Система связи

Изобретение относится к мобильной связи. Техническим результатом является улучшение покрытия для устройств МТС с «уменьшенной полосой пропускания». Описывается система связи, в которой узел связи выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая пользовательские устройства связи первого типа (например, унаследованные) и устройства связи второго типа (например, машинного типа). На пользовательские устройства связи отправляются данные управления, определяющие ресурсы связи для потенциального использования любым из пользовательских устройств связи. Данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую первую конфигурацию ресурсов PRACH для пользовательского устройства связи первого типа и вторую конфигурацию ресурсов PRACH для второго типа устройства, так что пользовательские устройства могут различаться используемой конфигурацией PRACH. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам и сетям мобильной связи, в частности, но не исключительно, к тем, которые работают в соответствии со стандартами Проекта партнерства по созданию системы 3-го поколения (3GPP) или их эквивалентами или производными. Изобретение имеет конкретное, хотя не исключительное отношение к сети долгосрочной эволюции (LTE) UTRAN (называемой сетью усовершенствованного универсального наземного радиодоступа (E-UTRAN)), включая усовершенствованную LTE (LTE-Advanced).

Уровень техники

[0002] В сети мобильной (сотовой) связи (пользовательские) устройства связи (также известные как пользовательское оборудование (UE), например, мобильные телефоны) выполняют связь с удаленными серверами или с другими устройствами связи посредством базовых станций. При их связи друг с другом устройства связи и базовые станции используют лицензируемые радиочастоты, которые обычно разделяются на полосы частот и/или временные блоки.

[0003] Чтобы иметь возможность выполнять связь посредством базовых станций, устройствам связи необходимо контролировать каналы управления, эксплуатируемые базовыми станциями. Один из этих каналов управления, так называемый физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), переносит назначения планирования и другую информацию управления. PDCCH служит разнообразным целям. Главным образом, он используется для передачи решений по планированию на индивидуальные устройства связи, т.е. назначения планирования для связи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи.

[0004] Информация, переносимая по PDCCH, упоминается как информация управления нисходящей линии связи (DCI). Физические каналы управления, такие как PDCCH, передаются по объединению одного или нескольких последовательных элементов канала управления (CCE), где элемент канала управления соответствует девяти группам ресурсных элементов (REG). Каждая REG имеет четыре ресурсных элемента (RE).

[0005] Другой канал управления, так называемый физический канал произвольного доступа (PRACH), обеспечивается для синхронизации передач между устройством связи и сетью (например, при установлении начального доступа для устройства связи и/или всякий раз, когда необходима повторная синхронизация). В текущей спецификации стандарта (из версии 8 (Rel-8)) ресурс (преамбула, время, частота), выделяемый PRACH, конфигурируется заранее, и применимые параметры PRACH передаются широковещательно сетью как часть системной информации в так называемом системном информационном блоке 2 (SIB2). Один из параметров задает так называемую преамбулу произвольного доступа, которая состоит из части циклического префикса и части последовательности. Длительность преамбулы (т.е. общая длительность двух объединенных частей) зависит от структуры кадра и конфигурации произвольного доступа. Формат преамбулы управляется более высокими уровнями (посредством SIB2). Таким образом, основываясь на параметрах, включенных в SIB2, устройства связи могут инициировать доступ к сети по корректному ресурсу PRACH и используя соответствующие параметры (например, передавая соответствующую преамбулу). Дополнительные подробности преамбулы произвольного доступа физического уровня можно найти в разделе 5.7.1 Технической спецификации (TS) 3GPP 36.211, содержимое которой включено в данный документ по ссылке.

[0006] Когда устройству связи в режиме ожидания необходимо выполнить связь с другими узлами связи, ему необходимо изменить свой режим работы на так называемый режим RRC-соединения (соединения управления радиоресурсами) (из режима RRC-ожидания). Чтобы это сделать, устройство связи выполняет процедуру произвольного доступа с подходящей базовой станцией (например, с базовой станцией, имеющей самый сильный сигнал и/или с базовой станцией, на использование с которой авторизовано устройство связи). Процедура произвольного доступа включает в себя выбор устройством связи и передачу на базовую станцию (по PRACH, объявленному посредством SIB2) соответствующей последовательности преамбулы вместе с временным идентификатором для идентификации устройства связи для базовой станции. Если базовая станция не принимает успешно передачу устройства связи (например, так как множество устройств одновременно передают преамбулы, что приводит к конфликту) и/или не отправляет соответствующий ответ произвольного доступа, тогда устройство связи конфигурируется на отправку другой последовательности преамбулы после заданной задержки (и, возможно, повторяет этот этап до тех пор, пока базовая станция не ответит). Если передача устройства связи принимается успешно (например, его передача не конфликтует с передачами других), тогда базовая станция отправляет соответствующий ответ произвольного доступа (в котором базовая станция идентифицирует устройство связи, используя принятый временный идентификатор), и выделяет ресурсы для устройства связи для выполнения связи с сетью.

[0007] Таким образом, если базовая станция отвечает на передачу преамбулы устройством связи, устройство связи может запросить в его следующем сообщении установление RRC-соединения (и/или т.п.), используя выделенные ресурсы. Если устанавливается RRC-соединение между устройством связи и базовой станцией, устройство связи может выполнять связь с другими узлами связи посредством этой базовой станцией (и посредством базовой сети), используя ресурсы, выделенные базовой станцией.

[0008] Последние разработки в связи показали большое повышение использования устройств связи машинного типа (MTC), которые представляют собой сетевые устройства, предназначенные для выполнения связи и выполнения действий без помощи оператора. Примеры таких устройств включают в себя интеллектуальные счетчики, которые могут быть выполнены с возможностью выполнения измерений и ретрансляции этих измерений на другие устройства по сети связи. Устройства связи машинного типа также известны как устройства межмашинной связи (M2M).

[0009] Устройства MTC подключаются к сети (после выполнения соответствующей процедуры произвольного доступа, если необходимо) всякий раз, когда они имеют данные для отправки на удаленную «машину» (например, сервер) или пользователя или приема от него. Устройства MTC используют протоколы и стандарты связи, которые оптимизированы для мобильных телефонов или подобного пользовательского оборудования. Однако устройства MTC, если они развернуты, обычно работают без необходимости наблюдения или взаимодействия оператором и следуют программным инструкциям, хранимым во внутренней памяти. Устройства MTC также могут оставаться стационарными и/или неактивными в течение длительного периода времени. Конкретные сетевые требования для поддержки устройств MTC были рассмотрены в стандарте 3GPP TS 22.368, содержимое которого включено в данный документ по ссылке.

[0010] Для версии 13 (Rel-13) стандартов, относящихся к устройствам MTC, предусматривается поддержка уменьшенной полосы пропускания 1,4 МГц на нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Таким образом, некоторые устройства MTC будут поддерживать только ограниченную полосу пропускания (обычно 1,4 МГц) по сравнению с полной полосой пропускания LTE, и/или они могут иметь меньшее количество компонентов/упрощенные компоненты. Это позволяет выполнять такие устройства MTC «с уменьшенной полосой пропускания» более экономичными по сравнению с устройствами MTC, поддерживающими большую полосу частот и/или имеющими более сложные компоненты.

[0011] Отсутствие покрытия сети (например, при развертывании в помещении) в комбинации с часто ограниченной функциональностью устройств MTC может приводить к тому, что такие устройства MTC имеют низкую скорость передачи данных, и, поэтому существует опасность, что некоторые сообщения или каналы, такие как PDCCH, не принимаются устройством MTC. Чтобы уменьшить такую опасность, было предложено увеличить покрытие PDCCH (и/или усовершенствованного физического канала управления нисходящей линии связи (EPDCCH) в Rel-13), чтобы поддерживать такие устройства MTC (например, соответствующие 20 дБ для передач дуплекса с частотным разделением (FDD)).

[0012] Одним подходом, предложенным для улучшения покрытия, для так называемых «устройств MTC с улучшенным покрытием», является повторение этой же информации EPDCCH (например, DCI) по многочисленным (например, двум, трем, четырем) подкадрам. Другими словами, для устройств MTC с улучшенным покрытием базовая станция дублирует информацию EPDCCH во временной области (базовая станция повторно передает одну и ту же информацию EPDCCH в одном или нескольких подкадрах, последующих подкадру, в котором сначала отправляется информация EPDCCH). Такое устройство MTC с улучшенным покрытием может быть выполнено с возможностью объединения многочисленных копий (одной и той же) информации EPDCCH, принимаемой в многочисленных подкадрах, и, после объединения принимаемой информации, более вероятно, что устройство MTC с улучшенным покрытием сможет успешно декодировать EPDCCH, чем основываясь на единственной копии информации EPDCCH.

[0013] На практике, устройства MTC могут развертываться в разных расположениях, и они могут испытывать разные условия канала. Поэтому может потребоваться, что количество повторений (информации EPDCCH) нужно подстраивать под каждую ситуацию или уровень покрытия устройства. Поэтому, чтобы способствовать такому улучшенному покрытию, каждому устройству MTC необходимо информировать его обслуживающую базовую станцию о величине требуемого покрытия (например, улучшение покрытия 5 дБ/10 дБ/15 дБ/20 дБ), чтобы дать возможность базовой станции скорректировать соответствующим образом ее сигнализацию управления.

[0014] Идеально, однако, сигнализация управления физического уровня (например, сигнализация EPDCCH) и общая информация управления более высокого уровня (например, SIB, ответ произвольного доступа (RAR), сообщения поискового вызова и/или т.п.) проявляют высокий уровень общности между решениями для устройств связи с уменьшенной полосой пропускания и решениями для устройств связи с улучшенным покрытием.

[0015] Однако изобретатели поняли, что, чтобы поддерживать устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания в версии 13, обеспечению PRACH для устройств MTC с уменьшенной полосой пропускания необходимо рассматривать ряд вопросов, включающих в себя, например:

- из-за уменьшенной полосы пропускания 1,4 МГц на нисходящей линии связи и восходящей линии связи, устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания не могут принимать PDCCH, который плотно распределен по всей полосе пропускания соты (т.е. он может передаваться по частотам, выходящим за пределы 1,4 МГц, поддерживаемые устройством MTC);

- следовательно, устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания также не могут принимать назначение планирования, включенное в унаследованные сообщения RAR, передаваемые по PDCCH (когда оно распределено по всей полосе пропускания соты); и

- общее пространство поиска (CSS) EPDCCH может определяться таким образом, что физический широковещательный канал (PBCH) указывает свое расположение в частотно-временных ресурсах; в этом случае, устройство MTC с уменьшенной полосой пропускания будет неспособно принимать CSS, если или PBCH, или EPDCCH передается вне полосы 1,4 МГц, поддерживаемой устройством MTC.

[0016] Оказывается, что нет необходимости менять текущую схему PRACH, чтобы поддерживать устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания в Rel-13 за исключением того, что DCI для сообщений RAR потребуются передавать в общем пространстве поиска (CSS) EPDCCH, а не в PDCCH CSS, для устройств MTC (так как устройство MTC Rel-13 будет контролировать только EPDCCH CSS в отношении потенциального динамического планирования общей информации управления). Однако еще необходимо решить, как базовая станция может эффективно и надежно идентифицировать устройство MTC с уменьшенной полосой пропускания в Rel-13, так что соответствующая DCI (например, сообщение RAR) передается в EPDCCH CSS (для устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания).

[0017] В дополнение к вопросам, связанным с устройствами MTC с уменьшенной полосой пропускания, обеспечение PRACH для устройств MTC с улучшенным покрытием в Rel-13 потребует поддержки повторения PRACH по многочисленным подкадрам во временной области посредством использования существующих форматов преамбулы LTE Rel-8, чтобы улучшить покрытие канала PRACH и для обратной совместимости.

[0018] Поэтому обеспечение PRACH для MTC UE с улучшенным покрытием в Rel-13 также потребует рассмотрение по меньшей мере следующих вопросов;

- как идентифицировать устройства связи с уменьшенной полосой пропускания и устройства связи MTC с улучшенным покрытием в Rel-13 (так что DCI/RAR смогут передаваться в EPDCCH CSS для таких устройств связи);

- как уменьшить вероятность конфликта (проблему конкуренции) между устройствами связи с уменьшенной полосой пропускания и устройствами связи с улучшенным покрытием (CE) и также между разными уровнями CE; и

- так как имеется большое количество служенных сигналов, связанных с уровнями CE (из-за повторений во временной области), желательно исключить конфликт преамбулы PRACH с другими уровнями покрытия, а также с устройствами связи с уменьшенной полосой пропускания (хотя должен допускаться конфликт/конкуренция с этим же уровнем CE).

Сущность изобретения

[0019] Настоящее изобретение пытается обеспечить системы, устройства и способы, которые, по меньшей мере частично, рассматривают вышеупомянутые вопросы.

[0020] Согласно одному аспекту, изобретение обеспечивает узел связи, выполненный с возможностью выделения ресурсов для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая пользовательские устройства связи первого типа (например, унаследованные) и устройства связи второго типа (например, машинного типа), для выполнения связи с узлом связи, причем узел связи содержит: средство для отправки, на упомянутое множество пользовательских устройств связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере; i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых пользовательских устройств связи первого типа; и ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств второго типа; средство для приема, от пользовательского устройства связи из упомянутого множества пользовательских устройств связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с одной из упомянутых первой и второй конфигураций ресурсов PRACH по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления; и средство для определения, основываясь на конфигурации ресурсов PRACH, с которой согласуется упомянутое принятое сообщение произвольного доступа, содержит ли упомянутое пользовательское устройство связи пользовательское устройство связи первого типа или содержит ли устройство второго типа.

[0021] Средство для отправки может быть выполнено с возможностью отправки ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит пользовательское устройство связи первого типа, и отправки ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит устройство MTC.

[0022] Каждая упомянутая конфигурация ресурсов PRACH может определять ассоциированную последовательность преамбулы, и в котором упомянутое сообщение произвольного доступа может включать в себя префикс и последовательность преамбулы, согласующуюся с одной из упомянутых первой и второй конфигураций ресурсов PRACH, и в котором упомянутое средство определения может быть выполнено с возможностью определения, содержит ли упомянутое первое пользовательское устройство связи пользовательское устройство связи первого типа или содержит ли устройство второго типа, основываясь на упомянутой последовательности преамбулы, включенной в упомянутое сообщение произвольного доступа.

[0023] Первая конфигурация ресурсов PRACH может определять первый набор ресурсов связи для потенциального использования упомянутыми пользовательскими устройствами связи первого типа. Вторая конфигурация ресурсов PRACH может определять второй набор ресурсов связи, отличный от упомянутого первого набора, для потенциального использования упомянутыми устройствами второго типа. Средство определения может быть выполнено с возможностью определения, что: i) первое пользовательское устройство связи содержит пользовательское устройство связи первого типа, когда упомянутое средство приема принимает упомянутое сообщение произвольного доступа по ресурсам связи, которые принадлежат упомянутому первому набору ресурсов связи. Средство определения может быть выполнено с возможностью определения, что: ii) первое пользовательское устройство связи содержит устройство второго типа, когда упомянутое средство приема принимает упомянутое сообщение произвольного доступа по ресурсу связи, который принадлежит упомянутому второму набору ресурсов связи.

[0024] Средство определения может быть выполнено с возможностью определения, когда упомянутым пользовательским устройством связи является устройство второго типа, содержит ли устройство второго типа устройство второго типа с уменьшенной полосой пропускания и/или устройство второго типа с улучшенным покрытием.

[0025] Средство определения может быть выполнено с возможностью определения, когда упомянутым пользовательским устройством связи является устройство второго типа с улучшенным покрытием, уровня улучшения покрытия, требуемого упомянутым устройством второго типа с улучшенным покрытием.

[0026] По меньшей мере одна из упомянутой первой и упомянутой второй конфигураций ресурсов PRACH может определять набор ресурсов связи, содержащий не больше шести физических ресурсных блоков.

[0027] Узел связи может содержать базовую станцию.

[0028] Узел связи может содержать базовую станцию, работающую в соответствии с набором стандартов сети долгосрочной эволюции, LTE.

[0029] Ресурсы связи могут представлять собой ресурсы, обеспечиваемые в соответствии с по меньшей мере одной из схемы временного мультиплексирования, частотного мультиплексирования и мультиплексирования кодовой последовательности.

[0030] Согласно одному аспекту, изобретение обеспечивает устройство связи машинного типа (MTC) для системы связи, в которой узел связи выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая пользовательские устройства связи первого типа (например, унаследованные) и устройства связи MTC, причем устройство связи второго типа содержит: средство для приема, от узла связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере: i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых пользовательских устройств связи первого типа; и ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств MTC; и средство для отправки, на узел связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с упомянутой второй конфигурацией ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления.

[0031] Средство для приема может быть выполнено с возможностью приема ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), отвечающего на упомянутое сообщение произвольного доступа.

[0032] Согласно одному аспекту, изобретение обеспечивает способ, выполняемый узлом связи в системе связи, в которой связь выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая пользовательские устройства связи первого типа и устройства связи второго типа (например, машинного типа), для выполнения связи с узлом связи, причем способ содержит: отправку, на упомянутое множество пользовательских устройств связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере: i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых пользовательских устройств связи первого типа; и ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств второго типа; прием, от пользовательского устройства связи из упомянутого множества пользовательских устройств связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с одной из упомянутых первой и второй конфигураций ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления; и определение, основываясь на конфигурации ресурсов PRACH, с которыми согласуется упомянутое принятое сообщение произвольного доступа, содержит ли упомянутое пользовательское устройство связи пользовательское устройство связи первого типа или содержит ли устройство второго типа.

[0033] Способ может дополнительно содержать: отправку ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит пользовательское устройство связи первого типа; и отправку ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит устройство второго типа.

[0034] Согласно одному аспекту, изобретение обеспечивает способ, выполняемый устройством связи машинного типа, MTC, в системе связи, в которой узел связи выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая пользовательские устройства связи первого типа и устройства MTC, причем способ содержит: прием, от узла связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере: i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых пользовательских устройств связи первого типа; и ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств MTC; и отправку, на узел связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с упомянутой второй конфигурацией ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления.

[0035] Способ может дополнительно содержать прием ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), отвечающего на упомянутое сообщение произвольного доступа.

[0036] Аспекты изобретения распространяются на соответствующие системы, способы и продукты компьютерной программы, такие как считываемые компьютером носители данных, имеющие хранимые на них инструкции, которые выполнены с возможностью программирования программируемого процессора на выполнение способа, как описано в аспектах и возможностях, изложенных выше или изложенных в формуле изобретения, и/или программирования адаптированного соответствующим образом компьютера на обеспечение аппаратуры, изложенной в любом из пунктов формулы изобретения.

[0037] Каждый признак, описанный в данном описании изобретения (термин которого включает в себя формулу изобретения) и/или показанный на чертежах, может быть включен в изобретение независимо от любых других описанных и/или изображенных признаков (или в комбинации с ними). В частности, но без ограничения, признаки любого из пунктов формулы изобретения, зависимых от конкретного независимого пункта формулы изобретения, могут быть введены в этот независимый пункт формулы изобретения в любой комбинации или индивидуально.

Краткое описание чертежей

[0038] Варианты осуществления изобретения ниже описываются только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:

[фиг.1] фиг.1 схематически иллюстрирует систему связи, к которой могут быть применены варианты осуществления изобретения;

[фиг.2] фиг.2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую главные компоненты устройства связи, показанного на фиг.1;

[фиг.3] фиг.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую главные компоненты базовой станции, показанной на фиг.1;

[фиг.4] фиг.4 иллюстрирует примерный способ, в котором характерные для категории UE конфигурации PRACH могут применяться в системе, показанной на фиг.1;

[фиг.5] фиг.5 иллюстрирует примерный способ, в котором характерные для категории UE конфигурации PRACH могут применяться в системе, показанной на фиг.1; и

[фиг.6] фиг.6 иллюстрирует примерный способ, в котором характерные для категории UE конфигурации PRACH могут применяться в системе, показанной на фиг.1.

Описание вариантов осуществления

[0039] <Обзор>

Фиг.1 схематически иллюстрирует систему 1 мобильной (сотовой) связи, в которой устройства 3 связи (такие как мобильный телефон 3-1 и устройство 3-2 MTC) могут выполнять связь друг с другом и/или с другими узлами связи посредством базовой станции 5 E-UTRAN (обозначенной ʹeNBʹ) и базовой сети 7. Как понятно для специалиста в данной области техники, хотя один мобильный телефон 3-1, одно устройство 3-2 MTC и одна базовая станция 5 показаны на фиг.1 для целей иллюстрации, система, при ее реализации, обычно включает в себя другие базовые станции и устройства связи.

[0040] Базовая станция 5 подключена к базовой сети 7 посредством интерфейса S1. Базовая сеть 7 включает в себя, среди прочего: шлюз для подключения к другим сетям, таким как Интернет, и/или серверам, хостируемым вне базовой сети 7; модуль управления мобильностью (MME) для отслеживания местоположений устройств 3 связи (например, мобильного телефона и устройства MTC) в сети 1 связи; и домашний абонентский сервер (HSS) для хранения относящейся к подписке информации (например, информации, идентифицирующей, какое устройство 3 связи выполнено в виде устройства связи машинного типа) и для хранения параметров управления, характерных для каждого устройства 3 связи.

[0041] Каждое устройство 3 связи может подразделяться на одну или несколько категорий UE. Первая категория UE включает в себя устройства связи, которые поддерживают только ранние версии стандарта LTE (например, Rel-8, Rel-9, Rel-10, Rel-11 и/или Rel-12). Такая группа устройств связи обычно упоминается как унаследованные UE (предполагая, что базовая станция 5 работает в соответствии с Rel-13 стандартов LTE). Понятно, что некоторые устройства связи, которые принадлежат этой группе, не могут поддерживать EPDCCH (только PDCCH). Вторая категория UE включает в себя UE с уменьшенной полосой пропускания (например, устройства MTC Rel-13, способные использовать только полосу пропускания 1,4 МГц), которые не могут выполнять связь по всей полосе пропускания, доступной в соте базовой станции 5. Третья категория UE включает в себя UE с улучшенным покрытием (например, некоторые устройства MTC), которые требуют, чтобы некоторые функциональные возможности базовой станции были упрощены и/или снижены (хотя такие UE с улучшенным покрытием могут поддерживать другие функциональные возможности нормальными).

[0042] Базовая станция 5 выполнена с возможностью передачи физического канала управления нисходящей линии связи (PDCCH) и эволюционированного PDCCH (EPDCCH) для приема устройствами 3 связи, расположенными в соте базовой станции 5. (E)PDCCH выделяет ресурсы восходящей линии связи и нисходящей линии связи устройствам 3 связи. Другое различие между PDCCH и EPDCCH заключается в том, что общее пространство поиска EPDCCH использует относительно узкий спектр частот (1,4 МГц), который делает его совместимым с устройствами MTC с уменьшенной полосой пропускания Rel-13, в то время как PDCCH использует более широкий спектр частот, чтобы обеспечивать обратную совместимость с унаследованными (до Rel-13) устройствами связи.

[0043] Так называемое общее пространство поиска (CSS) переносит информацию управления нисходящей линии связи (DCI) в соте, которая является общей для всех устройств 3 связи. Например, CSS может включать в себя: системные информационные блоки (SIB), которые содержат информацию, относящуюся к параметрам доступа к соте; сообщения канала произвольного доступа (PRACH) (например, ответ произвольного доступа (RAR) и/или разрешение конфликтов); и/или поисковый канал (PCH). В LTE Rel-13 CSS образует часть EPDCCH. (Частотно-временные) ресурсы, выделенные для CSS, указываются при помощи так называемого физического широковещательного канала (PBCH).

[0044] Базовая станция 5 выполняется с возможностью передачи ʹSIB2ʹ в своей соте для приема устройствами 3 связи. SIB2 включает в себя соответствующие параметры для конфигурации ресурсов PRACH, находящейся в данный момент в использовании в соте базовой станции 5. Типовая конфигурация ресурсов PRACH для соты и ассоциированные параметры и значения показаны в таблице 1.

[0045] [Таблица 1]

Конфигурация PRACH	Параметр	Значение
Показатель корня	rootSequenceIndex	(0-837)
Преамбулы	numberOfRA-Preambles	4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64
Частота	prach-FreqOffset	(0-94)
Время	prach-ConfigIndex	(0-63)

Таблица 1 - конфигурация ресурсов PRACH в SIB2

[0046] Как объяснено выше, устройствам 3 связи необходимо установить RRC-соединение с базовой станцией 5, чтобы иметь возможность выполнять связь с другими устройствами посредством этой базовой станции 5 (и базовой сети 7). Поэтому каждое устройство 3 связи выполнено с возможностью выполнения соответствующей процедуры произвольного доступа (посредством PRACH), чтобы синхронизировать свои передачи с базовой станцией 5 и для указания сети причины для установления RRC-соединения.

[0047] Однако как также объяснено выше, некоторые устройства связи могут поддерживать только более раннюю версию стандарта LTE (унаследованные UE), чем версия, поддерживаемая базовой станцией 5, некоторые устройства связи могут содержать UE с уменьшенной полосой пропускания, и некоторые устройства связи могут содержать UE с улучшенным покрытием.

[0048] Полезно, что PRACH конфигурируется в соте базовой станции 5 таким образом, что разным категориям устройств связи выделяются разные ресурсы PRACH и/или разные преамбулы PRACH для использования при инициировании процедуры произвольного доступа с базовой станцией 5. В этом примере, разные категории устройств связи содержат: i) унаследованные UE (устройства MTC); ii) UE с уменьшенной полосой пропускания (устройства MTC); и iii) UE с улучшенным покрытием (устройства MTC). Следовательно, конфигурация PRACH базовой станции 5 содержит отдельные параметры конфигурации PRACH для каждой категории UE (задающие соответствующие ассоциированные ресурсы PRACH и/или ассоциированные преамбулы PRACH для каждой категории UE).

[0049] Поэтому при приеме последовательности преамбулы произвольного доступа базовая станция 5 полезно может определить (проверкой используемых ресурсов PRACH и/или преамбул PRACH) категорию устройства 3 связи, которое послало последовательность преамбулы. Конкретно, базовая станция 5 может отличить друг от друга по меньшей мере унаследованные UE (устройства MTC), UE с уменьшенной полосой пропускания (устройства MTC) и UE с улучшенным покрытием (устройства MTC).

[0050] В примере, показанном на фиг.1, мобильный телефон 3-1 содержит унаследованное UE, и устройство 3-2 MTC содержит устройство MTC с уменьшенной полосой пропускания. Прослушиванием информации SIB2 (широковещательно передаваемой базовой станцией 5) как мобильный телефон 3-1, так и устройство 3-2 MTC могут получить применимую конфигурацию PRACH для своей категории UE и выполнить соответствующим образом процедуру произвольного доступа. Таким образом, мобильный телефон 3-1 выбирает одну из соответствующих преамбул PRACH, ассоциированную с унаследованными UE, и передает выбранную преамбулу на базовую станцию 5 по ресурсу PRACH, ассоциированному с унаследованными UE. С другой стороны, устройство 3-2 MTC выбирает одну из соответствующих преамбул PRACH, ассоциированную с UE с уменьшенной полосой пропускания, и передает выбранную преамбулу на базовую станцию 5 по ресурсу PRACH, ассоциированному с UE с уменьшенной полосой пропускания.

[0051] Поэтому основываясь на принятой преамбуле и/или используемом ресурсе PRACH, базовая станция 5 может отличить мобильный телефон 3-1 от устройства 3-2 MTC, и может послать, соответствующим образом, ответ произвольного доступа (RAR). Конкретно, базовая станция 5 конфигурируется для отправки RAR, включающего в себя соответствующую DCI: i) в PDCCH CSS (в ответ на последовательность преамбулы, посланную унаследованным UE); и в EPDCCH CSS (в ответ на последовательность преамбулы, посланную UE с уменьшенной полосой пропускания и/или UE с улучшенным покрытием).

[0052] Итак, базовая станция полезно может выделять ресурсы PRACH в соответствии с категорией устройства связи (широковещательной передачей соответствующих конфигураций PRACH для каждой категории) и отвечать на передачи преамбулы по ресурсам связи (PDCCH/EPDCCH), которые категория UE отправляющего устройства связи может использовать.

[0053] <Устройство связи>

Фиг.2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую главные компоненты устройства 3 связи, показанного на фиг.1. Устройство 3 связи может представлять собой устройство MTC или мобильный (или ʹсотовыйʹ) телефон, выполненный в виде устройства связи машинного типа. Устройство 3 связи содержит схему 31 приемопередатчика, которая выполнена с возможностью передачи сигналов на базовую станцию 5 и приема сигналов от нее посредством по меньшей мере одной антенны 33. Обычно, устройство 3 связи также включает в себя пользовательский интерфейс 35, который позволяет пользователю взаимодействовать с устройством 3 связи, однако этот пользовательский интерфейс 35 может быть исключен для некоторых устройств MTC.

[0054] Работа схемы 31 приемопередатчика управляется контроллером 37 в соответствии с программным обеспечением, хранящимся в памяти 39. Программное обеспечение включает в себя, среди прочего, операционную систему 41, модуль 43 управления связью, модуль 45 MTC и модуль 47 произвольного доступа.

[0055] Модуль 43 управления связью управляет связью между устройством 3 связи и базовой станцией 5 и/или другими узлами связи (посредством базовой станции 5).

[0056] Модуль 45 MTC выполнен с возможностью выполнения задач связи машинного типа. Например, модуль 45 MTC может собирать данные для отправки (например, периодически и/или при обнаружении запускающего сигнала) на удаленный сервер (посредством схемы 31 приемопередатчика).

[0057] Модуль 47 произвольного доступа отвечает за получение и поддержание синхронизации передач с сетью. Например, модуль 47 произвольного доступа может отправлять (посредством схемы 31 приемопередатчика) передачу произвольного доступа (включающую в себя выбранную последовательность преамбулы) на базовую станцию 5, когда устройству 3 связи необходимо установить RRC-соединение с сетью. При выборе/отправке последовательности преамбулы произвольного доступа, модуль 47 произвольного доступа принимает во внимание категорию устройства 3 связи и конфигурацию PRACH (широковещательно передаваемую базовой станцией 5), применимую для этой категории устройств связи.

[0058] <Базовая станция>

Фиг.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую главные компоненты базовой станции 5, показанной на фиг.1. Базовая станция 5 содержит базовую станцию E-UTRAN (eNB), содержащую схему 51 приемопередатчика, которая выполнена с возможностью передачи сигналов на устройства 3 связи и приема сигналов от них посредством одной или нескольких антенн 53. Базовая станция 5 также выполнена с возможностью передачи сигналов на базовую сеть 7 и приема сигналов от нее посредством соответствующего интерфейса 55 базовой сети (такого как интерфейс S1). Работа схемы 51 приемопередатчика управляется контроллером 57 в соответствии с программным обеспечением, хранящимся в памяти 59.

[0059] Программное обеспечение включает в себя, среди прочего, операционную систему 61, модуль 63 управления связью, широковещательный модуль 65, модуль 67 конфигурирования PRACH и модуль 69 определения категории UE.

[0060] Модуль 53 управления связью управляет связью с устройствами 3 связи. Модуль 53 управления связью также отвечает за планирование ресурсов, подлежащих использованию устройствами 3 связи, обслуживаемыми этой базовой станцией 5.

[0061] Широковещательный модуль 65 передает, посредством широковещательного канала, системную информацию (такую как конфигурация соты базовой станции 5) для приема устройствами 3 связи, расположенными в соте базовой станции 5. Например, широковещательный модуль 65 передает конфигурацию PRACH, применяемую в соте.

[0062] Модуль 67 конфигурирования PRACH отвечает за конфигурирование ассоциированных параметров произвольного доступа для использования каждой категорией устройств связи при выполнении связи по PRACH. Модуль 67 конфигурирования PRACH отвечает за информирование (широковещательным модулем 65) устройств 3 связи, расположенных в соте базовой станции 5, о конфигурации произвольного доступа (PRACH), применимой для каждой категории устройств связи.

[0063] Модуль 69 определения категории UE определяет, основываясь на принятой последовательности преамбулы (например, частотно-временной ресурс, по которому отправляется последовательность преамбулы и/или выбранная преамбула), категорию отправляющего устройства 3 связи.

[0064] В вышеприведенном описании устройство 3 связи и базовая станция 5 описываются для простоты понимания, как имеющие несколько дискретных модулей. Хотя эти модули могут обеспечиваться таким образом для некоторых применений, например, где существующая система была модифицирована для реализации изобретения, в других применениях, например, в системах, разработанных с самого начала с учетом признаков изобретения, эти модули могут быть встроены в полную операционную систему или код, и, поэтому эти модули могут быть неразличимыми в виде дискретных объектов.

[0065] Ряд вариантов осуществления (варианты A-D) описывается ниже с ссылкой на фиг.4-6. Понятно, что эти варианты осуществления не являются взаимоисключающими, и любой из вариантов A-D может быть объединен в этой же системе, или в единственной соте и/или в соседних сотах. Например, базовая станция 5 может быть выполнена с возможностью переключения из одного режима работы в другой, например, периодически, в зависимости от количества устройств 2 MTC в ее соте, в зависимости от общей нагрузки в соте, в зависимости от количества повторных передач преамбулы (например, из-за конфликта) и/или т.п.

[0066] <Работа - вариант A>

Данный вариант осуществления основывается на принципе разбиения последовательности преамбулы (PRACH). Другими словами, разные последовательности (наборы последовательностей) преамбулы резервируются для разных категорий устройств 3 связи (например, устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания, устройства MTC с улучшенным покрытием, мобильные телефоны, согласующиеся с разными версиями стандартов LTE и/или устройства связи, работающие в разных режимах работы, таких как режим MTC/режим UE).

[0067] В данном примере, базовая станция 5 (используя ее модуль 67 конфигурирования PRACH) выделяет первый набор последовательностей преамбулы унаследованным устройствам связи, выделяет второй набор последовательностей преамбулы (отличающийся от первого набора) устройствам связи (MTC), работающим в режиме уменьшенной полосы пропускания (BW), и выделяет третий набор последовательностей преамбулы (отличающийся от первого набора и второго набора) устройствам связи (MTC), работающим в режиме с улучшенным покрытием (CE). Один или несколько из наборов последовательностей преамбулы также могут разбиваться на дополнительные поднаборы, когда это целесообразно. Примерное разбиение последовательностей преамбулы изображено в таблице 2 ниже, в которой первый набор включает в себя преамбулы 0-31 PRACH, второй набор включает в себя преамбулы 32-42 PRACH, и третий набор включает в себя преамбулы 43-63 PRACH (дополнительно разделенные на четыре поднабора для разных уровней улучшения покрытия).

[0068] [Таблица 2]

Унаследованные UE	MTC UE в уменьшенной BW	Уровень 1 MTC CE UE (например, 5 дБ)	Уровень 2 MTC CE UE (например, 10 дБ)	Уровень 3 MTC CE UE (например, 15 дБ)	Уровень 4 MTC CE UE (например, 20 дБ)
Последовательности 0-31 преамбул PRACH	Последовательности 32-42 преамбул PRACH	Последовательности 43-50 преамбул PRACH	Последовательности 51-56 преамбул PRACH	Последовательности 57-60 преамбул PRACH	Последовательности 61-63 преамбул PRACH

Таблица 2 - разбиение последовательности преамбулы

[0069] Базовая станция 5 полезно выполняется с возможностью широковещательной передачи (используя свой широковещательный модуль 65) в своей соте информации, относящейся к применимому разбиению последовательности преамбулы сигнализацией более высокого уровня (например, SIB2), например, используя соответствующий индекс конфигурации PRACH. Таким образом базовая станция 5 может информировать устройства 3 связи в своей соте, какая последовательность преамбулы применяется для каждой категории устройств, так что устройства 3 связи могут выбирать и передавать последовательность преамбулы, которая (неявно) указывает базовой станции 5 категорию этого устройства 3 связи.

[0070] Например, если устройство 3-2 MTC представляет собой UE с уменьшенной полосой пропускания, тогда оно выбирает (используя свой модуль 45 MTC) преамбулу из преамбул №32-42 и передает (используя свою схему 43 приемопередатчика) эту преамбулу на базовую станцию 5 по PRACH (в любом подкадре, в котором конфигурируется PRACH). Основываясь на принятой преамбуле, базовая станция 5 может определить (используя свой модуль 69 определения категории UE), что отправляющее устройство 3-2 связи представляет собой устройство MTC с уменьшенной полосой пропускания, и выделяет ресурсы соответствующим образом (устанавливает DCI для устройства 3-2 MTC, так что выделенные ресурсы попадают в полосу пропускания, которую может использовать устройство 3-2 MTC).

[0071] Полезно, что, основываясь на принятой последовательности преамбулы и наборе, к которому принадлежит эта последовательность преамбулы, базовая станция 5 может определить, передавать ли DCI в PDCCH CSS (т.е. в ответ на последовательность преамбулы, посланную унаследованным устройством MTC) или передавать ли DCI в EPDCCH CSS (т.е. в ответ на последовательность преамбулы, посланную устройством MTC с уменьшенной полосой пропускания или устройством MTC с улучшенным покрытием). Другими словами, базовая станция 5 конфигурируется на отправку сообщений ответа произвольного доступа (RAR) (которые включают в себя соответствующую DCI) посредством общего пространства поиска EPDCCH (EPDCCH CSS) для устройств MTC с уменьшенной полосой пропускания и для устройств MTC с улучшенным покрытием.

[0072] Понятно, что вариант A может быть реализован независимо от того, используется ли или нет схема мультиплексирования, изображенная в таблице 2. Однако если используется разбиение последовательности преамбулы, тогда количество доступных последовательностей преамбулы для каждого разбиения может быть малым, что, в свою очередь, может повысить вероятность конфликта между одной и той же категорией устройств MTC.

[0073] <Работа - вариант B>

Фиг.4 иллюстрирует примерный метод, в котором характерные для категории UE конфигурации PRACH могут применяться в системе, показанной на фиг.1. В данном примере, базовая станция 5 применяет, для каждой категории устройств 3 связи, соответствующую ассоциированную конфигурацию PRACH, используя разные временные ресурсы (например, в разных подкадрах для каждой категории устройств).

[0074] Индексы различных конфигураций PRACH (и ассоциированные форматы преамбулы и подкадров), которые могут использоваться в настоящее время в системах LTE, описаны в таблице 5.7.1-2 документа 3GPP TS 36.211. Некоторые из индексов PRACH, которые могут использоваться в данном примере, также показаны в таблице 3 ниже.

[0075] Однако вместо того, чтобы поддерживать единственную конфигурацию PRACH в своей соте (как в настоящее время определено для LTE в 3GPP TS 36.211), базовая станция 5 в данном примере конфигурируется на применение разбиения последовательности для своих конфигураций PRACH, т.е. базовая станция 5 применяет многочисленные конфигурации PRACH во временной области.

[0076] Конкретно, в данном примере базовая станция 5 конфигурируется на передачу (используя свой широковещательный модуль 65): i) конфигурации PRACH с индексом №9, подлежащей применению в подкадрах #1, #4 и #7 (например, для унаследованных UE); ii) конфигурации PRACH с индексом №10, подлежащей применению в подкадрах #2, #5 и #8 (например, для UE с уменьшенной полосой пропускания); и iii) конфигурации PRACH с индексом №11, подлежащей применению в подкадрах #3, #6 и #9 (например, для UE с улучшенным покрытием). Эта информация может широковещательно передаваться, например, как часть информации SIB2.

[0077] [Таблица 3]

Индекс конфигурации PRACH	Формат преамбулы	Системный номер кадра	Номер подкадра
0	0	Четный	1
1	0	Четный	4
2	0	Четный	7
3	0	Любой	1
4	0	Любой	4
5	0	Любой	7
6	0	Любой	1, 6
7	0	Любой	2, 7
8	0	Любой	3, 8
9	0	Любой	1, 4, 7
10	0	Любой	2, 5, 8
11	0	Любой	3, 6, 9
12	0	Любой	0, 2, 4, 6, 8
13	0	Любой	1, 3, 5, 7, 9
14	0	Любой	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
…	…	…	…

Таблица 3 - Конфигурации PRACH (источник: Таблица 5.7.1-2 документа 3GPP TS 36.211)

[0078] Например, базовая станция 5 может широковещательно передавать (например, заранее) применимый индекс конфигурации PRACH для каждой категории UE. Однако также понятно, что базовая станция 5 может широковещательно передавать в каждом подкадре применимый в настоящий момент индекс конфигурации PRACH и информацию, идентифицирующую ассоциированную категорию UE (например, вместо или в дополнение к любому предварительному указанию).

[0079] Прослушиванием широковещательной информации базовой станции 5 (например, SIB2), каждое устройство 3 связи может получать (используя свой модуль 45 MTC) применимый индекс конфигурации PRACH для своей категории. Поэтому всякий раз когда устройству связи (например, устройству 3-2 MTC) необходимо выполнить процедуру произвольного доступа, оно передает (используя свой модуль 47 произвольного доступа и схему 31 приемопередатчика) последовательность преамбулы в подкадре, выделенном для его категории UE (как задается индексом конфигурации PRACH для этой категории).

[0080] Полезно, что, основываясь на временном ресурсе (подкадре), в котором базовая станция 5 принимает сообщение произвольного доступа (последовательность преамбулы), базовая станция 5 может определять (используя свой модуль 69 определения категории UE) категорию отправляющего устройства связи. Поэтому базовая станция 5 также может определять, передавать ли DCI в PDCCH CSS (для унаследованных UE) или передавать ли DCI в EPDCCH CSS (для UE с уменьшенной полосой пропускания и/или UE с улучшенным покрытием) в ответ на сообщение произвольного доступа устройства связи.

[0081] Кроме того, для UE с улучшенным покрытием базовая станция 5 (используя свой модуль 67 конфигурирования PRACH) также может выполнять разбиение последовательности преамбулы (как в варианте A выше) в ассоциированном индексе конфигурации PRACH во времени и информировать (например, посредством широковещания системы) устройства 3 связи, какое разбиение последовательности применяется к какому уровню покрытия в ассоциированных временных ресурсах (подкадрах) PRACH.

[0082] <Работа - вариант C>

Фиг.5 иллюстрирует другой примерный метод, в котором характерные для категории UE конфигурации PRACH могут применяться в системе, показанной на фиг.1. В данном примере, базовая станция 5 применяется, для каждой категории устройств 3 связи, соответствующую ассоциированную конфигурацию PRACH, используя разные ассоциированные частотные ресурсы (например, PRACH обеспечивается в другой полосе частот для каждой категории устройств) одного и того же подкадра. В сущности, результирующая конфигурация PRACH содержит PRACH на основе мультиплексирования с частотным разделением (FDM), в котором каждая категория устройства 3 связи конфигурируется на использование другой полосы частот во время процедуры произвольного доступа.

[0083] В данном примере, применяется следующая конфигурация PRACH:

- область «0» FDM выделяется унаследованным UE;

- область «1» FDM выделяется UE (MTC) с уменьшенной полосой пропускания; и

- область «2» FDM выделяется UE (MTC) с улучшенным покрытием.

[0084] Понятно, что в области «2» FDM также возможно применять дополнительное разбиение последовательности (по варианту A) для различения разных уровней улучшения покрытия, поддерживаемого устройством мобильной связи, передающим в этой области FDM.

[0085] Например, базовая станция 5 может широковещательно передавать (например, заранее и/или в каждом подкадре) информацию, идентифицирующую соответствующую конфигурацию PRACH (включая информацию, идентифицирующую ассоциированную полосу частот) для каждой категории UE.

[0086] Прослушиванием информации (например, SIB2), широковещательно передаваемой базовой станцией 5, каждое устройство 3 связи может получать (используя свой модуль 45 MTC) применимую конфигурацию PRACH (полосу частот PRACH) для своей категории. Поэтому всякий раз когда устройству связи (например, устройству 3-2 MTC) необходимо выполнить процедуру произвольного доступа, ее модуль 47 произвольного доступа передает последовательность преамбулы в полосе частот, сконфигурированной для ее категории (например, в любом из подкадров #1, #4 и #7, показанных на фиг.5).

[0087] Затем, в зависимости от частотного (и временного) ресурса, в котором базовая станция 5 принимает передачу последовательности преамбулы, базовая станция 5 может определить (используя свой модуль 69 определения категории UE) категорию отправляющего устройства связи. Поэтому базовая станция 5 также может определить, передавать ли DCI в PDCCH CSS (для унаследованных UE) или передавать ли DCI в EPDCCH CSS (для UE с уменьшенной полосой пропускания и/или UE с улучшенным покрытием) в ответ на сообщение произвольного доступа устройства связи.

[0088] Кроме того, для UE с улучшенным покрытием, базовая станция 5 также может выполнять разбиение последовательности преамбулы (по варианту A выше) в ассоциированном частотном ресурсе PRACH (область FDM) и информировать (например, посредством системной широковещательной передачи) устройства 3 связи, какое разбиение последовательности применяется для какого уровня покрытия в ассоциированном частотном ресурсе PRACH.

[0089] <Работа - вариант D>

Фиг.6 иллюстрирует еще другой примерный метод, в котором характерные для категории UE конфигурации PRACH могут применяться в системе, показанной на фиг.1. В этом примере, базовая станция 5 применяет гибридный частотно-временной ресурс, основываясь на конфигурации PRACH, для различения разных категорий устройств 3 связи.

[0090] Фактически, вариант D представляет собой комбинацию вариантов B и С (и может дополнительно объединяться с вариантом A, когда это целесообразно).

[0091] В примере, показанном на фиг.6, три категории устройств связи поддерживаются в соте базовой станции 5. Первая категория устройств связи включает в себя унаследованные UE, вторая категория включает в себя UE с уменьшенной полосой пропускания, и третья категория включает в себя UE с улучшенным покрытием.

[0092] Первой категории выделяется ресурсы PRACH на основе соответствующего индекса конфигурации PRACH (в подкадрах #1, #4 и #7, как задается, например, индексом 9 PRACH, показанным в таблице 3), в то время как второй и третьей категории устройств связи выделяются ресурсы PRACH на основе FDM (в подкадрах #2, #5 и #8), в которой каждая из двух категорий устройств связи конфигурируется на использование разной полосы частот во время процедуры произвольного доступа.

[0093] В данном примере, применяется следующее мультиплексирование с частотным разделением:

- Область «0» FDM выделяется для UE MTC с улучшенным покрытием; и

- область «1» FDM выделяется для UE MTC с уменьшенной полосой пропускания.

[0094] Понятно, что в области «0» FDM также возможно применение дополнительного разбиения последовательности (по варианту A) для различения разных уровней улучшения покрытия, поддерживаемых устройством мобильной связи, передающим в этой области FDM.

[0095] В данном примере, базовая станция 5 широковещательно передает (например, заранее и/или в каждом подкадре) информацию, идентифицирующую соответствующую конфигурацию PRACH (включая информацию, идентифицирующую ассоциированную полосу частот и подкадр) для каждой категории UE.

[0096] Прослушиванием информации (например, SIB2), широковещательно передаваемой базовой станцией 5, каждое устройство 3 связи может получать (используя свой модуль 45 MTC) применимую конфигурацию PRACH (полосу частот PRACH/индекс конфигурации PRACH) для своей категории. Поэтому всякий раз, когда устройству связи (например, устройству 3-2 MTC) необходимо выполнить процедуру произвольного доступа, ее модуль 47 произвольного доступа передает последовательность преамбулы в подкадре/полосе частот, сконфигурированной для ее категории.

[0097] Затем, в зависимости от полосы частот и подкадра, в котором базовая станция 5 принимает передачу последовательности преамбулы, базовая станция 5 может определять (используя свой модуль 69 определения категории UE) категорию отправляющего устройства связи. Поэтому базовая станция 5 также может определять, передавать ли DCI в PDCCH CSS (для унаследованных UE) или передавать ли DCI в EPDCCH CSS (для UE с уменьшенной полосой пропускания и/или UE с улучшенным покрытием) в ответ на сообщение произвольного доступа устройства связи.

[0098] <Модификации и альтернативы>

Выше были описаны подробные варианты осуществления. Как понятно для специалиста в данной области техники, ряд модификаций и альтернатив может быть сделано для вышеупомянутых вариантов осуществления, в то же время все же извлекая пользу из изобретений, воплощенных в данном документе.

[0099] В вышеупомянутых вариантах осуществления, описанных с ссылкой на фиг.4-6, радиокадр содержит десять подкадров (подкадры #0-#9). Как понятно для специалистов в данной области техники, радиокадр может включать в себя любое количество подкадров.

[0100] В вышеприведенном описании, информация, относящаяся к конфигурации PRACH, сигнализируется посредством SIB2. Однако понятно, что конфигурация PRACH (по меньшей мере часть ее) может сигнализироваться посредством другого системного информационного блока, например, посредством одного или нескольких SIB, характерных для UE с уменьшенной полосой пропускания и/или UE с улучшенным покрытием. Альтернативно или дополнительно, некоторая часть или вся эта информация может быть получена устройствами связи другим образом - например, конфигурация PRACH может сигнализироваться посредством системного широковещания (например, PBCH) и/или более высокими уровнями (например, RRC).

[0101] Кроме того, применимая конфигурация PRACH может не сигнализироваться явно базовой станцией и может, вместо этого, определяться на основе другой информации, такой как ID-соты, ассоциированного с базовой станцией. Это имеет преимущество в снижении количества данных, которые должны сигнализироваться на устройства связи.

[0102] Понятно, что, хотя система связи описывается в терминах базовой станции, работающей в качестве базовой станции E-UTRAN (eNB), эти же принципы могут быть применены к базовым станциям, работающим в качестве базовых макро- или пикостанций, базовых фемтостанций, узлов ретрансляции, обеспечивающих элементы функциональных возможностей базовой станции, домашних базовых станций (HeNB) или других таких узлов связи.

[0103] В вышеописанных вариантах осуществления описана система связи LTE. Как понятно для специалиста в данной области техники, методы, описанные в настоящей заявке, могут применяться в других системах связи, включая более ранние системы типа 3GPP. Другие узлы или устройства связи могут включать в себя пользовательские устройства, такие как, например, персональные цифровые помощники, портативные компьютеры, веб-браузеры и т.д.

[0104] В вышеописанных вариантах осуществления каждое из базовой станции и устройства связи включают в себя схему приемопередатчика. Обычно, эта схема формируется посредством специализированных аппаратных схем. Однако в некоторых вариантах осуществления, часть схемы приемопередатчика может быть реализована в виде программного обеспечения, выполняемого соответствующим контроллером.

[0105] В вышеописанных вариантах осуществления были описаны несколько программных модулей. Как понятно для специалиста в данной области техники, программные модули могут обеспечиваться в компилированном или некомпилированном виде и могут поставляться на базовую станцию или пользовательское устройство в виде сигнала по компьютерной сети или на носителе записи. Кроме того, функциональные возможности, выполняемые частью или всем данным программным обеспечением, могут выполняться с использованием одной или нескольких специализированных аппаратных схем.

[0106] В вышеупомянутых вариантах осуществления описываются устройства связи машинного типа и мобильные телефоны. Однако понятно, что мобильные телефоны (и подобное пользовательское оборудование) также могут конфигурироваться для работы в качестве устройств связи машинного типа. Например, мобильный телефон 3-1 может включать в себя модуль 45 MTC (и/или может обеспечивать его функциональные возможности).

[0107] Примеры применений MTC

Понятно, что каждое устройство связи может поддерживать одно или несколько применений MTC. Некоторые примеры применений MTC перечислены в нижеследующей таблице (источник: 3GPP TS 22.368, Annex B). Этот список не является исчерпывающим и предназначен для указания области применений связи машинного типа.

[0108] [Таблица 4]

Область обслуживания	Применения MTC
Безопасность	Системы наблюдения Дублирование наземной линии связи Управление физическим доступом (например, в здания) Безопасность автомобиля/водителя
Прокладка маршрута и отслеживание	Управление парком транспортных средств Управление заказами «Плати, как ездишь» Учет материальных активов Навигация Информация о движении транспорта Сбор платы за проезд Оптимизирование/управление дорожным движением
Оплата	Кассовые терминалы Торговые автоматы Игровые автоматы
Здравоохранение	Мониторинг основных показателей состояния организма Обслуживание престарелых или инвалидов Пункты оказания медицинской помощи на расстоянии с помощью веб-доступа Дистанционная диагностика
Дистанционное техническое обслуживание/контроль	Датчики Освещение Насосы Вентили Управление подъемником Управление торговым автоматом Диагностика транспортных средств
Измерение	Электроэнергия Газ Вода Отопление Управление сетью Промышленное измерение
Бытовые приборы	Цифровая фоторамка Цифровая камера Электронная книга

[0109] Различные другие модификации очевидны для специалиста в данной области техники и здесь не описываются более подробно.

[0110] Некоторые или все из вышеупомянутых вариантов осуществления могут описываться в нижеследующих дополнительных примечаниях. Тем не менее, настоящее изобретение никоим образом не ограничивается следующими дополнительными примечаниями.

[0111] (Дополнительное примечание 1)

Узел связи, выполненный с возможностью выделения ресурсов для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая унаследованные пользовательские устройства связи и устройства связи машинного типа (MTC), для выполнения связи с узлом связи, причем узел связи содержит:

средство для отправки, на упомянутое множество пользовательских устройств связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множеств пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере;

i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых унаследованных пользовательских устройств связи; и

ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств MTC;

средство для приема, от пользовательского устройства связи из упомянутого множества пользовательских устройств связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с одной из упомянутых первой и второй конфигураций ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления; и

средство для определения, основываясь на конфигурации ресурсов PRACH, с которой согласуется упомянутое принятое сообщение произвольного доступа, содержит ли упомянутое пользовательское устройство связи унаследованное пользовательское устройство связи или содержит ли устройство MTC;

в котором упомянутое средство для отправки выполнено с возможностью отправки ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит унаследованное пользовательское устройство связи, и отправки ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит устройство MTC.

[0112] (Дополнительное примечание 2)

Узел связи по дополнительному примечанию 1, в котором каждая упомянутая конфигурация ресурсов PRACH определяет ассоциированную последовательность преамбулы, и в котором упомянутое сообщение произвольного доступа включает в себя префикс и последовательность преамбулы, согласующуюся с одной из упомянутых первой и второй конфигураций ресурсов PRACH, и в котором упомянутое средство определения может быть выполнено с возможностью определения, содержит ли упомянутое первое пользовательское устройство связи унаследованное пользовательское устройство связи или содержит ли устройство MTC, основываясь на упомянутой последовательности преамбулы, включенной в упомянутое сообщение произвольного доступа.

[0113] (Дополнительное примечание 3)

Узел связи по дополнительному примечанию 1 или 2, в котором:

i) упомянутая первая конфигурация ресурсов PRACH определяет первый набор ресурсов связи для потенциального использования упомянутыми унаследованными пользовательскими устройствами связи; и

ii) упомянутая вторая конфигурация ресурсов PRACH определяет второй набор ресурсов связи, отличный от упомянутого первого набора, для потенциального использования упомянутыми устройствами MTC; и

в котором упомянутое средство определения выполнено с возможностью определения, что:

i) упомянутое первое пользовательское устройство связи содержит унаследованное пользовательское устройство связи, когда упомянутое средство приема принимает упомянутое сообщение произвольного доступа по ресурсам связи, которые принадлежат упомянутому первому набору ресурсов связи; и

ii) упомянутое первое пользовательское устройство связи содержит устройство MTC, когда упомянутое средство приема принимает упомянутое сообщение произвольного доступа по ресурсу связи, который принадлежит упомянутому второму набору ресурсов связи.

[0114] (Дополнительное примечание 4)

Узел связи по любому из дополнительных примечаний 1-3, в котором упомянутое средство определения выполнено с возможностью определения, когда упомянутым пользовательским устройством связи является устройство MTC, содержит ли это устройство MTC устройство MTC с уменьшенной полосой пропускания и/или устройство MTC с улучшенным покрытием.

[0115] (Дополнительное примечание 5)

Узел связи по дополнительному примечанию 4, в котором упомянутое средство определения выполнено с возможностью определения, когда упомянутым пользовательским устройством связи является устройство MTC с улучшенным покрытием, уровня улучшения покрытия, требуемого упомянутым устройством MTC с улучшенным покрытием.

[0116] (Дополнительное примечание 6)

Узел связи по любому из дополнительных примечаний 1-5, в котором по меньшей мере одна из упомянутых первой и упомянутой второй конфигураций ресурсов PRACH определяет набор ресурсов связи, содержащий не больше шести физических ресурсных блоков.

[0117] (Дополнительное примечание 7)

Узел связи по любому из дополнительных примечаний 1-6, содержащий базовую станцию.

[0118] (Дополнительное примечание 8)

Узел связи по дополнительному примечанию 6, содержащий базовую станцию, работающую в соответствии с набором стандартов сети долгосрочной эволюции, LTE.

[0119] (Дополнительное примечание 9)

Узел связи по любому из дополнительных примечаний 1-8, в котором упомянутые ресурсы связи представляют собой ресурсы, обеспечиваемые в соответствии с по меньшей мере одной из схемы временного мультиплексирования, частотного мультиплексирования и мультиплексирования кодовой последовательности.

[0120] (Дополнительное примечание 10)

Устройство связи машинного типа (MTC) для системы связи, в которой узел связи выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая унаследованные пользовательские устройства связи и устройства связи машинного типа (MTC), причем устройство связи MTC содержит:

средство для приема, от узла связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере:

i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых унаследованных пользовательских устройств связи; и

ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств MTC; и

средство для отправки, на узел связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с упомянутой второй конфигурацией ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления;

в котором упомянутое средство для приема выполнено с возможностью приема ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), отвечающего на упомянутое сообщение произвольного доступа.

[0121] (Дополнительное примечание 11)

Способ, выполняемый узлом связи в системе связи, в котором связь выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая унаследованные пользовательские устройства связи и устройства связи машинного типа (MTC), для выполнения связи с узлом связи, причем способ содержит:

отправку, на упомянутое множество пользовательских устройств связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере:

i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых унаследованных пользовательских устройств связи; и

ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств MTC;

прием, от пользовательского устройства связи из упомянутого множества пользовательских устройств связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с одной из упомянутых первой и второй конфигураций ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления;

определение, основываясь на конфигурации ресурсов PRACH, с которой согласуется упомянутое принятое сообщение произвольного доступа, содержит ли упомянутое пользовательское устройство связи унаследованное пользовательское устройство связи или содержит ли устройство MTC;

отправку ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит унаследованное пользовательское устройство связи; и

отправку ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), когда определяется, что упомянутое пользовательское устройство связи содержит устройство MTC.

[0122] (Дополнительное примечание 12)

Способ, выполняемый устройством связи машинного типа (MTC) в системе связи, в котором узел связи выделяет ресурсы для потенциального использования любым из множества пользовательских устройств связи, включая унаследованные пользовательские устройства связи и устройства связи машинного типа (MTC), причем способ содержит:

прием, от узла связи, данных управления, определяющих ресурсы связи для потенциального использования любым из упомянутого множества пользовательских устройств связи, причем данные управления включают в себя информацию, идентифицирующую по меньшей мере:

i) первую конфигурацию ресурсов физического канала произвольного доступа, PRACH, для упомянутых унаследованных пользовательских устройств связи; и

ii) вторую конфигурацию ресурсов PRACH для упомянутых устройств MTC;

отправку, на узел связи, сообщения произвольного доступа, согласующегося с упомянутой второй конфигурацией ресурсов PRACH, по ресурсам связи, определенным упомянутыми данными управления; и

прием ответа произвольного доступа (RAR), отображаемого на усовершенствованный физический канал управления нисходящей линии связи (EPDCCH), отвечающего на упомянутое сообщение произвольного доступа.

[0123] (Дополнительное примечание 13)

Система связи, содержащая узел связи по любому из дополнительных примечаний 1-8, и устройство связи машинного типа по дополнительному примечанию 9.

[0124] (Дополнительное примечание 14)

Продукт компьютерной программы, содержащий реализуемые компьютером инструкции, вызывающие выполнение устройством обработки способа по дополнительному примечанию 10 или 11.

[0125] Данная заявка основана на и испрашивает приоритет заявки на патент Великобритании № 1417068.2, поданной 26 сентября 2014 г., раскрытие которой в полном объеме включено в данный документ по ссылке.

1. Аппаратура связи, которая выполнена с возможностью осуществления связи с по меньшей мере одним из пользовательского оборудования (UE) первого типа и UE второго типа с улучшенным покрытием, причем аппаратура связи содержит:

средство для передачи сигнала управления, причем сигнал управления содержит первую конфигурацию ресурсов для первого физического канала произвольного доступа (PRACH) для UE первого типа и вторую конфигурацию ресурсов для второго PRACH для UE второго типа, причем упомянутая вторая конфигурация ресурсов содержит соответствующую конфигурацию PRACH для каждого уровня улучшения покрытия; и

средство для приема сообщения произвольного доступа на основании любой одной из первой конфигурации ресурсов и второй конфигурации ресурсов.

2. Аппаратура связи по п.1,

причем аппаратура связи дополнительно содержит средство для передачи ответа произвольного доступа (RAR),

причем RAR отображается на физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), если RAR передается на UE первого типа,

причем RAR отображается на физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), характерный для связи машинного типа (MTC), если RAR передается на UE второго типа; и

при этом, когда средство приема принимает сообщение произвольного доступа на основании конкретной конфигурации PRACH, средство передачи RAR выполнено с возможностью передачи RAR, используя уровень улучшения покрытия, соответствующий этой конфигурации PRACH.

3. Аппаратура связи по п.1 или 2,

причем сообщение произвольного доступа основывается на первой конфигурации ресурсов, если UE первого типа передает сообщение произвольного доступа, и

причем сообщение произвольного доступа основывается на второй конфигурации ресурсов, если UE второго типа передает сообщение произвольного доступа.

4. Аппаратура связи по п.1 или 2, причем аппаратура связи дополнительно содержит средство для определения типа UE на основании ресурса для приема сообщения произвольного доступа.

5. Пользовательское оборудование (UE), которое выполнено с возможностью осуществления связи с аппаратурой связи, применяющей сигнализацию с улучшенным покрытием, причем UE содержит:

средство для приема сигнала управления, содержащего конфигурацию ресурсов для PRACH, причем упомянутая конфигурация ресурсов содержит соответствующую конфигурацию PRACH для каждого уровня улучшения покрытия; и

средство для передачи сообщения произвольного доступа на основании конфигурации ресурсов.

6. UE по п.5, в котором конфигурация ресурсов определяется на основе категории UE.

7. UE по п.5 или 6, в котором UE является устройство связи машинного типа (MTC).

8. UE по п.7, содержащее по меньшей мере одно из: устройства MTC с уменьшенной полосой пропускания и устройства MTC с улучшенным покрытием.

9. Способ, выполняемый аппаратурой связи, которая выполнена с возможностью осуществления связи с по меньшей мере одним из пользовательского оборудования (UE) первого типа и UE второго типа, причем способ содержит:

передачу сигнала управления, причем сигнал управления содержит первую конфигурацию ресурсов для первого физического канала произвольного доступа (PRACH) и вторую конфигурацию ресурсов для второго PRACH; и

прием сообщения произвольного доступа на основании любой одной из первой конфигурации ресурсов и второй конфигурации ресурсов.

10. Способ, выполняемый пользовательским оборудованием (UE), которое выполнено с возможностью осуществления связи с аппаратурой связи, причем способ содержит:

прием сигнала управления, причем сигнал управления содержит первую конфигурацию ресурсов для первого физического канала произвольного доступа (PRACH) и вторую конфигурацию ресурсов для второго PRACH; и

передачу сообщения произвольного доступа на основании второй конфигурации ресурсов.