IT201700003921A1 - Radiodiffusione di messaggi per mezzo di trasmissioni da dispositivo a dispositivo - Google Patents

Radiodiffusione di messaggi per mezzo di trasmissioni da dispositivo a dispositivo

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IT201700003921A1
IT201700003921A1 IT102017000003921A IT201700003921A IT201700003921A1 IT 201700003921 A1 IT201700003921 A1 IT 201700003921A1 IT 102017000003921 A IT102017000003921 A IT 102017000003921A IT 201700003921 A IT201700003921 A IT 201700003921A IT 201700003921 A1 IT201700003921 A1 IT 201700003921A1
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IT
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message
broadcast
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radio base
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IT102017000003921A
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Marco Caretti
Giovanni Nardini
Dario Sabella
Giovanni Stea
Antonio Virdis
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Telecom Italia Spa
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Description

RADIODIFFUSIONE DI MESSAGGI PER MEZZO DI TRASMISSIONI DA DISPOSITIVO A DISPOSITIVO
Background dell'invenzione
Campo dell'invenzione
La soluzione secondo forme di realizzazione della presente invenzione si riferisce alle telecomunicazioni. In particolare, la soluzione secondo forme di realizzazione della presente invenzione riguarda la trasmissione broadcast di messaggi tra terminali utente, o User Equipment - UE - (ad esempio, uno smartphone, un tablet, un computer portatile, ecc.) collegato ad una rete di telecomunicazioni. Più in particolare, la soluzione secondo forme di realizzazione della presente invenzione riguarda un metodo ed un sistema per trasmettere messaggi sfruttando una trasmissione diffusa, o broadcast, da dispositivo a dispositivo, o D2D (Device-to-Device).
Panoramica della tecnica nota
Reti di comunicazione senza fili offrono la possibilità di trasmettere messaggi in caso di necessità. Ad esempio, è auspicabile trasmettere messaggi di emergenza (ad esempio, in caso di collisione veicolare, disastri naturali, ecc.) o richieste di ricerca di Distributed Hash Table, o DHT (ad esempio, al fine di 'scoprire' dispositivi della Internet delle cose, o IoT, dispiegati nelle vicinanze e informazioni/funzionalità offerte da questi dispositivi di IoT), i quali possano essere originate da UE. Inoltre, i messaggi trasmessi possono comprendere messaggi pubblicitari basati sulla vicinanza, i quali possono essere messi a disposizione in una stazione radio base, o RBS (Stazione radio base, per esempio, un nodo B evoluto, o eNB, nelle tecnologie di radiocomunicazione Long Term Evolution, LTE, e Long Term Evolution - Advance, LTE-A,), che gestisce le comunicazioni su una zona servita, o cella, comprendente UE che si desiderano essere raggiunti dai messaggi pubblicitari basati sulla vicinanza.
Questi messaggi devono essere propagati in un'area bersaglio ben definita, o area di broadcast, che non corrisponde necessariamente a una singola cella della rete di telecomunicazione senza fili (ad esempio, l'area di destinazione può sia comprendere una porzione di una cella sia comprendere più di una cella, o porzioni di celle).
Inoltre, la trasmissione broadcast di un messaggio deve essere affidabile e l'area di broadcast deve essere coperta preferibilmente in breve tempo, sia a causa di un termine temporale ben definito, o perché la prestazione di applicazioni di alto livello che inviano questi messaggi di broadcast dipendono da quanto velocemente i messaggi di broadcast si propagano nell'area di broadcast.
La trasmissione broadcast dei messaggi dovrebbe consumare il minor numero di risorse di rete possibile in modo da non ostacolare il normale funzionamento (ad esempio, comunicazioni da UE a UE) della rete di comunicazione senza fili.
Nelle reti di comunicazione senza fili LTE e LTE-Advanced (LTE-A), la trasmissione broadcast D2D può essere sfruttata per implementare la trasmissione broadcast, come proposto in G. Nardini, G. Stea, A. Virdis, D. Sabella, M. Caretti: "Broadcasting in LTE-Advanced networks using multihop D2D communications", PIMRC 2016, Valencia, settembre 5-7, 2016. Il documento descrive che in una rete LTE-Advanced, comunicazioni da dispositivo a dispositivo (D2D) controllate dalla rete possono essere combinate in una maniera multipunto per distribuire le trasmissioni broadcast su aree definite dall'utente (e possibilmente di grandi dimensioni), con piccole latenze e occupando poche risorse.
Sommario dell'invenzione
La Richiedente ha osservato che, in generale, gli accorgimenti noti nella tecnica non forniscono una trasmissione broadcast affidabile e controllata di messaggi e, allo stesso tempo, con un minimo impatto sul funzionamento della rete di comunicazione.
Ad esempio, l'approccio descritto nel documento di cui sopra si basa sia sulla ripartizione delle risorse statiche che gli UE possono sfruttare per trasmissioni tramite un collegamento laterale, o SideLink - SL, o si basa su una schedulazione delle trasmissioni di SL da parte della stazione radio base alla ricezione di richieste di accesso casuale, o RAndom Access – RAC, da parte degli UE che hanno bisogno di inoltrare il messaggio da trasmettere.
Tale accorgimento provoca un gran numero di collisioni (sia sul SL o sul RAC), che pregiudicano un'affidabilità della trasmissione broadcast e della previsione di un istante di tempo in cui la trasmissione broadcast è completata. Inoltre, la definizione di limiti geografici della zona di destinazione della trasmissione broadcast è imprecisa.
La Richiedente ha quindi affrontato il problema di come risolvere, o quanto meno ridurre, gli inconvenienti sopra menzionati.
Di conseguenza, la Richiedente ha ottenuto una soluzione in cui una stazione radio base (ad esempio un eNB) guida la diffusione del messaggio trasmesso mediante trasmissioni D2D, minimizzando collisioni e un associato sfruttamento di risorse disponibili alla stazione radio base per fornire comunicazione nella rispettiva cella, e anche accelerando una propagazione del messaggio trasmesso tra UE nell'area bersaglio.
In particolare, un aspetto della presente invenzione propone un metodo di trasmissione broadcast di un messaggio tra apparecchiatura utente in un'area di broadcast coperta da una rete di comunicazione senza fili. La rete di comunicazione senza fili comprende almeno una stazione radio base che è atta a gestire la comunicazione di apparecchiatura utente in una o più rispettive aree servite. Il metodo comprende fare sì che l'almeno una stazione radio base identifichi apparecchiatura utente comprese nell'area di broadcast; tra le apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast, stimare un insieme di apparecchiatura utente trasmettitore memorizzanti il messaggio da trasmettere; tra le apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast, stimare di un insieme di apparecchiatura utente ricevitore non memorizzanti il messaggio e che sono in grado di ricevere il messaggio inviato da almeno una apparecchiatura utente trasmettitore attraverso un comunicazione da dispositivo a dispositivo, e selezionare un sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio garantendo che le apparecchiatura utente ricevitore in detto insieme ricevano il messaggio con una predeterminata sicurezza.
Caratteristiche preferite della presente invenzione sono esposte nelle rivendicazioni dipendenti.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, selezionare un sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio comprende la selezione di un numero minimo di attrezzature apparecchiatura utente trasmettitore di detto insieme che garantisce che le apparecchiatura utente ricevitore ricevano il messaggio con una predeterminata sicurezza.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, stimare un insieme di apparecchiatura utente trasmettitore comprese nell'area di broadcast comprende stimare un insieme di apparecchiatura utente ricevitore comprese nell'area di broadcast, e selezionare un sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio si basano su un criterio probabilistico.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, stimare un insieme di apparecchiatura utente trasmettitore comprese nell'area di broadcast comprende stimare un'apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast come essere un'apparecchiatura utente trasmettitore se una probabilità che detta apparecchiatura utente memorizzi il messaggio è uguale o superiore ad una soglia predeterminata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, stimare un insieme di apparecchiatura utente ricevitore comprese nell'area di broadcast comprende stimare un'apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast come essere un'apparecchiatura utente ricevitore se una probabilità che detta apparecchiatura utente riceva il messaggio attraverso un trasmissione da dispositivo a dispositivo pari o superiore ad una ulteriore soglia predeterminata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, la soglia predeterminata corrisponde all'ulteriore soglia predeterminata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, selezionare un sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio comprende risolvere un problema di copertura di insieme (set cover problem).
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il problema di copertura di insieme è formulato<come segue:>
dove xi è una variabile binaria che è impostata a uno se una corrispondente apparecchiatura utente trasmettitore è selezionata per il sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio, ed è impostato a zero altrimenti, Pi è la probabilità che l'apparecchiatura utente trasmettitore memorizzi il messaggio, Pi, j è una probabilità che una trasmissione broadcast dalla apparecchiatura utente trasmettitore sia correttamente ricevuta e decodificata da un apparecchiatura utente ricevitore, RS è un insieme comprendente le apparecchiatura utente ricevitore, TS è un insieme comprendente le apparecchiatura utente trasmettitore, e αTH è la soglia predeterminata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il problema di copertura di insieme è formulato<come segue:>
dove xi è una variabile binaria che è impostata a uno se una corrispondente apparecchiatura utente trasmettitore è selezionata per il sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio, ed è impostata a zero altrimenti, Pi è la probabilità che l'apparecchiatura utente trasmettitore memorizzi il messaggio, Pi, j è una probabilità che una trasmissione broadcast dalla apparecchiatura utente trasmettitore sia correttamente ricevuta e decodificata da un'apparecchiatura utente ricevitore, RS è un insieme comprendente le apparecchiatura utente ricevitore, TS è un insieme comprendente le apparecchiatura utente trasmettitore, e αTH è la soglia predeterminata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, la soglia predeterminata è una soglia configurabile il cui valore è associato ad un'affidabilità della trasmissione broadcast.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, la soglia predeterminata è uguale a, o maggiore di, 0,8.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, la soglia predeterminata è pari a 0,9 o 0,95.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende inoltre assegnare risorse di rete per la trasmissione broadcast del messaggio ad apparecchiatura utente trasmettitore selezionato. Preferibilmente, detta allocazione delle risorse di rete comprende destinare una porzione delle risorse di rete, disponibili per le comunicazioni dalle apparecchiatura utente verso la stazione radio base, alle apparecchiatura utente trasmettitore selezionate per effettuare una comunicazione da dispositivo a dispositivo.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, allocare le risorse di rete comprende inoltre sfruttare un riuso di frequenza in modo da assegnare una stessa risorsa di rete a due o più apparecchiatura utente trasmettitore selezionate.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, allocare le risorse di rete comprende inoltre valutare se una riduzione della probabilità di ricevere il messaggio attraverso un trasmissione da dispositivo a dispositivo si verifica per qualsiasi apparecchiatura utente ricevitore a causa dell'interferenza provocata dallo sfruttare il riuso di frequenza per due o più apparecchiatura utente trasmettitore selezionate. Inoltre, allocare risorse di rete comprende inoltre annullare il riuso di frequenza se la probabilità scende sotto l'ulteriore soglia predeterminata per una qualsiasi apparecchiatura utente ricevitore.
Una forma di realizzazione della presente invenzione comprende inoltre valutare nuovamente la probabilità di memorizzazione del messaggio per ogni apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast dopo che le risorse di rete sono state assegnate alle apparecchiatura utente trasmettitore selezionate.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende inoltre ripetere le seguenti fasi: stimare un insieme di apparecchiatura utente trasmettitore compresa nell'area di broadcast; stimare un insieme di apparecchiatura utente ricevitore compresa nell'area di broadcast; selezionare un sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio, e valutare nuovamente una probabilità di memorizzazione del messaggio per ogni apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, stimare un insieme di apparecchiatura utente trasmettitore compresa nell'area di broadcast; stimare un insieme di apparecchiatura utente ricevitore compresa nell'area di broadcast; selezionare un sottoinsieme di apparecchiatura utente trasmettitore per trasmettere il messaggio, e valutare nuovamente una probabilità di memorizzazione del messaggio per ogni apparecchiatura utente compreso nell'area di broadcast sono reiterate fino a quando per almeno un'apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast la probabilità di memorizzazione del messaggio nuovamente valutata è inferiore alla soglia predeterminata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, valutare nuovamente una probabilità di memorizzazione del messaggio per ogni apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast comprende stimare che la probabilità che un apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast memorizzi il messaggio sia pari alla corrispondente probabilità che detta apparecchiatura utente riceva il messaggio attraverso un trasmissione da dispositivo a dispositivo precedentemente valutata.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente ricevere il messaggio da una rete di trasporto (o core network) della rete di comunicazione senza fili.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente assegnare risorse di rete per almeno un'apparecchiatura utente trasmettitore selezionata per trasmettere il messaggio alla stazione base radio.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente identificare l'area di broadcast sulla base di informazioni contenute nel messaggio.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente fornire il messaggio ad almeno un'ulteriore stazione radio base attraverso un'interfaccia predisposta per la comunicazione tra stazioni radio base, l'area servita dall'ulteriore stazione radio base essendo almeno parzialmente sovrapposta all'area di broadcast.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente fare sì che la stazione radio base o l'almeno ulteriore stazione radio base fornisca il messaggio ad almeno un'apparecchiatura utente situata all'interno dell'area di broadcast.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, fornire il messaggio ad almeno un'apparecchiatura utente comprende fornire il messaggio ad almeno un'apparecchiatura utente avente il percorso massimo minimo, o minmax, più breve rispetto ad altre apparecchiature utente all'interno dell'area di broadcast.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente ricevere una richiesta di canale ad accesso casuale da un'apparecchiatura utente nell'area servita per trasmettere il messaggio attraverso un trasmissione da dispositivo a dispositivo.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il metodo comprende ulteriormente ricevere un rapporto di stato di buffer richiedente una concessione di risorse di rete sufficienti per trasmettere il messaggio.
Un altro aspetto della soluzione secondo la presente invenzione si riferisce ad una rete di comunicazione senza fili comprendente almeno una stazione radio base che è atta a gestire la comunicazione di apparecchiatura utente in una o più rispettive aree servite, l'almeno una stazione radio base essendo configurata per attuare il metodo di cui sopra.
Breve descrizione dei disegni
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della soluzione secondo forme di realizzazione della presente invenzione saranno meglio compresi dalla lettura della seguente descrizione dettagliata di una sua forma realizzativa, fornita soltanto a titolo di esempio non limitativo, da leggersi in relazione ai disegni allegati, in cui:
Le Figure 1A - 1C sono rappresentazioni schematiche di una porzione di una rete di comunicazione senza fili in cui è implementata una trasmissione broadcast di messaggio basato su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione
La Figura 2 è un diagramma di flusso schematico di un procedura di broadcast per la gestione della trasmissione di messaggio basato su D2D secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;
La Figura 3 è un diagramma schematico che illustra il riuso di frequenza durante la schedulazione di risorse di rete secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;
La Figura 4A è un diagramma schematico di una porzione di una rete di comunicazione senza fili in cui un trasmissione broadcast di messaggio basato su D2D secondo una forma di realizzazione è eseguita in due celle della rete di comunicazione senza fili della presente invenzione;
La Figura 4B è un diagramma schematico di una porzione di una rete di comunicazione senza fili in cui un trasmissione broadcast di messaggio basato su D2D secondo una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione è implementata in due celle della rete di comunicazione senza fili;
La Figura 5 è un diagramma schematico di una porzione di una rete di comunicazione senza fili in cui un trasmissione broadcast di messaggio basato su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione è eseguita su cinque celle della rete di comunicazione senza fili, e
Le Figure 6A - 6C sono diagrammi di figure di merito di trasmissioni broadcast di messaggio Basato su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione ed accorgimenti noti basati su una simulazione di uno scenario di test.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Con riferimento ai disegni, le Figure 1A - 1C sono rappresentazioni schematiche di una porzione di una rete di comunicazione senza fili 100 in cui è implementata una trasmissione broadcast basata su trasmissione da dispositivo a dispositivo, o basata su D2D, secondo una realizzazione della presente invenzione.
La porzione della rete di comunicazione senza fili 100 comprende una stazione radio base, o RBS, 105 (ad esempio, un nodo B evoluto, o ENB, nelle tecnologie di radiocomunicazione Long Term Evolution, LTE, e Long Term Evolution – Advance, LTE-A), la quale gestisce le comunicazioni su una rispettiva area geografica servita, o cella 110.
In dettaglio, la stazione radio base 105 è predisposta per fornire servizi di comunicazione (trasmissione e ricezione di chiamate vocali, di pacchetti di dati, ecc.) per apparecchiature utente, come ad esempio le apparecchiature utente UE0-15 (ad esempio, smartphone, tablet, computer portatili, ecc.), compresi nella cella 110.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, la stazione radio base 105 è configurata per gestire una trasmissione di messaggio basato su D2D secondo forme di realizzazione della presente invenzione.
Nel seguito si suppone che la stazione radio base 105 abbia la capacità di stimare una posizione di ciascuna apparecchiatura utente UE0-15 compresa nella cella 110 servita dalla stazione radio base 105. Ad esempio, la stazione radio base può implementare una o più di qualsiasi funzione di posizionamento UE nota nella tecnica per stimare una posizione geografica di ciascuno delle apparecchiature utente UE0-15 all'interno della cella 110.
In una forma di realizzazione non limitativa dell'invenzione, la rete di comunicazione senza fili 100 implementa la tecnologia LTE/LTE-A configurata per gestire comunicazioni da dispositivo a dispositivo (ad esempio, LTE release 12 e LTE-A release 12) tra apparecchiature utente in grado eseguire comunicazioni dirette l'uno con l'altro.
Nell'esempio illustrato nelle Figure 1A - 1C, si considera il caso in cui, inizialmente, un messaggio m da trasmettere - indicata con un fumetto contenente una m nelle Figure 1A - 1C - è generato da un'apparecchiatura utente, ad esempio l'apparecchiatura utente UE2 nella Figura 1A, ad esempio per avvertire persone nei dintorni che si è verificato un incidente stradale.
Al fine di avviare la trasmissione broadcast del messaggio m, l'apparecchiatura utente UE2 richiede alla stazione radio base 105 risorse di rete necessarie per eseguire la trasmissione broadcast.
L'apparecchiatura utente UE2 invia una richiesta di accesso casuale, o RAC, alla stazione radio base 105.
Preferibilmente, l'apparecchiatura utente UE2 invia inoltre un rapporto di stato di buffer, o BSR, alla stazione radio base 105, al fine di chiedere una concessione di risorse di rete sufficienti per trasmettere il messaggio m.
In particolare, le risorse di rete sono richieste per implementare uno o più trasmissioni D2D del messaggio m da trasmettere in broadcast. In altre parole, l'apparecchiatura utente UE2 richiede una concessione per un collegamento laterale, o sidelink - SL, per la trasmissione broadcast del messaggio da trasmettere direttamente ad una o più delle apparecchiature utente UE0-15 comprese all'interno della cella 110.
La stazione radio base 105, analizzando il BSR ricevuto dalle apparecchiature utente UE2, può riconoscere che l'apparecchiatura utente UE2 richiede una concessione per un sidelink SL al fine di avviare una trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D. Ad esempio, un'indicazione che l'apparecchiatura utente UE2 è disposta ad avviare i trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D possono essere contenute in un valore specifico del campo Logical Connection ID (identificativo di connessione logica) o LCID, del BSR (cioè, non sono richieste necessariamente modifiche del BSR al fine di implementare la trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D secondo forme realizzative della presente invenzione).
Una volta che la stazione radio base 105 identifica che l'apparecchiatura utente UE2 richiede risorse per la trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D, la stazione radio base 105 può istanziare una procedura di gestione della trasmissione broadcast basata su D2D, in breve procedura di broadcast 200 nel seguito, secondo un forma di realizzazione della presente invenzione, il quale è ora descritto con facendo ulteriormente riferimento alla Figura 2, la quale è un diagramma di flusso schematico della stessa.
Come notato sopra, la procedura di broadcast 200 è iniziata (blocco iniziale 205) presso una stazione radio base, come la stazione radio base 105 nell'esempio delle Figure 1A - 1C, individuando una richiesta di concessione di un sidelink SL fatta da un'apparecchiatura utente, come l'apparecchiatura utente UE2, al fine di avviare una trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D.
In primo luogo, la stazione radio base determina (blocco 210) un insieme D dell'apparecchiatura utente UE0-8 compresa nella cella 110 che è anche compresa all'interno di un'area di broadcast 115 (delimitata da un cerchio tratteggiato nelle Figure 1A - 1C) della trasmissione broadcast.
L'area di broadcast 115 è una zona all'interno della quale il messaggio m deve essere trasmesso in broadcast. In altre parole, il messaggio m deve essere ricevuto da ogni apparecchiatura utente, come le apparecchiature utente UE0, 1 UE e UE3-8 nell'esempio considerato, comprese all'interno dell'area di broadcast 115.
In una forma di realizzazione dell'invenzione, l'area di broadcast 115 può essere sostanzialmente discoidale ed un raggio di broadcast rb può essere associato con il messaggio m da trasmettere in broadcast. In questo caso, il raggio di broadcast rb è utilizzato per determinare un'estensione dell'area di broadcast 115.
Preferibilmente, l'area di broadcast 115 è centrata sulla sorgente del messaggio trasmesso m, ossia l'apparecchiatura utente UE2 nell'esempio considerato.
Ancor più preferibilmente, una lunghezza d raggio di broadcast rb e/o estensione dell'area di broadcast 115, può essere un parametro predefinito o può essere definita dalla apparecchiatura utente UE2 che genera il messaggio m (come descritto nel seguito).
Tuttavia, nulla impedisce di definire l'area di broadcast 115 secondo diversi criteri e/o di forme differenti senza uscire dall'ambito dell'invenzione.
Nell'esempio delle Figure 1A - 1C, l'apparecchiatura utente UE0 -8 sono compresi nell'area di broadcast 115 e quindi nella UE fissato D identificato dalla stazione radio base 105, vale a dire:
D = {UE0, UE1, UE2, UE3, UE4, UE5, UE6, UE7, UE 8}.
Quindi, la stazione radio base 105 identifica (blocco 215) un insieme di (possibili) trasmettitori TS di apparecchiature utente UE0-8 che attualmente (ossia, durante l'iterazione considerata della procedura di broadcast 200) memorizzano il messaggio m da trasmettere in broadcast.
Si noti che, in una prima iterazione della procedura di broadcast 200, solo le apparecchiatura utente che ha generato il messaggio m, come l'apparecchiatura utente UE2 nell'esempio delle Figure 1A - 1C, memorizza il messaggio m da trasmettere (ossia, alla prima iterazione TS = {UE2}) con probabilità di memorizzazione Pi, cioè una probabilità che l'UEi (i = 0,..., 8, nell'esempio delle Figure 1A - 1C) memorizzi il messaggio m, pari all'unità (cioè, Pi = 1).
In iterazioni successive del procedura di broadcast 200, la stazione radio base 105 identifica l'apparecchiatura utente UE0-8 appartenente a all'insieme trasmettitori TS (cioè, attualmente che memorizzano il messaggio m) sulla base di un criterio probabilistico. Ad esempio, una generico apparecchiatura utente UEi è inserita nell'insieme trasmettitori TS se la probabilità di memorizzazione Pi è uguale o superiore a soglia di affidabilità αTH (cioè, Pi ≥ αTH, come descritto nel seguito).
Preferibilmente, la soglia di affidabilità αTH è una soglia configurabile il cui valore è associato con una affidabilità della trasmissione broadcast, ad esempio valori tipici possono essere imposti uguale a, o maggiore di, 0,8 (cioè, αTH ≥ 0,8) come preferibilmente αTH = 0.9 o αTH = 0,95.
Dopo aver definito l'insieme TS, la stazione radio base 105 definisce un (possibile) insieme ricevitori RS (blocco 220) che comprendono apparecchiature utente ricevitore UEj (j = 0,..., 8, e j ≠ 2 nell'esempio delle Figure 1A - 1C) compreso nell'area di broadcast 115 che sono suscettibili di ricevere il messaggio di broadcast m trasmesso attraverso l'apparecchiatura utente UEi dei insieme trasmettitori TS basato sul suddetto criterio probabilistico. Preferibilmente, una probabilità di ricezione (del messaggio) Pj, cioè una probabilità che l'UEj riceve il messaggio m mediante una trasmissione D2D dello stesso, è calcolata (come descritto nel seguito). Di conseguenza, la generico apparecchiatura utente UEj è inserita nell'insieme ricevitori RS nel caso in cui la probabilità di ricezione Pj è pari o superiore alla soglia di affidabilità αTH (cioè, Pj ≥ αTH, come descritto nel seguito).
Di conseguenza, la stazione radio base 105 seleziona e schedula (blocco 225) una sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB delle apparecchiature utente UEi comprese nella insieme trasmettitori TS, alla quale concessioni di trasmissione sono fornite dalla stazione radio base 105 al fine di propagare il messaggio m (come descritto nel seguito).
Preferibilmente, durante ogni iterazione della procedura di broadcast 200, è selezionato e schedulato il sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB in modo tale da ridurre al minimo il numero complessivo di trasmissioni del messaggio m durante la trasmissione broadcast basato su D2D dello stesso, e, allo stesso tempo, per garantire che il messaggio m sia ricevuto dalle apparecchiature utente UEj comprese nell'insieme ricevitori RS con la probabilità di ricezione Pj pari o superiore alla soglia affidabilità αTH (cioè, Pj ≥ αTH, come descritto nel seguito).
Vantaggiosamente, le apparecchiature utente UEi comprese nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB sono selezionati anche in modo tale da ridurre al minimo le risorse di rete da assegnare per eseguire la trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D (come descritto nel seguito). Ad esempio, in una forma di realizzazione dell'invenzione, il riuso di frequenza può essere implementato in modo da ridurre una quantità di risorse di rete (di trasmissione) assegnate per trasmettere il messaggio m (come descritto nel seguito).
Una volta che l'apparecchiatura utente UEi nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB hanno trasmesso (blocco 227) il messaggio m, la probabilità di memorizzazione Pi che ogni apparecchiatura utente UE0-8 nell'area di broadcast 115 memorizzi il messaggio m è valutata di nuovo (blocco 230).
Ad esempio, le apparecchiature utente UEj dei insieme ricevitori RS che, in modo probabilistico, hanno verosimilmente appena ricevuto il messaggio m sono considerate ora memorizzare il messaggio m con una probabilità di memorizzazione Pi uguale alla probabilità di ricezione Pj (cioè, Pi = Pj ≥ αTH).
Quindi, la stazione radio base 105 valuta (blocco di decisionale 240) per tutti le apparecchiature utente UE0-8 nell'area di broadcast 115, cioè le apparecchiature utente UE0-8 compresa nell'insieme UE D, se la corrispondente probabilità di memorizzazione Pi è uguale o superiore alla soglia di affidabilità αTH. In altre parole, la stazione radio base 105 stime se tutti le apparecchiature utente UE0-8 comprese nell'insieme UE D memorizzano (cioè hanno ricevuto) il messaggio m.
In caso affermativo (ramo di uscita Y del blocco di decisionale 240), ossia la trasmissione broadcast del messaggio m ha raggiunto tutte le apparecchiature utente UE0-8 comprese nell'area di broadcast 115, la procedura di broadcast 200 termina (blocco 245).
In caso negativo (ramo di uscita N del blocco di decisionale 240), ossia la trasmissione broadcast del messaggio m non ha raggiunto tutte le apparecchiature utente UE0-8 comprese nell'area di broadcast 115, il funzionamento ritorna al blocco 215, al fine di avviare una nuova iterazione della procedura di broadcast 200 -ossia, la nuova iterazione comporta ripetere le operazioni dei blocchi 215, 220, 225, 227, 230, 240.
Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, la procedura di broadcast 200 è iterata fino a quando la trasmissione broadcast del messaggio m ha raggiunto tutte le apparecchiature utente UE0-8 comprese nell'area di broadcast 115.
Va notato che ogni trasmissione broadcast (D2D) del messaggio m richiede quattro (4) Intervalli di Tempo di Trasmissione (Transmission Time Interval o TTI, noti nella tecnica e qui non discussi per brevità) affinché sia decodificato dalle apparecchiature utente UEj nell'insieme ricevitori RS. Di conseguenza, ogni iterazione della procedura di broadcast 200 segue un'iterazione precedente dopo quattro TTI e precede una prossima iterazione di quattro TTI.
Con riferimento all'esempio delle Figure 1A e 1B della procedura di broadcast 200 gestisce la trasmissione broadcast basata su D2D nell'area di broadcast 115 del messaggio m nel seguente modo.
La stazione radio base 105, dopo aver ricevuto una richiesta di assegnazione di risorse di rete su un sidelink SL dall'apparecchiatura utente UE2 per l'esecuzione di una trasmissione broadcast basata su D2D di un messaggio, popola il set UE D con le apparecchiature utente UE 0-8 comprese nell'area di broadcast 115, come notato sopra.
Come dovrebbe essere chiaro, nell'esempio in esame solo l'apparecchiatura utente UE2 (che genera il messaggio m) memorizza inizialmente il messaggio m da trasmettere in broadcast con una probabilità di memorizzazione P2 uguale a uno (P2 = 1). Pertanto, solo l'apparecchiatura utente UE2 è inserita nei insieme trasmettitori TS dalla stazione radio base 105 (cioè, TS = {UE2}).
La stazione radio base 105 identifica quindi le apparecchiature utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE5 come in grado di ricevere il messaggio m con una probabilità di ricezione Pj pari o superiore alla soglia di affidabilità αTH; pertanto, le apparecchiature utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE5 sono comprese nell'insieme ricevitori RS (cioè, RS = { UE0, UE1, UE3, UE4, UE5}).
Poiché l'insieme trasmettitori TS comprende solo l'apparecchiatura utente UE2, in tale prima iterazione della procedura di broadcast 200 solo l'apparecchiatura utente UE2 è inserita nel sottoinsieme di broadcast TS
SUB (cioè, TSSUB = {UE2}).
L'apparecchiatura utente UE2 riceve una concessione della trasmissione broadcast sul sidelink SL dalla stazione radio base 105, ed esegue una trasmissione broadcast D2D del messaggio m.
Le apparecchiature utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE5 nell'insieme ricevitori RS sono considerate aver ricevuto il messaggio m (ciascuno con una rispettiva fiducia corrispondente ad una rispettiva probabilità di ricezione Pj) come mostrato in Figura 1B. Pertanto, ogni apparecchiatura utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE5 è (da ora) considerata memorizzare il messaggio m con una rispettiva probabilità di memorizzazione Pi sostanzialmente uguale alla probabilità di ricezione Pj (cioè, Pi = Pj ≥ αTH).
Poiché le apparecchiature utente UE6, UE7 e UE8 nell'area di broadcast 115 non hanno ancora ricevuto il messaggio m, la procedura di broadcast 200 è reiterata (cioè le operazioni dei blocchi 215, 220, 225, 227, 230, 240 sono ripetute).
Nella nuova iterazione, la stazione radio base 105 inserisce nell'insieme trasmettitori TS tutte le apparecchiature utente UEi che sono ritenute memorizzare il messaggio m con una probabilità di memorizzazione Pi pari o superiore alla soglia affidabilità αTH. Nell'esempio considerato, le apparecchiature utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE5 (che hanno ricevuto il messaggio m nell'iterazione precedente della procedura di broadcast 200) e l'apparecchiatura utente UE2 (che ha generato il messaggio m) rispettano tale vincolo (cioè, Pi ≥ αTH), e sono pertanto comprese nell'insieme trasmettitori TS (cioè, TS = {UE0, UE1, UE2, UE3, UE4, UE5}).
In seguito, un nuovo insieme ricevitori RS è identificato. Nell'esempio delle Figure 1B e 1C, tutti e tre le restanti apparecchiature utente UE6, UE7 e UE8 che non memorizzano già il messaggio m risultano in grado di ricevere il messaggio m con una probabilità di ricezione Pj pari o superiore alla soglia di affidabilità αTH (cioè, Pj ≥ αTH) e sono quindi comprese nell'insieme ricevitori RS (cioè, RS = {UE 6, UE7, UE8}).
La stazione radio base 105 seleziona (come descritto nel seguito) quali apparecchiature utente UEi schedulare per trasmettere il messaggio m per mezzo di trasmissione broadcast D2D e concede loro risorse di rete (ad esempio, uno o più blocchi di risorse) nello SL. Nell'esempio delle Figure 1B e 1C, la stazione radio base 105 determina che è possibile fornire il messaggio m alle apparecchiature utente UE6, UE7 e UE8 nell'insieme ricevitori RS (con la fiducia desiderata, cioè Pj ≥ αTH) concedendo una trasmissione solo alle apparecchiature utente UE4 e UE5 nell'insieme trasmettitori TS. Pertanto, le apparecchiature utente UE4 e UE5 sono inserite nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB (cioè, TSSUB = {UE4, UE5}).
Le apparecchiature utente UE4 e UE5 ricevono una concessione di trasmissione broadcast sul sidelink SL dalla stazione radio base 105, ed eseguono una trasmissione broadcast D2D del messaggio m.
Le apparecchiature utente UE6, UE7 e UE8 nei insieme ricevitori RS sono considerati aver ricevuto il messaggio m (ciascuno con una rispettiva fiducia corrispondente alla probabilità di ricezione Pj) come indicato in Figura 1C. Pertanto, ogni apparecchiatura utente UE6, UE7 e UE8 è (d'ora in avanti) considerata memorizzare il messaggio m con una rispettiva probabilità di memorizzazione Pi uguale alla probabilità di ricezione Pj (cioè, Pi = j ≥ αTH).
Come mostra la Figura 1C, tutte le apparecchiature utente UE0-8 nell'area di broadcast 115 (cioè, le apparecchiature utente UE0-8 compresi nell'insieme UE D) sono ora considerati memorizzare il messaggio m. In altre parole, tutte le apparecchiature utente UE0-8 nell'area di broadcast 115 hanno ricevuto il messaggio m e la trasmissione broadcast è completata (cioè, la procedura di broadcast 200 termina).
Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, la selezione e la schedulazione delle apparecchiature utente UEi per la trasmissione broadcast D2D (cioè, la selezione delle apparecchiature utente UEi da comprendere nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB; si veda il blocco 225 della procedura di broadcast 200) possono essere eseguite nel modo seguente.
Preferibilmente, una procedura di selezione e schedulazione di sub-trasmissione broadcast può essere implementata. Ancor più preferibilmente, la procedura di selezione e schedulazione di sub-trasmissione broadcast comprende due (2) fasi, ossia una (prima) fase di selezione ed una (seconda) fase di schedualzione.
La fase di selezione della procedura di selezione e schedulazione di sub-trasmissione broadcast è configurata per selezionare un (minimo) sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB delle apparecchiature utente UEi comprese nell'insieme trasmettitori TS le cui trasmissioni D2D del messaggio m (probabilmente) raggiungono tutti le apparecchiature utente UEj nell'insieme ricevitori RS
Grazie alla conoscenza della posizione di tutte le apparecchiatura utente UE0-15 nella cella 110, la stazione radio base 105 può stimare l'attenuazione del segnale dovuta alle perdite di percorso tra le coppie di apparecchiatura utente (trasmettitore) UEi e apparecchiatura utente (ricevitore) UEj nell'area di broadcast.
Sulla base della stima di attenuazione del segnale tra coppie di apparecchiature utente UEi e UEj e sfruttando le curve di BLock Error Rate (tasso di errore di blocco), o BLER, utilizzate per la selezione di uno schema di codifica e modulazione, o MCS (Modulation Coding Scheme), per le trasmissioni, la stazione radio base 105 calcola per ciascuna coppia di apparecchiature utente UEi e UEj comprese nell'area di broadcast 115 una probabilità di ricezione Pi,j (ricezione del messaggio riuscita), ossia una probabilità che una trasmissione broadcast (ad esempio, la trasmissione broadcast del messaggio m da trasmettere) dall'apparecchiatura utente trasmettitore UEi sta correttamente ricevuta e decodificata da parte dell'apparecchiatura utente ricevitore UEj.
La probabilità di ricezione Pj per una generica apparecchiatura utente UEj nell'insieme ricevitori RS può essere calcolata come la probabilità congiunta di ricevere il messaggio da un apparecchiatura utente UEi che memorizza il messaggio m, o
dove xiè una variabile binaria che è impostata a uno (1) se l'apparecchiatura utente UEiè selezionata per la trasmissione broadcast (ad esempio, è compreso nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB), ed è impostata a zero (0) in caso contrario.
L'equazione (1) sopra esprime una variante probabilistica di un problema di copertura d'insieme (o set cover problem), indicato anche semplicemente come 'problema' in seguito, con vincoli su una quantità di risorse disponibili.
La soluzione del problema di copertura di insieme è NP-arduo (Non-deterministic Polynomial-time hard o difficile non deterministico in tempo polinomiale, cioè una classe di problemi di complessità nota nella tecnica e qui non ulteriormente discussa per brevità) e richiede un grande numero di variabili per il suo completamento. Ad esempio, in uno scenario comprendente 40 apparecchiature utente avente disponibili 50 blocchi di risorse sul sidelink SL per trasmissioni D2D, un numero di variabili binarie necessarie per risolvere il problema di copertura di insieme sostanzialmente corrisponde a 40 × 50 = 2000 (cioè, 2000 variabili binarie per indicare quale apparecchiatura utente sta trasmettendo in quale blocco di risorsa corrispondente), e ulteriori 40 × 40 × 50 = 80000 variabili binarie sono necessari per indicare se due (o più) generiche apparecchiature utente sfruttano uno stesso blocco di risorsa per la trasmissione broadcast.
Sulla base all'equazione (1) è possibile identificare un (minimo) sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUBdell'apparecchiatura utente UEinell'insieme trasmettitori TS di cui le trasmissioni D2D del messaggio m (probabilmente) raggiungono tutte le apparecchiatura utente UEjnell'insieme ricevitori RS.
In effetti, dati l'insieme trasmettitori TS di apparecchiature utente UEi che (probabilmente) memorizzano il messaggio m è da identificare il sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB delle apparecchiature utente UEinell'insieme trasmettitori TS le cui trasmissioni D2D del messaggio m (probabilmente) consentono di raggiungere tutte le apparecchiature utente UEjnell'insieme ricevitori RS e allocare risorse di rete per tali apparecchiature utente UEinel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUBper trasmettere il messaggio m (operazione effettuata nel blocco 225 nel diagramma di flusso di Figura 2). L'allocazione delle risorse di rete comprende preferibilmente ottimizzare l'utilizzo dello stesso, ad esempio attuando un riuso di frequenza (quindi, imponendo vincoli interferenza alla soluzione) e sfruttando un numero limitato di risorse di rete (ad esempio, blocchi di risorse).
La fase di selezione della procedura di selezione e programmazione sub-trasmissione broadcast comporta la soluzione del problema probabilistico di copertura di insieme, assumendo risorse di rete infinite e senza implementare riuso di frequenza. Sotto tali ipotesi, la soluzione al problema di copertura di insieme è accelerata e semplificata.
<In particolare, il problema di copertura di insieme può essere formulato come segue:>
<Il problema può essere linearizzata riformulando la disuguaglianza (3):>
La soluzione del problema di copertura di insieme identifica l'apparecchiatura utente UEi da comprendere nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB.
Si noti che l'apparecchiatura utente UEi identificata risolvendo il problema di copertura di insieme secondo la disuguaglianza (3) e/o la disuguaglianza (5) assicurano che la probabilità di ricezione Pj per ogni apparecchiatura utente UEj dell'insieme ricevitori RS è uguale o supera la soglia di affidabilità αTH come richiesto.
Si noti che, poiché tutte le apparecchiature utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB trasmette lo stesso messaggio m con lo stesso schema di codifica di modulazione, la stessa quantità di risorse di rete (ad esempio, un blocco di risorsa) è allocato ad ogni apparecchiatura utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB.
Per via dell'ipotesi fatta sopra (cioè, le risorse di rete infinite e senza riuso di frequenza), è probabile che le risorse di rete richieste da assegnare per la trasmissione broadcast del messaggio m dalle apparecchiature utente UEi comprese nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB superi le risorse di rete attualmente disponibili (ad esempio, le risorse di rete in uplink, UL, che possono essere sfruttate per stabilire un sidelink; SL, per la comunicazione D2D come noto).
Un esempio di procedura di selezione e programmazione di sub-trasmissione broadcast secondo una realizzazione della presente invenzione, è qui fornito nella forma del seguente pseudo-codice, in cui si presume che ogni apparecchiatura utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB è previsto in un blocco di risorsa, RB, senza perdita di generalità. Inoltre, nello pseudocodice:
� U è l'insieme di apparecchiature utente UEischedulabili (cioè, il sottoinsieme di trasmissione broadcast<TSSUB) ;>
� rbAlloc è una matrice o mappa, che memorizza, per ogni blocco di risorsa RBk (in cui k è un interopositivo), le apparecchiature utente UEi allocate su di esso.
� ueAlloc è un vettore che memorizza, per ogni apparecchiatura utente UEi, lo RBk assegnato allastessa.
Va notato che, nel seguente pseudo-codice secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, è implementata una fase di programmazione semplificata. La fase di programmazione semplificata è configurata per scartare la schedulazione delle apparecchiature utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB per le quali i blocchi di risorse non sono effettivamente disponibili. In altre parole, nel caso in cui il numero di UEi è maggiore di un numero K (K > 0) di blocchi di risorse RBk effettivamente disponibili, le apparecchiatura utente UEi assegnate in qualsiasi RBk, con k > K (ad esempio, k = K 1), non sono schedulate dalla stazione radio base 105. In altre parole, l'algoritmo descritto dallo pseudo-codice non comprende l'ottimizzazione dello sfruttamento delle risorse di rete, anche se implementa un criterio di riutilizzo di frequenza. Infatti, l'algoritmo descritto dallo pseudo-codice alloca l'apparecchiatura utente UEi in un generico RBk mediante uno o più tentativi, ad esempio secondo un criterio 'greedy' (di avidità), senza accertarsi che l'allocazione finale sia una soluzione ottimale rispetto uno o più vincolo e/o metriche selezionati.
1. // inizializzazione
2. Ordinare UE in U secondo una determinata politica
3. per ogni k in B {
4. aggiungere UE k a rbAlloc[k]
5. ueAlloc[k] = k
6. }
7.
8. // allocazione
9. per ciascuna UE i in U {
10. tempRbAlloc = rbAlloc
11. prev = ueAlloc[i]
12. rimuovere i da tempRbAlloc[prev]
13. per ogni k in tempRbAlloc{
14. aggiungere i a tempRbAlloc[k]
15. // cercare di allocare UE i su RB k
16. per ogni j UE in U { // valutare probabilità 17. calcolare P_j secondo tempRbAlloc
18. }
19. se P_j> alpha, per ogni UE j {//aggiornare allocazione 20. rimuovere i da rbAlloc [prev]
21. aggiungere i a rbAlloc [k]
22. andare alla prossima UE
23. }
24. altrimenti {
25. rimuovere i da tempRbAlloc [k]
26. }
27. }
28.}
La procedura di selezione e la schedulazione di sub-trasmissione broadcast secondo forme realizzative preferite della presente invenzione comprende una fase di schedulazione in cui una o più tecniche di ottimizzazione, come ad esempio il riutilizzo di frequenza, sono implementate, al fine di ridurre le risorse di rete, ad esempio blocchi di risorse, necessarie per la trasmissione broadcast basato su D2D del messaggio m e consentendo la schedulazione di un numero di UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB maggiore delle risorse di rete, ad esempio un numero di blocchi di risorse, effettivamente disponibili.
Preferibilmente, la stazione radio base 105 alloca le risorse di rete per la trasmissione broadcast del messaggio m dalle apparecchiature utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB utilizzando un algoritmo di schedulazione euristico.
Preferibilmente, in una prima porzione dell'algoritmo di schedulazione euristica, le risorse di rete disponibili sono innanzitutto assegnate alle apparecchiature utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB in maniera esclusivamente reciproca (cioè rispettive risorse di rete sono attribuite a ciascuna apparecchiatura utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB).
Successivamente, in una seconda porzione dell'algoritmo di schedulazione euristica, è implementato il riuso di frequenza assegnando risorse di rete corrispondenti a due o più apparecchiature utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB. In altre parole, la trasmissione broadcast del messaggio m da due o più apparecchiature utente UEi del sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB può essere schedulate sulle stesse risorse di rete.
Preferibilmente, all'applicazione del riuso di frequenza la stazione radio base 105 verifica se la probabilità di messaggio Pi,j e, di conseguenza, la probabilità di ricezione Pj cambiano per via dell'interferenza associato al riuso di frequenza. Ancora più preferibilmente, la stazione radio base 105 controlla se la probabilità di ricezione Pj rimane uguale, o superiore, alla soglia di affidabilità αTH (Pj ≥ α TH). In caso affermativo (cioè la probabilità di ricezione Pj rimane uguale, o superiore, alla soglia affidabilità αTH), il riuso di frequenza è applicato. Altrimenti (cioè la ricezione di probabilità Pj diventa inferiore alla soglia affidabilità αTH), il riuso di frequenza è scartato.
Nello scenario di trasmissione broadcast basata su D2D eemplare delle Figure 1A - 1C secondo una forma di realizzazione non limitativa dell'invenzione, la procedura di selezione e schedulazione di sub trasmissione broadcast può essere realizzata nel modo seguente. Come descritto sopra, l'apparecchiatura utente UE2 è l'unica apparecchiatura utente UEi nell'insieme trasmettitori TS, mentre le apparecchiature utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE 5 sono in portata (per una comunicazione D2D) da UE2 e sono incluse nell'insieme ricevitori RS.
Una possibile soluzione del problema di copertura di insieme probabilistico è un insieme candidato attivo, o Candidate Active Set - CAS, cioè corrispondente al sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB, contenente solo l'apparecchiatura utente UE2, la quale è schedulata per la trasmissione broadcast dall'algoritmo di schedulazione euristica in risorse di rete disponibili, come ad a quattro (4) blocchi di risorse RB0-3 su sei (6) blocchi di risorse RB0-5 completamente disponibile per la trasmissione broadcast sul sidelink.
Dopo la trasmissione broadcast del messaggio m, le apparecchiature utente UE0, UE1, UE3, UE4 e UE5 nell'insieme ricevitori RS hanno il messaggio m con la confidenza desiderata (Pi ≥ αTH).
Durante la seconda iterazione della procedura di broadcast 200, la stazione radio base 105 un'istanza il sub-procedimento di selezione e schedulazione (seconda iterazione del blocco 225) nell'insieme trasmettitori TS che ora comprende le apparecchiature utente UE0-5.
La soluzione al problema di copertura di insieme è eseguita nella prima fase del sub-procedimento di selezione e schedulazione e risulta nella scelta delle apparecchiature utente UE4 e UE5 per coprire (cioè, fornire il messaggio m alle) apparecchiature utente UE6, UE7 e UE8 comprese nell'insieme ricevitori RS in una seconda iterazione della procedura di broadcast 200 (cioè, le apparecchiatura utente UE4 e UE5 sono comprese nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB).
Successivamente la seconda fase della sub-procedura di selezione e schedulazione è istanziata per schedulare la trasmissione D2D delle apparecchiature utente UE4 e UE5.
Nella prima porzione di algoritmo di schedulazione euristico, le apparecchiature utente UE4 e UE5 sono schedulate su quattro blocchi di risorse ciascuno, per un totale di otto (8) blocchi di risorse allocate, i quali superano i sei (6) blocchi di risorse RB0 -6 totalmente disponibili per la trasmissione broadcast sul sidelink.
Di conseguenza, nella seconda porzione dell'algoritmo di schedulazione euristica, è implementato il riuso di frequenza, per esempio le apparecchiature utente UE4 e UE5 possono essere schedulate per la trasmissione broadcast nei stessi quattro (4) blocchi di risorsa RB0-3, a condizione che la probabilità di ricezione Pj per le apparecchiature utente UE6, UE7 e UE8 comprese nell'insieme ricevitori RS non siano criticamente affette da disturbi associati allo schema di riuso di frequenza determinata dall'algoritmo di schedulazione euristico (ad esempio, Pj non scende sotto la soglia di affidabilità αTH).
Dopo la trasmissione broadcast del messaggio m nella seconda iterazione, tutte le apparecchiatura utente UE6, UE7 e UE8 comprese nell'insieme ricevitori RS hanno il messaggio con la confidenza desiderata (Pi ≥ αTH). Inoltre, tutte le apparecchiature utente UE0-8 nell'area di broadcast 115 hanno ricevuto il messaggio m, e la procedura di broadcast 200 termina.
Un esempio più generale di riuso di frequenza secondo una forma di realizzazione dell'invenzione è mostrata in Figura 3, la quale è un diagramma schematico che illustra il riuso di frequenza durante la schedulazione di risorse di rete secondo una forma di realizzazione dell'invenzione.
Nell'esempio di Figura 3, sette apparecchiature utente UE0-6 sono comprese nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB. Nella prima parte dell'algoritmo di schedulazione euristico, una o più rispettive risorse di rete, ad esempio un rispettivo blocco di risorse nell'esempio di Figura 3, sono assegnate a ciascuna apparecchiatura utente UE0-6. Questo garantisce che i vincoli di interferenza del problema di copertura di insieme siano soddisfatti.
Va notato che sette blocchi (7) di risorse RB0-6 sono allocati (uno per ogni apparecchiatura utente UE0-
6) anche se solo cinque (5) blocchi di risorse RB0-4 sono effettivamente disponibili nell'esempio.
Pertanto, il riuso di frequenza è implementato durante la seconda porzione dell'algoritmo di schedulazione euristico. In una prima iterazione del riuso di frequenza, l'apparecchiatura utente UE1 è provvisoriamente schedulata per la trasmissione broadcast nel blocco di risorsa RB0, unitamente all'apparecchiatura utente UE0. In questo caso, le trasmissioni dalle apparecchiature utente UE0 e UE1 nel medesimo blocco di risorsa RB0 genererebbero interferenza (almeno nelle trasmissioni e/o ricezioni tra le apparecchiature utente UE0 e UE1), ma la probabilità di ricezione Pj per tutti le apparecchiature utente nell'insieme ricevitori RS è valutata (da una stazione radio base gestente come descritto sopra) rimanere al di sopra della soglia di affidabilità αTH. Così, il blocco di risorsa RB0 è allocato anche all'apparato utente UE1 per la trasmissione broadcast (ossia, il riuso di frequenza è applicato per l'apparecchiatura utente UE1).
Nel corso di una seconda iterazione del riuso di frequenza, l'apparecchiatura utente UE2 è temporaneamente schedulata anch'essa per la trasmissione broadcast nel blocco di risorsa RB0. Tuttavia, in questo caso, l'interferenza cumulativa ridurrebbe la probabilità di ricezione Pj per almeno un'apparecchiatura utente nell'insieme ricevitori RS. Quindi, l'apparecchiatura utente UE2 non può essere schedulata per la trasmissione broadcast nel blocco di risorsa RB 0 (cioè, il riuso di frequenza non è applicato per l'apparecchiatura utente UE2). Pertanto, in una terza iterazione del riuso di frequenza, l'apparecchiatura utente UE2 è temporaneamente schedulata per la trasmissione broadcast nel blocco di risorsa RB1. Dal momento che nessun altra apparecchiatura utente è attualmente schedulata nel blocco di risorsa RB1, l'apparecchiatura utente UE2 può essere schedulata per la trasmissione broadcast nel blocco di risorsa RB1.
Le iterazioni del riuso di frequenza continuano fino a quando tutte le apparecchiature utente UE0-6 nel sottoinsieme di trasmissione broadcast TSSUB sono stati analizzate. Nell'esempio in questione al termine della seconda fase di selezione e schedulazione delle apparecchiature utente UEi, tutte le apparecchiatura utente UE0-6 sono state schedulate per la trasmissione broadcast nei primi quattro blocchi di risorsa RB0-3, applicando il riuso di frequenza e mantenendo la probabilità di ricezione Pj per tutte le apparecchiature utente nell'insieme ricevitori RS rimanere al di sopra della soglia di affidabilità αTH.
La procedura di broadcast 200 consente alla stazione radio base 105 di controllare la trasmissione broadcast del messaggio m sul sidelink SL (cioè, una trasmissione broadcast basata su D2D) con la minima quantità di trasmissioni eseguite dalle apparecchiature utente UE0-8 nell'area di broadcast 115, il che significa ridurre le risorse di rete da destinare alla trasmissione broadcast e l'interferenza generata all'interno della cella 110 dalla trasmissione broadcast. Inoltre, lo handshake (stretta di mano) nel Random Access Channel, o RAC, è richiesto solo inizialmente (per esempio, durante la richiesta di schedulazione eseguita dalla apparecchiatura utente UE2 che genera il messaggio m nell'esempio delle Figure 1A - 1C), riducendo quindi il verificarsi di collisioni e la latenza sperimentata da comunicazioni all'interno della cella 110.
Va notato che, attraverso la selezione del valore della soglia di affidabilità αTH è possibile controllare una schedulazione erronea delle apparecchiature utente UE0-8 che non memorizzano il messaggio m (ad esempio, valutata come un numero di apparecchiature utente UE0-8 erroneamente schedulate per la trasmissione broadcast) e un ritardo di trasmissione broadcast (ad esempio, valutato come tempo necessario per propagare il messaggio m in tutta l'area di broadcast 115). Infatti, i valori più elevati di soglia affidabilità αTH generalmente riducono il numero delle apparecchiature utente UE0-8 erroneamente schedulate per la trasmissione broadcast, al prezzo di trasmissioni broadcast aggiuntive e di un ritardo di broadcast crescente (in modo da avere un'elevata probabilità che le apparecchiature utente UE0-8 schedulate per la trasmissione broadcast memorizzino il messaggio m). Valori più bassi della soglia di affidabilità αTH generalmente portano la stazione radio base 105 ad identificare l'insieme trasmettitori TS comprendente un grande numero di apparecchiature utente UE0-8, aumentato il rischio di schedulare per la trasmissione broadcast apparecchiature utente UE0-8 che non memorizzano il messaggio m.
In una forma di realizzazione dell'invenzione, è possibile configurare l'apparecchiatura utente UE2 che origina il messaggio m per definire una determinata area di broadcast 115. Ad esempio, l'apparecchiatura utente UE2 è configurata per comunicare una informazione, ad esempio un parametro (ad esempio, il raggio di broadcast rb menzionato sopra), permettendo alla stazione radio base 105 di determinare l'area di broadcast 115.
A questo scopo, la stazione radio base 105 può essere configurata per inviare anche una concessione di schedulazione in uplink, UL, in risposta ad un Buffer Status Report (relazione sullo stato del buffer), BSR inviato dalla apparecchiatura utente UE2, ad esempio, nel TTI dopo l'invio della concessione di schedulazione sul sidelink SL all'apparecchiatura utente UE2. Pertanto, l'apparecchiatura utente UE2 può eseguire la prima trasmissione broadcast basata su D2D del messaggio m utilizzando le risorse di rete assegnate dalla concessione di schedulazione sul sidelink SL e, in aggiunta, l'apparecchiatura utente UE2 può inviare il messaggio m anche alla radio stazione base 105 utilizzando le risorse di rete assegnate dalla concessione di schedulazione sull'uplink UL. La stazione radio base 105, a sua volta, può configurare la procedura di broadcast 200 con le informazioni relative alla specifica area di broadcast 115 contenute nel messaggio m; pertanto, consentendo alla stazione radio base 105 di identificare correttamente tutte le apparecchiature utente UE0-8 comprese nell'area di broadcast 115 (da inserire nel'insieme UE D) tra le apparecchiature utente UE0-8 comprese nella cella 110 servita dalla stazione radio base 105.
Va notato che la procedura di broadcast 200 può essere modificata per gestire la trasmissione broadcast di un messaggio m' generato da un fornitore di rete di comunicazione senza fili 100 (sia manualmente sia automaticamente, ad esempio da un assieme di elaborazione compreso nella rete di comunicazione senza fili 100) o da parte di terzi (ad esempio, società di pubblicità, forze dell'ordine, operatori di emergenza, ecc.). In questo caso, il messaggio m' è inizialmente memorizzato nella stazione radio base. Ad esempio, il messaggio viene fornito alla stazione radio base attraverso una rete centrale (o core network, non illustrata) della rete di comunicazione senza fili.
Pertanto, la stazione base radio seleziona uno o più apparecchiature utente nella sua cella e l'area di broadcast cui inviare il messaggio m' insieme ad una concessione di schedulazione sul sidelink SL per trasmettere il messaggio m'. Preferibilmente, la stazione radio base 425, in Figura 4A, può scegliere a quale apparecchiatura utente UE3-6 fornire il messaggio m' secondo una politica configurabile.
Preferibilmente, la stazione radio base può selezionare come primo ricevitore del messaggio m' le apparecchiature utente aventi il massimo minimo percorso più breve rispetto ad altre apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast. In altre parole, il primo ricevitore del messaggio m' è selezionato come l'apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast (o porzione di area di broadcast sovrapposta alla cella servita dalla stazione base radio) che permette di fornire il messaggio m' alle altre apparecchiature utente minimizzando un certo numero di trasmissioni (D2D) per raggiungere qualsiasi altra apparecchiatura utente nell'area di broadcast (o porzione di area di broadcast sovrapposta alla cella servita dalla stazione base radio). In particolare, il primo ricevitore selezionato del messaggio m' è l'apparecchiatura utente che è in grado di fornire il messaggio m' ad un'apparecchiatura utente più lontana (dal primo ricevitore) tra le apparecchiature utente nell'area di broadcast (o porzione di area di broadcast sovrapposta alla cella servita dalla stazione base radio) con un numero minimo di trasmissione broadcast D2D.
Successivamente, la trasmissione broadcast del messaggio m' può procedere secondo la procedura di broadcast 200 sopra descritta.
La trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D secondo forme realizzative della presente invenzione può eseguire la trasmissione broadcast di un messaggio ad apparecchiature utente servite da due o più differenti stazioni radio base. Ad esempio, la Figura 4A è un diagramma schematico di una porzione della rete di comunicazione senza fili 100 in cui un trasmissione broadcast di messaggio basato su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione è implementato su due celle 405 e 410 della rete di comunicazione senza fili 100.
Le celle 405 e 410 sono celle affiancate lungo un confine 415. Le comunicazioni all'interno delle celle 405 e 410 sono gestite da corrispondenti stazioni radio base 420 e 425, rispettivamente.
Nell'esempio di Figura 4A, tre apparecchiature utente UE0-2 sono comprese nella (prima) cella 405 e, pertanto, sono serviti dalla (prima) stazione radio base 420, mentre quattro ulteriori apparecchiature utente UE3-
6 sono comprese nella (seconda) cella 410 e, quindi, sono servite dalla (seconda) stazione radio base 425.
Tutta le apparecchiature utente UE0-6 nell'esempio di Figura 4A sono comprese in un'area di broadcast 430 definita per la propagazione del messaggio m.
Si assume che l'apparecchiatura utente UE1 generi il messaggio m da diffondere e trasmettere (come indicato dalle frecce tx1 nella Figura 4A) sul sidelink SL secondo la concessione di schedulazione assegnata dalla stazione radio base 405 che implementa una (prima) istanza della procedura di broadcast 200.
Il messaggio m è ricevuto dal apparecchiatura utente UE2 e UE0 come descritto sopra. A loro volta, le apparecchiature utente UE2 e UE0 trasmettono (indicato dalle frecce tx0 e tx2 in Figura 4A) il messaggio m sul sidelink SL secondo la concessione di schedulazione assegnata dalla stazione radio base 405. Tali trasmissioni broadcast basata su D2D del messaggio m possono essere ricevute anche dalle apparecchiature utente UE3-5 servite dalla stazione radio base 425.
L'una o più apparecchiature utente UE3-5 riceventi possono trasmettere una richiesta RAC alla stazione radio base 425 (come indicato dalle frecce tratteggiate txUL3, txUL4 e txUL3 in Figura 4A), cioè l'una o più apparecchiature utente UE3-5 riceventi operano come apparecchiature utente che generano il messaggio m nella cella 410. Di conseguenza, la stazione radio base 425 implementa una (seconda) istanza della procedura di broadcast 200 per trasmettere il messaggio m nella rispettiva cella 410.
Vantaggiosamente, la nuova istanza della procedura di broadcast 200 implementata dalla stazione radio base 425 è sostanzialmente indipendente dalla istanza della procedura di broadcast 200 attuata dalla sua cella vicina 420.
Va notato che un ritardo di propagazione τd è introdotto ogni volta che un confine tra celle, come il confine 415, è attraversato. Infatti, ogni volta che il messaggio m è ricevuto da un'apparecchiatura utente, come le apparecchiature utente UE3-5 in una nuova cella, come la cella 410, handshake RAC e BSR devono essere completati da uno o più apparecchiature utente UE3-5 nella cella 410 prima di iniziare una trasmissione broadcast basato su D2D del messaggio m. Tale circostanza può rallentare la propagazione del messaggio m nella rete di comunicazione senza fili 100.
Vantaggiosamente, in una forma di realizzazione alternativa dell'invenzione, una interfaccia X2 è sfruttata, predisposta per la comunicazione tra le stazioni radio base, al fine di eliminare, o almeno ridurre, il ritardo di propagazione τd come mostrato nella Figura 4B, la quale è un diagramma schematico di una porzione della rete di comunicazione senza fili 100 in cui una trasmissione broadcast di un messaggio basata su D2D secondo una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione è implementata in due celle 405 e 410 della rete di comunicazione senza fili 100.
In questo caso, la procedura di broadcast 200 è modificata nel modo seguente. La stazione radio base 420 invia anche una concessione di schedulazione sul uplink in aggiunta alla concessione di schedulazione sul sidelink in risposta al RAC e al BSR inviati dall'apparecchiatura utente UE1. Pertanto, l'apparecchiatura utente UE1 invia (come indicato dalla freccia txUL in Figura 4B) il messaggio m anche alla stazione radio base 420 utilizzando le risorse di rete assegnate dalla concessione di schedulazione sul uplink oltre alla trasmissione D2D del messaggio m sul sidelink SL secondo la concessione di schedulazione assegnata dalla stazione radio base 420.
La stazione radio base 420 inoltra il messaggio m ricevuto verso la cella vicina 425 attraverso l'interfaccia X2 (come indicato dalla freccia tratteggiata txX2 in Figura 4B).
La stazione radio base 425 seleziona una o più delle apparecchiature utente UE3-6, come l'apparecchiatura utente UE4 nell'esempio di Figura 4B, all'interno della rispettiva cella 410. Preferibilmente, la stazione radio base 425 può selezionare a quale apparecchiatura utente UE3-6 fornire il messaggio m secondo una politica configurabile. Ad esempio, la stazione radio base 425 può selezionare l'apparecchiatura utente UE4 avente il massimo minimo percorso più breve (simile a quanto sopra descritto) rispetto agli altri dispositivi utente UE3-6 all'interno dell'area di broadcast.
Pertanto, la stazione radio base 425 invia il messaggio m all'apparecchiatura utente UE4 selezionata (come indicato dalla freccia txDL in Figura 4B). Inoltre, la stazione radio base 425 implementa una rispettiva istanza della procedura di broadcast 200. Ciò consente alla stazione radio base 425 di implementare un'istanza della procedura di broadcast 200 senza la necessità di ricevere una richiesta RAC da una delle apparecchiature utente UE3-6 all'interno della rispettiva cella 410.
Successivamente, la stazione radio base 425 schedula l'apparecchiatura utente UE4, la quale memorizza il messaggio m, per la trasmissione sul sidelink per consentire all'apparecchiatura utente UE4 di trasmettere il messaggio m alle altre apparecchiature utente UE3, 5-6 all'interno rispettiva cella 410
Va notato che la stazione radio base che riceve il messaggio da trasmettere attraverso la trasmissione sull'uplink può scegliere a quale stazione radio base è necessario inviare il messaggio da trasmettere sulla base della conoscenza dell'area di broadcast (ottenuta dal messaggio da trasmettere come descritto sopra), come si può apprezzare dalla Figura 5, che è un diagramma schematico di una porzione della rete di comunicazione senza fili 100 in cui una trasmissione broadcast di messaggio basata su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione è implementata su cinque celle 501A-E della rete di comunicazione senza fili 100.
Comunicazioni all'interno di ciascuno delle cinque celle 501A-E è gestito da una rispettiva stazione radio base 505A-E.
Nell'esempio in esame, ogni cella 501A-E è adiacente ad almeno un'altra delle celle 501A-E. Un (primo) confine 510AB unisce la cella 501A alla cella adiacente 501B, un (secondo) confine 510BC unisce la cella 501B alla cella adiacente 501C, un (terzo) confine 510CD unisce la cella 501C alla cella adiacente 501D, un (quarto) confine 510DE unisce la cella 501D alla cella adiacente 501E.
Secondo forme di realizzazione della presente invenzione, quando una stazione radio base 505A-E, ad esempio, la stazione radio base 505A, riceve un messaggio m, fornito sull'uplink UL (come descritto sopra) da un apparecchiatura utente servita, ad esempio l'apparecchiatura utente UE0, insieme ad implementare un'istanza della procedura di broadcast 200 per gestire la trasmissione broadcast basata su D2D del messaggio m, la stazione radio base 505A opera come segue.
La stazione radio base 505A (che memorizza il messaggio m) può trasmettere - attraverso l'interfaccia X2 X2 - il messaggio m sostanzialmente contemporaneamente a qualsiasi altra stazione radio base (ad esempio, le stazioni radio base 505B-E nell'esempio di Figura 5) della rete mobile senza fili 100 la cui rispettiva cella è, almeno parzialmente, sovrapposta all'area di broadcast 515.
Infatti, la stazione radio base 505A determina l'estensione dell'area di broadcast 515 associata al messaggio m dalle informazioni fornite con, o all'interno de, il messaggio m dall'apparecchiatura utente UE0. Sulla base della conoscenza dell'area di broadcast 515, la stazione radio base 505A è in grado di identificare quali stazioni radio base, cioè le stazioni radio base 505B-E, servono le celle, vale a dire le celle 505B-E, comprese nell'area di broadcast 515 dovrebbero ricevere il messaggio m e trasmette quest'ultimo a tutte le stazioni radio base, ovvero la stazione radio base 505B-E, simultaneamente.
Alla ricezione del messaggio m, ogni stazione radio base 505B-E implementa una rispettiva istanza della procedura di broadcast 200 per gestire la propagazione del messaggio m all'interno della rispettiva cella 501B-E in modo sostanzialmente indipendente dalle altre stazioni radio base 505B-E.
Così, la propagazione (cioè, la trasmissione broadcast) del messaggio m può avanzare sostanzialmente contemporaneamente in ciascuna delle celle 501A-E della rete di comunicazione senza fili 100 compresa nell'area di broadcast 515, riducendo sensibilmente il tempo complessivo necessario per la trasmissione broadcast del messaggio m.
Ciò costituisce un miglioramento desiderabile in, per esempio, scenari veicolari (cioè, fornitura in tempo reale di messaggi su traffico/incidenti) in cui il messaggio deve essere consegnato lungo una strada che attraversa una pluralità di celle, ad esempio le celle 501A-E, servite da rispettive stazioni radio base, ad esempio, le stazioni radio base 505A-E. Infatti, tutte le stazioni radio base, ad esempio, le stazioni radio base 505A-E, interessate possono iniziare a gestire la trasmissione broadcast del messaggio basata su D2D sostanzialmente allo stesso tempo, riducendo drasticamente la latenza.
La trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D secondo forma di realizzazione della presente invenzione è stata valutata in uno scenario di prova descritto nel seguito e confrontato con accorgimenti noti come qualitativamente mostrato in Figure 6A - 6C, le quali sono diagrammi di figure di merito della trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione ed accorgimenti noti basati su una simulazione di uno scenario di test.
Lo scenario di prova considera una parte di una rete di comunicazione senza fili comprendente cinque stazioni radio base (ad esempio, lo scenario di prova è sostanzialmente simile all'esempio di Figura 5), in cui ogni stazione radio base è situata ad una distanza d dalla stazione base radiofonica adiacente, nello scenario di prova non limitativo la distanza d è stato fissato pari a 400 m (cioè, d = 400 m). Inoltre, nello scenario di prova le apparecchiature utente sono posizionate casualmente approssimativamente lungo una linea retta che attraversa celle servite dalle cinque stazioni radio base, in quanto rappresentano apparecchiature utente trasportate da veicoli su una strada.
I parametri dello scenario di prova sono forniti nella seguente Tabella 1.
Parametri scenario di prova
Larghezza di banda 10 MHz (50 RB)
Potenza TX UE (UL) 33 dBm
Potenza TX UE (SL) 15 dBm
Sidelink CQI 7
Numero di UE 40 per cella (200 in
totale)
durata del prova 100 s
Numero di repliche indipendenti 3
Tabella 1
in cui il numero di repliche indipendenti indica il numero di volte che la prova è stata ripetuta. Infatti, i risultati complessivi della prova sono stati ottenuti mediando i risultati di ciascuna replica indipendente della prova eseguita.
Lo scenario di prova del traffico dati, relativo alla trasmissione broadcast del messaggio basata su D2D, attraverso la rete 100 è generato come segue. Per la durata della prova, un nuovo evento (cioè, un messaggio) è generato ogni secondo da un'apparecchiatura utente selezionato casualmente tra le apparecchiature utente comprese nello scenario di test. In particolare, ogni apparecchiatura utente selezionata innesca l'implementazione di un'istanza della procedura di broadcast 200 inviando un messaggio da trasmettere in broadcast con una dimensione predeterminata, ad esempio di 10 byte alla rispettiva stazione radio base servente al livello applicazione.
La trasmissione broadcast di messaggi basata su D2D secondo forme di realizzazione della presente invenzione (sia sfruttando sia non sfruttando l'interfaccia X2 per lo scambio del messaggio tra stazioni radio base) è confrontato con il meccanismo SRA (con e senza l'algoritmo Trickle) descritto in G. Nardini, G. Stea, A. Virdis, D. Sabella, M. Caretti: "Broadcasting in LTE-Advanced networks using multihop D2D communications", PIMRC 2016, Valencia, 5-7 settembre 2016.
Il diagramma di Figura 6A mostra un ritardo medio a livello applicazione (cioè, il tempo richiesto per ricevere il messaggio calcolato dall'inizio della trasmissione broadcast del messaggio basato su D2D) sperimentato dalle apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast. In particolare, il ritardo sperimentato dalle apparecchiature utente è espresso in funzione del raggio di broadcast rb dell'area di broadcast considerata.
Una (prima) curva 605A, linea tratteggiata-punteggiata con triangoli, descrive l'andamento del ritardo medio a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolto istanziando lo SRA sfruttando l'algoritmo Trickle.
Una (seconda) curva 610A, linea tratteggiata con croci, descrive l'andamento del ritardo medio a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolto istanziando SRA (senza sfruttare l'algoritmo Trickle).
Una (terza) curva 615A, linea tratteggiata con puntini, descrive l'andamento del ritardo medio a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolto istanziando la trasmissione broadcast basato su D2D secondo un forma di realizzazione della presente invenzione.
Infine, una (quarta) curva 620A, linea continua con asterischi, descrive l'andamento del ritardo medio a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando una trasmissione broadcast basato su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione che sfrutta l'interfaccia X2 per inoltrare il messaggio tra stazioni radio base.
La Figura 6A evidenzia che la SRA con algoritmo Trickle (curva 605A) ottiene la prestazione peggiore, a causa del meccanismo di soppressione del messaggio applicato dall'algoritmo Trickle per minimizzare un numero di trasmissioni del messaggio. Entrambe le forme di attuazione considerate della trasmissione broadcast basata su D2D in base alle forme di realizzazione della presente invenzione (curve 615A e 620A) mostrano prestazioni migliori rispetto a SRA e SRA con algoritmo Trickle (curve 605A e 610A). In particolare, l'interfaccia di trasmissione broadcast basata su D2D che sfrutta X2 (curva 620A) fornisce prestazioni sostanzialmente migliorate rispetto ad altre soluzioni all'aumentare del raggio di broadcast rb.
Va notato che i ritardi del messaggio nella trasmissione broadcast basata su D2D che sfrutta l'interfaccia X2 esibisce sostanzialmente un limite superiore sostanzialmente indipendente dall'estensione dell'area di broadcast (ad esempio, la lunghezza del raggio broadcast) e dal numero di stazioni radio base comprese nell'area di broadcast a causa del fatto che ciascuna stazione radio base inizia gestire la trasmissione broadcast all'interno della cella corrispondente sostanzialmente allo stesso tempo. Pertanto, il limite superiore per i ritardi in tutta l'area di broadcast è determinata dal (cioè, è sostanzialmente uguale al) più grande tempo fra i tempi richiesti per propagare il messaggio all'interno delle celle comprese nell'area di broadcast.
Il diagramma di Figura 6B mostra un 95° percentile del ritardo a livello applicazione sperimentato dalle apparecchiature utente all'interno dell'area di broadcast. Il 95° percentile del ritardo a livello applicazione rappresenta la latenza necessaria a raggiungere quasi il 95% delle apparecchiature utente all'interno dell'area di broadcast. In particolare, il 95° percentile del ritardo a livello applicazione sperimentato da apparecchiature utente sono espresse in funzione del raggio di broadcast rb dell'area di broadcast considerata.
Una (prima) curva 605B, linea tratteggio e punto con triangoli, descrive l'andamento del 95° percentile del ritardo a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando SRA che sfrutta l'algoritmo di Trickle.
Una (seconda) curva 610B, linea tratteggiata con croci, descrive l'andamento del 95° percentile del ritardo a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando SRA (senza sfruttare l'algoritmo Trickle).
Una (terza) curva 615B, linea tratteggiata con puntini, descrive l'andamento del 95° percentile del ritardo a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando la trasmissione broadcast basato su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.
Infine, una (quarta) curva 620B, linea continua con asterischi, descrive l'andamento del 95° percentile del ritardo a livello applicazione in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando la trasmissione broadcast basata su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione che sfrutta l'interfaccia X2 per inoltrare il messaggio tra stazioni radio base.
La Figura 6B evidenzia che SRA con algoritmo Trickle (curva 605B) ottiene di nuovo la peggiore prestazione, a causa del meccanismo di soppressione del messaggio applicato dall'algoritmo Trickle per minimizzare un numero di trasmissioni del messaggio. Entrambe le forme di realizzazione considerate della trasmissione broadcast basata su D2D secondo forme di realizzazione della presente invenzione (curve 615B e 620B) mostrano prestazioni migliori rispetto SRA e SRA con algoritmo Trickle (curve 605B e 610B).
Ad esempio, la trasmissione broadcast basata su D2D che sfrutta l'interfaccia X2 (curva 620B), secondo i parametri dello scenario di prova di cui sopra, garantisce che l'area di broadcast con una diffusione di raggio rb di 1200 m (rb = 1200 m, cioè corrispondenti alla tacca più a destra sull'asse delle ascisse del grafico di Figura 6B) o meno è coperto in meno di 40 ms (corrispondente alla seconda tacca sull'asse delle ordinate a partire dal punto di origine nel grafico di Figura 6B). Inoltre, per intervalli più corti di raggi di broadcast raggio rb (ad esempio rb ≤ 200m, corrispondenti alla prima tacca sulle ascisse a partire dal punto di origine nel grafico di Figura 6B), circa solo 20-25 ms (la prima tacca sull'asse delle ordinate a partire dal punto di origine nel grafico di Figura 6B che indica 20 ms), o meno, sono necessari per completare la trasmissione broadcast.
Il diagramma di Figura 6C mostra un numero medio di risorse di rete, espresso come blocchi di risorsa RB, necessario per completare la trasmissione broadcast di un messaggio all'interno dell'area di broadcast. In particolare, il numero medio di risorse di rete richieste è espresso in funzione del raggio di broadcast rb dell'area di broadcast considerata.
Una (prima) curva 605C, linea tratteggiata-punteggiata con triangoli, descrive l'andamento del numero medio di risorse di rete, espresso in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando SRA che sfrutta l'algoritmo Trickle.
Una (seconda) curva 610C, linea tratteggiata con croci, descrive l'andamento del numero medio di risorse di rete, espresso in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando SRA (senza sfruttare l'algoritmo Trickle).
Una (terza) curva 615C, linea tratteggiata con puntini, descrive il numero medio di risorse di rete, espresso in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando la trasmissione broadcast basata su D2D secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.
Infine, una (quarta) curva 620C, linea continua con asterischi, descrive il numero medio di risorse di rete, espresse in funzione del raggio di broadcast rb quando la trasmissione broadcast nello scenario di prova è svolta istanziando la trasmissione broadcast basata su D2D secondo un forma di realizzazione della presente invenzione che sfrutta l'interfaccia X2 per inoltrare il messaggio tra stazioni radio base.
La Figura 6C evidenzia che la SRA (senza algoritmo Trickle, curva 605A) ottiene la peggiore prestazione, mancando del meccanismo di soppressione del messaggio applicato dall'algoritmo Trickle che minimizza un numero di trasmissioni del messaggio. Entrambe le forme di implementazione considerate della trasmissione broadcast basata su D2D secondo le forme di realizzazione della presente invenzione (curve 615C e 620C) mostrano prestazioni migliori rispetto a SRA e SRA algoritmo Trickle (curve 605C e 610C). In particolare, la trasmissione broadcast basata su D2D che sfrutta interfaccia X2 (curva 620C) mostra ancora la migliore prestazione per via del fatto che ogni stazione radio base gestisce la trasmissione broadcast del messaggio all'interno della rispettiva cella sostanzialmente indipendente da, e sostanzialmente allo stesso tempo da, le altre stazioni radio base.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per trasmettere un messaggio (m) tra apparecchiature utente (UE0-8) in un'area di broadcast (115; 515) coperta da una rete di comunicazione senza fili (100), la rete di comunicazione senza fili comprendendo almeno una stazione radio base (105; 420, 425; 505A-E) la quale è atta a gestire la comunicazione di apparecchiature utente in una o più rispettive aree servite (110; 405, 410; 501A-E), il metodo comprendendo fare in modo che l'almeno una stazione base: identifichi (210) apparecchiature utente compreso nell'area di broadcast; tra le apparecchiature utente all'interno dell'area di broadcast, stimi (215) un insieme di apparecchiature utente trasmettitore che memorizzano il messaggio da trasmettere; tra le apparecchiature utente all'interno dell'area di broadcast, stimi (220) un insieme di apparecchiature utente ricevitore che non memorizzano il messaggio ed essere in grado di ricevere il messaggio inviato da almeno una apparecchiatura utente trasmettitore attraverso un comunicazione da dispositivo a dispositivo, e selezioni (225) un sottoinsieme di apparecchiature utente trasmettitore per trasmettere il messaggio garantendo che le attrezzature utente ricevitore in detto insieme ricevano il messaggio con una predeterminata confidenza.
  2. 2. Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui selezionare (225) un sottoinsieme di apparecchiature utente trasmettitore per trasmettere il messaggio (m) comprende selezionare un numero minimo di apparecchiature utente trasmettitore di detto insieme tale da garantire che le apparecchiature utente ricevitore ricevano il messaggio con un predeterminata confidenza.
  3. 3. Il metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui stimare (215) un insieme di apparecchiature utente trasmettitore comprese nell'area di broadcast comprende stimare un'apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast essere un'apparecchiatura utente trasmettitore se una probabilità (Pi) che detta apparecchiatura utente memorizzi il messaggio (m) è uguale o superiore ad una predeterminata soglia (αTH).
  4. 4. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 3, in cui la stima (220) un insieme di apparecchiature utente ricevitore comprese nell'area di broadcast comprende stimare un'apparecchiatura utente all'interno dell'area di broadcast essere un'apparecchiatura utente ricevitore se una probabilità (Pj) che detta apparecchiatura utente riceva il messaggio (m) attraverso un trasmissione da dispositivo a dispositivo è uguale o supera un'ulteriore soglia predeterminata (αTH).
  5. 5. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui selezionare (225) un sottoinsieme di apparecchiature utente trasmettitore per trasmettere il messaggio (m) comprende risolvere un<problema di copertura di insieme, ed in cui il problema di copertura di insieme è formulato come segue:> ∑ dove xi è una variabile binaria che è impostata a uno (1) se una corrispondente apparecchiatura utente trasmettitore (UEi) è selezionata per il sottoinsieme di apparecchiature utente trasmettitore per trasmettere il messaggio (m), ed è impostata a zero altrimenti, Pi è la probabilità che l'apparecchiatura utente trasmettitore memorizzi il messaggio, Pi,j è una probabilità che una trasmissione broadcast dall'apparecchiatura utente trasmettitore sia correttamente ricevuta e decodificata da un'apparecchiatura utente ricevitore, RS è un insieme comprendente le apparecchiature utente ricevitore, TS è un insieme comprendente le apparecchiature utente trasmettitore, e αTH è la soglia predeterminata.
  6. 6. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre assegnare (225) le risorse di rete (RB0-6) per la trasmissione broadcast del messaggio (m) ad un'apparecchiatura utente trasmettitore selezionata (UEi), in cui detto allocare risorse di rete comprende destinare una porzione delle risorse di rete, disponibile per le comunicazioni dall'apparecchiatura utente (UE0-15) verso la stazione radio base (105), all'apparecchiatura utente trasmettitore selezionata (UEi) per eseguire una comunicazione da dispositivo a dispositivo.
  7. 7. Il metodo secondo la rivendicazione 6, in cui allocare (225) le risorse di rete (RB0-6) comprende inoltre sfruttare riuso di frequenza, al fine di assegnare una stessa risorsa di rete a due o più apparecchiature utente trasmettitore selezionate (UEi); valutare se si verifica una riduzione della probabilità (Pj) di ricevere il messaggio (m) attraverso una trasmissione da dispositivo a dispositivo per qualsiasi apparecchiatura utente ricevitore a causa dell'interferenza provocata sfruttando il riuso di frequenza per le due o più apparecchiature utente trasmettitore selezionate (UEi), e annullare il riuso di frequenza se la probabilità (Pi) scende sotto l'ulteriore soglia predeterminata (αTH) per qualsiasi apparecchiatura utente ricevitore.
  8. 8. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre reiterare: stimare (215) un insieme di apparecchiature utente trasmettitore comprese nell'area di broadcast (115); stimare (220) un insieme di apparecchiature utente ricevitore comprese nell'area di broadcast; selezionare (225) un sottoinsieme di apparecchiature utente trasmettitore per trasmettere il messaggio (m), e valutare (230) nuovamente una probabilità (Pi) di memorizzare il messaggio (m) per ogni apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast dopo che le risorse di rete (RB0-6) sono state assegnate alle apparecchiature utente trasmettitore selezionate (UEi), fino a che per almeno un'apparecchiatura utente compresa nell'area di broadcast la probabilità (Pi) di memorizzare il messaggio (m) nuovamente valutata è inferiore alla soglia predeterminata (αTH).
  9. 9. Il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre assegnare risorse di rete ad almeno un'apparecchiatura utente trasmettitore selezionata (UEi, UE1) per trasmettere il messaggio (m) alla stazione radio base (105); fornire il messaggio (m) ad almeno una ulteriore stazione radio base (425, 505B-E) tramite un'interfaccia (X2) disposta per la comunicazione tra le stazioni radio base, l'area servita (410, 501B-E) dell'ulteriore stazione radio base essendo almeno parzialmente sovrapposta all'area di broadcast (115), e fare in modo che l'almeno un'ulteriore stazione radio base fornisca il messaggio (m) ad almeno un'apparecchiatura utente situata all'interno dell'area di broadcast.
  10. 10. Una rete di comunicazione senza fili (100) comprendente almeno una stazione radio base (105; 420, 425; 505A-E) la quale è atta a gestire la comunicazione di apparecchiature utente (UE0-15) in una o più rispettive aree servite (110; 405, 410; 501A-E), l'almeno una stazione radio base essendo configurata per attuare il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 9.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120303745A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-29 Qualcomm Incorporated Application transport level location filtering of internet protocol multicast content delivery
US20160066168A1 (en) * 2013-03-26 2016-03-03 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and Apparatus for Cooperative Positioning in a Wireless Communication Network
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