[0222]虚拟i:行链路载波
[0223]根据本发明的实施方式，上述虚拟载波终端还可设置有用于发送上行链路数据的能力减小发射器。虚拟载波终端被布置为在减小的带宽上传输数据。能力减小发射器单元的设置提供与通过设置具有例如以减小的能力(例如使用MTC型应用)制造的设备类型的能力减小接收器单元实现的那些相对应的优势。
[0224]与下行链路虚拟载波一致，虚拟载波终端在主载波(其具有比减小带宽的虚拟载波更大的带宽)内的减小范围的子载波的上传输上行链路数据。这在图13A中示出。如从图13A可以看出，上行链路子帧中的一组子载波形成主载波1302内的虚拟载波1301。因此，虚拟载波终端在其上传输上行链路数据的减小带宽可被认为是虚拟上行链路载波。
[0225]为了实现虚拟上行链路载波，服务虚拟载波的基站调度器确保授权给虚拟载波终端的所有上行链路资源要素是落在虚拟载波终端的能力减小发射器单元的减小带宽范围内的子载波。对应地，服务主载波的基站调度器通常确保授权给主载波终端的所有上行链路资源要素是落在被虚拟载波终端占用的该组子载波的范围之外的子载波。然而，如果用于虚拟载波和主载波的调度共同地实施，或者具有共享信息的手段，则当虚拟载波调度器指示虚拟载波上的终端设备将不使用一些或者所有虚拟载波资源时，主载波的调度器可在子帧期间从虚拟载波区域内分配资源要素至主载波上的终端设备。
[0226]如果虚拟载波上行链路结合遵循与LTE PUCCH相似的结构和操作方法的物理信道，其中，用于该物理信道的资源被预期为在信道边缘，则对于虚拟载波终端，这些资源可被提供在虚拟载波带宽的边缘，而不是在主载波的边缘。这样是有利的，因为其将保证虚拟载波上行链路传输保持在减小的虚拟载波带宽之内。
[0227]虚拟i:行链路载波随机访问
[0228]根据传统LTE技术，不能确保PRACH在分配给虚拟载波的子载波内。因此，在一些实施方式中，基站在虚拟上行链路载波内提供第二 PRACH，其位置可经由虚拟载波上的系统信息告知给虚拟载波终端。这在图13B中举例示出，其中，PRACH 1303位于虚拟载波1301内。因此，虚拟载波终端在虚拟上行链路载波内的虚拟载波PRACH上发送PRACH请求。PRACH的位置可在虚拟载波下行链路信号信道中告知给虚拟载波终端，例如在虚拟载波上的系统信息中。
[0229]然而，在其他实例中，如图13C中举例示出的，虚拟载波PRACH 1303位于虚拟载波的外部。这在虚拟上行链路载波内留下更多空间用于虚拟载波终端的数据传输。如以前一样，虚拟载波PRACH的位置被告知给虚拟载波终端，但是为了传输随机访问请求，虚拟载波终端将它们的发射器单元重新调谐到虚拟载波PRACH频率，因为其在虚拟载波的外部。当上行链路资源要素已被分配时，发射器单元随后重新调谐到虚拟载波频率。
[0230]在虚拟载波终端能够在虚拟载波外的PRACH上传输的一些实例中，主载波PRACH的位置可被告知给虚拟载波终端。虚拟载波终端然后可仅使用传统主载波PRACH资源来发送随机访问请求。因为需要分配更少的PRACH资源，所以这个方法是有利的。
[0231]然而，如果基站正在接收来自传统LTE终端和虚拟载波终端两者的对相同PRACH资源的随机访问请求，则基站需要设置有用于区分来自传统LTE终端的随机访问请求和来自虚拟载波终端的随机访问请求的机制。
[0232]因此，在一些实例中，在基站处实施时分分配，借此，例如在第一组子帧上，PRACH分配对虚拟载波终端是可用的并且在第二组子帧上，PRACH分配对传统LTE终端是可用的。因此，基站能够确定在第一组子帧期间所接收的随机访问请求源自虚拟载波终端并且在第二组的子帧期间所接收的随机访问请求源自传统LTE终端。
[0233]在其他实例中，没有设置机制来防止虚拟载波终端和传统LTE终端两者同时发送随机访问请求。然而，通常被用于传输随机访问请求的随机访问前导码(preamble)被划分为两组。第一组被虚拟载波终端独占地使用，并且第二组被传统LTE终端独占地使用。因此，基站可仅通过查明随机访问前导码属于哪一组来确定随机请求是源自传统LTE终端还是虚拟载波终端。
[0234]实例架构
[0235]图14提供了示出根据本发明的实例布置的适配的LTE移动电信系统的一部分的示意图。系统包括连接至核心网络1408的适配的增强节点B (eNB) 1401，其将数据传递到多个传统LTE终端1402和在覆盖范围(小区)1404内的能力减小终端1403。当与包括在传统LTE终端1402中的发射器单元1406的性能相比较时，每个能力减小终端1403具有收发器单元1405，收发器单元1405包括能够在减小的带宽上接收数据的接收器单元和能够在减小的带宽上发送数据的发射器单元。
[0236]适配的eNB 1401被布置为使用如参考图5描述的包括虚拟载波的子帧结构传输下行链路数据，并且使用如参考图13B或图13C描述的子帧结构接收上行链路数据。能力减小终端1403因此能够使用如上所述的上行链路和下行链路虚拟载波接收和发送数据。
[0237]如上面已说明的，因为复杂度减小终端1403在上行链路和下行链路虚拟载波上的减小带宽上接收和传输数据，所以与传统LTE终端中设置的收发器单元1406相比，收发器单元1405为接收和解码下行链路数据以及编码和传输上行链路数据所需要的复杂度、功耗和成本降低。
[0238]当从核心网络1408接收要被传输到小区1404内的一个终端的下行链路数据时，适配的eNB 1401被布置为确定数据是被绑定为用于传统LTE终端1402还是能力减小终端1403。这可使用任何合适的技术来实现。例如，绑定用于能力减小终端1403的数据可包括指示数据必须在下行链路虚拟载波上传输的虚拟载波标记。如果适配的eNB 1401检测到下行链路数据将被传输到能力减小终端1403，则包括在适配的eNB 1401中的适配的调度单元1409通过询问下行链路虚拟确保下行链路数据被传输到能力减小终端。在另一个实例中，网络被布置为使得虚拟载波逻辑上独立于eNB。更具体地，虚拟载波可被布置为对于核心网络呈现为独特的小区，使得核心网络不知道虚拟载波具有与主载波的任何关系。正如它们对于传统小区的，数据包仅被路由到虚拟载波/从虚拟载波路由。
[0239]在另一个实例中，在网络内合适的点处进行数据包检查以便将流量路由到合适载波(即，主载波或虚拟载波)或从合适载波路由流量。
[0240]在又一个实例中，从核心网络到eNB的数据在用于特定终端设备的特定逻辑连接上传递。eNB被提供有指示哪个逻辑连接与哪个终端设备关联的信息。还在eNB处提供指示哪些终端设备是虚拟载波终端以及哪些是传统LTE终端的信息。该信息可通过虚拟载波终端最初使用虚拟载波资源连接的事实获得。在其他实例中，虚拟载波终端被布置为在连接过程期间向eNB的指示它们的能力。因此，eNB可基于终端设备是虚拟载波终端还是LTE终端将数据从核心网络映射到特定终端设备。
[0241]当调度用于上行链路数据传输的资源时，适配的eNB 1401被布置为确定被调度资源的终端是能力减小终端1403还是传统LTE终端1402。在一些实例中，如上所述，这通过使用技术分析在PRACH上传输的随机访问请求来区分虚拟载波随机访问请求和传统随机访问请求来实现。在任何情况下，当在适配的eNB 1401处确定由能力减小终端1402做出随机访问请求时，适配的调度器1409被布置为保证上行链路资源要素的任何授权在虚拟上行链路载波内。
[0242]在一些实例中，插入在主载波内的虚拟载波可用于提供逻辑上独立的“网中网(network within a network) ”。换言之，经由虚拟载波传输的数据可被视为逻辑上和物理上与由主载波网络传输的数据不同。虚拟载波因此可用来实现所谓的专用消息网络(DMN)，其“叠加”在传统网络上并且用来向DMN设备(即，虚拟载波终端)传递消息数据。
[0243]虚拟载波的其他实例应用
[0244]已陈述了在共同待审的英国专利申请号GB 1101970.0[2]、GB1101981.7[3]、GB1101966.8[4], GB 1101983.3[5]、GB 1101853.8[6]、GB 1101982.5[7]、GB 1101980.9[8]和 GB 1101972.6[9]、GB 1121767.6[10]和 GB 1121766.8[11]中描述的种类的虚拟载波的概念，现在描述根据本发明的实施方式的虚拟载波概念的一些扩展。
[0245]图15A是表示如何可将LTE-型电信网络的时间-频率传输资源网格1500中的各种区域分配用于支持如上所述的虚拟载波的示意图。在图15A中示出的资源网格1500的范围包括沿水平时间方向隔开的10个子帧1512(整体相当于一个帧)，并在频率上横跨带宽R32(i。图15A中的每个子帧1512遵循与图5中的子帧相同的一般格式，但是以更简化和示意的方式来表示。
[0246]因此，图15A的传输资源网格1500包括:主载波HXXH区域1502、主载波TOSCH区域1506、虚拟载波区域1510和参考符号区域1504。虚拟载波区域1510可包括:单独的虚拟载波roSCH区域和虚拟载波HXXH区域，在图5中示意地示出由参考标号501和502标识的单独区域。然而，如上所述，在其他实例实施中，虚拟载波操作的原理可能不反映LTE-型网络的这些方面。参考符号区域1504可仅用于主载波，或者这些区域也可由预占虚拟载波的终端接收并使用。
[0247]图15B类似于图15A并将通过图15A来理解，但是，图15A示意性地表示用于主载波和虚拟载波的时间-频率传输资源网格1500的区域，图15B仅示意性地表示与主载波相关联的区域(即，主载波PDCCH区域1502、主载波I3DSCH区域1506和参考符号区域1504)。事实上，图15B表示可被称为主载波传输资源网格1530的资源网格。图15B所示的无阴影的区域与虚拟载波关联，并且不“属于”主载波传输资源网格1530。
[0248]图15C也类似于图15A并将通过图15A来理解，但是图15A示意性地表示用于主载波和虚拟载波二者的时间-频率传输资源网格1500的区域，图15C仅示意性地表示与虚拟载波关联的区域(即，虚拟载波区域1510)。因此，图15C是图15B的相反部分。事实上，图15C表示可被称作虚拟载波传输资源网格1550的资源网格。图15C所示的无阴影的区域与主载波关联，并且不“属于”虚拟载波传输资源网格1550。
[0249]主载波传输资源网格1530和虚拟载波传输资源网格1550彼此互补，即一个“填补”在另一个的空间中，使得当加在一起时，它们对应于图15A的整个传输资源网格1510。因此，为了总结本发明的一些实施方式，利用跨第一频率带宽的多个正交频分复用OFDM子载波(例如，图15A至图15C中的R32tl)支持通信。用户平面数据可使用分布在第一频率带宽上的第一组OFDM子载波(例如，在图15B的区域1506中)在主载波上传递，并且用户平面数据可使用分布在第二频率带宽上的第二组OFDM子载波在虚拟载波上传递，其中，第二频率带宽小于并在第一频率带宽内(例如，在图15C的区域1510内)。然而，用于主载波的控制平面数据(例如HXXH)可使用两组OFDM子载波(例如，在图15B中的区域1502)传递。
[0250]图16示意性地示出了根据本发明的实施方式的电信系统1600。该实例中的电信系统1600广泛地基于其中实现如上所述的虚拟载波的LTE-型架构。因为电信系统1600的操作的许多特征是已知的和理解的，因此，为简便起见，在此不再进行详细地描述。本文中没有具体描述的电信系统1600的操作的特征可根据任何已知的技术实现，例如根据先前提出的具有适当的变形以支持虚拟载波的当前LTE-标准。
[0251]电信系统1600包括耦接至无线电网络部分的核心网络部分(演进分组核心)1602。无线电网络部分包括耦接至多个终端设备的基站(演进-节点B) 1604。在该实例中，示出了两个终端设备，即，第一终端设备1606和第二终端设备1608。当然应当认识到，实际上，无线电网络部分可包括为服务各个通信小区中的大量终端设备的多个基站。然而，为简便起见，图16中仅示出了单个基站和两个终端设备。
[0252]如同传统的移动无线电网络，终端设备1606和1608被布置成将数据传递至基站(收发站)1604以及从基站(收发站)1604传递数据。基站反过来可通信地连接至核心网络部分中的服务网关，S-Gff(未示出)，服务网关被布置为经由基站1604对电信系统1600中的终端设备进行移动通信服务的路由和管理。为了维持移动性管理和连接性，核心网络部分1602还包括移动性管理实体(未示出)，其基于存储在家庭用户服务器，HSS中的用户信息管理增强分组业务，EPS，与运行在通信系统中的终端设备1606、1608的连接。核心网络中其他的网络组件(为简单起见也未在图中示出)包括:策略计费和资源功能(policycharging and resource funct1n) PCRF以及分组数据网络网关，PDN-GW，其提供从核心网络部分1602到外部分组数据网络(例如，因特网)的连接。如上所述，除被修改为提供根据本文所讨论的本发明的实施方式的功能之外，广义上，图16中所示的通信系统1600的各种元件的操作是常规的。
[0253]在该实例中，假设第一终端设备1606是主要使用与无线电接口的主载波分离关联的资源(例如，如图15B中表示的)与基站1604通信的传统智能电话类型终端设备。该第一终端设备1604包括用于发送和接收无线信号的收发器单元1606a和被配置为控制智能电话1606的控制器单元1606b。控制器单元1606b可包括处理器单元，该处理器单元被适当地配置/编程为使用用于无线电信系统中的装备的常规编程/配置技术来提供期望的功能。图16中示意性地示出了作为单独元件的收发器单元1606a和控制器单元1606b。然而，应当理解的是，这些单元的功能可以不同的方式提供，例如，使用单个适当编程的集成电路。如将理解的，智能电话1606将通常包括与其操作功能关联的各种其他元件。
[0254]在该实例中，假设第二终端设备1608是使用与无线电接口的虚拟载波分量关联的资源(例如，如图15C中表示的)与基站1604通信的机器型通信(MTC)终端设备。如上所述，这些类型的设备通常以传递少量数据的半自主或者自主无线通信设备为特征。实例包括所谓的智能电表，例如智能电表可位于消费者的家中并且向中央MTC服务器周期性地回传有关例如煤气、水、电等的公用设施的消费者的消耗数据的信息。MTC设备在一些方面可被视为能够由具有相对低的服务质量(QoS)(例如，就延迟方面而言)的相对低的带宽通信信道所支持的设备。在此假设图16中的MTC终端设备1608是这种设备。
[0255]如同智能电话1606，MTC设备1608包括用于发送和接收无线电信号的收发器单元1608a，以及被配置为控制MTC设备1608的控制器单元1608b。如以下进一步说明，控制器单元1608B可包括各种子单元，例如监控单元、识别单元、确定单元和发起单元，以提供根据本发明的实施方式的功能。这些子单元可实施为分立的硬件元件或者控制器单元的适当配置的功能。因此，控制器单元1608b可包括处理器单元，处理器单元被适当地配置/编程以使用用于无线电信系统中的设备的常规编程/配置技术提供本文所描述的期望的功能。为便于表示，在图16中，收发器单元1608a和控制器单元1608b示意性地示为单独的元件。然而，应理解的是，可以遵循本领域的惯例的不同方式提供这些单元的功能，例如，使用单个适当编程的集成电路。应理解，MTC设备1608通常将包括与其操作功能关联的各种其他元件。
[0256]基站1604包括用于发送和接收无线信号的收发器单元1604a，以及被配置为控制基站1604的控制器单元1604b。如以下进一步说明，控制器单元1606B可再次包括各种子单元，例如调度单元和选择单元以提供根据本发明的实施方式的功能。这些子单元可实施为分离的硬件元件或者控制器单元的适当配置的功能。因此，控制器单元1604b可包括处理器单元，处理器单元被适当地配置/编程以使用用于无线电信系统中的设备的常规编程/配置技术提供本文所描述的期望的功能。为便于表示，在图16中，收发器单元1604a和控制器单元1604b示意性地示为单独元件。然而，应当认识到，可以遵循本领域的惯例的不同方式提供这些单元的功能，例如，使用单个适当编程的集成电路。应当认识到，基站1604将通常包括与其操作功能关联的各种其他元件。
[0257]因此，基站1604被配置为在与无线电信系统的主载波关联的第一无线电通信链路1610上与智能电话1606通信数据和在与无线应用系统的虚拟载波关联的第二无线电通信链路1612上与MTC设备1608通信数据。
[0258]如上所述，在此假设基站1604被配置为根据支持主载波和虚拟载波的基于LTE的通信的既定原则在第一无线电通信链路1610上与智能电话1606通信。
[0259]根据先前提出的虚拟载波(VC)技术，处于连接模式的VC终端设备(UE)将搜索控制区域(例如图5中示意性地表示的控制区域502)以识别来自为VC终端设备(例如图16中呈现的MTC设备1608)调度的基站的可能的下行链路传输的分配。虚拟载波上的该过程可以大体反映为在传统的载波上的基于LTE通信建立的技术。因此，由虚拟载波终端设备搜索的以识别资源分配的控制区域可与可被称为VC-PDCCH的对应。针对终端设备特定资源分配搜索VC-PDCCH消耗终端设备的功率。此外，如果事实上基站未调度用于特定终端设备的任何终端设备特定传输，则消耗的功率实际上浪费了。发明人认识到尤其对于MTC-型设备，MTC-型通信的典型的突发性和偶然出现的本质意味着通常存在未调度用于传输至给定终端设备的终端设备特定数据的情况。因此，解码每个子帧中的VC-PDCCH的处理可表示对终端设备的资源的极大的但不必要的消耗。
[0260]一般地，可通过网络(并且尤其是通过基站中的调度器)预先较好合理地预测MTC-型流量。此外，即使对于不可预知的MTC-型流量，流量在任何情况下一般不是严格时间限制的(即，数据是耐时延的)。这意味着基站在调度MTC-型数据/流量时通常可具有大的灵活度。就是说，基站中的调度单元可在相对长的周期上在不会对设备的运行性能产生显著的影响的情况下计划管理至MTC-型设备的数据传输。例如，基站可在虚拟载波上预先相对远地调度MTC-数据，因为虚拟载波的带宽资源受限制，并且特别是如果存在很多同时广泛需要下行链路资源的MTC设备(例如向多个智能电表广播电费变化)，则不可能在一个子帧中调度所有相关的MTC终端设备。如以上说明的，在给定的子帧中未被调度的任何VC-终端设备如果解码该子帧的虚拟载波控制区域，则实际上将浪费能量。对于MTC终端设备，不必要的能量消耗是特别令人关注的问题，因为它们一般可被设计成在电池替换或者再充电之间运行相对长的间隔。
[0261]减小功率消耗的该调度配置和期望使MTC-型设备非常适合于允许设备进入减少活动(睡眠/暂停)模式(例如已知的DRX和微入睡模式)的技术。然而，如上所述，这些建立的睡眠模式存在缺点，并且因此根据本发明的实施方式提出用于在无线电信网络中控制终端设备进入减少活动模式的替代技术。提出的技术非常适合于在虚拟载波上运行的MTC-型设备。
[0262]如以上说明的，建立的LTE-型通信的特征(包括虚拟载波上的LTE-型电信)是使用参考符号。参考符号散布在整个时间/频率资源网格中以提供信道估计以及根据已知技术的其他目的。图17示意性地表示根据传统LTE技术的小区特定参考符号(CRS)的配置。图17示出与2个资源块(在时间上延伸Ims (—个子帧/14个符号))和带宽为180kHz (12个子载波))对应的LTE-型下行链路无线电帧结构的区域。根据当前LTE标准，图17中表示的资源网格的范围将包含八个小区特定参考符号。如良好建立地，根据例如小区身份和天线端口的参数确定通过基站传输的小区特定参考符号的特定位置。连接至基站的终端设备因此能够定位和解码通过基站传输的参考符号以用于信道估计目的。
[0263]根据本发明的实施方式，