用于NB-IoT的非对称频带配置的方法和装置与流程

本发明概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及一种用于nb-iot的非对称频带配置的方法和装置。

背景技术：

窄带物联网(narrowbandinternetofthings，nb-iot)是一种支持低速率机器到机器(machinetomachine，m2m)服务的技术，其成本非常低并且更容易在当前的蜂窝移动(如全球移动通信(gsm)和/或长期演进(lte))网络中部署。3gppran#69批准了nb-iot并在ran#70进行了更新以规定对蜂窝物联网的无线接入，极大地基于演进的通用移动通信系统(umts)陆地无线接入(e-utra)的非后向兼容的变形，其改进了室内覆盖，支持大量低吞吐量设备，延迟敏感性较低，设备成本非常低，设备功耗较低并且网络架构优化(见参考文献[1])。

nb-iot对于下行链路(dl)和上行链路(ul)都支持180khz用户设备(ue)射频(rf)带宽。在ran1nb-iot自组网中，已经同意至少对于带内操作模式和保护频带操作模式支持多频带nb-iot(见参考文献[2])。作为锚频带的一个nb-iot频带包含nb-主同步信号(pss)/辅同步信号(sss)和nb-物理广播信道(pbch)，其他频带由主信息块(mib)和/或系统信息块(sib)和/或无线资源控制(rrc)信令来配置，但是目前仍未规定其详细信令。

当前的多频带nb-iot工作都集中于对称的dl/ul资源分配。dl/ul180khz频带是配对的，dl频带和ul频带之间存在着一对一映射。然而，考虑到nb-iot的业务模式，dl业务量和ul业务量之间通常是非对称的，因此对称的dl/ul频带配置对于频谱利用效率 而言不够好。

参考文献：

[1]rp-152284,“revisedworkitem:narrowbandiot(nb-iot)”,ran#70,huawei,hisilicon.

[2]“ran1agreementsforrel-13nb-iot”,ran1#84,ericsson.

技术实现要素：

为此，本发明提出了一种用于nb-iot的非对称频带配置方案，其中为dl和ul配置不同数量的频带。

根据本发明的一些实施方式，提供了一种用于nb-iot的非对称频带配置的方法，该方法包括：为基站所服务的所有ue分配可用dl频带集合和可用ul频带集合，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数；通过系统信息将与所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息广播给其所服务的所有ue；在所有ue中的一个ue的ul频带上检测到随机接入，其中所述ul频带是从所述可用ul频带集合中选择的；以及从所述可用dl频带集合中确定用于所述ue的dl频带。

根据本发明的另一些实施方式，提供了一种用于nb-iot的非对称频带配置的方法，包括：通过系统信息从基站接收与所述基站所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数；从所述可用ul频带集合中选择一个ul频带用于ue的ul传输；从所述可用dl频带集合中确定用于所述ue的dl频带；以及在所选择的ul频带上执行随机接入过程。

根据本发明的另一些实施方式，提供了一种用于nb-iot的非对称频带配置的装置，包括：频带分配单元，用于为基站所服务的所有ue分配可用dl频带集合和可用ul频带集合，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数；发送单元，用于通过系统信息将与所分配的可用dl频带集 合和可用ul频带集合有关的信息广播给其所服务的所有ue；检测单元，用于在所有ue中的一个ue的ul频带上检测到随机接入，其中所述ul频带是从所述可用ul频带集合中选择的；以及dl频带确定单元，用于从所述可用dl频带集合中确定用于所述ue的dl频带。

根据本发明的另一些实施方式，提供了一种用于nb-iot的非对称频带配置的装置，包括：接收单元，用于通过系统信息从基站接收与所述基站所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数；ul频带选择单元，用于从所述可用ul频带集合中选择一个ul频带用于ue的ul传输；dl频带确定单元，用于从所述可用dl频带集合中确定用于所述ue的dl频带；以及发送单元，用于在所选择的ul频带上执行随机接入过程。

利用本发明的用于nb-iot的非对称频带配置方案，频带配置能够动态适应于长期演进(lte)系统和nb-iot系统的不同的业务dl/ul模式，并且尤其适合于带内nb-iot操作模式。

附图说明

通过以下参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1示出了根据本发明的用于nb-iot的非对称频带配置方法的流程图；

图2示出了根据本发明的用于nb-iot的非对称频带配置的一个实例的示意图；

图3示出了根据本发明的一种用于nb-iot的非对称频带配置的装置的方框图；以及

图4示出了根据本发明的一种用于nb-iot的非对称频带配置的装置的方框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

当前，dl/ul频谱资源通常是对称的。在全球移动通信(gsm)网络中，采用成对的dl/ul频带。dl和ul频带成对并且由参数绝对无线频道编号(arfcn)指示。一旦确定了频率索引，dl和ul频带就确定了。在lte频分双工(fdd)网络中，采用类似的方案进行对称dl/ul资源配置。

在带内模式的nb-iot部署中，nb-iot利用正常lte载波内的物理资源块(prb)。具体而言，对于诸如安全监控、移动自动报告异常/周期性报告之类的iot业务来说，业务量主要在ul方向，dl方向所需的业务量要少于ul方向。在lte网络的常规应用中，由于多媒体业务、移动互联网浏览和下载的发展，dl业务量远远大于ul业务量。如果对于nb-iotdl和ul分配相同量的资源(相当于为ltedl和ul传输剩下的频谱资源量相同)，则部分nb-iotdl频谱资源和部分lteul频谱资源将会浪费。

为了提高有限的频谱资源的利用效率，本发明提出了一种用于nb-iot的非对称频带配置方案，尤其是针对带内nb-iot操作模式的非对称频带配置方案，其中为nb-iotdl和ul传输配置不同数量的频带。

图1示出了根据本发明的用于nb-iot的非对称频带配置方法100的流程图。

如图1中所示，nb-iot包括基站(例如enb)1及其所服务的一个或多个nb-iotue2。作为示例，图1中仅示出了一个nb-iotue2以便于下面的更具体的描述。

在步骤110，基站1为其所服务的所有nb-iotue2分配可用dl频带集合和可用ul频带集合，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数(表示为n_dl)不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数(表示为n_ul)。这与对称频带配置中，将n_ul限制等于n_dl不同。

在一种实现中，考虑到nb-iot的ul业务量需求通常大于dl业务量需求，因此n_dl小于n_ul。

在步骤120，基站1通过系统信息将与所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息广播给其所服务的所有nb-iotue2。

在一种实现中，系统信息可以是mib、sib、rrc中的任意一种或多种。其中，用于nb-iot的可用频带的系统信息被分为两个部分，一部分用于dl频带，一部分用于ul频带。

在一种实现中，基站1将所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合中的频带的索引信息广播给nb-iotue2。在另一种实现中，不同的dl频带集合和ul频带集合在基站1和nb-iotue2中对应于不同的预置指示符，因此基站1将相应的指示符广播给nb-iotue2。

在一种实现中，基站1在其锚频带上广播与所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息。

从而，nb-iotue2接入该nb-iot系统(例如在锚频带上)，并获取与基站1所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息。

图2示出了根据本发明的用于nb-iot的非对称频带配置的一个实例的示意图。

如图2中所示，假设nb-iot系统工作于10mhzfddlte系统的带内模式。nb-iot系统的ul数据传输需要20个ul频带。利用现有的对称频带配置，为nb-iot系统配置20个dl频带和20个ul频带。相应地，传统lteue只剩下了30个dl频带和30个ul频 带。

考虑到正常lteue和nb-iotue的不同的业务量需求，可以只为dlnb-iot配置少于20个频带(例如5个频带，如图2中所示)。注意，nb-iot锚频带是特殊的dlnb-iot频带。因此，有45个dl频带可用于传统ltedl传输，从而传统ltedl传输将具有大约150％的资源效益。

而对于包含非对称nb-iot频带信息的系统信息来说，频带索引的总数是n_ul+n_dl＝25，其中20个用于ul频带，5个用于dl频带。

接下来讨论rrc连接之前的单个ue的dl和ul频带分配。

在步骤130，想要接入非对称nb-iot系统的ue(如图1中所示的nb-iotue2)从来自基站1的可用ul频带集合中选择一个ul频带用于其ul传输。例如，在nb-iotue2接收到mib和pss/sss之后，其可以接收sib并且获取关于可用dl频带集合和可用ul频带集合的信息。用于上行数据传输的物理上行共享信道(pusch)和用于ue的随机接入的物理随机接入信道(prach)都在该ul频带上传输。

在一种实现中，nb-iotue2根据预定函数，基于nb-iotue2已知的参数来选择该ul频带。例如，这些参数可以包括ue标识符(id)(例如全球唯一临时ue标识(guti)或国际移动用户识别码(imsi))、其自身的覆盖水平、可用ul频带集合中的频带数(n_ul)等。

为了获得平衡的频带选择，频带索引应当随机化。因此更优选地，预定函数可以是哈希函数，其中ueid包含在哈希密钥中。例如，ueul频带索引＝ueidmodn_ul。

或者，nb-iotue2随机地选择该ul频带，其中nb-iotue2利用随机数发生器(例如线性同余发生器)直接产生一个从1到n_ul的随机整数来作为其ul频带索引。

在步骤140，nb-iotue2在所选择的ul频带上(更具体地， 在prach上)执行随机接入(ra)过程。

在步骤150，基站1从可用dl频带集合中确定用于nb-iotue2的dl频带。

在一种实现中，基站1可以根据基站1和nb-iotue2都知道的一个预定函数来确定该dl频带，基站1和nb-iotue2都知道该预定函数的参数。在一些实例中，这些参数包括nb-iotue2的ul频带索引、nb-iotue2的前导码索引、nb-iotue2的覆盖水平和可用dl频带集合中的频带数(n_dl)中的一个或多个。

nb-iotue2能够类似地确定其dl频带。在nb-iotue2侧对其dl频带的确定可以在步骤130之后的任意时间执行，可以与步骤150同时或者不同时执行。这样，nb-iotue2和基站1都能够获知nb-iotue2的dl频带，nb-iotue2的物理下行控制信道(pdcch)和物理下行共享信道(pdsch)都在该dl频带上承载。

在另一种实现中，ul频带和dl频带之间的映射可以被(例如基站1)预先规定，因此一旦nb-iotue2的ul频带确定，基站1和nb-iotue2就可以根据该映射直接获得对应的dl频带索引。这能够在实现复杂度方面获益。

通过这种方式，不需要控制信号来用于rrc空闲状态下的ue的频带分配，这大大降低了nb-iot系统的控制开销。

这样，nb-iotue2和基站1都获得了nb-iotue2的dl频带索引和ul频带索引。

以下举例说明nb-iotue2的ul频带和dl频带的确定过程。

在一个实例中，ueid＝460001234560001的nb-iotue2想要接入具有20个(n_ul)可用ul频带和5个(n_dl)可用dl频带的nb-iot系统。nb-iotue2可以通过ueidmodn_ul计算其ul频带索引，该索引为1，因此nb-iotue2可以使用可用ul频带集合中的第一个ul频带作为其ul频带。然后，nb-iotue2在其ul频带上执行ra过程。nb-iotue2选择第二前导码并在prach上发送。基站1在第一个ul频带上接收到该前导码并确定 其前导码索引。nb-iotue2和基站1都知道ul频带索引为1并且前导码索引为2。然后，nb-iotue2的dl频带索引由(ul频带索引*前导码索引)modn_dl＝2给出。也就是说，可用dl频带集合中的第二个dl频带被分配给该nb-iotue2。至此，nb-iotue2和基站1都知道该nb-iotue2的ul和dl频带索引。

在另一个实例中，假设nb-iotue2想要接入具有20个(n_ul)可用ul频带和5个(n_dl)可用dl频带的nb-iot系统。ul频带索引与dl频带索引之间的映射为dl频带索引＝ceil(ul频带索引/4)，其中函数ceil(*)表示向上取整。例如，ul频带1、2、3、4的对应dl频带都为dl频带1。nb-iotue2直接产生随机数11作为其ul频带索引。根据上述映射关系，对应的dl频带索引为3。

可选地，在随机接入之后，nb-iotue2进入rrc连接状态，此时方法100还可以包括步骤160，其中基站1通过rrc信令向nb-iotue2发送更新的dl频带索引和/或ul频带索引以调整nb-iotue2的频带配置。频带调整可以考虑一种或多种因素，包括整个网络的负载平衡、ue的覆盖水平和/或ue的业务模式等。

当nb-iotue2接收到该rrc信令时，将其dl频带和/或ul频带改变到更新的dl频带索引和/或ul频带索引。否则，nb-iotue2仍停留在其现有的ul和dl频带。

图3示出了根据本发明的一种用于nb-iot的非对称频带配置的装置300的方框图。装置300例如可以实现在基站(如图1中所示的基站1)中。

如图3中所示，装置300包括：频带分配单元310，用于为基站所服务的所有ue分配可用dl频带集合和可用ul频带集合，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数；发送单元320，用于通过系统信息将与所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息广播给其所服务的所有ue；检测单元330，用于在所有ue中的一个ue的ul频带上检测到随机接入，其中该ul频带是从该可用ul频带集合中选择的； 以及dl频带确定单元340，用于从该可用dl频带集合中确定用于该ue的dl频带。

在一种实现中，该可用dl频带集合中所包含的频带数小于该可用ul频带集合中所包含的频带数。

在一种实现中，将所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合中的频带的索引信息广播给所有ue。

在一种实现中，当不同的dl频带集合和ul频带集合在基站和所有ue中对应于不同的预置指示符时，将相应的指示符广播给所有ue。

在一种实现中，在锚频带上广播与所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息。

在一种实现中，根据基站和ue都知道的一个预定函数来确定该dl频带。

在一种实现中，根据ul频带和dl频带之间的预定映射关系确定dl频带。

图4示出了根据本发明的一种用于nb-iot的非对称频带配置的装置400的方框图。装置400例如可以实现在ue(如图1中所示的nb-iotue2)中。

如图4中所示，装置400包括：接收单元410，用于通过系统信息从基站接收与基站所分配的可用dl频带集合和可用ul频带集合有关的信息，其中，该可用dl频带集合中所包含的频带数不等于该可用ul频带集合中所包含的频带数；ul频带选择单元420，用于从可用ul频带集合中选择一个ul频带用于ue的ul传输；dl频带确定单元430，用于从可用dl频带集合中确定用于ue的dl频带；以及发送单元440，用于在所选择的ul频带上执行随机接入过程。

在一种实现中，该可用dl频带集合中所包含的频带数小于该可用ul频带集合中所包含的频带数。

在一种实现中，根据预定函数，基于ue已知的参数来选择ul 频带。

在一种实现中，预定函数是哈希函数，并且ueid包含在哈希密钥中。

在一种实现中，随机地选择ul频带。

在一种实现中，根据基站和ue都知道的一个预定函数来确定该dl频带。

在一种实现中，根据ul频带和dl频带之间的预定映射关系确定dl频带。

利用本发明的方案，由于nb-iot业务的非对称特性，数据业务主要集中在ul方向，因此能够更有效更灵活地使用频谱资源。另一方面，通过运营商操作管理与维护(operationadministrationandmaintenance，oam)能够管理在dl方向需要更多业务的临时情况，例如用于nb-iotue软件/固件(software/firmware,sw/fw)升级等目的。

在本文中，参照附图对本文公开的方法进行了描述。然而应当理解，附图中所示的以及说明书中所描述的步骤顺序仅仅是示意性的，在不脱离权利要求的范围的情况下，这些方法步骤和/或动作可以按照不同的顺序执行而不局限于附图中所示的以及说明书中所描述的具体顺序。

在一个或多个示例性设计中，可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本申请所述的功能。如果用软件来实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括有助于计算机程序从一个地方传递到另一个地方的任意介质。存储介质可以是通用或专用计算机可访问的任意可用介质。这种计算机可读介质可以包括，例如但不限于，ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁存储设备，或者可用于以通用或专用计算机或者通用或专用处理器可访问的指令或数据 结构的形式来携带或存储希望的程序代码模块的任意其它介质。并且，任意连接也可以被称为是计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(dsl)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、dsl或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术也包括在介质的定义中。

可以用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的任意组合来实现或执行结合本公开所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或者任何其它此种结构。

本领域普通技术人员还应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般性描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。