BRPI0721956A2

BRPI0721956A2 - Método para planejar recurso, elemento de rede e equipamento do usuário

Info

Publication number: BRPI0721956A2
Application number: BRPI0721956-3A
Authority: BR
Inventors: Yan Zhao; Tao Yang; Jin Liu
Original assignee: Alcatel Lucent
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2014-03-18
Also published as: US20110110312A1; CN101796879B; EP2191664A4; KR20100065282A; WO2009026739A1; EP2191664A1; JP5314022B2; CN101796879A; AU2007358152A1; KR101340302B1; MX2010002087A; AU2007358152B2; JP2010537594A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PLANEJAR RECURSO, ELEMENTO DE REDE E EQUIPAMENTO DO USUÁRIO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de comunicação e mais particularmente, com planejar recurso em uma rede de pacotes. Antecedentes da Invenção

Nos últimos anos, devido à taxa de dados especialmente mais elevada e ao suporte para a mobilidade, técnicas de acesso de banda larga sem uso de fios, por exemplo, IEEE 802.18e, têm atraído muita atenção, e estão competindo com os sistemas existentes de comunicação móvel. Por- tanto, o 3GPP iniciou um projeto de evolução a longo prazo 3G em 2005, para proporcionar melhor suporte para a crescente necessidade de operado- res e de usuários em relação à técnica de acesso evoluída (E-UTRA, UTRA Evoluída) e à rede de acesso (E-UTRA), de modo a alcançar o objetivo de manter o sistema UMTS como um sistema superior nos próximos 10 anos ou mesmo durante um tempo mais longo.

A figura 1 apresenta a arquitetura de uma rede LTE versão R7. Em tal rede, a transmissão IP é adotada entre os eNodeBs (NodeB evoluído da Rede de Radio Terrestre de Acesso Universal) na camada inferior, e os eNodeBs são interconectados logicamente via as interfaces X2, assim for- mando uma rede em malha. Tal plano de arquitetura de rede é principalmen- te utilizado para suportar a mobilidade dos equipamentos do usuário (UE) dentro de toda a rede e garantir a troca entre células direta dos usuários. Cada eNodeB é conectado com dispositivos de interconexão de rede de a- cesso (aGW) por meio de uma certa forma de conexão em malha ou de co- nexão parcialmente em malha. Um eNodeB pode ser conectado com vários aGWs, e vice-versa. A rede LTE emprega as técnicas de OFDM, MIMO, HARQ, AMC, etc. na camada física.

Em tal sistema LTE, somente existe o domínio de pacotes, e o tráfego de voz é transportado via VoIP. O tráfego de voz é o tráfego principal nos sistemas atuais de comunicação móvel, e tende a ser transportado via o IP. O tráfego de VoIP possui certas características, tal como um pacote me- nor (geralmente com dezenas de bytes), tamanho do pacote e intervalo de chegada do pacote substancialmente fixos. Por exemplo, o pacote de voz é gerado periodicamente por 20 ms durante o período de atividade e o pacote 5 SID (descritor de silêncio) é gerado periodicamente por 160 ms durante o período silencioso.

No enlace direto, a OFDM pode atender aos requerimentos de taxa de dados de 100 Mbit/s e de eficiência de espectro, e pode implementar uma configuração de largura de banda flexível a partir de 1,25 até 20 MHz. 10 O LTE segue o conceito de HSDPA / HSUPA, isto é, obter um ganho somen- te pela adaptação da ligação e pela retransmissão rápida. Os esquemas de modulação do enlace direto do LTE inclui o QPSK, 16QAM e 64QAM, etc.

No enlace reverso, o SC-FDMA é empregado, isto é, uma esta- ção base aloca uma única frequência para um UE para transmitir os dados 15 do usuário por TTI (Intervalo de tempo de transmissão), e os dados de dife- rentes usuários são separados em frequência e tempo, de modo a garantir a ortogonalidade entre as portadoras do enlace reverso dentro de uma célula e evitar a interferência entre as frequências.

Atualmente, existem alguns métodos de planejamento de recur- so para a rede LTE1 tal como planejamento dinâmico (DS), planejamento persistente (PS) e planejamento de grupo (GS).

O planejamento dinâmico significa planejar o recurso de forma dinâmica baseado na condição do canal. No enlace direto, o eNodeB aloca o recurso baseado na quantidade de dados na memória temporária, na condi- 25 ção do canal, etc. No enlace reverso, uma mensagem de requisição de re- curso de enlace reverso é enviada primeiro quando um UE deseja enviar dados de enlace reverso. O eNodeB aloca o recurso baseado na mensagem de requisição recebida via uma mensagem de alocação de recurso de enla- ce reverso. Tal esquema possui uma melhor utilização do recurso e pode 30 ajustar alguns parâmetros do MCS (esquema de modulação / codificação) de forma adaptável baseado na condição do canal. Porém, ele precisa mais bits para a requisição de planejamento e para a informação de alocação de recurso para alcançar o ajuste adaptável, assim resultando em mais interva- lo de sinalização.

Se o planejamento dinâmico for adotado para estes pacotes me- nores de tráfego VoIP, isto é, uma sinalização de requisição e de concessão 5 por TTI, a carga da sinalização será muito mais pesada. O intervalo precisa ser reduzido para alcançar uma certa quantidade de usuários VoIP no siste- ma LTE. Por conseqüência, dois esquemas otimizados são propostos, isto é, o planejamento persistente e o planejamento de grupo.

Um planejamento totalmente persistente é similar à alocação de 10 comutação de circuito para VoIP, isto é, planejar recurso relativamente fixo para o tráfego de voz de uma vez por todas. Este planejamento persistente é vantajoso devido à sinalização de controle L1/L2 reduzida ou evitada e à simplicidade. Entretanto, ele possui a menor utilização de recurso entre to- dos os métodos de planejamento, especialmente o recurso não utilizado pelo 15 UE durante o período silencioso e recurso de retransmissão HARP (Requisi- ção de Repetição Automática Hibrida) não utilizado. Além disso, desde que a locação de tempo / frequência é fixa e o MCS e a seleção de recurso são fixos durante todo o período persistente configurado quando a camada é configurada, tal método de planejamento carece de flexibilidade.

O planejamento de grupo é para alocar recurso a partir de um

conjunto de blocos de recursos para um grupo de UEs. O número de blocos de recursos é igual aos produtos dos números de UE pelo fator de atividade média. As vantagens de tal método de planejamento são a utilização aper- feiçoada de recurso e menor intervalo de sinalização do que o planejamento dinâmico. Entretanto, este método possui os seguintes defeitos:

i) Difícil de gerenciar o recurso de rádio de forma eficiente, espe- cialmente devido ao fato do fator de atividade média ser difícil de ser estima- do, o que pode causar atraso extra para o pacote de voz (no caso de sem recurso) ou desperdício de recurso (no caso de recurso supérfluo).

ii) Carência de flexibilidade. O codificador / decodificador com

múltiplas taxas não será suportado de forma eficiente em um grupo; a troca de UE entre a reconfiguração do grupo ou dos grupos é muito complexa com uma grande quantidade de sinalização RRC (Controle de Recurso de Rá- dio). A performance ideal somente é alcançada quando o grupo está cheio, por conseqüência, durante o período de intensificação inicial, a performance do planejamento de grupo é baixa.

5 iii) Requerer diferentes estruturas de canal de controle, por e-

xemplo, sinalização de Mapa de Bits por TTI1 a partir do canal de controle L1/L2 normal seria exigido.

Atualmente, na rede LTE1 um pacote de voz de camada superior é transmitido por 20 ms. A estação base designa 4 transmissões para um 10 UE dentro dos 20 ms baseada no método de planejamento persistente. Um esquema geral é que, entre as 4 transmissões, a primeira transmissão seja uma transmissão inicial (a transmissão do pacote de voz de todo os 20 ms), e as 3 transmissões restantes sejam utilizadas para garantir o requerimento de retransmissão devido ao erro de transmissão da primeira transmissão. 15 Portanto, o recurso de transmissão não utilizado, o qual é reservado para a retransmissão, é desperdiçado. Para o tráfego de voz com taxa mais baixa, a retransmissão média é menos do que 1 vez, assim o recurso reservado sendo desperdiçado pelo menos 2 vezes por 20 ms.

Para fazer uso eficiente do recurso de retransmissão HARQ du- rante o período de atividade, existe uma necessidade de encontrar uma al- ternativa entre aperfeiçoar a utilização de recurso e diminuir a sobrecarga de sinalização.

Sumário da Invenção

Para resolver o problema acima da técnica anterior, de acordo 25 com um aspecto da presente invenção, é proposto um método para planejar recurso em uma rede de pacotes, onde os equipamentos de usuário se co- municam utilizando o recurso alocado pelos elementos de rede, a dita co- municação compreende períodos de atividade durante os quais pacotes de dados são transmitidos e períodos silenciosos durante os quais pacotes 30 descritores de silêncio são transmitidos, o método compreende: o dito ele- mento de rede aloca o recurso para os ditos equipamentos do usuário para comunicação; tanto o dito equipamento do usuário como o dito elemento de rede detectam a presença do dito pacote descritor de silêncio, e o dito ele- mento de rede determina o número otimizado de unidade (unidades) de re- curso a ser alocado para o dito equipamento do usuário durante o intervalo para transmitir o dito pacote de dados, baseado na taxa de codificação do dito equipamento do usuário, no esquema de modulação / codificação sele- cionado e nos tempos válidos de transmissão; o elemento de rede inicia a contagem de tempo e o equipamento do usuário interrompe a utilização do recurso alocado se um pacote descritor de silêncio for detectado; quando a contagem de tempo termina ou uma requisição para alocar recurso é recebi- da a partir do equipamento do usuário antes do fim da dita contagem de tempo, o dito elemento de rede aloca o número otimizado determinado de unidades de recurso para o dito equipamento do usuário, e o dito equipa- mento do usuário começa a utilizar o dito número otimizado determinado de unidades de recurso; o dito elemento de rede determina o fim do intervalo para transmitir o dito pacote de dados por detectar o pacote descritor de si- lêncio; e quando tanto o dito equipamento do usuário como o dito elemento de rede detectam um pacote descrito de silêncio, o dito equipamento do u~ suário interrompe a utilização do dito número otimizado determinado de uni- dades de recurso, enquanto o dito elemento de rede libera o dito número otimizado determinado de unidades recurso.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, um elemen- to de rede para trocar sinalização com os equipamentos de usuário é pro- posto, onde os ditos equipamentos de usuário se comunicam utilizando o recurso alocado pelo dito elemento de rede, a dita comunicação é baseada 25 na troca de pacote e compreende períodos de atividade durante os quais os pacotes de dados são transmitidos e períodos silenciosos durante os quais pacotes descritores de silêncio são transmitidos, o elemento de rede com- preende: um dispositivo de detecção para detectar a presença do dito pacote de dados ou do dito pacote descritor de silêncio quando os ditos equipamen- 30 tos do usuário estão se comunicando; um dispositivo de determinação de unidade de recurso para determinar o número otimizado de unidades de re- curso a ser alocado para o dito equipamento do usuário durante o intervalo para transmitir o dito pacote de dados, baseado na taxa de codificação do dito equipamento do usuário, no esquema de modulação / codificação sele- cionado e nos tempos válidos de transmissão; um dispositivo de alocação de unidades de recurso para alocar o número otimizado determinado de unida- des de recurso para o dito equipamento do usuário quando da expiração do temporizador para o intervalo para transmitir o dito pacote descritor de silên- cio ou quando da recepção de uma requisição para alocar recurso a partir do equipamento do usuário antes da expiração do dito temporizador; um tempo- rizador adaptado para iniciar a contagem de tempo quando o dito pacote descritor de silêncio é detectado para determinar o fim do dito intervalo para transmitir o dito pacote descritor de silêncio; e um dispositivo de controle de transição de estado para alterar o dito elemento de rede de um estado de atividade para um estado silencioso quando ele detecta o dito pacote descri- tor de silêncio, ou alterar o dito elemento de rede do estado silencioso para o estado de atividade quando ele detecta o dito pacote de dados.

Ainda de acordo com outro aspecto da presente invenção, um equipamento do usuário é proposto, onde o dito equipamento do usuário se comunica com outros equipamentos de usuário utilizando o recurso alocado pelos elementos de rede, a dita comunicação é baseada na troca de pacotes 20 e compreende períodos de atividade durante os quais pacotes de dados são transmitidos e períodos de silêncio durante os quais pacotes descritores de silêncio são transmitidos, o equipamento do usuário compreendendo: um dispositivo de detecção para detectar a presença do dito pacote descritor de silêncio ou do dito pacote de dados quando o dito equipamento do usuário 25 está se comunicando; e um dispositivo de controle de transição de estado para alterar o dito equipamento do usuário de um estado de atividade para um estado de silencioso quando ele detecta o dito pacote descritor de silên- cio, ou alterar o dito equipamento do usuário do estado silencioso para o estado de atividade quando ele detecta o dito pacote de dados.

Breve Descrição dos Desenhos

Estes e vários outros aspectos e vantagens da presente inven- ção irão se tornar aparentes a partir da descrição seguinte das concretiza- ções da presente invenção com referência aos desenhos, onde: a figura 1 apresenta a arquitetura de uma rede LTE; a figura 2 é um fluxograma do método para planejar recurso de acordo com uma concretização da presente invenção;

a figura 3 adicionalmente ilustra o método para planejar recurso

de acordo com a concretização da presente invenção;

a figura 4 ilustra como o UE é sincronizado no estado com o e-

NodeB;

a figura 5 é um diagrama de blocos do elemento de rede de a- cordo com uma concretização da presente invenção;

a figura 6 é um diagrama de blocos do UE de acordo com uma concretização da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção propõe um método para de forma semiper- 15 sistente planar recurso para o pacote de dados utilizando estatísticas de re- transmissão durante os períodos de atividade em uma rede de pacotes. Com referência à figura 2, é descrito o método para planejar recurso de acordo com uma concretização da presente invenção. Este método pode ser aplica- do para o sistema apresentado na figura 1. A descrição do sistema acima 20 não será repetida neste documento.

Como apresentado na figura 2, primeiramente, na etapa 201, o elemento de rede aloca recurso para o UE para comunicação. Neste docu- mento, o dito elemento de rede pode ser, por exemplo, o eNodeB apresen- tado na figura 1. Na presente concretização, qualquer solução existente e 25 futura pode ser adotada para alocar recurso, por exemplo, mas não exclusi- vamente o eNodeB alocando recurso para o UE por meio do método de pla- nejamento persistente mencionado acima.

Na etapa 202, tanto o equipamento do usuário como o eNodeB detectam se um pacote SID está presente, e o eNodeB determina o número otimizado de RU(s) a ser alocado para o UE durante o intervalo para trans- mitir o pacote de dados, baseado na taxa de codificação do UE, no esquema de modulação / codificação selecionado e nos tempos válidos de transmis- são. A detecção do dito pacote de dados pode ser executada, por exemplo, por um dispositivo de detecção instalado no eNodeB. Deve ser observado que desde que o pacote SID e o pacote de dados tal como o pacote VoIP sejam encapsulados pelo RTP (Protocolo de Transporte em Tempo Real), o 5 RTP identifica no indicador correspondente no cabeçalho do RTP para dis- tinguir entre o pacote SID e o pacote de dados. Adicionalmente, desde que o pacote SID é relativamente pequeno (dezenas de bits), enquanto o pacote de dados possui pelo menos mais do que 100 bits (256 bits para 12,2 kbps), eles também poderiam ser distinguidos a partir do tamanho do pacote. Por- 10 tanto, o pacote SID e o pacote de dados poderiam ser identificados na sub- camada de convergência de dados do pacote PDCP.

De acordo com uma concretização preferida da presente inven- ção, a determinação do número otimizado de RU(s) a ser alocado para o UE pode ser implementada como dito a seguir. Primeiramente, o módulo de con- 15 trole de potência do eNodeB controla a potência de transmissão do UE. A seguir, o eNodeB estima anteriormente uma SINR (Relação de Sinal para Interferência e Ruído) válida baseado na potência de transmissão do UE, e então seleciona um MCS (Esquema de Modulação / Codificação), por exem- plo, QPSK1/2, QPSK1/3, QPSK2/3 ou QPSK3/4, etc. Finalmente, o eNodeB 20 determina o número de RU(s) a ser alocado para o UE, baseado na taxa de codificação VoIP do UE (por exemplo, 12,2 kbps), no esquema de modula- ção / codificação que é selecionado pelo eNodeB utilizando a relação de si- nal para interferência e ruído calculada baseada nos sinais recebidos a partir do UE e nos tempos válidos de transmissão que são calculados em função 25 da BLER (Taxa de Erro de Bloco) histórica do UE deduzida pelo eNodeB utilizando estatísticas, assim obtendo um número otimizado de RUs. Por e- xemplo, assuma que a taxa de codificação VoIP do UE é 12,2 kbps, então, 40 bytes (ou 320 bits) são requeridos para transmitir o pacote de voz VoIP na camada física. Assuma que o esquema de modulação / codificação sele- 30 cionado é o QPSK1/2 correspondendo a 144 bits, então, no caso convencio- nal, isto requer 3 RUs (teto (320/144)) para transmitir todos os 320 bits de um pacote de Vox VoIP em um tempo. Assuma que existem 5 processo HARQ, e o TTI é 1 ms, então, um processo HARQ possui 4 tempos de transmissão dentro de 20 ms (20 ms /1 ms / 5). Se 3 RUs forem requeridas, como descrito acima, e 2 tempos de transmissão tiverem sucesso, ou seja, o número de transmissões válidas é 2, então 12 RUs são requeridas no total 5 (3 x 4), assim, o 2 tempos de transmissão seguintes são desperdiçados, isto é, 6 RUs (3 x 2). Entretanto, tal desperdício poderia ser evitado pela utiliza- ção do método de acordo com a presente invenção. O número otimizado de RUs pode ser expresso como:

N = número otimizado de RUs = teto (teto (x/y)/z)

Onde x é o número de bits da camada física correspondendo à taxa de codi- ficação VoIP, a qual neste documento é 320 bits, y é o número de bits trans- portados por uma RU correspondendo ao esquema de modulação / codifica- ção, o qual neste documento é 144 bits, e z são os tempos médios válidos de transmissão dentro de 20 ms. Z também é em função da taxa de erro do 15 bloco, e pode ser expresso como z = f(BLER). Por conseqüência, a fórmula acima é escrita como N = teto (teto (320/144)/2) = (3/2) = 2. Portanto, pode ser visto que duas RUs são utilizadas para transmissão enquanto uma RU é economizada, e com os mesmos 2 tempos válidos de transmissão, 8 RUs são utilizadas para os 4 tempos de transmissão nos quais 2 RUs são des- 20 perdiçadas. Desde que o número médio de transmissão válida (z) é maior do que 1, o número otimizado de RUs é certamente reduzido. Deste modo, em comparação com os métodos tradicionais, o presente método aperfeiçoa a utilização de recurso e, portanto, o recurso economizado (12-8 = 4) pode ser alocado para outros usuários. Além disso, em um caso no qual o atraso 25 dos dados (área de memória temporária) em relação ao UE aumenta ou a qualidade do canal utilizado pelo usuário degrada, o eNodeB pode adotar temporariamente o planejamento dinâmico de modo a alocar RUs adicionais para o UE, as quais são geralmente 1 ou 2 RUs, mas o eNodeB pode decidir o número de RUs a ser adicionado de acordo com a situação prática.

Então, na etapa 203, o eNodeB inicia a contagem de tempo e o

equipamento do usuário interrompe a utilização do recurso alocado quando da detecção de um pacote SID. A dita contagem de tempo pode ser execu- tada, por exemplo, por um temporizador instalado no eNodeB. Por exemplo, um intervalo de contagem de tempo de 160 ms pode ser estabelecido para o temporizador, o qual pode ser mais longo devido ao tempo de processamen- to com respeito à camada física, e assim, o fim do intervalo para transmitir o 5 pacote SID sendo determinado quando a contagem de tempo termina. Fi- nalmente, na etapa 205, uma vez que a contagem de tempo termina.

A seguir, na etapa 204, quando a contagem de tempo na etapa 202 termina ou uma requisição de recurso é recebida a partir do UE antes do fim da dita contagem de tempo, o eNodeB aloca o UE, e o UE interrompe a 10 utilização do recurso alocado e começa a utilizar o número otimizado deter- minado de unidades de recurso. Então, na etapa 205, o eNodeB determina o fim do intervalo para transmitir o pacote de dados por detectar o pacote SI D. Finalmente, na etapa 206, uma vez que o eNodeB e o UE detectam um pa- cote SID, o UE interrompe a utilização do número otimizado determinado de 15 unidades de recurso, enquanto o eNodeB libera o número otimizado deter- minado de RUs.

A figura 3 adicionalmente ilustra o método para planejar recurso de acordo com a concretização da presente invenção. Pode ser visto a partir da figura 3 que menos do que 2 RUs são utilizadas entre 4 RUs no caso 20 convencional, mas com o método de otimização de acordo com a presente invenção, RUs reduzidas são utilizadas substancialmente enquanto a potên- cia de transmissão requerida pelo UE é economizada.

Deve ser observado que, na rede LTE, a unidade de alocação mínima que o eNodeB aloca recurso para o UE é 1 RU (unidade de recurso), 25 e a unidade de alocação de potência de transmissão da UE é RU (conhecida como TxPSD). No caso da mesma potência de transmissão da unidade, quando menor do número de RUs, menor a potência de transmissão reque- rida pela UE. Como tal, no caso em que a potência de transmissão do UE é limitada, quando menor o número de RUs alocado para o usuário, maior po- 30 deria ser a potência de transmissão da unidade do UE, assim, um usuário está apto a se comunicar com uma estação base em uma localização mais distante. Deve ser apreciado que o UE pode fazer uso do recurso alocado substancialmente por empregar o método da presente concretização, via o esquema de modulação / codificação otimizado e a seleção de RUs. A redu- ção do número de RUs a ser alocado para o UE economiza a potência de 5 transmissão do UE, enquanto a QoS do UE na borda de uma célula é aper- feiçoada para um sistema com potência limitada, assim aumentando a co- bertura da célula. Além disso, não existe necessidade de aumentar o custo de sinalização de concessão por adotar o método de planejamento persis- tente durante o período de atividade. Também não existe necessidade de 10 adicionar nova sinalização L1/L2 por detectar automaticamente o pacote de dados no lado do eNodeB. De modo a melhorar a flexibilidade (por exemplo, suportar HARQ adaptável), o eNodeB ainda pode utilizar a concessão de planejamento dinâmico em vez do planejamento persistente durante o perío- do de atividade.

Para economizar custo de sinalização, o método da presente

concretização sincroniza implicitamente o UE e o eNodeB utilizando o esta- do de sincronização de concessão, para evitar conflito de alocação de recur- so entre diferentes UEs. Este esquema de sincronização torna desnecessá- rio o eNodeB enviar uma sinalização para interromper a última concessão 20 persistente. A figura 4 ilustra como o UE é sincronizado em estado com o eNodeB.

Pode ser visto a partir da figura 4 que cada UE possui dois esta- dos. Um é o estado de atividade no qual o UE está no período de atividade, o outro é o estado SID no qual o UE está no período de silêncio. Um disposi- 25 tivo de transição de estado transita do estado antes de receber o evento de ativação para o estado após executar ações. A descrição de formato da transição de estado pode ser, por exemplo, "Evento de ativação / Ação 1, ação 2 e assim por diante após a ativação", tal como "pacote SID / interrom- pe planejamento persistente" que significa interromper a última concessão 30 de planejamento persistente após receber o pacote SID. "pacote SID / inter- rompe planejamento persistente, inicia temporizador para a próxima conces- são PS" significa que o eNodeB interrompe a última concessão de planeja- mento persistente após receber o pacote SID1 então inicia um temporizador para ativar um planejador do eNodeB para gerar uma nova concessão de planejamento persistente ao fim dos 160 ms. "Pacote de Dados / requisição de dados" significa gerar uma requisição de dados após receber o pacote de dados para ativar um planejador do UE para enviar uma requisição de recur- so para o eNodeB, e transitar seu estado. Pode ser visto a partir da figura que quando um UE no estado SID detecta um pacote de dados, o UE envia uma requisição de alocação de recurso para um eNodeB que aloca o novo recurso para o UE imediatamente ao receber a dita requisição. Além disso, em um caso no qual o atraso de dados (área de memória temporária) no UE aumenta ou a qualidade do canal utilizado pelo usuário degrada, o eNodeB pode adotar temporariamente o planejamento dinâmico (Concessão DS no estado de fala) de modo a alocar RUs adicionais para o UE, as quais geral- mente são 1 ou 2 RUs, mas o eNodeB pode decidir o número de RUs a ser adicionado de acordo com a situação na prática.

Desse modo, o intervalo de sinalização é muito reduzido pela sincronização do UE com o eNodeB para evitar conflito de alocação de re- curso entre diferentes UEs. Baseado no mesmo conceito da invenção, de acordo com outro aspecto da presente invenção, um elemento de rede é 20 proposto para trocar sinalização com os UEs. O elemento de rede será des- crito a seguir com referência à figura 5.

A figura 5 é um diagrama de blocos do elemento de rede 500 de acordo com uma concretização da presente invenção, o qual, por exemplo, é um eNodeB. O elemento de rede 500 também inclui um dispositivo de de- 25 tecção 501, um dispositivo de determinação de unidade de recurso 502, um dispositivo de alocação de unidade de recurso 503, um temporizador 504 e um dispositivo de controle de transição de estado 505. Quando os UEs estão se comunicando, o dispositivo de detecção 501 detecta a presença do paco- te de dados ou do pacote SID. Enquanto isso, o dito dispositivo de determi- 30 nação de unidade de recurso 502 determina o número otimizado de unida- des de recurso a ser alocado para o UE durante o intervalo para transmitir o dito pacote de dados, baseado na taxa de codificação do dito UE, no es- quema de modulação / codificação selecionado e nas transmissões válidas. Ao receber a requisição de fala do UE ou a expiração do temporizador para o intervalo SID, o dispositivo de alocação de unidade de recurso 503 aloca o número otimizado determinado de unidades de recurso para o dito UE. En- 5 quanto isso, quando da detecção do pacote SID, o temporizador 504 come- ça a contagem de tempo para determinar o fim do intervalo para transmitir o pacote SID. Na presente concretização, o período de contagem de tempo do temporizador 504 pode ser estabelecido como 160 ms. Quando o tempori- zador 504 começa a contagem de tempo, o elemento de rede 500 libera as 10 unidades de recurso alocadas, e quando o temporizador 504 termina a con- tagem de tempo, o elemento de rede 500 realoca o novo recurso otimizado para o UE, por exemplo, pelo método de planejamento persistente. Referin- do-se novamente à figura 4, o dispositivo de controle de transição de estado 505 é utilizado para transitar o elemento de rede do estado de atividade para 15 o estado SID, e vice versa. A transição de estado é ativada pelo evento ati- vador como apresentado na figura 4. A concessão de planejamento de re- curso para o UE é interrompida quando um pacote SID é detectado pelo dis- positivo de detecção 501, e o temporizador 504 inicia a contagem de tempo. O elemento de rede 500 aloca novo recurso otimizado para o UE, quando o 20 temporizador 504 termina sua contagem de tempo, ou quando o UE requisita ao elemento de rede 500 para alocar recurso para o mesmo antes do térmi- no da contagem de tempo.

Na implementação, o elemento de rede 500 desta concretização, bem como o dispositivo de detecção 501, o dispositivo de determinação de 25 unidade de recurso 502, o dispositivo de alocação de unidade de recurso 503, o temporizador 504 e o dispositivo de controle de transição de estado 505, podem ser implementados em software, hardware ou em uma combi- nação dos mesmos. Por exemplo, os versados na técnica estão familiariza- dos com vários dispositivos que podem ser utilizados para implementar es- 30 tes componentes, tal como um microprocessador, um microcontrolador, A- SIC, PLD e/ou FPGA, etc. O dispositivo de detecção 501, o dispositivo de determinação de unidade de recurso 502, o dispositivo de alocação de uni- dade de recurso 503, o temporizador 504 e o dispositivo de controle de tran- sição de estado 505 da presente concretização podem ser implementados como integrados no elemento de rede 500, ou implementados separadamen- te, e eles também podem ser implementados separadamente fisicamente, 5 mas interconectados de forma operacional.

Em operação, o elemento de rede para trocar sinalização com os UEs da concretização ilustrada em conexão com a figura 5, pode aperfei- çoar a utilização de recurso dos UEs via um esquema de modulação / codifi- cação otimizado e via a seleção de RUs. A redução das RUs a serem aloca- 10 das para o UE economiza a potência de transmissão do UE, enquanto a QoS do UE na borda de uma célula é aperfeiçoada para um sistema com potência limitada, assim aumentando a cobertura da célula. Além disso, não existe necessidade de aumentar o custo de sinalização de concessão pela adoção do método de planejamento persistente durante o período de ativi- 15 dade. Também não existe necessidade de adicionar nova sinalização L1/L2 pela detecção automática do pacote de dados no lado do eNodeB.

Baseado no mesmo conceito da invenção, ainda de acordo com outro aspecto da presente invenção, um equipamento do usuário é proposto. O equipamento do usuário será descrito no dito a seguir com referência à figura 6.

A figura 6 é um diagrama de blocos do UE 600 de acordo com uma concretização da presente invenção. O UE 600 inclui um dispositivo de detecção 601 e um dispositivo de controle de transição de estado 602. O dispositivo de detecção 601 é utilizado para detectar a presença de pacote 25 SID ou de pacote de dados quando o UE está se comunicando. O dispositivo de controle de transição de estado 602 é utilizado para transitar o UE do es- tado de atividade para o estado SID, e vice-versa. A transição de estado é ativada por um evento ativador como apresentado na figura 4. Quando o dispositivo de detecção 601 detecta um pacote SID, o UE interrompe a utili- 30 zação do recurso otimizado alocado pelo elemento de rede. Quando o dis- positivo de detecção 601 detecta um pacote de dados, enquanto o UE está no estado silencioso, o UE envia uma requisição para alocar recurso para o elemento de rede.

Na implementação, o UE 600 desta concretização, bem como o dispositivo de detecção 601 e o dispositivo de controle de transição de esta- do 602 que ele inclui, podem ser implementados em software, em hardware, 5 ou em uma combinação dos mesmos. Por exemplo, os versados na técnica estão familiarizados com vários dispositivos que podem ser utilizados para implementar estes componentes, tal como microprocessador, microcontrola- dor, ASIC, PLD e/ou FPGA, etc.

Na operação, o dito UE da concretização ilustrada em conexão 10 com a figura 6 pode aperfeiçoar a utilização de recurso sem aumentar o cus- to de sinalização, por detectar automaticamente a presença do pacote SID ou do pacote de dados tanto no UE como no eNodeB, por empregar o plane- jamento persistente e sincronizar os estados do UE e do eNodeB, e por rea- Iocar o recurso economizado do UE durante o período de atividade para ou- 15 tros UEs.

Apesar de concretizações ilustrativas do método para planejar recurso e do elemento de rede para trocar sinalização com UEs da presente invenção serem descritas acima em detalhes, as concretizações acima não são exaustivas, e os versados na técnica podem fazer várias alterações e 20 modificações dentro do espírito e do escopo da presente invenção. Portanto, a presente invenção não está limitada a estas concretizações, cujo escopo é definido somente pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Método para planejar recurso em uma rede de pacotes, onde os equipamentos de usuário se comunicam utilizando o recurso alocado por um elemento de rede, a dita comunicação compreende períodos de ativida- de durante os quais os pacotes de dados são transmitidos e períodos silen- ciosos durante os quais pacotes descritores de silêncio são transmitidos, o método compreendendo: - o dito elemento de rede aloca o recurso para os ditos equipa- mentos de usuário para comunicação; - tanto o dito equipamento de usuário como o dito elemento de rede detectam a presença do dito pacote descritor de silêncio, e o dito ele- mento de rede determina o número otimizado de unidade (unidades) de re- curso a ser alocado para o dito equipamento do usuário durante o intervalo para transmitir o dito pacote de dados, baseado na taxa de codificação do dito equipamento do usuário, no esquema de modulação / codificação sele- cionado e nos tempos válidos de transmissão; - o elemento de rede inicia a contagem de tempo e o equipa- mento do usuário interrompe a utilização do recurso alocado quando da de- tecção de um pacote descritor de silêncio; - quando a contagem de tempo termina ou uma requisição para alocar recurso é recebida a partir do equipamento do usuário antes do fim da dita contagem de tempo, o dito elemento de rede aloca o número otimizado determinado de unidades de recurso para o dito equipamento do usuário, e o dito equipamento do usuário começa a utilizar o dito número otimizado de- terminado de unidades de recurso; - o dito elemento de rede determina o fim do intervalo para transmitir o dito pacote de dados por detectar o pacote descritor de silêncio; e - quando tanto o dito equipamento do usuário como o dito ele- mento de rede detectam um pacote descritor de silêncio, o dito equipamento do usuário interrompe a utilização do dito número otimizado determinado de unidades de recurso, enquanto o dito elemento de rede libera o dito número otimizado determinado de unidades de recurso.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, onde o dito pacote descritor de silêncio é transmitido uma vez por 160 ms durante o dito período silencioso, e o dito pacote de dados é transmitido uma vez por 20 ms duran- te o dito período de atividade.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 2, onde se não existir atraso, então o período de tempo da dita contagem de tempo é estabelecido como 160 ms.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 3, onde o dito esquema de modulação / codificação é selecionado pelo dito elemento de rede utilizando a relação de sinal para interferência e ruído calculado baseada nos sinais recebidos a partir do dito equipamento do usu- ário.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 4, onde o dito esquema de modulação / codificação compreende QPSK1 /2, QPSK1 /3, QPSK2/3 e QPSK3/4.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 5, onde os ditos tempos válidos de transmissão são calculados em fun- ção da taxa de erro de bloco histórica do equipamento do usuário deduzida pelo dito elemento de rede utilizando estatísticas.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 6, onde o dito elemento de rede aloca recurso adicional para o equipa- mento do usuário no caso de atraso.

8. Elemento de rede para trocar sinalização com os equipamen- tos de usuário, onde os ditos equipamentos de usuário se comunicam utili- zando o recurso alocado pelo dito elemento de rede, a dita comunicação é baseada na troca de pacote e compreende períodos de atividade durante os quais pacotes de dados são transmitidos e períodos silenciosos durante os quais pacotes descritores de silêncio são transmitidos, o elemento de rede compreendendo: - dispositivo de detecção para detectar a presença do dito paco- te de dados ou do dito pacote descritor de silêncio quando os ditos equipa- mentos do usuário estão se comunicando; - dispositivo de determinação de unidade de recurso para deter- minar o número otimizado de unidades de recurso a ser alocado para o dito equipamento do usuário durante o intervalo para transmitir o dito pacote de dados, baseado na taxa de codificação do dito equipamento do usuário, no esquema de modulação / codificação selecionado e nos tempos válidos de transmissão; - dispositivo de alocação de unidades de recurso para alocar o número otimizado determinado de unidades de recurso para o dito equipa- mento do usuário quando da expiração do temporizador para o intervalo pa- ra transmitir o dito pacote descritor de silêncio ou quando da recepção de uma requisição para alocar recurso a partir do equipamento do usuário antes da expiração do dito temporizador; - temporizador adaptado para iniciar a contagem de tempo quando o dito pacote descritor de silêncio é detectado para determinar o fim do dito intervalo para transmitir o dito pacote descritor de silêncio; e - dispositivo de controle de transição de estado para alterar o dito elemento de rede de um estado de atividade para um estado silencioso quando ele detecta o dito pacote descritor de silêncio, ou alterar o dito ele- mento de rede do estado silencioso para o estado de atividade quando ele detecta o dito pacote de dados.

9. Elemento de rede, de acordo com a reivindicação 8, onde o dito pacote descritor de silêncio é transmitido uma vez por 160 ms durante o dito período silencioso, e o dito pacote de dados é transmitido uma vez por20 ms durante o dito período de atividade.

10. Elemento de rede, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 8 até 9, onde, quando o dito elemento de rede altera do dito estado de atividade para o dito estado silencioso, ele interrompe a concessão de planejamento de recurso para o dito equipamento do usuário, e o dito tempo- rizador inicia a contagem de tempo; e quando o dito elemento de rede troca a partir do dito estado silencioso para o dito estado atividade, ele aloca novo número otimizado de unidades de recurso para o dito equipamento do usuá- rio.

11. Elemento de rede, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 8 até 10, onde o período da dita contagem de tempo é 160 ms se não existir atraso.

12. Elemento de rede, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 8 até 11, onde o dito esquema de modulação / codificação é sele- cionado pelo dito elemento de rede utilizando a relação de sinal para interfe- rência e ruído calculado baseada nos sinais recebidos a partir do dito equi- pamento do usuário.

13. Elemento de rede, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 8 até 12, onde o dito esquema de modulação / codificação com- preende QPSK1/2, QPSK1/3, QPSK2/3 e QPSK3/4.

14. Elemento de rede, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 8 até 13, onde os ditos tempos válidos de transmissão são calcula- dos em função da taxa de erro de bloco histórica do equipamento do usuário deduzida pelo dito elemento de rede utilizando estatísticas.

15. Elemento de rede, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 8 até 14, onde o dito elemento de rede aloca recurso adicional para o equipamento do usuário no caso de atraso.

16. Equipamento do usuário, onde o dito equipamento do usuá- rio se comunica com outros equipamentos de usuário utilizando o recurso alocado pelos elementos de rede, a dita comunicação é baseada na troca de pacotes e compreende períodos de atividade durante os quais pacotes de dados são transmitidos e períodos silenciosos durante os quais pacotes descritores de silêncio são transmitidos, o equipamento do usuário compre- endendo: - dispositivo de detecção para detectar a presença do dito paco- te descritor de silêncio ou o dito pacote de dados quando o dito equipamento do usuário está se comunicando; - dispositivo de controle de transição de estado para alterar o dito equipamento do usuário de um estado de atividade para um estado de silencioso quando ele detecta o dito pacote descritor de silêncio, ou alterar o dito equipamento do usuário do estado silencioso para o estado de atividade quando ele detecta o dito pacote de dados.

17. Equipamento do usuário, de acordo com a reivindicação 16, onde o dito pacote descritor de silêncio é transmitido uma vez por 160 ms durante o dito período silencioso, e o dito pacote de dados é transmitido uma vez por 20 ms durante o dito período de atividade.

18. Equipamento do usuário, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 até 17, onde quando o dito equipamento do usuário troca do dito estado de atividade para o dito estado silencioso, ele interrompe a utilização do número otimizado de unidades de recurso alocadas pelo dito elemento de rede, e quando o dito equipamento do usuário altera do dito estado silencioso para o dito estado de atividade, ele envia uma requisição para alocar recurso para o dito elemento de rede.