通信系统、基础设施、通信装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于通信数据的通信系统、基础设施以及通信装置，以及通信数据的 方法。
【背景技术】
[0002] 第三代和第四代移动远程通信系统，诸如基于3GPP定义的UMTS和长期演进(LTE) 架构的那些移动远程通信系统能够支持比前代移动远程通信系统所提供的简单语音和消 息服务更复杂的服务。
[0003] 例如，利用由LTE系统提供的改进的无线电接口和增强的数据速率，用户能够享受 高数据速率应用，例如先前仅经由固定线路数据连接可用的移动视频流和移动视频会议。 因此，部署第三代及第四代网络的需求变得强烈，并且这些网络的覆盖范围（即，可接入网 络的地理位置)预计会迅速增加。
[0004]第三代和第四代网络的预期广泛部署产生了装置类别和应用的并行开发，这并非 利用了可用的高数据速率，而是利用强健的无线电接口和覆盖区域的日益广泛性。实例包 括所谓的机器类型通信(MTC)应用，其以相对不频繁地通信少量数据的半自主或自主无线 通信装置（即，MTC装置)为代表。实例包括所谓的智能电表，其例如位于消费者住宅内并且 周期性地将关于例如煤气、水、电等的公共服务实体的用户消耗的数据的信息传回至中心 MTC服务器。
[0005] 虽然诸如MTC型终端的终端可方便地利用由第三代或第四代移动远程通信网络提 供的广覆盖区域，但是目前也存在不足。与诸如智能电话的常规的第三代或第四代移动终 端不同，优选地，MTC型终端相对简单且廉价。由MTC型终端执行的功能类型（例如，收集和报 告回数据)不需要特别复杂的过程来执行。同样地，诸如MTC装置的某些类别的远程通信装 置支持例如，以相对不频繁的间隔发送少量数据为特征的"低性能"通信应用。MTC装置被构 造成使得它们单独表示远程通信网络上的较小负担，从而与相同网络中的同等"全性能"终 端相比可以以较多的数量部署。
[0006] 在许多情景中，优选地，向专用于这种"低性能"通信应用的终端提供简单的接收 器单元(或收发器单元），该接收器单元(或收发器单元)具有的性能更比有可能发送至终端 (或者从终端发送)的数据的量相当。
[0007] 为了支持MTC终端，已经提出了引入在一个或多个"主载波"的带宽内操作的"虚拟 载波"：优选地，提出的虚拟载波概念结合在基于常规0FDM的无线电接入技术的通信资源内 并且以与0FDM类似的方式再划分频谱。不同于在常规0FDM型下行链路载波上发送的数据， 可接收并解码在虚拟载波上发送的数据而不必处理下行链路0FDM主载波的全带宽。因此， 可使用复杂度降低的接收器单元来接收并解码在虚拟载波上发送的数据:具有诸如简单性 增加、可靠性增加、形状因数减小及制造成本较低的益处。
[0008] 然而，当彼此并排操作时，常规LTE装置和MTC装置的不同性能可导致复杂性资源 分配和调度的增加。因此，期望用于MTC装置以及常规和传统的LTE装置的无线远程通信系 统的有效操作。
[0009] "低性能"装置的其他实例包括:比"全性能"终端的装置具有更少接收天线的那些 装置，以及在给定时间范围中具有比"全性能终端"处理更少信息位的能力的那些装置。
[0010] 通常，"全性能"和"低性能"可参考远程通信网络的规范来确定，并且该规范可使 得相对性能明确或含蓄阐述。
【发明内容】
[0011] 根据本公开的示例性实施方式，提供了从通信装置向移动通信网络发送数据或者 在移动通信装置中从移动通信网络接收数据的方法，该方法包括：由移动通信网络提供用 于向通信装置发送数据以及从通信装置接收数据的无线接入接口。无线接入接口提供系统 带宽内的通信资源以及提供该系统带宽内的用于分配至第一类型和第二类型通信装置的 通信资源的时分单元。第一类型通信装置与第二类型通信装置具有不同性能。该方法包括： 在通信装置中，通过从已分配至第二类型通信装置的预定序列组中选择一序列而生成随机 接入消息，并且从通信装置向无线通信网络发送该随机接入消息。预定序列可以是例如，前 导码签名（位序列），并且可包括以不同频率或时间资源发送的相同位，使得序列可以是资 源区域布置。因此，序列被布置为识别通信装置。该方法进一步包括:响应于随机接入消息， 在通信装置处接收根据第二类型通信装置的性能发送的随机接入响应，该随机接入消息被 视为来自从分配至第二类型通信装置的预定序列中所选择的一个序列的第二类型通信装 置。根据该方法，通过分配用于在不同类型通信装置之间形成随机接入消息而使用的不同 序列，移动通信网络可被布置为在不同类型的通信装置之间进行区分，并且因此根据不同 类型的通信装置的性能而不同地响应于该随机接入消息。
[0012] 根据用于在由移动通信网络形成的无线接入接口的上行链路上发送数据的常规 布置，通信装置被布置为通过发送随机接入请求而在上行链路上请求通信资源。作为响应， 移动通信网络在无线接入接口的下行链路的共享资源中发送随机接入响应消息。
[0013] 如上所述，已设想根据本公开的实施方式以提供移动通信网络，该移动通信网络 通过将用于形成随机接入消息的不同序列组分配至不同类型装置而做出对不同类型通信 装置的不同响应，使得响应于随机接入消息，该通信网络可识别不同类型的装置并且根据 装置的类型发送随机接入响应消息。通信装置的类型可表示装置的不同性能。例如，如上所 述，装置可具有在其中接收信号的通信信道的不同最大带宽、可用于第一类型通信装置的 天线的不同最小数量(相比于第二类型通信装置)或者处理信息位的不同最大速率。
[0014] 更常见地，通过布置待分配至不同类型通信装置的不同序列组，移动通信网络可 在不同类型通信装置之间分割系统带宽的通信资源。因此，系统带宽的通信资源中的一些 可对通信装置的一种类型进行"隐藏"。
[0015] 在一个实例中，第二类型通信装置可以是性能降低的装置，该性能降低的装置被 布置为经由虚拟载波进行通信。如果无线接入接口被布置为包括虚拟载波，随后对随机接 入消息的任意响应必须在虚拟载波的共享资源内发送。然而，如果移动通信网络不能够区 分常规通信装置(传统UE)与性能降低的装置(MTC UE)，则随后用于所有通信装置的对随机 接入消息的任意和所有响应必须在虚拟载波的资源内发送。然后，这将限制移动通信网络 分配用于所有通信装置(传统和MTC类型）的无线接入接口的通信资源的容量。
[0016] 根据本技术，性能降低的装置(MTC UE)设置有预定序列子集，该序列形成随机接 入消息的前导码。同样地，移动通信网络可响应于来自虚拟载波的资源内的性能降低的装 置的这种随机接入消息，并且响应于共享信道的任意资源内的对于常规/传统装置的随机 接入消息，由此避免或至少降低对网络分配通信资源的能力的任何限制。
[0017] 在其他实例中，移动通信网络被布置为配置无线接入接口，使得用于通信装置发 送随机接入消息的通信资源适配至不同类型通信装置的性能。
[0018] 在所附权利要求中提供本公开的各种其他方面及实施方式，包括但不限于通信装 置、基础设施以及在通信装置与基础设施之间通信数据的方法。
【附图说明】
[0019] 现将参考附图仅通过实例的方式来描述本公开的实施方式，其中，相似部件设置 有对应参考标号，并且其中：
[0020] 图1提供示出常规移动远程通信网络的实例的示意图；
[0021 ]图2提供示出常规3GPP长期演进无线电帧的示意图；
[0022] 图3提供示出常规LTE下行链路无线电子帧的实例的示意图；
[0023] 图4提供了示出常规LTE"预占（camp-on)"过程的示意图；
[0024] 图5提供示出其中包括虚拟载波的LTE下行链路无线电子帧的示意图；
[0025] 图6提供LTE网络中的示例性RCC连接过程的示图；
[0026] 图7a提供基于竞争的LTE接入请求过程的说明；
[0027] 图7b提供基于非竞争的LTE接入请求过程的说明；
[0028] 图8是示出"T形"虚拟载波的、对应于图3中示出的实例的下行链路无线接入接口 的子帧的简化表不；
[0029] 图9a是根据本技术的通信装置的示意性框图；并且图9b是根据本技术的适配基站 (eNodeB)的示意性框图；
[0030] 图10是提供根据本技术的图9a和图9b的通信装置和基站的示例性操作的示意性 流程图；以及
[0031]图11是根据本技术的实例的用于由性能降低的装置形成用于形成随机接入消息 的预定序列组的资源的序列的图示表示，
[0032]图12提供根据本技术的实例的资源预留的实例；以及 [0033]图13提供根据本技术的实例的资源预留的实例。
【具体实施方式】
[0034] 网络架构
[0035] 图1提供示出常规移动通信系统的示意图。该系统包括连接至核心网络102的多个 基站101，其中，基站和核心网络被布置为提供无线电接口。多个基站中的每一个提供服务 区域103,并且服务位于服务区域103内的多个通信装置104。服务区域内的通信装置104中 的每一个分别通过无线接口的无线电上行链路和无线电下行链路向基站101发送数据并且 从基站101接收数据。相应地，每个基站分别通过无线电下行链路和无线电上行链路向其服 务区域内的通信装置发送数据并且从该通信装置接收数据。发送至基站101的数据可路由 至核心网络102以便可提供诸如，语音呼叫、因特网接入、认证、移动性管理和计费等服务。 在一些实例中，图1可表示LTE网络，并且基站可被称为增强型节点B(eN〇deB或eNB)，并且在 其他实例中，基站和核心网络可被称为基础设施。在LTE网络中，通信装置也可被称为用户 设备(UE)，例如，其可是移动电话、平板电脑、机器型通信装置等。然而，在其他实例中，通信 装置可被称为移动终端和通信装置等。
[0036] 移动远程通信网络或系统利用各种不同的无线电接口，例如，3GPPLTE利用正交频 分复用(0FDM)无线电接口。0FDM通过将可用带宽划分为多个正交子载波并且随后划分该资 源以形成可向系统中的通信装置传送数据的预定结构来操作。在LTE系统的下行链路中，可 用资源被暂时划分为持续l〇ms的无线电帧，其中，每个帧包括均持续lms的10个子帧。随后， LTE信号的子帧被进一步划分为0FDM符号以及资源块，该资源块在0.5ms或6符号或7符号的 时间段内包括12个子载波。这些资源块形成LTE子帧的物理信道，该物理信道用于在下行链 路和上行链路上传送数据。
[0037] 图2示出基于0FDM的LTE下行链路无线电帧201的示意图。LTE下行链路无线电帧从 LTE基站（已知为增强型节点B)发送，并且持续10ms。该下行链路无线电帧包括十个子帧，每 个子帧持续lms。在LTE帧的第一子帧和第六子帧中发送主同步信号（PSS)和次同步信号 (SSS)。主广播信道(PBCH)在LTE帧的第一子帧中发送。下面更为详细地讨论PSS、SSS以及 PBCH〇
[0038]图3提供示出常规下行链路LTE子帧的实例的结构的网格的示意图。该子帧包括在 lms时间段内发送的预定数量的符号。每个符号包括跨下行链路无线电载波的带宽分布的 预定数量的正交子载波。
[0039]图3中示出的示例性子帧包括14个符号以及跨20MHz带宽间隔开的1200个子载波。 在LTE中可发送的数据的最小单元是通过一个子帧发送的十二个子载波。为清楚起见，在图 3中，未示出每个单独资源元素，而子帧网格中的每个单独方框对应于在一个符号上发送的 十二个子载波。
[0040] 图3示出了针对4个LTE终端340、341、342、343的资源分配。例如，用于第一LTE终端 (UE 1)的资源分配342在5个具有12个子载波的块上延伸，第二LTE终端(UE 2)的资源分配 343在6个具有12个子载波的块上延伸，以此类推。
[0041]控制信道数据在包括子帧的前n个符号的子帧的控制区域300中发送，其中，对于 3MHz以上的信道带宽，n可在一个与三个符号之间改变，并且其中，对于1.4MHz的信道带宽， n可在两个与四个符号之间改变。为了清晰起见，以下描述涉及具有3MHz以上的信道带宽的 主载波，其中n的最大值为3。在控制区域300中发送的数据包括在物理下行链路控制信道 (PDCCH)、物理控制格式指示符信道(