ES2922252T3

ES2922252T3 - Selección de una portadora en un sistema de operación multiportadora

Info

Publication number: ES2922252T3
Application number: ES17751756T
Authority: ES
Inventors: Béla Rathonyi; Ali Nader; Andreas Höglund
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2022-09-12
Anticipated expiration: 2037-08-11
Also published as: PT3498006T; US20180242179A1; EP3498006A1; WO2018029375A1; EP3498006B1; US10609584B2

Abstract

Los dispositivos de red de radio (30, 31) en una red de comunicación inalámbrica se distribuyen de forma autónoma entre los portadores de banda estrecha disponibles para recibir y transmitir mensajes desde y hacia la red de acuerdo con el nivel de cobertura mejorado de cada dispositivo (30, 31) y los niveles de cobertura mejorados y los niveles de cobertura mejorados Apoyado por cada transportista de banda estrecha. La información sobre los portadores de banda estrecha, incluidos al menos los niveles de cobertura mejorados que cada portadora admite, se transmite en una celda. También se puede transmitir información adicional. Los dispositivos de red de radio (30, 31) determinan de forma independiente su nivel de cobertura mejorado requerido, como, por ejemplo, medir una potencia de señal recibida y compararla con uno o más umbrales. El dispositivo de red y red de radio (30, 31) determinó cada uno un portador de banda estrecha, como aplicar una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por la red como en el dispositivo de red de radio (30, 31). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Selección de una portadora en un sistema de operación multiportadora

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a redes de comunicaciones inalámbricas y, en particular, a la distribución de dispositivos de red de radio a portadoras en una celda multiportadora, considerando requisitos de nivel de cobertura y soporte mejorados.

Antecedentes

El Internet de las Cosas de Banda Estrecha (NB-IoT) es un sistema de banda estrecha desarrollado para el Internet de las cosas celular por el 3GPP (Proyecto de Asociación de 3a Generación). El sistema se basa en los sistemas de LTE (Evolución a Largo Plazo) existentes y aborda una arquitectura de red optimizada y una cobertura interior mejorada para un número masivo de dispositivos de red de radio con las siguientes características: bajo rendimiento (por ejemplo, 2 kbps); baja sensibilidad al retardo (~10 segundos); costo ultrabajo del dispositivo (menos de 5 dólares); y bajo consumo de energía del dispositivo (duración de la batería de 10 años).

Se prevé que cada celda (~1 km2) en este sistema servirá a miles (-50000) de dispositivos de red de radio tales como sensores, medidores, actuadores y similares. Con el fin de ser capaces de hacer uso del espectro existente para, por ejemplo, GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles), se ha adoptado un ancho de banda bastante estrecho para la tecnología de NB-loT. En particular, el ancho de banda por portadora es un Bloque de Recursos Físicos (PRB) de LTE, es decir, 12 subportadoras de 15 kHz cada una, o 180 kHz.

Para el modo Dúplex por División de Frecuencia (FDD) de NB-loT (es decir, el transmisor y el receptor funcionan a diferentes frecuencias portadoras), solo se debe soportar la operación semidúplex en el dispositivo de red de radio. Con el fin de lograr una cobertura mejorada, se utiliza la repetición de datos según sea necesario, tanto en el enlace ascendente (UL) como en el enlace descendente (DL). La menor complejidad de los dispositivos de red de radio (por ejemplo, solo una cadena de transmisión/recepción) significa que también podría ser necesaria alguna repetición en la cobertura normal. Además, para aliviar la complejidad del dispositivo de red de radio, la suposición de trabajo es tener una programación de subtramas cruzadas. Es decir, primero se programa una transmisión de DL en un Canal de Control de DL Físico de Banda Estrecha (NPDCCH) y luego se lleva a cabo la primera transmisión de los datos reales en el Canal Compartido de DL Físico de Banda Estrecha (NPDSCH) después de la transmisión final del NPDCCH. De manera similar, para la transmisión de datos de UL, la información sobre los recursos programados por la red y necesarios por el dispositivo de red de radio para la transmisión de UL se transporta primero en el NPDCCH y luego la primera transmisión de los datos reales por el dispositivo de red de radio en el Canal Compartido de UL Físico de Banda Estrecha (NPUSCH) se lleva a cabo después de la transmisión final del NPDCCH. En otras palabras, para ambos casos anteriores, no hay recepción simultánea del canal de control y recepción/transmisión del canal de datos desde la perspectiva del dispositivo de red de radio.

La longitud de la trama de radio de NB-loT es la misma que LTE, es decir, 10 ms y consta de 10 subtramas. Sin embargo, no todas las subtramas están disponibles para la comunicación de datos dedicada en el DL en una celda de NB-loT. El número de subtramas disponibles en el DL depende en parte de en cuál de los tres modos de operación se despliega el NB-loT: independiente, en banda o en banda de guarda. Para todos los modos de operación, un dispositivo de red de radio debe hacer coincidir la tasa en torno a numerosas subtramas no disponibles (o partes de subtramas). Estas incluyen canales de sincronización primarios y secundarios de NB-loT (NPSS y NSSS), donde NPSS se transmite en la subtrama 5 de cada trama de radio (el ciclo de transmisión de NSSS aún se ha de definir en el 3GPP). Las subtramas no disponibles también incluyen el canal de difusión de NB-loT (NPBCH) que contiene el Bloque de Información Maestra (MIB) que ocupa la subtrama 0 en cada trama de radio, y los bloques de información del sistema de NB-loT difundidos en el NPDSCH (por ejemplo, la difusión NSIB1 en la cuarta subtrama de cualquier otra trama de radio). Aún más, las subtramas no disponibles incluyen huecos de DL cuando se configuran y Símbolos de Referencia de NB-loT (NRS). Además, en el caso del modo de operación en banda, los datos no se pueden transmitir cuando el sistema de LTE, en el que se despliega NB-loT, transmite símbolos de referencia de LTE como CRS (Señal de Referencia Específica de Celda) y PRS (Señales de Referencia de Posicionamiento), o en subtramas de MBSFN (red de multidifusión/difusión de frecuencia única) de LTE.

Debido a la naturaleza de NB-loT con comunicación semidúplex, programación de subtramas cruzadas, bajo ancho de banda, las subtramas disponibles y el número de dispositivos de red de radio a ser servidos, llega a ser evidente que, como en todos los demás sistemas de comunicación inalámbrica, NB-loT se beneficiará naturalmente de utilizar más espectro para una operación eficiente, especialmente si tal espectro ya está disponible (por ejemplo, en un modo de operación en banda durante las horas de poco tráfico cuando la portadora de LTE no se utiliza por completo). Por lo tanto, en la Rel-13 del 3GPP, se ha adoptado la operación multiportadora de NB-loT donde los dispositivos de red de radio que operan en una portadora de NB-loT de anclaje están configurados a través de señalización de capa más alta (RRC de capa 3) para operar en una portadora no de anclaje de NB-loT durante la operación en modo conectado. Debido a que los dispositivos de red de radio no necesitan buscar portadoras no de anclaje, no están restringidos a ser desplegados en un mapa de bis de 100 KHz, como lo está la portadora de anclaje. Al final de la operación en modo conectado en una portadora no de anclaje, el dispositivo de red de radio vuelve de manera autónoma a la portadora de anclaje.

Para la Rel-14 del 3GPP, se ha propuesto ampliar esta operación multiportadora. Según uno de los objetivos del elemento de trabajo de Rel-14, a diferencia de la operación de Rel-13, los dispositivos de red de radio serán capaces de monitorizar la radiomensajería y realizar Acceso Aleatorio en portadoras no de anclaje. Además de NB-IoT, numerosos estándares de interconexión de redes de comunicación inalámbrica proporcionan operación multiportadora. En general, cada vez que se permite la radiomensajería o el Acceso Aleatorio en más de una portadora en una celda, los dispositivos de red de radio se deben distribuir entre las portadoras disponibles de una manera determinista. Es decir, tanto la red como cada dispositivo de red de radio deben acordar a qué portadora accederá cada dispositivo. En NB-loT y sistemas similares, tales como Comunicaciones de Tipo Máquina mejoradas (eMTC), donde se anticipa un número masivo de dispositivos, es ventajoso para la red y los dispositivos de red de radio llegar de forma independiente a la misma conclusión sobre a qué portadora está asignado cada dispositivo, para evitar la sobrecarga de señalización masiva que resultaría si cada dispositivo tuviera que ser asignado explícitamente a una portadora.

El documento WO 2016/048044 A1 describe un procedimiento de acceso inicial para un UE (equipo de usuario) de bajo coste, en el que el UE transmite una lista de capacidades a una red y recibe un mensaje de rechazo de la red cuando al menos una de las capacidades no se soporta por la red. Se puede definir un conjunto de bandas estrechas separadas por nivel de extensión de cobertura.

El documento TS 36.304 V13.2.0 (2016-07) del 3GPP describe la recepción discontinua para radiomensajería, utilizando una banda estrecha de radiomensajería (PNB) determinada según una fórmula que utiliza DRX (parámetros de recepción discontinua) proporcionados en la información del sistema.

La contribución de la reunión del 3GPP "Paging narrowband determination for eMTC", documento R2-156822, Reunión #92 del WG2 de RAN de TSG del 3GPP, Anaheim, EE.UU., 16-20 de noviembre de 2015, describe el cálculo de una banda estrecha de radiomensajería que también se basa en un nivel de cobertura del UE.

La sección Antecedentes de este documento se proporciona para situar las realizaciones de la presente invención en un contexto tecnológico y operativo, para ayudar a los expertos en la técnica en la comprensión de su alcance y utilidad. A menos que se identifique explícitamente como tal, ninguna afirmación en la presente memoria se admite que es la técnica anterior meramente por su inclusión en la sección Antecedentes.

Compendio

La presente descripción proporciona un método según la reivindicación 1, un dispositivo de red de radio según la reivindicación 6, un método según la reivindicación 8, un nodo de red según se define en la reivindicación 13 y un programa informático según se define en la reivindicación 15. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones adicionales.

A continuación, se presenta un compendio simplificado de la descripción con el fin de proporcionar una comprensión básica a los expertos en la técnica. Este compendio no es una descripción general extensa de la descripción y no se pretende que identifique elementos clave/críticos de las realizaciones de la invención o delinee el alcance de la invención. El único propósito de este compendio es presentar algunos conceptos descritos en la presente memoria en forma simplificada como un preludio a la descripción más detallada que se presenta más adelante.

Según uno o más ejemplos, los dispositivos de red de radio que operan en una red de comunicaciones inalámbricas se distribuyen de manera autónoma entre las portadoras de banda estrecha disponibles para recibir y transmitir mensajes desde y hacia la red según el nivel de cobertura mejorada requerido de cada dispositivo y los niveles de cobertura mejorada soportados por cada portadora de banda estrecha. La información sobre las portadoras de banda estrecha, incluyendo al menos qué niveles de cobertura mejorada soporta cada portadora, se difunde en una celda. También se puede difundir información adicional. Los dispositivos de red de radio determinan cada uno independientemente su nivel de cobertura mejorada requerido, tal como por ejemplo midiendo una potencia de señal recibida y comparándola con uno o más umbrales. La red y el dispositivo de red de radio determinan cada uno una portadora de banda estrecha aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por la red como por el dispositivo de red de radio.

Un ejemplo se refiere a un método, realizado por un dispositivo de red de radio de selección de una portadora de banda estrecha sobre la que recibir o transmitir un mensaje. Se determina un nivel de cobertura mejorada requerido. Una portadora de banda estrecha, sobre la que recibir o transmitir un mensaje, se selecciona de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base al nivel de cobertura mejorada determinado. En particular, se recibe una indicación de qué portadoras de banda estrecha disponibles soportan qué niveles de cobertura mejorada a partir de un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje, se determina un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado, y aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red seleccionar una portadora de banda estrecha, sobre la cual se selecciona recibir o transmitir un mensaje. Los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

Otro ejemplo se relaciona con un dispositivo de red de radio. El dispositivo incluye una antena y un transceptor conectados operativamente a la antena. La circuitería de procesamiento está conectada operativamente al transceptor y operativa para determinar un nivel de cobertura mejorada requerido; y seleccionar una portadora de banda estrecha, sobre la que recibir o transmitir un mensaje, de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base al nivel de cobertura mejorada determinado. En particular, la circuitería de procesamiento es operativa para recibir de un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje una indicación de qué portadoras de banda estrecha disponibles soportan qué niveles de cobertura mejorada, para determinar un nivel de cobertura mejorada requerido, y aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red, seleccionar una portadora de banda estrecha del conjunto, sobre la que recibir o transmitir un mensaje. Los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

Otro ejemplo más se refiere a un medio legible por ordenador no transitorio. El medio contiene instrucciones de programa que, cuando se ejecutan en un dispositivo de red de radio, son operativas para hacer que la circuitería de procesamiento en el dispositivo realice los pasos de determinación de un nivel de cobertura mejorada requerido; y seleccionar una portadora de banda estrecha, sobre la que recibir o transmitir un mensaje, de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base al nivel de cobertura mejorada determinado. En particular, las instrucciones del programa son operativas para hacer que la circuitería de procesamiento reciba de un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje una indicación de qué portadoras de banda estrecha disponibles soportan qué niveles de cobertura mejorada, para determinar un nivel de cobertura mejorada requerido, y aplicando una función predeterminada a los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red, seleccionar una portadora de banda estrecha del conjunto, sobre la que recibir o transmitir un mensaje. Los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

Otro ejemplo se refiere a un método, realizado por un nodo de red operativo en una red de comunicación inalámbrica, de determinación de una portadora de banda estrecha en la que transmitir mensajes o recibir mensajes de un primer dispositivo de red de radio. La información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles, incluyendo al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha, se transmite en un mensaje en una portadora de banda estrecha. Una portadora de banda estrecha, sobre la que transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio, se determina a partir de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base a un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio. En particular, se determina un requisito de nivel de cobertura mejorada del primer dispositivo de red de radio, se determina un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio y aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto para el dispositivo de red de radio como para la red, se selecciona una portadora de banda estrecha del conjunto, sobre la que transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio. Los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

Otro ejemplo más se refiere a un nodo de red operativo en una red de comunicación inalámbrica. El nodo incluye una o más antenas y un transceptor conectado operativamente a una antena. La circuitería de procesamiento está conectada operativamente al transceptor y operativa para transmitir, en un mensaje en un portador de banda estrecha, información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles que incluyen al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha; y determinar una portadora de banda estrecha, sobre la cual transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio, desde una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base a un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio. En particular, la circuitería de procesamiento es operativa para determinar un requisito de nivel de cobertura mejorada del primer dispositivo de red de radio, determinar un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soporten el requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio y aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red, seleccionar una portadora de banda estrecha del conjunto sobre la que transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio. Los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

Otro ejemplo más se refiere a un medio legible por ordenador no transitorio que contiene instrucciones de programa que, cuando se ejecutan en un nodo de red operativo en una red de comunicación inalámbrica, son operativas para hacer que la circuitería de procesamiento en el nodo de red realice los pasos de: transmitir, en un mensaje en una portadora de banda estrecha, información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles, incluyendo al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha; y determinar una portadora de banda estrecha, sobre la que transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio, desde una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base a un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio. En particular, las instrucciones de programa son operativas para hacer que la circuitería de procesamiento determine un requisito de nivel de cobertura mejorada del primer dispositivo de red de radio, determinar un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soporten el requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio, y aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red, seleccionar una portadora de banda estrecha del conjunto sobre la que transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio. Los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se describirá ahora más plenamente en lo sucesivo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones de la invención. Sin embargo, esta invención no se debería interpretar como limitada a las realizaciones expuestas en la presente memoria. Más bien, estas realizaciones se proporcionan de modo que esta descripción sea minuciosa y completa. Números similares se refieren a elementos similares en todas partes.

La Figura 1 es un diagrama que ilustra portadoras de banda estrecha que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada.

La Figura 2 es un diagrama de flujo de un método de determinación de una portadora de banda estrecha sobre la que transmitir mensajes a o recibir mensajes de un primer dispositivo de red de radio.

La Figura 3 es un diagrama de flujo de un método de selección de una portadora de banda estrecha sobre la que recibir o transmitir un mensaje.

La Figura 4 es un diagrama de bloques d

un nodo de red de radio.

La Figura 5 es un diagrama de bloques de una estación base.

La Figura 6 es un diagrama de unidades físicas en la circuitería de procesamiento en el nodo de red de la Figura 4. La Figura 7 es un diagrama de los módulos de software en la memoria del nodo de red de la Figura 4.

La Figura 8 es un diagrama de bloques de

un dispositivo de red de radio.

La Figura 9 es un diagrama de bloques de

un equipo de usuario.

La Figura 10 es un diagrama de unidades físicas en la circuitería de procesamiento en el dispositivo de radio de red de la Figura 8.

La Figura 11 es un diagrama de los módulos de software en la memoria del dispositivo de radio de red de la Figura 8.

Descripción detallada

Por simplicidad y con propósitos ilustrativos, la presente invención se describe haciendo referencia principalmente a una realización ejemplar de la misma. En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión minuciosa de la presente invención. Sin embargo, será fácilmente evidente para un experto en la técnica que la presente invención se puede poner en práctica sin limitación a estos detalles específicos. En esta descripción, los métodos y estructuras bien conocidos no se han descrito en detalle para no oscurecer innecesariamente la presente invención.

Como se ha tratado anteriormente, una consideración en el diseño y la operación de redes de comunicación inalámbrica multiportadora es la distribución de dispositivos de red de radio en una celda, en particular la distribución entre una portadora de anclaje y varias portadoras no de anclaje disponibles. En algunos casos, una distribución uniforme puede no ser deseable. Por ejemplo, en la especificación de Comunicaciones de Tipo Máquina mejorada (eMTC), la carga de radiomensajería se distribuye uniformemente entre todas las portadoras de banda estrecha disponibles (cada seis NRB en el dominio de frecuencia) en base a una ID asociada con el dispositivo de red de radio. Debido a esta distribución uniforme, los dispositivos de red de radio que tienen grandes diferencias de cobertura se pueden asignar a la misma portadora de banda estrecha. Por ejemplo, un dispositivo de red de radio con buena cobertura (<140 dB MCL) y un dispositivo de red de radio con mala cobertura (~ 164 dB MCL) se pueden asignar a la misma portadora de banda estrecha.

En NB-IoT, diferentes portadoras de banda estrecha pueden tener diferentes niveles de refuerzo de potencia aplicados, lo que significa que transmiten con mayor intensidad de señal de radio. Si un dispositivo de red de radio con mala cobertura (por ejemplo, ubicado en el sótano de un edificio) se asigna a una portadora de banda estrecha sin aumento de potencia, se pueden requerir muchas más repeticiones para transmitir con éxito al dispositivo de red de radio (por ejemplo, un mensaje de radiomensajería) que si estuviera asignado a una portadora de banda estrecha con aumento de potencia. El gran número de repeticiones requeridas puede dar como resultado que la portadora de banda estrecha se bloquee durante un tiempo prolongado, bloqueando de este modo, por ejemplo, las ocasiones de radiomensajería para otros dispositivos de red de radio, aumentando efectivamente la probabilidad de bloqueo de radiomensajería para la población de dispositivos de red de radio en la celda de NB-loT.

En eMTC no hay diferencia en el rendimiento entre las portadoras de banda estrecha en las que los dispositivos de red de radio monitorizan la radiomensajería. La solución estandarizada (Rel-13) para determinar qué portadora de banda estrecha se monitoriza por un dispositivo de red de radio dado se basa en una distribución de carga uniforme según la siguiente ecuación:

PNB - f/ooftlD/(N*Ns)) mod Nn, donde (1)

PNB es la portadora de banda estrecha de radiomensajería; floor(.) es una función que mapea un número real al entero anterior más grande; ID es la Identidad de Abonado Móvil Internacional (IMSI), que es única para cada dispositivo de red de radio; N = min(T, nB) donde min(.) es una función que devuelve el valor más pequeño, T es la duración del ciclo de recepción discontinua (DRX) en tramas de radio y nB puede tener valores de {4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16, T/32}; Ns = max(1, nB/T) donde max(.) es una función que devuelve el valor más grande; mod es el operador módulo que produce el resto de una operación de división; y Nn es el número total de portadoras de banda estrecha de radiomensajería en la celda.

Una diferencia significativa entre eMTC y NB-loT es que, en esta última, las portadoras de banda estrecha pueden diferir unas de otras en varios aspectos. En primer lugar, hay una portadora de banda estrecha de anclaje por celda, y puede haber una o más portadoras de banda estrecha no de anclaje. La portadora de banda estrecha de anclaje transmite difusiones de NPSS/NSSS, NPBCH e Información del Sistema (SI), y las portadoras de banda estrecha no de anclaje no lo hacen. En segundo lugar, todos los dispositivos de red de radio de NB-loT de Rel-13 del 3GPP monitorizarán la radiomensajería y la recepción de Msg2/Msg4 en la portadora de banda estrecha de anclaje; en consecuencia, puede existir la necesidad de dirigir algunos de los dispositivos de red de radio de Rel-14 a portadoras de banda estrecha no de anclaje. En tercer lugar, en NB-IoT, una o más portadoras de banda estrecha pueden ser con aumento de potencia. Una opción típica sería la portadora de banda estrecha de anclaje, que difunde SI, pero también otras portadoras de banda estrecha podrían ser con aumento de potencia si está disponible suficiente potencia de eNB. Esto significa que se necesitarán menos repeticiones para lograr un nivel de cobertura dado en portadoras de banda estrecha con aumento de potencia, en comparación con portadoras de banda estrecha sin aumento de potencia.

La Especificación Técnica (TS) 36.321 V13.2.0 (2016-06) del 3GPP define tres niveles de cobertura mejorada para NB-IoT, numerados del 0 al 2. Los niveles de cobertura mejorada permiten que los dispositivos de red de radio mal ubicados reciban tráfico, ya sea aumentando la potencia de transmisión (aumento de potencia) o aumentando el número de repeticiones. Puede ser ineficiente, y en algunos casos ni siquiera práctico, que los dispositivos de red de radio con altos niveles de cobertura mejorada se asignen a portadoras de banda estrecha sin aumento de potencia. Hacerlo así aumentaría el número de repeticiones requeridas, en comparación con las portadoras de banda estrecha con aumento de potencia, y también aumentaría el consumo de energía del dispositivo de red de radio debido al mayor tiempo de transmisión que resulta del mayor número de repeticiones requeridas.

Según las realizaciones de la presente invención, la información sobre qué niveles de cobertura mejorada se soportan por cada portadora de banda estrecha se difunde por la portadora de banda estrecha de anclaje. Además, la portadora de banda estrecha de anclaje puede transmitir información o parámetros para que el dispositivo de red de radio sea capaz de estimar el número de repeticiones que se requerirán para decodificar para ciertos niveles de cobertura mejorada para cada portadora de banda estrecha de radiomensajería. Esta última información es necesaria en caso de que se utilice una potencia de salida de eNB diferente para la portadora de banda estrecha de radiomensajería en comparación con la que se usa en la portadora de banda estrecha de anclaje donde se realiza la medición de RSRP para determinar el nivel de cobertura mejorada. Una de las razones por las que diferentes portadoras de banda estrecha pueden soportar diferentes niveles de cobertura mejorada es que, como se ha tratado anteriormente, en NB-loT, el nivel de potencia de una o más portadoras diferentes también puede ser diferente. Es decir, la potencia de transmisión utilizada por una portadora puede ser diferente de la potencia de transmisión de otra portadora.

La Figura 1 ilustra un ejemplo de tener varias portadoras de banda estrecha de radiomensajería en una celda de NB-loT (a la que se hace referencia como "PRB" en la Figura 1, ya que las portadoras de NB-loT ocupan un PRB de LTE, o 180 kHz). En este ejemplo, la red difunde que la portadora 1 soporta el nivel de cobertura mejorada 0; carrier2 admite niveles de cobertura mejorada 0, 1 y 2; carrier-3 admite el nivel de cobertura mejorada 1; y la portadora 4 soporta los niveles de cobertura mejorada 1 y 2. Un dispositivo de red de radio en "cobertura normal" o nivel de cobertura mejorada 0 (determinado haciendo mediciones de RSRP justo antes de su Oportunidad de Radiomensajería), entonces consideraría la portadora 1 y la portadora 2 como portadoras de banda estrecha candidatas sobre las que monitorizar la radiomensajería. De la misma manera, un dispositivo de red de radio que requiera un nivel de cobertura mejorada 1 consideraría como candidatas a la portadora 2, la portadora 3 y la portadora 4. Finalmente, un dispositivo de red de radio que requiera un nivel de cobertura mejorada 2 consideraría a la portadora 2 y la portadora 4 como candidatas.

Si se aplica una distribución de carga de radiomensajería uniforme a cada nivel de cobertura mejorada soportado, se podría aplicar una distribución similar a la solución de eMTC (es decir, la ecuación (1) anterior) solo al subconjunto de portadoras de banda estrecha que soportan ese nivel de cobertura mejorada:

PagingCarrier = floort)D/N) mod ^{N c e ,}donde (2)

Nce es el número de portadoras en el conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada particular, y los otros parámetros y funciones tienen el mismo significado que se ha descrito anteriormente con referencia a la ecuación (1). Tenga en cuenta que la ID puede comprender la IMSI (Identificación Internacional de Abonado Móvil) asignada a una tarjeta de USIM (Módulo de Identidad de Abonado de UMTS), o un valor derivado de la IMSI. Por ejemplo, IMSI módulo 214 produce los 14 bits menos significativos de la IMSI. Además, se puede usar cualquier identificador único del dispositivo de red de radio (o un valor derivado del mismo). Por ejemplo, la IMEI (Identidad Internacional de Equipo Móvil), un C-RNTI (Identificador Temporal de Red de Radio Celular), un GUTI (Identificador Temporal Globalmente Único), una dirección de IP, un ICID (Identificador de Carga de IMS) o similares se pueden utilizar, siempre que la red y un dispositivo de red de radio utilicen el mismo identificador para ese dispositivo.

Con referencia al ejemplo descrito anteriormente con respecto a la Figura 1, NCE=2 para el nivel de cobertura mejorada 0; NCE=3 para nivel de cobertura mejorada 1; y NCE=2 para el nivel de cobertura mejorada 2. Tenga en cuenta que Ns se establece en 1 para lograr una distribución uniforme de los dispositivos de red de radio en todas las tramas de radiomensajería posibles; también T=512 y nB=4*T en este ejemplo.

Los diferentes niveles de cobertura mejorada se determinan, en una realización, por umbrales de RSRP que se difunden en la celda, de manera similar al método de Rel-13 para determinar niveles de cobertura mejorada para seleccionar un recurso de NPRACH (o factor de repetición de NPRACH equivalente). Véanse los documentos TS 36.321 V13.2.0 (2016-06) y 36.331 V13.2.0 (2016-06) del 3GPP. En la NB-IoT de Rel-13, se pueden soportar hasta tres niveles de cobertura mejorada en una celda para la selección de NPRACH, de manera similar al ejemplo anterior con referencia a la Figura 1.

Si se soportan tres niveles de cobertura mejorada (es decir, 0, 1 y 2), entonces se deben difundir dos valores de umbral de Potencia Recibida de Señal de Referencia (RSRP). En general, el número de valores umbral de RSRP difundidos debe ser (al menos) uno menos que el número de niveles de cobertura mejorada soportados. Un dispositivo de red de radio realiza una medición de RSRP (típicamente sobre la portadora de banda estrecha de anclaje) y, en base a este valor de RSRP medido y los umbrales de RSRP de difusión, el dispositivo de red de radio determina su requisito actual de nivel de cobertura mejorada. En una realización, se definen niveles de umbral de RSRP específicos para determinar los niveles de cobertura mejorada para radiomensajería. En otra realización, se usan los mismos umbrales que se definen para la selección de NPRACH en Rel-13.

En una realización, después de que la red haya determinado el número de portadoras de banda estrecha que se utilizarán para la radiomensajería, se determinan los niveles de cobertura mejorada apropiados a ser soportados por cada portadora de banda estrecha. Esta determinación se puede basar en una serie de factores, incluyendo uno o más de: si la portadora de banda estrecha es el anclaje; la potencia de salida utilizada por la portadora de banda estrecha; una estimación del tráfico dedicado en la portadora de banda estrecha; interferencia intracelular o entre celdas para la portadora de banda estrecha; una estimación de la población relativa de dispositivos de red de radio con respecto a la versión de 3GPP en, por ejemplo, una celda, un grupo de celdas, un área de seguimiento o una PLMN (Red Móvil Terrestre Pública) (por ejemplo, 70 % de Rel-13 y 30 % de Rel-14); y la población estimada de dispositivos de red de radio en los diferentes niveles de cobertura mejorada.

Luego, la red entonces difunde información sobre qué niveles de cobertura mejorada se soportan para cada portadora de banda estrecha que se utiliza para radiomensajería en la celda. En una realización, esto comprende indicar qué niveles de cobertura mejorada o niveles de repeticiones de NPDCCH se soportan para cada portadora de banda estrecha. En una realización, esto comprende difundir un mapa de bits de la misma longitud que el número de niveles de cobertura mejorada soportados, donde un valor 1 en una posición de bit significa que se soporta el nivel de cobertura mejorada correspondiente y 0 significa que no se soporta el nivel de cobertura mejorada. Haciendo referencia de nuevo al ejemplo ilustrado anteriormente en la Figura 1, con tres niveles de cobertura mejorada, se señalaría lo siguiente: portadora-1=[100], portadora -2=[111], portadora -3=[010] y portadora- 4=[011 ]. Luego, además, los umbrales de RSRP para determinar el nivel de cobertura mejorada para radiomensajería también se difunden en la celda.

Como ejemplo adicional, supongamos que la medición de RSRP para determinar el nivel de cobertura mejorada de radiomensajería se realiza en la portadora de banda estrecha de anclaje. Además, la radiomensajería en la portadora de banda estrecha principal es compatible con todos los niveles de cobertura mejorada, de modo que se difunde el número de de anclaje NPDCCH para la radiomensajería Rmax (en la versión 13, el parámetro npdcch-NumRepetitionPaging-r13). Entonces, si se usa la misma potencia de salida del eNB para todas las portadoras de banda estrecha de radiomensajería disponibles, en comparación con la salida de portadora de banda estrecha de anclaje, entonces no es necesario difundir parámetros adicionales para que un dispositivo de red de radio estime el número de repeticiones de NPDCCH requeridas para decodificar durante una ocasión de radiomensajería.

Por otro lado, si se utiliza una potencia de salida de eNB diferente para una o más portadoras de banda estrecha de radiomensajería que en la portadora de anclaje, entonces se debe difundir información adicional (parámetros) para esas portadoras de banda estrecha con el fin de que el dispositivo de red de radio estime las repeticiones de NPDCCH requeridas durante la ocasión de radiomensajería. En una realización, uno de tales parámetros adicionales es la diferencia de potencia de transmisión, por ejemplo, en unidades de dB, entre la portadora de banda estrecha de anclaje y cada portadora de banda estrecha de radiomensajería, o un grupo de portadoras de banda estrecha que tienen la misma diferencia de potencia de transmisión relativa con respecto a la portadora de anclaje. En una realización, el rango de valores puede abarcar {-12dB, -9dB, -6dB, 0dB, 3dB, 6dB, 9dB, 12dB}. Tenga en cuenta que los valores positivos también deberían ser posibles con el fin de reducir las repeticiones (y, de este modo, el consumo de energía) para dispositivos de red de radio de baja cobertura. En una realización, otro parámetro adicional tal es un factor de compensación de repetición a ser aplicado por el dispositivo de red de radio al número de repeticiones, en comparación con el número estimado de repeticiones si la radiomensajería se hubiera recibido en la portadora de anclaje, por ejemplo, con un rango de valores de {%, / , %, 1, 2, 4}. En aún otras realizaciones, se pueden proporcionar parámetros tales como un nivel de repetición (para el NPDCCH) para cada nivel de cobertura mejorada para las diferentes portadoras de banda estrecha de radiomensajería.

La Figura 2 representa un método 100, realizado por un nodo de red operativo en una red de comunicación inalámbrica, de determinación de una portadora de banda estrecha sobre la cual transmitir mensajes a o recibir mensajes de un primer dispositivo de red de radio. La información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles, incluyendo al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha, se transmite en un mensaje en una portadora de banda estrecha (bloque 102). En una realización, la indicación comprende, para cada portadora de banda estrecha disponible, un mapa de bits de la misma longitud que el número de niveles de cobertura mejorada soportados, como se ha descrito anteriormente. Una portadora de banda estrecha, sobre la cual transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio, se determina a partir de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base a un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio (bloque 104).

En una realización, la información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles se transmite en un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje. En una realización, la información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles también incluye el número NCE de portadoras de banda estrecha disponibles. En una realización, la portadora de banda estrecha sobre la que transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio se determina determinando primero un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio; y luego seleccionando una portadora de banda estrecha del conjunto aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio como por la red. La función predeterminada y los parámetros conocidos pueden ser la ecuación (2) descrita anteriormente. En una realización, el método 100 comprende además estimar un número de repeticiones requeridas para que el primer dispositivo de red de radio reciba, por ejemplo, un mensaje de radiomensajería transmitido sobre la portadora de banda estrecha determinada, y luego transmitir el mensaje usando el número estimado de repeticiones.

Un dispositivo de red de radio según las realizaciones de la presente invención realizaría los siguientes pasos en una comparación de radiomensajería. En primer lugar, el dispositivo de red de radio recibe valores de umbral de RSRP de un mensaje de difusión, tal como por ejemplo de la portadora de banda estrecha de anclaje. El dispositivo de red de radio realiza una medición de RSRP, tal como en la portadora de banda estrecha de anclaje, y compara el valor con los umbrales de RSRP para determinar un nivel de cobertura mejorada requerido. El dispositivo de red de radio determina, a partir de la información difundida en la celda de NB-loT, un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles (por ejemplo, anclaje y no anclaje) que soportan el nivel de cobertura mejorada requerido. El dispositivo de red de radio selecciona una portadora de banda estrecha disponible tal en base a una fórmula de distribución de carga de radiomensajería, tal como la ecuación (2). El dispositivo de red de radio estima el número de repeticiones necesarias para recibir un mensaje en la portadora de banda estrecha seleccionada y luego recibe un mensaje (por ejemplo, un mensaje de radiomensajería) en la portadora de banda estrecha seleccionada utilizando el número seleccionado de repeticiones.

La Figura 3 representa un método 200, realizado por un dispositivo de red de radio de selección de una portadora de banda estrecha sobre la que recibir o transmitir un mensaje. Se determina un nivel de cobertura mejorada requerido (bloque 202). Una portadora de banda estrecha, sobre la que recibir o transmitir un mensaje, se selecciona de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base al nivel de cobertura mejorada determinado (bloque 204).

En una realización, determinar un nivel de cobertura mejorada requerido comprende medir la potencia de señal recibida de una portadora de banda estrecha y compararla con uno o más umbrales de potencia de señal recibida. En una realización, seleccionar una portadora de banda estrecha sobre la que recibir o transmitir un mensaje comprende primero determinar un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soporten el nivel de cobertura mejorada determinado, y luego seleccionar una portadora de banda estrecha del conjunto aplicando una función predeterminada a parámetros conocidos, tanto al dispositivo de red de radio como a la red. La función predeterminada y los parámetros conocidos pueden ser la ecuación (2) descrita anteriormente. En una realización, el método 200 comprende además estimar un número de repeticiones requeridas para recibir un mensaje de enlace descendente (por ejemplo, un mensaje de radiomensajería) en la portadora de banda estrecha seleccionada, y luego recibir el mensaje de enlace descendente en la portadora de banda estrecha seleccionada utilizando el número estimado de repeticiones.

En la realización descrita anteriormente, los hasta tres niveles de cobertura mejorada soportados son comunes para todas las portadoras de banda estrecha disponibles, y solo se indica por portadoras qué niveles se soportan. En otra realización, los niveles de cobertura mejorada se definen individualmente por portadora de banda estrecha (aunque esto puede complicar la determinación de portadora de banda estrecha para un dispositivo de red de radio particular).

Cuando el eNB recibe el mensaje de radiomensajería para un UE en particular de una Entidad de Gestión de Memoria (MME), dependiendo de la implementación de red y posiblemente la indicación de la situación de cobertura anterior del dispositivo de red de radio, determinará un nivel de repetición para la radiomensajería del dispositivo de red de radio. En base a qué portadoras de banda estrecha soportan este nivel de cobertura mejorada y la versión de publicación del 3GPP que soporta el dispositivo de red de radio, el eNB determinará entonces la portadora de banda estrecha de radiomensajería para el UE, por ejemplo, en base a la ecuación (2) anterior, estableciendo NCE en el número de portadoras de banda estrecha que soportan este nivel de cobertura.

Tenga en cuenta que, dado que el dispositivo de red de radio determina su nivel de cobertura mejorada al comparar las mediciones de RSRP con los valores de umbral de RSRP de difusión, es posible que el dispositivo de red de radio pueda determinar un nivel de cobertura mejorada diferente al de la red. Por ejemplo, si el dispositivo de red de radio se ha movido de una ubicación que tiene poca cobertura a una ubicación que tiene mejor cobertura, si algo que anteriormente bloqueaba o interfería con las ondas de radio se mueve o desactiva, o similar, el dispositivo de red de radio puede experimentar unas mejores condiciones de cobertura y, por lo tanto, determinar un nivel de cobertura mejorada requerido más bajo. En la gran mayoría de los casos de uso anticipados de NB-loT, no se espera que esto ocurra con frecuencia, si es que ocurre. En tales casos, en una realización, el eNB puede suponer sistemáticamente que el dispositivo de red de radio está en un nivel de cobertura mejorada diferente y repetir el proceso de selección de portadora de banda estrecha para todos los niveles de cobertura mejorada posibles. Alternativamente, o además si este enfoque falla, el fallo de un Equipo de Usuario (UE) para responder a una radiomensajería es un problema bien conocido en las técnicas de la comunicación inalámbrica, y los procedimientos de mejora están bien establecidos (por ejemplo, expandir sucesivamente el mensaje de radiomensajería para más portadoras, la celda completa, un grupo de celdas, un área de seguimiento, una PLMN y similares).

La Figura 4 representa un nodo de red de radio 10 operativo en una red de comunicación inalámbrica. El nodo de red de radio 10 incluye circuitos de comunicación 12 operativos para intercambiar datos con otros nodos de red; circuitería de procesamiento 14; memoria 16; y circuitos de radio, tales como un transceptor 18, una o más antenas 20 y similares, para efectuar la comunicación inalámbrica a través de una interfaz aérea con uno o más dispositivos de red de radio. Como se indica por la conexión interrumpida a la antena o antenas 20, la antena o antenas pueden estar ubicadas físicamente separadas del nodo de red de radio 10, tal como montadas en una torre, edificio o similar. Aunque la memoria 16 se representa como que está separada de la circuitería de procesamiento 14, los expertos en la técnica entienden que la circuitería de procesamiento 14 incluye una memoria interna, tal como una memoria caché o un archivo de registro. Los expertos en la técnica entienden además que las técnicas de virtualización permiten que algunas funciones ejecutadas nominalmente por la circuitería de procesamiento 14 sean ejecutadas realmente por otro hardware, quizás ubicado de forma remota (por ejemplo, en la llamada "nube").

Según las realizaciones de la presente invención, la memoria 16 está operativa para almacenar, y la circuitería de procesamiento 14 está operativa para ejecutar, el software 22 que, cuando se ejecuta, está operativo para hacer que el nodo de red de radio 10 determine una portadora de banda estrecha sobre la que transmitir mensajes a o recibir mensajes de un dispositivo de red de radio en particular, como se describe y reivindica en la presente memoria. En particular, el software 22, cuando se ejecuta en la circuitería de procesamiento 14, es operativo para realizar el método 100 descrito y reivindicado en la presente memoria. Esto permite que el nodo de red de radio 10 optimice la asignación de dispositivos de red de radio entre portadoras de banda estrecha disponibles según los requisitos de nivel de cobertura mejorada de los dispositivos de red de radio.

La Figura 5 representa una realización en la que el nodo de red de radio 10 de la Figura 4 es una estación base 11 que proporciona servicios de comunicación inalámbrica a uno o más dispositivos de red de radio en una región geográfica (conocida como celda o sector). Una estación base en LTE se denomina e-NodoB o eNB; sin embargo, la presente invención no se limita a LTE o eNB.

La Figura 6 ilustra una circuitería de procesamiento 14 de ejemplo, tal como la del nodo de red de radio 10 de la Figura 4. La circuitería de procesamiento 14 comprende una pluralidad de unidades físicas. En particular, la circuitería de procesamiento 14 comprende una unidad de transmisión de información de portadora de banda estrecha 50 y una unidad de determinación de portadora de banda estrecha 52. La unidad de transmisión de información de portadora de banda estrecha 50 está configurada para transmitir, en un mensaje en una portadora de banda estrecha, información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles, incluyendo al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha. La unidad de determinación de portadora de banda estrecha 52 está configurada para determinar una portadora de banda estrecha, sobre la cual transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio, desde una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base a un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio.

La Figura 7 ilustra un software 22 de ejemplo, tal como el representado en la memoria 16 del nodo de red de radio 10 de la Figura 4. El software 22 comprende una pluralidad de módulos de software. En particular, el software 22 comprende un módulo de transmisión de información de portadora de banda estrecha 54 y una unidad de determinación de portadora de banda estrecha 56. La unidad de transmisión de información de portadora de banda estrecha 54 está configurada para hacer que la circuitería de procesamiento 14 transmita, en un mensaje en una portadora de banda estrecha, información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles, incluyendo al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha. La unidad de determinación de portadora de banda estrecha 56 está configurada para hacer que la circuitería de procesamiento 14 determine una portadora de banda estrecha, sobre la cual transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio, desde una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base a un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio.

La Figura 8 representa un dispositivo de red de radio 30 operativo en realizaciones de la presente invención. Un dispositivo de red de radio 30 es cualquier tipo de dispositivo capaz de comunicarse con un nodo de red de radio 10 y/o estación base 11 a través de señales de radio. Por lo tanto, un dispositivo de red de radio 30 puede referirse a un dispositivo de máquina a máquina (M2M), un dispositivo de comunicaciones de tipo máquina (MTC), un dispositivo de Internet de las Cosas de Banda Estrecha (NB-IoT), etc. El dispositivo de red de radio también puede ser un Equipo de Usuario (UE); sin embargo, se debería observar que el UE no tiene necesariamente un "usuario" en el sentido de una persona individual que posee y/o que opera el dispositivo. También se puede hacer referencia a un dispositivo de red de radio como dispositivo de radio, dispositivo de comunicación por radio, dispositivo de comunicación inalámbrico, terminal inalámbrico o simplemente terminal; a menos que el contexto indique lo contrario, el uso de cualquiera de estos términos tiene la intención de incluir UE o dispositivos de dispositivo a dispositivo, dispositivos de tipo máquina o dispositivos capaces de comunicación de máquina a máquina, sensores equipados con un dispositivo de red de radio, ordenadores de mesa con capacidad inalámbrica, terminales móviles, teléfonos inteligentes, equipo integrado en un ordenador portátil (LEE), equipo montado en un ordenador portátil (LME), llaves electrónicas USB, equipo inalámbrico en las instalaciones del cliente (CPE), etc. En la discusión en la presente memoria, también se pueden utilizar los términos dispositivos de máquina a máquina (M2M), dispositivo de tipo máquina (MTC), sensor inalámbrico y sensor. Se debería entender que estos dispositivos pueden ser UE, pero se pueden configurar para transmitir y/o recibir datos sin interacción humana directa.

Un dispositivo de red de radio 30 como se describe en la presente memoria puede ser, o puede estar comprendido en, una máquina o dispositivo que realiza monitorización o mediciones, y transmite los resultados de tales mediciones de monitorización a otro dispositivo o red. Ejemplos particulares de tales máquinas son medidores de potencia, maquinaria industrial o electrodomésticos o aparatos personales, por ejemplo, refrigeradores, televisores, accesorios personales tales como relojes, etc. En otros escenarios, un dispositivo de comunicación inalámbrico como se describe en la presente memoria puede estar comprendido en un vehículo y puede realizar monitorización y/o informe del estado operativo del vehículo u otras funciones asociadas con el vehículo.

En algunas realizaciones, el dispositivo de red de radio 30 incluye una interfaz de usuario 32 (visualizador, pantalla táctil, teclado o teclado numérico, micrófono, altavoz y similares); en otras realizaciones, tales como en muchos escenarios M2M, MTC o NB-loT, el dispositivo de red de radio 30 puede incluir solo una interfaz de usuario 32 mínima o ninguna (como se indica mediante las líneas discontinuas del bloque 32 en la Figura 8). El dispositivo de red de radio 30 también incluye circuitería de procesamiento 34; memoria 36; y circuitos de radio, tales como un transceptor 38, una o más antenas 40 y similares, para efectuar la comunicación inalámbrica a través de una interfaz aérea a uno o más nodos de red de radio 10. Como se indica por las líneas discontinuas, la antena o antenas 40 pueden sobresalir externamente del dispositivo de red de radio 30, o la antena o antenas 40 pueden ser internas.

Según las realizaciones de la presente invención, la memoria 36 está operativa para almacenar, y la circuitería de procesamiento 34 está operativa para ejecutar, el software 42 que, cuando se ejecuta, es operativo para hacer que el dispositivo de red de radio 30 determine un nivel de cobertura mejorada requerido y seleccione una portadora de banda estrecha disponible que soporte ese nivel de cobertura mejorada, en el que recibir y transmitir mensajes, como se describe y reivindica en la presente memoria. En particular, el software 42, cuando se ejecuta en la circuitería de procesamiento 34, es operativo para realizar el método 200 descrito y reivindicado en la presente memoria. Esto permite que el dispositivo de red de radio 30 seleccione una portadora de banda estrecha para recibir y transmitir mensajes sin requerir una repetición excesiva, lo que inmoviliza los recursos del sistema y consume energía en el dispositivo de red de radio 30.

La Figura 9 representa una realización en la que el dispositivo de red de radio 30 es un Equipo de Usuario (UE) 31. En algunas realizaciones, el UE 31 puede incluir características adicionales tales como una cámara, una interfaz de memoria extraíble, una interfaz de comunicación de corto alcance (Wi-Fi, Bluetooth y similares), interfaz con cable (USB), puerto de recarga de batería y similares (estas características no se muestran en la Figura 9).

La Figura 10 ilustra una circuitería de procesamiento 34 de ejemplo, tal como la del dispositivo de red de radio 30 de la Figura 8. La circuitería de procesamiento 34 comprende una pluralidad de unidades físicas. En particular, la circuitería de procesamiento 34 comprende una unidad de determinación de nivel de cobertura mejorada 58 y una unidad de selección de portadora de banda estrecha 60. La unidad de determinación de nivel de cobertura mejorada 58 está configurada para determinar un nivel de cobertura mejorada requerido por el dispositivo de red de radio 30. La unidad de selección de portadora de banda estrecha 60 está configurada para seleccionar una portadora de banda estrecha, sobre la que recibir o transmitir un mensaje, de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base al nivel de cobertura mejorada determinado.

La Figura 11 ilustra un software 42 de ejemplo, tal como el representado en la memoria 36 del dispositivo de red de radio 30 de la Figura 8. El software 42 comprende una pluralidad de módulos de software. En particular, el software 42 comprende un módulo de determinación de nivel de cobertura mejorada 62 y una unidad de selección de portadora de banda estrecha 64. El módulo de determinación de nivel de cobertura mejorada 62 está configurado para hacer que la circuitería de procesamiento 34 determine un nivel de cobertura mejorada requerido por el dispositivo de red de radio 30. El módulo de selección de portadora de banda estrecha 64 está configurado para hacer que la circuitería de procesamiento 34 seleccione una portadora de banda estrecha, sobre la que recibir o transmitir un mensaje, de una pluralidad de portadoras que soportan diferentes niveles de cobertura mejorada, en base al nivel de cobertura mejorada determinado.

En todas las realizaciones, la circuitería de procesamiento 14, 34 puede comprender cualquier máquina de estado secuencial operativa para ejecutar instrucciones de máquina almacenadas como programas informáticos legibles por máquina en la memoria 16, 36, tal como una o más máquinas de estado implementadas en hardware (por ejemplo, en lógica discreta, FPGA, ASIC, etc.); lógica programable junto con microprograma apropiado; uno o más procesadores de propósito general de programa almacenado, tal como un microprocesador o un Procesador de Señal Digital (DSP), junto con el software apropiado; o cualquier combinación de los anteriores.

En todas las realizaciones, la memoria 16, 36 puede comprender cualquier medio legible por máquina no transitorio conocido en la técnica o que se pueda desarrollar, incluyendo, pero no limitado a, medios magnéticos (por ejemplo, disquete, unidad de disco duro, etc.), medios ópticos (por ejemplo, CD-ROM, DVD-ROM, etc.), medios de estado sólido (por ejemplo, SRAM, DRAM, DDRAM, ^rO^m, PROM, E^pR^oM, memoria flash, disco de estado sólido, etc.) o similares.

En todas las realizaciones, los circuitos de radio pueden comprender uno o más transceptores 18, 38 utilizados para comunicarse con uno o más de otros transceptores a través de una Red de Acceso de Radio (RAN) según uno o más protocolos de comunicación conocidos en la técnica o que se puedan desarrollar, tales como IEEE 802.xx, CDMA, WCDMA, GSM, LTE, UTRAN, WiMax, NB-IoT o similares. El transceptor 18, 38 implementa la funcionalidad de transmisor y receptor apropiada para los enlaces de RAN (por ejemplo, asignaciones de frecuencia y similares). Las funciones de transmisor y receptor pueden compartir componentes de circuito y/o software, o alternativamente se pueden implementar por separado.

En todas las realizaciones, los circuitos de comunicación 12 pueden comprender una interfaz de receptor y transmisor utilizada para comunicarse con uno o más de otros nodos a través de una red de comunicación según uno o más protocolos de comunicación conocidos en la técnica o que se puedan desarrollar, tales como Ethernet, TCP/IP, SONET, ATM, IMS, SIP o similares. Los circuitos de comunicación 12 implementan la funcionalidad de receptor y transmisor apropiada para los enlaces de red de comunicación (por ejemplo, óptica, eléctrica y similares). Las funciones de transmisor y receptor pueden compartir componentes de circuito y/o software, o alternativamente se pueden implementar por separado.

Las realizaciones de la presente invención presentan numerosas ventajas sobre la técnica anterior. No todas las portadoras de banda estrecha desplegadas en una celda necesitan soportar transmisiones en todos los niveles de cobertura mejorada posibles. Por ejemplo, todos los dispositivos de red de radio con buena cobertura pueden monitorizar/recibir tráfico sobre ciertas portadoras de banda estrecha donde los dispositivos de red de radio con mala cobertura no monitorizarán/recibirán tráfico. Esto puede aumentar la eficacia de utilización del canal y reducir, por ejemplo, la probabilidad de bloqueo de radiomensajería, ya que se podría aplicar multiplexación de registros de radiomensajería. Las realizaciones de la invención son particularmente útiles si ciertas portadoras de banda estrecha tuviesen una potencia de salida de eNB diferente (es decir, fueran con aumento de potencia) en una celda de NB-loT (por ejemplo, las portadoras de banda estrecha de anclaje de la celda y potencialmente un número limitado de portadoras de banda estrecha no de anclaje adicionales son con aumento de potencia) y, por lo tanto, el número de repeticiones para un nivel de cobertura mejorada no necesita ser el mismo para todas las portadoras de banda estrecha. Por ejemplo, los dispositivos de red de radiomensajería que tienen el requisito de nivel de cobertura mejorada más alto solo en una portadora o portadoras con aumento de potencia podrían eliminar la necesidad de un gran número de repeticiones y, por lo tanto, reducir el consumo de energía para el dispositivo de red de radio, así como reducir La utilización de recursos del sistema para la red.

Por claridad de la explicación y para proporcionar un contexto específico para ayudar a los expertos en la técnica en la comprensión, se han descrito en la presente memoria realizaciones de la presente invención en el contexto específico de radiomensajería en una red de NB-loT. Sin embargo, ningún aspecto de este contexto específico se debería interpretar como una limitación de las realizaciones de la presente invención. En general, las realizaciones de la invención encontrarán utilidad en cualquier red de comunicación inalámbrica multiportadora, en donde es ventajoso considerar un nivel de cobertura mejorada en la distribución de dispositivos de red de radio a las portadoras. Además, esta distribución puede, en general, ser operativa para la transmisión y/o recepción de cualquier mensaje -ya sean datos del plano de usuario o sobrecarga de señalización- y no se limita a operaciones de radiomensajería. Los expertos en la técnica pueden aplicar ventajosamente las realizaciones de la presente invención en diversas redes de comunicación inalámbrica para diversas operaciones, dadas las enseñanzas de la presente descripción.

Por supuesto, la presente invención se puede llevar a cabo de otras maneras distintas de las expuestas específicamente en la presente memoria sin apartarse de las características esenciales de la invención. Las presentes realizaciones se han de considerar en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método (200) realizado por un dispositivo de red de radio (30), el método que comprende:

determinar (202) un nivel de cobertura mejorada requerido;

determinar un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada requerido determinado;

antes de determinar el conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles, recibir de un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje, una indicación de qué portadoras de banda estrecha disponibles soportan qué niveles de cobertura mejorada; y aplicar una función predeterminada a los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red, seleccionar (204) una portadora de banda estrecha del conjunto, en la que recibir o transmitir un mensaje, en donde los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo (30) y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

2. El método (200) de la reivindicación 1, en donde determinar (202) un nivel de cobertura mejorada requerido comprende medir la potencia de la señal recibida de una portadora de banda estrecha y compararla con uno o más umbrales de potencia de la señal recibida.

3. El método (200) de la reivindicación 1 o 2 que comprende, además:

estimar un número de repeticiones requeridas para recibir un mensaje de enlace descendente en la portadora de banda estrecha seleccionada, y

recibir un mensaje de enlace descendente en la portadora de banda estrecha seleccionada utilizando el número estimado de repeticiones.

4. El método (200) de la reivindicación 3, en donde el mensaje de enlace descendente es un mensaje de radiomensajería.

5. El método (200) de cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en donde la función predeterminada es PagingCarrier = floor{ID/N) mod Nce,

donde

PagingCarrier es un índice que identifica una portadora en el conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado;

floor(.) es una función que mapea un número real al entero anterior más grande;

ID es un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo;

N = min(T, nB) donde min(.) es una función que devuelve el valor más pequeño, T es la duración del ciclo de recepción discontinua (DRX) en tramas de radio y nB puede tener valores de {4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16, T/32};

mod es el operador módulo que produce el resto de una operación de división; y

Nce es el número de portadoras en el conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

6. Un dispositivo de red de radio (30) operativo para

determinar (202) un nivel de cobertura mejorada requerido;

determinar un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soporten el nivel de cobertura mejorada requerido Z determinado;

antes de determinar el conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles, recibir de un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje, una indicación de qué portadoras de banda estrecha disponibles soportan qué niveles de cobertura mejorada; y aplicando una función predeterminada a los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red, seleccionar (204) una portadora de banda estrecha del conjunto, en la que recibir o transmitir un mensaje, en donde los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo (30) y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

7. El dispositivo de red de radio (30) de la reivindicación 6, operativo además para realizar los pasos de un método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5.

8. Un método (100), realizado por un nodo de red (10) operativo en una red de comunicación inalámbrica, de determinación de una portadora de banda estrecha sobre la cual transmitir mensajes a o recibir mensajes de un primer dispositivo de red de radio (30), que comprende:

transmitir (102), en un mensaje de difusión en una portadora de banda estrecha de anclaje, información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles que incluye al menos una indicación de los niveles de cobertura mejorada soportados en cada portadora de banda estrecha;

determinar un conjunto de las portadoras de banda estrecha disponibles que soportan un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio (30); y aplicando una función predeterminada a los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red, seleccionar (104) una portadora de banda estrecha del conjunto, sobre la cual transmitir mensajes al o recibir mensajes del primer dispositivo de red de radio (30), en donde los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo (30) y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

9. El método (100) de la reivindicación 8, en donde la información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles también incluye el número de portadoras de banda estrecha disponibles, y en donde la información sobre una o más portadoras de banda estrecha disponibles incluye además la diferencia de potencia de transmisión entre una o más portadoras de banda estrecha no de anclaje y una portadora de banda estrecha de anclaje, o un factor de compensación de repetición que comprende un ajuste a ser aplicado por el dispositivo de red de radio (30) al número de repeticiones, en comparación con el número de repeticiones estimado si la radiomensajería se hubiera recibido en la portadora de anclaje.

10. El método (100) de la reivindicación 8 o 9 que comprende, además:

estimar un número de repeticiones requeridas para que el primer dispositivo de red de radio reciba un mensaje transmitido en la portadora de banda estrecha determinada, y

transmitir un mensaje al primer dispositivo de red de radio (30) en la portadora de banda estrecha determinada utilizando el número estimado de repeticiones.

11. El método (100) de la reivindicación 10, en donde el mensaje transmitido al primer dispositivo de red de radio (30) es un mensaje de radiomensajería.

12. El método (100) de cualquiera de las reivindicaciones 8-11 en donde la función predeterminada es PagingCarrier = floor{ID/N) mod Nce,

donde

floor{.) es una función que mapea un número real al entero anterior más grande;

ID es un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo;

N = min{T, nB) donde min(.) es una función que devuelve el valor más pequeño, T es la duración del ciclo de recepción discontinua (DRX) en tramas de radio y nB puede tener valores de {4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16, T/32};

13. Un nodo de red (10) operativo en una red de comunicación inalámbrica, el nodo de red (10) que es operativo para

determinar un conjunto de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan un requisito de nivel de cobertura mejorada determinado del primer dispositivo de red de radio (30); y aplicando una función predeterminada a los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red, seleccionar (104) una portadora de banda estrecha del conjunto, sobre la cual transmitir mensajes a o recibir mensajes de un primer dispositivo de red de radio (30), en donde los parámetros conocidos tanto por el dispositivo de red de radio (30) como por la red incluyen un parámetro derivado de un identificador único del dispositivo (30) y/o el número de portadoras en el conjunto determinado de portadoras de banda estrecha disponibles que soportan el nivel de cobertura mejorada determinado.

14. El nodo de red (10) de la reivindicación 13, operativo además para realizar los pasos de un método según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12.

15. Un programa informático (22; 42) que contiene instrucciones de programa que, cuando se ejecutan mediante una circuitería de procesamiento (34) en un dispositivo de red de radio (30), hacen que el dispositivo de red de radio (30) realice los pasos de un método según cualquiera de reivindicaciones 1 a 5, o que contienen instrucciones de programa que, cuando se ejecutan mediante una circuitería de procesamiento (14) en un nodo de red (10), hacen que el nodo de red (10) realice los pasos de un método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12.