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CN107810616B - 发送上行链路信道的方法和nb-iot设备 - Google Patents

发送上行链路信道的方法和nb-iot设备 Download PDF

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CN107810616B CN201680036838.3A CN201680036838A CN107810616B CN 107810616 B CN107810616 B CN 107810616B CN 201680036838 A CN201680036838 A CN 201680036838A CN 107810616 B CN107810616 B CN 107810616B
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subframe
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Abstract

本说明书的公开提出一种窄带物联网(NB‑IoT)设备发送上行链路信道的方法。该方法包括：确定用于发送上行链路信道的上行链路子载波间隔；基于子载波间隔确定子帧的长度；以及在具有所确定的长度的子帧上发送上行链路信道。可以从上行链路信道的传输中排除子帧的最后部分。

Description

发送上行链路信道的方法和NB-IOT设备
技术领域
本发明涉及移动通信。
背景技术
从通用移动电信系统(UMTS)演变而来的第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)被引入作为3GPP版本8。3GPP LTE在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)，并且在上行链路中使用单载波-频分多址(SC-FDMA)。3GPP LTE采用具有多达四个天线的多输入多输出(MIMO)。近年来，持续讨论从3GPP LTE演变而来的3GPP高级LTE(LTE-A)。
如在3GPP TS 36.211V10.4.0(2011-12)“Evolved Universal TerrestrialRadio Access(E-UTRA)；Physical Channels and Modulation(Release 10)”中所公开的，LTE的物理信道可被分类为下行链路信道，即，PDSCH(物理下行链路共享信道)和PDCCH(物理下行链路控制信道)，和上行链路信道，即PUSCH(物理上行链路共享信道)和PUCCH(物理上行链路控制信道)。
近来，IoT(物联网)通信已经引起注意。IoT指的是不涉及人类交互的通信。存在关于在基于蜂窝的LTE系统中试图容纳这种IoT通信的剖析。
然而，因为已经为了支持高速数据通信设计了传统的LTE系统，所以这种LTE系统被认为是昂贵的通信系统。
然而，IoT通信由于其特性需要以低廉的价格来实施，因此其可以被广泛使用。
因此，已经讨论了为了成本降低而减少IoT通信的带宽。但是，为了减少带宽，必须重新设计时域中的帧的结构。然而，目前还没有关于此的任何讨论。另外，当重新设计帧的结构时，有必要重新考虑与邻近的传统LTE终端的干扰问题。
发明内容
技术问题
因此，已经为了解决前述问题而做出本说明书的公开内容。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的公开提出一种发送上行链路信道的方法。该方法可以由窄带物联网(NB-IoT)设备执行并且包括：确定用于发送上行链路信道的上行链路子载波间隔；基于上行链路子载波间隔确定子帧长度；在具有确定的长度的子帧上发送上行链路信道。对于发送上行链路信道，可以排除该子帧的最后部分。
在一个实施例中，子载波间隔被确定为3.75kHz或15kHz。
在一个实施例中，当子载波间隔是3.75kHz时，子帧长度被确定为2ms；或者当子载波间隔是15kHz时，子帧长度被确定为1ms。
在一个实施例中，仅当最后部分与用于与NB IoT设备相邻的基于LTE的UE的探测参考信号(SRS)的传输的时间资源重叠时，对于上行链路信道的传输，排除该最后部分。
在一个实施例中，对于上行链路信道的传输，排除最后部分以确保基于LTE的UE的SRS传输。
在一个实施例中，该方法还包括从基于LTE的UE属于的小区接收关于SRS的信息。
在用于实现目的的另一方面中，提供一种窄带物联网(NB-IoT)设备，该窄带物联网(NB-IoT)设备被配置为发送上行链路信道，该设备包括：发送和接收单元，该发送和接收单元被配置成发送和接收无线电信号；和处理器，该处理器被连接到该单元，其中处理器被配置用于：确定用于发送上行链路信道的上行链路子载波之间的间隔；基于上行链路子载波间隔确定子帧长度；控制发送和接收单元以在具有确定的长度的子帧上发送上行链路信道，其中对于发送上行链路信道，排除该子帧的最后部分。
有益效果
根据本说明书的公开内容，解决了上述现有技术的问题。
附图说明
图1是无线通信系统。
图2图示根据3GPP LTE的FDD的无线电帧的结构。
图3图示根据3GPP LTE的TDD的下行链路无线电帧的结构。
图4是图示3GPP LTE中的用于一个上行链路或下行链路时隙的资源网格的示例性图。
图5是图示3GPP LTE中的随机接入过程的流程图。
图6a示出IoT(物联网)通信的示例。
图6b是用于IoT设备的小区覆盖扩展或增强的示例。
图7a和图7b是图示IoT设备操作的子带的示例的图。
图8示出基于M帧被用于NB-IoT的时间资源的示例。
图9示出可以被用于NB IoT设备的时间资源和频率资源的另一示例。
图10示出由多个NB-IoT设备复用RACH的第一示例。
图11示出其中当示例的NB-IoT(或NB-LTE)子帧的长度为6ms时每个子帧的PRACH资源是四的示例。
图12示出当相邻LTE小区使用TDD UL-DL配置1时用于NB-IoT(或NB-LTE)小区的子帧的示例。
图13示出在NB-IoT子帧中布置保护时段的示例。
图14示出当相邻LTE小区使用TDD UL-DL配置0时用于NB-IoT(或NB-LTE)小区的子帧的示例。
图15示出当邻近LTE小区使用TDD UL-DL配置1时用于NB-IoT(或NB-LTE)小区的子帧的示例。
图16是概述本公开的一些实施例的流程图。
图17是图示实现本公开的实施例的无线通信系统的框图。
具体实施方式
下文中，将基于第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)或3GPP高级LTE(LTE-A)来应用本发明。这仅仅是示例，并且本发明可应用于各种无线通信系统。下文中，LTE包括LTE和/或LTE-A。
本文所使用的技术术语仅用于描述特定实施例，并且不应被理解为限制本发明。另外，除非另有定义，否则本文所使用的技术术语应当被解释为具有本领域的技术人员通常所理解的意思而不过于广义或过于狭义。另外，被确定为不能完全表示本发明的精神的本文所使用的技术术语应当由能够由本领域的技术人员完全理解的技术术语替换或通过其来理解。另外，本文所使用的一般术语应当在词典所定义的背景中而不是以过分窄方式来解释。
本发明中的单数的表达包括复数的意思，除非单数的意思在上下文中明确地不同于复数的意思。在以下描述中，术语“包括”或“具有”可表示存在本发明中所描述的特征、数量、步骤、操作、部件、部分或其组合，并且可不排除另一个特征、另一个数量、另一个步骤、另一个操作、另一个部件、另一个部分或其组合的存在或添加。
出于阐述各种部件的目的使用术语“第一”和“第二”，并且所述部件不限于术语“第一”和“第二”。术语“第一”和“第二”仅用于区分一个部件与另一个部件。例如，第一部件可被命名为第二部件而不偏离本发明的范围。
将理解，当元件或层被称为“连接到”或“耦接到”另一个元件或层时，其可直接连接或耦接到另一个元件或层或者可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接连接到”或“直接耦接到”另一个元件或层时，不存在中间元件或层。
下文中，将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。在描述本发明的过程中，为了便于理解，在图中始终使用相同附图标记来表示相同部件，并且将省略对相同部件的重复描述。将省略对被确定为使本发明的主旨变模糊的熟知技术的详细描述。提供附图以仅使本发明的精神容易理解，而不应旨在限制本发明。应当理解，除了附图所示的内容之外，本发明的精神可扩展至其修改、替代或等同方式。
如本文所使用的，“基站”通常是指与无线装置通信的固定站，并且可由诸如eNB(演进节点B)、BTS(基站收发器系统)或接入点等其它术语表示。
如本文使用，“用户设备(UE)”可以是静止或移动的，并且可由诸如装置、无线装置、终端、MS(移动站)、UT(用户终端)、SS(订户站)、MT(移动终端)等其它术语表示。
图1图示无线通信系统。
如参考图1所见，无线通信系统包括至少一个基站(BS)20。每个基站20向特定地理区域(通常称为小区)20a、20b和20c提供通信服务。小区可被进一步划分成多个区域(扇区)。
UE通常属于一个小区，并且UE所属的小区被称为服务小区。向服务小区提供通信服务的基站被称为服务BS。由于无线通信系统是蜂窝式系统，存在与服务小区相邻的另一个小区。与服务小区相邻的另一个小区被称为相邻小区。向相邻小区提供通信服务的基站被称为相邻BS。服务小区和相邻小区是基于UE来相对决定的。
下文中，下行链路意指从基站20到UE 10的通信，并且上行链路意指从UE 10到基站20的通信。在下行链路中，发射器可以是基站20的一部分，并且接收器可以是UE 10的一部分。在上行链路中，发射器可以是UE 10的一部分，并且接收器可以是基站20的一部分。
同时，无线通信系统可通常被划分成频分双工(FDD)类型和时分双工(TDD)类型。根据FDD类型，上行链路发送和下行链路发送在占据不同频带时实现。根据TDD类型，上行链路发送和下行链路发送在占据相同频带时在不同时间处实现。TDD类型的信道响应是基本上互易的。这意味着下行链路信道响应和上行链路信道响应在给定频率区域中彼此大致相同。因此，在基于TDD的无线通信系统中，可从上行链路信道响应获得下行链路信道响应。在TDD类型中，由于整个频带被时间划分在上行链路发送和下行链路发送中，所以可能不能同时执行基站的下行链路发送和终端的上行链路发送。在以子帧为单位划分上行链路发送和下行链路发送的TDD系统中，在不同子帧中执行上行链路发送和下行链路发送。
下文中，将详细描述LTE系统。
图2示出根据第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)的FDD的下行链路无线电帧结构。
图2的无线电帧可在3GPP TS 36.211V10.4.0(2011-12)“Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Channels and Modulation(Release10)”的第5部分中找到。
无线电帧包括索引为0至9的10个子帧。一个子帧包括两个连续时隙。因此，无线电帧包括20个时隙。用于发送一个子帧的时间称为TTI(发送时间间隔)。例如，一个子帧的长度可以是1ms，并且一个时隙的长度可以是0.5ms。
无线电帧的结构仅用于示例性目的，并且因此，无线电帧中所包括的子帧的数量或子帧中所包括的时隙的数量可不同地变化。
同时，一个时隙可包括多个OFDM符号。一个时隙中所包括的OFDM符号的数量可依据循环前缀(CP)而变化。
图3图示根据3GPP LTE的TDD的下行链路无线电帧的架构。
对此，可参考3GPP TS 36.211V10.4.0(2011-23)“Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Channels and Modulation(Release 8)”第4章，并且这针对于TDD(时分双工)。
具有索引#1和索引#6的子帧称为特殊子帧，并且包括DwPTS(下行链路导频时隙：DwPTS)、GP(保护时段)和UpPTS(上行链路导频时隙)。DwPTS用于初始小区搜索、同步或终端中的信道估计。UpPTS用于基站中的信道估计并且用于建立终端的上行链路发送同步。GP是用于移除由于上行链路与下行链路之间的下行链路信号的多路径延迟而在上行链路上出现的干扰的时段。
在TDD中，DL(下行链路)子帧和UL(上行链路)子帧共存于一个无线电帧中。表1示出无线电帧的配置的示例。
【表1】
Figure BDA0001519717710000081
“D”表示DL子帧，“U”表示UL子帧，并且“S”表示特殊子帧。当从基站接收到UL-DL配置时，终端可根据无线电帧的配置知道子帧是DL子帧还是UL子帧。
【表2】
Figure BDA0001519717710000082
图4图示3GPP LTE中的用于一个上行链路或下行链路时隙的示例资源网格。
参见图4，上行链路时隙在时域中包括多个OFDM(正交频分复用)符号并且在频域中包括NRB个资源块(RB)。例如，在LTE系统中，资源块(RB)的数量(即，NRB)可以是6至110中的一个。
资源块是资源分配单位，并且在频域中包括多个子载波。例如，如果一个时隙在时域中包括七个OFDM符号并且资源块在频域中包括12个子载波，则一个资源块可包括7×12个资源元素(RE)。
同时，一个OFDM符号中的子载波的数量可以是128、256、512、1024、1536和2048中的一个。
在3GPP LTE中，图4所示的用于一个上行链路时隙的资源网格还可应用于下行链路时隙的资源网格。
3GPP LTE中的物理信道可被分类为诸如PDSCH(物理下行链路共享信道)和PUSCH(物理上行链路共享信道)的数据信道和诸如PDCCH(物理下行链路控制信道)、PCFICH(物理控制格式指示信道)、PHICH(物理混合ARQ指示信道)和PUCCH(物理上行链路控制信道)的控制信道。
上行链路信道包括PUSCH、PUCCH、SRS(探测参考信号)和PRACH(物理随机接入信道)。
图5是图示3GPP LTE中的随机接入过程的流程图。
随机接入过程被用于UE 10与基站，即，e节点B 20实现UL同步，或者被用于UE从基站接收UL无线电资源分配。
UE 10从e节点B 20接收根索引和物理随机接入信道(PRACH)配置索引。每个小区具有由ZC(Zadoff-Chu)序列定义的64个候选随机接入前导。根索引指的是被用于UE生成64个候选随机接入前导的逻辑索引。
随机接入前导的传输限于每个小区的特定时间和频率资源。PRACH配置索引指示可用于传输随机接入前导的特定子帧和前导格式。
UE 10向e节点B 20发送任意选择的随机接入前导。就此而言，UE 10选择64个候选随机接入前导中的一个。此外，UE10选择与PRACH配置索引对应的子帧。UE 10在所选择的子帧上发送所选择的随机接入前导。
在接收到随机接入前导之后，e节点B 20向UE 10发送随机接入响应(RAR)。使用以下两个步骤来检测随机接入响应。首先，UE 10检测使用随机接入RNTI(R-RNTI)掩蔽的PDCCH。然后，UE 10在由检测到的PDCCH所指示的PDSCH上的MAC(媒体接入控制)PDU(协议数据单元)中接收随机接入响应。
<载波聚合>
现在描述载波聚合系统。
载波聚合系统聚合多个分量载波(CC)。根据以上载波聚合改变现有小区的含义。根据载波聚合，小区可表示下行链路分量载波和上行链路分量载波的组合或独立下行链路分量载波。
另外，小区在载波聚合中可被分类为主小区、辅小区和服务小区。主小区表示以主频率操作的小区。主小区表示UE执行初始连接建立过程或连接重新建立过程的小区或在切换过程中被指示为主小区的小区。辅小区表示以辅频率操作的小区。一旦建立RRC连接，辅小区就被用于提供附加无线电资源。
如上所述，载波聚合系统可支持多个分量载波(CC)，也就是说，多个服务小区，这不同于单载波系统。
载波聚合系统可支持跨载波调度。跨载波调度是能够通过经由特定分量载波发送的PDCCH执行通过其它分量载波发送的PDSCH的资源分配和/或通过不同于基本上与特定分量载波相关联的分量载波的其它分量载波发送的PUSCH的资源分配的调度方法。
<IoT[物联网]通信>
在下文中，将描述IoT通信。
图6a示出IoT(物联网)通信的示例。
IoT通信是指通过基站200在没有人类交互的情况下在IoT设备100之间或者通过基站200在IoT设备100和服务器700之间的信息的交换。以这种方式，IoT通信也是被称为CIoT(蜂窝物联网)，通过蜂窝基站执行物联网通信。
此IoT通信可以指的是一种机器类型通信(MTC)。因此，IoT设备可以被称为MTC设备。
IoT服务区别于其中涉及个人的传统通信服务。IoT服务可以包括各种类型的服务，包括跟踪、计量、付款、医疗服务和远程控制。例如，IoT服务可以包括抄表、水位测量、监控摄像机利用、自动售货机相关库存报告等。
IoT通信具有少量的发送数据。此外，上行链路或下行链路数据发送/接收很少发生。因此，希望降低IoT设备100的价格并且根据低数据速率降低电池消耗。另外，由于IoT设备100具有低移动性，所以IoT设备100具有基本上未被改变的信道环境。
图6b是IoT设备的小区覆盖扩展或增强的示例。
最近，考虑针对IoT设备100扩展或增强基站的小区覆盖。为此，讨论用于小区覆盖扩展或增强的各种技术。
然而，如果小区的覆盖范围被扩展或增强，并且当基站向位于覆盖扩展(CE)或覆盖增强(CE)区域中的IoT设备发送下行链路信道时，IoT设备在接收下行链路信道中具有困难。类似地，当位于CE区域的IoT设备如信道原样将上行链路信道发送到基站时，基站在接收上行链路信道中具有困难。
为了解决这个问题，可以在多个子帧上重复地发送下行链路信道或上行链路信道。在多个子帧上重复地发送上行链路/下行链路信道被称为捆绑传输(bundletransmission)。
因此，IoT设备或基站可以在多个子帧上接收下行链路/上行链路信道的捆绑，并且可以解码捆绑的一部分或全部。结果，能够增加解码成功率。
图7a和图7b是图示IoT设备操作的子带的示例的视图。
在IoT设备的低成本的一种解决方案中，如图7中所示，不论小区的系统带宽如何，IoT设备可以使用例如大约1.4MHz的子带。
就此而言，其中IoT设备操作的子带的区域可以位于小区的系统带宽的中心区域(例如，六个中间的PRB)中，如图7a中所示。
可替选地，如图7B中所示，为了在一个子帧中复用IoT设备，在一个子帧中分配用于IoT设备的多个子带，使得不同的子带可以由不同的IoT设备使用。就此而言，大多数IoT设备可以使用小区的系统频带的中心区域(例如，中间六个PRB)中的子带以外的子带。
在这种减少的带宽上操作的IoT通信可以被称为NB(窄带)IoT通信或NB CIoT通信。
图8示出用于基于M帧的NB-IoT通信的时间资源的示例。
参考图8，可以被用于NB-IoT通信的帧可以被称为M帧，并且M帧的长度可以说明性地是60ms。此外，可以用于NB IoT通信的子帧可以被称为M子帧，并且其长度可以示例性地为6ms。因此，M帧可以包括十个M子帧。
每个M子帧可以包括两个时隙，并且每个时隙的长度可以说明性地为3ms。
然而，与图8所示不同的是，可以用于NB IoT通信的时隙可以具有2ms的长度。在这种情况下，子帧可以具有4ms的长度，并且帧可以具有40ms的长度。将参照图9更详细地描述这种情况。
图9是可以用于NB IoT通信的时间资源和频率资源的另一示例。
参考图9，在NB-IoT通信的上行链路中在一个时隙上发送的物理信道或物理信号包括时域中的Nsymb UL个SC-FDMA符号和频域中的Nsc UL个子载波。上行链路物理信道可以被划分为NPUSCH(窄带物理上行链路共享信道)和NPRACH(窄带物理随机接入信道)。此外，在NB-IoT通信中，物理信号可以是NDMRS(窄带解调参考信号)。
在NB-IoT通信中，在Tslot时隙期间，Nsc UL个子载波的上行链路带宽如下。
【表3】
子载波间隔 N<sub>sc</sub><sup>UL</sup> T<sub>slot</sub>
Δf＝3.75kHz 48 61440*T<sub>s</sub>
Δf＝15kHz 12 15360*T<sub>s</sub>
在NB-IoT通信中，可以使用分别指示相应时隙中的时间区域和频率区域的索引对(k，l)来定义资源网格的每个资源元素(RE)。就此而言，k＝0，...，Nsc UL-1，并且l＝0，...，Nsymb UL-1。
在NB-IoT通信中，资源单元(RU)被用于将NPUSCH映射到资源元素(RE)。资源单元(RU)可以被定义为Nsc RU个连续的子载波和Nsymb UL Nslots UL个连续的SC-FDMA符号。
就此而言，Nsc RU、Nsymb UL和Nslots UL可以如下：
【表4】
Figure BDA0001519717710000141
在上表中，使用NPUSCH格式1以发送上行链路数据信道。此外，使用NPUSCH格式2以发送上行链路控制信息。
符号块z(0)，...，z(Msymb ap-1)的符号乘以基于传输功率PNPUSCH的幅值比例因子。然后，将相乘的符号z(0)，...，z(Msymb ap-1)从z(0)到z(Msymb ap-1)顺序地映射到分配用于传输NPUSCH的子载波。用于资源元素(k，l)的映射在指配的资源单元(RU)中的第一个时隙处开始。然后，资源元素(k，l)以从索引k到索引l的递增顺序被映射。NPUSCH可以被映射到一个或多个资源单元(RU)。
<本公开的实施例>
在下文中，如在此所使用的，根据低复杂度/低能力/低规格/低成本在减小的带宽上操作的设备将被称为LC设备或BL(带宽减少的)设备或NB-IoT设备。就此而言，根据本公开的实施例，覆盖扩展/增强(CE)可以被分成两种模式。在第一模式(也称为CE模式A)中，不执行重复传输，或者执行少量的重复传输。在第二种模式(也称为CE模式B)中，允许大量的重复传输。可以向NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)用信号发送要激活以上两种模式中的哪一种。就此而言，用于控制信道/数据信道的发送和接收的由NB-IoT设备假定的参数可以基于CE模式而变化。此外，由NB-IOT设备检测的DCI格式可以基于CE模式而变化。然而，不论CE模式A或者CE模式B被激活，一些物理信道都可以重复地发送相同的次数。
如上所述，当系统带宽被划分成若干子带时，在一个时间点处在一个子带中可以仅支持一个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)。
然而，如果多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)接入一个子带，则基站需要设计用于选择或管理适合于相应子带和相应的传输信道的一个NB-IoT设备的初始连接过程。基本上，基站应能够经由NB-IoT设备的初始连接过程，即，通过NB-IoT设备的随机接入信道(RACH)传输过程检测和识别NB-IoT设备。另外，相应的NB-IoT设备必须能够经由初始连接过程，即，RACH传输过程进行上行链路同步。
在下文中，根据本公开，基于允许RACH传输被多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)复用的情况和不允许RACH传输被多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)复用的情况，提出NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)的RACH设计方法和基站的NB-IoT设备选择方法。。
1.允许RACH传输被多个NB-IoT设备复用的情况
多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)相对于网络上的特定基站的相对位置可以彼此不同。因此，由于传播延迟，要由基站接收的RACH的到达时间可能不同。在这种情况下，当多个NB-IoT设备中的每一个使用与RACH相同的序列时，基站无法获知是否RACH是由多个NB-IoT设备发送或者一个NB-IoT设备发送RACH并且基站经由多路径以叠加的方式已经接收到RACH。
因此，当多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)在类似的时间点发送RACH时(或者在所发送的RACH部分或全部重叠的情况下)，发送时间上稍后到达基站的RACH的NB-IoT设备可能难以被基站检测到。另外，即使当特定NB-IoT设备在其他NB-IoT设备之前发送RACH，基站也以重叠方式接收特定NB-IoT设备的RACH和所述其他NB-IoT设备的RACH。因此，RACH的接收性能恶化，并且因此，在该时间点接收RACH可能是困难的。基本上，RACH指的是在初始连接时NB-IoT设备可以发送的传输信道，并且因此通常多个NB-IoT设备的RACH传输可能会相互冲突。因此，即使当假定在一个子带上只能接入一个NB-IoT设备时，至少在初始连接时使用的RACH需要被设计为由多个NB-IoT设备复用。
以下是关于RACH设计的更具体的示例。基本上，每个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)可以在根据同步下行链路产生的下行链路同步的时序处发送RACH。
作为第一示例，基站在时域上分配多个RACH资源。例如，基站可以在基本传输单元(例如，采样、符号、时隙、子帧、帧等)内配置多个RACH发送开始位置。更详细地，关于由NB-IoT设备发起RACH传输所使用的起始子帧和/或时隙和/或帧的信息可以针对每个覆盖类别被配置或预定义。在一个示例中，如果被用于覆盖类别1的传输的时间长度被设置为一个子帧，则可以启动RACH传输的时序可以被配置或指定为“N”*子帧单元。就此而言，基站可以仅发送“N”作为配置值。另一方面，基于每个RACH传输长度，RACH传输起始时间点可能在覆盖类别之间不同。可替选地，基站可以在覆盖类别之间不同地配置这些N。另外，这个N可以是在每次重传时改变的值。在一个示例中，当第一RACH传输可以开始的时序被设置为10*子帧单元时，第一RACH重传可以每5*子帧单元发生。此外，第二RACH重传可以每2*子帧单元发生，比前一次重传的时序短。这是为每个重传提供更多的RACH传输机会。这也是为了使RACH重传优先于初始传输。
可替选地，被用于RACH初始传输和重传的RACH资源可以被不同地配置。
被用于RACH初始传输的资源可以是可以用于RACH重传的资源的子集。这可能意指随着重传次数的增加，更多的资源是可用的。这样的资源可以指的是时间和/或频率资源或码/前导资源。可替选地，也可以考虑通过增加用于RACH重传的功率来增加RACH传输成功的概率。一般来说，如果尽管重传RACH但RACH传输仍旧失败，则可以在对应于退避的预定时间流逝之后恢复RACH传输。因此，在根据退避的预定时间段之后，可以使用第一可用起始子帧和/或时隙和/或帧再次执行RACH传输。就此而言，根据退避的预定时间段可以被配置为最小单位时间。例如，一个子帧可以被用作退避的单位时间，或者一个时隙可以被用作退避的单位时间。当出现在执行退避之后不能用于执行RACH传输的时隙或子帧时，NB-IoT设备可以再次执行退避或者可以使用下一个可用资源执行RACH传输。
下面将参考图10对此进行描述
图10示出由多个NB-IoT设备复用RACH的第一示例。
如图10中所示，多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)可以选择RACH资源使得RACH资源在时间轴上彼此不重叠，并且然后发送所选择的RACH资源。这允许基站区分不同的RACH。另外，为了防止RACH资源在时域上的一些重叠，本发明可以考虑引入保护时间。在时间轴上彼此不重叠的RACH资源可以在NB-IoT设备之间被随机地选择，或者可以基于诸如NB-IoT设备的ID的预先配置的值被配置。就此而言，可以基于在执行RACH过程时由NB-IoT设备生成的随机数执行随机选择方案。在一个示例中，NB-IoT设备可以生成随机数，并且可以再次基于随机数选择RACH资源，诸如RACH传输时序和/或子载波索引(或频率位置)和/或码(或前导索引)。在这种情况下，基站可以基于用于发送RACH的资源来找出由NB-IoT设备生成的随机数。
另一方面，作为第二示例，基站可以在码域中分配多个RACH资源。基本上，可以假定多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)可以发送由不同序列组成的RACH。可以基于设备的ID等随机选择或预先配置序列。
作为第三示例，基站在频域中分配多个RACH资源。基本上，在系统带宽内分配用于多个RACH资源的频率资源。可以在NB-IoT设备组之间或覆盖类别之间分配不同的频率资源。更具体地，基于基本RACH资源(与用于PBCH接收的DL子带相对应的UL子带、TDD中位于相同频率处的UL子带以及FDD中位于频谱中的相同位置处的UL子带)，可以使用数个PRACH资源。覆盖类别和可用子带之间的映射可以被顺序地执行。在一个示例中，当存在三个子带和五个覆盖类别时，可以实现CE1(1)、CE2(2)、CE3(3)、CE4(1)和CE5(2)映射。当相同的覆盖类别被映射到一个子带时，可以经由TDM/CDM区分资源。
在上面的描述中所提到的RACH可以由UL同步序列/信号、导频等来表示。此外，在上面提及的示例可以被组合应用。例如，在TDM方案中，可以经由CDM进一步区分时间轴上重叠的RACH资源。在这种情况下，关于可以开始RACH传输的起始子帧和/或时隙和/或帧的信息可以在覆盖类别之间被配置或者预先指定。
而且，在配置资源时，可以分别分配初始RACH传输资源和RACH重传资源。在一个示例中，对于初始传输，可以使用CDM在宽频率资源上传输RACH，而对于RACH重传，可以通过使用FDMA方案选择频带来重传RACH。反过来，相反的方式也是可能的。可替选地，可以在覆盖类别之间选择FDMA方案或CDM方案(前导)。可替选地，RACH传输方案可以根据NB-IoT设备的能力而变化。不同传输方案的资源区域的资源配置可以彼此独立。可替选地，在带内场景的情况下，即，当NB-IoT设备的操作载波与传统UE的操作载波相同时，可以采用诸如CDM等的传输方案。然而，当NB-IoT设备的操作载波与传统UE的操作载波不相同时，可以选择FDMA，或者可以指定传输模式。
另一方面，尽管在下一代系统中在初始连接过程时多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)可以尝试接入相同的子带，但是当实际开始发送或者接收数据时每个带仅一个NB-IoT可以被支持。在这种情况下，有必要更有效地设计NB-IoT设备选择过程。例如，在基站接收并且检测多个NB-IoT设备的RACH之后，基站仅选择一些或一个NB-IoT设备并且仅针对所选择的设备处理初始连接过程的剩余过程。下述是更加具体的例子。在下面的示例中，可以认为RACH被划分成用于UL同步的序列/信号部分和数据部分。
作为第一示例，在发送RACH的数据部分之前，基站基于接收到的RACH选择一些或一个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)。在这种情况下，基站可以基于由选择的NB-IoT设备发送的序列/信号向NB-IoT设备发送响应消息。该消息可以包括诸如RACH资源、RACH序列索引等的参数。其后，合适的NB-IoT设备可以将RACH的数据部分发送给基站。
作为第二示例，在发送RACH中的数据部分的时间之后，基站基于接收到的RACH来选择一些或一个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)。在这种情况下，基于在初始连接时发送的数据，选择适合于相应子带的NB-IoT设备的可能性很高。然而，可能需要有用于管理各种NB-IoT设备的RACH数据冲突的方案。
在初始连接过程中，当基站基于多个接收到的RACH选择一些或单个NB-IoT设备(或者LC设备或BL设备)时使用的准则可以包括RACH接收时间(例如，对应于首先接收的RACH的设备)和接收的RACH序列的类型。就此而言，在RACH资源的情况下，基站通过选择作为信道质量、缓冲器状态、设备种类等的准则，选择在相应的子带中要支持的合适的NB-IoT设备。就此而言，基站从RACH过程中选择一些或者一个NB-IoT设备的优点如下：当在FDMA模式下实际操作时，可以限制在一定时间段期间经由一个子带能够支持的NB-IoT设备的数目。然而，通过经由其调度对于在长时间内将不会选择的NB-IoT设备事先停止初始连接过程能够节省用于NB-IoT设备的资源。
当在一个子带中允许多个初始连接过程时(在RACH传输之后)，有必要更加有效地管理RAR(随机接入)。为此，基站可以配置RACH接收窗口和RAR窗口，并且将配置信息广播到NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)。通过将指示RAR的控制信道包括进RAR窗口，基站可以发送指示RAR的控制信道。基站可以以捆绑方式包括用于如在一个传输信道的RACH接收窗口中检测到的所有RACH和由指定过程选择的一些RACH的RAR，并且然后可以发送该捆绑。
在这种情况下，也可以考虑在RACH(重传)时应用进一步的退避。在这种情况下，退避配置可以遵循下面的章节II中所描述的方式。
II.不允许RACH被多个NB-IoT设备复用的情况
可以允许RACH序列作为不同NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)之间的相同序列。在这方面，能够考虑在整个初始连接过程期间减少多个RACH之间的冲突的可能性。基本上，可以考虑在初始RACH(重传)时或在冲突之后配置退避时间的方案。当NB-IoT设备能够检测到冲突存在或不存在的情况可以被假定为当设备没有从基站接收到作为对RACH的响应的随机接入响应(RAR)的情况。当发送RACH时的参考点可以被事先指定，或者可以以系统信息的形式指定。参考时间点与当退避时间被设置为0时具有相同的值，并且可以以有规则的间隔被重复。可以基于包括设备种类、信道质量、缓冲器状态等的参数在NB-IoT设备之间配置退避时间。另外，可以在覆盖类别之间独立地配置退避。另外地或可替选地，基站可以通过在系统信息中包括与退避时间有关的信息将关于退避时间的信息发送到NB-IoT设备。关于退避时间的信息可以包括当配置退避时间时可以参考的偏移值、以及在预定间隔(例如，其中发送系统信息的帧)内是否执行RACH传输。该配置可以包括配置实际的退避时间。可替选地，该配置可以包括配置最大值并且基于最大值随机地配置退避时间。在这种情况下，NB-IoT设备可以根据紧急性将退避时间配置为零。可替选地，考虑到FDMA，用于具有最佳信道状态的NB-IoT设备的RACH可以被首先发送，使得考虑到FDMA的具有最佳信道状态的NB-IoT设备可以占用相应的子带。例如，NB-IoT设备可以检测由基站(小区)发送的系统信息，并且从检测到的系统信息中获得关于RACH传输方案和退避时间的信息。然后，NB-IoT设备可以基于所获得的信息确定用于与系统信息对应的帧时段的RACH传输方案，并且使用所确定的方案发送RACH。通常，可以假定系统信息可以被间歇地改变。因此，系统信息还可以包括基于与RACH和/或退避时间有关的信息是否改变的标志。系统信息还可以包括RACH和/或退避时间配置被维持的持续时间。在后一种情况下，当检测到下一个系统信息时，可以基于最近接收到的系统信息来改变/设置定时器。当NB-IoT设备经由标志或定时器初始化识别信息的变化时，设备可以不在检测到系统信息的帧内发送RACH以便于准备配置变化。可替选地，可以在配置变化期间应用默认值。在退避时间的情况下，其默认值可以被配置使得最终值为0或者经由上层信号配置的偏移值是0。可以以切换方式来配置该标志。
III.RACH的跳频
不论覆盖类别如何，RACH的基本传输单元可以被相同地配置。相应的RACH的基本传输单元可以基于覆盖类别重复。在这种情况下，在基于单个或多个RACH基本传输单元执行RACH传输中，也能够考虑改变频率位置。就此而言，(1)要被包括在RACH传输中的频率位置可以被限制在相同的子带内；(2)NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)可以对与初始连接(或者接收RACH信息)对应的基站的小区对应的UL子带的全部或部分区域执行跳频。
IV.RACH选择后的操作
当基站选择特定子带内的一个或多个NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)时(即，当在特定子带内分配足够的NB-IoT设备时)，基站需要防止新的NB-IoT设备接入特定的子带。当新的NB-IoT设备连续尝试初始连接时，来自已经接入的NB-IoT设备的数据可能被来自新的NB-IoT设备的RACH干扰。因此，在初始连接过程等中选择了一个或多个NB-IoT设备之后，对于基站来说有必要防止在相应的子带中进行RACH传输。
为此，下一代系统可以为每个子带配置消息，诸如随机接入拒绝或过载指示符/信息等。另外，随机接入拒绝或者过载指示符信息可以被配置在覆盖类别之间和/或RACH资源之间。类似地，可以引入消息以允许恢复随机接入，以便允许考虑到缓冲器状态等将新的NB-IoT设备接入到子带。可以为每个子带单独地引入该消息。
可以考虑随机访问拒绝或过载指示符/信息以对NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)以更细粒度的方式进行管理。在一个示例中，可以基于NB-IoT设备的ID和由NB-IoT设备在初始连接时生成的随机数来管理随机接入拒绝或过载指示符/信息。在更具体的示例中，随机数可以经由模运算等被划分为多个组。然后，对于每个被划分的组，可以拒绝随机接入。可替选地，也可以对每个划分的组配置过载，或者对每个划分的组指定传输概率等。
例如，假设组的数量是10，并且每个组由随机数除以10的模运算而产生。当其被配置成拒绝对于对应于等于5的模运算的结果的组之外的组的随机接入时，仅生成与对应于等于5的模运算的结果对应的组的随机数的NB-IoT设备(或者LC设备或BL设备)可以在一定时段(即，随机接入被拒绝的时间段)期间发送RACH。经由基于随机数的RACH资源分配可以避免同一组内的RACH之间的冲突。可替选地，可以为每个RACH资源配置过载指示符/信息。当对RACH资源指示过载时，NB-IoT设备可以延迟RACH传输或者再次执行退避。可替选地，可以在子带(或子载波)之间不同地配置过载指示符/信息。在这种情况下，只有不为相应设备使用的子带(或子载波)配置过载指示符/信息时，NB-IoT设备才可以恢复RACH传输。
另一方面，这样的过载指示符/信息可能不被考虑用于RACH的重传。也就是说，过载指示符/信息可能不应用于RACH的重传。例如，当重传被执行超过预定次数时，NB-IoT设备(或者LC设备或BL设备)可以在忽略过载指示符/信息时执行RACH传输。可替选地，仅在最后一次重传的情况下应用过载指示符/信息不可以被应用，也就是说，仅当重传达到阈值计数时被应用。组可以根据每个终端的ID被划分，也可以根据重传次数被配置。
作为更简单的解决方案，无论何时配置退避，用于过载指示符/信息的计数器都增加，并且对于每个过载指示符/信息的每个计数器，RACH传输概率可以被减小到一定程度。例如，可以按照覆盖类别或子带(或子载波)发送退避，并且当退避＝0时，用于过载指示符/信息的计数器可以被重置为零。当退避被配置时，用于过载指示符/信息的计数器增加，使得RACH传输概率可以被减小，例如对于每个过载指示符/信息的每个计数器概率为10％。如果过载指示符/信息＝4，则仅以60％的概率执行RACH发送，从而减少竞争。
当为了网络拥塞控制等的目的在相对短的时间段内中断RACH传输时，可以从其间RACH重传被允许的时间间隔排除此时间段。例如，如果在N个时间段允许RACH重传，并且在X个时间段期间RACH传输被基站中断，则从N个时间段排除X个时间段。
V.与其他系统共存
用于提供CIoT服务的频带可以占用其他系统当前操作的一些频带。此外，在另一个系统已经在相应的频带中操作的情况下，可以假设所述另一个系统和CIoT服务共存。在此情况下的操作可以被称为带内操作。为此，CIoT结构可以具有与共存系统类似的结构。为了使下一代系统与LTE系统共存，下一代系统可以采用CIoT结构作为LTE中的结构。相应的CIoT方案可以被称为NB(窄带)-LTE或NB-IoT。下一代系统考虑基于LTE的CIoT服务。下一代系统考虑缩小子载波间隔作为利用LTE结构的方式。在LTE系统中，子载波间隔为15kHz，但是在NB-IoT(或NB-LTE)中，子载波间隔可以减小到2.5kHz，其是15kHz的1/6，或者减少到3.75kHz。在这种情况下，在基于LTE的一个RB的大小对应的180kHz区域内，可以基于NB-IoT(或NB-LTE)映射六个RB。相反，在时域中，与LTE相比时间资源可以增加六倍，如图8中所示。
在NB-IoT(或NB-LTE)中，在PRACH传输的情况下，可以考虑基于LTE的方案的重用。然而，因为对于基于LTE的系统中的PRACH传输子载波间隔被假定为1.25kHz，所以在频率偏移方面缩小子载波间隔可能不合适。因此，在本章节的实施例中，还假定对于NB-IoT(或NB-LTE)中的PRACH传输子载波间隔被设置为1.25kHz。
可以使用ZC(Zadoff-Chu)序列来执行PRACH前导的生成，并且该序列的长度可以被认为是139。在这种情况下，由PRACH前导占据的区域是173.75kHz。因此，如果子带大小是180kHz，则可以将3.125kHz的保护带指配给子带的两端。经由相应的保护带，在LTE和NB-IoT(或NB-LTE)共存期间，可以减轻这些系统LTE和NB-IoT(或NB-LTE)之间的干扰。为了参考，139长度的前导序列可以对应LTE中的TDD小规模小区的以PRACH格式4中使用的序列的重用。在这种情况下，可以使用下表来表达用于NB-IoT(或NB-LTE)PRACH前导的根索引值。随着逻辑索引的增加，CM(立方度量)增加。
【表5】
Figure BDA0001519717710000251
此外，即使在用于PRACH前导的循环移位(CS)值的情况下，LTE中的PRACH格式4的候选可以被重用。下表示出循环移位(CS)单位值(NCS)的示例。下表中可以考虑额外的CS。在一个示例中，本公开可以考虑38和/或40(以35km为目标)。
【表6】
零相关区域配置 N<sub>CS</sub>值
0 2
1 4
2 6
3 8
4 10
5 12
6 15
7 N/A
8 N/A
9 N/A
10 N/A
11 N/A
12 N/A
13 N/A
14 N/A
15 N/A
保护时间(GT)被设计以克服在PRACH传输期间的传播延迟。就这一点而言，在CIoT的情况下，目标小区的半径可以是35 km。在这种情况下，为了克服往返时间(RTT)，对于GT来说要求最小值为233us。类似地，在PRACH的CP(循环前缀)的情况下，有必要克服RTT。此外，可能需要额外的间隙来克服延迟传播。在一个示例中，目标延迟扩展可以是16.67us，在这种情况下，CP长度的最小值可以是250us。除了CP和GT之外的前导序列的长度可以通过子载波间隔的倒数来表达，并且因此被表达为800us。在这种情况下，当CP和GT中的每一个被配置为250us时，对于PRACH传输所要求的最小传输时段长度可以被配置为1.3msec。在这种情况下，因为这样的长度超过基于LTE的一个子帧长度，所以相应的系统可能难以与以带内方式以TDD(其中不存在连续的多个UL子帧)操作的LTE共存。作为用于这种情况的措施，可以考虑另外引入用于NB-IoT(或NB-LTE)的PRACH格式。在这一点上，目标延迟扩展被调整为6.25us，并且目标小区半径被配置为大约14km，使得CP长度被调整为103.13us，GT长度被调整为96.88us，并且总传输时段被设置到1毫秒。
在具有最小单位长度1.3毫秒的NB-IoT(或NB-LTE)PRACH前导的情况下，可以考虑将最小单位长度调整为1.5毫秒作为用于增加GT或CP的方案长度。例如，如果NB-IoT(或NB-LTE)中的子帧的长度是6毫秒(对应于基于LTE的6个子帧)，则子帧可以被划分成两个3毫秒时隙。因为PRACH相对于子帧/时隙具有相对短的传输时段，所以可以被认为每个子帧或每个时隙具有多个PRACH资源。在一个示例中，可以在M-SF的开始和/或结束处指定NB-IoT(或NB-LTE)PRACH资源。可替选地，可以在时隙的开始和/或结束处指定NB-IoT(或NB-LTE)PRACH资源。在这种情况下，每个子帧的PRACH资源的数目可以从1到最多4个PRACH资源。将参照图3对此进行描述。
图11图示其中当示例的NB-IoT(或NB-LTE)子帧的长度为6ms时每个子帧的PRACH资源的数目是4的示例。
参考图11，当NB-IoT(或NB-LTE)子帧的长度为6ms时，每个子帧的PRACH资源可以是四个，其包括PRACH资源(a)至PRACH资源(d)。
假设TDD-LTE小区和NB-IoT(或NB-LTE)小区以带内方式共存，则当基于LTE标准的多个连续的UL子帧被包括在基于NB-IoT(或NB-LTE)标准的相同的一个时隙中时或者基于NB-IoT(或NB-LTE)标准的多个连续的UL子帧存在于基于LTE标准的10个子帧(单个无线电帧10毫秒)中时可以配置PRACH资源。同时，当使用其中无线电帧中存在一个UL子帧的TDDDL/UL配置时，可以使用另一种PRACH格式。作为更具体的示例，在图11中，当LTE小区使用TDD UL-DL配置1操作时，基于NB-IoT(或NB-LTE)向左时隙分配两个连续的LTE UL子帧，由此仅(b)区域可以被配置为NB-IoT(或NB-LTE)PRACH资源。换句话说，可以仅为与基于LTE的UL子帧对应的区域配置用于NB-IoT(或NB-LTE)的PRACH资源。
另一方面，当在NB-IoT(或NB-LTE)通信中使用TDD时，子帧的长度不始终被固定为6毫秒，但是子帧的长度可以基于TDD DL/UL配置而变化。在一个示例中，当在NB-IoT(或NB-LTE)通信中使用TDD UL-DL配置1时，子帧的长度可以是2毫秒，并且在一个无线电帧中可以仅包括两个UL子帧。此外，当使用TDD UL-DL配置5时，子帧的长度可以是1毫秒，并且在一个无线电帧中可以仅包括一个UL子帧。也就是说，在NB-IoT(或NB-LTE)标准中，子帧可以是发送一个PUSCH或PUCCH的单位。对于两个系统之间的带内共存，这样的单位可以基于TDD DL-UL配置而变化。
VI.与LTE TDD系统共存
如上所述，当NB-IoT(或NB-LTE)系统与LTE TDD系统以带内方式共存时，不仅需要重新设计PRACH传输，而且需要被重新设计上行链路信道和下行信道。当在NB-IoT(或NB-LTE)系统中，子帧具有6毫秒的长度时，发生DL/UL干扰，从而对基于传统LTE进行通信的UE和基站造成干扰。此外，由于来自于LTE系统的干扰，NB-IoT(或NB-LTE)系统也可能遭受性能劣化。
因此，提出下述方案。
VI-1.方案1：限制/忽略传输
简言之，当NB-IoT(或NB-LTE)系统操作时，关于与NB-IoT系统以带内方式共存的LTE小区的信息(例如，TDD UL-DL配置)经由SIB被发送到相应的NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)。例如，可以假设NB-IoT设备和基站使用6毫秒长度的子帧操作，并且NB-IoT(或NB-LTE)基站不使用与相邻的LTE系统的UL子帧重叠的资源部分(全部或者部分重叠的符号)执行DL传输，并且结果，NB-IoT设备可能不期望接收。另一方面，可以假设NB-IoT设备不使用与相邻LTE系统的下行链路子帧重叠的资源部分(全部或部分重叠的符号)执行上行链路传输，并且结果，NB-IoT基站可能不期待接收。更具体地，在LTE系统的多个子帧上一些NB-IoT(或NB-LTE)符号重叠的情况下，不能使用的资源量可能变大，并且因此本公开可以通过改变CP长度来减少每个NB-IoT子帧中的符号的数量。在一个示例中，符号的数量可以是每个NB-IoT子帧12个，或者可以是每个时隙NB-IoT6个。
VI-2.方案2：NB-IoT子帧/时隙单位的变化
在另一种方案中，当确定用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧中包括的符号的数目时，可以基于LTE扩展CP将用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的长度指定为包括N个符号的X毫秒的长度而不是6毫秒的长度(目标延迟扩展是16.67us，从而每个时隙的符号的数目是6)。X值可以根据共存的LTE系统的TDD UL-DL配置而变化，并且X值可以等于连续的LTE UL子帧的数目。当不论TDD UL-DL配置如何X值相同时，可以将X值设置为2。在这种情况下，可以与NB-IoT(或者NB-LTE)系统以带内方式共存的LTE系统或者频带可能受到限制。更具体地，可以以带内方式与NB-IoT(或NB-LTE)系统共存的LTE系统可以使用TDD UL-DL配置2和5。另外，可以从由与NB-IoT(或NB-LTE)以带内方式共存的LTE系统使用的TDD UL-DL配置中排除TDD UL-DL配置0、3、6中的全部或者一些。N的值可以是2*X.
对于与LTE TDD小区中的特殊子帧对应的时间区域，不定义NB-IoT(或NB-IOT)子帧/时隙，并且因此IOT(或NB-LTE)基站和/或设备(或LC设备或BL设备)可以不发送或接收任何东西。更具体地，NB-IoT下行链路使用LTE特殊子帧的下行链路区域，同时NB-IoT上行链路可以不使用LTE特殊子帧的上行链路区域。PSS可以在LTE特殊子帧上被发送，这可能会对NB-IoT(或NB-LTE)系统中的功率提升造成限制。进一步地，在传统LTE系统中可以用于发送SRS的资源区域上，NB-IoT设备可以不发送上行链路信道。然而，当为了额外资源利用NB-IoT基站或NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)使用特殊子帧时，本公开可以考虑将一些相应的DL区域和UL区域和与其分别相邻的NB-IOT(或NB-LTE)系统的子帧/时隙进行捆绑，并且管理/使用所生成的捆绑。捆绑方案可以考虑将包括在NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧/时隙中的符号的数目增加特定子帧所扩展的数量。在一个示例中，如果用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的下行链路子帧中包括的符号的数目是14，并且使用LTE特殊子帧可以扩展的下行链路区域对应于三个符号，则与特殊子帧相邻的LTE系统的下行链路子帧可以被扩展成包括17个符号。因此，可以基于此扩展来执行信道映射和传输。以带内方式共存的LTE小区和NB-IoT(或NB-LTE)小区可能具有不同的目标小区半径。在这种情况下，NB-IoT(或NB-LTE)系统中的特殊子帧中的保护时段可能过大。在这种情况下，可以认为NB-IoT(或NB-LTE)小区利用保护时段的一部分作为下行链路和/或上行链路资源。在这一点上，保护时段的一部分可以被用作单独的NB-IoT(或NB-LTE)子帧。如在上面所提及的，保护时段的部分可以与相邻的NB-IoT(或NB-LTE)子帧捆绑在一起。
图12示出当在与其相邻的LTE小区中使用TDD UL-DL配置1时用于NB-IoT(或NB-LTE)小区的子帧的示例。
参考图12，当在与NB-IoT(或NB-LTE)小区相邻的LTE小区中使用TDD UL-DL配置1时，NB-IoT(或NB-LTE)小区可以配置相应的子帧使得相应的子帧长度为2毫秒。
在这种情况下，NB-IoT(或NB-LTE)系统的每个时隙可以包括两个符号，并且因此用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧可以包括总共四个符号。关于组成每个符号的CP长度和数据长度，基于子载波间隔为2.5kHz的假设数据长度可以是400usec。基于此假设，CP的长度可以是100usec。
然而，在设计实际的CP长度时，考虑到目标延迟扩展可能会过度设置为100usec。因此，可以考虑减小实际的CP长度，并且将GT的一部分放置在每个符号的后面。
图13示出在NB-IoT子帧中布置保护时段的示例。
如在图13中所示，可以将特定时段配置成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧。在一个示例中，如在图13中所示，相应的特定时段可以被布置在用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的最后边界部分附近。GT可以被定义为整个上行链路子帧或上行链路子帧的一部分(与LTE上行链路子帧的末端边界部分重叠)。安全GT可以被用于防止与传统LTE系统中的SRS的冲突。在图13中，通过示例，NB-IoT子帧的长度被设置为2ms。
为此，CP长度可以被配置为6.25usec或16.67usec。剩余时间(例如83.33usec)可以配置为GT。结果，可以确保通过传统LTE UE发送SRS。
以类似的方式，该方案的概念可以扩展到其他TDD UL-DL配置。在一个示例中，当连续上行链路子帧的数量是2(即，当应用TDDUL-DL配置4时)，可以引入如上所述的2msec单位的用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧。此外，当存在三个连续的上行链路子帧(例如，当应用TDD UL-DL配置0或3时)，可以引入3msec单位的用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧。在这种情况下，组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号的数量可以是7。这是为了使NB-IoT(或NB-LTE)系统中的每个时隙符号的数量保持不变而配置的。可替选地，组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号的数量可以被设置为6。这可以通过调整CP长度来完成。如在TDD UL-DL配置6中，当在无线电帧中存在多个连续上行链路子帧时，连续上行链路子帧是2的情况可以与连续上行链路子帧是3的情况相结合。如果连续的上行子帧数为1(不存在连续的上行子帧)，则用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧单位为1msec，并且符号的数目被设置为2。
以上述方式组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号在UL传输(例如，PUSCH)时可以进一步被划分为DMRS(解调参考信号)部分和数据部分。
在一个示例中，当组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号的数量是2时，可以基于NB-IoT子帧将第一符号作为DMRS符号分配。在这种情况下，即使当第二符号受到传统SRS的影响时，也可以基本上经由HARQ操作保护数据区域。
当组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号的数量是4时，可以将第二和/或第三符号指定为DMRS符号。就此而言，如果存在两个DMRS符号，则可以基于NB-IoT(或NB-LTE)时隙执行跳频。这可能是有必要的以反映随着每个符号的长度增加随时间而变化的信道环境。可替选地，为了基于NB-IoT(或NB-LTE)时隙以相同的模式执行重复跳频，DMRS符号可以被映射到第一和第三符号或者第二和第四符号。
在组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号的数目是6的情况下，中间的两个符号(第三和第四符号)或两端符号(第一和第六符号)可以被映射到DMRS符号。可替选地，可以基于NB-IoT(或NB-LTE)时隙将中间符号(第二和第五符号)映射到DMRS符号。更具体地，能够考虑配置LTE系统，使得基于LTE子帧或时隙发送DMRS符号。在一个示例中，本公开还可以在偶数索引处将DMRS符号映射到奇数索引或符号。
当组成用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧的符号的数目是7时，DMRS符号可以被映射到第四或两端的符号(第一和第七符号)，或者被映射到第二和第六符号，或者两端符号和中间符号(第一、第四和第七符号)以符合传统的PUSCH结构。
VI-3.方案3：子载波间隔单位的变化
在另一种方案中，考虑到与TDD LTE小区的带内共存，以与LTE系统相同的方式，NB-IoT(或NB-LTE)小区的子帧单位可以被设置为1毫秒，然而，本公开可以考虑改变子载波间隔。这样做的主要原因如下：在子载波间隔过度缩小的情况下，在1毫秒内发送的符号的数目受到限制，并且DMRS符号占用的开销可能较大。此外，代替基于TDD UL-DL配置来改变NB-IoT(或NB-LTE)系统的子帧结构，NB-IoT(或NB-LTE)的子帧结构可以基于1毫秒被配置。因此，在NB-IoT(或NB-LTE)系统与TDD-LTE系统共存的情况下，可以便于资源管理。当过度缩小子载波间隔时，可以减轻特定资源的功率的相干程度(以下称为“功率提升”程度)。可以在实施例中考虑的候选子载波间隔可以包括(15kHz)、7.5kHz、5kHz、3.75kHz、3kHz(2.5kHz)。当NB-IoT(或NB-LTE)系统与TDD-LTE系统共存时，这些候选值可以是用于NB-IoT(或NB-LTE)系统的上行链路子载波间隔。可替选地，这些候选值可以始终被应用。在前一种情况下，可以提供信令使得配置多个子载波间隔。在这种情况下，NB-IoT设备可以确定多个子载波间隔当中的用于相应的小区的子载波间隔。同时，可以基于子载波间隔来确定NB-IoT子帧的长度。例如，如果子载波间隔是15kHz，则子帧的长度可以被确定为1ms。然而，如果子载波间隔是3.75kHz，则子帧的长度可以被确定为2ms。此外，可以基于子载波间隔来确定包括在子帧中的符号的数目。例如，对于NB-IoT(或NB-LTE)系统来说，组成1毫秒长度的子帧的符号的数目根据子载波间隔是(14或12)，7或6、4、3、2。在这种情况下，用于PUSCH的DMRS符号配置可以如在方案章节II中所描述的。
以这种方式，基于TDD UL-DL配置可以改变连续可用的上行链路子帧的数目，并且因此可以基于配置来改变在PUSCH/PUCCH中发送的OFDM符号的数目，或者子载波间隔可以基于配置而改变。改变的值可以基于UL-DL配置来确定。换句话说，基于TDD UL-DL配置，在下行链路的情况下，一个传输单元TTI可以是1毫秒，而在上行链路的情况下，TTI可以变化(例如，TDD UL-DL配置0＝3毫秒，TDD UL-DL配置1＝2毫秒，TDD UL-DL配置2＝1毫秒等)。在下行链路的情况下，传输发生在1毫秒以上，但是可以经由资源分配等在更长的TTI上进行传输。最小TTI可以是1毫秒。通常，上行链路TTI可以被设置为1毫秒，使得相同的子载波间隔应用于所有UL-DL配置n。可以假定，当上行链路TTI＝2毫秒时UL-DL配置(例如，UL-DL配置2)等不支持上行链路TTI＝2毫秒可以不配置用于NB-IoT(或NB-LTE)设备。当支持上行链路TTI＝1毫秒时，可以配置具有两个OFDM符号的TTI。在这种情况下，可以假定可以通过使用先前的UpPTS和GP向其添加一个符号来组成3个符号的TTI。通常，使用UpPTS和GP可以组成附加的符号。此外，网络可以配置是否存在这样的符号添加。
更具体地，可以如下基于TDD DL/UL配置来配置上行链路资源和PRACH传输资源。当其应结合TDD配置被使用时，例如，使用经由3.75kHz的倍数配置的15kHz，可以应用此。
1)TDD UL-DL配置0：下行链路子帧和上行链路子帧之间的布置是DSUUUDSUUU。当在CP长度上执行15kHz数字学四乘时，可以将单个3.75kHz的OFDM符号映射到四个OFDM符号(在15kHz的情况下)。在这种情况下，在不使用特殊子帧的情况下可以将7+3＝10个OFDM符号从上行链路子帧开始映射到3个连续上行链路资源。可替选地，当使用特殊子帧时，可以使用特殊帧的两个OFDM符号和剩余的两个OFDM符号将总共11个OFDM符号映射到三个连续的上行链路资源。上行链路可能每5毫秒发生一次。
用于此配置的可能选项在图14中示出。
在将CP翻倍或映射较小数目的符号的情况下，附加的剩余部分可被用作间隙。
为了在2毫秒与1毫秒UL结构之间彼此相同，DM-RS符号可以对应于第三符号以及从最后符号开始的第四符号或第五符号。可替选地，DM-RS的位置在配置之间可能不同。
2)TDD UL-DL配置1：
如图15中所示，DM-RS可以出现在中间符号处，或者可以以与TDD UL-DL配置0相同的方式使用。
3)TDD UL-DL配置2：通过将三个符号对齐到一个UL子帧或者通过使用UpPTS来减少CP以布置间隙，可以以与TDDUL-DL配置0相同的方式来使用。可以假定符号的数目是3、4和3，并且DM-RS可以出现在中间符号处。
4)TDD UL-DL配置3：下行链路子帧和上行链路子帧之间的布置是DSUUUDDDD。结果，可以基于10毫秒配置上行链路。此配置可以符合在5毫秒的TDD UL-DL配置0中使用的上行链路结构。
TDD UL-DL配置4：下行链路子帧和上行链路子帧之间的布置是DSUUDDDDDD。结果，可以基于10毫秒配置上行链路。此配置可以符合TDD UL-DL配置1。
TDD UL-DL配置5：下行链路子帧和上行链路子帧之间的布置是DSUDDDDDDD。结果，可以基于10毫秒配置上行链路。此配置可以符合TDD UL-DL配置2。
7)TDD UL-DL配置6：下行链路子帧和上行链路子帧之间的布置是DSUUUDSUUD。前述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置0，而后述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置1。可替选地，前述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置0并且后述的5毫秒部分可以符合TDDUL-DL配置0，其中在后述的5毫秒部分中，可以对3个符号进行速率匹配。可替选地，前述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置1，并且后述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置1，其中前述的5毫秒部分可以仅使用连续两个上行链路。可替选地，前述的5毫秒部分可以符合TDDUL-DL配置2，并且后述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置2。可替选地，前述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置1并且后述的5毫秒部分可以符合TDD UL-DL配置2，或者，反之亦然。
通常，上行链路时隙被设置为2毫秒。当上行链路子帧的数目是奇数时，可以使用2ms的上行链路时隙和1ms的上行链路时隙(仅包括3个符号)。2毫秒上行链路时隙可始终在奇数子帧索引或偶数子帧索引处开始。1毫秒的上行链路时隙可以被认为是一个单元。就此而言，如果一个上行链路资源单元由m个3.75kHz的UL子帧或时隙组成，则可以将2毫秒上行链路子帧和1毫秒上行链路子帧视为一个子帧或时隙。因此，如果资源单元在四个子帧上存在，则在TDD UL-DL配置0的情况下在10毫秒内可以存在一个资源单元；并且在配置1的情况下，在20毫秒内存在一个资源单元，并且在配置2的情况下，在20毫秒内可以存在一个资源单元。
典型地，可以假定一个DM-RS可以在1毫秒内出现，或者可以每三个符号出现一个DM-RS。或者，两个DM-RS可以在2毫秒内出现或每7个符号出现两个DM-RS。另一方面，如果1毫秒长度对应于3个符号，则一个DM-RS符号可能出现或可能不出现。
VII.PRACH传输单元(取决于TDD配置)
用于NB-IoT系统的PRACH可以在TDD系统中被发送，或者PRACH可以根据周围的小区环境而被TDD系统干扰或者干扰TDD系统。在这种情况下，可以应对干扰。因此，有必要基于特定TDD UL-DL配置仅针对上行链路区域来配置PRACH资源。以简单的方式，作为用于整个PRACH传输的基本单元的PRACH传输单元的每个长度可以被设计为小于或等于1ms，并且每个PRACH传输单元可以被指配给上行链路区域。通常，随着组成PRACH传输单元的符号的数目增加，由于传输重复、序列长度的扩展等，由基站进行的PRACH检测的性能能够被提升。因此，根据可用的上行链路子帧的数目或UL区域的长度(例如，以符号单元定义)，组成PRACH传输单元的符号的数目或PRACH传输单元的长度可以不同。更加具体地说，上行链路区域可以对应于基于TDD UL-DL配置所配置的连续上行链路子帧的数目或与其对应的时间段。此外，对应于UpPts的时间段可以根据特殊子帧配置被包括在PRACH传输单元中。这些PRACH传输单元可以被配置为不同的PRACH格式，或者可以使用来自更高层信号的配置参数来配置。可替选地，可以基于TDD UL-DL配置和/或特殊子帧配置来预配置这些PRACH传输单元。
下面图示根据基于(15kHz子载波间隔的)TDD UL-DL配置的连续上行链路时段的PRACH传输单元的具体示例。在下面的实施例中，为了便于描述，用于PRACH的子载波间隔被设置为3.75kHz。但是，本发明不限于此。在其它子载波间隔的情况下，如下所述，可以根据上行链路时间段将传输单元改变为适当数目的符号。如果PRACH传输单元的时段和长度不匹配，(1)它们可以与上行链路时段(包括UpPts)的第一个或最后一个边界对齐；或者(2)可以基于除了UpPts以外的连续上行链路子帧组将它们对齐到第一个或最后一个边界。
VII-1. 3个上行链路子帧+0/1/2个上行链路符号
这些PRACH传输单元可以分别被表示为3ms、3.667ms和4.333ms。在TDD UL-DL配置的情况下，这些PRACH传输单元可以分别对应于#0的整个时间段以及#3和#6的前半帧时段。基于3.75kH子载波间隔，这些PRACH传输单元可以分别对应于9或11、12或13、15或16个符号。当以ms为单位表示PRACH传输单元时，这些PRACH传输单元可分别对应于9(2.4ms)，12(3.2ms)和15(4ms)个符号。更加具体地，可以考虑另外使用传输资源的一部分(例如，在一个符号内)作为特殊子帧的保护时段。在这种情况下，包括保护时段的这些PRACH传输单元可以分别对应于12(3.2ms)、15(4ms)、17(4.53ms)或18(4.8ms)的符号。
VII-2. 2个上行链路子帧+0/1/2个上行链路符号
这些PRACH传输单元可以分别被表示为2ms、2.667ms和3.333ms。在TDD UL-DL配置的情况下，这些PRACH传输单元可以对应于#1的整个时间段，以及#4的前半帧时段和#6的后半帧时段。基于3.75kH子载波间隔，这些PRACH传输单元可以分别对应于6个、7个、9个或10个、12个符号。当以ms为单位表示PRACH传输单元时，这些PRACH传输单元可以分别对应于6(1.6ms)、9(2.4ms)和12(3.2ms)个符号。CP可以被设置为一个符号。更具体地，可以考虑另外使用传输资源的一部分(例如，在一个符号内)作为特殊子帧的保护时段。在这种情况下，包括保护时段的这些PRACH传输单元可以分别对应于8(3.2ms)、9(2.4ms)和13(3.4667ms)的符号。
VII-3. 1个上行子帧+0/1/2个上行符号
这些PRACH传输单元可以分别被表示为1ms、1.667ms和2.333ms。在TDD UL-DL配置的情况下，这些PRACH传输单元可以对应于#2的整个时间段以及#5的前半帧时间段。基于3.75kH的子载波间隔，这些PRACH传输单元可以对应于3、6、6或8个符号。当以ms为单位表示PRACH传输单元时，这些PRACH传输单元可分别对应于3(0.8ms)和6(1.6ms)符号。CP可以被设置为一个符号。更具体地，可以考虑(例如，在一个符号内)另外使用传输资源的一部分作为特殊子帧的保护时段。在这种情况下，包括保护时段的这些PRACH传输单元可以分别对应于4(1.0667ms)、7(1.8667ms)和9(2.4ms)的符号。
图16是概述本公开的一些实施例的流程图。
参考图16，NB-IoT小区向NB-IoT设备用信号发送关于多个子载波间隔的信息。
同时，当相邻LTE小区以TDD方案操作时，LTE小区将关于TDD UL-DL配置和SRS配置的信息发送到NB-IoT小区。
然后，NB-IoT小区向NB-IoT设备发送关于TDD UL-DL配置和邻近LTE小区的SRS配置的信息。
NB-IoT设备基于发送的信息来确定要用于上行链路信道的子载波间隔。就此而言，子载波间隔可以被确定为3.75kHz或15kHz。
NB-IoT设备基于确定的子载波间隔来确定子帧长度。如果子载波间隔是3.75kHz，则子帧长度可以被确定为2ms。此外，当子载波间隔是15kHz时，子帧长度可以被确定为1ms。
如果要用于发送上行链路信道的子帧与用于发送邻近的LTE设备的SRS的子帧部分重叠，则NB-IoT设备仅在子帧的最后部分之外的子帧的剩余部分上发送上行链路信道。
就此而言，在上行链路信道的传输中排除的子帧的最后部分可以用于保护邻近的LTE设备的SRS传输。
根据前述，NB-IoT设备(或LC设备或BL设备)能够有效地发送上行链路信道。
到目前为止描述的本发明的实施例可以通过各种手段来实现。例如，本发明的实施例可以用硬件、固件、软件或其组合等来实现。更具体地，已经参照附图进行描述。
图17是图示实现本公开的实施例的无线通信系统的框图。
基站200包括处理器201、存储器202和收发器(或射频(或RF单元)203)。存储器202连接到处理器201，并且存储用于驱动处理器201的各种信息。发送/接收单元(或RF单元)203连接到处理器201以向处理器发送无线电信号和/或从处理器接收无线电信号。处理器201实现如上定义的所提出的功能、过程和/或方法。上述实施例中提及的基站的操作可以由处理器201来实现。
无线设备(例如，NB-IOT设备)100包括处理器101、存储器102和收发器(或RF单元)103。存储器102连接到处理器101并且存储用于驱动各种信息处理器101。发送/接收单元(或RF单元)103连接到处理器101，以向其发送和/或从其接收无线电信号。处理器101实现如上定义的所提出的功能、过程和/或方法。
处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路和/或数据处理单元。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储卡、存储介质和/或其他存储设备。RF单元可以包括用于处理无线电信号的基带电路。当以软件实现实施例时，上述技术可以用执行上述功能的模块(过程，函数等)来实现。该模块可以存储在存储器中并可以由处理器执行。存储器可以在处理器内部或者在处理器外部，并且可以通过各种众所周知的手段耦合到处理器。
尽管在如上所述的示例性系统中，基于使用一系列步骤或块的流程图来描述方法，但是本发明不限于这些步骤的顺序，并且其一些步骤可以以不同的顺序发生或可能同时发生。而且，本领域技术人员将会理解，如流程图中所示的步骤并不是排他性的，可以包括其他步骤，或者可以在不影响本发明的范围的情况下删除流程图中的一个或多个步骤。

Claims (10)

1.一种发送上行链路信号的方法，所述方法由窄带物联网(NB-IoT)设备执行并且包括：
确定用于发送所述上行链路信号的上行链路子载波间隔；
基于所述上行链路子载波间隔确定时间资源单位；
在所述时间资源单位上发送所述上行链路信号到基站，
其中，所述时间资源单位包括一个或多个时隙，所述一个或多个时隙包括多个符号，
其中，基于所述上行链路子载波间隔被确定为3.75kHz，所述一个或多个时隙的最后部分不被用于所述上行链路信号的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述上行链路子载波间隔被确定为3.75kHz，包括在所述时间资源单位中的所述一个或多个时隙的长度被确定为2ms。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述一个或多个时隙的最后部分与用于探测参考信号(SRS)的传输的时间资源重叠，所述一个或多个时隙的最后部分不被用于所述上行链路信号的传输。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个时隙的最后部分不被用于所述上行链路信号的传输以确保探测参考信号(SRS)的传输。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
通过高层信令接收关于所述SRS的信息。
6.一种被配置用于发送上行链路信号的窄带物联网(NB-IoT)设备，所述设备包括：
收发器，所述收发器被配置成发送和接收无线电信号；和
处理器，所述处理器可操作地连接到所述收发器，其中所述处理器被配置为：
确定用于发送所述上行链路信号的上行链路子载波间隔；
基于所述上行链路子载波间隔确定时间资源单位；
控制所述收发器以在所述时间资源单位上发送所述上行链路信号到基站，
其中，所述时间资源单位包括一个或多个时隙，所述一个或多个时隙包括多个符号，
其中，基于所述上行链路子载波间隔被确定为3.75kHz，所述一个或多个时隙的最后部分不被用于所述上行链路信号的传输。
7.根据权利要求6所述的NB-IoT设备，其中，基于所述上行链路子载波间隔被确定为3.75kHz，包括在所述时间资源单位中的所述一个或多个时隙的长度被确定为2ms。
8.根据权利要求6所述的NB-IoT设备，其中，基于所述一个或多个时隙的最后部分与用于探测参考信号(SRS)的传输的时间资源重叠，所述一个或多个时隙的最后部分不被用于所述上行链路信号的传输。
9.根据权利要求6所述的NB-IoT设备，其中，所述一个或多个时隙的最后部分不被用于所述上行链路信号的传输以确保探测参考信号(SRS)的传输。
10.根据权利要求8所述的NB-IoT设备，其中，所述处理器进一步被配置成控制所述收发器以通过高层信令接收关于所述SRS的信息。
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