用于提高具有分散頻譜的商用蜂窩通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于提高具有分散頻譜的商用蜂窩通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率的系統(tǒng)和方法
[0001]相關串請
[0002]本申請要求享有2014年8月15日由發(fā)明人Hans Wang, Tao Li, Binglei Zhang和Shih Hsiung Mo提交的主題名稱為“Using ScatteredSpectrum on Commercial CellularCommunicat1n System”、代理人文檔編號 AVC14-1006PSP 的美國臨時申請 N0.62/037, 995的優(yōu)先權。
技術領域
[0003]本公開總體涉及一種支持分散頻譜片段(piece)的商用無線通信系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及在該類系統(tǒng)中實施長期演進(LTE)。
【背景技術】
[0004]在過去十年中，LTE(也已知作為第四代(4G)LTE)已經(jīng)替代第三代(3G)技術而作為當前移動遠程通信技術。LTE由GSM (用于移動通信的全球系統(tǒng))/UMTS (通用移動遠程通信系統(tǒng))技術發(fā)展而來。通過使用新的DSP(數(shù)字信號處理)技術和調(diào)制，LTE可以改進無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的容量和速度。
[0005]由LTE技術提供的增大容量和速度已經(jīng)促進了對將LTE使用從公用蜂窩網(wǎng)絡擴展值其他蜂窩通信系統(tǒng)，包括商用或軍用蜂窩通信系統(tǒng)的需求。然而，在某些商用蜂窩通信系統(tǒng)中頻譜的分配與公用蜂窩通信系統(tǒng)非常不同，使得在那些系統(tǒng)中直接實施LTE成為挑占戈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個實施例提供了一種用于在具有分散頻譜的無線通信系統(tǒng)中實施長期演進(LTE)調(diào)度的系統(tǒng)。在操作期間，系統(tǒng)確定在無線通信系統(tǒng)中可用的帶寬資源。可用的帶寬資源包括多個分散的頻譜片段。系統(tǒng)標識具有等于或大于預定閾值的帶寬的頻譜片段，定義在已標識頻譜片段中居中的邏輯信道，并且基于所定義的邏輯信道執(zhí)行LTE調(diào)度，其中LTE調(diào)度包括使用包含在所定義邏輯信道中的頻譜片段而向用戶或服務供應。
[0007]在該實施例的變化例中，系統(tǒng)監(jiān)視業(yè)務需求，并且響應于確定由邏輯信道所包含的頻譜片段并未滿足業(yè)務需求，聚合多個邏輯信道以獲得所聚合的信道。系統(tǒng)隨后使用包含在聚合信道中的頻譜片段向用戶或服務供應。
[0008]在另一變化例中，聚合多個邏輯信道包括執(zhí)行LTE載波聚合。
[0009]在另一變化例中，系統(tǒng)響應于確定由單個邏輯信道所包含的頻譜片段滿足業(yè)務需求而分解之前聚合的多個邏輯信道。
[0010]在該實施例的變化例中，定義的邏輯信道具有符合LTE標準的帶寬。
[0011]在該實施例的變化例中，無線通信系統(tǒng)包括航空蜂窩通信系統(tǒng)，并且分散的頻譜片段位于在200MHz與400MHz之間的頻帶內(nèi)。
[0012]在該實施例的變化例中，分散的頻譜片段包括多個500kHz寬的頻譜片段以及多個1.2MHz寬的頻譜片段，并且所標識的頻譜片段是1.2MHz寬。
【附圖說明】
[0013]圖1展示了示出一個示例性航空蜂窩通信系統(tǒng)的圖。
[0014]圖2展示了示出在航空蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)可用頻譜的分布的圖。
[0015]圖3展示了示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的其中定義了邏輯信道的示例性情形的圖。
[0016]圖4展示了示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的響應于對可用頻譜的更新而對邏輯信道更新的圖。
[0017]圖5展示了示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在定位點周圍定義邏輯信道的圖。
[0018]圖6展示了示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的調(diào)度器的示例性架構(gòu)的圖。
[0019]圖7展示了示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性帶寬供應程序的流程圖。
[0020]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于在具有分散頻譜的系統(tǒng)中實施LTE的示例性系統(tǒng)。
[0021 ] 在附圖中，相同的附圖標記涉及相同的附圖元素。
【具體實施方式】
[0022]展示以下說明書以使得本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明，并且提供在特定應用及其需求的上下文環(huán)境中。對所公開實施例的各種修改對本領域技術人員將是易于明顯的，并且在此所定義的普遍原理可以適用于其他實施例和應用而并未脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不限于所示的實施例，而是應該符合與在此所公開的原理和特征一致的最寬范圍。
[0023]臟
[0024]本發(fā)明的實施例提供了一種用于在支持較小的分散頻譜片段的商用蜂窩通信系統(tǒng)中實施長期演進(LTE)技術的方法和系統(tǒng)。在操作期間，基于當前可用的頻譜片段，系統(tǒng)定義了其帶寬符合LTE標準的邏輯信道。更具體地，當定義了邏輯信道時，系統(tǒng)標識了足夠?qū)捯允鼓躄TE同步的可用頻譜片段，并且使用已標識的頻譜片段作為定位點以定義邏輯信道。邏輯信道定義為在定位點處居中。系統(tǒng)將其他較小的頻譜片段作為可以分配至用戶或服務的單個資源組塊(RB)而處理。此外，如果在單個邏輯信道中可用頻譜并未滿足用戶對于帶寬的要求，則系統(tǒng)執(zhí)行請求式(on-demand)信道聚合。
[0025]航空蜂窩通信系統(tǒng)
[0026]在近些年來，在空中航空器與地面控制之間的通信已經(jīng)從機組人員與地面控制之間的簡單語音通信迀移至飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)的復雜報告。此外，遠程(大于200英里)基站已經(jīng)沿著飛行路徑建立以確保在航空器與地面之間的連續(xù)寬帶通信。圖1展示了示出示例性航空蜂窩通信系統(tǒng)的圖。在圖1中，航空蜂窩通信系統(tǒng)100包括多個基站，諸如基站102和104;以及多個與基站通信的航空器。類似于公用蜂窩通信系統(tǒng)，當其飛入基站的范圍中時，每個航空器與特定的基站通信。例如，在圖1中，航空器106與基站102通信，以及航空器108與基站104通信。如人們所見，在特定蜂窩單元內(nèi)航空器的數(shù)目隨著航空器飛入和飛出蜂窩單元而波動，類似于用戶移入和移出蜂窩單元的共用蜂窩系統(tǒng)。換言之，在每個蜂窩單元中，業(yè)務載荷波動。
[0027]傳統(tǒng)的航空蜂窩通信系統(tǒng)通常提供簡單的服務，諸如語音通信和ACARS(航空器通信尋址和報告系統(tǒng))消息接發(fā)，并且通常并不需要大帶寬。然而，隨著飛行數(shù)據(jù)復雜度增大并且對于提供飛行中寬帶服務需求的出現(xiàn)，需要提高當前航空蜂窩通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)率。
[0028]如前所述，LTE已經(jīng)向用戶提供了比之前研發(fā)的第二代(2G)和第三代(3G)技術遠遠更高的數(shù)據(jù)率。例如，LTE演進通過實施載波聚合(也已知作為信道聚合)而允諾高達lGbps的下行鏈路速度。因此，用于提高航空蜂窩通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)率的一個自然解決方案是在那些系統(tǒng)中實施LTE。然而，因為航空蜂窩通信系統(tǒng)中頻譜分配與公用蜂窩通信系統(tǒng)的非常不同，為此研發(fā)的LTE技術通常無法直接適用于航空蜂窩通信系統(tǒng)。更具體地，在這兩個類型系統(tǒng)中操作頻帶和信道帶寬非常不同。
[0029]在美國，LTE網(wǎng)絡使用居中在 700、750、800、850、1900、1700/2100 和 2500MHz 的各種頻帶，而航空蜂窩通信系統(tǒng)使用在200和400MHz之間的頻帶。此外，因為航空蜂窩通信系統(tǒng)傳統(tǒng)地用于語音通信，它們通常分配了在200-400MHZ頻帶內(nèi)狹窄的信道(或小頻譜片段)，諸如具有500kHz或1.2MHz帶寬的信道。例如，特定的航空蜂窩通信系統(tǒng)可以支持高達十個500kHz信道和五個1.2MHz信道。這些信道的位置可以周期性改變。另一方面，LTE標準支持具有1.4MHz最小信道帶寬的在固定位置下的信道。更具體地，盡管允許與之前技術相比提高的頻譜靈活性，LTE僅支持1.4、3、5、10、15和20MHz的信道帶寬。航空蜂窩通信系統(tǒng)的更窄的信道帶寬使其無法直接實施LTE。
[0030]圖2展示了示出在航空蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)可用頻譜的分布的圖。在圖2中，在范圍從200MHz至400MHz的頻帶內(nèi)，存在分散的頻譜片段，諸如頻譜片段202和204，其可以用于供應至航空器。此外，在頻帶內(nèi)存在不可用的頻譜區(qū)域?？捎糜谫Y源供應的頻譜片段