CN104823501A - 用于lte通信***中上行链路无线电资源分配的方法、设备和*** - Google Patents

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Abstract

本技术提供了一种用于促进LTE通信***中从用户设备(UE)到基站的上行链路通信的方法、设备和***。选择预定LTE资源块内的一个或多个频率的子载波，所述一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围。然后将选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。

Description

用于LTE通信***中上行链路无线电资源分配的方法、设备和***
技术领域
本技术一般涉及无线电通信，尤其涉及通过诸如长期演进(LTE)标准等通信标准与机器到机器(M2M)装置进行通信中使用的无线电频率的分配。
背景技术
以LTE(长期演进)著称的新一代蜂窝无线电标准已经被设计为提供高数据速率能力和较好的以每秒每赫兹的比特为单位的频谱效率。这满足了使用诸如视频流等应用提供高数据容量的智能电话、平板电脑以及膝上型电脑的需求。许多情况下的蜂窝无线电的M2M(机器到机器)应用只需要适量的数据容量。很多情况下，通信是短暂的并且断断续续的，而且“移动”M2M装置可以不移动，或可以具有有限的移动性和较低的速度。与过去推动LTE规范并且现在推动用于LTE的芯片设计的使用相比，这是显著不同的用例。
M2M在接下来的几年中会具有显著的增长。M2M连接装置的总数量会超过电话、智能电话以及其他数据通信装置的当前数量。当前M2M调制解调器市场中普遍使用旧的具有较低数据速率、相对简单并且成本较低的GSM/GPRS网络，。遗憾地是，随着智能电话融入到新的3G和LTE技术中，这不可能是一种长期的解决方案。可以预见，服务提供商将不维护这些旧式的基站。而且，由于用于新服务的可用带宽的持续的短缺，服务提供商会想要将他们的频谱分配从GSM/GPRS转移到在给定带宽中具有较高容量的新的***中。这意味着最终会不再支持GSM/GPRS。
3GPP(第三代合作伙伴项目)标准委员会已经意识到LTE支持极大量的M2M UE(用户设备)的需求，并确定了对被设计为支持极大量的M2M UE的现有LTE标准进行修改的目标。对现有标准提出改变的特殊要求是确保与现有设备持续的兼容性并将M2M业务量对当前和未来用户的高数据速率和低延时要求的影响最小化。
标准组已经确定使得大量M2M UE彼此之间以及与其他种类的UE之间在LTE***上共存的详细特征和要求。对于可不使用高级LTE特征的M2M UE来说还存在能够具有更简单的以及更低成本的调制解调器的目标。例如，LTE提供了MIMO，以用于更高的容量和更可靠的通信。可以不使用该特征来降低M2M UE的成本，该特征需要多个无线电装置同时工作。
标题为“3rd Generation Partnership Project；TechnicalSpecification Group Radio Access Network；Study on provisionof low-cost MTC UEs based on LTE；(Release 11)3GPP TR 36.888”的草案规范(第三代合作伙伴项目,www.3gpp.org,本文称为TR36.888)已经具有了对LTE标准中M2M规范的主题的一些想法。
一个策略是将下行链路(基站到UE)的通信带宽从20MHz减少为只有1.4MHz。这有助于减小UE接收器中所需组件的成本，并可用于提高由较窄的所需带宽引起的接收信号的信号噪声干扰比。TR36.888描述了使用当前20MHz频带中专用的1.4MHz频率块，该频率块可能位于20MHz的中间。
对于无线装置(包括M2M装置以及LTE网络装置)来说，装置覆盖率受到持续的关注。例如，覆盖率受到M2M规范提案(specialization initiative)的不利影响。
因此，需要一种不受现有技术的一个或多个限制的用于无线电资源分配的方法、设备和***。
提供该背景信息的目的在于，为了使得申请人认为可能与本技术相关的信息已知。这并不旨在承认，也不应该被解释为，任何前述信息构成对抗本技术的现有技术
发明内容
本技术的一个目的在于提供一种用于LTE通信***中上行链路无线电资源分配的方法、设备和***。根据本技术的一个方面，提供了一种用于促进LTE通信***中从用户设备(UE)到基站的上行链路通信的计算机实现的方法，该方法包括：在LTE资源块内选择一个或多个频率子载波，选出的一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围；并且将选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。
根据本技术的另一个方面，提供了一种用于促进LTE通信***中从两个或更多的用户设备(UE)到基站的上行链路通信的计算机实现的方法，该计算机实现的方法包括在两个或更多的UE中的每一个UE处执行进一步的计算机实现的方法，其中两个或更多的UE中的每一个UE利用非重叠的频率子载波集进行通信，进一步的计算机实现的方法包括：在LTE资源块内选择一个或多个频率子载波，选出的一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围；并且将选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。
根据本技术的另一个方面，提供了一种LTE无线通信***，其包括基站和被配置为与基站执行上行链路通信的一个或多个用户设备(UE)；其中，基站包括子载波选择模块，子载波选择模块被配置为在LTE资源块内选择一个或多个频率子载波以供指定的UE使用，选出的一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围；其中，基站被配置为将子载波选择消息发送给指定的UE，子载波选择消息指示所选出的一个或多个频率子载波；其中，UE包括子载波选择消息处理模块，子载波选择消息处理模块被配置为接收并处理子载波选择消息；并且其中，UE进一步包括通信模块，通信模块被配置为利用所选出的一个或多个频率子载波执行从UE到基站的通信。
附图说明
本技术的这些特征以及其他特征将会在参照了附图的下面详细描述中变得更加清晰。
图1展示了根据现有LTE标准的上行链路资源分配示例。
图2展示了根据本技术实施例的M2M UE对多个连续资源块的部分使用。
图2a展示了根据本技术实施例的在每个时隙基础上执行的跳频。
图3展示了根据本技术的示例性实施例的由12个不同的M2M UE分享多个连续的资源块。
图4展示了根据本技术实施例的用于LTE通信***中上行链路无线电资源分配的方法。
图5展示了根据本技术实施例的用于LTE通信***中上行链路无线电资源分配的***。
图6展示了本技术实施例与现有技术之间的峰均功率比(PAPR)的对比。
具体实施方式
定义
如本文所使用的，机器到机器(M2M)终端或用户设备是指与自动化装置(例如智能表、环境监测仪、医疗患者监测仪、交通监测和/或控制装置，或其他自动化设备)连接的无线通信终端。M2M终端典型地不同于人到人终端，并典型地受限于不同的通信要求。M2M终端还会以机器类型通信(MTC)终端所为人熟知。在“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Servicesand System Aspects；Study on Facilitating Machine to MachineCommunication in 3GPP Systems；(Release 8)”(第三代合作伙伴项目，3GPP TR 22.868V8.0.0，2007年3月)中提出了对M2M通信的示例研究。
如本文所使用的，术语“大约”是指标称值的+/-10％的变化。应该明白，无论是否明确指出，这种变化都包括在本文所提供的指定值内。
当前LTE标准至少规定了以下术语。一个时隙对应于0.5ms的时间间隔。一个子帧对应于连续两个时隙的1ms的时间间隔。半帧对应于5个子帧，一帧对应于10个子帧。传输时间间隔(TTI)也对应于1ms的时间间隔。在一些实施例中，可以每1个TTI就对调度决定进行修正。一个资源块对应于12个子载波乘以1个时隙。每个子载波间隔15kHz。从而一个资源块跨越180kHz(12个子载波乘以每个子载波15kHz)和0.5ms。***带宽在大约1.4MHz与20MHz之间可调。本技术的实施例与前面的术语和数值相符合。然而，应该意识到，即使所述术语和数值进行了调整(例如，由LTE标准的后续修订所引起的调整)，本技术仍然可以适用。还应该意识到，本技术可以适用于其他基本上类似的标准，无论是出自LTE标准或是独立研发的。
除非明确指出，否则本文所用的所有技术和科学术语均具有与本技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
本技术的实施例提供了用于促进LTE通信***中从用户设备(UE)到基站的上行链路通信的计算机实现的方法。该方法包括在预定的LTE资源块中选出一个或多个频率子载波。选出的一个或多个子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围。例如，每个子载波可以覆盖180kHz的资源块频率范围的15kHz。在一些实施例中，可以选择单个这样的子载波。该方法进一步包括将选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。
本技术的实施例提供了包括基站(eNodeB)和用户设备(UE)(例如，M2M UE)的***。UE被配置为在LTE通信***中执行到基站的上行链路通信。基站(或更一般地，***)包括子载波选择模块，该子载波选择模块被配置为在预定的LTE资源块中选择一个或多个频率子载波。选出的一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围。UE进一步包括通信模块，该通信模块被配置为只将选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。资源块内的其他子载波未被UE使用，尽管这些子载波可被其他的UE使用。
子载波选择模块可被配置为以协调的方式为多个UE中的每一个UE选择子载波，并将子载波选择消息发送给每个UE，向其指示要使用哪些子载波。可以针对多个UE中的每一个UE选择子载波，例如使得不同的UE避免在相同的时间使用相同的子载波。UE可以进一步包括子载波选择消息处理模块，该子载波选择消息处理模块被配置为接收这些子载波选择消息从而指导UE对选出的子载波的使用。
现有LTE标准指定，单个UE可以在0.5ms的时间间隔内在180kHz频带上的12个15kHz的子载波中发射信号。也就是，可以向UE分配整数个资源块，并期望UE使用至少一个资源块。任何发送器的最小传输时间间隔为1ms，并且其包括两个相邻的资源块。为了降低峰均功率比(PAPR)，使用SC-FDMA发送资源块(即，将资源块进行DFT扩展)。频率分集提供了对频率选择性多径传播无效(null)的一定抗扰度。会丢失它的一个或多个资源块或子载波但会接收到其他的资源块或子载波。然而，在一些M2M装置的低数据速率要求的情况下，认识到无需整个资源块来提供足够的数据承载能力。
图1展示了根据现有LTE标准的上行链路资源的分配示例。在整个资源块中，标记为A到L的12个UE中的每一个使用单个的资源块。如所示出的，将连续的资源块被分配给不同的UE。资源块对应于在至少一个时隙内使用180kHz的频带。该180kHz的频带被划分为12个15kHz的子载波，每个子载波对应于一个指定的子载波(如LTE标准中规定的子载波间隔为15kHz)。在各种实施例中，UE可以在每个时隙或TTI内使用比12个的全部数量少的子载波。
根据本技术的实施例，M2M UE被配置为在上行链路上只使用从180kHz的LTE资源块内的12个子载波中选出的一个15kHz的子载波进行传输。传输可以限制在TTI的时域中，例如使得每个传输持续大约1.0ms。TTI是标准的最小分配单位并包括两个连续的时隙。因此，M2M UE利用了频域中的较少的网络资源，从而降低了对每个M2M UE的影响，并潜在地允许在***中存在更多的M2M UE。由于只使用单个子载波，因此在上行链路方向上M2M UE可被认为本质上使用了OFDMA。在这些实施例中，上行链路的峰均功率比(PARA)会较小，这是因为只有一个音调正被发送(即，正在使用一个子载波)。因此，充分减轻了推动SC-FDMA的使用的主要关注问题。
本技术的实施例用速度(其次是时延)换取覆盖率的提高。在一个实施例中，期望上行链路的速度应该仍然能够支持(6比特/符号×15k符号/秒×0.75码率＝6×15×0.75)67.5kbps，这相当于GPRS的上行链路的速率。还预期应该将上行链路的链路预算提高大约12(10.8dB)的系数，因为所有的PA功率都集中在窄带中，从而增加了功率谱密度。
从监管角度来看，上述增加的功率谱密度预想不会成为问题，因为针对远大于15kHz的带宽对管控功率界限进行了限定。由较高功率谱密度(PSD)产生的其他关注问题是从蜂窝边缘传输的M2M终端的较高的PSD将干扰相邻蜂窝达到比其当前更大的程度。现有LTE标准已有用于协调相邻蜂窝的规定以处理该问题。一个蜂窝允许UE以高PSD传输而相邻的一个蜂窝只执行来自靠近它的UE的上行传输。可选地，可以将时间分配给第一个蜂窝然后再分配给其他的蜂窝。希望使UE以较高的PSD传输各自子载波可以获得额外的调整以维持所需的干扰余量。
还有另一个关注问题是，邻道泄漏比ACLR会随单个子信道的PSD的增加成比例地提高，除非向使用该传输方法的UE指定的谱纯度优于当前所需要的。由于以该较高功率传输的UE会位于来自eNodB的具有高路径损耗的位置中，所以在eNodeB接收器处ACLR它们在功率上会呈现平衡，从而高ACLR不会成为问题。一个潜在的有问题的情况是，LTE***频带的分配邻接另一个服务提供商频谱的分配。这种情况下，可能有必要避免在靠近频带边缘使用高PSD子载波情况下的资源，以避免ACLR对相邻载波频谱产生干扰。在UE中降低ACLR会需要其具有较高的成本并具有较高的功率消耗。
一些实施例中，如果较高的UE发送器功率集中在一个频率上，这会潜在地产生较高的邻近信道干扰功率。这种传输可以在***级上进行管理以避免对邻近频率分配产生干扰，尤其是不使用相同格式的那些频率分配。
在一些实施例中，在路径损耗足够低以允许实现较低的最大功率放大器(PA)功率的情况下，通过实现较低的最大功率放大器功率会获得一些成本和/或复杂度的节省。具备可控功率级的PA可以集成在每个UE中，并根据本技术的实施例进行控制。一般由于降低的上行链路速度，因此可以实现一些较低的上行处理和数模转换器(D/A)的要求。
本技术的实施例在分配给不同UE使用的上行链路资源方面实现了改进。本技术并不是将最小可分配资源单元作为LTE资源块，而是允许一个TTI或一个时隙上的一个子载波的更小的可分配资源单元。在分配的最小时间为一个TTI时，可获得与LTE标准的现有部分更好的兼容性。在UE并不要求资源块中的全部可用带宽时，例如在传输有限数据的M2M UE的情况下，这会具有更大的使用优势。大量这种UE可通常与其他类型的用户设备一起被容纳于LTE***中。例如，在一些实施例中，一个UE仅仅使用资源块中的一个子载波频带，资源块中的其他11个子载波频带可潜在地被一个或多个其他UE使用以最大化M2M UE与非M2M UE对资源的兼容共享。在一些实施例中，多个UE可以以该方式与分配有资源块中12个子载波中的一个或多个子载波的某个子集的每个UE共享资源块。
本技术的实施例可以集成在现有LTE***中，现有LTE***同时支持传统的LTE操作。在一些实施例中，分配用于LTE***中上行链路的资源块子集还可以分配用于在本文所述的各UE之间共享。可以根据传统的操作使用其他资源块，例如将每个所述其他资源块分配给单个UE。
根据LTE中传统的资源分配方法，给UE的上行链路授权可以在下行链路控制信息(DCI)中的PDCCH信道中从eNB发出。DCI格式0和4被定义为用于上行链路授权，其中格式0用于单发送器而格式4用于MIMO。这两种格式均被扩充以匹配其他(主要是下行链路)的分配格式。在各种实施例中，这些和/或其他传统资源分配消息可以适用于本技术中。例如，与在子资源块上分配资源授权相关的额外信息可被添加到用于传统格式0和4的定义中。在一些实施例中，这不需要在***中添加更多的指令开销就可以实现。
由于在每个时间处的传输只发生在一个载波上，所以本技术的各种实施例相对于SC-FDMA可促进PAPR的进一步降低。图6示出了本技术610的实施例与SC-FDMA 620的PAPR的对比图。本技术的实施例和SC-FDMA方案都是采用64QAM来操作。
应该注意，在各种实施例中，在现有技术中只有一个UE将会传输的时间间隔中多个(例如，12个)不同的UE会通过共享资源传输。潜在地，通常在只有一个UE会接收资源授权的时间中，这需要增加DCI通信以用于传输针对多个(例如，12个)不同UE的资源授权。可选地，在某些实施例中，为了抵消DCI通信的这种潜在的增加，多个(例如，12个)UE可被配置为以普通模式执行跳频，但需错开UE的启动时间或在该模式内的不同位置启动每个UE。所述普通模式可以已知为先验的，或以普通或专用消息来传输。该模式可以为这样的模式，使得每个频率在模式的的每次重复期间被准确地访问一次，从而避免在模式序列中的不同位置处启动的各UE之间发生冲突。
根据本技术的实施例，通常(即，根据现有LTE标准)由单个UE在由两个邻近资源块组成的TTI中传输信息，每一个时隙和12个子载波可以在12个TTI上扩展。在一些实施例中，12个连续的1.0msTTI可被用于传输来自UE的信息。在一些实施例中，12个连续的子帧中的每一个子帧中的一个1.0ms TTI可用于传输来自UE的信息，例如与其他通信交叉。
在各种实施例中，在操作过程中，将TBS(传输块大小—由LTE协议的高层使用)维持在与现有LTE实现中的相同的大小和/或将TBS保持恒定，可以减少所需的协议变化，并可进一步向资源分配操作添加很少的开销或没有额外的开销。无论是分配12个TTI上的单个子载波还是分配一个TTI中的12个子载波(当前的标准)，TBS都可以是相同的。在一些实施例中，为了避免编码增益损失，可以将TBS中的数据量保持在最低阈值以上。可以随时间将TTI中的数据分组以形成有效的TBS大小。这种方法会增加延时；但是这对于不同种类的M2M UE来说可以不是问题。
UE在12个连续的TTI上使用单个子载波，而不是使用每12个TTI的同一个TTI的12个子载波的实施例中，在时间周期上传输的数据量将是相同的。与达到11个的其他相似配置的UE共享资源的潜力也会是相同的，并且其他11个UE中的每一个的数据吞吐量也可以相同。类似情况可以适用于，多个UE与每次使用两个或两个以上子载波的至少一些UE共享12个子载波时。
为了避免总是在较低效率频率(例如，处于持续频率选择性衰减的15kHz的频率子载波)上传输的可能性，本技术的实施例被配置为使得UE在每个时隙中使用不同的子载波。例如，可以根据伪随机序列改变频率。这种方式可提高频率分集优势。在一些实施例中，可以使用涉及超出当前资源块的频率步长的其他方案，以提高频率选择性衰减抗扰度。
目前，LTE***允许在下行链路上以两种方式来分配资源块。本地化数据映射表示指定频率上的(时间上)邻近的资源块用于每个UE的TTI。分布式数据映射表示那些两个RB在不同的频率上。在本技术的一些实施例中，将分布式数据映射概念扩展到用于上行链路以及用于资源块(RB)中的单个资源元素或资源元素组的资源分配。这种情况下调度会更加复杂。
在一些实施例中，为了实现这种调度，可以执行组信令来通知将共享资源块(RB)中的资源元素(RE)的所有UE。响应于这样的信令，所有这些UE可以被配置为以组跳跃到不同的RB频率分配上，同时将它们的相对RE位置保持在RB常数中。可以按照与针对单个UE的下行链路分布式数据映射相似的信令机制来将该跳跃分配给所述组。可以提供更大的频率步长以提供比仅仅在一个180kHz的RB内的相对位置跳跃更高的频率分集。另外，潜在地，能够进行更加复杂的频率分配，例如交换RE位置并跳跃到不同的RB频率上，这可能以更多的信令开销为代价。根据在提高的频率分集和所有参与UE所需的额外单个信令的能力损失之间的折衷程度，可以执行更加复杂的方案。例如在Stefania Sesia编辑的“LTE The UMTS Long TermEvolution,2nd Edition”(LTE UMTS长期演进，第二版)的第195页的图9.3中对分布式数据映射进行了图解。
根据本技术的实施例，不同的UE可被配置为在相同资源块的不同的15kHz的子载波上基本上相互并发地传输。可以在一个模式中布置不同UE的传输以避免冲突。
在一些实施例中，如果在资源块内分配所有子载波，可以不存在***资源或***效率的净损失(即，发送数据的总量可以是相同的)。为了确保所有的子载波都被分配，调度器被配置为即使其他UE不需要额外的覆盖率(这是因为对于这些“填补性”UE来说，除了可能存在延时外，在性能上没有损失)也将剩余子载波分配给这些UE。虽然，调度器实质上可以利用任意可用的UE来填补剩余的子载波，但是对于调度器来说选择具有较低延时要求的UE和在相同覆盖区域(该情况下为低覆盖率)中的那些UE来说都是有益的。选择低覆盖率的“填补性”UE是有益的，这是因为可以如上所述及时聚集对其他BTS产生的强同信道干扰。在一些实施例中，未用的子载波可用于促进额外的信道编码，例如，通过将这些子载波分配给UE以传输在前或未来数据传输的额外的冗余副本，或这种数据传输的合适编码部分、校验等。
实施例中，管理子载波选择使得不同的UE使用资源块内不同的子载波。可以通过例如在基站处设计合适的子载波使用调度并将该使用调度发送给不同的UE使用来促进该管理。可以将指示这种使用调度的子载波选择消息从基站实时地、预先地或以其组合的方式发送给UE。还可以采用资源预留方案。每个UE的子载波使用模式可以随时间重复。为了降低复杂度，可以提高模式重复率。
在一些实施例中，子载波选择消息可以指示某个时间周期上的使用调度。例如，选择消息可以向UE提供如下的调度，该调度的子载波用于下一12个TTI或大约下一100个TTI、1000个TTI或其他时间长度。在一些实施例中，选择消息可以向UE指示针对子载波选择的预定模式应该由该UE重复执行，例如重复预定的次数、重复预定的时间周期、无限期地重复直到接收到进一步的消息为止，等等。一些实施例中，如果将多个子载波分配给UE用于同时使用，子载波选择消息可以指示针对多个子载波的使用调度，或者可以发送多个子载波选择消息，其中每一个子载波选择消息指示多个子载波的子集的使用调度。例如，多个子载波选择消息中的每一个可以指示一个子载波的使用调度，并且UE可以接收多个这种消息使其能够同时使用多个子载波。
在一些实施例中，在12个不同(例如，连续的)资源块上在时间上扩展数据，而不是并行传输数据。例如，LTE协议的其他层可以接收如下的数据块，该数据块与将在12ms的传输之后在1.0ms内从一个UE在一个块内正常接收的数据块相同。作为另一个示例，LTE协议的其他层可以接收如下的数据块，该数据块与将在12ms的传输之后在1ms内从一个UE正常接收的数据块相同。在其他实施例中，来自UE的传输可以在非连续资源块上扩展。
作为另一个示例，如果12个UE在12ms(即，12个传输时间间隔或TTI)上共享单个资源块的频率，那么eNodeB接收的所有数据将与从12个UE(其中每一个在1ms内使用1个资源块)接收的数据相同。
可选地，正如在前面提到的，M2M UE可以使用资源块内一个以上的15kHz的子载波。因此，例如，UE可以使用单个资源块内的两个、三个或甚至更多的(例如，6个)子载波。然而，可以限制所使用的子载波的数量以限制PAPR。使用更多的子载波还可需要在每个子载波上较低的传输功率以保持在设备和规定的界限内，这降低了覆盖范围扩大的优势。在一些实施例中，如果分配的子载波的数量大于预先配置的PAPR出现问题的数量，则UE可以对子载波执行DFT扩展以降低PAPR。可以与每次资源分配一起通过***静态或动态地向UE分配预先配置的数量。由UE生成的不相邻的子载波可以是均匀或不均匀地间隔开，以允许与来自其他UE的载波期望地交叉并利用频率分集的优势。可以在考虑上述的情况下生成子载波选择消息。在一些实施例中，可以在单个音调的对应功率的降低能够适应链路预算的情况下使用多个子载波。
图2示出了根据本技术的示例性实施例的M2M UE部分使用多个连续资源块。再次指出，每个资源块对应于0.5ms上的180kHz的频带，并且180kHz的频带被划分为12个子载波。该示例中，假设每0.5ms TTI使用两个资源块。M2M UE在各子载波内跳频。在第一个1ms时间间隔内，M2M UE使用最低的(第一个)15kHz的子载波传输。在第二个1ms时间间隔内，M2M UE利用第六个15kHz的子载波传输。该过程持续至少12ms，并且子载波每1ms发生一次变化。图3示出了根据本技术的示例性实施例的12个不同M2M UE共享多个连续的资源块。每个M2M UE在每个1ms的TTI内使用单个15kHz的子载波，并在每个1ms的TTI末尾改变子载波。12个M2M UE中的每一个在指定的时间内使用不同的15kHz的子载波。跳频调度需要在各M2M UE之间协调以避免冲突。在本示例中，这可以通过将每个子载波顺序移交给下一个标记的UE、例如使得TTI k中由UE A使用的子载波在TTIk+1中由UE B使用来实现。还可以使用代替的调度方式。例如，开始可以向每个UE分配唯一的子载波，并且每个UE在下一个TTI中使用下一个更高频率的子载波。可以使用各种数学方法来生成多(N)个子载波分配序列，例如伪随机序列，所述各种数学方法受到下列条件的约束：这些序列为不重叠元素式的，也就是，在所有序列Sn(n＝1到N)上，序列的第k个元素Sn(k)对于所有的k值来说是两两不同的，也就是m≠n时，Sn(k)≠Sm(k)。
可以以不同的方式设计跳频模式。例如，其中一个方式是使用现有LTE标准(即，TR 36.211，5.3.4节)中的Gold序列将各RB之间的预定跳频模式改变为在12ms持续时间内的各频率间的跳跃(通过设置NULRB＝12，Nsb＝1,2,3,4或6)。这种设计的优势在于与标准兼容。
在图2a所示的另一个示例性实施例中，单个UE每个时隙(0.5ms)改变一次子载波，例如，每个TTI改变两次。这是会有好处的，因为在执行纠错解码时，通常两个相邻的时隙作为1ms TTI而一起处理。如果一个时隙内的传输通过衰减(例如，呈现出由衰减引起的较差的信号质量)的频率并且在相同TTI内其伙伴的传输通过相对未衰减的频率，则纠错就能够纠正来自衰减时隙的差错。相对于通过相同的衰减频率在两个时隙上传输(该传输即使在纠错后也留有差错)而言，这会带来了改良的传输。图2a所示的模式可以以重复的方式进行扩展。在一些实施例中，图2和图3所示的方案可以适用于这种更加快速的变化频率的序列，例如通过将子载波频率发生变化的速率加倍。在一些实施例中，可以使相邻时隙具有宽的扩散频率(例如，使得UE使用的每个子载波的频率不同于该UE使用的之前子载波的频率，并至少相差预定阈值)，以便更好地确保具有始终足够的频率分集和/或更好地使用如上所述的组合纠错的功率。期望这能够提供进一步的改进性能。通过增加频率分集，例如，通过以相对较大的增量(例如，如图2a所示的+6或-5个子载波)来改变频率，降低了在相邻频率具有相关深衰减模式情况下的潜在深衰减。
图4示出了根据本技术的实施例的用于LTE通信***中的上行链路无线电资源分配的方法。该方法包括在预定LTE资源块内选择410一个或多个频率子载波412。选出的一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围414。该方法进一步包括，将420选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。
图5示出了根据本技术的实施例的用于在LTE通信***中的上行链路无线电资源分配的***。该***包括基站，该基站具有子载波选择模块510，子载波选择模块510被配置为在预定的LTE资源块内选择一个或多个频率子载波。该子载波选择模块被配置为将子载波选择消息发送给UE，该消息指示所选出的由该UE使用的子载波。所选出的一个或多个频率子载波覆盖的范围小于LTE资源块的整个频率范围。UE进一步包括通信模块520，通信模块520被配置为将所选出的一个或多个频率子载波用于从UE到基站的通信。UE可以进一步包括子载波选择消息处理模块525，子载波选择消息处理模块525被配置为接收和处理由基站发送的子载波选择消息，并且根据消息内容选择子载波。
本文所述的UE可以包括可操作地与存储器耦接的计算机处理器，以及其他辅助的电子元件。存储器包含程序指令，以用于执行根据本技术将由UE实现的操作。UE的功能性可以编码在硬件、软件、固件、或其组合中。UE包括被配置为从基站接收或向基站发送的无线电通信电子元件。可以提供本领域技术人员所容易理解的M2M UE的各种硬件组件。
本技术的实施例提供了精简功能性的LTE芯片集，该LTE芯片集被配置为提供本文所述的特殊的LTE通信能力。该芯片集可以集成在诸如M2M用户设备之类的用户设备中。本领域技术人员容易理解，该芯片集可以包括基带组件、RF组件、或前述两者。尤其是，该芯片集可被配置为利用本文所述的选出的上行链路子载波选择。为了达到该目的，该芯片集可以被配置为处理来自基站的控制消息，该控制消息指示要使用哪些选出的子载波。
本文所述的基站可以包括与存储器可操作地耦接的计算机处理器，以及其他辅助的电子元件。存储器包含程序指令，以用于执行根据本技术将由基站实现的操作。基站的功能性可以编码在硬件、软件、固件、或其组合中。基站包括被配置为从UE接收或向UE发送的无线电通信电子元件。可以提供本领域技术人员所容易理解的LTE基站(eNodeB)的各种硬件组件。基站可以包括子载波选择模块，并且可以因此被部分地配置为协调各个UE的子载波选择操作。
容易理解的是，可以以合适的计算机或计算机***(例如，移动终端、UE、基站、eNB等)形式、或由通过LTE无线通信网络进行互相通信的组件的***，来提供如本文所描述的技术的各个方面。可以根据本技术对现有的UE和基站进行修改，例如，提供额外的或替代的功能或功能模块，以与现有功能或功能模块并存或替代现有功能或功能模块。新的功能模块可以包括合适的硬件、软件、固件或其组合。例如，终端、服务器、网络控制器、eNB等可以部分地通过使得微处理器或微处理器组执行存储在存储器中的指令而如本文所描述的方式操作。进而，微处理器可以使得其他电子组件按照指示进行操作，例如，处理信号、发送并接收无线电信号等。在一些实施例中，硬件或固件使能的硬件，例如微控制器、数字信号处理器、RF电子组件等或其组合可以以类似的方式使用或修改。一般，如本领域技术人员所能容易理解的那样，通用或专用电子组件将用于实现如本文所描述的各种功能。可以通过对现有硬件、软件和/或固件的重新配置而实现本文所描述的各种功能。
应该意识到，尽管本文已经为了说明的目的而描述了本技术的特定实施例，但是在不脱离本技术的精神和范围下可以进行各种修改。尤其是，提供根据本技术的方法的计算机程序产品或程序元件、或程序存储器或存储器装置(例如，用于存储机器可读信号、用于控制计算机和/或固件的操作的固态或流体传输介质、磁或光线路、磁带或光盘等)，和/或根据本技术的***来构造其组件，均在本技术的范围内。
此外，虽然上述讨论的本技术的各个部分可以使用通用OS和/或通用硬件来实现，但是本技术的方法、设备以及计算机程序产品同样能够使用非通用OS和/或非通用硬件来实现以进行工作，这也在本技术的范围内。
此外，可以在一个或多个合适的计算装置(例如，M2M装置、个人计算机、服务器、基站等，或计算机装置的***)内按照任何编程语言(例如，C++、C#、Java、PL/1等)生成的程序元件、模块或对象的一个或多个、或一个或多个的一部分执行所述方法的每个步骤。此外，可以由专用硬件或为该用途而设计的电路模块执行每一步骤或实现了所述每一个步骤的文件或对象等。
显而易见的是，本技术的前述实施例是示例性的，并可以以多种方式变化。这种当前或以后的改变并不被认为脱离了本技术的精神和范围，而对于本领域技术人员来说显而易见的所有这种修改旨在被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种用于促进LTE通信***中从用户设备(UE)到基站的上行链路通信的计算机实现的方法，所述方法包括：
a)在LTE资源块内选择一个或多个频率子载波，选出的所述一个或多个频率子载波覆盖的范围小于所述LTE资源块的整个频率范围；并且
b)将选出的所述一个或多个频率子载波用于从所述UE到所述基站的通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述LTE资源块的频率范围为180kHz，并且其中所述一个或多个频率子载波中的每一个频率子载波是从连续的15kHz的子载波范围中选出的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中选出单个15kHz的频率子载波。
4.根据权利要求1所述的方法，其中选出多个15kHz的频率子载波以用于并发使用，所述方法进一步包括对所述多个子载波进行DFT扩展。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括重复执行步骤(a)和步骤(b)持续多个传输时间间隔。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述多个传输时间间隔的不同的时间间隔内选择不同的频率子载波。
7.根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地基于为了提供所述UE的预定的覆盖率水平来确定多个选出的频率子载波以供所述UE使用。
8.根据权利要求1所述的方法，其中选择被分配给所述UE使用的多个传输时间间隔以使得传输块大小(TBS)保持恒定。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择一个或多个频率子载波由所述基站执行，所述方法进一步包括通过子载波选择消息从所述基站向所述UE发送所述选择。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述子载波选择消息指示在预定的多个时间间隔上将由所述UE使用的频率子载波的调度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述UE重复使用所述调度。
12.一种用于促进LTE通信***中从两个或更多的用户设备(UE)到基站的上行链路通信的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括在所述两个或更多的UE中的每一个处实施根据权利要求1所述的方法，其中所述两个或更多的UE中的每一个使用非重叠的频率子载波集进行通信。
13.一种LTE无线通信***，其包括基站和被配置用于与所述基站执行上行链路通信的一个或多个用户设备(UE)，其中：
所述基站包括子载波选择模块，所述子载波选择模块被配置为在LTE资源块内选择一个或多个频率子载波以供指定的UE使用，选出的所述一个或多个频率子载波覆盖的范围小于所述LTE资源块的整个频率范围；
所述基站被配置为将子载波选择消息发送给所述指定的UE，所述子载波选择消息指示所选出的所述一个或多个频率子载波；
所述UE包括子载波选择消息处理模块，所述子载波选择消息处理模块被配置为接收并处理所述子载波选择消息；以及
所述UE进一步包括通信模块，所述通信模块被配置为利用选出的所述一个或多个频率子载波执行从所述UE到所述基站的通信。
14.根据权利要求13所述的***，所述***包括所述UE以及一个或多个额外UE，其中所述UE以及所述一个或多个额外UE中的每一个使用非重叠的频率子载波集与所述基站进行通信，所述非重叠的频率子载波集包括这样的频率子载波，所述频率子载波包含在公共资源块内但由所述UE以及所述一个或多个额外UE中的不同的UE使用。
15.根据权利要求13所述的***，其中所述子载波选择模块被禁止选择位于频带边缘附近的资源。
16.根据权利要求13所述的***，其中所述子载波选择模块被配置为分配资源块内的所有子载波。
17.根据权利要求16所述的***，其中所述子载波选择模块被配置为在多个UE之间分配资源块内的所述所有子载波，其中选择所述多个UE使得所述多个UE中的每个UE就其预算而言或就对覆盖率状态进行量化的度量而言相似。
18.根据权利要求13所述的***，其中所述LTE资源块的频率范围为180kHz，并且其中从连续的15kHz的子载波范围内选出所述一个或多个频率子载波中的每一个。
19.根据权利要求13所述的***，其中所述子载波选择模块被配置为在所述LTE资源内选择单个15kHz的频率子载波以供所述指定的UE使用。
20.根据权利要求13所述的***，其中所述子载波选择模块被配置为选择多个15kHz的频率子载波以供所述指定的UE并发使用，并且其中所述指定的UE被配置为对所述多个子载波进行DFT扩展。
21.根据权利要求13所述的***，其中所述子载波选择消息指示选出的频率子载波的调度，以用于多个传输时间间隔中。
22.根据权利要求21所述的***，其中在所述多个传输时间间隔的不同的传输时间间隔中选择不同的频率子载波。
23.根据权利要求13所述的***，其中选择被分配给所述UE使用的多个传输时间间隔，以使得传输块大小(TBS)保持恒定。
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