Способ и устройство для запрета передачи зондирующего опорного сигнала на недавно активированных вторичных сотах в системе беспроводной связи

Способ и устройство для запрета передачи зондирующего опорного сигнала на недавно активированных вторичных сотах в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА

Эта заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/481,468, поданной 2 мая 2011 года, содержание которой включено в настоящий документ по ссылке в всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение, в целом, относится к управлению устройствами в сетях беспроводной связи и, в частности, относится к методикам конфигурации и передачи опорных сигналов в этих сетях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Технология мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) является ключевым базовым компонентом технологий беспроводных сетей четвертого поколения, известных как стандарт "Долгосрочного развития сетей связи" (LTE) и разрабатываемых Проектом партнерства по созданию сетей третьего поколения (3GPP). Как известно специалистам в области техники, OFDM представляет собой цифровую схему модуляции с множеством несущих, использующую большое количество близко расположенных ортогональных поднесущих. Каждая поднесущая отдельно модулируется с использованием традиционных методов модуляции и схем кодирования канала. В частности, 3GPP определил множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA) для передач по нисходящей линии связи от базовой станции к мобильному терминалу и множественный доступ с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) для передач по восходящей линии связи от мобильного терминала к базовой станции. Обе схемы множественного доступа разрешают распределять доступные поднесущие среди нескольких пользователей.

Технология SC-FDMA использует специальным образом сформированные сигналы OFDM и поэтому часто называется "OFDM с предварительным кодированием" или "OFDM с расширением с помощью дискретного преобразования Фурье (DFT)". Хотя сигналы SC-FDMA во многих отношениях подобны традиционной технологии OFDMA, они предлагают уменьшенное отношение пиковой и средней мощностей (PAPR) по сравнению с сигналами OFDMA, тем самым позволяя более эффективно управлять усилителями мощности передатчика. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность более эффективного использования ограниченных ресурсов батареи мобильного терминала. SC-FDMA более подробно описана в Myung, et al., "Single Carrier FDMA for Uplink Wireless Transmission," IEEE Vehicular Technology Magazine, vol. 1, no. 3, Sep. 2006, pp. 30-38.

Основной физический ресурс LTE как для восходящей, так и для нисходящей линии связи, может быть рассмотрен как частотно-временная решетка. Эта концепция проиллюстрирована на фиг. 1, которая показывает несколько так называемых поднесущих в частотной области с частотным промежутком Δf, разделенных на интервалы символов OFDM во временной области. Каждый элемент 12 решетки называется ресурсным элементом и соответствует одной поднесущей во время одного интервала символа OFDM на данном порту антенны. Один из уникальных аспектов OFDM заключается в том, что каждый символ 14 начинается с циклического префикса 16, который является по существу воспроизведением последней части символа 14, присоединенным к началу. Эта особенность минимизирует проблемы многопутевого распространения в широком диапазоне сред передачи радиосигналов.

Во временной области передачи по нисходящей и восходящей линиям связи LTE организованы в радиокадры с продолжительностью десять миллисекунд каждый, и каждый радиокадр состоит из десяти субкадров одинакового размера с продолжительностью одна миллисекунда. Это проиллюстрировано на фиг. 2, где сигнал 20 LTE включает в себя несколько кадров 22, каждый из которых разделен на десять субкадров 24. На фиг. 2 не показано, что каждый субкадр 24 далее разделен на два слота, каждый из которых имеет продолжительность 0,5 миллисекунды.

Ресурсы линии связи LTE организованы в "ресурсные блоки," определенные как частотно-временные блоки с продолжительностью 0,5 миллисекунды, что соответствует одному слоту, и охватывающие полосу пропускания 180 кГц, что соответствует 12 непрерывным поднесущим с интервалом 15 кГц. Ресурсные блоки пронумерованы в частотной области начиная с 0 от одного конца системной полосы пропускания. Два последовательных во времени ресурсных блока представляют пару ресурсных блоков и соответствуют временному интервалу, на котором работает планирование. Безусловно, точное определение ресурсного блока может варьироваться между LTE и подобными системами, и описанные здесь способы и устройство согласно изобретению не ограничены используемыми здесь числами.

Однако в общем случае ресурсные блоки могут быть динамически присвоены мобильным терминалам и могут быть присвоены независимо для восходящей линии связи и нисходящей линии связи. В зависимости от потребностей пропускной способности передачи данных мобильного терминала системные ресурсы, выделенные ему, могут быть увеличены посредством выделения ресурсных блоков в нескольких субкадрах, в нескольких частотных блоках или в них обоих. Таким образом, мгновенная полоса пропускания, выделенная мобильному терминалу в процессе планирования, может быть динамически адаптирована, чтобы соответствовать изменяющимся условиям.

Для планирования данных нисходящей и восходящей линий связи к мобильному терминалу и от него базовая станция передает управляющую информацию в каждом субкадре. Эта управляющая информация идентифицирует мобильные терминалы, которым предназначены данные, и ресурсные блоки в текущем субкадре нисходящей линии связи, которые переносят данные для каждого терминала. Первые один, два, три или четыре символа OFDM в каждом субкадре используются для переноса этой управляющей сигнализации. На фиг. 3 показан субкадр 30 нисходящей линии связи с тремя символами OFDM, выделенными для управляющей области 32. Управляющая область 32 состоит прежде всего из элементов 32 управляющих данных, но также включает в себя несколько опорных символов 34, используемых принимающей станцией для измерения условий канала. Эти опорные символы 34 вставлены в предварительно определенных местоположениях по всей управляющей области 32 и остальной части субкадра 30.

Данные пользователя восходящей линии связи переносятся в физическом совместно используемом канале восходящей линии связи (PUSCH), который определен сконфигурированной полосой пропускания передачи по восходящей линии связи и шаблоном переключения частот, сообщенным мобильному терминалу, если он имеется. Физический канал управления восходящей линией связи (PUCCH) переносит управляющую информацию восходящей линии связи, такую как отчеты CQI и информация ACK/NACK для пакетов данных, принятых на нисходящей линии связи. PUCCH передается в зарезервированной частотной области восходящей линии связи, идентифицированной для мобильного терминала посредством сигнализации более высокого уровня.

В восходящей линии связи используются два типа опорных сигналов. Опорный сигнал демодуляции (DRS) используется приемником eNodeB для оценки канала, чтобы демодулировать управляющие каналы и каналы данных. DRS занимает четвертый символ в каждом слоте (для нормального циклического префикса) и охватывает такую же полосу пропускания, как выделенные данные восходящей линии связи. Зондирующий опорный сигнал (SRS) предоставляет информацию о качестве канала восходящей линии связи для использования узлом eNodeB при принятии решений планирования. UE отправляет зондирующий опорный сигнал в частях сконфигурированной полосы пропускания передачи, где недоступна передача данных восходящей линии связи. SRS передается в последнем символе субкадра. Заданная конфигурация зондирующего сигнала с точки зрения его полосы пропускания, продолжительности и периодичности, предоставляется мобильному терминалу через сигнализацию более высокого уровня.

Недавно был стандартизирован выпуск 8 спецификаций LTE. Среди его возможностей имеется поддержка полосы пропускания до 20 МГц. Однако, чтобы удовлетворить требованиям усовершенствованного стандарта IMT для очень высоких скоростей передачи данных, 3GPP инициировал работу над выпуском 10 спецификации LTE. Одной целью выпуска 10 является поддержка полосы пропускания более 20 МГц. Выпуск 10 и более поздние выпуски спецификации LTE иногда упоминаются как "Усовершенствованный LTE (LTE-Advanced)".

Одно важное требование к выпуску 10 LTE должно гарантировать обратную совместимость с выпуском 8 LTE, в том числе относительно совместимости спектра. Это означает, что сигнал несущей выпуска 10 LTE, который может быть более широким, чем 20 МГц, должен выглядеть в мобильном терминале выпуска 8 в таком случае как несколько меньших несущих LTE. Эта концепция известна как агрегация несущих (CA), или работа "с множеством несущих", и каждая из этих меньших несущих LTE часто упоминается как компонентная несущая (CC).

В течение некоторого времени после начального развертывания сетей выпуска 10 LTE можно ожидать, что будет относительно небольшое количество терминалов с поддержкой выпуска 10 LTE по сравнению с так называемыми унаследованными терминалами, которые разработаны для выпуска 8 спецификаций. Таким образом, необходимо гарантировать эффективное использование широкой несущей также для унаследованных терминалов, то есть, чтобы было возможно реализовать широкие несущие, и чтобы мобильные терминалы выпуска 10 могли использовать очень высокие скорости передачи данных, но таким образом, чтобы унаследованные терминалы могли быть запланированы в каждой части широкополосной несущей выпуска 10 LTE. С помощью агрегации несущих терминал выпуска 10 LTE может принять множество компонентных несущих, причем каждая компонентная несущая может иметь такую же структуру, как несущая выпуска 8.

Концепция агрегации несущих проиллюстрирована на фиг. 4, где показаны пять компонентных несущих 40 с соответствующими полосами пропускания f1, f2, f3, f4, f5 компонентной несущей. В этом случае полная полоса пропускания, доступная мобильному терминалу выпуска 10, является суммой полос пропускания компонентных несущих. Мобильные терминалы выпуска 8 могут быть запланированы для использования ресурсов в любой из компонентных несущих. Следует отметить, что хотя компонентные несущие на фиг. 4 проиллюстрированы как непрерывные (то есть, непосредственно смежные друг с другом по частоте), также возможны конфигурации агрегированных несущих, в которых одна или более компонентных несущих не являются смежными с другими.

Кроме того, количество агрегированных компонентных несущих, а также полоса пропускания для каждой отдельной компонентной несущей, может отличаться для операций восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Симметричная конфигурация относится к случаю, когда количество компонентных несущих в нисходящей линии связи и восходящей линии связи одинаковое, в то время как асимметричная конфигурация относится к случаю, когда количество компонентных несущих отличается. Важно отметить, что количество компонентных несущих, сконфигурированных в данной соте, может отличаться от количества компонентных несущих, "видимых" терминалом. Например, конкретный терминал может поддерживать больше компонентных несущих нисходящей линии связи, чем компонентных несущих восходящей линии связи, даже при том, что сота сконфигурирована с одинаковым количеством для восходящей линии связи и нисходящей линии связи.

Во время начального доступа к сети терминал выпуска 10 LTE ведет себя так же, как терминал выпуска 8 LTE. После успешного соединения с сетью с использованием одной компонентной несущей для восходящей линии связи и одной компонентной несущей для нисходящей линии связи терминал в зависимости от его собственных возможностей и сети может быть сконфигурирован с дополнительными компонентными несущими в восходящей линии связи, в нисходящей линии связи или в них обеих. Конфигурация несущих выполняется с помощью сигнализации управления радиоресурсами (RRC).

Из-за интенсивной сигнализации и довольно низкой скорости сигнализации RRC терминал может быть сконфигурирован для работы с несколькими компонентными несущими даже при том, что не все они постоянно используются. Если терминал сконфигурирован на нескольких компонентных несущих, это предполагает, что он должен отслеживать все компонентные несущие нисходящей линии связи для физического канала управления нисходящей линии связи (PDCCH) и физического совместно используемого канала нисходящей линии связи (PDSCH). Это подразумевает использование более широкой полосы пропускания приемника, более высокой частоты дискретизации и так далее, все время, что потенциально приводит к более высокому расходу энергии, чем необходимо.

Чтобы смягчить описанные выше проблемы, выпуск 10 системы LTE поддерживает активацию компонентных несущих в дополнение к конфигурации компонентных несущих. При этом подходе мобильный терминал непрерывно отслеживает только те компонентные несущие, которые и сконфигурированы, и активированы. Поскольку процесс активации основан на управляющих элементах управления доступом к среде передачи (MAC), что намного быстрее, чем сигнализация RRC, процесс активации/деактивации может быстро скорректировать количество активированных компонентных несущих, чтобы оно соответствовало количеству, требуемому для выполнения текущих потребностей для скорости передачи данных. При прибытии большого количества данных активируются несколько компонентных несущих, используемых для передачи данных, и затем они быстро деактивируются, если больше не нужны. Все, кроме одной компонентной несущей, первичной компонентной несущей нисходящей линии связи (PCC DL), могут быть деактивированы. Таким образом, активация обеспечивает возможность поддерживать сконфигурированными несколько компонентных несущих для активации при необходимости. Большую часть времени терминал будет иметь только одну или очень мало активированных компонентных несущих, что приводит к меньшей полосе пропускания приема и меньшему потреблению батареи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В усовершенствованных системах, которые поддерживают агрегацию несущих, иногда называемую работой с множеством несущих, информация о временной синхронизации, используемая мобильным терминалом для поддержания передачи по восходящей линии связи на одной или более вторичных компонентных несущих, синхронизированных с принимающей базовой станцией, может отличаться от информации, используемой для синхронизированных передач на первичной компонентной несущей. При активации вторичной компонентной несущей может быть неясно, имеет ли мобильный терминал соответствующую информацию о временной синхронизации, чтобы поддержать синхронизацию для этой компонентной несущей. Передачи различных сигналов, в том числе зондирующих опорных сигналов, на несинхронизированной несущей могут вызвать проблемы помех в принимающей базовой станции. В соответствии с этим здесь описаны несколько методик уменьшения помех в системе беспроводной связи, которая поддерживает агрегацию несущих восходящей линии связи.

В одном примерном способе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения зондирующие опорные сигналы (SRS) передаются на первичной компонентной несущей восходящей линии связи (UL). Принимается команда активации, соответствующая вторичной компонентной несущей (SCC) UL, в ответ на которую принимающий беспроводной приемопередатчик определяет, имеет ли беспроводной приемопередатчик действительную информацию о временной синхронизации для SCC UL, причем действительная информация о временной синхронизации для SCC UL указывает, что SCC UL синхронизирована на UL. В ответ на это определение передача SRS на SCC UL разрешается, если SCC UL синхронизирована, когда SRS сконфигурирован для SCC UL. Иначе передача SRS на SCC UL запрещается до тех пор, пока SCC UL не будет синхронизирована на UL.

В некоторых вариантах осуществления определение, имеет ли беспроводной приемопередатчик действительную информацию о временной синхронизации для SCC UL, содержит определение, что SCC UL принадлежит предварительно определенной группе, и затем определение, что SCC UL синхронизирована на UL, если любой элемент группы синхронизирован, а иначе определение, что SCC UL не синхронизирована на UL.

В некоторых вариантах осуществления используются дополнительные методики для определения, когда передача SRS может быть разрешена. Например, в некоторых вариантах осуществления информация о временной синхронизации принимается по меньшей мере для одного элемента предварительно определенной группы, и в ответ на информацию о временной синхронизации передача SRS разрешается на SCC UL, когда SRS сконфигурирован. Эта информация о временной синхронизации является командой опережения временной синхронизации, принятой в элементе управления MAC, в некоторых вариантах осуществления и является командой опережения временной синхронизации (TA), принятой в ответ на процедуру произвольного доступа, выполненную в ответ на запрос произвольного доступа по меньшей мере для одного элемента предварительно определенной группы, в других вариантах осуществления. Еще в других вариантах осуществления информация о временной синхронизации является командой опережения временной синхронизации, принятой в ответ на инициируемую терминалом процедуру произвольного доступа.

В других вариантах осуществления после определения, что SCC UL не синхронизирована на UL, беспроводной приемопередатчик ожидает в течение предварительно определенного времени задержки, и после истечения предварительно определенного времени задержки больше не запрещает передачу SRS на SCC UL.

В других вариантах осуществления определение, имеет ли беспроводной приемопередатчик действительную информацию о временной синхронизации для SCC UL, содержит прием флага в беспроводном приемопередатчике, причем флаг указывает, имеет ли беспроводной приемопередатчик действительную информацию о временной синхронизации для SCC UL. Еще в других вариантах осуществления определение, имеет ли у беспроводной приемопередатчик действительную информацию о временной синхронизации для SCC UL, содержит прием команды активации, которая содержит запрос произвольного доступа, причем передача SRS на SCC UL запрещается до тех пор, пока не завершится процедура произвольного доступа для SCC UL. В некоторых вариантах осуществления передача SRS на SCC UL запрещается, только до тех пор, пока команда TA, действительная для SCC UL, не будет принята как часть процедуры произвольного доступа. Еще в других вариантах осуществления прием гранта (предоставления) восходящей линии связи для SCC UL указывает, что передача SRS на SCC UL, когда SRS сконфигурирован, может быть разрешена.

Также описано устройство для выполнения различных раскрытых здесь и кратко изложенных выше процессов, включающее в себя беспроводные приемопередатчики, которые выполнены с возможностью выполнять несколько кратко изложенных выше способов, и которые являются подходящими для использования в мобильной станции, работающей в системе беспроводной связи, которая поддерживает работу с множеством несущих. Безусловно, настоящее изобретение не ограничено кратко изложенными выше признаками и преимуществами. Действительно, специалисты в области техники распознают дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения после прочтения последующего подробного описания и рассмотрения приложенных чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует особенности решетки частотно-временных ресурсов системы OFDM.

Фиг. 2 иллюстрирует структуру временной области сигнала LTE.

Фиг. 3 иллюстрирует особенности субкадра нисходящей линии связи LTE.

Фиг. 4 иллюстрирует агрегацию нескольких несущих в системе, которая использует агрегацию несущих.

Фиг. 5 иллюстрирует компоненты примерной беспроводной сети.

Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ передачи зондирующих опорных сигналов.

Фиг. 7 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ определения, является ли синхронизированной вторичная сота (SCell) восходящей линии связи.

Фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая признаки примерного беспроводного приемопередатчика.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Различные варианты осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны со ссылкой на чертежи, на которых повсюду аналогичные номера ссылок используются для обозначения аналогичных элементов. В последующем описании многочисленные конкретные детали изложены с целью разъяснения, чтобы обеспечить полное понимание одного или более вариантов осуществления. Однако специалисту в области техники будет очевидно, что некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы или осуществлены без одной или более этих конкретных деталей. В других случаях известные структуры и устройства показаны в виде блок-схем, чтобы облегчить описание вариантов осуществления.

Следует отметить, что хотя везде в данном описании для иллюстрации изобретения используется терминология из спецификаций 3GPP для LTE и усовершенствованного LTE, это не должно рассматриваться как ограничение объема изобретения только этими системами. Другие беспроводные системы, включающие в себя или выполненные с возможностью включать в себя методики передачи с множеством несущих, также могут извлечь выгоду из использования идей, охваченных в этом описании.

Также следует отметить, что термины, такие как "базовая станция", "eNodeB", "мобильная станция" и "UE", следует рассматривать без ограничения в применении к принципам изобретения. В частности, хотя здесь описаны подробные предложения, применимые к восходящей линии связи в усовершенствованном LTE, описанные методики могут быть применены к нисходящей линии связи в других контекстах. Таким образом, в общем случае базовая станция или eNodeB в последующем описании может рассматриваться более типично как "устройство 1", а мобильная станция или пользовательское оборудование (UE) может рассматриваться как "устройство 2" при некоторых обстоятельствах, и эти два устройства содержат узлы связи или станции связи, взаимодействующие друг с другом по радиоканалу.

Наконец, термины "компонентная несущая", "первичная компонентная несущая" и "вторичная компонентная несущая" используются в последующем описании для обозначения одного из компонентных сигналов, переданных либо узлом eNB, то есть, компонентной несущей нисходящей линии связи, либо UE, то есть, компонентной несущей восходящей линии связи, который может быть агрегирован с одним или более другими сигналами компонентных несущих, переданными тем же самым устройством на другой частоте. Термины "сота", "первичная сота" (PCell) и "вторичная сота" (SCell) также широко использованы в последующем описании. Термин "сота" обычно может быть понят более широко, чтобы включать в себя больше, чем только сигнал несущей, или даже соответствующую пару компонентных несущих нисходящей линии связи и восходящей линии связи, например, поскольку термин "сота" подразумевает некоторую область покрытия и возможность поддерживать одну или несколько линий связи. Однако в этом документе термины "сота" и "компонентная несущая" обычно используются с возможностью взаимной замены, и оба должны пониматься как обозначающие сигнал компонентной несущей в беспроводной системе с множеством несущих, если контекст явно не указывает иначе. Таким образом, термины "первичная сота" или "PCell" могут быть использованы здесь взаимозаменяемо с терминами "первичная компонентная несущая" или "PCC".

Фиг. 5 иллюстрирует компоненты беспроводной сети 100, включающей в себя базовую станцию 50 (обозначена как "eNB" согласно терминологии 3GPP) и мобильные станции 52 (каждая из которых обозначена как "UE" согласно терминологии 3GPP). eNB 50 взаимодействует с оборудованиями UE 52 с использованием одной или более антенн 54; отдельные антенны или группы этих антенн используются для обслуживания предварительно определенных секторов и/или для поддержки любой из различных схем передачи с помощью нескольких антенн, такой как схема передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Аналогичным образом, каждое UE 52 взаимодействует с eNB 50 с использованием антенн 56. Усовершенствованный LTE, как ожидается, должен поддерживать UE, имеющее до четырех антенн передачи, и eNB, имеющие восемь антенн. Таким образом, изображенные экземпляры UE 52, каждый из которых имеет четыре антенны, могут передавать до четырех пространственно мультиплексированных уровней eNB 52 по радиоканалам RC1 и RC2 в зависимости от условий канала.

Несколько из методик, которые будут описаны подробно ниже, могут быть реализованы применительно к беспроводному приемопередатчику в терминале радиодоступа, таком как мобильные станции 52, проиллюстрированные на фиг. 5. Терминал радиодоступа, который беспроводным образом осуществляет связь со стационарными базовыми станциями в беспроводной сети, также может называться системой, абонентским блоком, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным, удаленной станцией, удаленным терминалом, мобильным устройством, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, пользовательским агентом, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием (UE). Терминал доступа может являться сотовым телефоном, беспроводным телефоном, телефоном протокола инициирования сеанса (SIP), станцией беспроводной местной линии связи (WLL), персональным цифровым ассистентом (PDA), карманным устройством, имеющим возможность беспроводного соединения, или вычислительным устройством или другим устройством обработки, соединенным с беспроводным модемом. Следует отметить, что используемый здесь термин "терминал радиодоступа" не подразумевает ограничение устройствами, которые обычно носят и/или которыми управляют индивидуальные пользователи; термин также включает в себя беспроводные устройства, предназначенные для установки в так называемых межмашинных (M2M) приложениях, в стационарных приложениях беспроводной связи и т.п.

Аналогичным образом, некоторые из методик, описанных ниже, реализованы применительно к беспроводной базовой станции, такой как базовая станция 50, проиллюстрированная на фиг. 5. Базовая станция 50 осуществляет связь с терминалами доступа и может называться в различных контекстах точкой доступа, узлом B, усовершенствованным узлом B (eNodeB или eNB) или некоторыми другими терминами. Хотя различные обсуждаемые здесь базовые станции обычно описываются и иллюстрируются, как если бы каждая базовая станция являлась единым физическим объектом, специалисты в области техники поймут, что возможны различные физические конфигурации, в том числе такие, в которых обсуждаемые здесь функциональные аспекты, такие как функции планирования и функции беспроводной передачи, разбиты между двумя физически разделенными блоками. Таким образом, термин "базовая станция" использован здесь для обозначения набора функциональных элементов, один из которых является радиоприемопередатчиком, который беспроводным образом осуществляет связь с одной или более мобильными станциями, и который может быть или не быть реализован как единый физический блок.

Как отмечено ранее, выпуск 10 спецификаций 3GPP для LTE включает в себя поддержку агрегации несущих как в нисходящей, так и в восходящей линии связи. Это имеет несколько возможных последствий как для планирования ресурсов, так и для измерения характеристик канала. Более подробно, как кратко описано выше, выпуск 10 LTE поддерживает различие между активированными компонентными несущими и сконфигурированными компонентными несущими. Конкретное количество компонентных несущих для каждой из нисходящей линии связи и восходящей линии связи сконфигурировано посредством сигнализации управления радиоресурсами (RRC). Когда компонентные несущие сконфигурированы, они в общем доступны для переноса пользовательских данных. Однако, чтобы уменьшить бремя, которое было бы связано с непрерывным отслеживанием сконфигурированных несущих, выпуск 10 стандартов LTE определяет, что отдельные компонентные несущие могут быть активированы и деактивированы с использованием намного более быстрой сигнализации управления доступом к среде передачи (MAC).

С помощью этого подхода мобильный терминал непрерывно отслеживает только те компонентные несущие, которые и сконфигурированы, и активированы. Поскольку процесс активации основан на элементах управления MAC, которые могут быть сформированы и переданы намного быстрее, чем сигнализация RRC, процесс активации/деактивации, которым управляет eNB, может быстро скорректировать количество активированных компонентных несущих, чтобы оно соответствовало количеству, необходимому для выполнения текущих потребностей для скорости передачи данных. При прибытии большого количества данных активируются несколько компонентных несущих, используемых для передачи данных, и затем они быстро деактивируются, если больше не нужны. Все, кроме одной компонентной несущей, первичной компонентной несущей нисходящей линии связи (PCC DL), могут быть деактивированы. Таким образом, активация обеспечивает возможность поддерживать сконфигурированными несколько компонентных несущих для активации при необходимости. Большую часть времени терминал будет иметь только одну или очень мало активированных компонентных несущих, что приводит к меньшей полосе пропускания приема и меньшему потреблению батареи.

Процедуры, которым будут следовать терминалы доступа (пользовательское оборудование, или UE, в терминологии 3GPP) для активации и деактивации вторичной соты (SCell), определены в документе 3GPP TS 36.321, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) Protocol Specification (Release 10)," v. 10.1.0, § 5.13, March 2011. Этот документ определяет, что если UE принимает элемент управления MAC активации/деактивации, активирующий SCell, UE должно "применить нормальную операцию SCell, которая включает в себя: передачу SRS в SCell (для SCell восходящей линии связи); сообщение индикатора качества канала (CQI), индикатора матрицы предварительного кодирования (PMI) и индикатора ранга (RI) для SCell; отслеживание канала PDCCH в SCell (для SCell нисходящей линии связи); отслеживание канала PDCCH для SCell (для SCell нисходящей линии связи); и запуск или повторный запуск таймера деактивации SCell, соответствующего SCell.

Кроме того, в соответствии с текущими спецификациями, если UE принимает элемент управления MAC активации/деактивации, деактивирующий SCell, или если истекает время таймера деактивации SCell, соответствующего активированной SCell, UE должно деактивировать SCell, остановить таймер деактивации SCell, соответствующий SCell, и сбросить все буферы HARQ, соответствующие SCell. Когда SCell деактивируется, UE не должно передавать SRS для SCell, не должно сообщать CQI, PMI, RI для SCell, не должно выполнять передачу по UL-SCH для SCell, не должно отслеживать PDCCH в SCell и не должно отслеживать PDCCH для SCell.

В частности, следует отметить, что текущие спецификации требуют, чтобы UE немедленно начало передачи зондирующих опорных символов (SRS), а также сообщало CQI/PMI/RI. "Немедленно" в этом контексте означает, что эти действия должны начаться во временном интервале передачи (TTI), определенном синхронизацией относительно приема команды активации, определенной в документе 3GPP TR 36.213: "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Layer Procedures".

В системах LTE важно, что передачи по восходящей линии связи от разных UE принимаются выровненными по времени в базовой станции, чтобы избежать помех для приема в смежных субкадрах, которые могут потенциально включать в себя передачи от других UE. eNB (усовершенствованный узел B) определяет на основе сигналов восходящей линии связи, принятых от UE, является ли UE выровненным по времени, или временная синхронизация сигнала должна быть скорректирована, чтобы он прибывал в eNB раньше или позже. Отсутствие выравнивания имеет место прежде всего тогда, когда расстояние между UE и антенной eNB изменяется, то есть когда UE перемещается. Когда eNB хочет скорректировать временную синхронизацию передачи по восходящей линии связи UE, он отправляет элемент управления MAC (MAC CE), известный как команда опережения временной синхронизации, содержащий значение опережения временной синхронизации (TA). Это значение используется UE, чтобы определить требуемое время передачи по восходящей линии связи относительно времени приема по нисходящей линии связи в UE.

UE обычно не знает, принята ли его передача по восходящей линии связи выровненной по времени, если и до тех пор пока оно не принимает от eNB команду TA, которая включает в себя значение TA. Чтобы гарантировать, что не выровненные по времени UE не выполняют передачи по восходящей линии связи, кроме поддержки процедур произвольного доступа, в выпуске 8 спецификаций 3GPP был введен таймер выравнивания по времени (TAT). UE поддерживает этот таймер и запускает или перезапускает его с предварительно определенным значением при приеме команды TA. Это предварительно определенное значение конфигурируется посредством сигнализации RRC от eNB. Когда время таймера истекает, UE должно считать себя не выровненным по времени, даже если его передачи по восходящей линии связи фактически могут быть достаточно выровнены по времени в eNB. Тогда UE должно выполнить процедуру произвольного доступа, чтобы снова получить выравнивание по времени.

Как отмечено выше, продолжительность таймера выравнивания по времени выбирается узлом eNB и сообщается в RRC. Более длительная продолжительность таймера увеличивает периодичность, с которой eNB должен отправлять обновленные команды TA, и тем самым уменьшается нагрузка сигнализации. С другой стороны, слишком длительные значения создают риск, что быстро движущееся UE становится несинхронизированным и выполняет такие передачи по восходящей линии связи, как периодические отчеты CQI, выделенные запросы планирования на PUCCH или зондирующие опорные символы, которые должным образом не выровнены по времени. Поэтому стандарты 3GPP определяют, что eNB является ответственным за выбор подходящей конфигурации TAT и за отслеживание предполагаемого времени истечения TAT в каждом UE.

Агрегация несущих (CA), кратко описанная выше в разделе "Уровень техники", была представлена в выпуске 10 (Rel-10) спецификаций 3GPP. В то время как поддержка агрегации несущих в выпуске 10 ограничена сценариями, в которых все обслуживающие соты восходящей линии связи работают с одинаковым выравниванием по времени, выпуск 11 стандартов предполагает поддержку развертываний, в которых экземпляры UE должны выполнять передачу по восходящей линии связи в обслуживающих сотах, имеющих разное выравнивание по времени, чтобы гарантировать выровненный по времени прием в eNB.

eNB определяет подходящие значения опережения временной синхронизации для всех обслуживающих сот или по меньшей мере одно значение опережения временной синхронизации для каждой группы обслуживающих сот, имеющих одинаковую задержку распространения между UE и узлом eNB. Для первичной соты (PCell) значение опережения временной синхронизации определяет смещение времени между временем приема сигнала нисходящей линии связи в UE и временем передачи ее сигналов восходящей линии связи. Значение опережения временной синхронизации для SCell может быть определено несколькими различными способами. Например, значение TA для SCell может указывать смещение времени относительно времени приема по нисходящей линии связи несущей нисходящей линии связи, которая соединена с SCell, например, через так называемое соединение SIB2. В качестве альтернативы, значение TA для SCell может указывать смещение времени относительно времени приема по нисходящей линии связи PCell (первичной соты), или оно может быть выражено как разность временной синхронизации для передачи по восходящей линии связи в PCell. Кроме того, значение TA может применяться к единственной SCell или к предварительно определенной группе сот.

В соответствии с этим информация, предоставленная в команде TA или с помощью команды TA, для выпуска 11 будет изменятся в зависимости от того, какой выбран подход к значениям TA. Процессы, которыми UE соответствующим образом обновляет значения TA для активированных обслуживающих сот или групп, также будут изменяться. Например, при групповой концепции команда TA может содержать только одно значение на группу, в то время как для индивидуального обновления опережения по времени команда TA может включать в себя одно з