用于无线系统的接收器和发射器的设备、方法和计算机程序的制作方法_4

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br>[0051]相对应地,在发射器设备20侧上的用于发射的装置24可以操作为在系统带宽的不同部分中发射对应于类型I业务数据分组的第一数据分组和对应于类型2或类型3数据业务分组的第二数据分组。另一方面,发射器设备20中的用于发射的装置24可以操作为在系统带宽的相同部分处发射类型2业务数据分组和类型3业务数据分组。此外,在本实施例中,用于发射的装置24可以操作为在发射有效载荷数据分组之前执行随机接入过程。如图3也指示的,类型3业务数据分组在时间上扩频并在非常低的功率水平上操作,使得它不扰乱类型2数据分组并且由于时间扩频信号而仍可以恢复。
[0052]为了进一步详述实施例,随后提供一些示例数量。
[0053]1.在时间扩频以及2MHz的传感器发射带宽的情况下,例如将正交相移键控(QPSK)符号序列重复16384次,以便获得大于40dB的扩频增益。这可以提供每秒122符号的符号速率。在QPSK和1/3码率的情况下,可以获得81.4比特/秒的信息比特速率。因而,在这样的实施例中,可以在大约5秒内发射典型的50字节的传感器分组。
[0054]2.在一个实施例的扩频频谱示例中,按照SF = 214= 16384的扩频因子的扩频提供扩频增益3*14 = 42dB。在使用LTE-先进(LTE-A)采样速率的实施例中,使用20MHz发射带宽来发射15.36兆采样/秒。这导致0.9375符号/毫秒的符号速率。结合QPSK并且例如1/3码率,可以发射0.625比特/毫秒或例如2秒内1250比特,这适合于典型的传感器业务。在本实施例中,对于类型I业务或类型2业务的多载波信号,这导致范围在约_40dB以下的可容忍的背景噪声。
[0055]在其它实施例中,可以考虑其中类型2业务和类型3业务是基于随机接入并且是非同步的情况。类型2业务数据分组然后将与前导码和对应的应用或智能电话即发射器的标识一起被发射。在一个实施例中,可以使用DL参考信号执行粗略的开路同步。
[0056]类型3业务数据分组在其数据应用扩频码的情况下可以在长数据分组中被发射。在一些实施例中,码的分配例如可以以容易的方式执行。例如,在具有例如二进制伪随机扩频序列的SF= 16384的上述示例中,可用的码空间已经巨大,在2 16384的量级。因而,每个设备或发射器可以具有其自己的码,例如可以利用从因特网协议(IP)版本6地址或介质访问控制(MAC)地址到扩频序列索引的映射。在实施例中,扩频码对于每个发射器可以是唯一的。在一些实施例中,当设备首先例如经由专用于初始/随机接入的扩频码的保留子集而进入网络时,可以执行初始接入过程。这样的发射器200可以通知网络其码序列索引。
[0057]在其它实施例中,在接收器设备10侧上的用于接收的装置12可以操作为在接收到有效载荷数据分组之前确定来自无线电资源的预定子集的发射指示。根据本实施例,在发射器设备20的实施例中,用于发射的装置24可操作为在发射有效载荷数据分组之前相应地使用无线电资源的预定子集发射指示。在实施例中,这样的发射指示可以对应于忙音。忙音信号可以被用于向接收器100指示将执行由发射器200进行的发射。即,例如当类型3设备打算发射数据分组时,其可以在邻近频率上发送由其扩频序列调制的直音(constanttone)。该邻近音可以被用于基站侧即接收器处的活动检测,使得接收器可以获知消息的存在并且它可以开始对对应消息的搜索。此外,其它机器或设备可以采用载波感测多轴方法,即,它们在发射之前可以监听该频率以便避免冲突。同样,在实施例中,传感器发射器200可以基于DL参考信号和同步信道来提供粗略的同步。换言之,它们可以将自己与用于类型3业务分组的长时隙结构对准。这样的粗同步可以降低接收器100处例如基站收发器侧处的复杂度,因为信号的搜索空间被减少。
[0058]如上面已经提及的,在实施例中,接收器设备10可以进一步包括用于提供的装置18,其用于提供与用于发射的装置16的发射功率有关的信息。与图1相比,使得发射器200可以确定信号的传播延迟。换言之,在发射器设备20侧上,用于获得的装置22可以进一步操作为从收发器100接收与用于发射无线电信号的发射功率有关的信息。用于获得的装置22可以进一步操作为基于与发射功率有关的信息并基于与来自收发器100的无线电信号的接收功率有关的信息来确定与传播延迟有关的信息。用于发射的装置24然后可操作为使子帧内的发射的定时基于与传播延迟有关的信息。由此,可以实现某种同步。换言之,当在发射器设备20处设定定时提前时可以考虑传播延迟。
[0059]在实施例中,可以执行基于广播的发射功率水平的这种粗定时提前和功率调整。类型2业务和类型3业务设备或发射器然后可以基于通过来自接收器100例如基站收发器的DL信号的所估计的接收功率水平和所指示的发射功率水平之差获得的所计算的路径损耗,来粗略地估计其定时偏移。利用例如具有自由空间路径损耗公式的这一点可以提供至基站收发器的最小可能性距离并因而提供可以遇到的最小传播延迟。因而,在发射数据之前,这样的设备可以监听DL同步、参考和/或广播信道,它可以本身同步并且可以估计最小可能或甚至平均的传播延迟,并且通过早一些发射来将其考虑进去,从而实现对接收器100处的接收信号的粗略时间对准。
[0060]在其它实施例中,与在类型2业务的频带上的跳频一起,类型3业务可以使用整个带宽的一部分例如作为上述实施例的示例的2MHz。可任选地,可以使用在两个频带即类型I业务频带和类型2业务频带上的跳频。在其它实施例中,可以对被保留用于类型2业务数据通信的资源执行类型3业务数据发射的通告。这可以降低接收器处例如基站处的搜索复杂度。在这样的方法中,传感器发射器200能够在类型3和/或类型2业务架构内进行发射。
[0061]在其它实施例中,可以调度类型2和类型3业务,而不以基于竞争的方式发射。在这样的实施例中,这些业务类型可以保持上面的特性,即它们可以是叠加的,具有短包的类型2业务数据分组和类型3业务数据分组在时间上扩频。然而,在这样的实施例中,可以通过基站、即通过接收器100来调度信号。在这种情况下,类型3业务数据分组的DL控制信道可以被限定用于发射经调度的授权。这些可以通过同一频带内的信号来实现,其也可以在时间上扩频并且具有预定义的反复时隙或子帧。这样的实施例可以利用同步的信号。
[0062]在其它实施例中,类型2和类型3业务数据分组可以使用不同的频率,即它们可以在频域上相邻。在这样的实施例中,类型2和类型3业务数据分组可以在时间上重叠,但使用不同的频率。如果允许异步性,则可以使用滤波器组技术、旁瓣对消和/或提前的接收器技术来对抗干扰。
[0063]在又一实施例中,例如使用扩频频谱发射,将类型3业务数据分组叠加在类型I和类型2业务的联合带宽上。
[0064]图4图示了用于无线通信系统的接收器100的方法的实施例的框图。该方法包括接收被组织在重复的无线电帧中的无线电信号的步骤32,无线电帧被细分为子帧。该方法还包括从所接收的无线电信号提取使用所接收的无线电信号的单个子帧的第一有效载荷数据分组的步骤34。该方法还包括提取使用两个或更多无线电帧中的两个或更多子帧的第二有效载荷数据分组的步骤36。
[0065]图5图示了用于无线通信系统的发射器200的方法的实施例的框图。该方法包括获得用于经调度的和/或非经调度的发射的无线电资源的子集的信息的步骤42和发射被组织在重复的无线电帧中的无线电信号的步骤44,无线电帧被细分为子帧。该方法还包括使用无线电信号的单个子帧发射第一有效载荷数据分组的步骤46和使用两个或更多子帧发射第二有效载荷数据分组的步骤48。
[0066]实施例进一步提供一种计算机程序,其具有当计算机程序在计算机或处理器上运行时用于执行上述方法之一的程序代码。
[0067]本发明的实施例可以允许将蜂窝通信网络与传感器通信统一。使用实施例,通过避免将在应用划分频带的系统中出现的或在分离系统的情况下甚至更差的未使用比例,可以节省稀少的无线电资源。实施例能够根据节点数目分别向相应的业务类型半静态地分布可用频谱。实施例可以以无处不在的、灵活可配置的、改进的或甚至最佳的方式,提供在同一带宽内与偶发的少量分组业务和电池有效的传感器业务组合的频谱高效业务。此外,实施例在所提供的框架结构的帮助下可以实现下一代系统。甚至当引入新的空中接口时,实施例也能够为新设备类别和业务类型提供广泛附加支持。
[0068]本领域技术人员将容易认识到,可以通过编程的计算机执行各种上述方法的步骤。这里,一些实施例也旨在于覆盖程序存储设备,例如数字数据存储介质,其是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行程序的指令进行编码,其中所述指令执行上述方法的步骤中的一些或全部。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬驱动或光学可读数字数据存储介质
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