CN110603755B - 无线通信系统中终端和基站之间的通信方法和支持该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

公开一种在支持窄带物联网(NB‑IoT)的无线通信系统中终端和基站之间的信号发送/接收方法以及支持该方法的设备。更具体地，公开当支持NB‑IoT的无线通信系统是时分双工(TDD)系统时终端和基站之间的信号发送/接收方法的描述。

Description

无线通信系统中终端和基站之间的通信方法和支持该方法的 设备
技术领域
以下描述涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中的终端和基站之间的信号发送/接收方法，以及支持该方法的设备。
更具体地，在以下描述中包括当支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统是时分双工(TDD)系统时在终端和基站之间发送和接收信号的方法的描述。
背景技术
已经广泛地部署无线接入系统以提供诸如语音或数据的各种类型的通信服务。通常，无线接入系统是通过在它们之间共享可用系统资源(带宽、传输功率等)来支持多个用户的通信的多址系统。例如，多址系统包括码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统和单载波频分多址(SC-FDMA)系统。
特别地，新提出物联网(IoT)通信技术。在这里，IoT指的是不涉及人类交互的通信。在基于蜂窝的LTE系统中引入这种IoT通信技术的方法正在进一步讨论中。
传统的长期演进(LTE)系统已经被设计为支持高速数据通信，并且因此被人们认为是昂贵的通信技术。
然而，只有降低成本，才能广泛使用物联网通信技术。
一直在讨论减少带宽作为降低成本的方法。然而，为了减小带宽，应在时域中设计新的帧结构，并且还应该考虑与现有的邻近LTE终端的干扰问题。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是为了提供一种在支持窄带物联网的无线通信系统中在终端和基站之间发送/接收同步信号的方法。
特别地，本发明的一个目的是为了提供一种当无线通信系统是TDD系统时在终端和基站之间发送和接收同步信号的方法。
本领域的技术人员将会显而易见的是，可以通过本公开实现的目的不限于上文已经详细描述的内容，并且从以下详细描述中将更清楚地理解本公开可以实现的上述和其他目的。
技术方案
本发明提供一种在支持窄带物联网的无线通信系统中在终端和基站之间发送/接收信号的方法及设备。
在本发明的一个方面，这里提供一种在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中由终端从基站接收信号的方法，该方法包括：在不同的子时间间隔期间通过第一载波接收窄带主同步信号(NPSS)和窄带辅同步信号(NSSS)，其中一个时间间隔包括多个子时间间隔，其中在每个时间间隔中的第X(其中X是自然数)个子时间间隔期间接收NPSS，并且以2个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y(其中Y是自然数)个子时间间隔期间接收NSSS；以及以一个或多个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y个子时间间隔期间通过与第一载波不同的第二载波接收系统信息块1-窄带(SIB1-NB)。
在本发明的另一方面，这里提供一种在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中由基站向终端发送信号的方法，该方法包括：在不同的子时间间隔期间通过第一载波发送窄带主同步信号(NPSS)和窄带辅同步信号(NSSS)，其中一个时间间隔包括多个子时间间隔，其中NPSS在每个时间间隔中的第X(其中X是自然数)个子时间间隔期间发送，并且NSSS以2个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y(其中Y是自然数)个子时间间隔期间发送；以及以一个或多个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y个子时间间隔期间通过与第一载波不同的第二载波发送系统信息块1-窄带(SIB1-NB)。
在本发明的另一方面，这里提供一种在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中从基站接收信号的终端，该终端包括：接收器；处理器，该处理器可操作地耦合到接收器，其中处理器被配置成在不同的子时间间隔期间通过第一载波接收窄带主同步信号(NPSS)和窄带辅同步信号(NSSS)，其中一个时间间隔包括多个子时间间隔，其中在每个时间间隔中的第X(其中X是自然数)个子时间间隔期间接收NPSS，并且在以两个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y(其中Y是自然数)个子时间间隔期间接收NSSS；以一个或多个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y个子时间间隔期间，通过与第一载波不同的第二载波接收系统信息块1-窄带(SIB1-NB)。
在本发明的另一方面，这里提供一种在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中向终端发送信号的基站，该基站包括：发射器；和处理器，该处理器可操作地耦合到发射器。
处理器被配置成在不同的子时间间隔期间通过第一载波发送窄带主同步信号(NPSS)和窄带辅同步信号(NSSS)，其中一个时间间隔包括多个子时间间隔，其中，在每个时间间隔中的第X(其中X是自然数)个子时间间隔期间发送NPSS，并且以2个时间间隔的周期在相应的时间间隔中的第Y(其中Y是自然数)个子时间间隔期间发送NSSS；并且以一个或多个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y个子时间间隔期间通过与第一载波不同的第二载波发送系统信息块1-窄带(SIB1-NB)。
这里，第一载波可以对应于锚载波，并且第二载波可以对应于非锚载波。
此外，X和Y可以设置为不同的值。
一个时间间隔可以是一个无线电帧，并且每个子时间间隔可以是一个子帧，其中无线电帧可以包括10个子帧。
在这种情况下，X可以是6，并且Y可以是1。
用于发送SIB1-NB的一个或多个时间间隔的周期可以对应于两个时间间隔的周期或四个时间间隔的周期。
可以在不发送NSSS的时间间隔中的第Y个子时间间隔期间通过第二载波接收SIB1-NB。
无线通信系统可以是时分双工(TDD)系统。
在这种情况下，当无线通信系统是3GPP长期演进(LTE)系统中定义的TDD系统时，无线通信系统可能不支持在3GPP LTE系统中定义的用于一个无线电帧的上行链路/下行链路配置0。
要理解的是，本公开的前述一般描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本公开的进一步说明。
有益效果
从以上描述显而易见的是，本公开的实施例具有以下效果。
根据本发明的实施例，终端和基站可以通过锚载波发送和接收NPSS和NSSS，同时通过SIB1-NB中的非锚载波发送和接收信号。
具体地，在LTE TDD系统的情况下，终端在接收到SIB信息之前难以知道由基站建立的上行链路/下行链路配置，并且因此终端和基站应限于通过共同适用于所有上行链路/下行链路配置的下行链路子帧发送和接收NPSS、NSSS、SIB1-NB等。相比之下，本发明提供一种通过最小化有限下行链路资源内的信号之间的冲突来执行信号发送/接收的方法，并且因此终端和基站可以使用优化的发送/接收方法来发送/接收信号。
本领域技术人员将理解，能够通过本公开实现的效果不限于上文具体描述的内容，并且从结合附图的以下详细描述中将更清楚地理解本公开的其他优点。换句话说，本领域的技术人员还可以从本发明的实施例中获得根据本发明的实施方式的非预期效果。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图与详细说明一起提供本发明的实施例。然而，本发明的技术特征不限于特定的附图。在这些附图中的每一个中公开的特征被彼此组合以配置新的实施例。每个附图中的附图标记与结构元件相对应。
图1是图示物理信道和使用该物理信道的信号传输方法的图。
图2是图示示例性无线电帧结构的图。
图3是图示用于下行链路时隙的持续时间的示例性资源网格的图。
图4是图示上行链路子帧的示例性结构的图。
图5是图示下行链路子帧的示例性结构的图。
图6是图示适用于本发明的自包含子帧结构的图。
图7和图8是图示用于将TXRU连接到天线单元的代表性方法的图。
图9是从根据本发明的收发器单元(TXRU)和物理天线的角度示意性地图示示例性混合波束成形结构的图。
图10是示意性地图示根据本发明的在下行链路(DL)传输过程中针对同步信号和系统信息的示例性波束扫描操作的图。
图11是示意性地图示用于10MHz的LTE带宽的带内锚载波的排列的图。
图12是示意性地图示在FDD LTE系统中发送物理下行链路信道和下行链路信号的位置的图。
图13是图示带内模式中的NB-IoT信号和LTE信号的示例性资源分配的图。
图14至17是图示特殊子帧配置的各种示例的图。
图18是图示根据图14至图17中的CP长度的子帧配置和标记的含义的图。
图19是示意性地图示根据本发明的终端和基站之间的信号发送/接收方法的图。
图20是示出可实现所提出的实施例的终端和基站的配置的图。
具体实施方式
以下描述的本公开的实施例是特定形式的本公开的元件和特征的组合。除非另有说明，否则可以认为元件或特征是选择性的。可以在不与其他元件或特征组合的情况下实践每个元件或特征。此外，可以通过组合元件和/或特征的部分来构造本公开的实施例。可以重新布置在本公开的实施例中描述的操作顺序。任何一个实施例的一些结构或元件可以包括在另一个实施例中，并且可以用另一个实施例的相应结构或特征代替。
在附图的描述中，将避免对本公开的已知过程或步骤的详细描述，以免其模糊本公开的主题。另外，也将不描述本领域技术人员可以理解的过程或步骤。
在整个说明书中，当某个部分“包括(include)”或“包含(comprise)”某个组件时，这表示不排除其他组件，并且除非另有说明，否则可以进一步包括其他组件。说明书中描述的术语“单元(unit)”、“-器/件(-or/er)”和“模块(module)”指示用于处理至少一个功能或操作的单元，其可以通过硬件、软件或其组合来实现。另外，除非以其它方式在说明书中指出或除非上下文另有明确指示，否则术语“一(a)或一个(an)”、“一个(one)”、“该(the)”等可以在本公开的上下文中(更具体地，在所附权利要求的上下文中)包括单数表示和复数表示。
在本公开的实施例中，描述主要由基站(BS)和用户设备(UE)之间的数据发送和接收关系组成。BS指的是直接与UE通信的网络的终端节点。被描述为由BS执行的特定操作可以由BS的上层节点执行。
即，显而易见的是，在由包括BS的多个网络节点组成的网络中，可以由BS或除BS之外的网络节点执行用于与UE通信执行的各种操作。术语“BS”可以用固定站、节点B、演进节点B(eNode B或eNB)、高级基站(ABS)、接入点等替换。
在本公开的实施例中，术语终端可以用UE、移动站(MS)、订户站(SS)、移动订户站(MSS)、移动终端、高级移动站(AMS)等替换。
发送端是提供数据服务或语音服务的固定和/或移动节点，并且接收端是接收数据服务或语音服务的固定和/或移动节点。因此，在上行链路(UL)上，UE可以用作发送端并且BS可以用作接收端。类似地，在下行链路(DL)上，UE可以用作接收端并且BS可以用作发送端。
本公开的实施例可以由针对包括以下系统的无线接入系统中的至少一个公开的标准规范支持：电气和电子工程师协会(IEEE)802.xx系统、第三代合作伙伴计划(3GPP)系统、3GPP长期演进(LTE)系统、3GPP 5G NR系统和3GPP2系统。具体地，本公开的实施例可以由以下标准规范支持：3GPP TS 36.211、3GPP TS 36.212、3GPP TS36.213、3GPP TS36.321、3GPP TS 36.331、3GPP TS 38.211、3GPP TS38.212、3GPP TS 38.213、3GPP TS38.321以及3GPP TS 38.331。也就是说，可以通过上述标准规范来解释在本公开的实施例中的、未描述以清楚地揭示本公开的技术构思的步骤或部分。可以通过标准规范来解释在本公开的实施例中使用的所有术语。
现在将参考附图详细参考本公开的实施例。下面将参考附图给出的详细描述旨在解释本公开的示例性实施例，而不是仅仅示出能够根据本公开实现的实施例。
以下详细描述包括特定术语以便提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的技术精神和范围的情况下，可以用其他术语替换特定术语。
例如，术语TxOP可以以相同的意义与传输时段或预留资源时段(RRP)互换使用。此外，可以执行与用于确定信道状态是空闲还是忙碌的载波侦听过程、CCA(空闲信道评估)、CAP(信道接入过程)相同的目的的先听后说(LBT)过程。
在下文中，解释3GPP LTE/LTE-A系统，其是无线接入系统的示例。
本公开的实施例可以被应用于各种无线接入系统，诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等。
CDMA可以被实现为诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术。TDMA可以被实现为诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/增强数据速率的GSM演进(EDGE)的无线电技术。OFDMA可以被实现为诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、EEE 802.20、演进UTRA(E-UTRA)等的无线电技术。
UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP LTE是使用E-UTRA、采用OFDMA用于DL和采用SC-FDMA用于UL的演进UMTS(E-UMTS)的一部分。LTE-Advanced(LTE-A)是3GPPLTE的演进。虽然为了阐明本公开的技术特征而在3GPP LTE/LTE-A系统的背景下描述本公开的实施例，但是本公开也适用于IEEE 802.16e/m系统等。
1.3 GPP LTE/LTE-A系统
1.1.物理信道和使用该物理信道的信号发送和接收方法
在无线接入系统中，UE在DL上从基站接收信息，并在UL上向基站发送信息。在UE和基站之间发送和接收的信息包括通用数据信息和各种类型的控制信息。根据在基站和UE之间发送和接收的信息的类型/用途，存在许多物理信道。
图1图示可以在本公开的实施例中使用的物理信道和使用该物理信道的一般信号传输方法。
当UE通电或进入新小区时，UE执行初始小区搜索(S11)。初始小区搜索涉及获取与基站的同步。具体地，UE将其定时与基站同步并通过从基站接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)来获取诸如小区标识符(ID)的信息。
然后，UE可以通过从基站接收物理广播信道(PBCH)来获取在小区中广播的信息。
在初始小区搜索期间，UE可以通过接收下行链路参考信号(DLRS)来监测DL信道状态。
在初始小区搜索之后，UE可以通过接收物理下行链路控制信道(PDCCH)并基于PDCCH的信息接收物理下行链路共享信道(PDSCH)来获得更详细的系统信息(S12)。
为完成与基站的连接，UE可以与基站执行随机接入过程(S13至S16)。在随机接入过程中，UE可以在物理随机接入信道(PRACH)上发送前导(S13)，并且可以接收PDCCH和与PDCCH相关联的PDSCH(S14)。在基于竞争的随机接入的情况下，UE可以另外执行竞争解决过程，包括发送附加PRACH(S15)以及接收PDCCH信号和与该PDCCH信号相对应的PDSCH信号(S16)。
在上述过程之后，UE可以从基站接收PDCCH和/或PDSCH(S17)，并且，在一般的UL/DL信号传输过程中向基站发送物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH)(S18)。
UE向基站发送的控制信息通常被称为上行链路控制信息(UCI)。UCI包括混合自动重传请求肯定应答/否定应答(HARQ-ACK/NACK)、调度请求(SR)、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、秩指示符(RI)等。
在LTE系统中，通常周期性地在PUCCH上发送UCI。然而，如果应当同时发送控制信息和业务数据，则可以在PUSCH上发送控制信息和业务数据。另外，在从网络接收到请求/命令之后，可以在PUSCH上不定期地发送UCI。
1.2.资源结构
图2示出在本公开的实施例中使用的示例性无线电帧结构。
图2的(a)示出帧结构类型1。帧结构类型1适用于全频分双工(FDD)系统和半FDD系统。
一个无线电帧是10ms(Tf＝307200·Ts)长，包括从0到19索引的相等大小的20个时隙。每个时隙是0.5ms(Tslot＝15360·Ts)长。一个子帧包括两个连续的时隙。第i个子帧包括第2i个和第(2i+1)个时隙。也就是说，无线电帧包括10个子帧。用于发送一个子帧所需的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。Ts是以Ts＝1/(15kHz×2048)＝3.2552×10-8(约33ns)给出的采样时间。一个时隙包括时域中的多个正交频分复用(OFDM)符号或SC-FDMA符号以及频域中的多个资源块(RB)。
时隙包括时域中的多个OFDM符号。由于在3GPP LTE系统中针对DL采用OFDMA，因此一个OFDM符号表示一个符号周期。OFDM符号可以称为SC-FDMA符号或符号周期。RB是在一个时隙中包括多个连续子载波的资源分配单元。
在全FDD系统中，10个子帧中的每一个可以在10ms持续时间期间同时用于DL传输和UL传输。该DL传输和UL传输通过频率进行区分。另一方面，UE不能够在半FDD系统中同时执行发送和接收。
以上无线电帧结构纯粹是示例性的。因此，可以改变无线电帧中的子帧的数目、子帧中的时隙的数目、以及时隙中的OFDM符号的数目。
图2的(b)示出帧结构类型2。帧结构类型2应用于时分双工(TDD)系统。一个无线电帧是10ms(Tf＝307200·Ts)长，包括各自具有长度为5ms(＝153600·Ts)长的两个半帧。每个半帧包括各自长度为1ms(＝30720·Ts)的五个子帧。第i个子帧包括各自具有0.5ms的长度(Tslot＝15360·Ts)的第2i个和第(2i+1)个时隙。Ts是以Ts＝1/(15kHz×2048)＝3.2552×10-8(约33ns)给出的采样时间。
类型2帧包括具有三个字段的特殊子帧：下行链路导频时隙(DwPTS)、保护时段(GP)、和上行链路导频时隙(UpPTS)。DwPTS用于UE处的初始小区搜索、同步或信道估计，并且UpPTS用于基站处的信道估计和与UE的UL传输同步。GP用于消除由DL信号的多径延迟引起的UL和DL之间的UL干扰。
下面的表1列出特殊子帧配置(DwPTS/GP/UpPTS长度)。
[表1]
Figure GDA0002737000170000121
另外，在LTE版本-13系统中，能够通过考虑附加SC-FDMA符号的数目X来新配置特殊子帧的配置(即，DwPTS/GP/UpPTS的长度)，X由名为“srs-UpPtsAdd”的较高层参数提供(如果此参数未被配置，则X被设置为0)。在LTE版本-14系统中，新添加特定子帧配置#10。对于用于下行链路中的正常循环前缀的特殊子帧配置{3,4,7,8}和用于下行链路中的扩展循环前缀的特殊子帧配置{2,3,5,6}，UE不期望被配置有2个附加UpPTS SC-FDMA符号，对于用于下行链路中的正常循环前缀的特殊子帧配置{1,2,3,4,6,7,8}和用于下行链路中的扩展循环前缀的特殊子帧配置{1,2,3,5,6}，UE不期望被配置有4个附加UpPTS SC-FDMA符号。
[表2]
Figure GDA0002737000170000131
图3图示可以在本公开的实施例中使用的用于一个DL时隙的持续时间的DL资源网格的示例性结构。
参考图3，DL时隙在时域中包括多个OFDM符号。一个DL时隙在时域中包括7个OFDM符号，并且RB在频域中包括12个子载波，本公开不限于此。
资源网格的每个元素被称为资源元素(RE)。RB包括12x7个RE。DL时隙中的RB的数目NDL取决于DL传输带宽。
图4图示可以在本公开的实施例中使用的UL子帧的结构。
参考图4，UL子帧可以在频域中被划分为控制区域和数据区域。承载UCI的PUCCH被分配给控制区域，并且承载用户数据的PUSCH被分配给数据区域。为了维持单载波属性，UE不同时发送PUCCH和PUSCH。子帧中的一对RB被分配给UE的PUCCH。RB对的RB在两个时隙中占用不同子载波。因此，可以说RB对在时隙边界上跳频。
图5图示可以在本公开的实施例中使用的DL子帧的结构。
参考图5，从OFDM符号0开始的DL子帧的多达三个OFDM符号被用作向其分配控制信道的控制区域，并且DL子帧的其他OFDM符号被用作向其分配PDSCH的数据区域。为3GPP LTE系统定义的DL控制信道包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、PDCCH和物理混合ARQ指示符信道(PHICH)。
在子帧的第一OFDM符号中发送PCFICH，承载关于用于在子帧中发送控制信道的OFDM符号的数目(即，控制区域的大小)的信息。PHICH是对于UL传输的响应信道，传递HARQACK/NACK信号。PDCCH上承载的控制信息称为下行链路控制信息(DCI)。DCI为UE组传输UL资源分配信息、DL资源分配信息、或UL传输(Tx)功率控制命令。
2.新的无线电接入技术系统
随着许多通信设备需要更高的通信容量，与现有的无线电接入技术(RAT)相比大大提高的移动宽带通信的必要性已经增加。此外，还需要通过将数个设备或物体彼此连接而能够在任何时间和任何地点提供各种服务的大规模机器类型通信(MTC)。此外，已经提出能够支持对可靠性和延迟敏感的服务/UE的通信系统设计。
作为考虑增强的移动宽带通信、大规模MTC和超可靠和低延迟通信(URLLC)等的新RAT，已经提出新的RAT系统。在本发明中，为便于描述，相应的技术被称为新RAT或新无线电(NR)。
2.1.参数集
本发明适用于的NR系统支持以下表中示出的各种OFDM参数集。在这种情况下，能够分别在DL和UL中用信号发送每载波带宽部分的μ的值和循环前缀信息。例如，可以通过与较高层信令相对应的DL-BWP-mu和DL-MWP-cp来用信号发送每下行链路载波带宽部分的μ的值和循环前缀信息。作为另一示例，可以通过与较高层信令相对应的UL-BWP-mu和UL-MWP-cp来用信号发送每上行链路载波带宽部分的μ的值和循环前缀信息。
[表3]
μ Δf＝2<sup>μ</sup>·15[kHz] 循环前缀
0 15 正常
1 30 正常
2 60 正常，扩展
3 120 正常
4 240 正常
2.2.帧结构
DL和UL传输被配置有长度为10ms的帧。每个帧可以由各自具有1ms的长度的十个子帧组成。在这种情况下，每个子帧中的连续OFDM符号的数目是
Figure GDA0002737000170000151
另外，每个子帧可以由具有相同大小的两个半帧组成。在这种情况下，所述两个半帧分别由子帧0到4和子帧5到9组成。
关于子载波间隔μ，时隙可以以如以下方式的升序在一个子帧内进行编号：
Figure GDA0002737000170000161
并且也可以以如以下方式的升序在帧内进行编号：
Figure GDA0002737000170000162
在这种情况下，可以根据循环前缀来确定一个时隙中的连续OFDM符号的数目
Figure GDA0002737000170000163
如下表所示。一个子帧的起始时隙
Figure GDA0002737000170000164
与时间维度中的相同子帧的起始OFDM符号
Figure GDA0002737000170000165
对齐。表4示出在正常循环前缀的情况下每个时隙/帧/子帧中的OFDM符号的数目，以及表5示出在扩展循环前缀的情况下每个时隙/帧/子帧中的OFDM符号的数目。
[表4]
Figure GDA0002737000170000166
[表5]
Figure GDA0002737000170000167
在能够应用本发明的NR系统中，能够基于上述时隙结构应用自包含的时隙结构。
图6是图示适用于本发明的自包含时隙结构的图。
在图6中，阴影线区域(例如，符号索引＝0)指示下行链路控制区域，并且黑色区域(例如，符号索引＝13)指示上行链路控制区域。剩余区域(例如，符号索引＝1到13)能够用于DL数据传输或UL数据传输。
基于该结构，基站和UE能够在一个时隙中顺序地执行DL传输和UL传输。也就是说，基站和UE在一个时隙中不仅能够接收DL数据，还能够响应于该DL数据发送UL ACK/NACK。因此，由于这种结构，在发生数据传输错误的情况下能够减少直到数据重传所需的时间，从而最小化最终数据传输的延迟。
在这种自包含时隙结构中，为允许基站和UE从发送模式切换到接收模式的过程，需要预定长度的时间间隔，反之亦然。为此，在自包含时隙结构中，在从DL切换到UL的时间处的一些OFDM符号被设置为保护时段(GP)。
尽管描述的是自包含时隙结构包括DL控制区域和UL控制区域二者，但是这些控制区域能够选择性地包括在自包含时隙结构中。换言之，根据本发明的自包含时隙结构可以包括DL控制区域或UL控制区域，以及DL控制区域和UL控制区域二者，如图6所示。
另外，例如，时隙可以具有各种时隙格式。在这种情况下，每个时隙中的OFDM符号可以被划分成下行链路符号(由“D”表示)、灵活符号(由“X”表示)、和上行链路符号(由“U”表示)。
因此，UE能够假设DL传输仅发生在DL时隙中由“D”和“X”表示的符号中。类似地，UE能够假设UL传输仅发生在UL时隙中由“U”和“X”表示的符号中。
2.3.模拟波束成形
在毫米波(mmW)系统中，由于波长短，所以能够在同一区域中安装多个天线单元。也就是说，考虑到在30GHz频带的波长是1cm，在二维阵列的情况下，总共100个天线单元可以以0.5λ(波长)的间隔被安装在5cm*5cm的面板中。因此，在mmW系统中，能够通过使用多个天线单元增加波束成形(BF)增益来改善覆盖范围或吞吐量。
在这种情况下，每个天线单元可以包括收发器单元(TXRU)，以使能够调整每天线单元的发送功率和相位。通过这样做，每个天线单元能够每频率资源执行独立的波束成形。
然而，在所有大约100个天线单元中安装TXRU在成本方面不太可行。因此，已经考虑了使用模拟移相器来将多个天线单元映射到一个TXRU并调整波束的方向的方法。然而，因为在整个频带上仅生成一个波束方向，所以该方法的缺点在于频率选择性波束成形是不可能的。
为了解决该问题，作为数字BF和模拟BF的中间形式，能够考虑具有比Q个天线单元更少的B个TXRU的混合BF。在混合BF的情况下，能够同时发送的波束方向的数目被限制为B或更少，这取决于如何连接B个TXRU和Q个天线单元。
图7和图8是图示用于将TXRU连接到天线单元的代表性方法的图。这里，TXRU虚拟化模型表示TXRU输出信号和天线单元输出信号之间的关系。
图7示出用于将TXRU连接到子阵列的方法。在图7中，将一个天线单元连接到一个TXRU。
同时，图8示出用于将所有TXRU连接到所有天线单元的方法。在图8中，将所有天线单元连接到所有TXRU。在这种情况下，需要单独的附加单元将所有天线单元连接到所有TXRU，如图8所示。
在图7和图8中，W指示由模拟移相器加权的相位向量。也就是说，W是确定模拟波束成形方向的主要参数。在这种情况下，CSI-RS天线端口和TXRU之间的映射关系可以是1:1或1对多。
图7中示出的配置的缺点在于难以实现波束成形聚焦，但是具有可以以低成本配置所有天线的优点。
相反，图8中所示的配置的优点在于可以容易地实现波束成形聚焦。然而，由于所有天线单元都连接到TXRU，因此它具有成本高的缺点。
当在可应用本发明的NR系统中使用多个天线时，可以应用其中组合数字BF和模拟BF的混合波束成形(BF)方案。在这种情况下，模拟BF(或射频(RF)BF)意指在RF级执行预编码(或组合)的操作。在混合BF中，基带级和RF级中的每一个执行预编码(或组合)，并且因此，能够实现近似于数字BF的性能，同时减少RF链的数量和数字-模拟(D/A)(或模拟-数字(A/D))转换器的数量。
为了便于描述，混合BF结构可以由N个收发器单元(TXRU)和M个物理天线表示。在这种情况下，由发送端发送的用于L个数据层的数字BF可以由N×L矩阵表示。其后获得的N个转换的数字信号经由TXRU转换为模拟信号，并且然后经历模拟BF，其由M×N矩阵表示。
图9是从根据本发明的TXRU和物理天线的角度示意性地图示示例性混合BF结构的图。在图9中，数字波束的数量是L，并且模拟波束的数量是N。
另外，在可应用本发明的NR系统中，基站将模拟BF设计成以符号为单位进行改变，以向位于特定区域的UE提供更有效的BF支持。此外，如图9中所图示，当N个特定TXRU和M个RF天线被定义为一个天线面板时，根据本发明的NR系统考虑引入多个独立混合BF适用的天线面板。
在基站利用如上所述的多个模拟波束的情况下，对于信号接收有利的模拟波束可以根据UE而不同。因此，在可应用本发明的NR系统中，正在考虑波束扫描操作，其中基站通过在逐个符号的基础上在特定的子帧(SF)中应用不同的模拟波束来发送信号(至少同步信号、系统信息、寻呼等)，使得所有UE可以具有接收机会。
图10是示意性地图示根据本发明的DL传输过程中的针对同步信号和系统信息的示例性波束扫描操作的图。
在下面的图10中，以广播方式发送可应用本发明的NR系统的系统信息的物理资源(或物理信道)被称为xPBCH。这里，可以同时发送属于一个符号内的不同天线面板的模拟波束。
如图10中所图示，为了测量可应用本发明的NR系统中的每个模拟波束的信道，正在讨论引入波束RS(BRS)，其是通过应用单个模拟波束(对应于特定的天线面板)发送的参考信号(RS)。可以为多个天线端口定义BRS，并且BRS的每个天线端口可以对应于单个模拟波束。在这种情况下，与BRS不同，可以通过在模拟波束组中应用所有模拟波束来发送同步信号或xPBCH，使得任何UE可以很好地接收信号。
3.窄带物联网(NB-IoT)
在下文中，将详细描述NB-IoT的技术特征。虽然为了简单起见将主要描述基于3GPP LTE标准的NB-IoT系统，但是相同的配置也适用于3GPP NR标准。为此，可以修改一些技术配置(例如，子帧->时隙)
尽管下面将基于LTE标准技术详细描述NB-IoT技术，但是LTE标准技术能够在本领域的技术人员容易导出的范围内用NR标准技术代替。
3.1.操作模式和频率
NB-IoT支持带内、保护带和独立的三种操作模式，并且相同的要求应用于每种模式。
(1)在带内模式中，长期演进(LTE)频带中的一些资源被分配给NB-IoT。
(2)在保护频带模式中，利用LTE的保护频带，并且NB-IoT载波被布置为尽可能靠近LTE的边缘子载波。
在独立模式中，全球移动通信系统(GSM)频带中的一些载波被单独分配和操作。
NB-IoT UE以100kHz为单位搜寻锚载波以进行初始同步，并且带内和保护频带的锚载波中心频率应在距离100kHz信道的信道栅格的±7.5kHz内。另外，在LTE PRB中，6个中间PRB未被分配给NB-IoT。因此，锚定载波可以仅定位在特定物理资源块(PRB)上。
图11是示意性地图示用于10MHz的LTE带宽的带内锚载波的排列的图。
如图11中所示，直流(DC)子载波被定位在信道栅格处。因为相邻PRB之间的中心频率间隔是180kHz，所以PRB索引4、9、14、19、30、35、40和45具有距信道栅格±2.5kH的中心频率。
类似地，在带宽为20MHz的情况下，适合于锚定载波传输的PRB的中心频率被定位在距信道栅格的±2.5kHz处，并且对于3MHz、5MHz和15MHz的带宽而言被定位在±7.5kHz处。
在保护频带模式中，在带宽为10MHz和20MHz的情况下，紧邻LTE的边缘PRB的PRB被定位在距信道栅格±2.5kHz处。在3MHz、5MHz和15MHz的情况下，通过使用与来自于边缘PRB的三个子载波相对应的保护频带，锚载波的中心频率可以被定位在距信道栅格±7.5kHz处。
独立模式锚定载波与100kHz信道栅格对准，并且包括DC载波的所有GSM载波可以用作NB-IoT锚载波。
另外，NB-IoT支持多个载波的操作，并且带内+带内、带内+保护带、保护带+保护带和独立+独立的组合可以被使用。
3.2.物理信道
3.2.1.下行链路(DL)
对于NB-IoT下行链路，采用具有15kHz子载波间隔的正交频分多址(OFDMA)方案。此方案提供子载波之间的正交性以促进与LTE系统的共存。
在下行链路上，提供诸如窄带物理广播信道(NPBCH)、窄带物理下行链路共享信道(NPDSCH)和窄带物理下行链路控制信道(NPDCCH)的物理信道，并且提供窄带辅同步信号(NPSS)、窄带主同步信号(NSSS)和窄带参考信号(NRS)作为物理信号。
图12是示意性地图示在FDD LTE系统中发送物理下行链路信道和下行链路信号的位置的图。
如图12中所示，在每帧的第一子帧中发送NPBCH，在每帧的第六子帧中发送NPSS，并且在每个偶数帧的最后子帧中发送NSSS。
NB-IoT UE应获取关于小区的系统信息以便接入网络。为此，应通过小区搜索过程获得与小区的同步，并且为此目的在下行链路上发送同步信号(NPSS，NSSS)。
NB-IoT UE使用同步信号获取频率、符号和帧同步，并搜寻504个物理小区ID(PCID)。LTE同步信号被设计为在6个PRB资源上发送，并且对于使用1个PRB的NB-IoT来说不可重复使用。
因此，已经设计出新的NB-IoT同步信号，并且以相同的方式对NB-IoT的三种操作模式进行设计。
更具体地，作为NB-IoT系统中的同步信号的NPSS由具有序列长度11和根索引值5的Zadoff-Chu(ZC)序列组成。
这里，可以根据以下等式生成NPSS。
[等式1]
Figure GDA0002737000170000231
这里，用于符号索引l的S(1)可以如下表所示定义。
[表6]
Figure GDA0002737000170000232
NSSS，作为NB-IoT系统中的同步信号，由序列长度为131的ZC序列和诸如Hadamard序列的二进制加扰序列的组合组成。具体地，NSSS通过序列的组合向小区中的NB-IoT UE指示PCID。
这里，可以根据以下等式生成NSSS。
[等式2]
Figure GDA0002737000170000241
这里，等式2中的参数可以如下定义。
[表7]
n＝0，1，...，131
n′＝nmod131
m＝nmod128
Figure GDA0002737000170000242
Figure GDA0002737000170000243
二进制序列bq(m)可以如下表所示定义，并且帧数nf的循环移位θf可以由下面给出的等式定义。
[表8]
Figure GDA0002737000170000244
[等式3]
Figure GDA0002737000170000251
提供NRS作为用于物理下行链路信道解调所需的信道估计的参考信号，并且以与LTE中相同的方式生成NRS。但是，NB窄带-物理小区ID(PCID)用作初始化的初始值。
NRS被发送到一个或两个天线端口，并且支持多达两个NB-IoT的基站发送天线。
NPBCH将作为NB-IoT UE应知道以接入系统的最小系统信息的主信息块窄带(MIB-NB)携带到UE。
MIB-NB的传输块大小(TBS)是34个比特，以640ms的传输时间间隔(TTI)的周期进行更新和发送，并且包括诸如操作模式、系统帧号(SFN)、超SFN、小区特定参考信号(CRS)端口号和信道栅格偏移的信息。
NPBCH信号可以总共重复发送8次以改善覆盖范围。
NPDCCH具有与NPBCH相同的发送天线配置，并且支持三种类型的下行链路控制信息(DCI)格式。DCI N0用于将窄带物理上行链路共享信道(NPUSCH)的调度信息发送到UE，并且DCI N1和N2用于将解调NPDSCH所需的信息发送到UE。NPDCCH的传输可以重复多达2048次以改善覆盖范围。
NPDSCH是用于传输诸如下行链路共享信道(DL-SCH)或寻呼信道(PCH)的传输信道(TrCH)的物理信道。最大TBS是680个比特，并且传输可以重复多达2048次以改善覆盖范围。
3.2.2.上行链路(UL)
上行链路物理信道包括窄带物理随机接入信道(NPRACH)和NPUSCH，并且支持单音调传输和多音调传输。
仅对15kHz的子载波间隔支持多音调传输，并且对于3.5kHz和15kHz的子载波间隔支持单音调传输。
在上行链路上，15Hz子载波间隔可以保持与LTE的正交性，从而提供最佳性能。然而，3.75kHz的子载波间隔可能降低正交性，由于干扰导致性能下降。
NPRACH前导由四个符号组组成，其中每个符号组由循环前缀(CP)和五个符号组成。NPRACH仅支持具有3.75kHz子载波间隔的单音调传输，并提供长度为66.7μs和266.67μs的CP，以支持不同的小区半径。每个符号组执行跳频，并且跳频模式如下。
以伪随机方式确定用于发送第一符号组的子载波。第二符号组跳过了一个子载波，第三符号组跳过了六个子载波，并且第四符号组跳过了一个子载波跳。
在重复传输的情况下，重复应用跳频过程。为了改善覆盖范围，NPRACH前导可以重复发送多达128次。
NPUSCH支持两种格式。格式1用于UL-SCH传输，并且其最大传输块大小(TBS)是1000个比特。格式2用于传输诸如HARQ ACK信令的上行链路控制信息。格式1支持单音调传输和多音调传输，并且格式2仅支持单音调传输。在单音调传输中，使用p/2二进制相移键控(BPSK)和p/4-QPSK(正交相移键控)来降低峰值平均功率比(PAPR)。
3.2.3.资源映射
在独立和保护频带模式中，1个PRB中包括的所有资源可以被分配给NB-IoT。然而，在带内模式中，资源映射受到限制以便维持与现有LTE信号的正交性。
在没有系统信息的情况下，NB-IoT UE应该检测NPSS和NSSS以进行初始同步。因此，分类为LTE控制信道分配区域的资源(每个子帧中的OFDM符号0到2)不能被分配给NPSS和NSSS，并且映射到与LTE CRS重叠的资源元素(RE)的NPSS和NSSS符号应该被打孔。
图13是图示带内模式中的NB-IoT信号和LTE信号的示例性资源分配的图。
如图13中所示，为了便于实现，不管操作模式如何，在传统LTE系统中与控制信道的传输资源区域相对应的子帧中的前三个OFDM符号上不发送NPSS和NSSS。传统LTE系统中的公共参考信号(CRS)和物理资源上冲突的NPSS/NSSS的RE被打孔并被映射，以便不影响传统的LTE系统。
在小区搜索之后，NB-IoT UE在没有除PCID之外的系统信息的情况下解调NPBCH。因此，NPBCH符号不能被映射到LTE控制信道分配区域。因为应假设四个LTE天线端口和两个NB-IoT天线端口，所以分配给CRS和NRS的RE不能分配给NPBCH。因此，NPBCH应根据给定的可用资源进行速率匹配。
在解调NPBCH之后，NB-IoT UE可以获取关于CRS天线端口号的信息，但是仍然可能不知道关于LTE控制信道分配区域的信息。因此，用于发送系统信息块类型1(SIB1)数据的NPDSCH未被映射到被分类为LTE控制信道分配区域的资源。
然而，与NPBCH的情况不同，可以将未分配给LTE CRS的RE分配给NPDSCH。因为NB-IoT UE在接收到SIB1之后已经获取与资源映射有关的所有信息，所以可以基于LTE控制信道信息和CRS天线端口号将NPDSCH(除了发送SIB1的情况之外)和NPDCCH映射到可用资源。
4.提出的实施例
在下文中，将基于以上公开的技术构思更详细地描述本发明。
传统LTE系统中的NB-IoT被设计为仅可在频分双工(FDD)系统的正常循环前缀(CP)中支持。对于其上发送同步信号(例如，窄带主同步信号(NPSS)、窄带辅同步信号(NSSS)、主信息块-窄带(MIB-NB)和系统信息块类型1-nb发送(SIB1-NB))的锚载波，每个信道的传输子帧位置在时域中是固定的，如下面给出的表所示。
[表9]
Figure GDA0002737000170000291
这里，NPSS和NPBCH分别在每个无线电帧的子帧0和5中发送，而NSSS仅在偶数编号的无线电帧的子帧9中发送。另外，SIB1-NB(系统信息块类型1-NB)可以在16个连续无线电帧内的每隔一个帧中通过子帧4发送，其中16个无线电帧的时段和开始位置可以根据
Figure GDA0002737000170000292
和schedulingInfoSIB1而变化。然而，即使子帧不用于特定小区中的SIB-1NB传输，也可以在另一小区中的子帧4中执行SIB1-NB传输。
因此，需要在用于NB-IoT服务的锚载波上的至少4个DL子帧处发送，并且至少5个DL子帧应该确保用于随机接入响应和用于非锚载波配置的CarrierConfigDedicated-NB传输。
另一方面，在TDD系统中，可以根据UL/DL配置来限制无线电帧中的DL子帧的数量，如下表所示。
[表10]
Figure GDA0002737000170000293
这里，D、U和S分别表示下行链路、上行链路和特殊子帧。对于支持增强干扰减轻和业务自适应(eIMTA)特征的eNB，可以将UL子帧的一部分动态地改变为DL子帧。
DwPTS和UpPTS分别在DL和UL间隔之间存在的特殊子帧之前和之后配置。DwPTS和UpPTS之间的间隙用于下行链路到上行链路切换和定时提前(TA)。如上所述，特殊子帧中的OFDM或SC-FDMA符号级别的配置可以根据下行链路和上行链路的CP长度以及更高层参数srs-UpPtsAdd如图14至17中示出被表示。这里，如上所述，对于下行链路中的正常CP的特殊子帧配置{3,4,7,8}和下行链路中的扩展CP的特殊子帧配置{2,3,5,6}，X(srs-UpPtsAdd)可以不被设置为2。另外，对于下行链路中的正常CP的特殊子帧配置{1,2,3,4,6,7,8}和下行链路中的扩展CP的特殊子帧配置{1,2,3,5,6}，X(srs-UpPtsAdd)可以不被设置为4。
图14是图示应用DL中的正常CP和UL中的正常CP的特殊子帧配置的图。
图15是图示应用DL中的正常CP和UL中的扩展CP的特殊子帧配置的图。
图16是图示应用DL中的扩展CP和UL中的正常CP的特殊子帧配置的图。
图17是图示应用DL中的扩展CP和UL中的扩展CP的特殊子帧配置的图。
图18是图示根据图14至17中的CP长度的子帧配置和标记的含义的图。如图18中所示，根据扩展CP的子帧由12个符号组成，并且根据正常CP的子帧由14个符号组成。这里，每个DL符号和UL符号可以表示为如图18中的底部所示。在下文中，假定如上所述的相同结构被应用于本发明。
这里，为了方便解释和表达，假设DwPTS/UpPTS的第n个下行链路/上行链路符号和附加下行链路/上行链路符号的索引n符合图18的索引号。也就是说，在每种配置中，n_U的起始索引可以不是0。
在图14至17中，DwPTS和UpPTS时段的空时段可以被UE(例如，NB-IoT UE)用作DL到UL切换间隙，并且可以被配置为大约20微秒，其大约是比OFDM或SC-FDMA符号的周期短1/3倍。此外，每行中的n-A(x，y)表示具有包括x个OFDM符号和y个SC-FDMA符号的dwPTS时段和UpPTS时段的第n特殊子帧配置的默认类型，并且n-B(x，y+2)和n-C(x，y+4)表示特殊子帧配置，其中SC-FDMA符号的数量根据X(srs-UpPtsAdd)的值从默认类型n-A(x，y)增加。
如上所述，在TDD系统中，固定到下行链路的子帧的数量可以根据UL/DL配置而变化，并且甚至在特殊子帧中固定到下行链路的OFDM符号的数量也可以根据特殊子帧配置而变化。
然而，当支持eIMTA特征时，可以允许eNB将一部分上行链路子帧动态地改变为下行链路子帧。
然而，考虑到NB-IoT系统的NPSS、NSSS、NPBCH和SIB1-NB的固定调度，其中特定上行链路子帧总是改变为下行链路子帧的eIMTA方案可能是不可取的。
因此，为了在TDD系统中支持NB-IoT，有必要根据各种UL/DL配置和特殊子帧配置的组合来设计能够尽可能多地支持可用下行链路子帧或OFDM符号的结构。
为了设计适合于TDD系统的NB-IoT锚载波结构，可以考虑以下项目或约束。
1.操作模式
NB-IoT支持四种操作模式(带内相同PCI、带内不同PCI、保护带、独立)。在NPBCH的MIB-NB中发送锚载波的操作模式。因此，需要提供NB-NB-IoT信道结构，其中NB-IoT UE能够执行相同的同步而不管操作模式如何，直到NB-IoT UE的NPSS、NSSS和NPBCH的检测和解码。否则，NB-IoT UE需要根据操作模式添加盲检测和解码。这种结构不适用于NB-IoT调制解调器，其具有“低成本和长电池寿命”的特征。
2.UL/DL配置和特殊子帧配置
如从表10能够看出，子帧0和子帧5是可共同用于所有UL/DL配置的下行链路子帧。子帧1可以总是被配置为部分下行链路子帧，并且子帧6可以根据UL/DL配置被配置为部分下行链路子帧或全下行链路子帧(其中所有符号被配置用于下行链路OFDM的子帧)。
因此，为了在所有UL/DL配置中支持NB-IoT，仅可以将子帧0和5用作全下行链路子帧。
另一方面，当根据UL/DL配置和特殊子帧配置设计另一NB-IoT信道结构以将另一下行链路子帧或OFDM符号确保为全下行链路子帧时，可以添加盲检测和解码。这种结构不适用于具有“低成本和长电池寿命”特征的NB-IoT调制解调器。
3.重新使用LTE版本14的NPSS和NSSS
如上所述，在3GPP标准中定义NPSS和NSSS。
更具体地，NPSS包括表4的Zadoff-Chu序列和覆盖序列，并且被分配给除了用于传输的子帧的前3个OFDM符号之外的11个OFDM符号。
另外，NSSS基于Zadoff-Chu序列根据表8的二进制序列和帧号进行相位旋转，并且然后分配给除了子帧的前三个OFDM符号之外的11个OFDM符号，如NPSS的情况一样，使得进行发送。
换句话说，为了分配NPSS和NSSS，在频域中需要具有12个资源元素(RE)的一个PRB对，并且在时域中需要12个OFDM符号。另外，NPSS和NSSS可以被定位在连续的OFDM符号上，使得假设在时域中每个序列中的信道存在一点变化。如果每个序列中的一些符号在时域中非连续地排列，则解码性能可能降低。
因此，即使在TDD系统的NB-IoT中，也需要在时域中将NPSS和NSSS分配给至少11个连续的OFDM符号。
4.重新使用LTE版本14的NPBCH
在每个子帧0中的11个连续OFDM符号上发送NPBCH。然而，与NPSS和NSSS不同，具有34个比特的有效载荷(具有11个比特的空间)和16个比特的循环冗余校验(CRC)的MIB-NB经历1/3咬尾卷积码(TBCC)编码和速率匹配，并且然后进行QPSK调制使得在640毫秒内发送。
然后，可以通过基于窄带参考信号(NRS)的信道估计来解调和解码NPBCH。
因此，与NPSS和NSSS不同，NPBCH不需要在时域中具有11个连续的OFDM符号。即使当在非连续OFDM符号上发送时，只有在非连续OFDM符号间隔中包括NRS四信道估计才可以通过改变现有结构来设计。
然而，为了支持与现有NPBCH相同的调制阶数(QPSK)和码率，需要将其分配给无线电帧中的11个OFDM符号，或者除了4个端口的CRS RE和2个端口的NRS RE之外还需要100个RE。
在这种情况下，如果根据操作模式和UL/DL配置设计不同的PBCH结构，则从NB-IoTUE的角度它们可能不适用于具有“低成本和长电池寿命”特征的NB-IoT调制解调器，因为增加了盲检测和解码。
在本发明中，基于上述考虑和约束，将给出用于TDD系统的同步信号(NPSS和NSSS)、信道(NPBCH)、NRS-B(其作为用于PBCH解调的参考信号并且可以与NPDSCH和/或NPDCCH的NRS不同)以及SIB1-NB的结构和布置，以及基于其的信号发送/接收方法的详细描述。
4.1.第一提议：“指定用于NPBCH和SIB1-NB的默认载波”
在此部分中，作为在所有UL/DL配置中支持NB-IoT操作的方式，在基于UL/DL配置0的子帧0和子帧5中发送和接收NPSS和NSSS或NSSS和NPSS的布置结构，UL/DL配置0具有最小数量的下行链路子帧。这里，发送NPSS和/或NSSS的主体可以是eNB，并且接收NPSS和/或NSSS的主体可以是NB-IoT UE。
这里，因为能够发送NPBCH和SIB1-NB的全下行链路子帧可能不足，所以在本发明中可以在非锚载波上发送NPBCH和SIB1-NB。
然而，因为非锚定载波操作被定义为UE的能力，所以可能存在根据UE的能力而不可能进行非锚定配置的情况。当特别是对于仅支持单载波操作的NB-IoT UE建立配置以便不支持UL/DL配置0时，对于NB-IoT UE可能出现模糊，因为仅使用有关NPSS和NSSS的序列信息UL/DL配置不可识别。因此，eNB难以期望NB-IoT UE的正确操作。
因此，为了在所有TDD UL/DL配置中支持NB-IoT操作，有必要假设UE的非锚定载波操作是强制性的。在这种情况下，TDD NB-IoT UE可以在锚载波上检测NPSS和NSS，将频率改变为特殊的默认载波，并且期望在非锚定载波上接收NPBCH和SIB1-NB。
这里，能够在其上发送NPBCH和SIB1-NB(并且可以执行随机接入)的默认非锚载波可以被称为第二锚载波。此操作可以使用与E-UTRA绝对射频信道号(EARFCN)类似的方法由表示锚载波和第二锚载波之间的关系的等式预定义，或者可以预定义为特定偏移值。这里，类似于EARFCN的方法可以定义为以下等式。
[等式4]
FUL＝FDL_low+0.1(NDL-NOffs，DL)+0.0025(2MDL+1)+f(MDL)[MHz]
这里，FUL和
Figure GDA0002737000170000352
分别表示相应频带的第二锚载波频率和最低频率(常数)，并且，NDL、NOffs，DL以及MDL表示下行链路EARFCN编号、用于计算下行链路EARFCN的偏移值、以及NB-IoT的下行链路信道号。另外，f(MDL)表示指示锚载波和第二锚载波之间的相对偏移的函数，并且可以具有大于或等于0的值。f(MDL)被设置为频带不可知或频带可知，并且其值可以考虑3MHz来限制，3MHz是能够执行NB-IoT操作的最小LTE带宽。换句话说，在3MHz，仅允许PRB2或12用作锚载波，并且可指配的第二锚载波可以被设置为除了中心6个RB或锚载波之外的8个值中的一个。
NPSS、NSSS和NPBCH可以被配置为在锚载波上发送，并且仅SIB1-NB可以被配置为在第二锚载波上发送。此配置甚至可以应用于UL-DL配置0中不支持NB-IoT的情况。在这种情况下，除了MIB-NB的schedulingInfoSIB1-r13之外还可以将f(MDL)的参数分配给11个备用比特的信息并提供给NB-IoT UE。
4.2.第二提议：“使用与先前情况中相同的子帧位置用于NPSS、NSSS和NPBCH，并根据UL/DL配置(A部分)改变SIB1-NB的位置”
在此部分中，将给出根据UL/DL配置改变SIB1-NB的子帧位置同时保持与先前情况相同的NPSS、NSSS和NPBCH结构的方法的详细描述，假设在UL/DL配置0中不支持NB-IoT。
然而，因为SIB1-NB的子帧位置不固定，所以可以在MIB-NB中添加和发送关于SIB1-NB的调度的信息。
根据此部分中提出的方法，NPSS、NSSS、NPBCH和SIB1-NB的子帧位置可以如以下两个表所示配置。可替选地，可以每10毫秒交替地在子帧9中发送SIB1-NB和NSSS。
[表11]
Figure GDA0002737000170000361
[表12]
Figure GDA0002737000170000362
这里，NSSS仅在偶数编号的无线电帧的子帧9中发送。在这种情况下，因为UL/DL配置0在无线电帧中仅具有两个全下行链路子帧，所以假设在第二提议中不考虑UL/DL配置0。
另外，UL/DL配置6在无线电帧中仅具有三个全下行链路子帧。因此，在UL/DL配置6中，SIB1-NB可以被划分为SIB1-NB-A和SIB1-NB-B并且使用特殊子帧1和6的DwPTS来发送SIB1-NB，或者可以仅通过特殊子帧1和6中的一个发送SIB1-NB。在根据3GPP NR系统的NB-IoT系统中可以特别考虑此方法。
作为根据UL/DL配置和特殊子帧配置改变SIB1-NB的调度的方法，需要在MIB-NB中改变SIB1-NB调度信息或者将SIB1-NB调度信息添加到MIB-NB并发送。
用于SIB1-NB调度的信息可以作为4比特信息包括在MIB中并且发送到NB-IoT UE。MIB的4比特信息可以确定SIB1-NB的重复次数和TBS，并且可以通过正交相移键控(QPSK)进行调制来发送。
然后，NB-IoT UE使用除了无线电帧中的前3个OFDM符号之外的11个OFDM符号，并且基于从NPBCH检测获得的NB-IoT天线端口信息和LTE天线端口信息来执行速率匹配。具体地，NB-IoT UE可以基于从MIB-NB获得的SIB1-NB重复信息和从NSSS获得的
Figure GDA0002737000170000371
来确定其中发送SIB1-NB的无线电帧的位置。
NB-IoT UE可以使用“用于NPBCH的11个备用比特的一部分”或“与传统NPBCH CRC掩蔽不同的CRC掩蔽”来获取关于SIB1-NB的子帧位置的信息。
这里，根据“使用用于NPBCH的11个备用比特的一部分”的方法，能够将多达2048条信息彼此区分开。然而，因为备用比特将来可能用于指示其他信息，所以可以将最小数量的比特分配给关于SIB1-NB的子帧位置的信息。
根据“使用与传统NPBCH CRC掩蔽不同的CRC掩蔽”的方法，CRC误报警的性能可能受到添加信息量的影响。因此，需要在最小级别处区分关于SIB1-NB的信息。在这种情况下，可以在如下每种情况下区分关于SIB1-NB的信息。
1.当根据UL/DL配置固定SIB1-NB的位置时
参考表11，SIB1-NB可以在子帧4或9或子帧1或6(或1和6)中(上)发送。因此，关于SIB1-NB的子帧位置的信息可以被划分为最多四(或五)条。
2.当SIB1-NB的位置根据UL/DL配置改变时
参考表12，SIB1-NB可以在子帧3、4、6、7、8或1(或子帧1和6)中(上)发送。在这种情况下，关于SIB1-NB的子帧位置的信息可以被划分为最多六(或七)条。
3.当SIB1-NB的位置根据特殊子帧配置改变时
参考表11和12，在UL/DL配置6的情况下，NPSS、NSSS和NPBCH被分配给全下行链路子帧，并且因此，SIB1-NB可以被分配给子帧1或6(或子帧1和6)，其是特殊子帧。
在这种情况下，DwPTS时段在特殊子帧配置当中变化。因此，可以限制可用OFDM的数量。此外，因为在NB-IoT UE解码SIB1-NB之前不知道控制区域中的OFDM符号的数量，所以在DwPTS时段中除了3个OFDM符号之外可以在其上发送SIB1-NB的OFDM符号的数量可以被进一步减少。
因此，为了在DwPTS时段中使用尽可能多的OFDM符号，eNB可以向NB-IoT UE发送关于“NPBCH上的SIB1-NB子帧的控制区域的符号的数量”的信息。
另外，对于正常CP和类型存在10个特殊子帧配置，并且对于扩展CP存在8个特殊子帧配置。然而，在仅区分关于DwPTS时段的信息时，6个特殊子帧配置对于正常CP是足够的，并且5个特殊子帧配置对于扩展CP是足够的。
此外，如果DwPTS的下行链路OFDM符号的数量不足，则可以在继DwPTS之后的间隙时段中进一步分配下行链路OFDM符号以发送SIB1-NB。在这种情况下，传统LTE参考信号(例如，CRS)可以不包括在DwPTS时段之后添加的下行链路OFDM符号中。结果，可以与现有的DwPTS或全下行链路子帧不同地应用SIB1-NB的速率匹配。
可替选地，可以每10毫秒交替地在子帧9中发送SIB1-NB和NSSS。
4.3.第三提议：“使用与先前情况相同的子帧位置用于NPSS、NSSS和NPBCH，并且根据UL/DL配置(B部分)改变SIB1-NB的位置”
在此部分中，将详细描述与第二提议类似并且甚至允许使用UL/DL配置0的方法。
然而，所提出的方法可以仅应用于支持eIMTA的eNB或允许在子帧9上进行调度约束的eNB。根据，上行链路子帧9可以每2毫秒改变为下行链路子帧，如下表中所示。
另外，SIB1-NB可以如在UL/DL子帧配置6中那样被划分为两个部分，并且在子帧1和6中发送。
可替选地，SIB1-NB和NSSS可以每10毫秒在子帧9中交替地发送。
[表13]
Figure GDA0002737000170000401
4.4.第四提议：“在锚载波的特殊子帧中发送NPBCH”
如上所述，与NPSS和NSSS不同，NPBCH通过QPSK调制发送，该NPSS和NSSS由特定序列的组合构成，并且因此NPBCH可能不需要在连续的OFDM符号上发送。然而，在这种情况下，可以在非连续OFDM符号的间隔内发送用于信道估计的NRS。此外，考虑到与FDD系统相比TDD系统通常适合于相对窄的覆盖范围，NPBCH的码率可以被设计为高于LTE版本14NB-IoT的NPBCH的码率。换句话说，在TDD系统中，使用比LTE版本的NPBCH更少数量的OFDM符号的新NPBCH信道结构或分配方法可以被考虑。
[表14]
Figure GDA0002737000170000411
表14示出在所有UL/DL配置中在锚载波上发送NPSS、NSSS和NPBCH的示例。在这种情况下，可以如第一提议那样在第二锚载波上发送SIB1-NB。
对于所有UL/DL配置，子帧0和5被配置为全下行链路子帧。因此，NPSS和NSSS可以分别在子帧0和5中发送，或者可以分别在子帧5和子帧0中发送。
通过QPSK调制并发送的NPBCH可以被划分成部分A和部分B，如表13中所示，并且在子帧1和6中发送。可替选地，可以减少MIB的有效载荷大小或者可以增加码率以仅在子帧1或6中的一个中发送NPBCH。
在以下描述中，假设NPBCH被划分成部分A和部分B并被发送。
在UL/DL配置3、4和5中，子帧6被配置为全下行链路子帧。然而，为了设计NPBCH结构而不管UL/DL配置如何，即使在UL/DL配置3、,4和5中也可以以与在其他UL/DL配置中相同的方式将NPBCH划分为部分A和部分B。
如果NPBCH被配置为在UL/DL配置3、4和5的情况下仅在子帧6中发送而不被划分为部分A和部分B，则“使用用于NPBCH的11个备用比特的一部分”或“扩展NPBCH CRC掩蔽的表”的方法可以被用于将这种配置与用于其他UL/DL子帧的NPBCH配置区分开。
为了将NPBCH划分为部分A和部分B以在特殊子帧的DwPTS中发送NPBCH-A和NPBCH-B，NB-IoT UE需要关于DwPTS时段的信息用于速率匹配。因此，以类似于上述第二提议的方式，eNB可以通过“使用用于NPBCH的11个备用比特的一部分”或“扩展NPBCH CRC掩蔽的表”来向NB-IoT UE提供相关信息。
可替选地，SIB1-NB和NSSS可以每10毫秒在子帧9中交替地发送。
4.5.第五提议：“通过时间复用发送NSSS和SIB1-NB”
与NPSS和NPBCH不同，NSSS和SIB1-NB可以不在每个无线电帧中发送。更具体地，NSSS可以被配置为每2毫秒发送一次，并且SIB1-NB可以被配置为每2毫秒发送一次或者根据重复次数和
Figure GDA0002737000170000421
在数个毫秒内不发送。
在下文中，将基于如上所述的允许其不连续传输的NSSS和SIB1-NB的特征来详细描述基于无线电帧对NSSS和SIB1-NB进行时间复用的方法。
所描述的时间复用方法可以与NPSS和NPBCH的子帧位置分开定义，并且即使当如表13或14所示配置NPSS和NPBCH时也可以使用该方法。在此部分中，为了简单起见，将基于表15更详细地描述所提出的时间复用方法，该表15是表14的修改。
[表15]
Figure GDA0002737000170000431
在表15中，NSSS可以在每个奇数编号(或偶数编号)的无线电帧的子帧5中发送，并且SIB1-NB可以在160毫秒的连续无线电帧内的每个偶数编号(或奇数编号)的无线电帧中发送，以便于避免与NSSS发生冲突。这里，在160毫秒的连续时段中发送SIB1-NB可以意味着可以在160毫秒内以规则间隔重复发送相同的SIB1-NB。
这里，如果重复次数是16，则当满足条件
Figure GDA0002737000170000432
时，可以在奇数编号的无线电帧中发送SIB1-NB。在这种情况下，如果重复次数为16，则SIB1-NB可能无法避免与NSSS冲突。考虑到与FDD系统相比TDD系统适合于相对窄的带宽，可以配置约束使得16不用作SIB1-NB的重复次数。
作为更具体的实施例，可以提出如下表中所示的根据帧结构类型的重复次数。在这种情况下，为了避免与SIB1-NB的冲突，可以在每个奇数编号的无线电帧的子帧5中发送NSSS。
[表16]
Figure GDA0002737000170000441
图19是示意性地图示根据本发明的UE与BS之间的信号发送/接收方法的图。
如图19中所示，UE通过第一载波(例如，锚载波)接收NPSS、NSSS等，并通过第二载波(例如，非锚载波)接收SIB1-NB。
在这种情况下，如图19中所示，UE可以在每个时间间隔中在第X个(例如，X＝6)子时间间隔中通过第一载波接收NPSS，并且可以以两个时间间隔的周期在相应时间间隔(例如，第N时间间隔)中的第Y(例如，Y＝1)的子时间间隔中通过第一载波接收NSSS。接下来，当接收到的PBCH中包括的MIB-NB指示通过第二载波发送SIB1-NB时，UE可以以一个或者多个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y(例如，Y＝1)的子时间间隔中通过第二载波接收SIB1-NB。
作为具体示例，在以一个时间间隔的周期发送SIB1-NB的情况下，可以在第N个时间间隔的第1子时间间隔和第(N+1)时间间隔的第1个子时间间隔中通过第二载波发送SIB1-NB。
可替选地，在以2或4个时间间隔的周期发送SIB1-NB的情况下，可以在其中不发送NSSS的时间间隔中的第Y个子时间间隔期间通过第二载波发送SIB1-NB。
利用此配置，UE可以在不与另一信号(例如，NSSS)冲突的情况下接收SIB1-NB。
作为可应用于本发明的示例，当UE在LTE TDD系统中操作时，上述一个时间段可以对应于LTE TDD系统的一个无线电帧，并且一个子时间间隔可以对应于LTE TDD系统的一个子帧。
作为另一示例，当UE在LTE TDD系统中操作时，LTE TDD系统可能不支持LTE系统中定义的一个无线电帧的UL/DL配置0，以便支持NB IoT操作。在这种情况下，一个无线电帧的UL/DL配置0可以对应于表10中的“上行链路/下行链路配置0”。
作为与上述UE的操作对应的操作，BS可以在每个时间间隔的第X(其中X例如是6)个子时间间隔中通过第一载波发送NPSS，并且以2个时间间隔的周期在相应的时间间隔(例如，第N个时间间隔)中的第Y(例如，Y＝1)个子时间间隔中通过第一载波发送NSSS。如果接收到的PBCH中包括的MIB-NB指示在第二载波上发送SIB1-NB，则BS可以以一个或多个时间间隔的周期在相应时间间隔中的第Y(例如，Y＝1)个子时间间隔中在第二载波上发送SIB1-NB。
因为上述提议方法的示例也可以包括在本发明的一种实现方法中，所以显然的是，这些示例被视为一种提出的方法。尽管可以独立地实现上述方法，但是所提出的方法可以以所提出方法的一部分的组合(聚合)形式实现。可以定义规则，使得基站通过预定义信号(例如，物理层信号或更高层信号)向UE通知关于是否应用所提出的方法的信息(或关于所提出的方法的规则的信息)。
5.设备配置
图20是图示能够实现所提出的实施例的UE和基站的构造的图。图20中示出的UE和基站操作以实现UE与基站之间的信号发送/接收方法的上述实施例。
UE 1可以充当UL上的发送端以及充当DL上的接收端。基站(eNB或gNB)100可以充当UL上的接收端以及充当DL上的发送端。
也就是说，UE和基站中的每一个可以包括：发射器(Tx)10或110以及接收器(Rx)20或120，用于控制信息、数据以及/或者消息的发送和接收；以及天线30或130，用于发送和接收信息、数据和/或消息。
UE和基站中的每一个还可以包括用于实现本公开的前述实施例的处理器40或140、以及用于临时或永久地存储处理器40或140的操作的存储器50或150。
如上所述配置的UE 1通过接收器20接收NPSS、NSSS、SIB1-NB等。在此操作中，UE 1可以通过第一载波(例如，锚载波)接收NPSS和NSSS并通过第二载波(例如，非锚载波)接收SIB1-NB。例如，如图19中所示，如果在第N个时间间隔中的第1个子时间间隔中接收到NSSS，则可以在第N+1(或第N+3)个时间间隔中的第1个子时间间隔中接收SIB1-NB。
作为相应的操作，基站100通过发射器110发送NPSS、NSSS、SIB1-NB等。在此操作中，基站站100可以通过第一载波(例如，锚载波)发送NPSS和NSSS并通过第二载波(例如，非锚载波)发送SIB1-NB。例如，如图19中所示，如果在第N个时间间隔中的第1个子时间间隔中发送NSSS，则SIB1-NB可以在第N+1(或第N+3)个时间间隔中的第1个子时间间隔中发送。
UE和基站的Tx和Rx可以执行用于数据传输的分组调制/解调功能、高速分组信道编码功能、OFDM分组调度、TDD分组调度和/或信道化。图20的UE和基站中的每一个还可以包括低功率射频(RF)/中频(IF)模块。
同时，UE可以是个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、个人通信服务(PCS)电话、全球移动系统(GSM)电话、宽带码分多址(WCDMA)电话、移动宽带系统(MBS)电话、手持PC、膝上型PC、智能电话、多模多频(MM-MB)终端等中的任一个。
智能电话是利用移动电话和PDA两者的优点的终端。它将PDA的功能(即，诸如传真发送和接收及互联网连接的调度和数据通信)并入到移动电话中。MB-MM终端指代在其中内置有多调制解调器芯片并且能够在移动互联网系统和其它移动通信系统(例如CDMA 2000、WCDMA等)中的任一个中操作的终端。
可以通过各种手段(例如，硬件、固件、软件或其组合)来实现本公开的实施例。
在硬件配置中，可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本公开的示例性实施例的方法。
在固件或软件配置中，可以以执行上述功能或操作的模块、过程、函数等的形式实现根据本公开的实施例的方法。软件代码可以被存储在存储器50或150中并且由处理器40或140执行。存储器位于处理器的内部或外部并且可以经由各种已知手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。
本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和必要特性的情况下，可以以除本文中所阐述的那些方式外的其它特定方式实施本公开。上述实施例因此将在所有方面被解释为说明性的而非限制性的。本公开的范围应当由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由所述描述来确定，并且落入所附权利要求的含义和等价范围内的所有改变都意欲被包含在其中。对于本领域的技术人员而言显而易见的是，在所附权利要求中彼此未明确引用的权利要求可以被组合地呈现为本公开的实施例，或者在本申请被提交之后通过后续修改作为新权利要求被包括。
工业实用性
本公开适用于包括3GPP系统和/或3GPP2系统的各种无线接入系统。除了这些无线接入系统之外，本公开的实施例还适用于其中无线接入系统找到其应用的所有技术领域。此外，所提出的方法还能够被应用于使用超高频带的毫米波通信。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中由用户设备执行操作的方法，所述方法包括：
经由多个无线电帧接收窄带辅同步信号NSSS和系统信息块1-窄带SIB1-NB；以及
基于包括所述NSSS的同步信号和包括所述SIB1-NB的系统信息执行操作，
其中，所述多个无线电帧中的每一个包括10个子帧，
其中，在所述多个无线电帧当中的具有偶数编号索引的无线电帧中的子帧#n上接收所述NSSS，
其中，在所述多个无线电帧当中的具有奇数编号索引的至少一个无线电帧中的子帧#n上接收所述SIB1-NB，
其中，n是整数，并且
其中，基于与所述SIB1-NB相关的小区标识符和SIB1-NB重复信息来确定所述至少一个无线电帧。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，在所述多个无线电帧中的子帧#1上接收窄带主同步信号NPSS，
其中，在所述多个无线电帧中的子帧#k上接收主信息块-窄带MIB-NB，
l和k是不同的整数。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，经由物理广播信道PBCH接收所述MIB-NB。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，接收所述NSSS的第一子帧与接收所述MIB-NB的第二子帧相邻。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，n和l之间的差值是5。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，包括在所述多个无线电帧中的每一个中的10个子帧从子帧#0到子帧#9编索引。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信系统是时分双工TDD系统。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，经由锚载波接收所述NSSS并且经由非锚载波接收所述SIB1-NB。
9.一种用于从基站接收信号的通信设备，所述通信设备包括：
存储器；和
处理器，所述处理器可操作地与所述存储器耦合，并且被配置成：
经由多个无线电帧接收窄带辅同步信号NSSS和系统信息块1-窄带SIB1-NB；并且
基于包括所述NSSS的同步信号和包括所述SIB1-NB的系统信息执行操作，
其中，所述多个无线电帧中的每一个包括10个子帧，
其中，在所述多个无线电帧当中的具有偶数编号索引的无线电帧中的子帧#n上接收所述NSSS，
其中，在所述多个无线电帧当中的具有奇数编号索引的至少一个无线电帧中的子帧#n上接收所述SIB1-NB，
其中，n是整数，并且
其中，基于与所述SIB1-NB相关的小区标识符和SIB1-NB重复信息来确定所述至少一个无线电帧。
10.一种用于向用户设备发送信号的通信设备，所述通信设备包括：
存储器；和
处理器，所述处理器可操作地与所述存储器耦合，并且被配置成经由多个无线电帧发送窄带辅同步信号NSSS和系统信息块1-窄带SIB1-NB，
其中，所述多个无线电帧中的每一个包括10个子帧，
其中，在所述多个无线电帧当中的具有偶数编号索引的无线电帧中的子帧#n上发送所述NSSS，
其中，在所述多个无线电帧当中的具有奇数编号索引的至少一个无线电帧中的子帧#n上发送所述SIB1-NB，
其中，n是整数，并且
其中，基于与所述SIB1-NB相关的小区标识符和SIB1-NB重复信息来确定所述至少一个无线电帧。
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