ES2297717T3 - Procedimiento para la asignacion de capacidades de transmision durante una transmision de señales, estacion base y terminal movil. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la asignación de capacidades de transmisión para una transmisión de señales desde una estación base (BS) de una red de radio celular a un número de terminales móviles (RX1, RX2, ..., RX6) - en el que la estación base (BS) emite simultáneamente varios haces de radio dirigidos (B) caracterizado porque - primero se define un primer conjunto de candidatos (KS) de haces de radio (B), cuyos principales parámetros sólo se modifican lentamente en relación con un tiempo de realimentación de los terminales (RX1, RX2, ..., RX6), - la estación base (BS) señaliza a los terminales (RX1, RX2, ..., RX6) informaciones (KSI) acerca de los haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS), - la estación base (BS) emite señales piloto (PS) a breves espacios temporales en relación al tiempo de modificación de los haces de radio, a través de los haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS), - los terminales (RX1, RX2, ..., RX6) determinan, en cada caso, un valor SINR con ayuda de las señales piloto (PS) recibidas para cada uno de estos haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS), - los terminales (RX1, RX2, ..., RX6) transmiten a la estación base (BS), para cada haz de radio recibido (B), en cada caso, un valor de retroalimentación (RW) determinado sobre la base del valor SINR en cuestión, - y las combinaciones apropiadas de haces de radio (B) para una siguiente transmisión de señales desde la estación base (BS) se atribuyen a los diferentes terminales con empleo de los valores de retroalimentación (RW).
Description
Procedimiento para la asignación de capacidades
de transmisión durante una transmisión de señales, estación base y
terminal móvil.
La presente invención hace referencia a un
procedimiento para la asignación de capacidades de transmisión
durante una transmisión de señales desde una estación base de una
red de radio celular a un número de terminales móviles, emitiendo
la estación base simultáneamente varios haces de radio dirigidos.
Aparte de esto, la presente invención se relaciona con una estación
base y un terminal móvil, con los que puede ejecutarse un
procedimiento de este tipo.
En sistemas de radio móvil celular se produce
una conexión de comunicación entre un terminal móvil, denominado
generalmente también terminal, aparato de telefonía móvil o "User
Equipment" (UE), y la red de radio móvil a través de una llamada
estación base. Esta estación base sirve a los abonados a la radio
móvil en un determinado radio en una llamada celda a través de uno
o varios canales de radio y facilita, por consiguiente, la interfaz
de radio propiamente dicha entre la red de radio móvil y el terminal
móvil. Asume la realización de la operación de la radio con los
diferentes abonados móviles dentro de su celda y supervisa las
conexiones físicas de radio. Transmite, por otra parte, mensajes de
red y de estado a los terminales. En el ámbito de la radio móvil se
distingue además entre dos direcciones de conexión. El tramo
descendente (Downlink, DL) describe la dirección desde la estación
base hasta el terminal móvil, el tramo ascendente (Uplink, UL)
describe la dirección desde el terminal móvil a la estación
base.
A partir del método de transmisión y de la
estructura de la transmisión y/o del tipo de arquitectura del canal
se co-determina crucialmente, qué calidad de la
transmisión puede alcanzarse con qué caudal de transmisión en una
celda, por ejemplo, cómo puede servirse simultáneamente a muchos
usuarios desde una estación base con una calidad de la transmisión
los suficientemente buena. Un principio muy interesante para una
nueva estructura de la transmisión, que se investiga y se
desarrolla cada vez más en los últimos años, son los llamados
sistemas
Multiple-Input-/Multiple-Output
(sistemas de entrada múltiple/salida múltiple), denominados también,
de manera abreviada, sistemas MIMO. En estos sistemas MIMO se
opera, tanto en la estación emisora como también en la estación
receptora, con campos de antenas (colección de antenas). Es decir,
tanto la estación base como también los terminales presentan varias
antenas. Una estación base puede emitir además varios haces de radio
dirigidos separados espacialmente (denominados generalmente
"beams") a los terminales a servir mediante la apropiada
activación de las antenas de su colección de antenas. En principio,
con una colección de antenas de este tipo puede producirse un
número cualquiera de haces de radio, estando, sin embargo, limitado
el número de haces de radio independientes unos de otros -es decir,
ortogonales- por el número de antenas emisoras disponibles. Sobre
la cara receptora pueden producirse de manera análoga filtros
espaciales por medio de una colección de antenas, es decir, desde
determinadas direcciones la recepción es máxima y desde otras
direcciones la recepción sólo es pequeña.
Uno de estos sistema MIMO es, por consiguiente,
la arquitectura más compleja del sistema, que últimamente comprende
como casos excepcionales los sistemas
single-input-/multiple-output
(sistemas de entrada única/salida múltiple; sistemas SIMO)
conocidos hasta ahora, sistemas
multiple-input-/single-output
(sistemas de entrada múltiple/salida única; sistemas MISO) y los
sencillos sistemas
single-input/single-output (sistemas
de entrada única/salida única; sistemas SISO) como casos
especiales, si el número de antenas emisoras y/o receptoras se pone
simplemente a 1. Se ha comprobado ya, que para una razón
señal-a-ruido suficientemente alta y
en entornos fuertemente dispersantes, por ejemplo, en ciudades, la
capacidad normalizada de transmisión de un sistema MIMO supera la
capacidad de un sistema SISO en torno a un factor del orden de
magnitud de min (MT, MR), siendo MT el número de antenas emisoras y
MR el número de antenas receptoras.
Para aprovechar completamente las posibilidades
dadas de este modo en una transmisión de señales entre una estación
base y un terminal con, en cada caso, una colección de antenas y
obtener la alta velocidad de transmisión alcanzable en principio
por medio del concepto MIMO, debería atribuirse apropiadamente
varios flujos de datos espacialmente separables (por ejemplo, en
varios haces de radio) a la terminal de la estación base. Por otra
parte, no resulta generalmente conveniente para la maximización del
caudal total dentro de la celda, asignar a un dispositivo todos o
especialmente muchos de los haces de radio irradiados, ya que esto
reduce el número de usuarios servidos simultáneamente en la celda.
Para mantener el caudal total lo más alto posible para una calidad
de la transmisión lo mejor posible, se tiene, por tanto, que
decidir, en cada caso, desde la estación base, qué haces de radio o
combinaciones de haces de radio se atribuyen convenientemente a qué
terminales para una posterior transmisión de datos de usuario, por
ejemplo, datos de voz y/o multimedia. Adicionalmente, en el caso de
la estructura de una red de radio móvil capaz MIMO, hay que prestar
atención al hecho de que se emplea un procedimiento, con el que en
las celdas, en las que las estaciones base presentan una colección
de antenas y, por consiguiente, podrían soportar el procedimiento
MIMO, se sirve también óptimamente a aquellos terminales, que
presenten, por ejemplo, sólo una antena, en lo que a sus habilidades
se refiere.
Una distribución óptima de las capacidades de
transmisión es relativamente posible, si el programa de
planificación temporal dispuesto en la estación base y/o asignado a
la estación base en cuestión (p.o., denominado "scheduler"
-"programador" o "planificador"-), responsable de la
gestión de las capacidades de transmisión, dispone de suficientes
informaciones acerca del estado actual de los canales individuales
de transmisión y/o haces de radio, las llamadas informaciones de
estado del canal (CSI, Channel State Information). En este caso
podrían atribuirse a los terminales individuales haces de radio,
considerando, en cada caso, los estados individuales de canal.
En principio, también puede estimarse a groso
modo la calidad de la transmisión y/o el estado del canal en la
estación base a través de los haces de radio individuales emitidos.
Sin embargo, la calidad real de la transmisión no sólo depende del
canal de radio y de la potencia de emisión y/u otros parámetros
durante el ajuste de los haces de radio de la estación base, como
por ejemplo, los llamados "vectores beamforming" (vectores de
formación del haz), sino, en una parte sustancial, también de otras
condiciones de transmisión, como por ejemplo, de interferencias con
otros canales de transmisión dentro o fuera de la celda. Por tanto,
finalmente sólo el terminal receptor puede estimar de manera
suficientemente precisa mediante las mediciones apropiadas, cuán
buena es la calidad de la transmisión en un determinado haz de
radio, y determinar, por tanto, una información fiable del estado
del canal. Para que la estación base pueda operar con estas
informaciones, los terminales individuales deberían retroinformar
constantemente las informaciones, en cada caso actuales, del estado
del canal a la estación base. Los sistemas que operan con
informaciones de estado del canal retroinformadas por los
terminales, se designa en todos los demás aspectos como
closed-loop-systems (sistemas de
bucle cerrado), en comparación con los llamados
open-loop-systems (sistemas de bucle
abierto), que no requieren ninguna información de estado del canal
en el emisor.
El documento US 2003/125040 A1 muestra un
procedimiento para la asignación de capacidades de transmisión
durante una transmisión de señales desde una estación base (BS) de
una red de radio celular a un número de terminales móviles, en el
que la estación base emite simultáneamente varios haces de radio
dirigidos.
Un problema consiste, sin embargo, precisamente
en la retrotransmisión de las informaciones de estado del canal del
respectivo terminal a la estación base. Por una parte, el ancho de
banda está limitado a los canales de retroalimentación
(feedback-channels), de forma que no se puedan
transmitir tantas informaciones de retroalimentación como se desee
acerca del estado del canal de los terminales individuales a la
estación base. Otro problema es la actualidad de las informaciones.
Así se da con frecuencia el caso de que las informaciones de estado
del canal ya no son válidas, cuando la estación base recibe las
informaciones de estado del canal retrocomunicadas. Este problema
aparece muy especialmente en caso de desplazamientos de los
terminales dentro de la celda, por ejemplo, incluso en caso de
marcha rápida del usuario, aunque particular y naturalmente en caso
de empleo de aparatos de telefonía móvil en automóviles desplazados
rápidamente. En caso de un manejo simultáneo de varios terminales
dentro de una celda por medio de un procedimiento MIMO, es decir, en
un denominado
"multi-user-MIMO-downlink-procedure"
("procedimiento MIMO multiusuario de conexión de bajada"), se
origina otro problema considerable, por el hecho de que los estados
de canal de los haces de radio de los otros terminales quedan
afectados mediante la modificación de los parámetros para los haces
de radio de un dispositivo (es decir, se modifican las condiciones
de interferencia).
Hasta ahora no es posible una gestión de la
capacidad de transmisión, en la que se atribuyan haces de radio a
los terminales individuales considerando las informaciones fiables
actuales del estado del canal.
Es, por tanto, un objetivo de la presente
invención, especificar un procedimiento apropiado para la asignación
de capacidades de transmisión para un procedimiento de transmisión
MIMO de conexión de bajada capaz de servir a múltiples usuarios,
que evite los inconvenientes citados previamente, y especificar una
estación base apropiada y un terminal móvil, con los que pueda
ejecutarse este procedimiento.
Este objetivo se resuelve con un procedimiento
conforme a la Reivindicación 1 y/o mediante una estación base
conforme a la Reivindicación 9 y mediante un terminal móvil conforme
a la Reivindicación 10.
El procedimiento conforme a la invención se basa
en que primero se define un primer conjunto de candidatos de haces
de radio, cuyo parámetro principal sólo se modifica lentamente en
relación con un tiempo de realimentación de los terminales.
Generalmente se designan como parámetros principales aquellos que
describen un haz de radio, por ejemplo, en lo que a forma y
potencia de irradiación se refiere. Por consiguiente, se entienden
por parámetros principales particularmente los vectores de
formación de haces y/o las potencias de emisión de los haces
individuales de radio. Se conoce como tiempo de realimentación el
tiempo entre una recepción de las retroalimentaciones consecutivas
de un terminal a la estación base. Es decir, las retroalimentaciones
de los terminales individuales, que contienen y/o representan las
informaciones de estado del canal, tienen lugar con
considerablemente mayor frecuencia que la modificación de los
parámetros del haz de radio.
Adicionalmente, en el procedimiento conforme a
la invención se señalizan desde la estación base a los terminales
individuales informaciones acerca de los haces de radio del conjunto
de candidatos. Por ejemplo, se señaliza a los terminales el número
de haces de radio y/o las descripciones para la identificación de
los haces de radio y, cuando sea necesario, la potencia de emisión
emitida, en cada caso, a través de los haces de radio, si estos
datos no se definen así como así en una norma o similar y son, por
tanto, conocidos por los terminales. También esta señalización se
lleva a cabo sobre una base a largo plazo, es decir, generalmente
sólo se señalizan a los terminales nuevas informaciones apropiadas
acerca de los haces de radio, cuando se modifican los parámetros
del haz de radio.
El número de terminales o haces de radio puede
ser cualquier número natural, en el contexto de la solicitud,
aplicándose la invención particularmente para un número de al menos
2. En este contexto, el número de terminales puede ser igual, menor
o mayor que el número de haces de radio. En el primer caso, para
cada terminal se prevé un haz de radio. En el segundo caso, un
terminal es abastecido por medio de al menos dos haces de radio, en
el tercer caso al menos dos terminales son abastecidos por un haz de
radio.
\newpage
Además, en el procedimiento conforme a la
presente invención, se emiten señales piloto desde la estación base
en breves espacios temporales en relación al tiempo de modificación
de los parámetros del haz de radio a través de los haces de radio
en cuestión del conjunto de candidatos. Los terminales determinan
entonces un valor SINR (SINR = Signal to Interference plus Noise
Ratio; razón
señal-a-interferencia-más
ratio de ruido), en cada caso, con ayuda de las señales piloto
recibidas para cada haz de radio recibido, y determinan de nuevo un
valor de retroalimentación en base a los valores SINR en cuestión
para cada haz de radio recibido, que transmiten finalmente a la
estación base. Con empleo de los valores de retroalimentación y
cuando sea necesario, otros parámetros, se atribuye entonces a los
diferentes terminales las combinaciones apropiadas de haces de
radio para una posterior transmisión de señales desde la estación
base. Por "combinación de haces de radio" apropiada hay que
entender, en este contexto, que a un determinado terminal se le
atribuya, cuando sea necesario, también sólo un haz individual de
radio o incluso, en una posterior transmisión de señales, quizá
ningún haz de radio. Los demás parámetros, que pueden tenerse en
cuenta en la asignación de las combinaciones de haces de radio a
los terminales, además de los valores de retroalimentación,
dependen, entre otros, del objetivo previsto, como por ejemplo,
máxima tasa de transferencia y/o transmisión óptima a determinados
dispositivos, de regulaciones de prioridad para el manejo de los
diferentes terminales o también de las posibilidades de recepción
de los terminales en cuestión, por ejemplo, de si el respectivo
terminal presenta quizás una colección de antenas o sólo una antena
individual.
En el procedimiento conforme a la presente
invención, los vectores de formación de haces y/o las potencias de
emisión y/o, si fuera necesario, otros parámetros de los haces de
radio se modifican, por tanto, a una "escala a largo plazo",
en contra de los que a una "escala a corto plazo", es decir, en
espacios temporales relativamente breves, se estiman repetidamente
los valores SINR y, en base a estos valores SINR y/o valores de
retroalimentación basados en ellos, se atribuyen las combinaciones
individuales de haces de radio a los terminales. Esta combinación
de "formación de haces a largo plazo" y "programación
rápida" se encarga de que los valores SINR sean fiables y, por
consiguiente, también la asignación de las capacidades de
transmisión para los terminales individuales pueda optimizarse
sobre una base fiable. La invención procura, por consiguiente, la
posibilidad de una transmisión MIMO multiusuario muy duradera, en la
que se lleve a cabo un empleo óptimo de las capacidades de
transmisión disponibles con relativamente poco coste de
señalización.
Las reivindicaciones dependientes así como la
descripción ulterior contienen, en cada caso, ejecuciones y
perfeccionamientos de la invención especialmente favorables.
Las señales piloto se emiten preferentemente con
tanta frecuencia, que, también los abonados desplazándose
rápidamente puedan calcular de manera segura el estado actual del
canal de los haces de radio. Esto depende del llamado "tiempo de
coherencia" del canal de radio. Por tiempo de coherencia ha de
entenderse el tiempo, en el que las condiciones de transmisión no
se modifican sustancialmente. Por tanto, las señales piloto deberían
emitirse preferentemente en intervalos más cortos que el tiempo de
coherencia. Conforme a esto, los terminales envían con tanta
frecuencia valores de retroalimentación a la estación base. La
emisión de las señales piloto y la transmisión de los valores de
retroalimentación se llevan a cabo, de manera especialmente
preferente, a intervalos fijos de tiempo, por ejemplo, antes de
cada TTI (Transmission Time Interval; intervalo de tiempo de
transmisión). Un TTI es la menor unidad de tiempo, en la que se
pueden atribuir los canales de transmisión a los usuarios. Por el
otro lado, los parámetros de los haces de radio del conjunto de
candidatos deberían modificarse preferentemente sólo lentamente en
relación al tiempo de coherencia.
En una variante muy especialmente preferente del
procedimiento conforme a la presente invención, a partir de los
haces de radio pertenecientes al primer conjunto de candidatos, se
selecciona primero, para cada uno de los terminales, un segundo
conjunto de candidatos de haces de radio específico del usuario, que
se señalice, en cada caso, a los terminales en cuestión. Basta
entonces, por ejemplo, que los terminales determinen, con ayuda de
las señales piloto recibidas sólo para los haces de radio del
conjunto de candidatos específico del usuario a ellos asignado, en
cada caso, un valor SINR y transmitan a la estación base un valor de
retroalimentación determinado en base al respectivo valor SINR. De
este modo puede reducirse drásticamente la capacidad de transmisión
necesaria para la retroalimentación, ya que se evitan las
retroalimentaciones innecesarias. Esto es tan especialmente
conveniente, ya que de todos modos está generalmente claro, que una
transmisión de haces de radio sólo puede alcanzar determinados
terminales en un determinado área angular desde la estación base.
Por tanto, es suficiente, que los terminales en cuestión intenten,
sólo para los haces de radio irradiados para su rango y/o en su
dirección intentos/ensayos, estimar los valores SINR y transmitir a
la estación base las retroalimentaciones apropiadas. Además, los
conjuntos de candidatos de haces de radio específicos del usuario no
tienen que presentar obligatoriamente diferentes haces de radio.
Generalmente, un gran número de haces de radio pertenece en realidad
a varios conjuntos de candidatos específicos del usuario
diferentes.
A las informaciones acerca de los haces
individuales de radio del conjunto de candidatos transmitidos desde
la estación base a los terminales pertenecen convenientemente el
número de haces de radio del conjunto de candidatos y, cuando sea
necesario, las informaciones para la identificación de qué haces de
radio pertenecen a qué conjunto de candidatos específico del
usuario. Si las potencias de emisión no estén firmemente
especificadas de cualquier modo dentro de una norma de transmisión,
estas pueden notificarse también previamente, en cada caso, a los
terminales individuales. Si cada estación base emplea una estructura
piloto propia, es decir, diferentes señales piloto y/o secuencias
de difusión, se transmiten también preferentemente a los terminales
las informaciones acerca de la estructura piloto de las siguientes
señales piloto emitidas a través de los haces de radio del conjunto
de candidatos. Naturalmente, esto no es necesario, cuando, por
ejemplo, todos los pilotos de la estaciones base se hayan definido
previamente de manera precisa en un estándar y, por tanto, sean
conocidos por los terminales individuales.
Las informaciones acerca de los haces de radio
pertenecientes al conjunto de candidatos, es decir, el número de
haces de radio y/o las informaciones acerca de la identificación de
los haces de radio y/o la potencia de emisión en los haces
individuales de radio y/o la estructura piloto, se transmiten
preferentemente en conjunto a través de un canal general de
información, por ejemplo, el llamado Broadcast Channel (BCH; canal
de emisión de radio), desde la estación base a todas las
terminales, para emplear así la menor capacidad de transmisión
posible para esta señalización.
Para una selección de un primer conjunto de
candidatos existen diferentes posibilidades. Más adelante se
explican con aún mayor precisión algunos procedimientos para ello.
En una variante muy simple de llevar a cabo y por tanto,
preferente, la selección del primer conjunto de candidatos se lleva
a cabo en base a una retícula de haces de radio, denominada
convencionalmente también "grid of beam" (GOB), que comprende
un número de haces de radio, que cubre la totalidad de la
superficie de una zona de cobertura definida desde la estación base,
por ejemplo, un círculo completo o un sector en torno a la estación
base. En este contexto, los haces de radio se solapan
preferentemente. Una de estas retículas de haces de radio presenta
con frecuencia haces de radio ortogonales. Sin embargo, esto no
tiene que ser así necesariamente.
Como valor de retroalimentación, los terminales
determinan, en cada caso, preferentemente un valor llamado de CQI
(CQI = Channel Quality Indicator; indicador de la calidad del canal)
en base al valor SINR en cuestión. La ventaja de este procedimiento
consiste en que la calidad del aparato receptor de telefonía móvil
está implícita en el valor de CQI. En principio, el valor SINR
puede transmitirse también en forma digitalizada como valor de
retroalimentación. En este caso, sin embargo, la estación base
debería conocer la calidad de los terminales móviles, para poder
efectuar conforme a esto una asignación óptima de los haces de
radio. El valor de CQI tiene adicionalmente la ventaja de contener
ya el esquema deseado de modulación y de codificación (MCS =
Modulation and Coding Scheme), con el que pueden alcanzarse las
condiciones óptimas de transmisión para un determinado valor SINR
para el terminal en cuestión. Además, dependiendo de la selección
del valor de CQI, o bien puede obtenerse una gran tasa de
transferencia y/u optimizarse una tasa de error más pequeña o una o
varias condiciones límite diferentes. Por consiguiente, es posible
que la estación base mediante el valor de retroalimentación no sólo
emprenda la asignación de los haces de radio a los terminales
individuales, sino que también especifique simultáneamente un
esquema apropiado de modulación y de codificación para los haces
individuales de radio a los diferentes terminales, para garantizar
así la transmisión óptima.
Una estación base apropiada necesita, además del
equipo común, que presenta generalmente una estación base de este
tipo, medios para la asignación de las capacidades de transmisión
para una transmisión simultánea de señales a un número de
terminales móviles a través de varios haces de radio dirigidos, que
comprendan los siguientes componentes:
- -
- un dispositivo de configuración de los haces de radio, para especificar un primer conjunto de candidatos de haces de radio, modificándose los parámetros principales de los haces de radio sólo lentamente en relación con un tiempo de realimentación de los terminales,
- -
- un dispositivo de señalización de los haces de radio, para señalizar a los terminales informaciones acerca de los haces de radio del conjunto de candidatos,
- -
- un dispositivo de transmisión de señales piloto, para emitir señales piloto a breves espacios temporales en relación al tiempo de modificación de los haces de radio, a través de los haces de radio del conjunto de candidatos a los terminales,
- -
- un dispositivo receptor de la retroalimentación, para recibir valores de retroalimentación de los diferentes terminales, que han sido determinados en base a los valores SINR calculados, en cada caso, con ayuda de las señales piloto recibidas para cada haz de radio recibido,
- -
- y un dispositivo de asignación de haces de radio, para asignar, con empleo de los valores de retroalimentación y, cuando sea necesario, otros parámetros, a los diferentes terminales las combinaciones apropiadas de haces de radio para una posterior transmisión de señales.
Se advierte una vez más, que los parámetros
principales - para el procedimiento como para la estación base y/o
el terminal móvil - pueden consistir en forma del haz y potencia.
Por forma del haz se entiende, en este contexto, el módulo y la
fase en todas las direcciones espaciales. En los modos de ejecución
ya descritos de la invención se adaptaron a corto plazo, por
ejemplo, los parámetros como la modulación y codificación para cada
haz de radio. En los demás modos de ejecución se prevé también
adaptar a largo plazo uno o varios de estos parámetros. En este
caso, estos parámetros representan también parámetros
principales.
Por medio de un dispositivo de señalización
apropiado se informa entonces a los usuarios antes de la transmisión
actual de señales útiles en breves espacios temporales a través de
los haces de radio atribuidos.
La estación base precisa, por tanto, para la
optimización de la ejecución del sistema global conforme a la
invención, por un lado, un dispositivo de configuración de haces de
radio, que trabaja con un algoritmo de ajuste a largo plazo, y por
otra parte, un "programador" muy rápido, que, a través de las
señales piloto emitidas a breves espacios temporales y en base a
los valores de retroalimentación determinados de este modo, emprenda
una asignación rápida, constantemente variable, de los haces de
radio del conjunto de haces de radio modificado sólo lentamente a
los terminales individuales.
Por el lado del receptor se emplea
preferentemente un terminal móvil, particularmente durante la
definición de conjuntos de candidatos específicos del usuario de
haces de radio, que presenta un dispositivo receptor para la
recepción de diferentes haces de radio emitidos desde una estación
base y para la recepción de informaciones acerca de un conjunto de
candidatos de haces de radio asignado al terminal. Además, este
terminal móvil tiene que presentar un dispositivo de identificación
de haces de radio, para identificar un haz de radio recibido como
perteneciente al conjunto adicional de candidatos. Adicionalmente se
precisa de un dispositivo de determinación de la calidad del haz de
radio, para determinar un valor SINR para los haces de radio
pertenecientes al conjunto de candidatos en base a las señales
piloto que haya recibido el terminal, en cada caso, a través de los
diferentes haces de radio desde la estación base. Finalmente, el
terminal tiene que presentar un dispositivo de retroalimentación,
para emplear sólo los valores de retroalimentación determinados en
base a los valores SINR para los haces de radio pertenecientes al
conjunto de candidatos del terminal en cuestión a la estación
base.
Está claro, que particularmente también la
estación base y el terminal móvil conformes a la invención pueden
perfeccionarse de manera análoga a las reivindicaciones dependientes
y a la descripción del procedimiento conforme a la invención.
La presente invención se describe a continuación
nuevamente más a fondo con referencia a las Figuras adjuntas
mediante los ejemplos de ejecución. Muestran:
Figura 1 una representación de los vectores de
señal emitidos en una transmisión MIMO multiusuario de conexión de
bajada general desde la estación base a tres terminales y de los
vectores de señal recibidos de los terminales,
Figura 2 una ilustración del problema MIMO
multiusuario de conexión de bajada para tres abonados activos en
una celda,
Figura 3 una representación esquemática de una
posible asignación de haces de radio con seis abonados en una
celda,
Figura 4 un diagrama de flujo para la
aclaración de un modo de ejecución del procedimiento conforme a la
invención,
Figura 5 una representación esquemática de una
retícula de haces de radio (GOB), que cubre un sector de 120º en
torno a una estación base,
Figura 6 una representación de los vectores de
señal emitidos desde la estación base a tres terminales y de los
vectores de señal recibidos de los terminales durante una
transmisión MIMO multiusuario de conexión de bajada conforme a la
invención,
Figura 7 un diagrama para la asignación del
valor SINR a diferentes etapas del MCS durante una optimización de
la eficiencia del ancho de banda,
Figura 8 una representación esquemática de un
ejemplo de ejecución de una estación base conforme a la
invención,
Figura 9 una representación esquemática de un
ejemplo de ejecución de un terminal móvil conforme a la
invención.
En base a las Figuras 1 y 2 se puede aclarar,
por qué con el procedimiento conforme a la invención se pueden
resolver en mayor grado los problemas de administración de los
recursos en un sistema de transmisión MIMO multiusuario de conexión
de bajada:
Si se parte simplificadamente de un canal con el
llamado "Flat Fading" (condiciones de propagación de descenso
plano), es decir, de un canal, cuyas propiedades transmisoras no se
modifiquen sustancialmente dentro del ancho de banda de transmisión
del canal, puede describirse un sistema MIMO, que emplee antenas
receptoras M_{Rk} y emisoras M_{T}, mediante la matriz compleja
M_{Rk}xM_{T} del canal H_{k}(t). El índice k designa
el usuario k-ésimo y/o el terminal k-ésimo. Los símbolos, emitidos
en el instante t por las antenas emisoras M_{T}, se pueden
combinar además en un vector columna x_{k}(t) M_{T}x1 y
los valores detectados (muestras) recibidos en el instante t se
resumen mediante el vector columna x_{k}(t) M_{Rk}x1. Del
mismo modo los valores detectados de ruido (que aparecen por ruidos
térmicos e interferencias intercelda, es decir, interferencias
entre celdas adyacentes) pueden resumirse en el vector de ruido
n_{k}(t) M_{Rk}x1. Una transmisión MIMO de conexión de
bajada para el usuario k-ésimo puede describirse, por tanto, como
sigue:
\newpage
En este contexto se despreció primero, por
simplicidad, la dependencia temporal. Sin embargo, en principio ha
de tenerse en cuenta, que los canales tienen una naturaleza
temporalmente variable. Adicionalmente se introdujo una matriz de
covarianza del ruido (noise covariance matrice) R_{nknk}.
Si se supone una ergodicidad, esta matriz de covarianza puede
estimarse mediante el cálculo del tiempo. En este contexto, debe
considerarse que el termino ruido incluye a las interferencias
intercelulares y, por tanto, está orientado en general espacialmente
(es decir, R_{nknk}\neq\sigma^{2}I).
En la mayoría de casos resulta favorable
emplear, dentro de un intervalo de símbolos, no símbolos complejos
independientes de M_{T}, sino sólo un número reducido
Q_{k}\leqmin(M_{T},M_{Rk}) de símbolos complejos.
Sin embargo, ya que debería emplearse la mayor cantidad de antenas
emisoras posible, para sacar provecho de la ganancia de antena de
la colección de antenas, los símbolos enviados, que forman el vector
columna s_{k} Q_{k}x1, representados linealmente en las antenas
emisoras M_{T}, lo que se designa con frecuencia como el llamado
"linear precoding" (prefiltración lineal). Se obtiene
entonces
con
La matriz F_{k} se designa en este
contexto como "beamforming-matrix" (matriz de
formación de haces) y consiste en los "vectores de formación de
haces" f_{k0}. Los vectores de formación de haces
contienen por consiguiente los parámetros, que determinan en qué
dirección y en qué forma serán irradiados los haces de radio desde
la estación base.
En lo sucesivo se parte de que generalmente a
las diferentes corrientes de datos se les asocian diferentes
potencias P_{\kappa \theta} = E{|s_{\kappa
\theta}|^{2}}. Como en este procedimiento se transmite
simultáneamente con varios haces de radio, representados, en cada
caso por sus vectores de formación de haces, este tipo de formación
de haces se denomina también "generalized beamforming"
(formación generalizada de haces).
Este esquema general se conoce para el caso
especial Q_{k}=1, es decir, para el empleo de sólo un haz de
radios para un usuario individual. En el presente caso se trata, sin
embargo, de procedimientos de multiplexión espacial, en los que se
emplean las Q_{k} corrientes paralelas de datos, para alcanzar un
mayor ratio de flujo, en vez de sólo una mejor separación y/o una
clara amplificación de la colección de antenas y/o de la formación
de haces. Además, se supone que las corrientes parciales de datos
Q_{k} y/o haces de radio se codifican individualmente o que, al
menos una determinación de la calidad del canal para cada haz
individual de radio para la gestión de la capacidad de transmisión,
para la decisión de la planificación y/o para un ajuste de los
esquemas de modulación y de codificación, son importantes.
Las ecuaciones (2) y (3) indicadas anteriormente
hacen referencia a una conexión por radio individual entre una
estación base y un determinado, el k-ésimo, usuario. Sin embargo, en
condiciones reales se emiten, en un sistema MIMO multiusuario,
varios haces de radio desde la estación base simultáneamente a los
más diversos usuarios, lo que se designa convencionalmente como
SDMA (SDMA = Space Division Multiple Access; acceso múltiple por
división de espacio). En este contexto, los diferentes usuarios se
dividen adicionalmente de manera puramente espacial mediante
acentuación de los diferentes haces en TDMA (Space Division Multiple
Access; acceso multiple por división de tiempo), FDMA (Frequency
Division Multiple Access; acceso multiple por división de
frecuencia) y/o CDMA (Code Division Multiple Access; acceso
multiple por división de código). En un sistema MIMO multiusuario
ocurre adicionalmente -tal y como avanzó ya la definición
"MIMO"-, que se prevé más de un haz de radio para un usuario.
Estos procedimientos, en los que varias corrientes de datos
espacialmente separadas se transmiten simultáneamente a la misma
frecuencia y con el mismo código a un usuario, se designan también
como procedimientos SMUX (Spatial Multiplexing; multiplexación
espacial).
La señal recibida por el terminal k puede
describirse, por tanto, generalmente, tal y como sigue:
En la Figura 1 se representa este caso para tres
terminales RX1, RX2, RX3, servidos desde una estación base BS. En
esta Figura se indican también, en cada caso, los vectores de
símbolos de emisión x_{1}, x_{2}, x_{3}
así como los vectores de valores detectados recibidos
y_{1}, y_{2}, y_{3} para los tres
terminales RX1, RX2, RX3, tal y como se obtienen a partir de la
ecuación (4).
Las señales transmitidas a los diferentes
usuarios pasan por el mismo canal MIMO H_{k}. Sin embargo,
los coeficientes de compensación de las antenas, es decir, los
vectores de formación de haces f_{\kappa \theta} (con
\theta =1...Q_{\kappa}) empleados para los diferentes usuarios,
son generalmente diferentes, lo que conlleva a largo plazo
diferentes canales MIMO efectivos. Por tanto, el terminal k-ésimo
puede medir su propio canal H_{k} o incluso el canal
efectivo G_{kk} incluyendo su propio vector de formación de
haces de emisión. La información de las matrices de formación de
haces de emisión F_{\kappa} para los demás usuarios
\kappa\neqk no se da generalmente, ya que esto requeriría una
excesiva señalización previa desde la estación base a los usuarios
individuales.
Para un haz individual de radio q para un
determinado usuarios k (es decir, para el haz de radio, a través
del cual se transmiten los símbolos de datos S_{kq}) se
aplica
El primer término I interesa a la señal actual.
En segundo sumando II especifica la llamada
"auto-interferencia", originada por el hecho
de que al mismo usuario se le transmiten varios haces de radio. El
tercer sumando III indica la llamada "interferencia
intracelda", originada por el hecho de que los haces de radio se
emiten simultáneamente también a otros usuarios de esta celda. El
último sumando IV contiene el ruido general incluyendo las llamadas
"interferencias intercelulares" por haces de radio de celdas
adyacentes.
Para una recepción óptima, los diferentes haces
de radio para un usuario tienen que tratarse en conjunto. Por
tanto, la ecuación (5) no puede emplearse sin reservas. Muestra, sin
embargo, que, en caso de condiciones lineales de recepción, la
señal disponible para el usuario k en un determinado haz de radio q
es una superposición de la señal de interés, de la proporción de
auto-interferencia, de la proporción de
interferencia intracelda, así como de la proporción de
"ruido-más- interferencia intercelular".
Por el lado del receptor se estiman, en caso de
empleo de un receptor lineal, los símbolos transmitidos mediante
ponderación apropiada de los valores detectados individuales en el
vector y_{k}. Esto puede interpretarse como formación de
haces por el lado del receptor. La matriz de formación de haces del
receptor para el k-ésimo usuario puede designarse además como
W_{k}. En este caso el valor estimado para el vector señal
transmitido s_{k} es dado por:
Uno de estas formaciones de haces de recepción
se designa convencionalmente también como filtración espacial
(Spatial Filtering). Los más diversos procedimientos incluyendo el
denominado "Zero-Forcing" (ZF; corrección (de
interferencia) cero) o del "Minimum Mean Square Error"(MMSE;
mínimo error cuadrado medio) pueden aplicarse en el ámbito de la
invención. Todos estos procedimientos son conocidos por el experto,
de forma que no tienen que seguirse explicando.
Para un haz individual de radio q para un
usuario k puede escribirse de nuevo de manera análoga a la ecuación
(5)
También aquí, el primer término I afecta de
nuevo a la señal actual, el segundo sumando II indica la
auto-interferencia, el tercer sumando III la
interferencia intracelda y el último sumando IV el ruido general
incluyendo las interferencias intercelulares.
Esta situación MIMO multiusuario de conexión de
bajada se representa otra vez en la Figura 2 para tres usuarios
activos. En este ejemplo especial se decidió que la estación base BS
envíe dos haces de radio (Q_{1}=2) al terminal RX1, sólo un haz
de radio (Q_{2}=1) al terminal RX2 y tres haces de radio (Q_{3}
= 3) al terminal RX3. Por tanto, el número de haces de radio
enviados simultáneamente es \sumQ_{\kappa}= 6. Estos se
representan mediante seis vectores formación de haces en las antenas
emisoras M_{T} = 8. Cada uno de los receptores emplea un filtro
espacial apropiado, es decir, apropiadas matrices y/o vectores de
formación de haces, para extraer y estimar las señales de interés y
suprimir simultáneamente las interferencias de otros haces de
radio, así como las interferencias intercelulares (no representadas
en la Figura).
Por el lado del recetor se origina, por
consiguiente una razón
señal-a-interferencia-más-ruido
(SINR; Signal to Interference más Noise Ratio) del haz de radio kq
(es decir, del q-ésimo haz de radio detectado por el k-ésimo
usuario) conforme a:
donde se
aplica:
Tal y como puede deducirse de la ecuación (8),
el divisor contiene como sumandos tanto la proporción de
ruido-más-interferencia
intercelular como también la proporción de
auto-interferencia y la proporción de interferencia
intracelda debida a los haces de radio, emitidos a otros usuarios
dentro de la celda. Las ecuaciones (8) y (9) muestran además
claramente, que el valor SINR medido por un determinado terminal
para un determinado haz de radio no depende sólo de la potencia
P_{kq}, con la que se emite el flujo interesante de datos, y de la
inevitable matriz de covarianza de
ruido-más-interferencia intercelda
R_{nknk} y de la matriz del canal MIMO H_{k}. En
el valor SINR entran también las potencias de señal, que se
seleccionaron para otros haces de radio y/u otros usuarios, así
como las matrices de formación de haces F_{\kappa} para
todos los demás usuarios.
Es, por tanto, un problema no trivial, facilitar
desde la estación base a los diferentes terminales una estimación
actual fiable del valor SINR y, por consiguiente, del estado del
canal de los haces individuales de radio; puede efectuarse, por
tanto, esta asignación óptima de los recursos de transmisión.
Siempre que se modifique sólo uno de los vectores de formación de
haces f_{k\theta} y/o uno de los valores de la potencia
P_{k\theta} empleados para estos haces individuales de radio, un
valor SINR medido y/o estimado anteriormente ya no es válido en el
momento de la transmisión posterior. En este contexto debe
considerarse que la selección de la matriz de formación de haces de
recepción, es decir, de la filtración espacial conforme a las
ecuaciones (8) y (9), depende en principio adicionalmente también
de los vectores de formación de haces de emisión y de las potencias
individuales de los haces de radio. Esto complica aún más la
dependencia de los valores SINR estimados individuales para los
diferentes haces de radio de todos los demás vectores de formación
de haces y de las potencias asociadas, tal y como se ha
representado aquí simplificadamente.
Este problema fundamental de falta de fiabilidad
y/o falta de actualidad de los valores SINR y/o de los valores de
retroalimentación RW basados en ellos se evita con el procedimiento
conforme a la invención.
En la Figura 3 se representa una situación
típica de empleo en una celda de una red de radio móvil. Aquí
debería proporcionarse servicio a, en total, seis terminales RX1,
..., RX6 desde una estación base BS. La estación base BS envía para
ello una multitud de haces de radio y/o beams B dirigidos por medio
de su colección de antenas, tal y como se ha descrito
anteriormente, atribuyéndose los diferentes beams B a los usuarios
individuales RX1, ..., RX6. A continuación se describe un posible
procedimiento, con el que la estación base puede asignar a los
usuarios individuales RX1, ..., RX6 los beams disponibles, mediante
un ejemplo preferente de ejecución de la invención.
La Figura 4 muestra más detalladamente los pasos
procedimentales para este procedimiento conforme a la invención. En
el lado izquierdo se representan los pasos individuales efectuados
por la estación base BS, y en el lado derecho se representan los
pasos individuales efectuados, en cada caso, por los diferentes
terminales móviles RX1, ..., RX6.
\newpage
La zona de la Figura 4 por encima de la línea de
puntos muestra además las acciones en el contexto del "ajuste a
largo plazo de los haces de radio", en el que los haces de radio
y/o un conjunto de haces de radio se definen a una escala a largo
plazo y sólo se modifican dentro de intervalos de tiempo en la
escala a largo plazo y/o se adaptan a las condiciones modificadas
de transmisión. Por contraste, por debajo de la línea punteada se
representa la rápida planificación realizada en una escala a corto
plazo, en la que los haces de radio modificados sólo lentamente se
atribuyen temporalmente a los terminales individuales RX1, ...,
RX6.
En el presente caso, el término "a largo
plazo" significa mayor que el tiempo de coherencia y el término
"a corto plazo" considerablemente menor que el tiempo de
coherencia del respectivo canal de transmisión. La "escala a
largo plazo" se encuentra además preferentemente en un orden de
magnitud de algunos 100 ms a s, en contra de lo que la asignación
temporal de los haces de radio durante la rápida planificación se
verifica más bien en el orden de magnitud de ms.
Como los parámetros principales de los haces de
radio, o sea los vectores de formación de haces y las potencias de
emisión, se modifican aquí sólo lentamente en relación con los
tiempos de realimentación, se elimina parcial o incluso hasta
totalmente el problema fundamental discutido antes detenidamente,
que conlleva la falta de fiabilidad el valores SINR y, por
consiguiente, informaciones actuales erróneas del estado del canal,
o sea, se reduce considerablemente la dependencia de los valores
SINR de los parámetros del haz de radio dentro de la celda.
En el ajuste a largo plazo de haces de radio,
tal y como se representa en la Figura 4, la estación base define
primero un conjunto de candidatos KS de haces de radio B. Esto puede
realizarse de las maneras más diversas.
Una solución especialmente simple y, por tanto,
especialmente preferente para la definición del conjunto de
candidatos KS de haces de radio se basa en el concepto de "grid of
beam" ya mencionado. En este contexto se aplica simplemente a la
colección de antenas AA un conjunto predeterminado de vectores de
formación de haces, de forma que ésta emita un número de haces de
radio B, que cubra la totalidad de la superficie de una zona de
cobertura definida de la estación base BS. Esto se representa muy
descriptivamente en la Figura 5. Aquí, la estación base BS cubre
una zona de cobertura VB en forma de sector de 120º con ayuda de un
grid of beam GOB (retícula de haces) con doce haces de radio B,
solapándose, en cada caso, los haces individuales de radio B. La
zona de cobertura VB define la celda, de la cual es responsable la
estación base BS en cuestión, y depende, por consiguiente, de la
posición de la estación base BS, así como de las posiciones de las
demás estaciones base dentro de la red celular. Así podría cubrirse
un mayor sector, cuando sea necesario todo el círculo completo en
torno a la estación base BS, por ejemplo, mediante un número de
haces de radio apropiadamente mayor y/o mediante haces de radio más
amplios. Cuando se desee que los vectores de formación de haces sean
ortogonales, el número de beams B del grid of beam GOB se tiene que
encontrar por debajo del número de antenas de la estación base BS.
Sin embargo, en determinadas circunstancias resulta también
favorable seleccionar el número de haces de radio disponibles, es
decir, el número de haces de radio en el conjunto de candidatos, por
encima del número de antenas, por ejemplo, el doble de haces de
radio. Esto reduce la probabilidad de que los usuarios se encuentren
directamente entre dos haces de radio adyacentes de la retícula de
haces de radio.
Otra posibilidad de definir un conjunto de
candidatos de haces de radio consiste en que primero se constituye
un conjunto de haces de radio ortogonales, que cubre el mismo área
que la suma de todos los llamados "beams propios" consistentes
de los usuarios individuales.
El término "beam propio" se basa en un
planteamiento para aquellos casos, en los que la estación base sólo
transmite a un usuario individual. En la denominada
"long-term Eigenbeamforming" (EBF; formación de
haces propios a largo plazo), la matriz de formación de haces
F_{k} puede determinarse mediante un conjunto de vectores
propios de la matriz de la covarianza del canal MIMO. Además, la
matriz de formación de haces a largo plazo F_{k} para la
transmisión de conexión de bajada puede calcularse en la conexión de
subida a partir de la matriz de formación de haces de transmisión
F_{k,UL} apropiada, dada como sigue:
Los valores propios \lambda1, ..., \lambdar
indican además los factores medios de transmisión de potencia a
largo plazo respecto a los beams a largo plazo asociados (definidos
por los vectores propios del índice apropiado). En base a esto, la
estación base puede definir entonces un conjunto de haces de radio a
largo plazo, que transmiten de media una fracción muy grande de la
energía total (i. d. R. > 95%) al receptor, y puede asignar
adicionalmente a los diferentes beams a largo plazo seleccionados la
potencia de emisión apropiada.
En el caso del concepto conforme a la invención
aquí presente, en el que hay varios usuarios en una celda, puede
constituir asimismo simplemente un conjunto de haces de radio
ortogonales, que cubra el mismo área que los más fuertes beams
propios de todos los usuarios. De este modo se garantiza que no se
deje de considerar ninguna dirección relevante.
En otra variante más simple y, cuando sea
necesario, mejor, los vectores de formación de haces de emisión
para la definición del conjunto de candidatos de haces de radio se
pueden seleccionar considerando también la matriz común de la
covarianza del canal MIMO de todos los usuarios. En este
procedimiento puede determinarse un conjunto de candidatos de -
haces de radio a largo plazo de Q mediante
En esta ocasión se empleó en la ecuación (11),
por simplicidad, la matriz de conexión de bajada-
H_{k}=H_{k,DL}=H_{k,UL}^{T}, aunque ésta sólo sirve para el
procedimiento de transmisión TDD (Time Division Duplexing;
procedimiento de duplicación por división del tiempo). No obstante,
también en los procedimientos FDD (Frequency Division Duplexing;
procedimiento de duplicación por división de la frecuencia) con E
{H_{k,UL}*H_{k,UL}^{T}} (es decir, desde los
canales de conexión de subida, en caso de que se tenga en cuenta por
medio de una transformación de la frecuencia conforme a la
compensación de la frecuencia portadora), o con
E{H_{k}^{H}H_{k}} (es decir, desde los canales
de conexión de bajada más la
Low-Rate-Feedback hasta la estación
base) pueden determinarse las magnitudes apropiadas a largo
plazo.
Una selección tal de un conjunto de candidatos
conforme a ecuación (11) garantiza que para una distribución
desigual de los usuarios dentro de la respectiva celda sólo son
servidas las direcciones, en las que haya también de hecho
usuarios. Hasta tal punto tiene ventajas este planteamiento respecto
al "procedimiento de grid of beam" (GOB) aún más simple,
descrito antes primero para el caso de que el número de haces de
radio en el GOB no se reduzca ulteriormente debido a la información
de la matriz común de la covarianza del canal MIMO.
Para aumentar la equidad durante una decisión
para la definición de un conjunto de candidatos de haces de radio a
largo plazo, se pueden eliminar las pérdidas de ruta y
apantallamientos de la matriz de la covarianza del canal MIMO, lo
que evita, que la selección de los beams esté dominada por los
terminales, que presenten canales especialmente buenos. En este
caso, el conjunto de haces de radio puede determinarse, en vez de
con la ecuación (11), conforme a:
teniéndose en cuenta la
transferencia de energía total media del canal MIMO mediante la
normalización por medio del término
||H_{k}||_{F}^{2}=\sum_{i}\sum_{j}|H_{k,ij}|^{2}.
En ambos casos se puede determinar entonces el número
Q\leqr_{\sum} de haces de radio empleados realmente, así como
las potencias de emisión asignadas a los haces individuales de
radio, por ejemplo, en base a un
Water-Filling-Modell (modelo
agua-relleno) estadístico fundamentado en los
valores propios a largo plazo \lambda_{1},
...,\lambda_{r\sum}. Éste podría llevar, en el caso de un único
usuario individual en la celda, de nuevo al modelo de formación de
haces propios del usuario individual conforme a la ecuación (10). Es
decir, este modelo es un caso especial dentro del modelo general
propuesto.
En la práctica puede resultar ventajoso
sustituir el conjunto de beams propios de la matriz común de la
covarianza del canal MIMO por un conjunto de haces de radio
claramente separados espacialmente, ya que los beams propios
presentan generalmente una forma geométrica muy complicada, lo que
puede afectar negativamente a la posterior planificación rápida.
Para ello, de una retícula regular, preferentemente ortogonal, de
haces de radio (grid of beams) se seleccionan secuencialmente
(comenzando con los más fuertes) aquellos vectores de formación de
haces necesarios para aprovechar, por ejemplo, el 95% de la potencia
total disponible. Para el caso especial del 95% como valor umbral y
de una variante, que garantice una cierta equidad entre los
usuarios, esto significa por ejemplo,
Se selecciona el número mínimo de beams para
correspondiendo el número mínimo
Q\leqM_{T}, para el que se puede cumplir esta condición, al
número de haces de radio en el primer conjunto de candidatos. Para
una maximización de la tasa de transferencia (sin considerar la
equidad) se seleccionaría en cambio una ecuación de manera análoga a
la
(11).
Entonces, en el segundo paso se selecciona un
conjunto de candidatos específico del usuario NKS en base al
conjunto de candidatos de haces de radio así seleccionado, en cada
caso, para los usuarios individuales. De este modo se evita, que
los terminales individuales RX1, ..., RX6 en cada caso intenten
innecesariamente calcular y reenviar los valores de
retroalimentación, para aquellos haces de radio, que no son
apropiados para ellos -ya que cubren, por ejemplo, un área espacial
absolutamente diferente-. En principio, un conjunto de candidatos
específico del usuario puede consistir también, en esta ocasión, en
un único haz individual de radio. Sin embargo, generalmente
comprende varios haces de radio.
La selección de los conjuntos de candidatos
específicos del usuario individuales puede además realizarse
particularmente también en base a las condiciones de contorno
preestablecidas como las condiciones de servicio/calidad,
prioridades del usuario, etc. Adicionalmente, durante la selección
de los conjuntos de candidatos específicos del usuario se emplean
-siempre que estén disponibles- informaciones acerca de la calidad
del canal a largo plazo de los haces individuales de radio, que,
por ejemplo, pueden estimarse por la estación base a partir de los
canales de conexión de subida de los terminales.
En este punto se remarca expresamente, que tanto
para la determinación del conjunto de candidatos en la primera
etapa como también para la selección de los conjuntos de candidatos
específicos del usuario a partir del primer conjunto de candidatos
definido, se pueden emplear cualquier tipo de algoritmos, también
muy complicados. Esto vale asimismo para la determinación de las
potencias emitidas a través de los haces individuales de radio. Los
métodos descritos anteriormente han de entenderse para la
determinación de los conjuntos apropiados de candidatos de haces de
radio y potencias de emisión asociadas sólo como ejemplos de
ejecución actualmente preferentes.
En el contexto de la invención puede realizarse,
en contraste, un ajuste a largo plazo cualquiera de los haces
individuales de radio en el conjunto de candidatos. Esto incluye
particularmente el caso especial, en el que a los usuarios
individuales se les asignan, en cada caso, determinadas antenas.
La implementación exacta es a largo plazo una
cuestión del diseño del hardware y del software en la estación base
y depende, entre otros, de en qué modo y qué informaciones de estado
del canal a largo plazo obtiene la estación base respecto a los
haces de radio dentro del conjunto de candidatos. En la mayoría de
los casos pueden estimarse informaciones a largo plazo del estado
del canal de manera relativamente eficaz a partir del canal de
conexión de subida, ya que las informaciones importantes, necesarias
para el ajuste de los haces de radio a largo plazo, como el ángulo
de propagación, la potencia media de los componentes multivía, etc.,
son generalmente constantes a lo largo de un ancho de banda
relativamente grande.
El procedimiento de ajuste de los haces de radio
a largo plazo empleado en cada caso debería ejecutarse siempre de
tal manera que se eviten las pérdidas innecesarias de energía, así
como la producción de interferencias innecesarias, porque, por
ejemplo, una parte de la potencia emitida no alcanza definitivamente
al usuario deseado.
En el tercer paso representado en la Figura 4 se
asegura entonces que la estación base envía las informaciones
apropiadas del conjunto de candidatos KSI acerca de los conjuntos de
candidatos específico del usuario a los terminales en cuestión RX1,
..., RX6. La estación base envía además a los terminales
individuales RX1, ..., RX6 todas las informaciones necesarias
acerca de los conjuntos de candidatos específico del usuario
definidos anteriormente, particularmente el número de beams Q
dentro del conjuntos de candidatos específico del usuario NKS e
informaciones de identificación, de si un determinado beam pertenece
a un determinado conjunto de candidatos específico del usuario, las
potencias irradiadas en los beams, si estas potencias no se han
definido anteriormente de manera firme, y preferentemente también
acerca de la estructura de las señales piloto asociada, si ésta no
está definida asimismo generalmente. La transmisión de estas
informaciones del conjunto de candidatos IKS se lleva a cabo
preferentemente por un canal general de información, aquí por el
Broadcast Channel (BCH). Tal y como muestra la Figura 4, esta
transmisión de las informaciones del conjunto de candidatos KSI
también se lleva a cabo a una escala a largo plazo, conforme al
ajuste y/o modificación de los beams B individuales en los
conjuntos de candidatos KS, NKS.
Por consiguiente, los terminales individuales
RX1, ..., RX6 reciben correspondientemente, a intervalos temporales
relativamente largos de algunos 100 ms a algunos s, nuevas
informaciones del conjunto de candidatos KSI y saben, por tanto,
qué conjuntos actuales de candidatos NKS están disponibles para
ellos y qué haces de radio B emitidos desde la estación base han de
tener en cuenta en los demás pasos procedimentales representados en
la Figura 4.
Todos los demás pasos procedimentales
representados en esta Figura se efectúan además a una escala a corto
plazo, por ejemplo, a intervalos de ms. En esta ocasión, la
estación base envía primero periódicamente señales piloto a los
terminales individuales RX1, ..., RX6 a través de los haces de
radio, empleándose para la transmisión, por ejemplo, los llamados
SCPiCHs (Secondary Common Pilot Channels; canales piloto comunes
secundarios). Los terminales individuales RX1, ..., RX6 reciben
estas señales piloto sobre los diferentes haces de radio B y pueden
calcular entonces, en cada caso, el valor SINR en un siguiente
paso.
Esto puede aclarase de nuevo mediante la Figura
6. La situación allí representada se limita, nuevamente por
simplicidad, a tres usuarios activos. En esta Figura se muestran los
vectores de señal X_{1}, X_{2}, X_{3}
enviados desde la estación base y los vectores de señal
Y_{1}, Y_{2}, Y_{3} recibidos por los
usuarios individuales RX1, RX2, RX3, para el procedimiento conforme
a la invención. La estación base emplea en esta ocasión para la
definición de los haces individuales de radio una matriz de
formación de haces F_{\sum}, para la cual, conforme a la
invención, el ajuste sólo se lleva a cabo a escala a largo plazo. En
cada haz de radio que pertenezca a una columna de esta matriz de
formación de haces F_{\sum}, se transmite una señal piloto
en el SCPiCH del haz de radio en cuestión, que permite a cada uno de
los k=3 usuarios RX1, RX2, RX3 una estimación fiable de la matriz
efectiva del canal G_{\sum} y/o de las columnas de esta
matriz, que tienen que determinarse para estimar los valores SINR
de todos los haces de radio dentro del conjunto de candidatos. Como
también las potencias P_{\theta} = E{ls_{\sum
\theta}l^{2} para todos los haces de radio se ajustan sólo a una
escala a largo plazo y, por consiguiente, los terminales apropiados
RX1, RX2, RX3 conocen, en cada caso, todos los parámetros
relevantes contenidos en la Figura 6 o pueden medirlos, cada usuario
puede calcular de manera fiable los valores SINR.
En el siguiente paso representado en la Figura 4
se determinan entonces los valores de retroalimentación RW, en cada
caso, en base a los valores SINR estimados por los terminales
individuales RX1, ..., RX6.
Para ello se transforman de manera especialmente
preferente los valores SINR en valores CQI, que contengan el
esquema de modulación y de codificación (MCS) deseado por el
respectivo terminal sobre el haz de radio en cuestión. Dentro de
las especificaciones HSDPA de la norma 3GPP se codifica, por
ejemplo, una etapa MCS dentro de un CQI de 5bits. El empleo de
valores CQI como valores de retroalimentación RW ofrece la ventaja
de que, mediante la selección del esquema de modulación y de
codificación por el terminal en cuestión, la calidad del terminal
se recibe directamente en el valor de retroalimentación RW. Por
consiguiente, la estación base recibe todos los valores necesarios
con muy bajo coste de señalización.
La Figura 7 muestra un ejemplo de cómo puede
determinar el respectivo terminal una etapa MCS en base al valor
SINR estimado. En el diagrama se representa la asignación de etapa
MCS al valor SINR medido, con la condición de que ha de alcanzarse
la máxima tasa de transferencia de la señal. En esta ocasión se
trata de únicamente de un ejemplo. En principio, la selección de la
etapa MCS puede realizarse también en base a de otras condiciones,
por ejemplo, teniendo en cuenta una reducción del
Frame-Error-Rate (ratio de error de
encuadre) o del BitsError-Rate (ratio de error de
bits), etc. En el diagrama se representa adicionalmente el llamado
"límite Shannon", en forma de línea discontinua, que indica la
máxima capacidad de transmisión alcanzable con una codificación
ideal. En la Figura 7 se representan, para una mayor claridad, sólo
6 etapas MCS de un conjunto de 30 etapas MCS en total, tal y como
se emplean convencionalmente dentro de, por ejemplo, la
especificación HSDPA 3GPP. De este juego reducido de 6 etapas MCS
se seleccionaría, por ejemplo, la etapa MCS 20, si se hubiera
determinado un valor SINR entre 8 dB y 13 dB, ya que esta etapa MCS
garantiza la mayor eficiencia del ancho de banda y, por
consiguiente, la máxima tasa de transferencia para este SINR. Por
otra parte, para un valor SINR, por ejemplo, inferior a -7 dB, la
etapa MCS 1 se seleccionaría para alcanzar una tasa máxima de
transferencia.
Los valores de retroalimentación RW determinados
se envían entonces por un canal de conexión de subida UL de los
terminales individuales RX1, ..., RX6 a la estación base BS, que en
base a los valores de retroalimentación RW recibidos emprende la
asignación actual de los haces de radio. En esta ocasión no sólo se
tienen en cuenta los valores de retroalimentación, sino también
otras condiciones, como por ejemplo, las más diversas condiciones
de QoS (QoS = Quality of Service; calidad del servicio), es decir,
por ejemplo, las propiedades garantizadas por el sistema como ratio
de datos, retardo máximo, etc., prioridades de los usuarios
individuales, condiciones de equidad (es decir, si un usuario no ha
sido servido ya durante un mayor tiempo), la eficiencia alcanzable
del ancho de banda o la calidad alcanzable en los terminales
individuales. En esta ocasión, también debería tenerse en cuenta
particularmente, qué habilidades poseen los terminales individuales,
por ejemplo, si transmiten quizás a través de una colección de
antenas y, por consiguiente, pueden procesar varios haces de radio
apropiadamente o poseen únicamente una antena individual. La
estación base obtiene estas informaciones preferentemente tan
pronto como el terminal en cuestión se desplace en la celda de la
estación base, por ejemplo, con Handover signaling (señalización de
transmisión).
Durante la definición de las combinaciones de
haces de radio apropiadas para los usuarios individuales para la
siguiente transmisión es del todo posible, que a algunos usuarios se
les atribuyan varios haces de radio, a otros usuarios sólo un haz
de radio y de nuevo a otros usuarios no se les atribuye en el
siguiente periodo de transmisión ningún haz de radio.
Un ejemplo típico de ello se representa en la
Figura 3. Aquí, la estación base ha seleccionado a largo plazo 4
haces de radio para el conjunto de candidatos a partir de un grid of
beam con 6 haces de radio. Los conjuntos de candidatos específico
del usuario para los usuarios individuales RX1, ..., RX6 son, por
ejemplo, el haz de radio \theta=1 para el primer usuario RX1, los
haces de radio \theta=2 y \theta=3 para el segundo usuario RX2,
el haz de radio \theta=2 para el tercer usuario RX3, los haces de
radio \theta=1 y \theta=2 para el cuarto usuario RX4, el haz de
radio \theta=4 para el quinto usuario RX5 y los haces de radio
\theta=3 y \theta=4 para el sexto usuario RX6. Entonces el
programador ha decidido, en base a los rápidos valores de
retroalimentación CQI y los más diversos o. g. demás parámetros,
seleccionar el haz \theta=1 para el usuario 1, el haz \theta=2
para el usuario tres y los haces \theta=3 y \theta=4 para un
procedimiento SMUX, con el que se sirve al sexto usuario RX6. Se
seleccionaron además etapas MCS adecuadas conformes a los valores
de retroalimentación CQI. Los demás usuarios no serán servidos
temporalmente en el siguiente intervalo de transmisión (TTI),
aunque también se tendrán en cuenta preferentemente, por ejemplo,
durante uno de los TTIs posteriores, cuando sea
necesario.
necesario.
Ahora la estación base tiene que comunicar aún
la decisión de planificación alcanzada a todos los usuarios móviles
antes de la siguiente transmisión de las señales de información, es
decir, los usuarios obtienen las informaciones necesarias, para
poder detectar los siguientes datos de usuario (es decir, qué haz de
radio y/o qué conjunto de haces de radio se emplea para el usuario
en cuestión y posiblemente la decisión al MCS seleccionado, si la
BS se desvía del deseo del MS). Esto puede ocurrir, por ejemplo, a
través de un canal de transmisión o también de canales de control
específicos del usuario.
A continuación se transmite, en el siguiente
TTI, una señal útil, que contenga los datos actuales de voz y/o
multimedia a transmitir a los terminales. Tal y como se sugiere
mediante la flecha de retorno discontinua de la Figura 4, tras la
emisión de las señales útiles desde la estación base se emite
inmediatamente de nuevo una nueva señal piloto y los terminales
RX1, RX2,..., RX6 estiman de nuevo los valores SINR en base a la
señal piloto recibida y determinan, a partir de estos, los valores
de retroalimentación, que se envían de nuevo a la estación base BS,
que entonces asigna a los terminales RX1, RX2,..., RX6 los haces de
radio para el siguiente TTI. Este bucle se repite aquí para cada
TTI. Sólo cuando se efectúe un ajuste de los haces de radio a la
escala a largo plazo, es decir, una variación de los conjuntos de
candidatos, se enviarán desde la estación base de nuevo nuevas
informaciones del conjunto de datos KSI acerca del Broadcast Channel
a los terminales RX1, RX2,..., RX6, que, acto seguido, efectúan las
siguientes estimaciones de los valores SINR en base a los nuevos
conjuntos de candidatos específicos del usuario y parámetros
asociados.
La Figura 8 muestra una representación
esquemática a groso modo de una estación base BS, con la que puede
ejecutarse este procedimiento.
Esta estación base BS presenta una colección de
antenas AA con varias antenas. La colección de antenas AA se
conecta a una unidad transceptora 2 de la estación base BS,
responsable de la recepción y de la emisión de las señales a través
de la la colección de antenas AA. Está claro que esta estación base
BS presenta también todos los demás componentes habituales de una
estación base de este tipo. Por una mayor claridad, en la Figura 8
sólo se representan, sin embargo, los componentes más importantes
para la ejecución del procedimiento.
Uno de estos componentes es un dispositivo de
configuración de los haces de radio 3, que especifica el conjunto
de candidatos de haces de radio B. Es decir, este dispositivo de
configuración de los haces de radio 3 se encarga de la definición
del primer conjunto de candidatos KS y también de la selección de
los haces individuales de radio B para los conjuntos de candidatos
específicos del usuario NKS. El dispositivo de configuración de los
haces de radio 3 obtiene los parámetros necesarios para ello, como
por ejemplo, las condiciones límite y/o estimaciones acerca de las
calidades del canal a largo plazo, de los componentes de la estación
base BS responsables de ello (no representados a fondo).
El dispositivo de configuración de los haces de
radio 3 transmite entonces, por ejemplo, el conjunto de candidatos
específico del usuario NKS a un dispositivo de señalización de los
haces de radio 4, que señaliza a los terminales las informaciones
KSI necesarias acerca de los haces de radio B del conjunto de
candidatos específico del usuario NKS conforme al procedimiento
descrito anteriormente. Para ello se transmiten las informaciones
del conjunto de candidatos KSI a la unidad transceptora 2, que se
encarga entonces de la emisión a través de la colección de antenas
AA.
Tanto el dispositivo de configuración de los
haces de radio 3 como también el dispositivo de señalización de los
haces de radio 4 operan en la escala a largo plazo.
Las informaciones necesarias acerca de los
conjuntos de candidatos específicos del usuario NKS se transmiten
adicionalmente desde los dispositivo de configuración de los haces
de radio 3 a un dispositivo de transmisión de señales piloto 5, que
emite en una escala a corto plazo -, por ejemplo, a intervalos
temporales regulares entre los TTIs individuales - señales piloto
PS a través de los haces de radio B de los respectivos conjuntos de
candidatos específicos del usuario NKS a los terminales.
La estación base presenta además un dispositivo
receptor de la retroalimentación 6, que recibe, a intervalos
asimismo regulares, los valores de retroalimentación RW, por
ejemplo, en forma de valores CQI, desde los terminales individuales
RX1, RX2, ..., RX6 y transmite estos valores de retroalimentación RW
entonces a un dispositivo de asignación de haces de radio 7, el
denominado programador 7. Este dispositivo de asignación de haces de
radio 7 es informado asimismo por el dispositivo de configuración
de los haces de radio de a qué usuarios se les asignan qué
conjuntos de candidatos específicos del usuario NKS.
Entonces, el programador 7 asigna a los
diferentes terminales RX1, ..., RX6 las combinaciones apropiadas de
haces de radio B para una siguiente transmisión de señales, por
ejemplo, para el siguiente TTI, en base a los valores de
retroalimentación RW, a las informaciones acerca de los conjuntos de
candidatos específicos del usuario NKS, así como a otras
informaciones.
La señalización efectuada, antes de la
transmisión actual de señales útiles desde la estación base, a los
terminales a través de los haces de radio asignados se lleva a cabo
por medio de un dispositivo de señalización (no representado), que
puede emplearse también para otros propósitos de señalización.
Tanto el dispositivo de configuración de los
haces de radio 3 como también el dispositivo de señalización de los
haces de radio 4, el dispositivo de transmisión de señales piloto 5,
el dispositivo receptor de la realimentación 6 y el dispositivo de
asignación de haces de radio 7 se pueden diseñar en forma de
software sobre un microprocesador 1 de la estación base BS.
Los dos dispositivos de señalización 4 y 5 y el
dispositivo receptor 6 sirven para inducir a la unidad transceptora
2 a transmitir, en cada caso, las señales apropiadas y/o a partir de
las señales recibidas deducir los valores de retroalimentación RW
apropiados, de forma que estas se puedan enviar al dispositivo de
asignación de haces de radio 7. Estos dispositivos 4, 5, 6 podrían,
por tanto, integrarse particularmente también en otras unidades de
la estación base, particularmente en la unidad transceptora 2. El
dispositivo de configuración de los haces de radio y el programador
7 se pueden realizar en principio también en otras unidades de la
red de radio móvil y asumen las tareas correspondientes a la
estación base en cuestión.
La Figura 9 muestra en forma esquemática a groso
modo un terminal móvil RX1,..., RX6, que puede emplearse en el
procedimiento conforme a la invención.
También aquí se representan por simplicidad sólo
los componentes más importantes para la invención. Es decir, el
terminal móvil RX1, ..., RX6 presenta todos los componentes y
unidades funcionales habitualmente existentes en estos
terminales.
En el presente ejemplo, el terminal RX1,..., RX6
presenta una colección de antenas con dos antenas A_{11},
A_{12}, conectadas de nuevo a una unidad transceptora 8. Un
dispositivo receptor 10 sirve para la recepción de diferentes haces
de radio B emitidos desde una estación base BS y para la recepción
de las informaciones acerca de un conjunto de candidatos NKS de
haces de radio B asignado al terminal. El terminal RX1, ..., RX6
presenta además un dispositivo de identificación de haces de radio
11, para identificar un haz de radio recibido B como asociado al
conjunto de candidatos específico del usuario NKS. Un dispositivo de
determinación de la calidad del haz de radio 12 determina entonces
un valor SINR para los haces de radio B pertenecientes al conjunto
de candidatos NKS, en base a las señales piloto recibidas por el
terminal RX1, ..., RX6, en cada caso, a través de los diferentes
haces de radio B desde la estación base BS. En base a este valor
SINR se determina entonces, en un dispositivo de retroalimentación
13, el valor de la retroalimentación RW, por ejemplo, el valor CQI,
que entonces se reenvía de nuevo a través de la unidad transceptora
8 y de la colección de antenas con las dos antenas A_{11},
A_{12} a la estación base BS.
El dispositivo receptor 10, el dispositivo de
identificación de haces de radio 11, el dispositivo de determinación
de la calidad del haz de radio 12 y el dispositivo de
retroalimentación 13 se implementan aquí de nuevo en forma de
software sobre un microprocesador 9 del terminal RX1, ..., RX6. En
principio, estos dispositivos pueden distribuirse y/o estar
integrados también en los más diversos componentes y dispositivos
funcionales. Así, los aparatos de telefonía móvil existentes
presentan ya generalmente también dispositivos receptores y
dispositivos de retroalimentación apropiados, ya que también en los
anteriores procedimientos los terminales calculan ya valores SINR o
valores similares de la calidad del canal y los reenvían a la
estación base. Sin embargo, es importante para la presente
invención que el terminal móvil RX1, ..., RX6 sea capaz de
identificar un haz de radio B partiendo de si pertenece al conjunto
de candidatos específico del usuario NKS asignado a esta terminal
RX1, ..., RX6 y asegurar, que los valores SINR se determinen de
hecho sólo para estos haces de radio y los valores de
retroalimentación RW basados en ellos se envíen a la estación base
BS.
Finalmente se recalca otra vez, que, en el caso
del procedimiento representado concretamente en las Figuras y
descrito anteriormente de manera detallada, se trata únicamente de
ejemplos de ejecución, que pueden modificarse por parte del
experto, sin abandonar el ámbito de la invención.
Particularmente podrían efectuarse
modificaciones en los detalles del procedimiento individual, para
aplicar el procedimiento -representado hasta ahora diferente de
aquí- no sólo para procedimientos de transmisión
flat-fading, sino también en el caso de canales
selectores de frecuencia. Asimismo, también es posible aplicar el
procedimiento no sólo en caso de modulación y codificación
adaptativas para corrientes de datos individuales, es decir, en
caso de codificación individual de la corriente de datos, sino que
la invención puede aplicarse también en procedimientos, en los que
las corrientes de datos no se codifican individualmente, por
ejemplo, en los denominados
Outer-Channel-Coding-Procedures
(procedimientos de codificación intercanal), en los que la
codificación se lleva a cabo a través de los haces de radio
individuales parciales lejos de un determinado usuario.
Ya que aquí se combinaron los ajustes a largo y
a corto plazo, el procedimiento conforme a la invención se aplica
excelentemente en el intervalo de velocidades bajas a medias de los
terminales individuales dentro de la celda. Sin embargo, el
procedimiento puede ser también de utilidad en el rango de mayores
velocidades del terminal. El procedimiento resulta especialmente
atractivo para los procedimientos FDD, aunque puede ser
particularmente útil a mayor movilidad de los usuarios individuales
y/o velocidades de los terminales en los procedimientos TDD. En
todos los demás aspectos, el procedimiento puede emplearse para
muchass interfaces aéreas cualesquiera, por ejemplo, GSM (Global
System for Movil Communications, 2ª generación de radio móvil),
UMTS (Universal Movil Telecommunication System, 3ª generación de
radio móvil), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access, uno de
los estándares de la 3ª generación de radio móvil),
OFDM-4G (Orthogonal Frequency Division Multiplexing
for 4^{th} Generation Systems), u otros.
Claims (10)
1. Procedimiento para la asignación de
capacidades de transmisión para una transmisión de señales desde una
estación base (BS) de una red de radio celular a un número de
terminales móviles (RX1, RX2,..., RX6)
- -
- en el que la estación base (BS) emite simultáneamente varios haces de radio dirigidos (B) caracterizado porque
- -
- primero se define un primer conjunto de candidatos (KS) de haces de radio (B), cuyos principales parámetros sólo se modifican lentamente en relación con un tiempo de realimentación de los terminales (RX1, RX2,..., RX6),
- -
- la estación base (BS) señaliza a los terminales (RX1, RX2,..., RX6) informaciones (KSI) acerca de los haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS),
- -
- la estación base (BS) emite señales piloto (PS) a breves espacios temporales en relación al tiempo de modificación de los haces de radio, a través de los haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS),
- -
- los terminales (RX1, RX2,..., RX6) determinan, en cada caso, un valor SINR con ayuda de las señales piloto (PS) recibidas para cada uno de estos haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS),
- -
- los terminales (RX1, RX2,..., RX6) transmiten a la estación base (BS), para cada haz de radio recibido (B), en cada caso, un valor de retroalimentación (RW) determinado sobre la base del valor SINR en cuestión,
- -
- y las combinaciones apropiadas de haces de radio (B) para una siguiente transmisión de señales desde la estación base (BS) se atribuyen a los diferentes terminales con empleo de los valores de retroalimentación (RW).
2. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1,
en el que a partir de los haces de radio (B) pertenecientes al
primer conjunto de candidatos (KS) para cada uno de los terminales
se selecciona un segundo conjunto de candidatos específico del
usuario (NKS) de haces de radio (B), que se señaliza en cada caso a
los terminales en cuestión (RX1, RX2,..., RX6), y en el que los
terminales (RX1, RX2,..., RX6), en cada caso, determinan un valor
SINR y transmiten un valor de retroalimentación determinado sobre la
base del respectivo valor SINR (RW) a la estación base (BS), con
ayuda de las señales piloto recibidas (PS) sólo para los haces de
radio (B) del conjunto de candidatos específico del usuario (NKS)
asignado a ellos.
3. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1 ó
2, en el que los parámetros principales del conjunto de candidatos
en cuestión (KS, NKS) de los haces de radio (B) sólo se modifican
lentamente en relación al tiempo de coherencia.
4. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 3, en el que la estación base (BS) transmite
primero a los terminales (RX1, RX2,..., RX6) informaciones acerca de
la estructura piloto de una señal piloto (PS) emitida
posteriormente a través de los haces de radio del conjunto de
candidatos.
5. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 4, en el que los terminales (RX1, RX2,...,
RX6) determinan, en cada caso, un valor de CQI en base al valor SINR
en cuestión como valor de retroalimentación (RW) y lo transmiten a
la estación base (BS).
6. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 5, en el que la estación base transmite
informaciones a los terminales acerca de los haces de radio
pertenecientes al conjunto de candidatos y/o las potencias de
emisión en los haces de radio y/o la estructura piloto a través de
un canal general de información (IK).
7. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 6, en el que se define el primer conjunto de
candidatos a base de de una retícula de haces de radio (GOB), que
comprende un número de haces de radio (B), que cubren la totalidad
de la superficie de una zona de cobertura definida (VB) de la
estación base (BS).
8. Procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 7, en el que los valores de retroalimentación
(RW) definen, en cada caso, un esquema de modulación y de
codificación (MCS), con el que la estación base (BS) transmite a
los diferentes terminales (RX1, RX2,...,RX6) a través de los haces
de radio (B) individuales.
9. Estación base (BS) con medios para la
asignación de capacidades de transmisión para una transmisión
simultánea de señales a un número de terminales móviles (RX1,
RX2,...,RX6) en una red de radio celular a través de varios haces
de radio dirigidos (B), caracterizada por
- -
- un dispositivo de configuración de los haces de radio (3), para definir un conjunto de candidatos de haces de radio, modificándose los parámetros principales de los haces de radio sólo lentamente en relación con un tiempo de realimentación de los terminales,
- -
- un dispositivo de señalización de los haces de radio (4), para señalizar a los terminales (RX1, RX2,...,RX6) informaciones (KS) acerca de los haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS),
- -
- un dispositivo de transmisión de señales piloto (5), para emitir señales piloto (PS) a breves espacios temporales en relación al tiempo de modificación de los haces de radio, a través de los haces de radio (B) del conjunto de candidatos (KS) a los terminales (RX1, RX2, ..., RX6),
- -
- un dispositivo receptor de la retroalimentación (6), para recibir valores de retroalimentación (RW) de los diferentes terminales, que han sido determinados en base a los valores SINR calculados, en cada caso, con ayuda de las señales piloto recibidas (PS) para cada haz de radio recibido (B),
- -
- y un dispositivo de asignación de haces de radio (7), para asignar, con empleo de los valores de retroalimentación (RW), a los diferentes terminales (RX1, RX2,...,RX6) las combinaciones apropiadas de haces de radio (B) para una posterior transmisión de señales.
10. Terminal móvil (RX1, RX2, ..., RX6) a
emplear en un procedimiento según al menos una de las
Reivindicaciones 1 a 8 con
- -
- un dispositivo receptor (10) para la recepción de diferentes haces de radio (B) emitidos desde una estación base (BS) y para la recepción de informaciones (KSI) acerca de un conjunto de candidatos (KS, NKS) de haces de radio (B) asignado al terminal,
- -
- un dispositivo de identificación de haces de radio (11), para identificar un haz de radio recibido (B) como perteneciente al conjunto de candidatos (KS, NKS),
- -
- un dispositivo de determinación de la calidad del haz de radio (12), para determinar un valor SINR para los haces de radio (B) pertenecientes al conjunto de candidatos (KS,NKS) en base a las señales piloto (PS), que el terminal (RX1) haya recibido, en cada caso, de la estación base (BS) a través de los diferentes haces de radio (B),
- -
- un dispositivo de retroalimentación (13), para transmitir a la estación base (BS) los valores de retroalimentación (RW), determinados en base a los valores SINR, sólo para los haces de radio (B) pertenecientes al conjunto de candidatos (KS, NKS) del terminal en cuestión (RX1, RX2,...,RX6).
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