在通信系统中将虚拟载波插入传统ofdm主载波的制作方法
【专利说明】在通信系统中将虚拟载波插入传统OFDM主载波
[0001 ] 本申请是国际申请日2012年2月I日、国际申请号PCT/GB2012/050212的国际申请于2013年8月5日进入国家阶段的申请号为201280007748.3发明名称为“在通信系统中将虚拟载波插入传统OFDM主载波”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
[0002]本发明涉及在移动电信系统中分配传输资源并传输数据的方法、系统及装置。
【背景技术】
[0003]第三代和第四代移动电信系统(比如基于3GPP定义的UMTS和长期演进(LTE)架构的移动电信系统)与前几代移动电信系统提供的简单语言和消息服务相比，能够支持更复杂的服务。
[0004]例如，利用LTE系统提供的改进无线电接口和增强数据速率，用户能够享受高数据速率应用，比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，强烈需求对第三代和第四代网络的部署，并且期望这些网络的覆盖区域(即可以接入网络的地理位置)迅速增大。
[0005]第三代和第四代网络的预期广泛部署导致了一类设备和应用的平行发展，这类设备和应用不是利用可用的高数据速率的优势，而是利用稳健的无线电接口和不断增大的覆盖区域的优势。示例包括所谓的机器类型通信(MTC)应用，这些应用以相对不频繁地传送少量数据的半自主和自主无线通信设备(即，MTC设备)为代表。示例包括所谓的智能电表，例如其位于客户房子内并定期将信息传回与诸如气、水、电等公共设施的客户消耗有关的中心MTC服务器数据。
[0006]尽管诸如MTC型终端等终端可以方便地利用由第三代或第四代移动电信网络提供的宽覆盖区域的优势时，但目前仍存在缺点。与诸如智能电话等传统的第三代或第四代移动终端不同，MTC型终端优选相对简单且廉价。由MTC型终端执行的这类功能(例如，收集并反馈数据)不要求执行特别复杂的处理。然而，第三代和第四代移动电信网络通常对会要求实施更复杂昂贵的无线电收发机的无线电接口采用高级的数据调制技术。智能电话中包括这样复杂的收发机通常是有道理的，这是因为智能电话通常要求强大的处理器执行典型的智能电话型功能。然而，如上所述，现在人们希望使用相对廉价且不太复杂的设备来利用LTE型网络进行通信。
【发明内容】
[0007]根据本发明的第一方面，提供了一种在被配置为使用多个OFDM子载波通信数据的OFDM无线电信系统中分配传输资源的方法。所述方法包括向第一类型的移动终端分配由多个OFDM子载波中位于第一频带中的第一组提供的传输资源并向第二类型的终端分配由多个OFDM子载波中位于第二频带中的第二组提供的传输资源，第二组小于第一组且第二频带选自第一频带;经由对应于组合的第一和第二组OFDM子载波的第一带宽传输包括用于第一类型终端的资源分配信息的控制信息，并然后经由对应于第二组OFDM子载波的第二带宽传输包括用于第二类型的终端的资源分配信息的控制信息。
[0008]在传统的基于OFDM的移动电信网络中，通常在基本上跨越从基站传输的信号的整个带宽的控制信道中将控制数据从网络传输至移动终端。正常情况下，移动终端不能在网络中操作，除非接收并解码该控制数据，因此，利用小于基站的整个带宽的带宽操作的移动终端的使用被排除在外。
[0009]然而，根据本发明的这一方面，OFDM子载波子集被定义为布置在减少带宽上。用于能力降低的移动终端的数据(包括控制数据)可以单独在OFDM子载波子集上进行传输。
[0010]OFDM子载波的该子集形成传统OFDM型下行链路载波(S卩，“主载波”)中的“虚拟载波”。与在传统OFDM型下行链路载波上传输的数据不同，在虚拟载波上传输的数据可以被接收并被解码，而不需要处理下行链路主机OFDM载波的全部带宽。相应地，在虚拟载波上传输的数据可以利用复杂度降低的收发器单元接收并解码。
[0011]设置有这种复杂度降低的接收器单元的设备(前面称为“虚拟载波终端”)被构造成没有传统的LTE型设备(前面通常称为LTE终端)复杂和昂贵。因此，将用于MTC型应用的设备广泛布置在先前由于传统LTE终端的巨额成本而不实用的LTE型网络中现在变得更实用，原因是提供虚拟载波可以使得虚拟载波终端的成本减少。
[0012]此外，在某些示例中，插在主载波中的虚拟载波可以用于提供逻辑上不同的“网络中的网络”。换句话说，经由虚拟载波传输的数据可以被视为逻辑上不同于由主载波网络传输的数据。因此，虚拟载波可以用于提供“覆盖”在传统网络上的所谓的专用消息传送网络(DMN)并且可以用于将消息传送数据传送至DMN设备(S卩，虚拟载波终端)。
[0013]在本发明的一个实施例中，其中第二组多个OFDM子载波形成插入第一组多个OFDM子载波中的虚拟载波，并且第一组多个OFDM子载波形成主载波，所述方法进一步包括经由主载波将数据传输至第一类型的终端并经由虚拟载波向或自第二类型的终端传输数据。
[0014]根据该实施例，虚拟载波的定义提供方便的机制，通过其可以逻辑上区分传输至第二类型的终端(例如，能力降低的终端)的数据和传输至第一类型的终端(例如，传统终端)的数据。在某些示例中，提供多个虚拟载波。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述方法包括在虚拟载波中传输参考信号以供第一类型的终端和第二类型的终端使用。在一个示例中，这包括在虚拟载波中传输额外参考信号以供第二类型的终端使用。这使第二类型的终端(例如，能力降低的终端)能够提高信道估计的质量，然而信道估计的质量由于虚拟载波中传输的有限数量的参考信号而降低。
[0016]所附权利要求中提供了本发明的各个其他方面和实施例。
【附图说明】
[0017]现在参照附图仅以示例的方式对本发明的实施例进行描述，在附图中，类似部件设有对应的参考编号，并且附图中:
[0018]图1提供了示出传统移动电信网络的示例的示意图；
[0019]图2提供了示出传统LTE无线电帧的示意图；
[0020]图3提供了示出传统LTE下行链路无线电子帧的示例的示意图；
[0021]图4提供了示出传统LTE“等待转接(campon)”过程的示意图；
[0022]图5提供了示出根据本发明实施例的插入有虚拟载波的LTE下行链路无线电子帧的不意图；
[0023]图6提供了示出用于等待转接至虚拟载波的自适应LTE“等待转接”过程的示意图；
[0024]图7提供了示出根据本发明实施例的LTE下行链路无线电子帧的示意图；
[0025]图8提供了示出物理广播信道(PBCH)的示意图；
[0026]图9提供了示出根据本发明实施例的LTE下行链路无线电子帧的示意图；
[0027]图10提供了示出根据本发明实施例的插入有虚拟载波的LTE下行链路无线电子帧的不意图；
[0028]图1lA至图1lD提供了示出根据本发明实施例的LTE下行链路子帧中的定位信号的定位的示意图；
[0029]图12提供了示出根据本发明实施例的两个虚拟载波改变主载波频带中的位置的一组子帧的示意图；
[0030]图13A至图13C提供了示出根据本发明实施例的插入有上行链路虚拟载波的LTE上行链路子帧的示意图；
[0031]图14提供了示出根据本发明的示例配置的自适应LTE移动电信网络的一部分的示意图。
【具体实施方式】
[0032]传统网络
[0033]图1提供了示出传统移动电信网络的基本功能的示意图。
[0034]网络包括与核心网络102连接的多个基站101。每个基站提供可以将数据传送至移动终端104并从移动终端104传送数据的覆盖区域103(即，小区)。在覆盖区域103中经由无线电下行链路从基站101传输数据至移动终端104。经由无线电上行链路从移动终端104传输数据至基站101。核心网络102将数据路由至移动终端104并从移动终端路由数据，并提供诸如认证、移动性管理、计费等功能。
[0035]移动电信系统(比如根据3GPP定义的长期演进(LTE)架构设置的移动电信系统)将基于正交频分复用(OFDM)的接口用于无线电下行链路(所谓的0FDMA)和无线电上行链路(所谓的SC-FDMA)。在上行链路和下行链路上经由多个正交子载波进行数据传输。图2是示出了基于OFMD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(称为增强型节点B)传输并持续10ms。下行链路无线电帧包括10个子帧，每个子帧持续lms。在LTE帧的第一子帧和第六子帧中传输主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。在LTE帧的第一子帧中传输主广播信道(PBCH)。下面将更详细地讨论PSS、SSS和PBCH。
[0036]图3是提供了示出传统下行链路LTE子帧的示例的结构的网格的示意图。子帧包括在Ims的时间内传输的预定数量的符号。每个符号包括分布于下行链路无线电载波的带宽上的预定数量的正交子载波。
[0037]图3中所示的示例子帧包括14个符号以及在20MHz带宽上间隔开的1200个子载波。可以在LTE中传输数据的最小单元为在一个子帧上传输的12个子载波。为了清晰起见，在图3中，未示出每个单独的资源元素，而是子帧网格中的每个单独的方框对应于以一个符号传输的12个子载波。
[0038]图3示出了 4个LTE终端340、341、342、343的资源分配。例如，第一LTE终端(UEI)的资源分配342在5个具有12个子载波的区块上延伸，第二 LTE终端(UE2)的资源分配343在6个具有12个子载波的区块上延伸，以此类推。
[0039]控制信道数据在包括子帧的开始η个符号的子帧的控制区域300中传输，其中η可以在3MHz以上的信道带宽的一个和三个符号之间变化并且其中η可以在1.4MHz的信道带宽的两个和四个符号之间变化。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η的最大值为3。控制区域300中传输的数据包括在物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理控制格式指示信道(PCFICH)和物理HARQ指示信道(PHICH)上传输的数据。
[0040]PDCCH包含指示哪些子载波上的子帧的符号已经分配给特定LTE终端的控制数据。因此，在图3中所示的子帧的控制区域300中传输的HXXH数据将指示UEl已经分配有第一资源块342，UE2已经分配有第二资源块343，以此类推。PCFICH包含指示控制区域的大小(SP，介于一个和三个符号之间)的控制数据，并且PHICH包含指示先前传输的上行链路数据是否被网络成功接收的HARQ(混合自动请求)数据。
[0041]在某些子帧中，子帧的中心频带310中的符号用于传输包括主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)和物理广播信道(PBCH)的信息。该中心频带310通常为72个子载波宽(相当于1.08MHz的传输带宽)ISS和SSS是一旦检测到就允许LTE终端104实现帧同步并确定传输下行链路信号的增强型节点B的小区身份的同步信号。PBCH携带关于小区的信息，包括具有LTE终端需要接入小区的参数的主信息块(MIB)。传输至物理下行链路共享信道(PDSCH)上的各个LTE终端的数据可以在子帧的剩余资源元素块中传输。在以下部分对这些信道进行进一步阐述。
[0042]图3还示出了包含系统信息且在R344的带宽上延伸的I3DSCH的区域。
[0043]LTE信道中子载波的数量可以根据传输网络的配置来改变。通常，这种变化为1.4MHz信道带宽中包含的72个子