Передача информации о характеристиках радиочастотного оконечного устройства

Передача информации о характеристиках радиочастотного оконечного устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники, предшествующий изобретению

Настоящее изобретение относится к способам, системам и аппарату для распределения ресурсов передачи информации и для передачи данных в системах мобильной телекоммуникации.

Варианты реализации настоящего изобретения могут, например, использоваться для распределения ресурсов передачи устройствам связи машинного типа (МТС-устройствам) в сотовых телекоммуникационных сетях, имеющих технологию доступа посредством радиосвязи, основанную на ортогональном мультиплексировании с разделением по частоте (OFDM-мультиплексировании) (такую как WiMAX и LTE).

Некоторые классы телекоммуникационного устройства, такие как МТС-устройства (например, полуавтономные или автономные оконечные устройства беспроводной связи), поддерживают приложения связи с "низкими возможностями", характеризующиеся, например, передачей небольших количеств данных в относительно нечастых интервалы времени.

Во многих сценариях, предпочтительно снабжать оконечные устройства, предназначенные для таких приложений связи с "низкими возможностями", простым принимающим модулем (или приемопередающим модулем), имеющим возможности более соразмерные с количеством данных, которые, вероятно, будут передаваться на это оконечное устройство (или от него). Эти более ограниченные возможности контрастируют с возможностями традиционных мобильных телекоммуникационных оконечных устройств, таких как "смартфоны" (мобильный телефон с функциями персонального компьютера), которые совместно используют доступ к одним и тем же телекоммуникационным сетям.

Для поддержания оконечных МТС-устройств было предложено ввести "виртуальную несущую", функционирующую в пределах ширины полосы пропускания одной или более "главных несущих": предпочтительно, чтобы предложенная концепция виртуальной несущей была интегрирована в рамки ресурсов передачи традиционных технологий доступа посредством радиосвязи, основанных на OFDM-мультиплексировании, и подразделяла частотный спектр способом, аналогичным OFDM-мультиплексированию. В отличие от данных, передаваемых на традиционной несущей в нисходящей линии связи OFDM-типа, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы без необходимости проводить обработку полной ширины полосы пропускания главной несущей в нисходящей линии связи OFDM-типа. Соответственно, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодировали с использованием принимающего модуля уменьшенной сложности: с сопутствующими этому выгодами, такими как возросшая простота, возросшая надежность, уменьшенный форм-фактор и более низкая стоимость производства.

Концепция виртуальной несущей описана во множестве патентных заявок, находящихся одновременно на рассмотрении (включающих в себя GB 1101970.0 [2], GB 1101981.7 [3], GB 1101966.8 [4], GB 1101983.3 [5], GB 1101853.8 [6], GB 1101982.5 [7], GB 1101980.9 [8] и GB 1101972.6 [9]), содержание которых включено в данную заявку посредством ссылки.

В одной версии концепции виртуальной несущей некоторое множество поднесущих расположены с предварительно заданными смещениями от некоторой средней частоты, аналогично структуре поднесущих в традиционном OFDM-мультиплексировании: эта средняя частота может рассматриваться как характеризующая всю виртуальную несущую. Средняя частота виртуальной несущей обычно выбирается таким образом, чтобы представлять собой среднюю частоту главной несущей.

Для изготовителей устройств связи массового производства, таких как МТС-устройства, привлекательными являются архитектуры приемников с прямым преобразованием, по причине их простоты и более низкой стоимости. Сети связи, следовательно, адаптировали свои стандарты для того, чтобы они позволяли принятие таких архитектур. Одна адаптация должна была предусматривать то, чтобы в стандарте не использовалась полоса частот, в которой приемники с прямым преобразованием, вероятно, столкнутся с уровнями помех, нарушающими связь, являющимися результатом несовершенств в самом приемнике (то есть самосмешивания сигналов)-неиспользуемая полоса частот обычно именуется как DC-поднесущая, где DC означает "постоянный ток": неиспользование некоторой полосы частот обычно достигается посредством неосуществления передачи несущей волны в этой полосе частот при передачах по нисходящей линии связи от базовой станции в сетях связи.

Следовательно, желательно эффективное функционирование системы беспроводных телекоммуникаций для МТС-устройств.

Раскрытие изобретения

В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается оконечное устройство, имеющее: радиочастотную (RF) принимающую часть для приема радиочастотных сигналов от базовой станции, причем радиочастотная принимающая часть имеет некоторое связанное с ней состояние ширины полосы пропускания, упомянутое состояние ширины полосы пропускания определяет то, на какой режим работы виртуального канала должно быть назначено это оконечное устройство; модуль сообщения о возможностях, приспособленный для того, чтобы определять состояние ширины полосы пропускания радиочастотной принимающей части оконечного устройства; и радиочастотную передающую часть для того, чтобы передавать на базовую станцию управляющие данные, при этом управляющие данные включают в себя состояние ширины полосы пропускания.

Предпочтительно, чтобы оконечное устройство и базовая станция передавали данные в системе беспроводных телекоммуникаций, используя некоторое первое множество поднесущих ортогонального мультиплексирования с разделением по частоте (OFDM-мультиплексирования), простирающееся на некоторую первую ширину полосы пропускаемых частот, причем, по меньшей мере, одна из упомянутых поднесущих является неиспользуемой средней частотой для этой первой ширины полосы пропускаемых частот, и при этом режим работы виртуального канала относится к некоторому виртуальному каналу, причем этот виртуальный канал представляет собой группу поднесущих, выбранных из упомянутого первого множества поднесущих OFDM-мультиплексирования и простирающихся на некоторую вторую ширину полосы пропускаемых частот, причем упомянутая вторая ширина полосы пропускаемых частот является существенно более узкой, чем первая ширина полосы пропускаемых частот.

Оконечное устройство может иметь некоторое первое состояние ширины полосы пропускания, причем первое состояние ширины полосы пропускания представляет указание на то, что оконечное устройство имеет приемник, который может принимать радиочастотные сигналы (RF-сигналы) в первой ширине полосы пропускаемых частот и основополосные сигналы во второй ширине полосы пропускаемых частот, первое состояние ширины полосы пропускания может соответствовать типу архитектуры приемника с основополосной узкой полосой частот, который описывается далее.

В качестве альтернативы этому или в дополнение к этому, оконечное устройство может иметь некоторое второе состояние ширины полосы пропускания, причем второе состояние ширины полосы пропускания представляет указание на то, что оконечное устройство имеет приемник, который может принимать радиочастотные сигналы (RF-сигналы) и основополосные сигналы во второй ширине полосы пропускаемых частот. Второе состояние ширины полосы пропускания может соответствовать типу архитектуры приемника с нормальной узкой полосой частот, который описывается далее.

Удобно, что базовая станция может включать в себя модуль мониторинга пропускной способности, предназначенный для определения уровня трафика данных в виртуальным каналах, и в случае, при котором как уровень трафика данных в виртуальном канале определен как превышающий некоторый пороговый уровень пропускной способности, так и оконечное устройство определено как имеющее некоторое второе состояние ширины полосы пропускания, причем второе состояние ширины полосы пропускания представляет указание на то, что оконечное устройство имеет приемник, который может принимать радиочастотный сигналы (RF-сигналы) и основополосные сигналы по второй ширине полосы пропускаемых частот: средняя частота для виртуального канала назначается на частоту, существенно отличную от средней частоты для первой ширины полосы пропускаемых частот, базовая станция дополнительно сконфигурирована таким образом, чтобы обозначать эту назначенную среднюю частоту как неиспользуемую среднюю частоту для этого виртуального канала; и этой обозначенной неиспользуемой средней частотой является, по меньшей мере, одна неиспользуемая поднесущая, распределенная на эту назначенную среднюю частоту.

Предпочтительно, чтобы состояние ширины полосы пропускания представляло указание на классификацию архитектуры приемника, выбираемую из группы, включающей в себя архитектуры: преобразования с промежуточной частотой, прямого преобразования, нормальную узкополосную и основополосную узкополосную.

В качестве альтернативы этому или в дополнение к этому, состояние ширины полосы пропускания может соответствовать, по меньшей мере, одному параметру, характеризующему возможности приемника в отношении размера ширины полосы пропускания. Возможности в отношении размера ширины полосы пропускания могут относиться к радиочастотным возможностям и/или основополосным возможностям приемника.

Было признано желательным распространить концепцию виртуальных несущих на блоки поднесущих OFDM-мультиплексирования, которые не центрированы относительно средней частоты главной несущей. Находящаяся одновременно на рассмотрении патентная заявка GB 1113801.3 [11] описывает одну конфигурацию, в которой имеется множество МТС-устройств, и средняя частота, по меньшей мере, некоторых из виртуальных несущих не является одинаковой со средней частотой главной несущей.

В этом случае, существует риск того, что средняя частота, назначенная виртуальной несущей, может не быть свободной от данных, и, соответственно, что МТС-устройства с архитектурой приемника с прямым преобразованием могут столкнуться с нежелательными помехами, и, следовательно, что они могут работать менее эффективно на этой виртуальной несущей.

Передача управляющих данных, включающих в себя состояние ширины полосы пропускания, позволяет базовым станциям эффективно распределять неиспользуемую поднесущую (то есть DC-поднесущую) каждому оконечному устройству, использующему один или более блоков ресурса в режиме виртуальном несущей (такому как МТС-устройства), в соответствии с возможностями этого оконечного устройства в отношении ширины полосы пропускания. В зависимости от возможностей МТС-устройства (то есть состояния ширины полосы пропускания) средней частоте виртуальных несущих не нужно быть той же самой, что и средняя частота главной несущей, и все же всем МТС-устройствам, которые могли бы быть затронуты самосмешиванием, могут быть назначены виртуальные несущие, которые имеют подходящие "неиспользуемые" средние частоты.

Хотя известные конфигурации виртуальных несущих не учитывают воздействие DC-смещения для приемников с прямым преобразованием в случае, когда средняя частота виртуальной несущей отличается от средней частоты главной несущей, описываемое здесь решение предоставляет набор решений для распределения DC-поднесущей для виртуальной несущей (особенно в недорогих оконечных устройствах МТС-типа), при котором виртуальная несущая распределена по группам поднесущих (то есть блокам ресурса), отличным от тех, что центрированы относительно средней частоты главной несущей (в LTE-формате).

Различные дополнительные аспекты и варианты реализации изобретения предлагаются в прилагаемой формуле изобретения.

Следует понимать, что признаки и аспекты изобретения, описанного выше в отношении первого и других аспектов изобретения, равным образом применимы и могут быть объединены с вариантами реализации изобретения, соответствующими другим аспектам изобретения, согласно тому, что требуется, и не только в конкретных сочетаниях, описанных выше.

Краткое описание чертежей

Варианты реализации настоящего изобретения будут теперь описаны, только в порядке примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых схожие части снабжены корреспондирующими ссылочными позициями и на которых:

на фиг. 1 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирован пример традиционной сети мобильной телекоммуникации;

на фиг. 2 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирован традиционный кадр радиосвязи в LTE-формате;

на фиг. 3А приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирован пример традиционного подкадра нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате;

на фиг. 3В проиллюстрировано положение DC-поднесущей в пределах полосы частот, середина которой расположена на средней частоте главной несущей в традиционном LTE-формате;

на фиг. 3С показана более мелкая структура в пределах блоков ресурса традиционного LTE-формата;

на фиг. 4 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирован пример подкадра нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате, в котором (подкадре) на средней частоте главной несущей была встроена виртуальная несущая;

на фиг. 5 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирован пример подкадра нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате, в котором (подкадре) виртуальные несущие были встроены на ряде частот главной несущей, что требует распределения дополнительных неиспользуемых поднесущих (DC-поднесущих) на средней частоте для каждой такой виртуальной несущей;

на фиг. 6А приводится схематическая иллюстрация архитектуры приемника с прямым преобразованием (с нулевой промежуточной частотой);

на фиг. 6В приводится схематическая иллюстрация DC-смещения (смещения постоянной составляющей), возникающего в архитектуре с прямым преобразованием (нулевой промежуточной частотой - нулевой IF);

на фиг. 6В приводится схематическая иллюстрация архитектуры с "непрямым" преобразованием (например, гетеродином), использующая фильтр промежуточной частоты для того, чтобы обойти DC-смещение;

на фиг. 8А приводится схематическая иллюстрация функционирования RRM-управления (управления ресурсом радиосвязи) в базовой станции при определении того, на какой виртуальный канал распределять пользовательское оборудование;

на фиг. 8В приводится схематическая иллюстрация функционирования модуля планирования на базовой станции при передаче данных пользовательскому оборудованию, которому был назначен данный виртуальный канал;

на фиг. 8С приводится схематическая иллюстрация функционирования пользовательского оборудования с фиг. 8А и 8В;

на фиг. 9 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрированы две архитектуры радиочастот оконечных устройств: "нормальная узкая полоса частот" (А) и "основополосная узкая полоса частот" (В);

на фиг. 10 приводится схематическое изображение выбора вариантов в архитектурах радиочастот оконечного устройства, предназначенных для восходящей линии связи и нисходящей линии связи, архитектура основополосной узкой полосы частот дополнительно подразделена;

на фиг. 11 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирован подкадр нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате, в котором (подкадре) виртуальная несущая была встроена в соответствии с одним вариантом реализации изобретения;

на фиг. 12А приводится схематическая иллюстрация функционирования RRM-управления (управления ресурсом радиосвязи) в базовой станции при определении того, на какой виртуальный канал распределять пользовательское оборудование, где распределение виртуальных несущих зависит от радиочастотных возможностей оконечного устройства, в соответствии с одним вариантом реализации изобретения;

на фиг. 12В приводится схематическая иллюстрация функционирования пользовательского оборудования с фиг. 12А в соответствии с одним примером по настоящему изобретению;

на фиг. 12С приводится схематическая иллюстрация определения радиочастотных возможностей пользовательского оборудования с фиг. 12А и 12В;

на фиг. 13А приводится схематическая иллюстрация традиционной процедуры для передачи данных о возможностях пользовательского оборудования в e-UTRAN;

на фиг. 13В проиллюстрирован традиционный информационный элемент UE-EUTRA-Capability, к которому могут быть присоединены новые информационные элементы, относящиеся к устройствам МТС-типа;

на фиг. 14 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрирована часть сотовой телекоммуникационной сети LTE-формата, адаптированная к тому, чтобы предоставлять доступ посредством радиосвязи к традиционному оконечному устройству LTE-типа и оконечным устройствам с уменьшенными возможностями в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретение; и

на фиг. 15 проиллюстрировано различие между непланированием и "прокалыванием" при оставлении поднесущей неиспользованной.

Осуществление изобретения

Системы мобильной телекоммуникации третьего и четвертого поколения, такие как системы, основанные на архитектурах UMTS (Универсальной мобильной телекоммуникационной сети) и Долгосрочной эволюции (LTE), определенных 3GPP (Проектом партнерства третьего поколения), способны поддерживать более сложные сервисы, чем простые сервисы передачи голоса и сообщений, предлагаемые предшествующими поколениями систем мобильной телекоммуникации.

Например, с улучшенным интерфейсом радиосвязи и повышенными скоростями передачи данных, обеспечиваемыми LTE-системами, пользователь может наслаждаться приложениями с высокими скоростями передачи данных, такими как потоковая передача видеоданных для мобильных устройств и видеоконференцсвязь для мобильных устройств, каковые приложения ранее были бы доступны только посредством информационного соединения по линиям фиксированной связи. Следовательно, потребность в развертывании сетей связи третьего и четвертого поколения является сильной, и ожидается, что зона обслуживания этих сетей связи, то есть географические места, в которых возможен доступ к этим сетям связи, быстро увеличится.

На фиг. 1 приводится схематическое изображение, на котором проиллюстрированы некоторые основные функциональные возможности традиционной сети мобильной телекоммуникации.

Эта сеть связи включает в себя множество базовых станций (101), соединенных с основной сетью (102) связи. Каждая базовая станция обеспечивает зону (103) обслуживания (то есть соту), в пределах которой данные могут передаваться оконечным устройствам (также именуемым как мобильные оконечные устройства (МТ) или пользовательское оборудование (UE)) (104) и от них. Данные передаются от базовых станций (101) оконечным устройствам (104) в пределах их соответствующих зон (103) обслуживания по нисходящей линии радиосвязи. Данные передаются от оконечных устройств (104) базовым станциям (101) по восходящей линии радиосвязи. Основная сеть (102) связи маршрутизирует данные, передаваемые оконечным устройствам (104) и от них, через соответствующие базовые станции (101) и предоставляет такие функции, как аутентификация, управление мобильностью, начисление платы и так далее.

В системах мобильной связи, таких как системы, которые организованы в соответствии с архитектурой Долгосрочной эволюции (LTE), определенной 3GPP (Проектом партнерства третьего поколения), используется интерфейс, основанный на ортогональном мультиплексировании с разделением по частоте (OFDM-мультиплексировании), для нисходящей линии радиосвязи (так называемый OFDMA) и для восходящей линия радиосвязи (так называемый SC-FDMA).

На фиг. 2 показано схематическое изображение, на котором проиллюстрирован основанный на OFDM-мультиплексировании кадр (201) нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате. Этот кадр нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате передается от базовой станции LTE-формата (известной как усовершенствованный Узел В) и длится 10 миллисекунд. Кадр нисходящей линии радиосвязи содержит десять подкадров, причем каждый подкадр длится 1 миллисекунду. В первом и шестом подкадрах LTE-кадра передаются первичный сигнал синхронизации (PSS-сигнал) и вторичный сигнал синхронизации (SSS-сигнал). Основной канал вещания (РВСН-канал) передается в первом подкадре LTE-кадра. PSS, SSS и РВСН более подробно обсуждаются ниже.

На фиг. 3А приводится схематическое изображение, на котором приведена сетка, иллюстрирующая структуру приводимого в качестве примера традиционного LTE-подкадра нисходящей линии связи. Этот подкадр содержит некоторое предварительно заданное количество "символов", каждый из которых передается в течение соответствующего периода времени в 1 миллисекунду. Каждый символ содержит некоторое предварительно заданное количество ортогональных поднесущих, распределенных по ширине полосы пропускания несущей в нисходящей линии радиосвязи. Здесь горизонтальная ось представляет время, в то время как вертикальная представляет частоту.

Как было отмечено выше, в LTE-формате предусматривается неиспользуемая поднесущая (305) на средней частоте главной несущей OFDM-мультиплексирования. На фиг. 3В проиллюстрировано положение неиспользуемой поднесущей (305) в пределах полосы пропускания, середина которой расположена на средней частоте главной несущей.

Приводимый в качестве примера подкадр, показанный на фиг. 3А, содержит 14 символов и 1200 поднесущих, разнесенных по ширине (R₃₂₀) полосы пропускания, составляющей 20 мегагерц. Самое малое распределение пользовательских данных для передачи в LTE-формате представляет собой "блок ресурса", содержащий двенадцать поднесущих, передаваемых за один слот (0,5 подкадра).

На фиг. 3С показана более мелкая структура в пределах каждого блока ресурса (RB): блок ресурса представляет полосу частот шириной 180 килогерц, в то время как каждая поднесущая отстоит от своих соседей на 15 килогерц. Каждый индивидуальный прямоугольник в сетке подкадра, показанной на фиг. 3А, соответствует двенадцати поднесущим, передаваемым на одном символе.

На фиг. 3А штриховкой показано распределение ресурсов для четырех оконечных устройств (340), (341), (342), (343) LTE-типа. Например, распределение (342) ресурсов для некоторого первого оконечного устройства LTE-типа (для пользовательского оборудования (1)) простирается на шесть блоков, состоящих из двенадцати поднесущих (то есть на 60 поднесущих), распределение (343) ресурсов для второго оконечного устройства LTE-типа (для пользовательского оборудования (2)) простирается на шесть блоков, состоящих из двенадцати поднесущих, и так далее.

Данные канала управления передаются в области (300) управления (показанной на фиг. 3 штриховкой посредством точек) в подкадре, содержащей первые n символов подкадра, где n может варьироваться между одним и тремя символами для ширин полосы пропускания канала, составляющих 3 мегагерца или более, и где n может варьироваться между двумя и четырьмя символами для ширин полосы пропускания канала, составляющих 1,4 мегагерца. В целях приведения конкретного примера нижеследующее описание относится к главным несущим с шириной полосы пропускания канала, составляющей 3 мегагерца или больше, так что максимальное значение n будет составлять 3. Данные, передаваемые в области (300) управления, включают в себя данные, передаваемые по физическому каналу управления нисходящей линией связи (PDCCH-каналу), физическому каналу указателя формата управления (PCFICH-каналу) и физическому каналу указателя HARQ (PHICH-каналу).

PDCCH-канал содержит управляющие данные, указывающие то, какие поднесущие на каких символах подкадра были распределены конкретным оконечным устройствам LTE-типа. Таким образом, данные PDCCH-канала, передаваемые в области (300) управления в подкадре, показанном на фиг. 3, указывали бы, что пользовательскому оборудованию (1) был распределен блок ресурсов, идентифицированный ссылочной позицией 342, что пользовательскому оборудованию (2) был распределен блок ресурсов, идентифицированный ссылочной позицией 343, и так далее.

PCFICH-канал содержит управляющие данные, указывающие размер области управления (то есть между одним и тремя символами).

PHICH-канал содержит данные HARQ (Гибридного автоматического запроса), указывающие то, действительно ли ранее переданные данные восходящей линии связи были успешно приняты сетью связи.

Символы в средней полосе (310) частот сетки частотно-временного ресурса используются для передачи информации, включающей в себя первичный сигнал синхронизации (PSS-сигнал), вторичный сигнал синхронизации (SSS-сигнал) и физический канал вещания (РВСН-канал). Эта средняя полоса (310) частот обычно имеет ширину в 72 поднесущие (соответствующие ширине полосы пропускания, составляющей 1,08 мегагерц). PSS-сигнал и SSS-сигнал представляют собой сигналы синхронизации, которые будучи однажды детектированы, позволяют оконечному устройству (104) LTE-типа достигнуть кадровой синхронизации и определить идентичность усовершенствованного Узла В, передающего сигнал нисходящей линии связи. РВСН-канал несет информацию о соте, содержащую главный блок информации (MIB-блок), который включает в себя параметры, которые оконечные устройства LTE-типа используют для того, чтобы надлежащим образом осуществлять доступ к соте. В других элементах ресурса подкадра могут быть переданы данные, передаваемые на индивидуальные оконечные устройства LTE-типа по физическому нисходящему совместно используемому каналу связи (PDSCH-каналу). Дополнительное объяснение этих каналов приводится ниже.

На фиг. 3А также показана область PDSCH-канала, содержащая системную информацию и простирающуюся на ширину полосы пропускания, составляющую R₃₄₄. Традиционный LTE-кадр будет также включать в себя опорные сигналы, которые обсуждаются далее ниже, но не показаны на фиг. 3А в интересах ясности.

Количество поднесущих в LTE-канале может варьироваться в зависимости от конфигурации сети передачи данных. Обычно оно варьируется от 72 поднесущих, содержащихся в пределах ширины полосы пропускания канала, составляющей 1,4 мегагерца, до 1200 поднесущих, содержащихся в пределах ширины полосы пропускания канала, составляющей 20 мегагерц (как это схематически показано на фиг. 3А). Как известно в данной области техники, данные, передаваемые по PDCCH-каналу, PCFICH-каналу и PHICH-каналу, обычно распределяются по поднесущим по всей ширине полосы пропускания подкадра. Следовательно, для того, чтобы принимать и декодировать область управления, традиционное оконечное устройство LTE-типа должно быть в состоянии принимать всю эту ширину полосы пропускания.

Как было упомянуто выше, ожидаемое широко распространенное развертывание сетей связи третьего и четвертого поколений привело к параллельной разработке класса устройств и приложений, которые, вместо того, чтобы воспользоваться высокими располагаемыми скоростями передачи данных, вместо этого используют преимущество надежного интерфейса радиосвязи и увеличивающуюся повсеместность зоны обслуживания. Этот параллельный класс устройств и приложений включает в себя МТС-устройства и так называемые приложения связи "машина с машиной" (М2М-приложения), в которых полуавтономные или автономные устройства беспроводной связи обычно передают малые количества данных на относительно нечастой основе.

Примеры МТС-устройств (и М2М-устройств) включают в себя: так называемые интеллектуальные измерительные приборы, которые, например, располагаются в доме клиента и периодически передают информацию назад на центральный сервер МТС-связи данные, касающиеся потребления клиентом коммунальных услуг, таких как газ, вода, электричество и так далее; приложения по "отслеживанию и розыску объектов", такие как системы отслеживания на транспорте и в логистике, системы взимания платы за пользование дорогами и дорожного мониторинга; системы дистанционного технического обслуживания и управления с датчиками, задействованными посредством МТС-связи, освещение, диагностика и так далее; мониторинг окружающей среды; системы оплаты в местах продажи и торговые автоматы; системы безопасности и так далее.

Дополнительная информация о характеристиках устройств МТС-типа и дополнительные примеры приложений, в которых могут быть применены МТС-устройства, могут быть найдены, например, в соответствующих стандартах, таких как ETSI TS (технический стандарт Европейского института стандартов по телекоммуникациям) 122 368 V10.530 (2011-07) / 3GPP TS (технический стандарт Проекта партнерства третьего поколения) 22.368 версия 10.5.0 выпуск 10) [1].

Хотя для оконечных устройств, таких как оконечные устройства МТС-типа, может быть удобным воспользоваться широкой зоной обслуживания, обеспечиваемой сетью мобильной телекоммуникации третьего или четвертого поколения, в настоящее время здесь имеются недостатки и проблемы для их успешного развертывания. В отличие от традиционного оконечного устройства третьего или четвертого поколения, такого как "смартфон" (мобильный телефон с функциями персонального компьютера), оконечное устройство МТС-типа, в предпочтительном варианте, является относительно простым и недорогим: в дополнение к этому, МТС-устройства часто размещаются в положениях, которые не предоставляют свободного доступа для непосредственного технического обслуживания или замены, надежность и эффективность работы могут иметь критически важное значение. Кроме того, хотя тип функций, выполняемых оконечным устройством МТС-типа (например, сбор и передача данных запрашивающей стороне) не требует выполнения особенно сложной обработки данных, сети мобильной телекоммуникации третьего и четвертого поколения обычно используют в интерфейсе радиосвязи передовые технологии модуляции данных (такие как QAM16 или QAM64), что может требовать реализации более сложных и дорогостоящих приемопередатчиков.

Обычно вполне оправдано включать такие сложные приемопередатчики в "смартфон", поскольку "смартфон" обычно потребует мощного процессора для выполнения обычных функций типа "смартфона". Однако, как было показано выше, в настоящее время имеется потребность в том, чтобы использовать относительно недорогие и менее сложные устройства для связи с использованием сетей LTE-типа. Параллельно с этим стимулом для предоставления возможности доступа в сеть связи устройствам, имеющим различные эксплуатационные возможности, например, уменьшенную рабочую ширину полосы пропускания, существует потребность в том, чтобы оптимизировать использование располагаемой ширины полосы пропускания в системе телекоммуникаций, поддерживающей такие устройства.

Во многих сценариях наделение оконечных устройств с низкими возможностями, таких как эти, традиционным высокопроизводительным принимающим LTE-модулем, способным принимать и обрабатывать (управляющие) данные из кадра нисходящей линии связи в LTE-формате по полной ширине полосы пропускания несущей, может быть чрезмерно сложным для устройства, которое должно только передавать небольшие количества данных. Это может, следовательно, ограничивать практичность широкого развертывания устройств МТС-типа, имеющих низкие возможности, в сети LTE. Вместо этого, предпочтительно наделять оконечные устройства с низкими возможностями, такие как МТС-устройства, более простым принимающим модулем, который более пропорционален тому количеству данных, которое, вероятно, подлежит передаче на это оконечное устройство.

Соответственно, в пределах передающих ресурсов традиционной несущей в нисходящей линии связи OFDM-типа (то есть "главной несущей") предусматривается некоторая "виртуальная несущая" специально приспособленная к оконечным устройствам с низкими возможностями, таким как МТС-устройства. В отличие от данных, передаваемых на традиционной несущей в нисходящей линии связи OFDM-типа, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы без необходимости обрабатывать полную ширину полосы пропускания главной несущей OFDM-мультиплексирования в нисходящей линии связи. Соответственно, данные, передаваемые на виртуальной несущей, могут быть приняты и декодированы с использование принимающего модуля уменьшенной сложности.

Термин "виртуальная несущая" соответствует, по существу, выделению для устройств МТС-типа в пределах главной несущей узкой полосы частот для технологии доступа посредством радиосвязи, основанного на OFDM-мультиплексировании (такой технологии, как WiMAX или LTE).

Концепция виртуальной несущей описывается в ряде находящихся одновременно на рассмотрении патентных заявках (включающих в себя GB 1101970.0 [2], GB 1101981.7 [3], GB 1101966.8 [4], GB 1101983.3 [5], GB 1101853.8 [6], GB 1101982.5 [7], GB 1101980.9 [8] и GB 1101972.6 [9]), содержание которых включено в состав данной заявки посредством ссылки. Однако, для простоты ссылки, здесь также приводится краткий обзор некоторых аспектов концепции виртуальных несущих. При приведении этого краткого обзора часто принимаются следующие сокращения: виртуальная несущая - VC, главная несущая - НС, пользовательское оборудование - UE, блок ресурса - RB, радиочастота - RF, и основополосный сигнал - ВВ.

Как при традиционном OFDM-мультиплексировании, в концепции виртуальной несущей имеется множество поднесущих, расположенных с предварительно заданными смещениями от некоторой средней частоты: средняя частота, таким образом, характеризует всю виртуальную несущую.

Типичная ширина полосы пропускания виртуальной несущей составляет шесть блоков ресурса, (то есть 72 поднесущие), что соответствует минимальной, в соответствии с 3GPP, ширине полосе пропускания в LTE-формате. Однако, как будет видно в нижеследующем описании, ширина полосы пропускания виртуальной несущей ни в коем случае не ограничена 6 блоками ресурса.

В соответствии с Выпуском 8 3GPP-стандарта для LTE (REL8 LTE), ресурсы виртуальной несущей обычно располагаются в блоках ресурса, отцентрированных по средней частоте главной несущей и распределенных симметрично (по обе стороны от этой средней частоты главной несущей) независимо от ширины полосы пропускания системы.

Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение сетки, на котором проиллюстрирована структура подкадра нисходящей линии радиосвязи в LTE-формате с виртуальной несущей (401), занимающей блоки ресурса, отцентрированные по средней частоте главной несущей. Средняя частота (403) виртуальной несущей выбирается таким образом, чтобы быть средней частотой (401) главной несущей.

В соответствии с традиционным подкадром нисходящей линии связи в LTE-формате, проиллюстрированному на фиг. 3А, первые n символов образуют область (300) управления, которая зарезервирована для передачи данных управления нисходящей линией связи, таких как данные, передаваемые по PDCCH-каналу, PCFICH-каналу или PHICH-каналу.

Сигналы на виртуальной несущей (401) располагаются таким образом, что сигналы, передаваемые главной несущей, которые потребовались бы оконечному устройству, функционирующему на главной несущей, для правильной работы и которые оно ожидало бы обнаружить в известном предварительно заданном месте расположения (например, PSS-сигнал, SSS-сигнал, и РВСН-канал в средней полосе (310) частот, показанной на фиг. 3А), сохранены. Виртуальная несущая сконфигурирована таким образом, чтобы переплетаться, а не сталкиваться с такими ресурсами главной несущей.

Как можно видеть из фиг. 4, данные, передаваемые на виртуальной несущей (401), передаются в ограниченной ширине полосы пропускания. Ею могла бы быть любая подходящая ширина полосы пропускания, меньшая, чем ширина полосы пропускания главной несущей. В примере, показанном на фиг. 4, виртуальная несущая передается в ширине полосы пропускания, содержащей 12 блоков, состоящих из 12 поднесущих (то есть 144 поднесущие), что эквивалентно ширине полосы пропускания, составляющей 2.16 мегагерц. Соответственно, оконечному устройству, использующему виртуальную несущую (401), необходимо только быть оборудованным приемником, способным принимать и обрабатывать данные, передаваемые в ширине полосы пропускания, составляющей 2.16 мегагерц. Это позволяет снабжать оконечные устройства с низкими возможностями (например, оконечные устройства МТС-типа) упрощенными принимающими модулями, и все же при этом быть способными работать в сети связи OFDM-типа, которая, как было объяснено выше, традиционно требует от оконечных устройств, чтобы они были оборудованы приемниками, способными принимать и обрабаты