用于提高具有分散频谱的商用蜂窝通信系统的数据率的系统和方法
【专利说明】用于提高具有分散频谱的商用蜂窝通信系统的数据率的系统和方法
[0001]相关串请
[0002]本申请要求享有2014年8月15日由发明人Hans Wang, Tao Li, Binglei Zhang和Shih Hsiung Mo提交的主题名称为“Using ScatteredSpectrum on Commercial CellularCommunicat1n System”、代理人文档编号 AVC14-1006PSP 的美国临时申请 N0.62/037, 995的优先权。
技术领域
[0003]本公开总体涉及一种支持分散频谱片段(piece)的商用无线通信系统。更具体地，本公开涉及在该类系统中实施长期演进(LTE)。
【背景技术】
[0004]在过去十年中，LTE(也已知作为第四代(4G)LTE)已经替代第三代(3G)技术而作为当前移动远程通信技术。LTE由GSM (用于移动通信的全球系统)/UMTS (通用移动远程通信系统)技术发展而来。通过使用新的DSP(数字信号处理)技术和调制，LTE可以改进无线数据网络的容量和速度。
[0005]由LTE技术提供的增大容量和速度已经促进了对将LTE使用从公用蜂窝网络扩展值其他蜂窝通信系统，包括商用或军用蜂窝通信系统的需求。然而，在某些商用蜂窝通信系统中频谱的分配与公用蜂窝通信系统非常不同，使得在那些系统中直接实施LTE成为挑占戈。
【发明内容】
[0006]本发明的一个实施例提供了一种用于在具有分散频谱的无线通信系统中实施长期演进(LTE)调度的系统。在操作期间，系统确定在无线通信系统中可用的带宽资源。可用的带宽资源包括多个分散的频谱片段。系统标识具有等于或大于预定阈值的带宽的频谱片段，定义在已标识频谱片段中居中的逻辑信道，并且基于所定义的逻辑信道执行LTE调度，其中LTE调度包括使用包含在所定义逻辑信道中的频谱片段而向用户或服务供应。
[0007]在该实施例的变化例中，系统监视业务需求，并且响应于确定由逻辑信道所包含的频谱片段并未满足业务需求，聚合多个逻辑信道以获得所聚合的信道。系统随后使用包含在聚合信道中的频谱片段向用户或服务供应。
[0008]在另一变化例中，聚合多个逻辑信道包括执行LTE载波聚合。
[0009]在另一变化例中，系统响应于确定由单个逻辑信道所包含的频谱片段满足业务需求而分解之前聚合的多个逻辑信道。
[0010]在该实施例的变化例中，定义的逻辑信道具有符合LTE标准的带宽。
[0011]在该实施例的变化例中，无线通信系统包括航空蜂窝通信系统，并且分散的频谱片段位于在200MHz与400MHz之间的频带内。
[0012]在该实施例的变化例中，分散的频谱片段包括多个500kHz宽的频谱片段以及多个1.2MHz宽的频谱片段，并且所标识的频谱片段是1.2MHz宽。
【附图说明】
[0013]图1展示了示出一个示例性航空蜂窝通信系统的图。
[0014]图2展示了示出在航空蜂窝通信系统内可用频谱的分布的图。
[0015]图3展示了示出根据本发明一个实施例的其中定义了逻辑信道的示例性情形的图。
[0016]图4展示了示出根据本发明一个实施例的响应于对可用频谱的更新而对逻辑信道更新的图。
[0017]图5展示了示出根据本发明一个实施例的在定位点周围定义逻辑信道的图。
[0018]图6展示了示出根据本发明一个实施例的调度器的示例性架构的图。
[0019]图7展示了示出根据本发明一个实施例的示例性带宽供应程序的流程图。
[0020]图8示出了根据本发明一个实施例的用于在具有分散频谱的系统中实施LTE的示例性系统。
[0021 ] 在附图中，相同的附图标记涉及相同的附图元素。
【具体实施方式】
[0022]展示以下说明书以使得本领域技术人员能够制造和使用本发明，并且提供在特定应用及其需求的上下文环境中。对所公开实施例的各种修改对本领域技术人员将是易于明显的，并且在此所定义的普遍原理可以适用于其他实施例和应用而并未脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不限于所示的实施例，而是应该符合与在此所公开的原理和特征一致的最宽范围。
[0023]臟
[0024]本发明的实施例提供了一种用于在支持较小的分散频谱片段的商用蜂窝通信系统中实施长期演进(LTE)技术的方法和系统。在操作期间，基于当前可用的频谱片段，系统定义了其带宽符合LTE标准的逻辑信道。更具体地，当定义了逻辑信道时，系统标识了足够宽以使能LTE同步的可用频谱片段，并且使用已标识的频谱片段作为定位点以定义逻辑信道。逻辑信道定义为在定位点处居中。系统将其他较小的频谱片段作为可以分配至用户或服务的单个资源组块(RB)而处理。此外，如果在单个逻辑信道中可用频谱并未满足用户对于带宽的要求，则系统执行请求式(on-demand)信道聚合。
[0025]航空蜂窝通信系统
[0026]在近些年来，在空中航空器与地面控制之间的通信已经从机组人员与地面控制之间的简单语音通信迀移至飞行状态数据的复杂报告。此外，远程(大于200英里)基站已经沿着飞行路径建立以确保在航空器与地面之间的连续宽带通信。图1展示了示出示例性航空蜂窝通信系统的图。在图1中，航空蜂窝通信系统100包括多个基站，诸如基站102和104;以及多个与基站通信的航空器。类似于公用蜂窝通信系统，当其飞入基站的范围中时，每个航空器与特定的基站通信。例如，在图1中，航空器106与基站102通信，以及航空器108与基站104通信。如人们所见，在特定蜂窝单元内航空器的数目随着航空器飞入和飞出蜂窝单元而波动，类似于用户移入和移出蜂窝单元的共用蜂窝系统。换言之，在每个蜂窝单元中，业务载荷波动。
[0027]传统的航空蜂窝通信系统通常提供简单的服务，诸如语音通信和ACARS(航空器通信寻址和报告系统)消息接发，并且通常并不需要大带宽。然而，随着飞行数据复杂度增大并且对于提供飞行中宽带服务需求的出现，需要提高当前航空蜂窝通信系统中的数据率。
[0028]如前所述，LTE已经向用户提供了比之前研发的第二代(2G)和第三代(3G)技术远远更高的数据率。例如，LTE演进通过实施载波聚合(也已知作为信道聚合)而允诺高达lGbps的下行链路速度。因此，用于提高航空蜂窝通信系统中数据率的一个自然解决方案是在那些系统中实施LTE。然而，因为航空蜂窝通信系统中频谱分配与公用蜂窝通信系统的非常不同，为此研发的LTE技术通常无法直接适用于航空蜂窝通信系统。更具体地，在这两个类型系统中操作频带和信道带宽非常不同。
[0029]在美国，LTE网络使用居中在 700、750、800、850、1900、1700/2100 和 2500MHz 的各种频带，而航空蜂窝通信系统使用在200和400MHz之间的频带。此外，因为航空蜂窝通信系统传统地用于语音通信，它们通常分配了在200-400MHZ频带内狭窄的信道(或小频谱片段)，诸如具有500kHz或1.2MHz带宽的信道。例如，特定的航空蜂窝通信系统可以支持高达十个500kHz信道和五个1.2MHz信道。这些信道的位置可以周期性改变。另一方面，LTE标准支持具有1.4MHz最小信道带宽的在固定位置下的信道。更具体地，尽管允许与之前技术相比提高的频谱灵活性，LTE仅支持1.4、3、5、10、15和20MHz的信道带宽。航空蜂窝通信系统的更窄的信道带宽使其无法直接实施LTE。
[0030]图2展示了示出在航空蜂窝通信系统内可用频谱的分布的图。在图2中，在范围从200MHz至400MHz的频带内，存在分散的频谱片段，诸如频谱片段202和204，其可以用于供应至航空器。此外，在频带内存在不可用的频谱区域。可用于资源供应的频谱片段