BRPI0917581B1 - método para alocar recursos de rádio dentro de uma estrutura de quadro em uma rede celular sem fio, rede celular sem fio, estação base, estação de retransmissão, e, meio legível por computador - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA ALOCAR RECURSOS DE RÁDIO DENTRO DE UMA ESTRUTURA DE QUADRO EM UMA REDE CELULAR SEM FIO, REDE CELULAR SEM FIO, ESTAÇÃO BASE, ESTAÇÃO DE RETRANSMISSÃO, E, MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR. A capacidade de um sistema celular sem fio é aumentada através da operação de estações bases ou setores da estação base arranjados para re-usar elementos de recursos de rádio que são usadas pelas estações bases ou setores de estação base vizinhas, em conjunto com operação de estações de retransmissão, que são de forma similar organizadas para re-usar os elementos de recursos de rádio usados por estações de retransmissão vizinhas, e onde os elementos de recursos de rádio re-usados pelas estações de retransmissão são diferentes àqueles usados pelas estações bases. As estações de retransmissão fornecem cobertura, particularmente nas áreas nas fronteiras entre as áreas de cobertura das estações bases que sofrem da interferência entre sinais transmitidos a partir das respectivas estações bases. Em adição, as estações de retransmissão geralmente aumentam a portadora disponível média para proporção de interferência comparada com um sistema no qual estações bases sozinhas são implantadas. O esquema para a alocação de elementos de recursos de rádio assegura em particular que interferência é (...).

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere geralmente a redes de comunicação sem fio, e mais especificamente a um método e um sistema relacionando sistemas celulares sem fio de múltiplos saltos ou retransmissão melhorados.

Fundamentos da Invenção

[002] Sistemas de telefonia móvel no qual equipamento de usuário tal como aparelhos de mão móveis se comunicam através de elos de comunicação sem fio com uma rede de estações base conectada a uma rede de telecomunicações têm sofrido rápido desenvolvimento através de um número de gerações. A implantação inicial de sistemas usando modulação analógica tem sido substituída através de sistemas digitais de segunda geração, que estão eles mesmos correntemente sendo substituídos por sistemas digitais de terceira geração tais como UMTS e CDMA. Padrões de terceira geração fornecem uma maior capacidade de transmissão de dados do que é fornecido pelos sistemas de segunda geração. Esta tendência é continuada com a proposta do Projeto de Parceria de Terceira Geração do assim chamado Sistema de Evolução a Longo Prazo, frequentemente simplesmente chamado LTE, que oferece potencialmente maior capacidade adicional, através do uso de bandas mais amplas de frequência, técnicas de modulação espectralmente eficiente e potencialmente também a exploração de caminhos de propagação espacialmente diversa para aumentar capacidade (Múltiplo In Múltiplo Out).

[003] Distinto de sistemas de telefonia móvel, sistemas de acesso sem fio têm também sofrido desenvolvimento, inicialmente destinadas a fornecer conexão de "última milha" (ou nas imediações) entre equipamento de usuário em uma premissa de assinante e a Rede de Telefonia Comutada Pública (PSTN). Tal equipamento de usuário é tipicamente um terminal para o qual um telefone ou computador está conectado, e com sistemas mais antigos não havia provisão para mobilidade ou deslocamento do equipamento de usuário entre estações base. Contudo, o padrão de WiMax (IEEE 802.16) forneceu uns meios para tais terminais se conectarem à PSTN através de sistemas de acesso sem fio de alta taxa de dados.

[004] Enquanto WiMax e LTE têm evoluído através de diferentes rotas, ambos podem ser caracterizados como sistemas de dados sem fio de alta capacidade que serve a um propósito similar, tipicamente usando tecnologia similar, e em adição ambos são implantados em um esquema celular como sistema sem fio celular. Tipicamente tais sistema sem fio celulares compreendem equipamento de usuário tal como aparelhos de mão de telefonia móvel ou terminais sem fio, um número de estações base, cada uma potencialmente se comunicando através do que são denominados de elos de comunicação de acesso com muitos equipamentos de usuário localizado em uma área de cobertura conhecida como uma célula, e uma conexão nos dois sentidos, conhecido como elo de comunicação intermediário, entre cada estação base e uma rede de telecomunicações tal como a PSTN.

[005] Figura 1 mostra uma rede celular sem fio convencional; neste exemplo, os elos de comunicação de acesso das estações base 2a . . . .2g são arrumados em um assim chamado padrão de re-uso de frequência de "n=3", isto é para dizer que o espectro de frequência sem fio disponível é dividido em três sub-bandas fl, f2 e f3, no qual n significa o número de sub-bandas. A área de cobertura de cada estação base é dividida em três setores pelo uso de antenas direcionais, e cada um dos setores opera em uma diferente sub-banda de frequência. No exemplo da Figura 1, os setores indicados por numerais de referência Ia, Ib e Ic associados com a estação base indicado pelo numeral de referência 2a operam na sub-bandas de frequência fl , f2 e f3 respectivamente. Pode ser visto que o padrão de re-uso de frequência mostrado na figura 1 pode ser repetido sem setores adjacentes operando na mesma frequência, e por meio disso, minimizando interferência entre setores adjacentes. Sub-bandas não necessitam necessariamente consistir de blocos contíguos de frequências, de fato pode haver alguma vantagem em intercalar as frequências de modo a distribuir o efeito de desvanecimento seletivo de frequência. Um desvanecimento seletivo de frequência é uma redução em potência de sinal devido à interferência destrutiva entre componentes de múltiplos caminhos. Em sistemas celulares empregando multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) tal como, por exemplo, WiMax ou LTE, uma sub-banda vai tipicamente compreender uns grupos não contíguos de sub- portadoras; Contudo, por clareza as sub-bandas são frequentemente ilustradas como sendo blocos contíguos separados, no qual a designação numérica de uma frequência tem uma relação arbitrária com a frequência efetiva na camada física.

[006] Figura 1 é um diagrama esquemático no qual setores Ia, Ib, Ic são mostrados como áreas hexagonais; na prática, restrições geográficas e condições de propagação vão forçar a uma área de cobertura de cada setor ser irregular em forma, e as áreas de setores serem diferentes e o espaçamento das estações base será determinado pelos sítios disponíveis e não necessariamente vai corresponder a situação idealizada na figura 1.

[007] Pode haver vãos na área de cobertura de um sistema celular devido ao sombreamento pelo terreno ou à interferência entre sinais transmitidos pelas estações base. Convencionalmente esses vãos podem ser contados pelo uso de estações repetidoras que recebem sinais a partir da estação base e os re-transmitem em uma área onde a cobertura é pobre. Contudo, uma estação repetidora que simplesmente retransmite todos os sinais recebidos dentro de uma banda pode causar interferência que reduz cobertura em outras áreas. A interferência pode ser reduzida usando uma estação de retransmissão em vez de uma estação repetidora; uma estação de retransmissão seleciona que sinais retransmitir, tipicamente transmitindo para terminais dentro da área de cobertura pobre.

[008] Tipicamente, uma estação de retransmissão é uma pequena estação base de baixa potência com uma antena omnidirecional, ao contrário de uma estação base convencional, que tipicamente opera com uma potência de transmissão maior do que a estação de retransmissão, e tipicamente emprega antenas direcionais que são montados em uma torre para fornecer uma área de cobertura estendida. Os recursos de rádio do sistema sem fio celular podem ser usados para retransmitir tráfego de elo de comunicação intermediário entre a estação de retransmissão e a estação base convencional.

[009] Figura 2 mostra uma estação de retransmissão convencional operando dentro de uma rede celular sem fio; a operação pode por exemplo estar de acordo com IEEE 802.16j. Um equipamento de usuário 12b está em comunicação com a estação de retransmissão 10. Como a estação de retransmissão 10 não é fornecida com um elo de comunicação intermediário separado do recurso sem fio celular, à estação de retransmissão é alocado intervalos de tempo de recursos de rádio para uso de retransmissão de dados de elo de comunicação intermediário para e da estação base adjacente 2a que é ela própria conectada através de elo de comunicação de micro ondas para uma estação de micro ondas 6 e então para uma rede de telecomunicações 8 tal como a Rede de Telefonia Comutada Pública. Um equipamento de usuário 12a é mostrado em comunicação direta com a estação base 2a.

[0010] A estação de retransmissão 10 pode ser implantada em uma área parcialmente obscurecida a partir das estações base por um recurso geográfico tal como um morro ou uma outra obstrução tal como edifícios, ou dentro de um edifício para dar cobertura as partes do edifício que experimenta um pobre elo de comunicação ou nenhuma cobertura a partir de uma estação base. A estação de retransmissão 10 está posicionada tal que ela pode comunicar com uma estação base, e também fornece cobertura para uma área obscurecida. Tipicamente, a estação de retransmissão é requerida para fornecer cobertura para uma área menor do que aquela coberta por um setor da estação base. Convencionalmente, estações de retransmissão são usadas para cobrir uma pequena proporção de uma área de cobertura sem fio do sistema sem fio celular, e as áreas de cobertura das estações de retransmissão raramente se sobrepõem cada um com a outra. Em tal uma implantação de baixa densidade convencional de estações de retransmissão, a alocação de frequências de operação para estações de retransmissão para comunicação com equipamento de usuário pode ser realizada em uma maneira descentralizada; isto pode ser aceitável para re-usar a subbanda de frequência alocada à um setor de estação base dento do qual uma estação de retransmissão é implantada, se a área de sobreposição é pequena entre a cobertura da estação de retransmissão e aquela da estação base. Alternativamente, uma diferente sub-banda pode ser alocada à estação de retransmissão a partir daquela alocada ao setor da estação base dentro do qual a estação de retransmissão é implantada. Fornecido que a área de cobertura da estação de retransmissão é pequena, o potencial para interferência com sinais em outros setores da estação base e com sinais a partir de outras estações de retransmissão pode não ser uma questão.

[0011] Contudo, é potencialmente um uso vantajoso das estações de retransmissão para o propósito de aumentar a capacidade de uma rede celular sem fio em geral, não limitado às situações nas quais partes das áreas de cobertura alvo são obscurecidas a partir das estações base. Tal um uso geral de estações de retransmissão poderia potencialmente envolver uma implantação de alta densidade de estações de retransmissão dentro de um setor de estação base, tal que as áreas de cobertura de estações de retransmissão podem se sobrepor cada uma com a outra e também se sobrepor substancialmente com as áreas de cobertura dos setores de estação base. A vantagem potencial de tal uma implantação é que estações de retransmissão fornecem áreas locais de recepção de sinal nas quais a proporção de portadora para interferência é melhorada sobre aquela fornecida pelas estações base. Contudo, pode ser problemático alocar sub-bandas de frequência para estações de retransmissão implantadas dentro de uma rede celular sem fio convencional empregando re-uso de frequência de n=3 em uma maneira que não resulta em interferência.

[0012] Figura 3 ilustra os problemas potenciais da implantação de estações de retransmissão 10a . . . 10c dentro de um sistema sem fio celular usando um esquema de re-uso de frequência de n=3, mostrando a área de cobertura de duas estações base 2a, 2b. Três estações de retransmissão 10a . . . 10c estão implantadas dentro da área de cobertura das estações base 2a, 2b, e três equipamentos de usuários 12a . . . 12c são mostrados. Um dado equipamento de usuário 12a pode receber sinais de ambas a estação base 2a e a estação de retransmissão 10a. O equipamento de usuário 12a vai comutar sem perda de comunicação para usar seja qual for a estação base 2a e estação de retransmissão 10a fornece o mais alto sinal de qualidade, a qual qualidade pode ser expressa em termos de proporção de portadora para interferência. O objetivo do processo de comutar sem perda de comunicação é aumentar a proporção média de portadora para interferência disponível dentro da área de cobertura do sistema celular sem fio e então aumentar a capacidade de tráfego, já que a capacidade de tráfego é relacionada à proporção de portadora para interferência.

[0013] A alocação de sub-bandas de frequência para o sistema como ilustrado pela figura 3 é problemática, tomando, por exemplo, o caso da estação de retransmissão indicada pelo numeral de referência 10a. Se esta estação de retransmissão 10a era para ser operada na sub-banda de frequência fl como usado pelo setor de estação base Ia, há potencial para interferência entre sinais transmitidos a partir da estação de retransmissão 10a e aqueles transmitidos pela estação base 2a. Se a estação de retransmissão 10a era para ser operada na sub-banda de frequência f2, há potencial para interferência entre sinais transmitidos da estação de retransmissão 10a e aqueles transmitidos pela estação base 2b no setor Ie em comunicação com equipamento de usuário 12b. No caso que a estação de retransmissão 10a era para ser operada na sub-banda de frequência f3, há potencial para interferência entre sinais transmitidos da estação de retransmissão 10a e aqueles transmitidos pela estação base 2a no setor Ic em comunicação com o equipamento de usuário 12c.

[0014] Figura 4 mostra uma estrutura de quadro de tempo convencional alocando intervalos de tempo alternativamente para ter elo de acesso 14a . . . 14d e para elo de comunicação intermediário, também referido como "relé" 16a . . . 16c entre uma estação de retransmissão 10 e uma estação base 2 associada, em um sistema tal como aquele ilustrado na figura 2.

[0015] Figura 5 mostra um exemplo da alocação convencional de recursos de rádio dentro de cada um dos pedaços de tempo 14a . . . 14d da estrutura de quadro da Figura 4. Em um sistema não empregando relés, os intervalos de tempo de retransmissão podem estar ausentes, tal que os intervalos de tempo de acesso são contíguos no tempo. Os recursos de rádio sã divididos em frequência em três sub-bandas fl, f2, f3 para uso em um padrão de re-uso de n=3 tal como aquele ilustrado na figura 1. Pode ser visto que cada subbanda de frequência é dividida na dimensão do tempo em intervalos de tempo de controle 18a . . . 18c e intervalos de tempo de carga útil 20a . . . 20c, e que os intervalos de tempo de controle 18a . . . 18c para as sub-bandas de frequência fl, f2 e f3 coincidem um com o outro no tempo. Esta coincidência no tempo ocorre desde que um equipamento de usuário receptor 12a, 12b esteja sincronizado com a estrutura de quadro de recursos de rádio e o receptor 12a, 12b esteja pré-programado de acordo com o padrão sem fio celular relevante tal como, por exemplo, o padrão de WiMax ou LTE, para esperar receber dados de controle ao mesmo tempo em cada sub-banda. Um exemplo dos dados que formaria parte do intervalo de tempo de controle 18a . . . 18c é o cabeçalho de controle de quadro (FCH) no sistema WiMax 802.16. De forma similar, no caso de sistemas de LTE, há intervalos de tempo de controle que podem estar localizados em várias posições dentro do quadro de dados; por exemplo, intervalos de tempo de controle podem estar localizados no começo, meio e fim de um quadro. Em geral, tráfego de controle pode, por exemplo, indicar o tamanho de um quadro e seus endereços de início e fim.

[0016] De modo a receber a parte da carga útil 20a . . . 2Oc de um quadro, é necessário para receber o respectivo intervalo de tempo de controle 18a . . . 18c associado com o quadro. Assim sendo é particularmente importante que os intervalos de tempo de controle 18a . . . .18c sejam protegidos de interferência. No esquema de re-uso de frequência de n=3 ilustrado pela figura 1, interferência entre intervalos de tempo de controle de sinais transmitidos por setores adjacentes de qualquer dada estação base 2a é inerentemente minimizado já que, como já foi mencionado, setores adjacentes operam em diferentes sub-bandas de frequência.

[0017] Tipicamente, a informação transportada pelos intervalos de tempo de controle vai variar entre estações base e entre setores de estação base. Por conseguinte, técnicas que diminuem os efeitos de interferência entre estações base e entre setores de estação base através da combinação inteligente de potencialmente interferir sinais que transportam a mesma informação não são geralmente aplicáveis para uso com intervalos de tempo de controle. Por exemplo, transferência de passagem suave e métodos de seleção do melhor servidor não são geralmente aplicáveis para uso com o intervalo de tempo de controle já que eles impõem a limitação que conteúdo de informação de sinais potencialmente interferindo seria a mesma.

[0018] Enquanto pode ser possível controlar a alocação de recursos de rádio dentro da parte de carga útil do quadro 20a, 20b, 20c para evitar interferência entre sinais a partir da estação base 2 e da estação de retransmissão 10, não é possível re-alocar os recursos de rádio usados para dados de controle 18a, 18b, 18c, já que isto é tipicamente definido dentro do padrão sem fio celular relevante para ocorrer em posições pré-definidas dentro de uma estrutura de quadro. Equipamento de usuário operando no padrão relevante é assim sendo pré-programado para esperar dados de controle nas posições pré- definidas dentro de uma estrutura de quadro. Por conseguinte, se a mesma sub-banda é alocada para a estação de retransmissão 10 quanto para a estação base 2, há o potencial para interferência ocorrer entre dados de controle transmitidos a partir da estação base 2 e dados de controle transmitidos a partir da estação de retransmissão 10.

[0019] Na prática, estações de retransmissão são de mais valor quando colocadas nas extremidades de cobertura de um setor de estação base, já que é aqui que acréscimo de cobertura são mais prováveis de ser requerido, mas também é nesta situação que interferência é mais provável de ser causada. Em adição, interferência pode ser experimentada entre transmissões de estações de retransmissão adjacentes que podem estar operando na mesma subbanda.

[0020] O uso de uma estação de retransmissão dentro da área de cobertura de uma rede celular sem fio convencional usando re-uso de frequência de n=3 assim sendo pode potencialmente causar interferência com sinais transmitidos das estações base e com sinais transmitidos das estações de retransmissão vizinhas.

[0021] É um objeto da presente invenção para fornecer métodos e aparelho que endereçam essas desvantagens.

Sumário da Invenção

[0022] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método de alocar recursos de rádio dentro de uma estrutura de quadro em uma rede celular sem fio, a rede compreendendo uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações de retransmissão, a estrutura de quadro compreendendo uma pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para uma comunicação de dados de controle, o método compreendendo alocar um ou mais elementos da pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de controle pelas estações base; e alocar um ou mais diferentes elementos da pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de controle pelas estações de retransmissão.

[0023] O benefício deste método é que interferência é prevenida entre dados de controle transmitidos por uma estação base e dados de controle transmitidos por uma estação de retransmissão como recebidos no equipamento do usuário. Por exemplo, uma estação base pode ser equipada para fornecer cobertura sem fio para um setor e uma estação de retransmissão pode estar operando dentro da área de cobertura da estação base. Um equipamento de usuário pode ser pré-programado para receber dados de controle dentro de um elemento ou elementos de recursos de rádio que podem, por exemplo, ser um intervalo de tempo de controle dentro de uma estrutura de quadro alocando recursos de rádio dentro de uma rede.

[0024] Preferencialmente, a estrutura de quadro compreende uma pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio para a comunicação de dados de carga útil, o método compreendendo alocar um ou mais elementos da pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de carga útil pelas estações base; e alocar um ou mais diferentes elementos da pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de carga útil pelas estações de retransmissão. Isto tem o benefício que uma alta capacidade de dados de carga útil pode ser transmitida pelo re-uso de elementos de recursos de rádio entre estações base, e também pelo re-uso de diferentes elementos de recursos de rádio entre estações de retransmissão. A proporção de recursos de rádio de carga útil alocada às estações base em relação aqueles alocados às estações de retransmissão podem estar em proporção para as condições de carga esperada, assim sendo dando um uso eficiente do recurso de rádio; a proporção não necessita ser a mesma que aquela da proporção de recursos de rádio de dados de controle alocados às estações base em relação aqueles alocados para as estações de retransmissão, que é relacionada ao protocolo de dados de controle.

[0025] Preferencialmente, os elementos de recursos de rádio são distinguidos por time e / ou por frequência. Por exemplo, uma estação base pode ser equipada para fornecer cobertura sem fio para um setor e uma estação de retransmissão pode estar operando dentro da área de cobertura da estação base. Um equipamento de usuário pode ser pré-programado para receber dados de controle em um intervalo de tempo de controle dentro de uma estrutura de quadro alocando recursos de rádio dentro de uma rede. A alocação de dados de controle a partir das estações base e estações de retransmissão para respectivas sub-bandas de frequência que não se sobrepõem previne interferência entre os dados de controle a partir das estações base e aqueles a partir das estações de retransmissão. Assim sendo, dados de controle a partir das estações base e das estações de retransmissão podem ser alocados para respectivos intervalos de tempo ou partes de intervalos de tempo que não se sobrepõe no tempo, e por meio disso, prevenir interferência entre os dados de controle a partir das estações base e aqueles a partir das estações de retransmissão. Será aparente para alguém com qualificação na arte que um sinal transportado por um elemento de recursos de rádio não vai interferir com sinais transportados por uns diferentes elementos de recursos de rádio, já que elementos de recursos de rádio são ortogonais um com o outro.

[0026] Vantajosamente, a rede celular sem fio usa multiplexação por divisão de frequência ortogonal. Por exemplo, sub-bandas de frequência podem compreender conjuntos de sub-portadoras de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM). Como um resultado sinais transmitidos a partir de uma estação base e uma estação de retransmissão podem ser recebidos por meio de um único receptor de OFDM em um equipamento de usuário que recebe uma banda englobando as sub-bandas usadas pelas estações base e pelas estações de retransmissão. Assim sendo, comutação sem perda de comunicação entre as estações base e estações de retransmissão é facilitada. A alocação de sub-portadoras de OFDM para sub-bandas pode seguir qualquer padrão; sub-portadoras alocadas à diferentes sub-bandas podem tipicamente ser intercaladas em frequência. Isto tem o benefício de distribuir entre as sub-bandas, os efeitos de um desvanecimento seletivo de frequência.

[0027] Preferencialmente, as estações base transmitem em uma maior potência de transmissão do que as estações de retransmissão. O benefício é que as estações de retransmissão podem ser construídas de forma barata e usadas em uma maneira rentável para melhorar a proporção média de portadora para interferência em áreas onde a proporção de portadora para interferência fornecida pelas estações base é limitada.

[0028] Tipicamente, as estações base empregam antenas direcionais e as estações de retransmissão empregam antenas omnidirecionais. Como um resultado as estações base podem ser implantadas para fornecer cobertura em setor, isto é para dizer que frequências são re-usadas entre setores do plano de azimute envolvendo a estação base. Esta implementação é eficiente em minimizar o número de sítios de estações base, que é benéfica em que esses podem ser dispositivos de alta potência relativamente com antenas montadas em torres. Ao contrário, estações de retransmissão podem ser pequenas, dispositivos baratos com antenas omnidirecionais que são preferencialmente distribuídas em maior números do que estações base para melhorar a proporção de portadora para interferência na área de cobertura sem fio, mas que não envolve tão grandes custos de infra-estrutura por estação base, devido a sua natureza pequena e de baixa potência e típica falta de uma torre de antena.

[0029] Vantajosamente, a estação base emprega elo de comunicação intermediário dedicado, por exemplo um elo de fibra ou de micro-ondas. A estação de retransmissão tipicamente usa recursos de rádio ocupando a mesma banda de frequência usada para comunicação entre a estação de retransmissão e equipamento de usuário para fornecer elo de comunicação intermediário de dados para uma estação base. O benefício é que estações de retransmissão pode ser implantadas economicamente para fornecer acréscimo da área de cobertura da estação base ou para melhorar a proporção de portadora para ruído disponível dentro da área de cobertura sem a limitação cara e geográfica de fornecer elo de comunicação intermediário dedicado. As estações de retransmissão podem convenientemente ser operadas substancialmente para o padrão do IEEE 802.16j.

[0030] Preferencialmente, a rede é configurada tal que regiões de cobertura nas quais sinais provenientes das estações base sofrem interferência não coincidem com regiões de cobertura nas quais sinais das estações de retransmissão sofrem interferência. O benefício é que as estações base podem ser operadas com um esquema de re-uso de frequência de n=1 que fornece alta capacidade das estações base próxima ao custo de interferência nas fronteiras entre as áreas de cobertura da estação base. De forma similar, as estações de retransmissão podem operar um esquema de re-uso de frequência de n=1 em uma sub-banda de frequência separada daqueles usada pelas estações base. Fornecido que as regiões de fronteira associadas com as estações base e as estações de retransmissão não coincidem, a rede pode fornecer uso eficiente do espectro conforme um equipamento de usuário pode receber sinais de qualquer que seja a estação base ou a estação de retransmissão está fornecendo a melhor proporção de portadora para interferência e então a melhor capacidade de dados em uma dada localização na rede.

[0031] As estações base e estações de retransmissão podem ser configuradas sob o controle de um configurador ou sistema de gerenciamento de rede tal que transmissão e recepção são arrumadas usando elementos de recursos de rádio alocados pelo configurador ou sistema de gerenciamento de rede. Por exemplo, um subconjunto de sub-portadoras de OFDM constituindo uma sub-banda de frequência a ser usada pelas estações base pode ser definida por um sistema de gerenciamento de rede e comunicado com um a estação base usando um elo de elo de comunicação intermediário com fio dedicado. A informação relacionada ao subconjunto de sub-portadoras de OFDM constituindo uma sub-banda de frequência ta ser usada pelas estações de retransmissão pode de forma similar ser comunicada para as estações de retransmissão a partir de um sistema de gerenciamento de rede, por exemplo, através das estações base usando intervalos de tempo dedicados para elo de comunicação intermediário .

[0032] Alocação de recursos de rádio para carga útil pode então ser comunicada para o equipamento de usuário tipicamente usando uma seção do preâmbulo de uma transmissão, tal como o cabeçalho de controle de quadro ou Map; este preâmbulo constitui dados de controle, e usa recursos de rádio cuja relação com uma estrutura de quadro para a qual o aparelho de mão está sincronizado, é pré- programado nos aparelhos de mão. Os recursos de rádio usados pelos dados de controle são tipicamente arrumados em seções duplicadas, conhecidas como segmentos, definidas no padrão no qual o sistema sem fio opera, tal que um equipamento de usuário pode usar quaisquer das seções duplicadas para receber dados de controle. A seleção de qual das seções duplicadas é para uso, é feita pelo sistema de gerenciamento de rede e comunicada conforme descrito para as estações base e estações de retransmissão conforme apropriado; o equipamento de usuário simplesmente espera pelos recursos de rádio que ele foi pré-programada para receber de acordo com o padrão de sistema sem fio.

[0033] Recursos e vantagens adicionais da invenção se tornarão aparente a partir da seguinte descrição das modalidades preferidas da invenção, fornecidas à título de exemplo somente, que é feita com referência aos desenhos anexos.

Descrição Breve dos Desenhos

[0034] Figura 1 é um diagrama esquemático mostrando uma rede celular sem fio convencional;

[0035] Figura 2 é um diagrama esquemático mostrando um nó de retransmissão convencional em comunicação com uma estação base;

[0036] Figura 3 é um diagrama esquemático mostrando um potencial método de operação das estações de retransmissão dentro de um sistema sem fio celular;

[0037] Figura 4 é um diagrama esquemático mostrando uma estrutura convencional de quadro possibilitando compartilhamento do tempo entre componentes de retransmissão e de acesso;

[0038] Figura 5 é um diagrama esquemático mostrando uma alocação convencional de recursos de rádio dentro da porção de acesso de uma estrutura de quadro;

[0039] Figura 6 é um diagrama esquemático mostrando uma operação das estações de retransmissão dentro de um sistema sem fio celular de acordo com uma modalidade da invenção;

[0040] Figura 7 é um diagrama esquemático mostrando dois exemplos de caminhos de um equipamento de usuário se movendo entre as áreas de cobertura sem fio de duas estações base e duas estações de retransmissão;

[0041] Figura 8 é um diagrama esquemático mostrando dois exemplos de caminhos de um equipamento de usuário se movendo entre as áreas de cobertura sem fio de duas estações base;

[0042] Figura 9 é um diagrama esquemático mostrando a proporção de portadora para interferência experimentada por um equipamento de usuário se movendo ao longo dos caminhos ilustrados pela figura 6 entre as áreas de cobertura sem fio de duas estações base que estão transmitindo em diferentes sub-bandas de frequência;

[0043] Figura 10 é um diagrama esquemático mostrando a proporção de portadora para interferência experimentada por um equipamento de usuário se movendo ao longo dos caminhos ilustrados pela figura 6 entre as áreas de cobertura sem fio de duas estações base que estão transmitindo na mesma sub-banda de frequência;

[0044] Figura 11 é um diagrama esquemático mostrando a proporção de portadora para interferência experimentada por um equipamento de usuário se movendo ao longo dos caminhos ilustrados pela figura 10 entre as áreas de cobertura sem fio de duas estações base e duas estações de retransmissão de acordo com uma modalidade da invenção;

[0045] Figura 12 é um diagrama esquemático mostrando uma alocação de recursos de rádio de acordo com uma modalidade da invenção dentro da porção de acesso de uma estrutura de quadro;

[0046] Figura 13 é um diagrama esquemático mostrando uma alocação de recursos de rádio de acordo com uma modalidade adicional da invenção dentro da porção de acesso de uma estrutura de quadro; e

[0047] Figura 14 é um diagrama esquemático mostrando uma alocação de recursos de rádio de acordo com uma ainda modalidade adicional da invenção dentro da porção de acesso de uma estrutura de quadro.

Descrição Detalhada da Invenção

[0048] Em geral, a presente invenção é direcionada à métodos e aparelho que são destinados a aumentar a capacidade ou cobertura de um sistema sem fio celular pelo uso de estações de retransmissão. Para clareza, os métodos e aparelho são descritos no contexto de um sistema de transmissão de dados via pacote em alta velocidade tal como IEEE802.16 (WiMax) ou LTE, mas será apreciado que isto é à título de exemplo e que os métodos e aparelho descritos não são limitados a esses exemplos.

[0049] Como um resultado dos problemas de interferência mencionado acima, um potencial aumento de capacidade oferecido pelo uso de estações de retransmissão dentro de uma rede celular sem fio usando um esquema de re-uso de frequência de n=3 convencional é limitado.

[0050] Figura 6 ilustra uma rede similar àquela ilustrada na figura 5, com um esquema de re-uso de frequência melhorado de acordo com uma modalidade da invenção. Ao contrário de sistemas sem fio celular convencional nos quais as estações base operam dentro de um esquema de re-uso de frequência de n=3, no sistema da Figura 6, as estações base 2a, 2b operam dentro de um esquema de re-uso de frequência de n=l, isto é para dizer, as estações base 2a, 2b operam dentro da mesma sub-banda de frequência cada uma como a outra. Às estações de retransmissão 10a . . . 10b são alocadas uma diferente sub-banda de frequência daquela usada pelas estações base 2a, 2b. As estações de retransmissão assim sendo também operam com um padrão de re-uso de frequência de n=1 com relação cada uma a outra. O esquema pode ser estendido para um sistema compreendendo uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações de retransmissão, as estações base empregando um esquema de re-uso de frequência de n=1 com relação cada uma a outra e as estações de retransmissão também usando um esquema de re-uso de frequência de n=1 com relação cada uma a outra, em uma diferente sub-banda de frequência daquela usada pelas estações base.

[0051] Figura 7 ilustra um arranjo de duas estações base, designadas primeira estação base 2a e segunda estação base 2b com duas estações de retransmissão 10a, 10b colocadas entre as primeiras estações base de acordo com uma modalidade da invenção. Um equipamento de usuário (não mostrado) é movido ao longo de uma primeira trajetória 22 que passa relativamente perto das estações base 2a, 2b e estações de retransmissão 10a, 10b indicadas por uma linha sólida e também ao longo de uma segunda trajetória 24 que passa relativamente longe das estações base 2a, 2b e estações de retransmissão 10a, 10b indicadas por uma linha tracejada. As estações base 2a, 2b e estações de retransmissão 10a, 10b são mostradas arrumadas em linha para propósitos ilustrativos somente; outros arranjos são possíveis.

[0052] Figura 8 ilustra o arranjo da Figura 7, mas sem as estações de retransmissão 10a, 10b, e assim sendo - por meio de uma comparação - de acordo com arranjos convencionais. Um equipamento de usuário (não mostrado) se move ao longo de uma primeira trajetória 22 que passa relativamente perto da primeira e segunda estações base 2a, 2b indicadas por uma linha sólida e também ao longo de uma segunda trajetória 24 que passa relativamente longe da primeira e segunda estações base 2a, 2b indicadas por uma linha tracejada. Figura 9 mostra como a proporção de portadora para interferência (C / I) recebida no equipamento de usuário varia conforme o equipamento de usuário viaja ao longo das respectivas trajetórias 22, 24 da Figura 8, no caso onde a primeira e segunda estações base 2a e 2b estão operando em diferentes frequências designadas de forma arbitrária, como fl e f2 respectivamente, como tipicamente seria o caso dentro de um sistema sem fio celular operando com um esquema de re-uso de frequência de n=3. A proporção de portadora para interferência experimentada na primeira trajetória 22 é mostrada pela linha sólida 26a, 26b da Figura 8 e aquela experimentada na segunda trajetória 24 é mostrada pela linha tracejada 28a, 28b. A interferência pode originar a partir das estações base remotas re-usando a frequência em questão.

[0053] As formas exatas da característica de C/I conforme mostrado na figura 9 depende das condições de propagação; as curvas mostradas são para propósitos ilustrativos. Deve ser notado que como o equipamento de usuário se move ainda a partir da primeira estação base 2a, o nível de sinal recebido na frequência f1 da primeira estação base 2a tipicamente cai e a interferência, que é tipicamente das estações base distantes (não mostradas na figura 8) operando na mesma sub-banda de frequência que a primeira estação base 2a, não vai cai na média, tal que a proporção de portadora para interferência cai conforme mostrado pelas curvas 26a e 26b. Como o terminal do equipamento de usuário se move próximo à segunda estação base 2b, o nível de sinal recebido em f2 aumenta e a proporção de portadora para interferência de forma similar aumenta conforme mostrado pelas curvas 26a e 26b. No ponto onde a proporção de portadora para interferência é maior para os sinais recebidos provenientes da segunda estação base 2b do que para aqueles recebidos provenientes da primeira estação base 2a, o equipamento de usuário comuta sem perda de comunicação a partir da primeira estação base 2a para a segunda estação base 2b; a curva da proporção de portadora para interferência contra distância é assim sendo a linha sólida cheia 26a, 26b para a primeira trajetória 22 e a linha tracejada 28a, 28b para a segunda trajetória 24. Deve ser notado que tipicamente, ponto de comutação sem perda de comunicação ocorre acima da proporção de portadora para interferência de 0dB; isto é para dizer, a potência de sinal é maior do que a potência de interferência.

[0054] Figura 10 mostra como a proporção de portadora para interferência (C / I) recebida no equipamento de usuário varia conforme o equipamento de usuário viaja ao longo das respectivas trajetórias 22, 24 da Figura 8, no caso onde a primeira e segunda estações base 2a, 2b estão operando na mesma sub-banda de frequência designada de forma arbitrária como f1 , como tipicamente seria o caso dentro de um sistema sem fio celular operando com um esquema de re-uso de frequência de n=1. A proporção de portadora para interferência experimentada na primeira trajetória 22 é mostrada pela linha sólida 26a, 26b da Figura 10 e aquela experimentada na segunda trajetória 24 é mostrada pela linha tracejada 28a, 28b. Deve ser notado que, já que ambas as estações base operam na mesma sub-banda, cada estação base aparece como interferência para a outra. Por conseguinte, no ponto de comutação sem perda de comunicação, o sinal e interferência serão na melhor hipótese de igual potência, isto é para dizer a proporção de portadora para interferência será 0 dB na melhor hipótese. Isto será verdade qualquer que seja a trajetória entre as estações base 2a, 2b; pode ser visto da figura 10 que as curvas 26a, 26b relacionando à primeira trajetória e as curvas 28a, 28b relacionando à segunda trajetória ambas passam através de um ponto de 0 dB.

[0055] A queda da proporção de portadora para ruído para 0dB entre estações base operando de acordo com um esquema de re-uso de frequência de n=1 geralmente apresenta um problema para uma operação de uma estação base celular já que a capacidade de tráfego de um canal, a ser compartilhada entre equipamentos de usuário, é relacionada à proporção da portadora para interferência. Enquanto sistemas de comunicação modernos podem ser capazes de operar em uma capacidade baixa em proporção da portadora para interferência de 0dB, isto oferece uma grande redução em capacidade comparada com regiões de cobertura distante das transições entre estações base, e isto é geralmente não aceitável. Como um resultado, sistemas de re- uso de n=l frequência são geralmente não propostos para sistemas sem fio celular de OFDM de alta capacidade tal como WiMax e LTE. Contudo, um esquema de re-uso de frequência de n=1 oferece potencialmente uma maior vantagem sobre um esquema de n=3, no qual a banda de frequência total está disponível para uso perto de uma estação base, mais propriamente do que nominalmente um terço da banda. Como um resultado a capacidade disponível perto das estações base e distantes da estação base interferindo pode ser muito alta. Contudo, vai ser apreciado que este potencial benefício tem de ser equilibrado contra os problemas descritos acima que são encontrados nas interfaces entre áreas de cobertura de estações base.

[0056] Modalidades da invenção fornecem um alívio para a tensão entre o respectivo benefício e inconveniente arrumando estações de retransmissão para preencher vãos que ao contrário vão resultar na cobertura. Isto será agora explicado com referência à Figura 11, que mostra como a proporção de portadora para interferência (C / I) recebida no equipamento de usuário varia conforme o equipamento de usuário viaja ao longo das respectivas trajetórias s 22, 24 da Figura 7, e assim sendo de acordo com uma modalidade da invenção. Neste exemplo, e conforme descrito acima, a primeira e segunda estações base 2a e 2b estão operando na mesma sub-banda de frequência designada de forma arbitrária, como fl, e as estações de retransmissão 10a, 10b estão operando em uma diferente sub-banda de frequência designada f3. A proporção de portadora para interferência experimentada na primeira trajetória 22 é mostrada pela linha sólida 26a . . . 26i da Figura 11 e aquela experimentada na segunda trajetória 24 é mostrada pela linha tracejada 28. Pode ser visto que o equipamento de usuário comuta sem perda de comunicação para qualquer que seja a estação base 2a, 2b ou estação de retransmissão 10a, 10b que tenha a maior proporção de portadora para interferência. Como um resultado, pode ser visto que a proporção de portadora para ruído pode ser mantida acima de 0dB fornecido que estações de retransmissão estão posicionadas tal que o ponto de 0dB 30 que ocorre entre estação base 2a, 2b em fl não coincide com o ponto de 0dB 32 que ocorre entre estação de retransmissão 10a, 10b a f3.

[0057] Figura 12 ilustra uma alocação de recursos de rádio dentro de uma porção de acesso porção 14a do quadro de dados da Figura 3, de acordo com uma modalidade da invenção.

[0058] Recursos de rádio alocados para controlar dados relacionados à comunicação a partir de um setor de estação base para equipamento de usuários operando dentro da área de cobertura de um setor de estação base são alocados para uma região Sl 18a, e recursos de rádio alocados para controlar dados relacionados à comunicação a partir de uma estação de retransmissão para equipamentos de usuário operando dentro da área de cobertura de uma estação de retransmissão são alocados para uma região S3 18c, dentro de uma diferente sub-banda de frequência dentro do mesmo intervalo de tempo. Deve ser notado que o intervalo de tempo de controle é transmitido por difusão para qualquer equipamento dos usuários dentro da área de cobertura. Não todas as sub-bandas disponíveis em um intervalo de tempo necessitam ser usadas, como pode ser visto pela presença da área sombreada 18b. Pode ser conveniente usar recursos de frequência para a porção de dados de controle correspondendo aqueles definidos no padrão sem fio celular relevante para um esquema de re-uso de n=3; isto tem o benefício que operação é facilitada com o equipamento de usuário que é pré- programado para esperar dados de controle nessas frequências e intervalos de tempo dentro de um quadro de dados.

[0059] Não é necessário que os recursos de frequência de carga útil 20d, 20e sejam divididos na frequência com a mesma divisão que é usada para os dados de controle 18a, 18c. De fato de modo a fazer ótimo uso da capacidade de carga útil, a divisão nos recursos de frequência entre a porção de carga útil alocada ao elo de comunicação a partir das estações base para o equipamento de usuário e o elo de comunicação a partir das estações de retransmissão para o equipamento de usuário pode ser determinada por um sistema de gerenciamento de rede em resposta à relativa demanda para a capacidade relacionada aos dados a serem transportados pelas respectivas porções. A proporção pode ser configurada em uma base fixa, ou pode ser adaptativa de acordo com as condições de carga. Os recursos de frequência como ilustrados pela figura 12 podem ser aplicáveis, por exemplo, a um sistema construído para um padrão de WiMax IEEE802.16.

[0060] Figura 13 ilustra uma alternativa alocação de recursos de rádio para uma porção de acesso da alocação de recurso de rádio, de acordo com uma modalidade adicional da invenção.

[0061] Recursos de rádio para dados de controle relacionados à comunicação a partir de uma estação base para um equipamento de usuário são alocados para regiões indicada por numerais de referência 18c, 18e e 18g, e recursos de rádio para dados de controle relacionados à comunicação a partir de uma estação de retransmissão para um equipamento de usuário são alocadas para regiões indicados por numerais de referência 18d, 18f e 18h, dentro de uma diferente sub-banda de frequência dentro dos mesmos intervalos de tempo. Como para a modalidade mostrado na figura 12, não todas as subbandas disponíveis em um intervalo de tempo necessitam ser usadas; de fato pode ser conveniente usar recursos de frequência para a porção de dados de controle correspondendo àqueles que são definido no padrão sem fio celular relevante para um esquema de re-uso de n=3 . As porções de recursos de rádio indicadas por numerais de referência 20f e 20h são alocadas para a carga útil de dados transmitida a partir das estações base para o equipamento do usuário, e s porções de recursos de rádio indicadas por numerais de referência 20g e 20i são alocadas para a carga útil de dados transmitidos a partir das estações de retransmissão para o equipamento do usuário.

[0062] Figura 14 mostra a variação da alocação de frequência ilustrada pela figura 13 de acordo com uma ainda modalidade adicional da invenção na qual a divisão dos recursos de frequência de carga útil entre porções 20f, 20h relacionados à transmissão a partir da estações base para o equipamento de usuário e porções 20g, 20i relacionadas à transmissão a partir das estações de retransmissão para o equipamento de usuário é determinas em uma maneira similar àquela da Figura 12; para fazer ótimo uso da capacidade de carga útil, a divisão nos recursos de frequência entre a porção de carga útil alocada para o elo de comunicação a partir das estações base para o equipamento de usuário e o elo de comunicação a partir das estações de retransmissão para o equipamento de usuário pode ser determinada por um sistema de gerenciamento de rede em resposta à relativa demanda para capacidade relacionada aos dados a serem transportados pelas respectivas porções. A proporção pode ser configurada em uma base fixa, ou pode ser adaptativa de acordo com as condições de carga.

[0063] Os recursos de frequência como ilustrados pela figura 13 e figura 14 podem ser aplicáveis por exemplo a um sistema construído por um padrão de LTE.

[0064] Assim sendo pode ser visto que modalidades da invenção fornecem um método para aumentar a capacidade de um sistema sem fio celular possibilitando as estações base a operar em um esquema de re-uso de frequência de n=l pela implantação de estações de retransmissão para fornecer cobertura nas fronteiras entre as áreas de cobertura das estações base que ao contrário sofreriam da interferência entre sinais transmitidos a partir das estações base. As estações de retransmissão são elas mesmas implantadas em um segundo arranjo de re-uso de frequência de n=l operando em uma diferente sub-banda daquela usada pelas estações base. É encontrado que a operação das estações base e estações de retransmissão em combinação de acordo com esta modalidade fornece um eficiente uso dos recursos de rádio em termos de aumentar a capacidade comparada a um esquema de re-uso de n=3 de estações base sozinhas operando na mesma banda.

[0065] Em arranjos de acordo com modalidades da invenção, as áreas de cobertura ruim pelas estações de retransmissão são arrumadas não para coincidir com as áreas de cobertura ruim pelas estações base. Sinais usados pelas estações de retransmissão e sinais usados pelas estações base são arrumadas para serem ortogonais tal que estações base somente vão causar interferências para outras estações base e as estações de retransmissão somente vão causar interferência para outras estações de retransmissão; não haverá nenhuma interferência entre sinais de estação base e sinais de estação de retransmissão. Isto vai ter o efeito de desfazer correlação das localizações das falhas na cobertura da estação base a partir das localizações das falhas na cobertura de estação de retransmissão. Ortogonalidade entre sinais da estação de retransmissão e sinais da estação base pode ser alcançada pelo uso de respectivas bandas de frequência separadas.

[0066] Convencionalmente, alguns sinais de controle podem ser requeridos para serem transmitidos usando os mesmos recursos de rádio por todas as estações base e estações de retransmissão, porque terminais de usuários podem esperar encontrá-los nos canais especificados. Em tais casos, interferência mútua entre sinais de estação base e sinais de estação de retransmissão pode ocorrer, para o detrimento do sistema como um todo. Especificamente, falhas adicionais na cobertura podem resultar em áreas onde ambos sinais de estação base e sinais de estação de retransmissão estão presentes. De acordo com um arranjo preferido, em uma estrutura de recursos de rádio originalmente projetada para suportar re-uso de frequência de n=3, cada sub-banda pode ser usada para sinais de controle da estação de retransmissão e sinais de controle da estação base respectivamente. Isto mantém ortogonalidade entre sinais da estação base e da estação de retransmissão, e cada uma das estações base e estações de retransmissão opera com um re-uso de frequência de n=l. Isto é preferível operar estações base e estações de retransmissão com um re-uso de frequência de n=3 compartilhando os mesmos canais, já que então interferência entre sinais da estação base e sinais da estação de retransmissão pode ocorre. Consequentemente, estações de retransmissão podem ser operadas em conjunto com estações base tal que um sinal de controle robusto pode ser alcançado para ambas as estações de retransmissão e estações base enquanto mantendo a ortogonalidade a fim de minimizar interferência mútua e minimizar a correlação de seus respectivos padrões de cobertura, assim maximizando capacidade e cobertura.

[0067] Modalidades da invenção são também aplicáveis para sistemas sem fio de múltiplos saltos, no qual elo de comunicação intermediário entre a estação de retransmissão e a estação base pode compreender elo de comunicação intermediário via uma ou mais ainda estações de retransmissão ou estações base adicional.

[0068] Não é requerido que estações de retransmissão usem recursos de rádio compartilhados para elo de comunicação intermediário; estações de retransmissão poderiam à princípio usar qualquer método de elo de comunicação intermediário . Por exemplo, um elo de comunicação dedicado para uma rede de telecomunicações poderia ser fornecido usando métodos de elo de comunicação intermediário convencionais tal como um elo de comunicação de fibra ou um elo de assinante digital de alta velocidade.

[0069] Deve ser notado que um esquema de re-uso de frequência de n=l é comumente usado por sistema de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) tal como UMPTS versão 99. Os efeitos de interferência entre estações base são reduzidos em tal um sistema de CDMA através de comutação sem perda de comunicação por software, na qual várias estações base ou setores de estação base, de forma simultânea , transmitem os mesmos dados de carga útil para um equipamento de usuário e o equipamento de usuário combina os dados de carga útil usando um algoritmo de combinação; que é um sistema robusto mas a capacidade de dados é comprometida pela duplicação de carga útil. Sistemas sem fio celulares de OFDM de alta capacidade tal como WiMax e LTE são geralmente não projetados para permitir duplicação de carga útil para tal comutação sem perda de comunicação por software assim re-uso de frequência de n=l é convencionalmente não uma opção factível.

[0070] Enquanto modalidades da invenção têm descrito comutação sem perda de comunicação no contexto dos sistemas de WiMax e LTE evoluído, será apreciado que modalidades da invenção são também aplicáveis a outros sistemas celulares via rádio.

[0071] Ainda mais, será aparente para aqueles com qualificação na arte que modalidades da invenção podem ser implementadas por um meio legível por computador codificado com instruções executáveis de computador para forçar um processador a efetuar o método divulgado.

[0072] As modalidades acima são para serem entendidas como exemplos ilustrativos da invenção. É para ser entendido que qualquer recurso descrito em relação a qualquer uma modalidade pode ser usado sozinho, ou em combinação com outros recursos descritos, e também pode ser usada em combinação com uma ou mais recursos de qualquer outra das modalidades, ou qualquer combinação de qualquer outra das modalidades. Ainda mais, equivalentes e modificações não descritas acima também podem ser empregadas sem fugir do escopo da invenção, que é definido nas concretizações.

Claims (36)

1. Método para alocar recursos de rádio dentro de uma estrutura de quadro em uma rede celular sem fio, a rede compreendendo uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações de retransmissão, a estrutura de quadro compreendendo uma pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para a comunicação de dados de controle, o método caracterizado pelo fato de que compreende: alocar um ou mais elementos da pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de controle pelas estações base, em que alocar os um ou mais elementos permite que uma primeira e uma segunda dentre as estações de base transmitam respectivamente primeiros dados de controle e segundos dados de controle dentro dos um ou mais elementos, em que os um ou mais elementos correspondem a um primeiro intervalo de tempo e um primeiro subconjunto de subportadoras OFDM, em que os primeiros dados de controle coincidem com os segundos dados de controle dentro do primeiro intervalo de tempo e o primeiro subconjunto de subportadoras OFDM; alocar um ou mais elementos diferentes da pluralidade de primeiros elementos de recurso de rádio para comunicação de dados de controle pelas estações de retransmissão, em que alocar os um ou mais elementos diferentes permite que uma primeira e uma segunda das estações de retransmissão transmitam, respectivamente, terceiros dados de controle e quarto dados de controle dentro de um ou mais elementos diferentes, em que os um ou mais elementos diferentes correspondem ao primeiro intervalo de tempo e um segundo subconjunto de subportadoras OFDM, em que o terceiro dado de controle coincide com o quarto dado de controle dentro do primeiro intervalo de tempo e o segundo subconjunto das subportadoras OFDM, e em que o primeiro e o segundo subconjuntos das subportadoras OFDM não se sobrepõem; em que a primeira estação base é configurada para transmitir os primeiros dados de carga útil com base nos primeiros dados de controle; em que a primeira estação de retransmissão está configurada para transmitir segundos dados de carga útil com base nos terceiros dados de controle; em que a primeira e a segunda estação base operam em uma primeira sub-banda de frequência, em que a primeira e a segunda estação de retransmissão operam em uma segunda sub-banda comum a todas as estações base retransmissora nas áreas de cobertura da primeira e segunda estação base; em que a primeira estação base corresponde a uma primeira célula, em que a segunda estação base corresponde a uma segunda célula que circunda a primeira célula; em que a primeira estação de retransmissão está posicionada para cobrir uma região de alta interferência entre a primeira célula e a segunda célula.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiros dados de carga útil ocorrem dentro de um segundo intervalo de tempo e um terceiro subconjunto de subportadoras OFDM, em que os segundos dados de carga útil ocorrem dentro do segundo intervalo de tempo e um quarto subconjunto de subportadoras OFDM.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o terceiro subconjunto de subportadoras OFDM não é o mesmo que o primeiro subconjunto de subportadoras OFDM.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um tamanho do terceiro subconjunto de subportadoras OFDM e um tamanho do quarto subconjunto de subportadoras OFDM são definidos de forma dinâmica e variável por um sistema de gerenciamento de rede em resposta à demanda relativa de capacidade.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira estação de retransmissão está posicionada para cobrir uma região de fronteira entre a primeira célula e a segunda célula.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de quadro compreende uma pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio para a comunicação de dados de carga útil, em que a pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio corresponde a um segundo intervalo de tempo, o método compreendendo; alocar um ou mais elementos da pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de carga útil pelas estações base; e alocar um ou mais diferentes elementos da pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio para comunicação de dados de carga útil pelas estações de retransmissão.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as estações base são configuradas para operação utilizando um esquema de reutilização de frequência = 1.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as estações retransmissoras são configuradas para operação utilizando um esquema de reutilização de frequência = 1.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as estações base e as estações retransmissoras estão configuradas sob controle de um agendador comum, ou em que a rede celular sem fio é uma rede LTE, ou em que o primeiro subconjunto e o segundo subconjunto não são contíguos em frequência, ou em que as estações base estão configuradas para receber uma definição do primeiro subconjunto de subportadoras OFDM por meio de uma conexão de elo de comunicação intermediário com fio, ou em que as estações de retransmissão estão configuradas para receber uma definição do segundo subconjunto de subportadoras OFDM através das estações base; em que as estações de retransmissão são configuradas para receber a definição do segundo subconjunto de subportadoras OFDM usando intervalos de tempo dedicados para elo de comunicação intermediário.

10. Rede celular sem fio caracterizada pelo fato de que compreende: uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações de retransmissão, em que a rede está disposta para alocar recursos de rádio dentro da rede de acordo com a estrutura de quadro compreendendo uma pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para a transmissão de dados de controle, em que uma primeira e uma segunda das estações base são configuradas de modo a transmitir, respectivamente, primeiros dados de controle e segundos dados de controle dentro de um ou mais elementos da pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio, em que os um ou mais elementos correspondem a um primeiro intervalo de tempo e um primeiro subconjunto de subportadoras OFDM, em que os primeiros dados de controle coincidem com os segundos dados de controle dentro do primeiro intervalo de tempo e o primeiro subconjunto de subportadoras OFDM; em que uma primeira e um segunda das estações retransmissoras são configuradas de modo a transmitir, respectivamente, terceiros dados de controle e quartos dados de controle dentro de um ou mais elementos diferentes da pluralidade de primeiros elementos de recurso de rádio, em que os um ou mais elementos diferentes correspondem ao primeiro intervalo de tempo e um segundo subconjunto de subportadoras OFDM, em que os terceiros dados de controle coincidem com os quartos dados de controle dentro do primeiro intervalo de tempo e o segundo subconjunto das subportadoras OFDM e em que o primeiro e o segundo subconjuntos das subportadoras OFDM não se sobrepõem; em que a primeira estação base é ainda configurada para transmitir os primeiros dados de carga útil com base nos primeiros dados de controle; em que a primeira estação de retransmissão é ainda configurada para transmitir segundos dados de carga útil com base nos terceiros dados de controle; em que a primeira e a segunda estação base operam em uma primeira sub-banda de frequência, em que a primeira e a segunda estação de retransmissão operam em uma segunda sub-banda de frequência comum a todas as estações base retransmissora nas áreas de cobertura da primeira e da segunda estação base; em que a primeira estação base corresponde a uma primeira célula, em que a segunda estação base corresponde a uma segunda célula que circunda a primeira célula, em que a primeira estação de retransmissão está posicionada para cobrir uma região de alta interferência entre a primeira célula e a segunda célula.

11. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que os primeiros dados de carga útil ocorrem dentro de um segundo intervalo de tempo e um terceiro subconjunto de subportadoras OFDM, em que os segundos dados de carga útil ocorrem dentro do segundo intervalo de tempo e um quarto subconjunto de subportadoras OFDM.

12. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o terceiro subconjunto de subportadoras OFDM não é o mesmo que o primeiro subconjunto de subportadoras OFDM.

13. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o tamanho do terceiro subconjunto de subportadoras OFDM e um tamanho do quarto subconjunto de subportadoras de OFDM são definidos dinamicamente e variavelmente por um sistema de gestão de rede em resposta à demanda relativa de capacidade.

14. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a primeira estação de retransmissão está posicionada para cobrir uma região de fronteira entre a primeira célula e a segunda célula.

15. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a rede celular sem fio utiliza multiplexação ortogonal por divisão de frequência.

16. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o primeiro subconjunto e segundo subconjunto de subportadoras OFDM não são contíguos em frequência.

17. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o terceiro subconjunto e o quarto subconjunto de subportadoras OFDM não são contíguos em frequência.

18. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as estações base são configuradas para operação usando um esquema de reutilização de frequência = 1.

19. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as estações de retransmissão são configuradas para operação usando um esquema de reutilização de frequência = 1.

20. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as regiões de fronteira associadas com as estações base e as regiões de fronteira associadas com as estações de retransmissão não coincidem.

21. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as estações base e as estações de retransmissão são configuradas sob o controle de um agendador comum.

22. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as estações base são configuradas para receber uma definição do primeiro subconjunto de subportadoras OFDM por meio de uma conexão de elo de comunicação intermediário.

23. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as estações de retransmissão são configuradas para receber uma definição do segundo subconjunto de subportadoras OFDM por meio das estações base.

24. Rede celular sem fio, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que as estações de retransmissão são configuradas para receber a definição do segundo subconjunto de subportadoras OFDM usando intervalos de tempo dedicados para elo de comunicação intermediário.

25. Estação base para uso em uma rede celular sem fio, caracterizada pelo fato de que a rede compreende uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações de retransmissão, a rede sendo disposta para alocar recursos de rádio dentro da rede para as estações base e as estações de retransmissão de acordo com uma estrutura de quadro, a estrutura de quadro compreendendo uma pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para a transmissão de dados de controle, em que a pluralidade de primeiros elementos de recurso de rádio inclui um ou mais elementos alocados para as estações base e diferentes elementos alocados para as estações de retransmissão, em que a estação base é configurada a fim de transmitir primeiros dados de controle dentro dos um ou mais elementos da pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio, em que as estações de retransmissão são configuradas para transmitir segundos dados de controle dentro dos diferentes elementos, em que os um ou mais elementos correspondem a um primeiro intervalo de tempo e um primeiro subconjunto de subportadoras OFDM, em que os diferentes elementos alocados às estações de retransmissão correspondem ao primeiro intervalo de tempo e um segundo subconjunto de subportadoras OFDM, em que o primeiro e o segundo subconjuntos não se sobrepõem, em que a estação base está configurada para operar em uma primeira sub-banda de frequência, em que as estações de retransmissão estão configuradas para operar em uma segunda subbanda de frequência, em que as estações base correspondem a células vizinhas, em que uma primeira das estações de retransmissão é posicionada para cobrir uma região de alta interferência entre as células vizinhas.

26. Estação base, de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pelo fato de que os primeiros elementos de recurso de rádio são distinguidos em tempo e/ou frequência.

27. Estação base, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizada pelo fato de que a estrutura de quadro compreende uma pluralidade de segundos elementos de recurso de rádio para a comunicação de dados de carga útil, em que a estação base é configurada de modo a transmitir dados de carga útil dentro de um ou mais elementos da pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio, sendo um ou mais elementos diferentes dos elementos alocados às estações de retransmissão.

28. Estação base, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que os segundos elementos de recurso de rádio são distinguidos em tempo e/ou frequência.

29. Estação base, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, caracterizada pelo fato de que a rede celular sem fio usa multiplexação ortogonal por divisão de frequência.

30. Estação de retransmissão para uso em uma rede celular sem fio, caracterizada pelo fato de que a rede compreende uma pluralidade de estações base e uma pluralidade de estações de retransmissão, a rede sendo disposta para alocar recursos de rádio dentro da rede para as estações base e para as estações de retransmissão de acordo com a estrutura de quadro, a estrutura de quadro compreendendo uma pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio para a transmissão de dados de controle, em que a pluralidade de primeiros elementos de recurso de rádio inclui um ou mais elementos alocados para as estações retransmissoras e elementos diferentes alocados para as estações base, em que a estação de retransmissão é configurada a fim de transmitir primeiros dados de controle dentro dos um ou mais elementos da pluralidade de primeiros elementos de recursos de rádio, em que as estações base são configuradas para transmitir segundos dados de controle dentro dos diferentes elementos, em que os um ou mais elementos correspondem a um primeiro intervalo de tempo e um primeiro subconjunto de subportadoras OFDM, em que os diferentes elementos alocados às estações base correspondem ao primeiro intervalo de tempo e a um segundo subconjunto de subportadoras OFDM, em que o primeiro e o segundo subconjuntos não se sobrepõem, em que a estação de retransmissão está configurada para operar em uma primeira sub-banda de frequência, em que as estações base estão configuradas para operar em uma segunda sub-banda de frequência, em que as estações base correspondem às células vizinhas, em que a estação de retransmissão está posicionada para cobrir uma região de alta interferência entre as células vizinhas.

31. Estação de retransmissão, de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de que a estrutura de quadro compreende uma pluralidade de segundos elementos de recurso de rádio para a comunicação de dados de carga útil, em que a estação de retransmissão é configurada de modo a transmitir dados de carga útil dentro de um ou mais elementos da pluralidade de segundos elementos de recursos de rádio, sendo os um ou mais elementos diferentes dos elementos alocados às estações base.

32. Estação de retransmissão, de acordo com a reivindicação 31, caracterizada pelo fato de que os segundos elementos de recurso de rádio são distinguidos em tempo e/ou frequência.

33. Estação de retransmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 32, caracterizada pelo fato de que a rede celular sem fio utiliza multiplexação ortogonal por divisão de frequência.

34. Estação de retransmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 33, caracterizada pelo fato de que o primeiro subconjunto e o segundo subconjunto de subportadoras de multiplexação ortogonal de divisão de frequência compreendem subportadoras que não são contíguas em frequência.

35. Meio legível por computador codificado com instruções executáveis por computador, caracterizado pelo fato de que faz com que um processador configure uma estação base conforme definida em qualquer uma das reivindicações 25 a 29.

36. Meio legível por computador codificado com instruções executáveis por computador, caracterizado pelo fato de que faz com que um processador configure uma estação de retransmissão conforme definida em qualquer uma das reivindicações 30 a 34.

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