[发明专利]向工业应用中的一个或多个无线电设备分配无线电资源

说明书

一种向工业应用(IA)中的一个或多个无线电设备(A，B，C，D，DX)分配无线电资源的方法，该方法包括：向至少一个非固定无线电设备(A，B，C，D，DX)分配无线电资源，以使得在第一小区(S)中被分配给非固定设备(A，B，C，D，DX)的无线电资源在至少一个第二小区(T)中能够独占地用于该非固定设备(A，B，C，D，DX)，第二小区(T)与第一小区(S)邻近，优选地与第一小区(S)相邻。

技术领域

本公开涉及向工业应用中的一个或多个无线电设备分配无线电资源，一种工业应用中的无线电通信的方法，无线电控制节点，以及无线电设备。此外，本公开涉及对应的计算机程序。

背景技术

5G的一个关键目标是支持超低延迟和可靠的机器类通信即关键-MTC或超可靠低延迟通信(URLLC)，其需要解决工业应用的低延迟和高可靠性要求。关键限制条件中的一个是系统容量，其取决于可用的频谱带宽。随着工厂中越来越多的诸如传感器和致动器(例如，机器人)的现场设备的数量及其变化的业务需求(例如，分组大小、分组的到达时间间隔、优先级、实时要求等)的增加，由于容量限制即在一定频谱带宽下可支持特定数量的设备而只部署单个基站(BS)是不切实际的。换句话说，分配给一定数量的现场设备的专用无线电资源可能成为满足其延迟和可靠性要求的瓶颈。满足容量要求的直观解决方案是部署由本地基站管理的多个更小的小区。这种设计方法要求本地基站之间的适当的协调机制，以便执行覆盖大型工厂厂房的部署。显然，在没有协调和无线电资源管理的情况下，在多个小区中任意使用无线频谱会导致小区间干扰和QoS降级。尤其是在其中现场设备可以是诸如自动引导车辆、移动机器人和移动工作平台(例如，汽车工厂)的移动设备的工业使用实例中，用于整个工厂厂房的并且因此在不同的无线电小区中的高效移动性支持方案(尤其侧重延迟和可靠性)是必要的。简而言之，在URLLC(参见C-MTC)系统中，必须支持移动性以使得满足低延迟和高可靠性要求。

例如通过一个或多个无线电控制单元，诸如功率规则的无线电资源和在时间和频率方面的用户分配必须在整个工厂中进行协调，以便为工厂厂房内的每个设备实现所需的覆盖和连接。尤其是为了防止干扰并且为了确保满足用于自动化过程的QoS(服务质量)要求。为此目的，可以使用用于无线电资源协调的两层协调层级：在第一层，单个全局无线电协调器(GRC)管理无线电资源的粗粒度协调和在更广泛的操作区域上的移动性，一组本地无线电协调器(LRC)对其无线电小区中的现场设备执行无线电资源的细粒度协调。图1提供了预想的架构的图示。两层协调层级在逻辑上将任务关键功能与通用功能分离开。这些功能在下面进行描述。

在第一层，GRC用作执行或咨询协调器并且负责通用功能，诸如认证、准入控制、全局资源管理、授权频谱中不同小区之间的干扰协调或未授权频谱中的共存管理。GRC覆盖更大的操作区域例如整个工厂厂房，并在更长的时间尺度(即，大于1ms)上处理功能。此外，通过获得关于所有设备的全局知识，GRC可以决定设备应当何时启动切换以及切换到哪个目标LRC，即，GRC可以采取中央协调决定。请注意，LRC(和/或可替代地各个设备)可以贡献在GRC处触发协调决定的信息。

在第二层，LRC在被称为本地小区的更小的小区中工作。本地小区可以覆盖一个或多个自动化过程并且包含若干设备，例如，可编程逻辑控制器(PLC)、传感器、以及致动器。

发明内容

LRC可以在更精细的时间尺度(约1ms以及更少)上管理其相关联的设备的无线电资源。LRC是负责执行时间关键和可靠通信的实体。LRC覆盖整个时间关键自动化应用及其现场设备背后的基本原理是最小化附加的通信跳数，并且因此将处理和通信延迟保持为低。单个LRC可以协调多个时间关键自动化应用，前提是满足诸如范围、业务QoS和容量的整体通信要求。相反，GRC可以通过在更高级别上管理不同的本地小区之间的资源来协调若干LRC，以协调和最小化本地小区之间的干扰。