TW201431300A - 用於無線系統之接收器及傳送器的設備、方法及電腦程式 - Google Patents

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Abstract

實施例提供用於無線系統之接收器及傳送器的設備、方法及電腦程式。用於無線通訊系統之接收器(100)的設備(10)包含用於接收的機構(12)，用於接收無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框細分為子訊框。設備(10)更包含用於萃取的機構(14)，用於使用已接收的無線電信號之單一子訊框從已接收的無線電信號萃取第一酬載資料封包且用於使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框萃取第二酬載資料封包。用於傳送器(200)的設備(20)包含用於獲取的機構(22)，用於獲取用於排程的及/或非排程的傳送之無線電資源的子集上的資訊。設備(20)進一步包含用於傳送的機構(24)，用於傳送無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框細分成子訊框，用於傳送的機構(24)可操作以使用該無線電信號之單一子訊框傳送第一酬載資料封包且用於使用二或更多子訊框傳送第二酬載資料封包。

Description

用於無線系統之接收器及傳送器的設備、方法及電腦程式
實施例係關於通訊網路，更特別但非專門的關於以在無線或行動通訊系統中之多樣的服務之資料傳送。
對於針對行動服務之更高的資料率的需求正穩定的增加。同時，現代行動通訊系統，如第3代系統(3G)及第4代系統(4G)，提供加強的技術，其致能較高的頻譜效率且允許較高資料率及胞容量(cell capacity)。此需求對於兩傳送的方向都正在成長，亦即對於下行鏈路(DL；DownLink)，亦即對於從網路基礎結構到行動收發器的傳送，以及在上行鏈路(UL；UpLink)，亦即在從行動收發器到網路基礎結構的方向。
傳統行動通訊系統利用電路交換及封包交換資料。當用於電路交換資料傳送無線電資源永久的保留在連接定向方式的同時，封包資料傳送則利用排程 (scheduling)，亦即無線電資源，非永久的指派於連接較少方式。指派無線電資源予用於封包資料傳送的某些使用者的程序亦參照為排程。實現排程的實體亦稱為排程器(scheduler)。
同時，資料服務變為愈來愈多樣。換句話說，服務品質(QoS；Quality of Service)需求的多樣性正穩定的成長。當現代行動終端使用產生背景流量的應用，亦即，相當低量之封包交換流量，其可或不可為延遲敏感的(delay sensitive)，其它應用，像是語音及視頻服務，產生具有高品質需求的大量的資料。
發現的是，未來通訊網路可能必需分配寬闊的服務之範圍。例如，有著延遲關鍵服務(delay critical service)，諸如語音及視頻。再者，有著背景服務(background service)，諸如蜂鳴器(ticker)或天氣應用、電子郵件瀏覽等，其可是更加延遲關鍵但頻繁的產生低量的流量。在其頂端上，有著感測器應用，例如機器對機器(M2M；Machine-to-Machine)通訊，用於收集資料。例如，使用M2M通訊讀取家用計表(household meter)。因此，在通訊網路中可有支援更多樣的服務的冀望。
進一步發現，可能有設計訊框結構(frame structure)的冀望，其當這些多樣的流量形態或類型被傳 送時允許更有效的利用。當從網路基礎結構到行動終端的通訊時，這類的訊框結構可使用在於兩方向中的行動通訊網路中，亦即，當從行動終端到網路的基礎結構的通訊時在UL中，與在DL中。實施例可因此提供用於統一以雜散的機器類型通訊之古典的蜂巢式流量與在一系統及一帶內之能源效率感測器資料傳送的基礎。因此，實施例可致能更有彈性及效率的通訊，其可應用至未來通訊系統，像是在第5代(5G)通訊系統中。
當服務流量型態的範圍正成長，例如在實施 例中，可區別流量及裝置的三個不同類型。換句話說，這些流量及裝置的類型可由普及的5G蜂巢式系統支援，其可由實施例所建立。流量的一個類型亦參照為「位元管(Bitpipe)」，且其可對應具有大資料容積與底潛時的高頻譜效率的流量。另一個流量類型可為具有小封包尺寸之雜散的機器類型通訊，例如，由智慧型電話app拉取以用於更新或提供小型狀態資訊、亦支援低潛時資料傳輸所造成。另一資料類型可為能源效率流量，因此可為電池節約(battery-saving)感測器資料。此資料可比其它者更耐受於高潛時。
實施例可致能訊框結構，其能處理這類多種 的非常不同的需求或流量類型，例如，在相同系統內使用不同的載波頻帶，例如，藉使用相同帶的不同部分以傳送不同流量類型。實施例可以其提供在相同系統內可使用多個載波頻帶代替不同系統的益處，其因此可使用具有不同 訊框結構之不同的無線電存取網路或技術。實施例可更提供這類對於不同流量類型之分離不可在不同系統中利用且以其可降低未使用資源之片斷的益處。實施例因而可比傳統系統更有效率及彈性。實施例可提供不同裝置及流量類型可包入一個統一的系統的益處。例如，感測器之非常低的功率傳送及雜散的智慧型電話流量可整合進入蜂巢式網路。例如，第三代合夥專案(3GPP；3rd Generation Partnership Project)之長期演進(LTE；Long Term Evolution)提案可考量機器/感測器仍使用必需支援大數目的雜散的機器類型裝置及/或應用的傳統的正交分頻多重存取(OFDMA；Orthogonal Frequency Division Multiple Access)訊框結構，其甚至可包括進一步增加智慧型電話應用(apps)的數目。
實施例係基於可能建構服務不同類型的流量 及裝置之統一的訊框結構之發現，例如像上述三種不同類型的流量。實施例因此提供用於無線通訊系統的接收器之設備。設備能包含或包括於無線通訊系統之接收器中。無線通訊系統之接收器可更包含或包括在無線通訊系統之接收器中，像是行動收發器或基地站收發器。設備亦將參照至在下列中的接收器設備。
因此設備可為行動通訊系統的部分。例如， 行動通訊系統可對應下列其中一者，由第3代合夥專案標準化的行動通訊系統，如全球行動通訊系統(GSM；Global System for Mobile Communications)、GSM增強 資料率演進(EDGE；Enhanced Data rates for GSM Evolution)、GSM EDGE無線電存取網路(GERAN；GSM EDGE Radio Access Network)、高速封包存取(HSPA；High Speed Packet Access)、全球陸地無線存取網路(UTRAN；Universal Terrestrial Radio Access Network)或演進UTRAN(E-UTRAN)、長期演進(LTE)或進階長期演進(LTE-A；LTE-Advanced)，或是具有不同標準的行動通訊系統，例如全球互通微波存取(WIMAX；Worldwide Interoperability for Microwave Access)IEEE 802.16或無線區域網路(WLAN；Wireless Local Area Network)IEEE 802.11，一般基於分時多重存取(TDMA；Time Division Multiple Access)、分頻多重存取(FDMA；Frequency Division Multiple Access)、正交分頻多重存取(OFDMA)、分碼多重存取(CDMA；Code Division Multiple Access)等之任一系統。下列術語中，行動通訊系統與行動通訊網路係同義的使用。
行動通訊系統可包含複數個傳送點或基地站收發器，可操作以與行動收發器通訊無線電信號。在實施例中，行動通訊系統可包含行動收發器與基地站收發器。行動收發器可對應智慧型電話、手機、用戶設備(UE；User Equipment)、膝上型電腦、筆記型電腦、個人電腦、個人數位助理(PDA；Personal Digital Assistant)、通用串列匯流排(USB；Universal Serial Bus)棒、汽車等。行動收發器或終端亦可參照至UE或本於3GPP術語 的用戶。基地站收發器能定位在網路或系統之固定的或穩定的部分。基地站收發器可對應遠端無線電頭、傳送點、存取點、巨型胞(macro cell)、小型胞(small cell)、微型胞(micro cell)、毫微微型胞(femto cell)、都會胞(metro cell)等。基地站收發器能為有線網路之無線介面，其致能對UE或行動收發器之無線電信號之傳送及接收。這類無線電信號可遵守例如像由3GPP標準化或一般本於上述列舉的系統之一或更多者的無線電信號。藉此，基地站收發器可對應NodeB、eNodeB、BTS、存取點等。
因此，行動通訊系統可為蜂巢式的。術語胞/ 細胞係參照分別由傳送點、遠端單元、遠端頭、遠端無線電頭、基地站收發器或NodeB、eNodeB所提供之無線電服務之涵蓋面域。在一些實施例中，細胞可對應扇面(sector)。例如，扇面能使用扇面天線來達成，其提供用於涵蓋圍繞基地站收發器之角扇面的特性。在一些實施例中，基地站收發器例如可操作3或6個分別涵蓋120°(在3個細胞的情形中)、60°(在6個細胞的情形中)之扇面的細胞。行動收發器能以細胞登記或與細胞有關，亦即其能相關於細胞使得資料能使用專用頻道、連結或連接而在網路與在有關細胞之涵蓋面域中之行動之間交換。
接收器設備包含用於接收無線電信號的機 構，其組織於重複的無線電訊框中。無線電框更細分成子訊框(sub-frame)。用於接收的機構能對應接收器。因 此，用於接收的機構可適用於上述列舉的通訊標準之其中一者且其可包含典型的接收器之組件，諸如一或更多的天線、低雜訊放大器(LNA；Low Noise Amplifier)、一或更多濾波器、一或更多混合器(mixer)、一或更多轉換器等。在一些實施例中，用於接收的機構可使用在相符地調適的硬體上執行的軟體來實行，諸如數位信號處理器(DSP；Digital Signal Processor)、中央處理單元(CPU；Central Processing Unit)、通用處理器(general purpose processor)等。再者，用於接收的機構可使用可操作以接收之一或更多裝置、一或更多模組或一或更多單元來實行。在一些實施例中，接收器設備亦可包含傳送器組件，如後續將詳細說明者。在此觀點中，接收器設備可對應收發器設備。
接收器設備更包含機構以用於使用已接收的 無線電信號之單一子訊框從已接收的無線電信號萃取第一酬載資料封包且用於使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框萃取第二酬載資料封包。用於展開的機構可對應萃取器。在一些實施例中，用於萃取的機構亦能實行為在相符地調適的硬體上執行或可執行的軟體，諸如DSP、CPU、通用處理器等。用於萃取的機構可使用可操作以萃取在分別的資料封包上對應的資訊之一或更多裝置、一或更多模組、或一或更多單元來實行。例如，這類資訊可從複值的(complex valued)基帶資料萃取。
依據上述說明，傳送在無線電訊框中被組 織，其被重複。在各無線電訊框內有複數個子訊框，其用於在酬載資料封包及控制資料上的資訊之個別的傳送。如上所指，第一酬載資料封包(其可對應排程的傳送)係使用單一子訊框傳送。然而同時，第二酬載資料封包能使用二或更多子訊框與二或更多無線電訊框傳送。換句話說，這兩者的資料封包之傳送能疊加。
在一些實施例中，用於萃取的機構因此能可操作以藉由解展(de-spreading)來萃取第二資料封包。換句話說，用於萃取的機構能可操作以在已接收的二或更多無線電訊框之無線電信號上施行解展操作以獲取在第二酬載資料封包上的資訊。在一些實施例中，用於萃取的機構能可操作以使用已接收的無線電信號之單一子訊框從已接收的無線電信號萃取第一酬載資料封包，同時將包含在第二酬載資料封包上的資訊之接收信號成分當作雜訊。由於展開操作此可係為可能的，何者的信號成分，何者基於第二酬載資料封包，可抑制到一個級數，其能視為雜訊。藉由展開/解展操作之相符地調適的展開增益能致能這類抑制。
在進一步的實施例中，接收器設備可更包含用於傳送對於排程的傳送到第一資料封包之傳送器的無線電資源之第一子集上資訊的機構。在實施例中，用於傳送的機構能對應傳送器，其能適用於上述列舉的通訊系統或標準其中之一。因此，在實施例中，用於傳送的機構可包含典型的傳送器之組件，諸如一或更多天線、一或更多功 率放大器(PA；Power Amplifier)、一或更多轉換器、一或更多混合器、一或更多濾波器、一或更多本地振盪器等。在一些實施例中，用於傳送的機構甚至可實行為在相符地調適的硬體上可執行的軟體，像是DSP、CPU等。再者，用於萃取的機構能可操作以從在單一子訊框中已接收的無線電信號萃取來自無線電資源之第一子集的資訊。
例如，無線電資源的第一子集可對應一或更 多在OFDM信號中某些實體資源方塊(PRB；Physical Resource Block)，在其上的資訊已傳送至傳送器。換句話說，接收器可提供在傳送器應使用之子載波(subcarrier)與時間或子訊框結合上的資訊來傳送這樣的資料封包。結果是，接收當無線電信號時，僅這些子載波與時間資源必需針對萃取第一資料封包而被確認。在實施例中，用於萃取的機構能操作以從在單一子訊框中已接收的無線電信號萃取來自無線電資源的第二子集的資訊，其已預定用於競爭為基的(contention-based)或非排程的傳送。換句話說，並非每個資料傳送可被排程。是有著非排程傳送，像是競爭為基的傳送，其可特別的利用於小數量的資料。
實施例亦提供用於無線通訊系統之傳送器的設備。此設備可包括或包含在傳送器中且傳送器可對應無線通訊系統之收發器，像是行動收發器或基地站收發器。在一些實施例中，傳送器可對應感測器裝置傳送器。再來，無線通訊系統可對應上述列舉的系統其中之一者。用 於傳送器的設備亦將參照為下列的傳送器設備。傳送器設備包含用於獲取對於排程及/或非排程傳送的無線電資源之子集上之資訊的機構。用於獲取的機構可對應獲取器(obtainer)。用於獲取的機構可對應在相符地調適的硬體上可執行的軟體，例如像是DSP、CPU、通用處理器等。再者，傳送器設備包含用於傳送無線電信號的機構，其能實行為與上述說明一致的傳送器。因此，用於傳送的機構可包含一或更多典型的傳送器組件，如上述所列舉的。用於傳送的機構可操作以傳送無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織。無線電訊框更細分為子訊框。無線電信號包含在使用子訊框之無線電資源之子集的酬載資料封包上的資訊。換句話說，傳送器設備可操作以接收用於排程及/或非排程傳送的資訊。對於排程的傳送，假定相應的接收器，例如基地站收發器，提供相符的資訊，無線電資源是要用於在此資訊上傳送，其係例如按照在像是PRB之OFDM系統中某些子載波與時間資源之結合。這類在無線電資源上要用於傳送的資訊亦可參照為例如在3GPP術語中之准許(grant)或排程准許。換句話說，接收器設備可包含用於傳送的機構，其可操作以將在無線電資源之第一子集上的資訊與在無線電資源之第二子集上的資訊提供予傳送器。
傳送器設備可包含用於傳送無線電信號的機構，其在重複的無線電訊框中被組織。用於傳送的機構能操作以使用無線電信號之單一子訊框傳送第一酬載資料封 包且可操作以使用二或更多子訊框傳送第二酬載資料封包。符合上述說明，傳送器設備可包含用於傳送的機構，其可操作以在傳送之前將展開操作應用到第二酬載資料封包。因此，傳送器可對應具有額外的傳送排程或非排程資料之能力的感測器裝置傳送器，或者傳送器可對應能夠額外的傳送感測器類(sensor-like)資料行動收發器。
換句話說，在實施例中可區分不同的流量類 型。例如，可利用傳統的UE流量，對於傳統的UE流量依據上述說明亦可參照為類型1流量。在多載波信號內，帶之一部分可組態成用於排程的存取，遞送類型1流量。 訊框期間能在時間上為短暫的，例如，子訊框可對應1ms或更小，其係為了提供支援反饋回路(feedback loop)之低潛時(latency)，以用於頻道狀態資訊回報及混合式自動重送請求(HARQ；Hybrid Automatic Retransmission Request)處理。此類型的流量可對應傳統的OFDMALTE流量。
另一類型的流量可為智慧型電話M2M相似流 量，對此流量其將亦於下述參照為類型2流量。在此流量類型中，可實現在使用者裝置類智慧型電話等中之應用的背景資料傳送。這些傳送中有一些不可由人所起始且他們可由具有對高延遲容忍的媒體之小封包所組成。因此，這類傳送可非常的M2M-相似的(M2M-like)，但由於例如他們是要由智慧型手機所施行，傳送功率與電池壽命不可能會與具有廉價的感測器一樣的關鍵。考量這些封包較 小，至少對某範圍來說，延遲容忍、諸如ALOHA、槽化的ALOHA、載波感測多重存取(CSMA；Carrier Sensing Multiple Access)或發送就緒/發送許可(RTS/CTS；Ready To Send/Clear To Send)可適於這類傳送。因此在實施例中，帶的一部分可組態成用於競爭為基的非排程存取。在此組態中，傳送器可馬上傳送資料，而不使用任何隨機存取程序，像是LTE隨機存取程序，其能視為由於他們的小封包尺寸的緣固造成非必要的負擔及潛時。在實施例中之隨機存取程序可為同步的，例如，槽化的ALOHA。若允許非同步存取時，在實施例中，一些濾波帶(filterbank)、旁瓣消除(sidelobe cancellation)及/或進階的接收器技術可用以對抗由非同步性(asynchronicity)所導入的干擾。
又另一類別的流量可由較廉價感測器或在實 施例中的機器流量(machine traffic)所造成，對此流量其亦可參照至類型3流量。廉價機器與感測器可具有在電池壽命與傳送功率上嚴謹的限制。在一些用於這類型形的標準中，由於節約電池壽命的緣故，實現具有非常低功率的長傳送，例如用於M2M的無重標準(weightless standard)，http：//www.weightless.org。因此，實施例可使用訊框的另一部分，其能或不能在時間上使用非常低功率信號展開。實施例可使用展頻(spread spectrum)技術且使用二或更多無線電訊框的訊框尺寸，例如具有上至1、2或甚至5或者更多秒的期間。在實施例中，可有些 許選擇以用於嵌入這類訊框。
能有一個選擇以分配用於這類信號之帶的專 用部分。在實施例中另一選項是要使用在時域(time domain)中的重疊(superposition)。換句話說，在時域中，多載波信號，其包含不是類型1就是類型2的資料，與具有非常長期間(像是1至4s或甚至更多)之第二訊框疊加(superimpose)或疊置(overlay)。此第二訊框或第二資料封包可運載具有展開/重複及/或非常低碼率的信號。第二酬載資料封包或第二信號之傳送功率可非常的低，例如其功率密度(power density)可為在多載波信號之功率密度之下的40dB。在實施例中，此信號可因此產生可容忍背景雜訊，其可被多重載波接收器所忽略。低功率且長時伸展能設計用於感測器，其具有非線性電池功率消耗(power consumption)，因而對於底功率傳送為更有能源效率的(energy-efficient)。
在實施例中，為了支援符合的流量之傳送的 緣故，可利用控制發訊(signaling)。例如，接收器(其能在行動通訊網路之基地站中實行)可追蹤流量類型混合。依據協同雜散存取(sporadic access)(亦即，類型2流量)的小封包尺寸之無線電，及具有大封包尺寸的流量以及使用者活動之較大片斷(亦即，類型1流量)，頻帶部分能彈性的組態以滿足分別的需求。換句話說，在接收器處，用於接收的機構能操作以在系統頻寬之不同部分中接收第一資料封包與第二資料封包。在一些實施例中， 其可甚至接收在不同載波上的第一資料封包與第二資料封包。在傳送器側，例如在行動或感測器收發器中，傳送器可操作以接收在何處傳送何種類型的流量之資訊，且據此用於傳送的機構能操作以分別在不同頻率載波上，在不同的系統帶寬之部分中傳送第一資料封包與第二資料封包。
在一些實施例中，例如當包含小細胞或異質 性網路(heterogeneous network)時，雜散使用者之數目可能為低的。例如，非常小的細胞，像是微微胞(pico-cell)，可包含這類低數目的使用者，使得類型2的帶流量因為這類型的細胞而可跳過，且替代的是，他們由傘(umbrella)或巨型胞(macro-cell)所服務。此劃分可接著宣告為由在DL廣播頻道中之巨型胞所提供的資訊、系統資訊、多播(multicast)頻道等之部分。
在進一步實施例中，接收器設備，例如基地站收發器，當這類接收器設備可對應收發器設備時，可包含用於提供在用於傳送之機構之傳送功率上的資訊的機構。據此，傳送器設備，例如行動收發器，可包含用於獲取的機構，其進一步可操作以接收在使用於自接收器設備傳送無線電信號之傳送功率上的資訊。傳送器設備接著可操作以基於在傳送功率上之資訊與基於在來自收發器的無線電信號之接收功率上之資訊而判定在傳播延遲(propagation delay)上的資訊。用於傳送的機構接著能操作以基於傳播延遲上之資訊建立子訊框內傳送之時序。實施例可以其達成比當只使用隨機存取時更佳的同步。
換句話說，在實施例中，接收器設備可位於 基地站。符合上述的基地站可廣播在傳送功率級上的資訊，其正用作傳送引導參考，或廣播資料。此可允許裝置，像是行動終端，評估路徑丟失(path loss)。類型3流量感測器可因此調適他們的傳送功率以完成產生可容忍的背景雜訊級之需求，例如額外的功率控制命令能包含在由接收器(亦即，基地站收發器)所提供的廣播資訊中。 基於已計算的路徑丟失，類型2流量裝置可粗略的評估他們的時序偏移。這能至少部分的用以藉以開回路的方式時序超前(timing advance)他們的非同步(asynchronity)之級數因而減輕接收器的工作。
在進一步實施例中，在接收器設備處用於接 收的機構能操作以在接收酬載資料封包之前從預定的無線電資源之子集判定傳送指示。換句話說，傳送器設備能操作以指示藉使用預定的無線電資源實現傳送。例如，忙碌調(busy tone)可在某頻率上傳送或使用預定的無線電資源以為了對接收器指示，而傳送將要發生或正進行。
再者，在進一步實施例中，在傳送酬載資料 封包之前，在傳送器側用於傳送的機構能操作以實現隨機存取程序。
實施例更提供用於無線通訊系統之接收器的 方法。此方法包含接收無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，包含接收被細分成子訊框的無線電訊框。此方法更包含使用已接收的無線電信號之單一子訊框從已接 收的無線電信號萃取第一酬載資料封包與使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框萃取第二酬載資料封包。
實施例更提供用於無線通訊系統之傳送器的方法。此方法包含獲取在用於排程及/或非排程的傳送之無線電資源之子集上的資訊。此方法更包含傳送無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，包含傳送被細分成子訊框的無線電訊框。此方法更包含使用無線電信號之單一子訊框傳送第一酬載資料封包與使用二或更多子訊框傳送第二酬載資料封包。
當電腦程式在電腦或處理器上執行時，實施例更提供具有程式碼的電腦程式以用於編程上述說明的方法之一者。
100‧‧‧接收器
10‧‧‧設備
12‧‧‧用於接收的機構
14‧‧‧用於萃取的機構
16‧‧‧用於傳送的機構
18‧‧‧用於提供的機構
200‧‧‧傳送器
20‧‧‧設備
22‧‧‧用於獲取的機構
24‧‧‧用於傳送的機構
300‧‧‧訊框
一些其它特徵或態樣將僅藉範例的方式且參照所附圖式使用下列非限制的設備及/或方法及/或電腦程式的實施例說明，其中圖1闡述用於接收器之設備的實施例；圖2闡述傳送器之設備的實施例；圖3闡述在實施例中之時間頻率安排；圖4繪示用於接收器的方法之實施例的方塊圖；以及圖5繪示用於傳送器的方法之實施例的方塊圖。
各種實施例現將參照至所附圖式更詳細的說 明。在圖中，線、層及/或區域的厚度可為了清晰而加大。
據此，當實施例能夠為各種修改及替代的形 式，其實施例藉在圖中之範例的方式來繪示且將於此詳細的說明。然而，應了解，並沒有打算將實施例限制於所揭示的特定形式，但相反的，實施例係以涵蓋落入本發明之範圍內所有修改、等效及替代。類似的編號參照至遍及圖之說明的類似或相似的元件。
將理解，當元件參照為「連接」或「耦接」 另一個元件時，其能直接連接或耦接其它元件或者可出現介入的元件。相對的，當元件參照為「直接連接」或「直接耦接」其它元件時，則未出現介入的元件。其它用以說明元件之間關係的字彙應以類似的型式解讀(例如，「在…之間」對比「直接在…之間」，「相鄰」對比「直接相鄰」等)。
於此使用的術語係為了僅說明特定實施例的 目的且不打算限制範例實施例。如在此所使用的，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」亦打算包括複數形式，除非內文另外明白的指示。將進一步理解的是，術語「包含(comprise)」、「其包含(comprising)」、「包括(includes)」當於此使用時，特定了所敘述的特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不防 礙其一或更多其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或群組之出現或添加。
除非另外界定，於此使用的所有術語(包括 技術及科學術語)具有如由對實施例所屬之領域中具有通常知識之者普遍的理解相同的意義。將進一步理解，術語，例如，在普遍使用的字典中所界定該些者，應解讀為具有與在相關領域之內文中他們的意義一致的意義，且除非於此如此特意的界定，將不會以理想化的或過度的正式的語感進行解讀。
在下列說明中，一些組件將展示在載有相同 參考標號之多個圖中，但可能不會詳細的多次說明。組件之詳細的說明接著可應用到所有其出現的該組件。
圖1繪示用於無線通訊系統之接收器100的 設備10之實施例。接收器100以虛線繪示為其是可選擇的。設備10之實施例包含用於接收的機構12，用於接收無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織。無線電訊框細分為子訊框。如圖1所示，接收器設備10更包含用於萃取的機構14，用於使用已接收的無線電信號之單一子訊框從已接收的無線電信號萃取第一酬載資料封包，且用於使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框來萃取第二酬載資料封包。如在圖中所指示的，用於接收的機構12能與用於萃取的機構14耦接。
在下列實施例中，用於萃取的機構14可操作以在二或更多無線電訊框之已接收的無線電信號上施行解 展操作(de-spreading operation)以獲取在第二酬載資料封包上的資訊。在一些實施例中，解展或解展操作亦能在具有類型-1/2流量之時間-頻率疊加的類型3流量的情形中發生。在一些實施例中，用於萃取的機構14可操作以將下潛的信號當作雜訊，例如類型-1/2流量，其由於展開增益的緣故而被致能。也就是說，用於萃取的機構14可操作以使用已接收的無線電信號之單一子訊框從已接收的無線電信號中萃取第一酬載資料封包，同時將接收信號成分(其包成在第二酬載資料封包上的資訊)視為雜訊。進步一而言，在一些實施例中，在解展之前，用於萃取的機構14能操作以抵消在總合接收信號中所成功的接收之類型-1/2封包的影響。換句話說，一旦第一酬載資料封包已萃取干擾時，消除(cancellation)可基於已萃取的第一酬載資料封包應用到接收信號。在一些實施例中，這可增進在第二資料封包上的萃取效能。例如，這可藉重編碼(re-encoding)第一酬載資料封包及塑造評估的無線電頻道之影響而完成，亦已知為干擾消除，例如「SIC」(連續干擾消除(successive interference cancellation))。
可選擇地，接收器設備10能進一步包含用於 傳送的機構16及/或用於提供的機構18，其亦能耦接其它機構。在其它實施例中，接收器10包含用於傳送的機構16，用於傳送在無線電資源之第一子集上的資訊，以用於第一封包之到傳送器200之排程的傳送。用於萃取的機構14能操作以從在單一子訊框中已接收的無線電信號萃取 來自無線電資源之第一子集的資訊。替代地或額外地，用於萃取的機構14能操作以從在單一子訊框中已接收的無線電信號萃取在無線電資源之第二集上的資訊，其已預定用於競爭為基的非排程的傳送。
用於傳送的機構16能進一步操作以提供在無 線電資源之第一子集上的資訊及在無線電資源之第二子集上的資訊予傳送器200。圖2闡述用於行動通訊系統之傳送器200的傳送器設備20之實施例。設備20包含用於獲取的機構22，用於獲取在用於排程的及/或非排程的傳送之無線電資源的子集上的資訊。再者，設備20包含用於傳送的機構24，用於傳送無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框被細分成子訊框。用於傳送的機構24可操作以使用無線電信號之單一子訊框傳送第一酬載資料封包且用於使用二或更多子訊框傳送第二酬載資料封包。如圖2所繪示，用於獲取的機構22耦接用於傳送的機構24。與上述相符，無線電信號包含在使用子訊框之無線電資源之子集的酬載資料封包上的資訊。再者，用於傳送的機構24可操作以在傳送之前將展開操作應用到第二酬載資料封包。
圖3繪示在實施例中之時間-頻率安排。圖3 繪示指向右邊的時間軸及指向頂端的頻率軸。再者，圖3闡述三種類型的流量，即類型1(Type I)、類型2(Type II)及類型3(Type III)。類型1流量可對應較高數量的流量或資料封包，其為延遲關鍵。類型2流量可 對應較小封包，其至少對某範圍來說是延遲關鍵。類型3對應流量，其非為延遲關鍵且其在多個無線電訊框之上展開。在圖3中繪示的網格對應子訊框，例如10個子訊框可編造出一個無線電訊框，其由在圖3中之訊框300所例示。圖3描繪實施例的原理。在此實施例中，類型1流量使用傳統的OFDMA存取。類型2流量及類型3流量基於隨機存取傳送在相同帶上疊加他們的信號。換句話說，在此實施例中，在接收器設備10中之用於接收的機構12係操作以在系統頻寬之不同的部分接收第一資料封包與第二資料封包。再者，用於接收的機構12能操作以在相同頻寬內接收類型2流量資料封包及類型3流量資料封包。
相對應地，在傳送器設備20側上用於傳送的 機構24能操作以在系統頻寬之不同的部分傳送第一資料封包(其對應類型1流量資料封包)及第二資料封包(其對應類型2或類型3資料流量封包)。另一方面，在傳送器設備20中用於傳送的機構24能操作以在系統頻寬之相同處傳送類型2流量資料封包與類型3流量資料封包。再者，在本實施例中，用於傳送的機構24係操作以在傳送酬載資料封包之前實現隨機存取程序。亦如圖3所指示的，類型3流量資料封包在時間上展開且在非常低功率級處操作，這樣一來，其不會妨礙類型2資料封包且由於時間展開信號的緣故，仍能被復原。
為了更詳細說明實施例，隨後提供一些範例數字。
1.例如，隨著時間展開及2MHz的感測器傳 送頻寬，正交相移鍵控(QPSK；Quaternary Phase Shift Keying)符號(symbol)重複了16384次，以為了獲得大於40dB的展開增益。此能提供每秒122個符號之符號率。具有QPSK及1/3之碼率，能獲得81.4bits/s之資訊位元率。因此，在這類實施例中，典型的50字元感測器封包能在約5秒內傳送。
2.在實施例之展開頻譜範例中，以 SF=214=16384之展開因子展開提供了展開增益3*14=42dB。在實施例中，使用LTE-進階(LTE-A)取樣率，20MHz傳送頻寬用以傳送15.36Megasamples/s。這造成0.9375symbols/ms的符號率。協同QPSK及例如1/3的編碼率，可傳送例如0.625bits/ms或在2秒內的1250位元，其適於典型的感測器流量。在此實施例中，為了類型1或類型2之多載波信號，此導致其範圍低於約-40dB的可容忍背景雜訊。
在進一步實施例中，能考量其中類型2流量 與類型3流量為隨機存取為基的(random access based)且非同步的(non-synchronous)的情形。類型2流量資料封包接著會以前文(preamble)及相應的應用或智慧型電話(亦即，傳送器)識別來傳送。在實施例中，粗略的開回路同步能使用DL參考信號而實現。
類型3流量資料封包能在隨其資料應用展開碼之長資料封包中傳送。在一些實施例中，碼之分配能例 如以容易的方式實現。舉例來說，在上述例如具有二進位假隨機(pseudo-random)展開序列之SF=16348的範例中，可利用的碼空間已然龐大，位在216384之級數。因此，各裝置或傳送器可具有其本身的碼，例如可利用從網際網路協定(IP；Internet Protocol)版本6位址或是媒體存取控制(MAC；Medium Access Control)位址到展開序列指數的映射。在實施例中，展開碼在每傳送器上可為獨一的。在一些實施例中，當裝置首先進入網路，例如經由專屬於初始/隨機存取的展開碼之保留的子集時，可施行初始存取程序。這類傳送器200可通知網路關於其碼序列指數(code sequence index)。
在進一步實施例中，在接收器設備10側上之 用於接收的機構12能操作以在接收酬載資料封包之前從預定的無線電資源之子集判定傳送指示。與此實施例相符的是，在傳送器設備20之實施例中，用於傳送的機構24能操作以在傳送酬載資料封包之前使用預定的無線電資源之子集據以傳送指示。在實施例中，這類傳送指示可對應忙碌調。忙碌調信號可用以對接收器100指示藉傳送器200之傳送大概要實現了。即，例如，當類型3裝置計畫要傳送資料封包時，其可在鄰近頻率中發送由其展開序列所調變的恆定調(constant tone)。此鄰近調能用於在基地站側的活動偵測，亦即在接收器處，使得接收器可知析信息的存在且其可開始對於對應的信息搜尋。進一步而言，其它機器或裝置可運用載波感測多軸(carrier sensing multiple axis)手段，亦即在他們為了避免碰撞而傳送之前他們可聆聽此頻率。再來，在實施例中，感測器傳送器200可基於DL參考信號及同步頻道提供粗略的同步。換句話說，他們可將他們自己對準用於類型3流量封包之長槽結構。當降低信號之搜尋空間時，這類粗略的同步可降低在接收器100處(例如在基地站收發器側)的複雜度。
如在上述已提及的，在實施例中，接收器設 備10可更包含用於提供的機構18，用於提供用於傳送的機構16之傳送功率上的資訊(請比較圖1)，使得接收器200能判定信號之傳播延遲。換句話說，在傳送器設備20側，用於獲取的機構22能進一步操作以接收在用於傳送來自收發器100的無線電信號的傳送功率上的資訊。用於獲取的機構22能進一步操作以基於在傳送功率上的資訊以及基於在來自收發器100之無線電信號的接收功率上的資訊判定在傳播延遲上的資訊。用於傳送的機構24接著能操作以基於在傳播延遲上的資訊建立子訊框內的傳送之時序。一般同步可以其來達成。換句話說，當設定在傳送設備20處的時序超前時，可考慮傳播延遲。
在實施例中，可實現這類基於廣播傳送功率 級的路線時序超前(course timing advance)及功率調整。類型2流量亦以及類型3流量裝置或傳送器接著可基於計算由所指的傳送功率級與來自接收器100(例如，基地站收發器)的DL信號之評估的接收功率級之差所獲取 的路徑丟失來粗略的評估他們的時序偏移。例如以自由空間(free-space)路徑丟失公式使用此可提供到基地站收發器之最小可能性距離，因而提供能遭遇的最小傳播延遲。因此，在傳送資料之前，這類裝置可聆聽DL同步、參考及/或廣播頻道，其可自我同步，且其可評估最小可能的或甚至平均傳播延遲並且藉由較早傳送以達成在接收器100處的接收信號之路線時間對準(time-alignment)而將其納入考量。
在進一步實施例中，類型3流量可使用整體 頻寬之一小部分，例如2MHz作為上述實施例的範例，連同在類型2流量之帶上的頻率跳躍(frequency hopping)。 可選擇的，可使用在兩帶上之頻率跳躍，亦即類型1流量帶及類型2流量帶。在進一步實施例中，類型3流量資料傳送之發佈可在為了類型2流量資料通訊保留之資源上實現。這可降低在接收器處(例如，在基地站處)的搜尋複雜度。在這類方式中，感測器傳送器200可能夠在類型3及/或類型2流量架構內傳送。
在進一步實施例中，可排程類型2與類型3 流量而替代在競爭為基的方法中傳送。在這類實施例中，這些流量類型可維持上述特性，亦即他們可被疊加，具有短包(package)的類型2流量資料封包與類型3流量資料封包在時間上展開。不過，在這類實施例中，信號能由基地站(亦即由接收器100)排程。在此情形中，用於類型3流量資料封包之DL控制頻道可對於傳送排程准許而 界定。這些能由相同帶內的信號所實行，其亦可在時間上展開且具有預定的遞迴時間槽或子訊框。這類實施例可利用同步的信號。
在進一步實施例中，類型2及類型3流量資料封包可使用不同的頻率，亦即他們可在頻率域上為鄰。在這類實施例中，類型2與類型3流量資料封包可在時間上重疊，但使用不同的頻率。若允許非同步性，能使用濾波帶(filterbank)技術、旁瓣消除(sidelobe cancellation)及/或進階接收器技術來對抗干擾。
又在另一實施例中，例如使用展開頻譜傳送，類型3流量資料封包在類型1與類型2之結合頻寬上重疊。
圖4闡述用於無線通訊系統之接收器100的方法之實施例的方塊圖。方法包含接收步驟32，接收無線電信號，無線電信號在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框被細分為子訊框。方法更包含萃取步驟34，使用已接收的無線電信號之單一子訊框從已接收的無線電信號萃取第一酬載資料封包。方法更包含萃取步驟36，使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框萃取第二酬載資料封包。
圖5闡述用於無線通訊系統之傳送器200的方法之實施例的方塊圖。方法包含獲取的步驟42，獲取在用於排程的及/或非排程的傳送之子集無線電資源上的資訊，與傳送的步驟44，傳送無線電信號，其在重複無 線電訊框中被組織，無線電訊框被細分為子訊框。方法更包含為傳送的步驟46，使用無線電信號之單一子訊框傳送第一酬載資料封包，及傳送的步驟48，使用二或更多子訊框傳送第二酬載資料封包。
當電腦程式在電腦或處理器上執行時，實施 例進一步提供具有用於施行上述說明之方法之一者的程式碼的電腦程式。
本發明之實施例允許將蜂巢式通訊網路與感 測器通訊統合。藉避免以在應用分開的帶之系統中或甚至更糟的在分離的系統之情形中會發生未使用的一小部分來使用實施例可節省稀少的無線電資源。取決於節點的數目，實施例可能夠分別半靜態的(semi-statically)將頻譜分佈予分別的流量類型。實施例可以普及的、彈性可組態的、改善的或甚至最佳的方式提供在具有雜散的小封包流量與電池效率感測器流量之相同的頻寬內結合的高頻譜效率的流量。再者，實施例可致能訊框結構提供之幫助的下一代系統。實施例可能夠對於新裝置種類及流量類型提出充分額外的支援，即使當導入新的空中介面(air interface)時。
本領域具有通常知識者會輕易的認知到各種 上述方法之步驟能由編程的電腦施行。在此，一些實施例亦打算涵蓋程式儲存裝置，例如數位資料儲存媒體，其為機器或電腦可讀的且編碼機器可讀或電腦可讀指令之程式，其中該些指令施行該些上述方法之步驟中的一些或所 有。程式存儲裝置可例如為數位記憶體、磁性儲存媒體(像是磁碟或磁帶)、硬碟或可選擇的可讀數位資料儲存媒體。實施例亦打算涵蓋編程以施行該些上述方法或(場)可編程的邏輯陣列((F)PLA)或(場)可編程閘陣列((F)PGA)、編程以施行上述方法之該些步驟的電腦。
說明及圖式只闡述本發明之原理。因此將理 解，本領域具有通常知識者將能裝設各種安排(雖然於此未明白的說明或繪示)而體現本發明的原理。進一步而言，所有在此記載的範例原理上明確的打算僅為了教學的目的以協助在理解本發明之原理及由發明人貢獻的概念上的呈現以助長本領域，且要解釋為未受限於這類特定記載的範例及條件。再者，所有在此的陳述記載本發明之原理、態樣及實施例以及其特定範例，打算包含其等效。
標示為「用於…的機構」(施行某種功能) 之功能方塊應理解為分別包含適合用於施行或用以施行某功能的電路。因此，「用於s.th.的機構」亦可理解為「適合或適當於s.th.的機構」。適合用於施行某功能的機構因此並未暗示這類機構必然施行該功能(於給定的時間點)。
在圖中繪示之各種元件的功能，包括標籤為 「機構」、「用於傳送的機構」、「用於接收的機構」、「用於萃取的機構」、「用於獲取的機構」、「用於提供的機構」等，可透過專用硬體之使用來提供，像是「傳送器」、「接收器」、「萃取器」、「獲取器」、「提供 器」等，以及能夠執行與合適的軟體關聯的軟體。再者，任何於此說明為「機構」的實體可對應或實行為「一或更多模組」、「一或更多裝置」、「一或更多單元」等。當由處理器提供時，藉單一專用處理器、藉單一共用處理器或藉複數之個別處理器(可共用其中一些)可提供此功能。再者，明白使用術語「處理器」或「控制器」不應解釋成專門的參照至能夠執行軟體的硬體，且可明白的包括(但不限於)數位信號處理器(DSP；digital signal processor)硬體、網路處理器、特定應用積體電路(ASIC；application specific integrated circuit)、場可編程閘陣列(FPGA；field programmable gate array)、用於儲存軟體的唯讀記憶體(ROM；read only memory)、隨機存取記憶體(RAM；random access memory)及非揮發性儲存器。亦可包括其它硬體，傳統的及/或客制的。相似的，任何在圖中所繪示的開關僅為概念性的。當從內文更具體的理解時，他們的功能可透過程式邏輯之操作、透過專用邏輯、透過程式控制及專用邏輯的互動或甚至手動的來實現由實行者可選擇的特定技術。
應由本領域具有通常知識者理解，在此之任 何方塊圖代表體現本發明之原理之闡述的電路之概念性視圖。相似的，將理解，任何流程圖表、流程圖、狀態轉變圖、假碼及類似的表示各種過程，其可實質的代表電腦可讀媒體且因此由電腦或處理器執行，無論是否這類電腦或處理器明白的繪示。
100‧‧‧接收器
10‧‧‧設備
12‧‧‧用於接收的機構
14‧‧‧用於萃取的機構
16‧‧‧用於傳送的機構
18‧‧‧用於提供的機構

Claims (14)

  1. 一種用於無線通訊系統之接收器(100)的設備(10)，該設備(10)包含接收器模組(12)，可操作以接收無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框被細分成子訊框；以及萃取模組(14)，可操作以使用該已接收的無線電信號之單一子訊框從該已接收的無線電信號萃取第一酬載資料封包且用於使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框萃取第二酬載資料封包，其中該萃取模組(14)可操作以在該二或更多無線電訊框之該已接收的無線電信號上施行解展開操作，以獲取在第二酬載資料封包上的資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備(10)，其中該萃取模組(14)可操作以使用該已接收的無線電信號之該單一子訊框從該已接收的無線電信號萃取該第一酬載資料封包，同時將包含在該第二酬載資料封包上之資訊的接收信號成分當作雜訊。
  3. 如申請專利範圍第1項之設備(10)，更包含發送器模組(16)，可操作以傳送在用於排程的傳送的無線電資源之第一子集上的資訊到該第一酬載資料封包之傳送器(200)，且其中該萃取器模組(14)可操作以從來自在該單一子訊框中該已接收的無線電信號的無線電資源之該第一子集萃取資訊，或其中該萃取模組(14)可操作以從來自在該單一子訊 框中該已接收的無線電信號的無線電資源之第二子集萃取資訊，其已預定用於競爭為基的非排程的傳送。
  4. 如申請專利範圍第3項之設備(10)，其中該傳送器模組(16)可操作以將在無線電資源的該第一子集上的資訊及在無線電資源的該第二子集上的資訊提供予傳送器(200)。
  5. 如申請專利範圍第1項之設備(10)，其中該接收器模組(12)可操作以在系統頻寬的不同部分中接收該第一酬載資料封包及該第二酬載資料封包。
  6. 如申請專利範圍第1項之設備(10)，更包含提供器模組(18)，可操作以提供在該傳送器模組(16)之傳送功率上的資訊。
  7. 如申請專利範圍第1項之設備(10)，其中該接收器模組(12)可操作以在接收酬載資料封包之前從無線電資源之預定的子集判定傳送指示。
  8. 一種用於無線通訊系統之傳送器(200)的設備(20)，該設備(20)包含，獲取模組(22)，可操作以獲取在用於排程的及/或非排程的傳送之無線電資源之子集上的資訊；及傳送器模組(24)，可操作以傳送無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框細分為子訊框，其中該傳送器模組(24)可操作以使用該無線電信號之單一子訊框傳送第一酬載資料封包且其中該傳送器模組(24)可操作以使用二或更多子訊框傳送第二酬載資料封 包，其中該傳送器模組(24)可操作以在傳送之前將展開操作應用到第二酬載資料封包。
  9. 如申請專利範圍第8項之設備(20)，其中該獲取模組(22)進一步可操作以接收使用於從收發器(100)傳送無線電信號之傳送功率上的資訊且基於在該傳送功率上的資訊與在來自該收發器(100)之無線電信號之接收功率上的資訊來判定在傳播延遲上的資訊，且其中該傳送器模組(24)可操作以基於在該傳播延遲上的資訊建立在子訊框內傳送的時序。
  10. 如申請專利範圍第8項之設備(20)，其中該無線電信號包含在使用子訊框之無線電資源之該子集的酬載資料封包上的資訊。
  11. 如申請專利範圍第8項之設備(20)，其中該傳送器模組(24)可操作在傳送酬載資料封包之前實現隨機存取程序。
  12. 一種用於無線通訊系統之接收器(100)的方法，該方法包含接收(32)無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框細分為子訊框；使用該已接收的無線電信號之單一子訊框從該已接收的無線電信號萃取(34)第一酬載資料封包；及使用二或更多無線電訊框之二或更多子訊框萃取(36)第二酬載資料封包，其中該萃取(36)包含在該二或更多無線電訊框之該已接收的無線電信號上施行解展操 作以獲取在該第二酬載資料封包上的資訊。
  13. 一種用於無線通訊系統之傳送器(200)的方法，該方法包含獲取(42)在用於排程的及/或非排程的傳送之無線電資源的子集上的資訊；傳送(44)無線電信號，其在重複的無線電訊框中被組織，無線電訊框細分為子訊框；使用該無線電信號之單一子訊框傳送(46)第一酬載資料封包；及使用二或更多子訊框傳送(48)第二酬載資料封包，其中該傳送(48)包含在傳送之前將展開操作應用到該第二酬載資料封包。
  14. 一種具有程式碼的電腦程式，用於當該電腦程式在電腦或處理器上執行時，施行申請專利範圍第12或13項的方法之其中之一。
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