CN106954263A

CN106954263A - 用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法和装置

Info

Publication number: CN106954263A
Application number: CN201610009368.3A
Authority: CN
Inventors: 刘海静; 王河
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-07-14
Anticipated expiration: 2036-01-07
Also published as: CN106954263B

Abstract

本公开的实施例公开了一种用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法和装置。该方法包括：为窄带物联网小区配置多个可用频带；以及广播关于所述多个可用频带的信息，以实现多频带通信。本公开的实施例还公开了一种相应的用于在窄带物联网中配置多频带通信的装置。本公开的实施例提出的多频带窄带物联网方案，能够在窄带物联网小区中灵活地配置多个频带，从而支持大规模的设备连接，并能支持窄带物联网的三种操作模式。

Description

用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法和装置

技术领域

本公开的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地，涉及用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法及装置。

背景技术

基于蜂窝网络的窄带物联网(NB-IOT)技术是3GPP定义的技术标准，其极大程度上基于非后向兼容的演进通用陆地无线接入(E-UTRA)网络变形，并着重于改善的室内覆盖，支持大规模数量的低吞吐量设备，低延迟敏感性，超低的设备成本，降低设备功率消耗以及优化的网络构架。

现有技术提案已经议定，NB-IOT将支持上行和下行180kHz用户设备射频带宽，当前NB-IOT工作组主要聚焦于具有只有一个180kHz频带的NB-IOT系统。然而，物联网需要具备支撑海量连接的能力，采用单个180kHz频带很难满足物联网中大规模连接的需求。

发明内容

本公开的实施例提出用于窄带物联网的多频带通信方案，其中为窄带物联网配置多个180kHz频带，以支持物联网中大规模数量的设备的连接。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法，包括：为窄带物联网小区配置多个可用频带；以及广播关于该多个可用频带的信息，以实现多频带通信。

根据本公开的实施例，该方法进一步包括：从多个可用频带中，为窄带物联网小区配置主频带；以及在该主频带上广播关于多个可用频带的信息。

根据本公开的实施例，其中广播关于多个可用频带的信息包括：通过系统信息，广播关于所述多个可用频带的信息。

根据本公开的实施例，其中广播关于多个可用频带的信息包括：在系统信息中设置标志，该标志指示是否为窄带物联网配置了多个可用频带。

根据本公开的实施例，其中在系统信息中设置标志包括：在系统主信息块中设置1比特标志位，以用于指示是否为窄带物联网配置了多个可用频带。

根据本公开的实施例，其中在主信息块的下行信道带宽信息位置上设置该标志位。

根据本公开的实施例，其中广播关于多个可用频带的信息包括：在系统信息块中承载多个可用频带的无线频率信息。

根据本公开的实施例，其中在系统信息块中承载多个可用频带的无线频率信息包括：通过使用相应的绝对无线频率信道号，在系统信息块中承载多个可用频带的绝对无线频率值。

根据本公开的实施例，该方法进一步包括：在获得所述广播的关于多个可用频带的信息后，使用多个可用频带的相对索引号对多个可用频带进行调度。

根据本公开的第二个方面，提供了一种用于在窄带物联网中配置多频带通信的装置，包括：用于为窄带物联网小区配置多个可用频带的配置单元；以及广播单元，被配置为广播关于多个可用频带的信息，以实现多频带通信。

根据本公开的实施例，其中配置单元进一步被配置为：从多个可用频带中，为窄带物联网小区配置主频带；以及广播单元进一步被配置为：在主频带上广播关于所述多个可用频带的信息。

根据本公开的实施例，其中广播单元进一步被配置为：通过系统信息，广播关于多个可用频带的信息。

根据本公开的实施例，其中广播单元进一步被配置为：在系统信息中设置标志，该标志指示是否为窄带物联网配置了多个可用频带。

根据本公开的实施例，其中广播单元进一步被配置为：在系统主信息块中设置1比特标志位，以用于指示是否为窄带物联网配置了多个可用频带。

根据本公开的实施例，其中广播单元进一步被配置为：在主信息块的下行信道带宽信息位置上设置该标志位。

根据本公开的实施例，其中广播单元进一步被配置为：在系统信息块中承载多个可用频带的无线频率信息。

根据本公开的实施例，其中广播单元进一步被配置为：通过使用相应的绝对无线频率信道号，在系统信息块中承载多个可用频带的绝对无线频率值。

根据本公开的实施例，该装置进一步包括：调度单元，被配置为在获得广播的关于所述多个可用频带的信息后，使用多个可用频带的相对索引号对多个可用频带进行调度。

考虑可用的频谱资源和物联网设备的数量，本公开的实施例提出的多频带窄带物联网方案，能够在窄带物联网小区中灵活地配置多个180kHz频带，实现了多个180kHz频带通信从而支持大规模的设备连接，并能支持窄带物联网的三种操作模式。另外，采用提出的频带索引方案，这些频带可以有效地被调度，降低了系统控制信息开销。

附图说明

通过参考下列附图所给出的对非限制性实施例的详细描述，将更好地理解本公开的实施例，并且本公开的实施例的其他目的、细节、特点和优点将变得更明显。在附图中：

图1是示出根据本公开的一个实施例的用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法流程示意图；

图2是示出根据本公开的一个实施例的主频带配置示意图；以及

图3是示出根据本公开的一个实施例的多频带NB-IoT下行频带示意图；以及

图4是示出根据本公开的一个实施例的用于在窄带物联网中配置多频带通信的装置示意图。

具体实施方式

现将结合附图对本公开的实施例进行具体的描述。所附附图仅仅通过示例的方式示出了能够实现本公开的特定的实施例，示例的实施例并不旨在穷尽根据本公开的所有实施例。本领域的技术人员可以在不偏离本公开的实施例精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代的实施方式，进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本公开的实施例的范围由所附的权利要求所限定。需要说明的是，尽管附图中以特定顺序描述了本公开的实施例中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

在当前3GPP对窄带物联网讨论中，并没有提出详细的多频带解决方案，关于物联网的多频带配置，一些技术提案同意LTE R13中的eMTC方案。然而，这些技术提案并不能直接用于窄带物联网。

更具体地，窄带物联网和eMTC的操作模式是不同的。窄带物联网支持三种操作模式，即独立(Stand-alone)操作、保护带(Guardband)操作和带内(In-band)操作。eMTC仅是LTE的一部分且只有LTE操作能够被支持。如果将eMTC多频带配置用于窄带无线网，它将仅能工作于带内操作模式。对于其他两种模式，由于根本不存在LTE中的一些操作，如以PRB索引号来索引频带，因而这种多频带配置将无法工作于独立操作模式和保护带操作模式。另外，即使是基于带内操作模式的窄带物联网部署，eMTC方案无法在不修改的情况下被应用，这是因为频带的定义不同。对窄带物联网，一个频带的带宽为180kHz，而在eMTC中该窄带意味着6个连续物理资源块(PRB)。

本公开考虑到可用频谱资源和物联网设备数目，提出多频带窄带物联网方案，其中多个180kHz频带被分配用于窄带物联网以支持大规模连接。

图1是示出根据本公开的一个实施例的用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法流程示意图。如图1所示，根据本公开的一个实施例，在窄带物联网中配置多频带通信的方法包括：

在步骤S101，为窄带物联网小区配置多个可用频带。在该步骤中，根据网络频谱规划，将用于窄带物联网通信的多个频带配置给窄带物联网小区。

在步骤S102，广播关于多个可用频带的信息，以实现多频带通信。窄带物联网小区将多个可用频带的信息广播，使得小区中的物联网设备能够获取相关信息，以实现多频带窄带物联网通信。

为了使物联网用户设备能够接入物联网小区，根据本公开的一个实施例，为窄带物联网小区配置一个主频带，主频带具有小区专用位置。通过频率规划，每个窄带物联网小区被指派一个无线频率为主频带。同时，为了减少小区间干扰，可以将不同的无线频率指派给不同相邻小区的主频带。

根据本公开的一个实施例，通常在该小区的主频带上传送重要的控制信息和其他重要信息，这些信息包括例如用于用户设备与窄带物联网小区之间时频同步的同步信息，以及建立通信所需要的系统信息等。

如上所述，根据本公开的一个实施例，主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)以及传送主信息块(MIB)的物理广播信道(PBCH)被分配在主频带上，而传送与数据业务相关的控制(例如用于下行/上行单播的资源分配等)信号和数据信号的物理下行控制信道(PDCCH)和物理下行共享信道(PDSCH)主要由系统中的其他频带来承载。

对于系统中可用的窄带物联网频带的信息，根据本公开的一个实施例，通过系统信息，广播关于可用的窄带物联网频带的信息，该可用的窄带物联网频带包括至少一个用于窄带物联网通信的频带。如前所述，广播系统信息可以在主频带上进行。

对系统信息广播，本公开提出对现有LTE主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)进行修改，主要为首先在MIB中包含NB-IoT的多频带指示，其表明是否为NB-IoT配置了多个可用频带，然后用新的系统信息块(SIB_mb)传递详细的频带信息。采用MIB和SIB_mb，NB-IoT可用的多频带信息能够被及时有效地广播，另外，相比于所有NB-IoT频带的固定位置，采用上述的主频带配置方案能够获得更大弹性配置。

图2示出了根据本公开的一个实施例的主频带配置的一个示意示例。下面结合图2对本公开的一个具体实施例描述如下。

首先，用1比特的多频带标志(mb_flag)替换现有MIB中的“下行信道带宽”部分，以指示是否为窄带物联网系统配置了多个频带。mb_flag＝1表示对NB-IoT小区而言多频带可用，mb_flag＝0表示NB-IoT小区工作在单频带模式。采用本公开提出的mb_flag标志，能够及时并且有效地指示NB-IoT小区配置，同时并不需要在现有LTE MIB上增加额外的长度。

接着，采用新的SIB(SIB_mb)以承载小区中所有可用NB-IoT频带的详细信息，SIB_mb中至少包含每个频带的绝对无线频率信息。

如图2所示，PSS、SSS、MIB等信息均在主频带上传输，关于MIB和PSS/SSS具体的时间资源位置，可以根据相应的技术规范来固定。本领域技术人员应该理解，图1所示仅是本公开的主频带配置的示意，在不背离本公开的实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开的实施例。

当mb_flag＝0时，表示NB-IoT小区工作在单频带模式，也即在当前频带上，用户设备与NB-IoT小区进行通信，此时，不需要利用SIB_mb向用户设备发送当前工作频带的其他信息，因此，基站不会发送SIB_mb。

当mb_flag＝1时，此时有两个或更多个频带被配置用于NB-IoT，SIB_mb紧跟在主频带上的MIB帧后被发送。此时，PSS、SSS、MIB、SIB_mb等信息均在主频带上传输，而传送与数据业务相关的控制(例如用于下行/上行单播的资源分配等)信号和数据信号的PDCCH和PDSCH主要由其他频带来承载，如图2所示。

关于如何在NB-IoT中指示频带，为了保证NB-IoT用户设备的通用性而不需要较高的实现复杂度，期望尽可能的在不同操作模式的设计中具有共性，并能够使得多频带配置可以为NB-IoT所有三种操作模式所使用，本公开提出如下方案。

不同于LTE中使用PRB索引来编号频带，根据本公开的一个实施例，在系统信息广播中，可用的NB-IoT频带由绝对无线频率号指示，并且将这些可用的NB-IoT频带对应的无线频率号包含在SIB_mb中，由系统进行广播，以便NB-IoT用户设备获取可用的NB-IoT频带信息。

根据本公开的一个实施例，可用的NB-IoT频带对应的无线频率号可以从类似于绝对无线频率信道号(ARFCN)表或者E-UTRAARFCN的表中选取。由于NB-IoT的频谱范围比GSM/EDGE无线接入网络(GERAN)和LTE更大，因此需要采用新的ARFCN表。

根据本公开的方案，NB-IoT用户设备在主频带上搜索PSS/SSS，一旦获得同步，就能够检测系统信息广播，获取可用的NB-IoT频带信息。应该注意的是，如上所述，SIB_mb的传输是可选的，而对NB-IoT用户设备，其根据其解码的MIB来决定是否接收SIB_mb。

考虑到物联网的应用中，设备数目庞大，资源分配及调度的开销将可能很高，尤其是对小数据物联网业务而言。为了减小系统开销，在一个给定的NB-IoT小区，一旦关于可用的窄带物联网频带信息由系统信息广播传送，之后在资源分配及调度中，每个180kHz频带将由相对编号进行索引。也即，这些频带的指示是根据它们的无线频率编号值例如上述根据系统信息广播中的编号而确定，对每个传输而言，该相对编号被用于调度器来分配资源块。

这与GERAN或者LTE不同。在GERAN中，180kHz频带是由绝对无线频率信道号(ARFCN)索引；在LTE中，一旦中心频率确定，这些180kHz频带由PRB号索引。然而，ARFCN和PRB索引号都可能比NB-IoT小区中可用的NB-IoT频带总数大很多，如果采用GERAN或LTE中的方法，资源分配及调度的开销将可能很高。采用本公开的方案，例如在调度信息中，每个频带由相对编号进行索引，这使得NB-IoT多频带配置可以对所有的三个操作模式可用。而且，由于采用相对编号索引频带，控制信息开销将大幅降低。

图3示出根据本公开的一个实施例的多频带NB-IoT下行频带示意。如图3所示，假设NB-IoT系统工作在带内模式，6个频带(即PRB#60,#61,#63,#66,#69,#71)被配置给NB-IoT。根据它们的绝对无线频率，各频带以上升顺序从0到5被编号。其中频带#2是主频带。根据本公开的一个实施例，在调度操作期间，所有的频带由它们的相对编号(0,1,2，…，5)而不是PRB索引(60,61,63,…,71)被索引。例如当PRB#66被分配给一个传输时，将在相应的资源块指派信息(例如DCI中RB指派部分)中使用相对索引号“3”，从而降低了控制信息开销。

应该理解的是，图3仅是以LTE系统中PRB索引为例描述了本公开提出的多频带相对编号方案，本领域技术人员容易知晓在不背离本公开的实施例的精神或基本特征的情况下，在可能应用NB-IoT的基于蜂窝通信的其他系统或其他工作模式中，能够以其他的具体形式实现本公开的实施例。

图4示出根据本公开的一个实施例的用于在窄带物联网中配置多频带通信的装置，该装置包括：配置单元401，用于为窄带物联网小区配置多个可用频带；以及广播单元402，被配置为广播关于多个可用频带的信息，以实现多频带通信。

根据本公开的一个实施例，其中配置单元进一步被配置为：从多个可用频带中，为窄带物联网小区配置主频带；以及广播单元进一步被配置为：在主频带上广播关于所述多个可用频带的信息。

根据本公开的一个实施例，其中广播单元进一步被配置为：通过系统信息，广播关于多个可用频带的信息。

根据本公开的一个实施例，其中广播单元进一步被配置为：在系统信息中设置标志，该标志指示是否为窄带物联网配置了多个可用频带。

根据本公开的一个实施例，其中广播单元进一步被配置为：在系统主信息块中设置1比特标志位，以用于指示是否为窄带物联网配置了多个可用频带。

根据本公开的一个实施例，其中广播单元进一步被配置为：在主信息块的下行信道带宽信息位置上设置该标志位。

根据本公开的一个实施例，其中广播单元进一步被配置为：在系统信息块中承载多个可用频带的无线频率信息。

根据本公开的一个实施例，其中广播单元进一步被配置为：通过使用相应的绝对无线频率信道号，在系统信息块中承载多个可用频带的绝对无线频率值。

根据本公开的一个实施例，该装置进一步包括：调度单元，被配置为在获得广播的关于所述多个可用频带的信息后，使用多个可用频带的相对索引号对多个可用频带进行调度。

通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。

Claims

1.一种用于在窄带物联网中配置多频带通信的方法，包括：

为窄带物联网小区配置多个可用频带；以及

广播关于所述多个可用频带的信息，以实现多频带通信。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

从所述多个可用频带中，为所述窄带物联网小区配置主频带；以及

在所述主频带上广播关于所述多个可用频带的信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中广播关于所述多个可用频带的信息包括：

通过系统信息，广播关于所述多个可用频带的信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中广播关于所述多个可用频带的信息包括：

在系统信息中设置标志，所述标志指示是否为所述窄带物联网配置了多个可用频带。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在系统信息中设置标志包括：

在系统主信息块中设置1比特标志位，以用于指示是否为所述窄带物联网配置了多个可用频带。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述主信息块的下行信道带宽信息位置上设置所述标志位。

7.根据权利要求1所述的方法，其中广播关于所述多个可用频带的信息包括：

在系统信息块中承载所述多个可用频带的无线频率信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在系统信息块中承载所述多个可用频带的无线频率信息包括：

通过使用相应的绝对无线频率信道号，在所述系统信息块中承载所述多个可用频带的绝对无线频率值。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在获得所述广播的关于所述多个可用频带的信息后，使用所述多个可用频带的相对索引号对所述多个可用频带进行调度。

10.一种用于在窄带物联网中配置多频带通信的装置，包括：

配置单元，被配置成为窄带物联网小区配置多个可用频带；以及

广播单元，被配置为广播关于所述多个可用频带的信息，以实现多频带通信。

11.根据权利要求10所述的装置，其中

所述配置单元进一步被配置为从所述多个可用频带中，为所述窄带物联网小区配置主频带；以及

所述广播单元进一步被配置为在所述主频带上广播关于所述多个可用频带的信息。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中所述广播单元进一步被配置为通过系统信息，广播关于所述多个可用频带的信息。

13.根据权利要求10所述的装置，其中所述广播单元进一步被配置为在系统信息中设置标志，所述标志指示是否为所述窄带物联网配置了多个可用频带。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述广播单元进一步被配置为在系统主信息块中设置1比特标志位，以用于指示是否为所述窄带物联网配置了多个可用频带。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述广播单元进一步被配置为在所述主信息块的下行信道带宽信息位置上设置所述标志位。

16.根据权利要求10所述的装置，其中所述广播单元进一步被配置为在系统信息块中承载所述多个可用频带的无线频率信息。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述广播单元进一步被配置为

18.根据权利要求17所述的装置，进一步包括：

调度单元，被配置为在获得所述广播的关于所述多个可用频带的信息后，使用所述多个可用频带的相对索引号对所述多个可用频带进行调度。