CN104685819A

CN104685819A - 传递rf终端性能

Info

Publication number: CN104685819A
Application number: CN201380050929.9A
Authority: CN
Inventors: 若林秀治
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: CN104685819B; JP6345180B2; EP2901604A1; GB2506403A; US9967074B2; GB2506403B; KR20150063052A; US11245505B2; WO2014049325A1; EP2901604B1; BR112015006324A2; GB201217380D0; RU2015115987A; RU2627037C2; JP2015536084A; IN2015DN00116A; US20180254875A1; US20150200758A1

Abstract

一种用于传递指示无线电信设备中的RF接收器设备的性能的控制数据的装置和方法。控制数据随后用于将传输资源分配给电信设备(包括MTC型设备)。其中，虚拟载波被建立为携载用于MTC型设备的数据，基于该终端的RF接收器设备的性能和已建立虚拟载波的频带上的流量拥挤程度分派该虚拟载波的中心频率的位置。

Description

传递RF终端性能

技术领域

本发明涉及用于在移动电信系统中分配传输资源并传输数据的方法、系统和装置。

背景技术

本发明的实施方式可例如在具有基于正交频分多路复用(OFDM)的无线电接入技术(诸如WiMAX和LTE)的蜂窝状电信网络中将传输资源分配至机器型通信(MTC)设备。

某些类型的电信设备，诸如MTC设备(例如，半自主或者自主的无线通信终端)支持例如以相对不频繁的间隔传输少量数据为特征的“低性能”通信应用。

在许多情景中，优选地提供专用于这种“低性能”通信应用的终端，其具有简单的接收单元(或者收发机单元)(其具有与可能传输至终端(或从终端传输)的数据量更相称的性能)。这种更加首先的性能与共享对相同电信网络的访问权的传统移动电信终端(诸如智能手机)的性能相对立。

为了支持MTC终端，已经提出引入操作在一个或多个“主载波”的带宽内的“虚拟载波”：提出的虚拟载波概念优选地结合在基于传统OFDM的无线电接入技术的传输资源内并且以与OFDM类似的方式划分频谱。不同于在传统OFDM型下行链路载波上传输的数据，可在不处理下行链路OFDM主载波的全带宽的情况下接收和解码在虚拟载波上传输的数据。因此，可使用减小复杂度的接收器单元接收并且解码虚拟载波上传输的数据：伴随有诸如增加的简单性、增加的可靠性、减小的外形和较低制造成本的益处。

在大量共同待审的专利申请(包括GB 1101970.0[2]、GB1101981.7[3]、GB 1101966.8[4]、GB 1101983.3[5]、GB 1101853.8[6]、GB 1101982.5[7]、GB 1101980.9[8]和GB 1101972.6[9])中描述了虚拟载波概念，将其内容通过引用结合于此。

在虚拟载波概念的一个版本中，多个子载波布置为与中心频率预定偏移，与传统OFDM中的子载波结构类似：可将中心频率视为表征整个虚拟载波。通常将虚拟载波中心频率选择为主载波的中心频率。

直接变频(direct conversion)接收器架构由于它们的简单性和较低成本吸引大量市场通讯设备(诸如MTC设备)的制造商。因此，通信网络已将它们的标准适配为允许采用这种架构。一种适配已规定标准不应使用其中直接变频接收器可能遭遇由于接收器本身的不完善而引起的破坏性水平的干扰(即，自混频)的频带–未使用的频带通常称为DC子载波，其中DC代表“直流(direct current)”：频带的停用通常通过在来自通信网络中的基站的下行链路传输中不在该频带的传输载波来实现。

因此期望用于MTC设备的无线通信系统的有效操作。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种终端，其具有：用于接收来自基站的RF信号的射频RF接收部，RF接收部具有相关联的带宽状态，所述带宽状态限定终端设备将被分派哪种虚拟信道工作模式；性能报告单元，被适配为确定终端设备的RF接收部的带宽状态；以及RF传输部，用于向所述基站传递控制数据，其中，控制数据包括带宽状态。

终端设备和基站优选地使用跨越第一频率带宽的第一多个正交频分复用OFDM子载波在无线电信系统中通信数据，至少一个所述子载波是第一频率带宽的未使用的中心频率，并且其中，虚拟信道工作模式与虚拟信道相关，虚拟信道是从所述第一多个OFDM子载波中选择的并且跨越第二频率带宽的子载波组，第二频率带宽比第一频率带宽窄得多。

终端可具有第一带宽状态，第一带宽状态表示终端具有能够接收第一频率带宽上的射频RF信号和第二频率带宽上的基带信号的接收器的指示，如下文所述的，第一带宽状态可与接收器架构的基带窄带(basebandnarrow band)类型对应。

可替代地或者另外地，终端可具有第二带宽状态，第二带宽状态表示终端具有能够接收第二频率带宽上的射频RF信号和基带信号的接收器的指示。如下文描述的，第二带宽状态可与接收器架构的正常窄带(normalnarrow band)类型对应。

方便地，基站可包括用于确定虚拟信道上的数据流量的水平的容量检测单元，并且在确定虚拟信道中的数据流量的水平超过容量阈值水平并且确定终端具有第二带宽状态的情况下，第二带宽状态表示终端具有能够接收第二频率带宽上的射频RF信号和基带信号的接收器的指示：将虚拟信道的中心频率分派至与第一频率带宽的中心频率明显不同的频率，基站进一步被配置为将所分派的中心频率指定为虚拟信道的未使用的中心频率；并且分配至所分派的中心频率的至少一个未使用的子载波是指定的未使用的中心频率。

优选地，带宽状态表示从包括以下项的组中选择的接收器架构的类型的指示：中频变频(intermediate frequency conversion)、直接变频(directconversion)、正常窄带和基带窄带。

可替代地或者另外地，带宽状态可与表征接收器的带宽大小性能的至少一个参数对应。带宽大小性能可与接收器的射频性能和/或基带性能相关。

已期望使虚拟载波的概念延伸至未围绕主载波中心频率的OFDM子载波块。共同待审的专利申请号GB 1113801.3[11]描述了其中存在多个MTC设备并且至少一些虚拟载波的中心频率与主载波的中心频率不同的配置。

在这种情况下，存在分派至虚拟载波的中心频率可能不能没有数据的风险–并且因此具有直接变频接收器架构的MTC设备可能遭遇不必要的干扰并且因此它们可能在虚拟载波中低效地运行。

传递包括带宽状态的控制数据允许基站根据该终端设备的带宽性能在虚拟载波模式下使用一个或多个资源块有效地将未使用的子载波(即，DC子载波)分配至每个终端设备(诸如MTC设备)。基于MTC设备性能(即，带宽状态)，虚拟载波的中心频率不需要与主载波的中心频率相同，而是可能受自混频影响的所有的MTC设备可被分派具有合适的“未使用的”中心频率的虚拟载波。

然而，在虚拟载波中心频率不同于主载波中心频率时，已知的虚拟载波配置未考虑DC偏移对直接变频接收器的影响，本文中描述的方案提供针对虚拟载波(特别在低成本MTC类型终端中)的DC子载波分配的一组解决方案，其中，在除了围绕(LTE)主载波中心频率的那些之外的子载波组(即，资源块)中分配虚拟载波。

在所附权利要求中提供了本发明的各个进一步的方面和实施方式。

应理解，以上关于本发明的第一及其他方面描述的本发明的特征和方面是同样可应用的并且可适当地与根据本发明的不同方面的本发明的实施方式结合，而不是只以上述特定的组合。

附图说明

现将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，附图中相似的部件设置有相应的参考标号，其中：

图1提供了示出传统移动电信网络的实例的示意图；

图2提供了示出传统LTE无线电帧的示意图；

图3A提供了示出传统LTE下行链路无线电子帧的实例的示意图；

图3B示出了在传统LTE中的围绕主载波中心频率的频带内的DC子载波的位置；

图3C示出了传统的LTE的资源块内的精细结构；

图4提供了示出LTE下行链路无线电子帧的实例的示意图，其中，虚拟载波插入在主载波的中心频率处；

图5提供示出了LTE下行链路无线电子帧的实例的示意图，其中，虚拟载波插入在主载波的多个频率处，需要在每个这种虚拟载波的中心频率处分配另外的未使用的子载波(DC子载波)；

图6A提供了直接变频(零-IF)接收器架构的示意图；

图6B提供在直接变频(零中频-零IF)架构中出现的DC偏移的示意图；

图7提供了使用中频滤波器以分路(bypass)DC偏移的“间接”变频(例如，超外差(heterodyne))架构的示意图；

图8A提供了在确定将UE分配给哪个虚拟信道时的基站RRM的操作的示意图；

图8B提供了在向已被分派给定虚拟信道的UE传输数据时的基站调度单元的操作的示意图；

图8C提供了图8A和图8B的UE的操作的示意图；

图9提供了示出两个终端射频架构：“正常窄带”(A)和“基带窄带”(B)的示意图；

图10提供了在上行链路和下行链路的终端射频架构中基带窄带架构被进一步划分的选项的选择的示意图；

图11提供了示出根据本发明实施方式的其中插入虚拟载波的LTE下行链路无线电子帧的示意图；

图12A提供了根据本发明实施方式的在确定将UE分配至哪个虚拟信道时的基站RRM操作的示意图，其中，虚拟载波的分配取决于终端RF性能；

图12B提供了根据本发明的实例的图12A的UE的操作的示意图；

图12C提供了图12A和图12B中的UE的RF性能的检测的示意图；

图13A提供了在e-UTRAN中的UE性能传输的传统过程的示意图；

图13B示出了可附加与MTC类型设备有关的新IE的传统UE-EUTRA-性能IE；

图14提供了示出根据本发明的实施方式的适配为提供至传统LTE终端和减小性能终端的无线电接入的LTE蜂窝电信网络的一部分的示意图；以及

图15示出了在留下未使用的子载波时未调度(unscheduling)和削弱(puncturing)之间的差别。

具体实施方式

第三和第四代移动电信系统(诸如基于3GPP定义的UMTS和长期演进(LTE)架构的那些)能够支持比前几代移动电信系统提供的简单语音和消息服务更复杂的服务。

例如，使用由LTE系统提供的改进的无线电接口和增强的数据速率，用户能够享受高数据速率应用，例如先前仅经由固定线路数据连接可用的移动视频流和移动视频会议。因此，对部署第三和第四代网络的需求强大，并且希望快速扩大这些网络的覆盖范围，即，可接入网络的地理定位。

图1提供了示出传统移动电信网络的一些基本功能的示意图。

网络包括连接到核心网络102的多个基站101。每个基站提供覆盖范围103(即，小区)，在覆盖范围103内，数据可传递至终端设备(也称为移动终端，MT或者用户设备，UE)104并可从终端设备传递数据。数据经由无线电下行链路从基站101传输到它们的相应覆盖范围103内的终端设备104。数据经由无线电上行链路从终端设备104传输到基站101。核心网络102经由相应基站101向和从终端设备104路由数据并且提供诸如验证、移动性管理、充电等的功能。

诸如根据3GPP定义的长期演进(LTE)架构布置的那些的移动电信系统使用基于正交频分多路复用(OFDM)的接口用于无线电下行链路(所谓的OFDMA)和无线电上行链路(所谓的SC-FDMA)。

图2显示了示出基于OFDM的LTE下行链路无线电帧201的示意图。LTE下行链路无线电帧从LTE基站(称为增强结点B)传输并且持续10ms。下行链路无线电帧包括十个子帧，每个子帧持续1ms。在LTE帧的第一子帧和第六子帧内传输主同步信号(PSS)和次同步信号(SSS)。在LTE帧的第一子帧内传输主广播信道(PBCH)。下面将更为详细地讨论PSS、SSS以及PBCH。

图3A是示出实例传统下行链路LTE子帧的结构的网格的示意图。子帧包括分别在各自的1ms期间传输的预定数量的“符号”。每个符号包括分布在下行链路无线电载波的带宽上的预定数量的正交子载波。在此，水平轴表示时间而垂直轴表示频率。

如上所述，LTE提供在OFDM主载波的中心频率处的未使用子载波305。图3B示出了在围绕主载波中心频率的频带310内的未使用子载波305的位置。

图3A中示出的实例子帧包括14个符号和散布在20MHz带宽R₃₂₀上的1200个子载波。用于在LTE中传输的最小用户数据分配是包括通过一个时隙(slot)(0.5个子帧)传输的十二个子载波的“资源块”。

图3C示出在每个资源块内的精细结构，RB：资源块表示180kHz频带，同时每个子载波与其邻近的子载波间隔15kHz。图3A中的子帧网格中的每个单独的方框对应于在一个符号上传输的十二个子载波。

图3A以阴影示出了用于四个LTE终端340、341、342、343的资源分配。例如，用于第一LTE终端(UE1)的资源分配342在12个子载波的5个块(即60个子载波)上延伸，用于第二LTE终端(UE2)的资源分配343在12个子载波的6个块上延伸等。

控制信道数据在包括子帧的前n个符号的子帧的控制区域300(图3中用圆点阴影表示)中传输，其中，对于3MHz或更大的信道带宽，n可在一个和三个符号之间改变，并且对于1.4MHz的信道带宽，n可在两个和四个符号之间改变。为了提供具体的示例，以下描述涉及具有3MHz或更大的信道带宽的主载波，因此n的最大值为3。在控制区域300中传输的数据包括在物理下行链路控制信道(PDCCH)、物理控制格式指示符信道(PCFICH)、以及物理HARQ指示符信道(PHICH)上传输的数据。

PDCCH包括指示在子帧的哪些符号上的哪些子载波已分配给特定的LTE终端的控制数据。因此，在图3中示出的子帧的控制区域300中传输的PDCCH数据将指示UE1已被分配给由参考符号342识别的资源块，UE2已被分配给由参考符号343识别的资源块等。

PCFICH包含指示控制区域大小(即，在一个和三个符号之间)的控制数据。

PHICH包含指示先前传输的上行链路数据是否已成功地被网络接收的HARQ(混合自动重传请求)数据。

时间-频率资源网格的中心频带310中的符号用于传输包括主同步信号(PSS)、次同步信号(SSS)和物理广播信道(PBCH)的信息。该中心频带310通常是72个子载波宽(对应于1.08MHz的传输带宽)。PSS和SSS是一旦被检测到则允许LTE终端设备实现帧同步并且确定传输下行链路信号的增强节点B的小区身份的同步信号。PBCH携带有关小区的信息，包括主信息块(MIB)，其包括LTE终端使用的用于适当访问小区的参数。在物理下行链路共享信道(PDSCH)上传输到各个LTE终端的数据可在子帧的其他资源要素中传输。以下提供对这些信道的进一步解释。

图3A还示出了包含系统信息并且在R₃₄₄的带宽上延伸的PDSCH的区域。传统LTE帧将还包括在下面进一步讨论的但为了清楚起见在图3A中未示出的参考信号。

LTE信道中子载波的数量可根据传输网络的配置而变化。通常该变化从包含在1.4MHz信道带宽内的72个子载波至包含在20MHz信道带宽内的1200个子载波(如图3A中示意性示出的)。如本领域中已知的，在PDCCH、PCFICH以及PHICH上传输的数据通常分布在横跨子帧的整个带宽的子载波上以提供频率分集(frequency diversity)。因此，为了接收和解码控制区域，传统LTE终端必须能够接收整个信道带宽。

如上所述，预期的第三和第四代网络的广泛部署导致并非利用可用的高数据速率而是利用稳健的无线电接口和增加覆盖范围的普遍性的一类设备和应用的并行发展。该并行类设备和应用包括MTC设备和所谓的机器对机器(M2M)应用，其中，半自主或者自主无线通信设备通常相对不频繁地传递少量数据。

MTC(和M2M)设备的实例包括：所谓的智能电表，其例如位于用户室内并且周期性地将有关诸如煤气、水、电等的公共服务实体的用户消耗的数据的信息传输回中心MTC服务器；“跟踪与追踪”应用，诸如运输和逻辑跟踪、道路收费和监控系统；远程维修和具有启用MTC的传感器、照明、诊断等的控制系统；环境监控；支付系统和自动售货机的销售点；安全性系统等。

例如，可在相应的标准(诸如ETSI TS 122 368V10.530(2011-07)/3GPP TS 22.368版本10.5.0发行10)[1])中找到关MTC类型设备的特性的其他信息和可应用MTC设备的应用的其他实例。

虽然诸如MTC型终端的终端可方便地利用由第三或者第四代移动电信网络提供的覆盖面积广泛的优势，但是目前仍有缺陷和成功推广的挑战。不同于诸如智能手机的传统第三或者第四代终端设备，MTC型终端优选的相对简单和低廉：另外，MTC设备常常在不容易接近直接维修或者替换-可靠和有效操作可以至关紧要的情形中推广。此外，虽然通过MTC型终端执行的功能的类型(例如，收集和报告回数据)不要求特别的复杂过程来执行，第三和第四代移动电信网络通常在可要求更多复杂的和昂贵的无线电收发器来执行的无线电接口上采用先进的数据调制技术(诸如QAM16或者QAM64)。

通常将这种复杂的收发器包括在智能电话中是合理的，因为智能电话通常需要强大的处理器以执行典型智能电话型功能。然而，如以上指出的，现希望使用相对廉价和更简单的设备使用LTE型网络来通信。与此动力并行的是提供对具有不同操作功能的设备的网络接入性能，例如，减少的带宽操作，期望在支持这种设备的电信系统中优化可用带宽的使用。

在许多情景中，提供诸如那些具有能够在全部载波带宽上从LTE下行链路帧接收和处理(控制)数据的传统高性能LTE接收器单元的低性能终端对于仅需要通信少量数据的设备而言可能过度复杂。因此，这可能限制在LTE网络中低性能MTC型设备的广泛部署的实用性。相反，优选的是提供具有与可能传输至终端的数据量更加成比例的更加简单的接收器单元的低性能终端(诸如MTC设备)。

因此，在传统OFDM型下行链路载波(即，“主载波”)的传输资源内提供为诸如MTC设备的低性能终端定制的“虚拟载波”。不同于在传统OFDM型下行链路载波上传输的数据，可接收和解码在虚拟载波上传输的数据，而无需处理下行链路主OFDM载波的全部带宽。因此，可使用减小复杂度的接收器单元接收和解码在虚拟载波上传输的数据。

术语“虚拟载波”本质上与用于基于OFDM无线电接入技术(诸如WiMAX或者LTE)的主载波内的MTC型设备的窄带分配对应。

在大量共同待审的专利申请(包括GB 1101970.0[2]、GB 1101981.7[3]、GB 1101966.8[4]、GB 1101983.3[5]、GB 1101853.8[6]、GB 1101982.5[7]、GB 1101980.9[8]和GB 1101972.6[9])中描述了虚拟载波概念，将其内容通过引用结合于此。然而，为了便于参考，在此还记载虚拟载波的概念的一些方面的概述。在提供这些概述时，频繁采用以下缩写词：虚拟载波-VC、主载波-HC、用户设备-UE、资源块-RB、射频-RF、和基带-BB。

如同传统的OFDM，虚拟载波概念具有布置在与中心频率相距预定偏移的多个子载波：中心频率因此表征整个虚拟载波。

典型的虚拟载波带宽是六个资源块(即，72个子载波)，与LTE中的最小3GPP带宽一致。然而，如将在以下描述中看到的，VC的带宽决不局限于6个RB。

与用于LTE的3GPP标准的发行版本8(REL8LTE)一致，VC资源通常位于围绕主载波中心频率的资源块中并且不考虑系统带宽对称地分配(在HC中心频率的任一边)。

图4是示出具有虚拟载波401(其占用围绕主载波中心频率的资源块)的下行链路LTE子帧的结构的网格的示意图。选择虚拟载波中心频率403为主载波的中心频率401。

与图3A中示出的传统LTE下行链路子帧一致，前n个符号形成控制区域300，控制区域300被保留用于下行链路控制数据(诸如在PDCCH、PCFICH或者PHICH上传输的数据)的传输。

在虚拟载波401上的信号被布置使得保持由主载波传输的信号(运行在主载波上的终端设备将需要其用于校正操作并期望在已知的预先确定的位置(例如，图3A中的中心频带310中的PSS、SSS和PBCH)中发现其)。虚拟载波被配置为与这种主载波资源交织而不是冲突。

如从图4中可以看出，在虚拟载波401上传输的数据在有限的带宽上传输。这可以是小于主载波带宽的任何合适的带宽。图4中示出的实例中，虚拟载波在包括12个子载波的12个块(即，144个子载波)的带宽上传输，该带宽相当于2.16MHz传输带宽。因此，使用虚拟载波401的终端仅需要配备有能够接收和处理在2.16MHz带宽上传输的数据的接收器。这使低性能终端(例如MTC型终端)能够设置有简单化接收器单元但是依然能够在OFDM型通信网络运行，如以上说明的，其通常需要终端配备有能够接收和处理在整个信号带宽上的OFDM信号的接收器。

如以上说明的，在例如LTE的基于OFDM移动通信系统中，下行链路数据被动态地分派为逐个子帧地在子帧上的不同子载波上传输。因此，在每个子帧中，子载波在哪些符号上的网络信号包含与哪些终端有关的数据(即下行链路授权信令)。

如从图3A可以看出，在传统下行链路LTE子帧中，该信息在子帧的第一个符号或前几个符号期间在PDCCH上传输。然而，如之前说明的，在PDCCH中传输的信息散布在子帧的整个带宽上并且因此不能被具有仅能接收减小带宽的虚拟载波的简单化的接收器单元的移动通信终端接收。因此，虚拟载波的某些预定符号(例如，最后的m个符号，其中m是正整数)可被保留为用于虚拟载波的控制区域以传输控制数据(其指示虚拟载波401的哪些资源要素已分配给使用虚拟载波的用户设备(UE))。

因为虚拟载波401位于下行链路子帧的中心频带310内，由于在主载波带宽内引入虚拟载波而引起的对主载波PDSCH资源的影响减少，因为PSS、SSS和PBCH占据的资源将包含在虚拟载波区域401内，而不是剩余的主载波PDSCH区域。

可看出，期望将虚拟载波的概念延伸至未围绕主载波中心频率的OFDM子载波的块。如前面提到的，共同待审的专利申请号GB 1113801.3[11]描述了其中存在多个MTC设备并且至少一些虚拟载波的中心频率与主载波的中心频率不相同的一种配置。

图5示出了该配置。LTE下行链路子帧被示出为具有在控制区域300之外的多个虚拟载波，数据区域包括位于中心频带310下方的一组资源要素，其形成虚拟载波VC3501。虚拟载波VC3501被适配为使得在虚拟载波VC3501上传输的数据可被视为与在主载波剩余部分中传输的数据逻辑上不同并且可在不解码来自控制区域300的所有控制数据的情况下被解码。

图5还示出了占用中心频带(VC1，502)上方的频率资源并且(如在图4中示出的情形)包括中心频带(VC2，401)的虚拟载波。

因此，例如，根据预期的虚拟载波吞吐量，虚拟载波的位置可根据是选择主载波还是虚拟载波承载PSS、SSS以及PBCH的开销而适当地选择为存在于中心频带310的内部还是外部。当终端(UE)使用VC在给定时间生成大量流量时，多个VC的频带分配方法具有特别的应用。

然而，关于该后者的情况，认识到需要考虑非中心虚拟载波的分配对具有直接变频机制的终端接收器的影响。

如之前所述的，直接变频接收器架构对制造商是方便的并且广泛地用于传统3G移动电话中。该接收器架构不经中频(IF)直接将(载波调制的)射频(RF)信号转换为基带(BB)信号，即，通常在接近0Hz的频率处的“调制”信号。

图6A示出直接变频接收器单元的一般架构方案。由放大器601接收来自天线配置(未示出)的RF信号。放大器601将增益施加至接收的RF信号。设置在RF载波频率处的本地振荡器603生成在混频器602中与接收的RF信号混频的振荡信号，从而将接收的RF信号下变频为基带信号。

直接变频使得简单的并且需要减少数量的RF部件的架构(当与诸如如下所述的具有IF滤波器的超外差接收器配置的替换架构相比较时)变得可行。就节约成本和减小尺寸而言，直接变频架构对于MTC型设备是优选的。

图6B示出了从RF至BB频率的该下变频并且识别直接变频-自混频的已知漏洞(vulnerability)。如果接收器是非理想的(在低成本、小外形设备的情况下更加可能)，可能出现本地振荡器(LO)泄露(leakage)。由本地振荡器603生成的信号可能干扰放大器601接收的信号和/或提供至混频器602的接收的RF信号。这引起称为“DC偏移(offset)”的现象，其中DC代表直流。在参考文献[10]可找到DC偏移的原因的有用描述。

存在直接变频的替代方案–如名字暗示“间接”转换机制可应用。一个这种替代方案是在图7中示出的超外差结构：在此，射频在转换为基带之前转换为中频(IF)，IF选择为方便过滤出任何DC偏移分量。

在直接变频架构中没有去除DC偏移的IF滤波器(实际上，结构的替代名称是“零-IF”)。

DC偏移干扰在主载波的中心频率(即，在转换为BB时接近0Hz的那些频率)处的符号的解调。虽然可应用传统误差校正技术来解决该干扰(参见以下关于“削弱”的备注)，如果在大量的终端设备中采用直接变频，则避免DC偏移的干扰的最好的方法是使用中心频率用于数据分配。

为此，(如从3GPP 36.211V8.4.0部分6.12中的相关等式可以看到)LTE定义在其中心频率处没有分量的基带信号)：换言之，LTE具有在其主载波中心频率处可不分配数据的子载波。一般地，基于OFDM的无线电接入系统通常以其上不发送信息的子载波为特征。该未使用的子载波通常称为“DC子载波”，DC再次代表“直流”。

在传统LTE终端可开始在小区传输和接收数据之前，其首先预占线到小区上。同样地，可为使用虚拟载波的终端设置适配的预占线处理。在GB 1113801.3[11]中详细地描述了用于虚拟载波的合适的预占线处理：该预占线处理通过引用结合于此。

如GB 1113801.3[11]中描述的，“传统LTE”和虚拟载波实施两者可方便地包括PBCH内的虚拟载波的位置信息，PBCH在主载波中心频带中携带主信息块(MIB)。可替代地，虚拟载波位置信息可提供在中心频带中，但在PBCH的外部。其可例如始终在PBCH之后并邻近于PBCH提供。通过在中心频带中并在PBCH的外部提供位置信息，传统PBCH无需为了使用虚拟载波而修改，但如果有虚拟载波的话，虚拟载波终端可容易地找到位置信息以检测虚拟载波。

虽然如果提供了虚拟载波位置信息，其可提供在主载波中的其它地方，但是在中心频带中提供它可以是有利的，例如因为虚拟载波终端可将其接收器配置为在中心频带上操作并且为了找到位置信息，虚拟载波终端无需调整它的接收器设置。

根据提供的虚拟载波位置信息的量，虚拟载波终端可调整其接收器以接收虚拟载波传输，或者其可在如此做之前要求进一步的位置信息。

例如，如果虚拟载波终端被提供有指示虚拟载波存在和/或虚拟载波带宽而不是指示关于精确虚拟载波频率范围的任何细节的位置信息，或者如果虚拟载波终端未被提供有任何位置信息，则虚拟载波终端然后可针对虚拟载波扫描主载波(例如，执行所谓的盲目搜索处理)。该处理也在GB1113801.3[11]中进行了详细讨论。

在低流量条件下，为每个新的虚拟载波分配新的未使用子载波(在图5中示出的)是足够的。方便地，通过基站在每个虚拟载波的中心频率处分配附加的DC子载波(未使用的子载波)，如建立虚拟载波一样。

在“简单的”图5实例中，虚拟载波VC2具有与主载波相同的中心频率。虚拟载波VC1和虚拟载波VC3的各个中心频率不同于主载波(和VC2)的中心频率。

分配子载波的基站包括无线电资源管理(RRM)单元和调度器。RRM决定用于MTC UE的VC的中心频率，同时调度器在该VC中心频率处分配DC子载波(未使用的子载波)。

图8A示出了由RRM进行的用于决定中心频率的逻辑步骤：

1.检查预占线在基站上的现有的MTC UE的数量

2.检查每个VC的流量(激活状态)

3.估计每个VC中的可用容量

4.选择最佳VC(例如，具有最高可用容量的VC)

5.通过RRC协议向UE指示所决定的VC位置。

[比以上更深地讨论通过较高层(预占线处理)的指示]

6.向基站内部的调度器指示所决定的VC位置。

图8B示出了调度器在分配未使用的(DC)子载波分配时采用的逻辑步骤：

1.接收来自RRM的VC位置

2.从队列中获得传输数据。

3.从UE获得反馈信息。

a.信道质量信息(CQI)

b.调度请求(SR)

4.决定除了中心频率之外的传输数据需要的频率资源(即，子载波)

5.调制每个符号

6.传输控制信道(VC-PDCCH)

7.传输数据信道(VC-PDSCH)

图8C示出了图5的VC分配方案中的终端的操作：

1.通过较高层(例如，RRC消息)接收VC位置

2.改变VC中心频率。

3.等待VC-PDCCH。

4.接收VC-PDSCH

5.在成功/不成功时发送确认(ACK)/(NACK)

已经在相关的3GPP标准中提出了用于窄带的新MTCUE架构(即虚拟载波操作)。提出的新架构试图允许不同于基带的RF带宽性能。在一个具体提议中，MTC终端中的RF带宽与主载波带宽(例如，20MHz)相同，而基带处理是窄带(例如，1.4MHz)：即比主载波带宽窄得多。

为了便利，用于RF和基带两者的窄带的组合以下称为“正常窄带”或者“类型A”架构：仅用于基带的窄带和“全部”–即与用于RF的HC–带宽相同的组合叫做“基带窄带”或者仅“类型B”架构。在图9中示出用于这两种类型的RF接收器架构的工作频带。类型A架构(910)需要在相关窄带上传输用于虚拟信道的控制信号和数据。而类型B架构(920)需要接收器在用于RF的全部带宽上工作。

考虑类型B架构的变形–参见图10。如可从LTE下行链路子帧的示图(图3A、图4和图5)看到，用户平面数据从控制数据以不同的符号(即在不同的时间)传输，借此建立和保持无线电通信。类型A架构称为选项DL-1。

在类型B架构的第一变形(选项DL-2)中，控制信道和数据信道在窄带中的基带中接收。

在类型B架构的另一个变形中(选项DL-3)，在全带宽的基带中接收控制信道，而为数据信道保留窄带操作。

类型B(基带窄带)架构的一个益处是VC的DC子载波不需要定位成远离HC中心频率，因为就直接变频而言，VC中心频率与LTE HC中心频率相同。

在这方面，值得注意的是直接变频是RF收发器大规模集成(LSI)电路而不是基带单元的功能(参见图6的插入部分)。

当正常窄带(类型A)终端和基带窄带(类型B)终端两者运行在相同的主载波下(混合操作情况)时，可能引发问题。换言之，将期望在混合操作情况下将“基带窄带”(类型B)的益处最大化。

图11示出了两种类型(A和B)的终端利用相同主载波的情况。

在VC1’中，假设MTC UE为类型A，VC1’具有其自身的DC子载波(DC子载波1)：这对应于上述(图5中)的其中在每个虚拟载波的中心频率处分配附加的未使用子载波的“简单”情况。

在VC2’中，还假设MTC UE为类型A，VC2’可重复使用(reuse)主载波中心频率。因为大量终端可能使用LTE主载波中心频率，从资源使用的角度，该配置可能不是最实用或者有效的。

在VC3’中，假设MTC UE为类型B。VC3’重复使用主载波中心频率并且没有设置有其自身的未使用的子载波：仅类型B架构可使用这种VC而不会将UE暴露至自混频。从资源分配的角度，这是有效的。这是指“基带窄带”(类型B)设备就用于虚拟载波的频带分配的灵活性方面而言具有优势。

上述的混合操作情况下的基站需要比先前的“简单”情况做更多。尤其是，在决定如何分配虚拟载波容量之前必须发现终端RF性能。

基站必须首先确定每个终端的RF性能(例如，RF带宽)。如果RF性能表示基带窄带(类型B)的终端，则基站将用于该终端的VC分配至容量允许的主载波的非中心频率。然而，如果检测的RF性能指示正常窄带(类型A)终端，则只要容量允许，基站将用于该终端的VC分配至主载波的LTE中心频率；否则基站将剩余的VC(用于类型A终端)分配至主载波的LTE非中心频率，但是需要这些VC在它们的中心频率处提供未使用的子载波。

因此需要终端：将其“带宽状态”(例如，RF性能和/或RF带宽)报告至基站并且遵循由基站传输的VC分配指令。

如前，基站包括无线电资源管理(RRM)单元和调度器。再次，RRM决定用于MTC UE的VC的中心频率，而调度器在该VC中心频率处分配DC子载波(未使用的子载波)。

图12A示出RRM采用的用于决定中心频率的逻辑步骤：

1.预先(例如，在RRC连接设置期间)确定UE带宽状态(RF性能)

2.检查预占线在基站上的现有的MTC UE的数量。

3.检查每个VC的流量(激活状态)(例如，多么拥挤)

4.估计每个VC中的可用容量

5.选择最佳VC(例如，具有最高可用容量并最适配于服务确定带宽状态的UE的VC)

a.如果终端是基带窄带(类型B)，为VC分配除了最初的LTE主载波中心频率之外的频率。

b.如果终端是正常窄带(类型A)，则为VC分配最初的LTE主载波中心频率。

c.如果终端是正常窄带(类型A)并且在主载波中心频率处的容量不足，则为VC分配除了最初的LTE主载波中心频率之外的频率。

6.通过RRC协议向UE指示所决定的VC位置。

[比以上更深入地讨论通过较高层(预占线处理)的指示]

7.向基站内部的调度器指示所决定的VC位置。

调度器在分配未使用(DC)的子载波分配时所采用的逻辑步骤与“简单”情况中采用的并相对于图8B描述的那些相同：

1.接收来自RRM的VC位置

2.从队列中获得传输数据。

3.从UE获得反馈信息。

a.信道质量信息(CQI)

b.调度请求(SR)

4.决定除了中心频率之外的传输数据需要的频率资源(即子载波)

5.调制每个符号

6.传输控制信道(VC-PDCCH)

7.传输数据信道(VC-PDSCH)

如前所述，第一“简单”和第二“混合操作”情况之间的关键差异是在后者情况下要求每个终端向基站报告其自身的RF带宽性能(带宽状态)。图12B示出了图11的VC分配方案中的终端的操作：其在报告RF带宽性能的步骤方面与图8C中示出的方案不同。此外，终端以与“简单”情况一样的方法遵循来自基站的方向。

1.将RF带宽性能信息发送至基站(例如，RRC连接设置)

2.通过较高层(例如，RRC消息)接收VC位置

3.改变VC中心频率。

4.等待VC-PDCCH。

5.接收VC-PDSCH

6.在成功/不成功时发送确认(ACK)/(NACK)

UE中的性能检测可包括UE实际上是否标记为MTC-型设备的检测并且只有是这样时才需要进行RF性能的任何确定(非MTC-设备通常不需要访问虚拟载波)。图12C示出一种可能的配置，其中，在确定设备是MTC型之后，查询是否基站(或者诸如MME的相关核心网络实体)具有UE的性能信息：在没有这种信息的情况下，基站可询问UE以提取该信息–例如通过强制位置更新事件从而确保UE根据标准报告其性能。

图13A示出了在LTE(例如，REL8LTE)中终端(UE)向e-UTRAN网络实体报告性能信息的过程。在开机(或者在UE最近进入基站控制实体(即MME)的覆盖范围)时，UE和MME交换大量信号以将UE“附接”至相关的MME并分派合适的基站(eNodeB)给UE。部分信号交换包括请求UE性能信息的从基站到UE的消息。作为响应，UE根据包括已知格式的信息要素(IE)的标准化系统信息块(SIB)准备消息。IE反过来提供可报告UE性能的数据结构。可在章节5.6.3的3GPP TS 36.331V8.12.0找到用于传输UE性能信息的3GPP标准3GPP标准程序的细节。在此描述的UE性能信息消息采用特定形式–每个UE性能IE存储在UE-性能RAT-容器下。MTC-型UE的性能IE可被视作LTE性能的一部分(参见TS36.306)或者好像其属于独立的RAT。

图13B示出了与MTC-型设备相关的新IE可结合到其中的传统UE-EUTRA-性能IE。

为了便于UE的RF/BB性能的报告的目的，可考虑多个不同的新IE，从而可实现本发明的一些方面。虽然称为“带宽状态”，这些新IE实际上可能不包括直接与带宽有关的信息而是可用作UE的预期带宽性能的指示。用于附加到传统UE-EUTRA-性能IE结构(或者用作报告UE性能的一些类似的结构)的新信息要素的实例包括：

a.“窄带选项”-采用与如在图10中示出的下行链路带宽结构的不同选项对应的值的IE。

b.“MTC带宽”–包括就资源块(180kHz)、子载波(15kHz)、或者MHz的单位而言表征RF、BB、BB的仅数据部分的每一个的带宽大小的字段的IE，

c.“接收器架构选项”–采用与UE使用IF变频或者直接变频的接收器架构的类型对应的值的IE

d.“中心频率分配UE优选”–采用对应于指示是否用于该UE的分配的中心频率优选为“未使用”或者“使用”的指示的值的UE优选选项结构内的IE

本发明的实施方式可尤其在可被称为运行在一个或多个“主载波”的带宽内的“虚拟载波”的背景下采用。在共同待审的英国专利申请第GB1101970.0[2]、GB 1101981.7[3]、GB 1101966.8[4]、GB 1101983.3[5]、GB 1101853.8[6]、GB 1101982.5[7]、GB 1101980.9[8]和GB 1101972.6[9]中描述虚拟载波的概念，其内容通过引用结合于此。读者可引用这些共同待审的申请来获取更多的细节，但为了便于参考，同样在这里提供虚拟载波概念的概述。

图14提供了示出根据本发明的实例布置的适配LTE移动电信系统的一部分的示意图。系统包括连接至核心网络1408的适配的增强节点B(eNB)1401，其向在覆盖范围(小区)1404内的多个传统LTE终端1402和减小性能终端1403传递数据。当与传统LTE终端1402中的收发器单元1406的性能相比较时，每个减小性能终端1403具有收发器单元1405，收发器单元1405包括能够在减小带宽(即，窄带)上接收数据的接收器单元和能够在减小带宽上传输数据的发射器单元。

适配的eNB1401被布置为使用包括如参考图11描述的虚拟载波的子帧结构传输下行线路数据。通过eNB1401内的无线电资源管理(RRM)单元1411执行将减小性能终端1403分派至给定虚拟载波的任务。然后通过eNB中的适配的调度单元1409将数据传输到减小性能终端1403。如上所述，减小性能终端1403因此能够使用下行链路虚拟载波接收和传输数据。

如以上已说明的，因为减小复杂度终端1403在上行链路和下行链路虚拟载波上的减小的带宽上接收和传输数据，收发器单元1405接收和解码下行链路数据和编码和传输上行链路数据需要的复杂度、功耗和成本与传统LTE终端中提供的收发器单元1406相比减少。

当接收来自核心网络1408的要被传输到小区1404内的一个终端的下行链路数据时，适配的eNB1401被布置为使队列1410中的数据排队并确定数据是去往传统LTE终端1402还是减小性能终端1403。这可使用任何合适的技术实现。例如，去往减小性能终端1403的数据可包括指示数据必须在下行链路虚拟载波上传输的虚拟载波标记。如果适配的eNB1401检测到下行链路数据将要被传输到减小性能终端1403，则包括在适配的eNB1401中的适配的调度单元1409通过询问下行链路虚拟载波确保下行链路数据被传输到减小性能终端。在另一个实例中，网络被布置为使得虚拟载波逻辑上独立于eNB。更具体地，虚拟载波可被布置为对于核心网络呈现为独特的小区，使得其不被核心网络知道虚拟载波具有与主载波的任何关系。正如它们将对于传统小区的，向/从虚拟载波简单地路由数据包。

在另一个实例中，在网络内合适的点处执行数据包检查以将流量路由至合适载波或从合适载波(即，主载波或虚拟载波)路由流量。

在又一个实例中，从核心网络到eNB的数据在用于特定终端设备的特定逻辑连接上传递。eNB设置有指示哪个逻辑连接与哪个终端设备关联的信息。还在eNB处提供指示哪些终端设备是虚拟载波终端并且哪些是传统LTE终端的信息。该信息可由虚拟载波终端最初已使用虚拟载波资源连接的事实获得。

虚拟载波终端被布置为在连接过程期间向eNB指示它们的性能。相应地，eNB可基于终端设备是虚拟载波终端还是LTE终端将数据从核心网络映射到特定的终端设备。

在某些实例中，插入在主载波内的虚拟载波可用于提供逻辑上独特的“网中网”。换言之，经由虚拟载波传输的数据可被视为逻辑上和物理上与通过主载波网络传输的数据不同。虚拟载波因此可用来实现所谓的专用消息网络(DMN)，其“叠加”在传统网络上并且用来将消息数据传递到DMN设备(即，虚拟载波终端)。

应理解的是，在不偏离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可对上述实施方式做出各种修改。特别地，虽然已参考LTE移动无线电网络描述了本发明的实施方式，但是应理解本发明可应用于其他形式的网络，诸如GSM、3G/UMTS、CDMA2000等。如本文中使用的术语MTC终端可由用户设备(UE)、移动通信设备、终端设备等代替。此外，术语基站是指向UE提供对蜂窝状的电信网络的空中接口的任何无线网络实体：尽管在上文术语已经与e-NodeB可互换地使用，应当理解其包括LTE中的等效网络实体和包括以下的替代的无线电接入架构：eNode-B；Node-B、微微-、毫微-、和微观基站设备、中继器；增压器等。

术语“未使用的子载波”与“DC子载波”可互换地使用，然而，其包括留下没有数据的子载波的概念。子载波可以许多方式被留下未使用并且可采用不同的术语来表示“未使用”的精确方式。图15示出了有效地留下子载波未使用的两种可能方式。因此，可通过调度器将数据全部调度到其他子载波里而不是到未调度(和从而“未使用”)的子载波里将子载波忽略：在图15，数据包A、B、C和D被分配给第一、第二、第四和第五符号–并且没有为第三符号调度数据。

可替代地，调度器可最初为所讨论的子载波分配数据但是不传输子载波：即，所分配的数据落在称为“削弱”的操作中。在图15中，这通过示出五个符号的第三个符号为空的而为第一、第二、第四和第五符号分配数据包A、B、D和E来说明。数据包C被调度但未被携带。正如术语所暗含的，削弱使接收终端接收不完整的数据(最初调度在削弱的子载波处的数据丢失)。然而，可使用传统的误差校正技术(诸如前向纠错(FEC))重建丢失数据。

还应当理解，虽然其中主载波和虚拟载波由地理上分开的基站支持的方案的上述说明以举例的方式而主要围绕下行链路传输，但相同的概念同样可应用于上行链路传输：具体地，上行链路中的VC中心频率与上行链路中的HC中心频率相同。

本发明的其他特别的和优选的特征在所附独立和从属权利要求中提出。应理解的是，除了在权利要求中明确提出的那些组合之外，从属权利要求的特征可与独立权利要求的特征结合。

在以下带标号的条款中限定了各个方面和特征：

1.一种终端，具有：

射频RF接收部，用于接收来自基站的RF信号，RF接收部具有相关联的带宽状态，所述带宽状态限定终端设备将被分派哪种虚拟信道工作模式；

性能报告单元，被适配为确定终端设备的RF接收部的带宽状态；以及

RF传输部，用于向基站传递控制数据，其中，控制数据包括带宽状态。

2.根据条款1所述的终端，其中，带宽状态是从包括以下项的组中选择的终端RF接收部架构分类：中频变频、直接变频、正常基带和基带窄带。

3.根据条款1或2所述的终端，其中，带宽状态与表征终端RF接收部的带宽大小性能的至少一个参数对应。

4.根据条款1至3中任一项所述的终端，其中，终端和基站使用跨越第一频率带宽的第一多个正交频分复用OFDM子载波在无线电信系统中通信数据，至少一个所述子载波是第一频率带宽的未使用的中心频率，并且其中，虚拟信道工作模式与虚拟信道相关，虚拟信道是从所述第一多个OFDM子载波中选择的并且跨越第二频率带宽的子载波组，所述第二频率带宽比第一频率带宽窄得多。

5.根据条款4所述的终端，其中，终端具有第一带宽状态，第一带宽状态表示终端具有能够接收第一频率带宽上的射频RF信号和第二频率带宽上的基带信号的接收器的指示。

6.根据条款4所述的终端，其中，终端具有第二带宽状态，第二带宽状态表示终端具有能够接收第二频率带宽上的射频RF信号和基带信号的接收器的指示。

7.根据条款1至6中任一项所述的终端，其中，所述带宽状态表示从包括以下项的组中选择的接收器架构分类的指示：中频变频、直接变频、正常窄带和基带窄带。

8.根据任一前述条款所述的终端，其中，带宽状态与表征接收器的带宽大小性能的至少一个参数对应。

9.一种使用跨越第一频率带宽的第一多个正交频分复用OFDM子载波在无线电信系统中从具有射频RF接收部的终端设备向基站传递控制数据的方法，RF接收部具有相关联的带宽状态，该方法包括：

确定终端设备的RF接收部的带宽状态；

向基站传输控制数据，其中，控制数据包括带宽状态；以及

使用根据带宽状态分派的虚拟信道工作模式接收来自基站的RF信号。

10.根据条款9所述的方法，其中，虚拟信道工作模式与虚拟信道相关，虚拟信道是从所述第一多个OFDM子载波中选择的并且跨越第二频率带宽的子载波组，所述第二频率带宽比第一频率带宽窄得多。

参考文献

[1]ETSI TS 122 368 V10.530(2011-07)/3GPP TS 22.368版本10.5.0发行10)

[2]英国专利申请GB 1101970.0

[3]英国专利申请GB 1101981.7

[4]英国专利申请GB 1101966.8

[5]英国专利申请GB 1101983.3

[6]英国专利申请GB 1101853.8

[7]英国专利申请GB 1101982.5

[8]英国专利申请GB 1101980.9

[9]英国专利申请GB 1101972.6

[10]DCoffset primer

{http://venividiwiki.ee.virginia.edu/mediawiki/images/9/93/DCR_Raman.pdf}

[11]英国专利申请GB 1113801.3

Claims

1.一种终端，具有：

射频RF接收部，用于接收来自基站的RF信号，所述RF接收部具有相关联的带宽状态，所述带宽状态限定所述终端设备将被分派哪种虚拟信道工作模式；

性能报告单元，被适配为确定所述终端设备的所述RF接收部的所述带宽状态；以及

RF传输部，用于向所述基站传递控制数据，其中，所述控制数据包括所述带宽状态。

2.根据权利要求1所述的终端，其中，所述带宽状态是从包括以下项的组中选择的终端RF接收部架构分类：中频变频、直接变频、正常基带和基带窄带。

3.根据权利要求1所述的终端，其中，所述带宽状态与表征所述终端RF接收部的带宽大小性能的至少一个参数对应。

4.根据权利要求1所述的终端，其中，所述终端和所述基站在无线电信系统中使用跨越第一频率带宽的第一多个正交频分复用OFDM子载波通信数据，所述子载波的至少一个是所述第一频率带宽的未使用的中心频率，并且其中，所述虚拟信道工作模式与虚拟信道相关，所述虚拟信道是从所述第一多个OFDM子载波中选择的并且跨越第二频率带宽的子载波组，所述第二频率带宽比所述第一频率带宽窄得多。

5.根据权利要求4所述的终端，其中，所述终端具有第一带宽状态，第一带宽状态表示所述终端具有能够接收所述第一频率带宽上的射频RF信号和所述第二频率带宽上的基带信号的接收器的指示。

6.根据权利要求4所述的终端，其中，所述终端具有第二带宽状态，第二带宽状态表示所述终端具有能够接收在所述第二频率带宽上的射频RF信号和基带信号的接收器的指示。

7.根据权利要求1所述的终端，其中，所述带宽状态表示从包括以下项的组中选择的接收器架构分类的指示：中频变频、直接变频、正常窄带和基带窄带。

8.根据权利要求1所述的终端，其中，所述带宽状态与表征所述接收器的带宽大小性能的至少一个参数对应。

9.一种使用跨越第一频率带宽的第一多个正交频率复用OFDM子载波在无线电信系统中从具有射频RF接收部的终端设备向基站传递控制数据的方法，所述RF接收部具有相关联的带宽状态，所述方法包括：

确定所述终端设备的所述RF接收部的所述带宽状态；

向所述基站传输控制数据，其中，所述控制数据包括带宽状态；以及

使用根据所述带宽状态分派的虚拟信道工作模式接收来自所述基站的RF信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述虚拟信道工作模式与虚拟信道相关，所述虚拟信道是从所述第一多个OFDM子载波中选择的并且跨越第二频率带宽的子载波组，所述第二频率带宽比所述第一频率带宽窄得多。