ES2290530T3 - Metodo de medicion para programacion espacial. - Google Patents
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Abstract
Método en un punto (11) de acceso de un sistema (10) de comunicación, transmitiendo dicho punto (11) de acceso señales de flujos de datos utilizando un conjunto de una o más antenas (A1, ..., AM) a una pluralidad de terminales móviles (MS1, ..., MSk), caracterizado por determinar (21) un conjunto de formatos de transporte espaciales que comprende para cada formato al menos uno o más vectores de pesos de transmisión complejos y retardos, estando cada vector asociado con la transmisión de una señal determinada de interés o una de un número de señales de canal común multiplexado, y asociado con un valor de potencia de transmisión de su señal asociada, y por lo que cada elemento de vector se asocia con una antena, seleccionar un subconjunto de dichos formatos de transporte como el conjunto activo para transmisión de datos a uno o varios de dichos terminales móviles, señalizar (23) dicho conjunto activo de formatos de transporte a dicho uno o varios terminales móviles.
Description
Método de medición para programación
espacial.
La presente invención se refiere a métodos y
disposiciones en una unidad de transmisión de red que comprende
múltiples antenas de transmisión y un terminal móvil para conseguir
una programación mejorada de terminales móviles en una red de
comunicación.
Pueden utilizarse elementos de múltiples antenas
para adaptar el modelo de radiación efectiva a condiciones de canal
e interferencia. En su forma más sencilla, esto implica transmitir
una señal desde todas las antenas como pesos complejos específicos
de antena.
Las técnicas de conformación de haz clásicas
emplean matrices con elementos espaciados estrechamente
relativamente y aplican desfases, en función de la dirección del
terminal. Las técnicas de conformación de haz requieren normalmente
algún grado de calibración y/o condiciones de propagación buenas de
tal modo que tiene sentido considerar sólo correlaciones promedio,
o direcciones, y que las correlaciones de señal recibidas pueden
trasladarse a la frecuencia de transmisión.
La diversidad de transmisión en bucle cerrado es
otro ejemplo que utiliza pesos específicos de antena complejos que
se eligen para ajustarse al canal. Normalmente se utilizan
disposiciones de antena con desvanecimiento de la señal no
correlacionado. En este caso, se utiliza la retroalimentación desde
el terminal para seleccionar pesos de transmisión que se ajustan al
canal de enlace descendente instantáneo. Un terminal estima los
canales desde la estación base de cada antena y prueba un conjunto
predefinido de vectores de peso para ver qué vector de peso se
ajustaría mejor al canal. El terminal entonces señaliza esto de
vuelta a la estación base. Las técnicas de diversidad de
transmisión en bucle cerrado son en principio aplicables a una
amplia gama de escenarios de propagación y tienen en comparación
pocos requisitos en la calibración.
Múltiples antenas de transmisión con pesos
específicos de antena ofrecen la ventaja de que se requiere menos
potencia para cumplir un cierto objetivo de calidad. Esto depende en
parte del hecho de que la energía no se dispersa uniformemente
sobre el área de cobertura de la célula, sino que el modelo de
transmisión se ajusta al canal, o bien a un canal promedio o bien a
un canal instantáneo. Otra posibilidad es transmitir múltiples
flujos de datos paralelos, o bien a diferentes usuarios o bien a un
único usuario con múltiples antenas de recepción. Esto lleva a una
multiplicación de capacidad de tratamiento y a lo que se hace
referencia comúnmente como acceso múltiple por división de espacio
(SDMA, Spatial Division Multiple Access) y técnicas de
entrada múltiple - salida múltiple (MIMO, Multiple Input
Multiple Output) respectivamente.
La patente estadounidense US5886988 se refiere a
asignación de canal y control de admisión de llamadas para sistemas
de acceso múltiple por división de espacio. La patente describe un
método de asignación de canal de enlace descendente que asigna un
canal convencional a una nueva conexión estimando el nivel de
interferencia más ruido de enlace descendente a partir de un
informe de abonado, signatura espacial y vector de peso, y calcula
un nivel de señal recibida de enlace descendente predicho.
La patente estadounidense US5515378 se refiere a
un sistema de comunicación inalámbrico de acceso múltiple por
división de espacio. Se utilizan mediciones a partir de una serie de
antenas de recepción en la estación base para obtener las
posiciones y velocidades de los usuarios. La información de
localización puede también utilizarse para calcular estrategias de
multiplexación y demultiplexación espacial apropiadas.
Cuando se combina la diversidad de transmisión o
antenas de conformación de haz con conceptos de transmisión
adaptativa avanzados, por ejemplo programación rápida en función del
canal y adaptación de enlace de un canal de velocidad de
transmisión de datos alta y potencia alta, la interferencia
experimentada por diferentes usuarios cambia a la misma velocidad
que se cambian los pesos de transmisión. En estudios de acceso por
paquetes en enlace descendente a alta velocidad (HSDPA, High
Speed Downlink Packet Access) en sistemas de comunicación de 3ª
generación, ha resultado que esto puede provocar un fuerte desajuste
entre la calidad de canal medida y la calidad que se experimenta
durante la transmisión. Esto podría incluso sugerir que el
rendimiento con una antena multihaz fija o diversidad de
transmisión en bucle cerrado podría ser peor que el rendimiento con
una transmisión de antena única si sólo se programa un usuario en un
momento con diferentes pesos/haces de transmisión. Una manera de
resolver esto es asegurarse de que la interferencia generada siempre
parezca similar, a pesar del hecho de que se programan diferentes
usuarios y se utilizan diferentes pesos. Una aproximación sencilla
es transmitir siempre energía en "todas las direcciones" por
medio de programación.
Cuando se definen formatos de transporte, en
términos de pesos complejos, para sistemas de comunicación de
multiplexación espacial se ha observado que es una desventaja que la
información de retroalimentación para mediciones de canal mediante
terminales móviles en tales sistemas es insuficiente, en particular
con respecto al tratamiento avanzado de canal de transmisión que
aplica adaptación de enlace en función del canal y programación
rápida de recursos de transmisión.
Normalmente, tales mediciones de terminal sólo
pueden considerar sus propias condiciones de transmisión actuales
pero no pueden predecir, por ejemplo, las consecuencias cuando la
estación base cambia dichos formatos de transporte en el sentido de
que el número de flujos de datos y sus pesos complejos de
transmisión asociados se cambian. Además de esto, los terminales
sólo informarán de la calidad de canal esperada desde una
perspectiva de enlace único, y dado que la estación base aplica
formatos de transporte, en términos de pesos complejos de
transmisión que el terminal considera más apropiados.
Por tanto, es un objetivo de la presente
invención conseguir un sistema de multiplexación espacial que
comprende un método para aumentar la flexibilidad para la concesión
de recursos de transporte disponibles.
La presente invención parte de dos ideas
básicas: el número de formatos de transporte espaciales definidos y
los propios formatos en términos de pesos de transmisión y potencia
de transmisión disponible en el sistema de multiplexación espacial
no deben ser fijos sino considerarse como un parámetro variable que
depende de, entre otras cosas, requisitos de tráfico y condiciones
de canal de los terminales móviles y del área de célula, además de
condiciones de gestión de interferencia. Además, la eficacia de la
concesión de recursos depende en gran medida de una
retroalimentación adecuada en formatos de trasporte adaptados a la
estación base.
Brevemente, en una estación base, o punto de
acceso, que comprende varias antenas transmisoras, el método según
la presente invención define un conjunto apropiado de formatos de
transporte espaciales. Cada formato puede representarse con ayuda
de un conjunto de vectores de peso, uno para un flujo de interés y
cero, uno o más para otros flujos multiplexados espacialmente,
además de las potencias de los flujos. El conjunto se proporciona a
los terminales móviles que están asociados a dicha estación base. El
punto de acceso puede adaptar el conjunto de formatos de transporte
y cambiar los valores de los vectores de peso representativos y las
potencias asociadas. El conjunto de formatos de transporte puede
adaptarse variando los formatos de transporte en términos de
cambiar los vectores de peso y potencias. La potencia asignada puede
cambiarse para controlar la interferencia intercelular entre
diferentes células o porque el punto de acceso tenga que compartir
su potencia total disponible con otros canales, por ejemplo, con
canales de otra frecuencia. Además, el conocimiento obtenido sobre
las estadísticas de canal de enlace descendente de los terminales
móviles a los que se da servicio, por ejemplo, por medio de
mediciones de enlace ascendente, información de retroalimentación
relevante que indica mediciones de calidad sobre los formatos de
transporte activos u otras estadísticas de retroalimentación de
terminal de canal de enlace descendente, puede aplicarse para
determinar un conjunto de vectores de peso que se ajustan mejor a
los canales de enlace descendente.
Un terminal móvil aplicado para el método según
la presente invención determina, en respuesta a una indicación
recibida de un conjunto de formatos de transporte y con respecto a
las capacidades del terminal, una medición de calidad
predeterminada para cada formato de transporte en el subconjunto
especificado, por ejemplo la relación señal-ruido e
interferencia, para todos o un subconjunto de los formatos en dicho
conjunto de formatos. El terminal también tendrá en cuanta la
interferencia de otros flujos multiplexados si el formato de
transporte contiene tales flujos. Dicho conjunto de formatos de
transporte se actualiza por el punto de acceso con una frecuencia
comparativamente "baja" mientras que el terminal móvil realiza
mediciones del conjunto de formatos de transporte aplicado
actualmente con una frecuencia mayor, es decir, a la velocidad de la
programación y la adaptación de enlace. La medición de calidad se
proporciona como información de retroalimentación al punto de
acceso.
El punto de acceso, basándose en los informes de
medición de calidad, determinará qué formato de transporte espacial
utilizar y lo puede señalizar al menos a los terminales que están
programados para transmisión. Los terminales entonces sabrán qué
usuarios van a recibir datos, con qué pesos de transmisión y el
número de flujos.
Una primera ventaja de la presente invención es
que los recursos de transporte en un sistema de multiplexación
espacial puedan concederse de una manera más flexible y eficaz,
permitiendo adaptación rápida de enlace y programación rápida en
función del canal, en combinación con retroalimentación para
seleccionar pesos de antena complejos.
Otra ventaja de la presente invención es que la
concesión de recursos y la capacidad de tratamiento total del
sistema pueden optimizarse desde el punto de vista del acceso, que
puede que no se consiga necesariamente mediante una optimización
basándose en el enlace que se realiza por separado por cada
terminal.
Otra ventaja más de la presente invención es que
los pesos utilizados del conjunto de formatos de transporte no son
cantidades fijas sino que pueden adaptarse con el fin de ajustarse
mejor a las condiciones de canal e interferencia del terminal móvil
al que da servicio.
Por tanto aún otra ventaja de la presente
invención es que la transmisión a las condiciones de canal
instantáneo puede adaptarse y que la capacidad de predicción de la
calidad del canal puede respetarse por medio de variaciones
cuidadosas de las potencias de enlace descendente transmitidas
totales. Esto significa que no sólo se controlan las potencias de
transmisión de la antena sino también las correlaciones entre las
señales transmitidas desde diferentes antenas, en función de las
potencias de transmisión de los flujos y los pesos complejos
utilizados.
Otros objetivos, ventajas y propiedades
novedosas de la invención resultarán evidentes a partir de la
siguiente descripción detallada de la invención cuando se considera
junto con los dibujos y reivindicaciones adjuntos.
Para una mejor comprensión, se hace referencia a
los siguientes dibujos y realizaciones preferidas de la
invención.
La figura 1 muestra una parte de un sistema de
comunicación en el que puede aplicarse la presente invención.
La figura 2 muestra las etapas del método según
la realización preferida de la presente invención que se realizan
en una unidad de red de transmisión.
La figura 3 muestra las etapas del método según
la presente invención que se realizan en un terminal móvil.
La presente invención se refiere a métodos y
disposiciones para proporcionar de manera eficaz servicios de
comunicación a una pluralidad de terminales móviles a las que se da
servicio mediante una o más estaciones base de radio que cubren una
cierta área geográfica. Dichos servicios se proporcionan a los
terminales móviles transmitiendo datos a los diversos terminales
móviles con diferentes pesos de antena con el fin de conseguir un
ajuste optimizado para propiedades de canal de enlace descendente
variables y, si es posible, aprovechando las diferencias de las
características del canal para los diversos terminales móviles para
poder utilizar la multiplexación espacial para formatos de
transporte de orden mayor.
La figura 1 muestra un dibujo simplificado de
una parte de un sistema 10 de comunicación en el que puede aplicarse
la presente invención. La estación base de radio se representa como
un punto 11 de acceso que comprende varias antenas A_{1},
A_{2}, . . . , A_{M} para la transmisión de datos a una o una
pluralidad de terminales móviles MS_{1}, . . . , MS_{k}, cada
uno de los cuales está equipado con una o más antenas. Se hace
referencia al área, a la que se puede dar servicio mediante dicho
punto 11 de acceso, como una célula. Para mayor simplicidad, a
continuación se considerará el caso de canales no selectivos en
frecuencia. El principio básico de la presente invención se aplica
a un conjunto de portadoras en un sistema de multiportadora tal como
OFDM. Los anchos de banda grandes pueden tratarse dividiendo la
banda de frecuencia total en un número de bloques de portadora.
El punto de acceso transmite un número N de
flujos de datos S_{1}, . . . ,S_{N} utilizando M antenas
A_{1}, A_{2}, . . . , A_{M} a al menos algunos de los
terminales móviles MS_{1}, . . . , MS_{k} a los que se da
servicio. Normalmente, el número N de flujos de datos es menor o
igual que el número M de antenas. Los terminales móviles, por
ejemplo MS_{2}, que comprenden múltiples antenas y/o receptores
avanzados pueden recibir varios flujos paralelos. El canal de
enlace descendente se hace observable por medio de mediciones
adecuadas, que pueden deducirse a partir de señales piloto
transmitidas específicas de antena C_{1}, . . . , C_{M}, que
son conocidas para los terminales móviles. Tales señales piloto
pueden utilizarse, por ejemplo, para estimar las características de
transmisión de los canales entre el punto de acceso y los terminales
móviles y los niveles de ruido e interferencia. Las señales piloto
pueden ser secuencias de símbolos conocidas pero también es una
alternativa imaginable aplicar una estimación de canal oculto o
semioculto con ningún o sólo unos pocos símbolos piloto para evitar
o al menos reducir la sobrecarga requerida.
La presente invención se propone adaptar un
sistema de comunicación de este tipo a situaciones de tráfico
actuales, programar terminales móviles, y aprovecharse de las
condiciones de canal e interferencia. Los parámetros que pueden
variarse para un flujo de datos s_{i} para conseguir esta
adaptación son, para cada trayectoria de transmisión sobre las
antenas A_{1}, A_{2}, . . . , A_{M}, el vector de pesos
w_{i} = (w_{i1}, . . . , w_{iM}) para el punto de acceso, la
potencia P_{i} de enlace descendente para dicho flujo de datos
s_{i}, y la velocidad de transmisión de datos R_{i}, que pueden
aplicarse para la transmisión del flujo de datos s_{i} a uno
específico de los terminales móviles. Cada peso w_{im} de dicho
vector de pesos describe el comportamiento de transmisión sobre la
antena A_{m} y puede expresarse para un cierto flujo de datos
s_{i} como un filtro no selectivo en frecuencia con respuesta de
impulso w_{im} = \zeta_{im} \cdot e^{j \varphi_{im}}
\cdot \delta(t - \tau_{im}) que comprende al menos
parámetros que denotan la amplitud \zeta_{im} y desfase
\varphi_{im} de la transmisión de antena, y opcionalmente un
parámetro \tau_{im} que indica un cierto valor de retardo de
tiempo para transmitir datos sobre dicha antena A_{m}.
Generalmente, la ponderación de los flujos de datos sobre las
diversas antenas puede percibirse como un filtrado digital de
dichos flujos con un conjunto de filtros selectivos en frecuencia,
uno para cada antena y flujo.
Dentro del alcance de la presente invención, la
transmisión de flujos de datos desde la estación base de radio debe
considerarse con respecto a las condiciones exteriores, que pueden
referirse a condiciones de célula, por ejemplo la superficie
geográfica de dicha célula o posibles influencias en la forma de la
célula debido a células vecinas, o que se refieren a condiciones de
tráfico, por ejemplo, en relación con la distribución de terminales
móviles en relación con su posición en la célula o en relación con
la hora del día.
El punto de acceso, tal como se indica en la
figura 1, transmite flujos de datos de enlace descendente a los
terminales móviles posiblemente por medio de una multiplexación
espacial. Es por tanto una propiedad clave de la presente invención
determinar un conjunto apropiado de formatos de transporte
espaciales y transmitir dichos conjuntos de una manera apropiada a
las estaciones móviles. Un formato de transporte dentro del contexto
de la presente invención consiste en un vector de pesos para el
flujo que va a demodularse y cero, uno, o más flujos de canal común
multiplexado, cada uno de los cuales también comprende un vector de
pesos asociado. Además, el formato de transporte comprende valores
de potencia, que están asociados con los flujos, tanto con el flujo
que va a demodularse como con los flujos de canal común. Cada uno de
dichos vectores de pesos consiste en un número M de pesos
complejos, dado que hay M antenas, y, si es apropiado, un cierto
valor de retardo.
Una segunda propiedad importante del método
según una realización preferida de la presente invención es un
mecanismo de retroalimentación desde los terminales móviles de
vuelta al punto de acceso para determinar qué formato de transporte
se considera en ese momento que es el mejor en términos de calidad o
velocidad de transmisión de bits soportada. Es la intención de la
presente invención que el punto de acceso reciba informes de calidad
para varios o todos los diferentes formatos de transporte en el
conjunto. Cada formato de transporte espacial se caracteriza por el
número de flujos y, asociado a cada flujo, un vector de pesos de
transmisión y una potencia de transmisión. Los conjuntos de pesos
de transmisión se determinan por el punto de acceso, que puede tener
en cuenta las propiedades de la disposición de antena, las
condiciones de propagación, la interferencia, y las condiciones de
tráfico. Inicialmente, el punto de acceso puede determinar, por
ejemplo, un número de formatos de trasporte TF_{i} básicos, en
los que i denota el número de ese formato, teniendo cada uno un
valor de potencia P_{i} de transmisión asignada y un vector de
pesos w_{i} = (w_{i1}, . . . , w_{iM}) inicial, en el que M
denota el número de puertos de transmisión, es decir, el número de
antenas, del punto de acceso. Los vectores de pesos para cada
formato de transporte pueden interpretarse como que generan
diferentes lóbulos de transmisión. Es un aspecto importante de la
presente invención hacer estos vectores de pesos disponibles para
terminales móviles a los que el punto de acceso da servicio. El
punto de acceso señaliza el conjunto de formatos de transporte
espaciales, o una representación del mismo, por ejemplo a través del
aire, a los terminales móviles a los que deberá darse servicio.
Otra alternativa sería suponer que los terminales móviles ya poseen
una especie de libro de códigos de los formatos de transmisión y que
el punto de acceso envía indicaciones de dichos formatos. Con la
finalidad de la señalización, los formatos de transporte se
cuantifican y codifican de manera apropiada. Esto podría realizarse
por medio de la parametrización de un número de diferentes formatos
de transporte y entonces señalizar el subconjunto de dichos formatos
de transporte que debería considerarse. A medida que las
condiciones cambian, el punto de acceso puede señalizar
actualizaciones del conjunto de formatos de transporte espaciales
activos actualmente a los terminales móviles, o bien sobre un canal
dedicado o bien sobre canales de emisión. Esta señalización puede
hacerse sobre otro canal físico utilizando diferentes recursos en
términos de tiempo, frecuencia y código. Se espera que la velocidad
de las actualizaciones de los formatos de transporte espaciales sea
relativamente lenta en relación con la velocidad de medición. Si se
señaliza o está predefinido un gran conjunto de formatos de
transporte, las actualizaciones, por ejemplo potencias de
transmisión relativas o señalización del subconjunto de formatos de
transporte que van a utilizarse, pueden hacerse más sencillas y más
frecuentes.
Los terminales móviles reciben las señales
piloto C_{1}, . . . , C_{M} , que los terminales utilizan para
estimar los canales de enlace descendente y un indicador de calidad
acordado, por ejemplo una relación señal-ruido e
interferencia (SNIR,
Signal-to-Noise and Interference
Ratio) o una velocidad de transmisión de bits soportada en
términos de un esquema de codificación y modulación, para cada
formato de transporte cuando se tiene el cuenta el canal. Esto se
hace probando todos los formatos de transporte espaciales en el
conjunto activo actualmente del terminal móvil y obteniendo un
indicador de calidad para dichos formatos tal como, por ejemplo, el
valor de SNIR mencionado anteriormente, que puede trasladarse a una
velocidad de transmisión de datos soportada en términos de esquema
de modulación y codificación de canal. Con la ayuda de dichas
mediciones, los terminales pueden informar de vuelta al punto de
acceso información de retroalimentación para al menos ciertos
formatos de transporte, o bien sólo el mejor o bien varios formatos
de transporte que se considere que son suficientemente buenos,
junto con un indicador de calidad predefinido para dichos formatos
de transporte. En otra alternativa imaginable, el terminal podría
señalizar de vuelta el conjunto de formatos de transporte con el
indicador de calidad menor, por ejemplo representado en forma de un
valor de SNIR, además de los mejores formatos de transporte. Esto
puede ser valioso si sólo se utilizan formatos de flujo único. A
partir de tales mediciones de formatos de flujo único, el punto de
acceso sintetiza un formato de transporte espacial de múltiples
flujos con interferencia controlada en el que los flujos de datos se
transmiten a otro usuario sobre un formato de transporte espacial
que se recibe mal por un cierto usuario. Esto se explicará con mayor
detalle en la tercera realización de la presente invención. La
información de retroalimentación puede utilizarse como una
indicación de la velocidad de transmisión de bits, a la que los
terminales pueden recibir datos desde el punto de acceso cuando se
aplican dichos formatos de transporte.
Por ejemplo, un terminal móvil puede aplicar la
relación señal-ruido e interferencia (SNIR) como una
métrica para determinar el indicador de calidad para cada uno de
los formatos de transporte en su conjunto activo. Dicha métrica Q
se calcula entonces como
Q =
P|h^{H}w|^{2}/(h^{H}\underline{\underbar{WPW}}^{H}h
+
N)
En esta expresión el numerador representa el
flujo de interés con valor de potencia P asignado mientras que el
denominador contiene la contribución de interferencia de los flujos
según los otros formatos de transporte y una estimación N del
ruido. h representa el vector de las estimaciones de canal de
enlace descendente entre el punto de acceso y el terminal móvil.
w denota el vector de pesos para el flujo de interés mientras
que \underline{\underbar{W}} es la matriz de vectores de peso de
los flujos de canal común. \underline{\underbar{P}} es la matriz
diagonal que comprende las potencias de los flujos de canal común.
Si se requiere una medición más a largo plazo o, en caso de
variaciones significativas durante el periodo de medición debido a,
por ejemplo, la movilidad de los terminales, pueden utilizarse en
su lugar las estadísticas de los canales y ruido. Otra alternativa
imaginable sería que el punto de acceso ordenara a los terminales
considerar sólo un subconjunto del conjunto actual de formatos de
transporte espaciales activos. El ejemplo anterior se refiere al
caso cuando sólo se aplica una portadora para la transmisión a un
terminal móvil. En caso de un escenario de multiportadora, el
terminal móvil puede realizar mediciones de calidad para varias
portadoras y obtener un valor que representa el valor de calidad por
medio de un algoritmo apropiado, que se implementa preferiblemente
en el terminal móvil.
El punto de acceso puede, basándose en los
informes de medición de los terminales, decidir qué usuarios
programar y qué formato de transporte espacial utilizar. Además, el
punto de acceso determina qué velocidad de transmisión de datos
utilizar en términos de esquema de modulación y codificación de
canal. Esta programación y adaptación de enlace puede hacerse para
maximizar, por ejemplo, la capacidad de tratamiento del sistema
seleccionando los usuarios y los formatos para los que se maximiza
la suma de las velocidades soportadas. Además, la calidad de las
restricciones de servicio, tales como requisitos de retardo y
velocidades de transmisión de bits mínimas, pueden considerarse
también como restricciones de equidad. Los esquemas de codificación
y modulación se transmiten entonces a los usuarios previstos y
posiblemente también el formato de transporte espacial elegido al
menos para el flujo de interés. Esta señalización puede hacerse
sobre un canal de control utilizando otro recurso de radio. El
conocimiento del formato de transporte espacial elegido hace posible
que los terminales utilicen los pilotos específicos de antena.
Además, los terminales pueden entonces también conocer el número de
flujos de canal común que interfieren así como sus canales. El
punto de acceso puede también elegir cambiar la potencia de
transmisión de flujos de un formato de transporte dado y también
sintetizar un formato de transporte de múltiples flujos a pesar del
hecho de que los terminales móviles no son conscientes de tales
formatos.
La figura 2 muestra las etapas del método que se
realizan en el punto de acceso según la realización preferida de la
presente invención. El punto de acceso determina inicialmente,
bloque 21, los formatos de transporte espaciales, tanto el número
como las propiedades de dichos formatos, tal como se describió
anteriormente. A partir de estos formatos de transporte, un
subconjunto apropiado, que se indicará a continuación como el
conjunto activo, se selecciona y señaliza, bloque 23, a terminales
móviles a los que dicho punto de acceso da servicio. Con este fin,
los formatos de transporte se cuantifican y codifican de manera
apropiada o, como alternativa, el conjunto de formatos de
transporte se parametriza de una manera eficaz, entonces se señaliza
una indicación del subconjunto activo seleccionado. El punto de
acceso también determina los periodos de tiempo durante los que se
supone que los terminales móviles realizan mediciones para
determinar un indicador de calidad del canal de enlace descendente.
El punto de acceso realiza entonces una programación de los
terminales móviles y una adaptación de enlace correspondiente,
bloque 24, y aplica los formatos de transporte del conjunto activo
para la transmisión de datos a los terminales móviles, bloque 25. El
punto de acceso recibirá y recogerá continuamente información de
retroalimentación desde los terminales móviles y otra información,
que se refiere a la gestión de canales de enlace descendente para
el conjunto activo de formatos de transporte espaciales, bloque 22.
La información de retroalimentación desde los terminales móviles se
proporciona por medio de un indicador de calidad tal como se
explicó anteriormente. Dicha otra información, que puede referirse a
una gestión de interferencia, puede proporcionarse, por ejemplo,
por células vecinas o por una unidad de control de red superior
para indicar requisitos según una gestión intercelular que se
propone optimizar las condiciones de transmisión para grupos de
células. Todavía otro tipo de información recogida se refiere a
mediciones de las estadísticas de canal de enlace descendente. El
punto de acceso inicia en ciertos instantes de tiempo, o en
respuesta a ciertos eventos, una evaluación de la información de
gestión de canal recogida con respecto al conjunto activo de
formatos de transporte, bloque 26. A partir de la información
recogida, el punto de acceso puede, por ejemplo, adaptar el
conjunto activo de formatos de transporte, bloque 29, y señalizar
dicho conjunto adaptado de nuevo a los terminales móviles,
bloque 23.
bloque 23.
A continuación se describen dos realizaciones de
la presente invención: en una primera realización el punto de
acceso comprende dos antenas con desvanecimiento de la señal no
correlacionado y define cuatro formatos de transporte Tf_{i} (i =
1 . . . 4) con una transmisión de flujo único. Inicialmente se
supone que el peso de transmisión de la primera antena tiene un
valor 1 mientras que el peso de transmisión de la segunda antena se
selecciona a partir de un conjunto de pesos de transmisión
complejos, teniendo cada uno el valor absoluto 1 y una fase
desplazada en un valor de \pi/2. Los vectores de peso
w_{i} que se asignan a cada uno de estos cuatro formatos
de transmisión pueden por tanto expresarse como
Además puede definirse un conjunto de cuatro
formatos de transporte de dos flujos en los que el flujo de canal
común se transmite con un vector de pesos ortogonal. Esto lleva a un
número adicional de formatos de transporte, que se caracterizan por
pares de vectores de peso:
\newpage
En este caso, el primer vector del conjunto de
dos vectores se utiliza para ponderar la señal de interés mientras
que el segundo vector de pesos se refiere a los pesos del flujo de
canal común. El punto de acceso puede ahora determinar si se
obtiene el mejor rendimiento mediante una transmisión de uno o dos
flujos. Sin embargo, deber tenerse cuidado al cambiar el número de
flujos puesto que esto puede afectar a la interferencia intercelular
radiada. Si se transmiten dos flujos, el punto de acceso puede
seleccionar la mejor combinación. Esto permite al punto de acceso
seleccionar la combinación de pesos que proporciona el mejor
rendimiento y por tanto maximizar la capacidad de tratamiento desde
un punto de vista del sistema en lugar de desde un punto de vista
del enlace.
Otra realización de la presente invención se
refiere a un sistema multihaz fijo o un conjunto de antenas que
apuntan en diferencies direcciones. En este caso, el formato de
transporte puede comprender vectores con ceros y unos, por lo que
un valor distinto de cero indica que se utiliza una cierta antena
para transmitir un flujo. Cuando se considerar el caso con dos
haces fijos que apuntan en diferentes direcciones, es posible
determinar dos formatos de flujo único básicos
determinar dos formatos de flujo
doble
Basándose en los informes de medición, el punto
de acceso puede determinar si transmitir en uno o dos haces, a qué
usuario transmitir en cada haz y a qué velocidad de transmisión de
datos.
Una tercera realización de la presente invención
supone terminales móviles que comprenden una única antena y supone
que sólo se señalizan y miden formatos de transporte de flujo único.
Se supone además que la potencia de transmisión de todos los
formatos de transporte definidos está seleccionada para ser el mismo
valor P_{0} y que los terminales informan de una relación
señal-ruido e interferencia (SNIR). En este caso, el
indicador de calidad para un formato de transporte TF_{i} se
obtiene como
w_{i} es el vector de pesos
asociado con el formato de transporte, h indica la estimación de
canal del terminal, y N indica el nivel de ruido del terminal. A
partir de estas suposiciones, el punto de acceso puede construir y
evaluar formatos de múltiples flujos. Suponiendo que un formato de
este tipo transmitirá un flujo de datos de potencia P_{n}/P_{0}
con peso de transmisión w_{n} a los usuarios y suponiendo que el
flujo j se transmite a un usuario específico de interés, el punto
de acceso puede entonces predecir la SNIR para el flujo j, que se
transmite a este usuario con un formato de múltiples flujos
candidato:
Basándose en una serie de tales predicciones, el
punto de acceso puede obtener la velocidad de transmisión de datos
soportada para diferentes formatos de múltiples flujos construidos a
partir de mediciones de flujo único. De esta manera, el punto de
acceso puede evaluar las velocidades soportadas para diferentes
formatos de transporte con los flujos enviados a los diferentes
usuario y elegir una combinación de formatos de transporte y
usuarios a los que se da servicio de tal manera que, por ejemplo, se
dé servicio a un usuario cuando la velocidad soportada lo más alta
posible.
Claims (25)
1. Método en un punto (11) de acceso de un
sistema (10) de comunicación, transmitiendo dicho punto (11) de
acceso señales de flujos de datos utilizando un conjunto de una o
más antenas (A_{1}, . . . , A_{M}) a una pluralidad de
terminales móviles (MS_{1}, . . . , MS_{k}),
caracterizado por
determinar (21) un conjunto de formatos de
transporte espaciales que comprende para cada formato al menos uno
o más vectores de pesos de transmisión complejos y retardos, estando
cada vector asociado con la transmisión de una señal determinada de
interés o una de un número de señales de canal común multiplexado, y
asociado con un valor de potencia de transmisión de su señal
asociada, y por lo que cada elemento de vector se asocia con una
antena,
seleccionar un subconjunto de dichos formatos de
transporte como el conjunto activo para transmisión de datos a uno
o varios de dichos terminales móviles,
señalizar (23) dicho conjunto activo de formatos
de transporte a dicho uno o varios terminales móviles.
2. Método según la reivindicación 1, por el que
la norma de un vector representa la potencia de transmisión de la
señal asociada.
3. Método según la reivindicación 1, por el que
un factor de escala de un vector representa la potencia de
transmisión de la señal asociada.
4. Método según una de las reivindicaciones 1 a
3, por el que la señalización (23) se realiza por un canal de
control común que puede decodificarse por todos los usuarios dentro
del área de cobertura del punto de acceso.
5. Método según una de las reivindicaciones 1 a
3, por el que la señalización (23) se realiza por un canal de
control dedicado que se transmite por una parte del área de
cobertura del punto de acceso a un usuario específico.
6. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, por el que los terminales móviles o grupos de terminales
móviles se asignan a diferentes conjuntos de formatos de
transporte.
7. Método según una de las reivindicaciones
anteriores, que comprende la etapa de informar a los terminales
móviles sobre una métrica que ha de aplicarse sobre propiedades de
canal de enlace descendente para obtener un indicador de calidad
para uno o más de los formatos de transporte.
8. Método según la reivindicación 7, que
comprende la etapa de informar a los terminales móviles para que
proporcionen indicadores de calidad para el mejor o un conjunto de
formatos de transporte mejores con respecto a la métrica
aplicada.
9. Método según la reivindicación 7 u 8, que
comprende la etapa de informar a los terminales móviles para que
proporcionen indicadores de calidad para el peor o un conjunto de
formatos de transporte peores con respecto a la métrica
aplicada.
10. Método según la reivindicación 7, por el que
la métrica aplicada es una relación señal-ruido e
interferencia.
11. Método según la reivindicación 7, por el que
la métrica aplicada es una estimación de la velocidad de
transmisión de bits soportada en términos de esquema de modulación y
codificación de canal.
12. Método según la reivindicación 1, por el que
el número de pesos para cada antena es el mismo.
13. Método según la reivindicación 12, por el
que sólo se asigna un peso complejo y retardo a cada antena
específica.
14. Método según la reivindicación 1, por el que
se asigna un valor de retardo fijo a todas las antenas.
15. Método según la reivindicación 14, por el
que el valor de retardo fijo no se incluye en la señalización del
conjunto activo de formatos de transporte.
16. Método según la reivindicación 1, por el que
el punto de acceso realiza adicionalmente las etapas de
ajustar formatos de transporte del conjunto
activo adaptando (29) los parámetros de sus pesos de transmisión
complejos y/o su potencia de transmisión evaluando (26) la
información (22) de gestión de canal recogida,
señalizar (23) una indicación de los formatos de
transporte ajustados a uno o varios terminales móviles.
17. Método según la reivindicación 16, por el
que dicha información (22) de gestión recibida incluye indicadores
de calidad determinada por el terminal móvil de los canales de
enlace descendente asociados a dichos formatos de transporte.
18. Método según la reivindicación 16 ó 17, por
el que dicha información (22) de gestión recibida incluye
requisitos de gestión de interferencia y/o indicaciones de
estadísticas de canal de enlace descendente.
19. Método según la reivindicación 16, por el
que la selección y ajuste de dichos formatos de transporte optimiza
la capacidad de tratamiento de datos global sujeta a requisitos de
calidad y equidad.
20. Método según la reivindicación 1, por el que
el punto de acceso realiza adicionalmente las etapas de
evaluar (26) una pluralidad de indicadores de
calidad recibidos desde diversos terminales móviles y determinar
(24) las velocidades de transmisión de datos aplicables para cada
uno de los flujos de datos asociados a los formatos de transporte
en el conjunto activo,
determinar (24) a partir de dicha evaluación un
esquema de programación y programar flujos de datos a dichos
terminales móviles,
asignar una velocidad de transmisión de datos
aplicable a cada uno de dichos flujos de datos programados.
21. Método según la reivindicación 20, por el
que dicho esquema de programación proporciona un acceso equitativo
a los flujos de datos.
22. Método según la reivindicación 20, por el
que dicho esquema de programación proporciona acceso cíclico a los
flujos de datos.
23. Método según la reivindicación 20, por el
que el esquema de programación sólo proporciona acceso a los flujos
de datos si el indicador de calidad comunicado es suficientemente
bueno.
24. Método en un terminal móvil (MS_{1}, . .
. , MS_{k}) de un sistema (10) de comunicación, comprendiendo
dicho terminal móvil una o más antenas (A_{1}, . . . , A_{M})
para recibir flujos de datos desde un punto (11) de acceso de
múltiples antenas,
caracterizado por
recibir (31) desde el punto de acceso una
indicación de formatos de transporte espaciales aplicables,
estimar (32) indicadores de calidad para los
formatos de transporte recibidos teniendo en cuenta condiciones de
canal e interferencia,
transmitir (33) un informe de calidad para uno o
varios de los formatos de transporte recibidos, que incluye un
indicador de calidad para cada uno de dichos formatos.
25. Método según la reivindicación 24, por el
que un terminal móvil determina un indicador de calidad a partir de
una relación de señal-ruido e interferencia cuando
se aplican los formatos de transporte recibidos.
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