ES2353481B1 - Procedimiento de gestión de recursos de banda base en redes de comunicaciones móviles que implementan técnicas de cancelación de interferencia. - Google Patents

Procedimiento de gestión de recursos de banda base en redes de comunicaciones móviles que implementan técnicas de cancelación de interferencia. Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de gestión de recursos de banda base (21) en una red de comunicaciones móviles, en la que está disponible al menos una técnica de cancelación de interferencia en enlace ascendente, comprendiendo el procedimiento las etapas de: cuando un usuario móvil demanda recursos de banda base (21), determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no, y: si no hay recursos de banda base libres (214, 32, 42), determinar si hayal menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44) o no, y: si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44), se elimina un usuario móvil de dicho proceso de cancelación de interferencia (36, 46).

Description

Procedimiento de gestión de recursos de banda base en redes de comunicaciones móviles que implementan técnicas de cancelación de interferencia.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a redes de telecomunicaciones celulares o móviles y en particular, a redes de telecomunicaciones celulares o móviles que implementan técnicas de cancelación de interferencia.
Estado de la técnica
En redes de telecomunicaciones móviles hay dos límites de capacidad principales en el enlace ascendente: los recursos de banda base y la interferencia máxima (en 3G, la RTWP, Potencia de Banda ancha Total Recibida, Received Total Wideband Power) de los usuarios. Los recursos de banda base se fijan y conocen por la estación base o nodo B, mientras que la interferencia máxima permitida (en dB) es un parámetro configurable que no puede superarse.
Por ejemplo, en UMTS el consumo de banda base se debe a diferentes tipos de canales: los canales comunes, los canales dedicados (DCH) y los canales dedicados de enlace ascendente mejorados (E-DCH) (enhanced uplink dedicated channels), que comparten todos los mismos recursos de hardware limitados. Los canales dedicados y los canales dedicados mejorados se resumen a continuación.
En la Release 99 de las normas UMTS, se definieron por primera vez los canales dedicados (DCH), tanto de enlace ascendente (UL, uplink) como de enlace descendente (DL, downlink). Se asignan por cada usuario con una velocidad de transferencia de datos (data rate) máxima, una cantidad fija de códigos de ensanchamiento (spreading codes)y asignación de banda base reservada. La tasa de bits (bit rate) máxima de un canal dedicado (DCH) es 384 Kbps.
Después, en la Release 5 de las normas (standards), se definieron los canales HSDPA de enlace descendente.
Por último, se definieron los canales dedicados mejorados (E-DCH) en la Release 6. Estos canales son específicos para enlace ascendente (también conocido como HSUPA). Los canales E-DCH son bastante dinámicos y no tienen una cantidad de recursos fija reservada. La red trata de maximizar el uso de los recursos de radio para los usuarios E-DCH. En cada TTI (intervalo de transmisión de tiempo), los recursos pueden asignarse a cada usuario que demanda cargar (upload) datos. La velocidad de transferencia de datos máxima en canales dedicados mejorados (E-DCH) es 5,7 Mbps con la modulación actual. Si se usa 16QAM, esta velocidad de transferencia de datos máxima se prevé que alcance 11 Mbps.
Dicho de otro modo, la evolución de transmisión de paquetes en enlace ascendente en redes de telecomunicaciones móviles ha llevado a la introducción de varias características nuevas dirigidas a aumentar la tasa de transmisión máxima de enlace ascendente, entre las que normalmente se encuentra el canal dedicado mejorado (E-DCH) hasta 5,76 Mbps así como el futuro E-DCH que usa 16QAM que alcanza hasta 11 Mbps.
Dependiendo de la implementación del proveedor (vendor), los canales de enlace descendente comparten los mismos recursos de hardware con los de enlace ascendente (UL) o no. Por consiguiente, los canales dedicados (DCH) en enlace descendente (DL) y los canales HSDPA pueden también consumir parte de la capacidad de banda base.
En este contexto, los algoritmos de cancelación de interferencia reducen la interferencia cuando descodifican el tráfico de datos de los usuarios. Debe señalarse que proporcionar dichas tasas de transmisión máximas altas (E-DCH en 5,76 Mbps y 11 Mbps) requiere la introducción de técnicas de cancelación de interferencia con el fin de garantizar la disponibilidad de estas tasas de transmisión máximas a gran cantidad de usuarios (capacidad) sin producir asimismo mucha interferencia y por tanto reducir la cobertura de la red.
La figura 1 ilustra una técnica de cancelación de interferencia paralela sencilla convencional implementada en la estación base (o nodo B en un sistema 3G) cuando hay una cancelación de todos los usuarios en un sistema. Un sistema con cancelación de interferencia (IC, Interference Cancellation) está constituido principalmente por varias unidades de detección en cascada (por ejemplo receptores RAKE para la desaleatorización (descrambling) y desensanchamiento (dispreading) para cada usuario. Cada unidad de detección, tras la detección, regenera una réplica (reensanchamiento) de la señal basándose en los símbolos detectados, las respuestas de canal estimadas y los códigos de ensanchamiento de usuario. A continuación, la señal regenerada se inserta con la entrada de las réplicas de señal de todos los demás usuarios activos de la fase anterior. Las réplicas se sustraen (con el fin de cancelar la interferencia) de la señal recibida total original y se forma una decisión de símbolo provisional usando un receptor RAKE estándar y un estimador de respuesta de canal. El estimador de respuesta de canal promedia los símbolos piloto desde dos ranuras consecutivas de la señal de enlace ascendente (por ejemplo, una señal de enlace ascendente WCDMA) con el fin de formar una estimación.
Puede haber tantas etapas como se quiera, pero cada etapa consume un gran número de recursos de hardware de banda base. El algoritmo más sencillo en cuanto a etapas implica realizar un desensanchamiento, a continuación componer de nuevo la señal, sustraer del resto de los usuarios y reanudar un nuevo desensanchamiento. Teniendo en cuenta que la mayor parte del procesamiento de banda base se emplea en el proceso de ensanchamiento/desensanchamiento, el consumo de recursos se multiplica al menos por 3. Para un número dado de usuarios en el sistema, cuanto mayor sea la cantidad de etapas, mayor será la capacidad de radio de enlace ascendente (UL) requerida, así como mayor será el consumo de banda base. Por consiguiente, la activación de cancelación de interferencia (IC) estática convencional puede provocar el bloqueo de recursos asignados a otros servicios.
En resumen, el principal inconveniente de las técnicas actuales de cancelación de interferencia (IC) es que consumen banda base, lo que significa que su activación va agotando recursos de otros servicios considerados de mayor importancia basándose en su impacto sobre la percepción del usuario (tales como la accesibilidad a voz) y en el uso de tráfico global (HSDPA). Con el fin de no tener impacto en el nivel de voz y de HSDPA de servicio (accesibilidad a voz, rendimiento para HSDPA), la única solución disponible actualmente es añadir recursos de banda base adicionales con el fin de reducir o compensar el impacto de la cancelación de interferencia.
Por tanto, hay una necesidad de optimizar la aplicación de las técnicas de cancelación de interferencia (IC) actuales para reducir, en lo posible, el bloqueo de recursos de banda base asignados a servicios importantes.
Sumario de la invención
La presente invención está prevista para abordar la necesidad mencionada anteriormente.
En un primer aspecto de la presente invención se proporciona un procedimiento de gestión de recursos de banda base en una red de comunicaciones móviles, en la que está disponible al menos una técnica de cancelación de interferencia en enlace ascendente. El procedimiento comprende las etapas de: cuando un usuario móvil demanda recursos de banda base, determinar si hay recursos de banda base libres o no, y: si no hay recursos de banda base libres, determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil o no, y: si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil, se elimina un usuario móvil de dicho proceso de cancelación de interferencia.
Preferentemente, si la etapa de determinar si hay recursos de banda base libres o no da como resultado que hay recursos de banda base libres, se ejecuta una asignación de recursos de banda base libres.
Preferentemente, si la etapa de determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil o no, da como resultado que no hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil, se ejecuta un algoritmo de control de congestión.
La etapa de determinar si hay recursos de banda base libres o no, se realiza preferentemente o bien periódicamente
o cuando se activa un cierto evento.
Si dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres o no se realiza cuando se activa un cierto evento, dicho evento que se activa es la adición o reconfiguración de un nuevo enlace de radio. Como alternativa, dicho evento que se activa es una demanda de rendimiento (throughput) desde un usuario móvil de HSDPA. En esta realización, si la etapa de determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil o no, da como resultado que no hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil, los recursos de banda base disponibles se comparten por todos los usuarios móviles actuales.
Como alternativa, dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres o no se realiza por una demanda de rendimiento desde un canal dedicado mejorado. Esto se realiza preferentemente después de comprobar que no hay congestión de interferencia entre los usuarios móviles. Si hay congestión de interferencia entre los usuarios móviles: se determina si hay recursos de banda base libres o no, y si no hay recursos de banda base libres, se ejecuta un algoritmo de control de congestión. Como alternativa, si hay congestión de interferencia entre los usuarios móviles: se determina si hay recursos de banda base libres o no, y si hay recursos de banda base libres, se activa un proceso de cancelación de interferencia para reducir la interferencia.
En una realización particular, la etapa de eliminar un usuario móvil de dicho proceso de cancelación de interferencia se realiza según el siguiente criterio: se elimina el usuario móvil que provoque menos elevación-sobre-ruido térmico (Rise-over-Thermal noise).
En una realización particular, el procedimiento se gestiona mediante un planificador de tareas (scheduler)enuna estación base o nodo B.
Como puede observarse, el uso de los algoritmos de cancelación de interferencia (IC) convencionales está relacionado con el nivel efectivo de tráfico en las estaciones base o nodos B, y más específicamente con la cantidad de recursos de banda base que están usándose en cada momento. En el procedimiento de la invención, la utilización de banda base para IC (así como su rendimiento) se ajusta dinámicamente basándose en el consumo actual de banda base, de modo que, si se necesita más banda base con el fin de admitir servicios que usan, por ejemplo, canales DCH o HSDPA, los rendimientos en el enlace ascendente se reducen e intercambian con mayor disponibilidad de banda base.
En un aspecto adicional de la presente invención se proporciona una entidad de red de una red de comunicaciones móviles que comprende medios para llevar a cabo el procedimiento mencionado anteriormente. En particular, comprende: medios para determinar si hay recursos de banda base libres o no; medios para determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil o no; medios para añadir o eliminar al menos un usuario móvil de un proceso de cancelación de interferencia. Esa entidad de red es una estación base o un nodo B.
Por último, la invención se refiere también a un programa informático que comprende medios de código de programa informático adaptados para realizar la etapas del procedimiento mencionado anteriormente cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador, un procesador de señales digitales, una disposición de puertas programables en campo, un circuito integrado de aplicación específica, un microprocesador, un microcontrolador, o cualquier otra forma de hardware programable.
Las ventajas de la invención propuesta se harán evidentes en la descripción siguiente.
Breve descripción de los dibujos
Para completar la descripción y con el fin de ofrecer una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman una parte integral de la descripción e ilustran una realización preferida de la invención, que no debe interpretarse como restrictiva del alcance de la invención, sino más bien como un ejemplo de cómo puede realizarse la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:
La figura 1 muestra una representación esquemática de una técnica de cancelación de interferencia paralela sencilla convencional implementada en una estación base (o nodo B).
La figura 2 muestra una representación esquemática del consumo de recursos de banda base en un nodo B según una realización de la presente invención.
La figura 3 muestra un flujo de datos del procedimiento de la invención aplicado a canales HSDPA y dedicados según una realización de la presente invención.
La figura 4 muestra un flujo de datos del procedimiento de la invención aplicado a canales dedicados mejorados según una realización de la presente invención.
La figura 5 muestra una representación esquemática de la eliminación de un usuario de un algoritmo de cancelación de interferencia implementado en una estación base (o nodo B) según una realización de la presente invención.
Descripción de realizaciones preferidas de la invención
En el contexto de la presente invención, el término “llamada” se refiere a una sesión de paquetes conmutados (packet-switched session) o sesión de circuitos conmutados (circuit-switched session) sobre una portadora radio.
En este texto, el término “comprende” y sus derivados (tales como “que comprende”, etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como que excluyen la posibilidad de que lo que se ha descrito y definido pueda incluir elementos, etapas, etc. adicionales.
La implementación de una realización ejemplar de la presente invención puede llevarse a cabo según lo siguiente:
Cuando se empieza a admitir usuarios, se activa la cancelación de interferencia de enlace ascendente puesto que mejora el rendimiento de la red en el enlace ascendente (esto significa que hay menos Rise Over Termal Noise) (elevación de ruido térmico) para el mismo número de usuarios). Debe señalarse que el algoritmo usado para la cancelación de interferencia está fuera del alcance de la presente invención. Cualquiera de los algoritmos de IC convencionales puede usarse con el procedimiento descrito en el presente documento. La activación de IC consume una parte de los recursos de banda base 213 instalados del nodo B. El procedimiento de asignación 21 de banda base global se representa en la figura 2.
La figura 2 muestra una representación esquemática del consumo de recursos de banda base en un nodo B. El bloque 21 representa la capacidad de banda base total disponible. Esta capacidad 21 de banda base total se usa para fines diferentes en un modo variable, que se explica a continuación.
En primer lugar (con significado de mayor prioridad), se asignan los canales comunes, los canales dedicados (DCH) y el canal de alta velocidad (DCH/HS), como se muestra en el bloque 211. Los canales dedicados (DCH) y el canal de alta velocidad (DCH/HS) comprenden todos los canales dedicados como se describe en la Release 99 de las normas UMTS (tanto de enlace ascendente como de enlace descendente) y los canales HSDPA (de enlace descendente). La cantidad de capacidad de banda base 211 asignada a estos canales es variable y depende de la demanda de tráfico.
Una vez asignados los canales comunes, canales dedicados y canales de alta velocidad, se asignan los canales dedicados mejorados (E-DCH) (bloque 212). Estos canales dedicados mejorados (E-DCH) se conocen también como los canales HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, acceso por paquetes en enlace ascendente de alta velocidad). Esta asignación es también variable y también depende de la demanda de tráfico.
Tras asignar los canales comunes, dedicados y de alta velocidad y los canales dedicados mejorados, la capacidad de banda base 213 restante se destina a algoritmos de cancelación de interferencia (IC). A diferencia de las técnicas de IC convencionales, que reservan una cantidad de recursos fija de banda base a técnicas de cancelación de interferencia, en la presente invención esta cantidad de recursos de banda base 213 cambia dinámicamente en relación a la demanda de tráfico.
Por último, en el caso de que, en un determinado instante de tiempo, los canales comunes, dedicados y de alta velocidad 211, los canales dedicados mejorados 212 y las técnicas de cancelación de interferencia 213 no consumen toda la capacidad de banda base 21 disponible, queda libre en el sistema algo de capacidad de banda base 214.
Debe señalarse que el bloque 21 y sus subbloques 211 212 213 214 como se ilustra en la figura 2 representan un ejemplo particular de la asignación de capacidad de banda base. Esto significa que, por ejemplo, los canales comunes, dedicados y de alta velocidad 211 y/o los canales dedicados mejorados 212 pueden consumir tantos recursos de banda base que muy pocos pueden dedicarse a técnicas de cancelación de interferencia 213. Es posible asimismo que no haya recursos de banda base libres 214 en absoluto. Esta asignación se controla mediante un planificador de tareas en el nodo B.
El bloque 24 en la figura 2 se refiere a la demanda de recursos de banda base de algoritmos de HSDPA. Como puede observarse, las principales variables (o entradas) que afectan a tal demanda son: la potencia máxima para alta velocidad (HS), los parámetros de calidad de servicio (QoS) y la información de equipo de usuario (UE), tal como la categoría, CQI (continuous quality improvement, mejora continua de la calidad), etc. A partir de esta información, los diferentes algoritmos de HSDPA (que están fuera del alcance de la presente invención) demandan una cierta asignación de recursos de banda base y obtienen, como respuesta, una cierta asignación de banda base desde el planificador de tareas. Esto normalmente se realiza de manera periódica.
El bloque 25 de la figura 2 se refiere a la demanda de recursos de banda base de algoritmos (que están fuera del alcance de la presente invención) que gestionan canales dedicados (DCH), tanto de enlace ascendente como de enlace descendente. Cada vez que se añade o se reconfigura un nuevo enlace de radio, se demanda cierta asignación de recursos de banda base al planificador de tareas del nodo B. Como respuesta, la demanda o bien se acepta (y se reservan recursos de banda base) o se rechaza (en el caso de que no haya recursos de banda base disponibles). Esto normalmente se realiza cada vez que se añade o se reconfigura un nuevo enlace de radio.
El bloque 23 de la figura 2 se refiere a la demanda de recursos de banda base de canales dedicados mejorados (E-DCH). Dependiendo de la implementación del proveedor, esta demanda de recursos de banda base 23 puede aplicarse no sólo a enlace ascendente E-DCH, sino también a tanto enlace ascendente E-DCH como enlace ascendente DCH. Como puede observarse, las principales variables (o entradas) que afectan a tal demanda son: la carga de RTWP (Received Total Wideband Power, potencia de banda ancha total recibida) y la RTWP máxima configurada, los parámetros de calidad de servicio (QoS) y la información de equipo de usuario (UE), tal como la categoría, margen de potencia de UE (cantidad de dB todavía disponible en un UE antes de alcanzar un valor máximo de potencia transmitida) y el descontento respecto al UE. A partir de esta información, los diferentes algoritmos de E-DCH que gestionan la asignación de E-DCH por cada usuario (que están fuera del alcance de la presente invención) demandan al planificador de tareas una cierta asignación de recursos de banda base y obtienen, como respuesta, de la cantidad de recursos de banda base 21 totales, cierta asignación de banda base. Esto se realiza normalmente de manera periódica. Esto se realiza después de haber cumplido con la asignación de recursos de banda base demandados para canales comunes y canales DCH/HS (bloque 211).
A continuación, se describe el bloque 22 y su interacción con otros bloques de la figura 2. Este bloque 22 representa la asignación dinámica de recursos de banda base según se demanda mediante algoritmos de cancelación de interferencia (IC).
El bloque 22 se refiere a la demanda de recursos de banda base de algoritmos de cancelación de interferencia (IC) (que están fuera del alcance de la presente invención). Como se explicó anteriormente, estos algoritmos de IC van dirigidos a reducir la interferencia cuando se descodifica el tráfico de datos de los usuarios, pero consumen recursos de banda base 21. Un algoritmo de IC demanda recursos de banda base a la capacidad de banda base 21 con el fin de ejecutar la cancelación de interferencia. Si hay recursos disponibles después de asignar los canales comunes, los canales dedicados, el canal de alta velocidad (DCH/HS) y los canales dedicados mejorados (E-DCH), algunos recursos 213 de banda base se asignan para cancelación de interferencia. Esto difiere de los procedimientos de la técnica anterior, en los que se asigna una cantidad de recursos de banda base estática (fija) para técnicas de IC. Además, cuando la demanda de canales comunes, canales dedicados y canal de alta velocidad (DCH/HS) (recuadro 211) y/o la demanda de canales dedicados mejorados (E-DCH) (recuadro 212) es alta, el planificador de tareas pide al algoritmo 22 de IC que elimine usuarios de IC, liberando de este modo recursos de banda base 213.
Por tanto, la invención se centra en la asignación/desasignación de banda base de IC (recuadros 22 y 213) y en su interacción con otros recuadros en el sistema, estando la asignación de banda base para DCH, E-DCH y HSDPA fuera del alcance de esta invención.
Como se explicó anteriormente, el procedimiento actual considera el comportamiento de técnicas de IC menos importante que la disponibilidad de recursos de banda base con el fin de proporcionar accesibilidad para servicios que usan DCH, HSDPA o E-DCH.
El algoritmo seguido por el procedimiento de la invención se ilustra en las figuras 3 (DCH y HSDPA)y4(E-DCH).
En particular, el algoritmo usado en relación con los canales DCH y HSDPA se ilustra en la figura 3 y es como sigue:
Por una parte, los canales comunes siempre están reservados, y los canales dedicados (DCH) están reservados durante toda la llamada, de modo que la cantidad de recursos de banda base asignados para estos canales 211 se mantiene hasta que se activa un evento. El algoritmo en el planificador de tareas del nodo B para estos canales DCH es:
-
En el caso de que se añada o se reconfigure un nuevo enlace de radio (entre el equipo de usuario y nodo B) (recuadro 311), el nodo B comprueba los recursos de banda base 21 (figura 2). Si hay recursos de banda base disponibles (libres) (recuadro 32), se asignan al DCH demandado (recuadro 33):
Si uno o más usuarios está cancelándose en el proceso de IC (es decir, si está usándose un algoritmo de IC para cancelar la contribución de uno o más usuarios) (recuadro 34):
Mientras no haya recursos BB suficientes para realizar la adición/reconfiguración de ese nuevo enlace de radio (recuadro 32), entonces
se activa la eliminación de un usuario que está consumiendo recursos de banda base asignados a IC (recuadro 36), liberando por tanto recursos de banda base.
Fin mientras
Si no
Realizar las típicas acciones de algoritmo de RRM (radio resource management, gestión de recurso de radio) para el control de congestión (recuadro 35), por ejemplo procedimientos de apropiación (preemption), para asignar al usuario a expensas de degradar a otros usuarios/servicios con menor importancia.
Fin
Por otra parte, los algoritmos que gestionan los canales HSDPA (recuadro 24 en la figura 2) se comportan de un modo diferente: el planificador de tareas periódicamente (por ejemplo, cada 2 ms) comprueba si se requiere un rendimiento mayor y asigna una cierta cantidad de recursos de banda base a un canal HSDPA de usuario. Debe señalarse que el comportamiento en relación con canales HSDPA es diferente del de DCH: Mientras que los DCH o bien se asignan o bien no se asignan, dependiendo de la cantidad de recursos de banda base, al canal HSDPA se le puede asignar una tasa de bits mayor o menor, dependiendo de, entre otros motivos, la cantidad de recursos de banda base 21 disponibles (figura 2).
Si el rendimiento promedio de enlace descendente (DL) (medido a lo largo de un periodo de tiempo) por cada usuario o por cada célula está limitado por el ancho de banda disponible, y si el rendimiento DL puede aumentarse significativamente reduciendo los comportamientos de IC (hasta completar la desactivación de IC), la eliminación de usuarios de IC se activa por el planificador de tareas como en el caso de DCH hasta alcanzar el rendimiento DL objetivo (medido a lo largo del tiempo). Las etapas detalladas del algoritmo en el planificador de tareas del nodo B para este canal HSDPA son las mismas que para el DCH y también se ilustran en la figura 3:
-
En el caso de que un canal HSDPA requiera un rendimiento mayor (recuadro 312), el nodo B comprueba los recursos de banda base 21 (figura 2). Si hay recursos de banda base disponibles (libres) (recuadro 32), se asignan al HSDPA demandado (recuadro 33):
Si uno o más usuarios está siendo cancelado en el proceso de IC (es decir, si está usándose un algoritmo de IC para cancelar la contribución de uno o más usuarios) (recuadro 34):
Mientras no haya recursos BB suficientes para realizar el aumento del rendimiento HSDPA (recuadro 32), entonces
Se activa la eliminación de un usuario que está consumiendo recursos de banda base asignados a IC (recuadro 36), liberando por tanto recursos de banda base.
Fin mientras Si no
Compartir los recursos de banda base disponibles entre todos los usuarios en el planificador de tareas (recuadro 35) según un algoritmo que está fuera del alcance de esta invención (por ejemplo, la equidad proporcional (proportional fair), orden cíclico (round robin), etc.).
Fin
La figura 4 muestra un flujo de datos del procedimiento de la invención aplicado a canales dedicados mejorados (E-DCH) (recuadro 23 en la figura 2) según una realización de la presente invención. Los E-DCH son similares al HSDPA pero en enlace ascendente, es decir el sistema trata de maximizar el rendimiento del usuario. Por tanto, o bien periódicamente o basándose en un cierto evento, se activa la posibilidad de asignar más recursos para proporcionar más rendimiento cuando lo demanda el UE (recuadro 411). A continuación, lo primero que hay que hacer es comprobar si la RTWP (interferencia) supera un cierto umbral de congestión (recuadro 412).
Si no hay congestión de interferencia (RTWP) (recuadro 412) entonces se comprueba si:
Si hay recursos de banda base libres (recuadro 42), entonces se asignan a los usuarios E-DCH (recuadro 43).
Else
si hay al menos un usuario en el proceso de IC (recuadro 44), entonces se activa la eliminación de un usuario que está consumiendo recursos de banda base asignados a IC (recuadro 46), liberando de este modo recursos de banda base. Y los recursos entonces se asignan.
Else
si no hay usuario en el proceso de IC (recuadro 44), entonces se activan los algoritmos de control de congestión convencionales (recuadro 45).
Else
si hay congestión de interferencia (RTWP) (recuadro 412) entonces se comprueba si:
Si hay recursos de banda base libres (recuadro 413), se activa un proceso de cancelación de interferencia para reducir la interferencia.
O (si no hay recursos de banda base libres (recuadro 413)),
entonces se ejecutan procesos de control de congestión convencionales (recuadro 45) normalmente para reducir el rendimiento y por tanto reducir la interferencia.
Para estos E-DCH, el objetivo es usar el máximo número de recursos de banda base 212 (figura 2) asignados dinámicamente a cada usuario. Para la asignación de E-DCH de tasa de bit, el planificador de tareas realiza el algoritmo periódicamente (por ejemplo, cada 2 ms TTI (Transmission Time Interval, intervalo de transmisión de tiempo), que se usa para UE de alta categoría). Hay varias entradas para el algoritmo, como se esquematiza en la figura 2 (recuadro 23):
-
La cantidad de capacidad de banda base 21 disponible después de reservar los canales DCH, comunes y HSDPA 211.
-
La carga de RTWP actual, que proporciona la interferencia generada en cada momento, y la máxima RTWP que puede alcanzarse.
-
La información de los usuarios, relativa a parámetros de QoS para distribuir en consecuencia los recursos por prioridad y la información de la transmisión UL tal como categoría de UE para saber la velocidad de transferencia de datos máxima, el margen de potencia de UE para saber si el UE puede transmitir con más potencia, y el bit que indica contento/descontento de UE que da información acerca del almacenamiento de datos de UE que requiere más tasa de bit o no.
Cuando se asigna la tasa de bits de E-DCH por cada usuario basándose en los parámetros mencionados anteriormente, si los recursos de banda base requeridos no son suficientes, se activa de nuevo la eliminación de usuarios de IC en los procesos de IC.
La figura 5 muestra una representación esquemática de la eliminación de un usuario a partir de un algoritmo de cancelación de interferencia implementado en una estación base (o nodo B).
A continuación, los criterios para seleccionar el usuario o usuarios cuyas señales van a eliminarse del proceso de IC es como sigue: Puede haber diferentes alternativas para elegir el usuario o usuarios que van a eliminarse del procedimiento de IC. Preferentemente, el criterio es eliminar el usuario que provoca menos ruido RoT (Rise over Thermal). De este modo la ganancia de la IC se mantiene alta debido a que los usuarios interferentes que más interfieren todavía se cancelan.
De manera similar, puede haber un aumento en la utilización de banda base de IC 213: Como ya se ha mencionado el algoritmo de E-DCH usado asigna una cierta tasa de bit a cada usuario. Esto significa que, basándose en los parámetros ya mencionados que influyen en la asignación de E-DCH por cada usuario, el rendimiento en enlace ascendente es variable. Si el criterio más restrictivo es el ruido RoT (Rise over Thermal) y hay recursos de banda base 214 disponibles, puede activarse la IC y aumentarse su comportamiento añadiendo usuarios al proceso de IC.
A continuación, se describen los criterios para seleccionar el usuario o usuarios cuyas señales van a añadirse al proceso de IC: Preferentemente, los usuarios elegidos son los más interferentes. Es posible adoptar criterios alternativos.
En conclusión, la invención permite a los operadores de redes de comunicaciones móviles optimizar la cantidad de recursos de banda base que van a instalarse en situaciones en las que se activa la cancelación de interferencia (IC).
Aunque se ha descrito una realización ejemplar que ilustra una situación en la que la red de comunicaciones móviles es una red 3G, en cuyo caso el procedimiento se ejecuta en un nodo B, la invención es aplicable a cualquier red de comunicaciones móviles en la que se disponga de técnicas de cancelación de interferencia.
La invención no se limita obviamente a las realizaciones específicas descritas en el presente documento, sino que engloba asimismo cualquier variación que cualquier experto en la técnica pueda considerar (por ejemplo, respecto a la elección de componentes, configuración, etc.), dentro del alcance general de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de gestión de recursos de banda base (21) en una red de comunicaciones móviles, en la que está disponible al menos una técnica de cancelación de interferencia en enlace ascendente, estando caracterizado el procedimiento por las etapas de:
    -
    cuando un usuario móvil demanda recursos de banda base (21), determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no, y:
    -
    si no hay recursos de banda base libres (214, 32, 42), determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44) o no, y:
    -
    si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44), se elimina un usuario móvil de dicho proceso de cancelación de interferencia (36, 46).
  2. 2.
    El procedimiento según la reivindicación 1, en el que, si la etapa de determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no da como resultado que hay recursos de banda base libres (214, 32, 42), se ejecuta una asignación de recursos de banda base libres (33, 43).
  3. 3.
    El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que, si la etapa de determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44)
    o no, da como resultado que no hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44), se ejecuta un algoritmo de control de congestión (35, 45).
  4. 4.
    El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no, se realiza o bien periódicamente (411) o cuando se activa un cierto evento (311, 312, 411).
  5. 5.
    El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no se realiza cuando se activa un cierto evento (311, 312, 411), siendo dicho evento (311, 312, 411) que se activa la adición o reconfiguración de un nuevo enlace de radio (311).
  6. 6.
    El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no se realiza cuando se activa un cierto evento (311, 312, 411), siendo dicho evento (311, 312, 411) que se activa una demanda de rendimiento desde un usuario móvil de HSDPA (312).
  7. 7.
    El procedimiento según la reivindicación 6, en el que, si la etapa de determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34) o no, da como resultado que no hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34), los recursos de banda base disponibles se comparten por todos los usuarios móviles actuales (35).
  8. 8.
    El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no se realiza por una demanda de rendimiento de un canal dedicado mejorado (411).
  9. 9.
    El procedimiento según la reivindicación 8, en el que dicha etapa de determinar si hay recursos de banda base libres (42) o no se realiza después de comprobar que no hay congestión de interferencia (412) entre los usuarios móviles.
  10. 10.
    El procedimiento según la reivindicación 9, en el que, si hay congestión de interferencia (412) entre los usuarios móviles:
    determinar si hay recursos de banda base libres (413) o no, y
    -
    si no hay recursos de banda base libres (413), se ejecuta un algoritmo de control de congestión (415).
  11. 11. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que, si hay congestión de interferencia (412) entre los usuarios móviles:
    determinar si hay recursos de banda base libres (413) o no, y
    -
    si hay recursos de banda base libres (413), se activa un proceso de cancelación de interferencia (414) para reducir la interferencia.
  12. 12.
    El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha etapa de eliminar un usuario móvil de dicho proceso de cancelación de interferencia (36, 46) se realiza según el siguiente criterio: se elimina el usuario móvil que provoca menos elevación-sobre-ruido térmico.
  13. 13.
    El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, estando gestionado dicho procedimiento por un planificador de tareas en una estación base o nodo B.
  14. 14.
    Una entidad de red de una red de comunicaciones móviles configurada para llevar a cabo el procedimiento según cualquier reivindicación anterior, comprendiendo dicha entidad de red:
    -
    medios para determinar si hay recursos de banda base libres (214, 32, 42) o no;
    -
    medios para determinar si hay al menos un proceso de cancelación de interferencia que cancela la interferencia provocada por al menos un usuario móvil (34, 44) o no;
    -
    medios para añadir o eliminar al menos un usuario móvil de un proceso de cancelación de interferencia (36, 46).
    siendo dicha entidad de red una estación base o un nodo B.
  15. 15. Un programa informático que comprende medios de código de programa informático adaptados para realizar las etapas del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 13 cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador, un procesador de señales digitales, una disposición de puertas programables en campo, un circuito integrado de aplicación específica, un microprocesador, un microcontrolador, o cualquier otra forma de hardware programable.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200900329
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 05.02.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : H04B1/707 (01.01.2011) H04W72/08 (01.01.2009)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    WO 02103920 A2 (TELCORDIA TECH INC) 27.12.2002, página 15, línea 22 – página 16, línea 6; 1-15
    página 17, líneas 5-21; página 19, línea 1 – página 22, línea 16.
    A
    US 2002021673 A1 (AGIN PASCAL et al.) 21.02.2002, párrafos [0007],[0056],[0060],[0105-0109]. 1-15
    A
    US 2002111143 A1 (LI FENG) 15.08.2002, párrafos [0005],[0014],[0141],0236]. 1-15
    A
    EP 1643363 A1 (CIT ALCATEL) 05.04.2006, párrafos [0007],[0047-0060]. 1-15
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 07.02.2011
    Examinador M. Rivas Sáiz Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200900329
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04B, H04W Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, INSPEC, WIPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200900329
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 07.02.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200900329
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    WO 02103920 A2 (TELCORDIA TECH INC) 27.12.2002
    D02
    US 2002021673 A1 (AGIN PASCAL et al.) 21.02.2002
  16. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El documento D01 se considera el más próximo de estado de la técnica a la invención solicitada. Con relación a la reivindicación 1, el documento D01 describe un procedimiento de cancelación de interferencias en el enlace ascendente, gestionando los recursos de banda base. Tal como indica en la página 20 dependiendo de la capacidad de procesamiento en la estación base se elimina o aumenta el número de usuarios de dicho proceso de cancelación de interferencias. La diferencia entre D01 y la reivindicación 1 es que la eliminación de un usuario del proceso de cancelación de interferencias no se inicia cuando un usuario móvil demanda recursos de banda base, sino cuando se recibe un informe sobre interferencias. El efecto técnico de esta diferencia es que en la reivindicación 1 se eliminan recursos de banda base asignados al proceso de cancelación de interferencias para ser utilizados en servicios de mayor importancia (solicitados por parte de un usuario móvil). El problema técnico es cómo obtener recursos de banda base para servicios de mayor importancia cuando existe un proceso de cancelación de interferencias. El documento D01 no describe ni resuelve dicho problema. El documento D02 describe un método para tener en cuenta la capacidad de procesado de los Nodos B. En los párrafos 0007, 0056 y 0060 muestra que los nodos B necesita una gran capacidad de procesamiento para realizar la recepción de datos. Entre las técnicas de recepción se incluyen la de reducción de interferencias. La capacidad de procesamiento de los Nodos B es limitada. D02 propone utilizar la capacidad de parámetro para el control de admisión de llamadas (párrafos 0105 a 0109). D02 no plantea eliminar recursos de banda base asignados al proceso de cancelación de interferencias para servicios de mayor importancia. A la vista de lo mencionado anteriormente se concluye que la reivindicación 1 es nueva e implica actividad inventiva (Artículos 6 y 8 de L.P). Las reivindicaciones 2 a 13, dependientes de la reivindicación 1, también cumplen ambos requisitos. Las reivindicaciones 14 y 15 describen una entidad de red de comunicaciones y u programa de ordenador que implementan el método de las reivindicaciones anteriores. Por tanto, las reivindicaciones 14 y 15 son nuevas e implican actividad inventiva (Artículos 6 y 8 de L.P).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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