РАЗВЕРТЫВАНИЕ СЛУЖБЫ УЗКОПОЛОСНОЙ ПЕРЕДАЧИ НА ШИРОКОПОЛОСНОЙ НЕСУЩЕЙ В ЗАЩИТНОЙ ПОЛОСЕ ЧАСТОТ
DEPLOYMENT OF NARROWBAND TRANSMISSION SERVICE ON A BROADBAND CARRIER IN A PROTECTIVE FREQUENCY BAND

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в целом, относится к сетям беспроводной связи и, в частности, к процессу корректировки частоты широкополосной несущей в пределах выделенной полосы частот свободного спектра для развертывания службы узкополосной передачи в одной защитной полосе частот.
Уровень техники
В настоящее время разрабатывают и совершенствуют системы сотовой связи для связи машинного типа (MTC). В МТС связь характеризуется более низкими требованиями к скорости передачи данных, чем, например, в мобильной широкополосной связи. Однако MTC имеет более высокие требования к иным характеристикам, таким как низкой стоимости устройства, расширенной областью покрытия и способностью работать в течение многих лет на аккумуляторах без зарядки или их замены. На совещании 3GPP RAN № 70 был утвержден новый рабочий термин под названием «Узкополосный интернет-вещей» (NB-IoT). Задача состоит в том, чтобы определить радиодоступ для сотового интернета вещей, который характеризуется повышенной областью покрытия, поддержкой массового количества устройств с низкой пропускной способностью, низкой чувствительностью к задержкам, чрезвычайно низкой стоимостью устройства, низким уровнем энергопотребления устройства и (оптимизированной) сетевой архитектурой, а также поддержкой обратной совместимости с существующей технологией радиодоступа стандарта «Долгосрочное развитие» (LTE).
Для NB-IoT определены три режима работы: автономный, в защитной полосе частот и внутриполосной режим. В автономном режиме NB-IoT система работает в выделенных полосах частот. Для работы во внутриполосном режиме NB-IoT система может работать на внутренних полосах частот, используемых текущей LTE системой. В режиме защитной полосы частот NB-IoT система может работать в защитной полосе частот, используемой текущей LTE системой, то есть, на частотах ниже и выше LTE несущей, которые находятся в пределах спектральной маски выделенной полосы частот, но не используются LTE несущей.
NB-IoT использует наименьшую распределяемую полосу пропускания в LTE: блок физических ресурсов (PRB), определенный как 12 поднесущих на один слот (0,5 msec). При разносе поднесущих 15 кГц NB-IoT имеет полосу пропускания 180 кГц. Канал растра NB-IoT систем (например, LTE) находится в сетке разнесения частот 100 кГц. То есть, NB-IoT устройства пытаются получить доступ к NB-IoT несущим с шагом 100 кГц. В схеме автономного развертывания несущие могут быть разнесены на 100 кГц. В схеме внутриполосного развертывания только некоторые из PRBs на LTE несущей являются кандидатами на NB-IoT передачу, только те, которые находятся в непосредственной близости к растровому значению 100 кГц. Аналогичным образом, в схеме развертывания в защитной полосе частот NB-IoT несущая может быть отделена от LTE несущей (по частоте) на уровне или близком к 100 кГц. Это не является ограничительным условием для широкополосных LTE несущих, которые имеют соответственно широкие защитные полосы частот.
Для достижения требования к области покрытия, мощность передачи NB-IoT сигналов должна быть выше, чем у LTE несущей, например, на 6 дБ. Это отлично подходит для автономных и внутриполосных схем развертывания. Однако для NB-IoT режима защитной полосы частот, особенно на LTE несущих с более меньшей пропускной способностью, выполнение требования обеспечения интервала растра 100 кГц может повлечь перемещение NB-IoT несущей на значительное расстояние от LTE несущей, то есть, ближе к границе выделенной полосы частот, таким образом, повышение уровня мощности на 6 дБ приведет к тому, что NB-IoT несущая нарушит строгое требование спектральной маски. Следовательно, схема развертывания режима защитной полосы частот невозможна в некоторых LTE несущих с меньшей пропускной способностью.
Раздел «Уровень техники» настоящего документа предоставлен для описания вариантов осуществления настоящего изобретения в технологическом и операционном контексте, чтобы помочь специалистам понять их область применения и полезность. Подходы, описанные в разделе «Уровень техники», могут быть расширены, но не обязательно являются подходами, которые ранее были задуманы или были реализованы. Если явно не указано как таковое, настоящий документ не содержит указание на предшествующий уровень техники только путем его включения в раздел «Уровень техники».
Раскрытие сущности изобретения
Нижеследующее представляет собой упрощенное описание настоящего изобретения, с целью обеспечения основного понимания специалистами в данной области техники. Настоящее описание, приведенное в данном разделе, не является всеобъемлющим обзором настоящего изобретения и не предназначено для определения ключевых/критических элементов вариантов осуществления изобретения или для определения объема изобретения. Единственной задачей настоящего раздела является представление некоторых концепций, раскрытых в настоящем описании в упрощенной форме, в качестве введения более подробного описания, которое представлено ниже.
Согласно одному или нескольким вариантам осуществления, описанным и заявленным в настоящем документе, LTE несущую сдвигают вверх или вниз по частоте в пределах выделенной полосы частот на целое кратное растровому интервалу канала (например, 100 кГц). Это уменьшает размер защитной полосы частот на одной стороне несущей и расширяет защитную полосу частот на другой стороне. NB-IoT несущую затем размещают в расширенной защитной полосе частот на интервал 100 кГц или около него, и использует поднесущие 15 кГц. Таким образом, NB-IoT несущая поддерживает ортогональность с LTE несущей, но имеет «пространство» в расширенной защитной полосе частот, чтобы находиться на правильной частоте, что может также удовлетворить условию повышения мощности передачи, например, на 6 дБ, оставаясь в пределах спектральной маски. Перемещенная LTE несущая является транспарантной для LTE устройства пользователя (UE), поскольку растровый интервал LTE-канала также составляет 100 кГц. В схеме развертывании FDD несущую восходящей линии связи сдвигают в том же направлении и на ту же величину, тем самым, сохраняя дуплексный разнос (опять же, будучи прозрачным для унаследованной LTE-операции).
Один вариант осуществления относится к способу предоставления узкополосной несущей в защитной полосе частот широкополосной несущей сети беспроводной связи, в котором широкополосную несущую передают в спектральной маске выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, на которых широкополосную несущую не передают, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и в пределах спектральной маски. Способ содержит передачу узкополосной несущей в расширенной защитной полосе частот на частоте, при которой передача является ортогональной к передачам широкополосных несущих. Широкополосную несущую передают на частоте в пределах выделенной полосы частот, которую смещают от своего номинального положения в центре или вблизи центра полосы частот в одном из направлений более высоких или более низких частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей.
Другой вариант осуществления относится к способу размещения узкополосной несущей в защитной полосе частот широкополосной несущей системы беспроводной связи, в котором широкополосную несущую передают в пределах спектральной маски выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, на которых широкополосную несущую не передают, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и в пределах спектральной маски. Способ содержит передачу широкополосной несущей на частоте в пределах выделенной полосы частот, которая смещена от своего номинального положения на уровне или вблизи центра полосы частот в одном из направлений более высоких или более низких частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Узкополосную несущую передают в расширенной защитной полосе частот на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
Еще один вариант осуществления относится к базовой станции, работающей в сети беспроводной связи, в котором передают широкополосную несущую в спектральной маске выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, на которых не передают широкополосную несущую, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и в пределах спектральной маски. Базовая станция включает в себя приемопередатчик и схему обработки, оперативно соединенную с приемопередатчиком и выполненную с возможностью вызывать приемопередатчик передавать узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот широкополосной несущей на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей. Широкополосную несущую передают на частоте в пределах выделенной полосы частот, которую смещают от своего номинального положения в центре или вблизи центра полосы частот в одном из направлений более высоких или более низких частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей.
Еще один вариант осуществления относится к базовой станции, действующей в сети беспроводной связи, в котором широкополосную несущую передают в спектральной маске выделенной полосы частот, так что защитные полосы, на которых не передают широкополосную несущую, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и в пределах спектральной маски. Базовая станция включает в себя приемопередатчик и схему обработки, оперативно соединенную с приемопередатчиком и выполненную с возможностью вызывать приемопередатчик передавать широкополосную несущую на частоте в пределах выделенной полосы частот, которую смещают от своего номинального положения в центре или вблизи центра полосы частот, в одном из направлений более высоких или более низких частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Узкополосную несущую передают в расширенной защитной полосе частот широкополосной несущей на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
Еще один вариант осуществления относится к устройству, действующему в сети беспроводной связи, в котором передают широкополосную несущую в спектральной маске выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, в которых не передают широкополосную несущую, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и в пределах спектральной маски, и в которой узкополосную несущую передают в расширенной защитной полосе частот широкополосной несущей на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей. Устройство включает в себя модуль, выполненный с возможностью передавать широкополосную несущую на частоте в пределах выделенной полосы частот, которая сдвинута с ее номинального положения на или вблизи центра полосы частот в одном из направлений более высокого или более низкого по частоте на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей.
Еще один вариант осуществления относится к устройству, действующему в сети беспроводной связи, в котором передают широкополосную несущую в спектральной маске выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, в которых не передают широкополосную несущую, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и в пределах спектральной маски, и в котором широкополосную несущую передают на частоте в пределах выделенной полосы частот, которая сдвинута с ее номинального положения на или вблизи центра полосы частот в одном из направлений более высоких или низких частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Устройство включает в себя модуль, выполненный с возможностью передавать узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот широкополосной несущей на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
Краткое описание чертежей
Далее будет приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения. Однако настоящее изобретение не должно истолковываться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в настоящем документе. Скорее, описание вариантов осуществления настоящего изобретения представит полное пояснение объема изобретения специалистам в данной области техники. Одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым элементам.
Фиг.1 представляет собой шкалу частот, показывающую LTE смещения частоты несущей для четной и нечетной полосы пропускания системы.
Фиг.2 представляет собой шкалу частот, показывающую спектральную маску LTE широкополосной несущей.
Фиг.3 представляет собой шкалу частот, показывающую LTE широкополосную несущую, сдвинутую как вверх, так и вниз на 100 кГц.
Фиг.4 представляет собой шкалу частот, показывающую LTE широкополосную несущую, сдвинутую как вверх, так и вниз на 200 кГц.
Фиг.5 показывает блок-схему алгоритма способа предоставления узкополосной несущей в расширенной защитной полосе частот широкополосной несущей со сдвигом.
Фиг.6 показывает блок-схему алгоритма способа передачи широкополосной несущей со сдвигом для размещения узкополосной несущей в расширенной защитной полосе частот.
Фиг.7 показывает блок-схему базовой станции.
Фиг.8 показывает схему физических блоков в схеме обработки в базовой станции, показанной на фиг.7.
Фиг.9 показывает схему модулей программного обеспечения в памяти в базовой станции, показанной на фиг.7.
Фиг.10 показывает схему модулей, содержащих архитектуру виртуального функционального модуля устройства.
Осуществление изобретения
Для простоты пояснения и иллюстративных целей настоящее изобретение описано, главным образом, в виде примерного варианта его осуществления. В нижеследующем описании приведено множество конкретных деталей для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что на практике настоящее изобретение может быть осуществлено без этих конкретных деталей. В этом описании хорошо известные способы и структуры подробно не описаны, чтобы не усложнять пояснение настоящего изобретения.
Как обсуждалось выше, растр канала NB-IoT систем (например, LTE) находится на сетке разнесения частот 100 кГц. То есть, NB-IoT устройства пытаются получить доступ к NB-IoT несущим с шагом 100 кГц. В схеме автономного развертывания несущие могут быть размещены точно с интервалом 100 кГц. Однако в схеме развертывания внутриполосного режима и защитной полосы частот отсутствует PRB, который находится непосредственно в сетке поиска соты. Это связано с наличием DC поднесущей, которую не передают, и что центр PRB находится между двумя поднесущими.
На фиг.1 показаны смещения частоты от DC поднесущей для обоих случаев четного и нечетного числа PRB в полосе пропускания системы. В случае с четной полосой пропускания, DC поднесущая находится между двумя центральными PRBs. Смещение частоты первого PRB от DC поднесущей составляет ± 97,5 кГц (т.е. поднесущие 6 х 15 кГц + половина DC поднесущей), что составляет ± 2,5 кГц от 100 кГц. Следующий PRB, близкий к сетке 100 кГц (обозначенный затенением на фиг.1), находится на расстоянии в пять раз дальше (5 x 180 кГц = 900 кГц), но его фактическое смещение частоты от DC поднесущей составляет ± 997,5, а также ± 2,5 кГц. Следует отметить, что на практике PRB, соседние с DC поднесущей, не являются хорошими кандидатами для NB-IoT, из-за LTE каналов управления и трансляции системной служебной информации в этих PRBs. Для случая нечетной полосы частот, DC несущая разделяет центр PRB. Ближайший PRB к сетке разнесения частот 100 кГц составляет n ± 5 (также заштрихован) на ± 907,5 кГц (6 x 15 кГц + 5 x 180 кГц), что составляет ± 7,5 кГц смещение от требуемой сетки разнесения частот.
В приемниках NB-IoT алгоритмы могут быть составлены таким образом, что устройство во время процесса поиска соты может обрабатывать смещение ± 2,5 кГц или ± 7,5 кГц без существенного ухудшения характеристик синхронизации. Однако более значительные значения смещения являются более проблематичными, и приемник может не справиться с большими значениями смещений. Поэтому NB-IoT несущие ограничены определенными позициями для внутриполосного режима работы и в защитной полосе частот. В таблице 1 ниже показаны PRB индексы (начиная с 0) для схемы внутриполосного развертывания с минимальным смещением частоты (указана только одна сторона DC поднесущей):
<b>LTE полоса пропускания системы</b>
<b>3 MГц</b>
<b>5 MГц</b>
<b>10 MГц</b>
<b>15 MГц</b>
<b>20 MГц</b>
<b>PRB индексы с 2,5 кГц смещением</b>
4, 9, 14, 19, 30, 35, 40, 45
4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95
<b>PRB индексы с 7,5 кГц смещением</b>
2, 12
2, 7, 17, 22
2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 42, 47, 52, 57, 62, 67, 72
Таблица 1: PRB индексы для схемы внутриполосного развертывания
Для схемы развертывания защитной полосы частот для LTE системы с полосой пропускания 10 или 20 МГц можно разместить несущую частоту NB-IoT рядом с LTE несущей, то есть, занимать «следующие» 12 поднесущих, и достичь ± 2,5 кГц смещения от частотного растра 100 кГц. Однако для других полос пропускания LTE системы, используя наиболее смежный PRB, смещение к растру 100 кГц составляет 52,5 кГц. Поэтому, чтобы получить ту же самую 7,5 кГц в сетке 100 кГц, NB-IoT должна быть отделена от LTE несущей тремя поднесущими. Для разноса LTE поднесущих 15 кГц, что необходимо для отделения поднесущих для размещения их в той же FFT сетке, как и для унаследованной LTE несущей, тем самым, поддерживая ортогональность и, следовательно, минимизируя помехи. В таблице 2 ниже показаны частоты соседних PRBs, смещения частоты из сетки 100 кГц, количество интервалов поднесущих, необходимых для достижения смещения ± 7,5 кГц, и частоты PRBs при отделении от LTE несущей поднесущими (обратите внимание: 1,3 МГц полосу пропускания не рассматривают, так как режим защитной полосы частот NB-IoT не представляется возможным):
Полоса пропускания системы[МГц]
PRB в полосе пропускания системы
Смещения центральной частоты PRB защитной полосы[кГц]
Смещение для сетки 100 кГц
Защитные поднесущие должны иметь ± 7,5 кГц в 100 кГц
Смещения центральной частоты PRB защитной полосы при наличии защитных поднесущих [кГц]
<b>3</b>
15
1447,5
52,5
3
1492,5
<b>5</b>
25
2347,5
52,5
3
2392,5
<b>10</b>
50
4597,5
2,5
0
4597,5
<b>15</b>
75
6847,5
52,5
3
6892,5
<b>20</b>
100
9097,5
2,5
0
9097,5
Таблица 2. Требования к PRB интервалу для схемы развертывания в режиме защитной полосы частот
В таблице 3 ниже показаны возможные центральные частоты (смещение от DC поднесущей) для развертывания NB-IoT в режиме защитной полосы, причем используют три поднесущие по мере необходимости:
<b>LTE полоса пропускания системы</b>
<b>5 МГц</b>
<b>10 МГц</b>
<b>15 МГц</b>
<b>20 МГц</b>
<b>Центральная частота NB-IoT несущей, ближайшая к  каналу растра 100 кГц (кГц от LTE центра)</b>
± 2392,5
±4597,5 4702,54807,5 4897,5
±6892,5 6997,5 7102,5 7207,5 7297,5 7402,5
±9097,5 9202,5 9307,5 9397,5 9502,5 9607,5 9697,5 9802,5 9907,5
Таблица 3: Смещения частоты PRB для развертывания в режиме защитной полосы частот
Дополнительная информация, относящаяся к вопросу растрового канала и смещения частоты приведена в R1-160082, NB-IoT Channel Raster, 3GPP TSG-RAN1 NB-IOT Ad Hoc 18-20 января 2016 года, Будапешт, Венгрия; и R1-160022, Channel raster design, 3GPP TSG-RAN1 NB-IOT Ad Hoc 18-20 января 2016 года, Будапешт, Венгрия. Дополнительная информация, относящаяся к вопросу процесса поиска соты и способов решения технической задачи, вызванной смещением частоты ± 2,5 кГц и ± 7,5 кГц, приведена в R1-160080, NB-IoT – Synchronization Channel Evaluations, 3GPP TSG-RAN1 NB-IOT Ad Hoc 18-20 января 2016 г., Будапешт, Венгрия; и R1-160021, Synchronization signal Evaluations, 3GPP TSG-RAN1 NB-IOT Ad Hoc 18-20 января 2016 года, Будапешт, Венгрия.
Для выполнения требований к области покрытия NB-IoT систем, с учетом средней LTE мощности передачи данных, для схемы развертывания внутриполосного режима и режима защитной полосы частот необходимо, по меньшей мере, увеличить уровень мощности передачи на 6 дБ. См. R4-77AH-IoT-0118, Ответ LS о повышении мощности в режиме внутриполосной и защитной полосы частот для NB-IoT, 3GPP TSG-RAN4 Совещание № 77 NB-IOT AH, Будапешт. Однако из-за ограничений спектра, данное усиление мощности на 6 дБ не может применяться в произвольных местах защитной полосы частот. Чтобы быть более конкретным, как указано в приведенной выше ссылке, «Возможность повышения мощности передачи в защитной полосе частот зависит от ширины полосы частот системы, интервала между NB-IOT и LTE, а также от уровня повышения. В случае нахождения NB-IOT не очень близко к границе ширины полосы частот системы и наличия надлежащей конструкции оборудования базовой станции, возможно повышение мощности на 6 дБ».
На фиг.2 показано данное ограничение. Размер защитной полосы в LTE системе пропорционален пропускной способности системы. Для LTE системы с полосой пропускания 10 МHz для NB-IoT несущих могут использовать несколько позиций в защитной полосе частот, то есть, ± 4597,5, 4702,5, 4807,5 и 4897,5 кГц от DC поднесущей (см. Таблицу 3 выше). Как видно из таблицы 3, для системы с меньшей пропускной способностью, например, LTE система с частотой 5 МГц, для NB-IoT несущей могут использовать только одну позиция на каждой стороне защитной полосы частот, то есть 2392,5 кГц или -2392,5 кГц от DC поднесущей. Однако эти две позиции очень близки к границе выделенной полосы частот, где применяют строгие требования к LTE спектральной маске. Как показывает верхняя шкала на фиг.2, в этом случае, либо NB-IoT несущая не может быть увеличена на 6 дБ, либо должен применяться мощный фильтр канала. Оба решения приводят к ухудшению производительности NB-IoT системы.
Нижняя шкала на фиг. 2 иллюстрирует одно решение в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Сдвигают всю LTE несущую в пределах выделенной полосы частот на целое число, кратное 100 кГц. Это уменьшает размер защитной полосы частот на одной стороне несущей и расширяет размер защитной полосы частот на другой стороне. Смещение, изображенное ниже на фиг.2, может быть выполнено в любом направлении. Расширенная защитная полоса частот теперь предлагает больше возможностей для размещения NB-IoT несущей в пределах сдвига ± 7,5 кГц от интервала частотной сетки 100 кГц, оставаясь достаточно далеко от границы выделенной полосы частот для повышения мощности передачи на 6 дБ, не нарушая требования спектральной маски. Поскольку обычно для развертывания NB-IoT системы используют только один из двух доступных защитных полос, то это решение не влияет на пропускную способность системы. Дополнительно, поскольку LTE растровый канал также составляет 100 кГц, такой сдвиг прозрачен для унаследованных LTE UE.
В режиме частотного дуплексного разноса (FDD) несущую восходящей линии связи аналогичным образом сдвигают на одну и ту же величину, кратную 100 кГц в одном и том же направлении. Затем NB-IoT выполняют прием через каждые 100 кГц в расширенной защитной полосе частот. Это сохраняет дуплексную зону полосы, снова делая сдвиг прозрачным для унаследованного оборудования. Сохранение симметрии дуплексной несущей дополнительно приводит к лучшей защищенности от излучения соседнего канала и улучшает отношение «мощность несущей/помеха» (C/I). Кроме того, это также облегчает проектирование радиочастотного фильтра приемника UL, поскольку оно облегчает проектирование радиочастотного фильтра приемника UL, который имеет одинаковую величину чувствительности ко всем поднесущим, даже к тем, которые находятся на границе полосы для NB-IoT. Более того, это также облегчает выполнения процесса обработки основной полосы.
Варианты осуществления настоящего изобретения полностью применимы к режиму временного дуплексного разноса (TDD). В TDD системах сдвигают рабочую несущую частоту, как описано, для развертывания одной защитной полосы частот для NB-IoT, причем временные интервалы восходящей линии связи - нисходящей линии связи распределяют и используют в соответствии с действующими стандартами и протоколами.
На фиг.3 показан пример LTE несущей 5 МГц, где возможен только сдвиг LTE несущей на 100 кГц. Верхняя шкала изображает обычную LTE несущую с частотой 5 МГц, центрированную в пределах выделенной спектральной маски. Средняя часть шкалы показывает LTE несущую с частотой 5 МГц,, сдвинутую вниз на 100 кГц, и нижняя шакала изображает LTE несущую с частотой 5 МГц, сдвинутую вверх на 100 кГц. Несмотря на то, что LTE несущая с частотой 5 МГц ограничена одним сдвигом несущей на 100 кГц, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть распространены на другую LTE полосу пропускания системы, например, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц, где возможно множественное смещение на 100 кГц.
На фиг.4 показана LTE полоса пропускания 10 МГц, сдвинутая на 200 кГц. Конечно, возможны другие значения сдвига, кратные 100 кГц в LTE системах с различными полосами пропускания, как очевидно специалистам в данной области, учитывая описание настоящего изобретения. Соответственно, на фиг.3 и фиг.4 изображены только конкретные примеры, хотя изобретение не ограничивается этими примерами.
На фиг.5 показаны этапы способа 100 предоставления узкополосной несущей в защитной полосе частот широкополосной несущей сети беспроводной связи. Широкополосную несущую передают в пределах спектральной маски выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, на которых не передают широкополосную несущую, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и внутри спектральной маски. Узкополосную несущую передают (этап 102) в расширенной защитной полосе частот на такой частоте, что передача является ортогональной для передач широкополосной несущей. Широкополосную несущую передают (этап 104) той же или, возможно, другой базовой станцией, как указано штриховой линией, на частоте в пределах выделенной полосы частот, которая сдвинута с ее номинального положения на или вблизи центра полосы частот. Частотный сдвиг выполняют в одном из направлений более высоких или более низких частот. Широкополосную несущую сдвигают на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей.
На фиг.6 показаны этапы способа 200 размещения узкополосной несущей в защитной полосе частот широкополосной несущей сети беспроводной связи. Широкополосную несущую передают в пределах спектральной маски выделенной полосы частот, так что защитные полосы частот, на которых не передают широкополосную несущую, занимают частоты выше и ниже широкополосной несущей и внутри спектральной маски. Широкополосную несущую передают (этап 202) на частоте в пределах выделенной полосы частот, которая смещена от своего номинального положения в центре или вблизи центра полосы частот. Частотный сдвиг выполняют в одном из направлений более высоких или более низких частот. Широкополосную несущую сдвигают на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Узкополосную несущую передают (этап 204) той же или, возможно, другой базовой станцией, как указано штриховой линией, в расширенной защитной полосе частот на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
На фиг.7 показана базовая станция, действующая в сети беспроводной связи, использующая широкополосные несущие, такие как LTE и узкополосные несущие, такие как NB-IoT. Как известно специалистам в данной области, базовая станция 10 является сетевым узлом, предоставляющим услуги беспроводной связи одному или более устройству пользователя (UE) в географическом регионе (известном как сота или сектор). Базовая станция 10 в LTE называется e-NodeB или eNB; однако настоящее изобретение не ограничено LTE или eNBs. Базовая станция 10 включает в себя схемы 12 связи, выполненные с возможностью обмениваться данными с другими сетевыми узлами; схему 14 обработки; память 16; и радиосхемы, такие как приемопередатчик 18, одна или несколько антенн 20 и т.п., для осуществления беспроводной связи через радиоинтерфейс с одним или более UE. Как известно специалистам в данной области техники и, как показано линиями для антенны на фиг.7, антенна (ы) 20 может быть физически расположена отдельно от сетевого узла 10, например, установленного на башне, здании или тому подобное. Хотя память 16 изображена отдельно от схемы 14 обработки, специалисты в данной области техники понимают, что схема 14 обработки включает в себя внутреннюю память, такую как кэш-память или файлы регистров. Специалисты в данной области техники понимают, что технологии виртуализации позволяют некоторым функциям, номинально выполненным схемой 14 обработки, фактически выполняться другим оборудованием, возможно, удаленно расположенным (например, в так называемом «облаке»).
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения память 16 выполнена с возможностью хранить данные, и схема 14 обработки выполнена с возможностью выполнять программное обеспечение 22, которое при исполнении вызывает базовую станцию 10 передавать, как описано здесь, одну или обе:
• широкополосную несущую, смещенную от своего номинального положения в центре выделенной полосы частот, на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей; и
• узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот, предпочтительно на такой частоте, что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
Схема 14 обработки может содержать любую одну или несколько машин состояния, выполненных с возможностью выполнять машинные инструкции, сохраненные в виде машиночитаемых компьютерных программ в памяти 16, таких как один или несколько аппаратных систем состояния (например, в дискретной логике, FPGA, ASIC и т.д.); программируемая логика вместе с соответствующей прошивкой; один или более программных процессоров общего назначения, таких как микропроцессор или цифровой сигнальный процессор (DSP); или любая комбинация вышеуказанного.
Память 16 может содержать любые непереходные машиночитаемые носители, известные в данной области техники или которые могут быть разработаны, включающие в себя, но не ограничиваясь ими, магнитные носители (например, дискету, жесткий диск и т.д.), оптические носители (например, CD-ROM, DVD-ROM и т.д.), твердотельные носители (например, SRAM, DRAM, DDRAM, ROM, PROM, EPROM, флэш-память, твердотельный диск и т.д.) или тому подобное.
Радиосхемы могут содержать один или несколько приемопередатчиков 18, используемых для установления связи с одним или несколькими другими приемопередатчиками через сеть радиодоступа (RAN) в соответствии с одним или несколькими протоколами связи, известными в данной области техники, или которые могут быть разработаны, например, IEEE 802.xx , CDMA, WCDMA, GSM, UTRAN, LTE, NR, LTE-M, NB-IoT, WiMax и т.п. Приемопередатчик 18 реализует функции передатчика и приемника, соответствующие линиям радиодоступа сети (например, распределения частот и т.п.). Функции передатчика и приемника могут совместно использовать компоненты схемы и/или программное обеспечение или, альтернативно, могут быть реализованы отдельно.
Схемы 12 связи могут содержать интерфейс приемника и передатчика, используемый для установления связи с одним или несколькими другими узлами по сети связи в соответствии с одним или несколькими протоколами связи, известными в данной области техники, или которые могут быть разработаны, такими как Ethernet, TCP/IP, SONET, ATM, SIP или тому подобное. Схемы 12 связи реализуют функциональные возможности приемника и передатчика, соответствующие линиям сети связи (например, оптическим, электрическим и т.п.). Функции передатчика и приемника могут совместно использовать компоненты схемы и/или программное обеспечение или, альтернативно, могут быть реализованы отдельно.
На фиг.8 показана примерная схема 14 обработки, такая как в сетевом узле 10 на фиг.7. Схема 14 обработки может содержать один или несколько физических блоков. В частности, схема 14 обработки может содержать блок 30 передачи широкополосной несущей со сдвигом и/или блок 32 передачи узкополосной несущей. Блок 30 передачи широкополосной несущей со сдвигом выполнен с возможностью передавать широкополосную несущую, сдвинутую с ее номинального положения в центре выделенной полосы частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Блок 32 передачи узкополосной несущей выполнен с возможностью передавать узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот, предпочтительно на частоте, так что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
На фиг.9 показано примерное программное обеспечение 22, такое как в памяти 16 сетевого узла 10 на фиг.7. Программное обеспечение 22 может содержать один или несколько программных модулей. В частности, программное обеспечение 22 может содержать модуль 34 передачи широкополосной несущей со сдвигом и/или модуль 36 передачи узкополосной несущей. Модуль 34 передачи широкополосной несущей со сдвигом выполнен с возможностью передавать широкополосную несущую, сдвинутую с ее номинального положения в центре выделенной частотной полосы на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Модуль 36 передачи узкополосной несущей выполнен с возможностью передавать узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот, предпочтительно на такой частоте, что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
На фиг.10 показаны модули, один или оба из которых могут содержать архитектуру виртуального функционального модуля устройства, выполненного с возможностью передавать или размещать узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот широкополосной несущей со сдвигом. Первый модуль 38 выполнен с возможностью передавать широкополосную несущую, сдвинутую с ее номинального положения в центре выделенной полосы частот на целое число, кратное заданной сетке разнесения частот, чтобы уменьшить защитную полосу частот на одной стороне широкополосной несущей и расширить защитную полосу частот на другой стороне широкополосной несущей. Второй модуль 40 выполнен с возможностью передавать узкополосную несущую в расширенной защитной полосе частот, предпочтительно на такой частоте, что передача является ортогональной к передачам широкополосной несущей.
Хотя в настоящем документе приведено описание в контексте LTE системы, развертывающей NB-IoT несущие в режиме защитной полосы частот, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены этим контекстом. В общем, любая широкополосная несущая, развернутая в распределенной полосе частот с защитными полосами частот с обеих сторон, может передаваться на сдвинутой частоте для расширения одной защитной полосы частот за счет другой. Развертывание узкополосной несущей в расширенной полосе частот той же базовой станцией, передающей широкополосную несущую со сдвигом, или другим сетевым узлом, может найти большую степень свободы при выборе соответствующей частоты при допустимом увеличении уровня мощности передачи. Узкополосную несущую, предпочтительно, развертывают так, чтобы быть ортогональной к широкополосной несущей и, в противном случае, сводить к минимуму помехи с ней.
Как используется в настоящем описании, широкополосная несущая, передаваемая на «сдвинутой» частоте, означает передачу на частоте, которая, возможно, в первом случае, на частоте, которая смещена от номинального значения, обычной, определенной или иным образом определенной «ожидаемой» частоты. Не требуется, чтобы несущая была фактически передана на первой частоте и, впоследствии, передавалась на второй частоте, поскольку несущая была «сдвинута» в частоте передачи.
Настоящее изобретение, конечно, может быть осуществлено другими способами, чем те, которые конкретно изложены в настоящем описании, без отхода от основных характеристик изобретения. Настоящие варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничительные, и все изменения, находящиеся в диапазоне значений и эквивалентности прилагаемой формулы изобретения, должны находиться в ее рамках.