ES2843826T3 - Sistema de subportadoras múltiples con numerologías múltiples - Google Patents

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Abstract

Un método para operar un nodo (1400) de acceso de radio, que comprende: identificar los recursos del sistema de subportadoras múltiples (S1605) usando al menos una de las numerologías múltiples diferentes disponibles dentro de una portadora única, en el que las numerologías múltiples diferentes comprenden una primera numerología que tiene bloques de recursos, RB, con un primer ancho de banda y un primer espaciado de subportadora, Δf1, y una segunda numerología que tiene RB con un segundo ancho de banda y un segundo espaciado de subportadora, Δf2, que es diferente de Δf1, y en el que los RB de la primera numerología comienzan en una frecuencia relativa a una referencia de frecuencia, Fref, de acuerdo con m*Δf1 + Fref y los RB de la segunda numerología comienzan en una frecuencia relativa a la frecuencia de referencia, Fref, de acuerdo con n*Δf2 + Fref, donde m y n son números enteros; y transmitir y/o recibir información (S1610) dentro de la portadora única de acuerdo con al menos una de las numerologías múltiples diferentes.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de subportadoras múltiples con numerologías múltiples
Campo técnico
El tema divulgado se refiere en general a las telecomunicaciones. Ciertas realizaciones se refieren más particularmente al funcionamiento de sistemas de subportadoras múltiples que usan numerologías múltiples.
Antecedentes
Una de las piedras angulares de las redes móviles de quinta generación (5G) es expandir los servicios ofrecidos por la red más allá de la banda ancha móvil (MBB). Los nuevos casos de uso pueden venir con nuevos requisitos. Al mismo tiempo, 5G también debería soportar un amplio rango de frecuencias y ser flexible en lo que respecta a las opciones de despliegue.
TDoc R1-163227, "Numerología para NR", 3GPP TSG RAN WG1 reunión # 84bis, Busan, Corea, 11 al 15 de abril de 2016, propone adoptar una familia de numerologías OFDM para 5G. TDoc Rl-162156, "Escenario y criterios de diseño en numerologías flexibles", 3GPP TSG RAN WG1 reunión # 84bis, Busan, Corea, 11 al 15 de abril de 2016, explica escenarios y criterios de diseño para numerologías OFDM flexibles. TDoc R1-163328, "Numerología para nueva radio", 3GPP TSG RAN WG1 reunión # 84bis, Busan, Corea, 11 al 15 de abril de 2016, explica aspectos de alto nivel de la numerología basada en OFDM prevista para nueva radio.
Sumario
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. A continuación, las realizaciones que no caen dentro del alcance de las reivindicaciones han de entenderse como ejemplos útiles para comprender la invención.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos ilustran realizaciones seleccionadas del tema divulgado. En los dibujos, las etiquetas de referencia similares indican características similares.
La figura 1 ilustra dos señales con diferentes numerologías separadas en frecuencia de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 2 ilustra que la alineación del bloque de recursos (RB) y el desplazamiento de frecuencia (escalonamiento) son diferentes para diferentes numerologías de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 3 ilustra cómo se puede determinar un inicio de asignación y un ancho de banda para dos numerologías diferentes definidas en relación con una referencia de frecuencia común, basándose en los números enteros A y C, y B y D, respectivamente, de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 4 ilustra cómo se pueden asignar los RB para crear una banda de guarda entre dos numerologías en la misma portadora de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 5 ilustra un ejemplo de la banda de guarda de la figura 4 con más detalle de acuerdo con una realización del objeto divulgado.
La figura 6 ilustra otro ejemplo de la banda de guarda de la figura 4 con más detalle de acuerdo con una realización del objeto divulgado.
La figura 7 ilustra la multiplexación en el dominio frecuencia de diferentes numerologías de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 8 muestra dos subbandas con numerologías diferentes de acuerdo con una realización del tema divulgado. La figura 9 ilustra una subportadora de banda estrecha insertada como guarda entre la primera y la segunda numerología 1 y 2 de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 10 ilustra cuatro subportadoras de banda estrecha insertadas como guarda entre la numerología 1 y 2 de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 11 ilustra ocho subportadoras de banda estrecha insertadas como guarda entre la numerología 1 y 2 de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 12 ilustra un sistema de comunicación de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 13A ilustra un dispositivo de comunicación inalámbrica de acuerdo con una realización del tema divulgado. La figura 13B ilustra un dispositivo de comunicación inalámbrica de acuerdo con otra realización del tema divulgado. La figura 14A ilustra un nodo de acceso de radio de acuerdo con una realización del tema divulgado.
La figura 14B ilustra un nodo de acceso de radio de acuerdo con otra realización del tema divulgado.
La figura 15 ilustra un nodo de acceso de radio de acuerdo con otra realización más del tema divulgado.
La figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un método de funcionamiento de un dispositivo de comunicación inalámbrica o un nodo de acceso de radio de acuerdo con una realización del tema divulgado.
Descripción detallada
La siguiente descripción presenta varias realizaciones del tema divulgado. Estas realizaciones se presentan como ejemplos de enseñanza y no deben interpretarse como limitativos del alcance del tema divulgado. Por ejemplo, ciertos detalles de las realizaciones descritas pueden modificarse, omitirse o ampliarse sin apartarse del alcance del tema divulgado.
En algunas realizaciones, los recursos físicos de una portadora se asignan y/o direccionan usando numerologías múltiples, cada una correspondiente a subportadoras ubicadas en posiciones que se definen con respecto a una referencia de frecuencia común. En este contexto, el término "numerología" se refiere generalmente a la configuración de recursos físicos en un sistema de subportadoras múltiples, como un sistema OFDM. Tal configuración puede incluir, por ejemplo, espaciado de subportadora, duración de símbolo, prefijo cíclico, tamaño de bloque de recursos, etc. Como ejemplo, los recursos físicos de una portadora de 10MHz o 20MHz pueden ser direccionados y/o asignados usando una primera numerología que tenga un espaciado de subportadora de 15kHz y una segunda numerología que tenga un espaciado de subportadora de 60kHz, con las subportadoras para cada una de las dos numerologías ubicadas en posiciones que se definen con respecto a la misma referencia de frecuencia. En determinadas realizaciones relacionadas, se proporciona señalización para configurar y/o comunicar el direccionamiento y/o asignación entre diferentes dispositivos.
En la descripción que sigue, la referencia de frecuencia, que es común para todas las numerologías, se indicará con "Fref'. La referencia de frecuencia Fref puede derivarse de (relacionada con), por ejemplo, ráster de frecuencia EARFCN/UARFCN/NX-ARFCN y puede ser recuperado por un nodo usando una señal de sincronización (como PSS/SSS en LTE, o SSI, MRS, BRS en NX).
En ciertas realizaciones, la alineación de frecuencia de las numerologías se escalona de modo que los bloques de recursos (RB) de una primera numerología comienzan en (por ejemplo, posiblemente definido en el centro de la primera subportadora del RB) y*N1*Af1 Fref, y los RB de una segunda numerología comienza en z*N2*Af2 Fref, donde "y" y "z" son números enteros y Af1 y Af2 son los respectivos espaciados de subportadora de la primera y la segunda numerología.
En determinadas realizaciones, los tamaños de RB se seleccionan de modo que N2 = N1, o más generalmente de modo que (N2*X)/N1 sea un número entero si Af2 está relacionado con Af1 como Af2 = XAf1. Asimismo, la señalización de la información de asignación debe ser mapeada con un conjunto de RB en la numerología a la que se refiere la información de asignación.
En ciertas realizaciones, el ancho de banda de RB de la segunda numerología es X*N1*Af1. O, dicho de otra manera, el ancho de banda de un RB en la segunda numerología es igual a X veces el ancho de banda de un RB en la primera numerología.
Al direccionar una asignación, la señalización puede usar una cuadrícula más gruesa que la cuadrícula de RB, y las realizaciones se presentan en el presente documento para permitir el control de las bandas de guarda entre numerologías con la granularidad de la cuadrícula de RB de la numerología con el Af más pequeño.
Ciertas realizaciones permiten posiciones de subportadora alineadas, y las subportadoras de todas las numerologías terminan en su cuadrícula natural relacionada con la misma referencia de frecuencia. Esto puede simplificar la implementación y la señalización.
Las asignaciones en diferentes numerologías en nodos vecinos (o en diferentes haces transmitidos desde el mismo nodo) pueden alinearse en frecuencia. Esto crea un patrón de interferencia predecible y también permite técnicas de cancelación de interferencia. Además, permite asignaciones adyacentes en diferentes células sin bandas de guarda.
Debido a que cada RB está alineado en su cuadrícula natural, los RB de la misma numerología pueden alinearse en las células. Esto permite señales de referencia ortogonales en las células.
Ciertas realizaciones también permiten crear bandas de guarda entre numerologías en la misma portadora sin señalización explícita distinta del direccionamiento normal de asignación. Esto permite que la combinación de numerologías sea transparente para los terminales en la misma portadora (en caso de que un terminal determinado esté planificado en una única numerología). También permite tamaños de bandas de guarda que se pueden adaptar a un escenario particular. Es posible que se necesite menos banda de guarda, por ejemplo, en un escenario con una relación de señal/ruido (SNR) baja en comparación con un escenario en el que la SNR es alta.
Las realizaciones descritas se han desarrollado teniendo en cuenta varias observaciones realizadas por los inventores, incluidas las siguientes.
Algunos servicios requieren un intervalo de tiempo de transmisión (TTI) más corto, en comparación con LTE, para reducir la latencia. En un sistema OFDM, pueden realizarse TTI más cortos cambiando el espaciado de subportadora. Es posible que otros servicios deban operar bajo requisitos de sincronización relajados o soportar una robustez muy alta para retrasar la propagación, y esto se puede lograr extendiendo el prefijo cíclico en un sistema que opera con prefijo cíclico (como el previsto para NX). Estos son solo ejemplos de posibles requisitos.
La selección de parámetros como el espaciado de subportadora y las longitudes de prefijo cíclico es una compensación entre los objetivos en conflicto. Esto apunta a la necesidad de tecnologías de acceso de radio (RAT) 5G para soportar varias variantes de parámetros de transmisión, comúnmente llamadas numerologías. Tales parámetros de transmisión pueden ser la duración de símbolo (que se relaciona directamente con el espaciado de subportadora en un sistema OFDM), o el intervalo de guarda o la duración de prefijo cíclico.
Además, es beneficioso poder soportar varios servicios en la misma banda de frecuencia: las numerologías múltiples pueden o no funcionar en el mismo nodo. Esto permite la asignación dinámica de recursos (ancho de banda, por ejemplo) entre los diferentes servicios y para una implementación y despliegue eficientes. Por lo tanto, en algunos casos, existe la necesidad de usar más de una numerología simultáneamente en la misma banda (usamos el término "banda" para denotar una portadora o un conjunto de portadoras servidas por la red).
Un terminal MBB puede, por ejemplo, ser servido con un espaciado de subportadora de 15 kHz. Un prefijo cíclico típico es inferior a 5 ps y constituye una sobrecarga de menos del 10%. Otro dispositivo, por ejemplo, un dispositivo de comunicación de tipo máquina (MTC) que requiere una latencia muy baja, puede ser servido con un espaciado de subportadora de 60 kHz (o 75 kHz). Para que coincida con el mismo despliegue que el terminal MBB, se necesita un intervalo de guarda largo similar. Un intervalo de guarda puede ser un prefijo cíclico, una palabra conocida o un intervalo de guarda verdadero que comprende muestras de valor cero. A continuación, usamos el término intervalo de guarda para referirnos a cualquiera de ellos.
La duración de un símbolo OFDM es la inversa del espaciado de subportadora, es decir, 1/Af, es decir, un símbolo OFDM con subportadoras anchas es más corto que un símbolo OFDM con subportadoras estrechas. Por ejemplo, la duración de símbolo de un símbolo OFDM con Af1 = 15 kHz es 1/Afl = 67 ps y con Af2 = 60 kHz la duración de símbolo es 1/Af2 = 17 ps. Un intervalo de guarda de 4,7 ps constituye una sobrecarga del 5% y el 22% para los símbolos OFDM con subportadoras de ancho Afl = 15 kHz y Af2 = 60 kHz, respectivamente. Por tanto, la cantidad de recursos (subportadoras) reservada para el servicio MTC debe adaptarse a la cantidad necesaria debido a la gran sobrecarga.
Otro caso de uso podría ser la combinación de Af2 = 15 kHz y Afl = 3,75 kHz (es decir, una numerología de banda más estrecha) para otro tipo de servicio MTC. Si bien la sobrecarga del prefijo cíclico de esta numerología es menor que para Af2 = 15 kHz, el ancho de banda de la subportadora es muy estrecho y solo soporta terminales que se mueven lentamente debido a la robustez del Doppler. Por lo tanto, la cantidad de recursos (subportadoras) reservada con Af1 = 3,75 kHz debe adaptarse nuevamente a las necesidades requeridas. Una suposición razonable para NX/NR es que las numerologías soportadas están relacionadas entre sí por factores de escala enteros: Af2 = XAfl con Af2 y Afl el espaciado de subportadora ancho y estrecho, respectivamente.
Las diferentes numerologías (por ejemplo, anchos de banda de subportadora OFDM) no son ortogonales entre sí, es decir, una subportadora con ancho de banda de subportadora Afl interfiere con una subportadora de ancho de banda Af2 o dos numerologías OFDM con el mismo espaciado de subportadora pero diferentes prefijos cíclicos (CP) también están interfiriendo entre sí. En OFDM filtrada o en ventana, se introduce el procesamiento de señales para suprimir la interferencia entre diferentes numerologías. Típicamente, también es necesario insertar una banda de guarda entre las numerologías.
En cualquier sistema de comunicación, los recursos deben direccionarse o indexarse. Un ejemplo típico es cuando se planifica una transmisión en enlace descendente y se denota qué recursos se usarán en un canal de control, o cuando se indica una concesión de enlace ascendente, etc. En general, el direccionamiento o la indexación se producen cuando un conjunto de recursos se identifica de acuerdo con un esquema de direccionamiento, como un esquema definido o restringido por una primera y/o segunda numerología como se explicó anteriormente.
Una unidad fundamental más pequeña en el dominio frecuencia puede ser una subportadora única. Hay varias razones para tener una unidad direccionable más pequeña más grande (o, expresado de otro modo, una granularidad más grande en las asignaciones de recursos o cuadrícula de recursos), estas incluyen:
- sobrecarga de señalización: el número de bits necesarios para direccionar un recurso aumenta cuando el tamaño de la unidad direccionable más pequeña disminuye, y
- aspectos de procesamiento: el rendimiento del procesamiento puede mejorarse cuando los parámetros se pueden suponer constantes durante un intervalo mayor; un ejemplo típico es la interferencia (intercelular o intracelular), y también
- aspectos de implementación.
Tener una unidad direccionable más pequeña demasiado grande limita la flexibilidad de un sistema. Por ejemplo, la asignación permitida más pequeña no debe ser demasiado grande.
En LTE, la unidad direccionable más pequeña en el dominio frecuencia suele ser un único bloque de recursos físicos (PRB), que tiene 12 subportadoras de ancho. En algunos casos, la granularidad es incluso mayor (un grupo de bloques de recursos tiene hasta 48 subportadoras cuando las asignaciones se señalizan mediante un mapa de bits). Para simplificar, esta descripción usa la etiqueta "RB" para denotar la unidad direccionable más pequeña; usa la etiqueta "N1" para indicar el número de subportadoras por RB para la numerología 1; y usa la etiqueta "N2" para denotar el número de subportadoras por RB para la numerología 2. El uso de estas etiquetas no necesariamente limita la unidad direccionable más pequeña a un bloque de recursos, ni limita el número de numerologías a dos. A partir del razonamiento anterior, es evidente que seleccionar el tamaño de RB, o, alternativamente, la granularidad de la cuadrícula de recursos, es una compensación y que la misma unidad direccionable más pequeña en términos de frecuencia absoluta puede ser diferente para diferentes numerologías. Al mismo tiempo, las unidades direccionables más pequeñas de las numerologías que se mezclan en una portadora deben permitir la creación de la banda de guarda necesaria como se explicó anteriormente. También es deseable hacer coincidir los esquemas de asignación de recursos de diferentes numerologías, con el fin de atender los aspectos de procesamiento de señales descritos anteriormente, y poder compartir recursos de manera eficiente.
Si la unidad direccionable más pequeña en frecuencia absoluta no se selecciona correctamente para todas las numerologías que operan en una portadora, entonces algunas numerologías (con un mayor espaciado de subportadora Af) pueden asignarse con un desplazamiento relativo a su cuadrícula de subportadora natural (en la cual las subportadoras se modulan en enteros múltiplos del espaciado de subportadora con respecto a una referencia de frecuencia). Esto no es deseable desde el punto de vista de la implementación.
Si las cuadrículas de recursos no están correctamente alineadas entre numerologías, los niveles de interferencia pueden fluctuar más de lo necesario en una asignación. Como ejemplo, puede que no sea posible que las asignaciones en dos células vecinas ocupen recursos adyacentes que no se superponen sin crear un intervalo de guarda. Y en el caso de que se desee la superposición, es posible que no sea perfecta, lo que lleva a un entorno de interferencia fluctuante en una asignación.
Además, si el direccionamiento de recursos no está diseñado correctamente, teniendo en cuenta numerologías múltiples, es posible que no sea posible asignar bandas de guarda adecuadas entre numerologías en un sistema de numerología mixto; es posible que deban ser demasiado grandes, lo que conducirá a un desperdicio de recursos. Además, las numerologías múltiples deberían relacionarse con una referencia de frecuencia común.
A la luz de lo anterior y otras consideraciones, se presentan los siguientes conceptos (1) - (4) para subportadoras y cuadrículas de RB de numerologías que operan en la misma portadora. Se asumirá, sin pérdida de generalidad, que los espaciados de subportadora Af2 y Af1 están relacionados por Af2> = Af1. También se supondrá que solo se usan dos numerologías, pero los conceptos descritos podrían aplicarse fácilmente a cualquier número de numerologías.
(1) En un sistema que aplica la numerología mixta, se inserta un espacio de frecuencia entre la numerología 1 y la numerología 2 de modo que las subportadoras de la numerología 2 están en su cuadrícula de subportadora natural (n*Af2 Fref, n cualquier número entero). Las subportadoras de numerología 1 están en su cuadrícula de subportadora natural (n*Af1 Fref). Esto se ilustra en la figura 2. En la figura 2, los triángulos sombreados ilustran los lóbulos principales de las subportadoras en las dos numerologías. En particular, el dibujo de la figura 2 es esquemático y, en la práctica, las subportadoras son funciones sinc en descomposición lenta con soporte infinito.
(2) El concepto (1) y, además, los RB de la numerología 2 comienzan en la cuadrícula donde comienzan los RB de la numerología 1. El inicio de un RB podría definirse a través de su primera subportadora como ejemplo; este ejemplo se ilustra en la figura 2.
(3) El concepto (2) anterior, y además la cuadrícula de RB de la numerología 1 es y*N1*Afl Fref. (N1 es el tamaño de RB de la numerología 1, y entero).
(4) El concepto (1) anterior y, además, el RB de la numerología 2 comienzan en la cuadrícula natural de la numerología 2, es decir, z*N2*Af2 Fref. (N2 es el tamaño de RB de la numerología 2, z entero).
Si Af2 está relacionado con Afl como Af2 = XAf1, X entero, entonces los conceptos (2), (3), (4) establecen que para cualquier z entero, hay un entero y tal que
Figure imgf000006_0001
Esto establece que (N2*X)/N1 debe ser un número entero. Para N2 = N1 esto siempre se cumple.
En la siguiente descripción, "K2" denotará el ancho de banda de un RB de numerología 2 expresado en el espaciado de subportadora más pequeño de las numerologías aplicables para la portadora. Si N2 = N1, entonces K2 = X*N1. De manera similar, "K1" denotará el ancho de banda de un RB de numerología 1 expresado en el espaciado de subportadora más pequeño de las numerologías aplicables para la portadora.
El espaciado de subportadora A f indicará el espaciado de subportadora más estrecho definido para una portadora. Por ejemplo, si una portadora emplea una primera numerología con un espaciado de subportadora Afl = 15kHz y una segunda numerología con un espaciado de subportadora Af2 = 60kHz, entonces el espaciado de subportadora más estrecho Af será de 15kHz.
Los valores respectivos para Af, K1 y K2 pueden ser usados por un dispositivo (por ejemplo, un dispositivo de comunicación inalámbrica o un nodo de acceso de radio) para determinar el inicio y el ancho de banda respectivos para diferentes numerologías, como se ilustra en la figura 3.
La figura 3 ilustra cómo se puede determinar un inicio y un ancho de asignación para dos numerologías diferentes definidas en relación con una referencia de frecuencia común, basándose en los números enteros A y C, y B y D, respectivamente, de acuerdo con una realización del tema divulgado. La figura 4 ilustra cómo se pueden asignar los RB para crear una banda de guarda entre dos numerologías en la misma portadora de acuerdo con una realización del tema divulgado.
En referencia a la figura 3, los números enteros pueden ser señalizados desde uno o más dispositivos a uno o más de otros dispositivos (por ejemplo, desde un eNB a uno o más UE). La señalización permite a los dispositivos de recepción determinar las respectivas frecuencias de inicio y los anchos de su numerología o numerologías con una sobrecarga relativamente baja. Téngase en cuenta que en el ejemplo de la figura 3, se pueden asignar dos bloques de datos correspondientes a dos numerologías diferentes a dos usuarios diferentes.
En el ejemplo de la figura 3, una frecuencia de inicio para una primera numerología se define en relación con Fref como Fref B*K1*Af, y un ancho de la primera numerología se define como D*K1*Af De manera similar, una frecuencia de inicio para una segunda numerología se define relativa a Fref como Fref A*K2*Af, y un ancho de la primera numerología se define como C*K2*Af.
En algunas realizaciones, A y C se señalizan en la información de control de enlace descendente (DCI) y B y D también se señalizan en DCI, donde la DCI que lleva A y C puede ser la misma o diferente de la DCI que lleva B y D. En algunas realizaciones, K1 y K2 pueden ser valores preconfigurados, por ejemplo, definidos por un producto o especificación estándar. En algunas otras realizaciones, K1 y K2 pueden configurarse semiestáticamente. En los dibujos, denotamos por Af el espaciado de subportadora más estrecho definido para la portadora. Esto podría ser fijado (definido en la especificación) o configurado dinámicamente.
Como alternativa a los ejemplos mostrados en las figuras 3 y 4, en algunas situaciones se puede señalizar un mapa de bits en lugar de los números enteros. En el mapa de bits, cada bit representa una parte de una portadora (grupo de M RB en la numerología correspondiente para la que es el mapa de bits), y el valor del bit indica si esa parte de la banda está asignada o no. Tener un solo bit para indicar un grupo grande de RB reduce la carga de señalización (se necesitan menos bits para transmitir). Como otra alternativa más a los ejemplos mostrados en las figuras 3 y 4, un UE puede almacenar una tabla (u otra estructura de datos aplicable) con numerologías definidas, y luego el UE puede recibir un índice para la tabla UE, que informará al Ue de información relevante para las numerologías definidas.
En un sistema con numerologías múltiples de acuerdo con ciertas realizaciones, un bit indicaría uno o varios RB, definidos por la cuadrícula de RB de la numerología. Se puede insertar una banda de guarda configurando adecuadamente los mapas de bits de las asignaciones (como se ilustra en la figura 6, ejemplo superior). En el ejemplo, se puede observar que la banda de guarda más pequeña posible es igual al tamaño del grupo de RB indicado por un solo bit. Esto puede dar lugar a bandas de guarda demasiado grandes.
Aquí proponemos señalizar un desplazamiento (con valores de 0 a M-1) junto con el mapa de bits (el número de bits necesarios para esto es log2 (M)). El desplazamiento cambia el RB inicial del grupo de RB indicado por cada bit. Esto permite controlar la banda de guarda en una granularidad del tamaño de RB de la numerología con el espaciado de subportadora más pequeño. La idea se ilustra en la figura 6 (ejemplo de asignación inferior). Téngase en cuenta que con esta forma de representar una asignación, la cuadrícula de RB como se explicó anteriormente todavía se cumple.
La siguiente es una descripción adicional de ciertos conceptos presentados anteriormente, junto con una descripción de otras posibles características de los sistemas de numerología mixta.
En un sistema OFDM que soporta numerologías mixtas, se multiplexan diferentes numerologías OFDM en el dominio frecuencia en la misma portadora. Esto beneficia el soporte simultáneo de servicios con requisitos muy diferentes, por ejemplo, comunicaciones de latencia ultrabaja (símbolos cortos y, por lo tanto, espaciado de subportadora ancho) y servicios MBMS (símbolos largos para permitir un prefijo cíclico largo y, por lo tanto, un espaciado de subportadora estrecho).
En un sistema OFDM convencional, todas las subportadoras son ortogonales entre sí. Las funciones de transferencia de la subportadora no son pulsos de "pared de ladrillos" sino que tienen un comportamiento de tipo sinc; la ortogonalidad entre las subportadoras se logra mediante las propiedades de la forma de onda y no mediante el confinamiento de energía a un ancho de banda de la subportadora (similar a sinc, ya que en el procesamiento de señales en tiempo discreto un pulso rectangular no es exactamente una función sinc). En un sistema OFDM con diferentes numerologías (ancho de banda de subportadora y/o longitud de prefijo cíclico) multiplexado en dominio frecuencia, véase la figura 7, solo las subportadoras dentro de una numerología son ortogonales entre sí. Las subportadoras de una numerología interfieren con las subportadoras de otra numerología, ya que la energía se filtra fuera del ancho de banda de la subportadora y es captada por los filtros de subportadora de la otra numerología. Para reducir la interferencia entre numerología, el espectro de transmisión de cada numerología debe limitarse mejor, es decir, se necesita una mejor reducción del espectro.
La figura 8 muestra dos subbandas con diferentes numerologías. Una numerología agresora (líneas de puntos y guiones) debe aplicar una técnica de confinamiento de emisión de espectro para reducir la energía transmitida en la banda de paso de la numerología víctima (810). Sin embargo, el control de emisiones por sí solo no es suficiente, ya que un receptor víctima sin una reducción más pronunciada (815) detecta una alta interferencia de la banda de paso de la numerología del agresor. Solo si el receptor víctima (820) y el transmisor agresor (810) tienen funciones de filtro mejoradas, la interferencia entre numerología se reduce de manera eficiente.
La creación de ventanas y el filtrado son técnicas para mejorar las características del transmisor y el receptor con respecto al confinamiento espectral.
Se pueden insertar tonos de guarda entre numerologías para reducir la interferencia entre numerologías y/o relajar el grado requerido de confinamiento del espectro requerido. Agregar tonos de guarda aumenta ligeramente la sobrecarga; en un sistema de 20 MHz con 1200 subportadoras, un tono de guarda corresponde a menos del 0,1% de sobrecarga. Por lo tanto, tratar de minimizar los tonos de guarda al mínimo absoluto puede no valer la pena (ya que aumenta los requisitos sobre la técnica de confinamiento del espectro tanto en el transmisor como en el receptor) y también complica otros aspectos del diseño del sistema, como se describe a continuación.
La figura 9 ilustra una subportadora de banda estrecha insertada como un intervalo de guarda entre la primera y la segunda numerología 1 y 2 de acuerdo con una realización del tema divulgado. La primera subportadora de la numerología 2 está ubicada a 41 * 15 "kHz" que corresponde a la subportadora 10.25 en la cuadrícula de subportadora de 60 kHz.
En referencia a la figura 9, se inserta una subportadora de banda estrecha como guarda entre la numerología 1 (905, por ejemplo, 15 kHz) y la numerología 2 (910, 4 veces más subportadoras anchas, por ejemplo, 60 kHz). Un bloque de recursos son 12 subportadoras (de banda estrecha o banda ancha) para ambas numerologías. Si la planificación se realiza como se indica para la numerología 2, las subportadoras de la numerología 2 ni siquiera están en la cuadrícula de recursos de 60 kHz (la primera subportadora de un RB en 910 está en la subportadora estrecha 41 que corresponde a la subportadora ancha 10.25, por lo que un cambio de subportadora fraccionaria). Para evitar cambios de subportadora fraccionaria, las frecuencias de subportadora en cada numerología deben coincidir con la cuadrícula natural de la numerología n * Af, con Af el espaciado de subportadora de la numerología.
Sin embargo, incluso con este requisito, los bloques de recursos anchos (numerología 2) todavía no están en su cuadrícula natural en comparación con la célula 2.
La figura 10, por ejemplo, ilustra cuatro subportadoras de banda estrecha insertadas como guarda entre la numerología 1 y 2 de acuerdo con una realización del tema divulgado. Las subportadoras de la numerología 2 ahora están ubicadas en su cuadrícula de recursos natural. Sin embargo, los bloques de recursos de la numerología 2 todavía están desalineados en las células.
Una cuadrícula de recursos tan desalineada implica que todos los usuarios de la numerología 2 tendrían que ser informados dinámicamente sobre este desplazamiento (ya que este desplazamiento depende de la decisión de planificación). En otra célula puede estar presente un desplazamiento diferente o, como se muestra en la figura 10, otra célula solo puede operar con numerología 2. Los bloques de recursos en diferentes células no se alinearían, lo que dificultaría la coordinación de interferencia entre células (ICIC), la creación de señales de referencia ortogonales en las células y la predicción de interferencias en las células.
Alternativamente, un bloque 1005 de recursos en la célula 1 de la figura 10 podría ser un bloque de recursos fraccionario (correspondiente al ancho de banda marcado por "Desalineación"). Se requerirían definiciones especiales de señales de referencia y coincidencia de tasas para todos los posibles bloques de recursos fraccionarios. Para el bloque de recursos fraccionario en la célula 1 y el bloque de recursos superpuesto en la célula 2, son válidas las mismas desventajas mencionadas anteriormente.
La figura 11 ilustra ocho subportadoras de banda estrecha insertadas como un intervalo de guarda entre la numerología 1 y 2 de acuerdo con una realización del tema divulgado. Las subportadoras de la numerología 2 están ubicadas en su cuadrícula de recursos natural y los bloques de recursos de la numerología 2 están alineados en las células. En el ejemplo de la figura 11, los bloques de recursos de numerología 1 (15 kHz) siempre comenzarían en la frecuencia n * 12 * 15 kHz y los bloques de recursos de numerología 2 (60 kHz) en la frecuencia n * 12 * 60 kHz (se supone que un bloque de recursos son 12 subportadoras) relativo a la frecuencia de referencia. Esto simplifica ICIC, facilita la predicación de interferencia en las células y permite señales de referencia ortogonales de la misma numerología en las células.
Para la combinación de numerología de 15/60 kHz, la banda de guarda resultante es de 8 subportadoras de banda estrecha (15 kHz). Para la combinación de 15/30 kHz o 30/60 kHz, la banda de guarda sería de 10 subportadoras de banda estrecha. En un sistema de 20 MHz con alrededor de 1200 subportadoras de banda estrecha, la pérdida es inferior al 1%.
Las realizaciones descritas pueden implementarse en cualquier tipo apropiado de sistema de comunicación que soporte cualquier estándar de comunicación adecuado y use cualquier componente adecuado. Como ejemplo, se pueden implementar determinadas realizaciones en un sistema de comunicación como el ilustrado en la figura 12. Aunque se describen ciertas realizaciones con respecto a los sistemas 3GPP y la terminología relacionada, los conceptos divulgados no se limitan a un sistema 3GPP. Además, aunque se puede hacer referencia al término "célula", los conceptos descritos también pueden aplicarse en otros contextos, como los haces usados en los sistemas de quinta generación (5G), por ejemplo.
En referencia a la figura 12, una red 1200 de comunicación comprende una pluralidad de dispositivos de comunicación inalámbrica 1205 (por ejemplo, UE convencionales, UE de comunicación de tipo máquina [MTC]/máquina a máquina [M2M]) y una pluralidad de nodos 1210 de acceso de radio (por ejemplo, los eNodoB, gNodoB u otras estaciones base). La red 1200 de comunicación está organizada en áreas 1215 de célula servidas por nodos 1210 de acceso de radio, que están conectados a una red central 1220. Los nodos 1210 de acceso de radio son capaces de comunicarse con los dispositivos 1205 de comunicación inalámbrica junto con cualquier elemento adicional adecuado para soportar la comunicación entre dispositivos de comunicación inalámbrica o entre un dispositivo de comunicación inalámbrica y otro dispositivo de comunicación (tal como un teléfono fijo).
Aunque los dispositivos de comunicación inalámbrica 1205 pueden representar dispositivos de comunicación que incluyen cualquier combinación adecuada de hardware y/o software, estos dispositivos de comunicación inalámbrica pueden, en determinadas realizaciones, representar dispositivos tales como los ilustrados con mayor detalle por las figuras 13A y 13B. De manera similar, aunque el nodo de acceso de radio ilustrado puede representar nodos de red que incluyen cualquier combinación adecuada de hardware y/o software, estos nodos pueden, en realizaciones particulares, representar dispositivos tales como los ilustrados con mayor detalle por las figuras 14A, 14B y 15. En referencia a la figura 13A, un dispositivo 1300A de comunicación inalámbrica comprende un procesador o circuitería 1305 de procesamiento (por ejemplo, unidades centrales de procesamiento [CPU], circuitos integrados de aplicación específica [ASIC], matrices de puertas programables en campo [FPGA], y/o similares), una memoria 1310, un transceptor 1315 y una antena 1320. En ciertas realizaciones, parte o toda la funcionalidad descrita como proporcionada por UE, los dispositivos MTC o M2M, y/o cualquier otro tipo de dispositivo de comunicación inalámbrica pueden ser proporcionados por la circuitería de procesamiento que ejecuta instrucciones almacenadas en un medio legible por computadora, como la memoria 1310. Las realizaciones alternativas pueden incluir componentes adicionales más allá de los mostrados en la figura 13A que pueden ser responsables de proporcionar ciertos aspectos de la funcionalidad del dispositivo, incluida cualquiera de las funciones descritas en el presente documento.
En referencia a la figura 13B, un dispositivo 1300B de comunicación inalámbrica comprende al menos un módulo 1325 configurado para realizar una o más funciones correspondientes. Los ejemplos de tales funciones incluyen varios pasos del método o combinaciones de pasos del método como se describe en el presente documento con referencia al dispositivo o dispositivos de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, los módulos 1325 pueden comprender un módulo de direccionamiento configurado para direccionar recursos físicos como se describe anteriormente, y un módulo de transmisión y/o recepción configurado para transmitir y/o recibir información como se describe anteriormente. En general, un módulo puede comprender cualquier combinación adecuada de software y/o hardware configurado para realizar la función correspondiente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, un módulo comprende software configurado para realizar una función correspondiente cuando se ejecuta en una plataforma asociada, como la ilustrada en la figura 13A.
En referencia a la figura 14A, un nodo 1400A de acceso de radio comprende un sistema 1420 de control que comprende un procesador de nodo o una circuitería 1405 de procesamiento (por ejemplo, unidades centrales de procesamiento (CPU), circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA) y/o similares), la memoria 1410 y una interfaz 1415 de red. Además, el nodo 1400a de acceso de radio comprende al menos una unidad 1425 de radio que comprende al menos un transmisor 1435 y al menos un receptor acoplado a al menos dicha antena 1430. En algunas realizaciones, la unidad 1425 de radio es externa al sistema 1420 de control y está conectada al sistema 1420 de control mediante, por ejemplo, una conexión por cable (por ejemplo, un cable óptico). Sin embargo, en algunas otras realizaciones, la unidad 1425 de radio y potencialmente la antena 1430 están integradas junto con el sistema 1420 de control. El procesador 1405 de nodo opera para proporcionar al menos una función 1445 del nodo 1400A de acceso de radio como se describe en el presente documento. En algunas realizaciones, la función o funciones se implementan en software que se almacena, por ejemplo, en la memoria 1410 y se ejecuta mediante el procesador 1405 de nodo.
En ciertas realizaciones, parte o la totalidad de la funcionalidad descrita como proporcionada por una estación base, un nodo B, un enodo B, y/o cualquier otro tipo de nodo de red pueden ser proporcionados por el procesador 1405 de nodo que ejecuta instrucciones almacenadas en un medio legible por computadora, como la memoria 1410 mostrada en la figura 14A. Las realizaciones alternativas del nodo 1400 de acceso de radio pueden comprender componentes adicionales para proporcionar funcionalidad adicional, tal como la funcionalidad descrita en el presente documento y/o la funcionalidad de soporte relacionada.
En referencia a la figura 14B, un nodo 1400B de acceso de radio comprende al menos un módulo 1450 configurado para realizar una o más funciones correspondientes. Los ejemplos de tales funciones incluyen varios pasos del método o combinaciones de pasos del método como se describe en el presente documento con referencia al nodo o nodos de acceso de radio. Por ejemplo, los módulos 1450 pueden comprender un módulo de direccionamiento configurado para direccionar recursos físicos como se describió anteriormente, y un módulo de transmisión y/o recepción configurado para transmitir y/o recibir información como se describió anteriormente. En general, un módulo puede comprender cualquier combinación adecuada de software y/o hardware configurado para realizar la función correspondiente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, un módulo comprende software configurado para realizar una función correspondiente cuando se ejecuta en una plataforma asociada, como la ilustrada en la figura 14A.
La figura 15 es un diagrama de bloques que ilustra un nodo 1500 de acceso de radio virtualizado de acuerdo con una realización del tema divulgado. Los conceptos descritos en relación con la figura 15 se pueden aplicar de manera similar a otros tipos de nodos de red. Además, otros tipos de nodos de red pueden tener arquitecturas virtualizadas similares. Como se usa en el presente documento, el término "nodo de acceso de radio virtualizado" se refiere a una implementación de un nodo de acceso de radio en el que al menos una porción de la funcionalidad del nodo de acceso de radio se implementa como un componente o componentes virtuales (por ejemplo, a través de un máquina o máquinas que se ejecutan en un nodo o nodos de procesamiento físico en una red o redes).
En referencia a la figura 15, el nodo 1500 de acceso de radio comprende el sistema 1420 de control como se describe en relación con la figura 14A.
El sistema 1420 de control está conectado a uno o más nodos 1520 de procesamiento acoplados o incluidos como parte de una red o redes 1525 a través de la interfaz 1415 de red. Cada nodo 1520 de procesamiento comprende uno o más procesadores o circuitería 1505 de procesamiento (por ejemplo, CPU, ASIC, FPGA y/o similares), memoria 1510 y una interfaz 1515 de red.
En este ejemplo, las funciones 1445 del nodo 1400A de acceso de radio descritas en el presente documento se implementan en uno o más nodos 1520 de procesamiento o se distribuyen a través del sistema 1420 de control y dicho o más nodos 1520 de procesamiento de cualquier manera deseada. En algunas realizaciones, algunas o todas las funciones 1445 del nodo 1400A de acceso de radio descritas en el presente documento se implementan como componentes virtuales ejecutados por una o más máquinas virtuales implementadas en un entorno o entornos virtuales alojados por el nodo 1520 de procesamiento. Como apreciará un experto en la técnica, se usa señalización o comunicación adicional entre el nodo o nodos 1520 de procesamiento y el sistema 1420 de control para llevar a cabo al menos algunas de las funciones deseadas 1445. Como se indica mediante líneas de puntos, en algunas realizaciones se puede omitir el sistema 1420 de control, en cuyo caso la unidad o unidades 1425 de radio se comunican directamente con el nodo o nodos 1520 de procesamiento a través de una interfaz de red apropiada. En algunas realizaciones, un programa informático comprende instrucciones que, cuando se ejecutan mediante la circuitería de procesamiento, hacen que la circuitería de procesamiento lleve a cabo la funcionalidad de un nodo de acceso de radio (por ejemplo, nodo 1210 o 1400A de acceso de radio) u otro nodo (por ejemplo, nodo 1520 de procesamiento) implementando una o más de las funciones del nodo de acceso de radio en un entorno virtual de acuerdo con cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento.
La figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un método de funcionamiento de un dispositivo de comunicación inalámbrica o un nodo de acceso de radio de acuerdo con una realización del tema divulgado.
En referencia a la figura 16, el método comprende direccionar los recursos del sistema de subportadoras múltiples (S1605) usando al menos una de las numerologías múltiples diferentes disponibles dentro de una portadora única, donde las numerologías múltiples diferentes comprenden una primera numerología que tiene bloques de recursos (RB) con un primer ancho de banda y un primer espaciado de subportadora, Af1, y una segunda numerología que tiene RB con un segundo ancho de banda y un segundo espaciado de subportadora, Af2, que es diferente de Afl, y donde la primera numerología está alineada en el dominio frecuencia en relación con una referencia de frecuencia, Fref, de acuerdo con m*Af1 Fref y la segunda numerología está alineada en el dominio frecuencia en relación con la referencia de frecuencia, Fref, de acuerdo con n*Af2 Fref, donde m y n son números enteros.
El método comprende además transmitir y/o recibir información dentro de la portadora única de acuerdo con al menos una de las numerologías múltiples diferentes (S1610).
Los siguientes acrónimos, entre otros, se usan en esta descripción.
3GPP Proyecto de asociación de tercera generación
EARFCN Número absoluto de canal de radiofrecuencia EUTRA
EUTRA Acceso universal de radio terrestre evolucionado
LTE Evolución a largo plazo
NX Nueva radio 3GPP (alternativamente, denominado NR)
NX-ARFCN Número absoluto de canal de radiofrecuencia
PSS Señal de sincronización primaria
SSS Señal de sincronización secundaria
UARFCN Número absoluto de canal de radiofrecuencia UTRA
UTRA Acceso universal por radio terrestre
Como se indica en lo anterior, ciertas realizaciones del tema divulgado proporcionan una cuadrícula de asignación de recursos y/o un esquema de direccionamiento definido para al menos dos numerologías que permiten la coexistencia apropiada en un sistema que opera con numerologías mixtas.
El alcance de la invención está limitado únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. - Un método para operar un nodo (1400) de acceso de radio, que comprende:
identificar los recursos del sistema de subportadoras múltiples (S1605) usando al menos una de las numerologías múltiples diferentes disponibles dentro de una portadora única, en el que las numerologías múltiples diferentes comprenden una primera numerología que tiene bloques de recursos, RB, con un primer ancho de banda y un primer espaciado de subportadora, A fl, y una segunda numerología que tiene RB con un segundo ancho de banda y un segundo espaciado de subportadora, Af2, que es diferente de Afl, y en el que los RB de la primera numerología comienzan en una frecuencia relativa a una referencia de frecuencia, Fref, de acuerdo con m*Af1 Fref y los RB de la segunda numerología comienzan en una frecuencia relativa a la frecuencia de referencia, Fref, de acuerdo con n*Af2 Fref, donde m y n son números enteros; y
transmitir y/o recibir información (S1610) dentro de la portadora única de acuerdo con al menos una de las numerologías múltiples diferentes.
2. - El método de la reivindicación 1, en el que las subportadoras de los RB asignados de la primera numerología están separadas de las subportadoras de los RB asignados de la segunda numerología por un espacio de frecuencia que tiene un tamaño que es una función de Af1 o Af2.
3. - El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el primer espaciado de subportadora, Afl, está relacionado con el segundo espaciado de subportadora Af2 por un factor de escala entero N tal que Af2 = N*Af1.
4. - El método de la reivindicación 3, en el que Af1 = 15kHz y Af2 = 60kHz.
5. - El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la portadora única tiene un ancho de banda de aproximadamente 10 Mhz o 20 MHz.
6. - El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sistema de subportadoras múltiples es un sistema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal, OFDM.
7. - El método de la reivindicación 6, en el que el sistema de subportadoras múltiples es un sistema de subportadoras múltiples precodificado.
8. - El método de la reivindicación 7, en el que el sistema de subportadoras múltiples precodificado es un sistema de OFDM de propagación de transformada de Fourier discreta, DFT, DFTS-OFDM.
9. - El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que al menos una de las numerologías múltiples diferentes comprende una pluralidad de diferentes numerologías.
10. - El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además transmitir o recibir el primer y segundo número entero B y D que indican una frecuencia de inicio relativa a una referencia de frecuencia y el ancho de una primera numerología entre las numerologías múltiples diferentes, en el que la frecuencia de inicio se define de acuerdo con B*K1*Af, y el ancho de banda de la primera numerología se define de acuerdo con D*K1*Af, en el que K1 denota un ancho de banda de una unidad direccionable más pequeña de la primera numerología, expresada en unidades de un espaciado de subportadora más pequeño de numerologías de la portadora única, y en la que Af denota el espaciado de subportadora más pequeño.
11. - El método de la reivindicación 10, que comprende además transmitir o recibir el tercer y cuarto entero A y C que indican una frecuencia de inicio relativa a una referencia de frecuencia y el ancho de una segunda numerología entre las numerologías múltiples diferentes, en el que la frecuencia de inicio de la segunda numerología se define de acuerdo con A*K2*Af, y el ancho de banda de la segunda numerología se define de acuerdo con C*K2*Af, en el que K2 denota un ancho de banda de una unidad direccionable más pequeña de la segunda numerología, expresada en unidades del espaciado de subportadora más pequeño de numerologías de la portadora única.
12. - El método de la reivindicación 10, en el que los números enteros primero a cuarto se transmiten o reciben en la información de control de enlace descendente, DCI.
13. - El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además transmitir o recibir un mapa de bits que indica una asignación de recursos de cada una de al menos una de las numerologías múltiples diferentes.
14. - Un nodo (1400) de acceso de radio, en el que el nodo de acceso de radio está configurado para llevar a cabo el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
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