使用统一的灵活5G空中接口的设备、系统和方法与流程

优先权声明

本申请要求于2015年2月11日提交的题为“unifiedflexible5gnewairinterfacedesign(统一的灵活5g新空中接口设计)”的美国临时专利申请no.62/114,733的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

实施例涉及无线电接入网络。一些实施例涉及使用第5代(5g)蜂窝网络中的无线电接入技术(rat)的统一通信框架。

背景技术：

在过去几十年里，个人通信设备的使用大幅增加。移动设备在现代社会的渗透继续推动了在许多不同环境中对各种网络设备的需求。可用的应用程序，特别是与视频相关的应用程序的多样化会伴随着引起下述需求增加：超过由第三代合作伙伴计划长期演进(3gpplte)和lte高级(lte-a)系统提供的带宽的增加带宽。

下一代无线通信系统5g可以通过使用可能需要满足由不同服务和用例驱动的截然不同的且有时冲突的性能维度和服务的网络来提供对信息的访问和对数据的共享。因此，期望下一代通信系统是灵活的并且能够在多种情况下为宽范围的设备提供高速通信服务。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相同数字可以表示相似组件的不同实例。这些附图通常通过示例而非限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。

图1是根据一些实施例的3gpp网络的功能图。

图2是根据一些实施例的3gpp设备的框图。

图3示出了根据一些实施例的5g系统的灵活的无线电接入技术(frat)的一个实施例。

图4示出了根据一些实施例的统一的帧结构。

图5示出了根据一些实施例的传输时间间隔(tti)边界对齐。

图6示出了根据一些实施例的符号结构。

图7示出了根据一些实施例的tti内的帧结构。

图8a和图8b示出了根据一些实施例的统一框架使用方法的流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分说明了使本领域技术人员能够实践它们的特定实施例。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电的、过程方面、以及其他变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在其他实施例中，或者被其他实施例的部分和特征替换。权利要求中阐述的实施例包括这些权利要求的所有可用等同形式。

图1是根据一些实施例的3gpp网络的功能图。该网络可以包括通过s1接口115耦接在一起的无线电接入网络(ran)(例如，如图所示，e-utran或演进型通用陆地无线电接入网络)100和核心网络120(例如，被示出为演进型分组核心(epc))。为了方便和简明，仅示出核心网络120以及ran100的一部分。

核心网络120包括移动性管理实体(mme)122、服务网关(服务gw)124、以及分组数据网络网关(pdngw)126。ran100包括enb104(其可以作为基站工作)以用于与ue102进行通信。enb104可以包括宏enb和低功率(lp)enb。

mme在功能上类似于传统服务gprs支持节点(sgsn)的控制平面。mme管理诸如网关选择和跟踪区域列表管理之类的接入中的移动性方面。服务gw124终止朝向ran100的接口，并且在ran100与核心网络120之间路由业务分组(例如，数据分组或语音分组)。此外，它可以是用于enb间切换的本地移动性锚点，并且还可以提供用于3gpp间移动性的锚。其他责任可能包括合法拦截、计费和一些政策强制。服务gw124和mme122可以在一个物理节点或分离的物理节点中实现。pdngw126终止朝向分组数据网络(pdn)的sgi接口。pdngw126在epc120和外部pdn之间路由业务分组，并且可以是用于政策强制和计费数据收集的关键节点。它还可以提供用于具有非lte接入的移动性的锚点。外部pdn可以是任何种类的ip网络和ip多媒体子系统(ims)域。pdngw126和服务gw124可以在一个物理节点或分离的物理节点中实现。

enb104(宏和微)终止空中接口协议，并且可以是ue102的第一联络点。enb104既可以与处于常规覆盖模式的ue102进行通信，还可以与处于一个或多个增强覆盖模式的ue104进行通信。在一些实施例中，enb104可以针对ran100实现各种逻辑功能，包括但不限于诸如无线电承载管理、上行链路和下行链路动态无线电资源管理和业务分组调度、以及移动性管理之类的rnc(无线电网络控制器功能)。根据一些实施例，ue102可以被配置为根据适当的通信技术通过多载波通信信道经由正交多址接入(oma)通信(例如，时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交fdma(ofdma)、sc-fdma或其它通信信号)来与enb104进行通信。ofdm信号可以包括多个正交子载波。根据一些实施例，ue102可以被配置为经由非正交多址接入(noma)信号进行通信。

s1接口115是分离ran100和epc120的接口。它被分为两部分：携带enb104和服务gw124之间的业务分组的s1-u和作为enb104和mme122之间的信令接口的s1-mme。

对于蜂窝网络，lp小区通常用于将覆盖范围扩展到室外信号不能很好到达的室内区域，或者在诸如火车站之类的电话使用非常密集的区域中增加网络容量。本文所使用的术语低功率(lp)enb指用于实现较窄小区(即，比宏小区窄)(比如，毫微微小区(femtocell)，微微小区(picocell)或微小区)的任何合适的相对低功率的enb。毫微微小区enb通常由移动网络运营商提供给它的住宅或者企业客户。毫微微小区通常是住宅网关的大小或者更小，并且一般连接至用户的宽带线路。一旦被接通，毫微微小区便连接到移动运营商的移动网络并且针对住宅毫微微小区提供通常为30到50米范围的额外覆盖。因此，lpenb可以是毫微微小区enb，因为它通过pdngw126耦接。类似地，微微小区是通常覆盖较小区域(例如，建筑物内(办公室、购物中心、火车站等)或最近在飞机内)的无线通信系统。微微小区enb一般可以通过它的基站控制器(bsc)功能、经过x2链路连接到另一enb(例如，宏enb)。因此，lpenb可以通过微微小区enb来实现，因为其经由x2接口耦接到宏enb。微微小区enb或者其他lpenb可以包括宏enb的一些或者所有功能。在一些情形中，它可以被称为接入点基站或者企业毫微微小区。

如下面更详细地指出的，通过4glte网络的通信可以被分成10ms帧，10ms帧中的每一者可以包括10个1ms子帧。该帧中的每个子帧又可以包括两个0.5ms的时隙。enb可以通过各种频带调度上行链路和下行链路传输。在一个频带中使用的子帧中的资源分配可以不同于另一频带中所使用的子帧中的资源分配。根据所使用的系统，子帧的每个时隙可以包括6-7个符号。在一些实施例中，子帧可以包括12或24个子载波。资源网格可以被用于enb和ue之间的下行链路和上行链路传输。资源网格可以是时频网格，其是每个时隙中的物理资源。资源网格中最小的时频单位可以被表示为资源元素(re)。资源网格的每列和每行可以分别对应于一个ofdm符号和一个ofdm子载波。资源网格可以包括描述物理信道到资源元素的映射的资源块(rb)和物理rb(prb)。prb可以是在当前3gpp标准中可以被分配给ue的资源的最小单位。资源块可以是频率上180khz宽，时间上1个时隙长。在频率上，资源块可以是12×15khz的子载波或24×7.5khz的子载波。对于大多数信道和信号，根据系统带宽，每个资源块可以使用12个子载波。时域中的资源网格的持续时间对应于一个子帧或两个资源块。针对常规循环前缀(cp)情况，每个资源网格可以包括12(子载波)*14(符号)＝168个资源元素。可以通过使用这样的资源块来传送若干不同的物理信道。如下面更详细讨论的，在5g网络中，资源块、资源元素和符号等的大小可以变化。

可以存在通过使用这样的资源块来传送的若干不同的物理下行链路信道，包括物理下行链路控制信道(pdcch)和物理下行链路共享信道(pdsch)。每个子帧可以包括pdcch、物理混合arq指示符信道(phich)、物理控制格式指示符信道(pcfich)、和pdsch。通常pdcch可以占用每个子帧中的最多前三个(在1.4mhz的窄带宽的情况下为四个)符号，并且还携带关于与pdsch信道相关的资源分配和传送格式以及针对物理上行链路共享信道(pusch)传输的上行链路调度授权的信息等。phich可以被用于响应于pusch传输来用信号发送harq信息。pcfich可以在每个下行链路子帧中通知ue控制区域大小(例如，一个、两个或三个ofdm符号)。pdsch可以向特定ue载送用户数据和较高层信令，并占用下行链路子帧的剩余部分以避免在其中下行链路控制信道(pdcch/phich/pcfich)被发送的资源。通常，可以基于由ue提供的信道质量信息在enb处执行下行链路调度(向小区内的ue分配控制和共享信道资源块)，然后可以在被用于(被分配用于)ue对pdsch的接收的pdcch上向调度的ue发送下行链路资源分配信息。

pdcch可以包括多个格式中的一个的下行链路控制信息(dci)，该多个格式告诉ue从资源网格中的哪里会找到以及如何解码同一子帧中的在pdsch上发送的数据。dci可以提供诸如资源块的数目、资源分配类型、调制方案、传送块、冗余版本、编码率等之类的细节。每个dci格式可以具有循环冗余码(crc)，并且用标识了pdsch所预期的目标ue的无线网络临时标识符(rnti)来加扰。对可以是ue特定的rnti的使用可以将对dci信息(因此相应的pdsch)的解码仅限于预期的ue。根据pdcch是ue特定的还是公共的以及聚合级别，pdcch可以位于多个频率/时间区域中的任何一个中。pdcch的可能候选位置的集合根据搜索空间来定义。搜索空间由具有多个聚合级别l∈{1,2,4,8}的一组控制信道元素(cce)候选来定义，其中，ue可以在该组cce候选中监视以找到它的pdcch。公共搜索空间可以携带对于所有ue公共的dci；例如，系统信息(使用si-rnti)、寻呼(p-rnti)、prach响应(ra-rnti)、或ultpc命令(tpc-pucch/pusch-rnti)。ue特定的搜索空间可以携带用于使用被分配给ue的小区无线电网络临时标识符(c-rnti)、半永久调度(spsc-rnti)、或初始分配(临时c-rnti)的特定于ue的分配的dci。当配置sps(上行链路或下行链路)时，spsc-rnti由enb提供，并且ue被较高层配置为对具有经spsc-rntl加扰的crc的pdcch进行解码。ue可以在每一子帧中监视具有经spsc-rntl加扰的crc的pdcch，因为enb可以通过使用具有经spsc-rntl加扰的dci格式来在任何时间激活/重新激活/释放sps。接收到的具有经spsc-rnti加扰的crc的dci格式可以是用于重传或用于对sps的激活/重新激活/释放的授权/分配。3gpp技术规范36.213已列出对sps的激活/重新激活/释放的验证程序。

除了pdcch之外，enb和ue可以使用增强型pdcch(epdcch)。因此，pdsch可以在一些资源块(rb)中包括一些数据，并且然后epdcch在由ue支持的带宽的rb中的其他rb包括下行链路控制信号。不同的ue可以具有不同的epdcch配置。与epdcch相对应的rb组可以例如由诸如用于epdcch监视的无线电资源控制(rrc)信令之类的较高层信令来配置。

ue可以使用物理上行链路控制信道(pucch)来向enb发送上行链路控制信息(uci)。pucch可以被映射到由正交覆盖码和两个资源块(rb)定义的ul控制信道资源，其中两个资源块在时间上连续，并且可能在相邻时隙之间的边界处有跳跃。pucch可以采用若干不同的格式，并且uci包括取决于格式的信息。具体地，pucch可以包括调度请求(sr)、确认响应/重传请求(ack/nack)、或信道质量指示(cqi)/信道状态信息(csi)。cqi/csi可以向enb指示由ue看到的对当前下行链路信道状况的估计以帮助根据信道的调度，并且如果将一种mimo传输模式配置给ue，则cqi/csi可以包括与mimo相关的反馈(例如，预编码矩阵指示、pmi)。

图2是根据一些实施例的3gpp设备的功能图。该设备可以是例如ue或enb。在一些实施例中，enb可以是固定的非移动设备。3gpp设备200可以包括通过使用一个或多个天线201来发送和接收信号的物理层电路202。3gpp设备200还可以包括用于控制对无线介质的接入的介质接入控制层(mac)电路204。3gpp设备200还可以包括被布置为执行本文描述的操作的处理电路206和存储器208。

在一些实施例中，本文描述的移动设备或其他设备可以是便携式无线通信设备的一部分，例如，个人数字助理(pda)、膝上型计算机或具有无线通信能力的便携式计算机、网络平板电脑、无线电话、智能电话、无线耳机、寻呼机、即时消息收发设备、数码相机、接入点、电视机、医疗设备(例如，心率监测器、血压监测器等)、或可以无线地接收和/或发送信息的其他设备。在一些实施例中，移动设备或其他设备可以是被配置为根据3gpp标准工作的ue102或enb104。一些实施例中，移动设备或其他设备可以被配置为根据其他协议或标准(包括ieee802.11或其他ieee标准)工作。在一些实施例中，移动设备或其他设备可以包括下述各项中的一个或多个：键盘、显示器、非易失性存储器端口、多个天线、图形处理器、应用处理器、扬声器和其他移动设备元件。显示器可以是lcd屏幕(包括触摸屏)。

天线201可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线、或适合发送rf信号的其他类型的天线。在一些多输入多输出(mimo)实施例中，可以有效地分离天线201以利用可能产生的空间分集和不同的信道特性。

虽然3gpp设备200被示为具有若干单独的功能元件，但是这些功能元件中的一个或多个可以被组合，并且可以由软件配置的元件(例如包括数字信号处理器(dsp)的处理元件)和/或其他硬件元件的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、dsp、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、射频集成电路(rfic)、以及各种硬件和逻辑电路的组合，以用于执行至少本文描述的功能。在一些实施例中，功能元件可以指在一个或多个处理元件上操作的一个或多个进程。

实施例可以在硬件、固件和软件中的一者中或其组合中实现。实施例还可以被实现为存储在计算机可读存储设备上的指令，其可由至少一个处理器读取和执行以执行本文所描述的操作。计算机可读存储设备可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何非暂时机制。例如，计算机可读存储设备可以包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存存储器设备、以及其他存储设备和介质。一些实施例可以包括一个或多个处理器，并且可以配置有存储在计算机可读存储设备上的指令。

术语“机器可读介质”可以包括被配置为存储一个或多个指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或携带指令以供3gpp设备200执行并使其执行本公开的技术中的一个或多个的任何介质，或者能够存储、编码或携带由这种指令使用的或与之相关联的数据结构的任何介质。术语“传输介质”应被视为包括能够存储、编码或携带用于执行的指令的任何无形介质，并且包括用于辅助这种软件的通信的数字或模拟通信信号或其他无形介质。

如上所述，即将到来的5g无线通信技术系统可能具有许多独特的挑战，包括携带向许多不同类型的无线设备提供不同性能要求的固有能力。更高的数据速率尤其可能会持续推动5g系统的网络开发和演进。可能期望5g系统支持大于10gps的峰值数据速率和至少100mbps的最小保证用户数据速率。此外，可能期望5g系统支持物联网(iot)和机器类型通信(mtc)型设备的种类和数目的巨大增长。通过使用低操作功率消耗和不频繁的小脉冲串传输，mtc设备已越来越多地被用于不同的应用。此外，可能期望5g系统提供极高水平的可靠连接性，其针对关键任务mtc用例具有有保证的低延时、可用性和服务可靠性。

一般而言，与先前的2g、3g和4g系统不同，5g系统可以使用多个无线电接入技术(rat)。例如，通过使用较高频带，可以获得大量频谱。在一个示例中，对范围在从30到300ghz的毫米波(mm波)频带的使用可以为5g系统提供所期望的可扩展性、容量和密度。在这种情况下，可以为mm波段定义新的rat，以实现低延时和更高的峰值数据速率。针对mm波段通信的rat可以与针对被用于提供通信服务的其他频带中的一个或多个频带的rat不同。在一些实施例中，这些rat可以由单个enb同时使用以与不同的ue进行通信。

在一些实施例中，可以提供包括统一框架中的多个rat的5g系统，以支持多个频带(包括许可和非许可频带)中的各种应用、用例、服务、以及互连。在许可和非许可中使用的rat可以彼此独立。在一些实施例中，可以跨5g系统中使用的频带提供灵活的子载波间隔和符号持续时间(即，可配置的参数(numerology))。此外，5g系统可以包括用于在不同的或相同的频率资源或频带中复用多个rat、子rat和其他分区的机制。

在一些实施例中，统一帧结构中的互连可以包括多个rat之间的传输时间间隔(tti)边界对齐，其被提供以允许对不同rat的无缝调度、回退、和支持。在一些实施例中，tti是在其中enb能够针对上行链路或下行链路传输来调度任何ue的最小时间单位。在一些实施例中，tti边界对齐可以发生在子帧或帧边界处。本文所使用的，具有用于5g系统的灵活的空中接口的统一rat被称为灵活的无线电接入技术(frat)。与使用frat工作的enb进行通信的ue可以保持使用单个空中接口技术(即，rat)或者可以在不同的rat之间切换。

在一些实施例中，可以在5g系统中使用具有可配置的参数的统一rat，其中，可以在frat中定义基本子载波间隔(δf)和符号持续时间(t)。在一个示例中，为了保持现有的lte和高级lte系统的向后兼容性，可以将基本子载波间隔和符号持续时间规定为δf＝15khz和t＝66.7μs。此外，在一些实施例中，为了方便起见，可以使用单个振荡器，其中针对不同rat的子载波间隔和符号持续时间分别被规定为基本子载波间隔和符号持续时间的整数倍。

类似地，当期望低延时用例和服务时，可以采用缩短的符号持续时间来通过使用更大的子载波间隔来减少等待时间。在这种情况下，子载波间隔和符号持续时间可以被定义为δfi＝k*δf和ti＝(1/k)*t。在一个示例中，对于6ghz和30ghz之间的频带，k可以被选择为10，使得子载波间隔和符号持续时间分别为150khz和6.67μs。这可能导致对于低延时用例会有0.1ms的tti。在另一示例中，对于包括当前lte频率范围的低于6ghz的频带，k可以被网络选择为2或4，并且相应的子载波间隔和符号持续时间与所选择的k值成比例地变化。可选地，可以为低于6ghz的频带定义相同的子载波间隔和符号持续时间(即，k＝1)，但是可以考虑更短的tti(例如，用较少数目的符号)以支持低延时用例。

为了有效地支持在5g网络中对大量mtc设备的使用，在其他实施例中，子载波间隔和符号持续时间可以被定义为δfi＝(1/k)*δf和ti＝k*t。在这样的实施例中，k可以被选择为10，子载波间隔和符号持续时间分别为1.5khz和667μs。在这种情况下，用于mtc用例的子帧持续时间可以被定义为10ms(为当前代的lte系统中典型帧的长度)，而非典型的1ms。这可以通过减少mtcue活跃的时间量来减少mtcue的能量消耗，从而增加mtcue的电池寿命。

enb或其他网络设备(例如mme)可以最初向ue分配适当的rat。在一些实施例中，ue可以被配置为使用rat中的任何一个(如经由enb所指示的那样)来进行通信，并且可以相应地配置子载波间隔和符号持续时间。在一些实施例中，ue可以被限制为仅使用rat的子集进行通信，并且可能仅限于单个rat，例如，当ue为具有有限带宽和能力的mtcue时。rat可以取决于ue的类型以及ue的工作模式。例如，在到最近的服务enb的链路预算比网络中的典型链路预算值更差，并且能在不增加传输功率的情况下获得附加链路预算的状况下，一些ue可以在常规模式和增强覆盖模式之间改变模式。增强覆盖模式可以由各种ue使用，包括使用mtc的固定无线ue(即，无限期地保持在单个位置的ue)或机器对机器(m2m)ue、常规ue(例如，智能手机等)。ue可以确定是否需要附加的链路预算以及需要多少附加的链路预算，并且进入适当的增强覆盖模式(提供适当的附加链路预算)。不同的增强覆盖模式可以对应于不同的rat。诸如低成本、低复杂度mtcue之类的一些ue还可以是限带的，并且对于控制和数据信道二者均在例如1.4mhz的窄带宽中工作，这导致了在例如单个rat中工作的能力，除非rat被网络修改。

图3示出了根据一些实施例的5g系统的frat的一个实施例。frat300可以包括不同频带区域310、320、330中的一个或多个分区。在一个示例中，低频带310可以包括在4g系统中使用的频率(最高到6ghz)，中频带320可以包括较高频率(例如，6-30ghz)，并且高频带330可以包括5g系统中的最高频率(例如，高于30ghz的毫米波)。虽然仅示出了低频带310、中频带320和高频带330的rat，但可以存在不同频带的任何数目的rat。频带中的各种rat可以各自具有独立于另一频带中的另一rat的子载波间隔和符号持续时间的子载波间隔和符号持续时间(即，rat具有可配置的参数)。此外，在每个频带内，可以存在一个或多个子rat和分区312、314、316、318，其中每个子rat或分区312、314、316、318具有独立于另一子rat或分区312、314、316、318的子载波间隔和符号持续时间并独立于其他频带中的rat的子载波间隔和符号持续时间。如图3所示，低频带310中的子rat316、318可以具有相同的子载波间隔和符号持续时间，并且可以由频率和/或时间分隔，而分区312、314可以具有与彼此还有子rat316、318不同的子载波间隔和符号持续时间并且可以由频率和/或时间分隔。虽然低频带310被示为具有多个分区312、314和子rat316、318，中频带320被示为具有两个子rat，并且高频带330被示为没有子rat，但是enb可以不同地建立在特定频带内使用的rat的数目和类型。

在一些实施例中，可以复用具有相同或不同参数的rat和子rat。该复用可以经由时分复用(tdm)、频分复用(fdm)、码分复用(cdm)、空分复用(sdm)、其他可能的正交或非正交复用方案、或其任何组合进行。例如，可以以tdm的方式复用具有相同或不同参数的多个rat、子rat或分区。每个rat、子rat和分区可以具有独立于其他rat、子rat和分区的参数、接入方案和调制方案的参数、接入方案和调制方案。时域中的参数、资源分配和分区信息可以由较高层的信令配置或被预定，例如，经由主信息块(mib)、系统信息块(sib)或ue特定的专用rrc信令。如果mib被用于指示多个rat、子rat或分区的分区配置，则针对被用于携带mib的传输物理广播信道(pbch)的资源可以在ue处被预定和了解。在一些实施例中，pbch可以在预定的rat中被发送，这独立于ue或所支持的rat、子rat或分区的数目。一旦ue在预定的rat上经由pbch接收到配置信息，则ue可以使用另一rat用于进一步控制和数据传输；也就是说，ue所使用的用于通信的预定rat和该rat可以是独立的。

在一些实施例中，可以以fdm的方式复用具有相同或不同参数的多个rat、子rat或分区。为了最小化具有不同参数的多个rat、子rat或分区之间的干扰，可以在为rat、子rat或分区分配的频率资源的边缘处插入保护频带。与上述类似，用于多个rat、子rat或分区的参数和/或资源分区可以由较高层信令经由mib、sib、或ue特定的专用rrc信令来配置或被预定。

在其中用于多个rat、子rat或分区的参数和/或资源分区是预定的或者专用载波被分配给不同rat的实施例中，可以在每个rat、子rat、或分区上发送专用下行链路同步信号和pbch。在使用mib或sib来配置用于多个rat、子rat或分区的参数和/或资源分区的实施例中，可以在rat、子rat、或分区中的一者上发送单个mib或sib。在成功解码mib或sib之后，ue能够获得用于其他rat、子rat或分区的资源信息或参数。因此，经由特定rat、子rat或分区中的单个传输从enb向ue提供的信息可以使用不同rat、子rat或分区来实现通信。

特定的rat/子rat/分区可以被用于不同类型的通信，其中每一者具有独立大小的资源块。例如，如图所示，第一分区312中的资源可以被用于低延时通信，而第二分区314中的资源可以被用于低能量通信。如图所示，可以使用fdm来复用第一和第二分区312、314，使得第一和第二分区312、314占据相同的时间但不同的频率资源。第一分区312可以与在其中ue以延时模式工作的低延时通信相关联，并且可以具有短的符号持续时间和tti，而第二分区314可以与在其中ue以低能量模式工作的低能量通信相关联，并且可以具有长的符号持续时间和tti。

类似地，其他子rat316、318可以与第一和第二分区312、314fdm复用并且与彼此tdm复用。子rat316、318可以在与第一和第二分区312、314相关联的那些通信之间具有符号持续时间和tti。

在维持不同rat310、320、330之间的tti边界对齐的同时，用于中频带和高频带的rat320、330可以同时与彼此以及用于低频带的rat310互相支持。类似地，rat320、330可以与第一和第二分区312、314和子rat316、318被fdm复用。rat320、330可以具有比与第一分区312相关联的符号持续时间和tti小的符号持续时间和tti。如图3所示，在一些实施例中，与不同rat、子rat和分区相关联的时间和/或频率资源的量可以在不同类型之间不同，并且相同类型可以与不同量的时间和/或频率资源(例如，分区312、314)或相同量的时间和/或频率资源(例如，子rat316、318)相关联。给定的频率和时间范围可以与特定的帧和符号结构(以及子载波间隔和符号持续时间)相关联，其中频率和时间范围的帧和符号结构独立于其他频率和时间范围的帧和符号结构。

图4示出了根据一些实施例的统一的帧结构。统一的帧结构包括帧400、子帧410、时隙420和符号430。更具体地，每个帧400可以包括l个相等持续时间的子帧，并且具有xms的总持续时间。类似地，每个子帧410可以包括n个相等持续时间的时隙，并且具有yms的总持续时间。每个时隙又可以包括m个相等持续时间的符号。根据具体用例、频带和部署情况，时隙和符号持续时间可以在不同rat的子帧之间不同。rat中的每一者的帧结构可以独立于其他rat的帧结构。因此，特定rat可以具有不同于其他rat的下述各项中的一个或多个：l、n和/或m值、以及x和/或y值。这也可以应用于图3所示的子rat和分区。

图5示出了根据一些实施例的传输时间间隔(tti)边界对齐。在统一帧结构的一些实施例中，从简化的设计观点来看，在不同rat510、520之间周期性地(例如，在预定数目的子帧或帧之后的特定子帧或帧边界处)对齐tti边界530可能是有益的。因此，在一些实施例中，具有较小tti持续时间的rat510(低延时rat)的整数个tti540可以被布置在具有较大tti持续时间的rat520的单个tti550内。在图5所示的示例中，较小的tti持续时间rat510可以具有0.1ms的tti540，而较大的ttirat520可以具有1ms的tti550。通过实施1ms的tti，低延时rattti可以与现有的lte规范tti边界对齐。具有共用tti边界可以基于锚增强器架构来支持从低频带rat到高频带rat的跨载波/rat调度。也就是说，在针对跨载波/rat调度的一些实施例中，如图所示，可以使用公共pdcch来调度其他rat，其中，ue切换到特定rat以获得调度，然后切换到另一rat以进行通信并且通过使用该rat可能获得进一步的调度信息。在一些实施例中，另一rat可以包括用于附加调度的pdcch，而在其他实施例中，另一rat可能不包括pdcch，在这种情况下，ue可以周期性地切换到调度rat以获得用于另一rat的调度信息。在一些实施例中，ue可以从初始rat(例如，常规4g系统rat)获得初始调度信息(例如，在其初次上电或以其他方式接入enb时)，并且从那以后，在切换到其被分配的rat之后通过使用该rat来获得调度信息。在其他实施例中，每个rat可以包括pdcch，并且针对在rat上操作的ue执行调度。许可的低频带rat可以作为锚小区通过使用图5所示的pdcch来为控制信令提供可靠覆盖，而高频带rat可以作为增强器小区在信道状态良好时提供对数据速率的机会型增强。

图6示出了根据一些实施例的符号结构。图6示出了ofdm符号610和唯一字(uw)ofdm符号620。每个ofdm符号610可以包括循环前缀(cp)612，其包括ofdm符号610的初始部分的副本。cp612的大小范围可以在符号周期614的1/4到1/32。根据具体波形，cp612可以被布置在符号的末端或符号外部，从而在符号和相邻符号之间创建保护。在一些实施例中，当ofdm下行链路和sc-fdma上行链路波形被选择用于5grat时，cp612可以被插入到符号610外部。在使用uwofdm符号620或uw离散傅立叶变换-扩展-正交频分复用(uw-dft-s-ofdm)符号的实施例中，uw622可以被插入在一个符号持续时间624内。符号结构对于rat中的每一者可以是独立的，使得对于特定rat不论是cp还是uw以及cp或uw是在符号外还是在符号内的情形均独立于任何其他rat的符号结构。

如图6所示，uw-ofdm620可以被用于在维持相同符号持续时间(或fft大小)的同时基于不同的信道延迟扩展来支持不同的uw长度。这使得较短的uw622和较长的uw626都能够在相同大小符号624中使用，因为uw622、624被插入在fft内，而非被添加在fft大小之后。维持相同的符号持续时间的能力可以提供更大的灵活性来支持统一的rat设计。在一个示例中，通过使用用于低频带(低于6ghz)的ofdm符号，可以使用60khz的子载波间隔(即，k＝4，δf＝60khz)来实现0.1msttl。这转换为t＝16.7μs(66.7μs/k)的ofdm符号。因此，5个ofdm符号能够被容纳在cp长度约为3.3μs(0.1ms-83.5μs＝16.5μs/5个cp)的一个子帧(83.5μs)内。

图7示出了根据一些实施例的tti内的帧结构。在图7中，示出了各种tti710、720、730、740，其中tti710、720、730、740包括uw-ofdm波形。图7所示的第一tti710可以包括典型长度的uw712和符号714。在该示例中，子载波间隔可以是15khz，符号持续时间716可以是66.7μs。总共3个ofdm符号716可以存在于200μs的tti710中。

图7所示的第二tti720可以包括具有短符号持续时间的低延时tti720。这样的tti720可以被用于诸如关键任务mtc应用和车对车应用之类的用例。uw722和符号724可以各自小于第一tti710。在该示例中，子载波间隔可以是30khz，符号持续时间726可以是33.3μs。对于长度与第一tti相同的tti720(例如，200μs)，可以存在总共6个短ofdm符号726。

图7所示的第三tti730可以包括类似于低延时tti720的另一低延时tti730。uw732和符号734可以各自小于第一tti710，子载波间隔可以是30khz，并且符号持续时间736可以是33.3μs。然而，在该示例中，tti730可以仅为第一tti的长度的一半(即，100μs)，对应于总共3个短ofdm符号736。

图7所示的第四tti740可以包括例如供mtcue使用的低能量tti740。uw742和符号744可以各自具有比第一tti710更长的持续时间。在一个示例中，子载波间隔可以是5khz，并且符号持续时间746可以是200μs。在该示例中，tti740可以是1ms，对应于总共5个长ofdm符号746。

可以基于frat设计来对上述tti710、720、730、740进行fdm或tdm复用。只要维持相同的符号持续时间，uw-ofdm波形中的一个或多个可以被其它波形替代。ofdm波形的其他示例可以包括zt-ofdm和uw-dft-s-ofdm等。当在相同的载波中使用不同的波形时，可以支持多rat，其中每个rat可以具有不同的波形设计。在一些实施例中，可以重用现有的lte波形，即，ofdm波形可被用于下行链路，并且sc-fdma波形可被用于上行链路通信。在一些实施例中，ofdm可被用于下行链路和上行链路通信两者。在一些实施例中，可以在下行链路和上行链路通信两者中使用基于uw的波形。例如，uw-ofdm波形可被用于下行链路通信，并且uw-dft-s-ofdm波形可被用于上行链路通信，或者uw-ofdm或uw-dft-s-ofdm波形可被用于下行链路和上行链路通信两者。在一些实施例中，可以使用经滤波的ofdm和滤波器组多载波(fbmc)。通过在ofdm偏移正交幅度调制(oqam)传输(其中，qam符号的实部被映射到多载波符号的1/2，并且虚部被映射到多载波符号的隔行1/2)期间在时域中使用非矩形子信道脉冲形状来产生fbmc波形，并且fbmc波形可缺少cp。

下表1-3示出了5g参数的各种示例。

表1：第一5g参数示例

表2：第二5g参数示例

表3：第三5g参数示例

图8a和图8b示出了根据一些实施例的统一框架使用方法的流程图。图8a具体示出根据一些实施例的enb(例如，图1和图2中示出的enb)的统一框架使用方法的流程图。如图8a所示，在操作802处，enb可以确定统一框架。统一框架可以包括接入方案、调制方案、帧结构、符号结构以及包括子载波间隔和符号持续时间的可配置参数。不同的帧结构和符号结构可以与分别以tdm或fdm方式复用的不同时间和/或频率资源相关联。

在操作804处，enb可以将特定rat的特定统一框架配置信息传送给enb所服务的一个或多个ue。可以向附接到enb的不同ue提供不同的rat信息，其中不同的rat可以与不同的频带和/或时间跨度相关联。enb可以基于设备类型和/或要在ue和enb之间传送的数据来确定要提供给特定ue的配置信息。频带可以包括许可和非许可频带。rat信息可以包括接入和调制方案、帧结构和符号结构以及参数。rat信息还可以包括资源分配和分区信息。被提供给每个ue的统一框架配置信息可以独立于被提供给任何其他ue的统一框架配置信息。enb向ue指示的rat可以取决于ue的类型和/或工作模式。

在操作806处，enb可以通过使用在操作804处提供的rat来与ue通信。该信息可以包括数据和/或控制信息。例如，从enb到ue的下行链路通信可以包括用于对pdcch的信道估计的寻呼或控制信号，以及来自pdsch上的另一ue的语音或视频数据。可以通过使用与被用于与ue进行通信的rat不同的专用rat，或通过使用在被用于与ue进行通信的rat上的专用载波来提供rat信息。

在与ue进行通信之后，在操作808处，enb可以从ue接收表明ue的工作状态的改变的指示。例如，ue可以被配置为在下述模式中的一个或多个模式下进行工作：常规模式、低延时和低能量模式。在操作804处，enb可以基于ue的初始模式将rat分配给ue，并且在操作808处确定已发生ue的工作模式的更新。

响应于在操作808处确定ue的工作模式的更新已发生，在操作810处，enb可以确定新的rat并将新的rat的更新的统一框架配置信息发送给ue。新的rat可以包括不同的帧结构和/或符号结构并使用不同的频谱和/或时间范围。然后，在操作806处，enb可以继续与ue通信。

图8b示出了根据一些实施例的由ue执行的统一框架使用方法。ue可以是图1和图2所示的ue，并且可以在传送数据之前附接到enb。在附接期间，在操作812处，ue可以向enb发送初始工作状态。具体地，ue可以在附接期间提供ue类型和/或工作模式。例如，ue可以是mtcue。此外，ue还可以被配置为以低延时和/或低能量模式工作。在一些实施例中，mtcue可以以增强覆盖、低能量模式工作。

响应于传输工作状态，在操作814处，特定ue可以接收统一框架配置(rat)信息。rat信息可以取决于ue的类型和/或工作模式。rat可以与特定的频带和/或时间范围相关联。例如，当ue在低延时模式下工作时，则统一框架配置信息可以指示较大的子载波间隔和较短的符号持续时间；而当ue在低能量模式下工作时，则统一框架配置信息可以指示较小的子载波间隔和较长的符号持续时间。

一旦ue接收到rat，则然后在操作816处ue可以使用rat进行通信。例如，ue可以调整fft工作状态和处理以满足在操作814处提供的rat信息。ue可以与enb进行通信或者可以通过使用设备到设备通信(d2d)直接与其他ue进行通信。该信息可以包括上行链路和下行链路数据和/或控制信息。例如，信息可以包括针对另一ue的语音或视频数据的上行链路通信或对控制信号的测量结果以用于信道估计。

在与enb通信之后，在操作818处ue可以确定：工作状态的变化是有保证的。例如，ue可以基于ue位置在常规模式和增强覆盖/低能量模式之间转换，或基于要传输的通信类型在常规模式和低延时模式之间转换。

响应于在操作818处确定工作状态的改变是有保证的，在操作820处，ue可以向enb发送指示ue的工作状态的改变的指示。在操作820处，ue可以确定需要改变工作状态，并且等待改变工作状态直到新的rat被分配给ue。

响应于在操作820处发送指示，ue可以返回到操作814并在操作810处接收新的rat。新的rat可以包括不同的帧结构和/或符号结构，并且使用不同的频谱和/或时间范围。然后，在操作816处，enb可以继续与ue进行通信。

下面提供了本公开的各种示例。这些示例不旨在以任何方式限制本文的公开。在示例1中，用户设备(ue)可以包括处理电路，其被配置为：将收发器配置为通过使用第一无线电接入技术(rat)从网络接收资源分配，第一rat是从网络采用的灵活rat(frat)的多个rat中被选择出的，frat的多个rat各自包括具有灵活的子载波间隔和符号持续时间并且与不同的时间和频率资源中的至少一个相关联的可配置参数，收发器可配置为通过使用多个rat进行通信，并且基于参数配置子载波间隔和符号持续时间；以及将收发器配置为使用第一rat进行通信。

在示例2中，示例1的主题可以可选地包括：处理电路还被配置为将收发器配置为从增强型节点b(enb)接收与frat相关联的较高层信令，较高层信令指示在时间和频域中的至少一个的参数、资源分配和分区信息。

在示例3中，示例1-2的一个或任何组合的主题可以可选地包括：frat包括基本子载波间隔和符号持续时间，以及针对frat的不同rat的子载波间隔和符号持续时间中的至少一个被分别指定为整数个基本子载波间隔或符号持续时间。

在示例4中，示例1-3的一个或任何组合的主题可以可选地包括：ue是被配置为在低延时和低能量模式中的至少一个中工作的机器类型通信(mtc)ue，以及当ue在低延时模式下工作时，第一rat包括较大的子载波间隔和较短的符号持续时间，并且当ue在低能量模式下工作时，第一rat包括较小的子载波间隔和较长的符号持续时间。

在示例5中，示例1-4中的一个或任何组合的主题可以可选地包括：frat的多个rat中的至少一个包括多个子rat和分区中的至少一个，多个子rat和分区中的至少一个中的每一者包括具有灵活的子载波间隔和符号持续时间并且与不同的时间和频率资源中的至少一个相关联的独立的可配置参数，并且通过使用时分复用(tdm)、频分复用(fdm)、码分复用(cdm)、以及空分复用(sdm)中的至少一个来对多个rat和多个子rat和分区中的至少一个进行组合。

在示例6中，示例1-5中的一个或任何组合的主题可以可选地包括：多个rat和多个子rat和分区中的至少一个被使用tdm进行组合，并且时域方面的参数、资源分配和分区信息被进行如下项中的至少一项：由较高层信令经由主信息块(mib)、系统信息块(sib)、或ue特定的专用无线电资源控制(rrc)信令来配置或被预定义；或者多个rat和多个子rat和分区中的至少一个被使用fdm进行组合，保护频带被插入到针对多个rat和多个子rat和分区中的至少一个所分配的频率资源的边缘处，并且针对多个rat和多个子rat和分区中的至少一个的参数和资源分区中的至少一个被进行如下项中的至少一项：由较高层信令进行配置或被预定义。

在示例7中，示例1-6的一个或任何组合的主题可以可选地包括：多个rat的不同rat之间的传输时间间隔(tti)边界是共用的，并且多个rat包括共用参考tti持续时间。

在示例8中，示例1-7中的一个或任何组合的主题可以可选地包括：多个rat中的每一者的符号结构包括在符号外部或内部的循环前缀(cp)或唯一字(uw)，以及多个rat中的每一者的符号结构独立于其他rat的符号结构。

在示例9中，示例1-8的一个或任何组合的主题可以可选地包括：处理电路还被配置为将收发器配置为使用用于下行链路通信的正交频分复用(ofdm)和用于上行链路通信的单载波频分多址(sc-fdma)和ofdm中的一者来进行通信，以及将收发器配置为使用uw-ofdm和uw离散傅里叶变换-扩频-正交频分复用(uw-dft-s-ofdm)中的至少一个来进行通信。

在示例10中，示例1-9的一个或任何组合的主题可以可选地包括：多个rat中的每一者中的帧结构包括包括l个子帧的帧，每个子帧包括n个时隙，每个时隙包括m个符号，以及多个rat中的每一者的帧结构独立于其他rat的帧结构。

在示例11中，示例1-10的一个或任何组合的主题可以可选地包括：处理电路还被配置为将收发器配置为经由由物理广播信道(pbch)承载的主信息块(mib)、系统信息块(sib)、或第二rat中的ue特定的专用无线电资源控制(rrc)信令来接收参数、资源分配和分区信息，第一rat和第二rat是不同的。

在示例12中，示例1-11的一个或任何组合的主题可以可选地包括：处理电路被配置为将收发器配置为经由第一rat中的专用载波来接收参数、资源分配和分区信息，专用载波是为多个rat中的每一者分配的，以及专用下行链路同步信号和物理广播信道(pbch)能够在多个rat中的每一者上被接收。

在示例13中，示例1-12的一个或任何组合的主题可以可选地包括被配置为在收发器和enb之间发送和接收通信的天线。

示例14包括enodeb(enb)的装置，其包括处理电路，该处理电路被配置为：将收发器配置为向多个用户设备(ue)发送针对不同的无线电接入技术(rat)的资源分配，ue中的至少两个与不同的rat相关联，每个rat包括独立的子载波间隔、符号持续时间、帧结构和符号结构；以及将收发器配置为使用与ue相关联的rat来与每个ue进行通信。

在示例15中，示例14的主题可以可选地包括：处理电路被配置为将收发器配置为经由由物理广播信道(pbch)承载的主信息块(mib)、系统信息块(sib)、或同一rat中的ue特定的专用无线电资源控制(rrc)信令来向多个ue中的每一者发送指示参数、资源分配和分区信息的较高层信令。

在示例16中，示例14-15的一个或任何组合的主题可以可选地包括：处理电路被配置为将收发器配置为经由为rat中的每一者分配的专用载波发送参数、资源分配和分区信息，以及专用下行链路同步信号和物理广播信道(pbch)能够在rat中的每一者上被接收。

在示例17中，示例14-16的一个或任何组合的主题可以可选地包括：针对rat中的每一者的子载波间隔和符号持续时间中的至少一个被分别指定为整数个基本子载波间隔或符号持续时间。

在示例18中，示例14-17的一个或任何组合的主题可以可选地包括：rat包括第一rat和第二rat，第一rat包括针对在低延时模式下工作的ue配置的较大子载波间隔和较短符号持续时间，第二rat包括针对在低能量模式下工作的ue配置的较小子载波间隔和较长符号持续时间。

在示例19中，示例14-18的一个或任何组合的主题可以可选地包括：rat之间的传输时间间隔(tti)边界是共用的，rat包括共用参考tti持续时间。

在示例20中，示例14-19的一个或任何组合的主题可以可选地包括：rat中的每一者的符号结构包括在符号外部或内部的循环前缀(cp)或唯一字(uw)，以及rat中的每一者的符号结构独立于其他rat的符号结构。

在示例21中，实例14-20的一个或任何组合的主题可以可选地包括：处理电路被配置为进行下述操作中的至少一个：将收发器配置为使用用于下行链路通信的正交频分复用(ofdm)和用于上行链路通信的单载波频分多址(sc-fdma)和ofdm中的一者来进行通信，以及将收发器配置为使用uw-ofdm和uw离散傅里叶变换-扩频-正交频分复用(uw-dft-s-ofdm)中的至少一个来进行通信。

在示例22中，一种非暂时计算机可读存储介质，其存储有用于由用户设备(ue)的一个或多个处理器执行的指令以将ue配置为与增强型节点b(enb)进行通信，一个或多个处理器将ue配置为：接收针对由enb使用的多个无线电接入技术(rat)中的第一rat的资源分配、分区信息和参数，包括子载波间隔和符号持续时间，ue可被配置为基于参数来配置子载波间隔和符号持续时间以及使用多个rat来进行通信；以及通过使用第一rat来进行通信。

在示例23中，示例22的主题可以可选地包括下述各项中的至少一个：a)针对rat的子载波间隔和符号持续时间中的至少一个分别被指定为整数个基本子载波间隔或符号持续时间，b)ue被配置为在低延时和低能量模式中的至少一个模式下工作，以及当ue在低延时模式下工作时，第一rat包括较大的子载波间隔和较短的符号持续时间，并且当ue在低能量模式下工作时，第一rat包括较小的子载波间隔和较长的符号持续时间，以及c)rat之间的传输时间间隔(tti)边界是共用的，以及rat包括共用参考tti持续时间。

在示例24中，示例22-23的一个或任何组合的主题可以可选地包括下述各项中的至少一个：a)rat中的每一者的符号结构包括在符号外部或内部的循环前缀(cp)或唯一字(uw)，以及rat中的每一者的符号结构独立于其他rat的符号结构，以及b)rat中的每一者中的帧结构包括包括l个子帧的帧，每个子帧包括n个时隙，每个时隙包括m个符号，以及rat中的每一者的帧结构独立于其他rat的帧结构。

在示例25中，示例22-24的一个或任何组合的主题可以可选地包括：经由由物理广播信道(pbch)承载的主信息块(mib)、系统信息块(sib)、或第二rat中的ue特定的专用无线电资源控制(rrc)信令来接收参数、资源分配和分区信息，第一rat和第二rat是不同的。

虽然已参考具体示例实施例描述了实施例，但显而易见的是，在不背离本公开的更广泛的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。构成其一部分的附图以说明而非限制的方式示出可以实践主题的具体实施例。足够详细地描述示出的实施例以使本领域技术人员能够实践本文公开的教导。可以利用和导出其他实施例，使得可以在不背离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此，该具体实施方式不应被认为是限制性的，并且各种实施例的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同形式的全部范围来限定。

为了方便起见，本发明主题的这些实施例可以在本文中被单独地和/或共同地被称为术语“发明”，并且不旨在将本申请的范围自行限制于任何单个的发明或发明概念，如果实际上不止一个被公开的话。因此，虽然本文已示出和描述了具体实施例，但应理解的是，为实现相同目的而计算的任何布置可以代替所示的具体实施例。本公开旨在覆盖各种实施例的任何和所有修改或变化。上述实施例和本文未具体描述的其他实施例的组合对于阅读完上述描述之后的本领域技术人员将是显而易见的。

在本文件中，专利文献中通常使用的术语“一”被用于包括一个或不止一个，其独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或使用。在本文件中，术语“或”被用于指非排他的或，使得“a或b”包括“a但不是b”、“b但不是a”、以及“a和b”(除非另有说明)。在本文件中，术语“包括(including)”和“其中(inwhich)”被用作各自术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简体英文等效词。另外，在下面的权利要求中，术语“包括(comprising)”和“包括(including)”是开放式的，即，包括除了在这样的术语之后列出的那些元素之外的元素的系统、ue、物品、组成、制定或过程仍被视为落入该权利要求的范围。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。

提供摘要以符合37c.f.r.第1.72(b)节对摘要的要求，其允许读者能够确定技术公开的性质。该摘要在理解其不会被用于限制或解释权利要求的范围或含义的情况下被提交。此外，在前面的具体实施方式中，可以看出，出于简化本公开的目的，在单个实施例中将各种特征聚集在一起。本公开的方法不应被解释为反映下述意图：所要求保护的实施例要求比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征。相反，如所附权利要求所反映的那样，发明的主题在于少于单个所公开实施例的所有特征。因此，所附权利要求被并入具体实施方式中，其中每个权利要求作为单独的实施例而独立。