DE102011002342B4

DE102011002342B4 - Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, Kommunikationsendgerät und Kommunikationsressourcen-Allokierungsverfahren

Info

Publication number: DE102011002342B4
Application number: DE102011002342.9A
Authority: DE
Inventors: Maik Bienas; Hyung-Nam Choi; Achim Luft; Andreas Schmidt
Original assignee: Intel Mobile Communications GmbH
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2031-04-30
Also published as: US9258807B2; US20110268046A1; CN102316587A; DE102011002342A1

Abstract

Kommunikationsnetzwerkvorrichtung eines Kommunikationssystems aufweisend: einen Sender, der eingerichtet ist zum Übertragen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten eines Downlink-Steuerkanals allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens; einen Kommunikationsressourcenallokierer, der eingerichtet ist zum Allokieren einer ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren, und zum Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für die Übertragung von MTC-Daten, die zwischen Kommunikationsendgeräten des Kommunikationssystems gemäß einem übertragenen MTC-Übertragungsplan ausgetauscht werden.

Description

Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen eine Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, ein Kommunikationsendgerät und Kommunikationsressourcen-Allokierungsverfahren.
3GPP (3rd Generation Partnership Project) hat LTE (Long Term Evolution) in der Version Release 8 der UMTS(Universal Mobile Telecommmunications System)-Standards eingeführt. Mit LTE wird die UMTS-Luftschnittstelle weiter durch Verbessern der Systemkapazität und der spektralen Effizienz für Paketdatenübertragung optimiert.
Ein aktuelles Thema in den 3GPP-Standardiesierungsforen ist der weitere Fortschritt von LTE (Long Term Evolution) in der Version Release 10 der UMTS-Standards hinsichtlich spektraler Effizienz, Zellranddurchsatz, Abdeckung und Latenz, was auch als LTE-Advanced bezeichnet wird. Eine der grundlegenden Eigenschaften von LTE-Advanced ist die Unterstützung von Bandbreiten > 20 MHz und bis zu 100 MHz durch Spektrums-Zusammenfassung, d. h. die Bandbreite einer LTE-Advanced(LTE-A)-Funkzelle ist eine Anzahl von sogenannten Komponenten-Trägern (CC) unterteilt, wobei die Bandbreitengröße jedes Komponenten-Trägers auf ein Maximum von 20 MHz beschränkt ist. Unter anderem werden die Downlink-Steuerkanäle (PCFICH, PHICH, PDCCH) und der PDSCH unter Verwendung solcher Komponenten-Träger übertragen.
Effiziente Verfahren zum Allokieren von Kommunikationsressourcen in einer solchen Konfiguration sind wünschenswert.
Die Druckschrift US 2003/0169723 A1 offenbart das Übertragen von Nachrichten für eine Anwendung auf einem PCCCH (Packet Common Control Channel) in Funkblöcken, die nicht für einen PPCH (Packet Paging Channel) des PCCCH verwendet werden.
In der Druckschrift US 2008/0089281 A1 ist die Übertragung von verschiedenen Steuerdaten über einen Steuerkanal, beispielsweise über einen gemeinsamen Steuerkanal.
Die Druckschrift WO 2010/011104 A2 beschreibt die Verwendung von PDCCH (Physical Downlink Control Channel) für die Datenübertragung.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, MTC(Machine Type Communication)-Daten effizient zu übertragen.
Das Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen in den verschiedenen Ansichten auf die gleichen Teile. Die Figuren sollen nicht notwendigerweise die Größe illustrieren, sondern sollen die Prinzipien der Ausführungsformen veranschaulichen. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben:
1 zeigt ein Kommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt einen Rahmen gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt eine OFDMA-Symbol-Allokierung gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt die Struktur eines Sub-Rahmens gemäß einer Ausführungsform.
5 veranschaulicht ein Beispiel für eine Abbildung von unterschiedlichen PDCCHs auf CCEs.
6 zeigt Frequenzallokierungsdiagramme.
7 veranschaulicht eine Downlink-Ablaufplanung (Downlink-Scheduling) gemäß einer Ausführungsform in einem ersten Diagramm und einem zweiten Diagramm.
8 zeigt eine Netzwerkarchitektur auf hoher Ebene zum Unterstützen vom MTC gemäß einer Ausführungsform.
9 zeigt eine Kommunikationsnetzwerkvorrichtung eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
10 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform.
11 zeigt ein Kommunikationsendgerät eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
12 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform.
13 zeigt eine Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
14 zeigt eine Allokierung eines Sub-Rahmens gemäß einer Ausführungsform.
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Figuren, die illustrativ spezifische Details und Ausführungen zeigen, mit denen Ausführungsformen ausgestaltet und durchgeführt werden können. Diese Ausführungsformen sind in ausreichendem Detail beschrieben, um dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung auszuführen. Andere Ausführungsformen können verwendet werden und strukturelle, logische und elektrische Änderungen können durchgeführt werden ohne von dem Gültigkeitsbereich der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsformen schließen sich nicht notwendigerweise aus, da einige Ausführungsformen mit ein oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden können, sodass neue Ausführungsformen gebildet werden.
3GGP (3rd Generation Partnership Project) hat LTE (Long Term Evolution) in der Version Release 8 der UMTS(Universal Mobile Telecommmunications System)-Standards eingeführt. Mit LTE wird die UMTS-Luftschnittstelle durch Verbessern der Systemkapazität und der spektralen Effizienz weiter für Paketdatenübertragung optimiert. Unter anderem wird die maximale Nettoübertragungsrate signifikant erhöht, nämlich auf 300 Mbps in der Downlink-Übertragungsrichtung und auf 75 Mbps in der Uplink-Übertragungsrichtung. Ferner unterstützt LTE skalierbare Bandbreiten von 1, 4, 3, 5, 10, 15 und 20 MHz und basiert auf den Mehrfachzugriffsverfahren OFDMA/TDMA (Orthogonaler Frequenzteilmehrfachzugriff/Zeitteilmehrfachzugriff) im Downlink und SC-FDMA/TDMA (Einzelner-Träger-Frequenzteilmehrfachzugriff/TDMA) im Uplink. OFDMA/TDMA ist ein Mehrfach-Träger-Mehrfachzugriffsverfahren, bei dem ein Teilnehmer eine definierte Anzahl von Subträgern im Frequenzspektrum und eine definierte Übertragungszeit zum Zweck der Datenübertragung bereitgestellt bekommt. Die RF-Bandbreitenfähigkeit eines LTE-UEs (User Equipment, d. h. Teilnehmergerät) für die Übertragung und den Empfang wurde auf 20 MHz gesetzt. Ein physikalischer Ressourcenblock (PRB) ist die grundlegende Einheit zur Allokierung für die in LTE definierten physikalischen Kanäle. Ein physikalischer Ressourcenblock weist eine Matrix von 12 Subträgern mal 6 oder 7 OFDMA/SC-FDMA-Symbole auf. Ein Paar aus einem OFDMA/SC-FDMA-Symbol und einem Subträger wird als ein Ressourcenelement (RE) bezeichnet.
1 zeigt ein Kommunikationssystem 100 gemäß einer Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform ist das Kommunikationssystem 100 gemäß der Netzwerkarchitektur von LTE konfiguriert. Es wird angemerkt, dass in alternativen Ausführungsformen das Kommunikationssystem 100 gemäß der Netzwerkarchitektur von jeglicher anderen geeigneten Telekommunikationstechnologie oder jeglichem anderen geeigneten Telekommunikationsstandard konfiguriert werden kann, die bzw. der ein Mehrfach-Träger-Kommunikationssystem vorsieht, das beispielsweise Datenübertagung in einer Mehrzahl von Rahmen vorsieht, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert zu werden, wobei ein Datenkommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens. Beispielsweise kann das Kommunikationssystem 100 in verschiedenen Ausführungsformen gemäß der Netzwerkarchitektur von LTE-Advanced konfiguriert sein.
Das Kommunikationssystem weist ein Funkzugangsnetzwerk (E-UTRAN, Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) 101 und ein Kernnetzwerk (EPC, Evolved Packet Core) 102 auf. Das E-UTRAN 101 kann Basis-(Funk-Empfänger)-Stationen (eNodeBs, eNBs) 103 aufweisen. Jede Basisstation 103 stellt Funkabdeckung für ein oder mehrere Mobilfunkzellen 104 des E-UTRAN 101 bereit.
Ein mobiles Endgerät (UE, User Equipment, d. h. Teilnehmergerät) 105, das sich in einer Mobilfunkzelle 104 befindet, kann mit dem Kernnetzwerk 102 und mit anderen mobilen Endgeräten 105 über die Basisstation kommunizieren, die Abdeckung in der Mobilfunkzelle bereitstellt, in anderen Worten die Mobilfunkzelle betreibt.
Steuerdaten und Benutzerdaten können zwischen einer Basisstation 103 und einem mobilen Endgerät, das sich in der Mobilfunkzelle 104, die von der Basisstation 103 betrieben wird, über die Luftschnittstelle 106 basierend auf einem Mehrfachzugriffsverfahren übertragen werden.
Die Basisstationen 103 können untereinander verbunden sein, beispielsweise über eine Breitbandverbindung, beispielsweise eine Festnetzverbindung, beispielsweise mittels einer sogenannten X2-Schnittstelle 107. Die Basisstationen können auch mittels der S1-Schnittstelle 108 mit dem Kernnetzwerk (Evolved Packet Core) 102 verbunden sein, genauer mit einer MME (Mobility Management Entity) 109 und einem Serving Gateway (S-GW) 110. Die MME 109 ist für das Steuern der Mobilität von UEs verantwortlich, die sich in dem Abdeckungsbereich des E-UTRAN befinden, während das S-GW 110 verantwortlich ist für die Abwicklung der Übertragung von Benutzerdaten zwischen mobilen Endgeräten 105 und dem Kernnetzwerk 102.
In einer Ausführungsform kann das Kommunikationssystem 100 gemäß LTE die folgenden Arten von Duplex-Verfahren unterstützen: Vollduplex-FDD (Frequency Division Duplexing), Halbduplex-FDD und TDD (Time Division Duplexing). Gemäß Vollduplex FDD werden zwei getrennte Frequenzbänder für Uplink-Übertragung (d. h. Übertragung von dem mobilen Endgerät 105 zu der Basisstation 103) und Downlink-Übertragung (d. h. Übertragung von der Basisstation 103 an das mobile Endgerät 105) verwendet und beide Übertragungen können gleichzeitig stattfinden. Gemäß Halbduplex-FDD werden auch zwei getrennte Frequenzbänder für die Uplink-Übertragung und die Downlink-Übertragung verwendet, aber die beiden Übertragungen überlappen sich nicht in der Zeit. Gemäß TDD wird dasselbe Frequenzband für die Übertragung sowohl im Uplink als auch im Downlink verwendet. Innerhalb eines Zeitrahmens kann die Richtung wahlweise zwischen Downlink und Uplink umgeschaltet werden.
Datenübertragung zwischen dem mobilen Endgerät 105 und der entsprechenden Basisstation 103 (d. h. der Basisstation, die die Mobilfunkzelle betreibt, in der sich das mobile Endgerät 105 befindet) wird gemäß einer (Funk-)Rahmenstruktur durchgeführt. Ein Beispiel für eine Rahmenstruktur, die als eine Rahmenstruktur Typ 1 bezeichnet wird, ist in 2 gezeigt.
2 zeigt einen (Funkkommunikations-)Rahmen 200 gemäß einer Ausführungsform.
Der Rahmen 200 kann sowohl für Vollduplex als auch Halbduplex-FDD verwendet werden. Der Rahmen 200 kann 10 ms lang sein und kann aus 20 Schlitzen 201 der Längen 0,5 ms, die beispielsweise von 0–19 nummeriert sind, bestehen. Ein Subrahmen 202 kann als zwei aufeinander folgende Schlitze 201 definiert sein. In jedem 10 ms Intervall sind 10 Sub-Rahmen 202 für Downlink-Übertragungen oder Uplink-Übertragungen verfügbar. Uplink-Übertragungen und Downlink-Übertragungen sind im Frequenzbereich getrennt. Abhängig von dem Schlitzformat kann ein Sub-Rahmen 202 14 oder 12 OFDMA(orthogonaler Frequenzteilmehrfachzugriff)-Symbole im DL (Downlink) bzw. 14 oder 12 SC-FDMA-Symbole im UL (Uplink) beinhalten.
Gemäß einer Ausführungsform können die folgenden physikalischen Kanäle gemäß dem LTE-Downlink und FDD-Modus spezifiziert sein:

– PDSCH:
– trägt Benutzerdaten und Steuerdaten und Paging-Nachrichten im Downlink
– belegt die OFDMA-Symbole in einem Sub-Rahmen, die nicht vom PDCCH belegt sind.
– PDCCH:
– nur physikalischer Kanal für den Downlink, d. h. keine logischen Kanäle oder Transportkanäle werden auf diesen Kanal abgebildet.
– trägt die Steuerinformation die Downlink/Uplink-Übertragungen betrifft, wie beispielsweise Ressourcenzuweisungen und HARQ-Information.
– belegt 1, 2, 3 oder 4 OFDMA-Symbole im ersten Schlitz eines Sub-Rahmens. Die Anzahl von Symbolen wird vom Netzwerk angepasst und auf dem PCFICH signalisiert.
– QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) wird angewendet.
– PCFICH:
– Informiert das UE über die Anzahl von OFDMA-Symbolen, die für die PDCCHs verwendet werden.
– belegt das erste OFDMA-Symbol in dem ersten Schlitz in einem Sub-Rahmen.
– wird übermittelt, wenn die Anzahl von OFDMA-Symbolen für PDCCH größer als 0 ist.
– PHICH:
– trägt Hybrid-ARQ-ACK/NACKs als Antwort auf Uplink Übertragungen.
– belegt 1, 2 oder 3 OFDMA-Symbole in dem ersten Schlitz in einem Sub-Rahmen. Die Anzahl von Symbolen wird von dem Netzwerk angepasst und auf dem PBCH signalisiert.
– PBCH: Trägt Systeminformationen, die in der Funkzelle rundgesendet werden sollen, wie beispielsweise Downlink-Bandbreiteninformation und die Anzahl von OFDMA-Symbolen, die dem PHICH zugewiesen sind.

In dem LTE-System, wie es in der Version Release 8 der UMTS-Standards spezifiziert ist, wird die Übertragung der Downlink-Steuerkanäle (PCFICH, PHICH, PDCCH) und der PDSCH für den FDD-Modus wie folgt organisiert.
Die Übertragung der Downlink-Steuerkanäle (PCFICH, PHICH, PDCCH) und des PDSCH für den FDD-Modus gemäß einer Ausführungsform ist in 3 dargestellt.
3 zeigt eine OFDMA-Symbol-Allokierung gemäß einer Ausführungsform.
Vier Funkrahmen 301, 302, 303, 304 sind in 3 gezeigt, wobei jeder die Struktur wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben aufweist, d. h. jeder 10 Subrahmen 305 aufweist, wobei jeder Sub-Rahmen 305 zwei Schlitze 306 aufweist. In dieser Implementierung kann jeder Schlitz 306 sieben OFDMA-Symbole ausweisen. Ein physikalischer Ressourcenblock (PRB) entspricht in dieser Ausführungsform zwölf Subträgern mit sieben (oder alternativ sechs) OFDMA-Symbolen.
Von einem Sub-Rahmen 305 der Länge 1 ms kann ein Steuerkanalbereich (wie durch eine erste Schraffur 307 angegeben) abgetrennt sein, der eine bestimmte Anzahl von bis zu vier OFDMA-Symbolen belegt. Als eine Implementierung ist der Fall von vier OFDMA-Symbolen durch die erste Schraffur 307 angegeben.
Ferner weist jeder Sub-Rahmen 305 einen PDSCH-Bereich (angegeben durch eine zweite Schraffur 308) auf, der die restlichen OFDMA-Symbole belegt.
Die Länge des Steuerkanalbereiches und des PDSCH-Bereichs kann von dem Funkzugangsnetzwerk 101 konfiguriert werden. In den entsprechenden Bereichen werden die Downlink-Steuerkanäle und der PDSCH auf Ressourcenelemente (RE) im Frequenzbereich abgebildet, wobei jedes Ressourcenelement (im Folgenden auch als Übertragungsressourcenelement bezeichnet) einem Paar aus einem OFDMA-Symbol und einem Subträger entspricht. In 3 ist ein Beispiel dargestellt mit einer Steuerkanalbereichslänge von vier OFDMA-Symbolen und einer PDSCH-Bereichslänge von 10 OFDMA-Symbolen.
Genauer kann der Steuerkanalbereich in sogenannte Ressourcenelementgruppen (REGs) organisiert werden und die Steuerkanäle PCFICH, PHICH und PDCCH werden auf entsprechende Ressourcenelementgruppen abgebildet. Eine Ressourcenelementgruppe kann eine bestimmte Anzahl von Ressourcenelementen aufweisen oder aus ihr bestehen. Die Größe einer Ressourcenelementgruppe kann davon abhängen, ob die zellspezifischen Referenzsignale (RS) vorhanden sind, d. h. bei OFDMA-Symbolen mit RS ist die Ressourcenelementgruppengröße sechs Ressourcenelemente (von denen zwei Ressourcenelemente für RS verwendet werden), andernfalls vier Ressourcenelemente. Ferner können die Anzahl von verfügbaren Ressourcenelementgruppen von der Downlink-Bandbreitengröße wie in Tab. 1 angegeben abhängen.

Bandbreite [MHz] Anzahl von REGs in OFDMA-Symbolen mit RS Anzahl von REGs in OFDMA-Symbolen ohne RS

1.4 12 18

3 30 45

5 50 75

10 100 150

15 150 225

20 200 300

Tabelle 1: Anzahl der REGs abhängig von der Bandbreitengröße
Eine beispielhafte Ressourcenelementgruppenstruktur ist in 4 dargestellt.
4 zeigt die Struktur eines Sub-Rahmens 400 gemäß einer Ausführungsform.
Der Sub-Rahmen 400 ist über eine Bandbreitengröße von zwei physikalischen Ressourcenblöcken 401 und einen Downlink-Steuerkanalbereich mit einer Länge von vier OFDMA-Symbolen dargestellt. Wie oben erwähnt entspricht in einer Ausführungsform ein physikalischer Ressourcenblock 12 Subträgern und 6 oder 7 OFDMA-Symbolen (in diesem Beispiel 7 OFDMA-Symbolen). Somit kann jedes Quadrat 402 in 4 ein Ressourcenelement angeben, das für zellspezifische Referenzen (RS) allokiert werden kann, reserviert sein kann oder für die Allokierung verfügbar sein kann, d. h. für die Übertragung eines Downlink-Steuerkanals (wenn es in dem Steuerkanalbereich ist) oder für den PDSCH (wenn es in dem PDSCH-Bereich ist) vorgesehen sein. In dem gezeigten Beispiel sind jeweils vier Ressourcenelemente im Steuerkanalbereich, die für die Downlink-Steuerkanaldatenübertragung verfügbar sind, wie durch die fetten Linien 403 angegeben, zu einer Ressourcenelementgruppe gruppiert. Für das erste OFDMA-Symbol weisen die Ressourcenelementgruppen auch zwei nicht verfügbare Ressourcenelemente auf (die reserviert sind oder für Referenzsignale verwendet werden).
Um die Abdeckung zu verbessern und die Frequenz-Diversität zu maximieren können die Steuerkanäle PCFICH, PHICH und PDCCH gleichmäßig über die Downlink-Bandbreite verteilt werden und in der folgenden Reihenfolge auf die entsprechenden Ressourcenelementgruppen abgebildet werden: Der PCFICH kann zuerst abgebildet werden, dann folgt der PHICH und schließlich kann der PDCCH auf die restlichen Ressourcenelementgruppen, die nicht vom PCFICH und dem PHICH belegt sind, abgebildet werden.
Genauer kann der PCFICH zunächst auf vier Ressourcenelementgruppen, die nur in dem ersten OFDMA-Symbol gleichmäßig über die Bandbreite verteilt sind, abgebildet werden. Die vier Ressourcenelementgruppen werden gemäß einer vordefinierten Formel bestimmt.
Als Zweites kann der PHICH auf eine bestimmte Anzahl von OFDMA-Symbolen im Zeitbereich (bis zu drei OFDMA-Symbole) abgebildet werden. Im Frequenzbereich kann der PHICH auf Mehrfache von drei Ressourcenelementgruppen, die gleich über die Bandbreite verteilt sind und nicht vom PCFICH belegt sind, abgebildet werden. Die entsprechenden Ressourcenelementgruppen werden gemäß einer vordefinierten Formel bestimmt.
Als Drittes kann der PDCCH auf eine bestimmte Anzahl von OFDMA-Symbolen, wie auf dem PCFICH signalisiert, abgebildet werden (bis zu vier OFDMA-Symbole). Im Frequenzbereich kann der PDCCH auf die restlichen Ressourcenelementgruppen, die nicht vom PCFICH und dem PHICH belegt sind, abgebildet werden.
Mehrere PDCCHs können zum Bedienen von unterschiedlichen mobilen Endgeräten (UEs) 105 in einer Funkzelle 104 parallel in einem Sub-Rahmen übermittelt werden. Im Detail werden alle PDCCHs, die in einem Sub-Rahmen zu übertragen sind, gemultiplext und jeder Block von kodierten PDCCH-Bits wird QPSK-moduliert und auf eine Zusammenfassung von ein oder einigen aufeinanderfolgenden CCEs (Control Channel Elements, Steuerkanalelemente), die zu der Menge von kodierten Bits passt, abgebildet, wobei ein CCE neun Ressourcenelementgruppen entspricht.
In Tabelle 2 sind die unterstützten CCE-Zusammenfassungsstufen (auch bezeichnet als „PDCCH-Formate”) aufgelistet.

PDCCH-Format Anzahl von CCEs Anzahl von REGs Anzahl von PDCCH-Bits

0 1 9 72

1 2 18 144

2 4 36 288

3 8 72 576

Tabelle 2: Unterstützte CCE-Zusammenfassungsstufen
Die Anzahl von PDCCHs, die in einem Sub-Rahmen parallel übertragen werden kann, hängt von der verfügbaren Anzahl von CCEs in der Zelle ab. Die Anzahl von verfügbaren CCEs (bezeichnet als N_CCE) und als Ergebnis die Anzahl von verfügbaren Ressourcenelementgruppen kann von der Mobilfunkzell-Bandbreite und der Anzahl von Ressourcenelementgruppen, die nicht dem PCFICH oder PHICH zugewiesen sind (Bezeichnet als N_REG), abhängen und wird bestimmt durch die Formel:
verwendet wird, um die Abrunde-Operation zu bezeichnen.
5 veranschaulicht ein Beispiel für eine Abbildung von unterschiedlichen PDCCHs auf CCEs.
In 5 sind drei PDCCHs dargestellt, die nummeriert sind als PDCCH1 PDCCH2 und PDCCH3, wobei PDCCH1 auf zwei CCEs (CCEO, CCE1) abgebildet wird, PDCCH2 auf zwei CCEs (CCE2, CCE3) abgebildet wird und PDCCH3 auf vier CCEs (CCE4 bis CCE7) abgebildet werden kann.
In Abhängigkeit von der Downlink-Bandbreitengröße und der Signalisierungsmenge kann die aktuelle Struktur für das Multiplexen und die Ressourcenabbildung von PDCCHs in einem Sub-Rahmen zu einer Anzahl von Ressourcenelementgruppen führen, die nicht für Downlink-Steuerkanäle verwendet werden, d. h. Ressourcenelementgruppen, die keine Steuerinformation der Downlink-Steuerkanäle tragen. Der Grund für dies ist, dass nur Ressourcenelementgruppen, die der verfügbaren Anzahl von CCEs in der Mobilfunkzelle entsprechen, für die PDCCH-Allokierung berücksichtigt werden.
Ein aktuelles Thema in 3GPP ist die weitere Entwicklung von LTE in Richtung einer IMT(International Mobile Communications)-Advanced-Funkschnittstellentechnologie, die als LTE-Advanced bezeichnet wird. Die IMT-Advanced-Aktivitäten wurden begonnen und werden geleitet von der ITU-R (International Telecommunications Union – Radiocommunication Sector). Entsprechend Benutzer-Trends und Technologieentwicklungen ist das Hauptziel der IMT-Advanced-Aktivitäten, Mobilfunkkommunikationssysteme zu entwickeln, die neue Fähigkeiten aufweisen, die über jene von aktuellen IMT-2000-Systemen, wie beispielsweise UMTS und CDMA2000 (CDMA: Code Division Multiple Access, Codeteilmehrfachzugriff) hinausgehen. Schlüsselmerkmale, die von Kandidaten für IMT-Advanced-Systeme unterstützt werden sollen, wurden von der ITU-R festgesetzt und weisen unter anderem auf:

– Mobile Dienste mit hoher Qualität;
– Weltweite Roaming-Fähigkeit; und
– Spitzen-Datenraten von 100 Mbps für Umgebungen mit hoher Mobilität und 1 Gbps für Umgebungen mit geringer Mobilität.

Die aktuellen Diskussionen in 3GPP, die LTE-Advanced betreffen, sind fokussiert auf Technologien zum weiteren Entwickeln von LTE hinsichtlich spektraler Effizienz, Zellranddurchsatz, Abdeckung und Latenz basierend auf den vereinbarten Erfordernissen. Kandidat-Technologien beinhalten Mehrfach-Hop-Weiterleiten (Multi-Hop-Relaying), Uplink-MIMO (Multiple Input Multiple Output) mit bis zu 4 mal 4 Antennen, Downlink-MIMO mit bis zu 8 mal 8 Antennen, koordiniertes Mehrpunkt-Übertragen/Empfangen (Coordinated Multipoint Transmission/Reception, CoMP), Unterstützung von Bandbreiten > 20 MHz und bis zu 100 MHz durch Spektrumszusammenfassung, flexibles Spektrum-Verwenden/Spektrum-Teilen und Inter-Zell-Interferenzverwaltung.
Eine der Schlüsseleigenschaften von LTE-Advanced ist die Unterstützung von Bandbreiten > 20 MHz und bis zu 100 MHz durch Spektrumszusammenfassung, d. h. die Bandbreite einer LTE-Advanced (LTE-A) Mobilfunkzelle setzt sich zusammen aus einer Anzahl von sogenannten Komponenten-Trägern (CCs) wobei die Bandbreitengröße jedes Komponenten-Trägers beschränkt ist auf ein Maximum von 20 MHz. Die Komponenten-Träger können benachbart oder nicht benachbart sein und im FDD-Modus wird die asymmetrische Allokierung von Downlink- und Uplink-Komponenten-Trägern betrachtet, d. h. unterschiedliche Anzahlen von Komponenten-Trägern mit unterschiedlichen Bandbreiten im Uplink und Downlink. Ein LTE-A-UE kann gleichzeitig auf ein oder mehreren Komponenten-Trägern abhängig von seinen RF-Fähigkeiten empfangen oder senden.
Ferner wird es von einer LTE-A-Funkzelle verlangt, dass sie rückwärtskompatibel zu Release 8 (Rel-8) LTE-UEs mit einer RF-TX/RX-Fähigkeit von 20 MHz ist, d. h. mindestens einer der Komponenten-Träger muss gemäß Rel-8-LTE konfiguriert sein/betrieben werden.
Beispielhafte RF-Einsatzszenarien gemäß einer Ausführungsform, gemäß LTE-A arbeitend im FDD-Modus, sind in 6 dargestellt.
6 zeigt Frequenzallokierungsdiagramme 601, 602, 603.
Ein erstes Frequenzallokierungsdiagramm 601 zeigt ein erstes Szenario, das ein RF-Einsatzszenario mit einem einzelnen Band und zusammenhängend und asymmetrisch im Uplink/Downlink ist, wobei die Bandbreitengröße jedes Komponenten-Trägers 20 MHz ist. Der Uplink setzt sich zusammen aus zwei benachbarten Komponenten-Trägern, die durch ihre Trägerfrequenzen f1 und f2 charakterisiert sind (d. h. 40 MHz zusammenhängend im Uplink). Der Downlink setzt sich zusammen aus vier benachbarten Komponenten/Trägern, charakterisiert durch ihre Trägerfrequenzen f3 bis f6 (d. h. 80 MHz zusammenhängend im Downlink).
Analog veranschaulicht ein zweites Frequenzallokierungsdiagramm 602 ein zweites Szenario, das ein Szenario mit einem einzelnen Band mit 80 MHz im Downlink (nicht zusammenhängend) und 40 MHz im Uplink (nicht zusammenhängend) ist.
Ein drittes Frequenzallokierungsdiagramm 603 veranschaulicht ein drittes Szenario, das ein Mehrbandszenario mit 40 MHz im Uplink und Downlink (nicht zusammenhängend) ist.
Der aktuelle Status der Diskussion in 3GPP mit Bezug auf die Konfiguration von Komponenten-Trägern und Ablaufsteuerung (Scheduling) hinsichtlich Ressourcenzuweisung ist wie folgt.
Unter allen Uplink/Downlink-Komponenten-Trägern, die in der LTE-A Funkzelle verfügbar sind, kann das LTE-A-UE mit einer Menge von Downlink- und Uplink-Komponenten-Trägern konfiguriert werden (beispielsweise beim Verbindungsaufbau mittels einer RRC(Radio Resource Control)-Nachricht und kann während der Verbindung rekonfiguriert werden), wobei für das UE festgelegt werden kann, dass es auf dem PDSCH im Downlink beziehungsweise dem PDSCH im Uplink empfängt. Diese Mengen von Komponenten-Trägern werden bezeichnet als „UE DL CC-Menge” und „UE UL CC-Menge”.
Zwei Möglichkeiten können verwendet werden für die Downlink-Ablaufsteuerung. Dies ist in 7 illustriert.
7 veranschaulicht Downlink-Ablaufsteuerung gemäß einer Ausführungsform in einem ersten Diagramm 701 und einem zweiten Diagramm 702.
Das erste Diagramm 701 veranschaulicht die Einzelner-Träger-Ablaufsteuerung. Es ist vorgesehen, dass das mobile Endgerät 105 den PDCCH auf allen Komponenten-Trägern (angegeben durch die Mittelfrequenzen f1, f2, f3, f4 entlang einer Frequenzachse 703), wie von der DL CC(Downlink-Komponenten-Träger)-Menge konfiguriert, überwacht und PDSCH-Ressourcen nur für denselben Komponenten-Träger zugewiesen werden können, wie für den PDCCH, der die Zuweisung signalisiert, verwendet. Diese Möglichkeit ist LTE-konform.
Das zweite Diagramm 702 veranschaulicht die Quer-Träger-Ablaufsteuerung (Cross Carrier Scheduling). Es ist vorgesehen, dass das mobile Endgerät 105 den PDCCH auf einer verglichen mit Einzelner-Träger-Ablaufsteuerung kleineren Menge überwacht (wie durch die Schraffur angegeben). Dies kann konfiguriert sein durch die DL CC-Menge. Wenn ein PDCCH auf einem bestimmten Komponenten-Träger empfangen wird, können PDCCH Ressourcen auf einem anderen Komponenten-Träger zugewiesen werden. Der Hauptvorteil der Quer-Träger-Ablaufsteuerung verglichen mit der Einzelner-Träger-Ablaufsteuerung kann darin gesehen werden, dass die UE-Decodier-Komplexität, beispielsweise die Anzahl von überwachten PDCCHs, reduziert werden kann.
Das Kommunikationssystem 100 kann verwendet werden zum Austauschen von Daten zwischen verschiedenen Kommunikationsvorrichtungen, beispielsweise zwischen zwei mobilen Endgeräten 105 oder zwischen einem mobilen Endgerät 105 und einem Server, der Teil des Kernnetzwerk 102 ist oder mit dem Kernnetzwerk 102 verbunden ist.
In einer Ausführungsform kann das Kommunikationssystem 100 für Maschinen-Typ-Kommunikation (Machine-type Communication, MTC) verwendet werden. MTC ist ein Thema, das in den letzten Jahren stark an Interesse gewonnen hat, da in der Zukunft ein Marktwachstum erwartet wird. MTC bezeichnet Datenkommunikationen zwischen Maschinen über Mobilnetzwerke, die nicht notwendigerweise menschliche Interaktion erfordern. Beispiele von MTC-Anwendungen beinhalten Flotten-Verwaltung, Fernwartung und -Steuerung und Ferndiagnose.
Maschinen-Typ-Kommunikation kann verstanden werden als eine Form von Datenkommunikation, an der ein oder mehrere Entitäten beteiligt sind, die nicht notwendigerweise menschliche Interaktion erfordert.
In Hinblick auf das Marktpotential hat das 3GPP entschieden, MTC in zukünftigen Ausgaben des UMTS-Systems zu unterstützen und hat die Diensterfordernisse vereinbart.
8 zeigt eine Netzwerkarchitektur 800 auf hoher Ebene gemäß einer Ausführungsform, die MTC unterstützt. Gemäß der Netzwerkarchitektur 800 auf hoher Ebene sind MTC-Vorrichtungen 801 vorgesehen, die als korrespondierend zu den mobilen Endgeräten 105 des in 1 gezeigten Kommunikationssystems 100 angesehen werden können. Eine MTC-Vorrichtung ist ein Benutzergerät (User Equipment), das für Maschinen-Typen-Kommunikation ausgestattet ist und das über ein Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise ein PLMN (Public Land Mobile Network) 802, mit einem MTC-Server kommuniziert. Das Kommunikationsnetzwerk 802 kann als zu der Netzwerkseite des Kommunikationssystem 100 korrespondierend angesehen werden, d. h. dem E-UTRAN 101 und dem Kernnetzwerk 102, mit dem der MTC-Server 803 beispielsweis verbunden sein kann, und kann auch angesehen werden als Teil der Domäne des Mobilnetzwerkbetreibers.
Der MTC-Server ist eine Entität, die mit dem Kommunikationsnetzwerk 802 selbst und mit MTC-Vorrichtungen 801 über das Kommunikationsnetzwerk 802 kommuniziert. Der MTC-Server 803 führt Dienste für einen MTC-Benutzer aus. Der MTC-Server 803 kann sich innerhalb oder außerhalb des Kommunikationsnetzwerks 802 befinden (beispielsweise kann er auch Teil des Kernnetzwerks 102 sein) abhängig von dem Grad der Flexibilität, der eingeführt werden soll.
Ein MTC-Benutzer kann den von dem MTC-Server bereitgestellten Dienst nutzen.
Auf 3GPP-Arbeitsgruppen-Ebene wurde kürzlich akzeptiert, RAN-Verbesserungen für MTC zu untersuchen. Das Ziel ist es, zu untersuchen, wie eine effiziente Verwendung von RAN-Ressourcen (UTRA/E-UTRA) für Maschinen-Typ-Kommunikationen unter Betrachtung der spezifischen Erfordernisse ermöglicht werden kann, den Einfluss auf die Systemleistung zu untersuchen, der eingeführt wird durch das Bedienen einer möglicherweise sehr großes Anzahl von MTC-Vorrichtungen, Probleme zu identifizieren und mögliche Lösungen vorzuschlagen und die Komplexität von MTC zu verringern. Eines der Erfordernisse von MTC, das berücksichtigt werden soll, ist die geringe Datenverwendung, d. h. MTC soll ausgestaltet werden zum Senden und Empfangen von nur vordefinierten kleinen Datenmengen und das UMTS-System soll Übertragungen von kleinen Datenmengen mit minimalen Signalisierungs-Overhead unterstützen.
Gemäß einer Ausführungsform unterstützt das Kommunikationssystem 100, beispielsweise ein LTE-Advanced-Kommunikationssystem, Maschinen-Typ-Kommunikationen auf effiziente Weise. Effiziente Übertragung von MTC-bezogenen Daten in Downlink-Richtung gemäß einer Ausführungsform wird in größerem Detail beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Übertragung nicht auf MTC-bezogenen Daten beschränkt, sondern kann auch für andere Typen von Daten verwendet werden.
Eine Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf 9 beschrieben.
9 zeigt eine Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 900 eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 900 weist einen Sender 901 auf, der eingerichtet ist zum übertragen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert zu werden, wobei ein Datenkommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 900 weist ferner einen Kommunikationsressouxcenallokierer 902 ist, der eingerichtet ist zum Allokieren einer ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren, und zum Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für die Übertragung von Daten von anderem Typ als den Downlink-Steuerdaten.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Daten eines anderen Typs als die Downlink-Steuerdaten Daten einer Anwendungsschicht des Kommunikationssystems, d. h. Anwendungsschichtdaten.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Daten von einem anderen Typ als die Downlink-Steuerdaten Daten, die zwischen Kommunikationsendgerätvorrichtungen des Kommunikationssystems ausgetauscht werden. Beispielsweise können die Daten von einem anderen Typ zwischen Mobilkommunikationsvorrichtungen oder zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Server ausgetauscht werden, der Teil des Kommunikationssystems ist oder mit dem Kommunikationssystem verbunden ist. Die Daten eines anderen Typs als die Downlink-Steuerdaten sind beispielsweise MTC-bezogene Daten, d. h. Daten übertragen an oder von einer MTC-Vorrichtung, beispielsweise ausgetauscht zwischen der MTC-Vorrichtung und einem MTC-Server.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Downlink-Steuerdaten Steuerdaten der physikalischen Schicht, d. h. physikalische Steuerdaten. Die Downlink-Steuerdaten können Ablaufsteuerdaten, Ressourcenallokierungsdaten (beispielsweise für den PDSCH) oder Empfangsbestätigungsdaten, wie beispielsweise HARQ ACK/NAK-Nachrichten beinhalten.
Entsprechend können die Betriebsparameter Betriebsparameter sein, die den Betrieb der physikalischen Schicht des Kommunikationsnetzwerks spezifizieren. Allgemein können Betriebsparameter Parameter sein, die das Verhalten des Kommunikationsnetzwerks hinsichtlich Datenübertragung spezifizieren, beispielsweise das Verhalten der physikalischen Schicht. Die Betriebsparameter können beispielsweise Parameter sein, die es einem mobilen Endgerät ermöglichen, von dem Kommunikationsnetzwerk zu empfangen oder an das Kommunikationsnetzwerk zu senden.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Downlink-Steuerdaten Daten eines Downlink-Steuerkanals, beispielsweise des PCFICH, des PHICH und des PDCCH.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Daten eines anderen Typs als die Downlink-Steuerdaten Daten eines Downlink-Datenkanals.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung ist beispielsweise eine Basisstation oder Teil einer Basisstation.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung ferner eingerichtet zum Übertragen an mindestens ein Kommunikationsendgerät von Information, basierend auf welcher es ableitbar ist, welche Kommunikationsressourcenelemente Teil der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelementen sind. Die Information ist beispielsweise ein Übertragungsplan für die Daten des anderen Typs. Die Information kann beispielsweise die Länge von Rahmen und die Periodizität der Rahmen (d. h. die Zeitdauer zwischen den Rahmen) spezifizieren, die zweite Mengen von Kommunikationsressourcen, die für die Übertragung der Daten des andren Typs allokiert sind, aufweisen. Beispielsweise übermittelt die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung Ablaufsteuerinformation, wie beispielsweise einen MTC-Ablauf wie unten beschrieben. In anderen Worten werden gemäß einer Ausführungsform MTC-bezogene Daten gemäß einem übertragenen MTC-Ablauf übertragen.
In einer Ausführungsform sind die Übertragungsressourcenelemente des Rahmens zu einer Mehrzahl von Übertragungsressourcenelementgruppen gruppiert und die erste Menge weist mindestens eine Übertragungsressourcenelementgruppe auf und die zweite Menge weist mindestens eine Übertragungsressourcenelementgruppe auf.
Das Kommunikationszeitintervall entspricht beispielsweise der Übertragung eines Modulationssymbols.
Der Frequenzbereich entspricht beispielsweise einem Subträger, der von einem Modulationssymbol moduliert werden soll.
Das Modulationssymbol ist beispielsweise ein OFDMA-Modulationssymbol.
In einer Ausführungsform weist jeder Rahmen eine Mehrzahl von (beispielsweise zwei) Sub-Rahmen auf und jeder Sub-Rahmen weist einen ersten Bereich (beispielsweise einen Steuerkanalbereich) auf, der eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen aufweist, und weist einen zweiten Bereich auf (beispielsweise einen PDSCH-Bereich), der eine andere Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen aufweist. Die andere Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen kann beispielsweise auch vorgesehen sein für die Allokierung von anderen Arten von Daten als die Downlink-Steuerdaten und kann auch vorgesehen sein für die Allokierung von sowohl Downlink-Steuerdaten als auch anderen Arten von Daten. Beispielsweise entspricht der Sub-Rahmen einer Mehrzahl von (möglicherweise aufeinanderfolgenden) Kommunikations-Zeitintervallen und der erste Bereich entspricht beispielsweise einem ersten (möglicherweise aufeinanderfolgenden) Teil von Kommunikationszeitintervallen und der zweite Bereich entspricht beispielsweise einem zweiten (möglicherweise aufeinanderfolgenden) Teil von Kommunikationszeitintervallen. Beispielsweise bilden der erste Bereich und der zweite Bereich einen vollständigen Sub-Rahmen und die Kommunikationszeitintervalle des zweiten Bereichs folgen zeitlich auf die Kommunikationszeitintervalle des ersten Bereichs, d. h. der zweite Bereich folgt auf den ersten Bereich. In anderen Worten kann ein erster Teil eines Sub-Rahmens vorgesehen sein für Downlink-Steuerdaten und mindestens ein Teil davon (d. h. ein Teil seiner Ressourcen-Elemente) ist allokiert für die Übertragung/den Empfang von anderen Arten von Daten als den Downlink-Steuerdaten.
In einer Ausführungsform kann sich die Zuweisung der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen zu der ersten Menge von Kommunikationsressourcenelementen und zu der zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente von Rahmen zu Rahmen dynamisch ändern.
In anderen Worten kann in einem Rahmen die Zuweisung der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen zu der ersten Menge der Kommunikationsressourcenelementen und zu der zweiten Menge von den Kommunikationsressourcenelementen unterschiedlich sein von der Zuweisung der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen zu der ersten Menge der Kommunikationsressourcenelementen und zu der zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelementen in einem folgenden Rahmen, d. h. die Zuweisung kann sich von Rahmen zu Rahmen ändern und beispielsweise dynamisch bestimmt werden.
Der Sender ist beispielsweise eingerichtet zum Übertragen der Daten des anderen Typs unter Verwendung der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelementen.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 900 führt beispielsweise ein Verfahren wie in 10 dargestellt ist aus.
10 zeigt ein Flussdiagramm 1000 gemäß einer Ausführungsform.
Das Flussdiagramm 1000 zeigt ein Kommunikationsressourcenallokierungsverfahren für ein Kommunikationssystem, das einen Sender aufweist, der eingerichtet ist zum Übertragen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen ist, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert zu werden, wobei ein Datenkommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens.
In 1001 wird eine erste Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten allokiert, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren.
In 1002 wird eine zweite Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für die Übertragung von Daten eines anderen Typs als die Downlink-Steuerdaten allokiert.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 900 kommuniziert beispielsweise mit einem Kommunikationsendgerät wie im Folgenden mit Bezug auf 11 beschrieben.
11 zeigt ein Kommunikationsendgerät 1100 eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
Das Kommunikationsendgerät 1100 weist einen Empfänger 1101 auf, der eingerichtet ist zum Empfangen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelemente definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens.
Das Kommunikationsendgerät 1100 weist ferner einen Kommunikationsressourcenallokierer 1102 auf, der eingerichtet ist zum Allokieren einer ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für den Empfang der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdatenbetriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren und zum Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für den Empfang von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für den Empfang von Daten eines anderen Typs als die Downlink-Steuerdaten.
Das Kommunikationsendgerät 1100 ist beispielsweise ein mobiles Endgerät.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kommunikationsressourcenallokierer eingerichtet zum Bestimmen der ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente als jene Kommunikationsressourcenelemente, die von einer Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, die die Downlink-Steuerdaten überträgt, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, und der Kommunikationsressourcenallokierer ist eingerichtet zum Bestimmen der zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente als jene Kommunikationsressourcenelemente, die von der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, die den anderen Typ von Daten übermittelt, für die Übertragung des anderen Typs von Daten allokiert worden sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Kommunikationsendgerät 1100 ferner eingerichtet zum Empfangen von Information von mindestens einer Kommunikationsnetzwerkvorrichtung basierend auf welcher ableitbar ist, welche Kommunikationsressourcenelemente Teil der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelemente sind und bestimmt beispielsweise basierend auf dieser Information, welche Kommunikationsressourcenelemente zu der ersten Menge gehören und/oder welche Kommunikationsressourcenelemente zu der zweiten Menge gehören. Die Information ist beispielsweise ein Übertragungsplan für die Daten des anderen Typs. Die Information kann beispielsweise die Länge der Rahmen und die Periodizität der Rahmen (d. h. die Zeitdauer zwischen den Rahmen) spezifizieren, welche die zweite Menge von Kommunikationsressourcenelementen, die für die Übertragung der Daten des anderen Typs allokiert sind, aufweisen. Beispielsweise empfängt das Kommunikationsendgerät 1100 Ablaufsteuerinformation, wie beispielsweise einen MTC-Ablaufplan wie unten beschrieben. In anderen Worten werden gemäß einer Ausführungsform MTC-bezogene Daten gemäß einem empfangenen MCT-Ablaufplan empfangen.
Der Empfänger ist beispielsweise eingerichtet zum Empfangen der Daten des anderen Typs unter Verwendung der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelementen.
Das Kommunikationsendgerät 1100 führt beispielsweise ein Verfahren wie in 12 dargestellt aus.
12 zeigt ein Flussdiagramm 1200 gemäß einer Ausführungsform.
Das Flussdiagramm 1200 veranschaulicht ein Kommunikationsressourcenallokierungsverfahren für ein Kommunikationssystem, das einen Empfänger aufweist, der eingerichtet ist zum Empfangen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens.
In 1201 wird eine erste Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für den Empfang der Downlink-Steuerdaten allokiert, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren.
In 1202 wird eine zweite Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden und die nicht für den Empfang von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für den Empfang von Daten eines anderen Typs als den Downlink-Steuerdaten allokiert.
Gemäß einer Ausführungsform werden anschaulich Kommunikationsressourcen, die vorgesehen sind, um für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert zu werden, d. h. die reserviert sind für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten, aber welche nicht für die Downlink-Steuerdaten verwendet werden, beispielsweise aufgrund der Tatsache, dass zu einer gegebenen Zeit die Kommunikationsressourcen nicht voll für die Downlink-Steuerdaten verwendet werden oder aufgrund der Tatsache, dass die Kommmunikationsressourcen, die für die Downlink-Steuerdaten vorgesehen sind, nie voll verwendet werden, für andere Typen von Daten verwendet, beispielsweise MTC-bezogene Daten. Die erste Menge von Kommunikationsressourcenelementen und die zweite Menge von Kommunikationsressourcenelementen kann sich von Rahmen zu Rahmen ändern, d. h. der Teil der Kommunikationsressourcenelemente, der für die Übertragung (oder den Empfang) der Daten des anderen Typs verwendet wird, kann sich von Rahmen zu Rahmen ändern. In anderen Worten gibt es gemäß einer Ausführungsform eine dynamische Allokierung der Kommunikationsressourcenelemente für die Übertragung oder den Empfang der Daten der Downlink-Steuerdaten bzw. der Daten des anderen Typs. Beispielsweise kann sich der Teil der Kommunikationsressourcenelemente, der für die Übertragung (oder den Empfang) von Downlink-Steuerdaten verwendet wird, verringern, wenn die Anzahl der mobilen Endgeräte in der jeweiligen Funkzelle sich verringert und entsprechend kann sich der Anteil der Kommunikationsressourcenelemente, der verwendet wird für die Übertragung (oder den Empfang) von Daten des anderen Typs, erhöhen und umgekehrt.
In einer Ausführungsform kann ein „Schaltkreis” verstanden werden als jede Art von Entität, die eine Logik implementiert, was ein Schaltkreis für einen speziellen Zweck oder ein Prozessor der eine in einem Speicher gespeicherte Software ausführt, eine Firmware oder jegliche Kombination davon sein kann. Somit kann in einer Ausführungsform ein „Schaltkreis” ein festverdrahteter Logik-Schaltkreis oder eine programmierbare Logik-Schaltung wie beispielsweise ein programmierbarer Prozessor sein, beispielsweise eine Mikroprozessor (beispielsweise ein CISC (Complex Instruction Set Computer) Prozessor oder eine RISC (reduced Instruction Set Computer) Prozessor. Ein „Schaltkreis” kann auch ein Prozessor sein, der Software ausführt, beispielsweise jegliche Art von Computerprogramm, beispielsweise ein Computerprogramm, das einen virtuellen Maschinencode verwendet, wie beispielsweise Java. Jede andere Art von Implementierung der jeweiligen Funktion, die in größerem Detail im Folgenden beschrieben werden können auch verstanden werden als „Schaltkreis” gemäß einer alternativen Ausführungsform.
Es sollte beachtet werden, das Ausführungsformen, die im Kontext mit der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung beschrieben werden, analog gültig sind für das Kommunikationsendgerät und die Kommunikationsressourcenallokierungsverfahren und umgekehrt.
Die Downlink-Steuerdaten können beispielsweise Daten des PCFICH, des PHICH und des PDCCH sein. Das heißt, dass die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung beispielsweise Teil eines LTE-A-Kommunikationssystems ist, beispielsweise des E-UTRAN, und dass Ressourcenelemente oder Ressourcenelementgruppen, die von den Downlink-Steuerkanälen nicht verwendet werden, für die Übertragung von anderen Typen von Daten verwendet werden, beispielsweise MTC-bezogene Daten oder andere Daten, die zwischen Kommunikationsendgeräten oder Benutzervorrichtungen, wie beispielsweise zwischen mobilen Endgeräten oder einem mobilen Endgerät und einem Server ausgetauscht werden sollen. Beispielsweise können die übertragenen Daten Benutzerdaten oder Daten der Anwendungsschicht oder Daten sein, die bestimmte Kommunikationsdienste betreffen, wie beispielsweises SMS(Short Message Service)-Nachrichtendaten, CBS(Cell Broadcast Service)-Nachrichtendaten oder ähnliche Daten.
Eine Ausführungsform, in der die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung Teil eines LTE-A-Kommunikationssystem ist, kann als basierend auf einer Verwendung von Ressourcenelementgruppen, die nicht der Downlink-Steuerkanaldaten in dem Steuerkanalbereich verwendet werden, wie oben in Bezug auf 4 und 5 beschrieben, angesehen werden. Das Fehlen der Verwendung der Ressourcenelementgruppen für die Downlink-Steuerkanäle in den Steuerkanalbereichen in einem LTE-A-Kommunikationssystem kann als System-immanente Angelegenheit angesehen werden und eine Ausführungsform kann als basierend auf dem Vermeiden der Verschwendung dieser Kommunikationsressourcen angesehen werden.
Dieser Effekt ist noch stärker in einem LTE-Advanced-System, wenn Quer-Träger-Ablaufsteuerung wie oben mit Bezug auf 7 erläutert, durchgeführt wird, d. h. wenn ein PDCCH, der auf einem Komponenten-Träger übermittelt wird, verwendet wird, um PDSCH-Ressourcen mehrerer Komponenten-Trägern zuzuweisen, da dies zu einer noch höheren Anzahl von Ressourcenelementgruppen führen kann, die in dem Steuerkanalbereich in einem Komponenten-Träger nicht verwendet werden, da die Ablaufsteuerinformation unter Verwendung eines anderen Komponenten-Trägers übertragen werden kann.
Eine Ausführungsform kann somit so gesehen werden, dass sie eine Verschwendung von Ressourcenelementgruppen, die nicht für Downlink-Steuerkanaldaten verwendet werden, durch Verwenden dieser Ressourcenelementgruppen für Datenübertragung von Kommunikationsdiensten, die nur geringe Datenmengen mit minimalen Signalisierungs-Overhead erfordern, vermeidet. Wie oben angemerkt kann ein solcher Kommunikationsdienst MTC (Maschinen-Typ Kommunikation) zu sein, ein Thema, das in den letzten Jahren starkes Interesse erfahren hat, da Marktwachstum in der Zukunft erwartet wird. Maschinen-Typ-Kommunikation bezeichnet Datenkommunikationen zwischen Maschinen über mobile Netzwerke, die nicht notwendig menschliche Interaktion erfordern. Beispielsweise kann eine Maschinen-Typ-Kommunikation eine Kommunikation sein, die keine Daten beinhaltet, die von menschlichen Benutzern erzeugt wurden, beispielsweise nicht menschliche Sprachdaten beinhaltet, sondern nur Daten beinhaltet, die automatisch von Maschinen erzeugt wurden, beispielsweise Daten, die ohne Interaktion eines menschlichen Benutzers erzeugt wurden. MTC-Vorrichtungen können beispielsweise Vorrichtungen mit geringer Mobilität sein, beispielsweise Endgeräte, die sich in stationären Maschinen, beispielsweise Verkaufsautomaten, befinden.
Eine Ausführungsform kann so gesehen werden, dass sie Maschinen-Typ-Kommunikationen in LTE-Advanced-Kommunikationssystemen mit einer effizienten Übertragung von MTE-bezogenen Daten in Downlink-Richtung, d. h. von dem Kommunikationsnetzwerk (beispielsweise aufweisend das E-UTRAN 101 und das Kernnetzwerk 102) zu einem mobilen Endgerät 105, welches in diesem Fall eine MTC-Vorrichtung ist, ermöglicht.
Solch eine Ausführungsform kann beispielsweise die folgenden Merkmale haben, die im Folgenden mit Bezug auf die MTC-Netzwerkarchitektur, die in 8 dargestellt ist, beschrieben wird:
Die MTE-bezogenen Daten werden auf die/den nicht verwendeten Ressourcenelementgruppen in dem Downlink-Steuerkanalbereich abgebildet und übertragen. Für jeden definierten MTC-bezogenen Identifikator (M-RNTI) konfiguriert das Kommunikationsnetzwerk 802 (beispielsweise eine Komponente des E-UTRAN 101) einen MTC-Ablauf, der die folgende Information beinhaltet:

– Einen Ressourcenelementgruppenzusammnefassungsgrad für jeden Komponenten-Träger, der konfiguriert ist zum Tragen von MTC-bezogenen Daten, d. h. eine Menge von aufeinanderfolgenden Funkrahmen, auf die die MTC-bezogenen Daten abgebildet werden und bei denen die MTC-bezogenen Daten auf den nicht verwendeten Ressourcenelementgruppen in dem Downlink-Steuerkanalbereich übertragen werden. Basierend auf einer vordefinierten Formel ermittelt eine MTC-Vorrichtung 801 (beispielsweise entsprechend dem mobilen Endgerät 105) die effektive Anzahl von nicht verwendeten Ressourcenelementgruppen des signalisierten Ressourcenelementgruppenzuammenfassungsgrads und sammelt sie zum Dekodieren der empfangenen MTC-bezogenen Daten. Ferner können abhängig von der Downlink-Steuerkanalbereichslänge, die für jeden Komponenten-Träger definiert ist, die Anzahl der nicht verwendeten Ressourcenelementgruppen in dem Downlink-Steuerkanalbereich sich von Komponenten-Träger zu Komponenten-Träger ändern. Allgemein kann Ablaufsteuerinformation für die MTC-bezogenen Daten (oder allgemein den anderen Typ von Daten, d. h. Daten des anderes Typs) eine Spezifikation einer Anzahl von Rahmen beinhalten, für die Ressourcenelemente der Mehrzahl von Ressourcenelemente für die Übertragung/den Empfang der MTC-bezogenen Daten (oder allgemein dem anderen Typ von Daten) allokiert werden.
– Die Startfunkrahmennummer des Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrads mit einem Wertebereich von [0, ...1023].
– Die Periodizität des Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrads, d. h. eine Spezifikation von periodisch auftretenden Zeitpunkten, an denen die MTC-bezogenen Daten (oder allgemein der andere Typ von Daten) übertragen werden kann. Beispielhafte Werte können in dem Bereich [1, 2, 4, 8, 16, 24] in Stunden sein.

Ferner signalisiert das Netzwerk 802, d. h. eine Netzwerkkommunikationsvorrichtung, beispielsweise eine Komponente des E-UTRAN 101, den MTC-Ablauf an eine oder mehrere MTC-Vorrichtungen 801, beispielsweise mittels der Systeminformation oder dedizierter Signalisierung. Beide Typen von Signalisierung können beispielsweise auf dem PDSCH abgebildet werden.
In dieser Ausführungsform kann die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 900 beispielsweise die in 13 gezeigte Struktur haben.
13 zeigt eine Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300 gemäß einer Ausführungsform.
Die Komponenten der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300 können als die Signalverarbeitungskette für die Übertragung von MTC-bezogenen Daten (MTC-Nutzlast) 1301 widerspiegelnd angesehen werden. Die Signalverarbeitungskette auf der entsprechenden Empfängerseite kann eine entsprechende Signalverarbeitungskette sein.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300 weist einen CRC-(cyclic redundancy check)-Schaltkreis 1302, einen Konvolutionsencoder 1303 und einen Ratenanpassungsschaltkreis 1304 auf, die als Teil des Kanalkodierungsteils der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300 angesehen werden können.
In dem CRC-Schaltkreis 1302 werden Paritätsbits (beispielsweise 16 Bits) an die MTC-Nutzlast 1301 zur Fehlerdetektion angehängt. Die CRC-Paritätbits werden mit dem entsprechenden M-RNTI (MTC Radio Network Temporary Identifier) zur Identifikation der empfangenen MTC-bezogenen Daten an der jeweiligen MTC-Vorrichtung 801 verschlüsselt. Die MTC-Nutzlast und die CRC-Paritätsbits werden von dem Konvolutionsencoder 1303 mit einer Rate von 1/3 zur Fehlerkorrektur kodiert. Die kodierten Bits werden dann gemäß der verfügbaren Anzahl von Ressourcenelementgruppen, wie von dem Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrad signalisiert, durch den Ratenanpassungsschaltkreis 1304 Raten-angepasst.
Die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300 weist ferner einen Verschlüsselungsschaltkreis 1305 auf, die zum Identifizieren der Zelle, die die MTC-bezogenen Daten überträgt, Zell-spezifisches Verschlüsseln auf die kodierten Bits anwendet.
Ferner weist die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300 einen Modulationsschaltkreis 1306 auf, die die verschlüsselte Bitfolge gemäß QPSK moduliert, wobei jeweils 2 Bits auf ein QPSK-Symbol abgebildet werden.
Die Modulationssymbole werden dann von einem Abbildungsschaltkreis 1307 auf die Ressourcenelementgruppen 1308 gemäß dem signalisierten Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrad abgebildet.
Die oben beschriebene Ausführungsform ermöglicht das Unterstützen von Maschinen-Typ-Kommunikationen in einem LTE-Advanced-Kommunikationssystem auf ressourceneffiziente Weise. Ferner werden Downlink-Funkressourcen in einer LTE-Advanced-Funkzelle effizient für Maschinen-Typ-Kommunikation verwendet, indem Ressourcen in dem Downlink-Steuerkanalbereich verwendet werden, die nicht zum Übertragen von Daten der Downlink-Steuerkanäle verwendet werden.
Ein Beispiel für ein Abbilden von MTC-bezogenen Daten auf Ressourcenelementgruppen des Steuerkanalbereich oder, in anderen Worten, eine Allokierung von Ressourcenelementgruppen des Steuerkanalbereichs für die Übertragung (oder aus Sicht der empfangenen MTC-Vorrichtung für den Empfang) von MTC-bezogenen Daten wird im Folgenden für ein besseres Verständnis der oben beschriebenen Ausführungsform gegeben.
Für das folgende Beispiel wird folgende Konfiguration betrachtet.
Es wird angenommen, dass das Kommunikationsnetzwerk 802 ein LTE-Advanced-Netzwerk basierend auf OFDMA/TDMA im Downlink und SC-FGDA/TDMA im Uplink ist und im FDD-Modus arbeitet.
MTC-Vorrichtungen befinden sich in einer LTE-Advanced-Funkzelle, die konfiguriert ist, so dass es einen Komponenten-Träger gibt, der im Uplink und im Downlink verwendbar ist, mit einer Downlink-Bandbreite von 1,4 MHz, einer normalen CP (zyklischer Präfix) Länge und einer einzelnen Antenne.
Die Sub-Rahmen-Struktur, die in diesem Beispiel verwendet wird, ist in 14 dargestellt und wird im Folgenden beschrieben.
14 zeigt eine Allokierung eines Sub-Rahmens 1400 gemäß einer Ausführungsform.
Der Sub-Rahmen 1400 weist, wie beschrieben mit Bezug auf 2, einen ersten Zeitschlitz 1401 und einen zweiten Zeitschlitz 1402 auf.
Der Sub-Rahmen 1400 ist getrennt in einen Steuerkanalbereich 1403, der in diesem Beispiel zwei OFDMA-Symbole belegt, und einen PDSCH-Bereich 1404, der in diesem Bereich die restlichen 12 OFDMA-Symbole belegt. Jedes kleine Rechteck 1405, das in 14 gezeigt ist, entspricht einer Kombination eines OFDMA-Symbols mit einem von 72 Subträgern (nummeriert von K = 0 bis K = 71), d. h. entspricht einem Ressourcenelement. Wie durch eine erste Schraffur 1406 angegeben, sind einige Ressourcenelemente nicht für die Allokierung verfügbar, werden beispielsweise für Referenzsignale (RS) verwendet oder sind reserviert.
Gemäß den in Tab. 1 gegebenen Werten sind in dem Steuerkanalbereich 12 Ressourcenelementgruppen in dem ersten OFDMA-Symbol verfügbar und 18 Ressourcenelementgruppen sind in dem zweiten OFDMA-Symbol verfügbar. Die Ressourcenelementgruppen sind durch fette Linien angegeben, wobei in dem ersten OFDMA-Symbol 1407 des Sub-Rahmens 1400 die Ressourcenelementgruppen so gezeigt sind, dass sie ein nicht verfügbares Ressourcenelement aufweisen (beispielsweise da es für ein RS verwendet wird). Die Ressourcenelementgruppen des ersten OFDMA-Symbols 1407 können auch derart definiert sein, das sie jeweils zwei nicht verfügbare Ressourcenelemente (beispielsweise zwei Ressourcenelemente für RS) aufweisen.
In diesem Beispiel wird der PCFICH auf vier Ressourcenelementgruppen, die gleichmäßig über die Bandbreite in dem ersten OFDMA-Symbol 1407 verteilt sind, abgebildet, wie durch eine zweite Schraffur 1409 angegeben.
Der PHICH wird auf 3 Ressourcenelementgruppen abgebildet, die gleichmäßig über die Bandbreite in dem ersten OFDMA-Symbol 1407 verteilt sind, wie durch eine dritte Schraffur 14010 angegeben.
Der PDCCH kann auf die restlichen 23 Ressourcenelementgruppen (= N_REG) des ersten OFDMA-Symbols 1407 und des zweiten OFDMA-Symbols 1408 abgebildet werden, jedoch werden gemäß der Gleichung:
nur 18 Ressourcenelementgruppen effektiv für PDCCH-Übertragung verwendet, wie es durch eine vierte Schraffur 1411 angegeben ist. Als Ergebnis gibt es 5 Ressourcenelementgruppen pro Sub-Rahmen, die nicht für Downlink-Steuerdaten verwendet werden, wie es durch die leer dargestellten Ressourcenelementgruppen 1412 gekennzeichnet ist.
In diesem Beispiel werden diese nicht genutzten Ressourcenelementgruppen für die Übertragung von MTC-bezogenen Daten von dem MTC-Server 803 an die MTC-Vorrichtungen 801, die sich in der LTE-Advanced-Funkzelle befinden, verwendet. All diesen MTC-Vorrichtungen 801 wird in diesem Beispiel dieselbe M-RNTI zugewiesen. Für die Übertragung einer MTC-Nutzlast von 240 Bits innerhalb von 20 ms (= 2 Funkrahmen), was einer Bitrate von 12 kbps entspricht, signalisiert das Kommunikationsnetzwerk 802 einen MTC-Ablaufplan mittels der Systeminformation an die MTC-Vorrichtungen 801. In diesem Beispiel weist der MTC-Ablaufplan die folgende Information auf:

– Ressourcelementgruppenzusammenfassungsgrad: L = 2 aufeinander folgende Funkrahmen. Dieser Wert impliziert die Verwendung von 100 Ressourcenelementgruppen (und somit 400 Ressourcenelementgruppen in diesem Beispiel).
– Startfunkrahmennummer des Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrads: 5. Dies impliziert, dass die Funkrahmen #5 und #6 in diesem Beispiel die MTC-bezogenen Daten tragen.
– Periodizität des Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrad: 4 Stunden.

Mit Bezug auf den konfigurierten MTC-Ablauf übermittelt eine LTE-Advanced-eNB des Kommunikationsnetzwerks 802 alle 4 Stunden eine MTC-Nutzlast von 240 bits auf 2 aufeinanderfolgenden Funkrahmen #5 und #6 an alle MTC-Vorrichtungen, die sich in der Zelle befinden. Die Signalverarbeitungskette für die Übertragung der MTC-bezogenen Daten entspricht beispielsweise der Verarbeitung, die von der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, die mit Bezug auf 13 beschrieben ist, durchgeführt wird. In diesem Beispiel werden 16 CRC-Paritätsbits an die MTC-Nutzlast von 240 bits in dem CRC-Schaltkreis 1302 zur Fehlerdetektion angehängt. Die CRC-Paritätsbits werden mit dem M-RNTI zur Identifikation der empfangenen MTC-bezogenen Daten an jeder MTC-Vorrichtung verschlüsselt. Die MTC-Nutzlast und die CRC-Paritätsbits (= 256 Bits) werden von dem Konvolutionsencoder 1303 mit einer Rate von 1/3 zur Fehlerkorrektur kodiert. Die resultierenden 768 kodierten Bits werden dann gemäß der verfügbaren Anzahl von Ressourcenelementgruppen, wie von dem Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrad signalisiert, zu 800 Bits Raten-angepasst. Nach Mobilfunkzell-spezifischem Verschlüsseln durch den Verschlüsselungsschaltkreis 1305 und QPSK-Modulation werden die 100 Modulationssymbole dann auf die 100 Ressourcenelementgruppen abgebildet und an die MTC-Vorrichtungen übermittelt.
Auf der Empfängerseite ermittelt jede MTC-Vorrichtung 801 die 5 Ressourcenelementgruppen pro Sub-Rahmen, die nicht für Downlink-Steuerdaten in den Funkrahmen #5 und #6 verwendet werden, gemäß dem MTC-Ablaufplan und der Formel:
Ferner verarbeitet jede MTC-Vorrichtung 801 die empfangenen MTC-bezogenen Daten gemäß der Signalverarbeitungskette die der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung 1300, die mit Bezug auf 13 beschrieben ist, entspricht, um die übertragende MTC-Nutzlast zu erhalten.
Während die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, sollte vom Fachmann verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in der Form und in den Details dabei gemacht werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung ist somit durch die angehängten Ansprüche angegeben und alle Änderungen, die sich innerhalb des Äquivalenzbereichs der Ansprüche befinden, sollen somit umfasst werden.

Claims

Kommunikationsnetzwerkvorrichtung eines Kommunikationssystems aufweisend: einen Sender, der eingerichtet ist zum Übertragen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten eines Downlink-Steuerkanals allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens; einen Kommunikationsressourcenallokierer, der eingerichtet ist zum Allokieren einer ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren, und zum Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für die Übertragung von MTC-Daten, die zwischen Kommunikationsendgeräten des Kommunikationssystems gemäß einem übertragenen MTC-Übertragungsplan ausgetauscht werden.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die MTC-Daten Daten einer Anwendungsschicht des Kommunikationssystems sind.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Downlink-Steuerdaten Steuerdaten der physikalischen Schicht sind.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kommunikationsnetzwerkvorrichtung eine Basisstation ist.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner eingerichtet zum Übertragen an mindestens ein Kommunikationsendgerät von Information, basierend auf welcher es ableitbar ist, welche Kommunikationsressourcenelemente Teil der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelementen sind.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Information der MTC-Übertragungsplan für die MTC-Daten ist.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der MTC-Übertragungsplan die Angabe eines Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrads, einer Startfunkrahmennummer des Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrads und einer Periodizität des Ressourcenelementgruppenzusammenfassungsgrads aufweist.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sender eingerichtet ist, die MTC-Daten unter Verwendung der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelementen zu übertragen.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kommunikationsressourcenelemente des Rahmens zu einer Mehrzahl von Übertragungsressourcenelementgruppen gruppiert sind und die erste Menge mindestens eine Übertragungsressourcenelementgruppe aufweist und die zweite Menge mindestens eine Übertragungsressourcenelementgruppe aufweist.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kommunikationszeitintervall der Übertragung eines Modulationssymbols entspricht.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Frequenzbereich einem Subträger entspricht, der von einem Modulationssymbol moduliert werden soll.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Modulationssymbol ein OFDMA-Modulationssymbol ist.
Kommunikationsnetzwerkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei sich die Zuweisung der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen zu der ersten Menge von Kommunikationsressourcenelementen und zu der zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente von Rahmen zu Rahmen dynamisch ändern kann.
Kommunikationsressourcenallokierungsverfahren für ein Kommunikationssystem, das einen Sender aufweist, der eingerichtet ist zum Übertragen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen ist, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten eines Downlink-Steuerkanals allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens, wobei das Verfahren aufweist Allokieren einer erste Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren, und Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für die Datenübertragung von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für die Übertragung von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für die Übertragung von MTC-Daten, die zwischen Kommunikationsendgeräten des Kommunikationssystems gemäß einem übertragenen MTC-Übertragungsplan ausgetauscht werden.
Kommunikationsendgerät eines Kommunikationssystems aufweisend: einen Empfänger, der eingerichtet ist zum Empfangen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten eines Downlink-Steuerkanals allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens; einen Kommunikationsressourcenallokierer, der eingerichtet ist zum Allokieren einer ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für den Empfang der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdatenbetriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren; und zum Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in dem Rahmen allokiert zu werden, und die nicht für den Empfang von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für den Empfang von MTC-Daten, die zwischen Kommunikationsendgeräten des Kommunikationssystems gemäß einem übertragenen MTC-Übertragungsplan ausgetauscht werden.
Kommunikationsendgerät gemäß Anspruch 15, wobei das Kommunikationsendgerät ein mobiles Endgerät ist.
Kommunikationsendgerät gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei der Kommunikationsressourcenallokierer eingerichtet ist zum Bestimmen der ersten Menge der Kommunikationsressourcenelemente als jene Kommunikationsressourcenelemente, die von einer Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, die die Downlink-Steuerdaten überträgt, für die Übertragung der Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, und wobei der Kommunikationsressourcenallokierer eingerichtet ist zum Bestimmen der zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente als jene Kommunikationsressourcenelemente, die von der Kommunikationsnetzwerkvorrichtung, die die MTC-Daten übermittelt, für die Übertragung von MTC-Daten allokiert worden sind.
Kommunikationsendgerät gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner eingerichtet zum Empfangen von Information von mindestens einer Kommunikationsnetzwerkvorrichtung basierend auf welcher ableitbar ist, welche Kommunikationsressourcenelemente Teil der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelemente sind.
Kommunikationsendgerät gemäß Anspruch 18, wobei die Information der MTC-Übertragungsplan für die MTC-Daten ist.
Kommunikationsendgerät gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der Empfänger eingerichtet ist zum Empfangen der MTC-Daten unter Verwendung der zweiten Menge von Kommunikationsressourcenelementen.
Kommunikationsressourcenallokierungsverfahren für ein Kommunikationssystem, das einen Empfänger aufweist, der eingerichtet ist zum Empfangen von Daten in einer Mehrzahl von Rahmen, wobei in jedem Rahmen eine Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten eines Downlink-Steuerkanals allokiert zu werden, wobei ein Kommunikationsressourcenelement definiert ist durch einen Frequenzbereich und ein Kommunikationszeitintervall innerhalb des Rahmens, wobei das Verfahren aufweist Allokieren einer erste Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden, für den Empfang der Downlink-Steuerdaten, wobei die Downlink-Steuerdaten Betriebsparameter des Kommunikationssystems spezifizieren, und Allokieren einer zweiten Menge der Kommunikationsressourcenelemente der Mehrzahl von Kommunikationsressourcenelementen, die vorgesehen sind, um für den Datenempfang von Downlink-Steuerdaten in einem Rahmen allokiert zu werden und die nicht für den Empfang von Downlink-Steuerdaten allokiert worden sind, für den Empfang von MTC-Daten, die zwischen Kommunikationsendgeräten des Kommunikationssystems gemäß einem übertragenen MTC-Übertragungsplan ausgetauscht werden.