BR112013019566A2 - Sistema de telecomunicações móvel, método de transmitir dados de terminais móveis,terminal móvel, e, aparelho para transmitir dados de terminais móveis - Google Patents

Abstract

sistema de telecomunicações móvel, método de transmitir dados de terminais móveis,terminal móvel, e, aparelho para transmitir dados de terminais móveis. um sistema de telecomunicações móvel incluindo terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo.os terminais móveis são arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras e os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda. a segunda largura de banda é menor do que a primeira largura de banda. os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório. os terminais móveis do segundo tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória à estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório. as mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em subportadoras dentro do segundo grupo de subportadoras.

Description

“SISTEMA DE TELECOMUNICAÇÕES MÓVEL, MÉTODO DE TRANSMITIR DADOS DE TERMINAIS MÓVEIS, TERMINAL MÓVEL, E, APARELHO PARA TRANSMITIR DADOS DE TERMINAIS MÓVEIS”

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO 5 A presente invenção relaciona-se a métodos, sistemas e aparelho para alocar recursos de transmissão e transmitir dados em sistemas de telecomunicação móveis.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO Sistemas de telecomunicação móveis de terceira e quarta geração, tais como aqueles baseados na arquitetura de 3GPP definida UMTS e Evolução a Longo Prazo (LTE) pode suportar serviços mais sofisticados que voz simples e serviços de transmissão de mensagem oferecidos por gerações prévias de sistemas de telecomunicação móveis. Por exemplo, com a interface de rádio melhorada e taxas de dados aumentadas providas por sistemas de LTE, um usuário pode desfrutar aplicações de alta taxa de dados tais como transmissão em fluxo de vídeo móvel e videoconferência móvel que teria sido só disponível previamente por uma conexão de dados de linha fixa. A demanda para desdobrar redes de terceira e quarta geração são portanto fortes e a área de cobertura destas redes, isto é, locais geográficos onde acesso às redes é possível, é esperada aumentar rapidamente. A implantação difundida antecipada de redes de terceira e quarta geração conduziu ao desenvolvimento paralelo de uma classe de dispositivos e aplicações que, em lugar de tirar proveito das altas taxas de dados disponíveis, ao invés tiram proveito da interface de rádio robusta e onipresença crescente da área de cobertura. Exemplos incluem denominadas aplicações de comunicação do tipo de máquina (MTC), que são tipificadas através de dispositivos de comunicação sem fio semiautônomos ou autônomos (isto é, dispositivos de MTC) comunicando quantidades pequenas de dados em uma base relativamente infrequente. Exemplos incluem denominados medidores inteligentes que, por exemplo, estão localizados em um casa de cliente e transmitem periodicamente informação de volta a um servidor de central de MTC dados relativos ao consumo de clientes de uma 5 utilidade tal como gás, água, eletricidade e assim por diante. Enquanto pode ser conveniente para um terminal tal como um terminal do tipo de MTC levar vantagem da área de cobertura larga provida por uma rede de telecomunicação móvel de terceira ou quarta geração, há desvantagens no momento. Ao contrário de um terminal móvel de terceira ou quarta geração convencional tal como um smartphone, um terminal do tipo de MTC é preferivelmente relativamente simples e barato. O tipo de funções executadas pelo terminal do tipo de MTC (por exemplo, colecionando e relatando dados de volta) não exige processamento particularmente complexo para executar. Porém, redes de telecomunicação móveis de terceira e quarta geração tipicamente empregam técnicas de modulação de dados avançadas na interface de rádio, que pode exigir transceptores de rádio mais complexos e caros para implementar. Normalmente é justificado incluir tais transceptores complexos em um smartphone como um smartphone exigirá tipicamente um processador poderoso para executar funções do tipo de smartphone típicas. Porém, como indicado acima, há agora um desejo para usar dispositivos relativamente baratos e menos complexos para comunicar usando redes do tipo de LTE.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um sistema de telecomunicações móvel incluindo terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo. Os terminais móveis são arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras e os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura da banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras 5 dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura da banda.

A segunda largura da banda é menor do que a primeira largura da banda.

Os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório.

Os terminais móveis do segundo tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória à estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório.

As mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em subportadoras dentro do segundo grupo de subportadoras.

Em redes de telecomunicação móveis convencionais tais como redes de telecomunicação móveis de LTE, dados de ligação ascendente podem ser alocados para serem transmitidos de um terminal móvel à rede em recursos de rádio da portadora de ligação ascendente a qualquer posição satisfatória dentro da largura de banda inteira da portadora de ligação ascendente.

Isto inclui dados de sinalização de controle de ligação ascendente tais como mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas por um terminal móvel quando o terminal móvel deseja se conectar à rede ou quando há dados de ligação ascendente pendentes a serem enviados.

Por conseguinte, em redes convencionais, um terminal móvel deve ser capaz de transmitir dados pela largura de banda inteira da portadora de ligação ascendente.

Conforme o primeiro aspecto da invenção, terminais móveis tais como terminais móveis de capacidade reduzida podem ser arranjados para transmitir dados à rede através de um número reduzido de subportadoras arranjadas através de uma largura de banda reduzida.

Isto habilita dados de ligação ascendente serem codificados e transmitidos por um terminal móvel equipado com uma unidade de transceptor de complexidade reduzida.

O número reduzido de subportadoras transmitidas através de uma largura de 5 banda reduzida forma uma “portadora virtual” dentro de uma portadora de ligação ascendente convencional (isto é, “portadora de hospedeiro”). A fim de habilitar a transmissão de dados de ligação ascendente na portadora virtual, um segundo canal de acesso aleatório está definido, que está posicionado dentro da própria portadora virtual.

Dispositivos providos com unidades de transceptor de complexidade reduzida (em seguida chamados “terminais de portadora virtual”) são menos complexos e menos caros que dispositivos do tipo de LTE convencionais (em seguida chamados geralmente terminais de LTE). Por conseguinte, a implantação de tais dispositivos para aplicações do tipo de MTC dentro de uma rede do tipo de LTE pode ficar mais atraente porque a provisão da portadora virtual permite a terminais móveis com unidades de transceptor menos caras e menos complexas serem usados.

Como será entendido, um terminal móvel com um transceptor com capacidade reduzida poderia tipicamente ser menos caro do que um terminal de LTE convencional.

Além disso, em alguns exemplos, a portadora virtual inserida dentro da portadora de hospedeiro pode ser usada para prover uma rede logicamente distinta dentro de uma rede.

Em outras palavras, dados sendo transmitidos pela portadora virtual podem ser tratados como logicamente distintos dos dados transmitidos pela rede de portadora de hospedeiro.

A portadora virtual pode portanto ser usada para prover uma denominada rede de transmissão de mensagem dedicada (DMN) que é “posta sobre” uma rede convencional e usada para comunicar dados de transmissão de mensagem para dispositivos de DMN (isto é, terminais de portadora virtual). De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provido um sistema de telecomunicações móvel incluindo terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo.

Os terminais móveis são arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras e 5 os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda.

A segunda largura de banda é menor do que a primeira largura de banda.

Os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório.

Os terminais móveis do segundo tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória à estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório.

Mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em frequências fora do segundo grupo de subportadoras, mas dentro das subportadoras restantes do primeiro grupo de subportadoras.

Conforme este segundo aspecto da invenção, em lugar de transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória dentro da portadora virtual como explicado acima com referência ao primeiro aspecto da invenção, ao invés mensagens de solicitação de acesso aleatória são transmitidas fora da portadora virtual na portadora de hospedeiro.

Isto pode ser vantajoso em alguns cenários como recursos de ligação ascendente que seriam caso contrário requeridos para o canal de acesso aleatório estão ao invés disponíveis para transmitir outros dados tais como dados de controle e dados de usuário. Conforme um exemplo do segundo aspecto da invenção, as mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em um mesmo grupo de subportadoras e a 5 um mesmo tempo como mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no primeiro canal de acesso aleatório. Esta abordagem pode ser vantajosa como menos mudanças têm que ser implementadas aos procedimentos de acesso aleatório na estação base, portanto a quantidade de adaptação de uma rede convencional exigida para implementar exemplos da presente invenção é reduzida. Vários aspectos e concretizações adicionais da invenção são providas nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Concretizações da presente invenção serão descritas agora por meio de exemplo somente com referência aos desenhos acompanhantes, onde mesmas partes são providas com numerais de referência correspondentes, e em que: A Figura 1 provê um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de uma rede de telecomunicação móvel convencional; a Figura 2 provê um diagrama esquemático ilustrando um quadro de rádio de ligação descendente de LTE convencional; a Figura 3 provê um diagrama esquemático ilustrando um subquadro de rádio de ligação descendente de LTE convencional; a Figura 4 provê um diagrama esquemático ilustrando um procedimento de “acampamento” de LTE convencional; a Figura 5 provê um diagrama esquemático ilustrando um subquadro de rádio de ligação descendente de LTE no qual uma portadora virtual foi inserida conforme uma concretização da invenção; a Figura 6 provê um diagrama esquemático ilustrando um procedimento de “acampamento” de LTE adaptado para acampar a uma portadora virtual; a Figura 7 provê um diagrama esquemático ilustrando subquadros de rádio de ligação descendente de LTE conforme uma concretização da presente invenção; 5 a Figura 8 provê um diagrama esquemático ilustrando um canal de difusão físico (PBCH); a Figura 9 provê um diagrama esquemático ilustrando um subquadro de rádio de ligação descendente de LTE conforme uma concretização da presente invenção; a Figura 10 provê um diagrama esquemático ilustrando um subquadro de rádio de ligação descendente de LTE no qual uma portadora virtual foi inserida conforme uma concretização da invenção; as Figuras 11A a 11D provêem diagramas esquemáticos ilustrando posicionamento de sinais de localização dentro de um subquadro de ligação descendente de LTE de acordo com concretizações da presente invenção; a Figura 12 provê um diagrama esquemático ilustrando um grupo de subquadros nos quais duas portadoras virtuais mudam localização dentro de uma banda de portadora de hospedeiro de acordo com uma concretização da presente invenção; as Figuras 13A a 13C provêem diagramas esquemáticos ilustrando subquadros de ligação ascendente de LTE em que uma portadora virtual de ligação ascendente foi inserida conforme uma concretização da presente invenção, e a Figura 14 provê um diagrama esquemático mostrando parte de uma rede de telecomunicação móvel de LTE adaptada arranjada conforme um exemplo da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES DE EXEMPLO Rede convencional A Figura 1 provê um diagrama esquemático ilustrando a funcionalidade básica de uma rede de telecomunicação móvel convencional.

A rede inclui uma pluralidade de estações base 101 conectadas a uma rede de núcleo 102. Cada estação base provê uma área de cobertura 103 (isto é, uma célula) dentro da qual dados podem ser comunicados para e 5 dos terminais móveis 104. Dados são transmitidos de uma estação base 101 para um terminal móvel 104 dentro de uma área de cobertura 103 por uma ligação descendente de rádio.

Dados são transmitidos de um terminal móvel 104 para uma estação base 101 por uma ligação ascendente de rádio.

A rede de núcleo 102 dirige dados para e dos terminais móveis 104 e provê funções tais como autenticação, administração de mobilidade, carregamento e assim por diante.

Sistemas de telecomunicações móveis tais como aqueles arranjados conforme a arquitetura de 3GPP definida Evolução a Longo Prazo (LTE) usam uma interface baseada em multiplex por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para a ligação descendente de rádio (denominada OFDMA) e a ligação ascendente de rádio (denominada SC-FDMA). Dados são transmitidos na ligação ascendente e na ligação descendente em uma pluralidade de subportadoras ortogonais.

Figura 2 mostra um diagrama esquemático ilustrando um quadro de rádio de ligação descendente de LTE baseado em OFDM 201. O quadro de rádio de ligação descendente de LTE é transmitido de uma estação base de LTE (conhecido como um Nó B aprimorado) e dura 10 ms.

O quadro de rádio de ligação descendente inclui dez subquadros, cada subquadro durando 1 ms.

Um sinal de sincronização primário (PSS) e um sinal de sincronização secundário (SSS) são transmitidos no primeiro e sexto subquadros do quadro de LTE.

Um canal de difusão primário (PBCH) é transmitido no primeiro subquadro do quadro de LTE.

O PSS, SSS e PBCH são discutidos em mais detalhe abaixo.

A Figura 3 provê um diagrama esquemático provendo uma grade que ilustra a estrutura de um exemplo de um subquadro de LTE de ligação descendente convencional.

O subquadro inclui um número predeterminado de símbolos que são transmitidos através de um período de 1 ms.

Cada símbolo inclui um número predeterminado de subportadoras ortogonais distribuídas pela largura de banda da portadora de rádio de ligação 5 descendente.

O subquadro de exemplo mostrado na Figura 3 inclui 14 símbolos e 1200 subportadoras espaçadas por uma largura de banda de 20 MHz.

A unidade menor na qual dados podem ser transmitidos em LTE é doze subportadoras transmitidas através de um subquadro.

Para clareza, na Figura 3, cada elemento de recurso individual não é mostrado, ao invés cada caixa individual na grade de subquadro corresponde a doze subportadoras transmitidas em um símbolo.

A Figura 3 mostra alocações de recurso para quatro terminais de LTE 340, 341, 342, 343. Por exemplo, a alocação de recurso 342 para um primeiro terminal de LTE (UE 1) se estende através de cinco blocos de doze subportadoras, a alocação de recurso 343 para um segundo terminal de LTE (UE2) se estende através de seis blocos de doze subportadoras e assim por diante.

Dados de canal de controle são transmitidos em uma região de controle 300 do subquadro incluindo os primeiros n símbolos do subquadro, onde n pode variar entre um e três símbolos para larguras de banda de canal de 3 MHz ou maior e onde n pode variar entre dois e quatro símbolos para larguras de banda de canal de 1,4 MHz.

Para clareza, a descrição seguinte relaciona-se a portadoras de hospedeiro com largura de banda de canal de 3 MHz ou maior, onde o valor máximo de n será 3. Os dados transmitidos na região de controle 300 incluem dados transmitidos no canal de controle de ligação descendente físico (PDCCH), no canal de indicador de formato de controle de físico (PCFICH) e no canal de indicador de HARQ físico (PHICH).

O PDCCH contém dados de controle indicando quais subportadoras em quais símbolos do subquadro foram alocadas a terminais de LTE específicos.

Assim, os dados de PDCCH transmitidos na região de controle 300 do subquadro mostrado na Figura 3 indicariam que UE1 foi 5 alocado ao primeiro bloco de recursos 342, que UE2 foi alocado ao segundo bloco de recursos 343, e assim por diante.

O PCFICH contém dados de controle indicando o tamanho da região de controle (isto é, entre um e três símbolos) e o PHICH contém dados de HARQ (Pedido Automático Híbrido) indicando se ou não dados de ligação ascendente previamente transmitidos foram recebidos com êxito pela rede.

Em certos subquadros, símbolos em uma banda central 310 do subquadro são usados para a transmissão de informação incluindo o sinal de sincronização primário (PSS), o sinal de sincronização secundário (SSS) e o canal de difusão físico (PBCH). Esta banda central 310 é tipicamente 72 subportadoras de largura (correspondendo a uma largura de banda de transmissão de 1,08 MHz). O PSS e SSS são sinais de sincronização que uma vez detectados permitem ao terminal de LTE 104 alcançar sincronização de quadro e determinar a identidade de célula do Nó B aprimorado transmitindo o sinal de ligação descendente.

O PBCH leva informação sobre a célula, incluindo uma informação de bloco mestre (MIB) que inclui parâmetros que os terminais de LTE exigem para acessar a célula.

Dados transmitidos para terminais de LTE individuais no canal compartilhado de ligação descendente físico (PDSCH) podem ser transmitidos nos blocos restantes de elementos de recurso do subquadro.

Explicação adicional destes canais é provida nas seções seguintes.

A Figura 3 também mostra uma região de PDSCH contendo informação de sistema e se estendendo através de uma largura de banda de R344. O número de subportadoras em um canal de LTE pode variar dependendo da configuração da rede de transmissão.

Tipicamente esta variação é de 72 subportadoras contidas dentro de uma largura de banda de canal de 1,4 MHz para 1200 subportadoras contidas dentro de uma largura de banda de canal de 20 MHz como mostrado na Figura 3. Como é conhecido 5 na arte, dados transmitidos no PDCCH, PCFICH e PHICH são distribuídos tipicamente nas subportadoras pela largura de banda inteira do subquadro.

Portanto, um terminal de LTE convencional deve se capaz de receber a largura de banda inteira do subquadro a fim de receber e decodificar a região de controle.

Procedimento de Acampamento Convencional A Figura 4 ilustra um processo de “acampamento” de LTE, que é o processo seguido por um terminal de forma que possa decodificar transmissões de ligação descendente que são enviadas por uma estação base por um canal de ligação descendente em uma banda de portadora.

Usando este processo, o terminal pode identificar as partes das transmissões que incluem informação de sistema para a célula e assim decodificar a informação de configuração para a célula.

Como pode ser visto na Figura 4, em um procedimento de acampamento de LTE convencional, o terminal primeiro sincroniza com a estação base (etapa 400) usando o PSS e SSS na banda central 310 da portadora como mencionado acima.

Como pode ser visto com referência à Figura 3, a banda central 310 tem uma faixa de largura de banda R310, onde a banda está no centro da portadora (isto é, ocupando as subportadoras centrais). O terminal detecta esta banda central e detecta o PSS e SSS que indicam a duração de prefixo cíclico e o ID de Célula.

Em LTE, o PSS e SSS só são transmitidos no primeiro e sexto subquadros de cada quadro de rádio.

Certamente, em um sistema diferente, por exemplo um sistema não LTE, a banda 310 pode não estar ao centro da banda de portadora e pode ser mais larga ou mais estreita que 72 subportadoras ou 1,08 MHz.

Igualmente, os subquadros podem ser de um tamanho ou tamanhos diferentes.

O terminal então decodifica o PBCH (etapa 401), também levado na banda central 310, onde o PBCH inclui em particular o Bloco de 5 Informação Mestre (MIB). O MIB indica em particular a largura de banda R320 da portadora de ligação descendente, o Número de Quadro de Sistema (SFN), e a configuração de PHICH.

Usando o MIB levado no PBCH, o terminal pode então ser feito ciente da largura de banda R320 da portadora.

Porque o terminal também pode saber onde a banda central 310 está, ele sabe a faixa exata R320 da portadora de ligação descendente.

Para cada subquadro, o terminal então decodifica o PCFICH que é distribuído pela largura inteira de portadora 320 (etapa 402). Como discutido acima, uma portadora de ligação descendente de LTE pode ser até 20 MHz de largura (1200 subportadoras) e um terminal de LTE portanto tem que ter a capacidade para receber e decodificar transmissões em uma largura de banda de 20 MHz a fim de decodificar o PCFICH.

Nessa fase, com uma banda de portadora de 20 MHz, o terminal opera a uma largura de banda muito maior (largura de banda de R320) do que durante etapas 400 e 401 (largura de banda de R310) relativas à sincronização e decodificação de PBCH.

O terminal então averigua os locais de PHICH (etapa 403) e decodifica o PDCCH (etapa 404), em particular para identificar transmissões de informação de sistema e para identificar suas concessões de alocação pessoais.

As concessões de alocação são usadas pelo terminal para localizar informação de sistema e localizar seus dados no PDSCH.

Informação de sistema e alocações pessoais são transmitidas em PDSCH e programadas dentro da banda de portadora 320. Etapas 403 e 404 também exigem o terminal operar na largura de banda inteira R320 da banda de portadora.

Nas etapas 402 a 404, o terminal decodifica informação contida na região de controle 300 de um subquadro.

Como explicado acima,

em LTE, os três canais de controle mencionados acima (PCFICH, PHICH e PDCCH) podem ser achados pela região de controle 300 da portadora onde a região de controle se estende através da faixa R320 e ocupa os primeiros um, dois ou três símbolos de OFDM de cada subquadro como discutido acima. 5 Em um subquadro, tipicamente os canais de controle não usam todos os elementos de recurso dentro da região de controle 300, mas eles são espalhados pela região inteira, tal que um terminal de LTE tenha que ser capaz de receber simultaneamente a região de controle inteira 300 para decodificar cada um dos três canais de controle.

O terminal pode então decodificar o PDSCH (etapa 405) que contém informação de sistema ou dados transmitidos para este terminal.

Como explicado acima, em um subquadro de LTE, o PDSCH ocupa geralmente grupos de elementos de recurso que não estão nem na região de controle nem nos elementos de recurso ocupados por PSS, SSS ou PBCH.

Os dados nos blocos de elementos de recurso 340, 341, 342, 343 mostrados na Figura 3 têm uma largura de banda menor do que a largura de banda da portadora inteira, embora para decodificar estes blocos, um terminal primeiro receba o PDCCH pela faixa de frequência R320 e se o PDCCH indicar que um recurso de PDSCH deveria ser decodificado, uma vez que recebeu o subquadro inteiro, então decodifica só o PDSCH só na faixa de frequência pertinente indicada pelo PDCCH.

Por exemplo, UE 1 discutido acima decodifica a região de controle inteira 300 e então os dados no bloco de recurso 342. Portadora de Ligação descendente Virtual Certas classes de dispositivos, tais como dispositivos de MTC (por exemplo dispositivos de comunicação sem fio semiautônomos ou autônomos tais como medidores inteligentes como discutido acima), suportam aplicações de comunicação que são caracterizadas pela transmissão de quantidades pequenas de dados a intervalos relativamente infrequentes e podem assim ser consideravelmente menos complexos que terminais de LTE convencionais.

Em muitos cenários, prover terminais de capacidade baixa tais como aqueles com uma unidade de receptor de LTE de alto desempenho convencional capaz de receber e processar dados de um quadro de ligação 5 descendente de LTE pela largura de banda de portadora completa pode ser complexo demais para um dispositivo que só precisa comunicar quantidades pequenas de dados.

Isto portanto pode limitar a viabilidade de uma implantação difundida de dispositivos do tipo de MTC de baixa capacidade em uma rede de LTE.

É ao invés preferível prover terminais de capacidade baixa tais como dispositivos de MTC com uma unidade de receptor mais simples que é mais proporcional com a quantidade de dados provavelmente a ser transmitida ao terminal.

Como mostrado abaixo, conforme exemplos da presente invenção, uma “portadora virtual” é inserida em uma portadora de ligação descendente do tipo de OFDM convencional (isto é, “portadora de hospedeiro). Ao contrário de dados transmitidos em uma portadora de ligação descendente do tipo OFDM convencional, dados transmitidos na portadora virtual podem ser recebidos e decodificados sem precisar processar a largura de banda completa da portadora de hospedeiro de ligação descendente de OFDM.

Por conseguinte, dados transmitidos na portadora virtual podem ser recebidos e decodificados usando uma unidade de receptor de complexidade reduzida.

A Figura 5 provê um diagrama esquemático ilustrando um subquadro de ligação descendente de LTE que inclui uma portadora virtual inserida em uma portadora de hospedeiro conforme um exemplo da presente invenção.

De acordo com um subquadro de ligação descendente de LTE convencional, os primeiros n símbolos (n é três na Figura 5) formam a região de controle 300 que está reservada para a transmissão de dados de controle de ligação descendente tais como dados transmitidos no PDCCH.

Porém, como pode ser visto da Figura 5, fora da região de controle 300 o subquadro de ligação descendente de LTE inclui um grupo de elementos de recurso debaixo da banda central 310 que formam uma portadora virtual 501. Como ficará claro, a portadora virtual 501 é adaptada de forma que dados transmitidos na 5 portadora virtual 501 possam ser tratados como logicamente distintos dos dados transmitidos nas partes restantes da portadora de hospedeiro e podem ser decodificados sem primeiro decodificar todos os dados de controle da região de controle 300. Embora Figura 5 mostre a portadora virtual ocupando recursos de frequência debaixo da banda central, em geral a portadora virtual pode alternativamente tanto ocupar recursos de frequência acima da banda central ou recursos de frequência incluindo a banda central.

Se a portadora virtual for configurada para sobrepor qualquer recurso usado pelo PSS, SSS ou PBCH da portadora de hospedeiro, ou qualquer outro sinal transmitido pela portadora de hospedeiro que um terminal móvel operando na portadora de hospedeiro requereria para operação correta e esperaria achar em um local predeterminado conhecido, os sinais na portadora virtual podem ser arranjados tal que estes aspectos do sinal de portadora de hospedeiro sejam mantidos.

Como pode ser visto da Figura 5, dados transmitidos na portadora virtual 501 são transmitidos por uma largura de banda limitada.

Isto poderia ser qualquer largura de banda satisfatória contanto que seja menor do que aquela da portadora de hospedeiro.

No exemplo mostrado na Figura 5, a portadora virtual é transmitida por uma largura de banda incluindo 12 blocos de 12 subportadoras (isto é, 144 subportadoras), que é equivalente a uma largura de banda de transmissão de 2,16 MHz.

Por conseguinte, um terminal recebendo dados transmitidos na portadora virtual só precisa ser equipado com um receptor capaz de receber e processar dados transmitidos através de uma largura de banda de 2,16 MHz.

Isto habilita terminais de capacidade baixa (por exemplo, terminais do tipo de MTC) serem providos com unidades de receptor simplificadas ainda serem capazes de operar dentro de uma rede de comunicação do tipo de OFDM, como explicado acima, convencionalmente exige terminais serem equipados com receptores capazes de receberem e processarem um sinal de OFDM pela largura de banda inteira 5 do sinal.

Como explicado acima, em sistemas de comunicação móveis baseados em OFDM tal como LTE, dados de ligação descendente são nomeados dinamicamente para serem transmitidos em subportadoras diferentes em um subquadro por uma base de subquadro.

Por conseguinte, em todo subquadro a rede deve sinalizar quais subportadoras em quais símbolos contêm dados pertinentes para quais terminais (isto é, sinalização de concessão de ligação descendente). Como pode ser visto da Figura 3, em um subquadro de LTE de ligação descendente convencional, esta informação é transmitida no PDCCH durante o primeiro símbolo ou símbolos do subquadro.

Porém, como explicado previamente, a informação transmitida no PDCCH é espalhada pela largura de banda inteira do subquadro e portanto não pode ser recebida só por um terminal de comunicação móvel com uma unidade de receptor simplificada capaz de só receber a portadora virtual de largura de banda reduzida.

Por conseguinte, como pode ser visto na Figura 5, os símbolos finais da portadora virtual podem ser reservados como uma região de controle de portadora virtual 502 que é alocada para a transmissão de dados de controle indicando quais elementos de recurso da portadora virtual 501 foram alocados.

Em alguns exemplos, o número de símbolos incluindo a região de controle de portadora virtual 502 é fixado por exemplo a três símbolos.

Em outros exemplos, a região de controle de portadora virtual 502 pode variar em tamanho, por exemplo entre um e três símbolos.

A região de controle de portadora virtual pode estar localizada a qualquer posição satisfatória dentro da portadora virtual por exemplo nos primeiros símbolos da portadora virtual.

No exemplo da Figura 5, isto poderia significar posicionar a região de controle de portadora virtual no quarto, quinto e sexto símbolos.

Porém, fixar a posição da região de controle de 5 portadora virtual nos símbolos finais do subquadro pode prover uma vantagem porque a posição da região de controle de portadora virtual não precisa variar até mesmo se o número de símbolos da região de controle de portadora de hospedeiro variar.

Isto simplifica o processamento empreendido por terminais de comunicação móveis recebendo dados na portadora virtual porque não há nenhuma necessidade para eles determinarem a posição da região de controle de portadora virtual todo subquadro como é conhecido que sempre estará posicionado nos símbolos finais do subquadro.

Em uma concretização adicional, os símbolos de controle de portadora virtual podem referenciar transmissões de PDSCH de portadora virtual em um subquadro separado.

Em alguns exemplos, a portadora virtual pode estar localizada dentro da banda central 310 do subquadro de ligação descendente.

Isto minimizaria a redução em recursos de PDSCH de portadora de hospedeiro causada pela inserção de uma portadora virtual desde que os recursos ocupados pelo PSS/SSS e PBCH seriam contidos dentro da região de portadora virtual e não na região de PDSCGH de portadora de hospedeiro.

Portanto, dependendo por exemplo do processamento de portadora virtual esperado, o local de uma portadora virtual pode ser escolhido apropriadamente para tanto existir dentro ou fora da banda central de acordo com se o hospedeiro ou a portadora virtual é escolhida para levar os dados suplementares do PSS, SSS e PBCH.

Processo de “Acampamento” de Portadora Virtual Como explicado acima, antes que um terminal de LTE convencional possa começar a transmitir e receber dados em uma célula, ele tem que primeiro acampar na célula.

Um processo de acampamento adaptado também deve ser provido antes que terminais possam receber dados na portadora virtual.

A Figura 6 mostra um fluxograma ilustrando um processo de 5 acampamento de acordo com um exemplo da presente invenção.

O processo de acampamento de portadora virtual é explicado com referência ao subquadro mostrado na Figura 5, na qual uma portadora virtual com uma largura de banda de 144 subportadoras é inserida em uma portadora de hospedeiro com uma largura de banda de 1200 subportadoras.

Como discutido acima, um terminal tendo uma unidade de receptor com uma largura de banda operacional de menos que aquela da portadora de hospedeiro não pode decodificar dados na região de controle de subquadros da portadora de hospedeiro.

Porém, contanto que a unidade de receptor de um terminal tenha uma largura de banda operacional de pelo menos doze blocos de doze subportadoras (isto é, 2,16 MHz), então pode receber dados transmitidos na portadora virtual de exemplo 502. No exemplo da Figura 6, as primeiras etapas 400 e 401 são iguais ao processo de acampamento convencional mostrado na Figura 4, embora um terminal de portadora virtual possa extrair informação adicional do MIB como descrito abaixo.

Ambos os terminais podem usar o PSS/SSS e PBCH para sincronizar com a estação base usando a informação levada na banda central de 72 subportadoras dentro da portadora de hospedeiro.

Porém, onde os terminais de LTE convencionais continuam então com o processo executando a etapa de decodificação de PCFICH 402, que requer uma unidade de receptor capaz de receber e decodificar a região de controle de portadora de hospedeiro 300, um terminal acampando à célula para receber dados na portadora virtual (referido de agora em diante como um “terminal de portadora virtual”) executa as etapas 606 e 607 ao invés.

Em uma concretização adicional da presente invenção, uma funcionalidade de sincronização e PBCH separada pode ser provida para o dispositivo de portadora virtual ao invés de reusar os mesmos processos de acampamento iniciais convencionais das etapas 400 e 401 do dispositivo de portadora de hospedeiro. 5 Na etapa 606, o terminal de portadora virtual localiza uma portadora virtual, se qualquer for provida dentro da portadora de hospedeiro, usando uma etapa específica de portadora virtual.

Várias possíveis concretizações desta etapa são discutidas ademais abaixo.

Uma vez que o terminal de portadora virtual localizou uma portadora virtual, ele pode acessar informação dentro da portadora virtual.

Por exemplo, se a portadora virtual refletir o método de alocação de recurso de LTE convencional, o terminal de portadora virtual pode então decodificar porções de controle dentro da portadora virtual, que pode por exemplo indicar quais elementos de recurso dentro da portadora virtual foram alocados para um terminal de portadora virtual específico ou para informação de sistema.

Por exemplo, Figura 7 mostra os blocos de elementos de recurso 350 a 352 dentro de portadora virtual 330 que foram alocados para o subquadro SF2. Porém, não há nenhuma exigência para o terminal de portadora virtual seguir ou refletir o processo de LTE convencional (por exemplo, etapas 402-404) e estas etapas podem ser por exemplo implementadas muito diferentemente para um processo de acampamento de portadora virtual.

Indiferente do terminal de portadora virtual seguindo uma etapa como LTE ou um tipo diferente de etapa ao executar a etapa 607, o terminal de portadora virtual pode então decodificar os elementos de recurso alocados na etapa 608 e por esse meio receber dados transmitidos pela estação base.

Os dados decodificados na etapa 608 incluirão o resto da informação de sistema contendo detalhes da configuração de rede.

Embora o terminal de portadora virtual não tenha as capacidades de largura de banda para decodificar e receber dados de ligação descendente que foram transmitidos na portadora de hospedeiro usando LTE convencional, ainda pode acessar uma portadora virtual dentro da portadora de hospedeiro tendo uma largura de banda limitada, enquanto reusando as etapas de LTE iniciais.

Etapa 608 também pode ser implementada de uma 5 maneira como LTE ou de uma maneira diferente.

Por exemplo, os terminais de portadora virtual podem compartilhar uma portadora virtual e ter concessões alocadas para administrar a portadora virtual compartilhando como mostrado em SF2 na Figura 7, ou, em outro exemplo, um terminal de portadora virtual pode ter a portadora virtual inteira alocada para suas próprias transmissões de ligação descendente, ou a portadora virtual pode ser alocada completamente a um terminal de portadora virtual para um certo número de subquadro somente, etc.

Há portanto um grau de flexibilidade provido para este processo de acampamento de portadora virtual.

É dada por exemplo a escolha para ajustar o equilíbrio entre reusar ou refletir etapas ou processos de LTE convencionais, por esse meio reduzindo a complexidade de terminal e a necessidade para implementar elementos novos, e adicionar novos aspectos específicos ou implementações de portadora virtual, por esse meio otimizando potencialmente o uso de portadoras virtuais de banda estreita, como LTE foi projetado com as portadoras de hospedeiro de banda maior em mente.

Detecção de Portadora Virtual de Ligação descendente Como discutido acima, o terminal de portadora virtual tem que localizar a portadora virtual antes que possa receber e decodificar as transmissões de portadora virtual.

Várias opções estão disponíveis para a determinação de presença e localização de portadora virtual, que podem ser implementadas separadamente ou em combinação.

Algumas destas opções são discutidas abaixo.

Para facilitar a detecção de portadora virtual, a informação de localização de portadora virtual pode ser provida ao terminal de portadora virtual tal que possa localizar a portadora virtual, se qualquer existir, mais facilmente.

Por exemplo, tal informação de localização pode incluir uma indicação que uma ou mais portadoras virtuais são providas dentro da portadora de hospedeiro ou que a portadora de hospedeiro não provê 5 atualmente nenhuma portadora virtual.

Também pode incluir uma indicação da largura de banda da portadora virtual, por exemplo em MHz ou blocos de elementos de recurso.

Alternativamente, ou em combinação, a informação de localização de portadora virtual pode incluir a frequência central e largura de banda da portadora virtual, por esse meio dando ao terminal de portadora virtual a localização exata e largura de banda de qualquer portadora virtual ativa.

No evento que a portadora virtual é para ser achada a uma posição de frequência diferente em cada subquadro, de acordo por exemplo com um algoritmo de salto pseudo-aleatório, a informação de localização pode por exemplo indicar um parâmetro pseudo-aleatório.

Tais parâmetros podem incluir um quadro de começo e parâmetros usados para o algoritmo pseudo- aleatório.

Usando estes parâmetros pseudo-aleatórios, o terminal de portadora virtual pode então saber onde a portadora virtual pode ser achada para qualquer subquadro.

Uma implementação vantajosa que requereria pequena mudança ao terminal de portadora virtual (comparado com um terminal de LTE convencional) é incluir esta informação de localização no PBCH, que já leva o Bloco de Informação Mestre ou MIB na banda central de portadora de hospedeiro.

Como mostrado na Figura 8, o MIB consiste em 24 bits (3 bits para indicar largura de banda de DL, 8 bits para indicar o Número de Quadro de Sistema ou SFN, e 3 bits relativos à configuração de PHICH). O MIB portanto inclui 10 bits disponíveis que podem ser usados para levar informação de localização em relação a uma ou mais portadoras virtuais.

Por exemplo, Figura 9 mostra um exemplo onde o PBCH inclui o MIB e informação de localização (“LI”) para apontar qualquer terminal de portadora virtual a uma portadora virtual.

Alternativamente, esta Informação de Localização pode ser provida por exemplo na banda central, fora do PBCH.

Pode por exemplo ser provida sempre depois e adjacente ao PBCH.

Provendo a Informação de 5 Localização na banda central, mas fora do PBCH, o PBCH convencional não é modificado com a finalidade de usar as portadoras virtuais, mas um terminal de portadora virtual achará facilmente a informação de localização a fim de detectar a portadora virtual, se qualquer.

A informação de localização de portadora virtual, se provida, pode ser provida em outro lugar na portadora de hospedeiro, mas é vantajoso provê-la na banda central porque o terminal de portadora virtual preferencialmente configurará seu receptor para operar na banda central e o terminal de portadora virtual então não precisa ajustar suas colocações de receptor para achar a informação de localização.

Dependendo da quantidade de informação de localização de portadora virtual provida, o terminal de portadora virtual pode tanto ajustar seu receptor para receber as transmissões de portadora virtual, ou pode requerer informação de localização adicional antes que possa fazer assim.

Se por exemplo o terminal de portadora virtual fosse provido com informação de localização indicando uma presença de portadora virtual e/ou uma largura de banda de portadora virtual, mas não indicando nenhum detalhe sobre a faixa de frequência de portadora virtual exata, ou se o terminal de portadora virtual não foi provido com qualquer informação de localização, o terminal de portadora virtual pode então varrer a portadora de hospedeiro para uma portadora virtual (por exemplo, executando um denominado processo de procura cega). Varrer a portadora de hospedeiro para uma portadora virtual pode ser baseado em abordagens diferentes, algumas da quais serão apresentadas abaixo.

De acordo com uma primeira abordagem, a portadora virtual só pode ser inserida em certos locais predeterminados, como ilustrado por exemplo na Figura 10 para um exemplo de quatro locais.

O terminal de portadora virtual então varre os quatro locais L1 - L4 para qualquer portadora virtual.

Se e quando o terminal de portadora virtual detectar uma portadora 5 virtual, ele pode então “acampar” na portadora virtual para receber dados de ligação descendente.

Nesta abordagem, o terminal de portadora virtual tem que saber os possíveis locais de portadora virtual com antecedência, por exemplo lendo uma memória interna.

Detecção de uma portadora virtual poderia ser realizada tentando decodificar um canal físico conhecido na portadora virtual.

A decodificação bem sucedida de um tal canal, indicada por exemplo por uma verificação de redundância cíclica bem sucedida (CRC) em dados decodificados, indicaria a localização bem sucedida de uma portadora virtual.

De acordo com uma segunda abordagem, a portadora virtual pode incluir sinais de localização tal que um terminal de portadora virtual varrendo a portadora de hospedeiro possa detectar tais sinais para identificar a presença de uma portadora virtual.

Exemplos de possíveis sinais de localização são ilustrados nas Figuras 11A a 11D.

Nos exemplos das Figuras 11A a 11C, a portadora virtual envia regularmente um sinal de localização arbitrário tal que um terminal varrendo uma faixa de frequência onde o sinal de localização está detectaria este sinal.

Um sinal “arbitrário” é significado incluir qualquer sinal que não leva informação como tal, ou não é significado ser interpretado, mas somente inclui um sinal específico ou padrão que um terminal de portadora virtual pode detectar.

Este pode ser por exemplo uma série de bits positivos pelo sinal de localização inteiro, uma alternação de 0 e 1 pelo sinal de localização, ou qualquer outro sinal arbitrário satisfatório.

É notável que o sinal de localização pode ser feito de blocos adjacentes de elementos de recurso ou pode ser formado de blocos não adjacentes.

Por exemplo, pode estar localizado a todo outro bloco de elementos de recurso no topo da portadora virtual.

No exemplo da Figura 11A, o sinal de localização 353 se estende pela faixa R330 da portadora virtual 330 e é sempre achado na mesma posição na portadora virtual dentro de um subquadro.

Se o terminal de 5 portadora virtual souber onde procurar um sinal de localização em um subquadro de portadora virtual, pode então simplificar seu processo de varredura só varrendo esta posição dentro de um subquadro para um sinal de localização.

Figura 11B mostra um exemplo semelhante, onde todo subquadro inclui um sinal de localização 354 incluindo duas partes: uma no canto de topo e uma no canto de fundo do subquadro de portadora virtual, ao fim deste subquadro.

Tal sinal de localização pode se tornar útil se por exemplo o terminal de portadora virtual não souber a largura de banda da portadora virtual com antecedência como pode facilitar uma detecção clara das bordas de topo e fundo da banda de portadora virtual.

No exemplo da Figura 11C, um sinal de localização 355 é provido em um primeiro subquadro SF1, mas não em um segundo subquadro SF2. O sinal de localização pode por exemplo ser provido todos dois subquadros.

A frequência dos sinais de localização pode ser escolhida para ajustar um equilíbrio entre reduzir tempo de varredura e reduzir dados suplementares.

Em outras palavras, quanto mais frequentemente o sinal de localização é provido, menos tempo leva um terminal para detectar uma portadora virtual, mas dados suplementares há.

No exemplo da Figura 11D, um sinal de localização é provido onde este sinal de localização não é um sinal arbitrário como nas Figuras 11A a 11C, mas é um sinal que inclui informação para terminais de portadora virtual.

Os terminais de portadora virtual podem detectar este sinal quando eles varrem uma portadora virtual e o sinal pode incluir informação em relação, por exemplo, à largura de banda de portadora virtual ou qualquer outra informação relacionada à portadora virtual (informação de localização ou não localização). Ao detectar este sinal, o terminal de portadora virtual pode por esse meio detectar a presença e localização da portadora virtual.

Como mostrado na Figura 11D, a localização de sinal pode, como um sinal de localização arbitrário, ser achado a locais diferentes dentro do subquadro, e a 5 localização pode variar em uma base por subquadro.

Variação Dinâmica de Tamanho de Região de Controle de Portadora de Hospedeiro Como explicado acima, em LTE, o número de símbolos que compõem a região de controle de um subquadro de ligação descendente varia dinamicamente dependendo da quantidade de dados de controle que precisam ser transmitidos.

Tipicamente, esta variação está entre um e três símbolos.

Como será entendido com referência à Figura 5, variação na largura da região de controle de portadora de hospedeiro causará uma variância correspondente no número de símbolos disponíveis para a portadora virtual.

Por exemplo, como pode ser visto na Figura 5, quando a região de controle é três símbolos em comprimento e há 14 símbolos no subquadro, a portadora virtual é onze símbolos de comprimento.

Porém, se no próximo subquadro a região de controle da portadora de hospedeiro fosse reduzida a um símbolo, haveria treze símbolos disponíveis para a portadora virtual nesse subquadro.

Quando uma portadora virtual é inserida em uma portadora de hospedeiro de LTE, terminais de comunicação móveis recebendo dados na portadora virtual precisam ser capazes de determinar o número de símbolos na região de controle de cada subquadro de portadora de hospedeiro para determinar o número de símbolos na portadora virtual nesse subquadro se eles forem capazes de usar todos os símbolos disponíveis que não são usados pela região de controle de portadora de hospedeiro.

Convencionalmente, o número de símbolos formando a região de controle é sinalizado no primeiro símbolo de todo subquadro no PCFICH.

Porém, o PCFICH é distribuído tipicamente pela largura de banda inteira do subquadro de LTE de ligação descendente e é portanto transmitido em subportadoras que terminais de portadora virtual capazes só de receber a portadora virtual não podem receber.

Por conseguinte, em uma concretização, qualquer símbolo pelo qual a região de controle poderia se estender 5 possivelmente é predefinido como símbolos nulos na portadora virtual, isto é, o comprimento da subportadora virtual é fixado a (m - n) símbolos, onde m é o número total de símbolos em um subquadro e n é o número máximo de símbolos da região de controle.

Assim, elementos de recurso nunca são alocados para transmissão de dados de ligação descendente na portadora virtual durante os primeiros n símbolos de qualquer dado subquadro.

Embora esta concretização seja simples para implementar será espectralmente ineficiente porque durante subquadros quando a região de controle da portadora de hospedeiro tem menos que o número máximo de símbolos, haverá símbolos não usados na portadora virtual.

Em outra concretização, o número de símbolos na região de controle da portadora de hospedeiro é sinalizado explicitamente na própria portadora virtual.

Uma vez que o número de símbolos na região de controle da portadora de hospedeiro seja conhecido, o número de símbolos na portadora virtual pode ser calculado subtraindo o número total de símbolos no subquadro deste número.

Em um exemplo, uma indicação explícita do tamanho de região de controle de portadora de hospedeiro é dada por certos bits de informação na região de controle de portadora virtual.

Em outras palavras, uma mensagem de sinalização explícita é inserida a uma posição predefinida na região de controle de portadora virtual 502. Esta posição predefinida é conhecida por cada terminal adaptado para receber dados na portadora virtual.

Em outro exemplo, a portadora virtual inclui um sinal predefinido, a localização de qual indica o número de símbolos na região de controle das portadoras de hospedeiro.

Por exemplo, um sinal predefinido poderia ser transmitido em um de três blocos predeterminados de elementos de recurso.

Quando um terminal recebe o subquadro ele varre para o sinal predefinido.

Se o sinal predefinido for achado no primeiro bloco de elementos 5 de recurso, isto indica que a região de controle da portadora de hospedeiro inclui um símbolo; se o sinal predefinido for achado no segundo bloco de elementos de recurso, isto indica que a região de controle da portadora de hospedeiro inclui dois símbolos, e se o sinal predefinido for achado no terceiro bloco de elementos de recurso, isto indica que a região de controle da portadora de hospedeiro inclui três símbolos.

Em outro exemplo, o terminal de portadora virtual é arranjado para primeiro tentar decodificar a portadora virtual assumindo que o tamanho de região de controle da portadora de hospedeiro é um símbolo.

Se isto não tiver êxito, o terminal de portadora virtual tenta decodificar a portadora virtual assumindo que o tamanho de região de controle da portadora de hospedeiro é dois e assim por diante, até que o terminal de portadora virtual decodifique com êxito a portadora virtual.

Sinais de Referência de Portadora Virtual de Ligação descendente Como é conhecido na arte, em sistemas de transmissão baseados em OFDM tal como LTE, várias subportadoras em cada símbolo são tipicamente reservadas para a transmissão de sinais de referência.

Os sinais de referência são transmitidos em subportadoras distribuídas ao longo de um subquadro pela largura de banda de canal e pelos símbolos de OFDM.

Os sinais de referência são arranjados em um padrão de repetição e podem assim ser usados por um receptor, empregando técnicas de extrapolação e interpolação para estimar a função de canal aplicada aos dados transmitidos em cada subportadora.

Estes sinais de referência também são usados tipicamente para propósitos adicionais tal como determinar métrica para indicações de potência de sinal recebido, métrica de controle de frequência automático e métrica de controle de ganho automático.

Em LTE, as posições do sinal de referência levando subportadoras dentro de cada subquadro estão predefinidas e são então conhecidas ao receptor de cada terminal.

Em subquadros de ligação descendente de LTE, sinais de 5 referência de cada porta de antena de transmissão são inseridos tipicamente em toda sexta subportadora.

Por conseguinte, se uma portadora virtual for inserida em um subquadro de ligação descendente de LTE, até mesmo se a portadora virtual tiver uma largura de banda mínima de um bloco de recurso (isto é, doze subportadoras), a portadora virtual incluirá pelo menos algumas subportadoras portadoras de sinal de referência.

Há subportadoras portadoras de sinal de referência suficientes providas em cada subquadro tal que um receptor não precisa receber precisamente todo único sinal de referência para decodificar os dados transmitidos no subquadro.

Porém, como será entendido quanto mais sinais de referência são recebidos, melhor um receptor poderá estimar a resposta de canal e consequentemente menos erros são introduzidos tipicamente nos dados decodificados do subquadro.

Por conseguinte, a fim de preservar compatibilidade com terminais de comunicação de LTE recebendo dados na portadora de hospedeiro, em alguns exemplos da presente invenção, as posições de subportadora que conteriam sinais de referência em um subquadro de LTE convencional são retidas na portadora virtual.

Como será entendido, conforme exemplos da presente invenção, terminais arranjados para receber só a portadora virtual recebem um número reduzido de subportadoras comparado a terminais de LTE convencionais que recebem cada subquadro pela largura de banda inteira do subquadro.

Como resultado, os terminais de capacidade reduzida recebem menos sinais de referência através de uma faixa mais estreita de frequências, que pode resultar em uma estimação de canal menos precisa sendo gerada.

Em alguns exemplos, um terminal de portadora virtual simplificado pode ter uma mobilidade mais baixa que exige menos símbolos de referência para suportar estimação de canal.

Porém, em alguns exemplos da presente invenção, a portadora virtual de ligação descendente inclui subportadoras portadoras de sina de referência adicionais para aumentar a 5 precisão da estimação de canal que os terminais de capacidade reduzida podem gerar.

Em alguns exemplos, as posições das subportadoras portadoras de sinal de referência adicionais são tais que elas são entremeadas sistematicamente com respeito às posições das subportadoras portadoras de sinal de referência convencionais por esse meio aumentando a frequência de amostragem da estimação de canal quando combinado com os sinais de referência das subportadoras portadoras de sinal de existentes.

Isto permite uma estimação de canal melhorada do canal ser gerada pelos terminais de capacidade reduzida pela largura de banda da portadora virtual.

Em outros exemplos, as posições das subportadoras portadoras de sinal de referência adicionais são tais que elas são colocadas sistematicamente na borda da largura de banda da portadora virtual por esse meio aumentando a precisão de interpolação das estimativas de canal de portadora virtual.

Arranjos Alternativos de Portadora Virtual Até agora exemplos da invenção foram descritos geralmente em termos de uma portadora de hospedeiro no qual uma única portadora virtual foi inserida como mostrado por exemplo na Figura 5. Porém, em alguns exemplos, uma portadora de hospedeiro pode incluir mais de uma portadora virtual como mostrado por exemplo na Figura 12. Figura 12 mostra um exemplo no qual duas portadoras virtuais VC1 (330) e VC2 (331) são providas dentro de uma portadora de hospedeiro 320. Neste exemplo, as duas portadoras virtuais mudam localização dentro da banda de portadora de hospedeiro de acordo com um algoritmo pseudo-aleatório.

Porém, em outros exemplos, uma ou ambas das duas portadoras virtuais podem ser achadas sempre na mesma faixa de frequência dentro do faixa de frequência de portadora de hospedeiro e/ou pode mudar posição de acordo com um mecanismo diferente.

Em LTE, o número de portadoras virtuais dentro de uma portadora de hospedeiro só está limitado pelo tamanho da portadora de 5 hospedeiro.

Porém, portadoras virtuais demais dentro da portadora de hospedeiro podem limitar indevidamente a largura de banda disponível para transmitir dados para terminais de LTE convencionais e um operador pode portanto decidir sobre um número de portadoras virtuais dentro de uma portadora de hospedeiro de acordo com, por exemplo, uma relação de usuários de LTE convencionais/usuários de portadora virtual.

Em alguns exemplos, o número de portadoras virtuais ativas pode ser ajustado dinamicamente tal que ajuste as necessidades atuais de terminais de LTE convencionais e terminais de portadora virtual.

Por exemplo, se nenhum terminal de portadora virtual estiver conectado ou se seu acesso for para ser limitado intencionalmente, a rede pode arranjar para começar programando a transmissão de dados para terminais de LTE dentro das subportadoras previamente reservadas para a portadora virtual.

Este processo pode ser invertido se o número de terminais de portadora virtual ativos começar a aumentar.

Em alguns exemplos, o número de portadoras virtuais provido pode ser aumentado em resposta a um aumento na presença de terminais de portadora virtual.

Por exemplo, se o número de terminais virtuais presentes em uma rede ou área de uma rede exceder um valor de limiar, uma portadora virtual adicional é inserida na portadora de hospedeiro.

Os elementos de rede e/ou operador de rede pode assim ativar ou desativar as portadoras virtuais sempre que apropriado.

A portadora virtual mostrada por exemplo na Figura 5 é 144 subportadoras em largura de banda.

Porém, em outros exemplos, uma portadora virtual pode ser de qualquer tamanho entre doze subportadoras a 1188 subportadoras (para uma portadora com uma largura de banda de transmissão de 1200 subportadoras). Porque em LTE a banda central tem uma largura de banda de 72 subportadoras, o terminal de portadora virtual em um ambiente de LTE preferencialmente tem uma largura de banda de receptor de pelo menos 72 subportadoras (1,08 MHz) tal que possa decodificar a banda 5 central 310, portanto a portadora virtual de 72 subportadoras pode prover uma opção de implementação conveniente.

Com uma portadora virtual incluindo 72 subportadoras, o terminal de portadora virtual não tem que ajustar a largura de banda do receptor para acampar na portadora virtual, que pode portanto reduzir a complexidade de executar o processo de acampamento, mas não há nenhuma exigência para ter a mesma largura de banda para a portadora virtual como para a banda central e, como explicado acima, a portadora virtual baseada em LTE pode ser de qualquer tamanho entre 12 a 1188 subportadoras.

Por exemplo, em alguns sistemas, uma portadora virtual tendo uma largura de banda de menos de 72 subportadoras pode ser considerado como um desperdício dos recursos de receptor do terminal de portadora virtual, mas de outro ponto de vista, pode ser considerado como reduzindo o impacto da portadora virtual na portadora de hospedeiro aumentando a largura de banda disponível para terminais de LTE convencionais.

A largura de banda de uma portadora virtual pode portanto ser ajustada para alcançar o equilíbrio desejado entre complexidade, utilização de recurso, desempenho de portadora de hospedeiro e exigências para terminais de portadora virtual.

Quadro de Transmissão de ligação ascendente Até agora, a portadora virtual foi discutida com referência à ligação descendente, porém em alguns exemplos, uma portadora virtual também pode ser inserida na ligação ascendente.

Em sistemas de comunicação móveis tal como LTE, a estrutura de quadro e espaçamento de subportadora empregado na ligação ascendente correspondem àquele usado na ligação descendente (como mostrado por exemplo na Figura 2). Em redes de dúplex por divisão de frequência (FDD), ambas a ligação ascendente e ligação descendente estão ativas em todos os subquadros, enquanto em redes de dúplex por divisão de tempo (TDD) subquadros podem tanto ser nomeados à ligação ascendente, à 5 ligação descendente, ou ademais subdivididos em porções de ligação ascendente e ligação descendente.

A fim de iniciar uma conexão a uma rede, terminais de LTE convencionais fazem uma solicitação de acesso aleatória no canal de acesso aleatório físico (PRACH). O PRACH está localizado em blocos predeterminados de elementos de recurso no quadro de ligação ascendente, as posições de qual são sinalizadas aos terminais de LTE na informação de sistema sinalizada na ligação descendente.

Adicionalmente, quando há dados de ligação ascendente pendentes para serem transmitidos de um terminal de LTE e o terminal já não tem nenhum recurso de ligação ascendente alocado a ele, ele pode transmitir uma solicitação de acesso aleatória PRACH para a estação base.

Uma decisão é tomada então na estação base sobre qual se qualquer bloco de ligação ascendente de elementos de recurso são para serem alocados ao terminal móvel que fez a solicitação.

Alocações de bloco recurso de ligação ascendente são então sinalizadas ao terminal de LTE no canal de controle de ligação descendente físico (PDCCH) transmitido na região de controle do subquadro de ligação descendente.

Em LTE, transmissões de cada terminal móvel são constrangidas para ocupar um conjunto de blocos de recurso contíguos.

Para o canal compartilhado de ligação ascendente físico (PUSCH), a concessão de alocação de recurso de ligação ascendente recebida da estação base indicará qual conjunto de blocos de recurso usar para aquela transmissão, onde estes blocos de recurso poderiam estar localizados em qualquer lugar dentro da largura de banda de canal.

Os primeiros recursos usados pelo canal de controle físico de ligação ascendente de LTE (PUCCH) estão localizados a ambas a borda superior e inferior do canal, onde cada transmissão de PUCCH ocupa um bloco de recurso.

Na primeira metade de um subquadro, este bloco de recurso 5 está localizado a uma borda de canal, e na segunda metade de um subquadro, este bloco de recurso está localizado na borda de canal oposta.

Quando mais recursos de PUCCH são requeridos, blocos de recurso adicionais são nomeados de uma maneira sequencial, movendo para dentro das bordas de canal.

Desde que sinais de PUCCH são multiplexados por divisão de código, uma ligação ascendente de LTE pode acomodar múltiplas transmissões de PUCCH no mesmo bloco de recurso.

Portadora de ligação ascendente Virtual Conforme concretizações da presente invenção, os terminais de portadora virtual descritos acima também podem ser providos com um transmissor de capacidade reduzida para transmitir dados de ligação ascendente.

Os terminais de portadora virtual são arranjados para transmitir dados por uma largura de banda reduzida.

A provisão de uma unidade de transmissor de capacidade reduzida provê vantagens correspondentes àquelas alcançadas provendo uma unidade de receptor de capacidade reduzida com, por exemplo, classes de dispositivos que são fabricados com uma capacidade reduzida para uso, por exemplo, aplicações do tipo de MTC.

Em correspondência com a portadora virtual de ligação descendente, os terminais de portadora virtual transmitem dados de ligação ascendente por uma faixa reduzida de subportadoras dentro de uma portadora de hospedeiro que tem uma largura de banda maior do que aquela da portadora virtual de largura de banda reduzida.

Isto é mostrado na Figura 13a.

Como pode ser visto de Figura 13a, um grupo de subportadoras em um subquadro de ligação ascendente forma uma portadora virtual 1301 dentro de uma portadora de hospedeiro 1302. Por conseguinte, a largura de banda reduzida pela qual os terminais de portadora virtual transmitem dados de ligação ascendente pode ser considerada uma portadora de ligação ascendente virtual.

A fim de implementar a portadora de ligação ascendente virtual, o programador de estação base servindo uma portadora virtual 5 assegura que todos os elementos de recurso de ligação ascendente concedidos a terminais de portadora virtuais sejam subportadoras que caem dentro da faixa de largura de banda reduzida das unidades de transmissor de capacidade reduzida dos terminais de portadora virtual.

Correspondentemente, o programador de estação base servindo a portadora de hospedeiro tipicamente assegura que todos os elementos de recurso de ligação ascendente concedidos para terminais de portadora de hospedeiro sejam subportadoras que caem fora do conjunto de subportadoras ocupado pelos terminais de portadora virtual.

Porém, se os programadores para a portadora virtual e a portadora de hospedeiro forem implementados juntamente, ou tiverem meios para compartilhar informação, então o programador da portadora de hospedeiro pode nomear elementos de recurso de dentro da região de portadora virtual para terminais móveis na portadora de hospedeiro durante subquadros quando o programador de portadora virtual indica que algum ou todos os recursos de portadora virtual não serão usados por terminais móveis na portadora virtual.

Se uma ligação ascendente de portadora virtual incorporar um canal físico que segue uma estrutura e método semelhantes de operação ao PUCCH de LTE, onde recursos para esse canal físico são esperados estarem nas bordas de canal, para terminais de portadora virtual estes recursos estariam preferencialmente nas bordas da portadora virtual e não nas bordas da portadora de hospedeiro.

Isto é vantajoso desde que asseguraria que transmissões de ligação ascendente de portadora virtual permaneçam dentro da largura de banda de portadora virtual reduzida.

Acesso Aleatório de Portadora de ligação ascendente Virtual Conforme técnicas de LTE convencionais, não pode ser garantido que o PRACH estará dentro das subportadoras alocadas à portadora virtual.

Em algumas concretizações portanto, a estação base provê um PRACH secundário dentro da portadora de ligação ascendente virtual, a localização de qual pode ser sinalizada aos terminais de portadora virtual por 5 informação de sistema sobre a portadora virtual.

Isto é mostrado por exemplo na Figura 13b, na qual um PRACH 1303 está localizado dentro da portadora virtual 1301. Assim, os terminais de portadora virtual enviam solicitações de PRACH no PRACH de portadora virtual dentro da portadora de ligação ascendente virtual.

A posição do PRACH pode ser sinalizada aos terminais de portadora virtual em um canal de sinalização de portadora virtual de ligação descendente, por exemplo em informação de sistema na portadora virtual.

Porém, em outros exemplos, o PRACH de portadora virtual 1303 está situado fora da portadora virtual como mostrado por exemplo na Figura 13c.

Isto deixa mais espaço dentro da portadora virtual de ligação ascendente para a transmissão de dados pelos terminais de portadora virtual.

A posição do PRACH de portadora virtual é sinalizada aos terminais de portadora virtual como antes, mas a fim de transmitir uma solicitação de acesso aleatória, os terminais de portadora virtual ressintonizam suas unidades de transmissor para a frequência de PRACH de portadora virtual porque está fora da portadora virtual.

As unidades de transmissor são então ressintonizadas à frequência de portadora virtual quando elementos de recurso de ligação ascendente foram alocados.

Em alguns exemplos onde os terminais de portadora virtual são capazes de transmitir em um PACH fora da portadora virtual, a posição do PRACH de portadora de hospedeiro pode ser sinalizada aos terminais de portadora virtual.

Os terminais de portadora virtual podem então usar simplesmente o recurso de PRACH de portadora de hospedeiro convencional para enviar solicitações de acesso aleatório.

Esta abordagem é vantajosa como menos recursos de PRACH têm que ser alocados.

Porém, se a estação base estiver recebendo solicitações de acesso aleatório de ambos os terminais de LTE convencionais e terminais de portadora virtual no mesmo recurso de PRACH, é necessário que a estação base seja provida com um mecanismo para distinguir entre solicitações de 5 acesso aleatório de terminais de LTE convencionais e solicitações de acesso aleatório de terminais de portadora virtual.

Portanto, em alguns exemplos, uma alocação de divisão de tempo é implementada na estação base por meio de que, por exemplo, através de um primeiro conjunto de subquadros, a alocação de PRACH está disponível aos terminais de portadora virtual e através de um segundo conjunto de subquadros, a alocação de PRACH está disponível a terminais de LTE convencionais.

Por conseguinte, a estação base pode determinar que solicitações de acesso aleatório recebidos durante o primeiro conjunto de subquadros se originam de terminais de portadora virtual e solicitações de acesso aleatório recebidos durante o segundo conjunto de subquadros se originam de terminais de LTE convencionais.

Em outros exemplos, nenhum mecanismo é provido para prevenir ambos terminais de portadora virtual e terminais de LTE convencionais transmitindo solicitações de acesso aleatório ao mesmo tempo.

Porém, os preâmbulos de acesso aleatório que são usados convencionalmente para transmitir uma solicitação de acesso aleatória são divididos em dois grupos.

O primeiro grupo é usado exclusivamente por terminais de portadora virtual e o segundo grupo é usado exclusivamente por terminais de LTE convencionais.

Por conseguinte, a estação base pode determinar se uma solicitação aleatória se originou de um terminal de LTE convencional ou terminal de portadora virtual simplesmente averiguando a qual grupo o preâmbulo de acesso aleatório pertence.

Arquitetura de Exemplo A Figura 14 provê um diagrama esquemático mostrando parte de um sistema de telecomunicações móvel de LTE adaptado, arranjado conforme um exemplo da presente invenção.

O sistema inclui um Nó B aumentado adaptado (eNB) 1401 conectado a uma rede de núcleo 1408, que comunica dados a uma pluralidade de terminais de LTE convencionais 1402 e 5 terminais de capacidade reduzida 1403 dentro de uma área de cobertura (isto é, célula) 1404. Cada um dos terminais de capacidade reduzida 1403 tem uma unidade de transceptor 1405 que inclui uma unidade de receptor capaz de receber dados por uma largura de banda reduzida e uma unidade de transmissor capaz de transmitir dados por uma largura de banda reduzida quando comparada com as capacidades das unidades de transceptor 1406 incluídas nos terminais de LTE convencionais 1402. O eNB adaptado 1401 é arranjado para transmitir dados de ligação descendente usando uma estrutura de subquadro que inclui uma portadora virtual como descrito com referência à Figura 5 e para receber dados de ligação ascendente usando uma estrutura de subquadro como descrito com referência às Figuras 13b ou 13c.

Os terminais de capacidade reduzida 1403 são assim capazes de receber e transmitir dados usando as portadoras virtuais de ligação ascendente e ligação descendente como descrito acima.

Como foi explicado acima, porque os terminais de complexidade reduzida 1403 recebem e transmitem dados por uma largura de banda reduzida nas portadoras virtuais de ligação ascendente e ligação descendente, a complexidade, consumo de energia e custo da unidade de transceptor 1405 precisada para receber e decodificar dados de ligação descendente e codificar e transmitir dados de ligação ascendente é reduzida comparada à unidade de transceptor 1406 provida nos terminais de LTE convencionais.

Ao receber dados de ligação descendente da rede de núcleo 1408 a serem transmitidos para um dos terminais dentro da célula 1404, o eNB adaptado 1401 é arranjado para determinar se os dados estão ligados para um terminal de LTE convencional 1402 ou um terminal de capacidade reduzida 1403. Isto pode ser alcançado usando qualquer técnica satisfatória.

Por exemplo, dados ligados para um terminal de capacidade reduzida 1403 5 podem incluir uma bandeira de portadora virtual indicando que os dados devem ser transmitidos na portadora virtual de ligação descendente.

Se o eNB adaptado 1401 detectar que dados de ligação descendente são para serem transmitidos para um terminal de capacidade reduzida 1403, uma unidade de programação adaptada 1409 incluída no eNB adaptado 1401 assegura que os dados de ligação descendente sejam transmitidos ao terminal de capacidade reduzida em questão na ligação descendente virtual.

Em outro exemplo, a rede é arranjada de forma que a portadora virtual seja logicamente independente do eNB.

Mais particularmente, a portadora virtual é arranjada para aparecer à rede de núcleo como uma célula distinta.

Da perspectiva da rede de núcleo, não é conhecido que a portadora virtual está fisicamente co- situada com, ou tem qualquer interação com a portadora de hospedeiro da célula.

Pacotes são dirigidos para/da portadora virtual da mesma maneira que eles seriam para qualquer célula normal.

Em outro exemplo, inspeção de pacote é executada a um ponto satisfatório dentro da rede para dirigir tráfego para ou da portadora apropriada (isto é, a portadora de hospedeiro ou a portadora virtual). Em ainda outro exemplo, dados da rede de núcleo para o eNB são comunicados em uma conexão lógica específica para um terminal móvel específico.

O eNB é provido com informação indicando qual conexão lógica está associada com qual terminal móvel.

Informação também é provida ao eNB indicando quais terminais móveis são terminais de portadora virtual e quais são terminais de LTE convencionais.

Esta informação poderia ser derivada do fato que um terminal de portadora virtual inicialmente teria se conectado usando recursos de portadora virtual.

Em outros exemplos,

terminais de portadora virtual são arranjados para indicar sua capacidade ao eNB durante o procedimento de conexão.

Por conseguinte, o eNB pode mapear dados da rede de núcleo para um terminal móvel específico baseado em se o terminal móvel é um terminal de portadora virtual ou um terminal de 5 LTE.

Ao programar recursos para a transmissão de dados de ligação ascendente, o eNB adaptado 1401 é arranjado para determinar se o terminal a ter recursos programados é um terminal de capacidade reduzida 1403 ou um terminal de LTE convencional 1402. Em alguns exemplos, isto é alcançado analisando a solicitação de acesso aleatória transmitida no PRACH usando as técnicas para distinguir entre uma solicitação de acesso aleatória de portadora virtual e uma solicitação de acesso aleatória convencional como descrito acima.

Em todo caso, quando foi determinado no eNB adaptado 1401 que uma solicitação de acesso aleatória foi feita por um terminal de capacidade reduzida 1402, o programador adaptado 1409 é arranjado para assegurar que qualquer concessão de elementos de recurso de ligação ascendente esteja dentro da portadora de ligação ascendente virtual.

Em alguns exemplos, a portadora virtual inserida dentro da portadora de hospedeiro pode ser usada para prover uma rede logicamente distinta dentro de uma rede.

Em outras palavras, dados sendo transmitidos pela portadora virtual podem ser tratados como logicamente e fisicamente distintos dos dados transmitidos pela rede de portadora de hospedeiro.

A portadora virtual pode portanto ser usada para implementar uma denominada rede de transmissão de mensagem dedicada (DMN), que é “posta sobre” uma rede convencional e usada para comunicar dados de transmissão de mensagem para dispositivos de DMN (isto é, terminais de portadora virtual). Como será apreciado das descrições anteriores, concretizações da presente invenção podem incluir os exemplos seguintes: Um método de alocar recursos de transmissão em um sistema de telecomunicações sem fio de OFDM arranjado para comunicar dados usando uma pluralidade de subportadoras de OFDM, o método incluindo: alocar recursos de transmissão providos por um primeiro grupo da pluralidade de subportadoras de OFDM dentro de uma primeira 5 banda de frequência a terminais de um primeiro tipo; alocar recursos de transmissão providos por um segundo grupo da pluralidade de subportadoras de OFDM a terminais de um segundo tipo dentro de uma segunda banda de frequência, o segundo grupo sendo menor do que o primeiro grupo e a segunda banda de frequência sendo selecionada de dentro da primeira banda de frequência; transmitir informação de controle incluindo informação de alocação de recurso para terminais do primeiro tipo através de uma primeira largura de banda correspondendo ao primeiro e segundo grupos combinados de subportadoras de OFDM; e transmitir informação de controle incluindo informação de alocação de recurso para terminais do segundo tipo através de uma segunda largura de banda correspondendo ao segundo grupo de subportadoras de OFDM.

Um sistema de telecomunicações sem fio de OFDM arranjado para comunicar dados para e de uma pluralidade de terminais móveis através de uma pluralidade de subportadoras de OFDM, o sistema incluindo; meio de programação arranjado para alocar recursos de transmissão providos por um primeiro grupo da pluralidade de subportadoras de OFDM dentro de uma primeira banda de frequência a terminais móveis de um primeiro tipo e alocar recursos de transmissão providos por um segundo grupo da pluralidade de subportadoras de OFDM dentro de uma segunda banda de frequência a terminais de um segundo tipo, o segundo grupo sendo menor do que o primeiro grupo e a segunda banda de frequência sendo selecionada de dentro da primeira banda de frequência, e meio de transmissão arranjado para transmitir informação de controle incluindo informação de alocação de recurso para terminais do primeiro tipo através de uma primeira largura de banda correspondendo ao primeiro e segundo grupos combinados de subportadoras de OFDM e 5 transmitir informação de controle incluindo informação de alocação de recurso para terminais do segundo tipo através de uma segunda largura de banda correspondendo ao segundo grupo de subportadoras de OFDM.

Um terminal móvel incluindo uma unidade de receptor para receber dados transmitidos de uma estação base por uma pluralidade de subportadoras de OFDM em uma ligação descendente de rádio e um transmissor para transmitir dados à estação base por uma pluralidade de subportadoras de OFDM em uma ligação ascendente de rádio, a estação base sendo arranjada para transmitir dados a terminais móveis de um primeiro tipo em um primeiro grupo de uma pluralidade de subportadoras de OFDM dentro de uma primeira banda de frequência e transmitir dados a terminais móveis de um segundo tipo ao qual o terminal móvel pertence em um segundo grupo da pluralidade de subportadoras de OFDM dentro de uma segunda banda de frequência, o segundo grupo sendo menor do que o primeiro grupo e a segunda banda de frequência sendo selecionada de dentro da primeira banda de frequência, a estação base sendo arranjada para transmitir informação de controle incluindo informação de alocação de recurso para terminais do primeiro tipo através de uma primeira largura de banda correspondendo ao primeiro e segundo grupos combinados de subportadoras de OFDM e transmitir informação de controle incluindo informação de alocação de recurso para terminais do segundo tipo através de uma segunda largura de banda correspondendo ao segundo grupo de subportadoras de OFDM, em que a unidade de receptor do terminal móvel está limitada para receber dados no ligação descendente de rádio através da segunda banda de frequência.

Um elemento de rede para uso em um sistema de comunicação móvel, o elemento de rede sendo operável para: prover uma interface de acesso sem fio para comunicar dados para e/ou dos dispositivos de comunicação móveis, a interface de acesso sem fio provendo em uma ligação descendente uma portadora de hospedeiro, a 5 portadora de hospedeiro provendo uma pluralidade de elementos de recurso por uma primeira faixa de frequência, transmitir dados para um primeiro grupo de dispositivos de comunicação móveis, em que os dados são distribuídos dentro da pluralidade de elementos de recurso pela primeira faixa de frequência; prover uma portadora virtual pela interface de acesso sem fio, a portadora virtual provendo um ou mais elementos de recurso dentro de uma segunda faixa de frequência que está dentro e menor do que a primeira faixa de frequência; e transmitir dados para um segundo grupo de dispositivos de comunicação móveis pela portadora virtual.

Um método de usar um elemento de rede para comunicar dados para e/ou de dispositivos de comunicação móveis em um sistema de comunicação móvel, o método incluindo: prover uma interface de acesso sem fio para comunicar dados para e/ou dos dispositivos de comunicação móveis, a interface de acesso sem fio provendo em uma ligação descendente uma portadora de hospedeiro, a portadora de hospedeiro provendo uma pluralidade de elementos de recurso por uma primeira faixa de frequência, transmitir dados para um primeiro grupo de dispositivos de comunicação móveis, em que os dados são distribuídos dentro da pluralidade de elementos de recurso pela primeira faixa de frequência; prover uma portadora virtual pela interface de acesso sem fio, a portadora virtual provendo um ou mais elementos de recurso dentro de uma segunda faixa de frequência que está dentro e menor do que a primeira faixa de frequência; e transmitir dados para um segundo grupo de dispositivos de comunicação móveis via a pelo menos uma portadora virtual.

Várias modificações podem ser feitas a exemplos da presente 5 invenção.

Concretizações da presente invenção foram definidas grandemente em termos de terminais de capacidade reduzida transmitindo dados por uma portadora virtual inserida em uma portadora de hospedeiro baseada em LTE convencional.

Porém, será entendido que qualquer dispositivo satisfatório pode transmitir e receber dados usando as portadoras virtuais descritas por exemplo dispositivos que têm a mesma capacidade como um terminal do tipo de LTE convencional ou dispositivos que têm capacidades aprimoradas.

Além disso, será entendido que o princípio geral de inserir uma portadora virtual em um subconjunto de recursos de ligação ascendente ou ligação descendente pode ser aplicado a qualquer tecnologia de telecomunicação móvel satisfatória e não precisa ser restringido a sistemas empregando uma interface de rádio baseada em LTE.

Claims (16)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de telecomunicações móvel, caracterizado pelo fato de incluir terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo, os terminais móveis do primeiro tipo e segundo tipo sendo 5 arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, e os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório e os terminais móveis do segundo tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória à estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório, em que mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em subportadoras dentro do segundo grupo de subportadoras.

2. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda pluralidade de subportadoras forma uma portadora virtual inserida dentro da primeira largura de banda e a pluralidade restante das subportadoras forma uma portadora de hospedeiro.

3. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma posição do segundo canal de acesso aleatório é sinalizada a terminais móveis do segundo tipo em um canal de sinalização de ligação descendente.

4. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com a 5 reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para receber dados de ligação descendente da rede através de um terceiro grupo de subportadoras através de uma terceira largura de banda e o segundo tipo de terminais móveis é arranjado para receber dados de ligação descendente em um quarto grupo de subportadoras através de uma quarta largura de banda, a quarta largura de banda sendo menor do que a terceira largura de banda e o quarto grupo de subportadoras estando dentro do terceiro grupo de subportadoras.

5. Sistema de telecomunicações móvel, caracterizado pelo fato de incluir terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo, os terminais móveis do primeiro tipo e segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, e os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório e os terminais móveis do segundo tipo são arranjados para transmitir mensagens de solicitação de acesso aleatória à estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório, em que mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são 5 transmitidas em frequências fora do segundo grupo de subportadoras, mas dentro das subportadoras restantes do primeiro grupo de subportadoras.

6. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em um mesmo grupo de subportadoras do primeiro grupo de subportadoras e a um mesmo tempo como mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no primeiro canal de acesso aleatório.

7. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a estação base é arranjada para distinguir entre mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas de terminais móveis do primeiro tipo e mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas dos terminais móveis do segundo tipo alocando acesso ao primeiro canal de acesso aleatório para os terminais móveis do primeiro tipo durante um primeiro período de tempo e alocando acesso ao segundo canal de acesso aleatório para os terminais móveis do segundo tipo durante um segundo período de tempo.

8. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a estação base é arranjada para distinguir entre mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas de terminais móveis do primeiro tipo e mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas de terminais móveis do segundo tipo alocando preâmbulos de acesso aleatório de um primeiro tipo aos terminais móveis do primeiro tipo e alocando preâmbulos de acesso aleatório de um segundo tipo aos terminais móveis do segundo tipo.

9. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que a segunda pluralidade de subportadoras forma uma portadora virtual inserida dentro da primeira largura de banda e a pluralidade restante de subportadoras 5 forma uma portadora de hospedeiro.

10. Sistema de telecomunicações móvel de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que os terminais móveis do primeiro tipo são arranjados para receber dados de ligação descendente da rede através de um terceiro grupo de subportadoras através de uma terceira largura de banda e o segundo tipo de terminais móveis é arranjado para receber dados de ligação descendente em um quarto grupo de subportadoras através de uma quarta largura de banda, a quarta largura de banda sendo menor do que a terceira largura de banda e o quarto grupo de subportadoras estando dentro do terceiro grupo de subportadoras.

11. Método para transmitir dados de terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo em um sistema de telecomunicações móvel, os terminais móveis do primeiro tipo e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, o método caracterizado pelo fato de compreender, no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do primeiro tipo e o terminal móvel do primeiro tipo requerendo uma alocação de recursos de ligação ascendente: transmitir do terminal móvel do primeiro tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando 5 recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório, e no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do segundo tipo e o terminal móvel do segundo tipo requerendo uma alocação de recursos de ligação ascendente: transmitir do terminal móvel do segundo tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório, em que: mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em subportadoras dentro do segundo grupo de subportadoras.

12. Método para transmitir dados de terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo em um sistema de telecomunicações móvel, os terminais móveis do primeiro tipo e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, o método caracterizado pelo fato de compreender, no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do primeiro tipo e o terminal móvel do primeiro tipo não tendo nenhum recurso de ligação ascendente alocado: transmitir do terminal móvel do primeiro tipo uma mensagem 5 de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório, e no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do segundo tipo e o terminal móvel do segundo tipo não tendo nenhum recurso de ligação ascendente alocado: transmitir do terminal móvel do segundo tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório, em que: mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em frequências fora do segundo grupo de subportadoras, mas dentro dos subportadoras restantes do primeiro grupo de subportadoras.

13. Terminal móvel, caracterizado pelo fato de ser arranjado para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, a rede sendo arranjada para receber dados de ligação ascendente transmitidos de terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo, o terminal móvel sendo um terminal móvel do segundo tipo, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e o terminal móvel é arranjado para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, e o terminal móvel é arranjado para transmitir uma mensagem de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um canal de acesso aleatório, em 5 que o terminal móvel transmite mensagens de solicitação de acesso aleatória no canal de acesso aleatório em subportadoras dentro do segundo grupo de subportadoras.

14. Terminal móvel, caracterizado pelo fato de ser arranjado para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, a rede sendo arranjada para receber dados de ligação ascendente transmitidos de terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo, o terminal móvel sendo um terminal móvel do segundo tipo, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e o terminal móvel é arranjado para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, e o terminal móvel é arranjado para transmitir uma mensagem de solicitação de acesso aleatória a uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um canal de acesso aleatório, em que o terminal móvel transmite mensagens de solicitação de acesso aleatória no canal de acesso aleatório em subportadoras fora do segundo grupo de subportadoras, mas dentro dos subportadoras restantes do primeiro grupo de subportadoras.

15. Aparelho para transmitir dados de terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo em um sistema de telecomunicações móvel, os terminais móveis do primeiro tipo e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação 5 ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, o aparelho caracterizado pelo fato de incluir: meio para transmitir do terminal móvel do primeiro tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório, no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do primeiro tipo e o terminal móvel do primeiro tipo requerendo uma distribuição de recursos de ligação ascendente, e meio para transmitir do terminal móvel do segundo tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório, no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do segundo tipo e o terminal móvel do segundo tipo requerendo uma distribuição de recursos de ligação ascendente, em que: mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em subportadoras dentro do segundo grupo de subportadoras.

16. Aparelho para transmitir dados de terminais móveis de um primeiro tipo e terminais móveis de um segundo tipo em um sistema de 5 telecomunicações móvel, os terminais móveis do primeiro tipo e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente a uma rede através de uma interface de rádio usando uma pluralidade de subportadoras, os terminais móveis do primeiro tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um primeiro grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras através de uma primeira largura de banda e os terminais móveis do segundo tipo sendo arranjados para transmitir dados de ligação ascendente em um segundo grupo de subportadoras da pluralidade de subportadoras dentro do primeiro grupo de subportadoras através de uma segunda largura de banda, a segunda largura de banda sendo menor do que a primeira largura de banda, o aparelho caracterizado pelo fato de compreender: meio para transmitir do terminal móvel do primeiro tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um primeiro canal de acesso aleatório no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do primeiro tipo e o terminal móvel do primeiro tipo não tendo nenhum recurso de ligação ascendente alocado, e meio para transmitir do terminal móvel do segundo tipo uma mensagem de solicitação de acesso aleatória para uma estação base da rede solicitando recursos de rádio de ligação ascendente em um segundo canal de acesso aleatório, no evento de dados de ligação ascendente pendentes serem transmitidos de um terminal móvel do segundo tipo e o terminal móvel do segundo tipo não tendo nenhum recurso de ligação ascendente alocado, em que:

mensagens de solicitação de acesso aleatória transmitidas no segundo canal de acesso aleatório são transmitidas em frequências fora do segundo grupo de subportadoras, mas dentro dos subportadoras restantes do primeiro grupo de subportadoras.