CN103621146A

CN103621146A - 用于有限带宽通信装置的蜂窝通信系统支持

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Publication number: CN103621146A
Application number: CN201280032281.8A
Authority: CN
Inventors: B.林多夫; A.瓦尔伦; L.维赫姆斯森; E.埃里克斯森; J.阿西蒙
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: NZ619216A; EP3570597B1; EP3570597A1; CN107196751A; EP2724565B1; US20120327894A1; US20140357272A1; WO2013000814A3; US9516654B2; JP5960258B2; EP3203678B1; CN103621146B; JP2014526159A; EP3203678A1; JP2016178671A; WO2013000814A2; PL3570597T3; EP2724565A2; US8848638B2; ES2634199T3

Abstract

服务于蜂窝通信系统中主小区的网络节点在遍及射频频谱的第一带宽的控制信道上在(a)第一时间间隔传送第一控制信道信息。第一控制信道传递允许第一类型的通信装置接收来自主小区的数据所需的信息。第一类型的通信装置能够接收第一带宽范围的信号。在(a)第二时间间隔，在第一M小区的第二控制信道上传送第二控制信道信息。第二控制信道占用比第一带宽更小的第二带宽。第二时间间隔与任何第一时间间隔不同时发生。由此，与第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低接收带宽能力的第二类型的通信装置变得能够由节点服务。

Description

用于有限带宽通信装置的蜂窝通信系统支持

背景技术

本发明涉及蜂窝通信系统，并且更具体地说，涉及对蜂窝通信系统中完全带宽和有限带宽两种装置的支持。

蜂窝通信系统一般包括陆基网络，陆基网络向在网络的覆盖区域内四处移动时能够继续接收服务的移动终端提供无线覆盖。术语“蜂窝”源于整个覆盖区域被划分成所谓的“小区”的事实，每个小区一般由与陆基网络相关联的特定无线电收发信台（或等效物）服务。此类收发信台经常称为“基站”。在移动装置从一个小区移到另一小区时，网络将服务于移动装置的责任从当前服务小区移交到“新”小区。这样，移动装置的用户体验到服务的持续性而不必重新建立到网络的连接。图1示出借助于多个小区103提供系统覆盖区域101的蜂窝通信系统。

用于提供移动通信服务的射频频谱是必须以某种方式在系统中的所有用户之间共享的有限资源。因此，已开发了多种策略以防止一个移动装置对无线电频谱的使用（传送和接收）干扰另一移动装置的使用以及防止一个小区的通信干扰另一小区的通信。诸如频分多址(FDMA)等一些策略涉及分配某些频率到一个用户而排除其它用户。诸如时分多址(TDMA)等其它策略涉及允许多个用户共享一个或多个频率，每个用户只在对该用户独特的某些时间被授予频率的独占使用。FDMA和TDMA策略彼此不互相排斥，并且许多系统一起采用两种策略，一个示例是全球移动通信系统(GSM)。

设计者在努力开发带有越来越高能力（例如，更高通信速度、耐干扰性、更高系统容量等）的系统时，包含了不同的技术特征，包括用于共享射频资源的方式。举多个可能示例之一为例，如3GPP TR 36.201，“演进通用地面无线电接入(E-UTRA)；长期演进(LTE)物理层；一般描述”("Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Long Term Evolution (LTE) physical layer; General description")定义的演进通用地面无线电接入网络(E-UTRAN)长期演进(LTE)技术将能够在跨度极广的操作带宽内并且也在跨度极广的载频内操作。此外，E-UTRAN系统将能够在从微小区（即，由覆盖有限区域的低功率基站服务的小区，如购物中心或公众可进入的建筑物）到具有延伸远达100公里的范围的宏小区等大范围距离内操作。为处理在不同应用中可出现的不同无线电条件，在下行链路（即，从基站到用户设备“UE”的通信链路）中使用正交频分多址(OFDMA)技术，这是因为它是能够很好地适用于不同传播条件的无线电接入技术。在OFDMA中，可用数据流被分割成并行传送的多个窄带子载波。由于每个子载波是窄带，因此，它只经历平坦衰落。这使得在接收器将每个子载波解调变得十分容易。

由于运营商在规划将象GSM等更旧的通信系统替换成LTE网络，因此，在LTE内的机器类型通信(MTC)在吸引越来越多的关注。诸如已连接传感器、警报、遥控装置及诸如此类等MTC装置在GSM网络中是常见的，它们与更多常规UE（例如，移动电话）共存于GSM网络中。MTC装置通常具有适中比特率和稀疏通信活动的特征。MTC装置预期在将来的几年内将急剧增多。

在LTE的第8/9版本中，支持的小区带宽在大约1.4到20 MHz的范围内（LTE术语中6和100个资源块(RB)），LTE的物理下行链路控制信道(PDCCH)遍及完全小区带宽，这意味着所有UE要支持通过完全小区带宽的接收以便接收控制信息。如果将有关数据信道（物理下行链路共享信道 - “PDSCH”）的信息在子帧中（1毫秒期间）传送到UE或广播到多个UE，则控制信道携带识别射频频谱中UE在何处能够接收任何此类信息的信息。

LTE第8版已经支持在用于经由单频网络的多媒体广播(MBSFN)的子帧的单播与多播信令之间在子帧基础上的时间域复用，以便允许在以后版本中引入MBSFN而不会不利地影响遗留终端。根据LTE的更早版本设计的任何终端（“遗留终端”）不支持MBSFN，但确实认识出作为MBSFN子帧通过信号传送的子帧不包含终端要接收的任何内容，并且因此在那些子帧中能够避免接收。一种例外是携带可由终端使用的小区特定参考信号(CRS)的子帧中的第一OFDM符号（例如，用于信道估计或用于测量（例如，无线电链路监视 -“RLM”或参考信号接收功率-“RSRP”）），特别是在与普通子帧相邻时。现在，不但在讨论将MBSFN用于多播操作，而且在讨论在异类网络部署情形中中继和改进的测量的上下文中将其与几乎空白子帧(ABS)一起使用。

利用蜂窝系统进行通信的MTC装置已变得越来越普遍。然而，开发能够借助于诸如LTE等通信系统进行通信的MTC装置的观念出现了问题，这是因为满足现有LTE要求将造成MTC装置与它通常为满足其自己的服务质量要求而将要求的相比，成本更高，并且消耗更多功率。如上所提及的一样，MTC装置一般只要求低数据率以便通过信号传送小量的数据。MTC装置类别的一个示例是传感设备。此类装置的一个重要要求是它们应具有低成本及低功耗。一般情况下推动成本和功耗的蜂窝系统参数的示例是系统带宽及响应时间。使用如当前标准化版本定义的LTE要求装置支持最高20 MHz的系统带宽。支持此类大带宽将增加用于LTE MTC装置的成本，并且从MTC装置的角度而言，此类支持基本上将是不必要的，这是因为支持MTC装置的相对低数据率只要求小的系统带宽（例如，最多几MHz）。

此外，在用于发布混合自动请求重发(HARQ)响应的短时间量及在控制信令（指示数据信息即将到来）与数据信息的实际传送之间的短时间间隔方面，LTE具有短响应时间要求。（在LTE系统中，PDCCH指出在与PDCCH包括在相同子帧中的PDSCH中的数据。）满足这些时间要求对处理速度（推动功率）和/或并行处理的需要（增大基带芯片面积并由此增大成本）上提出了高要求。支持低数据率并且带有低功耗的MTC装置最佳的是应使用长响应时间（例如，用于控制信息和数据的解码的更长时间），以便降低要求的时钟速度和并行处理要求。

上面所示要点显示了限制MTC装置在低于20 MHz的系统带宽操作是有益的原因。但如果所有蜂窝网络支持功率和具成本效益的MTC装置，则要求它们自行限制成只使用小带宽将变得限制太严。

目前，在只支持低带宽和/或具有不足解码性能（例如，在PDCCH与PDSCH上可能数据之间更长延迟的要求）的MTC装置之间存在不兼容性，这阻止了此类装置能够连接到目前由第三代合作伙伴项目(3GPP)标准定义的LTE系统。虽然此类MTC装置将能够执行小区搜索并且只在1.4 MHz带宽上接收主信息块(MIB)，但驻留在常规LTE小区将还是不可能的，这是因为能够接收使MTC装置能够例如经随机接入信道(RACH)执行随机接入所要求的其它广播信息（例如，系统信息块 - “SIB”）要求MTC装置能够支持完全LTE带宽，并且也要求MTC装置能够将PDCCH和PDSCH解码而与当前标准相比无任何另外的延迟限制。

因此，最好具有允许MTC装置保留其相对低的性能特性（例如，在支持的带宽大小和/或处理能力方面）并且仍能够连接到诸如但不限于LTE系统等通常对连接装置提出更高性能要求的当今蜂窝通信系统的方法和设备。

发明内容

应强调的是，术语“包括”在本说明书中使用时用于表示所述特征、整体、步骤或组件的存在；但使用此术语不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或其组合。

根据本发明的一方面，上述和其它目的例如在用于操作服务于蜂窝通信系统中主小区的网络节点的方法和设备中得以实现。此类操作包括在一个或多个第一时间间隔，在遍及射频频谱的第一带宽的控制信道上传送第一控制信道信息，其中，第一控制信道传递允许第一类型的通信装置接收来自主小区的数据所需的信息，第一类型的通信装置能够接收具有射频频谱的第一带宽的信号。在一个或多个第二时间间隔，在第一M小区的第二控制信道上传送第二控制信道信息，其中，第二控制信道占用射频频谱的第二带宽，以及其中，第二带宽小于第一带宽，以及其中，一个或多个第二时间间隔与任何一个或多个第一时间间隔不同时发生，由此，使得与第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低的接收带宽能力的第二类型的通信装置能够由网络节点服务。

在一些实施例的一方面，射频频谱的第二带宽在频率方面定位在射频频谱的第一带宽的频率方面位置内。

在一些实施例的一方面，操作包括将信息传送到第二类型的通信装置，其中，信息通知一个或多个第二时间间隔是什么。

在一些实施例的一方面，操作包括将信息传送到第二类型的通信装置，其中，信息通知射频频谱的第二带宽位于射频频谱的什么部分。作为非限制性示例，通知射频频谱的第二带宽位于射频频谱的什么部分的信息在占用射频频谱的第三带宽的信道上传送，其中，第三带宽小于第一带宽，并且射频频谱的第二带宽的频率方面位置与射频频谱的第三带宽的频率方面位置不同。

在一些实施例的一方面，蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧，每个帧包括多个按顺序发生的子帧；并且一个或多个第一时间间隔发生在帧内的一个或多个子帧；并且一个或多个第二时间间隔发生在帧内的一个或多个不同子帧，其中，一个或多个不同子帧未用于在遍及射频频谱的第一带宽的控制信道上传送任何信息。在这些实施例的一些示范备选中：

●帧内一个或多个不同子帧之一中传送的第二控制信道信息指示用作第二类型的通信装置的相应一个或多个下行链路物理数据信道的一个或多个不同子帧的该一个子帧内的一个或多个时间间隔和/或频率。

●帧内一个或多个不同子帧之一中传送的第二控制信道信息指示用作第二类型的通信装置的相应一个或多个下行链路物理数据信道的一个或多个不同子帧的以后一个子帧内的一个或多个时间间隔和/或频率；或者

●操作包括将信号发送到第一类型的通信装置，信号使得第一类型的通信装置在一个或多个不同子帧期间不尝试接收第一控制信道。

在一些实施例的一方面，蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧，每个帧包括多个按顺序发生的子帧；一个或多个第一时间间隔发生在帧内的一个或多个子帧期间；一个或多个第二时间间隔发生在帧内一个或多个子帧内的不同时间；以及一个或多个第一时间间隔与一个或多个第二时间间隔的任何间隔均不同时发生。

在一些实施例的一方面，操作包括传送系统信息，系统信息将以下一项或多项通知第二类型的通信装置：

在接入第一M小区的随机接入信道时使用的随机接入参数；

M小区的子帧模式，其中，与子帧模式相关联的每个M小区是具有第二带宽的射频频谱的预留部分；

主小区的子帧模式；以及

从中能够推断主小区的子帧模式的信息。

在一些实施例的一方面，操作包括接收随机接入传送；以及确定随机接入传送来自第二类型的通信装置，并且响应此确定，通过将识别射频频谱的第二带宽的时间和/或频率方面位置的信息发送到第二类型的通信装置，允许第二类型的通信装置定位M小区。

在一些实施例的一方面，操作包括在一个或多个第三时间间隔，在第一M小区的第三控制信道上传送第三控制信道信息，其中，第三控制信道信息预期由第二类型的通信装置接收，以及其中，一个或多个第三时间间隔与一个或多个第一时间间隔的任何间隔或一个或多个第二时间间隔的任何间隔不同时发生。

在一些实施例的一方面，蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧，每个帧包括多个按顺序发生的子帧，以及其中，一个或多个第二时间间隔发生在帧内的一个或多个子帧，以及其中，一个或多个第三时间间隔发生在子帧内的一个或多个不同时间间隔。

在一些实施例的一方面，蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧，每个帧包括多个按顺序发生的子帧；以及一个或多个第二时间间隔发生在帧内的一个或多个子帧；以及一个或多个第三时间间隔发生在帧内不同子帧内的一个或多个不同时间间隔。

在一些实施例的一方面，蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧，每个帧包括多个按顺序发生的子帧；一个或多个第二时间间隔发生在帧内的一个或多个子帧期间；以及操作包括在一个或多个第三时间间隔，在第二M小区的第三控制信道上传送第三控制信道信息，其中，第三控制信道占用射频频谱的第三带宽，以及其中，第三带宽小于第一带宽，以及其中，一个或多个第三时间间隔发生在帧内的一个或多个子帧期间，并且与一个或多个第二时间间隔同时发生，由此，使得与第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低的接收带宽能力的不同第二类型的通信装置能够由网络节点服务，其中，射频频谱的第二带宽的频率方面位置与射频频谱的第三带宽的频率方面位置不重叠。

在一些实施例的一方面，操作包括在与第一类型的通信装置进行通信时使用第一混合自动请求重发(HARQ)协议；以及在与第二类型的通信装置进行通信时，使用第二HARQ协议，其中，第一HARQ协议的一个或多个定时要求不同于第二HARQ协议的一个或多个定时要求。

在一些实施例的一方面，操作包括传送识别主小区支持的第二类型的通信装置有关的能力的信息。

根据本发明的其它方面，上述和其它目的在例如用于控制蜂窝通信系统中通信装置的方法和设备中实现，其中，通信装置具有只在射频频谱的预定义带宽上操作的无线电设备。此类操作包括操作无线电设备以在射频频谱的第一区域中执行小区搜索过程，其中，第一区域具有不大于预定义的带宽的带宽。在找到蜂窝通信系统中的小区后，调谐无线电设备以促使无线电设备在射频频谱的第二区域中操作，其中，第二区域具有不大于预定义的带宽的带宽。在调谐到射频频谱的第二区域中时，操作无线电设备以接收由蜂窝通信系统传送的系统信息；以及调谐无线电设备以促使无线电设备在射频频谱的第三区域中操作，其中，射频频谱的第二和第三区域至少之一与射频频谱的第一区域不同。

在一些实施例的一方面，在找到蜂窝通信系统中的小区后，调谐无线电设备以促使无线电设备在射频频谱的第二区域中操作包括：接收在射频频谱的第一区域中传送的信息，其中，信息直接或间接通知通信装置第二区域的频率方面位置；以及调谐无线电设备以促使无线电设备在射频频谱的第二区域中操作。

在一些此类实施例的一方面，信息另外直接或间接通知通信装置系统信息将由蜂窝通信系统传送的时间。

在一些实施例的一方面，射频频谱的第一和第二区域均位于分配由蜂窝通信系统使用的射频频谱的某个区域内。

附图说明

图1示出借助于多个小区提供系统覆盖区域的蜂窝通信系统。

图2示出根据本发明的一些方面操作以便提供既是主小区又是M小区的小区203的网络节点201。

图3示出一个时间频率格网，对应于在一个OFDM符号间隔内一个OFDM子载波的一个示范LTE下行链路物理资源（“资源单元”）。

图4是示出在频率域中的下行链路子载波如何组成资源块的时间频率格网。

图5a示出所谓的“普通”循环前缀长度，该长度允许传递每时隙7个OFDM符号。

图5b示出扩展循环前缀，该前缀由于其大小更长，因而允许传递每时隙只6个OFDM符号。

图6示出LTE系统的无线电接口的结构。

图7是遗留LTE系统的无线电接口（时间频率格网）的结构的图示。

图8一方面是根据本发明的示范实施例，由通信系统节点执行的步骤/过程的流程图。

图9是示范子帧的时间频率格网，其中，节点以诸如参照图8所述方式创建了主小区和M小区。

图10一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由通信系统节点执行的步骤/过程的流程图。

图11是示出在预留子帧内能够如何堆叠多个M小区的时间频率格网。

图12是已由节点预留以便由一个或多个M小区独占使用的示范子帧的时间频率格网。

图13一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由MTC装置执行的与M小区搜索和连接有关步骤/过程的流程图。

图14一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由MTC装置执行的步骤/过程的流程图。

图15是MIB及其与主小区谱资源内各种其它MTC单元的关系的时序/频率图。

图16是用于执行本发明的各种方面的系统单元的框图。

图17是根据本发明的一些示范实施例的有限带宽通信装置的框图。

具体实施方式

现在将参照图形描述本发明的各种特性，其中，类似的部分通过相同的标号识别。

现在将结合多个示范实施列，更详细地描述本发明的各种方面。为便于理解本发明，本发明的许多方面根据计算机系统的单元或能够执行编程指令的其它硬件执行的动作序列进行描述。在每个实施例中将认识到，各种动作能由专用电路（例如，互连以执行专用功能的模拟和/或离散逻辑门）执行，由编程有适合的指令集的一个或多个处理器执行，或者由两者的组合执行。术语配置为执行一个或多个所述动作的“电路”在本文中用于指任何此类实施例（即，一个或多个专用电路和/或一个或多个编程的处理器）。另外，本发明能另外考虑为完全在任何形式的计算机可读载体内实施，如包含将使处理器执行本文中所述技术的适当计算机指令集的固态存储器、磁盘或光盘。因此，本发明的各种方面可以许多不同的形式实施，并且所有此类形式要视为在本发明的范围内。对于本发明不同方面的每个方面，如上所述实施例的任一此类形式可在本文中称为配置为执行所述动作的“逻辑”，或者称为执行所述动作的“逻辑”。

在与本发明一致的实施例的一方面，服务于蜂窝通信系统中小区的网络节点支持常规符合标准的通信装置（例如，能够接收具有蜂窝通信系统的完全带宽（“第一带宽”）的第一类型的通信装置）。此小区在本文中称为“主小区”。网络节点也支持能够接收不大于第二带宽的信号的第二类型的通信装置（例如，MTC装置），其中，第二带宽小于第一带宽。仅为方便起见，本文档通篇将引用“MTC装置”。然而，机器类型通信不是本发明的本质方面。相反，与本发明一致的实施例的各种方面适用于能够接收不大于第二带宽的信号的任何第二类型的通信装置（即使该第二类型的通信装置涉及人际互动）。相应地，对一个或多个“MTC装置”的所有引用应概括视为包括所有形式的第二类型的通信装置，包括但不限于实际机器类型通信装置及其它装置。

例如，以LTE系统作为非限制性示例（本发明的各种方面也适用于其它系统），网络节点能够分配一些其资源（包括特殊MTC定向控制和数据信道）以只占用第二带宽（例如，6个RB）。因此，定义了以与MTC装置进行通信为目标的新的实体集，如物理信道和系统信息。在许多情况下，如本文中所述的新实体对应于遗留LTE系统中的实体。由于本发明不限于只由机器类型通信使用，因此，将在本描述通篇中通过添加前缀“M”到更传统术语来表示新实体。“M”能够在广义上视为指“MTC”、“修改”、“微型”或任何其它类型的小区或方面，它们能够视为预期由MTC装置使用（如该术语从广义上理解的一样）并且是主小区的实体的辅助或在一些情况下是其附属。相应地，支持MTC装置的主小区的方面/实体的集合在本文中称为“M小区”，并且对“M小区”的任何引用可视讨论的上下文而指那些方面/实体的任何一个方面/实体或其任何组合或全部。LTE系统中的剩余资源（例如，射频资源）能够用于支持具完全功能的遗留通信装置（即，“第一类型的通信装置”）。因此，“主小区”和“M小区”的服务区域能够在地理上重合。

同样地，以LTE系统为非限制性示例，在一些实施例中，通过预留在普通（遗留）子帧中频率上相邻的RB对，并且在与主小区的PDCCH占用的符号位置不同的OFDM符号位置传送M-PDCCH，可创建M小区。备选，能够预留特定子帧，在预留子帧中，在否则将由主小区的PDCCH占用的OFDM符号位置传送M-PDCCH。

M-PDCCH可与遗留（主小区）PDCCH携带相同类型的信息，包括将下行链路数据信道解调所需的资源块分配、传输格式和HARQ信息及诸如调度授予和功率控制命令等上行链路有关的控制信息。然而，M-PDCCH也可包含更少或更多信息，并且以与PDCCH不同的方式编码。

移动性还能够基于主小区的中心6个RB（或在相当通信系统中类似的小带宽）以便避免信令的重复。另外，在某种意义上能够视为在M-SI信道上输送的系统信息能够以协调的方式传送，从而同样避免信令的重复。

图2示出根据本发明的一些方面操作以便提供既是主小区又是M小区的小区203的网络节点201。为支持与标准兼容（遗留）的UE 205，节点201分配一些其射频资源以便例如用作如根据通信系统标准已知的PDCCH和PDSCH。为允许降低带宽通信装置（例如，MTC装置）207也连接到并利用通信系统，节点201也分配其射频资源的其它部分以便例如用作M-PDCCH和M-PDSCH。如更早所提及的一样，这些信道实质上对应于其遗留系统相对物（但也如上面提及的一样，它们可在一些方面不同），但大小和时间已调整以允许降低带宽通信装置连接到和利用通信系统。

现在将更详细地描述这些和其它方面。为便于读者理解各种描述特征，使用了与LTE系统相关联的术语和特征。然而，这只是用作示例，并且无意于暗示与本发明一致的各种实施例只可在LTE系统中使用。相反，与本发明一致的各种实施例可在与常规LTE系统出现相同问题（例如，强加的超过任何实际MTC装置能够满足的带宽和/或处理能力要求），并且提供以类似于常规LTE系统的方式分配资源的能力的任何类似通信系统中使用。

LTE物理层下行链路传送基于OFDM。基本LTE下行链路物理资源因此能视为如图3所示的时间频率格网，图中每个所谓的“资源单元”对应于在一个OFDM符号间隔内的一个OFDM子载波。

如图4所示，频率域中的下行链路子载波组成资源块(RB)，其中，每个资源块由十二个子载波组成，对应于180 kHz的额定资源块带宽，一个子载波0.5毫秒时隙的持续时间（使用普通循环前缀（如图所示）时为7个OFDM符号，或者使用扩展循环前缀时为6个OFDM符号））。

包括DC子载波的下行链路子载波的总数量因此等于

Figure 2012800322818100002DEST_PATH_IMAGE001

，其中，N _RB是能从

可使用子载波形成的资源块的最大数量。LTE物理层规格实际上允许下行链接载波由从

Figure 2012800322818100002DEST_PATH_IMAGE003

向上的任何数量的资源块组成，对应于范围从1.4 MHz直至20 MHz的额定传输带宽。至少从物理层规格角度而言，这允许LTE带宽/频谱极高度的灵活性。

图5a和5b示出用于LTE下行链路传输的时间域结构。每个1毫秒子帧500由长度为T _slot=0.5毫秒的两个时隙组成（等于

，其中，每个时隙包括15360个时间单位T _S）。每个时隙因而由多个OFDM符号组成。

子载波间隔Δf= 15 kHz对应于有用的符号时间

Figure 2012800322818100002DEST_PATH_IMAGE005

。总OFDM符号时间因而为有用的符号时间和循环前缀长度T _CP之和。定义有两个循环前缀长度。图5a示出普通循环前缀长度，该长度允许传递每时隙7个OFDM符号。对于时隙的第一个OFDM符号，普通循环前缀的长度T _CP是，并且对于剩余OFDM符号，

Figure 2012800322818100002DEST_PATH_IMAGE007

。

图5b示出扩展循环前缀，该前缀由于其大小更长，因而允许传递每时隙只6个OFDM符号。扩展循环前缀的长度T _CP-e是

。

将观察到，在使用普通循环前缀的情况下，用于时隙的第一OFDM符号的循环前缀长度比用于剩余OFDM符号的循环前缀长度稍微更大。这样的原因只是填满整个0.5毫秒时隙，因为每时隙的时间单位数量T _S, (15360)不能被7整除。

在将资源块的下行链路时间域结构考虑在内（即，在0.5毫秒时隙内使用12个子载波）时，将看到，对于普通循环前缀的情况（在图4中示出），每个资源块由个资源要素组成，并且对于扩展循环前缀的情况（未示出），由

个资源要素组成。

终端操作的另一重要方面是移动性，这包括小区搜索、同步和信号功率测量过程。小区搜索终端查找它可能能连接到的小区的过程。作为小区搜索过程的一部分，终端获得小区的身份，并且估计识别的小区的帧定时。小区搜索过程也提供在广播信道上接收系统信息(SI)所必需的参数的估计，包含接入系统所需的剩余参数。

为避免复杂的小区规划，物理层小区身份的数量应足够大。例如，根据LTE标准的系统支持504个不同的小区身份。这504个不同的小区身份分成每组3个身份的168组。

为降低小区搜索复杂度，用于LTE的小区搜索一般分几个步骤进行，这些步骤组成类似于已知宽带码分多址(WCDMA)系统的三步小区搜索过程的过程。为在此过程中帮助终端，LTE在下行链路上提供主同步信号和次同步信号。这在图6中示出，该图示出LTE系统的无线电接口的结构。LTE系统的物理层包括具有10毫秒持续时间的常规无线电帧600。图6示出用于LTE频分双工(FDD)系统的一个此类帧600。每个帧具有20个时隙（编号0到19），每个时隙具有通常由7个OFDM符号组成的0.5毫秒持续时间。子帧由两个相邻时隙组成，并因此具有通常由14个OFDM符号组成的1毫秒持续时间。主同步信号和次同步信号是特定序列，在每个子帧0和5的第一个时隙插入最后两个OFDM符号中。主同步信号能够占用比次同步信号更少的带宽。除同步信号外，小区搜索过程的部分操作也利用在传送信号中的已知位置传送的参考信号。

图7是遗留LTE FDD小区的无线电接口（时间频率格网）的结构的另一图示。能够看到，分配到遗留LTE FDD小区的射频频谱比1.4 MHz的最小下行链路系统带宽（72个子载波或6个RB）更宽。子帧1-3和6-8可用于MBSFN，或者可通过信号发送以便用于其它目的，在此情况下，UE不能预期在不只是第一OFDM符号间隔中的参考信号。（为避免使图形混杂，未示出每个子帧内的每个OFDM符号间隔。）物理广播信道(PBCH)（携带MIB）和同步信号在中心72个子载波内在以前已知的OFDM符号位置传送。

操作节点（例如，节点201）以同时支持主小区和M小区包括多方面，一些方面是其它方面的备选，并且一些备选可一起使用。这将随着与本发明一致的各种实施例的描述而变得更清晰。

图8一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由通信系统节点执行的步骤/过程的流程图。另一方面，图8能够视为示出包括配置成执行所述功能的各种所示电路（例如，硬连线和/或适当编程的处理器）的示范部件800。

为支持MTC装置，节点通过将公共信号和广播信道（MIB在该信道上传送）插入对应于要传送的资源单元的时间/频率格网的缓冲器，准备要传送的数据。在特定子帧的特定时间间隔（本文中也称为“第二时间间隔”）中，通过预留在频率上相邻并且总共占用不大于MTC装置能够处理的带宽的带宽（本文中也称为“第二带宽”）的一个或多个RB对块，节点创建一个或多个M小区（步骤803）。跨整个主小区系统带宽（本文中也称为“第一带宽”）的常规（遗留）PDCCH被插入第一OFDM符号间隔的第1、2或3间隔（本文中也称为“一个或多个第一时间间隔”）（步骤805）。可对应于跨预留RB的带宽的时间偏移遗留PDCCH，但不限于使用它们全部的M-PDCCH被插入一定数量的预留资源单元，M-PDSCH也是一样（步骤807）。预留资源单元能够在除放置任何遗留物理信道的符号外的任何其它符号中。可使MTC装置以前知道M-PDCCH被插入的OFDM符号时间（例如，通过向MTC装置发送信号，或者备选经标准化而固有地变得已知），或者备选，MTC装置可使用盲检测技术检测M-PDCCH。

M-PDCCH可指出紧接在相同子帧内的M-PDCCH后在时间方面的M-PDSCH分配。备选，也可交错控制信令，使得M-PDCCH指出的实际分配在携带M小区的后一子帧中。此后一子帧在时间上的确切位置可由M-PDCCH通过信号向MTC装置指示，为MTC装置先验已知，或者由MTC装置盲检测到。分配到M-PDCCH的频率能够在M-PDCCH占用的相同带宽内，但在备选实施例中能够占用不同的MTC能够的频率带宽。

一旦已插入所有信息，便编码和传送信道（步骤809）。

图9是示范子帧的时间频率格网，其中，节点以诸如参照图8所述方式创建了主小区和M小区。在此非限制性示例中，主小区的控制信道(PDCCH)遍及射频频谱的第一带宽901。M小区的控制信道(M-PDCCH)占用射频频谱的第二带宽903，其中，第二带宽小于第一带宽。如在此非限制性示例中还示出的一样，射频频谱的第二带宽在频率方面定位在射频频谱的第一带宽的频率方面位置内。如能够看到的一样，成对RB已被预留供M小区使用。第一OFDM符号携带跨完全下行链路系统带宽901的遗留（主小区）PDCCH（由斜条纹指示）。在预留RB对中，一些后面的OFDM符号携带跨越不到完全系统带宽（例如，6个RB）的M-PDCCH（由水平条纹指示），因此，它可由MTC装置接收。预留RB中的剩余资源单元可携带M-PDSCH（由格状填充物指示）。除参考信号（由黑色方格指示）跨完全下行链路系统带宽填充其系统指定位置，以便它们可供遗留UE和MTC装置使用外，PDCCH和预留RB外的剩余资源单元可携带主小区PDSCH（由空格指示）。

讨论的焦点现在将转到操作节点（例如，节点201）以便同时支持主小区和M小区的备选方式。此备选的各种方面在图10中示出，图10一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由通信系统节点执行的步骤/过程的流程图。另一方面，图10能够视为示出包括配置成执行所述功能的各种所示电路（例如，硬连线和/或适当编程的处理器电路）的示范部件1000。

在这些实施例中，节点预留特定子帧以便作为M小区独占使用（步骤1001）。这意味着在预留子帧中将不输送主小区信息。在操作中，节点测试当前子帧是否为预留子帧之一（判定框1003）。如果为否（判定框1003外的“否”路径），则节点根据主系统标准插入并随后传送所有信道和信道（步骤1005）。

在每个预留子帧中，通过在频率方面相互堆叠不同M小区，可实现节点的射频资源的有效使用，但这不是任何特定实施例中的要求。因此，如果当前子帧是预留子帧之一（判定框1003外的“是”路径），则节点将RB对分段到一个或多个M小区中（步骤1007）。节点随后插入公共信号和广播信道（步骤1009）。公共信道是用于主小区的相同信道或信道的子集（例如，参考信号）。

每个M小区具有可跨M小区的系统带宽（小于主小区的系统带宽）的M-PDCCH。对于M小区跨越的带宽，此M-PDCCH可对应于遗留PDCCH，但不限于如此。因此，在一些实施例中，如果M-PDCCH是带有更小带宽的遗留小区的一部分，则它能够表现得象遗留PDCCH一样。这样，M小区能够在预留子帧期间变得完全象遗留小区一样运行。在备选实施例中，能够实现与遗留PDCCH合规性的偏离。例如，M-PDCCH可不覆盖为M小区预留的整个带宽。在另一示例中，M-PDCCH可以不同于遗留PDCCH编码的方式编码（例如，M-PDCCH可包括遗留PDCCH中不允许的格式）。

类似于上面参照图8和9所述实施例，M-PDCCH可指出紧接在相同子帧中的M-PDCCH后在时间方面和/或在频率方面的M-PDSCH分配。备选，可交错控制信令，使得M-PDCCH指出的实际分配在携带M小区的后一子帧中。另外，M-PDCCH可携带另外的信息，诸如但不限于用于在上行链路(UL)上要由MTC装置执行的传送的授予和功率控制命令(TPC)。

相应地，在当前子帧内计划的OFDM符号间隔（第二时间间隔），节点在RB对的段中插入M-PDCCH和M-PDSCH（步骤1011）。一旦已安排所有信息，便编码和传送信道（步骤1013）。节点随后选择要传送的下一子帧（步骤1015），并且通过返回判定框1003，为新选择的“当前”子帧重复该过程。

图11是示出在预留子帧内能够如何如上所述堆叠多个M小区的时间频率格网。在图11中，子帧1和6被预留以便作为M小区独占使用，并且这些子帧每个被分割成一定数量n个M小区，其中，n是大于或等于1的整数。剩余子帧0、2-5和7-9可用作主小区。

图12是已由节点预留以便由一个或多个M小区（1..m..n）独占使用的示范子帧的时间频率格网，其中，1 ≤ m ≤ n。这些子帧已以相对于图10和11所述的方式创建。无遗留PDCCH需要在此子帧中传送。因此，在每M小区中传送的M-PDCCH在第一OFDM符号间隔开始。除参考信号（由黑色方格示出）还能够跨完全下行链路系统带宽填充其系统指定位置外，每个M小区中的剩余资源单元用于M-PDSCH。

预留子帧可被指出为主小区系统信息中的受限子帧或MBSFN子帧，以便防止遗留UE尝试将预留子帧中的PDCCH解码（该解码操作毫无疑问将失败）。然而，这不是所有实施例中的要求。

另一方面，M小区的M-PDCCH可添加或刺入主小区中携带PDCCH的符号中。因此，可特别注意不要让M小区重叠在诸如物理控制格式指示符信道(PCFICH)等主小区PDCCH上的关键和静态信息。

在还有的其它实施例中，节点可安排一些子帧以诸如上面相对于图8-9所述等方式支持主小区和一个或多个M小区，并且也可以诸如上面相对于图10-12所述的方式为M小区的独占使用预留其它子帧。

描述现在将集中在节点向MTC装置供应MTC有关系统信息(M-SI)的方式。节点可传送包含诸如但不限于以下所述信息的M-SI块(M-SIB)：

●随机接入参数（即，指示要使用的随机接入序列和时间频率位置的信息）；和/或

●M小区的子帧模式（或允许推断此模式的信息）；和/或

●主小区的子帧模式（包含CRS的子帧）（或允许推断此模式的信息）。

M-SI可在根据MTC标准以前确定的时间频率位置，在其它信令（例如，根据由主小区传送并且由于其有限带宽原因也可由MTC装置接收的MIB）指出的位置，或者由在MTC装置第一次接入主小区时要盲检测的M-PDCCH揭示的位置传送。M-SI通过有限带宽（例如，6个RB）传送。M-SI可在居中于主小区的载频但不限于此的M小区中传送。如果在6个RB的带宽内围绕主小区载频传送，则MTC装置能够在6个RB的带宽内执行小区搜索、MIB采集和SI采集而不重新调谐无线电。

与本发明一致的实施例的其它方面允许MTC装置利用适合的随机接入信道以便与M小区建立连接。几个备选是可能的。在这些备选之一中，MTC装置第一次连接到与主小区相关联的M小区时，它可通过向居中于主小区载频并且所有MTC装置借助于例如标准化已知的MTC“吸引者”小区执行随机接入而进行此操作。吸引者M小区可以是与传送M-SI的小区相同的小区。随机接入时间/频率资源可以与主小区中使用的时间/频率资源相同。

吸引者M小区可以能够支持提出随机接入请求的一个或多个MTC装置，但通常将不能支持所有请求者。因此，响应随机接入过程，节点在请求MTC装置不适合连接到此M小区的情况下，向该MTC装置发送消息，消息引导MTC装置到其它M小区之一。之后，MTC装置在另外收到信号指示前，记住通过无线电资源控制“闲置”(RRC_IDLE)与无线电资源控制“已连接”(RRC_CONNECTED)之间的状态转变而已被引导到的目标M小区。

作为使用吸引者M小区的备选，在一些实施例中，MTC装置基于标准化方案而自行确定目标M小区，标准化方案例如但不限于可将MTC装置的IMSI（国际移动订户身份）、主小区带宽和来自M-SI的信息考虑在内。在此方案中，MTC装置读取MIB和M-SI，并且之后直接执行向目标M小区的随机接入。然而，即使在此处，也还可支持将MTC装置重定向到仍有的另一M小区的机制以便允许节点进一步进行负载平衡。

为进一步示出与用于M小区的M-SI和随机接入过程有关的本发明的方面，显示了图13，图13一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由MTC装置执行的与M小区搜索和连接有关的步骤/过程的流程图。另一方面，图13能够视为示出用于执行M小区搜索和连接的MTC装置中的示范部件1300，该部件包括配置成执行所述功能的各种示出的电路（例如，硬连线和/或适当编程的处理器电路）。

MTC装置最初执行M小区搜索，并且确定小区身份和定时（步骤1301）。要注意的是，主小区借助于每个只占用其射频资源的1.4 MHz（6个RB）的其主和次同步信号而支持其自己的小区搜索。因此，MTC装置能够使用这些相同信号实现执行其自己的M小区搜索的目的。

MTC装置随后根据本文中示为“Alt A1”、“Alt A2”和“Alt A3”的三个示范备选的任何一个备选，采集其系统信息(M-SI)。先探讨Alt A1，MTC装置读取由主小区传送的MIB（步骤1303）。由于即使在主小区中，MIB只占用1.4 MHz（6个RB），因此，这是可能的。在此实施例中，MIB包括识别M-SI在被传送时可能处于的一个或多个可能即将出现位置（即，在时间/频率方面）的信息。基于此信息，MTC装置使用盲检测技术检测和采集来自M-SI的信息（步骤1305）。

现在关注示为Alt A2的实施例，MTC装置读取由主小区传送的MIB（步骤1307）。在此实施例中，MIB包括能够直接或间接从中确定即将到来的M-SI的准确时间/频率位置的信息。也就是说，MIB直接包括即将到来的M-SI的时间/频率位置，或备选借助于一个或多个间接程度提供它。使用一个间接程度作为非限制性示例，MIB将包括可由MTC装置读取并且包括即将到来的M-SI的准确时间/频率位置的即将到来的信息的时间/频率位置。基于此信息，MTC装置检测并且采集来自M-SI的信息（步骤1309）。

现在转到示为Alt A3的实施例，MTC装置读取由主小区传送的MIB（步骤1311）。在此备选中，MTC装置以前已得到指示即将到来的M-SI将处于的时间/频率位置的信息（例如，经标准化），但它不知道M-SI是否在任何特定子帧中传送。因此，MIB提供此信息（例如，借助于指示“M-SI存在”或“M-SI不存在”的标志），以便MTC装置知道是否要尝试读取M-SI。假设MIB指示M-SI将在其即将到来的已知位置中存在，则MTC装置读取在该位置的M-SI（步骤1313）。

完成任何备选Alt A1、Alt A2或Alt A3或任何其它相当备选后，MTC装置已读取MIB和M-SI。MTC装置因此现在已准备就绪，可以执行到M小区的连接设置。在与本发明一致的实施例的其它方面，执行连接设置能够以多个备选方式的任何方式完成，其中的两个方式在图13中示出。这些方案分别示为Alt B1和Alt B2。

先探讨Alt B1，此处的情况是MTC装置不知道它最终将引导到的目标M小区的时间/频率位置的一种情况，但它确实知道（例如，经诸如通过使用如更早所述的“吸引者”小区等“标准化”，或者借助于直接或间接从MIB信息获得的信息）执行RACH过程使用的初始M小区的位置。因此，MTC装置执行到此“初始”M小区的连接设置（例如，使用从M-SI获得的RACH参数）（步骤1315）。响应到初始M小区的此接入，MTC装置接收指示目标M小区的时间/频率位置的信息（步骤1317）。可能目标M小区能够是与初始M小区相同的小区，或者它能够是不同的M小区。

知道目标M小区的时间/频率位置后，MTC装置调谐并连接到目标M小区（步骤1319）。MTC装置现在可利用通信系统满足其通信需要。

现在考虑Alt B2，此情形的前提是MTC装置本身能够确定其目标小区的时间/频率位置。例如，情况可以是如更早所述的吸引者小区是用于MTC装置的目标小区。在其它备选中，MTC装置（如更早所述）基于MTC装置已经知道的信息产生时间/频率位置。此类信息可包括但不限于MTC装置的IMSI、主小区带宽和来自M-SI的信息中的任一项或全部。因此，MTC装置开始自行确定目标M小区的时间/频率位置（步骤1321），并且随后根据它已经确定的RACH过程执行到目标M小区的连接设置（例如，使用从M-SI获得的RACH参数）（步骤1323）。

在与本发明一致的实施例的其它方面，MTC装置能够重新调谐其操作带宽所居中的频率的事实得到有利地使用。一方面，一些实施例在多个M小区的仅一个M小区中传送M-SI。传送M-SI的M小区中的该特定M小区能够随时间的过去是静态的，或者它可以随时间的过去而改变（但一次还只在M小区之一中出现）。这些实施例每个产生了主小区的射频资源的有效使用。

为示出上述方面的特征，图14一方面是根据本发明的一些但不必是所有示范实施例，由MTC装置执行的步骤/过程的流程图。另一方面，图14能够视为示出包括配置成执行所述功能的各种所示电路（例如，硬连线和/或适当编程的处理器）的示范部件1400。

MTC装置以如更早所述任何方式连接到目标M小区。目标M小区随后作为MTC装置的服务M小区操作。MTC装置相应地在通信系统中操作，其无线电设备调谐到主小区的射频频谱中分配到服务M小区的该部分（步骤1401）。

在读取M-SI的需要再次出现前，这种情况持续（例如，系统信息截止，或者MTC装置得到系统信息已更改的通知）。发生这种情况时，MTC装置调谐其无线电设备以便能够在不同射频区域中操作，即，包括携带M-SI的资源块的频率区域（步骤1403）。MTC装置使用的一些或所有频率区域可位于主小区的操作带宽内，但在备选实施例中可在主小区的控制之下位于其它射频频带中。将领会的是，从技术角度而度，调谐到不同射频频带与标准无线电设备调谐到全部在相同频带内的不同频率或频率集大不相同。例如，对滤波器的要求大不相同。

在更改MTC装置操作所处频率区域以便匹配M-SI的频率区域后，MTC装置读取M-SI 1405，并且随后将其频率区域调谐回到服务M小区占用的频率区域（步骤1407），以便它能够继续其操作。

将领会的是，虽然一些MTC装置在频率区域之间跳频以便与其服务M小区进行通信以及接收更新的M-SI，但对于具有相同主系统的一些其它MTC装置，服务M小区和传送M-SI的M小区能够是一个相同的M小区。

在与本发明一致的实施例还有的另一方面，通过使用预定义的跳频序列，在时间上改变分配到M小区的实际资源块，能够改进频率分集。在一些但不必是所有示范实施例中，实际跳频模式能够在下行链路和上行链路方向上不同。

现在将讨论集中在参考信号上。如更早所提及的一样，MTC装置能够利用跨主系统的完全下行链路系统带宽填充其系统指定位置的参考信号（例如，CRS）。此类参考信号被示出，例如在图9和12中示为黑色方格。此方案允许MTC装置使用另外的子帧进行信道估计、无线电资源管理(RRM)和无线电链路监视(RLM)测量。为利用这些参考信号，MTC装置将在其自己的M小区与主小区之间的频率偏移考虑在内。频率偏移是在主小区的中心子载波与M小区的中心子载波之间的偏移。另外，就LTE和类似系统而言，根据标准化，可用频率带宽（第一带宽）的中心频率保持未使用。除非M小区的频率区域碰巧居中于主小区的中心频率，否则，对于M小区的频率区域（具有小于第一带宽的第二带宽），情况将不是如此。

然而，在一些但不必是所有实施例中，M小区可使用其自己的参考信号（即，与主小区传送的参考信号不同的参考信号）。在这些实施例的一些实施例中，基于主小区配置，通过考虑主小区参考信号占用的资源，MTC装置仍可获得相对于资源映射和/或解码的益处。通过分析更早所述的M-SI，MTC装置能够推断除M小区子帧外，它还能够使用的子帧。

还有的其它方面涉及接收和传送，并且更具体地说，涉及MTC装置有关的HARQ的使用。用于HARQ的往返时间一般情况下相对于已连接到主小区的装置而根据标准化设置。但是，如更早所解释的一样，MTC装置经常缺乏满足在数据的接收与将确认(ACK)或否定确认(NACK)传送回数据始发方所需时间之间的快速周转所要求的处理能力。由于单播业务的所有接收和初始随机接入后的所有传送在服务M小区中执行，因此，在与本发明一致的一些实施例的另一方面，用于HARQ的往返时间适用于将M小区子帧模式考虑在内。因此，MTC装置可在数据的接收后，在要求它返回ACK/NACK之前具有更多时间。

另外，如果支持M-PDCCH交错（如更早所述），则进一步修改往返时间以也将此考虑在内。

与本发明一致的一些实施例还有的其它方面包括节点经MIB或者经能够在以前已知的时间/频率位置嵌入的另一信号揭示M小区能力。后者可包括MTC装置使用以前已知的M-SI无线电网络临时标识符(M-SI-RNTI)，盲性尝试将M-PDCCH解码以求获得M-SI。

更早提及的是，在一些实施例中，MIB能够为MTC装置提供对允许MTC装置定位M小区和/或定位M-PDCCH和/或定位M-SI和/或知道它能够如何执行M-RACH过程有用的信息。现在将参照图15，进一步详细描述这些方面，图15是MIB 1501及其与主小区谱资源内各种其它MTC单元的关系的时序/频率图。

一方面，MIB 1501（占用主小区中的其标准位置）包括时间/频率信息（由带圆圈的数字“1”表示），该信息通知MTC装置分配到在系统标准化位置（例如，在LTE系统中的子帧5中）中传送的第一系统信息块（SIB 1）的调制和编码方案(MCS)和/或资源块的位置。作为遗留SIB的第一SIB分配有使得它能够由MTC装置读取的频率资源。它包括诸如RACH时间/频率格网和RACH签名(signature)等信息。

另一方面，MIB 1501包括时间/频率信息（由带圆圈的数字“2”表示），该信息通知MTC装置分配到在某个子帧中传送的特定M-SIB的MCS和/或资源块的位置（或某些资源块内资源单元的子集）。

在还有的另一方面，MIB 1501包括时间/频率信息（由带圆圈的数字“3”表示），该信息通知MTC装置分配到特定M小区的MCS和/或资源块的位置。借助于此信息，MTC装置能够确定与M小区相关联的M-MIB和/或M-SIB的位置（例如，经标准化）。

在还有的另一方面，MIB 1501包括要由MTC装置用于连接设置的时间/频率格网中MTC特定RACH序列和/或RACH区域集。在第一变化（由带圆圈的标号“4a”表示）中，MTC装置将使用位于标准化时间/频率位置中的主系统的标准RACH。因此，MIB 1501不必需要提供位置信息到MTC装置，但它确实至少包括在经RACH执行连接设置时应使用的MTC特定RACH序列。在第二变化（由带圆圈的标号“4b”表示）中，MTC装置将使用MTC特定RACH。因此，MIB至少包括时间/频率格网中要由MTC装置用于连接设置的RACH区域。如后面解释的一样，MTC装置可以能够推导在RACH过程期间要使用的RACH序列而无需节点的进一步帮助。备选，MIB也能够将此M-RACH序列提供到MTC装置。

另一方面（由带圆圈的数字“5”表示），MIB 1501指示分配到特定M-PDCCH的资源块、参考信号序列或搜索空间，其应占用与主系统的自己（遗留）PDCCH位置不同的主系统的射频频谱的区域。M-PDCCH将控制信息提供到MTC装置，包括MTC特定SIB或指向SIB的下行链路指派。

在还有的另一方面（图中未示出以便避免混杂量过多），MIB 1501包括不同资源块和/或MCS分配集的直接或间接引用，在这些资源块和/或MCS分配集中，装置能够执行盲解码以便找到上面提及的系统信息。

图16是用于执行本发明的各种方面的系统单元的框图。具体而言，网络节点1601（例如，配置成能够执行上述功能性的eNodeB）耦合到能够发送和接收信号以便如上所述服务于主小区及一个或多个M小区的收发器1603）。网络节点1601包括配置成相对于节点采取的动作执行上述MTC有关方面的任何一方面或其任何组合。此类电路例如能够完全是硬连线电路（例如，一个或多个专用集成电路-“ASIC”）。然而，图16的示范实施例中示出的是可编程电路，包括耦合到一个或多个存储器装置1607（例如，随机存取存储器、磁盘驱动器、光盘驱动器、只读存储器等）和网络接口1609的处理器1605。存储器装置1607存储配置成促使处理器1605控制其它节点单元以便执行上述任何节点有关方面的程序部件1611（例如，处理器指令集）。存储器装置1607也可存储表示处理器1605在执行诸如程序部件1611指定的那些功能等其功能时可需要的各种常量和变量参数的数据（未示出）。网络接口1609允许节点1601与通信系统中的其它节点（未示出）进行通信。

图17是诸如上述示例中MTC装置等有限带宽通信装置1700的框图。有限带宽通信装置包括控制器1703，控制器耦合到允许有限带宽通信装置1701执行其应用特定功能性（例如，作为某种传感器操作）并且也作为通信装置操作（例如，能够传递传感器数据到服务器并且可能也能够接收指令）的其它用户设备(UE)电路/硬件组件1705。其它UE电路/硬件组件1705通常在本领域为人所熟知，并且可包括例如但不限于耦合到一个或多个天线1709的无线电电路1707和（可选地）传感器电路1711（例如，温度传感器、声音传感器、磁场传感器等）等单元。其它UE电路/硬件也可包括某种用户接口（例如，显示器、键盘、开关）1713，但要求使用有限带宽通信装置的应用可对用户接口1713（例如，重置开关）具有极其简单的需要或者根本不需要。

控制器1703包括配置成执行上面相对于MTC装置动作所述MTC有关方面的任何一方面或其任何组合。此类电路例如能够完全是硬连线电路（例如，一个或多个ASIC）。然而，图17的示范实施例中示出的是可编程电路，包括耦合到一个或多个存储器装置1717（例如，随机存取存储器、磁盘驱动器、光盘驱动器、只读存储器等）的处理器1715。存储器装置存储配置成促使处理器1715控制其它UE电路/硬件组件1705以便执行上述任何MTC装置有关方面的程序部件1719（例如，处理器指令集）。存储器1717也可存储表示处理器1715在执行诸如程序部件1719指定的那些功能等其功能时可需要的各种常量和变量参数的数据1721。

如上所述与本发明一致的实施例的各种方面提供了只支持小带宽的通信装置不能连接到具有更高带宽的网络和在其中操作的问题的解决方案。各种方面不但适用于频分双工(FDD)操作，而且适用于时分双工(TDD)操作。

M小区概念的一个益处是系统可动态调整M小区的数量以便匹配在被服务遗留装置与MTC装置的数量之间的当前平衡。诸如相对于图8和9所示那些实施例等实施例允许主系统逐一添加M小区，从而提供最大灵活性。在诸如相对于图10-12所示那些实施例等实施例中，整个子帧分配到M小区，这提供了更低的颗粒度，但同时由于资源单元无需为遗留（主小区）PDCCH传送预留，因此可能允许实现更高效率。使用这些实施例的组合的系统可利用两个实施例的优点。

本发明已参照特定实施例描述。然而，本领域的技术人员将容易理解，可能以与上述实施例的形式不同的特定形式实施本发明。

例如，一些示出的示范实施例显示占用射频频谱的某个带宽的M小区，该带宽在频率方面位于遗留系统（例如，LTE系统）分配的射频带宽的某个带宽内。（例如，参见在频率方面位于主小区系统带宽901内的M小区系统带宽903。）然而，还将领会的是，在其它图中示出的各种所示步骤和电路及对应文本未使此变成与本发明一致的实施例的基本特征。相反，遗留系统（包括其各种控制信道）在一些实施例中能够只遍及射频频谱的第一带宽，而M小区实体（包括各种M小区控制信道、随机接入信道等）能够只遍及射频频谱的第二带宽（第二带宽小于第一带宽），而对第二带宽的频率方面位置是否落在第一带宽的频率方面位置内无任何限制。例如，各种M小区实体的一个或多个实体在一些实施例中能够完全位于遗留通信系统被允许使用的射频频带外。（例如，参见图11，图11示出位于主系统的中心72个子载波内的M小区m，而诸如M小区1和M小区n等其它M小区在频率方面位于与中心72个子载波有一定距离处，而对它们是否在频率方面位于主系统的频率方面带宽位置内未设有任何限制。）

相应地，所述实施例只是说明，不应以任何方式视为限制。本发明的范围由随附权利要求而不是前面的描述提供，并且在权利要求范围内的所有变化和等同物要包含在内。

Claims

1.一种操作服务于蜂窝通信系统中主小区的网络节点(1601)的方法，所述方法包括：

在一个或多个第一时间间隔（805，1005），在遍及射频频谱的第一带宽(901)的控制信道上传送第一控制信道信息，其中所述第一控制信道传递允许第一类型的通信装置接收来自所述主小区的数据所需的信息，所述第一类型的通信装置(205)能够接收具有所述射频频谱的所述第一带宽(901)的信号；以及

在一个或多个第二时间间隔（807，1011），在第一M小区（M小区1、M小区m、M小区n）的第二控制信道上传送第二控制信道信息，其中所述第二控制信道占用所述射频频谱的第二带宽(903)，以及其中所述第二带宽(903)小于所述第一带宽(901)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔与所述一个或多个第一时间间隔的任一个不同时发生，由此，使得与所述第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低的接收带宽能力的第二类型的通信装置（207，1701）能够由所述网络节点服务。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述射频频谱的第二带宽(903)在频率方面定位在所述射频频谱的第一带宽(901)的频率方面位置内。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，包括将信息传送到所述第二类型的通信装置，其中所述信息通知所述一个或多个第二时间间隔是什么。

4.如前面权利要求任一项所述的方法，包括将信息传送到所述第二类型的通信装置，其中所述信息通知所述射频频谱的所述第二带宽(903)位于所述射频频谱的什么部分。

5.如权利要求4所述的方法，其中通知所述射频频谱的所述第二带宽(903)位于所述射频频谱的什么部分的所述信息在占用所述射频频谱的第三带宽的信道上传送，其中所述第三带宽小于所述第一带宽(901)，以及其中所述射频频谱的所述第二带宽(903)的频率方面位置与所述射频频谱的所述第三带宽的频率方面位置不同。

6.如前面权利要求任一项所述的方法，其中所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧包括多个按顺序发生的子帧(500)，以及其中所述一个或多个第一时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔发生在所述帧(600)内的一个或多个不同子帧(500)，其中所述一个或多个不同子帧(500)未用于在遍及所述射频频谱的所述第一带宽(901)的所述控制信道上传送任何信息。

7.如权利要求6所述的方法，其中在所述帧(600)内所述一个或多个不同子帧(500)之一中传送的所述第二控制信道信息指示用作所述第二类型的通信装置的相应一个或多个下行链路物理数据信道的所述一个或多个不同子帧(500)的所述一个子帧内的一个或多个时间间隔和/或频率。

8.如权利要求6所述的方法，其中在所述帧(600)内所述一个或多个不同子帧(500)之一中传送的所述第二控制信道信息指示用作所述第二类型的通信装置的相应一个或多个下行链路物理数据信道的所述一个或多个不同子帧(500)的以后一子帧内的一个或多个时间间隔和/或频率。

9.如权利要求6所述的方法，包括将信号发送到所述第一类型的通信装置，使得所述第一类型的通信装置在所述一个或多个不同子帧(500)期间不尝试接收所述第一控制信道。

10.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中：

所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧(600)包括多个按顺序发生的子帧(500)；

所述一个或多个第一时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)期间；

所述一个或多个第二时间间隔发生在所述帧(600)内所述一个或多个子帧(500)内的不同时间；以及

所述一个或多个第一时间间隔与所述一个或多个第二时间间隔的任何间隔均不同时发生。

11.如前面权利要求任一项所述的方法，包括传送系统信息，所述系统信息将以下一项或多项通知所述第二类型的通信装置：

在接入所述第一M小区的随机接入信道时使用的随机接入参数；

M小区的子帧模式，其中与所述子帧模式相关联的每个M小区是具有所述第二带宽(903)的所述射频频谱的预留部分；

主小区的子帧模式；以及

从中能够推断主小区的所述子帧模式的信息。

12.如权利要求1所述的方法，包括：

接收随机接入传送；以及

确定所述随机接入传送来自所述第二类型的通信装置，并且响应此确定，通过将识别所述射频频谱的所述第二带宽(903)的时间和/或频率方面位置的信息发送到所述第二类型的通信装置，允许所述第二类型的通信装置定位M小区。

13.如前面权利要求任一项所述的方法，包括：

在一个或多个第三时间间隔，在所述第一M小区的第三控制信道上传送第三控制信道信息，其中所述第三控制信道信息预期由所述第二类型的通信装置接收，以及其中所述一个或多个第三时间间隔与所述一个或多个第一时间间隔的任何间隔或所述一个或多个第二时间间隔的任何间隔不同时发生。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧(600)包括多个按顺序发生的子帧(500)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)，以及其中所述一个或多个第三时间间隔发生在所述子帧(500)内的一个或多个不同时间间隔。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧(600)包括多个按顺序发生的子帧(500)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)，以及其中所述一个或多个第三时间间隔发生在所述帧(600)内不同子帧(500)内的一个或多个不同时间间隔。

16.如权利要求1所述的方法，其中：

所述一个或多个第二时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)期间；以及

所述方法包括：

在一个或多个第三时间间隔，在第二M小区的第三控制信道上传送第三控制信道信息，其中所述第三控制信道占用所述射频频谱的第三带宽，以及其中所述第三带宽小于所述第一带宽(901)，以及其中所述一个或多个第三时间间隔发生在所述帧(600)内的所述一个或多个子帧(500)期间，并且与一个或多个所述第二时间间隔同时发生，由此，使得与所述第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低的接收带宽能力的不同第二类型的通信装置能够由所述网络节点服务，

其中所述射频频谱的所述第二带宽(903)的频率方面位置与所述射频频谱的所述第三带宽的频率方面位置不重叠。

17.如前面权利要求任一项所述的方法，包括：

在与所述第一类型的通信装置(205)进行通信时使用第一混合自动请求重发(HARQ)协议；以及

在与所述第二类型的通信装置（207，1701）进行通信时，使用第二HARQ协议，

其中所述第一HARQ协议的一个或多个定时要求不同于所述第二HARQ协议的一个或多个定时要求。

18.如前面权利要求任一项所述的方法，包括传送识别所述主小区支持的所述第二类型的通信装置（207，1701）有关的能力的信息。

19.一种在蜂窝通信系统中控制通信装置（207，1701）的方法，其中所述通信装置具有只在射频频谱的预定义带宽上操作的无线电设备(1707)，所述方法包括：

操作所述无线电设备(1707)以在所述射频频谱的第一区域中执行小区搜索过程(1301)，其中所述第一区域具有不大于所述预定义的带宽的带宽；

在找到所述蜂窝通信系统中的小区后，调谐(1403)所述无线电设备以促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的第二区域中操作，其中所述第二区域具有不大于所述预定义的带宽的带宽；

在调谐到所述射频频谱的所述第二区域时，操作所述无线电设备(1707)以接收由所述蜂窝通信系统传送的系统信息（1309，1405）；以及

调谐所述无线电设备(1707)以促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的第三区域中操作，其中所述射频频谱的所述第二和第三区域至少之一与所述射频频谱的所述第一区域不同。

20.如权利要求19所述的方法，其中在找到所述蜂窝通信系统中的所述小区后，调谐(1403)所述无线电设备(1707)以促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的所述第二区域中操作包括：

接收在所述射频频谱的所述第一区域中传送的信息(1501)，其中所述信息直接或间接通知所述通信装置所述第二区域的频率方面位置；以及

调谐(1403)所述无线电设备(1707)以促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的所述第二区域中操作。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述信息(1501)另外直接或间接通知所述通信装置（207，1701）所述系统信息将由所述蜂窝通信系统传送的时间。

22.如权利要求19到21任一项所述的方法，其中所述射频频谱的所述第一和第二区域均位于分配由所述蜂窝通信系统使用的所述射频频谱的某个区域内。

23.一种用于操作服务于蜂窝通信系统中主小区的网络节点(1601)的设备（1000，1605，1607，1611），所述设备包括：

电路，配置成在一个或多个第一时间间隔（805，1005），在遍及射频频谱的第一带宽(901)的控制信道上传送第一控制信道信息，其中所述第一控制信道传递允许第一类型的通信装置接收来自所述主小区的数据所需的信息，所述第一类型的通信装置(205)能够接收具有所述射频频谱的所述第一带宽(901)的信号；以及

电路，配置成在一个或多个第二时间间隔（807，1011），在第一M小区（M小区1、M小区m、M小区n）的第二控制信道上传送第二控制信道信息，其中所述第二控制信道占用所述射频频谱的第二带宽(903)，以及其中所述第二带宽(903)小于所述第一带宽(901)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔与所述一个或多个第一时间间隔的任一个不同时发生，由此，使得与所述第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低的接收带宽能力的第二类型的通信装置（207，1701）能够由所述网络节点服务。

24.如权利要求23所述的设备，其中所述射频频谱的第二带宽(903)在频率方面定位在所述射频频谱的第一带宽(901)的频率方面位置内。

25.如权利要求23或权利要求24所述的设备，包括配置成将信息传送到所述第二类型的通信装置的电路，其中所述信息通知所述一个或多个第二时间间隔是什么。

26.如权利要求23到25任一项所述的设备，包括配置成将信息传送到所述第二类型的通信装置的电路，其中所述信息通知所述射频频谱的所述第二带宽(903)位于所述射频频谱的什么部分。

27.如权利要求26所述的设备，其中通知所述射频频谱的所述第二带宽(903)位于所述射频频谱的什么部分的所述信息在占用所述射频频谱的第三带宽的信道上传送，其中所述第三带宽小于所述第一带宽(901)，以及其中所述射频频谱的所述第二带宽(903)的频率方面位置与所述射频频谱的所述第三带宽的频率方面位置不同。

28.如权利要求23到27任一项所述的设备，其中所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧包括多个按顺序发生的子帧(500)，以及其中所述一个或多个第一时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)，其中所述一个或多个第二时间间隔发生在所述帧(600)内的一个或多个不同子帧(500)，其中所述一个或多个不同子帧(500)未用于在遍及所述射频频谱的所述第一带宽(901)的所述控制信道上传送任何信息。

29.如权利要求28所述的设备，其中在所述帧(600)内所述一个或多个不同子帧(500)之一中传送的所述第二控制信道信息指示用作所述第二类型的通信装置的相应一个或多个下行链路物理数据信道的所述一个或多个不同子帧(500)的所述一个子帧内的一个或多个时间间隔和/或频率。

30.如权利要求28所述的设备，其中在所述帧(600)内所述一个或多个不同子帧(500)之一中传送的所述第二控制信道信息指示用作所述第二类型的通信装置的相应一个或多个下行链路物理数据信道的所述一个或多个不同子帧(500)的以后一子帧内的一个或多个时间间隔和/或频率。

31.如权利要求28所述的设备，包括配置成将信号发送到所述第一类型的通信装置的电路，使得所述第一类型的通信装置在所述一个或多个不同子帧(500)期间不尝试接收所述第一控制信道。

32.如权利要求23到26任一项所述的设备，其中：

33.如权利要求23到32任一项所述的设备，包括配置成传送系统信息的电路，所述系统信息将以下一项或多项通知所述第二类型的通信装置：

主小区的子帧模式；以及

从中能够推断主小区的所述子帧模式的信息。

34.如权利要求23所述的设备，包括：

电路，配置成接收随机接入传送；以及

电路，配置成确定所述随机接入传送来自所述第二类型的通信装置，并且响应此确定，通过将识别所述射频频谱的所述第二带宽(903)的时间和/或频率方面位置的信息发送到所述第二类型的通信装置，允许所述第二类型的通信装置定位M小区。

35.如权利要求23到34任一项所述的设备，其中：

电路，配置成在一个或多个第三时间间隔，在所述第一M小区的第三控制信道上传送第三控制信道信息，其中所述第三控制信道信息预期由所述第二类型的通信装置接收，以及其中所述一个或多个第三时间间隔与所述一个或多个第一时间间隔的任何间隔或所述一个或多个第二时间间隔的任何间隔不同时发生。

36.如权利要求35所述的设备，其中所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧(600)包括多个按顺序发生的子帧(500)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)，以及其中所述一个或多个第三时间间隔发生在所述子帧(500)内的一个或多个不同时间间隔。

37.如权利要求35所述的设备，其中所述蜂窝通信系统的空中接口分成按顺序发生的帧(600)，每个所述帧(600)包括多个按顺序发生的子帧(500)，以及其中所述一个或多个第二时间间隔发生在帧(600)内的一个或多个子帧(500)，以及其中所述一个或多个第三时间间隔发生在所述帧(600)内不同子帧(500)内的一个或多个不同时间间隔。

38.如权利要求23所述的设备，其中：

所述设备包括：

电路，配置成在一个或多个第三时间间隔，在第二M小区的第三控制信道上传送第三控制信道信息，其中所述第三控制信道占用所述射频频谱的第三带宽，以及其中所述第三带宽小于所述第一带宽(901)，以及其中所述一个或多个第三时间间隔发生在所述帧(600)内的所述一个或多个子帧(500)期间，并且与一个或多个所述第二时间间隔同时发生，由此，使得与所述第一类型的通信装置的那些接收带宽能力相比，具有降低的接收带宽能力的不同第二类型的通信装置能够由所述网络节点服务，

39.如权利要求23到38任一项所述的设备，其中：

电路，配置成在与所述第一类型的通信装置(205)进行通信时使用第一混合自动请求重发(HARQ)协议；以及

电路，配置成在与所述第二类型的通信装置（207，1701）进行通信时，使用第二HARQ协议，

40.如权利要求23到39任一项所述的设备，包括配置成传送识别所述主小区支持的所述第二类型的通信装置（207，1701）有关的能力的信息的电路。

41.一种在蜂窝通信系统中控制通信装置（207，1701）的设备（1300，1400，1703），其中所述通信装置具有只在射频频谱的预定义带宽上操作的无线电设备(1707)，所述设备包括：

电路，配置成操作所述无线电设备(1707)以在所述射频频谱的第一区域中执行小区搜索过程(1301)，其中所述第一区域具有不大于所述预定义的带宽的带宽；

电路，配置成在找到所述蜂窝通信系统中的小区后，调谐(1403)所述无线电设备(1707)，其中所述调谐促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的第二区域中操作，其中所述第二区域具有不大于所述预定义的带宽的带宽；

电路，配置成在调谐到所述射频频谱的所述第二区域时，操作所述无线电设备(1707)以接收由所述蜂窝通信系统传送的系统信息（1309，1405）；以及

电路，配置成调谐所述无线电设备(1707)以促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的第三区域中操作，其中所述射频频谱的所述第二和第三区域至少之一与所述射频频谱的所述第一区域不同。

42.如权利要求41所述的设备，其中配置成调谐(1403)所述无线电设备(1707)以促使所述无线电设备(1707)在所述射频频谱的所述第二区域中操作的所述电路包括配置成在所述蜂窝通信小区中找到所述小区后，执行以下操作的电路：

43.如权利要求42所述的设备，其中所述信息(1501)另外直接或间接通知所述通信装置（207，1701）所述系统信息将由所述蜂窝通信系统传送的时间。

44.如权利要求41到43任一项所述的设备，其中所述射频频谱的所述第一和第二区域均位于分配由所述蜂窝通信系统使用的所述射频频谱的某个区域内。