Результат интеллектуальной деятельности: ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ СВЯЗИ С ТЕРМИНАЛАМИ ПЕРВОГО И ВТОРОГО КЛАССА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРВОЙ И/ИЛИ ВТОРОЙ НЕСУЩЕЙ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам, способам и устройству для связи с и от терминалов в мобильных телекоммуникационных сетях.

Уровень техники

Часто привлекается внимание к разработке мобильных телекоммуникационных сетей четвертого поколения, таких, которые основаны на архитектуре Долгосрочного развития (LTE), определенной в 3GPP, из-за увеличенной скорости передачи данных, которая обеспечивается этими современными сетями. Например, с помощью улучшенного радиоинтерфейса и технологий передачи, обеспечиваемых LTE, пользователи получают возможность наслаждаться мобильными приложениями, такими как потоковая передача видеоданных и онлайн игры, которые ранее были бы доступными только через соединение с фиксированной линией.

Однако вместе с широкополосными приложениями в настоящее время разрабатывается другой класс приложений, в которых, скорее, вместо использования преимущества высоких скоростей передачи данных, стремятся использовать преимущества надежного радиоинтерфейса и увеличенной области обслуживания, что стало возможным с помощью мобильной телекоммуникационной технологии четвертого поколения. Примеры включают в себя так называемое приложение связи машинного типа (МТС). Для приложений МТС характерны полуавтономные или автономные устройства с уменьшенной сложностью, которые передают малые количества данных на относительно нечастой основе. Примеры включают в себя так называемые интеллектуальные счетчики, которые, например, могут быть расположены в доме потребителя и которые периодически передают информацию обратно на центральный сервер МТС в отношении потребления потребителем коммунальных услуг, таких как газ, вода, электричество и так далее.

Разворачивание полностью независимой сети типа МТС, используя мобильные телекоммуникационне архитектуры четвертого поколения, вероятно, было бы неэкономичным, по меньшей мере, из-за стоимости лицензии, предоставляющей доступ к соответствующей несущей (то есть выделенного участка частотного спектра, зарезервированного для работы сети, которую регулятор выделяет для сетевых операторов). Более практический подход состоит в разворачивании сети типа МТС с обычной сетью четвертого поколения, которая в остальном используется для поддержки более обычных коммуникационных устройств (например, мобильных телефонов, информационных карт, смартфонов и так далее).

Однако простое разворачивание устройств типа МТС в обычной мобильной телекоммуникационной сети четвертого поколения вряд ли будет очень эффективным. Например, от устройств типа МТС, работающих в сети, ожидается, что они будут генерировать большой объем запросов случайного доступа в соотношении к общему количеству передаваемых данных. Передача ассоциированных данных сигналов могла бы использовать достаточное количество радиоресурса по восходящему и нисходящему каналам передачи данных и также потребляла бы ценный объем сетевой обработки. Если бы было развернуто существенное количество устройств МТС, то это могло бы уменьшить доступные сетевые ресурсы для других пользователей сети, и, таким образом, привело к уменьшению доступного качества обслуживания. Кроме того, предоставление данных для множества приложений МТС не является критичным по времени (то есть задержки при передаче данных МТС могут быть приемлемыми). С другой стороны, множество других приложений используют передачу данных, критичную по времени, такую как голосовые вызовы или потоковая передача видеоданных. Таким образом, сетевой ресурс вполне мог бы использоваться для передачи некритичных по времени данных от устройств МТС за счет передачи критичных по времени данных другими пользователями.

В соответствии с этим желательно предоставить технологию, которая позволила бы интегрировать сеть типа МТС с обычной мобильной телекоммуникационной сетью четвертого поколения без получения существенного отрицательного влияния на качество услуги, доступной для не - МТС устройств в сети.

Раскрытие изобретения

В соответствии с первым аспектом изобретения предусмотрена телекоммуникационная система для передачи данных на и от одного или более терминалов и сеть. Система содержит один или более передатчиков, которые во время работы передают первую несущую в первой полосе частот и передают вторую несущую во второй полосе частот. В первый период времени один или более передатчиков во время работы передают данные, принимаемые терминалом первого класса по первой несущей, и передают данные, принимаемые терминалом второго класса по второй несущей. Во время второго периода времени за пределами первого периода времени один или более передатчиков во время работы передают данные на терминал второго класса по первой и второй несущим в комбинации. Формат передачи для данных по первой несущей в первый период времени несовместим с форматом передачи для данных по второй несущей во время первого периода времени, и один или более передатчиков во время работы передают данные управления по первой несущей в первый период времени, которые могут быть приняты терминалом второго класса для обеспечения поддержания синхронизации терминалом второго класса с первой несущей в течение первого периода времени.

В мобильных телекоммуникационных сетях четвертого поколения таких, которые основаны на архитектуре Долгосрочного развития (LTE), определенной в 3GPP, предусмотрены современные особенности, которые улучшают радиоинтерфейс между базовыми станциями и мобильными терминалами (то есть оконечными устройствами), работающими в сети. Например, в LTE такая особенность представляет собой объединение несущих. Когда обеспечивается возможность функции объединения несущих в сети LTE, во время нормальной работы данные передают на и от мобильного терминала, используя обычную первичную несущую. Однако, если возникает необходимость увеличить доступную полосу пропускания для мобильного терминала, например, для передачи необычно большого количества данных на мобильный терминал в течение короткого периода времени, может быть выделена дополнительная несущая для передачи данных на этот мобильный терминал. Эта дополнительная несущая "объединяется" с первичной несущей, временно увеличивая доступную полосу пропускания для передачи данных на или от мобильного терминала.

В соответствии с настоящим изобретением, определили, что такая известная технология объединения несущих может использоваться для предпочтительного интегрирования сети типа МТС в обычную сеть типа LTE.

В соответствии с настоящим изобретением, дополнительная несущая, которая используется для воплощения объединения несущих в сети LTE, может быть мультиплексирована по времени, между использованием для передачи данных LTE, используя объединение несущих (то есть, будучи объединенной с основной несущей, когда возникает необходимость в сети LTE), и для передачи данных типа МТС в сети типа МТС. Таким образом, в течение первого периода времени, в который данные типа МТС передают по дополнительной несущей, формат передачи данных пользователя, передаваемых по дополнительной несущей, может отличаться от (то есть может быть несовместимым с) данных пользователя, передаваемых по первичной несущей. В качестве альтернативы или в дополнение, формат передачи для передачи сигналов выделения (PDCCH (физический канал управления нисходящего канала передачи) в случае LTE), используемый для данных типа МТС, может отличаться от формата передачи сигналов выделения, используемых для данных LTE. Однако в течение периодов за пределами первого периода времени (то есть когда для данных LTE используется и первичная несущая, и дополнительная несущая), формат передачи данных пользователя или сигналов выделения будет таким же (то есть, совместимым) для обеих несущих.

Эта технология обеспечивает возможность передачи данных мобильными терминалами типа МТС, используя ресурс несущей из обычной сети LTE (то есть дополнительной несущей, которая обычно используется для объединения несущих), уменьшая, таким образом, вероятность снижения качества услуги для мобильных терминалов МТС, доступной для мобильных терминалов LTE, в результате потребления непропорционального количества сетевого ресурса. Это связано с тем, что дополнительная несущая используется для передачи данных типа МТС, таким образом, обеспечивая то, что первичная несущая будет всегда доступна для передачи данных LTE.

Кроме того, дополнительную несущую, когда ее используют для передачи данных типа МТС (то есть в первый период времени), передают с данными управления, которые обеспечивают то, что мобильные терминалы LTE (то есть устройства второго класса) будут иметь возможность оставаться синхронизированными с дополнительной несущей (первой несущей). Таким образом, для обычных мобильных терминалов LTE остается "прозрачным", что дополнительная несущая используется для передачи данных типа МТС, а не для объединения несущих, поскольку мобильные терминалы LTE выполнены с возможностью продолжения постоянного отслеживания дополнительной несущей. Предпочтительно, единственное влияние обычных мобильных терминалов LTE в течение периодов, в которые дополнительная несущая используется для передачи данных типа МТС, состоит во временной неспособности планирования для них ресурсов по дополнительной (объединенной) несущей. Поскольку использование объединения несущих обычно определяют с помощью планировщика в eNode В, на основе измерений, обеспечиваемых терминалом пользователя, правил планировщика и так далее, это не влияет на работу мобильных терминалов LTE.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предусмотрен способ передачи данных на и от одного или более мобильных терминалов по первой несущей, передаваемой в первой полосе пропускания и второй несущей, передаваемой во второй полосе пропускания. Способ содержит этапы, на которых во время первого периода времени передают данные, принимаемые первым классом терминалов по первой несущей, и передают данные, принимаемые вторым классом терминалов по второй несущей, и во время второго периода времени, за пределами первого периода времени, передают данные на терминалы второго класса по первой и второй несущим в комбинации. Формат передачи для данных по первой несущей в первый период времени является несовместимым с форматом передачи для данных по второй несущей в течение первого периода времени. Данные управления передают по первой несущей в первый период времени, которые могут быть приняты терминалом второго класса, для обеспечения поддержания синхронизации терминалом второго класса с первой несущей в течение первого периода времени.

В соответствии с третьим аспектом изобретения, предусмотрена базовая станция для передачи данных на и от одного или более терминалов и сети в телекоммуникационной системе, в которой первую несущую передают по первой полосе частот, и вторую несущую передают по второй полосе частот. Базовая станция содержит передатчик, выполненный с возможностью передачи по меньшей мере первой несущей по первой полосе частот. В течение первого периода времени передатчик, во время работы, передает данные, принимаемые терминалами первого класса по первой несущей. Формат передачи для данных по первой несущей в первый период времени является несовместимым с форматом передачи для данных по второй несущей в течение первого периода времени, и передатчик во время работы передает данные управления по первой несущей в первый период времени, которые могут быть приняты терминалами второго класса, для обеспечения возможности поддержания синхронизации терминалами второго класса с первой несущей во время первого периода времени.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения, предусмотрено оконечное устройство для использования в телекоммуникационной системе, в которой первую несущую передают по первой полосе частот, а вторую несущую передают по второй полосе частот. Во время первого периода времени оконечное устройство, во время работы, принимает данные по первой несущей. Формат передачи для данных по первой несущей в первый период времени несовместим с форматом передачи для данных по второй несущей в течение первого периода времени. Оконечное устройство принадлежит первому классу оконечных устройств, и данные управления по первой несущей в первый период времени могут быть приняты оконечным устройством второго класса, которое отличается от оконечного устройства первого класса, для обеспечения поддержания синхронизации для оконечных устройств второго класса с первой несущей в течение первого периода времени.

Различные дополнительные аспекты и варианты осуществления изобретения определены в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже только в качестве примере, со ссылкой на приложенные чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены соответствующими номерами ссылочных позиций и на которых:

на фиг.1 показана схема, иллюстрирующая пример обычной мобильной телекоммуникационной сети в соответствии с Долгосрочным развитием (LTE);

на фиг.2 показана схема, иллюстрирующая выделение частот при использовании технологии объединения несущих;

на фиг.3 показана схема, иллюстрирующая специализированную сеть обмена сообщениями;

на фиг.4 показана схема, иллюстрирующая систему, скомпонованную в соответствии с примером настоящего изобретения;

на фиг.5 показана схема, иллюстрирующая использование двух несущих относительно времени в соответствии с примером настоящего изобретения;

на фиг.6а показана схема, иллюстрирующая распределение опорных символов и сигнала синхронизации в обычном подфрейме нисходящего канала передачи в LTE;

на фиг.6b показана схема, иллюстрирующая сигнал, переданный на несущей в течение периода, в который передают данные из специализированной сети обмена сообщениями в соответствии с примером настоящего изобретения, и

на фиг.7 представлена схема терминала, скомпонованная в соответствии с примером настоящего изобретения.

Обычная сеть LTE

На фиг.1 показана схема обычной мобильной телекоммуникационной сети, скомпонованной в соответствии со стандартами архитектуры Долгосрочного развития (LTE) 3GPP. Сеть LTE включает в себя элемент 101 базовой сети, соединенный с базовой станцией 102, называемой в данной области техники улучшенным Узлом В (eNode В). eNode В 102 выполнен с возможностью передачи данных на и принимать данные от одного или более терминалов 103 через радиоинтерфейс. Терминалы 103, в общем, называются "мобильными терминалами" и включают в себя устройства, такие как мобильные телефоны, смартфоны, информационные карты и так далее. Однако следует понимать, что термины "терминал" и "мобильный терминал" также включают в себя оконечные устройства, которые во время их работы физически не являются мобильными (то есть, они могут перемещаться между отдельными местоположениями), но обычно остаются неподвижными, такие как интеллектуальные счетчики и другие фиксированные беспроводные устройства.

Базовая сеть 101 LTE включает в себя обслуживающий шлюз (C-gW) 104, который выполнен с возможностью направления данных на и от eNode В 102. Обслуживающий шлюз 104 соединен с сетевым шлюзом (P-GW) 105 пакетных данных, который направляет данные на и от базовой сети LTE из внешней сети 109. Базовая сеть 101 LTE также включает в себя объект 106 администрирования мобильностью (ММЕ), соединенный с обслуживающим шлюзом 104, который отвечает за аутентификацию мобильных терминалов 103, пытающихся получить доступ к сети LTE, находя информацию профиля абонента, сохраненную в домашнем сервере (HSS) 107 абонента. Обычно ММЕ 106 также соединен с eNode В 102. Как известно в данной области техники, обычная мобильная телекоммуникационная сеть LTE, такая как показанная на фиг.1, содержит дополнительные сетевые элементы, однако для ясности описания они были исключены.

Для оператора мобильной сети, такой, как показана на фиг.1, обычно выделяют участок радиоспектра, на котором для базовых станций и мобильных терминалов, принадлежащих этой сети, разрешено передавать данные. Например, для мобильной телекоммуникационной системы LTE, показанной на фиг.1, может быть выделен специальный участок спектра частот, в котором данные передают от eNode В 102 на мобильные терминалы 103. Это представлено на фиг.1, которая включает в себя схему, иллюстрирующую несущую (несущую 1) 108, которая продолжается через первую полосу (BW1) пропускания. В этом примере все данные, передаваемые от eNode В 102 на мобильные терминалы 103, (то есть данные нисходящего канала передачи данных), передают по несущей 108. Как будет понятно, в зависимости от используемой технологии модуляции, данные восходящего канала передачи, то есть данные, передаваемые от мобильных терминалов 103 в eNode В 102, будут переданы по отдельной несущей (в случае дуплексной схемы с частотным разделением) или на той же несущей (в случае дуплексной схемы с временным разделением).

Объединение несущих

Как пояснялось со ссылкой на фиг.1, в обычных мобильных телекоммуникационных сетях LTE данные передают между eNode В 102 и мобильными терминалами 103 по несущей 108, которая продолжается через первую полосу BW1 пропускания. Вместе с качеством радиоканала используемой схемой модуляции, наличием взаимных помех и так далее, один из факторов, который ограничивает количество данных, которые могут быть переданы через радиоинтерфейс между eNode В 102 и мобильными терминалами 103, представляет собой полоса пропускания BW1 несущей 108. Чем больше полоса пропускания, тем больше данных может быть передано. Например, в случае LTE, это связано с тем, что большая полоса пропускания означает, что может использоваться большее количество ортогональных поднесущих.

В некоторых обычных мобильных телекоммуникационных сетях LTE, таких как размещены в соответствии со стандартами Release 10 3GPP, мобильные терминалы и eNode В могут быть выполнены с возможностью динамичного изменения полосы пропускания несущей, по которой передают данные по порядку, например, для обеспечения временного увеличения количества передаваемых данных. Это достигается путем разделения общей полосы пропускания, выделенной для мобильного коммуникационного оператора, на множество так называемых "составляющих несущих". Эта концепция иллюстрируется на фиг.2.

На фиг.2 представлена схема выделения частотного спектра для конкретных мобильных коммуникационных сетей. Для технологии объединения несущих определена первая составляющая несущая (СС1) 201, которая размещена в первой полосе пропускания BW1. Кроме того, определена вторая составляющая несущая (СС2) 202, которая размещена во второй полосе BW2 пропускания.

В соответствии с технологией объединения несущих, мобильный терминал во время нормальной работы может принимать данные по или передавать данные на eNode В по первой составляющей несущей 201. Однако, если возникнет внезапная потребность для мобильного терминала передать или принять большое количество данных, например, при загрузке или передаче большого файла или во время инициирования сеанса потоковой передачи видеоданных, сеть может разрешить eNode В и/или мобильному терминалу передавать данные по радиоинтерфейсу, используя как первую составляющую несущую 201, так и вторую составляющую несущую 202. eNode В в качестве альтернативы может одновременно управлять обеими несущими и принимать автономные решения (независимые от остальной сети), какие несущие или какие группы объединенных несущих следует назначить конкретным терминалам.

Как можно видеть на фиг.2, предусмотрена объединенная полоса пропускания BW3, которая представляет собой сумму полосы пропускания первой составляющей несущей BW1 и полосы пропускания второй составляющей несущей BW2.

Технология объединения несущих, описанная со ссылкой на фиг.2, в которой вторичную несущую, расположенную рядом с первичной несущей, делают доступной для устройства для временного получения увеличенной полосы пропускания, представляет собой одну из простых форм объединения несущих. Однако, как известно в области техники, существуют более сложные вариации этой технологии. Например, в некоторых вариантах осуществления доступно множество вторичных несущих с разными полосами пропускания. Кроме того, вторичные несущие не обязательно должны располагаться рядом с первичной несущей в частотном спектре, как показано на фиг.2, и вместо этого могут быть разнесены от основной несущей. Однако для простоты в настоящем изобретении объединение несущих будет описано в простой форме, показанной на фиг.2. Однако следует понимать, что настоящее изобретение в равной степени вполне может быть воплощено с использованием более сложных версий объединения несущих.

Выделенная сеть передачи сообщений

Была рассмотрена так называемая выделенная сеть передачи сообщений (DMN), которая представляет собой сеть для передачи данных типа МТС на и от множества мобильных терминалов обычно пониженной сложности. Выделенная сеть передачи сообщений может быть воплощена с использованием любой соответствующей сетевой архитектуры и радиоинтерфейса, но в некоторых вариантах осуществления предпочтительно она может быть воплощена с использованием сетевой архитектуры и радиоинтерфейса, выведенных из архитектуры LTE. Однако формат передачи, используемый для сетей специализированных передачи сообщений, обычно отличается от обычных мобильных сетей, таких как сети LTE, одним или больше следующими подходами:

- Радиоинтерфейс может быть другим. В LTE используется радиоинтерфейс OFDMA по нисходящему каналу передачи и радиоинтерфейс SC-FDMA по восходящему каналу передачи. В обоих этих радиоинтерфейсах используется множество поднесущих, передаваемых в заданной полосе пропускания. Данные в нисходящем канале передают в форме последовательности последовательных кадров, которые содержат заданное количество подфреймов (обычно десять). Каждый подфрейм содержит множество символов (обычно четырнадцать), которые включают в себя заданное количество опорных/пилотных символов. Радиоинтерфейсы восходящего канала передачи и нисходящего канала передачи выделенной сети сообщений могут отличаться от этого. Например, может использоваться схема OFDM, но содержащая уменьшенное количество поднесущих и упрощенную структуру радио - фрейма с другими опорными/пилотными символами и/или другой плотностью опорных/пилотных символов, чем используются в стандартной сети LTE.

- Передача сигналов управления может быть другой. В обычных сетях LTE передачу данных управления оптимизируют для выделения больших участков радиоресурса восходящего и нисходящего каналов передачи для относительного малого количества мобильных терминалов. Однако передача сигналов управления DMN может быть оптимизирована для выделения меньших участков ресурса восходящего и нисходящего каналов передачи для большего количества мобильных терминалов. В некоторых примерах это может потребовать увеличения длительности времени, которое предоставляется для выделения восходящего и нисходящего каналов передачи (например, эквивалентно LTE PDCCH). В других примерах:

- Может использоваться меньшее количество PDCCH (где PDCCH кодируют, используя меньшее количество битов, чем для стандартного LTE);

- PDCCH могут присутствовать в других местах (других символах), чем в стандартном LTE PDCCH;

- размер PDCCH CRC (проверка циклической избыточности) может быть меньшей, чем у стандартного LTE;

- полоса пропускания DMN PDCCH может не охватывать всю полосу пропускания несущей.

- Пространство поиска PDCCH в DMN может отличаться от пространства поиска для стандартного LTE.

- Кодирование PDCCH может отличаться от стандартного LTE.

- Обработка транспортного канала, применяемая в DMN, может отличаться от стандартного LTE.

В LTE максимальная полоса пропускания несущей восходящего и нисходящего каналов передачи составляет 20 МГц. Для получения возможности использования приемопередатчиков с уменьшенной сложностью для мобильных терминалов DMN, максимальная полоса пропускания несущих восходящего и нисходящего каналов передачи может быть уменьшена.

- Передовые функции, обеспечиваемые LTE, такие как один или более из MIMO, объединение несущих, HARQ и так далее, не обязательно должны быть подключены в выделенной сети передачи сообщений.

Однако в самом широком смысле по меньшей мере формат передачи данных пользователя (то есть данных, передаваемых на и от мобильных терминалов DMN) или передачи сигналов для выделения (например, PDCCH), отличаются (то есть несовместимы) с форматом передачи, используемым при передаче обычных данных LTE в обычной сети LTE таким образом, что мобильный терминал LTE обычно был бы неспособен декодировать данные пользователя DMN и/или выполнять передачу сигналов выделения, и мобильный терминал DMN был бы неспособен декодировать данные пользователя, переданные на мобильный терминал LTE.

На фиг.3 представлена схема, иллюстрирующая выделенную сеть передачи сообщений. В примере, показанном на фиг.3, выделенная сеть передачи сообщений содержит сетевые компоненты, которые соответствуют компонентам мобильной телекоммуникационной сети LTE, показанной на фиг.1. В частности, выделенная сеть передачи сообщений включает в себя мобильные терминалы (DMT) 303 DMN, выполненные с возможностью передачи данных на и от eNode В (DeNode В) 302 DMN, и обслуживающий шлюз (DS-GW) 304 DMN, выполненный с возможностью направлять данные маршрута на и от DMN eNode В 302. Как пояснялось выше, мобильные терминалы 303 DMN, показанные на фиг.3, охватывают устройства терминала, которые во время их работы физически не являются мобильными (то есть они могут свободно перемещаться между отдельными местами положения), но обычно остаются статичными, такие как интеллектуальные счетчики и другие фиксированные беспроводные устройства. Сеть также включает в себя пакетный шлюз (DP GW) 305 DMN, выполненный с возможностью направлять данные на и от DMN в и из внешней сети 309. DMN также включает в себя объект (DMME) 306 администрирования мобильностью DMN, соединенный с сервером (DHSS) 307 абонента домашней DMN. Функция этих компонентов соответствует соответствующим сетевым компонентам сети LTE, показанной на фиг.1, и для краткости, не будет описана дополнительно. Функция этих компонентов может быть интегрирована в том же физическом объекте, который используется для сети LTE. Данные передают на и принимают от мобильных терминалов 303 DMN через несущую 308 с полосой пропускания BW2. Как правило, полоса пропускания BW2 несущей DMN (несущая 2) меньше, чем полоса пропускания BW1 несущей (несущей 1) 108, используемой для передачи данных на и/или от мобильных терминалов 103, показанной в мобильной телекоммуникационной сети LTE на фиг.1.

Во многих ситуациях было бы непрактично воплощать выделенную сеть передачи сообщений, показанную на фиг.3, как отдельную сеть, не в последнюю очередь, из-за стоимости лицензии, для использования необходимой несущей (то есть несущей 2). Поэтому желательно совместно использовать некоторые из ресурсов несущей, используемых в сети LTE, показанной на фиг.1. Однако в идеале это должно быть выполнено при снижении неэффективности, которая может возникнуть в результате простого разворачивания устройств типа МТС вместе с обычными устройствами в сети LTE, таком как непропорциональное потребление ресурсов передачи сигналов устройствами типа МТС.

Мультиплексное по времени использование составляющих несущих для передачи данных DMN

На фиг.4 показана схема, иллюстрирующая систему, скомпонованную в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Эта система включает в себя сеть LTE, включающую в себя элемент 401 базовой сети LTE, скомпонованный в соответствии с базовой сетью 101 LTE, показанной на фиг.1. Система также включает в себя выделенную сеть сообщений, которая включает в себя элемент 402 базовой сети DMN, скомпонованный в соответствии с базовой сетью 301 DMN, показанной на фиг.3.

С базовой сетью 401 LTE соединен с eNode В 403, который выполнен с возможностью передавать данные на и от мобильного терминала 404 через первичную несущую СС1. Мобильный терминал 404 представляет собой обычный мобильный терминал LTE. В соответствии с этим базовая сеть 402 DMN соединена с DMN eNode В 405, который выполнен с возможностью передачи данных на и от мобильного терминала 406 DMN через вторичную несущую СС2. На фиг.4 eNode В 403 и DMN eNode В 405 показаны, как отдельные физические объекты. Однако во многих примерных вариантах осуществления изобретения ожидается, что eNode В 403 и DMN eNode В расположены в одном и том же месте в той же физической базовой станции, обозначенной на фиг.4 пунктирной линией 408, охватывающей как eNode В 403, так и DMN eNode В 405. В этих примерах обозначение eNode N 403 и DMN eNode В 405 в виде отдельных объектов является чисто логическим, и практике они воплощены как один eNode В.

Базовая сеть 401 LTE, eNode В 403 и мобильные терминалы LTE 404 включают в себя функцию объединения несущих, которая, как пояснялось выше, позволяет временно выделять дополнительные несущие для передачи данных на и/или от одного или больше мобильных терминалов. В случае нисходящего канала передачи во время нормальной работы первичную несущую СС1 выделяют для передачи данных от eNode В 403 на мобильный терминал 404 LTE. Однако, если количество данных, которое должно быть передано на мобильный терминал 404 LTE, повышается (например, пользователь мобильного терминала 404 LTE запускает приложение потоковой передачи видеоданных, для которой требуется передача данных высокого уровня от базовой сети 401 (LTE), вторичную несущую СС2 "объединяют" с первой несущей, увеличивая общую полосу пропускания, по которой данные передают от eNode В 403 на мобильный терминал 404 LTE.

Таким образом, в системе, показанной на фиг.4, СС2 можно использовать для передачи данных от базовой сети LTE 401 и для передачи данных от базовой сети 402 DMN. Для исключения одновременной передачи данных LTE и данных DMN по СС2, предусмотрен модуль 407 управления. Модуль 407 управления выполнен с возможностью координировать когда и по какой несущей передают данные LTE на и от eNode В 403 и когда, и по какой несущей передают данные DMN на и от DMN eNode В 405. В некоторых вариантах осуществления, в которых как eNode В 403, так и DMN eNode В 405 воплощены, как один физический объект, функцию, связанную с модулем 407 управления, также выделяют в этом физическом объекте. Таким образом, пунктирная линия 408, показанная на фиг.4, также включает в себя модуль 407 управления.

В одном примере, в течение определенных периодов, модуль 407 управления выполнен с возможностью управлять системой для предотвращения передачи любых данных DMN из DMN eNode В 405 по СС2 и вместо этого обеспечивать то, что СС2 зарезервирована для объединения несущей в сети LTE, в случае возникновения такой необходимости. В течение других периодов модуль 407 управления выполнен с возможностью разрешить передачу данных DMN, используя СС2. Эта концепция иллюстрируется на фиг.5.

На фиг.5 показана схема, представляющая использование СС1 и СС2 с течением времени. Как показано на фиг.5, передача DMN не разрешена по СС1 в любое время. Однако в течение периода времени T₁, разрешена передача DMN по СС2. За пределами T₁ передача DMN не разрешена по СС2. Таким образом, обеспечивается отсутствие коллизии между передачами DMN и передачами LTE по СС2.

T₁ может представлять собой любой соответствующий период времени. Например, в некоторых сценариях он может оптимально идентифицировать период, в течение которого сеть LTE слабо загружена (например, между часами 0200 и 0400, когда большинство пользователей - людей сети могут спать), и выполнить для T₁ такую компоновку, чтобы он расширялся в течение этого периода. В этом случае T1 мог бы длиться два часа. В других сценариях T₁ может быть намного короче, например, он мог бы составлять первую минуту каждого часа, или даже первые тридцать секунд в каждом пяти минутном периоде. В других примерах T₁ мог бы быть синхронизирован так, чтобы он соответствовал передаче определенных радиофреймов (как будет дополнительно описано ниже). Таким образом, в некоторых примерах Т₁ мог бы соответствовать одному или более фрейма передачи, передаваемым с большим количеством фреймов передачи, например, T₁ может быть продолжен до конечных десяти фреймов на каждые переданные 100 фреймов. В некоторых примерах T₁ может представлять собой один подфрейм. Как более подробно поясняется ниже, назначение СС2 для DMN или LTE может быть динамическим, где им управляют с помощью планировщика в сети (например, модуля 407 управления, eNode В 403 или DMN eNode В 405).

Следует понимать, что сетевые компоненты, составляющие систему, показанную на фиг.4, представляют собой просто логические обозначения. Часть базовой сети LTE и базовой сети DMN фактически может быть воплощены как одна базовая сеть. Кроме того, как пояснялось выше, в некоторых примерах модуль 407 управления, DMN eNode В 405 и LTE eNode В 403 могут быть сконфигурированы как одна физическая базовая станция.

Передача информации управления для составляющей несущей во время периодов передачи DMN

Для обеспечения оптимальной обратной совместимости с обычными мобильными терминалами LTE и определенными мобильными терминалами, которые включают в себя обычную функцию объединения несущей, желательно обеспечить, чтобы использование СС2 для передачи данных DMN было "прозрачным" для обычных мобильных терминалов LTE. Другими словами, желательно, чтобы СС2 передавали таким образом, что, как только заканчивается период T₁, СС2 становится немедленно доступной для планирования объединения несущей, без необходимости повторного использования мобильных терминалов LTE для обнаружения или удержания соединения для СС2 (концепции мобильных терминалов, раскрывающих и удерживающих несущую, хорошо известны в области техники и для краткости не будет описаны здесь подробно).

Для достижения этого достаточная информация должна быть передана по СС2 в течение времени T₁ для обеспечения для мобильных терминалов LTE возможности оставаться синхронизированными с СС2. Как известно в данной области техники, когда мобильный терминал синхронизирован с сигналом, переданным по несущей от базовой станции, для него становится возможным:

a) отслеживать или выполнять измерения по радиоканалу (например, в отношении силы сигнала и качества сигнала), и

b) выполнять отслеживание фрейма и, таким образом, могут быть отслежены временные характеристики радиофреймов, передаваемых по несущей.

Для обеспечения для мобильных терминалов LTE возможности поддержания синхронизации с СС2 во время T₁, когда передают СС2 по DMN eNode В 405, сигналы управления LTE, которые присутствуют в СС2 в периоды за пределами T₁, поддерживают в пределах СС2 в течение времени T₁. В некоторых примерах эти сигналы управления включают в себя опорные символы LTE и сигналы синхронизации LTE. Эта концепция иллюстрируется на фиг.6а и на фиг.6b.

На фиг.6а представлена упрощенная схема подфрейма 603 нисходящего канала передачи LTE, как известно в данной области техники. Вместе множество подфреймов LTE (обычно десять) формируют фрейм LTE. Подфрейм включает в себя множество опорных символов (то есть, пилотных символов) 601 и сигнал (сигналы) 602 синхронизации. Опорные символы 601 распределяют через подфрейм и используются приемным мобильным терминалом, для оценки состояния канала между передатчиком базовой станции и приемником мобильного терминала. Оценка состояний канала позволяет мобильному терминалу обрабатывать принимаемые сигналы для уменьшения канального эффекта, которому сигнал подвергается во время передачи от базовой станции и для передачи отчета с результатом измерения канала на базовую станцию. Сигнал (сигналы) 602 синхронизации представляют собой сигнал синхронизации, который, будучи однажды обнаруженным, позволяет мобильному терминалу LTE достигать или поддерживать синхронизацию фрейма и определять идентичность ячейки конкретного eNode В, передающего сигнал по нисходящему каналу передачи. Кроме того, или в качестве альтернативы, опорные сигналы могут быть выполнены с возможностью поддержания синхронизации фрейма. Сигнал (сигналы) 602 синхронизации обычно не передают по каждому подфрейму, но обычно могут быть переданы, по меньшей мере, один раз на каждый фрейм LTE. Остальные части подфрейма нисходящего канала LTE используют для передачи других данных LTE, таких как данные пользователя и другие данные управления. Структура подфрейма, показанная на фиг.6а, соответствует структуре обычной широковещательной передаче по СС2 в течение периодов за пределами T₁, когда СС2 используется для объединения несущих. Как следует понимать, подфрейм LTE включает в себя дополнительные элементы, такие как физический канал (PDCCH) управления нисходящим каналом передачи. Однако для простоты эти дополнительные элементы не показаны на фиг.6а.

С тем, чтобы обеспечить для обычного мобильного терминала LTE оставаться синхронизированным с СС2 в течение времени T₁, когда СС2 используют для передачи данных DMN, мобильный терминал LTE в идеале мог бы продолжить принимать опорные символы и/или сигнал (сигналы) синхронизации. На фиг.6b показана упрощенная схема, представляющая сигнал, переданный по СС2 в течение времени T₁, в соответствии с примером настоящего изобретения. Для простоты сравнения, сигнал, показанный на фиг.6b, соответствует структуре подфрейма, показанной на фиг.6а, однако следует понимать, что сигнал, переданный по СС2, может принимать любую соответствующую форму.

Как можно видеть на фиг.6b, в соответствии с примерами настоящего изобретения, в течение времени T₁, СС2 передают с опорными символами 601 и сигналом (сигналами) 602 синхронизации, соответствующим переданным по СС2 в периоды за пределами T₁, то есть когда СС2 используется для обычного объединения несущей. Остальные части подфрейма 605 могут использоваться для передачи данных DMN. Например, на фиг.6b показан блок данных 606 DMN, расположенный в пределах оставшейся части подфрейма 605, которая не занята опорными символами 601 и сигналом 602 синхронизации. В этом примере блок данных 606 DMN является несовместимым с нормальной операцией LTE, поскольку он не охватывает все символы, доступные для данных пользователя.

Планирование СС2 в режиме DMN

Как пояснялось выше, когда СС2 используется для передачи данных DMN, это выполняется прозрачно для мобильных терминалов LTE, поскольку СС2 содержит соответствующие данные управления, для обеспечения того, что мобильные терминалы LTE могут оставаться синхронизированными с и могут выполнять измерения по СС2.

Однако для предотвращения попытки со стороны мобильных терминалов DMN использовать СС2, когда она используется для передачи данных LTE, и обеспечения для терминалов DMN возможности отслеживать СС2 для выделения сообщений и для определения, когда существуют возможности запроса случайного доступа, желательно обеспечить механизм, который позволил бы для мобильных терминалов DMN определять, когда СС2 будет доступна для передачи данных DMN, то есть момент времени, в который начинается период T₁.

Статическое планирование

В одном примере используется так называемая технология статического планирования. В этом примере мобильные терминалы DMN предварительно конфигурируют с информацией планирования, обозначающей заданную длительность и заданное время, в которое начинается T₁. Длительность может быть обозначена в явном виде как фактическая длительность относительно T₁ или в неявном виде как время окончания использования СС2 в качестве DMN. Такая заранее сконфигурированная информация планирования может быть предоставлена для мобильных терминалов любым соответствующим способом. Например, информация планирования могла бы быть сохранена на USIM каждого мобильного терминала DMN перед разворачиванием в сети. Таким образом, в одном сценарии, в котором СС2 переключают из режима LTE (то есть периодов за пределами T₁) в режим DMN (то есть, в течение времени T₁), относительно часто, но на слишком короткие периоды времени, каждый мобильный терминал DMN мог бы иметь возможность определять по предварительно сконфигурированной информации планирования, что, например, первые 10 фреймов из каждых 100 фреймов, которые передают по СС2, будут использоваться для передачи данных DMN.

В другом сценарии, в котором СС2 переключают между режимом LTE в режим DMN, менее часто, но на более длительные периоды времени, каждый мобильный терминал DMN мог бы иметь свободу определять по предварительно сконфигурированной информации планирования, что, например, между часами от 0200 и до 0400 СС2 будет использоваться для передачи данных DMN.

Полустатическое планирование

В другом примере используется так называемая технология полустатического планирования. Эта технология аналогична технологии статического планирования, описанной выше, в том, что в мобильных терминалах DMN предусмотрена предварительно сконфигурированная информация планирования, обозначающая длительность Т₁ и время, в которое начинается Т1. Однако в этом примере предварительно сконфигурированная информация планирования, сохраненная в каждом мобильном терминале DMN, может быть повторно сконфигурирована, используя сигналы более высокого уровня, передаваемые от базовой сети DMN на мобильный терминал DMN. Например, во время T₁, СС2 передают по каналу управления DMN, который мог бы быть принять каждым из мобильных терминалов DMN. Если были выполнены какие-либо изменения в то время, когда начинается T₁, или в течение длительности T₁, то эта информация могла бы быть передана по каналу управления DMN и принята каждым из мобильных терминалов DMN. Каждый мобильный терминал DMN мог бы затем обновить, соответственно, сохраненную информацию планирования.

Динамическое планирование

В другом примере используется технология динамического планирования. В этом примере используется сигнал физического уровня DMN, который обозначает для мобильных терминалов DMN, что СС2 доступна для передачи данных DMN. Этот сигнал физического уровня мог бы быть воплощен любым соответствующим способом, например, сигнал синхронизации, специфичный для DMN, вставленный во фреймы, которые передают, используя время Т₁. В этом примере мобильные терминалы DMN выполнены с возможностью периодического или постоянного отслеживания СС2 и, если будет обнаружен определенный сигнал синхронизации DMN, на мобильные терминалы DMN поступит предупреждение о том факте, что СС2 доступна для передачи данных DMN. В качестве альтернативы, сэкономленные биты в блоке информации главной информации (MIB), которые передают по физическому каналу широковещательной передачи (РВСН), можно было бы использовать для обозначения того, что СС2 доступна для передачи данных DMN. Этот режим был бы соответствующим, когда формат передачи РВСН является совместимым как с терминалами LTE, так и с терминалами DMN. Для изданий LTE вплоть до и включая в себя издание 10 имеется десять сэкономленных битов для MIB, которые игнорирует обычный мобильный терминал LTE. Также, можно было бы передавать сигналы на мобильный терминал DMN о том, что DMN существует, используя один или больше из этих битов MIB.

В некоторых вариантах осуществления нет необходимости передавать сигнал на мобильные терминалы DMN о том, является ли DMN активной или нет. В этих вариантах осуществления мобильный терминал DMN пытается декодировать подфрейм и будут успешно декодировать места выделения только, когда требуется активная DMN.

В восходящем канале передачи мобильный терминал DMN может запрашивать ресурсы восходящего канала передачи DMN, когда DMN нисходящего канала передачи является неактивной, путем передачи запроса канал (RACH) случайного доступа по LTE восходящему каналу для СС2. Как правило, сетевой элемент, такой как модуль 407 управления, выполнен с возможностью управления передачей данных планирования информации на мобильные терминалы DMN.

Для того чтобы способствовать технологии планирования, описанной выше, в некоторых примерах мобильные терминалы DMN включают в себя модуль планирования, который выполнен с возможностью операций для определения времени, в которое возникает первый период времени, и длительности первого периода времени. Длительность может быть обозначена в явном виде как прошедшее время или в неявном виде как время окончания использования СС2, как DMN. Это показано на фиг.7.

На фиг.7 представлена схема терминала 701 DMN, скомпонованного в соответствии с примером настоящего изобретения. Терминал 701 DMN включает в себя модуль 702 приемопередатчика, для передачи и приема данных от базовых станций. Модуль 702 приемопередатчика, соединенного с модулем 703 планирования. Когда используется технология статического планирования, описанная выше, модуль 703 планирования, во время работы, определяет время, в которое возникает первый период времени, и длительность первого периода времени на основе предварительно сконфигурированной информации, сохраненной в модуле 703 планирования. При использовании технологии динамического планирования, описанной выше, модуль 703 планирования выполнен с возможностью, во время работы, определять время, в которое возникает первый период времени и, в случае необходимости, длительность первого периода времени, на основе информации планирования, передаваемой по СС2, например, на основе битов MIB, как описано выше.

Переключение между режимом DMN и режимом LTE по СС2

В описанных выше примерах, в которых переход между режимом LTE и режимом DMN выполняется на полустатической основе или полностью на динамической основе, обычно планирование координируется сетевым элементом, общим, как для базовой сети LTE, так и для базовой сети DMN, таким, как модуль 407 управления, показанный на фиг.4. В некоторых примерах планирование использования СС2, либо для передачи данных LTE, или для DMN, будет выполнено на произвольной основе, например, для отражения структуры планирования, подаваемой на модуль управления сетевым оператором. Такое может случиться, когда СС2 используют для передачи данных DMN в течение заданных часов ночью, или передают данные в течение каждого десятого фрейма и так далее. Однако в других примерах планирование использования СС2 может быть адаптировано динамически, в ответ на определенные условия в сети. Например, в некоторых сценариях, модуль 407 управления может быть выполнен с возможностью отслеживания графика, загружаемого в один или более сетевых элементов по сети LTE и/или в один или более элементов DMN, или принимать данные мониторинга, соответствующие графику, загружаемому в сетевые элементы для сети LTE или DMN. Например, когда трафик падает ниже порогового уровня, модуль 407 управления может быть выполнен с возможностью переключения СС2 с передачи данных LTE на передачу данных DMN. Когда нагрузка по графику снова превышает пороговый уровень и/или по истечении заданного периода, модуль управления управляет сетью для начала передачи данных LTE по СС2.

В другом примере модуль управления может быть выполнен с возможностью приема данных, обозначающих присутствие мобильных терминалов DMN в сети, и выполнен с возможностью переключать СС2 на режим DMN в ответ на это. В некоторых примерах это обеспечивается путем предоставления возможности базовой станции, работающей на СС2, декодировать передачу преамбулы случайного доступа от мобильных терминалов DMN, независимо от того, используется ли СС2 в режиме LTE или в режиме DMN.

Передача данных DMN и LTE по восходящему каналу передачи

Представленные выше примеры настоящего изобретения были описаны, в основном, в отношении нисходящего канала передачи данных, со ссылкой на данные, передаваемые из DMN на мобильные терминалы DMN и из сети LTE на мобильные терминалы LTE. В этих примерах СС2 используется для объединения несущих нисходящего канала или для передачи данных DMN по нисходящему каналу передачи.

Однако следует понимать, что концепция переключения между использованием вторичной несущей для объединения несущих в системе LTE и для передачи данных DMN также может использоваться в восходящем канале передачи данных. При объединении несущих в восходящем канале передачи доступ к составляющим несущим восходящего канала передачи планируют с помощью сети, аналогично доступу к составляющим несущим нисходящего канала передачи. Сеть может назначать объединенные составляющие несущие для терминала на основе определений планирования, определенных с использованием отчетов о состоянии буфера и измерений качества канала. Сеть затем планирует мобильный терминал для получения доступа к дополнительной составляющей несущей, и передает соответствующее сообщение выделения на этот мобильный терминал.

Различные модификации могут быть выполнены для вариантов осуществления, описанных выше. Например, варианты осуществления настоящего изобретения были описаны со ссылкой на воплощение, в котором используется мобильная радиосеть, работающая в соответствии со стандартом Долгосрочного развития (LTE) 3GPP. Однако следует понимать, что принципы настоящего изобретения могут быть воплощены, используя любую соответствующую технологию радиотелекоммуникации и используя любую соответствующую сетевую архитектуру, в которой могло бы использоваться объединение несущих.

Кроме того, следует понимать, что конкретные составляющие части, из которых состоит описанная выше система, например, различные сетевые компоненты, такие как модуль управления и eNode В и DMN eNode В, в некоторых примерах представляют собой логические обозначения. В соответствии с этим, функция, которая обеспечивает эти компоненты, может быть выражена, используя подходы, которые неточно соответствуют описанным выше формам, представленным на схемах. Например, аспекты изобретения могут быть воплощены в форме компьютерного программного продукта, содержащего инструкции (то есть компьютерную программу), которые могут быть воплощены в процессоре, сохраненном на носителе данных, таком как гибкий диск, оптический диск, жесткий диск, FROM, RAM, запоминающее устройство флэш или любая комбинация этих или других носителей записи, или может быть передан, используя сигналы передачи данных по сети, такой как Ethernet, беспроводная сеть, Интернет или любая комбинация этих и других сетей, или реализованы в виде аппаратных средств, как ASIC (специализированная интегральная схема) или FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) или другая конфигурируемая или выполненная на заказ схема, пригодная для использования при адаптации обычного эквивалентного устройства.