CN102960043A - 用于次要通信系统资源的动态解的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
用于通信系统中的通信的次要通信系统资源的动态解的装置、方法和系统。在一个实施例中，装置包括处理器(520)和包括计算机程序代码的存储器(550)。存储器(550)和计算机程序代码被配置为，利用处理器(520)在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配以实现次要通信系统中的通信。所述次要通信系统资源是所述主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的函数。
Description
本申请要求于2010年5月6日提交的名称为“Apparatus andMethod for Dynamic Resolution of Secondary Communication SystemResources”的美国专利申请No.12/775,243的优先权，通过引用方式将其全部内容并入到本文中。
技术领域
本发明概括地涉及通信系统，并且具体地，涉及针对通信系统中的通信的次要通信系统资源的动态解的装置、方法和系统。
背景技术
第三代合作伙伴计划(“3GPP”)的长期演进(“LTE”)(也被称为3GPP LTE)是指涉及3GPP LTE发布8和以上版本的研究和开发，该名称通常用于描述目标旨在识别能够改善诸如通用移动电信系统(“UMTS”)质量的系统的技术和能力的跨产业的当前进行的研发。标记“LTE-A”通常在产业中用于指代LTE中的进一步的进展。该广泛的基础项目的目标包括改善通信效率、降低成本、改善服务、利用新频谱机会、并实现与其他开放标准的更好的整合。3GPP LTE项目产生了新标准以及为UMTS推荐的标准。
3GPP中的演进的通用陆地无线接入网(“E-UTRAN”)包括基站，所述基站向诸如蜂窝电话之类的无线通信设备提供用户平面(包括分组数据聚合协议/无线链路控制/介质访问控制/物理(“PDCP/RLC/MAC/PHY”)子层)和控制平面(包括无线资源控制“RRC”子层)协议终端。无线通信设备或终端通常被称为用户设备(也被称为“UE”)。基站是通常被指代为节点B或NB的通信网络的实体。特别是在E-UTRAN中，“演进”的基站是指eNodeB或eNB。对于E-UTRAN的整体结构的细节，请参见3GPP技术规范(“TS”)36.300 v8.7.0(2008-12)，通过引用方式将该规范的全部内容并入到本文中。对于无线资源控制管理的细节，请参见3GPPTS 25.331 v.9.1.0(2009-12)和3GPP TS 36.331 v.9.1.0(2009-12)，通过引用方式将这些规范的全部内容并入到本文中。
随着诸如蜂窝电话、卫星、微波通信系统之类的无线通信系统的广泛部署并继续吸引越来越多的用户，存在利用固定的通信资源容纳发送越来越多种类的通信应用的大量和可变数量的通信设备的迫切需求，以及不断增长的在基站和无线通信设备中实现节能的需求。通常关注的3GPP中的当前主题在于节省蜂窝网络中的能源。将新网络拓扑整合到网络中已经引起了产业和学术圈内的很高的关注和兴趣。与混杂蜂窝网络相关的LTE/LET-A中的当前研究项目的示例是在相同的频谱中部署宏、微、微微、毫微微基站以及中继站。网络整合中的一个步骤是在诸如蜂窝通信系统之类的相同通信系统中允许设备(例如，无线通信设备或诸如电视和电器之类的机器)的本地通信(当设备足够接近或能够以有效方式使用无线通信系统资源时)。
在3GPP工作组中已经广泛论述了允许基站节能的过程。一个技术是根据负载水平伸缩小区中使用的有效带宽。另一个技术在于使得通信系统带宽变窄，并可能关断基于LTE-A的通信系统或网络中的额外带和载波，以实现可能的节能。提出的一个技术是允许基站根据其负载水平动态调整一个载波中其使用的通信系统带宽。由于持续需要跨使用的通信系统带宽地发送同步信号，动态地调整使用的通信系统带宽可能比在时域中节能更具吸引力。
可以将蜂窝和相关通信系统描述为采用主要和次要通信系统资源。主要通信系统资源(例如带宽)相关于主要通信系统中的使用的带宽。例如，在光通信系统利用期间，基站可以仅利用其通信系统带宽的一部分。通信系统带宽的所利用的部分会随着通信系统负载动态地改变。由设备(例如无线通信设备)的基站采用主要通信系统资源来与另一终端设备进行通信，其中基站用作通信路径中的中间节点。
次要通信系统资源相关于主要通信系统中未使用的带宽。可以由基站将次要通信系统资源分配给次要通信系统，以便于其中的例如用于设备到设备(“D2D”)或机器到机器(“M2M”)的通信之类的通信。而且，次要通信系统可以非限制性地包括被配置为与用户设备或归属基站进行无线通信的电视、电器(例如冰箱)或(用于远程感测/读取的)工具仪表。
因此，在未来的通信系统或网络中的次要通信系统使用相关于主要通信系统的无线通信系统资源和频谱或认知无线操作的机会使用，其中主要通信系统可以是LTE-A蜂窝网络。如果次要通信系统并不劣化性能或对主要通信系统形成另外的干扰，则次要通信系统可以机会利用主要通信系统的频谱。
例如，次要通信系统中的设备可以是这样的无线通信设备，该无线通信设备具有提供了将这样的设备认证给通信系统或网络的运营商的用户标识模块(“SIM”)卡。为了允许本地的机器到机器或传感器通信，可行的是这些实体可以使用频谱而无需向无线访问网络发送信号。在没有中间基站的未来蜂窝网络中的这样的操作将在实质上节省大量的能源，并防止大量或不需要的信号负载(例如在基站和多个设备(或机器)之间传送信号和进行调度的用户平面和控制)。当前对设备到设备和机器到机器通信的顾虑在于，与常规的蜂窝设备的数量相比，UTRAN/E-UTRAN如何处置未来的设备和机器的数量。次要使用也被称为未来认知无线。
将设备到设备或机器到机器通信整合到蜂窝通信系统中带来了多个挑战。一个愈加明显的问题是如何从主要通信系统资源池中对设备之间进行通信系统资源分配。在蜂窝通信模式设备低于应当为载波提供了的当前带宽分配的小区中的负载的情况下，基站将减少所使用的带宽。因此，可以分配用于主要通信系统中的设备的带宽之外的主要通信资源(例如频率资源)，所述带宽仍在主要通信系统的最大允许带宽的范围内。
一个未解决的问题在于，基站如何分配不在有效带宽内、但在主要通信系统的最大允许的带宽内的次要通信系统资源，并针对这样的资源发送信号。另一个问题是如何在主要通信系统的使用和未使用的带宽之比改变的情况下，使用小区中相同的通信系统资源分配信号。鉴于诸如蜂窝通信系统之类的通信系统的不断增加的部署，通过网络实现通信资源的更有效的利用，来分配通信资源，以便于避免现有通信系统对这样的资源进行分配的缺陷的次要通信系统中的通信，这是有益的。
发明内容
通过本发明的实施例来在总体上解决和规避这些和其他问题，并在总体上实现了技术优势，本发明的实施例包括用于通信系统中的通信的次要通信系统资源的动态解的装置、方法和系统。在一个实施例中，装置包括处理器和包括计算机程序代码的存储器。存储器和计算机程序代码被配置为利用处理器使得装置在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配，以实现次要通信系统中的通信。次要通信系统资源是主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的一部分。
上面已经宽泛地概括了本发明的特征和技术优势，以便下面的本发明的详细描述可以被更好地理解。在下文中将描述本发明的额外的特征和优势，这些额外的特征和优势形成了本发明所要求保护的主题。本领域技术人员应当理解的是，可以容易地利用所公开的概念和特定实施例作为基础来修改或设计实现本发明的相同目的的其他结构或过程。本领域技术人员还应当认识到，这样的对等构造并不偏离如在所附权利要求中阐明的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优势，下面结合附图参考以下的描述，在附图中：
图1和2示出了提供应用本发明的原理的环境的包括基站和无线通信设备的通信系统的实施例的系统级图示；
图3和4示出了提供应用本发明的原理的环境的包括无线通信系统的通信系统的实施例的系统级图示；
图5示出了应用本发明的原理的通信系统的通信单元的实施例的系统级图示；
图6示出了示出根据本发明的原理的用于主要通信系统的示例性主要通信系统资源的图形表示；
图7示出了根据本发明的原理的用于通信系统资源的分配的示例性树结构的图示；
图8A-8C示出了根据本发明的原理的用于次要通信系统资源的通信系统资源分配树的实施例的图形表示；
图9A-9B示出了根据本发明的原理的次要通信系统资源的通信系统资源分配树的实施例的图形表示；
图10示出了根据本发明的原理的作为子载波指数的函数的在主要和次要通信系统资源之间的示例性通信系统资源划分的图形表示；以及
图11示出了根据本发明的原理的操作通信系统的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下面详细地论述当前优选的实施例的构成和使用。但应当理解的是，可在各种特定的上下文中体现本发明提供的许多可应用的创造性概念。论述的特定实施例仅以特定方式说明了本发明的构成和使用，而并不限制本发明的范围。鉴于上述，将针对在用于通信系统中的通信的次要通信系统资源的动态解的装置、方法和系统的特定上下文中的示例性实施例来描述本发明。所述的设备、方法和系统可无限制地应用于包括现有和未来的3GPP技术(即UMTD、LTE、以及其未来的变体，例如第四代(“4G”)通信系统)的任何通信系统。
现在参见图1，示出了提供本发明的原理的应用环境的通信系统的实施例的系统级图示，该通信系统包括基站114和无线通信设备(例如用户设备)135、140、145。基站115耦接到公共交换电话网络(未示出)。基站115被配置有多个天线来在多个扇区中发射和接收信号，所述多个扇区包括第一扇区120、第二扇区125和第三扇区130，这些扇区通常均跨越120度。尽管图1示出了在每个扇区(例如第一扇区120)中包括一个无线通信设备(例如无线通信设备140)，扇区(例如第一扇区120)通常可以包括多个无线通信设备。在另一个实施例中，可以利用仅一个扇区(例如第一扇区120)来形成基站115，并且多个基站可以被构造为根据协作的多输入多输出(“C-MIMO”)操作等来进行发射。通过集中和定相从基站天线辐射的信号来形成扇区(例如第一扇区120)，并且每扇区(例如第一扇区120)可以采用分离的天线。多个扇区120、125、130增加了用户站(例如无线通信设备)的数量，所述用户站通过减少由于集中和定相基站天线导致的干扰，能够同时与基站115通信而无需增加所使用的带宽。尽管无线通信设备135、140、145是主要通信系统的一部分，但无线通信设备135、140、145和诸如机器(未示出)之类的其他设备也可以是次要通信系统的一部分，以非限制性地参与设备到设备和机器到机器的通信或者在本文中描述或在未来引入的其他通信。
现在参见图2，其示出了提供了应用本发明的原理的环境的、包括无线通信设备的通信系统的实施例的系统级图示。通信系统包括的基站210通过通信路径或链路220(例如通过光纤通信路径)耦接到核心电信网络，例如公共交换电话网络(“PSTN”)230。基站210通过无线通信路径或链路240、250分别耦接到在其蜂窝区域290中的通信设备260、270。
在图2中所示的通信系统的操作中，基站210通过控制和数据通信资源来与每个无线通信设备260、270进行通信，其中所述控制和数据通信资源是由基站210分别通过通信路径240、250分配的。控制和数据通信资源可以包括频分复用(“FDD”)和/或时分复用(“TDD”)通信模式中的频率和时隙通信资源。尽管无线通信设备260、270是主要通信系统的一部分，但无线通信设备260、270和诸如机器(未示出)之类的其他设备也可以是次要通信系统的一部分，以非限制性地参与设备到设备和机器到机器的通信或者在本文中描述或在未来引入的其他通信。
现在参见图3，其示出了提供应用本发明的原理的环境的包括无线通信系统的通信系统的实施例的系统级图示。无线通信系统可以被配置为提供演进的UMTS陆地无线接入网络(“E-UTRAN”)通用移动通信服务。移动管理实体/系统结构演进网关(“MME/SAEGW”，其中之一被指定为310)提供经由S1通信链路(其中的一些被指定为“S1链路”)的针对E-UTRAN节点B(被指定为“eNB”、“演进的节点B”，也被称作为“基站”，其中之一被指定为320)的控制功能。基站320经由X2通信链路(其中之一被指定为“X2链路”)进行通信。各种通信链路通常是光纤、微波或诸如同轴链路之类的其他高频金属通信路径、或者它们的组合。
基站320与用户设备(“UE”，其中之一被指定为330)进行通信，所述用户设备通常为用户携带的移动收发机。因此，将基站320耦接到用户设备330的通信链路(被指定为“Uu”通信链路，其中之一被指定为“Uu”链路)是采用无线通信信号(例如正交频分复用(“OFDM”)信号)的空中链路。尽管用户设备330是主要通信系统的一部分，但用户设备330和诸如机器(未示出)之类的其他设备也可以是次要通信系统的一部分，以非限制性地参与设备到设备和机器到机器的通信或者在本文中描述或在未来引入的其他通信。
现在参见图4，其示出了提供应用本发明的原理的环境的包括无线通信系统的通信系统的实施例的系统级图示。无线通信系统提供的E-UTRAN结构包括基站(其中之一被指定为410)，其中所述基站向用户设备420和诸如机器425之类的其他设备(例如，电器、电视、仪表等)提供E-UTRAN用户平面(包数据聚集协议/无线链路控制/媒体访问控制/物理)和控制平面(无线资源控制)协议终止。基站410与X2接口或通信链路(被指定为“X2”)互连。基站410还通过接口或通信链路(被指定为S 1)连接到演进的包核心(“EPC”)，所述演进的包核心包括移动管理实体/系统结构演进网关(“MME/SAE GW”，其中之一被指定为430)。S1接口支持移动管理实体/系统结构演进网关430和基站410之间的多实体关系。对于支持公共陆地间移动切换的应用，由经由S1接口重新定位的移动管理实体/系统结构演进网关430来支持eNB活动模式间移动性。
基站410可以主持诸如无线资源管理之类的功能。例如，基站410可以执行各种功能，例如互联网协议(“IP”)头压缩和用户数据流加密、用户数据流计算、无线承载控制、无线许可控制、连接移动性控制、在上行链路和下行链路中向用户设备分配通信资源动态、在用户设备附接处选择移动性管理实体、向用户平面实体路由用户平面数据、调度和传输寻呼消息(源自移动管理实体)、调度和传输广播信息(源自移动管理实体或操作和维护)以及测量和报告移动性的配置并进行调度。移动管理实体/系统结构演进网关430可以主持各种功能，例如向基站410分发寻呼消息、安全控制、出于寻呼原因终止U平面包、切换U平面来支持用户设备移动性、空闲状态移动性控制、和系统结构演进承载控制。用户设备420和机器425从基站410接收一组信息块的分配。
此外，这些基站410中的一些基站耦接到归属基站440(设备)，所述归属基站440耦接到次要通信系统的诸如用户设备450和/或机器(未示出)之类的设备。基站410可以将次要通信系统资源直接分配给用户设备420或机器425，或者分配给归属基站440，用于次要通信系统内的通信(例如本地通信)。为了更好地理解归属基站(被指定为“HeNB”)，请参见3GPP TS 32.871 v.9.1.0(2010-03)，其全部内容通过引用方式并入到本文中。尽管用户设备420和机器425是主要通信系统的一部分，但用户设备420、机器425和归属基站440(与其他用户设备450和机器(未示出)进行通信)也可以是次要通信系统的一部分，以非限制性地参与设备到设备和机器到机器的通信或者在本文中描述或在未来引入的其他通信。
现在参见图5，其示出了用于应用本发明的原理的通信系统的通信单元510的实施例的系统级图示。通信单元或设备510可以非限制性地表示基站、无线通信设备(例如，用户站、终端、移动站、用户设备、机器)、网络控制单元、或通信节点等。通信单元510至少包括处理器520、临时或更永久性地存储程序和数据的存储器550、天线560、与天线560耦接的无线频率收发机570和用于双向无线通信的处理器520。通信单元510可以提供点到点和/或点到多点的通信服务。
通信单元510(例如蜂窝网络中的基站)可以耦接到通信网络单元，例如公共交换电信网络(“PSTN”)的网络控制单元580。网络控制单元580继而可以由处理器、存储器和其他电子单元(未示出)形成。网络控制单元580通常提供对诸如PSTN之类的电信网络的访问。可以使用与适当的链路终止单元耦接的光纤、同轴电缆、双绞线、微波通信或类似链路来提供访问。被形成为无线通信设备的通信单元510通常是要由终端用户携带的独立设备。
通信单元510中的处理器520(其可以被实现有一个或多个处理设备)执行与其操作相关联的功能，所述功能非限制性地包括形成通信消息的各个位的编码和解码(编码器/解码器523)、信息的格式化、以及通信单元的整体控制(控制器525)，所述整体控制包括与通信资源(资源管理器528)相关的过程。与通信资源的管理相关的示例性功能非限制性地包括硬件安装、流量管理、性能数据分析、终端用户设备的追踪、配置管理、终端用户掌管、无线通信设备的管理、费率的管理、订购、安全性和账单等。例如，根据存储器550，资源管理器528被配置为分配用于将语音通信和数据向/从通信单元510进行传输的主要和次要通信资源(例如时间和频率通信资源)，并格式化包括因此在主要和次要通信系统中的通信资源的消息。
可以在与通信单元510分离和/或与通信单元510耦接的设备中实现与通信资源的管理相关的特定功能或过程的一部分或部分的执行，结果为用于执行的这样的功能或过程被发送到通信单元510。通信单元510的处理器520可以是适合于本地应用环境的任何类型的处理器，并且作为非限制性的示例，可以包括一个或多个通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(“DSP”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、专用集成电路(“ASIC”)以及基于多核处理器结构的处理器。
通信单元510的收发机570将信息调制到载波波形上，以由通信单元510经由天线560传送到另一个通信单元。收发机570对经由天线560接收到的信息进行解调，以由其他的通信单元进行进一步的处理。收发机570能够支持通信单元570的双工操作。
如在上文中介绍的通信单元510的存储器可以是一个或多个存储器，并可以是适合于本地应用环境的任何类型的存储器，并且可以使用任何适当的易失性或非易失性数据存储技术(例如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定的存储器和可移除的存储器)来实现所述存储器550。在存储器550中存储的程序可以包括程序指令或计算机程序代码，所述程序指令或计算机程序代码当被相关联的处理器执行时，使得通信单元510能够执行在这里描述的任务。当然，存储器500可以为从通信单元510传送的数据和向通信单元510传送的数据形成数据缓存器。可以至少部分地通过可由例如无线通信设备和基站的处理器执行的计算机软件、或通过硬件、或通过这两者的组合来实现在这里描述的系统、子系统和模块的示例性实施例。将变得显而易见的是，装置、系统、子系统和模块可以被体现在在这里示出和描述的通信单元510中。
如在这里所介绍的，基站通过诸如归属基站之类的设备将用于次要通信系统中的通信的次要通信系统资源分配给设备或机器，而无需基站的进一步的中间控制。根据可用(或未使用)的主要通信系统资源(或带宽)，在主要通信系统的控制信道(例如，物理下行链路控制信道(“PDCCH”))设置次要通信系统的分配。根据由主要通信信道使用的通信系统资源分配方法来分配次要通信系统资源，所述次要通信系统资源可以包括防护带(guard band)。主要和次要通信系统资源的分配可以相等或者根据未使用的主要通信系统资源(或带宽)动态地改变。可以在控制信道上将主要和次要通信系统资源复用到次要通信系统的设备。可以使用与用于向设备分配主要通信系统资源的无线网络临时标识符(“RNTI”)不同的无线网络临时标识符来将次要通信系统资源分配到设备，以识别次要通信系统资源。可以基于树、基于位图或以任何其他适当的方式来进行分配。
在3GPP LTE的当前设计中，在每个子帧中，PDCCH指示频率域通信系统资源分配。通信系统资源分配类型包括基于位图和基于树两者的方法。在任意方法中采用的位的数量分别是下行链路和上行链路
和
中分配的位的函数。在跨小区传送的广播信息中用信号传送这两个值。
在于2010年4月15日提交的Pikkarainen等人的名称为“Methodand Apparatus for Secondary Bandwidth Detection and Allocation”的美国专利申请序列号No.12/761,384中(其通过引用方式并入到本文中)，描述了在未来的蜂窝通信系统中使用的网络辅助的次要通信系统。Pikkarainen等人尤其描述了网络在系统信息广播中指示次要通信系统的可用带宽。基于由基站发送的信息，次要通信系统中的设备可以识别主要通信系统的资源。随后次要通信系统中的设备可以自动选择适当的资源来进行传输等。而且，在通过引用方式并入到本文中的名称为“Opportunities for Energy Savings in LTENetworks”(2010)的3GPP文献TSG RAN WG1 Meeting #59bis，Rl-100275和名称为“Energy Saving at eNB”(2010)的3GPP文献TSG RAN WGl Meeting #59bis，Rl-100298中，描述了伸缩通信系统带宽或使得通信系统带宽变窄以实现可能的节能的技术。可用次要通信系统资源的确定和通信系统中的节能的实现是这样的通信系统的当前进行的目标。
现在参见图6，其显示了示出根据本发明的原理的用于主要通信系统的示例性主要通信系统资源的图形表示。水平轴表示诸如频率资源(例如物理资源块(“PRB”)或子载波)之类的主要通信系统资源，而垂直轴表示诸如所发射的功率级之类的一般通信系统参数。如图6中所示，主要通信系统的最大允许的主要通信系统资源(例如带宽)被表示为参数“d”。由主要通信系统所使用的(活动或部署的)带宽被表示为参数“c”。用户设备可以根据由诸如基于LTE的通信系统之类的通信系统中的基站发送的主信息块(“MIB”)或系统信息块(“SIB”)来推断所使用的带宽。在最大允许带宽的边缘处的未使用的带宽被表示为参数“a”。网络可以在广播信息中或经由到(例如，次要通信系统中的)设备的专门信令来针对最大允许带宽发信号。
现在参见图7，其示出了根据本发明的原理的用于通信系统资源的分配的示例性树结构的图示。在该树结构中，对于特定通信系统资源(例如带宽)可用的物理资源块的数量等于树中的末端节点的数量。该示例示出了表示六个物理资源块的六个末端树节点。每个物理资源块可以具有1.25兆赫(“MHz”)的带宽和12个子载波的最小物理资源块尺寸。
对于N＝6个节点的带宽，树深度等于N，树中的节点的总数量等于N(N+1)/2。因此可以使用ceil[log2(N*N+1)/2]位来针对节点号发信号。对于N个节点的带宽，可以以如下方式作为无符号的整数x来针对分配中的开始节点O和连续节点的数量P发信号。
如果
则x＝N(P-1)+O，
否则x＝N(N-(P-1))+(N-1-O)，
其可以在接收机(例如，诸如用户设备之类的设备的接收机)处利用简单的解码方案被反转，以恢复通信系统参数O和P。
为了分配末端节点，向每个用户设备发送映射到表示物理资源块的一组末端节点的节点号的信号。继续该示例，并且再次参照图7，如果用户设备被分配有末端节点0和1，则向用户设备发送“6”的信号。如果用户被分配有末端节点2、3和4，则向用户设备发送“14”的信号。如果用户设备被分配有末端节点5，则向用户设备发送“5”的信号。尽管通信系统资源分配过程可以是基于位图的或基于树的，但使用基于树的方法来作为在这里介绍的过程的示例框架。可以为基于位图的过程等采用类似的方法。为了更好地理解基于树的方法，请参见通过引用方式并入到本文中的名称为“Uplink ResourceAllocation for E-UTRA”(2006)的3GPP文献TSG RAN WG1 Meeting#46bis，Rl-062773。
现在参见图8A-8C，其示出了根据本发明的原理的用于次要通信系统资源的通信系统资源分配树(或资源分配树)的实施例的图形表示。如在这里所介绍的，通信系统资源分配树示出了主要通信系统资源(或带宽)和次要通信系统资源(或带宽)的等同分配。由于在由次要通信系统使用的物理资源块中表达的实际带宽可以不同于主要通信系统，次要通信系统资源的物理资源块可以包括与主要通信系统不同数量的子载波，其中物理资源块通常为大约12个子载波。如在这里所介绍的，具有相同数量的主要和次要通信系统资源(例如在物理资源块中)、但具有不同的子载波映射，这实现了为主要通信系统采用的通信系统资源分配的有效的重新使用。
从图8A开始，示出了示出用于主要通信系统的示例性主要通信系统资源的图6的图形表示。图8B示出了用于主要通信系统资源810(使用的主要通信系统资源或带宽)和次要通信系统资源820(也是未使用的主要通信系统资源)的通信系统资源分配树。图8C示出了用于次要通信系统资源820的通信系统资源分配树。可以采用通信系统资源分配树的顶点，来将一组物理资源块描述为次要通信系统资源，可以由次要通信系统中的设备来采用所述次要通信系统资源，以非限制性地指引无需通过中间基站的设备到设备的通信。
为了区分主要和次要通信系统资源分配，基站可以发射被给予不同无线网络临时标识符的带宽。在基于3GPP LTE的通信系统中，可以为次要通信系统配置专门的无线网络临时标识符(次要通信系统无线网络临时标识符)，并且利用次要通信系统资源进行通信的设备对该专门的无线网络临时标识符进行解码，以识别通信系统资源分配。次要通信的机会是由其特性决定的，因此多个设备可以被分配有相同的资源，并且它们将使用例如基于争用的信道访问，来从用于传输的基站节省次要通信系统资源。
现在参见图9A-9C，其示出了根据本发明的原理的次要通信系统资源的通信系统资源分配树的实施例的图形表示。图9A分别示出了主要通信系统资源910(使用的主要通信系统资源或带宽)和第一、第二和第三次要通信系统资源920、930、940(也为未使用的主要通信系统资源)的分配。图9B分别示出了第一和第二次要通信系统资源920、930的通信系统资源分配树。但第三次要通信系统资源940保持为未使用。
如在这里所介绍的，次要通信资源的解(例如，在每物理资源块的子载波或子载波分离(分隔)中)是使用的主要通信系统资源(或带宽)对于未使用的主要通信系统资源(或带宽)的函数。此外，基站可以在使用的主要通信系统资源和将被用于次要通信系统资源的未使用的主要通信系统资源之间配置防护带。当确定次要通信系统资源的解时考虑防护带宽。
通信系统(例如其中的基站)可以针对每物理资源块的子载波的数量为单位计算解(“D2D_resolution”)，如下面针对每物理资源块12个子载波通过公式(1)所示出的那样：
D2D_resolution＝floor(((ubw)-2xgb_sc)/pbw_prb) 公式(1)
其中，
ubw＝子载波中未使用的主要通信系统资源(或带宽)，其表示可用于次要通信系统的子载波中的次要通信系统资源(或带宽)的数量。例如，在主要通信系统中可以采用15千赫(“kHz”)子载波分离；
gd_sc＝子载波中的防护带；以及
pbw_prb＝主要通信系统资源的物理资源块的数量。
假设15kHz的主要通信系统子载波分离，则可以将次要通信系统中的子载波的所得到的分离(子载波间隔)计算为：
(D2D_resolution/12)·(15kHz)
上述公式可以得到：也可以用作次要通信系统资源的外边缘中的防护带的子载波中的未使用的主要通信系统资源。在网络出于某种原因改变(主要通信系统的)收缩的活动载波带宽的中心频率的情况下(如果部署的载波中心频率的中心频率的知识被用信号发送给次要通信系统的话)，也可以使用上面介绍的过程，这是因为仍可以针对频谱的未使用的部分生成通信系统资源分配树。
现在参见表1，其示出了示出具有一个PRB防护带配置(gb＝1PRB)的10MHz部署(50PRB)的过程的实施例的示例性通信系统配置。
表1
表1示出了在第一列中通过50和25PRB的条目表示的带宽的五个示例性的部署。第二列示出了从第一列乘以12获得的部署的子载波的数量，每PRB的子载波的数量。在第三列示出了实际用于主要通信系统资源的PRB的数量，该条目表示了系统负载的可能的变化。第四列指示可用的次要通信系统资源的数量，其是第一列减去第三列得到的。第五列指示防护带的数量。如果没有PRB可用于次要通信系统带宽，则表格条目被示出为“N/A”。第六列示出了次要通信系统的PRB中的可用带宽，其是第四列减去第五列乘以二，二表示两个防护带。第七列示出了次要通信系统的子载波中测量的可用带宽(或次要通信系统资源)，其是通过将第七列的条目乘以12获得的。第八列示出了(PRB中的)每次要通信系统资源分配的子载波的数量，其是第七列的条目除以第三列的条目的整数部分。第九列示出了子载波中未使用的次要通信系统资源(或带宽)。第九列示出了子载波中未使用的次要通信系统资源(或带宽)，其是第七列的条目除以第八列的条目乘以第三列的条目。
下面的根据公式(1)计算D2D_resolution的示例使用了表格1的第二行。
ubw＝25×12＝300，(主要通信系统使用一半的部署的带宽)，
gb_sc＝12，以及
pbw_prb＝50。
得到
D2D_resolution＝floor((300-2xl2)/25)＝11，
加上一个额外的剩余子载波，设备可以使用该剩余的子载波以用作额外的防护带子载波。
现在参见图10，其示出了根据本发明的原理的作为子载波指数的函数的在主要和次要通信系统资源之间的示例性通信系统资源划分的图形表示。所示出的实施例采用了在表1中引入的所选择的通信系统参数。水平轴表示子载波的数量，并且如图6中所示，垂直轴表示例如发射的功率水平的一般通信系统参数。所示的主要通信系统资源(或带宽)1010和次要通信系统资源(或带宽)1020在期间具有30个子载波的防护带1030。为了保持调度复杂性为低，主要和次要通信系统资源1010、1020具有相等数量的PRB。图10示出了在主要和次要通信系统资源1010、1020之间的50个PRB的带宽划分，其中为主要通信系统资源1010部署25个PRB，并且为次要通信系统资源1020部署25个RPB。这使得基站能够使用相同的树结构来分配通信系统资源。差异在于现在对于次要通信系统资源1020，PRB可能被映射到不同数量的子载波。
在基于LTE的通信系统中，一个PRB包括12个子载波，次要通信系统资源1020的每PRB的子载波的数量取决于主要通信系统资源(例如使用的载波的数量)。由于保持通信系统资源分配为简单的，则为次要通信系统资源1020配置相同数量的PRB，但是现在还考虑到防护带。可以由通信系统来动态地配置防护带带宽。在该示例中，为防护带带宽使用两个PRB。相应地，次要通信系统资源1020的PRB包括10个子载波。
因此，如在这里所介绍的，通信系统资源分配方法和信令使得基站能够使用与主要通信系统相同的通信系统资源分配信令，将次要通信系统资源作为未使用的主要通信系统资源的函数进行分配。作为结果，无需修改LTE发布8通信系统资源分配信号信令，来便于LTE频谱内的次要通信系统中的通信。利用在这里介绍的基于基站的通信系统资源分配，次要通信系统中的设备能够更容易地避免通信系统资源选择的重叠。
现在参见图11，其示出了根据本发明的原理的操作通信系统的方法的实施例的流程图。在开始步骤或模块1110之后，在步骤或模块1120中，通信系统(例如其中的基站)为次要通信系统资源确定主要通信系统中未使用的主要通信系统资源(“PCDR”)。在步骤或模块1130中，如果通信系统确定未使用的主要通信系统资源可用，则方法在主要通信系统的控制信道上将次要通信系统资源(“SCSR”)分配到次要通信系统，以实现与其中的设备的通信。
可以根据主要通信系统的通信系统资源的分配(例如，基于树或基于位图)来分配次要通信系统资源。而且，可以将次要通信系统资源分配到设备，所述设备使用的无线网络临时标识符不同于向该设备分配主要通信系统资源。还可以利用附近的防护带来分配次要通信系统资源。以主要通信系统的每物理资源块的子载波(或子载波分离(分隔))为单位的、次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于未使用的主要通信系统资源的函数。
在步骤或模块1140中，一旦设备(例如，用户设备、机器或归属基站)被分配有次要通信系统资源，在次要通信系统(“SCS”)中就启用通信会话。通信会话非限制性地可以是设备到设备、机器到机器、归属基站到用户设备等的通信会话。一旦通信会话完成，在步骤或模块1150中，方法就结束。此外，如果通信系统确定未使用的主要通信系统资源不可用，则在步骤或模块1150中，方法结束。
因此，在这里引入的装置、方法和系统用于通信系统中的通信的次要通信系统资源的动态解。在一个实施例中，装置(例如诸如用户设备、机器或归属基站之类的设备)包括处理器和包括计算机程序代码的存储器。存储器和计算机程序代码被配置为，利用处理器使得装置在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配，以实现次要通信系统中的通信。次要通信系统资源是主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的函数。以主要通信系统的每物理资源块的子载波(或子载波分离(分隔))为单位的、次要通信资源的解可以是使用的主要通信系统资源对于未使用的主要通信系统资源的函数。可以根据主要通信系统的通信系统资源的分配(例如，基于树或基于位图)来分配次要通信系统资源。可以利用与分配主要通信系统资源的标识符不同的无线网络临时标识符来提供次要通信系统资源的分配。而且，可以利用附近的防护带来提供次要通信系统资源的分配。
在另一个实施例中，装置(例如基站)包括存储器和计算机程序代码，所述计算机程序代码被配置为，利用处理器使得装置为次要通信系统资源确定主要通信系统中未使用的主要通信系统资源，并在主要通信系统的控制信道上将次要通信系统资源分配到次要通信系统，以实现与其中的设备(例如，用户设备、机器或归属基站)的通信。以主要通信系统的每物理资源块的子载波(或子载波分离(分隔))为单位的次要通信资源的解，是所使用的主要通信系统资源对于未使用的主要通信系统资源的函数。所述装置被配置为根据主要通信系统的通信系统资源的分配(例如基于树或基于位图)来分配次要通信系统资源。该设备被配置为将次要通信系统资源分配给采用与将主要通信系统资源分配给设备不同的无线网络临时标识符的设备。该设备被配置为利用附近的防护带来分配次要通信系统资源。作为示例，当设备为归属基站时，设备被配置为在主要通信系统的控制信道上将次要通信系统资源分配给次要通信系统的归属基站，以实现其中的用户设备之间的通信。尽管在这里参照基于蜂窝的通信系统描述了装置、方法和系统，但所述装置和方法同样可以应用于诸如WiMax
通信系统之类的其他类型的通信系统。
构成本发明各个实施例的程序或代码段可以被存储在计算机可读介质中，或被通过在载波或载波调制的信号中体现的计算机数据信号通过传输介质传输。例如，包括在计算机可读介质中存储的程序代码的计算机程序产品可以形成本发明的各个实施例。“计算机可读介质”可以包括能够存储或传输信息的各种介质。计算机可读介质的示例包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(“ROM”)、闪速存储器、可擦除ROM(“EROM”)、软盘、压缩制盘(“CD”)-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、和无线射频(“RF”)链路等。计算机数据信号可以包括能够通过诸如电子通信网络信道、光纤、无线、电磁链路和RF链路之类的传输介质进行传播的任何信号。可以经由诸如互联网和内联网之类的计算机网络来下载代码段。
如上所述，示例性的实施例提供了方法和包括提供执行方法步骤的功能的各个模块的对应装置。模块可以被实现为硬件(体现在包括集成电路的一个或多个芯片中，所述集成电路例如是专用集成电路)，或者可以被实现为由计算机处理器执行的软件或固件。特别是，在固件或软件的情况下，示例性的实施例可以被提供为包括计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述计算机可读存储机制在其上体现有供计算机处理器执行的计算机程序代码(例如软件或固件)。
尽管已经详细描述了本发明及其优势，但应当理解的，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对本发明进行各种各样的修改、替换和变更。例如，上述的许多特征和功能可以被实现在软件、硬件、固件、或它们的组合中。而且，可以对操作的许多特征、功能和步骤进行重排序、省略和增加等，并仍落入本发明的广泛的范围内。
此外，本申请的范围并不意在被限制到在说明书中描述的过程、机器、制造、物质的合成、模块、方法和步骤的特定实施例。根据本发明的公开，本领域的一般技术人员将理解的是，可以根据本发明来利用与在本文描述的对应实施例执行实质上相同的功能或实现实质上相同的结果的目前存在或以后研发出的过程、机器、制造、物质的合成、模块、方法或步骤。因此，所附权利要求意在将这样的过程、机器、制造、物质的合成、模块、方法或步骤包括在它们的范围内。
Claims (30)
1.一种装置，包括：
处理器；以及
存储器，包括计算机程序代码，
所述存储器和所述计算机程序代码被配置为，利用所述处理器使得所述装置至少执行以下：
在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配以实现次要通信系统中的通信，其中所述次要通信系统资源是所述主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的函数。
2.如权利要求1所述的装置，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述次要通信系统资源的所述分配是根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述次要通信系统资源的所述分配是利用与主要通信系统资源的分配不同的无线网络临时标识符来提供的。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述次要通信系统资源的所述分配是利用防护带来提供的。
6.一种装置，包括：
用于在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配以实现次要通信系统中的通信的装置，其中所述次要通信系统资源是所述主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的函数。
7.如权利要求6所述的装置，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
8.如权利要求6所述的装置，其中所述次要通信系统资源的所述分配是根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配。
9.一种包括在计算机可读介质中存储的程序代码的计算机程序产品，所述程序代码被配置为：
在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配以实现次要通信系统中的通信，其中所述次要通信系统资源是所述主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的函数。
10.如权利要求9所述的计算机程序产品，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
11.如权利要求9所述的计算机程序产品，其中所述次要通信系统资源的所述分配是根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配。
12.一种方法，包括：
在主要通信系统的控制信道上接收次要通信系统资源的分配以实现次要通信系统中的通信，其中所述次要通信系统资源是所述主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的函数。
13.如权利要求12所述的方法，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述次要通信系统资源的所述分配是根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述次要通信系统资源的所述分配是利用与主要通信系统资源的分配不同的无线网络临时标识符来提供的。
16.一种装置，包括：
处理器；以及
存储器，包括计算机程序代码，
所述存储器和所述计算机程序代码被配置为，利用所述处理器使得所述装置至少执行以下：
为次要通信系统资源确定主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源；以及
在所述主要通信系统的控制信道上将所述次要通信系统资
源分配给次要通信系统以实现与其中的设备的通信。
17.如权利要求16所述的装置，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
18.如权利要求16所述的装置，其中所述存储器和所述计算机程序代码被配置为，利用所述处理器使得所述装置根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配来分配所述次要通信系统资源。
19.如权利要求16所述的装置，其中所述存储器和所述计算机程序代码被配置为，利用所述处理器使得所述装置采用与到所述设备的主要通信系统资源的分配不同的无线网络临时标识符，将所述次要通信系统资源分配给所述设备。
20.如权利要求16所述的装置，其中所述存储器和所述计算机程序代码被配置为，利用所述处理器使得所述装置利用防护带来分配所述次要通信系统资源。
21.一种装置，包括：
用于为次要通信系统资源确定主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源的装置；以及
用于在所述主要通信系统的控制信道上将所述次要通信系统资源分配给次要通信系统以实现与其中的设备的通信的装置。
22.如权利要求21所述的装置，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
23.如权利要求21所述的装置，其中用于分配的所述装置根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配。
24.一种包括在计算机可读介质中存储的程序代码的计算机程序产品，所述程序代码被配置为：
为次要通信系统资源确定主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源；以及
在所述主要通信系统的控制信道上将所述次要通信系统资源分配给次要通信系统以实现与其中的设备的通信。
25.如权利要求24所述的计算机程序产品，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
26.如权利要求24所述的计算机程序产品，其中在所述计算机可读介质中存储的所述程序代码还被配置为，根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配来分配所述次要通信系统资源。
27.一种方法，包括：
为次要通信系统资源确定主要通信系统中的未使用的主要通信系统资源；以及
在所述主要通信系统的控制信道上将所述次要通信系统资源分配给次要通信系统以实现与其中的设备的通信。
28.如权利要求27所述的方法，其中以所述主要通信系统的每物理资源块的子载波为单位的所述次要通信资源的解是已使用的主要通信系统资源对于所述未使用的主要通信系统资源的函数。
29.如权利要求27所述的方法，其中所述分配包括根据所述主要通信系统的通信系统资源的分配来分配所述次要通信系统资源。
30.如权利要求27所述的方法，其中所述分配包括采用与到所述设备的主要通信系统资源的分配不同的无线网络临时标识符，将所述次要通信系统资源分配给所述设备。
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