用于向窄带物联网设备进行动态多载波分配的系统和方法与流程

本公开的实施例总体上涉及无线通信。更具体地，本公开涉及一种用于向窄带物联网(narrow band internet of things,nb-iot)设备进行动态多载波分配的系统和方法。

背景技术：

1、相关技术的以下描述旨在提供与本公开领域相关的背景信息。本节可包括与本公开的各种特征相关的本领域的某些方面。然而，应该理解的是，本节仅用于加强读者对本公开的理解，而不是作为对现有技术的承认。

2、一般来说，第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3gpp)可以包括新的无线接口，例如，窄带物联网(narrow band internet of things,nb-iot)。该nb-iot作为版本13的特征，其可以重复使用长期演进(long-term evolution,lte)的物理层和更高协议层的各种原理和构建块，以实现快速标准化和产品开发。nb-iot可以是独立的无线接口，其可以与lte紧密连接，因此可以包括在lte规范中。nb-iot可能不向后兼容lte。可以设计nb-iot技术以用于延长电池寿命，并且具有成本效益。与传统的全球移动通信系统(mobile communications,gsm)网络相比，nb-iot可以被设计为提供更大的覆盖范围。nb-iot可以通过单音传输(single tone transmission)提高网络覆盖较差区域用户的上行链路(uplink,ul)容量。此外，可以设计新的物理层信号和信道，例如，同步信号和物理随机接入信道(random-access channel,rach)，以满足扩展覆盖范围和超低设备复杂度的苛刻要求。更高的协议、信令和物理层处理要求可以被大大简化，以降低用户设备(userequipment,ue)的功耗和复杂性。

3、此外，lte的许多特征，例如，载波聚合、用于监控信道质量的测量、双重连接(dualconnectivity)、服务质量(quality of service,qos)，可被排除，因为这些特征可能不能有效地提供更长的电池寿命，并且可能不具有成本效益。3gpp可以在nb-iot中提供多载波特征，这可以增加nb-iot小区的资源分配容量。启用nb-iot的设备可以总是有一个180khz的锚定载波。然而，将另一个非锚定载波分配给启用nb-iot的设备可能需要具有180khz带宽的另一个频率空间，从而增加了这种方法的空间和成本。nb-iot可以使用180khz的有效带宽，并且总是可以具有该带宽的一个锚定载波。此外，3gpp可以促进向启用nb-iot的设备添加非锚定载波，这可以与向启用nb-iot的设备提供用于数据传输的附加载波相同。当启用nb-iot的设备在非锚定载波上传输数据时，锚定载波可以用于rach和寻呼过程，以服务于其他启用nb-iot的设备，从而避免其他启用nb-iot的设备的通信延迟。然而，由于有限的带宽和特定应用的大量启用nb-iot的设备，单个载波可能是不够的，并且可能导致属于其他应用的其他启用nb-iot的设备的通信延迟。

4、因此，为了实现这样的特征，需要一种用于向启用窄带物联网的设备进行动态多载波分配的系统和方法。

5、本公开的目的

6、本公开的至少一个实施例满足以下列出的一些目的。

7、本公开的目的是提供一种鲁棒、有效且改进的系统和方法，用于向启用窄带物联网(nb-iot)的设备进行动态多载波分配。

8、本公开的另一个目的是使运营商能够最大限度地利用lte和nb-iot可用的无线资源，并增加nb-iot小区吞吐量和用户吞吐量。

9、本公开的另一个目的是基于prb利用数据(prb utilization data)和累积nack百分比报告，针对至少一个时隙，选择最佳arfcn或prb作为非锚定载波。

10、本公开的又一个目的是，当从lte enb接收到确认(acknowledgement,ack)时，将arfcn或prb分配为非锚定载波，以调度多个启用nb-iot的设备进行对应于所选择的时隙的数据传输。

11、本公开的另一个目的是向服务能力开放功能(service capability exposurefunction,scef)提供附加数据输入，该数据输入可以用于nb-iot资源的最佳利用。

12、本公开的另一个目的是选择最佳arfcn或prb作为至少一个时隙的非锚定载波，使得在非锚定载波未被利用但在非锚定载波的可用arfcn或prb中针对特定的启用nb-iot的设备该非锚定载波具有更高的nack百分比的情况下，避免为该特定的启用nb-iot的设备分配非锚定载波。

13、本公开的另一个目的是选择最佳arfcn或prb，以避免来自多个启用nb-iot的设备的通信延迟，即使当不同的nb-iot设备用于不同的应用时也是如此。

技术实现思路

1、提供该部分以简化形式介绍本发明的某些目的和方面，这些目的和方面将在下面的详细描述中进一步描述。本
技术实现要素：
并不不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或范围。

2、在一个方面，本公开提供了一种资源分配系统，用于向启用窄带物联网(narrowband-internet of things,nb-iot)的设备进行动态多载波分配。当经由长期演进的演进基站(long-term evolution evolved node b,lte enb)请求物理资源块(physicalresource block,prb)利用数据(120)时，所述系统从性能管理系统接收prb利用数据，所述prb利用数据对应于至少一个时隙和一组数据包中的至少一者。并且，系统将接收到的prb利用数据中的至少一个prb利用时长与预定义的阈值prb利用时长进行比较。并且，如果所述至少一个prb利用时长小于所述预定义的阈值prb利用时长，则系统经由nb-iot enb(106)请求累积否定确认(negative acknowledgement,nack)百分比报告，所述累积nack百分比报告对应于与至少一个非锚定载波(114)相关联的绝对射频信道号(absolute radiofrequency channel number,arfcn)或prb中的至少一者。此后，基于所述prb利用数据、所述累积nack百分比报告和针对arfcn或prb中的至少一者的预定义值，针对至少一个时隙和一组数据包中的至少一者，系统选择与至少一个非锚定载波(114)相关联的arfcn或prb中的至少一者。并且，在经由所述lte enb(104)向所述nb-iot enb(106)传输与针对所述至少一个时隙和一组数据包中的至少一者所选择的arfcn或prb中的至少一者相关联的信息时，系统在多个启用nb-iot的设备(130)和所述nb-iot enb(106)之间建立连接。此外，该系统向lte enb(104)发通知，所述通知表示利用arfcn或prb中的至少一者作为非锚定载波(114)。最后，当从所述lte enb(104)接收到响应于所述通知的确认(ack)时，系统将arfcn或prb中的至少一者分配为非锚定载波(114)，以调度所述多个启用nb-iot的设备(130)进行对应于所选择的时隙的数据传输。

3、在一个方面中，系统向lte enb指示在所分配的时隙结束时释放arfcn或prb中的至少一者中的每一个。此外，资源分配系统经由nb-iot enb向移动性管理实体(mobilitymanagement entity,mme)发送针对累积nack百分比报告的请求。此外，系统经由nb-iotenb从响应于所发送的请求的mme接收所请求的累积nack百分比报告。

4、在另一方面，系统从arfcn或prb中的至少一者中确定出较少被利用且错误百分比较小的至少一者。基于在多个启用nb-iot的设备和nb-iot enb之间建立连接，针对所述多个启用nb-iot的设备中的每一个以及arfcn中的每一个，系统经由mme从nb-iot enb(106)请求对应于arfcn或prb中的至少一者的nack百分比报告。此外，基于所述多个启用nb-iot的设备(130)中的每一个的nack百分比，该系统使用无线资源控制(radio resourcecontrol,rrc)重配置连接，选择arfcn或prb中的至少一者并将所选择的至少一者分配给所述多个启用nb-iot的设备(130)中的每一个。此后，系统针对多个启用nb-iot的设备中的每一个执行rrc释放(130)。此外，在rrc释放时，经由nb-iot enb向mme(110)传输nack百分比报告，所述nack百分比报告对应于多个启用nb-iot的设备中的每一个的arfcn或prb中的至少一者。

5、在又一方面，在请求所述nack百分比报告时，如果所述nack百分比报告在所述mme中不可用，则所述资源分配系统经由所述nb-iot enb基于所述非锚定载波的可用arfcn的当前利用率来分配所述非锚定载波。

6、在一个方面，针对所述多个启用nb-iot的设备中的每一个的可用arfcn，所述系统协商关于接收到的nack百分比报告的可用arfcn的数据。此外，针对所选择的时隙，所述系统针对所述多个启用nb-iot的设备(130)中的每一个生成配置。此外，所述系统将每个arfcn作为所述非锚定载波配置给所述多个启用nb-iot的设备中的每一个。此后，当非锚定载波的nack百分比在数据传输期间的特定时长内超过预定义阈值时，所述系统针对所述多个启用nb-iot的设备(130)中的每一个重配置所述非锚定载波。

7、本公开还提供了一种用于向启用nb-iot的设备进行动态多载波分配的方法。该方法包括：在经由lte enb请求prb利用数据时，从性能管理系统接收所述prb利用数据，所述prb利用数据对应于至少一个时隙和一组数据包中的至少一者。此外，该方法包括将接收到的prb利用数据中的至少一个prb利用时长与预定义的阈值prb利用时长进行比较。此外，该方法包括：如果所述至少一个prb利用时长小于所述预定义的阈值prb利用时长，则经由nb-iot enb请求累积nack百分比报告，所述累积nack百分比报告对应于与至少一个非锚定载波相关联的arfcn或prb中的至少一者。此后，该方法包括：基于所述prb利用数据、所述累积nack百分比报告和针对arfcn或prb中的至少一者的预定义值，针对至少一个时隙和一组数据包中的至少一者，选择与至少一个非锚定载波相关联的arfcn或prb中的至少一者。此外，该方法包括：在经由所述lte enb向所述nb-iot enb传输与针对所述至少一个时隙所选择的arfcn或prb中的至少一者相关联的信息时，在多个启用nb-iot的设备和所述nb-iot enb之间建立连接。此外，该方法包括：向lte enb发通知，所述通知表示利用arfcn或prb中的至少一者作为非锚定载波。最后，该方法包括：当从所述lte enb接收到响应于所述通知的ack时，将arfcn或prb中的至少一者分配为非锚定载波(114)，以调度所述多个启用nb-iot的设备进行对应于所选择的时隙的数据传输。