ES2881893T3

ES2881893T3 - Diseño de configuración de canales de acceso aleatorio de banda estrecha para el Internet de las cosas

Info

Publication number: ES2881893T3
Application number: ES17715289T
Authority: ES
Inventors: Xingqin Lin; Yi-Pin Eric Wang; Yufei Blankenship; Ansuman Adhikary; Asbjörn Grövlen; Yutao Sui; Johan Bergman; Razaghi Hazhir Shokri
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: EP3430762B1; CN108781157A; EP3430762A1; WO2017160221A1; US20220150988A1; US12069743B2; CN108781157B; EP3879742A1; EP3879742B1; US20190075602A1; HUE055399T2; US11272550B2

Abstract

Un método para un dispositivo inalámbrico para transmitir un preámbulo de acceso aleatorio, comprendiendo el método: recibir información del sistema que indica una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia, en donde la información del sistema comprende un bloque de información del sistema tipo 2, SIB2, en donde, para cada uno de un número dado de bandas del canal físico de acceso aleatorio de banda estrecha, NPRACH, tres bits en SIB2 indican un índice de tono correspondiente a la subportadora inicial de esa banda del NPRACH, en el que cada banda del NPRACH comprende una pluralidad de subportadoras y corresponde a una clase de cobertura diferente; seleccionar uno de los índices de tono indicados basándose en una clase de cobertura, en donde el índice de tono seleccionado está asociado con una primera banda del NPRACH; determinar una ubicación dentro de una banda de frecuencia para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio con base en el índice de tono seleccionado (S110); y provocar la transmisión de un preámbulo de acceso aleatorio utilizando la ubicación determinada dentro de la banda de frecuencia.

Description

DESCRIPCIÓN

Diseño de configuración de canales de acceso aleatorio de banda estrecha para el Internet de las cosas

Campo técnico

La invención se refiere a la comunicación inalámbrica y, en particular, a la configuración de canales de acceso aleatorio de banda estrecha.

Antecedentes

La sociedad en red y la Internet de las cosas (loT - Internet of the Things, en inglés) están asociados con los nuevos requisitos de las redes celulares, por ejemplo, con respecto al coste del dispositivo, la vida útil de la batería y la cobertura. Para reducir el coste del dispositivo y del módulo, es muy conveniente utilizar una solución de sistema en un chip (SoC - System on a Chip, en inglés) con amplificador de potencia (PA - Power Amplifier, en inglés) integrado. Sin embargo, es factible que la tecnología de PA actual de última generación permita una potencia de transmisión comprendida entre 20 y 23 dBm cuando el PA está integrado en el SoC. Esta restricción limita la “cobertura” del enlace ascendente, que está relacionada con la cantidad de pérdida de ruta permitida entre el dispositivo inalámbrico y la estación base. Para maximizar la cobertura alcanzable por un PA integrado, es necesario reducir el retroceso de PA. El retroceso de PA es necesario cuando la señal de comunicación tiene una relación de potencia máxima respecto al promedio (PAPR - Peak to Average Power Ratio, en inglés) no unitaria. Cuanto mayor sea la PAPR, mayor será el retroceso de PA requerido. Una mayor reducción de PA también da lugar a una menor eficiencia del PA y, por lo tanto, a una menor duración de la batería del dispositivo. Por lo tanto, para las tecnologías de loT inalámbricas, el diseño de una señal de comunicación de enlace ascendente que tenga la PAPR tan baja como sea posible es de vital importancia para lograr los objetivos de rendimiento relacionados con el coste del dispositivo, la vida útil de la batería y la cobertura.

Actualmente el proyecto de asociación de 3a generación (3GPP - 3rd Generation Partnership Project, en inglés) está estandarizando las tecnologías de loT de banda estrecha (NB-IoT). Existe un fuerte apoyo del ecosistema de evolución a largo plazo (LTE - Long Term Evolution, en inglés) existente (proveedores y operadores) para la evolución de las especificaciones de LTE existentes para incluir las características deseadas de la IoT de NB. Esto está motivado por la consideración del tiempo de comercialización, ya que una solución de IoT de NB basada en LTE puede ser estandarizada y desarrollada en un período de tiempo más corto. Sin embargo, el enlace ascendente de LTE está basado en la modulación de acceso múltiple por división de la frecuencia de una sola portadora (SC-FDMA - Single Carrier Frequency Division Multiple Access, en inglés) para los canales de control y de datos del enlace ascendente, y en la señal de Zadoff-Chu para el acceso aleatorio. Ninguna de estas señales tiene buenas propiedades de PAPR.

El documento de ERICSSON: “NB-IoT - Hopping Pattern for Single Tone NB-PRACH”, BORRADOR DEL 3GPP; R1-160439 - NB-IOT - NB-PRACH FREQUENCY HOPPING PATTERN, 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP), vol. RAN WG1, n° St Julian's, Malta; 20160215 - 20160219 14 de febrero de 2016 (2016-02-14), XP051053775, explica la configuración de una pluralidad de bandas de canales físicos de acceso aleatorio en un ancho de banda dado, especificando un índice de tono inicial y el número de tonos para cada banda.

Compendio

Algunas realizaciones dan a conocer, ventajosamente, un dispositivo inalámbrico, un nodo de red y métodos para la configuración de canales de acceso aleatorio de banda estrecha de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1, 6, 9, 11. Se proporcionan aspectos adicionales de la invención de acuerdo con las reivindicaciones dependientes adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Una comprensión más completa de las presentes realizaciones, y las ventajas y características de las mismas, se entenderá más fácilmente haciendo referencia a la siguiente descripción detallada, cuando sea considerada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un procedimiento de acceso aleatorio basado en resolución de conflicto de LTE;

la figura 2 es un diagrama de bloques de la secuencia del preámbulo de acceso aleatorio enviada por el dispositivo inalámbrico;

la figura 3 es un diagrama de bloques de un ejemplo de la estructura básica de un grupo de símbolos de PRACH;

la figura 4 es un diagrama de bloques de varios patrones de salto;

la figura 5 es un diagrama de bloques de una cuadrícula de tiempo-frecuencia;

la figura 6 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico, a modo de ejemplo, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso de indicación, a modo de ejemplo, del código de indicación, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 8 es un diagrama de bloques de una configuración de recursos de NPRACH, a modo de ejemplo, e información de formato para configurar el NPRACH, de acuerdo con los principios de la invención;

las figuras 9 a 11 son diagramas de bloques de NPRACH de diferentes clases de cobertura, tales como FDM, TDM y una combinación de FDM y TDM, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 12 es un diagrama de bloques de varios ejemplos de posiciones de banda del NPRACH para la NB-IoT, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 13 es un diagrama de flujo de una realización alternativa del proceso de indicación del código de indicación, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 14 es un diagrama de bloques de un nodo de red, a modo de ejemplo, configurado para configurar un dispositivo inalámbrico para transmitir un preámbulo de acceso aleatorio para la comunicación en una red de comunicación, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 15 es un diagrama de flujo de un proceso de configuración, a modo de ejemplo, del código de configuración, de acuerdo con los principios de la invención;

la figura 16 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del dispositivo inalámbrico, de acuerdo con los principios de la invención; y

la figura 17 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del nodo de red, de acuerdo con los principios de la invención.

Descripción detallada

Antes de describir en detalle realizaciones a modo de ejemplo, se observa que las realizaciones residen principalmente en combinaciones de componentes de aparatos y etapas de procesamiento relacionadas con la configuración de un canal de acceso aleatorio de banda estrecha para Internet de las cosas de banda estrecha (NB-IoT). En consecuencia, los componentes se han representado, cuando es apropiado, mediante símbolos convencionales en los dibujos, que muestran solo aquellos detalles específicos que son pertinentes para comprender las realizaciones, para no oscurecer la invención con detalles que serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica que tengan el beneficio de la descripción del presente documento.

Tal como se utiliza en el presente documento, los términos relacionales, tales como “primero” y “segundo”, “arriba” y “abajo”, y similares, pueden ser utilizados únicamente para distinguir una entidad o elemento de otra entidad o elemento, sin requerir o implicar, necesariamente, ninguna relación u orden físico o lógico entre dichas entidades o elementos.

Una o más realizaciones de la invención dan a conocer un diseño de canal físico de acceso aleatorio para la NB-IoT con salto de frecuencia de tono único (NPRACH - Narrow band IoT Physical Random Access CHannel, en inglés) en el 3GPP. La señal de NPRACH es de un solo tono y tiene una PAPR extremadamente baja, y, por lo tanto, que reduce la necesidad de retroceso del PA y maximiza la eficiencia del PA. La señal de NPRACH es compatible con el SC-FDMA y con el acceso múltiple por división ortogonal de la frecuencia (OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiple Access, en inglés), ya que en cualquier intervalo de símbolos de OFDM, la nueva señal de NPRACH parece una señal de OFDM de una sola subportadora.

Para admitir un diseño de acceso aleatorio, el nodo de red descrito en el presente documento está configurado para poder configurar los siguientes parámetros para el NPRACH de tono único:

• información de los recursos de tiempo, es decir, la característica o características del dominio del tiempo, que informa a los dispositivos inalámbricos de “cuándo enviar”; e

• información de los recursos de frecuencia, es decir, la característica o características del dominio de la frecuencia, que dirige a los dispositivos inalámbricos hacia “dónde enviar”.

Una solución podría ser reutilizar el diseño de LTE. Sin embargo, debido a las importantes diferencias en el diseño de PRACH entre LTE y NB-IoT, el diseño de la configuración de canales de acceso aleatorio de LTE existente no se aplica a la NB-IoT.

Algunas realizaciones descritas en el presente documento dan a conocer, ventajosamente, un marco de diseño para la configuración de la configuración de canales de acceso aleatorio (RACH - Random Access CHannel, en inglés) en NB-IoT. El marco de diseño admite la configuración flexible de recursos de tiempo y frecuencia para oportunidades de NPRACH de diferentes clases de cobertura. En general, cada clase de cobertura corresponde a una pérdida de acoplamiento máxima (MCL - Maximum Coupling Loss, en inglés) respectiva, en donde MCL es la pérdida de canal total máxima entre el dispositivo inalámbrico y los puertos de antena del nodo de red, en los que aún se puede prestar o proporcionar el servicio de datos. Cuanto mayor sea la MCL, más robusto será el canal. En particular, el marco de diseño incluye al menos algunos, o todos, los siguientes aspectos:

• definición de formatos básicos de NPRACH para la configuración de RACH;

• definición del concepto de banda del NPRACH para la configuración de RACH;

• configuración flexible de una o más bandas de NPRACH en el dominio de la frecuencia, señalizada a través de la información del sistema;

• asignación implícita o explícita de clases de cobertura a bandas de NPRACH; y/o

• construido sobre formatos básicos de NPRACH, un diseño de tabla en la capa física que especifica la configuración de recursos de RACH admitida en el dominio del tiempo.

El diseño de NPRACH de salto de frecuencia de un solo tono en la NB-IoT puede exigir un nuevo diseño para la configuración del RACH, que proporciona el marco de diseño para la configuración del RACH que se describe en el presente documento. La configuración del RACH para la NB-IoT descrita en el presente documento incluye las siguientes ventajas:

• admite la multiplexación flexible de oportunidades de NPRACH de diferentes clases de cobertura, incluida la multiplexación por división del tiempo, la multiplexación por división de la frecuencia y una combinación de multiplexación por división del tiempo y multiplexación por división de la frecuencia;

• admite una amplia gama de densidades de oportunidades de NPRACH, habilitadas por la configuración flexible de recursos de tiempo y frecuencia para oportunidades de NPRACH;

• admite la configuración del RACH de NPRACH de diferentes formatos con diferentes prefijos cíclicos y/o diferente número de grupos de símbolos; y/o

• proporciona una menor sobrecarga de señalización en la información del sistema con un diseño de tabla en la capa física que especifica las oportunidades de NPRACH permitidas en el dominio del tiempo.

En el diseño de acceso aleatorio de LTE existente, el acceso aleatorio tiene múltiples propósitos, tales como el acceso inicial al establecer un enlace de radio, la solicitud de programación, etc. Entre otros, un objetivo principal del acceso aleatorio es lograr la sincronización del enlace ascendente, lo que es importante para mantener la ortogonalidad del enlace ascendente en LTE. Para preservar la ortogonalidad entre diferentes dispositivos inalámbricos en un sistema de OFDMA o SC-FDMA, el tiempo de llegada de la señal de cada dispositivo inalámbrico debe estar dentro del prefijo cíclico (CP - Cyclic Prefix, en inglés) de la señal de OFDMA o SC-FDMA en el nodo de la red.

El acceso aleatorio de LTE puede ser con resolución de conflicto o sin resolución de conflicto. La figura 1 es un diagrama de señalización de un procedimiento de acceso aleatorio con resolución de conflicto, que incluye el dispositivo inalámbrico 10 y el nodo de red 12. El dispositivo inalámbrico 10 incluye hardware y/o software para realizar los procesos descritos en el presente documento. Además, el nodo de red 12 incluye hardware y/o software para realizar los procesos descritos en el presente documento. El dispositivo inalámbrico 10 transmite un preámbulo de acceso aleatorio al nodo de red 12 (Bloque S100). El nodo de red 12 transmite una respuesta de preámbulo de acceso aleatorio al dispositivo inalámbrico 10 (Bloque S102). El dispositivo inalámbrico 10 transmite una transmisión programada al nodo de red 12 (Bloque S104). El nodo de red 12 transmite señalización de resolución de conflicto y/o un mensaje o mensajes al dispositivo inalámbrico 10 (Bloque S106). Se debe tener en cuenta que solo el Bloque S100 implica un procesamiento de capa física diseñado específicamente para acceso aleatorio, mientras que los Bloques S102 a S106 siguen el mismo procesamiento de capa física utilizado en la transmisión de datos de enlace ascendente y descendente. Para un acceso aleatorio sin resolución de conflicto, el dispositivo inalámbrico 10 utiliza preámbulos reservados asignados por la estación base. En este caso, la resolución de conflictos no es necesaria y, por lo tanto, solo se requieren los Bloques S100 y S102.

El PRACH de NB-IoT tiene fines similares a los de LTE y reutiliza el procedimiento de acceso aleatorio en LTE. Tal como se muestra en la figura 1, en el Bloque S100, el dispositivo inalámbrico 10 envía una secuencia de preámbulo de PRACH durante un segmento de tiempo de acceso aleatorio ilustrado en la figura 2. En particular, la figura 2 es un diagrama de bloques de la secuencia de preámbulo de acceso aleatorio enviada por el dispositivo inalámbrico 10. El dispositivo inalámbrico 10, tal como se utiliza en el presente documento, puede ser un dispositivo de comunicación por radio, un punto final de dispositivo inalámbrico, un punto final de móvil, un punto final de dispositivo, un dispositivo de detección, un dispositivo objetivo, un dispositivo inalámbrico de dispositivo a dispositivo, un equipo de usuario (UE - User Equipment, en inglés), dispositivo inalámbrico de tipo máquina o un dispositivo inalámbrico capaz de comunicarse de máquina a máquina, un sensor equipado con un dispositivo inalámbrico, una tableta, un terminal móvil, un teléfono móvil, un ordenador portátil, un ordenador, un electrodoméstico, un automóvil, un teléfono inteligente, un equipo integrado en un portátil (LEE - Laptop Embedded Equipment, en inglés), un equipo montado en un portátil (LME - Laptop Mounted Equipment, en inglés), una llave USB y un equipo en las instalaciones del cliente (CPE - Customer Premises Equipment, en inglés), entre otros dispositivos que pueden comunicar señales de radio o inalámbricas tal como se conocen en la técnica. La secuencia de preámbulo de PRACH no ocupa todo el segmento de acceso aleatorio, dejando algún tiempo como tiempo de seguridad (GT - Guard Time, en inglés). Tal como se explicó anteriormente, para maximizar la eficiencia y la cobertura del PA, es deseable tener preámbulos de PRACH lo más cerca posible de la envolvente constante. Asimismo, los preámbulos de PRACH deberían estar diseñados de modo que los nodos 12 de la red, por ejemplo, las estaciones base, puedan realizar una estimación precisa del tiempo de llegada. En la siguiente descripción, la señal de PRACH y el preámbulo de PRACH se utilizan indistintamente.

La figura 3 es un diagrama de bloques de un ejemplo de la estructura básica de un grupo de símbolos de PRACH. El grupo de símbolos de PRACH ilustrado en la figura 3 es una señal de OFDM de un solo tono. A diferencia de los símbolos de OFDM tradicionales en los que una parte no de prefijo cíclico (CP) consta de un solo símbolo, la parte no de CP del grupo de símbolos de PRACH puede constar de uno o más símbolos. Un CP (de 266,7 microsegundos (gs) o de 66,7 gs de longitud) y 5 símbolos constituyen un grupo básico de símbolos. Las longitudes de CP de 66,7 gs y 266,7 gs brindan soporte para diferentes tamaños de celda. La estructura de símbolo con 266,7 gs de CP y 5 símbolos se ilustra en la figura 3. En una o más realizaciones, para una longitud de CP de 66,7 gs, un grupo se define como 5 símbolos y un CP de 66,7 gs de longitud.

Varios grupos de símbolos de OFDM, cada uno tal como se ilustra en la figura 3, se concatenan para formar un preámbulo de PRACH. Pero las posiciones en frecuencia de los grupos de símbolos del mismo preámbulo de PRACH varían de acuerdo con uno o más patrones de salto. La figura 4 es un diagrama de bloques de varios patrones de salto, donde cada sombreado indica una posición de la frecuencia de tiempo de un grupo de símbolos cuya estructura se ilustra en la figura 3.

Con base en el NPRACH de salto de frecuencia de un solo tono, 12 tonos (de ancho de banda de 3,75 kHz*12 = 45 kHz) se pueden utilizar como la banda básica de recursos de frecuencia (tal como 6 PRB en un PRACH de LTE) para el diseño de configuración, con los 12 tonos distribuidos por salto de frecuencia tal como se muestra en la figura 5. En una o más realizaciones, el NPRACH utiliza una separación entre subportadoras de 3,75 kHz. La figura 5 es un diagrama de bloques de una cuadrícula de tiempo-frecuencia, donde los rectángulos de sombreados similares pertenecen al mismo preámbulo. Una o más posiciones en la cuadrícula de tiempo-frecuencia de la figura 5 pueden ser designadas en el bloque de información del sistema (SIB - System Information Block, en inglés) o en el bloque de información principal (MlB - Master Information Block, en inglés) transmitido por un nodo de red, para informar a un dispositivo inalámbrico dónde transmitir un preámbulo de acceso aleatorio. El nodo de red 12 puede transmitir al menos uno de un índice de tono y un índice de configuración en el que se transmitirá el preámbulo de acceso aleatorio, en el que el índice de tono indica un punto de inicio de una banda del NPRACH dentro de la banda de frecuencia para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio , y el índice de configuración indica al menos una subtrama en el dominio del tiempo en la que debe comenzar la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio, proporcionando de este modo una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia, es decir, una ubicación de tiempo-frecuencia, para comenzar la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio. En una o más realizaciones, el índice de tono es un valor tal como un valor comprendido entre 0 y 48 que corresponde a un tono donde comienza la banda del NPRACH. En una o más realizaciones, el índice de configuración es un valor tal como un número de subtrama de una subtrama en el dominio del tiempo.

La figura 6 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico 10 de acuerdo con los principios de la invención. El dispositivo inalámbrico 10 incluye una interfaz de comunicación 14 que está configurada para comunicarse con un nodo de red a través de uno o más protocolos de comunicación, tales como protocolos basados en la NB-IoT a través de una o más redes de comunicación. Por ejemplo, en una o más realizaciones, la interfaz de comunicación 14 está configurada para transmitir un preámbulo de acceso aleatorio en una red de comunicación. En una o más realizaciones, la interfaz de comunicación 14 incluye o está reemplazada por uno o más transmisores y/o uno o más receptores.

El dispositivo inalámbrico 10 incluye la circuitería de procesamiento 16. La circuitería de procesamiento 16 incluye el procesador 18 y la memoria 20. Además de un procesador y una memoria tradicionales, la circuitería de procesamiento 16 puede comprender una circuitería integrada para el procesamiento y/o el control, por ejemplo, uno o más procesadores y/o núcleos de procesador y/o varias FPGA (Matriz de puertas programables en campo - Field Programmable Gate Array, en inglés) y/o varios ASIC (Circuito integrado de aplicación específica - Application Specific Integrated Circuitry, en inglés). El procesador 18 puede estar configurado para acceder (por ejemplo, escribir y/o leer desde) a la memoria 20, que puede comprender cualquier tipo de memoria volátil y/o no volátil, por ejemplo, una caché y/o una memoria intermedia y/o una RAM (Memoria de acceso aleatorio - Random Access Memory, en inglés) y/o una ROM (Memoria de solo lectura - Read Only Memory, en inglés) y/o una memoria óptica y/o una EPROM (Memoria de solo lectura programable y borrable - Erasable Programmable Read Only Memory, en inglés). Dicha memoria 20 puede estar configurada para almacenar código ejecutable por el procesador 18 y/u otros datos, por ejemplo, datos pertenecientes a la comunicación, por ejemplo, configuración y/o datos de dirección de nodos, etc.

La circuitería de procesamiento 16 puede estar configurada para controlar cualquiera de los métodos y/o procesos descritos en el presente documento y/o para hacer que dichos métodos y/o procesos sean realizados, por ejemplo, por el dispositivo inalámbrico 10. Las instrucciones correspondientes pueden ser almacenadas en la memoria 20, que puede ser legible y/o estar conectada de manera legible al procesador 18. El procesador 18 corresponde a uno o más procesadores 18 para realizar las funciones del dispositivo inalámbrico 10 descritas en el presente documento. El dispositivo inalámbrico 10 incluye la memoria 20, que está configurada para almacenar datos, código de software programático y/u otra información descrita en el presente documento. La memoria 20 está configurada para almacenar el código de determinación 22. Por ejemplo, el código de determinación 22 incluye instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 18, hacen que el procesador 18 realice el proceso descrito en detalle con respecto a la figura 7. En una o más realizaciones, la memoria 20 almacena una o más configuraciones descritas en el presente documento, tal como almacenar la Tabla 2 que se describe a continuación. En una o más realizaciones, las funciones descritas en el presente documento con respecto al dispositivo inalámbrico 10 se realizan de manera distribuida entre varios dispositivos inalámbricos 10 y/o nodos de red tales como en una nube de red.

La figura 7 ilustra un diagrama de flujo de un proceso de determinación a modo de ejemplo del código de determinación 22 del dispositivo inalámbrico 10 de acuerdo con los principios de la invención. El proceso de indicación determina una configuración de NPRACH para la transmisión. La circuitería de procesamiento 16 está configurada para obtener un índice de tono, tal como se describe en el presente documento (Bloque S108). En una o más realizaciones, el índice de tono está comprendido entre 0 y 36. En una o más realizaciones, el índice de tono se basa en al menos uno de entre el ancho de banda del sistema, un número de tonos por banda de canal de acceso aleatorio y un número de bandas de canales de acceso aleatorio. En una o más realizaciones, el ancho de banda del sistema es un ancho de banda de la banda de frecuencia. En una o más realizaciones, la banda del canal de acceso aleatorio es la banda del NPRACH de tal manera que el índice de tono está configurado con base en el número de bandas del NPRACH. En una o más realizaciones, la banda del canal de acceso aleatorio es la banda del NPRACH, de tal manera que el índice de tono está configurado con base en el número de tonos por cada banda del NPRACH. En otras palabras, el índice de tono para su utilización por parte del dispositivo inalámbrico 10 y configurado por el nodo de red 12 se basa en uno o más de estos factores anteriores.

El índice de tono indica una subportadora inicial de la banda del NPRACH. En una o más realizaciones, se obtienen múltiples índices de tono, donde cada índice de tono indica una subportadora de mirada fija de una banda del NPRACH respectiva. En otras palabras, el índice de tono indica un punto de inicio de una banda del NPRACH dentro de la banda de frecuencia para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio. En una o más realizaciones, durante la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio, la frecuencia se cambia, por ejemplo, mediante un salto de frecuencia, tal como se describe en el presente documento. La banda de frecuencia corresponde al número de subportadoras. Por ejemplo, en una realización, la banda de frecuencia, es decir, el ancho de banda del sistema, corresponde a 48 subportadoras, es decir, 180 kHz. En una o más realizaciones, el índice de tono obtenido se obtiene a través de información del sistema tal como el bloque de información del sistema tipo 2 (SIB2) y/o de información principal, que son difundidos, es decir, no son señalización específica de un dispositivo inalámbrico 10.

La circuitería de procesamiento 16 está configurada para determinar una ubicación dentro de una banda de frecuencia para transmitir, es decir, para comenzar a transmitir, el preámbulo de acceso aleatorio basado en el índice de tono obtenido, tal como se describe en el presente documento (Bloque S110). En una o más realizaciones, la circuitería de procesamiento 16 está configurada, además, para provocar la transmisión de un preámbulo de acceso aleatorio utilizando la ubicación determinada dentro de la banda de frecuencia. En una o más realizaciones, la circuitería de procesamiento está configurada para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio utilizando al menos una característica del dominio de la frecuencia, por ejemplo, la ubicación, de la banda de frecuencia del RACH.

La figura 8 ilustra un diagrama de bloques de una configuración de recursos del NPRACH, a modo de ejemplo, e información de formato para configurar el NPRACH de acuerdo con los principios de la invención. En particular, la configuración de recursos y la información de formato están asignados a la cuadrícula de tiempo-frecuencia para ilustrar cómo se utilizan estos parámetros individuales para configurar el NPRACH en la cuadrícula de tiempofrecuencia. Estos parámetros incluyen información de configuración de recursos del NPRACH, tal como uno o más de tiempo de inicio del NPRACH, periodicidad del NPRACH, compensación de la subportadora del NPRACH, número de subportadoras del NPRACH. En una o más realizaciones, la compensación de la subportadora del NPRACH indica el inicio de la banda del NPRACH. La compensación de la subportadora del NPRACH es un parámetro de capa de comunicación superior. En una o más realizaciones, la compensación de la subportadora del NPRACH- es una posición inicial de una banda tal como una banda correspondiente a 48 tonos. En un ejemplo con 48 tonos, la compensación de la subportadora del NPRACH es 0, ya que una portadora de la NB-IoT tiene como máximo 48 tonos.

Estos parámetros también incluyen información de formato del NPRACH, como uno o más de longitud de CP del NPRACH y número de repeticiones del NPRACH. En una o más realizaciones, una unidad de tiempo del NPRACH en el tiempo son cuatro grupos de símbolos, donde el número de repeticiones del NPRACH está definido con respecto a esta unidad de tiempo, y la duración de la transmisión del NPRACH es igual al número de repeticiones del NPRACH * la unidad de tiempo. En una o más realizaciones, la banda del NPRACH es una banda de doce tonos en la que el parámetro número de subportadoras del NPRACH = x*12-tono, donde x = 1, 2, 3 o 4. En una o más realizaciones, número de repeticiones del NPRACH incluye - {1,2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128}.

Continuando con el ejemplo de la banda del NPRACH de 48 tonos, = 12 subportadoras es una notación de salto de frecuencia de Capa 1 que se utiliza en la fórmula de salto de frecuencia para restringir el salto a 12 tonos. Por lo tanto, en un ejemplo, si el dispositivo inalámbrico 10 selecciona aleatoriamente un tono, en el que:

• si el tono seleccionado está comprendido entre 0 y 11, el salto está dentro de los primeros 12 tonos; y

• si el tono seleccionado está comprendido entre 12 y 23, el salto está dentro de los segundos 12 tonos;

• etc.

En otras palabras, el dispositivo inalámbrico 10 toma aleatoriamente una banda de 12 tonos (de 0 a 11, de 12 a 23, de 24 a 35 o de 36 a 47) de la banda de 48 tonos. En una o más realizaciones, el preámbulo de acceso aleatorio se transmite en al menos dos subportadoras de acuerdo con el salto de frecuencia descrito en el presente documento.

Tal como se explica en el presente documento, es deseable permitir que las redes tengan la flexibilidad de configurar 1,2 o 3 bandas de NPRACH. El índice de tono inicial de las bandas de NPRACH de 12 tonos puede estar comprendido entre 0 y 36. No obstante, puede ser suficiente restringir el posible índice de tono inicial de una banda del NPRACH de 12 tonos a un subconjunto de estos valores.

Debido a los flexibles escenarios de implementación de la NB-IoT, la presente invención proporciona, ventajosamente, a las redes, una capacidad de configuración flexible cuando configura recursos de radio para el NPRACH de diferentes clases de cobertura, tal como se ilustra en las figuras 9 a 11 Las figuras 9 a 11 ilustran diagramas de bloques de multiplexación de NPRACH de diferentes clases de cobertura, donde la multiplexación puede incluir FDM, TDM y una combinación de FDM y TDM. En particular, se pueden configurar diferentes bandas de NPRACH en diferentes partes de la cuadrícula de tiempo-frecuencia tal como se ilustra en las figuras 9 a 11. Tal como se describe en el presente documento, en una o más realizaciones, cada banda del NPRACH corresponde a una clase de cobertura diferente. Por ejemplo, en una o más realizaciones, la clase de cobertura uno puede corresponder a -144 dB de pérdida máxima de acoplamiento (MCL) del NPRACH, la clase de cobertura dos puede corresponder a -154 dB de MCL del NPRACH, y la clase de cobertura tres puede corresponder a -164 dB de MCL del NPRACH. La configuración de la multiplexación por división de la frecuencia (FDM - Frequency Division Multiplexing, en inglés) permite una separación de NPRACH de diferentes clases de cobertura en el dominio de la frecuencia. Este tipo de configuración puede ser más fácil de configurar y de gestionar para la red. La configuración de división en el dominio del tiempo (TDM - Time Division Multiplexing, en inglés) separa los NPRACH de diferentes clases de cobertura en el dominio del tiempo. Este tipo de configuración es deseable si la red utiliza diferentes recursos de frecuencia para el NPRACH en celdas vecinas. Sin embargo, la configuración y la gestión son necesarias para mitigar el bloqueo y/o la colisión de las transmisiones de NPRACH en diferentes clases de cobertura. La combinación de enfoques de f Dm y TDM es una compensación entre FDM y TDM, y puede ser beneficiosa. Además, las redes deben tener cierta flexibilidad para configurar la posición de cada banda del NPRACH de 12 tonos en el dominio de la frecuencia.

La figura 12 ilustra un diagrama de bloques de varios ejemplos de posiciones de la banda del NPRACH para la NB-IoT. Por ejemplo, el nodo de red 12 puede configurar la banda del NPRACH hacia la mitad de la cuadrícula de frecuencia, en el borde con 0, 2 o 4 tonos de seguridad. Por ejemplo, las ubicaciones de las bandas ilustradas en la figura 13 comienza en el índice de tono 0, 2, 4, 18, 32, 34 y 36. En una o más realizaciones, las ubicaciones de inicio para la banda del NPRACH son 0, 2, 18, 34 y 36, de tal manera que también correspondan a los puntos de inicio para la transmisión de preámbulos de acceso aleatorio. En una o más realizaciones, se configura otro número de ubicaciones de banda. Estas configuraciones se pueden señalar mediante un bloque de información del sistema (SIB), un bloque de información principal (MIB) o la combinación de MIB y SIB. En una o más realizaciones, se utilizan 2 bits en SIB2 para configurar el número de bandas del NPRACH. En una o más realizaciones, se utilizan 3 bits en SIB2 para configurar la posición en frecuencia de cada banda del NPRACH.

En una o más realizaciones, algunas de estas configuraciones pueden ser fijas y, por lo tanto, no es necesario señalizarlas. En una o más realizaciones, para el 3GPP, se pueden configurar tres clases de cobertura diferentes para el NPRACH. Si la red solo configura una banda del NPRACH, entonces los dispositivos inalámbricos 10 de diferente clase de cobertura realizarán un acceso aleatorio en la banda del NPRACH configurada (pero en diferentes recursos de tiempo).

Si se configuran múltiples bandas del NPRACH, las oportunidades de acceso aleatorio para una clase de cobertura dentro de una banda del NPRACH pueden ser restringidas, lo que facilita evitar la colisión de transmisiones del NPRACH de diferentes clases de cobertura. Por lo tanto, en una o más realizaciones, un índice de clase de cobertura es asignado a un índice de banda del NPRACH. Esto se puede lograr mediante la especificación de uno o más métodos de asignación tal como se explica en el presente documento. Un ejemplo del método de asignación para asignar un índice de clase de cobertura a un índice de banda del NPRACH es el siguiente:

Índice de banda del NPRACH para cobertura j = argmin_ {i} (| Cobertura j - banda i NPRACH |)

• Una banda del NPRACH (i = 1): índices de cobertura {1,2,3} => índices de bandas del NPRACH {1,1,1};

• Dos bandas del NPRACH (i = 1,2): índices de cobertura {1,2,3} => índices de bandas del NPRACH {1,2, 2}; y

• Tres bandas del NPRACH (i = 1,2,3): índices de cobertura {1,2,3} => índices de bandas del NPRACH {1,2, 3}.

En este ejemplo, con una banda del NPRACH, los dispositivos inalámbricos 10 en todas las clases de cobertura utilizan la misma (y única) banda del NPRACH. Con dos bandas del NPRACH, los dispositivos inalámbricos 10 en cobertura mejorada (cobertura 2 y 3) utilizan una banda del NPRACH diferente a la de los dispositivos inalámbricos 10 en cobertura básica (cobertura 1). Esto evita que las oportunidades de acceso aleatorio de la cobertura básica sean bloqueadas por clases de cobertura mejorada que pueden requerir un gran número de repeticiones. En una o más realizaciones, la asignación especificada anteriormente se lleva a cabo implícitamente en el dispositivo inalámbrico 10. Otra forma de asignar la clase de cobertura a la banda del NPRACH es utilizar señalización de control de recursos de radio (RRC - Radio Resource Control, en inglés), por ejemplo, SIB2, para señalar la banda del NPRACH utilizada por cada clase de cobertura. A partir de esta señalización explícita, los dispositivos inalámbricos 10 en cada clase de cobertura saben qué banda del PRACH utilizar. Por lo tanto, si se permite configurar múltiples bandas del NPRACH, se puede especificar un método de asignación que asigne la clase de cobertura a la banda del NPRACH. En una realización, la asignación implícita se lleva a cabo en el dispositivo inalámbrico 10 con base en una fórmula. En otra realización, la asignación se lleva a cabo mediante señalización de RRC explícita por parte de las redes, donde la señalización de RRC es específica del dispositivo inalámbrico 10.

En una o más realizaciones, la separación de tiempo del PRACH de diferentes clases de cobertura es la siguiente: el rango para el parámetro de RRC para la periodicidad de la subtrama inicial del PRACH (expresado en términos de oportunidades de PRACH) es prachStartingSubframe = {2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256}; y una compensación (expresada en términos de oportunidades PRACH) es N*prachStartingSubframe numRepetitionPerPreambleAttempt, donde N = {0, ...}.

Las configuraciones descritas anteriormente para el NPRACH están en el dominio de la frecuencia. A continuación, se explica la configuración en el dominio de tiempo para el NPRACH. En una o más realizaciones, el diseño en LTE heredado (es decir, Tabla 5.7.1-2 para FDD en el documento TS 36.211 del 3GPP) se puede modificar tal como se describe en el presente documento. La Tabla 1 ilustra los formatos básicos para el NPRACH en el dominio del tiempo. En una o más realizaciones, existen dos longitudes de CP para el NPRACH. De acuerdo con los acuerdos sobre el patrón de salto del NPRACH, se utilizan cuatro grupos de símbolos y/u ocho grupos de símbolos para las unidades básicas del NPRACH. Estos formatos básicos se ilustran en la Tabla 1.

Tabla 1: Formatos básicos del NPRACH

Con el ejemplo anterior de formatos básicos de NPRACH definidos, la Tabla 5.7.1-2 del documento TS 36.211 del 3GPP puede ser rediseñada para el diseño de la configuración del NPRACH. El número de repeticiones del NPRACH para la mejora de la cobertura está definido sobre la unidad de un formato básico del NPRACH, es decir, por cuántas veces se repite un formato básico del NPRACH. El rediseño se implementó para la Tabla 5.7.1-2 en el documento TS 36.211 del 3GPP para el NPRACH, porque los formatos básicos del NPRACH son mucho más largos que los formatos básicos del PRACH del LTE. En la Tabla 1, la asociación con las 2 longitudes de CP diferentes, 4 grupos de símbolos y 8 grupos de símbolos pueden ser utilizados como formatos básicos del NPRACH. El NPRACH puede tener una longitud de 7 ms para 4 grupos de símbolos y de 14 ms para 8 grupos de símbolos. Estas longitudes son mucho más largas que las duraciones de 1 ms y 2 ms en el PRACH de LTE.

Por lo tanto, la Tabla 5.7.1-2 en el documento TS 36.211 del 3GPP puede ser rediseñada ampliando las unidades de recursos de tiempo. Por ejemplo, en una o más realizaciones, las unidades de tiempo se expanden, por ejemplo, en 6,4 veces y, por lo tanto, especifican los tiempos de inicio del PRACH válidos dentro de cada 64 subtramas. El período de 64 subtramas equilibra el retardo del NPRACH, la flexibilidad de programación del PUSCH y el período del número de tramas del sistema (10,24 s) es divisible por 64 ms.

Después de ampliar la unidad de recurso de tiempo de 10 ms (PRACH de LTE) a 64 ms (NPRACH), se construye una tabla similar a la Tabla 5.7.1-2 en el documento TS 36.211 del 3GPP, que especifica los tiempos de inicio válidos para el NPRACH. En la Tabla 2 se proporciona un ejemplo de dicha tabla.

TABLA 2: Configuración de acceso aleatorio del NPRACH

Por ejemplo, en una o más realizaciones, con la configuración 0 en la Tabla 2, solo hay una oportunidad de PRACH cada 128 ms, mientras que con la configuración 14 en la Tabla 2, hay dieciséis oportunidades de PRACH cada 128 ms. En un ejemplo, considerando la configuración 14 en la Tabla 2, hay 16 oportunidades cada 128 ms con tres clases de cobertura diferentes.

• Para la clase de cobertura 1, se utilizan 4 grupos de símbolos (es decir, sin repetición) y se pueden transmitir completamente utilizando una oportunidad de NPRACH.

• Para la clase de cobertura 2, se utilizan 8 grupos de símbolos (es decir, 2 repeticiones con respecto a los 4 grupos de símbolos básicos) y se pueden transmitir utilizando 2 oportunidades.

• Para la clase de cobertura 3, se utilizan 32 grupos de símbolos (es decir, 8 repeticiones con respecto a los 4 grupos de símbolos básicos) y se pueden transmitir utilizando 8 oportunidades.

El espacio entre dos subtramas de inicio cualesquiera bajo cualquier índice de configuración particular comprendido entre 0 y 15 en la Tabla 2 es un múltiplo de 8 ms. Este espacio garantiza que 4 grupos de símbolos (ya sea que el CP sea de 266,7 gs o 66,7 gs) puedan encajar en dos oportunidades de NPRACH adyacentes, y también proporciona programación de canal físico compartido de enlace ascendente de banda estrecha (NPUSCH - Narrowband Physical Uplink Shared CHannel, en inglés) (cuyas unidades de programación son una potencia de 2 ms). En una o más realizaciones, se utilizan 4 y/u 8 grupos de símbolos para construir los formatos básicos del NPRACH descritos en el presente documento, donde la repetición del NPRACH define cuántas veces se repite el formato básico del NPRACH tal como se ha descrito en el presente documento.

Además, el espacio entre dos subtramas de inicio cualesquiera bajo cualquier índice de configuración particular comprendido entre 16 y 31 en la Tabla 2 es un múltiplo de 16 ms. Este espacio garantiza que 8 grupos de símbolos (ya sea que el CP sea de 266,7 gs o de 66,7 gs) puedan encajar en dos oportunidades adyacentes del NPRACH, y también proporciona una programación del NPUSCH (cuyas unidades de programación son una potencia de 2 ms).

En una o más realizaciones, las configuraciones de la Tabla 2 son señaladas al dispositivo inalámbrico 10 utilizando un campo en un Bloque de información del sistema (SIB), o un Bloque de información principal (MIB), o la combinación de MIB y SIB. Por ejemplo, SIB2 puede tener un campo llamado “prach-Configlndex” que especifica qué fila utilizar en la Tabla 2. En una o más realizaciones, se utilizan dos bits en SIB2 para configurar varias bandas del NPRACH. En una o más realizaciones, se utilizan tres bits en SIB2 para configurar una posición en frecuencia de cada banda del NPRACH.

Además, en una o más realizaciones, el ejemplo de la Tabla 2 no especifica qué longitud de CP utilizar para el NPRACH. Para señalar la longitud de CP para el NPRACH, se puede utilizar cualquiera de las dos realizaciones alternativas de ejemplo:

• Realización alternativa uno: se utiliza un bit separado en la información del sistema (por ejemplo, SIB2) para señalar la longitud del CP del NPRACH.

• Realización alternativa dos: la Tabla 2 se puede duplicar para contener dos longitudes de CP diferentes, y el prach-Configlndex indica conjuntamente la longitud del CP y otra información de configuración.

En una o más realizaciones, para especificar los tiempos de inicio del NPRACH válidos, los índices de configuración del PRACH son definidos durante un período de tiempo de 64 ms. Por lo tanto, algunas realizaciones proporcionan un marco de diseño para la configuración del RACH en la NB-IoT. Este marco de diseño admite la configuración flexible de recursos de tiempo y frecuencia para oportunidades del NPRACH de diferentes clases de cobertura. En particular, el diseño ofrece varias características.

• Definición de formatos básicos del NPRACH para la configuración del RACH;

• Definición del concepto de banda del NPRACH para la configuración del RACH;

• Configuración flexible de 1 o más bandas del NPRACH en el dominio de la frecuencia, señalizadas por medio de la información del sistema;

• Asignación implícita o explícita de clases de cobertura a bandas del NPRACH; y/o

• Construido sobre formatos básicos del NPRACH, un diseño de tabla en la capa física que especifica la configuración de recursos del RACH admitida en el dominio del tiempo.

La figura 13 ilustra un diagrama de flujo de una realización alternativa del proceso de determinación del código de determinación 22 de acuerdo con los principios de la invención. Se puede configurar una pluralidad de clases de cobertura diferentes, por ejemplo, tres clases de cobertura, para el NPRACH. Si se configuran múltiples bandas del NPRACH, es deseable restringir las oportunidades de acceso aleatorio para una clase de cobertura dentro de una banda del NPRACH, haciendo de este modo más fácil evitar la colisión de transmisiones del NPRACH de diferentes clases de cobertura, tal como se ha descrito en el presente documento. Sin embargo, si solo se configura una banda del NPRACH, entonces los dispositivos inalámbricos 10 de diferentes clases de cobertura realizarán un acceso aleatorio en la banda del NPRACH configurada, pero en diferentes recursos de tiempo, tal como se ha descrito en el presente documento.

La circuitería de procesamiento 16 está configurada para determinar una clase de cobertura basada en una intensidad medida de la señal de enlace descendente (Bloque S112). En una o más realizaciones, la intensidad de la señal de enlace descendente se mide mediante el dispositivo inalámbrico 10. La circuitería de procesamiento 16 está configurada para recibir el bloque de información del sistema (SIB) que indica una configuración de los recursos del NPRACH e información de formato tal como se ha descrito en el presente documento (Bloque S114). La circuitería de procesamiento 16 está configurada para determinar el recurso del NPRACH asignado a la clase de cobertura determinada, tal como se ha descrito en el presente documento (Bloque S116). La circuitería de procesamiento 16 está configurado para determinar el formato del NPRACH asociado con la clase de cobertura determinada tal como se ha descrito en el presente documento (Bloque S118).

La circuitería de procesamiento 16 está configurada para generar un preámbulo basado en el formato de NPRACH asociado con la clase de cobertura determinada tal como se ha descrito en el presente documento (Bloque S120). La circuitería de procesamiento 16 está configurada para transmitir el preámbulo en el recurso de NPRACH asignado a la clase de cobertura determinada, tal como se describe en el presente documento (Bloque S122). En una o más realizaciones, los Bloques S112 y S114 ocurren en orden inverso o sustancialmente al mismo tiempo. En una o más realizaciones, los Bloques S116 y S118 ocurren en orden inverso o sustancialmente al mismo tiempo.

La figura 14 ilustra un diagrama de bloques de un nodo de red 12 configurado para configurar el dispositivo inalámbrico 10 para transmitir un preámbulo de acceso aleatorio para la comunicación en una red de comunicación. El nodo 12 puede ser cualquier tipo de nodo de red que puede comprender un nodo de la red de radio, tal como una estación base, una estación base de radio, una estación base transceptora, un controlador de estación base, un controlador de red, un nodo B evolucionado (eNB - Evolved NB, en inglés), un nodo B, una entidad de coordinación de multiceldas / multidifusión (MCE - Multi-cell/Multicast Coordination Entity, en inglés), un nodo de retransmisión, un punto de acceso, un punto de acceso por radio, una cabecera de radio remota (RRH - Remote Radio Header, en inglés) de una unidad de radio remota (RRU - Remote Radio Unit, en inglés), un nodo de la red central (por ejemplo, MME, un nodo SON, un nodo de coordinación, un nodo de posicionamiento, un nodo de MDT, etc.), o incluso un nodo externo (por ejemplo, un nodo de terceros, un nodo externo a la red actual), etc. El nodo de red 12 incluye una interfaz de comunicación 24 para comunicarse con el dispositivo inalámbrico 10 a través de uno o más protocolos de comunicación a través de una o más redes. El nodo de red 12 incluye la circuitería de procesamiento 26. La circuitería de procesamiento 26 incluye el procesador 28 y la memoria 30. Además de un procesador y una memoria tradicionales, la circuitería de procesamiento 26 puede comprender una circuitería integrada para procesar y/o controlar, por ejemplo, uno o más procesadores y/o núcleos de procesador y/o FPGA (Matriz de puertas programables en campo - Field Programmable Gate Array, en inglés) y/o ASIC (Circuito integrado de aplicación específica - Application Specific Integrated Circuitry, en inglés). El procesador 28 puede estar configurado para acceder (por ejemplo, escribir y/o leer desde) la memoria 30, que puede comprender cualquier tipo de memoria volátil y/o no volátil, por ejemplo, una caché y/o una memoria intermedia y/o una RAM (memoria de acceso aleatorio) y/o una ROM (memoria de solo lectura) y/o una memoria óptica y/o una EPROM (memoria de solo lectura programable y borrable). Dicha memoria 30 puede estar configurada para almacenar código ejecutable por el procesador 28 y/u otros datos, por ejemplo, datos pertenecientes a la comunicación, por ejemplo, configuración y/o datos de dirección de nodos, etc.

La circuitería de procesamiento 26 puede estar configurada para controlar cualquiera de los métodos y/o procesos descritos en el presente documento y/o hacer que dichos métodos y/o procesos sean realizados, por ejemplo, por el nodo de red 12. Las instrucciones correspondientes pueden estar almacenadas en la memoria 30, que puede ser legible y/o estar conectado de manera legible al procesador 28. El procesador 28 corresponde a uno o más procesadores para realizar las funciones del nodo de red 12 descritas en el presente documento. El nodo de red 12 incluye la memoria 30 que está configurada para almacenar datos, código de software programático y/u otra información descrita en el presente documento. La memoria 30 está configurada para almacenar el código de configuración 32. Por ejemplo, el código de configuración 32 incluye instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 28, hacen que el procesador 28 realice el proceso descrito en detalle con respecto a la figura 15. En una o más realizaciones, las funciones descritas en el presente documento con respecto al nodo 12 se realizan de manera distribuida entre varios nodos 12, tal como en una nube de red.

La figura 15 ilustra un diagrama de flujo a modo de ejemplo de un proceso de configuración del código de configuración 32, de acuerdo con los principios de la invención. La circuitería de procesamiento 26 está configurada para transmitir una indicación de una configuración al dispositivo inalámbrico 10 (Bloque S124). En una o más realizaciones, la configuración indica una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia que el dispositivo inalámbrico 10 debe utilizar para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio (Bloque S124). En una o más realizaciones, la configuración indica una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia que el dispositivo inalámbrico debe utilizar para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio. En una o más realizaciones, la ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo- frecuencia corresponde a una ubicación en el dominio del tiempo y a una ubicación en el dominio de la frecuencia. En una o más realizaciones, la ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia es el punto de partida en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia para la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio. La circuitería de procesamiento 26 está configurada para recibir el preámbulo de acceso aleatorio de acuerdo con la configuración indicada tal como se ha descrito en el presente documento (Bloque S126).

La figura 16 ilustra un diagrama de bloques de una realización alternativa del dispositivo inalámbrico 10, de acuerdo con los principios de la invención. El dispositivo inalámbrico 10 incluye el módulo de determinación 34, que está configurado para realizar el proceso de determinación tal como se ha descrito anteriormente con respecto al código de determinación 22. La señal que indica la banda de frecuencia del RACH y el índice de tono para la NB-IoT puede ser transmitida a una pluralidad de dispositivos inalámbricos, o ser unidifundida a un dispositivo inalámbrico particular 10. La figura 17 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del nodo de red 12, de acuerdo con los principios de la invención. El nodo de red 12 incluye el módulo de configuración 36 que está configurado para realizar el proceso de configuración descrito anteriormente con respecto al código de configuración 32.

Abreviaturas:

RACH Canal de acceso aleatorio

PRACH Canal físico de acceso aleatorio

NPRACH Canal físico de acceso aleatorio de la Internet de las cosas de banda estrecha

PA Amplificador de potencia

PAPR Relación de la potencia máxima respecto al promedio

IoT Internet de las Cosas

MTC Comunicación de tipo máquina

MIB Bloque de información principal

OFDMA Acceso múltiple por división ortogonal de la frecuencia

OFDM Modulación por división ortogonal de la frecuencia

SC-FDMA Acceso múltiple por división de la frecuencia de portadora única

CP Prefijo cíclico

SoC Sistema en un chip

NB IoT Internet de las cosas de banda estrecha

NB-LTE LTE de banda estrecha

UE Equipo de usuario

SIB Bloque de información del sistema

TDM Multiplexación por división del tiempo

FDM Multiplexación por división de la frecuencia

Tal como apreciará un experto en la técnica, los conceptos descritos en el presente documento pueden ser implementados como un método, sistema de procesamiento de datos y/o producto de programa informático. Por consiguiente, los conceptos descritos en el presente documento pueden tomar la forma de una implementación completamente de hardware, una implementación completamente de software o una implementación que combina aspectos de software y hardware, todos referidos de manera general en el presente documento como un “circuito” o “módulo”. Además, la invención puede adoptar la forma de un producto de programa informático en un medio de almacenamiento tangible utilizable por un ordenador que tiene un código de programa informático implementado en el medio que puede ser ejecutado por un ordenador. Se puede utilizar cualquier medio tangible legible por un ordenador adecuado, incluidos discos duros, CD-ROM, dispositivos de almacenamiento electrónico, dispositivos de almacenamiento óptico o dispositivos de almacenamiento magnético.

Algunas implementaciones se describen en el presente documento con referencia a ilustraciones de diagramas de flujo y/o diagramas de bloques de métodos, sistemas y productos de programas informáticos. Se entenderá que cada bloque de las ilustraciones del diagrama de flujo y/o los diagramas de bloques, y las combinaciones de bloques en las ilustraciones del diagrama de flujo y/o los diagramas de bloques, pueden ser implementadas mediante instrucciones de programa informático. Estas instrucciones de programa informático pueden ser proporcionadas a un procesador de un ordenador de propósito general, un ordenador de propósito especial u otro aparato de procesamiento de datos programable para producir una máquina, de modo que las instrucciones, que se ejecutan por medio del procesador del ordenador o de otro aparato de procesamiento de datos programable, crear medios para implementar las funciones / actos especificados en el diagrama de flujo y/o bloque o bloques del diagrama de bloques.

Estas instrucciones de programa informático también pueden ser almacenadas en una memoria legible por un ordenador o en un medio de almacenamiento que puede hacer que un ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable funcione de una manera particular, de tal manera que las instrucciones almacenadas en la memoria legible por un ordenador produzcan un artículo de fabricación que incluya medios de instrucción que implementan la función / acto especificado en el diagrama de flujo y/o bloque o bloques del diagrama de bloques.

Las instrucciones del programa informático también pueden ser cargadas en un ordenador o en otro aparato de procesamiento de datos programable para hacer que se realicen una serie de etapas operativas en el ordenador o en otro aparato programable para producir un proceso implementado por un ordenador, de tal manera que las instrucciones que se ejecutan en el ordenador o en otros aparatos programables proporcionan etapas para implementar las funciones / actos especificados en el diagrama de flujo y/o en el bloque o bloques del diagrama de bloques.

Se debe entender que las funciones / actos indicados en los bloques pueden ocurrir fuera del orden indicado en las ilustraciones operativas. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesión pueden, de hecho, ser ejecutadas sustancialmente al mismo tiempo o los bloques pueden ser ejecutados, a veces, en orden inverso, dependiendo de la funcionalidad / actos involucrados. Aunque algunos de los diagramas incluyen flechas en las rutas de comunicación para mostrar una dirección principal de comunicación, se debe entender que la comunicación puede ocurrir en la dirección opuesta a las flechas representadas.

El código de programa informático para llevar a cabo operaciones de los conceptos descritos puede estar escrito en un lenguaje de programación orientado a objetos, tal como Java® o C++. Sin embargo, el código del programa informático para llevar a cabo las operaciones de la invención también puede estar escrito en lenguajes de programación de procedimientos convencionales, tales como el lenguaje de programación “C”. El código del programa puede ser ejecutado completamente en el ordenador del usuario, en parte en el ordenador del usuario, como un paquete de software independiente, en parte en el ordenador del usuario y en parte en un ordenador remoto o completamente en el ordenador remoto. En el último escenario, el ordenador remoto puede estar conectado al ordenador del usuario a través de una red de área local (LAN - Local Area Network, en inglés) o una red de área amplia (WAN - Wide Area Network, en inglés), o la conexión puede ser realizada a un ordenador externo (por ejemplo, por medio de Internet, utilizando un proveedor de servicios de Internet).

En el presente documento se han descrito muchas realizaciones diferentes, en relación con la descripción anterior y con los dibujos.

Los expertos en la técnica apreciarán que las realizaciones descritas en el presente documento no están limitadas a lo que se ha mostrado y descrito en particular anteriormente en el presente documento. Además, a menos que se haya mencionado anteriormente lo contrario, se debe tener en cuenta que todos los dibujos adjuntos no están a escala. Son posibles una variedad de modificaciones y variaciones a la luz de las enseñanzas anteriores. A este respecto, el alcance de la invención está limitado exclusivamente por el objeto definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para un dispositivo inalámbrico para transmitir un preámbulo de acceso aleatorio, comprendiendo el método:

recibir información del sistema que indica una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia, en donde la información del sistema comprende un bloque de información del sistema tipo 2, SIB2, en donde, para cada uno de un número dado de bandas del canal físico de acceso aleatorio de banda estrecha, NPRACH, tres bits en SIB2 indican un índice de tono correspondiente a la subportadora inicial de esa banda del NPRACH,

en el que cada banda del NPRACH comprende una pluralidad de subportadoras y corresponde a una clase de cobertura diferente;

seleccionar uno de los índices de tono indicados basándose en una clase de cobertura, en donde el índice de tono seleccionado está asociado con una primera banda del NPRACH;

determinar una ubicación dentro de una banda de frecuencia para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio con base en el índice de tono seleccionado (S110); y

provocar la transmisión de un preámbulo de acceso aleatorio utilizando la ubicación determinada dentro de la banda de frecuencia.

2. El método de cualquiera de la reivindicación 1, en el que la información del sistema es recibida mediante señalización de control de recursos de radio, RRC.

3. El método de una cualquiera de las Reivindicaciones 1 y 2, en el que los índices de tono están comprendidos entre 0 y 36.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además, obtener al menos un índice de configuración que indica al menos una subtrama en la que debe comenzar la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la banda de frecuencia tiene un ancho de banda de 180 kHz.

6. Un método para un nodo de red para recibir un preámbulo de acceso aleatorio desde un dispositivo inalámbrico, comprendiendo el método:

transmitir información del sistema al dispositivo inalámbrico, indicando una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia que el dispositivo inalámbrico debe utilizar para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio (S124), comprendiendo la información del sistema un bloque de información del sistema tipo 2, SIB2, en donde, por cada uno de un número dado de bandas del canal físico de acceso aleatorio de banda estrecha, NPRACH, tres bits en SIB2 indican un índice de tono correspondiente a la subportadora inicial de esa banda del NPRACH,

en donde cada banda del NPRACH comprende una pluralidad de subportadoras y corresponde a una clase de cobertura diferente; y

recibir el preámbulo de acceso aleatorio en una ubicación dentro de una banda de frecuencia determinada de acuerdo con uno de los índices de tono indicados (S126) seleccionados con base en una clase de cobertura.

7. El método de la reivindicación 6, en el que el preámbulo de acceso aleatorio corresponde a un preámbulo de acceso aleatorio con salto de frecuencia sobre la banda del NPRACH.

8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, en el que la indicación de la ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia incluye una indicación de al menos una subtrama en la que debe comenzar la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio.

9. Un dispositivo inalámbrico (10) configurado para transmitir un preámbulo de acceso aleatorio, comprendiendo el dispositivo inalámbrico (10): la circuitería procesamiento (16), estando configurada la circuitería procesamiento (16) para:

recibir información del sistema que indica una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia, en donde la información del sistema comprende un bloque de información del sistema tipo 2, SIB2, en el que, para cada una de una de un número dado de bandas del canal físico de acceso aleatorio de banda estrecha, NPRACH, tres bits en SIB2 indican un índice de tono correspondiente a la subportadora inicial de esa banda del NPRACH;

en donde cada banda del NPRACH comprende una pluralidad de subportadoras y corresponde a una clase de cobertura diferente;

determinar una ubicación dentro de una banda de frecuencia para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio con base en el índice de tono seleccionado; y

provocar una transmisión del preámbulo de acceso aleatorio utilizando la ubicación determinada dentro de la banda de frecuencia.

10. El dispositivo inalámbrico (10) de la reivindicación 9, en el que la circuitería de procesamiento (16) está configurada, además, para realizar cualquiera de los métodos de las reivindicaciones 2 a 5.

11. Un nodo de red (12) configurado para recibir un preámbulo de acceso aleatorio desde un dispositivo inalámbrico (10), comprendiendo el nodo de red (12): circuitería de procesamiento (26), estando configurada la circuitería de procesamiento (26), para:

transmitir información del sistema al dispositivo inalámbrico (10), indicando la información del sistema una ubicación dentro de una cuadrícula de tiempo-frecuencia que el dispositivo inalámbrico (10) debe utilizar para transmitir el preámbulo de acceso aleatorio, comprendiendo la información del sistema un bloque de información del sistema tipo 2 , SIB2, en donde, para cada uno de un determinado número de bandas del canal físico de acceso aleatorio de banda estrecha, NPRACH, tres bits en SIB2 indican un índice de tono correspondiente a la subportadora inicial de esa banda del NPRACH,

en el que cada banda del NPRACH comprende una pluralidad de subportadoras y corresponde a una clase de cobertura diferente; y

recibir el preámbulo de acceso aleatorio en una ubicación dentro de una banda de frecuencia determinada de acuerdo con uno de los índices de tono indicados seleccionados con base en una clase de cobertura.

12. El nodo de red (12) de la reivindicación 11, en el que la circuitería de procesamiento (26) está configurada, además, para realizar cualquiera de los métodos de las reivindicaciones 7 y 8.