BRPI0912747B1

BRPI0912747B1 - Método de determinação de sincronização de um equipamento de usuário em uma rede de comunicação sem fio, e, equipamento de usuário operativo em uma rede de comunicação sem fio

Info

Publication number: BRPI0912747B1
Application number: BRPI0912747-0A
Authority: BR
Inventors: Bengt Lindoff; Muhammad Ali Kazmi
Original assignee: Optis Cellular Technology, Llc
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2020-09-24
Also published as: EP2311206B1; RU2010154312A; BRPI0912747A2; JP2011523819A; PL2311206T3; US7986758B2; DK2311206T3; BRPI0912747A8; NZ588768A; CN102047590A; RU2494546C2; WO2009144142A1; CN102047590B; US20090296864A1; EP2311206A1; ES2431001T3; JP5384625B2

Abstract

método de determinação de sincronização de um equipamento de usuário em uma rede de comunicação sem fio, e, equipamento de usuário operativo em uma rede de comunicação sem fio. equipamento de usuário em uma rede de comunicação sem fio considera a largura de banda de canal de enlace descendente na delimitação de sincronização (oos) e em limites de sincronização (is) durações de filtro. adicionalmente, o ue pode considerar configuração de antena de transmissor isto é, o número de antenas de transmissão em um sistema mimo - na delimitação do oos e limites de 18. o uf determina que é oos quando uma métrica de qualidade de canal de enlace descendente, filtrada, monitorada, tal como símbolo de referência sinr, está abaixo do limite de oos.

Description

MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE SINCRONIZAÇÃO DE UM EQUIPAMENTO DE USUÁRIO EM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, E, EQUIPAMENTO DE USUÁRIO OPERATIVO EM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere, de um modo geral, a redes de comunicação sem fio e, em particular, a um método de utilização de informação de configuração de antena de transmissor e largura de banda de canal de downlink na detecção de se o Equipamento de Usuário está fora de sincronização com a rede.

FUNDAMENTOS

[0002] Em sistemas celulares de comunicações sem fio, os terminais móveis (aqui referidos como Equipamento de Usuário ou (UE) recebem sinais transmitidos em canais de downlink por transmissores de rede (estações base ou Nó B). O UE monitora, continuamente, a qualidade de canal, conforme determinado por uma métrica tal como a Relação de Sinal para Interferência e Ruído (SINR) segue abaixo de um valor limite, o UE, tipicamente, tem problemas na detecção e leitura de canais de dados e de controle. Isso, por sua vez, significa que poderia faltar informação importante para o UE e/ou poderia mal interpretar sinais de controle. Por exemplo, uma UE interpretando erroneamente um sinal de controle pode transmitir informação em uma posição de tempo/ frequência/ código reservada para outro UE. Desse modo, UEs fora de uma área de cobertura, ou célula, da rede poderia criar interferência desnecessária. Nesse caso, o UE é dito estar fora de sincronização com a rede.

[0003] Detectores Fora de Sincronização (OoS) da técnica anterior são baseados na monitoração de sinalização de controle pré-determinada para uma métrica de qualidade de canal particular, tal como SINR. Durante uma duração pré-determinada T, se a SINR média estiver abaixo e um limite correspondente a uma Block Error Rate (BLER - Taxa de Erro de Bloco) em canais de controle (por exemplo, 10 - 30% ou mais), o UE é considerado ser OoS. A duração T deve ser escolhida de modo que mergulhos instantâneos no desvanecimento não dispararão uma detecção de OoS, implicando T na faixa de 100 ms em sistemas celulares definidos atualmente.

[0004] Uma condição de OoS formal foi introduzida em Wideband CDMA (WCDMA). O UE monitora a SINR de Downlink Dedicated Physical Channel (DL-DPCH - Canal Físico Dedicado de Downlink). Quando SSNR de DL-DPCH é baixa demais para decodificação segura de controle, o UE deve cessar a transmissão no uplink, a fim de não interferir com outros UEs. Além disso, devido à SINR de downlink pobre persistente, o UE transmitirá comando de aumento de potência, resultando na saturação de potência de transmissão da estação base. Um exemplo desse procedimento de detecção de OoS é descrito na patente U.S. No. 7.149.538. Uma vez que um UE é determinado ser OoS, é importante que o UE continue a monitorar qualidade de canal de downlink, de modo que pode recuperar sincronização novamente com a rede, mediante recebimento de um sinal de qualidade suficiente para detectar a sinalização de controle de downlink. Detecção precisa de Em Sincronização (IS) é importante em seguida à preparação ou transferência de conexão, bem como em seguida à detecção de OoS.

[0005] Métodos de detecção de OoS e IS da técnica anterior não consideram a largura de banda de canais de downlink ou configurações de antena de transmissor. Redes avançadas de comunicações sem fio, tais como aqueles que se conformam ao protocolo de UTRAN LTE (UMTS Terrestrial Radio Access Network Long Term Evolution - Evolução a Longo Prazo de Rede Terrestre de Acesso via Rádio de UMTS), pode ser configurado para operar com uma pluralidade de diferentes larguras de banda definidas no downlink. Adicionalmente, LTE suporta técnicas de MIMO (Multiple Input, Multiple Output - Entrada Múltipla, Saída Múltipla), empregando múltiplas antenas de transmissão. Ambas, a largura de banda utilizada e a configuração de antena de transmissor, afetam profundamente o desempenho de decodificação de canal de controle de downlink.

SUMÁRIO

[0006] De acordo com uma ou mais modalidades aqui divulgadas, um UE em uma rede de comunicação sem fio considera a largura de banda de canal de downlink na determinação de limites de sincronização (OoS) e em sincronização (IS) e durações de filtro. Adicionalmente, o UE pode considerar configuração de antena de transmissor - isto é, o número de antenas de transmissão em um sistema MIMO -na determinação dos limites de OoS e IS.

[0007] Uma modalidade se refere a um método de determinação de sincronização de um UE em uma rede de comunicação sem fio. A largura de banda (BW) de canais de comunicação de downlink para o UE é determinada e um limite de OoS é estabelecido com base na BW de downlink. Pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink é monitorada e comparada com o limite de OoS. Se a métrica de qualidade de canal está abaixo do limite de OoS, é determinado que o UE está fora de sincronização com a rede. .

[0008] Outra modalidade se relaciona com um UE operativo em uma rede de comunicação sem fio. O UE inclui um receptor e um controlador. O controlador é operativo para controlar o receptor e ainda operativo para determinar a BW de canais de comunicação de downlink para o UE; estabelecer um limite de OoS baseado na BW de downlink; monitorar pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink; comparar a métrica de qualidade de canal com o limite de OoS; e, se a métrica de qualidade de canal estiver abaixo do limite de OoS, determinar que o UE está fora de sincronização com a rede.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A figura 1 é um diagrama de bloco funcional de parte de uma rede de comunicação sem fio.

[0010] A figura 2 é um fluxograma de um método de determinação que o Equipamento de Usuário (UE) está fora de sincronização com uma rede de comunicação sem fio.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] A figura 1 representa uma porção de uma rede de comunicação sem fio 100, incluindo um transmissor 102 e um terminal móvel ou Equipamento de Usuário (UE) 108. A rede 100 pode, por exemplo, compreender uma rede de UTRAN LTE. Ou qualquer outro protocolo de sistema de comunicação sem fio conhecido na técnica ou a ser desenvolvido no futuro. O sistema de LTE utiliza OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Multiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal) de largura de banda variável e suporta ambas as configurações de antena SIMO e MIMO (Entrada Múltipla/ Simples, Saída Múltipla).

[0012] Um transmissor de rede sem fio 102, referido como Nó B em UMTS, transmite sinais em uma direção de downlink (do Nó B 102 para o UE 108) a partir de uma pluralidade de antenas 104, 106 na implementação de MIMO, representada na figura 1. As antenas múltiplas 104, 106 são usadas para acentuar a eficiência de largura de banda. Os sistemas MIMO proporcionam entradas múltiplas e saídas múltiplas para um canal simples e são, assim, capazes de explorar a diversidade espacial e a multiplexação espacial. Diferentes modos de transmissão de MIMO na direção de downlink utilizam informação de canal para implementar adaptação de enlace. O UE 108 monitora a qualidade de canal de downlink e realimenta a informação de estado de canal para o Nó B 102, que pode, então, realizar processamento adequado de espaço - tempo, esquematização de multiusuário, adaptação de potência e modulação, formação de feixe e codificação de espaço -tempo. O protocolo de LTE suporta uma pluralidade de larguras de banda de transmissão celular de downlink, também se refere à largura de banda de sistema, tal como 1,4; 3; 5; 10; 15 e 20 MHz. Os canais comuns, tais como BCH primário (P-BCH) e canais de sincronização são transmitidos através de uma porção limitada de largura de banda de célula (através de blocos de recursos centrais 6), independente de largura de banda de célula. Contudo, canais compartilhados e canais de controle associados poderiam ser enviados através de toda a largura de banda celular. Aqui a determinação de largura de banda de downlink significa a largura de banda de downlink de toda a célula.

[0013] O UE 108 recebe transmissões de downlink em uma ou mais antenas 110. Sinais recebidos são amplificados e processados em um circuito receptor de extremidade frontal 112, filtrados por um filtro analógico 114 e convertidos para o formato digital por um ADC 116. O sinal digital é, então, filtrado ainda mais por um filtro digital 118 e apresentados a uma função de Transformação Rápida de Fourier (FFT) 120, que determina as amostras de domínio de frequência dos sinais recebidos. As subtransportadoras correspondentes aos símbolos de recipiente (piloto) são alimentados à função de estimativa de canal 124, que estima os coeficientes de canal, bem como o símbolo de interferência e referência SINR. As estimativas de canal são proporcionadas para um detector 122, que decodifica a informação de canal de dados e de controle. A SINR instantânea é proporcionada para um controlador 126. Informação referente ao desempenho de decodificação de canal de controle, tal como, por exemplo, valores temporários de PCFICH, também pode ser apresentada ao controlador 126. O controlador 126 também recebe informação sobre a largura de banda do sistema e as configurações da antena de transmissor, por exemplo, de sinalização de camada mais alta. Essa informação (configuração de antena e largura de banda em uma célula) é enviada em canal de difusão para o UE em modo inativo. Um UE no modo conectado antes da transferência de passagem adquire configuração de antena e largura de banda de célula alvo do servidor (célula antiga) em um comando de transferência de passagem.

[0014] O controlador 126 determina o estado de OoS (ou IS, em caso de UE ser OoS, baseado na SINR de símbolo de referência (ou outra métrica de qualidade de canal), BW de sistema e, opcionalmente, a configuração de antena de transmissor. O controlador 126, então, empreende outra ação baseada nos estados de IS e OoS determinados, tal como cessando a transmissão de alguns ou de todos os sinais em um circuito transmissor (não mostrado). O controlador 126 pode compreender um microprocessador de programa armazenado, para fins geras, um processador de sinais digitais (DSP), lógica programável, um controlador dedicado completamente personalizado ou qualquer combinação de hardware, software e firmware conhecida na técnica. Adicionalmente, as funções do filtro digital 118, da FFT 120, do detector 122 e do estimador de canal 124 podem compreender rotinas de software executadas em um ou mais processadores e/ou DSPs ou podem ser implementadas como qualquer combinação de hardware, software e firmware conhecidas na técnica.

[0015] Conforme notado acima, a largura de banda utilizada em canais de downlink e a configuração de antena de transmissão (por exemplo, se uma, duas ou mais antenas 104, 106 são usadas para transmitir sinais do Nó B 102) afetam profundamente o desempenho de decodificação de canal de controle de downlink. De acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção aqui descrita, essas características de canal são determinadas pelo UE 108 e consideradas na determinação de limites para detecção de OoS e IS. Uma vez que a BW de downlink também tem um impacto sobre o comprimento de mergulhos de desvanecimento, a constante de tempo em filtros de OoS e IS também pode ser adaptada com base na BW de sistema.

[0016] Um método 200 de detecção de OoS e IS é representado na figura 2. O UE 108 determina a largura de banda do canal de downlink (etapa 202). Essa determinação pode ser alcançada via mensagens de sinalização de camada superior ou determinada a partir de informação de difusão em um ou mais canais de controle. O UE 108 também determina, opcionalmente, a configuração da antena de transmissor no Nó B 102 (etapa 204). Essa determinação também pode ser obtida via mensagens de sinalização de camada superior ou por detecção explícita, tal como leitura e determinação do sinal de Difusão Primária em LTE, que é reunido com um código de cruzamento de sinais específico de antena de transmissor. O UE estabelece os limites de OoS e IS e valores de filtro com base no BW de downlink e, opcionalmente, também a configuração de antena de transmissor (etapa 206).

[0017] Para valores maiores de largura de banda de canal de downlink, tais como, por exemplo, aqueles maiores do que 5 MHz, a decodificação de canal de controle pode ser tornar insegura em um SINR de símbolo de referência (por antena) de, aproximadamente, -4 a -5 dB. Em contraste, para valores menores de largura de banda de canal de downlink, tais como, por exemplo, 1,4 - 3 MHz, os valores de limite de SINR correspondentes são, aproximadamente, 2 a -3 dB. O limite de IS pode ser o mesmo que o limite de OoS. Alternativamente, os limites de IS podem ser diferentes do limite de OoS. Por exemplo, o limite de IS para a largura de banda pode ser, aproximadamente, SINR de -2 a -3 dB e 0 a -1 dB para os valores menores de largura de banda.

[0018] A duração de filtro de OoS - ou o comprimento através do qual a SNIR é média para mitigar os efeitos do desvanecimento rápido - pode ser na faixa de 100 -200 ms para as larguras de banda maiores e na faixa de 300 - 400 ms para esses valores menores de larguras de banda. A duração do filtro de IS pode ser a mesma, ou pode ser menor, tal como, aproximadamente, 20 - 40% da duração de filtro de OoS. No modo de recepção descontínua (DRX) o comprimento de filtro será mais longo do que os valores mencionados acima; tipicamente, é proporcionar ao comprimento de ciclo de DRX.

[0019] O UE 108 monitora a qualidade de canal de downlink (etapa 208), tal como através da monitoração da SINR de símbolos de referência de downlink, a BLER de um canal de controle ou semelhante. Se a métrica de qualidade de canal de downlink filtrada medida, ou de média estabelecida durante uma duração determinada em resposta à BW de downlink e/ou configuração de antena de transmissor - estiver abaixo do limite de OoS (etapa 210), então, o UE 108 determina que está fora de sincronização com a rede de comunicação sem fio 100 (etapa 212). O UE 108 pode empreender diversas ações nesse ponto. Por exemplo, em uma modalidade, o UE 108 pode cessar a transmissão dos Indicadores de Qualidade de Canal (CQI) no uplink. Isso pode ser uma indicação para a rede que ocorreu OoS. Em outra modalidade, o UE 108 pode terminar todas as transmissões de uplink, como pela desativação do lado transmissor de seu transceptor. Em outra modalidade, o UE 108 pode iniciar um cronômetro de liberação de conexão em camadas superiores de protocolo.

[0020] Independente das medidas tomadas mediante detecção de que o UE 108 está fora de sincronização com a rede 100, o UE 108 continua a pesquisar um sinal de uplink e monitorar a qualidade de canal de uplink (etapa 214). Quando a métrica de qualidade de canal de downlink medida - mais uma vez, filtrada através de uma duração que pode ser determinada em resposta à BW de célula de downlink e/ou configuração de antena de transmissor (e pode diferir da duração de filtro de OoS) -está acima do limite de IS (etapa 216), então, o UE 108 determina que, mais uma vez, está em sincronização com a rede de comunicação sem fio 100 (etapa 218).

[0021] O UE 108 pode, então, ativar seu transmissor, retomar a transmissão de CQI, desativar um cronômetro de liberação de conexão e/ou empreender ação para permitir que ele se comunique, efetivamente, com a rede de comunicação sem fio 100. O UE 108 continua a monitorar a qualidade de canal de downlink (etapa 208) para detectar se ela mais uma vez segue OoS (etapa 210).

[0022] A Tabela 1 abaixo apresenta um conjunto de limites de OoS e comprimentos de filtro exemplificativos como uma função de configuração de antena de transmissor e largura de banda de célula de uplink.

[0023] A Tabela 2 apresenta um conjunto de limites de IS e comprimentos de filtro exemplificativos como uma função de configuração de antena de transmissor e largura de banda de célula de downlink.

[0024] A presente invenção pode, naturalmente, ser realizada em outras maneiras que não aquelas aqui especificamente apresentadas, sem afastamento das características essenciais da invenção. As presentes modalidades devem ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas e todas as mudanças que estejam dentro do significado e da faixa de equivalência das reivindicações anexas são destinadas a estarem aqui envolvidas.

Claims

Método de determinação de sincronização de um Equipamento de Usuário (UE) em uma rede de comunicação sem fio, caracterizado pelo fato de compreender:
determinação de uma largura de banda (BW) de transmissão de célula de downlink;
ajuste de um limite de Fora de Sincronização (OoS) baseado na BW de downlink;
monitoração de pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink;
comparação da métrica de qualidade de canal com o limite de OoS; e
se a métrica de qualidade de canal estiver abaixo do limite de OoS, determinação de que o UE está fora de sincronização com a rede.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a monitoração de pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink compreender a média do valor da métrica de qualidade de canal através de uma duração determinada em resposta à BW de downlink.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender a determinação de uma configuração de antena em um transmissor de rede de comunicação sem fio e em que ajuste de um limite de OoS com base na BW de downlink compreende ajustar um limite de OoS com base na BW de downlink e a configuração de antena de transmissor.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender, após a determinação de que o UE é OoS:
monitoração de pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink; e, se a métrica de qualidade de canal excede um limite de em Sincronização (IS),
determinação de que o UE está em sincronização com a rede.
Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o limite de IS ser o mesmo que o limite de OoS.
Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o limite de IS é diferente do limite de OoS.
Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o limite de IS ser menor do que o limite de OoS.
Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o limite de IS ser determinado em resposta à BW de downlink.
Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o limite de IS ser determinado em resposta à BW de downlink e uma configuração de antena em um transmissor de rede de comunicação sem fio.
Equipamento de Usuário (UE) operativo em uma rede de comunicação sem fio, caracterizado pelo fato de compreender:
um receptor;
um controlador operativo para controlar o receptor e ainda operativo para determinar uma largura de banda (BW) de transmissão de célula;
estabelecer um limite de Fora de Sincronização (OoS) baseado na BW de downlink;
monitorar pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink;
comparar a métrica de qualidade de canal com o limite de OoS; e,
se a métrica de qualidade de canal estiver abaixo do limite de OoS, determinar que o UE está fora de sincronização com a rede.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o controlador ser operativo para monitorar pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink através da determinação do valor médio da métrica de qualidade de canal através de uma duração determinada em resposta à BW de downlink.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o controlador ser ainda operativo para determinar uma configuração de antena em um transmissor de rede de comunicação sem fio e pelo fato de o estabelecimento de um limite de OoS com base na BW de downlink compreender o estabelecimento de um limite de OoS com base na BW de downlink e na configuração de antena de transmissor.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de, após a determinação de que o UE é OoS, o controlador ainda ser operativo para:
monitorar pelo menos uma métrica de qualidade de canal de comunicação de downlink; e
se a métrica de qualidade de canal exceder um limite de Em Sincronização (IS), determinar que o UE está em sincronização com a rede.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o limite de IS ser o mesmo que o limite de OoS.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o limite de IS ser diferente do limite de OoS.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o controlador determinar o limite de IS em resposta à BW de downlink.
Equipamento de Usuário de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o controle determinar o limite de IS em resposta à BW de downlink e uma configuração de antena em um transmissor de rede de comunicação sem fio.