]虚拟载波“预占线”处理
[0173]如以上说明的，在传统LTE终端可在小区内开始传输和接收数据之前，其首先预占线到小区。可为使用虚拟载波的终端提供适配的预占线处理。
[0174]图6示出了示意性示出根据本发明的实例的预占线处理的流程图。图6中示出两个分支。在通用标题“虚拟载波”下示出与旨在使用虚拟载波的UE关联的处理的不同步骤。在通用标题“传统LTE”下示出的步骤与旨在使用主载波的UE关联，并且这些步骤与图4中的步骤对应。在这个实例中，预占线过程的前两个步骤400，401对虚拟载波和主(传统LTE)载波两者为共同的。
[0175]参考图5中示出的实例子帧说明虚拟载波预占线处理，在图5的子帧中，具有144个子载波的带宽的虚拟载波插入到具有与1200个子载波对应的带宽的主载波的运行带宽内。如上所述，具有比主载波带宽小的运行带宽的接收器单元的终端不能完全解码主载波的子帧的控制区域中的数据。然而，具有仅12个块的12个子载波(S卩，2.16MHz)的运行带宽的终端的接收器单元可接收在该实例虚拟载波502上传输的控制和用户数据。
[0176]如上所述，在图6的实例中，用于虚拟载波终端的前几个步骤400和401与图4中示出的传统预占线处理相同，尽管虚拟载波终端可如下所述地从MIB提取附加信息。两种终端类型(即虚拟载波终端和主/传统载波终端)都可使用PSS/SSS和PBCH与使用在主载波内的72个子载波中心频带上携带的信息的基站同步。然而，然后传统LTE终端通过进行PCFICH解码步骤402继续处理，处理需要能够接收和解码主载波控制区域300的接收器单元，而预占到小区以在虚拟载波上接收数据的终端(其可被称作“虚拟载波终端”)执行步骤606和607。
[0177]在进一步实例中，与重新使用与主载波设备的步骤400和401相同的传统初始预占线处理相反，可为虚拟载波设备提供单独的同步和PBCH功能。
[0178]在步骤606，如果在主载波内提供任何虚拟载波，则虚拟载波终端使用特定虚拟载波步骤定位虚拟载波。以下进一步论述如何可执行该步骤的各种实例。一旦虚拟载波终端定位了虚拟载波，则虚拟载波终端能够访问虚拟载波内的信息。例如，如果虚拟载波反映(mirror)传统LTE资源分配方法，则虚拟载波终端可继续解码虚拟载波内的控制部分，控制部分例如可指示虚拟载波内的哪些资源要素已被分配用于特定虚拟载波终端或用于系统信息。例如，图7示出了已被分配用于子帧SF2的虚拟载波330内的资源要素350至352的块。然而，没有要求虚拟载波终端遵循或反映传统LTE处理(例如，步骤402至404)，并且，针对虚拟载波预占线处理，这些步骤可例如非常不同地实施。
[0179]当进行步骤607时，不考虑虚拟载波终端遵循类似LTE步骤或不同类型的步骤，虚拟载波终端然后可在步骤608解码分配的资源要素并且从而接收通过广播虚拟载波的基站传输的数据。步骤608中解码的数据可包括例如包含网络配置细节的系统信息的其余部分。
[0180]尽管如果下行链路数据在使用传统LTE的主载波上传输，虚拟载波终端不具有解码和接收下行链路数据的带宽能力，但其仍可访问具有有限带宽的主载波内的虚拟载波，同时重新使用初始LTE步骤。步骤608也可以类似LTE的方式或以不同的方式实现。例如，多个虚拟载波终端可共享虚拟载波并且具有被分配以管理如图7中SF2示出的共享的虚拟载波的授权，或者在另一个实例中，虚拟载波终端可具有分配用于其自己的下行链路传输的整个虚拟载波，或者虚拟载波可仅针对特定数量的子帧全部分配到虚拟载波终端等。
[0181]因此为虚拟载波预占处理提供很大程度的灵活性。例如，存在调整重新使用或反映传统LTE步骤或处理之间的平衡的能力，从而减少终端复杂度和实现新元素的需要，并且增加新虚拟载波特定特征或实施，从而潜在地优化窄带虚拟载波的使用，因为LTE已被着眼设计有更大带的主载波。
_2] 下行链路虚拟载波检测
[0183]如上所述，在虚拟载波终端可接收和解码虚拟载波上的传输之前，虚拟载波终端应当定位(在主载波的时间-频率资源网格内)虚拟载波。对于虚拟载波存在和位置确定可使用若干替代方案，这些替代方案可独立或者以组合实现。下面将讨论这些选项中的一止匕
~、O
[0184]为便于虚拟载波检测，可将虚拟载波位置信息提供给虚拟载波终端，使得如果存在任何虚拟载波，虚拟载波终端能够更容易定位虚拟载波。例如，这种位置信息可包括在主载波内设置有一个或多个虚拟载波的指示，或者主载波当前没有设置任何虚拟载波的指示。该位置信息还可包括虚拟载波的带宽(例如以MHz或者资源要素的块)的指示。可替代地，或者组合地，虚拟载波位置信息可包括虚拟载波的中心频率和带宽，从而为虚拟载波终端给出任何有效虚拟载波的位置和带宽。在各个子帧的不同频率位置处找到虚拟载波的情况下，例如，根据伪随机跳频算法，位置信息能够例如指示伪随机参数。这种参数可包括起始帧和用于伪随机算法的参数。使用这些伪随机参数，对于任何子帧，虚拟载波终端然后可知道可在哪里找到虚拟载波。
[0185]在实施中，与虚拟载波终端相关的变化不大的特征(与传统LTE终端相比较)将包括PBCH内虚拟载波的位置信息，PBCH在主载波中心频带中携带主信息块或MIB。如图8中示出的，MIB由24位(3位用于指示DL带宽，8位用于显示系统帧数或SFN，并且3位与PHICH配置相关)组成。因此，MIB包括可用于携带关于一个或多个虚拟载波的位置信息的10个备用位(spare bit)。例如，图9示出了实例，PBCH包括MIB和用于将任何虚拟载波终端指向虚拟载波的位置信息(“LI”)。
[0186]可替代地，可在中心频带中在PBCH的外部提供虚拟载波位置信息。其可以例如始终提供在PBCH之后并邻近于PBCH。通过在中心频带中在PBCH的外部提供位置信息，传统PBCH并不会为了使用虚拟载波的目的而修改，但如果有虚拟载波的话，虚拟载波终端可容易地找到位置信息以检测虚拟载波。
[0187]如果提供了虚拟载波位置信息，其可提供在主载波中的其他地方，但是在中心频带中提供它可能是有利的，例如因为虚拟载波终端可将其接收器配置为在中心频带上运行，并且虚拟载波终端随后不需要为了找到位置信息而调整其接收器设置。
[0188]根据提供的虚拟载波位置信息的量，虚拟载波终端可调整其接收器以接收虚拟载波传输，或者其可在如此做之前要求进一步的位置信息。
[0189]例如，如果虚拟载波终端被提供有指示虚拟载波存在和/或虚拟载波带宽但不指示关于精确虚拟载波频率范围的任何细节的位置信息，或者如果虚拟载波终端未被提供任何位置信息，则虚拟载波终端然后可针对虚拟载波而扫描主载波(例如，执行所谓的盲扫处理)。可基于不同的方法来针对虚拟载波扫描主载波，一些方法将在以下呈现。
[0190]根据第一种方法，虚拟载波可能仅被插入在某个预先确定的位置，如图10中举例示出的四个位置的实例。虚拟载波终端然后针对任何虚拟载波扫描四个位置LI至L4。如果并当虚拟载波终端检测虚拟载波时，其然后可如上所述“预占”虚拟载波以接收下行链路数据。在该方法中，虚拟载波终端可被预先提供有可能的虚拟载波位置，例如它们可作为网络特定设置存储在内部存储器中。可通过试图解码在虚拟载波上的特定物理信道来实现虚拟载波的检测。例如通过在解码的数据上成功的循环冗余校验(CRC)指示的这种信道的成功解码将指示虚拟载波的成功的位置。
[0191]根据第二种方法，虚拟载波可包括位置信号，使得扫描主载波的虚拟载波终端可检测到这种信号以识别虚拟载波的存在。在图1lA到图1lD中示出了可能位置信号的实例。在图1lA至图1lC的实例中，虚拟载波定期地发送任意的位置信号，使得扫描位置信号所在的频率范围的终端将检测到该信号。“任意的”信号在此指包括本身不携带任何信息的任何信号，或不意指被解译，而是仅包括虚拟载波终端可检测到的特定信号或图案。这个可以例如是在整个位置信号上的一系列正位、在位置信号上的O和I的交替、或任何其他合适的任意信号。值得注意的，位置信号可由相邻资源要素的块构成或可由不相邻的块形成。例如，它可定位在虚拟载波的“顶部”(即上限频率)处的每个其他资源要素块处。
[0192]在图1lA的实例中，位置信号353在虚拟载波330的范围R330上延伸并且始终在子帧内的虚拟载波中的相同位置找到。如果虚拟载波终端知道在虚拟载波子帧中哪里可找到位置信号，则其可针对位置信号通过仅扫描子帧内的该位置来简单化它的扫描过程。图1lB示出了相似实例，其中，每个子帧在该子帧的端部包括含有两个部分的位置信号354:一个在虚拟载波子帧顶部拐角处并且一个在虚拟载波子帧的底部拐角处。例如如果虚拟载波终端预先不知道虚拟载波的带宽，则这种位置信号可以是有用的，因为这可便于虚拟载波频带的顶部和底部频率边缘的清晰检测。
[0193]在图1lC的实例中，在第一个子帧SFl中(而不是在第二个子帧SF2中)设置位置信号355。可例如每两个子帧设置位置信号。可选择位置信号的频率以调整减少扫描时间和减少开销之间的平衡。换言之，设置的位置信号越多，终端检测虚拟载波所花费的时间越短，但开销越多。
[0194]在图1lD的实例中，设置位置信号，该位置信号不是如图1lA至图1lC中的任意信号，而是包括虚拟载波终端的信息的信号。当虚拟载波终端扫描虚拟载波时，虚拟载波终端可检测到该信号，并且该信号可包括关于例如虚拟载波带宽的信息或任何其他虚拟载波相关的信息(位置或非位置信息)。当检测到该信号时，虚拟载波终端从而可检测到虚拟载波的存在和位置。如图1lD中示出的，如同任意的位置信号，可在子帧内的不同的位置处找到该位置信号，并且对于每个子帧，位置可变化。
[0195]主载波的控制区域大小的动态变换
[0196]如上所述，在LTE中，组成下行链路子帧的控制区域的符号数量根据需要传输的控制数据的数量而动态地改变。通常，该变化在一个符号与三个符号之间。参照图5，可以理解的是，主载波控制区域的宽度变化将引起对于虚拟载波可用的符号数量的相应变化。例如，如从图5中可以看出，当控制区域是三个符号的长度并且在该子帧内存在14个符号时，则虚拟载波为i^一个符号长。然而，如果在下一子帧内，主载波的控制区域减少至一个符号，在该子帧内将有十三个符号可用于虚拟载波。
[0197]当将虚拟载波插入到LTE主载波中时，如果接收虚拟载波上的数据的移动通信终端能够使用主载波控制区域未使用的所有的可用符号，则它们需要能够确定每个主载波子帧的控制区域中的符号的数量以确定该子帧中的虚拟载波中的符号的数量。
[0198]传统地，在PCFICH内的每个子帧的第一符号中发信号告知形成控制区域的符号的数量。然而，PCFICH通常分布在下行链路LTE子帧的整个带宽上并且因此在仅能够接收虚拟载波的虚拟载波终端不能接收的子载波上传输。因此，在一个实施方式中，控制区域可能在其上延续的任何符号预定义为虚拟载波上的空符号，即，虚拟子载波的长度设置为(m-n)个符号，其中，m是子帧中的符号的总数量，并且η是控制区域的符号的最大数量。因此，资源要素从不在任一给定子帧的前η个符号期间被分配用于在虚拟载波上的下行链路数据传输。
[0199]尽管此实施方式实现很简单，因为在子帧期间当主载波的控制区域具有少于符号的最大数量时，在虚拟载波中存在未使用的符号，所以将会是极其低效的。
[0200]在另一实施方式中，在虚拟载波自身中明确地发信号告知主载波的控制区域中的符号数量。一旦已知主载波控制区域中的符号数量，可通过从子帧中的符号的总数减去该数量计算出虚拟载波符号的数量。
[0201 ] 在一个实例中，通过虚拟载波控制区域中的特定信息位给出主载波控制区域大小的明确指示。换言之，明确的信令消息插入在虚拟载波控制区域502中的预定义位置。适配为接收虚拟载波上的数据的各个终端已知该预定义位置。
[0202]在另一实例中，虚拟载波包括预定义信号，预定义信号的位置指示主载波的控制区域中的符号的数量。例如，可在资源要素的三个预定块中的一个上传输预定义信号。当终端接收子帧时，终端扫描预定义信号。如果在第一块资源要素中找到预定义信号，这指示主载波的控制区域包括一个符号；如果在第二块资源要素中找到预定义信号，这指示主载波的控制区域包括两个符号；以及如果在第三块资源要素中找到预定义信号，这指示主载波的控制区域包括三个符号。
[0203]在另一实例中，虚拟载波终端被布置为首先假设主载波的控制区域大小是一个符号来尝试解码虚拟载波。如果这不成功，虚拟载波终端假设主载波的控制区域大小是两个来尝试解码虚拟载波等，直至虚拟载波终端对虚拟载波成功地进行解码。
[0204]下行链路虚拟载波参考信号
[0205]如本领域中所知，在基于OFDM的传输系统中，例如LTE，通常保留遍及子帧的符号中的多个子载波来用于参考信号的传输。如以下进一步说明，参考符号在本发明的在一些实施方式中起重要的作用。然而，首先描述参考符号的一些传统特征。参考信号通常在分布遍及在频道带宽上以及OFDM符号上的子帧的子载波上传输。参考信号以重复的图案布置并且可由接收器使用以利用外推和插值技术来估计施加于在各个子载波上传输的数据的信道功能。这些参考信号同样通常被用于其他目的，例如确定所接收的信号功率指示的度量(metric)，自动频率控制度量和自动增益控制度量。在LTE中，在各个子帧内的参考信号承载子载波的位置是预先确定的并且各个终端的接收器处是已知的。
[0206]在传统的LTE下行链路子帧中，存在为了不同目的而传输的多个不同的参考信号。一个实例是小区特定参考信号，向所有的终端广播。小区特定参考符号通常在它们出现在其上的每个传输天线端口上插入每第六子载波上。因此，如果虚拟载波插入LTE下行链路子帧中，即使虚拟载波具有一个资源块的最小带宽(即，十二个子载波)，虚拟载波将包括至少一些小区特定参考信号承载子载波。
[0207]在各个子帧内提供了足够的参考信号承载子载波，使得接收器不需要准确地接收每一个参考信号以解码在子帧上传输的数据。然而，如将能理解的，接收的参考信号越多，通常接收器能够越好地对信道响应进行估计，由此通常将越少的错误引入到从子帧解码的数据中。因此，为了保持与接收主载波上的数据的LTE通信终端的兼容性，根据本发明的一些实例，在虚拟载波中保留将包含在传统LTE子帧内的参考信号的子载波位置，仅在以下根据本发明的实施方式的进一步讨论的几种情况下例外。
[0208]如将理解的，根据本发明的实例，与接收在子帧的整个带宽上的各个子帧的传统LTE终端相比较，被布置为仅接收虚拟载波的终端接收减少数量的子载波。因此，能力减小终端在更窄频率范围内接收更少的参考信号，这可能导致产生较低精确性的信道估计。
[0209]在一些实例中，简化的虚拟载波终端可具有需要较少参考符号来支持信道估计的较低移动性。然而，在本发明的一些实例中，下行链路虚拟载波可包括附加的参考信号承载子载波以提高能力减小终端可生成的信道估计的精确度(即，与主载波上的其他区域相比，在虚拟载波上可能具有更大密度的参考符号)。
[0210]在一些实例中，相对于传统的参考信号承载子载波的位置，附加的参考承载子载波的位置系统性地散布，从而当与来自现有参考信号承载子载波的参考信号结合时，增加信道估计的取样频率。这允许改善通过能力减小终端在虚拟载波的带宽上生成的信道的信道估计。在其他实例中，使得附加的参考承载子载波的位置系统性地放置在虚拟载波的带宽边缘处，从而增加虚拟载波信道估计的插值精度。
[0211]替代性虚拟载波配置
[0212]目前为止，已在其中插入单个虚拟载波的主载波的方面描述了本发明的实例，例如如图5中示出的。然而，在一些实例中，主载波可例如如图12中示出的包括多于一个的虚拟载波。图12示出了其中两个虚拟载波VCl (330)和VC2(331)设置在主载波320内的实例。在这个实例中，两个虚拟载波在主载波频带内根据伪随机算法改变位置。然而，在其他实例中，两个虚拟载波中的一个或者两个可始终被发现在主载波频率范围内的相同频率范围内和/或可根据不同的机制而改变位置。在LTE中，主载波内的虚拟载波的数量仅受主载波的大小的限制。然而，主载波内的太多虚拟载波可能不适当地限制可用于向传统LTE终端船速数据的带宽，并且因此运营商可根据例如传统LTE用户/虚拟载波用户的比例决定主载波内的虚拟载波的数量。
[0213]在一些实例中，可动态地调整有效虚拟载波的数量，使得该数量符合传统LTE终端和虚拟载波终端的当前需要。例如，如果没有连接虚拟载波终端或如果有意限制它们的接入，则网络可被布置为开始在之前为虚拟载波保留的子载波内调度至LTE终端的数据传输。如果有效的虚拟载波终端数量开始增加，可使该处理颠倒。在一些实例中，设置的虚拟载波的数量可根据虚拟载波终端的存在的增加而增加。例如，如果存在于网络或网络的范围中的虚拟终端的数量超过阈值，则在主载波中插入额外的虚拟载波。网络元件和/或网络运营商由此可在任何适当的时候激活或者撤消虚拟载波。
[0214]例如图5中示出的虚拟载波在带宽中是144个子载波。然而，在其他实例中，虚拟载波可以是十二个子载波至1188个子载波之间的任意大小(对于具有1200个子载波传输带宽的载波)。因为在LTE中，中心频带具有72个子载波的带宽，所以在LTE环境中的虚拟载波终端优选具有至少72个子载波的接收器带宽(1.08MHz)，使得虚拟载波终端能够解码中心频带310，因此，72个子载波虚拟载波可提供便利的实施选项。利用包括72个子载波的虚拟载波，虚拟载波终端不必调整接收器带宽以预占虚拟载波，因此可降低执行预占线处理的复杂度，但是，不需要使虚拟载波与中心频带具有相同的带宽，如上所述，基于LTE的虚拟载波可以是12至1188个子载波之间的任意大小。例如，在一些系统中，具有小于72个子载波的带宽的虚拟载波可被认为是浪费虚拟载波终端的接收器资源，但是从另一方面看，其可被认为是通过增加对传统LTE终端可用的带宽来减少虚拟载波对主载波的影响。因此可将虚拟载波的带宽调整为达到复杂性、资源利用、主载波性能和虚拟载波终端要求之间期望的平衡。
[0215]i:行链路传输帧
[0216]截至目前已主要参考下行链路讨论了虚拟载波，然而在一些实例中虚拟载波也可插入上行链路中。
[0217]在频分双工(FDD)网络中，上行链路和下行链路两者在所有的子帧中都是激活的，反之在时分双工(TDD)网络中，子帧可以即被分配置上行链路、至下行链路，或进一步被子划分到上行链路和下行链路部分中。
[0218]为了发起到网络的连接，传统LTE终端进行对物理随机接入信道(PRACH)的随机访问请求。PRACH位于上行链路帧中的预定资源要素块中，其位置在下行链路上告知的系统信息中通知到LTE终端。
[0219]另外，当存在要从LTE终端传输的等待的上行链路数据，并且终端并非已具有任何分配给它的上行链路资源时，其可以向基站发送随机访问请求PRACH。然后在基站处做出关于是否向做出请求的终端设备分配任何上行链路资源的决定。然后上行链路资源分配在下行链路子帧的控制区域中传输的物理下行链路控制信道(PDCCH)上通知到LTE终端。
[0220]在LTE中，从各个终端设备的传输被约束为占用帧中的一组相邻资源块。对于物理上行链路共享信道(PUSCH)，从基站接收的上行链路资源分配授权将指示哪组资源块用于该传输，其中，这些资源块可位于信道带宽内的任何地方。
[0221]由LTE物理上行链路控制信道(PUCCH)使用的第一资源位于信道的上和下边缘，其中，每个PUCCH传输占用一个资源块。在第一半子帧中，该资源块位于一个信道边缘处，并且在第二半子帧中，该资源块位于相对的信道边缘处。随着需要更多的PUCCH资源，从信道边缘向内移动以连续的方式分配额外的资源块。因为PUCCH信号是码分多路复用的，所以LTE上行链路在相同资源块中可容纳多个I3UCCH传输。
[0222]虚拟i:行链路载波
[0223]根据本发明的实施方式，上述虚拟载波终端还可设置有用于发送上行链路数据的能力减小发射器。虚拟载波终端被布置为在减小的带宽上传输数据。能力减小发射器单元的设置提供与通过设置具有例如以减小的能力(例如使用MTC型应用)制造的设备类型的能力减小接收器单元实现的那些相对应的优势。
[0224]与下行链路虚拟载波一致，虚拟载波终端在主载波(其具有比减小带宽的虚拟载波更大的带宽)内的减小