ФОРМАТЫ NPRACH ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ NB-IOT В РЕЖИМЕ TDD Российский патент 2020 года по МПК H04L5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к сетям беспроводной связи и, в частности, к структуре формата физического канала произвольного доступа (NPRACH) узкополосного Интернета вещей (NB-IoT) для режима дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD).

Уровень техники

Сети беспроводной связи, обеспечивающие передачу голоса и данных в мобильные устройства, повсеместно распространены во многих частях мира и продолжают развиваться с точки зрения технологической сложности, пропускной способности системы, скоростей передачи данных, полосы пропускания, поддерживаемых услуг и тому подобного. Базовая модель беспроводных сетей одного типа, обычно называемых "сотовыми", включает в себя множество фиксированных сетевых узлов (известных под разными названиями, такими как базовая станция, базовая радиостанция, базовая приемопередающая станция, обслуживающий узел, NodeB, eNobeB, eNB и т.п.), каждое из которых предоставляет услуги беспроводной связи большому количеству мобильных устройств (известных под разными названиями, такими как мобильные терминалы, пользовательское оборудование или UE и т.п.) в пределах, как правило, фиксированной географической области, известной как сота или сектор.

Дуплексная передача

Связь от сетевого узла к мобильному устройству называется "нисходящей линией связи" (DL), а связь от мобильного устройства к сетевому узлу называется "восходящей линией связи" (UL). Существует два основных способа разделения этих двух потоков трафика. В режиме дуплексной передачи с частотным разделением каналов (FDD) передачи по UL и DL разделены по частоте (но могут происходить одновременно). В режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) передачи по UL и DL происходят на одной и той же частоте, но разделены по времени защитным периодом (GP) или для краткости промежутком времени между ними для предотвращения помех.

NB-IoT

В то время как один аспект развития беспроводной связи направлен на повышение полосы пропускания и скорости передачи данных (например, поддержку широкого спектра услуг, предоставляемых сложным сотовым телефонам, таким как "смартфоны"), другим аспектом являются новейшие разработки, осуществляемые в противоположном направлении – это предоставление ограниченной полосы пропускания, обслуживание с низкой скоростью передачи данных для простых, дешевых устройств с очень низким уровнем энергопотребления. В проекте партнерства третьего поколения (3GPP) версии 13 (Rel-13) стандартизированы два разных подхода к так называемой "связи машинного типа" или MTC. Усовершенствованная MTC (eMTC), также известная как межмашинная связь долгосрочного развития (LTE-M), включает в себя меры по снижению затрат, такие как более низкая полоса пропускания, более низкие скорости передачи данных и уменьшенная мощность передачи, по сравнению с унаследованным (широкополосным) LTE. Узкополосный Интернет вещей (NB-IoT) более решительно обращается к чрезвычайно дешевому рынку с диапазоном спектра менее 200 кГц и гибкому развертыванию одновременно с унаследованным сетями или вне активного унаследованного спектра. NB-IoT нацелен на улучшенное покрытие внутри помещений, поддержку огромного количества устройств с низкой пропускной способностью, низкую чувствительность к задержкам, сверхнизкую стоимость устройств и низкое энергопотребление.

В ранних спецификациях NB-IoT использовалась FDD. В настоящее время существует потребность в определении стандартов для работы TDD в NB-IoT. Это создает многочисленные проблемы, особенно в случае произвольного доступа, для процесса, с помощью которого мобильное устройство впервые обращается к сети.

Произвольный доступ

Мобильному устройству может потребоваться связаться с сетью (через eNodeB), не имея выделенного ресурса в UL. Для этого доступна процедура произвольного доступа, где UE, которое не имеет выделенного ресурса восходящей линии связи, может передавать сигнал в базовую станцию. Первое сообщение (MSG1 или преамбула произвольного доступа, как описано в данном документе) этой процедуры обычно передается на специальном ресурсе восходящей линии связи, зарезервированном для произвольного доступа, по физическому каналу произвольного доступа (PRACH) с другими ресурсами восходящей линии связи, используемыми для передачи данных. Этот канал, например, может быть ограничен по времени и/или частоте (как в LTE).

Ресурсы, доступные для передачи PRACH, предоставляются мобильным устройствам как часть широковещательной системной информации (или как часть выделенной RRC-сигнализации, например, в случае передачи обслуживания).

По ряду различных причин может использоваться процедура произвольного доступа. Среди этих причин:

начальный доступ (для UE в состояниях LTE_IDLE или LTE_DETACHED);

входящая передача обслуживания;

восстановление синхронизации UL;

запрос планирования (для UE, которому не выделен какой-либо другой ресурс для связи с базовой станцией);

позиционирование.

В процедуре произвольного доступа на основе конкуренции (CBRA) UE начинает процедуру произвольного доступа, выбирая или произвольно выбирая одну из преамбул, доступных для произвольного доступа на основе конкуренции. Затем UE передает выбранное сообщение преамбулы произвольного доступа по PRACH в сетевой узел, такой как eNodeB, действующий в сети.

Сеть подтверждает любую преамбулу, которую она обнаруживает при передаче ответного сообщения произвольного доступа (MSG2), которое может включать в себя по меньшей мере одно из: начального гранта, которое будет использоваться в совместно используемом канале восходящей линии связи, временного идентификатора сотовой радиосети (C-RNTI) и обновления выравнивания по времени (TA) на основе временного сдвига преамбулы, измеренного eNodeB в PRACH. Ответное сообщение произвольного доступа (MSG2) передается по нисходящей линии связи в UE, и проверка циклического избыточного кода (CRC) его соответствующего сообщения физического нисходящего канала управления (PDCCH) может быть скремблирована с помощью временного идентификатора радиосети произвольного доступа (RA-RNTI).

После приема ответного сообщения произвольного доступа (MSG2) UE использует грант для передачи сообщения запланированной передачи (MSG3), который частично используется для запуска установления управления радиоресурсами и частично для уникальной идентификации UE, по общим каналам соты. Команда временного опережения, предоставленная в ответном сообщении произвольного доступа, может применяться при передаче UL в сообщении запланированной передачи (MSG3). eNodeB может изменять ресурсные блоки, которые назначены для сообщения запланированной передачи (MSG3), путем отправки гранта восходящей линии связи, CRC которого скремблируется с помощью временного идентификатора сети сотовой радиосвязи (TC-RNTI).

Затем сообщение устранения конфликтов (MSG4) подвергается своей CRC PDCCH, скремблированной с использованием C-RNTI, если UE ранее назначило C-RNTI. Если UE ранее не назначило C-RNTI, его CRC PDCCH скремблируется с использованием TC-RNTI.

Процедура заканчивается тем, что сеть устраняет любой конфликт преамбулы, который мог возникнуть в случае, когда несколько UE одновременно передали одну и ту же преамбулу. Это может происходить из-за того, что каждое UE случайным образом выбирает то, какую преамбулу использовать и когда ее передавать. Если несколько UE выбирают одну и ту же преамбулу для передачи по RACH, между этими UE будет происходить конфликт, который должен быть устранен с помощью сообщения устранения конфликтов (MSG4). В некоторых случаях два UE могут одновременно передавать одну и ту же преамбулу. Третье UE может также осуществлять передачу по тому же самому RACH, но поскольку оно осуществляет передачу с другой преамбулой, между этим UE и двумя другими UE не происходит конфликта.

Следует отметить, что UE также может выполнять произвольный доступ без конкуренции. Например, eNodeB может инициировать произвольный доступ, основываясь на отсутствии конкуренции, или произвольный доступ без конкуренции (CFRA), чтобы UE могло успешно выполнять синхронизацию в восходящей линии связи. eNodeB инициирует произвольный доступ без конкуренции, отправляя команду PDCCH или указывая ее в RRC-сообщении. Последнее из двух используется в случае передачи.

TDD в NB-IoT

Согласно описанию рабочего элемента (WID) о дальнейших усовершенствованиях NB-IoT [смотри 3GPP RP-170732, “New WI on Further NB-IoT enhancements”, RAN #75], пересмотренном в [RP-171428, “Way Forward on Prioritization of NB-IoT”, RAN #76] и недавно в [RP-172063, “Revised WID on Further NB-IoT enhancements”, RAN 77], одна из задач относится к работе по поддержанию работы TDD в NB-IoT, которая началась с пленарного заседания №76 RAN.

Работа над следующей задачей началась с RAN №76

Поддержка TDD [RAN1, RAN2, RAN4]

Точно определить поддержку TDD для внутриполосного защитного диапазона и автономных режимов работы NB-IoT. Проект должен предполагать, что UE не нуждается в компенсационных интервалах UL и стремиться к единой схеме среди режимов развертывания.

Релаксации MCL, и/или задержка и/или пропускная способность являются целевыми задачам, которые будут рассмотрены RAN1.

Базовая линия состоит в том, чтобы поддерживать те же функции, что и в Rel-13 NB-IoT, дополнительно учитывая сценарии малых сот.

В дополнение к базовой линии осуществляется следующая поддержка:

- основанная на конфигурациях FDD Rel-14:

Позиционирование OTDOA с использованием шаблонов и последовательностей RE NPRS Rel-14. Конфигурации подкадров в части A и части B должны использоваться с необходимыми поправками, если таковые имеются.

Работа без привязки несущей для поискового вызова и произвольного доступа

Категория NB2 UE, с той же самой таблицей TBS, что и FDD, и поддержкой 1 и 2 процессов HARQ UL/DL. Поддержка 2 процессов HARQ UL/DL посредством UE является дополнительной возможностью, доступной для Cat NB2, то есть так же, как и для FDD.

- Можно рассмотреть работу без привязки несущей для системной информации (MIB-NB и любого SIB-NB).

Точное определение конкретных требований к полосе 41.

WID "дальнейших улучшений NB-IoT" подчеркивает важность поддержки работы TDD в NB-IoT. Текст, показанный ниже, можно найти как часть обоснования WID [RP-170732, “New WI on Further NB-IoT enhancements”, RAN #75.]:

В ускоренном процессе стандартизации в Rel-13 был разработан радиоинтерфейс для поддержки полудуплексного FDD. Однако спектр TDD также существует во всем мире, включая нормативно-правовое регулирование и рынки операторов, где существует высокий неудовлетворенный спрос на NB-IoT. В некоторых случаях это требование существует с ранних этапов работы Rel-13.

Таким образом, Rel-15 является своевременным для добавления поддержки TDD в NB-IoT после установления необходимых целевых показателей с точки зрения покрытия, задержки и т.д.

Прежде чем перейти к дальнейшему описанию поддержки TDD в NB-IoT, важно подчеркнуть, что принципиальное различие между FDD и TDD состоит в том, что при работе в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов для передач по нисходящей линии связи и восходящей линии связи используется одна и та же несущая частота.

При работе в TDD радиоресурсы нисходящей линии связи и восходящей линии связи назначались таким образом, чтобы сосуществовать в одном и том же радиокадре, при этом переключение между нисходящей линией связи и восходящей линией связи выполнялось в течение защитного периода, находящегося в специальном подкадре. В таблице 1, показанной на фиг.1, представлены существующие конфигурации TDD LTE, которые описаны в стандарте LTE [3GPP TS 36.211, “Physical channels and modulation”, v14.2.0], где D = Downlink (нисходящая линия связи); U = Uplink (восходящая линия связи); S = Special Subframe (специальный подкадр). Эта информация также представления в графическом виде на фиг.2.

Существующие конфигурации TDD LTE существуют в четко определенных и коммерчески используемых рамках. Следовательно, предполагается, что существующие (или некоторые из существующих) конфигураций TDD LTE будут использоваться в качестве базовой линии для введения поддержки TDD в NB-IoT. Это особенно важно для развертывания "внутриполосных" и "защитных" диапазонов, но также актуально и для "автономного" режима работы, учитывая, что может быть два варианта: в одной и той же полосе; и далеко от мобильной широкополосной связи (по частоте).

Произвольный доступ через TDD в NB-IoT

В RAN1 №90 WG1 RAN TSG начала обсуждение поддержки работы TDD в NB-IoT, где большинство обсуждений было сосредоточено на DL и общих аспектах. Только следующие соглашения были достигнуты в отношении аспектов UL [3GPP Final RAN1 Chairman Notes, RAN1 #90], в частности, физического канала произвольного доступа (NPRACH) узкополосного Интернета вещей (NB-IoT):

Соглашения:

NPRACH для TDD поддерживает однотональный режим с перескоком частоты;

могут также рассматриваться многотональные форматы NPRACH;

подробности FFS относительно перескока частоты;

одна группа символов определяется одним СР и N символами;

FFS: значение(я) N;

длительности CP FFS, длительность символа;

преамбула определяется P группами символов;

• FFS: использование защитного времени;

• поддерживается повторение преамбулы NPRACH;

• целевым радиусом соты для TDD NPRACH является FFS;

NPRACH переносит преамбулы произвольного доступа физического уровня, которые используются UE NB-IoT, расположенными в данной соте, чтобы указать базовой станции намерение получить доступ;

NPRACH, как он был спроектирован для NB-IoT, включает в себя следующие характеристики:

преамбула состоит из четырех групп символов, передаваемых непосредственно друг за другом с использованием разных поднесущих для каждой группы символов;

каждая группа символов имеет циклический префикс (CP), за которым следуют 5 символов; CP имеет различную продолжительность в зависимости от формата преамбулы;

используются шаблон детерминированного перескока, а также псевдослучайный перескок;

интервал между тонами NPRACH составляет 3,75 кГц;

блок повторения преамбулы NPRACH составляет 5,6 мс или 6,4 мс в зависимости от CP;

количество повторений: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 (или, в более общем случае, показатель степени, равный 0 или целому положительному числу 2).

В принципе, из-за ограниченного количества ресурсов UL, отсутствует конфигурация TDD, которая могла бы разместить блок повторения преамбулы NPRACH таким образом, как это было разработано для NB-IoT.

Это раскрытие относится к структуре NPRACH, которая настроена на конфигурацию TDD и которая, следовательно, может использоваться для поддержки TDD в NB-IoT.

Унаследованные конфигурации TDD LTE имеют только 1, 2 или 3 смежных подкадра UL (то есть 1, 2 или 3 мс, соответственно), в то время как передача одного NPRACH, как определено в Rel-13 для NB-IoT FDD, занимает, во временной области, - 5,6 мс (при CP 66,7 мкс) или 6,4 мс (при CP 266,7 мкс).

Это означает, что в принципе не существует конфигурации TDD, которая с точки зрения смежных подкадров UL могла бы содержать блок повторения преамбулы NPRACH, как это было разработано для FDD NB-IoT (то есть блок повторения преамбулы NPRACH выходит за пределы 5 мс).

Если проект Rel-13 NPRACH используется непосредственно для TDD, одиночная передача NPRACH должна быть разбита на несколько прерывистых передач по восходящей линии связи. Это может привести к потере когерентного NPRACH во всех группах символов или вынудить UE поддерживать когерентность сверх этих прерываний. Кроме того, аппаратные средства вносят случайную фазу, что может быть проблемой для поддержания фазовой когерентности.

Кроме того, возможно, потребуется снизить требования к величине задержки, необходимой для обнаружения PRACH. В случае развертывания во внутриполосном/защитном диапазоне конфигурации TDD NB-IoT должны следовать тем же конфигурациям LTE, и в этом случае нет выхода из этой проблемы.

Раздел "Уровень техники" данного документа предназначен для представления вариантов осуществления настоящего изобретения в технологическом и рабочем контексте, чтобы помочь специалистам в данной области техники в понимании их объема и полезности. Если это не указано явно, никакое утверждение в настоящем документе не признается в качестве уровня техники только путем его включения в раздел "Уровень техники".

Раскрытие сущности изобретения

Нижеследующее представляет собой упрощенное краткое изложение раскрытия, которое позволяет обеспечить базовое понимание для специалистов в данной области техники. Это краткое изложение не является обширным обзором раскрытия и не предназначено для определения ключевых/критических элементов вариантов осуществления изобретения или для ограничения объема изобретения. Единственная цель данного краткого изложения состоит в том, чтобы представить некоторые концепции, раскрытые в данном документе, в упрощенной форме в качестве вводной части для более подробного описания, которое представлено позже.

Согласно одному или нескольким вариантам осуществления, описанным и заявленным в данном документе, структура для форматов NPRACH реализована для NB-IoT в режиме TDD. Ниже представлены некоторые структурные особенности.

Поддерживается несколько форматов NPRACH, так что при развертывании TDD можно выбрать наиболее подходящий формат NPRACH в соответствии с используемой конфигурацией TDD.

Так как UE может поддерживать или не может поддерживать когерентность при прерывистых передачах NPRACH, по меньшей мере две группы символов на разных поднесущих должны передаваться друг за другом, то есть непрерывно во временной области, чтобы облегчить оценку времени прихода сигналов на eNB.

Разнесение поднесущих на частоту, равную 3,75 кГц, рассматривается для структуры NPRACH в TDD NB-IoT, так как такое значение использовалось в FDD Rel-13, что позволит обеспечить хорошее сосуществование с многотональными передачами NPUSCH, если для TDD повторно используется структура FDD.

Во избежание помех NPRACH для передачи DL в конце передачи NPRACH предусмотрен защитный период (GP).

В некоторых вариантах осуществления блок повторения преамбулы NPRACH в TDD NB-IoT состоит из 4 групп символов.

Перескок частоты в блоке повторения преамбулы NPRACH является детерминированным.

Для перескока частоты между повторяющимися блоками может применяться псевдослучайный перескок конкретной соты.

Структура NPRACH для работы TDD охватывает несколько форматов, так что при развертывании TDD можно выбрать наиболее подходящий формат NPRACH в соответствии с используемой конфигурацией TDD. NPRACH для TDD использует разнесение поднесущих на частоту, равную 3,75 кГц, где по меньшей мере две группы символов на разных поднесущих должны передаваться друг за другом с защитным периодом между ними, и где в некоторых вариантах осуществления блок повторения преамбулы NPRACH в NB-IoT TDD состоит из 4 групп символов. Перескок частоты в блоке повторения преамбулы NPRACH является детерминированным, в то время как перескок частоты в блоке повторения может использовать псевдослучайный перескок, характерный для конкретной соты.

Некоторые варианты осуществления могут иметь одно или несколько технических преимуществ, которые приведены ниже.

Блок повторения преамбулы NPRACH может встраиваться в конфигурации TDD LTE.

Форматы многочисленных NPRACH могут использоваться для обеспечения совместимости во всех существующих конфигурациях TDD LTE.

Последовательная передача по меньшей мере двух групп символов на разных поднесущих облегчает оценку времени прихода сигналов в eNB.

Повторное использование разнесения поднесущих на частоту, равную 3,75 кГц, для NPRACH в TDD облегчает сосуществование с NPRACH в FDD, если при этом повторно используются схемы многотональной передачи, используемые для FDD NPUSCH.

Наличие защитного периода (GP) в конце передачи NPRACH предотвращает возникновение помех для соседней передачи DL.

Форматы многочисленных NPRACH, использующие конфигурируемые значения CP и длины символов для каждой группы символов, позволяют достигать целей с разными размерами сот.

Псевдослучайный перескок для конкретной соты помогает избежать коллизий NPRACH

Используемые в данном документе термины "защитное время (GT)" и "защитный период (GP)" употребляются взаимозаменяемо для обозначения периода или продолжительности времени, установленного между передачами TDD UL и DL, для уменьшения помех. В частности, GP добавляется по меньшей мере в конец каждого формата преамбулы PRACH, определенного в данном документе. Таким образом, каждый формат преамбулы PRACH содержит заданное количество групп символов, за которыми следует GP, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов.

Один вариант осуществления относится к способу, выполняемому беспроводным устройством, передачи преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства в базовую станцию. Выбирается формат преамбулы RA, указывающий заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов. P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемые непрерывно во времени, и по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA.

Другой вариант осуществления относится к беспроводному устройству, выполненному с возможностью передачи преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) в базовую станцию, действующую в сети беспроводной связи. Беспроводное устройство включает в себя приемопередатчик и схему обработки, функционально связанную с приемопередатчиком. Схема обработки выполнена с возможностью выбора формата преамбулы RA, указывающего заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов. P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемые непрерывно во времени, и по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA.

Еще один вариант осуществления относится к способу, выполняемому базовой станцией, функционирующей в сети беспроводной связи, приема преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства. Преамбула РА принимается и имеет формат, указывающий заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов. P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемые непрерывно во времени, и по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA.

Еще один вариант осуществления относится к базовой станции, функционирующей в сети беспроводной связи и выполненной с возможностью приема преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства. Базовая станция включает в себя приемопередатчик и схему обработки, функционально связанную с приемопередатчиком. Схема обработки выполнена с возможностью приема преамбулы RA в формате, указывающем заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов. P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемые непрерывно во времени, и по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения. Однако настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Скорее, эти варианты осуществления предоставлены для того, чтобы настоящее раскрытие было исчерпывающим и полным и полностью передавало объем изобретения специалистам в данной области техники. Одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы на всем протяжении описания.

На фиг.1 представлена таблица конфигураций подкадра LTE для TDD.

На фиг.2 представляет собой графическое представление таблицы (фиг.1).

На фиг.3 показана блок-схема (одноэтапного) способа передачи преамбулы RA в TDD из беспроводного устройства в базовую станцию.

На фиг.4 показана блок-схема (одноэтапного) способа приема, в базовой станции, преамбулы RA в TDD, передаваемой беспроводным устройством.

На фиг.5 показана блок-схема беспроводного устройства, иллюстрирующая схемное решение.

На фиг.6 показана блок-схема беспроводного устройства, иллюстрирующая функциональные блоки.

На фиг.7 показана блок-схема сетевого узла, иллюстрирующая схему.

На фиг.8 показана блок-схема сетевого узла, иллюстрирующая функциональные блоки.

На фиг.9 представлена таблица вариантов структуры NPRACH, которые соответствуют конфигурациям TDD, имеющим три смежных подкадра UL.

На фиг.10 представлена таблица вариантов структуры NPRACH, которые соответствуют конфигурациям TDD, имеющим два смежных подкадра UL.

На фиг.11 представлена таблица вариантов структуры NPRACH, которые соответствуют конфигурациям TDD без многочисленных смежных подкадров UL.

На фиг.12 показана диаграмма, изображающая различные схемы перескока частоты.

Осуществление изобретения

Для упрощения и иллюстративных целей настоящее изобретение описано со ссылкой, главным образом, на его примерный вариант осуществления. В последующем описании изложены многочисленные конкретные подробности, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако для специалиста в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без ограничения этими конкретными подробностями. В данном описании хорошо известные способы и структуры не были описаны подробно, чтобы излишне не затенять настоящее изобретение.

На фиг.3 показан способ 100 в соответствии с конкретными вариантами осуществления. Способ 100 выполняется беспроводным устройством, и способ 100 состоит в том, чтобы передавать преамбулу произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства в базовую станцию. В самой широкой формулировке способ 100 содержит один этап, обозначенный поз.102. Способ 100 включает в себя выбор формата преамбулы RA, указывающего заданное четное число групп символов P, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов (этап 102). P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемые непрерывно во времени, и по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA. Связанный с этим этап (не показан на фиг.3) представляет собой передачу преамбулы RA на основе выбранного формата преамбулы RA. Преамбула RA может передаваться по физическому каналу произвольного доступа (NPRACH) узкополосного Интернета вещей.

В одном варианте осуществления способа 100 количество G групп символов в наборе групп символов равно 2 или 3.

В одном варианте осуществления способа 100 P = 2G, и за каждым набором групп символов из G групп символов следует защитный период (GP).

В одном варианте осуществления способа 100 группы символов в наборе групп символов передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи.

В одном варианте осуществления способа 100 способ дополнительно включает в себя передачу преамбулы RA на основе выбранного формата преамбулы RA заданное число раз.

В одном варианте осуществления способа 100 выбор формата преамбулы RA содержит выбор формата преамбулы RA из заданного набора форматов преамбулы RA, каждый из которых может быть сопоставлен с рядом смежных подкадров в заданной конфигурации TDD. В одном варианте осуществления способа 100 конфигурация TDD представляет собой конфигурацию TDD долгосрочного развития (LTE), заданную в технической спецификации (TS) 36.211 проекта партнерства третьего поколения (3GPP). В одном варианте осуществления способа 100 заданный набор форматов преамбулы RA включает в себя:

формат 0, где G = 2, P = 4 и N = 1;

формат 1, где G = 2, P = 4 и N = 4;

формат 2, где G = 2, P = 4 и N = 4;

формат 0-а, где G = 3, P = 6 и N = 1; и

формат 1-a, где G = 3, P = 6 и N = 2.

В одном варианте осуществления способа 100:

формат 0 может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1, 2, 3, 4 или 5;

формат 1 может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1 или 4;

формат 2 может быть сопоставлен с конфигурацией TDD LTE 3;

формат 0-a может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1, 2, 3, 4 или 5; и

формат 1-a может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1 или 4.

На фиг.4 показан способ 200 в соответствии с другими конкретными вариантами осуществления. Способ 200 выполняется базовой станцией, и способ 200 состоит в том чтобы принимать преамбулу произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства. В самой широкой формулировке способ 200 содержит один этап, обозначенный поз.202. Способ 200 включает в себя прием формата преамбулы RA, указывающего заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, при этом каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов (этап 202). P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемые непрерывно во времени. По меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA. Преамбула RA может передаваться беспроводным устройством по физическому каналу произвольного доступа (NPRACH) узкополосного Интернета вещей.

В одном варианте осуществления способа 200 количество G групп символов в наборе групп символов равно 2 или 3.

В одном варианте осуществления способа 200 P = 2G, и за каждым набором групп символов из G групп символов следует защитный период (GP).

В одном варианте осуществления способа 200 группы символов в наборе групп символов передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи.

В одном варианте осуществления способа 200 способ дополнительно включает в себя прием преамбулы RA на основе выбранного формата преамбулы RA заданное число раз.

В одном варианте осуществления способа 200 формат преамбулы RA выбирается из заданного набора форматов преамбулы RA, каждый из которых может быть сопоставлен с рядом смежных подкадров в заданной конфигурации TDD. В одном варианте осуществления способа 200 конфигурация TDD представляет собой конфигурацию TDD долгосрочного развития (LTE), заданную в технической спецификации (TS) 36.211 проекта партнерства третьего поколения (3GPP). В одном варианте осуществления способа 200 заданный набор форматов преамбулы RA включает в себя:

формат 0, где G = 2, P = 4 и N = 1;

формат 1, где G = 2, P = 4 и N = 4;

формат 2, где G = 2, P = 4 и N = 4;

формат 0-a, где G = 3, P = 6 и N = 1; и

формат 1-a, где G = 3, P = 6 и N = 2.

В одном варианте осуществления способа 200:

формат 0 может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1, 2, 3, 4 или 5;

формат 1 может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1 или 4;

формат 2 может быть сопоставлен с конфигурацией TDD LTE 3;

формат 0-a может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1, 2, 3, 4 или 5; и

формат 1-a может быть сопоставлен с конфигурациями TDD LTE 1 или 4;

Следует отметить, что устройства, описанные в данном документе, могут выполнять способы, представленные в данном документе, и любую другую обработку путем реализации любых функциональных средств, модулей, блоков или схем. В одном варианте осуществления, например, устройства содержат соответствующие схемы или схемные решения, выполненные с возможностью выполнения этапов, показанных на фигурах способа. Схемы или схемные решения в связи с этим могут содержать схемы, предназначенные для выполнения определенной функциональной обработки, и/или один или несколько микропроцессоров, взаимодействующих с памятью. Например, схема может включать в себя один или несколько микропроцессоров или микроконтроллеров, а также другое цифровое аппаратное обеспечение, которое может включать в себя цифровые сигнальные процессоры (DSP), цифровую логику специального назначения и тому подобное. Схема обработки может быть выполнена с возможностью выполнения программного кода, хранящегося в памяти, которая может включать в себя один или несколько типов памяти, таких как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство, кэш-память, устройства флэш-памяти, оптические запоминающие устройства и т.д. Программный код, хранящийся в памяти, может включать в себя программные инструкции для исполнения одного или нескольких телекоммуникационных протоколов и/или протоколов передачи данных, а также инструкции для выполнения одного или нескольких описанных в данном документе способов в нескольких вариантах осуществления. В вариантах осуществления, в которых используется память, память хранит программный код, который при исполнении одним или несколькими процессорами выполняет способы, описанные в данном документе.

На фиг.5, например, показано беспроводное устройство 20, реализованное согласно одному или нескольким вариантам осуществления. Как показано, беспроводное устройство 20 включает в себя схему 22 обработки и схему 26 связи. Схема 26 связи (например, радиосхема, такая как приемопередатчик) выполнена с возможностью передачи и/или приема информации в и/или из одного или нескольких других узлов, например, посредством любой технологии связи. Такая связь может осуществляться через одну или несколько антенн 28, которые являются внутренними или внешними по отношению к беспроводному устройству 20. Схема 22 обработки выполнена с возможностью выполнения обработки, описанной выше, например, путем исполнения инструкций, хранящихся в памяти 24 (которая может находиться внутри, как показано, или за пределами схемы 22 обработки). Схема 22 обработки в связи с этим может реализовывать определенные функциональные средства, блоки или модули. Беспроводное устройство 20 может содержать пользовательское оборудование (UE).

На фиг.6 схематично показана блок-схема беспроводного устройства 20 в беспроводной сети согласно еще одним вариантам осуществления. Как показано, беспроводное устройство 20 реализует различные функциональные средства, блоки или модули, например, посредством схемы 22 обработки, показанной на фиг.5, и/или посредством программного кода. Эти функциональные средства, блоки или модули, например, для реализации способа 100, в данном документе включают в себя, например: блок 30 выбора формата преамбулы RA. Блок 30 выбора формата преамбулы RA выполнен с возможностью выбора формата преамбулы RA, указывающего заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, где каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов, где P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемых непрерывно во времени, и где по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA.

На фиг.7 показан сетевой узел 40, реализованный согласно одному или нескольким вариантам осуществления. Как показано, сетевой узел 40 включает в себя схему 42 обработки и схему 46 связи. Схема 46 связи выполнена с возможностью передачи и/или приема информации в и/или из одного или нескольких других узлов, например, с использованием любой технологии связи. Схема 42 обработки выполнена с возможностью выполнения обработки, описанной выше, например, путем исполнения инструкций, хранящихся в памяти 44. Схема 42 обработки в этом случае может реализовывать определенные функциональные средства, блоки или модули. Сетевой узел 40 может содержать базовую станцию, и в этом случае схема 46 связи включает в себя схему радиосвязи, такую как приемопередатчик, функционально подключенный к одной или нескольким антеннам 48. Как показано разрывом соединения, одно и более антенн могут быть расположены удаленно, например, на башне или на здании.

На фиг.8 схематично показана блок-схема сетевого узла 40 в беспроводной сети согласно еще одним вариантам осуществления. Как показано, сетевой узел 40 реализует различные функциональные средства, блоки или модули, например, посредством схемы 42 обработки, показанной на фиг.7, и/или посредством программного кода. Эти функциональные средства, блоки или модули, например, для реализации способа 200 в данном документе, включают в себя, например: блок 50 приема преамбулы RA. Блок 50 приема преамбулы RA выполнен с возможностью приема формата преамбулы RA, указывающего заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, где каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов, P групп символов разбито на наборы групп символов, встроенные в 1, 2 или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, которые передаются непрерывно во времени, и при этом по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, сверх которого передается преамбула RA.

Специалистам в данной области также будет понятно, что варианты осуществления в данном документе дополнительно включают соответствующие компьютерные программы.

Компьютерная программа содержит инструкции, которые при исполнении по меньшей мере на одном процессоре устройства предписывают устройству выполнять любую из соответствующей обработки, описанной выше. В связи с этим компьютерная программа может содержать один или несколько кодовых модулей, соответствующих средствам или блокам, описанным выше.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя носитель, содержащий такую компьютерную программу. Этот носитель может содержать один из электронных сигналов, оптических сигналов, радиосигналов или машиночитаемых носителей информации.

В связи с этим варианты осуществления в данном документе также включают в себя компьютерный программный продукт, хранящийся на невременном машиночитаемом носителе (для хранения или записи информации) и содержащий инструкции, которые при их исполнении процессором устройства предписывают устройству выполнять любую из соответствующей обработки, описанной выше.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя компьютерный программный продукт, содержащий части программного кода для выполнения этапов любого из вариантов осуществления в данном документе, когда компьютерный программный продукт исполняется вычислительным устройством. Этот компьютерный программный продукт может храниться на машиночитаемом носителе записи.

Теперь будут описаны дополнительные варианты осуществления. По меньшей мере некоторые из этих вариантов осуществления могут быть описаны как применимые в определенных контекстах и/или типах беспроводной сети для иллюстративных целей, но варианты осуществления аналогичным образом применимы в других явно не описанных контекстах и/или типах беспроводной сети.

Подробное описание структуры NPRACH для TDD NB-IoT представлено ниже.

Структура 3-подкадрового (SF) символа NPRACH

На фиг.9 представлена таблица, в которой перечислены варианты структуры NPRACH, которые соответствуют конфигурациям TDD, имеющим 3 смежных подкадра UL. Как и в NPRACH FDD, каждая группа символов состоит из 1 CP + X символов. Чтобы уменьшить бесполезные траты ресурсов, X может принимать разные значения для разных групп символов.

4 группы символов в 3 UL SF: всего 4 символа в 4 группах символов, при X = 1, X = 1, X = 2, X = 2 в 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой группах символов, соответственно.

3 группы символов в 3 UL SF: всего 3 символа в 3 группах символов, при X = 1, X = 2, X = 4 в 1-ой, 2-ой и 3-ей группах символов, соответственно.

2 группы символов в 3 UL SF: всего имеется 2 символа в 2 группах символов, при X = 4, X = 4 в 1-ой и 2-ой группах символов, соответственно.

CP во всех случаях выбирается равным 266,7 мкс, что совпадает с длинным CP в NPRACH FDD Rel-13. Оставшийся GP ~ 333 мкс. В рамках этих вариантах структур номинальный поддерживаемый радиус соты равен 40 км, что соответствует NPRACH FDD Rel-13. Однако коммерческие решения могут использоваться для развертывания соты с радиусом более 40 км.

Структура символа 2-SF NPRACH

На фиг.10 показаны варианты структуры NPRACH, которые соответствуют конфигурациям TDD, которые имеют 2 непрерывных подкадра UL. Как и в NPRACH FDD, каждая группа символов состоит из 1 CP + X символов. Чтобы уменьшить бесполезные траты ресурсов, X может принимать разные значения для разных групп символов.

4 группы символов в 2 UL SF: всего 4 символа в 4 группах символов, при X = 1, X = 1, X = 1, X = 1 в 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой группах символов, соответственно. Длина CP равна ~ 186,6 мкс.

3 группы символов в 2 UL SF:

- Вариант 1: ~ CP 233,3 мкс: всего 3 символа в 3 группах символов, при X = 1, X = 1, X = 2 в 1-ой, 2-ой и 3-ей группах символов, соответственно.

- Вариант 2: ~ CP 266,7 мкс: всего 3 символа в 3 группах символов, при X = 1, X = 1, X = 1 в 1-ой, 2-ой и 3-ей группах символов, соответственно.

2 группы символов в 2 UL SF:

- Вариант 1: ~ CP 222,2 мкс: всего 5 символов в двух группах символов, при X = 2, X = 3 в 1-ой и 2-ой группах символов, соответственно.

- Вариант 2: ~ CP 266,7 мкс: всего 4 символа в двух группах символов, при X = 2, X = 2 в 1-ой и 2-ой группах символов, соответственно.

Структура символа 1-SF NPRACH

На фиг.11 показаны параметры структуры NPRACH, которые соответствуют конфигурациям TDD, которые имеют только 1 подкадр UL. Для размещения не менее 2 групп символов в одном подкадре UL каждая группа символов может иметь только один символ 266,7 мкс. Оставшееся время (1 - 0,2667 * 2) распределяется поровну между двумя CP и GP, что приводит к ~ CP 155,5 мкс и ~ GP 155,5 мкс.

Блок повторения NPRACH

В зависимости от выбора структуры символов может быть, соответственно, определен блок повторения.

Если 4 группы символов передаются последовательно, блок повторения преамбулы NPRACH состоит из 4 групп символов.

Если 3 группы символов передаются последовательно, блок повторения преамбулы NPRACH состоит из 3 групп символов.

Если 2 группы символов передаются последовательно, блок повторения преамбулы NPRACH состоит из 4 групп символов, причем первые две группы символов передаются последовательно, и последние две группы символов передаются последовательно, соответственно.

Перескок частоты NPRACH

Чтобы облегчить оценку времени прихода сигнала, в блоке повторения должен поддерживаться как 1-тональный, так и 6-тональный перескок.

Если 4 группы символов передаются последовательно, то может использоваться один и тот же фиксированный перескок, как и в FDD NB-IoT.

Если 3 группы символов передаются последовательно, 1-тональный перескок применяется между 1-й и 2-й группой символов, и 6-тональный перескок применяется между 2-ой и 3-ой группами символов.

Если 2 группы символов передаются последовательно, 1-тональный перескок применяется для первых 2-х последовательных групп символов, и 6-тональный перескок применяется для вторых 2-х последовательных групп символов.

- Так как между прерывистой передачей нельзя гарантировать когерентность/постоянство фазы, между 2-ой и 3-ой группами символов может использоваться или может не использоваться фиксированный перескок. Чтобы рандомизировать межсотовые помехи, может быть полезным применение псевдослучайного перескока, характерного для соты, между сотами 2-ой и 3-ей групп символов.

Перескок частоты для различных вариантов структуры показан на фиг.12.

Чтобы унифицировать структуру различных конфигураций TDD, следующие форматы поддерживают NPRACH в режиме TDD, где две группы символов последовательно передаются в непрерывных подкадрах восходящей линии связи:

формат 0 (встраивается в 1 подкадр UL)

- 1-ая группа символов: ~ CP 155,5 мкс + один символ 266,7 мкс

- 2-ая группа символов: ~ CP 155,5 мкс + один символ 266,7 мкс

- ~ GP 155,5 мкс

формат 1 (встроен в 2 подкадра UL)

- 1-ая группа символов: ~ CP 222,2 мкс + два символа 266,7 мкс

- 2-ая группа символов: ~ CP 222,2 мкс + три символа 266,7 мкс

- ~ GP 222,2 мкс

формат 2 (встроен в 3 подкадра UL)

- 1-ая группа символов: ~ 266,7 мкс + четыре символа 266,7 мкс

- 2-ая группа символов: ~ 266,7 мкс + четыре символа 266,7 мкс

- ~ 333 мкс

Приведенные выше форматы NPRACH были разработаны таким образом, чтобы они встраивались в ряд смежных подкадров UL, как определено в конфигурациях TDD LTE, где формат 0 встраивается в конфигурации TDD, имеющие 1 подкадр UL, формат 1 встраивается в конфигурации TDD, имеющие 2 смежных подкадра UL, и формат 2 встраивается в конфигурации TDD, имеющие 3 смежных подкадра UL. Таким образом, конфигурация форматов NPRACH может зависеть от того, какая конфигурация TDD используется. То есть формат 0 NPRACH может быть сконфигурирован для конфигурации №2 и №5 TDD LTE, формат 1 NPRACH может быть сконфигурирован для конфигурации №1, №4 и №6 TDD LTE, а формат 2 NPRACH может быть сконфигурирован для конфигураций №0, №3 и №6 TDD LTE.

Как упоминалось ранее, в некоторых вариантах осуществления блок повторения преамбулы NPRACH в TDD NB-IoT состоит из 4 групп символов.

Более того, длины CP, длины символов и длины GP, содержащиеся в группе символов, могут быть сделаны конфигурируемыми для сценариев оценки команд, где целевые размеры сот являются различными. Таким образом, система может конфигурировать CP с длиной M, символ с длиной N, и GP должно иметь длину O, так что M, N и O выбираются на основе целевого размера соты, доступного соседним подкадрам в UL, и количества групп символов, которые будут встраиваться в доступные смежные подкадры в UL.

Для перескока частоты в блоке повторения преамбулы NPRACH:

1-тональный перескок применяется для первых 2-х последовательных групп символов

6-тональный перескок применяется для вторых 2-х последовательных групп символов

Псевдослучайный перескок для конкретной соты применяется между несмежными 2-й и 3-й группами символов

На основании c) и d), показанных в нижней части фиг.12, структура детерминированных шаблонов перескока в блоке повторения NPRACH представлена следующим образом:

Индекс тона, используемого первой группой символов Детерминированные шаблоны перескока в блоке повторения 0, 2, 4 {+1, 0, +6} 1, 3, 5 {-1, 0, +6} 6, 8, 10 {+1, 0, -6} 7, 9, 11 {-1, 0, -6}

Таблица 1. Детерминированные шаблоны перескока для NPRACH в TDD, без перескока между 2-ой и 3-ой группами символов

Применение вышеизложенного представлено ниже:

Преамбула NPRACH Индекс тона k(l) для группы символов l 0 0 1 1 7 1 1 0 0 6 2 2 3 3 9 3 3 2 2 8 4 4 5 5 11 5 5 4 4 10 6 6 7 7 1 7 7 6 6 0 8 8 9 9 3 9 9 8 8 2 10 10 11 11 5 11 11 10 10 4

Таблица 2. Детерминированные шаблоны перескока на каждую поднесущую для NPRACH в TDD без перескока между 2-ой и 3-ой группами символов

Индекс тона, используемого первой группой символов Детерминированные шаблоны перескока в блоке повторения 0, 2, 4 {+1, -X, +6} 1, 3, 5 {-1, +X, +6} 6, 8, 10 {+1, -X, -6} 7, 9, 11 {-1, +X, -6}

Таблица 3. Детерминированные шаблоны перескока для NPRACH в TDD, переменный перескок между 2-ой и 3-ой группами символов

В данном случае значение X является конфигурируемым и выбирается среди значений в следующем наборе: X = {0, 1, 2, 3, 4, 5}.

Применяя вышеизложенное, например, когда X = 1:

Преамбула NPRACH Индекс тона k(l) для группы символов l, при X=1 0 0 1 0 6 1 1 0 1 7 2 2 3 2 8 3 3 2 3 9 4 4 5 4 10 5 5 4 5 11 6 6 7 6 0 7 7 6 7 1 8 8 9 8 2 9 9 8 9 3 10 10 11 10 4 11 11 10 11 5

Таблица 4. Детерминированные шаблоны перескока для NPRACH в TDD, перескок одной поднесущей между 2-ой и 3-ой группами символов

Другой пример, когда Х = 4:

Преамбула NPRACH Индекс тона k(l) для группы символов l, при X=1 0 0 1 9 3 1 1 0 4 10 2 2 3 11 5 3 3 2 6 0 4 4 5 1 7 5 5 4 8 2 6 6 7 3 9 7 7 6 10 4 8 8 9 5 11 9 9 8 0 6 10 10 11 7 1 11 11 10 2 8

Таблица 5. Детерминированные шаблоны перескока для NPRACH в TDD, перескок четырех поднесущих между 2-ой и 3-ой группами символов

Кроме того, для перескока частоты через блоки повторения применяется псевдослучайный перескок, характерный для соты.

Что касается сосуществования NPRACH и NPUSCH, в таблицах 6-12 представлены примеры того, как NPRACH и NPUSCH (повторно использующие мультитона, доступные для FDD) могут сосуществовать во всех конфигурациях TDD LTE при отсутствии неиспользуемых ресурсов. Следует отметить, что из таблиц видно, что передачи NPRACH в TDD соответствуют тому, что описано в настоящем изобретении, совместимы с разнесением поднесущих FDD NB-IoT Rel-13 (3,75 кГц), и что в зависимости от конфигурации TDD используется другой формат NPRACH для соответствия доступным ресурсам в восходящей линии связи.

Конфигурация №0 TDD

Кадр №0 № конфигурации TDD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 D S 1-ый 2-ой D S 3-ий 4-ый a a a a d d b b b b c c c c e e …

Таблица 6. Сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №0 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1, 2, 4: формат 2: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a b c e: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

d: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

Конфигурация №1 TDD

Кадр №0 № конфигурации TDD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 D S 1-ый 2-ой D D S 3-ий 4-ый D a a b b c c c c

Таблица 7. Сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №1 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1, 2, 4: формат 1: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a b: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

c d: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

Конфигурация №2 TDD

Кадр №0 № конфигурации TDD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 D S 1
2 D D D S 3
4 D D a a b b …

Таблица 8. Сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №2 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1, 2, 4: формат 0: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

b: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

Конфигурации №3 TDD

Таблица 9. Сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №3 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1, 2, 4: формат 2: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a b c e: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

d: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

Конфигурация №4 TDD

Кадр №0 Кадр №1 № конфигурации TDD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 D S 1 2 D D D D D D D S 3 4 D D D D D D a a b b c c c c

Таблица 10. Сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №4 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1 2 3 4: формат 1: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a b: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

d: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

Конфигурация №5 TDD

Кадр №0 Кадр №1 № конфигурации TDD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 D S 1 2 D D D D D D D D S 3 4 D D D D D D D a a b b

Таблица 11: сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №5 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1 2 3 4: формат 0: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

b: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

Конфигурация №6 TDD

Кадр №0 № конфигурации TDD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 D S 1-ый 2-ой D S 3-ий 4-ый D …
…
… a a a a d b b b b d c c c c e

Таблица 12. Сосуществование NPRACH и NPUSCH в конфигурации №6 TDD с унаследованным распределением поднесущих (то есть 3 и 6 поднесущих)

Ключ:

1 2 3 4: формат 2: блок повторения преамбулы NPRACH (45 кГц) состоит из 4 групп символов

a b c e: 3 поднесущих (45 кГц) в течение 4 мс

d: 6 поднесущих (90 кГц) в течение 2 мс

Из таблиц 6-12 видно, что, когда NPRACH и NPUSCH передаются одновременно, многотональные передачи NB-IoT, состоящие из 3 выделенных поднесущих или комбинации из 3 и 6 выделенных поднесущих, могут использоваться во всех конфигурациях TDD LTE для выполнения сопоставлений ресурсов, которые не заканчиваются в связи с неиспользованными ресурсами.

Любые подходящие этапы, способы, признаки, функции или преимущества, раскрытые в данном документе, могут выполняться с помощью одного или несколько функциональных блоков или модулей одного или нескольких виртуальных устройств. Каждое виртуальное устройство может содержать ряд этих функциональных блоков. Эти функциональные блоки могут быть реализованы посредством схемы обработки, которая может включать в себя один или несколько микропроцессоров или микроконтроллеров, а также другие цифровые аппаратные средства, которые могут включать в себя цифровые сигнальные процессоры (DSP), цифровую логику специального назначения и тому подобное. Схема обработки может быть выполнена с возможностью исполнения программного кода, хранящегося в памяти, которая может включать в себя один или несколько типов памяти, таких как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), кэш-память, устройства флэш-памяти, оптическое запоминающее устройство и т.д. Программный код, хранящийся в памяти, включает в себя программные инструкции для исполнения одного или нескольких протоколов связи и/или передачи данных, а также инструкции для исполнения одного или нескольких описанных в данном документе способов. В некоторых реализациях схема обработки может использоваться для того, чтобы заставить соответствующий функциональный блок выполнять соответствующие функции согласно одному или нескольким вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Как правило, все термины, используемые в данном документе, должны интерпретироваться в соответствии с их обычным значением в соответствующей области техники, если только другое значение не указано четко и/или не подразумевается из контекста, в котором оно используется. Все ссылки на элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.д. должны интерпретироваться открыто как относящиеся по меньшей мере к одному экземпляру элемента, устройства, компонента, средства, этапа и т.д., если явно не указано иное. В противном случае, этапы любых способов, раскрытых в данном документе, не должны выполняться в точном раскрытом порядке, если только этап явно не описан как следующий или предшествующий другому этапу, и/или если подразумевается, что этап должен следовать или предшествовать другому этапу. Любой признак любого из раскрытых в данном документе вариантов осуществления может быть применен к любому другому варианту осуществления, где это уместно. Аналогичным образом, любое преимущество любого из вариантов осуществления может применяться к любым другим вариантам осуществления и наоборот. Другие цели, признаки и преимущества прилагаемых вариантов осуществления будут очевидны из описания.

Термин "блок" может иметь традиционное значение в области электроники, электрических устройств и/или электронных устройств и может включать в себя, например, электрические и/или электронные схемы, устройства, модули, процессоры, запоминающие устройства, логические твердотельные и/или дискретные устройства, компьютерные программы или инструкции для выполнения соответствующих задач, процедур, вычислений, выводов и/или функций отображения и т.д., такие как те, которые описаны в данном документе.

Некоторые из рассмотренных в данном документе вариантов осуществления описаны более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако другие варианты осуществления содержатся в объеме предмета изобретения, раскрытого в данном документе. Раскрытый предмет изобретения не должен рассматриваться как ограниченный только вариантами осуществления, изложенными в данном документе; скорее, эти варианты осуществления предоставлены в качестве примера, чтобы передать объем предмета изобретения для специалистов в данной области техники.

Настоящее изобретение, конечно, может быть осуществлено иными способами, чем те, которые конкретно изложены в данном документе, без отклонения от существенных признаков изобретения. Настоящие варианты осуществления следует рассматривать во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничивающие, и все изменения, находящиеся в рамках значения и эквивалентности прилагаемой формулы изобретения, предназначены для включения в нее.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах связи с произвольным доступом в режиме TDD. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи за счет использования форматов произвольного доступа (RA), которые определены для работы NB-IoT в режиме TDD. Форматы определены таким образом, чтобы разрешить использование унаследованных конфигураций подкадров LTE для TDD. Форматы задают заранее определенное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов. P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2, или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, каждый из которых содержит по меньшей мере две группы символов, передаваемых последовательно (то есть непрерывно во времени), и по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, на которых передается преамбула RA. Количество групп символов в наборе может быть равно двум или трем, и количество групп символов равно четырем или шести, соответственно. Группы символов в наборе передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи. Определено пять вариантов формата, которые соответствуют различным конфигурациям TDD LTE. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил., 12 табл.

1. Способ, выполняемый беспроводным устройством, передачи преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства в базовую станцию, причем способ содержит этапы, на которых:

выбирают формат преамбулы RA из заданного набора форматов преамбулы RA, причем каждый формат преамбулы RA указывает заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов, при этом каждый символ преамбулы может быть отображен на ряд смежных подкадров в заданной конфигурации TDD долгосрочного развития (LTE);

при этом P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2, или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, причем каждый набор групп символов содержит количество G групп символов, равное 2 или 3, которые передаются непрерывно во времени;

при этом по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, на которых передается преамбула RA;

причем заданный набор форматов преамбулы RA включает в себя:

формат 0, где G = 2, P = 4 и X = 1;

формат 1, где G = 2, P = 4 и X = 4; и

формат 2, где G = 2, P = 4 и X = 4;

при этом

формат 0 может быть отображен на конфигурации 1, 2, 3, 4 или 5 TDD LTE;

формат 1 может быть отображен на конфигурации 1 или 4 TDD LTE;

формат 2 может быть отображен на конфигурации 3 TDD LTE.

2. Способ по п. 1, в котором группы символов в наборе групп символов передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи.

3. Способ по п. 1, в котором второй набор групп символов передают с помощью псевдослучайного перескока частоты, характерного для соты, из первого набора групп символов.

4. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий этап, на котором передают преамбулу RA на основе выбранного формата преамбулы RA заданное число раз.

5. Беспроводное устройство, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью передачи преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) в базовую станцию в сети беспроводной связи, причем беспроводное устройство содержит:

приемопередатчик;

схему обработки, функционально подключенную к приемопередатчику и выполненную с возможностью выбора формата преамбулы RA из заданного набора форматов преамбулы RA, причем каждый формат преамбулы RA указывает заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов, при этом каждый символ преамбулы может быть отображен на ряд смежных подкадров в заданной конфигурации TDD долгосрочного развития (LTE);

при этом P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2, или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, причем каждый набор групп символов содержит количество G групп символов, равное 2 или 3, которые передаются непрерывно во времени;

при этом по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, на которых передается преамбула RA;

причем заданный набор форматов преамбулы RA включает в себя:

формат 0, где G = 2, P = 4 и X = 1;

формат 1, где G = 2, P = 4 и X = 4; и

формат 2, где G = 2, P = 4 и X = 4;

при этом

формат 0 может быть отображен на конфигурации 1, 2, 3, 4 или 5 TDD LTE;

формат 1 может быть отображен на конфигурации 1 или 4 TDD LTE;

формат 2 может быть отображен на конфигурации 3 TDD LTE.

6. Беспроводное устройство по п. 5, в котором группы символов в наборе групп символов передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи.

7. Беспроводное устройство по п. 5, в котором второй набор групп символов передается с помощью псевдослучайного перескока частоты, характерного для соты, из первого набора групп символов.

8. Беспроводное устройство по любому из пп. 5-7, характеризующееся тем, что дополнительно выполнено с возможностью передачи преамбулы RA на основе выбранного формата преамбулы RA заданное число раз.

9. Способ, выполняемый базовой станцией, функционирующей в сети беспроводной связи, приема преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства, причем способ содержит этапы, на которых:

принимают формат преамбулы RA из заданного набора форматов преамбулы RA, причем каждый формат преамбулы RA указывает заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов, при этом каждый символ преамбулы может быть отображен на ряд смежных подкадров в заданной конфигурации TDD долгосрочного развития (LTE);

при этом P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2, или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, причем каждый набор групп символов содержит количество G групп символов, равное 2 или 3, которые передаются непрерывно во времени;

при этом по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, на которых передается преамбула RA;

причем заданный набор форматов преамбулы RA включает в себя:

формат 0, где G = 2, P = 4 и X = 1;

формат 1, где G = 2, P = 4 и X = 4; и

формат 2, где G = 2, P = 4 и X = 4;

при этом

формат 0 может быть отображен на конфигурации 1, 2, 3, 4 или 5 TDD LTE;

формат 1 может быть отображен на конфигурации 1 или 4 TDD LTE;

формат 2 может быть отображен на конфигурации 3 TDD LTE.

10. Способ по п. 9, в котором группы символов в наборе групп символов передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи.

11. Способ по п. 9, в котором второй набор групп символов передается с помощью псевдослучайного перескока частоты, характерного для соты, из первого набора групп символов.

12. Способ по любому из пп. 9-11, дополнительно содержащий этап, на котором принимают преамбулу RA на основе выбранного формата преамбулы RA заданное число раз.

13. Базовая станция, функционирующая в сети беспроводной связи и выполненная с возможностью приема преамбулы произвольного доступа (RA) в режиме дуплексной передачи с временным разделением каналов (TDD) из беспроводного устройства, при этом базовая станция содержит:

приемопередатчик;

схему обработки, функционально подключенную к приемопередатчику и выполненную с возможностью приема формата преамбулы RA из заданного набора форматов преамбулы RA, причем каждый формат преамбулы RA указывает заданное четное число P групп символов, составляющих преамбулу RA, причем каждая группа символов содержит циклический префикс (CP) и число X символов, при этом каждый символ преамбулы может быть отображен на ряд смежных подкадров в заданной конфигурации TDD долгосрочного развития (LTE);

при этом P групп символов разбиты на наборы групп символов, встроенные в 1, или 2, или 3 смежных подкадра восходящей линии связи, причем каждый набор групп символов содержит количество G групп символов, равное 2 или 3, которые передаются непрерывно во времени;

при этом по меньшей мере два набора групп символов передаются с перерывами во времени в пределах количества подкадров восходящей линии связи, на которых передается преамбула RA;

причем заданный набор форматов преамбулы RA включает в себя:

формат 0, где G = 2, P = 4 и X = 1;

формат 1, где G = 2, P = 4 и X = 4; и

формат 2, где G = 2, P = 4 и X = 4;

при этом

формат 0 может быть отображен на конфигурации 1, 2, 3, 4 или 5 TDD LTE;

формат 1 может быть отображен на конфигурации 1 или 4 TDD LTE;

формат 2 может быть отображен на конфигурации 3 TDD LTE.

14. Базовая станция по п. 13, в которой группы символов в наборе групп символов передаются в соседних подкадрах восходящей линии связи.

15. Базовая станция по п. 13, в которой второй набор групп символов передается с помощью псевдослучайного перескока частоты, характерного для соты, из первого набора групп символов.

16. Базовая станция по любому из пп. 13-15, характеризующаяся тем, что дополнительно выполнена с возможностью приема преамбулы RA на основе выбранного формата преамбулы RA заданное число раз.