ФИЗИЧЕСКИ РАЗДЕЛЕННЫЕ КАНАЛЫ ДЛЯ УЗКОПОЛОСНЫХ ПРИЕМНИКОВ НИЗКОЙ СЛОЖНОСТИ Российский патент 2020 года по МПК H04L5/00 

Настоящее изобретение относится к области сетей или систем беспроводной связи, более конкретно - сетей или систем беспроводной связи, доступ к которым могут осуществлять узкополосные приемники низкой сложности, такие как устройства IoT (Интернета вещей). Варианты осуществления относятся к узкополосным приемникам низкой сложности, таким как устройства IoT, осуществляющие доступ к сети беспроводной связи с использованием множества физически отделенных каналов.

Устройства IoT могут включать в себя физические устройства, транспортные средства, здания и другие объекты, имеющие встроенные в них электронные устройства, программное обеспечение, сенсоры, приводы или тому подобное наряду с сетевой связностью, которая обеспечивает этим устройствам возможность собирать данные и обмениваться ими через существующую сетевую инфраструктуру. Фиг. 1 является схематичным представлением примера такой сетевой инфраструктуры, подобной системе беспроводной связи, включающей в себя множество базовых станций eNB₁-eNB₅, каждая из которых обслуживает конкретную область, окружающую базовую станцию, схематично представленную соответствующими сотами 100₁-100₅. Базовые станции обеспечены для обслуживания пользователей в пределах соты. Пользователь может быть стационарным устройством или мобильным устройством. Кроме того, доступ к системе беспроводной связи может осуществляться устройствами IoT, которые соединяются с базовой станцией или с пользователем. Фиг. 1 показывает примерный вид только пяти сот, однако система беспроводной связи может включать в себя больше таких сот. Фиг. 1 показывает двух пользователей UE₁ и UE₂, также называемых пользовательским оборудованием (UE), которые находятся в соте 100₂ и которые обслуживаются базовой станцией eNB₂. Другой пользователь UE₃ показан в соте 100₄, которая обслуживается базовой станцией eNB₄. Стрелки 102₁, 102₂ и 102₃ схематично представляют соединения восходящей линии связи/нисходящей линии связи для передачи данных от пользователя UE₁, UE₂ и UE₃ на базовые станции eNB₂, eNB₄ или для передачи данных от базовых станций eNB₂, eNB₄ к пользователям UE₁, UE₂, UE₃. Кроме того, фиг. 1 показывает два устройства 104₁ и 104₂ IoT в соте 100₄, которые могут быть стационарными или мобильными устройствами. Устройство 104₁ IoT осуществляет доступ к системе беспроводной связи посредством базовой станции eNB₄, чтобы принимать и передавать данные, как схематично представлено стрелкой 105₁. Устройство 104₂ IoT осуществляет доступ к системе беспроводной связи посредством пользователя UE₃, как схематично представлено стрелкой 105₂.

Система беспроводной связи может быть любой одно-тональной системой или системной с множеством несущих на основе мультиплексирования с частотным разделением, такой как система мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), определенная стандартом LTE, или любым другим сигналом на основе IFFT с или без CP, например, DFT-s-OFDM. Могут использоваться другие волновые формы сигнала, такие как не-ортогональные волновые формы для множественного доступа, например, множество несущих с набором фильтров (FBMC).

Устройства стандарта LTE, такие как пользователи UE₁, UE₂, UE₃, работают в пределах первой ширины полосы, и устройства 104₁ и 104₂ IoT работают в пределах второй ширины полосы, меньшей, чем первая ширина полосы. Вторая ширина полосы может определяться в соответствии с расширением NB-IoT стандарта LTE Rel. 13, называемым далее также NB-IoT. Система беспроводной связи, работающая в соответствии со стандартом LTE, может иметь ширину полосы системы 1,4 МГц, 3,0 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц или агрегированную ширину полосы системы, состоящую из любой их комбинации, и ширина полосы в соответствии с расширением NB-IoT стандарта LTE Rel. 13 может быть около 200 кГц.

Система OFDMA для передачи данных может включать в себя сетку физических ресурсов на основе OFDMA, которая содержит множество блоков физических ресурсов (PRB), каждый из которых определяется 12 поднесущими на 7 символов OFDM и включает в себя набор ресурсных элементов, на которые отображаются различные физические каналы и физические сигналы. Ресурсный элемент составлен из одного символа во временной области и одной поднесущей в частотной области. Например, в соответствии со стандартом LTE ширина полосы системы 1,4 МГц включает в себя 6 PRB, и ширина полосы 200 кГц в соответствии с расширением NB-IoT стандарта LTE Rel. 13 включает в себя 1 PRB. В соответствии с LTE и NB-IoT, физические каналы могут включать в себя физический совместно используемый канал нисходящей линии связи (PDSCH), включающий в себя специфические для пользователя данные, также называемые данными полезной нагрузки нисходящей линии связи, физический широковещательный канал (PBCH), включающий в себя, например, блок основной информации (MIB) или блок системной информации (SIB), физический управляющий канал нисходящей линии связи (PDCCH), включающий в себя, например, управляющую информацию нисходящей линии связи (DCI), и т.д. Физические сигналы могут содержать опорные сигналы (RS), сигналы синхронизации и тому подобное. Сетка ресурсов LTE содержит кадр 10 мс во временной области, имеющий определенную ширину полосы в частотной области, например, 1,4 МГц. Кадр имеет 10 подкадров длиной 1 мс, и каждый подкадр включает в себя два сегмента из 6 или 7 символов OFDM в зависимости от длины циклического префикса (CP).

Фиг. 2 показывает примерный LTE подкадр на основе OFDMA с двумя антенными портами для разных выбранных Tx антенных портов. Подкадр включает в себя два блока ресурсов (RB), каждый составлен из одного сегмента подкадра и 12 поднесущих в частотной области. Поднесущие в частотной области показаны как поднесущая 0 - поднесущая 11, и во временной области, каждый сегмент включает в себя 7 символов OFDM, например, в сегменте 0 символы 0-6 OFDM и в сегменте 1 символы 7-13 OFDM. Белые клетки 106 представляют ресурсные элементы, распределенные для PDSCH, включающие в себя данные полезной нагрузки или пользовательские данные, также называемые областью нагрузки. Ресурсные элементы для физических управляющих каналов (включая данные, не относящиеся к полезной нагрузке или к пользовательским данным), также называемые областью управление, представлены заштрихованными клетками 108. В соответствии с примерами, ресурсные элементы 108 могут распределяться PDCCH, физическому управляющему каналу указателя формата (PCFICH) и физическому каналу указателя гибридного ARQ (PHICH). Перекрестно заштрихованные клетки 110 представляют ресурсные элементы, которые распределены RS, который может использоваться для оценки канала. Черные клетки 112 представляют неиспользованные ресурсы в текущем антенном порте, который может соответствовать RS в другом антенном порте. Ресурсные элементы 108, 110, 112, распределенные физическим управляющим каналам и физическим опорным сигналам, распределены неравномерно по времени. Более конкретно, в сегменте 0 подкадра ресурсные элементы, ассоциированные с символом 0 и символом 1, распределены физическим управляющим каналам или физическим опорным сигналам, никакие ресурсные элементы в символах 0 и 1 не распределены данным полезной нагрузки. Ресурсные элементы, ассоциированные с символом 4 в сегменте 0, а также ресурсные элементы, ассоциированные с символами 7 и 11 в сегменте 1 подкадра, распределены частично физическим управляющим каналам или физическим опорным сигналам. Белые ресурсные элементы, показанные на фиг. 2, могут включать в себя символы, ассоциированные с данными полезной нагрузки или пользовательскими данными, и в сегменте 0 для символов 2, 3, 5 и 6, все ресурсные элементы 106 могут распределяться данным нагрузки, в то время как меньше ресурсных элементов 106 распределено данным полезной нагрузки в символе 4 сегмента 0, и никакой ресурсный элемент не распределен данным полезной нагрузки в символах 0 и 1. В сегменте 1 ресурсные элементы, ассоциированные с символами 8, 9, 10, 12 и 13, все распределены данным полезной нагрузки, в то время как для символов 7 и 11 меньше ресурсных элементов распределено данным полезной нагрузки.

Фиг. 3 показывает пример для единиц времени, которые могут использоваться для нисходящей линии связи в соответствии с NB-IoT. Как упомянуто выше, NB-IoT может работать в пределах ширины полосы 200 кГц, что соответствует 12 поднесущим или 1 блоку физических ресурсов (PRB) в частотной области. Нисходящая линия связи может основываться на множественном доступе с ортогональным частотным разделением (OFDMA) и может иметь тот же самый интервал (разнесение) поднесущих, ту же самую длительность символа OFDM, тот же самый формат сегмента, ту же самую длительность сегмента и ту же самую длительность подкадра, как определено стандартом LTE. Восходящая линия связи может основываться на SC-FDMA (множественном доступе с частотным разделением с одной несущей), включая одно-тональную передачу на каждое пользовательское оборудование, в качестве специального случая SC-FDMA. К тому же, методы уменьшения PAPR (отношения пиковой к средней мощности) могут учитываться для много-тональной передачи. Вследствие того факта, что ширина полосы системы NB-IoT составляет только одну шестую наименьшей ширины полосы LTE (например, 6 PRB для системы с шириной полосы 1,4 МГц), вводятся временные единицы, называемые ʺM-кадрʺ и ʺM-подкадрʺ. Фиг. 3 показывает радио кадр NB-IoT, называемый M-кадром и имеющий длину 60 мс. Каждый M-кадр включает в себя 10 M-подкадров 200, каждый из которых имеет длительность 6 мс. Каждый M-подкадр содержит 6 последовательных подкадров 202, каждый подкадр имеет длину 1 мс. Каждый подкадр 202 имеет структуру, как показано на фиг. 2, и включает в себя два сегмента 204, каждый сегмент включает в себя 7 символов 206, каждый символ включает в себя действительный сигнал и циклический префикс.

Фиг. 4(a) показывает пример первых трех M-подкадров 200₀, 200₁ и 200₂ M-кадра согласно фиг. 3. В M-подкадре, минимальная единица планирования представляет собой 1 PRB (1 мс × 180 кГц). Следовательно, до 6 пользователей или устройств могут быть запланированы в одном из M-подкадров (один пользователь на подкадр). Следуя принципу LTE, транспортный блок отображается на единицы планирования (PRB), назначенные пользователю в одном M-подкадре. В отличие от LTE, которое распространяет единицы планирования, например, 6 PRB в системе с шириной полосы 1,4 МГц, в частотном измерении, NB-IoT применяет подход временного расширения для распространения единиц планирования во временном измерении. Фиг. 4(a) дополнительно показывает то, как ресурсные элементы NB-IoT отображаются на соответствующие физические каналы нисходящей линии связи и физические сигналы LTE. Аналогично тому, как в LTE, NB-IoT также может включать в себя следующие физические каналы LTE:

- M-PBCH: включает в себя широковещательную передачу системной информации

- M-PDSCH: включает в себя данные UE и управляющую информацию нисходящей линии связи

- M-PDCCH: включает в себя управляющую информацию нисходящей линии связи, например, информацию планирования

- M-PSCH: включает в себя первичный сигнал синхронизации (PSS) и вторичный сигнал синхронизации (SSS), используемые для получения временной и частотной синхронизации с сетью беспроводной связи.

Каждый из M-подкадров включает в себя 6 подкадров 202₀-202₅, имеющих структуру, аналогичную структуре, описанной выше со ссылкой на фиг. 2. Физические каналы и физические сигналы LTE распределяются, как изображено на фиг. 4(a). Каждый из подкадров 202₀-202₅ в первом M-подкадре 200₀ включает в себя в начале ресурсные элементы, определенные первым символом OFDM и 12 поднесущими, которые отображаются на M-PDCCH. Каждый подкадр может дополнительно включать в себя ресурсные элементы, отображаемые на M-PBCH, на M-PDSCH, а также ресурсные элементы, отображаемые на опорные сигналы CRS. Второй M-подкадр 200₁ также включает в себя 6 подкадров 202₀-202₅, каждый подкадр включает в себя ресурсные элементы в первом символе OFDM, отображаемом на M-PDCCH. Кроме того, каждый из подкадров включает в себя ресурсные элементы, отображаемые на опорные сигналы CRS. В подкадрах 202₀, 202₁, 202₃, 202₄ и 202₅ практически все из ресурсных элементов отображаются на M-PDSCH, кроме тех ресурсных элементов, которые отображаются на M-PDCCH и отображаются на опорные сигналы CRS. В подкадре 202₂ практически все ресурсные элементы отображаются на M-PSCH, включая вторичный и первичный сигналы синхронизации, кроме тех ресурсных элементов, которые отображаются на M-PDCCH и отображаются на опорные сигналы CRS. В третьем M-подкадре 200₂ также обеспечены 6 подкадров 202₀-202₅, все включают в себя ресурсные элементы, отображаемые на M-PDSCH, кроме тех ресурсных элементов, которые отображаются на M-PDCCH и отображаются на опорные сигналы CRS. Остальные M-подкадры 200₃-200₉, образующие M-кадр, показанный на фиг. 3, не показаны на Фиг. 4(a). Фиг. 4(b) показывает все M-подкадры 200₀-200₉ M-кадра. M-подкадры 200₄, 200₅, 200₇ и 200₉ имеют ту же самую структуру, что и третий M-подкадр 202₂, т.е. включают в себя, помимо управляющей информации в первых ресурсных элементах и опорных сигналов, только ресурсные элементы, отображаемые на M-PDSCH. M-подкадры 200₃, 200₆ и 200₈ имеют практически ту же самую структуру, что и второй M-подкадр 200₁, за исключением того, что в M-подкадрах 200₃ и 200₈ первичный и вторичный сигналы синхронизации находятся в последнем подкадре 202₅.

Таким образом, в вышеописанном примере, в первом M-кадре 200₀ ресурсные элементы отображаются на M-PBCH, однако никакие ресурсные элементы не отображаются или распределяются на M-PBCH во втором и третьем M-подкадрах 202₁ и 202₂. Первичный и вторичный сигналы PSS и SSS синхронизации M-PSCH передаются во втором, четвертом, седьмом и девятом M-подкадрах 200₁, 200₃, 200₆ и 200₈, а не в первом M-подкадре 200₀ и также не в любом из M-подкадров 200₂, 200₄, 200₅, 200₇ и 200₉, следующих за вторым M-подкадром 200₁. В M-подкадрах 200₁, 200₃, 200₆ и 200₈, PSS и SSS упорядочены в непрерывные символы OFDM (см. символы 206 на фиг. 4(b)). M-PDCCH распределены по M-подкадрам, более конкретно в примере на фиг. 4(a) и фиг. 4(b), ресурсные элементы в первом символе OFDM в каждом M-подкадре отображаются на M-PDCCH. Чтобы избежать буферизации символов M-PDSCH во время приема символов M-PDCCH, метод планирования вперед может использоваться для NB-IoT, и информация планирования M-PDCCH, указанная в M-подкадре, может применяться к M-PDSCH, который начинается по меньшей мере на один M-подкадр позже.

Три режима работы для NB-IoT будут описаны далее со ссылкой на фиг. 5, а именно, LTE режим работы в полосе, автономный GSM режим работы и LTE режим работы в защитной полосе. Фиг. 5 является схематичным представлением разных режимов работы в соответствии с NB-IoT, также называемым NB-IoT. Фиг. 5(a) показывает LTE режим работы в полосе, в соответствии с которым несущая или полоса 300 частот NB-IoT, также называемая каналом NB-IoT, развернута в пределах несущей или полосы 301 частот LTE. Фиг. 5(b) показывает автономный GSM режим работы, помещающий полосу 300 частот NB-IoT среди множества GSM несущих 302. Полоса 300 частот NB-IoT отделена защитной полосой от GSM несущих. Фиг. 5(c) показывает LTE режим работы в защитной полосе, в соответствии с которым несущая 300 NB-IoT помещена в одной из защитных полос LTE, обеспеченных на обоих концах несущей стандарта LTE.

Приемнику, работающему в соответствии с NB-IoT, например, стационарному или мобильному устройству IoT или другому унаследованному пользователю LTE, требуется установить соединение с сетью беспроводной связи, такой как сеть, изображенная на фиг. 1, чтобы принимать или отправлять информацию. Для установления соединения с сетью, приемник настраивается на прослушивание полосы частот NB-IoT для нахождения первичного сигнала синхронизации PSS и вторичного сигнала синхронизации SSS, что позволяет приемнику синхронизироваться на уровне подкадра и получать номер группы идентификатора соты физического уровня. Следуя этой процедуре синхронизации, приемник приступит к считыванию системной информации, например, из блока основной информации (MIB), обеспеченного в M-PBCH. Фиг. 6 показывает распределение M-подкадров, включающих в себя информацию для установления соединения по множеству M-кадров. Первые M-подкадры 200₀ обеспечены в начале каждого M-кадра, за ними следуют вторые M-подкадры 200₁. При прослушивании радиосигнала, передаваемого в полосе частот NB-IoT или на канале NB-IoT, PSS и SSS принимаются в среднем каждые 15 мс, и появляются 4 раза в пределах M-кадра 60 мс (см. фиг. 3 и фиг. 4). Системная информация транспортируется в частях каждого M-подкадра 0 в каждом M-кадре посредством M-PBCH каждые 60 мс, которые имеет интервал времени передачи (TTI) в 240 мс. Таким образом, установление соединения приемника, такого как устройство IoT, работающее в соответствии с NB-IoT, может быть задержано, так как оставшиеся M-подкадры 200₂-200₉ не включают в себя каких-либо ресурсных элементов, отображаемых на информацию соединения и системную информацию. Также, при обслуживании множества устройств IoT, 6 PRB в M-кадре должны совместно использоваться среди устройств IoT, что может привести к дополнительным задержкам при приеме/передаче данных. Таким образом, время синхронизации, случайного доступа и активности при соединении и передаче по каналу NB-IoT или полосе частот NB-IoT может быть довольно высоким. Кроме того, даже при использовании более одного канала NB-IoT или полосы частот NB-IoT, например, для увеличения числа устройств IoT, подлежащих обслуживанию, каждый из каналов имеет ту же самую структуру.

Задача состоит в создании подхода, позволяющего осуществлять эффективный доступ с низкой задержкой по каналам NB-IoT или полосам частот IoT, чтобы уменьшить время синхронизации, случайного доступа и активности при соединении и приеме/передаче по каналам NB-IoT и обеспечить возможность масштабирования для обеспечения возможности обслуживания большего трафика и большего количества устройств.

Указанная задача решается заявленным объектом, определенным в независимых пунктах формулы изобретения.

Варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

Фиг. 1 показывает схематичное представление примера системы беспроводной связи;

Фиг. 2 показывает примерный OFDMA-подкадр для двух антенных портов, как это может использоваться для традиционной LTE связи в нисходящей линии связи;

Фиг. 3 показывает пример для временных единиц, которые могут использоваться для нисходящей линии связи в соответствии с NB-IoT;

Фиг. 4 показывает пример M-кадра согласно фиг. 3, причем фиг. 4(a) показывает первые три M-подкадра M-кадра и то, как ресурсные элементы NB-IoT отображаются на соответствующие физические каналы и физические сигналы нисходящей линии связи LTE, и фиг. 4(b) показывает все M-подкадры M-кадра;

Фиг. 5 является схематичным представлением разных режимов работы в соответствии с NB-IoT, причем фиг. 5(a) показывает LTE режим работы в полосе, фиг. 5(b) показывает автономный GSM режим работы, и фиг. 5(c) показывает LTE режим работы в защитной полосе;

Фиг. 6 показывает распределение M-подкадров, включающих в себя информацию для установления соединения по множеству радио кадров NB-IoT или M-кадров;

Фиг. 7 является схематичным представлением радиопередачи между передатчиком и приемником сети беспроводной связи, как описано выше со ссылкой на фиг. 1, с использованием радиосигнала в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 показывает вариант осуществления соответствующего изобретению подхода, в котором радиосигнал включает в себя три полосы частот или канала, один из которых предназначен для включения информации синхронизации, системной информации и информации управляющего канала, а другие предназначены для совместно используемого канала данных нисходящей линии связи, причем фиг. 8(a) показывает традиционной подход, и фиг. 8(b) показывает подробности соответствующего изобретению подхода;

Фиг. 9 показывает пример для соединения приемника с сетью связи согласно подходу, соответствующему изобретению, с использованием выделенных полос частот, как показано на фиг. 8(b), включая дополнительные полосы для M-RACH;

Фиг. 10 показывает пример для отображения M-RACH на M-PDCCH;

Фиг. 11 показывает пример системы NB-IoT с использованием выделенного канала M-RACH, причем фиг. 11(a) показывает традиционный подход для сигнализации канала M-RACH, и фиг. 11(b) показывает сигнализацию согласно подходу, соответствующему изобретению;

Фиг. 12 описывает варианты осуществления для сдвинутых сегментов случайного доступа путем реорганизации ресурсов M-RACH и UL в традиционных полосах IoT, причем фиг. 12(a) показывает традиционное упорядочение последовательности случайного доступа в сигнале NB-IoT, фиг. 12(b) показывает информацию случайного доступа, сдвинутую по отношению друг к другу, и фиг. 12(c) показывает информацию случайного доступа, ступенчато сдвинутую полосах частот;

Фиг. 13 показывает схематичное представление узкополосной системы IoT с использованием шести полос частот или каналов и того, каким образом устройства, имеющие разные приемные модули, используют соответствующие каналы;

Фиг. 14 является схематичным представлением системы беспроводной связи для передачи информации от передатчика к приемнику; и

Фиг. 15 является схематичным представлением передатчиков в системе беспроводной связи для передачи данных или информации в приемник в соответствии с вариантами осуществления.

Далее, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, на которых элементы, имеющие ту же самую или аналогичную функцию, обозначены теми же самыми ссылочными позициями.

Фиг. 7 является схематичным представлением радио передачи между передатчиком 210 и приемником 212 сети беспроводной связи, описанной выше со ссылкой на фиг. 1. Передатчик 210 может быть базовой станцией eNB или пользовательским оборудованием, а приемник 212 может быть устройством IoT или другим пользовательским оборудованием, работающим в соответствии с NB-IoT. Приемник 212 включает в себя приемную секцию 214 и передающую секцию 216, обе связанные с антенной 218. Приемник 212, посредством антенны 218, принимает радиосигнал от передатчика 210, и радиосигнал обозначен на фиг. 7 как 220. Радиосигнал включает в себя первую полосу SC частот, также называемую первым каналом или первой несущей, и вторую полосу D1 частот, также называемую вторым каналом или второй несущей. Каждая из полос SC, D1 частот включают в себя или переносит сигнал. Первая полоса SC частот включает в себя первый сигнал 222, имеющий множество M-кадров 226_n-1, 226_n и 226_n+1. Вторая полоса D1 частот включает в себя второй сигнал 224, имеющий множество M-кадров 228_n-1, 228_n и 228_n+1. В соответствии с вариантами осуществления, первый сигнал может быть унаследованной несущей NB-IoT LTE Rel. 13, которая поддерживает унаследованных пользователей. В соответствии с настоящим изобретением, первый сигнал может транспортировать новую системную информацию для новых пользователей со ссылкой на вторую/третью/четвертую узкополосную несущую, как описано в настоящем документе. Число M-кадров может быть больше или меньше, чем то, что изображено на фиг. 7. Каждый из M-кадров включает в себя 10 M-подкадров, каждый из которых имеет структуру, как объяснено выше со ссылкой на фиг. 2 и 3, т.е. каждый подкадр, в соответствии с изображенным вариантом осуществления, включает в себя множество символов ресурсов, определенных одной из поднесущих и одним из символов OFDM.

В отличие от в подходов из уровня техники, в которых первые ресурсные элементы в каждом M-подкадре отображаются или распределяются на управляющую информацию в M-PDCCH, а другие ресурсные элементы отображаются по меньшей мере на один из M-PBCH, M-PSCH, M-PDSCH или M-PUSCH (физический совместно используемый канал восходящей линии связи) или M-RACH (канал случайного доступа), согласно подходу в соответствии с изобретением, по меньшей мере один из сигналов в первой и второй полосах SC, D1 частот выделен для одной или более заданных функциональностей. Например, M-подкадры первого сигнала 222 могут включать в себя информацию соединения, такую как вышеназванный канал синхронизации, включающий в себя первичный и/или вторичный сигналы синхронизации, и системную информацию, при этом второй сигнал 224 имеет подкадры, все из которых свободны от какой бы то ни было информации соединения. Приемник 212 обрабатывает принятый радиосигнал 220 и прослушивает первую полосу SC частот, в которой передается первый сигнал 222, чтобы принять информацию соединения, позволяющую приемнику 212 установить соединение с сетью беспроводной связи путем установки, например, радиосвязи с передатчиком 210. Другими словами, согласно подходу в соответствии с изобретением, обеспечивается информация соединения, позволяющая приемнику 212 устанавливать соединение с сетью связи, не обеспечиваемая во втором сигнале 224 во второй полосе D1 частот, так что любой приемник, прослушивающий не первую полосу SC частот, не находится в положении для установки соединения с передатчиком 210. Как только необходимая информация соединения получена, приемник также будет проинформирован, посредством информации полосы, о второй полосе D1 частот, подлежащей использованию для приема/передачи дополнительной информации или данных.

Согласно подходу в соответствии с изобретением, информация соединения может помещаться в пределах M-подкадров первого сигнала 222 с более короткими интервалами, чем в вышеописанном подходе из уровня техники, позволяя осуществлять синхронизацию приемника 212 с сетью беспроводной связи с уменьшенной задержкой. В одном или более M-подкадрах первого сигнала 222 ресурсные элементы могут отображаться на информацию соединения. К тому же, ресурсные элементы в M-подкадрах первого сигнала 222 отображаются на информацию полосы, указывающую вторую полосу D1 частот, включающую в себя второй сигнал 224. Приемник 212, после синхронизации и установления соединения с системой связи, на основании информации полосы, работает во второй полосе D1 частот, т.е. приемная секция 214 обрабатывает второй сигнал 224, например, путем настройки приемной секции 214 на основе информации полосы из первой полосы SC частот во вторую полосу D1 частот. В других вариантах осуществления, приемная секция 214 может работать так, чтобы прослушивать одновременно первую и вторую полосы SC, D1 частот, и как только соединение с сетью беспроводной связи было установлено, второй сигнал 224 во второй полосе D1 частот будет обрабатываться. В других вариантах осуществления, приемная секция 214 может работать в полнодуплексном режиме, а не в описанном полудуплексном режиме, чтобы прослушивать одну или более несущих во время передачи на одной или более других несущих. Базовые станции в NR могут также передавать и принимать на той же самой частоте в полнодуплексном режиме.

В соответствии с вариантами осуществления, второй сигнал 224 может содержать M-PDCCH, а также ресурсные элементы, отображаемые на M-PDSCH, M-PUSCH и M-RACH. После направления от первого сигнала 222 на второй сигнал 224, приемник 212 работает в соответствии с управляющей информацией, полученной на втором сигнале, выполняет этапы для осуществления доступа к сети с использованием M-RACH и принимает/передает данные на ресурсных элементах, обеспеченных в M-PDSCH и M-PUSCH.

Таким образом, подход в соответствии с изобретением позволяет осуществлять отображение одной или более заданных функциональностей на одну или более полос частот или каналов NB-IoT, каждый из которых имеет, например, ширину полосы 200 кГц. Подход в соответствии с изобретением позволяет осуществлять агрегирование нескольких несущих (полос) 200 кГц для той же самой функциональности. Например, если несущая NB-IoT распределена внутри защитной полосы LTE (см. фиг. 5(c) выше), могут использоваться две несущих NB-IoT, одна справа и одна слева от компонентной несущей LTE. Эти несущие NB-IoT защитной полосы могут работать одновременно с ʺнормальнойʺ полосой LTE и могут обеспечивать дополнительную информацию или более устойчивую информацию для UE, работающих как узкополосное или широкополосное устройство. Далее, может обеспечиваться дополнительная информация. Более того, несущие NB-IoT могут распределяться и агрегироваться в дуплексном промежутке между компонентной несущей FDD нисходящей линии связи и восходящей линии связи, например, в системе LTE или UMTS FDD.

В соответствии с вариантами осуществления, первая полоса SC частот, включающая в себя первый сигнал 222, может назначаться, чтобы включать в себя, вместе с информацией полосы, только информацию канала синхронизации и широковещательную информацию, требуемую для установки соединения с сетью беспроводной связи, например, M-PSCH и M-SSCH, включая первичный и/или вторичный сигналы синхронизации PSS, SSS и широковещательный канал M-PBCH. Второй сигнал 224 может быть выделенным каналом, включающим в себя одно или более из системной информации, управляющей информации (M-PDCCH), M-PDSCH, M-PUSCH или M-RACH.

В соответствии с другими вариантами осуществления, могут использоваться более двух полос частот, например, третья полоса частот и четвертая полоса частот, включающие в себя третий сигнал и четвертый сигнал, соответственно, которые являются выделенными сигналами, включающими в себя только одну из вышеуказанной информации. В соответствии с другими вариантами осуществления, связанные каналы могут комбинироваться, например, каналы, связанные с конкретным пользователем, так что, например, второй сигнал 224 включает в себя данные и управляющие сообщения для конкретного приемника 212. В других вариантах осуществления, каналы, связанные с передачей, могут комбинироваться, например, первый сигнал 222 может использоваться как для синхронизации, передачи системной информации и управляющей информации, так и для обеспечения M-PDSCH, при этом второй сигнал 224 используется только для восходящей линии связи, такой как M-RACH и PUSCH.

В соответствии с вариантами осуществления, может обеспечиваться подход балансирования нагрузки, в соответствии с которым системная информация или информация полосы в первом сигнале 222 указывают разным приемникам вторую полосу D1 частот или третью и четвертую полосу частот как подлежащие использованию конкретным приемником для получения управляющей информации и информации канала случайного доступа, тем самым выравнивая трафик в соответствующих полосах или каналах. Например, конкретным приемникам 212, таким как устройства IoT, обеспечивающие предупреждения, может сигнализироваться полоса частот, которая резервируется для связи с устройствами такого рода. В соответствии с другими вариантами осуществления, системная информация может случайным образом назначать вторую, третью или четвертую полосы частот для приемника 212, соединяющегося с сетью, тем самым обеспечивая случайный выбор. Может также обеспечиваться взвешенный случайный выбор.

В соответствии с другими вариантами осуществления, одна из полос частот может использоваться в качестве канала привязки, может обеспечивать информацию скачкообразной последовательности или сообщение реконфигурации для приемника 212.

Фиг. 8 показывает вариант осуществления подхода в соответствии с изобретением, в котором радиосигнал включает в себя три полосы SC, D1, D2 частот или канала, один канал SC выделяется, чтобы включать в себя информацию синхронизации, системную информацию и информацию управляющего канала, и другие каналы D1, D2 выделяются для совместно используемого канала данных нисходящей линии связи. Фиг. 8(a) показывает традиционной подход, и фиг. 8(b) показывает подробности подхода в соответствии с изобретением.

Фиг. 8(a) показывает три канала или полосы C1-C3 частот, работающие в соответствии с традиционным NB-IoT. Для каждого из каналов C1-C3, показаны три M-подкадра 200₀-200₂. Каждый канал имеет одну и ту же структуру в том, что первый подкадр 200₀ M-кадра, помимо M-PDCCH и M-PDSCH, также включает в себя M-PBCH. Последующие M-подкадры не включают в себя широковещательную информацию, и только второй M-подкадр 200₁ включает в себя M-PSCH. Структура каждого из каналов C1-C3 соответствует структуре, показанной на фиг. 4. Таким образом, каждый из каналов C1-C3 включает в себя информацию, покрывающую всю функциональность, обеспечиваемую приемнику.

Фиг. 8(b) показывает вариант осуществления в соответствии с подходом в соответствии с изобретением, отображающим одну или более заданных функциональностей на несколько полос или каналов NB-IoT. Как на фиг. 8(a), используются три полосы SC, D1, D2 частот или канала для обслуживания устройства IoT. Снова, показаны три последовательных M-подкадра 200₀-200₂. По сравнению с фиг. 8(a), каждая из полос SC, D1, D2 частот является выделенной полосой частот или каналом. Например, первый канал SC может называться каналом синхронизации и, в отличие от фиг. 8(a), первый канал SC включает в себя в каждом M-подкадре 200₀-200₂ M-PSCH и M-PBCH. Дополнительно PDCCH обеспечен в каждом из M-подкадров 200₀-200₂. Приемник 212 (см. фиг. 7) настроен на первую полосу SC частот, включающую в себя канал SC синхронизации, и, на основании информации синхронизации и широковещания, может устанавливать соединение с сетью связи, например, с передатчиком 210 (см. фиг. 7). К тому же, дополнительная информация, обеспеченная в канале SC синхронизации, информирует приемник о дополнительных полосах частот, которые являются доступными. Таким образом, в соответствии с вариантом осуществления согласно фиг. 8(b), первый сигнал в канале SC синхронизации является таким, что один или более из M-подкадров каждого M-кадра включает в себя информацию соединения, позволяющую осуществлять соединение с сетью. В соответствии с другими вариантами осуществления, канал синхронизации может включать в себя только, в каждом M-подкадре, информацию соединения вместе с информацией полосы, информирующей приемник о дополнительных полосах частот, которые доступны. Информация соединения может передаваться непрерывно в каждом M-подкадре или может передаваться с промежутками, например, в n-ом M-подкадре. В последнем случае, когда передатчик является устройством с батарейным питанием, например, другим UE, информация синхронизации отправляется только в конкретные моменты времени, чтобы уменьшать потребление энергии в передатчике.

Вторая и третья полосы D1, D2 частот или каналы D1, D2 выделены для M-PDSCH, и никакой из подкадров второго и третьего сигнала 224, 230 во второй и третьей полосе D1, D2 частот не включает в себя никакую информацию соединения. Как только приемник выполнил соединение с сетью связи, приемник настраивается на одну из полос D1, D2 частот или обе полосы D1, D2 частот, чтобы принимать и обрабатывать данные, обеспеченные по этим каналам D1, D2 в нисходящей линии связи.

В варианте осуществления согласно фиг. 8, в соответствии с подходом согласно изобретению, конкретная информация, подлежащая подаче в приемник 212, отправляется посредством отдельных физических узкополосных каналов. Преимущество подхода согласно изобретению состоит в том, что он делает систему в целом более масштабируемой. Например, в случае, если требуется большая управляемая ширина полосы, могут добавляться дополнительные каналы, например, канал, имеющий ресурсные элементы, отображаемые только на M-PDCCH, или дополнительный канал синхронизации. Другое преимущество подхода в соответствии с изобретением состоит в том, что ввиду обеспечения синхронизации и системной информации в выделенной полосе SC синхронизации, процедура поиска соты в приемнике 212 является более быстрой и менее сложной. Например, чтобы улучшить проверку доступа, может использоваться выделенный канал для M-RACH, тем самым ускоряя процедуру случайного доступа. Еще одно другое преимущество подхода в соответствии с изобретением состоит в том, что он масштабируется. Например, 1…n доступных полос частот или каналов могут агрегироваться в частотной области, также упоминается как агрегация несущих NB-IoT, и если требуются дополнительные емкости (пропускные способности), могут быть введены дополнительные каналы.

В примере согласно фиг. 8(b), использование канала синхронизации SC или использование более одного из этих каналов синхронизации обеспечивает информацию синхронизации по меньшей мере с основной системной информацией, указывающей, например, на дополнительную системную информацию на другом канале. В дополнение к информации синхронизации, транспортируемой по каналу синхронизации SC, в варианте осуществления согласно фиг. 8, дополнительная информация передается на этом канале. В соответствии с другими вариантами осуществления, данные могут также передаваться на этом канале. Системная информация включает в себя необходимую информацию о соте, например, размер FFT и т.д., и положение дополнительных каналов и функцию этих дополнительных каналов. Для UE, поддерживающих узкополосную агрегацию и способных обрабатывать несколько управляющих каналов в одно и то же время, управляющие данные могут разделяться на несколько полос частот, что может создавать возможности лучшего использования ресурсов управляющих каналов. Основные параметры системы могут включать в себя ID соты, режим работы, положение дополнительных каналов NB-IoT или полос LTE и флажок запрета доступа. Путем сигнализации дополнительной полосы, UE может переключаться на одну из этих полос после синхронизации и декодирования блока системной информации (SIB), и поскольку имеется выделенная узкая полоса, синхронизация и блоки системной информации могут передаваться более часто.

Каналы D1, D2, как изображено на фиг. 8(b), могут быть выделенными каналами данных DL, на которых передаются данные DL, и устройство IoT переходит на соответственную полосу после приема разрешения DL. Каналы D1, D2 сигнализируются на устройство IoT системной информацией. К тому же, эти каналы могут использоваться устройствами не-IoT, например, пользователи LTE в случае устройств не-IoT запланированы для этих полос. Вышеупомянутая системная информация, в соответствии с вариантами осуществления, может также извещать о каналах, имеющих остальную пропускную способность, или извещать о приоритете/вероятности выбора такого канала посредством UE. Кроме того, каналы могут уведомляться для определенных групп UE или специальных функций, например, аварийного M-RACH, чтобы позволять конкретным устройствам, которым необходимо установить соединение с системой, немедленно использовать эти случаи.

Фиг. 9 показывает пример для соединения приемника с сетью связи, более конкретно с ее базовой станцией, с использованием системы NB-IoT согласно подходу в соответствии с изобретением с использованием выделенных полос частот, например, системы, как показано на фиг. 8(b), включая дополнительные полосы для канала случайного доступа и для управляющего канала. UE, первоначально, осуществляет поиск (1) каналов для сигналов PSS и SSS, которые используются также для первоначальной временной и частотной синхронизации. Приняв такие сигналы синхронизации, UE декодирует (2) системную информацию из M-PBCH, например, отображение M-RACH на M-PDCCH. К тому же, запрет доступа и/или специальные каналы для высокоприоритетного/аварийного доступа могут сигнализироваться. Случайный доступ выполняется (3) на полосе i, специфицированной в системной информации системы или информации полосы, и UE декодирует (4) управляющую информацию на M-PDCCH на полосе j в зависимости от вышеупомянутого отображения M-RACH на M-PDCCH, что завершает процесс соединения. В это время, как показано на фиг. 9, устройство IoT соединяется с сетью связи. Данные могут теперь передаваться (5) в M-PDSCH, который может обеспечиваться на отдельной полосе частот, как указано, либо управляющей информацией, либо системной информацией.

Фиг. 10 показывает пример вышеупомянутого отображения M-RACH на M-PDCCH в системе с 1…N каналами M-RACH и 1…K каналами M-PDCCH, причем N может быть больше, меньше или равно K. Заданный M-PDCCH исходного RACH может использоваться для первоначального ответа RACH, и, после первоначального случайного доступа, конкретный пользователь может назначаться разному управляющему каналу. Это отображение может храниться в приемнике или может широковещательно передаваться с использованием M-PBCH в случае, если другие UE требуют эту информацию. Фиг. 10 показывает пример N каналов M-RACH и K каналов M-PDCCH, каждый из которых может передаваться в выделенной полосе частот. В соответствии с примерами, каждый из каналов 1…N и 1…K может быть выделенными каналами, включающими в себя только M-PARCH или M-PDCCH. Информация отображения, обеспеченная посредством M-PBCH, может указывать только полосу частот, где находить управляющую информацию. В соответствии с другими вариантами осуществления, соответствующие каналы могут также включать в себя другую информацию, и соответственная информация случайного доступа и управляющая информация могут помещаться в конкретных положениях в пределах канала. В этом случае, информация отображения, обеспеченная посредством M-PBCH, может указывать полосу частот, где находить управляющую информацию, и местоположение в пределах соответствующей полосы частот, например, какие ресурсные элементы в пределах M-подкадра распределены для управляющей информации.

В примере на фиг. 10, несколько выделенных каналов случайного доступа могут обеспечиваться, и каналы или полосы частот могут разделяться по доступной мощности, так что устройства с батарейным питанием могут назначаться менее перегруженным каналам M-RACH, чем UE, где могут допускаться несколько повторных передач. Это может сигнализироваться, как упомянуто выше, в блоке системной информации в зависимости от категории UE, типа информации (толерантная к задержке информация/предупреждение/аварийный) или класса приоритета USIM (универсальный модуль идентификации абонента). В ответ на случайный доступ, каждая полоса может иметь выделенный канал ответа M-RACH (M-PDCCH), или выделенная последовательность M-RACH может зависеть от управляющего канала, который прослушивает UE.

Фиг. 11 показывает пример системы NB-IoT с использованием выделенного канала M-RACH. Аналогично тому, как для фиг. 8, фиг. 11(a) показывает традиционный подход для сигнализации канала M-RACH, и фиг. 11(b) показывает сигнализацию согласно подходу в соответствии с изобретением.

На фиг. 11(a) показаны три полосы частот или каналы C1-C3, и M-RACH обеспечены в первом и втором M-подкадрах 200₀ и 200₁. Следующие M-кадры обеспечены для M-PUSCH. Таким образом, в соответствии с традиционным подходом, случайный доступ возможен только, когда информация случайного доступа была получена из первого и/или второго M-подкадров 200₀ и 200₁.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, как изображено на фиг. 11(b), в дополнение к каналу SC синхронизации, как объяснено выше со ссылкой на фиг. 8 и в дополнение к каналу D1, не включающему в себя какую-либо информацию соединения, обеспечены дополнительные каналы или полосы RU, U1, U2 частот, которые могут также не включать в себя информацию соединения. Узкополосная несущая полосы RU частот обеспечена для информации случайного доступа, и дополнительные каналы U1, U2 восходящей линии связи обеспечены на отдельных несущих или полосах частот. Таким образом, в то время как традиционный подход на фиг. 11(a) имеет на каждой узкополосной несущей C1-C3 свои собственные ресурсы M-RACH и UL, согласно подходу в соответствии с изобретением, ресурсы реорганизуются, чтобы обеспечить возможность постоянного случайного доступа на выделенном канале RU, в то время как дополнительные каналы U1 и U2 обеспечивают дополнительные ресурсы восходящей линии связи.

В соответствии с другими вариантами осуществления, ресурсы M-RACH и UL в традиционном подходе согласно фиг. 11(a) могут быть реорганизованы разными способами, так что в каждом канале C1-C3 ресурсы UL и ресурсы случайного доступа сохраняются в одном и том же канале. Однако, в отличие от фиг. 11(a), сегменты случайного доступа не начинаются в одно и то же время, а сдвигаются. Фиг. 12 описывает варианты осуществления для сдвинутых сегментов случайного доступа путем реорганизации ресурсов тем способом, как описано выше.

Фиг. 12(a) показывает традиционную компоновку последовательности случайного доступа в сигнале NB-IoT. При рассмотрении трех полос частот или несущих C1-C3, в каждом из каналов, информация случайного доступа синхронизируется среди каналов и возникает в каждом канале в то же самое время в интервале Δt₁.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, этой синхронизации избегают. Напротив, как показано на фиг. 12(b), в пределах соответствующих каналов C1-C3, информация случайного доступа сдвигается по отношению друг к другу, так что интервал Δt₂ между сегментами случайного доступа короче, чем интервал Δt₁ в традиционном подходе, тем самым позволяя уменьшить время доступа, например, для устройства IoT, которое способно прослушивать каждую из полос C1-C3 частот.

Фиг. 12(c) показывает другой вариант осуществления подхода в соответствии с изобретением, обеспечивающий возможность уменьшенной сигнализации при помощи передатчика, обеспечивающего сигналы в полосах C1-C3 частот. В случае трех полос частот, сегмент случайного доступа сигнализируется при наблюдении всех трех каналов с одним и тем же временным интервалом Δt₁. Однако первый сегмент случайного доступа сигнализируется на первой несущей, второй сегмент случайного доступа сигнализируется на второй несущей, и третий сегмент случайного доступа сигнализируется на третьей несущей. В соответствии с этим, следующий, четвертый сегмент случайного доступа снова сигнализируется на первой несущей. Это уменьшает сигнализацию в каждом канале, требуемом передатчиком.

В соответствии с вариантами осуществления, описанными выше, специфические для функции узкополосные каналы позволяют простым (низкой сложности) приемникам работать на одном узкополосном канале в каждый момент времени. Приемный модуль приемника (см. фиг. 7) может обеспечивать возможность полудуплексной работы, т.е. разрешает работу на одной полосе частот в один момент времени. В других вариантах осуществления, могут обеспечиваться более сложные устройства, например, приемники, работающие в режиме агрегации несущих или широкополосного приема, позволяющем принимать данные на нескольких полосах частот, чтобы агрегировать несколько из вышеописанных узкополосных каналов или даже комбинации каналов стандарта LTE и узкополосных каналов. Эта агрегация позволяет таким устройствам синхронизироваться быстрее и иметь более высокие скорости передачи наряду с одновременным приемом управляющих и пользовательских данных. Более сложные приемопередатчики (устройство IoT или базовая станция) могут работать в полнодуплексном режиме с одновременной передачей и приемом одной или нескольких узкополосных несущих.

Фиг. 13 показывает схематичное представление узкополосной системы IoT с использованием шести полос частот или каналов и то, как устройства, имеющие разные приемные модули, используют соответствующие каналы. На фиг. 13, первый канал является каналом синхронизации, передающим по меньшей мере информацию PSS и SSS. Второй канал является каналом данных, и третий канал является управляющим каналом. Четвертый канал, снова, является каналом синхронизации, и пятый и шестой каналы являются, снова, каналами данных. Второй, третий, пятый и шестой каналы являются выделенными каналами, которые, в соответствии с вариантами осуществления, не включают в себя какую-либо информацию, позволяющую приемнику соединяться с сетью связи. В варианте осуществления согласно фиг. 13 предполагаются три разных класса устройств, а именно, устройство 200 кГц, которое имеет приемный модуль, который работает на одном узкополосном канале в один момент времени. Согласно подходу в соответствии с изобретением, сигналы, передаваемые в соответствующих полосах 1-6 частот, являются, в полосах 1 и 4 частот, информацией соединения и информацией полосы, а остальные полосы 2, 3, 5 и 6 частот включают в себя данные и управляющую информацию, но свободны от какой-либо информации соединения, так что приемник, прослушивающий полосы 2, 3, 5 и 6, не может устанавливать соединение с сетью связи.

Приемник 200 кГц первоначально прослушивает полосу 1 частот, чтобы принять информацию соединения и информацию полосы. Как только приемник соединяется с сетью связи, на основе информации полосы в полосе 1 частот, приемный модуль настраивается на полосу 3 частот, чтобы получить управляющую информацию для работы приемника. Управляющая информация включает в себя дополнительно информацию полосы, управляющую приемником, для переключения приемного модуля в полосу 2 частот, чтобы принимать или отправлять данные.

Фиг. 13 дополнительно показывает устройство 400 кГц, которое способно прослушивать две полосы частот одновременно, и устройство первоначально настраивается на прослушивание одновременно двух смежных полос 3 и 4 частот, чтобы получать информацию соединения наряду с управляющей информацией, и, на основе информации полосы, приемник может настраиваться на полосы 5 и 6 частот, чтобы принимать/передавать данные в этих полосах.

Еще одно устройство, показанное на фиг. 13, является устройством 800 кГц, одновременно прослушивающим четыре полосы 1-4 частот, из которых полосы 1 и 4 включают в себя информацию соединения, которая обеспечивает возможность более быстрого соединения такого устройства, так как может использоваться информация для соединения из обеих полос 1 и 4 синхронизации. Управляющая информация находится в полосе 3, сигнализируется полосами синхронизации, и данные могут отправляться/приниматься в полосе 2.

В примерах, описанных выше со ссылкой на фиг. 13, показаны устройства 400 кГц и 800 кГц для прослушивания смежных полос частот, что может достигаться при помощи подходящего широкополосного приемника. Однако, в соответствии с другими примерами, устройства 400 кГц и 800 кГц могут включать в себя отдельные узкополосные приемники, прослушивающие только одну полосу частот и работающие одновременно, и при настройке соответствующих узкополосных приемных модулей на смежные полосы частот, может быть реализована схема прослушивания, как показано на фиг. 13. В других примерах, устройства 400 кГц и 800 кГц могут работать на несмежных полосах частот, например, путем настройки отдельных узкополосных или широкополосных приемников на разные частоты, так что, например, в случае устройства 400 кГц, первый узкополосный приемный модуль может прослушивать полосу 1 частот для получения информации соединения, а второй приемный модуль прослушивает полосу 3 частот, чтобы получить управляющую информацию. Аналогичным образом, устройство 800 кГц может прослушивать отдельные полосы частот.

В случае устройств 400 кГц и 800 кГц, могут достигаться более высокие скорости передачи данных и/или одновременный прием управляющих каналов и каналов данных. Аналогично этому, если UE имеет широкополосный передатчик, или если оно имеет несколько узкополосных передатчиков, оно может использовать несколько полос одновременно, которые могут также быть смежными полосами, как и полосы 5 и 6 частот на фиг. 13, что обеспечивает возможность более высокой скорости передачи данных в восходящей линии связи. Кроме того, за счет скачкообразного перехода между несколькими каналами в нисходящей линии связи и восходящей линии связи, может быть реализовано частотное разнесение. В примере согласно фиг. 13, при использовании системы NB-IoT вместе с полосой LTE, как объяснено выше со ссылкой на фиг. 5(a) и 5(c), нижние два канала 5 и 6 данных могут динамически совместно использоваться между узкополосными пользователями IoT и LTE.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в системе беспроводной связи, как изображено на фиг. 1, включающей в себя базовые станции, пользователи, такие как мобильные терминалы, и устройства IoT. Фиг. 14 является схематичным представлением системы 250 беспроводной связи для передачи информации от передатчика TX на приемник RX. Передатчик TX включает в себя по меньшей мере одну антенну ANT_TX, и приемник RX включает в себя по меньшей мере одну антенну ANT_RX. В других вариантах осуществления, передатчик TX и/или приемник RX могут включать в себя более одной антенны для реализации MIMO, SIMO или MISO. Как указано стрелкой 252, сигналы передаются между передатчиком TX и приемником RX посредством линии беспроводной связи, такой как радиолиния. Передача может происходить в соответствии с методом связи OFDMA.

Сигнализация между передатчиком TX и RX происходит в соответствии с вышеописанными вариантами осуществления настоящего изобретения. Например, приемник RX принимает посредством антенны радиосигнал от передатчика TX и подает сигнал на демодулятор 254 OFDMA, включающий в себя сигнальный процессор 256 для обработки радиосигнала. Радиосигнал имеет по меньшей мере первую полосу SC частот и вторую полосу D1 частот. Первая полоса SC частот включает в себя первый сигнал, вторая полоса D1 частот включает в себя второй сигнал, и каждый из первого сигнала и второго сигнала имеет множество кадров, каждый кадр имеет множество подкадров. Один или более из подкадров первого сигнала содержат информацию соединения, позволяющую приемнику устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и информацию полосы, указывающую вторую полосу D1 частот. Все из подкадров второго сигнала свободны от любой информации соединения. Приемник RX устанавливает соединение с системой беспроводной связи с использованием информации соединения и, после установления соединения с системой беспроводной связи и в ответ на информацию полосы, работает во второй полосе D1 частот.

Передатчик TX содержит модулятор 258 OFDMA, содержащий сигнальный процессор 260 для генерации сигнала, подлежащего передаче на приемник RX. Передатчик TX может передавать радиосигнал, имеющий по меньшей мере первую полосу SC частот и вторую полосу D1 частот. Первая полоса SC частот включает в себя первый сигнал, вторая полоса D1 частот включает в себя второй сигнал, и каждый из первого сигнала и второго сигнала имеет множество кадров, и каждый кадр имеет множество подкадров. Один или более подкадров первого сигнала содержит информацию соединения, позволяющую приемнику RX устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и информацию полосы, указывающую вторую полосу D1 частот. Все из подкадров второго сигнала свободны от любой информации соединения. Передатчик включает в себя модулятор OFDMA, работающий, чтобы распределять информацию соединения и информацию полосы наряду с другой информацией в подкадрах в соответствующих полосах частот.

Фиг. 15 является блок-схемой передатчика 300 в системе беспроводной связи для передачи радиосигнала на приемник в соответствии с вариантами осуществления, описанными выше. Передатчик 300 принимает данные 302, которые кодируются кодером 304 канала, модулируются модулятором 306 и отображаются на несколько несущих или полос частот устройством 308 отображения. Управляющие сигналы 314 обеспечиваются блоком 316 управления канала и управляющим модулем 318 отображения, пилотные символы 320 обеспечиваются генератором 322 пилотных символов, и сигналы 324 PSS/SSS обеспечиваются генератором 326 сигналов PSS/SSS. Сигналы объединяются объединителем 312, так что обеспечивается первый сигнал, подлежащий передаче в первой полосе SC частот, и обеспечивается второй сигнал, подлежащий передаче во второй полосе D1 частот. Сигналы комбинируются так, что первый сигнал имеет один или более подкадров, включающих в себя информацию соединения, позволяющую приемнику устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и информацию полосы, указывающую вторую полосу D1 частот, и так что все из подкадров второго сигнала свободны от любой информации соединения. Объединенные сигналы 328 подаются в блок 330 IFFT+CP и преобразуются посредством DAC 332 в аналоговую область. Аналоговый сигнал 336 обрабатывается для радиопередачи и, в конечном счете, передается антенной 338.

Хотя некоторые аспекты описанного принципа были описаны в контексте устройства, ясно, что эти аспекты также представляют описание соответствующего способа, причем блок или устройство соответствует этапу способа или признаку этапа способа. Аналогично, аспекты, описанные в контексте этапа способа, также представляют описание соответствующего блока или элемента или признака соответствующего устройства.

В зависимости от определенных требований реализации, варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в аппаратных средствах или в программном обеспечении. Реализация может быть выполнена с использованием цифрового носителя хранения, например, облачного хранилища, гибкого магнитного диска, DVD, Blue-Ray, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM или FLASH-памяти, имеющих электронно-считываемые управляющие сигналы, хранящиеся на них, которые взаимодействуют (или способны взаимодействовать) с программируемой компьютерной системой, так что выполняется соответствующий способ. В связи с этим, цифровой носитель хранения может считываться компьютером.

Некоторые варианты осуществления, согласно изобретению, содержат носитель данных, имеющий электронно-считываемые управляющие сигналы, которые способны взаимодействовать с программируемой компьютерной системой, так что выполняется один из способов, описанных в настоящем документе.

В общем, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы как компьютерный программный продукт с программным кодом, программный код приводится в действие для выполнения одного из способов, когда компьютерный программный продукт исполняется на компьютере. Программный код может, например, храниться на машиночитаемом носителе.

Другие варианты осуществления содержат компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе, хранящуюся на машиночитаемом носителе. Другими словами, вариант осуществления соответствующего изобретению способа является компьютерной программой, имеющей программный код для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе, когда компьютерная программа исполняется на компьютере.

Другим вариантом осуществления соответствующих изобретению способов является носитель данных (или цифровой носитель данных или машиночитаемый носитель), содержащей записанную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Другим вариантом осуществления соответствующего изобретению способа является поток данных или последовательность сигналов, представляющих компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Поток данных или последовательность сигналов может, например, конфигурироваться, чтобы переноситься посредством соединения передачи данных, например, посредством Интернета. Другой вариант осуществления содержит средства обработки, например, компьютер или программируемое логическое устройство, выполненное с возможностью или адаптированное для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе. Другой вариант осуществления содержит компьютер, имеющий установленную на нем компьютерную программу для выполнения одного из способов, описанных в настоящем документе.

В некоторых вариантах осуществления, программируемое логическое устройство (например, программируемая вентильная матрица) может использоваться для выполнения некоторых или всех из функциональностей способов, описанных в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления, программируемая вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором, чтобы выполнять один из способов, описанных в настоящем документе. В общем, способы предпочтительно выполняются любым аппаратным устройством.

Вышеописанные варианты осуществления являются лишь иллюстративными для принципов настоящего изобретения. Следует понимать, что модификации и варианты структур и подробностей, описанных в настоящем документе, будут очевидны специалистам в данной области техники. В связи с этим подразумевается, что ограничения определяются только объемом прилагаемой формулы изобретения, а не конкретными подробностями, представленными в описании и пояснении вариантов осуществления в настоящем документе.

Изобретение относится к области сетей/систем беспроводной связи, более конкретно – сетей/систем беспроводной связи, доступ к которым могут осуществлять узкополосные приемники низкой сложности, такие как устройства IoT (Интернета вещей). Приемник (212), например устройство IoT, принимает и обрабатывает радиосигнал (220). Радиосигнал (220) имеет по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот. Первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) включает в себя множество кадров (226), каждый кадр (226) имеет множество подкадров (M-подкадр). Один или более подкадров (M-подкадр) первого сигнала (222) включают в себя информацию соединения, позволяющую приемнику (212) устанавливать соединение с системой беспроводной связи. Все из подкадров (M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения. Приемник (212) устанавливает соединение с системой беспроводной связи с использованием информации соединения и, после установления соединения с системой беспроводной связи и в ответ на информацию полосы, указывающую вторую полосу (D1) частот, работает во второй полосе (D1) частот. 8 н. и 19 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Приемник для системы беспроводной связи,

причем приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) выполнен с возможностью приёма и обработки радиосигнала (220), причём радиосигнал (220) содержит по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот, причём первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), причём вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и при этом каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) содержит множество кадров (226, M-кадр), причём каждый кадр (226, M-кадр) имеет множество подкадров (200, M-подкадр),

причем один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержат информацию соединения, позволяющую приемнику (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) устанавливать соединение с системой беспроводной связи,

причем все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения, так что приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), прослушивающий второй сигнал, не может устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и

причем приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) выполнен с возможностью установления соединения с системой беспроводной связи с использованием информации соединения и, после установления соединения с системой беспроводной связи и в ответ на информацию полосы, указывающую вторую полосу (D1) частот, работы во второй полосе (D1) частот.

2. Приемник по п. 1, в котором каждый подкадр (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержит информацию соединения.

3. Приемник по п. 1, в котором информация соединения содержит информацию синхронизации (M-PSCH, M-SSCH) и/или системную информацию (M-PBCH).

4. Приемник по п. 1, в котором один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) дополнительно содержат одно или более из:

области для управляющего канала (M-PDCCH), причём приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) выполнен с возможностью управления работой приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) и/или связью с системой беспроводной связи с использованием информации в управляющем канале,

области для канала случайного доступа (M-RACH),

области для канала нисходящей линии связи (M-PDSCH), и/или

области для канала восходящей линии связи (M-PUSCH), и/или

области для управляющего канала восходящей линии связи (M-PUCCH), и/ или

области для многоадресного канала DL или UL.

5. Приемник по п. 1, в котором радиосигнал (220) содержит третью полосу частот, причём третья полоса частот включает в себя первый сигнал (222).

6. Приемник по п. 1, в котором радиосигнал (220) содержит четвертую полосу частот, причём четвертая полоса частот включает в себя второй сигнал (224).

7. Приемник по п. 6, в котором второй сигнал (224) во второй полосе (D1) частот включает в себя системную информацию дополнительной информации полосы, указывающую четвертую полосу частот, причём приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) выполнен с возможностью работы во второй полосе (D1) частот в ответ на дополнительную информацию полосы.

8. Приемник по п. 6, в котором информация полосы указывает для определенного приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) вторую и четвертую полосы радиочастот в зависимости от пропускной способности на соответствующих полосах, в зависимости от вида приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), в зависимости от определенной функции, обеспечиваемой приемником (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), или в зависимости от типа сообщения, переносимого приемником (UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX), например, приоритизированных сообщений, используемых для сигнализации аварийной информации.

9. Приемник по п. 5, причем приемник выполнен с возможностью скачкообразного перехода между множеством полос частот.

10. Приемник по п. 1, причем один или более подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) содержат одно или более из

области для управляющего канала (M-PDCCH), причём приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) выполнен с возможностью управления работой приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) и/или связи с системой беспроводной связи с использованием информации в управляющем канале,

области для канала случайного доступа (M-RACH),

области для канала нисходящей линии связи (M-PDSCH),

области для канала восходящей линии связи (M-PUSCH) и/или

области для многоадресного канала DL или UL.

11. Приемник по п. 1, в котором все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) содержат

только область для управляющего канала (M-PDCCH),

только область для канала случайного доступа (M-RACH),

только область для канала нисходящей линии связи (M-PDSCH),

только область для канала восходящей линии связи (M-PUSCH) или

область для многоадресного канала DL или UL.

12. Приемник по п. 1, содержащий приемную секцию (214), выполненную с возможностью приёма первой полосы (SC) частот и переключения из первой полосы (SC) частот на вторую полосу (D1) частот в ответ на системную информацию, причём приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) выполнен с возможностью переключения из первой полосы (SC) частот на вторую полосу (D1) частот с использованием информации полосы.

13. Приемник по п. 1, содержащий приемную секцию (214), выполненную с возможностью одновременного приёма множества полос частот и одновременной обработки первого и второго сигналов (222, 224).

14. Приемник по п. 1, содержащий передающую секцию, выполненную с возможностью одновременной передачи сигнала на множестве полос частот.

15. Приемник по п. 1, причем приемник является устройством IoT, причём система беспроводной связи выполнена с возможностью обслуживания устройств не-IoT и устройств IoT, и первая и вторая полосы частот (SC, D1) имеют меньшую ширину полосы, чем ширина полосы частот, в пределах которой работают устройства не-IoT.

16. Приемник по п. 1, причем система беспроводной связи использует сигнал на основе IFFT (обратное быстрое преобразование Фурье).

17. Приемник по п. 16, в котором сигнал на основе IFFT включает в себя OFDM с CP, DFT-s-OFDM с CP или волновые формы на основе IFFT без CP.

18. Приемник по п. 17, в котором OFDM с CP используется для передачи нисходящей линии связи, и DFT-s-OFDM с CP или однотональная передача используется для передачи восходящей линии связи.

19. Приемник по п. 1, в котором первый сигнал (222) содержит информацию полосы, указывающую вторую полосу (D1) частот.

20. Приемник по п. 1, в котором информация соединения содержит системную информацию (M-PBCH), причем системная информация обеспечивает случайный выбор или взвешенный случайный выбор из множества полос частот.

21. Радиосигнал (220) для системы беспроводной связи, содержащий:

по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот, причём первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), причём вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и при этом каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) содержит множество кадров (226, M-кадр), причём каждый кадр (226, M-кадр) имеет множество подкадров (200, M-подкадр),

причем один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержит информацию соединения, позволяющую приемнику (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и

причем все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения, так что приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), прослушивающий второй сигнал, не может устанавливать соединение с системой беспроводной связи.

22. Передатчик для системы беспроводной связи,

причем передатчик выполнен с возможностью передачи радиосигнала (220), причём радиосигнал (220) содержит по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот, причём первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), причём вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и при этом каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) содержит множество кадров (226, M-кадр), причём каждый кадр (226, M-кадр) имеет множество подкадров (200, M-подкадр),

причем один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержат информацию соединения, позволяющую приемнику (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и

причем все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения, так что приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), прослушивающий второй сигнал, не может устанавливать соединение с системой беспроводной связи.

23. Система беспроводной связи, содержащая:

приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) по п. 1 и

передатчик по п. 22.

24. Способ беспроводной связи в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

принимают и обрабатывают посредством приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) системы беспроводной связи радиосигнал (220), причём радиосигнал (220) содержит по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот, причём первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), причём вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и при этом каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) содержит множество кадров (226, M-кадр), причём каждый кадр (226, M-кадр) имеет множество подкадров (200, M-подкадр), причем один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержит информацию соединения, позволяющую приемнику (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и причем все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения, так что приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), прослушивающий второй сигнал, не может устанавливать соединение с системой беспроводной связи,

устанавливают соединение приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) с системой беспроводной связи с использованием информации соединения, и

после установления соединения с системой беспроводной связи осуществляют работу приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) во второй полосе (D1) частот в ответ на информацию полосы, указывающую вторую полосу (D1) частот.

25. Способ беспроводной связи в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

передают посредством передатчика системы беспроводной связи радиосигнал (220), причём радиосигнал (220) содержит по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот, причём первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), причём вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и при этом каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) содержит множество кадров (226, M-кадр), причём каждый кадр (226, M-кадр) имеет множество подкадров (200, M-подкадр),

причем один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержат информацию соединения, позволяющую приемнику (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и

причем все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения, так что приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), прослушивающий второй сигнал, не может устанавливать соединение с системой беспроводной связи.

26. Способ беспроводной связи в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

передают посредством передатчика устройства беспроводной связи радиосигнал (220), причём радиосигнал (220) содержит по меньшей мере первую полосу (SC) частот и вторую полосу (D1) частот, причём первая полоса (SC) частот включает в себя первый сигнал (222), причём вторая полоса (D1) частот включает в себя второй сигнал (224), и при этом каждый из первого сигнала (222) и второго сигнала (224) содержит множество кадров (226, M-кадр), причём каждый кадр (226, M-кадр) имеет множество подкадров (200, M-подкадр), причем один или более подкадров (200, M-подкадр) первого сигнала (222) содержит информацию соединения, позволяющую приемнику (UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX) устанавливать соединение с системой беспроводной связи, и причем все из подкадров (200, M-подкадр) второго сигнала (224) свободны от любой информации соединения, так что приемник (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX), прослушивающий второй сигнал, не может устанавливать соединение с системой беспроводной связи,

принимают и обрабатывают посредством приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) системы беспроводной связи радиосигнал (220),

устанавливают соединение приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) с системой беспроводной связи с использованием информации соединения, и

после установления соединения с системой беспроводной связи осуществляют работу приемника (UE₁-UE₃, 104₁-104₂, 212, RX) во второй полосе (D1) частот в ответ на информацию полосы, указывающую вторую полосу (D1) частот.

27. Постоянный машиночитаемый носитель, хранящий инструкции, которые при исполнении компьютером выполняют способ по одному из пп. 24, или 25, или 26.