CN104521263B - 传统无线电接入技术的重用 - Google Patents

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Abstract

本说明书和附图提出了一种新的方法、装置和软件相关的产品(例如，计算机可读存储器)，用于使用(或重用)诸如GSM的传统无线电接入技术系统(第一无线电接入技术系统)中未使用的频率资源/信道作为诸如LTE无线系统的未来/先进的无线电接入技术系统(第二无线电接入技术系统)的附加/重用资源。在一个实施例中，扩展载波可用于在与诸如GSM的传统无线电接入技术系统相同的频带中同时部署/分配例如LTE传输，LET传输占用空的GSM时间加频率隙。在进一步的实施方案中，可以使用LTE系统超量配置，使得LTE系统可以解激活并使用(一个或多个)单独GSM信道。

Description

传统无线电接入技术的重用
技术领域
本发明的示例性和非限制性实施例一般地涉及无线通信，并且更具体地涉及将传统无线电接入技术系统中未使用的频率资源/信道用于诸如LET系统的未来的/先进的无线电接入技术的系统。
背景技术
可以在说明书和/或附图中找到的以下缩写定义如下：
3GPP第三代合作伙伴计划
ARQ自动重复请求
BS基站
BSC基站控制器
BW带宽
CDMA码分多址
CRS公共参考信号
CSI信道状态信息
DL下行链路
DMRS解调参考信号
ePDCCH增强的物理下行链路控制信道
EDGE GSM(全球)演进的增强型数据速率
E-UTRA演进的通用陆地无线电接入
eNB or eNodeB在E-UTRAN系统中的演进的节点B/基站
FDM频分复用
FH跳频
GSM全球移动通信系统
GPRS通用分组无线电业务
E-UTRAN演进的UTRAN(LTE)
LTE长期演进
LTE-A先进的长期演进
PCC主分量载波
PCFICH物理控制格式指示符信道
PDCCH物理下行链路控制信道
RE资源元素
PHICH物理混合ARQ指示符信道
PSS主同步信号
RB资源块
RS参考符号
SCC辅助分量载波
SSS辅助同步信号
TS时隙
PRB物理资源块
UE用户设备(例如，移动终端)
UL上行链路
UMTS通用移动电信系统
UTRAN通用陆地无线电接入网
在5年内无线数据的量可以增加约100倍。甚至现在的智能手机都面临着网络中容量的缺乏。因此需要扩展现有的载波和/或分派资源以支持无线通信增加的容最。
发明内容
根据本发明的第一方面，一种方法，其包括：用于第二无线电接入技术系统的网元接收用于使用第一无线电接入技术系统中的资源的调度信息；以及用于第二无线电接入技术系统的网元基于从调度信息确定的第一无线电接入技术系统中未使用的资源分配附加资源用于在第二无线电接入技术系统中使用。
根据本发明的第二方面，
根据本发明的第二方面，一种装置，其包括：至少一个处理器和存储计算机指令集的存储器，其中处理器和存储计算机指令的存储器被配置为使得所述装置：接收用于使用第一无线电接入技术系统中的资源的调度信息，其中，所述装置包括用于第二无线电接入技术系统的网元；以及基于从调度信息确定的第一无线电接入技术系统中未使用的资源来分配附加资源用于在第二无线电接入技术系统中使用。
根据本发明的第二方面，一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质，所述介质承载包括在其中的用于与计算机一起使用的计算机程序代码，所述计算机程序代码包括：用于用于第二无线电接入技术系统的网元接收用于使用第一无线电接入技术系统中的资源的调度信息的代码；以及用于用于第二无线电接入技术系统的网元基于从调度信息确定的第一无线电接入技术系统中未使用的资源分配附加资源用于在第二无线电接入技术系统中使用的代码。
附图说明
为了更好地理解本发明的性质和目的，参考结合以下附图进行的以下详细描述，其中：
图1是一组频率-时间子帧图，其示出了扩展载波对常规载波的信令的比较；
图2是一组频率-时间子帧图，其示出了扩展载波对常规载波的数据和控制传输的比较；
图3a-3c是频率-时间图，其示出了根据本发明的示例性实施例的在没有用于调度GSM资源的协调的情况下的LET到GSM频谱中的复用；
图4a-4c是频率-时间图，其示出了根据本发明的示例性实施例的在有用于调度GSM资源的协调的情况下的LET到GSM频谱中的复用；
图5a-5d是频率-时间图，其示出了根据本发明的示例性实施例的用于LTE系统的GSM频谱重整(re-farming)；
图6a-6c是频率-时间图，其示出了根据本发明的示例性实施例的使用扩展载波的用于LTE系统的GSM频谱重整；
图7是示出了本发明的示例性实施例的实现的流程图；
图8是用于实现本发明的示例性实施例的网元的框图。
具体实施方式
通过引用的方式，在LTE的3GPP发布11中，引入了新的载波类型。该新的载波类型通常被称为扩展载波并具有若干属性，诸如：a)跨整个系统带宽的无公共控制(PDCCH/PCFICH/PHICH)、b)支持ePDCCH、c)减少或消除的CRS。图1示出了用于在3GPP发布8/9/10/11中的常规载波(顶部)子帧和在3GPP发布11中的扩展载波(底部)子帧的频率-时间信令的说明性比较。目前，扩展载波必须是载波聚合部署的一部分，并且构成辅助分量载波(SCC)。然而，在将来，扩展载波可以作为独立的载波进行操作可以是可能的。
如图1中可以看到的那样，扩展载波子帧可以是空的(参见没有CRS的情况下底部上的第2和第3子帧)，或者如果没有数据传输则扩展载波子帧几乎是空的。最重要的是，甚至对于数据传输，扩展载波不具有跨整个系统带宽的公共控制信道(PDCCH/PCFICH/PHICH)2。替代地，扩展载波上的传输可以被限制到某个频率区域，如图2所示(见底部上的用于3GPP发布11的扩展载波帧)，并且类似于LTE的UL传输，其中公共控制信道4被限制为整个系统带宽的一个频带。
在使用FDM原理而几乎没有或没有干扰的情况下，这允许在由另一传统无线电接入技术系统(例如，GSM)使用的频谱内同时传输LTE系统(在DL和/或UL)中。例如，在GSM无线电帧期间，未使用的时隙和频率信道可以由LTE系统重用。以前，这是不可能的，因为公共控制信道以及参考信号跨越整个DLLTE系统带宽。然而，在扩展载波中，当公共参考信号已被大大减少时，公共控制信道已被消除。
提供一种新的方法、装置和软件相关的产品(例如，计算机可读存储器)，用于使用(或重用)诸如GSM的传统无线电接入技术系统(第一无线电接入技术系统)中未使用的频率资源/信道作为诸如LTE无线系统的未来/先进的无线电接入技术系统(第二无线电接入技术系统)的附加/重用资源。
在本发明的一个实施例中，扩展载波可用于在与诸如GSM的传统无线电接入技术系统相同的频带中同时部署/分配例如LTE传输，LET传输占用空的GSM时间加频率隙。分配可以基于GSM中的帧或子帧分派。换言之，GSM(包括GPRS/EDGE)资源应相对于使用GSM中可用/未使用的带宽和时隙的LTE资源优先化/与其相比较。该原理在图3a-3c中示出。
图3a示出了具有时域中每个0.577ms的7个时隙和频域中每个具有0.2MHz带宽的6个频率信道的GSM信道/资源的频率-时间图。图3a也指示了用于GSM数据传输的GSM资源10，以及不用于在GSM中的数据传输的可用资源12(在图3a中是清楚的)。类似地，图3b示出了具有时域中每个1ms的5个子帧和频域中每个具有180kHz带宽的6个频率单元(通常具有12个子载波)的LTE资源的频率-时间图。在使用在图3a所示的GSM信道/资源中无传输的频率信道的时隙期间可用使用图3b中所示的LTE中资源。然后LTE资源的调度/分配将需要GSM和LTE系统之间的协调，使得应在系统之间共享调度或者资源分派信息。图3c示出了这样的协调的结果，其中，针对图3a中示出的未使用的GSM资源12，分派(配好)图3b和3c中示出的LTERB 14a-14f。
此外，为了对于LTE系统而言可用于重用的频率-时间资源最大化，用于GSM的资源分派可以以如在图4a-4c中示出的以下方式完成，图4a-4c示出了使用与图3a-3c中类似的频率-时间标度的GSM和LTE资源。在一般情况下，可使用以下步骤：
a)在频率中：在边缘带(顶部或底部)处调平(line up)GSM和LTE BW。GSM隙分配从其他带边缘顺序地完成；
b)在时间中：在GSM帧/子帧的边缘处(例如，对于帧120ms，未示于图4a-4c中)调平GSM和LTEBW，并从帧/子帧的末尾(最后的时隙)朝向开始分配GSM。
如图4a和4c中所示，当LTE RB0和GSM信道0被调平，GSM分配20从信道5，TS6，5，4......，0开始，然后信道4，TS6，5，4，......，0，以此类推。这将允许如图4b-4c中所示的用于LTE的最大自由时间/频率资源22。替代地，GSM资源分派/分配可以通过首先使用全部的频率信道来填充所有的时隙完成，或者通过从GSM帧/子帧的末尾向开始填充时隙来完成。应注意GSM信道分配算法可基于负载平衡算法、干扰随机化等来改变。
例如通过诸如eNB的网元的针对LTE系统的附加/重用资源的该分配可用总结如下(为了说明请参见图3a-3c和4a-4c)：a)同步诸如LTE的第二无线电接入技术系统与诸如GSM的第一无线电接入技术系统的帧或子帧边界传输定时和频带位置；b)基于第一无线电接入技术向第二无线电接入技术的网元(eNB)提供的调度信息，确定第一无线电接入技术中未使用的时间-频率资源；以及c)将第二无线电接入技术系统中的时间-频率资源与第一无线电接入技术中的(从调度信息)确定的未使用的时间-频率资源相匹配。
从图3a-3c和图4a-4c可以看出，在没有GSM资源分派协调的情况下，六个附加的LTE的RB是可用的(图3c)，但在具有GSM资源分配协调的情况下，十五个附加的LTE的RB是可用的(图4c)。从实现的角度来看，例如可以针对每个帧(用于GSM的120ms和用于EDGE的20ms)预定GSM隙分配。结果，LTE调度器可以创建可用的RB和每个GSM帧的子帧的映射。GSM可将帧(或子帧)的资源分派信息发出到LTE系统用于调度。由于BSC在GSM中进行分派，该信息是集中式的，使得可以与LTE系统共享它。例如，针对GSM和LTE的共址的站点，BSC可以直接或间接(通过GSM)地发送它的调度信息到LTE系统。在LTE系统中，可使用DMRS和ePDCCH/跨载波调度来避免对GSM的干扰。
应该注意的是，如果这里描述的扩展载波中需要CRS，那么CRS可以产生对GSM的干扰。然而，这可以通过使用一个天线端口和减少的CRS带宽来最小化。进一步注意到，当天线端口的数量多于一个时，可以通过使用每PRB每天线端口仅一个RE来将对GSM的CSI-RS干扰减少到最小。而且，在对GSM的PSS/SSS干扰的情况中，可能不得不针对LTE PSS/SSS传输将某些GSM时间加频率隙保持空。
而且，在3GPP发布11中，使用扩展载波的GSM频谱重用在LTE系统中将是SCC形式，但是在未来/未来发布中其可以是单独载波。
在本发明的另一个实施例中，在GSM和LTE之间没有动态频谱共享。然而，LTE系统超量配置可以被使用，使得LTE系统可以解激活并且使用单独的GSM信道(而不是一组信道)。在GSM和LTE系统间需要某些协调和合作，其可以以静态或半静态的方式来执行。
由于GSM信道被解激活，所以它们可以在LTE系统中被重用。然而，LTE的带宽被量化为例如-1.4、3、5、10、15、20MHz。因此，为了在LTE系统中使用GSM频谱，必须成组解激活GSM信道。本实施例在图5a-5d中示出。在该示例中，为了支持1.4MHz的LTE部署，必须解激活7个GSM信道。图5a示出了编号从0到22的23个GSM信道。由于GSM的负载减小，可以成组地解激活附加的GSM信道。在这种情况下，LTE系统不能利用解激活的GSM信道，直到足够的带宽可积累到适合LTE的信道。例如，如图5b中所示，7个解激活的GSM信道25配合到一个1.4MHzBW的LTE信道。在图5c中，另外7个解激活的GSM信道26(除了在图5b中示出的7个GSM信道)配合到另一个1.4MHz BW的LTE载波(总共2.8MHz BW用于LTE部署)。最后，在图5d中，添加一个附加的GSM可用信道，因此将在可用的15个GSM信道27上重用的总LTE BW带到3MHz。
替代地，(如图6a-6c中所示)，我们可以使用LTE作为扩展载波30(参见图6b)和超量配置的LTE BW以覆盖还仍然活跃的GSM信道。图6a示出了编号从0到22的23个GSM信道。然后，单独的GSM信道可以被关闭，因为我们向LTE系统逐渐增加更多的容量。这在图6b中示出。在该情况中，仅7个GSM信道32可用于LTE系统的重用。然而，3MHz的LTE BW被部署为扩展载波，如图6b中所示。该超量配置允许单独的GSM信道关闭并可以被重用于LTE系统而不必等待GSM信道的块变得可用。在此情况下，由于GSM上的负载减小，单独信道可以被关闭并且被重用于LTE(参见图6b和图6c)。图6c具有扩展载波34，其与GSM载波完全重叠。因此在图6c中示出的情形中，我们供应LTE载波但是其不能被使用，直到(1)GSM信道中的至少一个被解激活，或(2)我们可以使用在图3a-3c和图4a-4c中所示的动态方法。
注意，该方法还可以用于动态地增长或收缩LTE频谱。例如，如图6b中所示，LTE具有对1.4MHz的排他使用但是可以基于需要在一段时间内增长至3MHz(例如，120ms的一个GSM无线电帧)。如果需要，则其也可以收缩，因为GSM占用1.4MHz内的LTE带宽。为了动态地增长或收缩LTE频谱，GSM信道可能不得不顺序关闭，因为GSM信道带宽与LTE RB带宽不相同。在该情况下，LTE频谱将从频谱的一端向另一端增长或者收缩。
在另一个实施例中，LTE系统可以被部署为GSM宏系统的基础(underlay)。由于GSM信道被关闭，LTE载波的不同的或相同的集合可被部署为微微小区。微微小区可以随机地分布，或者可以形成集群。如果微微小区是随机分布的，它们可以会使用相同的载波频率，因为它们处于较低的功率。对于集群部署，频率重用模式(例如7或3)可用于减轻微微小区内的干扰。
还应当注意，图5a-5d和图6a-6c中所示的实施例不仅适用于GSM，而且适用于具有保持相同的概念的其他传统的无线电接入技术，诸如CDMA-1X，UMTS等。GSM只是一个示例。
本文描述的示例性实施例提供了多个优势，其包括(但不限于)：对最终用户更快速的连接：更多的容量和更少的延迟，更好的频谱效率等。
图7示出了示范通过网元(例如，基站)实施本发明的实施例的示例性流程图。应该注意的是，图7中所示的步骤的顺序不是绝对必需的，因此原则上，可以超出所示顺序来执行各种步骤。某些步骤还可以被略过，可以添加或替代不同的步骤，或所选择的步骤或步骤的组可以在一个单独的应用程序中执行。
在根据本示例性实施例的方法中，如图7中所示，在第一步骤60中，第二无线电接入技术系统(例如，LTE中的eNB)可选地与第一无线电接入技术系统(例如，GSM中的BSC)进行合作/协调来根据预定义的程序动态地改变诸如GSM的第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率或信道分配以最大化用于在第二无线电接入技术系统中使用/重用的附加资源(参见图5a-5c和图6a-6c中的示例)。
在下一步骤62中，用于第二无线电接入技术系统的诸如eNB的网元接收用于使用第一无线电接入技术系统(例如，GSM)中的资源的调度信息，调度信息诸如在第一无线电接入技术系统中使用的资源的时间和频率分派或信道分派(每个信道具有一个专用频率/带宽分派)。
在下一步骤64中，诸如eNB的网元基于在第一无线电接入技术系统(例如，GSM)中的未使用的资源为第二无线电接入技术系统(例如，LTE)分配附加资源。
在下一步骤66中，诸如eNB的网元配置UE以便使用可用资源来(在DL和/或UL中)与网元eNB通信。
图8示出了框图，该框图示出了根据本发明实施例的、包括包含在网络100中的网元(例如，eNB)80的LTE设备以及与eNB 80通信的UE eNB 82和84。图8是适合于实现本发明的示例性实施例的各种电子设备以及电子设备的组件被配置成使该电子设备进行操作的具体方式的简化框图。
网元80可以包括，例如，至少一个发射器80a、至少一个接收器80b、至少一个处理器80c、至少一个存储器80d以及分配和协调应用模块80e。根据本发明的实施例，发射器80a和接收器80b可以被配置为例如通过相应链路81a和81b提供与UE 82和84的无线电通信(以及与未在图7中示出的其他UE的通信)。设备80还可以使用无线或有线链路85与诸如GSM的第一无线电接入技术系统直接或间接地通信，用于如本文描述的GSM资源的分派的协调。发射器80a和接收器80b通常可以是用于发射/接收的装置并且可以被实现为收发器，或其结构等价物。需要进一步注意，相同的要求和考虑应用到的UE 82和84的发射器和接收器。
至少一个存储器80d(例如，计算机可读存储器)中的各种实施例可包括任何数据存储技术类型，其适合于本地技术环境，包括但不限于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、固定存储器、可移动存储器、盘存储器、闪存、DRAM、SRAM、EEPROM等。处理器80c的各种实施例包括但不限于通用计算机，专用计算机，微处理器，数字信号处理器(DSP)和多核处理器。类似的实施例适用于在图7中示出的其他设备82和84中的存储器和处理器。
分配和协调应用模块80e可提供用于执行在图7中所示的步骤60-68的各种指令。模块80e可以被实现为存储在存储器80d中的应用计算机程序，但一般而言它可以被实现为软件、固件和/或硬件模块或它们的组合。特别是，在软件或固件的情况下，一个实施例可以使用软件相关的产品来实现，如计算机可读存储器(例如，非瞬时性计算机可读存储器)、计算机可读介质或计算机可读存储结构，其包括使用将由计算机处理器执行的其上的计算机程序代码(即，软件或固件)的计算机可读指令(例如，程序指令)。
此外，该模块80e可以被实现为独立的块，或者可以与设备80的任何其他模块/块进行组合，或者其可以根据它们的功能被分成若干块。
设备82和84可以具有和网元80类似的组件，如图7中所示，使得关于eNB 80的组件的上述讨论完全适用于UE 82和84的组件。
应当指出，本文中所描述的各种非限制性实施例可针对具体应用单独地、组合或选择性地组合地使用。
此外，在没有相应地使用其他描述的特征的情况下，上面的非限制性实施方案的各种特征中的某些也可以用于优势。因此，前面的描述应当被视仅是对本发明的原理、教导和示例性实施例的说明，而不是对其的限制。
应当理解，上述布置仅是对本发明的原理的应用的说明。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以设计出多个修改和替代配置，并且所附权利要求书旨在覆盖此类修改和布置。

Claims (17)

1.一种用于无线通信的方法，包括：
由用于第二无线电接入技术系统的网元接收用于使用第一无线电接入技术系统中的资源的调度信息；以及
由用于第二无线电接入技术系统的网元基于从调度信息确定的第一无线电接入技术系统中未使用的资源来分配附加资源用于在第二无线电接入技术系统中使用；
其中在接收调度信息之前，所述方法包括：
由用于第二无线电接入技术系统的网元与第一无线电接入技术系统合作来根据预定义的程序动态地改变第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率或信道分派以最大化用于在第二无线电接入技术系统中使用的可用资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中附加资源被分配给上行链路资源和下行链路资源中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中调度信息包括在第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率分派，并且基于第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率分派来分配附加资源。
4.根据权利要求3所述的方法，其中附加资源的分配包括：
同步第二无线电接入技术系统和第一无线电接入技术系统的帧或子帧边界传输定时和频带位置；
基于调度信息确定第一无线电接入技术中未使用的时间-频率资源；以及
将第二无线电接入技术系统中的时间-频率资源与第一无线电接入技术中所确定的未使用的时间 - 频率资源进行匹配。
5.根据权利要求1所述的方法，其中调度信息包括信道调度，所述信道调度包括第一无线电接入技术系统中的一个或多个信道的激活和解激活,每个信道具有一个专用的频率分派，并且基于在第一无线电接入技术系统中的信道调度来分配附加资源。
6.根据权利要求1所述的方法，其中第一无线电接入技术系统是全球移动通信系统，并且第二无线电接入技术系统是长期演进系统。
7.根据权利要求1所述的方法，其中网元是eNB。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
由网元配置用户设备以便将附加资源用于与网元进行通信。
9.一种用于无线通信的装置，包括：
至少一个处理器和存储计算机指令集的存储器，其中处理器和存储计算机指令的存储器被配置为使得所述装置：
接收用于使用第一无线电接入技术系统中的资源的调度信息，其中，所述装置包括用于第二无线电接入技术系统的网元；以及
基于从调度信息确定的第一无线电接入技术系统中未使用的资源来分配附加资源用于在第二无线电接入技术系统中使用；
其中在接收调度信息之前，计算机指令被配置为使得装置：
由用于第二无线电接入技术系统的网元与第一无线电接入技术系统合作来根据预定义的程序动态地改变第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率或信道分派以最大化用于在第二无线电接入技术系统中使用的可用资源。
10.根据权利要求9所述的装置，其中附加资源被分配给上行链路资源和下行链路资源中的至少一个。
11.根据权利要求9所述的装置，其中调度信息包括在第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率分派，并且基于在第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率分派来分配附加资源。
12.根据权利要求11所述的装置，其中为分配附加资源，计算机指令被配置为使得所述装置：
同步第二无线电接入技术系统和第一无线电接入技术系统的帧或子帧边界传输定时和频带位置；
基于调度信息确定第一无线电接入技术中未使用的时间-频率资源；以及
将第二无线电接入技术系统中的时间-频率资源与第一无线电接入技术中所确定的未使用的时间 - 频率资源进行匹配。
13.根据权利要求9所述的装置，其中调度信息包括信道调度，所述信道调度包括第一无线电接入技术系统中的一个或多个信道的激活和解激活,每个信道具有一个专用的频率分派，并且基于在第一无线电接入技术系统中的信道调度来分配附加资源。
14.根据权利要求9所述的装置，其中第一无线电接入技术系统是全球移动通信系统，并且第二无线电接入技术系统是长期演进系统。
15.根据权利要求9所述的装置，其中网元是eNB。
16.根据权利要求9所述的装置，其中计算机指令被进一步配置为使得装置：
由网元配置用户设备以便将附加资源用于与网元进行通信。
17.一种计算机可读介质，所述介质存储用于无线通信装置的计算机程序代码，所述计算机程序代码使得计算机执行如下步骤：
用于第二无线电接入技术系统的网元接收用于使用第一无线电接入技术系统中的资源的调度信息；以及
用于第二无线电接入技术系统的网元基于从调度信息确定的第一无线电接入技术系统中未使用的资源来分配附加资源用于在第二无线电接入技术系统中使用；
其中在接收调度信息之前，由用于第二无线电接入技术系统的网元与第一无线电接入技术系统合作来根据预定义的程序动态地改变第一无线电接入技术系统中的资源的时间和频率或信道分派以最大化用于在第二无线电接入技术系统中使用的可用资源。
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