосы передачи 2,16 МГЦ. Соответственно, оконечному устройству, принимающему данные, передаваемые на виртуальной несущей, достаточно быть оснащенным приемником, способным принимать и обрабатывать данные, передаваемые в полосе 2,16 МГц. Это позволяет оснащать оконечные устройства с уменьшенными функциональными возможностями (например, оконечные устройства типа МТС) упрощенными приемными модулями, и при этом сохранять способность работать в сети связи с модуляцией OFDM, для работы в которой, как поясняется выше, обычно необходимо, чтобы оконечные устройства были оснащены приемниками, способными принимать и обрабатывать OFDM-сигнал во всей полосе этого сигнала.

Как поясняется выше, в системе мобильной связи на основе модуляции OFDM, такой как система LTE, данные нисходящей линии динамически назначают для передачи на разных поднесущих от одного суб-кадра к другому суб-кадру. Соответственно, в каждом суб-кадре сеть должна сообщить, какие поднесущие в составе какого символа, несут данные для каких оконечных устройств (т.е. сообщить сигнализацию о грантах в нисходящей линии).

Как можно видеть на фиг.3, в обычном суб-кадре нисходящей линии в системе LTE эту информацию передают в канале PDCCH во время первого символа или символов этого суб-кадра. Однако, как уже пояснено ранее, информация, передаваемая в канале PDCCH, распределена во всей полосе этого суб-кадра и потому не может быть принята мобильным оконечным устройством связи, имеющим упрощенный приемный модуль, способный принимать только виртуальную несущую с уменьшенной шириной полосы.

Соответственно, как можно видеть на фиг.5, последние символы виртуальной несущей могут быть зарезервированы в качестве области 502 управления виртуальной несущей, назначенной для передачи данных управления, указывающих, какие ресурсные элементы виртуальной несущей 501 были назначены. В некоторых примерах число символов, составляющих область 502 управления виртуальной несущей, фиксировано и равно, например, трем символам. В других примерах размер области 502 управления виртуальной несущей может варьироваться, например от одного до трех символов.

Область управления виртуальной несущей может находиться в любой позиции в составе виртуальной несущей, например, в первый нескольких символах виртуальной несущей. В примере, показанном на фиг.5, это могло бы означать расположение области управления виртуальной несущей в четвертом, пятом и шестом символах. Однако фиксация позиции области управления виртуальной несущей в последних символах субкадра может дать некоторое преимущество, поскольку в этом случае нет необходимости изменять позицию области управления виртуальной несущей, даже если число символов области управления хост-несущей изменяется. Это упрощает обработку данных в мобильном оконечном устройстве связи, принимающем данные на виртуальной несущей, поскольку уже нет необходимости определять расположение области управления виртуальной несущей в каждом суб-кадре, так как уже известно, что она всегда находится в последних символах каждого суб-кадра.

Еще в одном варианте символы управления виртуальной несущей могут быть привязаны к передачам канала PDSCH на виртуальной несущей в отдельном суб-кадре.

В некоторых примерах виртуальная несущая может находиться в пределах центральной полосы 310 в суб-кадре нисходящей линии. Это должно минимизировать степень уменьшения объема ресурсов канала PDSCH на хост-несущей из-за того, что была вставлена виртуальная несущая, поскольку ресурсы, занятые синхросигналом PSS/SSS и каналом РВСН, будут находиться в области виртуальной несущей, а не в области канала PDSCGH хост-несущей. Поэтому, в соответствии с, например, планируемой пропускной способностью виртуальной несущей местоположение этой виртуальной несущей может быть выбрано должным образом внутри или вне центральной полосы в зависимости от того, какая несущая - хост или виртуальная, выбрана в качестве носителя служебной информации - синхросигналов PSS, SSS и канала РВСН.

Процедура регистрации и вхождения в связь на виртуальной несущей

Как поясняется выше, прежде чем обычное оконечное устройство LTE сможет начать передачу и прием данных в ячейке, он должен сначала зарегистрироваться и войти в связь. Адаптированная процедура регистрации и вхождения в связь должна быть выполнена прежде, чем оконечные устройства смогут принимать данные на виртуальной несущей.

На фиг.6 представлена логическая схема, иллюстрирующая процедуру регистрации и вхождения в связь в ячейке согласно одному из примеров настоящего изобретения. Эта процедура регистрации и вхождения в связь в ячейке на виртуальной несущей рассмотрена со ссылками на суб-кадр, показанный на фиг.5, где виртуальная несущая с шириной полосы, эквивалентной 144 поднесущих, вставлена в полосу хост-несущей, ширина которой эквивалентна 1200 поднесущих. Как обсуждается выше, оконечное устройство, имеющее приемный модуль с шириной рабочей полосой меньше ширины полосы хост-несущей, не в состоянии декодировать данные в области управления суб-кадра хост-несущей. Однако если приемный модуль оконечного устройства имеет рабочую полосу шириной по меньшей мере в двенадцать блоков по двенадцать поднесущих в каждом блоке (т.е. всего 2,16 МГц), тогда он сможет принимать данные, переданные на примере виртуальной несущей 502.

В примере, показанном на фиг.6, первые этапы 400 и 401 являются такими же, как и в обычной процедуре регистрации и вхождения в связь, изображенной на фиг.4, хотя оконечное устройство для виртуальной несущей может извлекать дополнительную информацию из блока MIB, как описано ниже. Оба оконечных устройства могут использовать синхросигналы PSS/SSS и канал РВСН для синхронизации с базовой станцией с применением информации, содержащейся в центральной полосе шириной, эквивалентной 72 поднесущим, в пределах полосы хост-несущей. Однако там, где обычные оконечные устройства LTE продолжают выполнение процедуры посредством осуществления этапа 402 декодирования канала PCFICH, что требует наличия приемного модуля, способного принимать и декодировать область 300 управления хост-несущей, оконечное устройство, регистрирующееся и входящее в связь для приема данных на виртуальной несущей (именуемое далее «оконечное устройство с виртуальной несущей») выполняет вместо этого этапы 606 и 607.

Еще в одном варианте настоящего изобретения для устройства с виртуальной несущей могут быть реализованы отдельные функции для синхронизации и использования сигнала канала РВСН вместо того, чтобы вновь осуществлять те же самые начальные операции этапов 400 и 401 обычной процедуры регистрации и вхождения в связь в ячейке, как в устройстве с хост-несущей.

На этапе 606 оконечное устройство с виртуальной несущей находит виртуальную несущую, если она вставлена в полосу хост-несущей, с использованием этапа, специфичного для виртуальной несущей. Различные возможные варианты этого этапа обсуждаются ниже. Когда оконечное устройство с виртуальной несущей обнаружил виртуальную несущую, он может получить доступ к информации на этой виртуальной несущей. Например, если виртуальная несущая использует обычный способ назначения ресурсов в системе LTE, оконечное устройство с виртуальной несущей может затем декодировать сегменты управления в составе виртуальной несущей, которые могут, например, указывать, какие ресурсные элементы в составе виртуальной несущей были назначены для конкретного оконечного устройства с виртуальной несущей или для системной информации. Например, на фиг.7 показаны блоки ресурсных элементов с 350 по 352, которые были назначены для суб-кадра SF2. Однако здесь не требуется, чтобы оконечное устройство с виртуальной несущей следовал обычной процедуре системы LTE (например, этапы 402-404) или зеркально отражал такую процедуру, так что в процедуре регистрации и вхождения в связь в ячейке на виртуальной несущей эти этапы могут сильно отличаться от обычной процедуры.

Независимо от того, следует ли оконечное устройство с виртуальной несущей процедуре типа процедуры для системы LTE или же выполняет этапы другого типа в ходе осуществления этапа 607, это оконечное устройство с виртуальной несущей может далее декодировать назначенные ему ресурсные элементы на этапе 608 и затем принимать данные, передаваемые базовой станцией. Данные, декодированные на этапе 608, включают оставшуюся часть системной информации, содержащую подробности конфигурации сети.

Даже хотя оконечное устройство с виртуальной несущей не имеет достаточной ширины полосы для декодирования и приема данных нисходящей линии, если они были переданы на хост-несущей с использованием обычных процедур системы LTE, он все равно может получить доступ к имеющей ограниченную полосу виртуальной несущей в составе хост-несущей путем выполнения начальных этапов процедуры системы LTE. Этап 608 может быть реализован способом, аналогичным способу в системе LTE, или другим способом. Например, оконечные устройства с виртуальной несущей могут совместно использовать виртуальную несущую и иметь назначенные им гранты для управления таким совместным использованием виртуальной несущей, как показано в суб-кадре SF2 на фиг.7, или, в другом примере, оконечное устройство с виртуальной несущей может обладать всей виртуальной несущей, назначенной ему для его собственных нисходящих передач, либо виртуальная несущая может быть целиком назначена оконечному устройству с виртуальной несущей только для некоторого числа суб-кадров и т.п.

Таким образом, рассмотренная процедура регистрации и вхождения в связь на виртуальной несущей обладает некоторой степенью гибкости. Она, например, дает возможность выбирать между подстройкой баланса между повторным использованием и зеркальным отражением этапов или процедур обычной системы LTE, уменьшая тем самым сложность оконечного устройства и необходимость в реализации новых элементов, с одной стороны, и добавлением новых, специфичных для виртуальной несущей аспектов или реализации, потенциально оптимизируя тем самым использование узкополосных виртуальных несущих, помня при этом, что система LTE была разработана для более широкополосных хост-несущих, с другой стороны.

Обнаружение виртуальной несущей нисходящей линии

Как описано выше, оконечное устройство с виртуальной несущей должен обнаружить позицию виртуальной несущей прежде, чем он сможет принимать и декодировать передачи на виртуальной несущей. Для обнаружения присутствия и местоположения виртуальной несущей есть ряд вариантов, которые могут быть реализованы по отдельности или в различных сочетаниях. Некоторые из этих вариантов способов обсуждаются ниже.

Для облегчения обнаружения виртуальной несущей оконечному устройству с виртуальной несущей может быть предоставлена информация о местоположении этой виртуальной несущей, чтобы ему было проще найти позицию виртуальной несущей, если таковая несущая существует. Например, такая информация о местоположении может включать указание, что в состав хост-несущей введены одна или более виртуальных несущих, либо, что в составе хост-несущей в настоящий момент нет никаких виртуальных несущих. Она может также содержать указание ширины полосы виртуальной несущей, например, в МГц или в блоках ресурсных элементов. В качестве альтернативы перечисленным выше способам или в сочетании с ними, информация о местоположении виртуальной несущей может содержать указание центральной частоты и ширины полосы виртуальной несущей, давая тем самым оконечному устройству с виртуальной несущей точные сведения о позиции и ширине полосы любой активной виртуальной несущей. Если виртуальную несущую в каждом суб-кадре нужно искать в другой частотной позиции, отличной от предыдущего суб-кадра, согласно, например, алгоритму псевдослучайной перестройки частоты, информация о местоположении может, например, указывать параметр псевдослучайного выбора. Такие параметры могут включать стартовый кадр и параметры, используемые в алгоритме псевдослучайного выбора. Используя эти параметры псевдослучайного выбора, оконечное устройство с виртуальной несущей может определять, где найти виртуальную несущую в любом суб-кадре.

Предпочтительный вариант реализации, который должен потребовать внесения лишь небольших изменений в оконечное устройство с виртуальной несущей (по сравнению с обычным оконечным устройством LTE), состоит в том, чтобы включить информацию о местоположении в канал РВСН, который уже содержит блок главной информации, или такой блок MIB в центральную полосу хост-несущей. Как показано на фиг.8, блок MIB содержит 24 бит (3 бит для указания ширины полосы нисходящей линии (DL), 8 бит для указания номера системного кадра 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 о местоположении одной или более виртуальных несущих. Например, на фиг.9, показан пример, в котором канал РВСН содержит блок MIB и информацию о местоположении ("LI") для указания любому оконечному устройству с виртуальной несущей на позицию виртуальной несущей.

В альтернативном варианте, такая информация о местоположении может быть передана, например, в центральной полосе вне канала РВСН. Она может, например, всегда располагаться после сигнала канала РВСН и рядом с ним. В результате передачи информации о местоположении в центральной полосе, но вне канала РВСН, обычный канал РВСН не подвергается модификации для целей использования виртуальных несущих, но оконечное устройство с виртуальной несущей сможет легко найти информацию о местоположении, чтобы обнаружить виртуальную несущую, если таковая имеется.

Информация о местоположении виртуальной несущей, если таковая имеется, может быть введена в любое место хост-несущей, но предпочтительно передавать ее в центральной полосе, поскольку оконечное устройство с виртуальной несущей будет преимущественно конфигурировать свой приемник для работы в этой центральной полосе, так что такому оконечному устройству с виртуальной несущей не будет в этом случае нужды перестраивать свой приемник, чтобы найти эту информацию о местоположении.

В зависимости от объема передаваемой информации о местоположении виртуальной несущей оконечное устройство с виртуальной несущей может либо подстроить свой приемник с целью приема передач на виртуальной несущей, либо потребовать дополнительную информацию о местоположении прежде, чем он сможет осуществить такую подстройку.

Если, например, оконечному устройству с виртуальной несущей была предоставлена информация, указывающая факт присутствия виртуальной несущей и/или ширину полосы этой виртуальной несущей, но не содержащая никаких подробностей относительно точного частотного диапазона виртуальной несущей, либо если оконечное устройство с виртуальной несущей не получил никакой информации о местоположении виртуальной несущей, это оконечное устройство с виртуальной несущей может тогда сканировать хост-несущую в поисках виртуальной несущей (например, осуществлять так называемый поиск вслепую). Сканирование хост-несущей в поисках виртуальной несущей может быть основано на различных подходах, некоторые из этих подходов будут представлены ниже.

Согласно первому подходу виртуальная несущая может быть вставлена в некоторые заданные позиции, как показано, например, на фиг.10 для случая четырех позиций. Тогда оконечное устройство с виртуальной несущей сканирует эти четыре позиции L1-L4 для обнаружения какой-либо виртуальной несущей. Если и когда оконечное устройство с виртуальной несущей обнаружит виртуальную несущую, он может затем зарегистрироваться и войти в связь на указанной несущей для приема данных нисходящей линии. При таком подходе оконечное устройство с виртуальной несущей должно знать возможные позиции виртуальной несущей заранее, например, считывая их из своей внутренней памяти. Обнаружение виртуальной несущей может быть осуществлено путем попытки декодировать известный физический канал на этой виртуальной несущей. Успешное декодирование такого канала, на что может указывать, например, успешная проверка декодированных данных с использованием циклически избыточного контрольного кода (CRC), будет служить индикатором успешного обнаружения местоположения виртуальной несущей.

Согласно второму подходу, виртуальная несущая может включать сигналы позиций, так что оконечное устройство с виртуальной несущей, сканируя хост-несущую, может обнаружить такие сигналы, чтобы идентифицировать присутствие виртуальной несущей. Примеры возможных сигналов позиций показаны на фиг.11А - 11D. В примерах, представленных на фиг.11А - 11С, виртуальная несущая регулярно передает произвольный сигнал позиции, так что оконечное устройство, сканирующее частотный диапазон, где присутствует такой сигнал позиции, сможет обнаружить этот сигнал. Термин «произвольный» сигнал означает какой-либо сигнал, который не несет какой-нибудь информации, как таковой, или не может быть интерпретирован в качестве носителя информации, а просто содержит некий специальный сигнал или структуру, которую оконечное устройство с виртуальной несущей может обнаружить. Это может быть, например, ряд положительных битов в пределах сигнала позиций, чередование 0 и 1 в пределах сигнала позиции или какой-либо другой подходящий произвольный сигнал. Примечательно, что сигнал позиции может быть построен из соседствующих блоков ресурсных элементов или может быть построен из несмежных блоков. Например, он может находиться в каждом втором блоке ресурсных элементов в начале виртуальной несущей.

В примере, показанном на фиг.11А, сигнал 353 позиции простирается по всему диапазону R₃₃₀ виртуальной несущей 330 и всегда может быть найден в одной и той же позиции в составе виртуальной несущей в пределах суб-кадра. Если оконечное устройство с виртуальной несущей знает, где искать сигнал позиции в суб-кадре виртуальной несущей, это может упростить процесс сканирования, поскольку для обнаружения сигнала позиции достаточно сканировать только известную позицию в суб-кадре. На фиг.11В показан аналогичный пример, в котором каждый суб-кадр включает сигнал 354 позиции, содержащий две части: одна в верхнем углу и другая в нижнем углу суб-кадра виртуальной несущей в конце этого суб-кадра. Такой сигнал позиции может оказаться полезным, если, например, оконечное устройство с виртуальной несущей не знает заранее ширину полосы виртуальной несущей, поскольку такая структура сигнала позиции облегчит четкое определение верхнего и нижнего краев полосы виртуальной несущей.

В примере, изображенном на фиг.11С, сигнал 355 позиции передают только в первом суб-кадре SF1, но не во втором суб-кадре SF2. Этот сигнал позиции может быть, например, передан один раз в каждых двух суб-кадрах. Частоту передачи сигналов позиции можно выбирать для подбора баланса между сокращением времени сканирования и уменьшением объема передаваемой служебной информации. Другими словами, чем чаще передавать сигнал позиции, тем меньше времени уходит у оконечного устройства на обнаружение виртуальной несущей, но тем больше издержки (объем передаваемой служебной информации).

В примере, показанном на фиг.11D, сигнал позиции не является произвольным сигналом, как на фиг.11А - 11С, а содержит информацию для оконечных устройств с виртуальной несущей. Такие оконечные устройства с виртуальной несущей могут обнаружить этот сигнал, когда они сканируют принимаемый сигнал в поисках виртуальной несущей, и обнаруженный сигнал может включать информацию относительно, например, ширины полосы виртуальной несущей или какую-либо другую информацию, относящуюся к виртуальной несущей (информацию, связанную с позицией или не связанную с ней). Обнаружив такой сигнал, оконечное устройство с виртуальной несущей может теперь определить факт присутствия и позицию виртуальной несущей. Как показано на фиг.11D, сигнал позиции может, аналогично произвольному сигналу позиции, быть найден в различных позициях в пределах суб-кадра, причем местоположение сигнала позиции в суб-кадре может изменяться от одного суб-кадра к другому.

Динамическое изменение размера области управления в составе хост-несущей

Как поясняется выше, в системе LTE число символов, составляющих область управления в суб-кадре нисходящей линии, изменяется динамически в зависимости от объема данных управления, которые нужно передать. Обычно размер области варьируется от одного до трех символов. Как должно быть понятно из фиг.5, изменение ширины области управления хост-несущей приведет к соответствующему изменению числа символов, доступных для виртуальной несущей. Например, как видно на фиг.5, когда длина области управления составляет три символа, а суб-кадр содержит 14 символов, длина виртуальной несущей равна одиннадцати символам. Однако, если в следующем суб-кадре длина области управления хост-несущей уменьшилась до одного символа, тогда для виртуальной несущей будут доступны уже тринадцать символов в этом суб-кадре.

Когда виртуальная несущая вставлена в хост-несущую в системе LTE, мобильные оконечные устройства связи, принимающие данные на виртуальной несущей, должны быть способны определить число символов в области управления хост-несущей в каждом суб-кадре, чтобы определить число символов виртуальной несущей в этом суб-кадре, если они могут использовать все доступные символы, не используемые областью управления хост-несущей.

Обычно, о числе символов, образующих область управления, сообщают в первом символе каждого суб-кадра в канале PCFICH. Однако сигнал канала PCFICH обычно распределен по всей полосе суб-кадра нисходящей линии в системе LTE, так что его передают на поднесущих, которые оконечные устройства с виртуальной несущей, способные принимать только виртуальную несущую, принять не могут. Соответственно, в одном из вариантов любые символы, которые вероятно может захватывать область управления, заранее задают в качестве нулевых символов для виртуальной несущей, т.е. длину виртуальной несущей задают равной (m-n) символов, где m - общее число символов в суб-кадре, и n - максимальное число символов в области управления. Таким образом, ресурсные элементы для передачи данных нисходящей линии на виртуальной несущей никогда не назначают в пределах первых n символов любого конкретного субкадра.

Хотя такой вариант прост для реализации, он будет спектрально неэффективен, поскольку в суб-кадрах, где область управления хост-несущей содержит меньше максимального числа символов, останутся символы, неиспользуемые для виртуальной несущей.

В другом варианте о числе символов в области управления хост-несущей сообщают в явной форме на самой виртуальной несущей. Когда число символов в области управления хост-несущей известно, число символов виртуальной несущей можно вычислить путем вычитания этого числа символов в области управления из общего числа символов в суб-кадре.

В одном из примеров явное указание размера области управления хост-несущей дают определенные информационные биты в области управления виртуальной несущей. Другими словами, явное сигнализационное сообщение вставлено в заданную позицию в области 502 управления виртуальной несущей. Эта заданная позиция известна каждому оконечному устройству, адаптированному для приема данных на виртуальной несущей.

В другом примере, виртуальная несущая включает заданный сигнал, позиция которого указывает число символов в области управления хост-несущей. Например, этот заданный сигнал может быть передан в одном из трех заданных блоков ресурсных элементов. Когда оконечное устройство принимает суб-кадр, он сканирует этот суб-кадр в поисках указанного заданного сигнала. Если заданный сигнал найден в первом блоке ресурсных элементов, это означает, что область управления хост-несущей содержит один символ; если заданный сигнал найден во втором блоке ресурсных элементов, это означает, что область управления хост-несущей содержит два символа, и если заданный сигнал найден в третьем блоке ресурсных элементов, это означает, что область управления хост-несущей содержит три символа.

В другом примере, оконечное устройство с виртуальной несущей сначала пытается декодировать виртуальную несущую в предположении, что размер области управления хост-несущей равен одному символу. Если попытка оказалась неудачной, оконечное устройство с виртуальной несущей пытается декодировать виртуальную несущую в предположении, что размер области управления хост-несущей равен двум символам и т.д., до тех пор, пока оконечное устройство с виртуальной несущей не сможет успешно декодировать виртуальную несущую.

Опорные сигналы виртуальной несущей нисходящей линии

Как известно, в системах связи на основе ортогонального частотного уплотнения (OFDM), таких как системы LTE, некоторое число поднесущих в каждом символе обычно зарезервировано для передачи опорных сигналов. Эти опорные сигналы передают на поднесущих, распределенных в суб-кадре по всей полосе канала и по OFDM-символам. Эти опорные сигналы организованы в виде повторяющейся структуры и могут быть, таким образом, использованы приемником, применяющим алгоритмы экстраполяции и интерполяции, для оценки передаточной функции канала, воздействующей на данные, передаваемые на каждой поднесущей. Эти опорные сигналы обычно используются также в некоторых дополнительных целях, таких как определение метрических показателей, указывающих мощность принимаемого сигнала, метрических показателей для автоматической подстройки частоты и метрических показателей для автоматической регулировки усиления. В системе LTE позиции поднесущих, передающих опорный сигнал, в каждом суб-кадре заданы заранее и, вследствие этого, известны приемнику каждого оконечного устройства.

В суб-кадрах нисходящей линии в системе LTE опорные сигналы от каждого порта передающей антенны обычно вставляют в каждую шестую поднесущую. Соответственно, если в суб-кадр нисходящей линии в системе LTE вставлена виртуальная несущая, то даже если эта виртуальная несущая имеет минимальную ширину полосы в один ресурсный блок (т.е. двенадцать поднесущих) такая виртуальная несущая будет включать по меньшей мере несколько поднесущих, передающих опорные сигналы.

В каждом суб-кадре выделено достаточное число поднесущих, передающих опорные сигналы, так что приемнику нет необходимости точно принимать каждый отдельный опорный сигнал, чтобы декодировать данные, передаваемые в суб-кадре. Однако должно быть понятно, что чем больше опорных сигналов будет принято, тем лучше приемник будет способен оценить характеристику канала и, следовательно, тем меньше ошибок обычно попадет в данные, декодированные из рассматриваемого субкадра. Соответственно, для сохранения совместимости с оконечными устройствами LTE связи, принимающими данные на хост-несущей, в некоторых примерах настоящего изобретения позиции поднесущих, которые должны содержать опорные сигналы в обычном суб-кадре системы LTE, сохраняются в виртуальной несущей.

Как должно быть понятно, согласно примерам настоящего изобретения, оконечные устройства, предназначенные для приема только виртуальной несущей, принимают уменьшенное число поднесущих по сравнению с обычными оконечными устройствами LTE, которые принимают каждый суб-кадр по всей ширине полосы этого суб-кадра. В результате, оконечные устройства с уменьшенными функциональными возможностями принимают меньшее число опорных сигналов в более узкой полосе частот, что может привести к получению менее точной оценки характеристики канала.

В некоторых примерах упрощенное оконечное устройство с виртуальной несущей может обладать более низкой мобильностью, что требует меньше опорных символов для поддержки оценки характеристики канала. Однако в некоторых примерах настоящего изобретения виртуальная несущая нисходящей линии включает дополнительные поднесущие, передающие опорные сигналы, для повышения точности оценки характеристики канала, которую могут генерировать оконечные устройства с уменьшенными функциональными возможностями.

В некоторых примерах позиции дополнительных поднесущих, передающих опорные сигналы, систематически распределены между позициями обычных поднесущих, передающих опорные сигналы, что увеличивает частоту дискретизации при оценке характеристики канала в сочетании с опорными сигналами от существующих поднесущих, передающих опорные сигналы. Это позволяет оконечным устройствам с уменьшенными функциональными возможностями генерировать усовершенствованную оценку характеристики канала по всей ширине полосы виртуальной несущей. В других примерах позиции дополнительных поднесущих, передающих опорные сигналы, систематически располагаются на краю полосы виртуальной несущей, что увеличивает точность интерполяции при генерации оценок характеристики канала для виртуальной несущей.

Альтернативные варианты организации виртуальных несущих

До сих пор варианты настоящего изобретения были описаны в основном в терминах одной хост-несущей, в которую вставлена единственная виртуальная несущая, как показано, например, на фиг.5. Однако в некоторых примерах хост-несущая может включать больше одной виртуальной несущей, как показано, например, на фиг.12. На фиг.12 представлен пример, когда в пределах хост-несущей 320 организованы две виртуальные несущие VC1 (330) и VC2 (331). В этом примере местонахождение двух виртуальных несущих в полосе хост-несущей изменяется в соответствии с псевдослучайным алгоритмом. Однако в других примерах позиции одной или обеих из этих двух виртуальных несущих могут находиться в одном и том же частотном диапазоне в пределах частотного диапазона хост-несущей или могут изменяться в соответствии с другим механизмом. В системе LTE число виртуальных несущих в пределах хост-несущей ограничено только размером этой хост-несущей. Однако, если число виртуальных несущих будет слишком большим, это может привести к чрезмерному ограничению ширины полосы, доступной для передачи данных обычным оконечным устройствам LTE, так что оператор может принимать решение о числе виртуальных несущих в пределах хост-несущей в соответствии, например, с соотношением между числом обычных пользователей системы LTE и числом пользователей виртуальных несущих.

В некоторых примерах число активных виртуальных несущих может быть динамически скорректировано таким образом, чтобы соответствовать текущим потребностям обычных оконечных устройств LTE и оконечных устройств с виртуальной несущей. Например, если ни одно оконечное устройство с виртуальной несущей не соединено или доступ таких оконечных устройств должен быть преднамеренно ограничен, система может начать планировать передачу данных оконечным устройствам LTE на поднесущих, ранее зарезервированных для виртуальной несущей. Этот процесс может быть обращен, если число активных оконечных устройств с виртуальной несущей начинает увеличиваться. В некоторых примерах число виртуальных несущих может быть увеличено в ответ на увеличение числа присутствующих оконечных устройств с виртуальной несущей. Например, если число оконечных устройств с виртуальной несущей в сети или в некой области превосходит некоторую пороговую величину, в хост-несущую вставляют дополнительную виртуальную несущую. Сетевые элементы и/или оператор сети могут, таким образом, активизировать или отменить активизацию виртуальных несущих по мере необходимости.

Виртуальная несущая в примере, показанном на фиг.5, имеет ширину полосы, эквивалентную 144 поднесущим. Однако в других примерах виртуальная несущая может иметь полосу любой ширины от эквивалента двенадцати поднесущих до эквивалента 1188 поднесущих (для несущей, имеющей ширину полосы, эквивалентную 1200 поднесущих). Поскольку в системе LTE центральная полоса имеет ширину, эквивалентную 72 поднесущим, оконечное устройство с виртуальной несущей в среде системы LTE преимущественно имеет ширину полосы приемника, эквивалентную по меньшей мере 72 поднесущим (1,08 МГц), так что он может декодировать центральную полосу 310, поэтому виртуальная несущая с шириной полосы, эквивалентной 72 поднесущим, может создать удобный вариант реализации. Когда виртуальная несущая содержит 72 поднесущие, оконечное устройство с виртуальной несущей не должно подстраивать ширину полосы приемника, чтобы зарегистрироваться и войти в связь на виртуальной несущей, что может тем самым уменьшить сложность выполнения процедуры регистрации и вхождения связь, но нет требования иметь для виртуальной несущей полосу, такой же ширины, как центральная полоса, и как поясняется выше, виртуальная несущая в системе на основе системы LTE может иметь полосу любой ширины, эквивалентную от 12 до 1188 поднесущих. Например, в некоторых системах виртуальная несущая с полосой, эквивалентной меньше 72 поднесущих, может считаться «потерей» ресурсов приемника оконечного устройства с виртуальной несущей, но с другой точки зрения это можно рассматривать как уменьшение влияния виртуальной несущей на хост-несущую за счет увеличения ширины полосы, доступной для обычных оконечных устройств LTE. Ширина полосы виртуальной несущей может быть, таким образом, подстроена для достижения желаемого баланса между сложностью, использованием ресурсов, характеристиками для хост-несущей и требованиями к оконечным устройствам с виртуальной несущей.

Кадр передач в восходящей линии

До сих пор виртуальная несущая обсуждалась применительно к нисходящей линии, однако в некоторых примерах виртуальная несущая может быть также вставлена в сигнал восходящей линии.

В системах мобильной связи, таких как система LTE, структура связи и разнос поднесущих, используемые в восходящей линии, соответствуют аналогичным параметрам в нисходящей линии (как показано, например, на фиг.2). В сетях связи в дуплексном режиме с разделением по частоте (FDD) обе линии - восходящая и нисходящая, активны во всех суб-кадрах, тогда как суб-кадры в сетях с дуплексным режимом с разделением по времени (TDD) могут быть назначены либо восходящей линии, либо нисходящей линии, либо возможен вариант, когда суб-кадр дополнительно разделен на отрезки для восходящей линии и для нисходящей линии.

Для инициирования соединения с сетью обычные оконечные устройства LTE посылают запрос произвольного доступа по физическому каналу произвольного доступа (PRACH). Этот канал PRACH располагается в заданных блоках ресурсных элементов в кадре восходящей линии, позиции которых сообщают оконечным устройствам LTE в составе системной информации, передаваемой в нисходящей линии.

Более того, когда есть ожидающие данные восходящей линии для передачи от оконечного устройства LTE, а оконечному устройству еще не назначены какие-либо ресурсы восходящей линии, это оконечное устройство может передать запрос произвольного доступа по каналу PRACH на базовую станцию. Затем базовая станция принимает решение, какие, если вообще какие-то, блоки ресурсных элементов восходящей линии должны быть назначены мобильному оконечному устройству, пославшему запрос. После этого запросившему оконечному устройству LTE сообщают о назначениях блоков ресурсов восходящей линии по физическому нисходящему каналу управления (PDCCH), передаваемому в области управления в суб-кадре нисходящей линии.

В системе LTE передачи от каждого мобильного оконечного устройства ограничивают, чтобы занимать группу смежных ресурсных блоков. Для совместно используемого физического канала восходящей линии (PUSCH) грант назначения ресурсов восходящей линии, принятый от базовой станции, укажет, какую именно группу ресурсных блоков следует использовать для таких передач, и где эти ресурсные блоки могут находиться в пределах полосы канала.

Первые ресурсы, используемые физическим каналом управления восходящей линии (PUCCH), в системе LTE, расположены на обоих - верхнем и нижнем, краях полосы канала, где каждая передача по каналу PUCCH занимает один ресурсный блок. В первой половине суб-кадра этот ресурсный блок расположен на одном краю полосы канала, а во второй половине суб-кадра этот ресурсный блок расположен на противоположном краю полосы канала. Если потребуется больше ресурсов канала PUCCH, дополнительные ресурсные блоки назначают последовательно, «продвигаясь» от края полосы канала внутрь. Поскольку сигналы канала PUCCH передают в режиме кодового уплотнения, восходящая линия в системе LTE может «вместить» множество передач по каналу PUCCH в одном и том же ресурсном блоке.

Виртуальная несущая в восходящей линии

Согласно вариантам настоящего изобретения, оконечные устройства с виртуальной несущей, описанные выше, могут быть также оснащены передатчиками с уменьшенными функциональными возможностями для передачи данных восходящей линии. Эти оконечные устройства с виртуальной несущей передают данные в полосе уменьшенной ширины. Применение передающих модулей с уменьшенными функциональными возможностями создает преимущества, соответствующие тем, которые достигаются за счет применения приемников с уменьшенными функциональными возможностями в, например, таких классах устройств, которые выпускают с уменьшенными функциональными возможностями для использования в приложениях, например МТС типа.

Аналогично ситуации с виртуальной несущей нисходящей линии, оконечные устройства с виртуальной несущей передают данные восходящей линии в уменьшенном диапазоне поднесущих в пределах хост-несущей, ширина полосы которой больше уменьшенной ширины полосы виртуальной несущей. Это показано на фиг.13а. Как можно видеть на фиг.13а, группа поднесущих в суб-кадре восходящей линии образует виртуальную несущую 1301 в полосе хост-несущей 1302. Соответственно, полосу уменьшенной ширины, в пределах которой оконечные устройства с виртуальной несущей передают данные восходящей линии, можно рассматривать как виртуальную несущую восходящей линии.

Для реализации виртуальной несущей восходящей линии планировщик базовой станции, обслуживающий виртуальную несущую, обеспечивает, чтобы все ресурсные элементы восходящей линии, предоставленные оконечным устройствам с виртуальной несущей, представляли собой поднесущие, попадающие в полосу уменьшенной ширины, в которой работают передающие модули оконечных устройств с виртуальной несущей. Соответственно, планировщик базовой станции, обслуживающий хост-несущую, обычно обеспечивает, чтобы все ресурсные элементы восходящей линии, предоставленные оконечными устройствами с хост-несущей, представляли собой поднесущие, находящиеся вне группы поднесущих, занятой оконечными устройствами с виртуальной несущей. Однако, если планировщики для виртуальной несущей и для хост-несущей выполнены совместно или имеют средства для совместного использования информации, тогда планировщик для хост-несущей может назначать ресурсные элементы из области виртуальной несущей мобильным оконечным устройствам с хост-несущей во время субкадров, для которых планировщик виртуальной несущей указывает, что некоторые или все ресурсы виртуальной несущей не будут использоваться мобильными оконечными устройствами с виртуальной несущей.

Если восходящая линия с виртуальной несущей содержит физический канал, структура которого и принцип действия аналогичны каналу PUCCH в системе LTE, где ресурсы для этого физического канала будут, как ожидается, находиться на краях полосы канала связи, тогда для оконечных устройств с виртуальной несущей эти ресурсы будут располагаться преимущественно на краях полосы виртуальной несущей, а не на краях полосы хост-несущей. Это предпочтительнее, поскольку должно обеспечить, что передачи на виртуальной несущей восходящей линии останутся в пределах уменьшенной полосы виртуальной несущей.

Произвольный доступ к виртуальной несущей восходящей линии

При использовании обычных технологий LTE невозможно гарантировать, чтобы канал PRACH оставался в пределах совокупности поднесущих, назначенных для виртуальной несущей. Поэтому в некоторых вариантах базовая станция создает в пределах полосы виртуальной несущей восходящей линии второй канал PRACH, о местоположении которого может быть затем сообщено оконечному устройству с виртуальной несущей в составе системной информации на виртуальной несущей. Это показано, например, на фиг.13b, где канал PRACH 1303 расположен в пределах полосы виртуальной несущей 1301. Таким образом, оконечные устройства с виртуальной несущей передают запросы произвольного доступа (PRACH) по каналу PRACH для виртуальной несущей, находящемуся в пределах полосы виртуальной несущей восходящей линии. О позиции канала PRACH можно сообщить оконечным устройствам с виртуальной несущей по сигнализационному каналу для виртуальной несущей нисходящей линии, например, в составе системной информации для виртуальной несущей.

Однако в других примерах, канал PRACH 1303 для виртуальной несущей располагается вне полосы виртуальной несущей, как показано, например, на фиг.13с. Это оставляет больше места в полосе виртуальной несущей восходящей линии для передачи данных оконечными устройствами с виртуальной несущей. Позицию канала PRACH для виртуальной несущей сообщают оконечным устройствам с виртуальной несущей, как и раньше, но для передачи запроса произвольного доступа такие оконечные устройства с виртуальной несущей должны перестраивать свои передающие модули на частоту канала PRACH для виртуальной несущей, поскольку эта частота находится вне полосы виртуальной несущей. После назначения ресурсных элементов восходящей линии передающие модули должны снова перестроиться на частоту виртуальной несущей.

В некоторых примерах, где оконечные устройства с виртуальной несущей способны вести передачи по каналу PRACH вне полосы виртуальной несущей, позицию канала PRACH для хост-несущей можно сообщить оконечным устройствам с виртуальной несущей. Эти оконечные устройства с виртуальной несущей могут тогда просто использовать ресурс обычного канала PRACH для хост-несущей, чтобы передавать запросы произвольного доступа. Такой подход предпочтителен, поскольку требует назначения меньшего объема ресурсов канала PRACH.

Однако, если базовая станция принимает запросы произвольного доступа от оконечных устройств обоих типов - обычных оконечных устройств LTE и оконечных устройств с виртуальной несущей, по одному и тому же ресурсу канала PRACH, такой базовой станции необходим механизм, позволяющий различать запросы произвольного доступа от обычных оконечных устройств LTE и запросы произвольного доступа от оконечных устройств с виртуальной несущей.

Поэтому в некоторых примерах на базовой станции применяется назначение с разделением по времени, согласно которому, например, во время первой группы суб-кадров канал PRACH назначен для оконечных устройств с виртуальной несущей, а во время второй группы суб-кадров назначен обычным оконечным устройствам LTE. Соответственно, базовая станция может определить, что запросы произвольного доступа, принятые во время первой группы суб-кадров, исходят от оконечных устройств с виртуальной несущей, а запросы произвольного доступа, принятые во время второй группы суб-кадров, исходят от обычных оконечных устройств LTE.

В других примерах нет механизма, который бы предотвращал передачу запросов произвольного доступа оконечными устройствами обоих типов - и оконечными устройствами с виртуальной несущей, и обычными оконечными устройствами LTE, в одно и то же время. Однако преамбулы запросов произвольного доступа, используемые обычно для передачи запроса произвольного доступа, разбиты на две группы. Первая группа используется исключительно оконечными устройствами с виртуальной несущей, а вторая группа используется исключительно обычными оконечными устройствами LTE. Соответственно, базовая станция может определить, исходит ли запрос произвольного доступа от обычного оконечного устройства LTE или от оконечного устройства с виртуальной несущей, просто установив, к какой группе принадлежит преамбула этого запроса произвольного доступа.

Пример архитектуры

На фиг.14 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая часть адаптированной мобильной телекоммуникационной сети стандарта LTE, организованной согласно одному из примеров настоящего изобретения. Система включает адаптированный усовершенствованный Узел В (eNB) 1401, соединенный с опорной сетью 1408, которая обменивается данными с множеством обычных оконечных устройств 1402 LTE и оконечных устройств 1403 с уменьшенными функциональными возможностями в пределах зоны обслуживания (т.е., соты) 1404. Каждое из оконечных устройств 1403 с уменьшенными функциональными возможностями имеет приемопередающий модуль 1405, который содержит приемный модуль, способный принимать данные в полосе уменьшенной ширины, и передающий модуль, способный передавать данные в полосе уменьшенной ширины, по сравнению с приемопередающим модулем 1406, входящим в состав обычных оконечных устройств 1402 LTE.

Адаптированный узел eNB 1401 организован для передачи данных нисходящей линии с использованием структуры суб-кадров, включающей виртуальную несущую, как описано со ссылками на фиг.5, и для приема данных восходящей линии с использованием структуры суб-кадров, описанной со ссылками на фиг 13b или 13с. Оконечные устройства 1403 с уменьшенными функциональными возможностями также могут принимать и передавать данные с использованием виртуальных несущих восходящей линии и нисходящей линии, как описано выше.

Как было пояснено выше, поскольку оконечные устройства 1403 уменьшенной сложности принимают и передают данные в полосе уменьшенной ширины 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, применяемым в обычных оконечных устройствах LTE.

При приеме данных нисходящей линии из опорной сети 1408 для передачи одному из оконечных устройств, находящихся в ячейке 1404, адаптированный узел eNB 1401 определяет, предназначены ли эти данные для обычного оконечного устройства 1402 LTE или для оконечного устройства 1403 с уменьшенными функциональными возможностями. Этого можно добиться с использованием любого подходящего способа. Например, данные предназначенные для оконечного устройства 1403 с уменьшенными функциональными возможностями, могут включать флаг виртуальной несущей, указывающий, что эти данные должны быть переданы на виртуальной несущей нисходящей линии. Если адаптированный узел eNB 1401 определит, что данные нисходящей линии должны быть переданы оконечному устройству 1403 с уменьшенными функциональными возможностями, адаптированный планировщик 1409 из состава адаптированного узла eNB 1401 обеспечит передачу этих данных нисходящей линии рассматриваемому оконечному устройству с уменьшенными функциональными возможностями на виртуальной несущей нисходящей линии. В другом примере сеть организована так, что виртуальная несущая логически независима от узла eNB. Более конкретно, виртуальная несущая выглядит со стороны опорной сети как отдельная сота. С точки зрения опорной сети неизвестно, расположена ли виртуальная несущая физически вместе или как-то взаимодействует с хост-несущей соты. Пакеты маршрутизируют к/от виртуальной несущей точно так же, как и для любой обычной соты.

В другом примере осуществляют проверку пакетов в подходящем пункте в сети, чтобы маршрутизировать трафик на или от подходящей несущей (т.е. хост-несущей или виртуальной несущей).

Еще в одном примере данные, поступающие из опорной сети на узел eNB, передают по специальному логическому соединению для конкретного мобильного оконечного устройства. Узлу eNB предоставляют информацию, указывающую, какое логическое соединение ассоциировано с каким мобильным оконечным устройством. Узлу eNB предоставляют также информацию, указывающую, какие мобильные оконечные устройства являются оконечными устройствами с виртуальной несущей, а какие - обычными оконечными устройствами LTE. Эта информация может быть выведена из того факта, что оконечное устройство с виртуальной несущей должно быть первоначально соединено с использованием ресурсов виртуальной несущей. В других примерах оконечные устройства с виртуальной несущей сообщают о своих возможностях узлу eNB в ходе процедуры установки соединения. Соответственно, узел eNB может отобразить данные из опорной сети на конкретное мобильное оконечное устройство на основе того, является ли это мобильное оконечное устройство оконечным устройством с виртуальной несущей или оконечным устройством LTE.

В ходе планирования ресурсов для передач данных в восходящей линии адаптированный узел eNB 1401 определяет, является ли оконечное устройство, для которого нужно планировать ресурсы, оконечным устройством 1403 с уменьшенными функциональными возможностями или обычным оконечным устройством 1402 LTE. В некоторых примерах это достигается путем анализа запроса произвольного доступа, переданного по каналу PRACH, с использованием способов различения между запросом произвольного доступа на виртуальной несущей и обычным запросом произвольного доступа, как описано выше. В любом случае, если адаптированный узел eNB 1401 определил, что запрос произвольного доступа поступил от оконечного устройства 1403 с уменьшенными функциональными возможностями, адаптивный планировщик 1409 обеспечивает, чтобы любые гранты ресурсов восходящей линии находились в пределах полосы виртуальной несущей восходящей линии.

В некоторых примерах виртуальная несущая, вставленная в полосу хост-несущей, может быть использована для создания логически отдельной «сети в сети». Другими словами, данные, передаваемые на виртуальной несущей, можно рассматривать и работать с ними как с логически и физически отдельными от данных, передаваемых сетью с хост-несущей. Виртуальная несущая может быть, таким образом, использована для реализации так называемой выделенной сети передачи сообщений (DMN), которая «наложена поверх» обычной сети связи и используется для передачи сообщений DMN-устройствам (т.е. оконечным устройствам с виртуальной несущей).

Как должно быть понятно из приведенных выше описаний, варианты настоящего изобретения могут включать следующие примеры:

Способ назначения ресурсов связи в радио телекоммуникационной системе с ортогональным частотным уплотнением (далее OFDM) для передачи данных с использованием множества OFDM-поднесущих, содержащий этапы, на которых:

назначают ресурсы связи, предоставляемые первой группой из множества OFDM-поднесущих в первом диапазоне частот, оконечным устройствам первого типа;

назначают ресурсы связи, предоставляемые второй группой из множества OFDM-поднесущих во втором диапазоне частот, оконечным устройствам второго типа, при этом вторая группа меньше первой группы, а второй диапазон частот выбирают в пределах первого диапазона частот;

передают информацию управления, содержащую информацию о назначении ресурсов для оконечных устройств первого типа, в полосе первой ширины, соответствующей объединенным первой и второй группам OFDM-поднесущих; и

передают информацию управления, содержащую информацию о назначении ресурсов для оконечных устройств второго типа, в полосе второй ширины, соответствующей второй группе OFDM-поднесущих.

Радио телекоммуникационная система с использованием ортогонального частотного уплотнения (OFDM), передающая данные к и от множества мобильных оконечных устройств на множестве OFDM-поднесущих, система содержит

средства планирования для назначения ресурсов передачи, представляемых первой группой из множества OFDM-поднесущих в первом диапазоне частот, мобильным оконечным устройствам первого типа и назначения ресурсов передачи, предоставляемых второй группой из множества OFDM-поднесущих, оконечным устройствам второго типа, так что вторая группа меньше первой группы, а второй диапазон частот, выбирают в пределах первого диапазона частот, и

средства передачи для осуществления передачи информации управления, содержащей информацию о назначении ресурсов для оконечных устройств первого типа, в первой полосе частот, соответствующей объединению первой и второй групп OFDM-поднесущих, и передачи информации управления, содержащей информацию о назначении ресурсов для оконечных устройств второго типа, во второй полосе частот, соответствующей второй группе OFDM-поднесущих.

Мобильное оконечное устройство, содержащее модуль приема для приема данных, передаваемых от базовой станции на множестве OFDM-поднесущих в нисходящей радиолинии, и передатчик для передачи данных на базовую станцию на множестве OFDM-поднесущих в восходящей радиолинии, при этом базовая станция выполнена с возможностью передачи данных мобильным оконечным устройствам первого типа с использованием первой группы из множества OFDM-поднесущих в первом диапазоне частот и передачи данных мобильным оконечным устройствам второго типа, содержащим указанное мобильное оконечное устройство, с использованием второй группы из множества OFDM-поднесущих во втором диапазоне частот, причем вторая группа меньше первой группы, а второй диапазон частот, выбирают в пределах первого диапазона частот, при этом базовая станция выполнена с возможностью передачи информации управления, содержащей информацию о назначении ресурсов для оконечных устройств первого типа, в первой полосе, соответствующей объединению первой и второй групп OFDM-поднесущих, и передачи информации управления, содержащей информацию о назначении ресурсов для оконечных устройств второго типа, во второй полосе частот, соответствующей второй группе OFDM-поднесущих, при этом функции приемного модуля рассматриваемого мобильного оконечного устройства ограничены приемом данных из нисходящей радиолинии во втором диапазоне частот.

Мобильная телекоммуникационная система, содержащая мобильные оконечные устройства первого типа и мобильные оконечные устройства второго типа, так что эти мобильные оконечные устройства первого типа и второго типа выполнены с возможностью передачи данных восходящей линии в сеть через радио интерфейс с использованием множества поднесущих, при этом мобильные оконечные устройства первого типа выполнены с возможностью передачи данных восходящей линии на поднесущих первой группы из указанной совокупности множества поднесущих в полосе первой ширины, а мобильные оконечные устройства второго типа выполнены с возможностью передачи данных восходящей линии на поднесущих второй группы из указанной совокупности множества поднесущих в полосе второй ширины, при этом вторая ширина полосы меньше первой ширины, и

мобильные оконечные устройства первого типа выполнены с возможностью передачи сообщения запроса произвольного доступа на базовую станцию сети связи, для запроса радио ресурсов восходящей линии, по первому каналу произвольного доступа, а мобильные оконечные устройства второго типа выполнены с возможностью передачи сообщения запроса произвольного доступа на базовую станцию сети связи, для запроса радио ресурсов восходящей линии, по второму каналу произвольного доступа, при этом сообщения запроса произвольного доступа, передаваемые по второму каналу произвольного доступа, передают на поднесущих второй группы.

Способ передачи данных от мобильных оконечных устройств первого типа и мобильных оконечных устройств второго типа в мобильной телекоммуникационной системе, при этом указанные мобильные оконечные устройства первого типа и мобильные оконечные устройства второго типа выполнены с возможностью передачи данных восходящей линии в сеть через радио интерфейс с использованием множества поднесущих, при этом мобильные оконечные устройства первого типа выполнены с возможностью передачи данных восходящей линии на поднесущих первой группы из указанной совокупности множества поднесущих в полосе первой ширины, а мобильные оконечные устройства второго типа выполнены с возможностью передачи данных восходящей линии на поднесущих второй группы из указанной совокупности множества поднесущих в пределах первой группы поднесущих в полосе второй ширины, при этом вторая ширина полосы меньше первой ширины, при этом способ содержит этапы, на которых: в случае, если имеются ожидающие передачи данные восходящей линии, подлежащие передаче от мобильного оконечного устройства первого типа, и если указанному мобильному оконечному устройству первого типа требуется назначение ресурсов восходящей линии:

передают от указанного мобильного оконечного устройства первого типа сообщение запроса произвольного доступа на базовую станцию сети связи, для запроса радио ресурсов восходящей линии, по первому каналу произвольного доступа, и в случае, если имеются ожидающие передачи данные восходящей линии, подлежащие передаче от мобильного оконечного устройства второго типа, и если указанному мобильному оконечному устройству второго типа требуется назначение ресурсов восходящей линии:

передают от указанного мобильного оконечного устройства второго типа сообщение запроса произвольного доступа на базовую станцию сети связи, для запроса радио ресурсов восходящей линии, по второму каналу произвольного доступа, при этом

сообщения запроса произвольного доступа, передаваемые по второму каналу произвольного доступа, передают на поднесущих второй группы.

В примеры настоящего изобретения могут быть внесены разнообразные модификации. Варианты настоящего изобретения были здесь определены главным образом в терминах оконечных устройств с уменьшенными функциональными возможностями, передающих данные на виртуальной несущей, вставленной в полосу хост-несущей на основе обычной системы LTE. Однако должно быть понятно, что любое подходящее устройство может передавать и принимать данные с использованием описанных виртуальных несущих для примеров устройств, которые имеют такие же функциональные возможности, как обычные оконечные устройства LTE или устройство с увеличенными функциональными возможностями.

Более того, должно быть понятно, что общие принципы вставки виртуальной несущей в подмножество ресурсов восходящей линии или нисходящей линии могут быть применены к любой подходящей технологии мобильных телекоммуникаций и не должны ограничиваться системами, использующими радио интерфейс на основе системы LTE.

Настоящее изобретение относится к способам, системам и устройствам для назначения ресурсов связи и передачи данных в мобильных телекоммуникационных системах. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности использования устройств, имеющих более простые конфигурации аппаратной части в сетях, поддерживающих использование передачи данных в соответствии со стандартом LTE. Сетевой элемент выполнен с возможностью обеспечения интерфейса беспроводного доступа для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи, интерфейс беспроводного доступа выполнен с возможностью обеспечения в нисходящей линии хост-несущей, при этом указанная хост-несущая выполнена с возможностью обеспечения множества ресурсных элементов в первом диапазоне частот; передачи данных для первой группы мобильных устройств связи, так что указанные данные распределены по указанному множеству ресурсных элементов во всем первом диапазоне частот; обеспечения виртуальной несущей посредством указанного интерфейса беспроводного доступа, при этом указанная виртуальная несущая выполнена с возможностью обеспечения одного или более ресурсных элементов во втором диапазоне частот, располагающихся в пределах первого диапазона частот и меньшего указанного первого диапазона частот; передачи данных для второй группы мобильных устройств связи на виртуальной несущей и обеспечения виртуальной несущей, так что второй диапазон частот имеет ширину, равную или более 1 ресурсного блока, но менее 100 ресурсных блоков. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Сетевой элемент для использования в системе мобильной связи, выполненный с возможностью:
обеспечения интерфейса беспроводного доступа для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи, при этом интерфейс беспроводного доступа выполнен с возможностью обеспечения в нисходящей линии хост-несущей, причем указанная хост-несущая выполнена с возможностью обеспечения множества ресурсных элементов в первом диапазоне частот;
передачи данных для первой группы мобильных устройств связи, при этом указанные данные распределены по указанному множеству ресурсных элементов в первом диапазоне частот;
обеспечения виртуальной несущей посредством указанного интерфейса беспроводного доступа, при этом указанная виртуальная несущая выполнена с возможностью обеспечения одного или более ресурсных элементов во втором диапазоне частот, расположенном в пределах первого диапазона частот и меньшего указанного первого диапазона частот;
передачи данных для второй группы мобильных устройств связи на виртуальной несущей; и
обеспечения виртуальной несущей, так что второй диапазон частот имеет ширину, равную или более 1 ресурсного блока, но менее 100 ресурсных блоков.

2. Сетевой элемент по п.1, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения множества виртуальных несущих посредством указанного интерфейса радиодоступа.

3. Сетевой элемент по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения виртуального канала в том же диапазоне частот, в котором расположен физический вещательный канал для устройств из первой группы мобильных устройств связи для установки соединения с указанным сетевым элементом.

4. Сетевой элемент по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения на одном или более ресурсных элементов сигнала виртуальной несущей, указывающего, что интерфейс беспроводного доступа обеспечивает виртуальную несущую.

5. Сетевой элемент по п. 4, в котором указанный сигнал содержит указание местоположения виртуальной несущей в первом диапазоне частот и/или указание ширины
полосы виртуальной несущей.

6. Сетевой элемент по п. 4, выполненный с возможностью обеспечения сигнала виртуальной несущей, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения сигнала виртуальной несущей в физическом вещательном канале.

7. Сетевой элемент по п. 6, в котором указанный физический вещательный канал представляет собой канал, обеспечиваемый сетевым элементом для устройств из первой группы мобильных устройств связи для установки соединения с указанным сетевым элементом.

8. Сетевой элемент по п. 4, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения сигнала виртуальной несущей, относящегося к конкретной виртуальной несущей, в полосе указанной конкретной несущей.

9. Сетевой элемент по п. 4, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения сигнала виртуальной несущей не в каждом суб-кадре.

10. Сетевой элемент по п. 8, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения сигнала виртуальной несущей на множестве или на всех поднесущих в пределах виртуальной несущей и в одном или более OFDM-символах.

11. Сетевой элемент по п. 1, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения виртуальной несущей, так что второй диапазон частот имеет ширину, равную шести ресурсным блокам.

12. Сетевой элемент по п. 1, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью:
передачи данных по нисходящей линии в соседних по времени суб-кадрах;
назначения для виртуальной несущей одного или более ресурсных элементов во втором диапазоне частот в первом суб-кадре; и
назначения для виртуальной несущей одного или более ресурсных элементов в третьем диапазоне частот в суб-кадре после первого суб-кадра, при этом третий диапазон частот расположен в пределах первого диапазона частот и меньше указанного первого диапазона.

13. Сетевой элемент по п. 12, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью изменения ширины полосы и/или диапазона частот виртуальной несущей через регулярные интервалы и опциально изменения ширины полосы и/или диапазона частот виртуальной несущей в каждом суб-кадре или через каждые 10 суб-кадров.

14. Сетевой элемент по п. 12 или 13, в котором третий диапазон частот является таким же, что и второй диапазон частот.

15. Сетевой элемент по п. 12 или 13, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью изменения диапазона частот от второго диапазона частот к третьему диапазону частот с использованием псевдослучайного алгоритма.

16. Способ использования сетевого элемента для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи в системе мобильной связи, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают интерфейс беспроводного доступа для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи, при этом интерфейс беспроводного доступа выполнен с возможностью обеспечения в нисходящей линии хост-несущей, причем указанная хост-несущая выполнена с возможностью обеспечения множества ресурсных элементов в первом диапазоне частот,
передают данные для первой группы мобильных устройств связи, при этом указанные данные распределены по указанному множеству ресурсных элементов во всем первом диапазоне частот;
обеспечивают виртуальную несущую посредством указанного интерфейса беспроводного доступа, при этом указанная виртуальная несущая выполнена с возможностью обеспечения одного или более ресурсных элементов во втором диапазоне частот, расположенном в пределах первого диапазона частот и меньшего указанного первого диапазона частот; и
передают данные для второй группы мобильных устройств связи по меньшей мере на одной виртуальной несущей; при этом
обеспечивают виртуальную несущую, так что второй диапазон частот имеет ширину, равную или более 1 ресурсного блока, но менее 100 ресурсных блоков.

17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий этап, на котором обеспечивают множество виртуальных несущих посредством интерфейса беспроводного доступа.

18. Способ по п. 16 или 17, содержащий этап, на котором обеспечивают виртуальный канал в том же диапазоне частот, в котором расположен физический вещательный канал для устройств из первой группы мобильных устройств связи для установки соединения с сетью мобильной связи.

19. Способ по п. 16 или 17, дополнительно содержащий этап, на котором передают, в одном или более ресурсных элементах сигнал виртуальной несущей, указывающий, что посредством интерфейса беспроводного доступа обеспечивается виртуальная несущая.

20. Способ по п. 19, в котором указанный сигнал виртуальной несущей содержит указание местоположения виртуальной несущей в первом диапазоне частот и/или указание ширины полосы виртуальной несущей.

21. Способ по п. 19, содержащий этап, на котором обеспечивают сигнал виртуальной несущей в физическом вещательном канале.

22. Способ по п. 21, в котором физический вещательный канал представляет собой канал для первой группы мобильных устройств связи для соединения с системой мобильной связи.

23. Способ по п. 19, дополнительно содержащий этап, на котором обеспечивают сигнал виртуальной несущей, относящийся к конкретной виртуальной несущей, в полосе указанной конкретной виртуальной несущей.

24. Способ по п. 19, содержащий этап, на котором передают сигнал виртуальной несущей не в каждом суб-кадре.

25. Способ по п. 19, содержащий этап, на котором передают сигнал виртуальной несущей на множестве или на всех поднесущих в пределах виртуальной несущей и в одном или более OFDM-символах.

26. Способ по п. 16, в котором виртуальная несущая имеет ширину полосы, равную шести ресурсным блокам.

27. Способ по п. 16 или 17, дополнительно содержащий этапы, на которых:
обеспечивают данные нисходящей линии в соседних по времени суб-кадрах; назначают виртуальной несущей один или более ресурсных элементов во втором
диапазоне частот в первом суб-кадре; и
назначают виртуальной несущей один или более ресурсных элементов в третьем диапазоне частот в суб-кадре после первого суб-кадра, при этом третий диапазон частот располагается в пределах первого диапазона частот и меньше указанного первого диапазона.

28. Способ по п. 27, содержащий этап, на котором изменяют ширину полосы и/или диапазон частот виртуальной несущей через регулярные интервалы и опционально изменяют ширину полосы и/или диапазон частот виртуальной несущей в каждом суб-кадре или через каждые десять суб-кадров.

29. Способ по п. 27 , в котором третий диапазон частот является таким же, что и второй диапазон частот.

30. Способ по п. 27, дополнительно содержащий этап, на котором:
изменяют диапазон частот от второго диапазона частот к третьему диапазону частот с использованием псевдослучайного алгоритма.

31. Устройство передачи данных на и/или от мобильных устройств связи в системе мобильной связи, содержащее:
средство для обеспечения интерфейса беспроводного доступа для передачи данных на и/или от мобильных устройств связи, при этом интерфейс беспроводного доступа выполнен с возможностью обеспечения в нисходящей линии хост-несущей, при этом хост-несущая выполнена с возможностью обеспечения множества ресурсных элементов в первом диапазоне частот,
средство для передачи данных для первой группы мобильных устройств связи, при этом данные распределены по указанному множеству ресурсных элементов во всем первом диапазоне частот;
средство для обеспечения виртуальной несущей посредством указанного интерфейса беспроводного доступа, при этом указанная виртуальная несущая выполнена с возможностью обеспечения одного или более ресурсных элементов во втором диапазоне частот, расположенном в пределах первого диапазона частот и меньшего указанного первого диапазона частот; и
средство для передачи данных для второй группы мобильных устройств связи на виртуальной несущей, при этом виртуальная несущая обеспечена так, что второй диапазон частот имеет ширину, равную или более 1 ресурсного блока, но менее 100 ресурсных блоков.