冲突无线电系统的资源分配的方法和装置与流程

本公开涉及当不同的无线电系统在公共的时间和频率网格内操作时处理资源分配的方法和装置。更具体地，提供了使得能够根据第一通信协议进行通信(如机器型通信(mtc))，同时避免与第二通信协议下的通信(如窄带物联网(nb-iot))相冲突的解决方案。

背景技术：

机器对机器(m2m)通信通常是指使得装置能够相互通信而几乎无需人为干预的技术。这种m2m通信装置通常可以存储数据，并且可以通过网络(如蜂窝网络)将数据发送至其它m2m装置或服务器。

在第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)及其演进lte-advanced(lte-a)中，已经在机器型通信(mtc)项目下开发了m2m的一个版本。mtc装置可以在网络中执行自动数据传输，其中，各个数据传输可以由第一机器发起、传过网络并且传送至一个或更多个其它机器。当在诸如lte系统的3gpp系统下操作时，网络通常在如lte中所示的enodeb(enb)内或者基站内控制这种通信的资源调度。已经引入了关于进一步增强的mtc(femtc)的新的3gpplterelease14工作项(wi)，并且一个关键特征是支持高达5mhz的更宽带宽以供数据共享信道传输。这比利用1.4mhz带宽的emtc要宽得多。

在目前和将来的无线电通信系统中，可以在公共资源网格中很好地操作两个或更多个不同的通信协议。除了传统的lte控制和数据通信以及mtc以外，可以共存的另一个系统是窄带物联网(nb-iot)系统的带内部署。在这样的协议下操作，～200khz的nb-iot载波可以位于lte操作的指定带宽内。这种情形会导致资源分配发生冲突的风险，除非借助于调度加以处理。在传统lte中，与mtc系统相比，分配的灵活性通常更大。对于传统lte装置还有足够灵活而可以避免nb-iot载波的资源分配方法。lte使用资源组，并且通过组合不同的资源组，可以避免nb-iot锚定载波。然而，在emtc中，网络调度器只能在窄带内分配连续的物理资源块(prb)，这使得如果nb-iot载波正好落在窄带的中间，那么更难以避免nb-iot载波。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种针对可以在至少两种不同的协议下进行通信的资源网格内的数据通信处理资源分配以避免分配冲突的解决方案。

根据一个方面，提供了一种用于在时间和频率的网格内分配资源以供在第一协议下在无线电通信系统中进行通信的方法，该方法包括以下步骤：

确定要被分配用于在第一无线电协议下在基站与装置之间进行数据通信的频率资源范围的指示；

确定所述范围内的预定频率资源被预先分配给了第二无线电协议下的通信；

分配如下的用于在所述第一无线电协议下进行通信的频率资源以进行所述数据通信：该频率资源与所述预定频率资源交叠并且排除了所述预定频率资源。

在一个实施方式中，所分配的频率资源包括涵盖所述范围的、不连续范围的频率资源单元。

在一个实施方式中，频率资源范围的所述指示包括频率资源单元的数量的标识和所述范围在所述网格内的位置的指示。

在一个实施方式中，所述范围的位置的指示包括在所述频率资源范围中具有预定位置的频率资源单元的标识。

在一个实施方式中，所分配的频率包括在不同的频率资源位置处取得的与所排除的预定频率资源相对应的频率资源。

在一个实施方式中，所分配的频率资源通过跳过所排除的资源而缩减成包括比所述范围更少的资源单元。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：不在所排除的资源中按第一协议发送数据，以由所述装置中的接收器进行穿孔(puncture)。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：将传输速率匹配至缩减后的分配资源。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：从所述基站广播所述预先分配的频率资源的指示，以在所述装置中接收。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：针对特定时段，确定所述预定频率资源已在第二无线电协议下使用还是未被使用；

至少在所述时段内，在所分配的频率资源中包括所述预定频率资源。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：通过专用信令从所述基站向所述装置传送所述频率资源范围的指示。

在一个实施方式中，所述基站包括调度器装置，并且所述装置是用户装置。

在一个实施方式中，所述第一无线电协议和所述第二无线电协议由共同的无线电系统利用同一资源网格来调度。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：所述基站发送第二指示，以暂时停用交叠指示。

根据另一方面，本发明涉及一种无线电通信系统中的调度器装置，该调度器装置包括：

处理器；和

存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，该程序包括用于执行前述方法步骤中的任一个步骤的指令。

根据另一方面，本发明涉及一种在装置中执行的、利用在时间和频率的网格内分配的资源来控制在第一无线电协议下与基站的通信的方法，该方法包括以下步骤：

接收频率资源范围的指示；

接收所述范围内的被预先分配给第二无线电协议的预定频率资源的指示；

根据预定规则，确定如下的用于在所述第一无线电协议下进行数据通信的分配资源以进行该数据通信：该分配资源与所述预定频率资源交叠并且排除了所述预定频率资源。

在一个实施方式中，所分配的频率资源包括涵盖所述范围的、不连续范围的频率资源单元。

根据另一方面，本发明涉及一种用户设备，该用户设备包括：

处理器；和

存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，该程序包括用于执行前述方法步骤中的任一个步骤的指令。

附图说明

参照附图，对本发明进行详细描述，其中：

图1示意性地例示了无线电通信网络中的装置；

图2示意性地例示了用于在图1的系统中进行操作的通信装置的部件；

图3例示了供在同一通信系统中处理的至少两种不同的通信协议下使用的资源网格的示例；

图4例示了用于避免冲突的调度通信的实施方式；

图5例示了用于避免冲突的调度通信的另一实施方式；以及

图6例示了用于避免冲突的调度通信的另一实施方式。

具体实施方式

下面，本详细说明描述了与宽带无线广域网有关的本发明的示例实施方式，但可以注意到本发明不限于此，并且可以应用于可以获得类似优点的其它类型的无线网络。这种网络具体包括无线局域网(wlan)、无线个人局域网和/或无线城域网。此外，将主要描述与lte下的mtc有关的实施方式，但本发明也适用于可能需要调度以避免共存无线电协议的冲突的其它类型的无线电系统，并且还可以包括在nr(新无线电)的概念下讨论的即将到来的系统。

图1示意性地例示了可以实现本发明实施方式的无线电通信系统。无线电通信系统可以包括核心网络1，该核心网络1继而可以连接至包括因特网在内的其它网络20。出于提供无线电通信的目的，所述系统可以包括无线电基站10，该无线电基站10可以连接至核心网络1。在一个实施方式中，基站10可以在专用区域内提供无线电接入，在该专用区域内，被配置成在无线电通信系统中进行操作的无线电装置100、200可以连接至基站10。无线电通信系统可以是蜂窝的，在此主要是在lte的示例(其中基站10可以是enb)中提及。不过，别的实施方式可以是非蜂窝的(如wlan)，其中无线电基站10可以是接入点。

基站10可以采取几种不同的形式并且具有不同的功能。如附图中所例示的，基站10可以包括包含处理器的控制器11。还包括包含计算机可读存储介质的数据存储装置12，该数据存储装置12存储由控制器11的处理器执行的程序。如本领域中已知的，某些程序代码或应用也可以存在于通过核心网络1基于云进行访问的其它实体中。基站10还包括或连接至无线电收发器构件13，该无线电收发器构件13继而连接至天线14。还可以包括用于与核心网络1进行有线通信(wire-boundcommunication)的连接接口(未示出)。基站10还可以包括调度器15，尽管在图中由功能块表示，但是该调度器同样可以通过控制器11执行代码和程序指令来实现。

装置100、200可以通过无线电基站10或至少在无线电基站10的控制下彼此通信或与其它装置(如网络服务器30)通信。在直接通信d2d中，基站10可以调度或以其它方式控制资源，然而，可以通过无线电直接在临近装置100、200之间执行通信。在另一实施方式中，即使在装置100、200接近到足以检测到彼此时，也通常通过基站10来执行它们之间的通信。

图2公开了形成通信装置100的一部分的某些部件的框图。针对基站10，通信装置可以采取几种不同的形式并且具有不同的功能。如图2例示的，通信装置100可以包括包含一个或更多个处理器的控制器101。还包括包含计算机可读存储介质的数据存储装置102，该数据存储装置102存储由控制器101的处理器执行的程序。附加软件程序或代码可以存在于通过核心网络1基于云进行访问的其它实体中。装置100还包括无线电收发器构件103，该无线电收发器构件103继而连接至天线104。如技术人员将容易明白的，通信装置可以包括许多其它特征和功能(如用户界面、电源等)，但是这样的特征被排除在附图之外，因为它们不会增加对本发明及其益处的理解。被配置成在通信系统中进行通信的通信装置100、200例如可以是被配置成中继语音通信、图像、流数据、下载数据等的移动电话、平板电脑、计算机、可穿戴设备等。另外，装置100还可以被配置成以低数据速率进行通信和/或在传输之间具有长的不活动周期，如以诸如mtc和nb-iot的系统为目标的实用计量器、传感器、测量和监视装置等。

图3例示了lte系统示例中的无线电通信系统的资源网格，并且指示了几个无线电接入系统的共存。垂直轴表示频率水平，而水平轴涉及时间。对于lte系统的示例而言，整个网格宽度在这方面可以表示一个或更多个lte子帧或帧。在无线电通信系统内，通信可以在两种或更多种不同的协议下进行，同时利用共同的时间和频率网格内的资源。这里，在某种特定协议(或协议组)下的无线电通信系统内的无线电通信也将被称为某个系统(例如，可以在lte系统内执行的mtc系统)下的通信。

在图3的示例中，各种系统的共存是指一个或更多个不同的mtc系统、所描绘的emtc和femtc两者以及nb-iot系统的存在。在一个实施方式中，为第一通信系统(即在第一协议下的通信)分配资源可能需要考虑为第二系统预先分配预定频率资源。然后第二系统可以被预先分配包括一个或更多个频率资源单元的频率资源。下文将描述femtc和nb-iot的示例。

当要在第一无线电系统(例如，femtc)中进行通信时，需要分配无线电资源。当信道传输需要相对大的带宽(如在所示的例子中需要10mhz网格中的高达5mhz)时，所分配的资源有可能与预先分配的资源交叠。如图所示，在包括带内nb-iot的lte系统中，nb-iot锚定载波可以被配置成占用lte系统的1个专用资源块(rb)。一个rb是lte频率资源单元的示例。在网络中(如在基站10中)，调度器15被配置成在无线电通信系统中分配资源。在lte系统的示例中，调度器15可以将资源分配给传统lte装置(用户设备，ue)、emtcue还有femtcue的数据通信。应该将资源唯一地指派给每个ue。然而，如图3所示，专用nb-iot载波和更宽的femtc分配可能会增加资源冲突的风险。

就lte调度器可以分配特定femtcue资源的位置而言，避免冲突对lte调度器造成限制。这个问题的直接解决方案是仅在与预先分配的资源不交叠的连续资源单元中将资源分配给诸如emtc和femtc的无线电系统，如图左侧的示例所示。然而，这也会对调度功能造成不期望的限制。因此，本公开提出了一种包括信息信令的资源分配以避免两个系统(例如，nb-iot和femtc)之间的资源冲突的不同方法。这个解决方案涉及基站调度器的高度灵活性以及基站10与装置100、200之间的最小信令。

当调度器15要在时间和频率的网格内分配资源以供在第一协议下的无线电通信系统中进行通信时，将确定要被分配用于在第一无线电协议(如femtc))下在基站与装置之间进行数据通信的频率资源范围的指示。在此，范围可以对应于频率资源单元(如rb)的数量。频率资源范围的指示可以是特定id、预定比特数、代码或类似，上述各项可以转换成资源的大小和位置(按频率和/或时间)的直接标识，例如，通过查找装置100的本地存储器102中的查寻表来进行该转换。在别的实施方式中，可以作为位置和大小的度量而更具体地给出范围的标识，例如，以资源单元(例如，rb)的数量和/或id来表示。

这样，所述指示可以提供频率资源单元的数量的标识和范围在网格内的位置的指示。范围的位置的指示例如可以包括在所述频率资源范围中具有预定位置的至少一个频率资源单元(如第一、最后或中心频率资源单元)的标识。

可以例如通过调度器15确定处于打算用于第一无线电系统的范围内的预定频率资源已经被预先分配给第二无线电协议下的通信。这通过图3右侧所示的调度来举例说明，当在第一协议(femtc)下执行数据通信时，如果存在第二协议(nb-iot)下的数据通信，则存在冲突的风险。在这种情形下，调度器被配置成分配如下的用于在第一无线电协议下进行通信的频率资源以进行该通信：该频率资源与所述预定频率资源交叠并排除了预定频率资源。这可以通过使所分配的频率资源包括涵盖所述范围的、不连续范围的频率资源单元来实现，从而在预定频率资源中避免冲突。

关于预先分配的第二系统频率资源(如在所示示例中用于nb-iot的锚定载波)的信息优选地可被由基站10服务的所有装置100、200访问。在一个实施方式中，该信息由基站10共享至覆盖范围内(例如，由基站10服务的lte小区中)的其它装置100、200。在优选实施方式中，这是借助于预先分配的频率资源的指示的广播信令来实现的。如已经举例说明的，预先分配的频率资源的指示可以是间接的，需要在接收装置100、200的存储器102中进一步解码或查表，或者该指示例如可以包含对重新分配的资源中所包括的频率资源单元进行识别的特定信息。在一个实施方式中，信息传递可以基于向装置100、200通知关于可以预先分配的若干预定频率资源(如nb-iot锚定载波配置)中的一个。在这样的实施方式中，不需要共享锚位置的绝对信息，而需要共享哪个或哪些预定配置已被使用的指示符。可以在装置100中确定这样指示的配置在网格中的确切位置，例如，由控制器101访问存储器102中的查寻表来进行该确定。在lte的优选实施方式中，在系统信息(sib)中通报预分配资源的指示。通过在sib中传达这种信息，可以无需为此目的而使用针对每个装置的信令，这使信令总量最小。此外，在这样的实施方式中，可以在sib中以非常长的间隔(如几秒钟)重复信令，因此获得非常经济的广播信令。在别的实施方式中，可以例如通过单播rrc信令而不是广播来执行装置特定信令。此外，在该实施方式中，预先分配的频率资源的指示可以是间接的，由装置100、200进行进一步的处理、解码或映射以建立该预先分配的预定资源的具体大小和位置，或者可以是具体的。

在一个实施方式中，双模femtc/nb-iotue能够解码nb-iot系统信息和信令，并且直接从nb-iot系统确定nb-iot锚定载波和辅载波的位置。

一旦通信装置获知预先分配资源(如nb-iot锚定载波分配)的位置，可以遵循基站10和装置100、200都知道的公共规则。更具体地，然后，装置将被配置成根据预定规则，确定要用于第一无线电协议(如femtc)下的数据通信的分配资源，该分配资源与预先分配给第二无线电协议(如nb-iot)的预定频率资源交叠并排除了该预定频率资源。当装置的分配资源与预先分配的资源(如nb-iot锚定载波或辅载波)冲突时，这会是有益的。在一个实施方式中，可以应用“推迟”规则。在别的实施方式中，可以应用“跳过”规则。下文对这些实施方式加以进一步详述。

图4作为示例例示了引入推迟法的实施方式。这个图类似于图3右侧的存在冲突风险的情形。为了避免冲突，交叠资源单元45被认为对于在第一无线电协议或系统(例如，femtc)下的通信来说是无效的，因为交叠资源单元45被预先分配给了第二无线电协议或系统(例如，nb-iot)。在这个实施方式中，涉及到基站10和装置100都已知的公共分配规则，装置100推迟该无效资源单元(如rb45)，并且基站10和装置100都知道该推迟操作。

在图4中，资源网格的系统带宽由所示框的高度40指示。系统带宽的一部分可以是窄带41，或者是在lte实施方式中可以包括24个rb的更小窄带的集合41。在一个mtc实施方式中，这种更小的窄带可以包括6个rb，由此，24个rb的集合41包括4个窄带。基站10设定要在第一无线电系统中建立的数据传输的频率资源范围43，并且确定指示哪些资源单元要被包括在该范围内的信息。频率资源范围43的这个指示可以包括频率资源单元(如rb)的数量的标识以及该范围在系统带宽40的网格内的位置的指示，如具有最高或最低频率的资源单元的标识，或者例如范围43的最高和最低频率资源单元的指示。如图所示，预先分配了一个或更多个rb以供在窄带41中使用，致使一个或更多个资源单元45将交叠。然后，例如装置100中的控制器101认为这个或这些资源单元对于该通信来说无效。在这种情形下，启用推迟机制，作为基站10和装置100两者用来解释分配信息的方法。更具体地，无效资源单元不对指示范围43的计数做出贡献，相反，在不同的频率资源位置处取出与被认为无效的资源单元45相同数量的资源单元46(例如，在该范围的末尾计数的)，以确定分配给数据传输的频率资源44。为清楚起见，应注意，此处的推迟并不意味着在时间上推迟，而是在频率上推迟，使得在不同的频率等级或位置处取出对应于无效频率资源单元的资源。关于速率匹配，一个实施方式中的推迟原则可以包括将从所排除的资源单元45起计数的每个资源单元推迟一步(或者如果排除超过一个单元，则推迟多步)，直到范围43的计数结束。

作为要分配与预先分配的带内资源42交叠的资源的lte中的示例，可以给ue100提供分配给它的范围43的至少一个指示，该至少一个指示可以指定或提供由ue解码或提取的信息、特定的rb数量以及起始rb。针对ue的分配在起始rb开始，并且enb和ue对分配给ue的资源进行计数；如果rb45中的一个rb例如由于与nb-iot冲突而是无效的，那么推迟将该rb分配给ue，即，无效rb45对分配给ue的rb的数量的计数没有贡献，然后考虑将另一些有效的rb分配给ue。这种方法的益处在于enb不必通知所有的详细的资源分配信息，从而使信令最小。如上文提到的，预先分配的资源在网格中的存在和位置的信息可以作为系统信息通知(例如，广播)，甚或可以是系统中固有的并因此为ue所知。

在一个更具体的示例(该示例也可以用于理解总体构思)中，要执行的数据通信传输需要20个rb，这是所需资源的范围43。这个范围由enb10分配。enb10和装置100都知道与nb-iot锚定载波的冲突风险，即，在ue100的窄带41中存在无效rb45。然后，ue100和enb10将范围43的rb映射成使得无效rb45被推迟并且代替为包括附加的rb46。因此，该分配跨越21个rb，因为无效rb45不被计数为这20个rb的一部分。

基于推迟规则，针对ue100的实际分配44是24rb宽窄带中所示的21rb跨越分配。在没有推迟规则的情况下，这需要ue100知道预先分配资源的存在以及如何处理冲突风险，可能需要利用以下项来通报跨越21个rb的分配：

·起始rb(例如，用于指示24rb窄带带宽中的24个可能rb中的一个rb的5个比特)

·rb的数量(例如，用于指示1个rb至24个rb之间的分配的5个比特)

·无效rb的位置(例如，用于指示24个rb位置中的、针对无效rb的一个rb位置的5个比特)

利用推迟规则，只需要通报起始rb和rb的数量(即，enb通报20rb分配范围43，该分配范围43映射至跨越21个rb的物理分配，该21个rb中的一个rb是无效的)，因此节省了5个比特的分配信令。可以通过sib获知无效rb45的位置，或者这种预先分配的资源的位置可以是系统特定的、由规范预先确定并因此被系统的装置100、200和基站10所知。在另一实施方式中，ue特定信令可以提供nb-iot载波的位置的指示或具体细节。

在另一实施方式中，装置100跳过无效频率资源单元，而不是推迟它/它们。这在图5中进行了例示，图5在很大程度上类似于图4，因此使用相同的附图标记。此外，参考在lte中阐述的示例实施方式。在这种类型的实施方式中，无效rb减少了被分配的rb的数量。例如，在图5中，enb分配20个rb，其中这20个rb与无效rb(由于与锚定nb-iot载波冲突)交叠。enb和ue将映射所分配的rb，其中冲突的rb(nb-iot载波)取代所分配的rb，意味着将跳过无效rb45并且该无效rb45不被用于第一无线电系统(例如，femtc)中的传输，从而导致分配总计19个有效rb，而rb映射44跨越作为所指示的范围43的20个rb。

在这种情况下，传输和物理信道处理存在不同的可能性。在一个实施方式中，要在第一无线电系统(如femtc)中执行的传输被速率匹配至整个范围43(例如20个rb)。然后，基站10(enodeb)可以不在下行链路中发送与预分配的资源(nb-iot载波)冲突的(femtc)资源，并且装置100(ue)在接收器中对该冲突的资源进行穿孔(puncture)。在另一实施方式中，要在第一无线电系统(例如，femtc)中执行的传输被速率匹配至所分配的资源44，所分配的资源44等于所指示的范围43减去无效资源45，如在所示的示例中是19个rb，由此创建的资源组元是映射至19个有效prb的物理信道。

图6例示了另一实施方式中的可能分配结果，该实施方式可以采用lte中的dci(下行链路控制指示符)信令。在这个实施方式中，装置100获知预先分配的资源(如nb-iot载波)的可能位置。同样，这例如可以通过sib信令、装置特定信令、装置100解码第二无线电系统的系统信息或者通过规范来获得。当装置100经由dci被给予femtc分配时，dci可以指示在该femtc传输期间哪些nb-iot载波是活动的。然后，femtcue可以按照先前实施方式那样，根据考虑第二无线电系统(nb-iot)是否将使用冲突资源的预定规则来进行穿孔、速率匹配或应用延迟规则。这样，如果认为无效资源被占用，则可以采用例如根据参照图4和图5概述的任何规则的处理，以在所分配的资源44中避开那种资源单元。另一方面，如果认为无效资源单元未被预先分配的无线电系统使用，则该无效资源单元可以被分配给当前传输44。因此，这种实施方式涉及一种用于在时间和频率的网格内分配资源以供在第一协议下在无线电通信系统中进行通信的方法，该方法包括以下步骤：

确定要被分配用于在第一无线电协议内在基站与装置之间进行数据通信的频率资源范围的指示；

确定所述范围内的预定频率资源被预先分配给了第二无线电协议下的通信；

针对特定时段，确定所述预定频率资源是已在第二无线电协议下被使用还是未被使用；

为所述第一无线电协议中的通信分配频率资源，该频率资源与所述预定频率资源交叠并根据所述预定频率资源是已被使用还是未被使用的确定而排除或包括所述预定频率资源。

在排除预定资源的情况下，这例如可以通过推迟(如参照图4所述)或者通过跳过(如参照图5所述)来执行。因此，这种实施方式根据实际情形进行操作，并且就整体资源使用而言，在如图6所示的情形下可能更经济，虽然需要更多的信令。在lte的实施方式中，可以注意到，nb-iot锚定载波和辅载波并不总是活动的，并且该实施方式使得femtc系统能够动态地使用可能要用于nb-iot的资源。本实施方式认识到，nb-iot锚定载波可以包含不使用该nb-iot锚定载波的子帧(例如，如果没有多少通信量)，因此，在本实施方式中并不浪费rb资源，enb可以指示使用在先前实施方式中被认为是无效的rb。可以在这种信令中使用无效rb的比特图。例如，如果在femtc窄带内，rrc信令指示2个可能无效的rb(例如，2个可能的nb-iot带内载波位置)，那么enb可以使用2个比特来形成位图，该位图指示在当前分配中是否可以使用这2个无效rb中的任一个。如图6所示，如果在本来无效的资源上分配44所指示的femtc传输的范围43，若认为该资源所预先分配给的系统(例如，nb-iot)未在使用该特定资源，则仍然可以在femtc传输中分配并使用该资源。

已经通过示例描述了各种实施方式，阐述了将本发明付诸实施的多种方式，但本发明仅由所附权利要求限定。