ES2330854T3 - Sistema de control de potencia en una red de comunicaciones moviles. - Google Patents

Sistema de control de potencia en una red de comunicaciones moviles. Download PDF

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Abstract

Elemento de red para su utilización en un sistema para realizar un control de potencia en una red de comunicaciones móviles, que comprende por lo menos una estación base (10), pudiendo conectarse el elemento de red (20) con dicha por lo menos una estación base (10), comprendiendo el elemento de red unos medios de recepción (21) para recibir información de fiabilidad, definiendo dicha información de fiabilidad una calidad de una transmisión de radiocomunicaciones entre dicha estación base (10) y un terminal móvil, unos medios de determinación (23) para determinar una variación de punto establecido del valor objetivo para el control de la potencia, basándose en la información de fiabilidad recibida, unos medios de generación (24) para generar una orden de control de potencia que defina dicha variación de dicho punto establecido del valor objetivo, y unos medios de transmisión (21) para transmitir dicha orden de control de potencia a dicha por lo menos una estación base (10), en el que dicho punto establecido del valor objetivo es un valor objetivo de la relación energía por bit/densidad de potencia de ruido Eb/No, y en el que se define un formato y/o una codificación de dicha orden de control de potencia en una fase de establecimiento del canal y se define de tal manera que es dependiente del portador, en el que dichos medios de transmisión (21) están dispuestos para insertar dicha orden de control de potencia como información de control en un paquete de datos de enlace descendente que contiene únicamente dicha orden de control de potencia y ningún dato del usuario, cuando se requiere dicha orden de control de potencia, mientras no se está transmitiendo ningún paquete de datos de enlace descendente.

Description

Sistema de control de potencia en una red de comunicaciones móviles.
La presente invención se refiere a un método y un sistema para realizar un control de potencia en una red de comunicaciones móviles tal como una red de acceso por radiocomunicaciones de un sistema WCDMA (Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha) como el UMTS (Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universales).
En una red de radiocomunicaciones móviles, la potencia de transmisión de una estación móvil se ajusta mediante un control de potencia de bucle cerrado para mantener la Relación Señal/Interferencia (SIR) recibida del enlace ascendente a un valor objetivo predeterminado de la SIR. Por esta razón, una estación base que controla la estación móvil realiza una estimación de la interferencia recibida total del enlace ascendente en la banda de frecuencias actual. Sobre la base de dicha estimación, la estación base genera órdenes de control de potencia que se transmiten hacia la estación móvil.
Al recibir una orden de control de potencia, la estación móvil ajusta la potencia de transmisión en una dirección determinada con un paso predeterminado. La magnitud del paso es un parámetro que puede diferir entre células de radiocomunicaciones diferentes.
Adicionalmente, se realiza un control de potencia de bucle externo para ajustar el valor objetivo de la SIR usado por el control de potencia de bucle cerrado. El valor objetivo de la SIR se ajusta de forma independiente para cada conexión sobre la base de una calidad estimada de la conexión. Además, se puede ajustar la desviación de potencia entre canales de enlace ascendente. La estimación de la calidad se obtiene basándose en diferentes combinaciones de servicios.
Típicamente, se usa una combinación de un índice de errores de bit y un índice de errores de trama estimados.
En una red de acceso por radiocomunicaciones de un sistema WCDMA, se pueden mezclar libremente servicios por conmutación de paquetes y de circuitos, con anchos de banda variables, y los mismos se pueden distribuir simultáneamente al mismo usuario, con niveles de calidad específicos. Por otra parte, durante una sesión se pueden cambiar los requisitos de los anchos de banda para un usuario. De este modo, en una red de acceso por radiocomunicaciones de este tipo del sistema WCDMA se requiere un control de potencia flexible.
El documento WO-A-97/34439 da a conocer un método y un aparato para proporcionar un control de potencia centralizado en un sistema de comunicación. Cada estación base en el sistema funciona para controlar tanto la potencia del enlace de ida como del enlace inverso. Un administrador del enlace de radiocomunicaciones proporciona un umbral común para determinar el nivel de potencia adecuado de la señal de enlace inverso en cada estación base. El administrador del enlace de radiocomunicaciones proporciona además una relación entre la intensidad de la señal del enlace de ida y la intensidad de la señal piloto para controlar el control de potencia del enlace de ida. El administrador del enlace de radiocomunicaciones proporciona el umbral y la relación de manera uniforme a todas las estaciones base en el sistema, incrementando, de este modo, la capacidad. El mismo control de potencia centralizado puede expandirse para proporcionar un mecanismo para la transferencia suave entre sistemas (en inglés, "intersystem soft handoff").
El documento WO-A-97/34434 se dirige a un control de potencia en un sistema de comunicación de espectro expandido en el que el tamaño del reductor de un umbral de control de potencia es ajustado dinámicamente sobre la base de un número adquirido de marcos de calidad reducida. El tamaño del reductor del umbral aumenta o disminuye dependiendo de una cantidad de borrados de marco detectado por el sistema. Adicionalmente, una calidad de marco de velocidad completa o de subvelocidad se utiliza para ajustar dinámicamente el tamaño del reductor de un umbral de control de potencia.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un elemento de red para realizar un control de potencia flexible.
Este objetivo se alcanza a través de un elemento de red tal como se define en la reivindicación 1 o según cualquiera de las reivindicaciones subordinadas.
Un control de potencia de bucle externo se realiza en un elemento de red que usa una información de fiabilidad fijada por la estación base de tal manera que se puede realizar un procedimiento de control específico según el portador, en el que la señalización del procedimiento se puede efectuar a través del plano de usuario. De este modo, se puede implementar un control de potencia de bucle externo con la flexibilidad necesaria para adaptar los parámetros de control de potencia a las características del portador tales como velocidad de bits, calidad requerida, índice de errores de bit, codificación y entrelazado, y otras similares.
El control de potencia se puede realizar basándose en una información de fiabilidad transmitida desde una pluralidad de estaciones base conectadas al elemento de red, en el que la variación del punto establecido del valor objetivo para el control de potencia se realiza basándose en una consideración de cada información de fiabilidad respectiva transmitida desde la pluralidad de estaciones base hacia el elemento de red, y en el que se transmite la orden de control de potencia a cada una de entre la pluralidad de estaciones base. De este modo, el control de potencia mejorado también se puede realizar en casos de traspasos uniformes, en los que dos o más estaciones base se comunican simultáneamente con un terminal móvil.
La determinación de la variación del punto establecido del valor objetivo para el control de potencia se puede realizar basándose en una selección de la mejor información de fiabilidad o, alternativamente, basándose en una combinación predeterminada de las informaciones de fiabilidad recibidas.
El punto establecido del valor objetivo puede ser una relación objetivo de energía por bit/densidad de potencia de ruido.
Preferentemente, el elemento de red es un controlador de red de radiocomunicaciones en el que están disponibles los parámetros requeridos de las características del portador.
La información de fiabilidad se puede insertar como información de control en un paquete de datos de enlace ascendente tal como una unidad de datos por paquetes (PDU) del Protocolo de Transporte de Plano de Usuario (UPTP). El formato y/o la codificación de la información de control pueden depender del portador. De este modo, la tara de las unidades PDU se puede adaptar al portador y por lo tanto se puede minimizar. Preferentemente, el formato y/o la codificación de la información de control se definen en una fase de establecimiento de canal.
La información de fiabilidad puede comprender un resultado de una comprobación de código de redundancia realizada por la estación base, y/o un parámetro específico del canal. En el caso de que se combinen diferentes ramificaciones de enlace ascendente, se define una información de fiabilidad resultante. De este modo, un control de potencia mejorado también se puede realizar en casos de traspasos más uniformes, en los que una pluralidad de células de radiocomunicaciones que pertenecen a la misma estación base está implicada en la comunicación con el terminal móvil.
La orden de control de potencia generada en el elemento de red se puede insertar como información de control en un paquete de datos de enlace descendente el cual también puede ser una PDU del UPTP. En el caso de que se requiera una orden de control de potencia aunque no se esté transmitiendo ningún paquete de datos de enlace descendente, se transmite un paquete de datos de enlace descendente vacío que contenga únicamente la orden de control de potencia.
La codificación de la orden de control de potencia puede depender del portador para minimizar de este modo la tara de los paquetes de datos de enlace descendente. En particular, la codificación de la orden de control de potencia se puede definir en una fase de establecimiento del canal.
La orden de control de potencia define una variación de la relación energía por bit/densidad de potencia de ruido Eb/No. En particular, la orden de control de potencia puede tener una longitud de un bit para definir un incremento o decremento de la Eb/No. Como alternativa, la orden de control de potencia puede tener una longitud de una pluralidad de bits para definir un valor de cambio de la Eb/No.
En el caso de que en un elemento de red se realice una división de los datos de enlace descendente, la orden de control de potencia se puede duplicar en todas las ramificaciones.
Si se realiza una actividad de canales especializados, la estación base puede fijar en todas las ramificaciones un valor absoluto del punto establecido del valor objetivo. En este caso, se puede redefinir una magnitud del paso para la variación del punto establecido del valor objetivo durante la actividad de canales especializados usando una señalización de la capa 3.
La estación base puede comprender unos medios de comprobación para comprobar un código de redundancia recibido desde la estación móvil, en los que unos medios de generación de la estación base generan la información de fiabilidad basándose en el resultado de la comprobación de los medios de comprobación y/o un parámetro específico del decodificador de canales.
Además, la estación base puede comprender unos medios de fijación del valor objetivo para cambiar el punto establecido del valor objetivo para el control de potencia según la variación definida por la orden recibida de control de potencia. Los medios de fijación del valor objetivo pueden ser controlables para fijar un valor absoluto del punto establecido del valor objetivo. Por otra parte, los medios de fijación del valor objetivo pueden ser controlables para redefinir un valor del paso para la variación del punto establecido del valor objetivo, sobre la base de una señalización de la capa 3.
Los medios de determinación del elemento de red pueden estar dispuestos para determinar la variación del punto establecido del valor objetivo para el control de potencia basándose en cada información de fiabilidad recibida desde una pluralidad de estaciones base, en el que la orden de control de potencia es transmitida por los medios de transmisión de dicho elemento de red a cada una de entre la pluralidad de estaciones base. En este caso, los medios de determinación pueden estar dispuestos para determinar la variación del punto establecido del valor objetivo para el control de potencia basándose en una selección de la peor información de fiabilidad recibida desde la pluralidad de estaciones base, o basándose en una combinación predeterminada de la información de fiabilidad recibida.
Por otra parte, los medios de generación de dicha por lo menos una estación base pueden estar dispuestos para determinar una información de fiabilidad resultante basándose en una pluralidad de informaciones de fiabilidad generadas por una pluralidad de ramificaciones del enlace ascendente. En este caso, los medios de generación de dicha por lo menos una estación base pueden estar dispuestos para determinar la información de fiabilidad resultante basándose en la peor información de fiabilidad de la pluralidad de ramificaciones del enlace ascendente, o basándose en una combinación predeterminada de las informaciones de fiabilidad generadas.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirá más detalladamente la presente invención sobre la base de una forma de realización preferida y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Fig. 1 muestra un diagrama que indica procesados y flujos de información en una estación base o un controlador de red de radiocomunicaciones de servicio, o entre la estación base y el controlador de red de radiocomunicaciones de servicio, respectivamente, de un sistema de control de potencia según una forma de realización de la presente invención; y
la Fig. 2 muestra un diagrama de bloques principal de una forma de realización de la presente invención.
Descripción de una forma de realización
A continuación, se describirá la forma de realización preferida del método y el sistema según la presente invención basándose en una red de acceso por radiocomunicaciones de un sistema WCDMA tal como el UMTS.
En una red de acceso por radiocomunicaciones de este tipo, una estación móvil (MS) está conectada por radiocomunicaciones con por lo menos una estación base (BS) la cual está conectada a un controlador de red de radiocomunicaciones (RNC). En los sistemas basados en el WCDMA, la MS puede estar conectada a varias BS simultáneamente gracias a la macrodiversidad.
La Fig. 1 muestra una BS 10 conectada a un RNC de servicio (SRNC) 20 el cual presta servicio a la célula de radiocomunicaciones en la que está ubicada en ese momento una MS controlada por la BS 10. La BS 10 comprende un transceptor 11 para ejecutar una radiocomunicación con la MS controlada. Además, la BS 10 comprende unos medios de conmutación tales como un conmutador ATM 14 dispuesto para conectar un camino de recepción y un camino de transmisión de la BS 10 con unos medios de conmutación tales como un conmutador ATM 21 del
SRNC 20.
Por otra parte, la BS 10 comprende unos medios 16 de control de potencia que realizan el control de potencia de bucle cerrado para ajustar la potencia de transmisión de la MS basándose en una orden de fijación suministrada desde unos medios de fijación 15 del valor objetivo.
La función detallada del sistema de control de potencia según la forma de realización preferida se describe a continuación basándose en el diagrama mostrado en la Fig. 2. Según la Fig. 2, se muestran el procesado y la transmisión de información en y entre la BS 10 y el SRNC 20, en los que el flujo de procesado comienza en la parte superior de la Fig. 2 y prosigue hacia la parte inferior de la misma.
Inicialmente, se comprueba la calidad de transmisión de la transmisión de radiocomunicaciones entre la MS controlada y la BS 10 basándose en una relación energía por bit/densidad de potencia de ruido Eb/No la cual es una expresión de la condición de transmisión general independiente de la potencia recibida real, la frecuencia de la velocidad de bits, y el factor de ruido del receptor. La relación entre el cociente de la señal muestreada/potencia de ruido [S/N]_{S} y Eb/No depende de la forma de onda de impulsos y las características del filtro de recepción. Debería observarse que en el presente sistema de control de potencia se puede usar cualquier otro parámetro para determinar la calidad de la transmisión.
El procedimiento de comprobación descrito anteriormente se realiza en unos medios de comprobación 12 de la BS 10. Basándose en la calidad comprobada de la transmisión, unos medios de generación 13 de la BS 10 generan una información de fiabilidad que indica la calidad de la transmisión. La información de fiabilidad se suministra al conmutador ATM 14 el cual inserta la información de fiabilidad como información de control en una unidad de datos por paquetes (PDU) de enlace ascendente del Protocolo de Transporte de Plano de Usuario (UPTP), y transmite la PDU de enlace ascendente al SRNC 20.
El conmutador ATM 21 del SRNC 20 recibe la PDU de enlace ascendente y la suministra a unos medios 22 de extracción los cuales están dispuestos para extraer la información de fiabilidad de la PDU de enlace ascendente recibida.
La información de fiabilidad extraída se suministra a unos medios de determinación 23 los cuales determinan una variación del punto establecido de control de potencia basándose en la información de fiabilidad suministrada y teniendo en cuenta las características del portador correspondiente. De este modo, el punto establecido de Eb/No se adapta a las características del portador de la conexión de este momento.
Basándose en la variación determinada del punto establecido, unos medios de generación 24 generan una orden de control de potencia (orden PC) que define la variación del punto establecido. Subsiguientemente, la orden PC se suministra al conmutador ATM 21 el cual inserta la orden PC como información de control en una PDU de enlace descendente de la UPTP, y transmite la PDU de enlace descendente al conmutador ATM 14 de la BS 10.
En la BS 10, el conmutador ATM 14 extrae la orden PC de la PDU de enlace descendente y la suministra a los medios de fijación 15 del valor objetivo. Basándose en la orden PC recibida, los medios 15 de generación del valor objetivo generan una orden de fijación de potencia y la suministran a los medios 16 de control de potencia, de tal manera que el punto establecido del control de potencia se cambia según la orden PC recibida. Subsiguientemente, los medios 16 de control de potencia realizan un control de potencia de bucle cerrado basándose en el punto establecido del control de potencia nuevo, es decir, el punto establecido de Eb/No.
Según la descripción anterior de la forma de realización preferida, el algoritmo de control de potencia de bucle externo está ubicado en el SRNC 20, y, basándose en la información de fiabilidad fijada por la BS 10 e incluida en los datos de usuario de enlace ascendente, se ordena una variación del punto establecido del valor objetivo de Eb/No, el cual será usado por el bucle de control de potencia de enlace ascendente rápido en la interfaz aérea. La variación, es decir, la orden PC, se señaliza hacia la BS 10.
El formato y/o la codificación de la información de fiabilidad en la PDU de enlace ascendente se genera basándose en el portador correspondiente y se define en la fase de establecimiento del canal. Puede estar compuesta, por ejemplo, por los resultados de una comprobación de Código de Redundancia Cíclica (CRC) realizada por los medios de comprobación 12 de la BS 10 sobre grupos de bits, y/o por algunos parámetros específicos de canales tales como un parámetro específico del decodificador de canales u otro similar.
Si con una MS se comunican dos o más BS 10, por ejemplo, en casos de traspasos uniformes, el SRNC 20 recibe dos o más informaciones de fiabilidad en las PDU de enlace ascendente respectivas. En este caso, los medios de determinación 23 del SRNC 20 determinan una información de fiabilidad resultante basándose en una combinación predeterminada tal como un promedio de las informaciones de fiabilidad recibidas o una selección de una de entre las informaciones de fiabilidad recibidas, por ejemplo, la mejor información de fiabilidad. A continuación, la orden de control de potencia se duplica o multiplica y se inserta en las PDU de enlace descendente respectivas transmitidas a las dos o más BS 10 que se comunican con la MS.
Además, en el caso de que en una BS 10 se combinen diferentes ramificaciones de enlace ascendente, por ejemplo, en casos de traspasos más uniformes, en los medios de generación 13 de la BS 10 se define únicamente una información de fiabilidad resultante, la cual se puede obtener, por ejemplo, basándose en la mejor información de fiabilidad de las ramificaciones de enlace ascendente o basándose en una combinación predeterminada de las informaciones de fiabilidad recibidas, o la cual se puede generar basándose en la señal combinada de los sectores.
Si los medios de determinación 23 del SRNC 20 determinan el requisito de una variación del punto establecido de control de potencia y en ese momento no se está transmitiendo ninguna PDU de enlace descendente, el conmutador ATM 21 genera una PDU vacía la cual incluye únicamente la orden PC suministrada desde los medios de generación 24 y ningún dato de usuario. Esto puede producirse, por ejemplo, bien cuando no existe ninguna actividad de datos en la dirección de enlace descendente, o bien cuando la velocidad de transmisión de la PDU de enlace descendente es menor que la velocidad de las órdenes PC.
La codificación de la orden PC generada en los medios de generación 24 es específica del portador y se define en la fase de establecimiento del canal a partir de los parámetros especializados del canal almacenados en el SRNC 20. La orden PC puede ser un simple bit que defina un paso ascendente o descendente predeterminado, es decir, un incremento o decremento del punto establecido de Eb/No. Como alternativa, la orden PC puede ser un número de bits que definen con más precisión la entidad de la variación, es decir, la magnitud de la variación del punto establecido de Eb/No, incluyendo absolutamente ninguna variación.
En el caso de que se realice una división de los datos de enlace descendente en una unidad de Comunicador de Dispositivo de Mediación (MDC) de la red de comunicación, la misma orden de control de potencia se duplica en todas las ramificaciones.
Durante una actividad de canales especializados, los medios de fijación 15 del valor objetivo de la BS 10 pueden ser controlados por una señalización de capa 3 (L3) para fijar un valor absoluto del punto establecido de Eb/No en todas las ramificaciones, para evitar de este modo derivas en los valores del punto establecido de Eb/No de diferentes ramificaciones, las cuales pueden ser provocadas por traspasos. Además, los medios de fijación 15 del valor objetivo se pueden controlar usando una señalización L3 para redefinir una magnitud del paso para la variación del punto establecido de Eb/No.
De este modo, se proporciona un control de potencia de bucle externo que tiene la flexibilidad necesaria para adaptar sus parámetros, es decir, información de fiabilidad, orden PC, magnitud del paso, velocidad de la orden PC, a las características del portador, es decir, velocidad de bits, calidad requerida, índice de errores de bit, codificación y entrelazado y otros aspectos similares.
Debe indicarse que el método y el sistema de control de potencia descritos en la forma de realización preferida se pueden aplicar a cualquier red de radiocomunicaciones móviles que comprenda una estación base conectada a un elemento de red. La descripción anterior de la forma de realización preferida y los dibujos adjuntos están destinados únicamente a ilustrar la presente invención. La forma de realización preferida de la invención puede variar por lo tanto dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
En resumen, se describe un método y un sistema para realizar un control de potencia en una red de comunicaciones móviles, que comprende estaciones base y un elemento de red conectado a las estaciones base, en los que se transmite una información de fiabilidad desde por lo menos una estación base al elemento de red, definiendo la información de fiabilidad una calidad de una transmisión de radiocomunicaciones respectiva entre dicha por lo menos una estación base y un terminal móvil o viceversa. Basándose en la información de fiabilidad transmitida, el elemento de red determina una variación de un punto establecido del valor objetivo para el control de potencia y transmite hacia dicha por lo menos una estación base una orden de control de potencia que define la variación del punto establecido del valor objetivo. De este modo, se puede realizar un procedimiento de control específico del portador y la señalización del procedimiento se puede realizar a través del plano de usuario. Esta implementación proporciona un control de potencia de bucle externo que tiene la flexibilidad necesaria para adaptar sus parámetros a las características del portador de una conexión real.

Claims (5)

1. Elemento de red para su utilización en un sistema para realizar un control de potencia en una red de comunicaciones móviles, que comprende por lo menos una estación base (10), pudiendo conectarse el elemento de red (20) con dicha por lo menos una estación base (10), comprendiendo el elemento de red
unos medios de recepción (21) para recibir información de fiabilidad, definiendo dicha información de fiabilidad una calidad de una transmisión de radiocomunicaciones entre dicha estación base (10) y un terminal móvil,
unos medios de determinación (23) para determinar una variación de punto establecido del valor objetivo para el control de la potencia, basándose en la información de fiabilidad recibida,
unos medios de generación (24) para generar una orden de control de potencia que defina dicha variación de dicho punto establecido del valor objetivo, y
unos medios de transmisión (21) para transmitir dicha orden de control de potencia a dicha por lo menos una estación base (10),
en el que dicho punto establecido del valor objetivo es un valor objetivo de la relación energía por bit/densi- dad de potencia de ruido Eb/No, y en el que se define un formato y/o una codificación de dicha orden de control de potencia en una fase de establecimiento del canal y se define de tal manera que es dependiente del portador, en el que
dichos medios de transmisión (21) están dispuestos para insertar dicha orden de control de potencia como información de control en un paquete de datos de enlace descendente que contiene únicamente dicha orden de control de potencia y ningún dato del usuario, cuando se requiere dicha orden de control de potencia, mientras no se está transmitiendo ningún paquete de datos de enlace descendente.
2. Elemento de red según la reivindicación 1, en el que dichos medios de determinación (23) están dispuestos para determinar dicha variación de dicho punto establecido del valor objetivo para el control de potencia basándose en cada información de fiabilidad recibida desde una pluralidad de estaciones base (10), y en el que dicha orden de control de potencia es transmitida por dichos medios de transmisión (21) hacia cada una de entre dicha pluralidad de estaciones base (10).
3. Elemento de red según la reivindicación 2, en el que dichos medios de determinación (23) están dispuestos para determinar dicha variación de dicho punto establecido del valor objetivo para el control de potencia basándose en una selección de la mejor información de fiabilidad recibida desde dicha pluralidad de estaciones base (10).
4. Elemento de red según la reivindicación 2, en el que dichos medios de determinación (23) están dispuestos para determinar dicha variación de dicho punto establecido del valor objetivo para el control de potencia basándose en una combinación predeterminada de la información de fiabilidad recibida.
5. Elemento de red según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de red es un controlador de red de radiocomunicaciones (20).
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