ES2360329B1 - Método y controlador de red radio para seleccionar una tecnolog�?a de trasmisión para comunicaciones en redes móviles de �?rea amplia. - Google Patents

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Abstract

Método y RNC para seleccionar una tecnología de transmisión cuando un UE entra en la red, que comprueba si el UE es MIMO y, en ese caso y si sólo está disponible una portadora, asigna su tráfico a dicha portadora y usa un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para un equilibrio. Si está disponible más de una portadora, se comprueban periódicamente el número de UE, sus condiciones radio y la carga de la portadora. Si la portadora está ocupada sólo con MIMO y su carga es superior a la carga de las portadoras restantes, se selecciona CPICH de diversidad de STTD; si no y si sólo los UE vulnerables a STTD con buenas condiciones radio superan un determinado número, se selecciona el S-CPICH. El RNC puede reconfigurar la red de transmitir tráfico MIMO con STTD a usar MIMO con S-CPICH o viceversa de manera dinámica comprobando periódicamente la carga y los criterios de UE para un cambio de configuración.

Description

Método y controlador de red radio para seleccionar una tecnología de transmisión para comunicaciones en redes móviles de área amplia.
Campo técnico de la invención
La presente invención tiene su aplicación en el sector de las telecomunicaciones y, especialmente, en el ámbito industrial encargado de proporcionar a los controladores de red radio (RNC) medios y políticas de asignación de tráfico para los diferentes equipos de usuario (UE) en la red de acceso radio (RAN) de sistemas de comunicaciones inalámbricas.
Más específicamente, se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricas que soportan tecnologías HSDPA (acceso de paquetes de alta velocidad en enlace descendente) y MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas).
Antecedentes de la invención
HSDPA es un servicio de datos basado en paquetes en los sistemas W-CDMA (CDMA de banda ancha) de 3ª generación, que proporciona transmisión de datos a alta velocidad (hasta 8-10 Mbps sobre un ancho de banda de 5 MHz) en CDMA para soportar servicios multimedia. Este sistema ha evolucionado a partir de y es retrocompatible con los sistemas WCDMA de Release 99 (Rel’99).
Para alcanzar una tasa de transmisión pico más alta (hasta 28 Mbps en la capa física) se usa tecnología MIMO, en la que se implementan múltiples antenas tanto en estaciones base (nodos B) como en terminales móviles (UE: equipo de usuario).
La tecnología MIMO está especificada mediante el proyecto de asociación de 3ª generación (3GPP), que describe técnicas MIMO que se consideran como técnicas convencionales móviles 3G.
Los terminales MIMO han de coexistir con otros terminales como terminales Rel’99 y HSDPA.
Los terminales MIMO son una categoría especial de los terminales HSDPA, pero, por motivos de simplicidad en el presente documento, terminales HSDPA se refiere a terminales que soportan HSDPA pero que no soportan tecnología MIMO.
El 3GPP clasifica los terminales móviles HSDPA en 18 categorías según su capacidad de transmisión de datos, según se enumera en la tabla 1 (TTI se refiere al intervalo de tiempo de transmisión mínimo que se asigna al terminal móvil para recibir datos).
Los valores en la tabla 1 indican las categorías HSDPA especificadas en Release 7 de 3GPP (se han especificado categorías adicionales en Release 8).
TABLA 1
En el transmisor de terminales MIMO y nodos B, los bits de información se dividen en varios flujos de bit y se transmiten a través de diferentes antenas. La información transmitida se recupera a partir de las señales recibidas en múltiples antenas de recepción usando un receptor avanzado.
Normalmente, en sistemas MIMO, dos flujos de datos paralelos a la misma potencia de transmisión se transmiten de forma simultánea en el enlace descendente (DL) desde dos amplificadores de potencia (PA).
El receptor puede determinar de qué antena de transmisor viene la señal recibida, siempre que para cada PA se usen señales piloto diferentes.
Hay dos formas especificadas por el 3GPP para garantizar esta diversidad de PA: una es transmitir el canal piloto común primario (P-CPICH) sobre uno de los dos amplificadores de potencia (PA1) y un P-CPICH de diversidad sobre el otro (PA2); otra opción es transmitir el P-CPICH sobre PA1 pero enviar un canal piloto común secundario (S-CPICH) desde PA2.
Una utilización eficaz de los recursos de radio cuando está activo MIMO en el sistema requiere que ambos PA utilicen la misma cantidad de potencia incluso cuando está presente tráfico no MIMO. Esto se denomina equilibrado de amplificadores de potencia.
Para garantizar el equilibrado de PA, se acopla MIMO con la activación de modos de diversidad de transmisión para todos los canales transmitidos en una célula (es decir, que van a usarse al transmitir datos a terminales Rel’99 y HSDPA legado existentes):
-
la diversidad de transmisión espacio-temporal (STTD) utiliza código de bloque espacio-temporal (STBC)
para aprovechar la redundancia en múltiples versiones transmitidas de una señal, es decir, las dos antenas
transmiten la misma información pero cada una usa un esquema de codificación diferente.
-
La diversidad de transmisión conmutada por tiempo (TSTD) usa la información realimentada al transmisor,
que decide cuál de sus antenas se usa para transmitir cada vez, y el receptor comprueba la calidad con la
que recibe cada antena de transmisor (transmitiendo de forma alternativa).
-
Diversidad de transmisión de realimentación de lazo cerrado (CLTD) aplica un peso W mediante el que una de las dos antenas se gira con respecto a la otra, de modo que se logra una combinación coherente en la entrada de antena del UE y el mismo flujo de datos se transmite por ambas antenas sin ninguna codificación.
Soportar las técnicas de diversidad mencionadas anteriormente está especificado como obligatorio para todos los equipos de usuario (UE). Un canal dedicado que está transmitiéndose en cualquier modo de diversidad de transmisión puede transportar los mismos datos, pero las transmisiones desde las dos antenas llevan una señal piloto diferente (sobre un denominado canal piloto común de diversidad).
Hay otros enfoques posibles para obtener equilibrado de potencia: una solución consiste en usar una portadora adicional (que tiene disponible una portadora sobre el primer PA y una segunda portadora sobre un segundo PA) emparejada con un equilibrado de cargas entre portadoras. Otra forma es el agrupamiento funcional de antenas virtual descrito a continuación.
La ampliación 25.876 MIMO de UTRA, versión 1.80, especifica varias propuestas de modo de transmisión dirigidas a su aplicación con HSDPA, incluyendo la denominada “MIMO con agrupamiento funcional de antenas virtual” que selecciona de forma adaptativa el número de antenas desde las que transmitir así como selecciona el mejor subconjunto de antenas para el modo de transmisión seleccionado. El agrupamiento funcional de antenas virtual mejora el equilibrio de las potencias de transmisión desde los dos PA en la zona de baja SNR (relación señal a ruido). MIMO con agrupamiento funcional de antenas virtual no requiere CPICH de diversidad sino que usa el S-CPICH (canal piloto común secundario) definido en la UTRAN.
En conjunto, en el contexto de esta invención, agrupamiento funcional de antenas virtual se refiere a cualquier tecnología implementada antes de los PA (habitualmente la banda base) que puede dividir de manera inteligente las señales a través de los PA de modo que se equilibran las potencias de transmisión desde los PA.
Resumiendo, la transmisión MIMO necesita de la utilización de dos PA y la disponibilidad de un canal piloto de diversidad (uno por cada PA), que puede proporcionarse mediante la utilización de o bien un CPICH de diversidad (con modo de transmisión STTD) o bien un S-CPICH (con agrupamiento funcional de antenas virtual).
También es útil considerar la introducción de tecnologías futuras en el 3GPP: Rel’8 de 3GPP ha definido una característica de Portadora Dual (“Dual Carrier”) en la que el UE puede recibir datos desde dos portadoras adyacentes. La normalización de portadora dual requiere usar diversidad de transmisión o bien en ambas portadoras o bien en ninguna de ellas.
El 3GPP ha elegido la utilización de STTD como una técnica de diversidad como la técnica principal que ha de usarse junto con MIMO.
No obstante, algunas mediciones de prueba llevadas a cabo por los operadores de redes móviles han mostrado que la activación de STTD disminuye de forma significativa el rendimiento de algunas categorías de terminales HSDPA ya en el mercado, en particular los de la categoría 7 o la categoría 8, cuando los terminales están operando en condiciones radio tanto buenas como intermedias. Rendimientos en condiciones radio buenas son precisamente aquellos que permiten alcanzar las más altas tasas de transmisión pico ofrecidas por los operadores de redes móviles.
El problema mencionado anteriormente está vinculado al hecho de que los UE HSDPA de las categorías7y8 usan un receptor de tipo 2 (antena de recepción y ecualizador únicos) o un receptor de tipo 3 (antena x de recepción y ecualizador duales), para potenciar la tasa de transmisión pico en DL en condiciones radio buenas, pero la utilización de STTD con esta familia de receptores produce un rendimiento de tasa de transmisión pico asociado inferior al caso en el que no se usa STTD.
Esto requiere una solución para gestionar la asignación de los diversos terminales a lo largo de configuraciones diferentes y posibles.
Sumario de la invención
La presente invención sirve para resolver el problema mencionado anteriormente proporcionando medios para que un controlador de red radio (RNC) seleccione una tecnología de transmisión para comunicaciones con los diferentes equipos de usuario (UE MIMO, UE HSDPA y UE Rel’99 o no HSDPA) que pueden coexistir en una red móvil de área amplia que soportan diferentes capacidades para tecnologías HSDPA y MIMO. Esta invención permite al RNC establecer varias configuraciones de portadora radio para que funcione un sistema MIMO y activa dinámicamente una de ellas cuando al menos un UE MIMO entra en la red. Con este fin, en el momento del cambio el RNC tiene en cuenta la carga de tráfico desde los UE sobre las portadoras y el número y el tipo de UE existentes en la red.
La selección de la configuración de portadora con una tecnología de transmisión determinada (incluyendo o no diversidad de transmisión) se basa en red y pretende evitar la asignación de algunos terminales HSDPA a una portadora radio en la que actualmente se usa diversidad de transmisión por STTD así como maximizar los rendimientos del sistema.
Este objetivo se consigue o bien usando una configuración en la que no se usa STTD (en su lugar se usa un S-CPICH para diversidad), o bien gestionando con cuidado la asignación de algunos UE a la portadora en la que se usa STTD.
La invención descrita en el presente documento define dos configuraciones básicas que determinan las tecnologías de transmisión que van a usarse cuando está habilitado MIMO durante un periodo de tiempo para un escenario de red determinado:
A) Configuración de red en la que se usa STTD por al menos una portadora: STTD proporciona señal piloto de diversidad (CPICH de diversidad) para el sistema MIMO y, al mismo tiempo, equilibrado de potencia entre los dos amplificadores de potencia implicados en la transmisión MIMO. Si existe una pluralidad de portadoras radio, se crea el equilibrado de potencia usando agrupamiento funcional de antenas virtual para el modo de transmisión de tráfico sobre al menos una segunda portadora (el enfoque de agrupamiento funcional de antenas virtual está fuera del alcance de esta invención).
Cuando se usa esta configuración, o cuando el sistema está evaluando la posibilidad de activar o conmutar a la configuración A desde la configuración B, se aplican las siguientes definiciones:
-
los UE HSDPA se definen por el operador como vulnerables a STTD según su categoría de UE; tal definición es flexible y puede cambiarse por un operador a través de parámetros. Como ejemplo en este caso, las categorías estandarizadas 1, 2, 3, 4, 5, 11 y 12 se definen como no vulnerables a STTD, correspondiendo las categorías 6, 7, 8, 9, 10, 13 y 14 a UE que son vulnerables a STTD.
-
Además, el RNC tiene en cuenta las condiciones radio en las que está funcionando cada UE para decidir la conmutación de configuración de red. Las condiciones radio se determinan según mediciones de parámetros determinados: la potencia de código de señal recibida (RSCP) y la relación energía por elemento de código a densidad de ruido (Ec/No), que están disponibles al nivel de RNC, y el indicador de calidad de canal (CQI), disponible al nivel de nodoB y que puede hacerse disponible en el RNC enviando una medición promedio periódica a lo largo del IuB desde el nodoB hasta el RNC. El RNC evalúa las condiciones radio en el establecimiento de llamada así como de forma periódica durante la llamada, para optimizar la correspondencia entre cargas de portadora y condiciones radio experimentadas. Las condiciones radio medidas se comparan con umbrales de calidad, que puede configurar el operador, para determinar en qué intervalo de calidad de condiciones radio está operando actualmente el UE. En el contexto de la presente invención, puede distinguirse entre condiciones radio buenas/intermedias/malas.
-
En esta configuración, los UE HSDPA que son vulnerables a STTD que están en buenas condiciones radio se asignan a una portadora radio en la que ni se usa ni se necesita STTD.
B) Configuración de red en la que la diversidad para MIMO se crea usando un S-CPICH (CPICH secundario) y se mantiene el equilibrado de potencia usando agrupamiento funcional de antenas virtual (fuera del alcance de esta invención).
Cuando no se usa transmisión MIMO, es posible una configuración adicional en la red:
la configuración 0, una configuración de red en la que se trata el tráfico sobre un único PA y el piloto usado es el CPICH primario.
Para conmutar desde la configuración 0 (no MIMO) hasta cualquiera de las configuraciones A o B (con MIMO activado), las etapas que se siguen son:
Cuando no hay usuarios MIMO en la red, no hay necesidad de transmitir diversidad. Sin embargo, cuando un usuario MIMO entra en el sistema con una llamada, la red se reconfigura de modo que la transmisión puede llevarse a cabo desde los dos amplificadores de potencia implicados en MIMO. En el último caso, puede haber dos escenarios de red: sólo está disponible una portadora radio para asignar todo el tráfico incluyendo carga de tráfico desde UE MIMO
o se proporciona una pluralidad de portadoras para asignación de tráfico. Por lo tanto, el RNC decide lo siguiente:
-
en caso de una única portadora, el RNC selecciona o cambia a la configuración B (MIMO con S-CPICH).
-
Si se permiten dos o más portadoras radio, el operador de red móvil decide mediante un parámetro de red si el RNC reconfigura a la opción A (MIMO con STTD) o B (MIMO sin STTD y con S-CPICH). En caso de que el operador seleccione la configuración B como configuración por defecto, el RNC activa la función de agrupamiento funcional virtual sobre cada portadora de modo que se ensancha todo el tráfico existente (sobre todas las portadoras) a través de dos amplificadores de potencia (PA1, PA2). En la configuración de red B, se enciende el S-CPICH sobre PA2 de modo que finalmente pueda comenzar la transmisión MIMO. Si el operador selecciona la configuración A (MIMO usando STTD) como la configuración por defecto, todo el tráfico Rel’99 existente se mueve (mediante traspaso de interfrecuencia mediante el RNC) a una portadora radio en la que no se usa STTD y se detiene temporalmente la planificación del tráfico HSDPA esperando a que se active STTD sobre la portadora asignada a tráfico MIMO.
Cualquiera que sea la configuración que se use con más de 1 portadora, el RNC en comunicación con el UE (que puede ser de tipo MIMO, HSDPA o no HSDPA) decide basándose en la conexión (en el establecimiento de llamada y durante la llamada) qué portadora radio usa cada tipo de terminal, siguiendo una política de gestión de recursos de radio (RRM) (fuera del alcance de esta invención).
Una vez configurada la red según cualquiera de las configuraciones de red MIMO descritas (configuración A o B), la conmutación de la configuraciónAalaBo viceversa puede llevarse a cabo de la siguiente manera:
La invención permite al operador de red moverse automáticamente de la configuración A a la configuración B y viceversa. Esta reconfiguración dinámica es deseable debido al hecho de que la configuración B tiene el inconveniente de usar un S-CPICH que consume una cantidad de potencia que no puede usarse para tráfico y esto implica interferencias en el sistema para todos los terminales no MIMO, mientras que la configuración A limita la flexibilidad del sistema para asignar terminales HSDPA sobre todas las portadoras disponibles y esto no es eficaz en determinadas condiciones.
El RNC garantiza que no hay efecto ping pong cuando se conmuta de una configuración a la otra garantizando que los cambios sólo pueden iniciarse si al menos ha pasado un intervalo de tiempo predefinido (por ejemplo, con una granularidad de 5 minutos, de 5 minutos a 24 horas) desde el último cambio de configuración.
La conmutación de la configuraciónAalaBsellevaa cabo por el RNC de la siguiente manera:
En caso de permitirse el cambio de configuración dinámico, el RNC comprueba periódicamente (cada x minutos) si se cumplen los criterios de cambio de configuración predefinidos.
Un primer criterio es que se cumplan las dos condiciones siguientes:
-
el número promedio de UE HSDPA que son vulnerables a STTD y con buenos rendimientos de radio que se llevan actualmente sobre f1 (la portadora en la que no se usa STTD) es superior a N,
-
la potencia de transmisión promedio (carga) sobre f2 (la portadora con STTD) más una primera carga delta (esta carga delta puede adoptar valores positivos o negativos) es inferior o igual a la potencia de transmisión promedio (carga) sobre f1 (suponiendo que f2 es la portadora con STTD y f1 la portadora restante sin STTD).
Si no se cumple el primer criterio, se comprueba un segundo criterio. Este segundo criterio puede ser cualquiera de los siguientes criterios o una combinación y o una comparación de los mismos:
-
si puede activarse la tecnología de Portadora Dual,
-
si puede activarse la tecnología de Portadora Dual junto con MIMO en el mismo nodoB,
-
la activación de la Portadora Dual puede iniciar un cambio de configuración de sistema,
-
no está disponible ninguna portadora adicional (f3) (es decir, el tráfico desde todos los usuarios MIMO se lleva sobre f2 con STTD y el equilibrado de potencia con f1 se lleva a cabo mediante agrupamiento funcional de antenas virtual),
-
el número y el número promedio de terminales HSDPA que pueden soportar Portadora Dual que se encuentran en la célula,
-
el número y el número promedio de terminales MIMO en la célula.
Si se cumple el primer o el segundo criterio, o ambos, el RNC prepara el sistema para conmutar a la configuración
B. Durante X minutos, todas las llamadas Rel’99 entrantes se dirigen preferiblemente a f1 (es decir siempre que la carga de f1 permita asignar llamadas) y después de dichos X minutos, se traspasan todas las llamadas Rel’99 restantes que todavía están en f2 (HO de interfrecuencia) por el RNC de f2 a f1.
Los traspasos pueden ejecutarse al mismo tiempo, o pueden distribuirse a lo largo de un intervalo de tiempo de T1 segundos.
La configuración se cambia de A a B.
Para cambiar de la configuración B a la A, el RNC comprueba periódicamente si se cumple un criterio de cambio de configuración. Esto puede realizarse, por ejemplo, cumpliendo un primer y un segundo criterio de cambio de configuración:
El primer criterio de configuración puede ser cualquiera de los siguientes criterios o una combinación y/o comparación de los mismos:
•
el número y el número promedio de usuarios MIMO sobre f2
•
el número y el número promedio de usuarios HSDPA vulnerables a STTD sobre la portadora f2
•
el número y el número promedio de usuarios HSDPA vulnerables a STTD sobre la portadora f1
•
la carga promedio sobre f2 más una segunda carga delta es superior a aquélla sobre f1
Si se cumple el primer criterio de cambio de configuración, se comprueba un segundo criterio. El segundo criterio de cambio de configuración puede ser cualquiera de los siguientes criterios o una combinación de los mismos:
-
si la tecnología de Portadora Dual puede activarse en el nodoB,
-
si la tecnología de Portadora Dual puede activarse junto con MIMO en el mismo nodoB,
-
la activación de Portadora Dual puede impedir un cambio de configuración de sistema,
-
no está disponible ninguna portadora adicional (f3) (es decir, el tráfico desde todos los usuarios MIMO se lleva sobre f2 con STTD y el equilibrado de potencia con f1 se lleva a cabo mediante agrupamiento funcional de antenas virtual),
-
la transmisión de Portadora Dual se usa actualmente en la célula por cualquier UE,
-
el número y el número promedio de terminales HSDPA que pueden soportar Portadora Dual que se encuentran en la célula,
-
el número y el número promedio de usuarios MIMO sobre f2.
Si se cumplen tanto el primer como el segundo criterio, el RNC prepara el sistema para conmutar a la configuración
A.
Si usuarios no MIMO están ocupando una portadora en la que puede usarse STTD, cuando se cambia de la configuración B a la A el RNC tiene que mover los usuarios HSDPA vulnerables a STTD que tienen buenas condiciones radio a la portadora f1 (la portadora que no usa STTD) y también esperar X minutos antes de llevar a cabo el cambio, de modo que algunas llamadas Rel’99 puedan finalizar y mover las llamadas Rel’99 en curso restantes que están sobre f2a f1.
Los traspasos pueden ejecutarse al mismo tiempo, o pueden distribuirse a lo largo de un intervalo de tiempo de T2 segundos.
Otro aspecto de la invención se refiere a un método para seleccionar una tecnología de transmisión (o bien configuración 0 no MIMO, o bien configuración MIMO A o B) en una red donde pueden coexistir UEs MIMO, HSDPA y no HSDPA, que comprende los siguientes pasos:
-
Primero, comprobación por el RNC de si el UE que entra en la red (una llamada procedente de ese UE llega al RNC) tiene capacidad MIMO.
-
Si solo hay una portadora para asignar al tráfico del UE entrante, el tráfico MIMO es transmitido por defecto seleccionando un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual (“Virtual Antenna Mapping”) para diversidad de transmisión (configuración B).
-
Si hay más de una portadora disponible, el tráfico del UE MIMO pasa a una portadora radio asignada al tráfico MIMO y el RNC periódicamente realiza medidas de las condiciones de los UEs, medidas de la carga de cada portadora y comprueba el número de los diferentes tipos de UEs. En caso de que la portadora asignada sólo tenga tráfico MIMO y la carga medida de esa portadora es mayor que un umbral específico (carga delta) y al mismo tiempo es mayor que la carga medida en las restantes portadoras (libres de tráfico MIMO), se selecciona el CPICH de diversidad proporcionado por STTD (configuración A) para la diversidad de transmisión de MIMO. Cuando los UEs vulnerables a STTD que coexisten en la red trabajando en buenas condiciones radio (i.e., sus parámetros de condiciones radio son mayores que un umbral de calidad) superan un cierto número y la carga de la portadora con MIMO es menor o igual que la carga de las portadoras sin MIMO, se selecciona un S-CPICH para proporcionar diversidad MIMO (configuración B).
-
Si no se cumplen los anteriores criterios y hay una pluralidad de portadoras disponibles, STTD se usa en una sola portadora radio, se asignar todo el tráfico MIMO existente a dicha portadora radio y todo el tráfico no MIMO existente a otra portadora radio que no usa STTD.
Otro aspecto de la invención se ocupa de un controlador de red radio (RNC) que comprende medios de procesamiento para llevar a cabo el método descrito anteriormente.
Un último aspecto de la invención se ocupa de un programa informático que comprende medios de código de programa que ejecutan el método descrito anteriormente cuando se carga en medios de procesamiento del controlador de red radio definido anteriormente.
Descripción de los dibujos
Para completar la descripción que está realizándose y con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, según un ejemplo preferido de realización práctica de la misma, acompañando a dicha descripción como una parte integrante de la misma, se proporciona un conjunto de dibujos en los que, a modo de ilustración y de forma no restrictiva, se ha representado lo siguiente:
la figura 1 -muestra un diagrama de flujo de la selección de tecnología de transmisión en una red móvil que soporta MIMO y hasta tres portadoras de radio, según una realización preferida de la invención.
Descripción detallada de la invención
Supongamos un escenario de red en el que pueden coexistir diferentes equipos de usuario que soportan MIMO, HSDPA o Rel’99. En un escenario de este tipo se definen diferentes configuraciones de red para la asignación de tráfico cuando un equipo de usuario entra con una llamada. El RNC selecciona la configuración de red en el establecimiento de llamada y durante la llamada y la selección depende del tipo de UE entrante y una serie de condiciones con las que se encuentra este UE cuando entra en la red. Puesto que UE MIMO pueden acceder a la red, se define una configuración de red MIMO por defecto. Las posibles configuraciones de red MIMO son:
-
Configuración A1: Dos portadoras de radio, f1 y f2. Se usa STTD sobre f2. Los usuarios MIMO se asignan a la portadora f2. La portadora f1 está libre de tráfico MIMO, la carga de tráfico sobre f1 se equilibra con agrupamiento funcional de antenas virtual.
-
Configuración A2: Tres portadoras de radio, f1, f2 y f3. Se usa STTD sobre f2. Los usuarios MIMO se asignan a la portadora f2. Las portadoras f1 y f3 están libres de tráfico MIMO, la carga de tráfico se asignan a f1 y f3 de modo que la carga relativa entre f1 y f3 está equilibrada.
-
Configuración B1: una única portadora f1. Se usa agrupamiento funcional de antenas virtual. MIMO y todo el tráfico se asignan a la portadora f1. Se usa S-CPICH para proporcionar diversidad para MIMO.
-
Configuración B2: Dos portadoras, f1 y f2. Se usa agrupamiento funcional de antenas virtual. Todo el tráfico MIMO se asigna a f2. Las clases de tráfico restantes se asignan entre f1 y f2, con agrupamiento funcional de antenas virtual para el equilibrado. Se usa S-CPICH sobre f2 para proporcionar diversidad para MIMO.
Cuando un UE HSDPA llega 1 al RNC, se lleva a cabo la comprobación de sus capacidades MIMO 2. Si el UE soporta MIMO, el RNC comprueba si ya está activada 3 una configuración de red MIMO. Si no hay activa ninguna configuración de red MIMO en la red y no está habilitada ninguna portadora MIMO dinámica en el RNC, el UE HSDPA se trata como sin capacidad MIMO 4. La habilitación 5 de portadora MIMO dinámica permite la activación de una configuración MIMO por defecto 6.
Los UE HSDPA que no soportan MIMO también pueden llegar a la red con una nueva llamada 20 y, si MIMO está desactivado, el RNC usa un algoritmo de selección de frecuencia típico 21, por ejemplo, basándose en la carga de las portadoras. Una vez asignado el tráfico de llamada a la portadora seleccionada, el RNC procesa la llamada de manera normal 22.
Teniendo una configuración de red MIMO activada 10, la tecnología de transmisión usada puede ser o bien MIMO con STTD 11 (es decir, las configuraciones Al o A2, denominadas conjuntamente configuración A) o bien MIMO con S-CPICH 12 (es decir, las configuraciones B1 o B2, denominadas conjuntamente configuración B).
Si está activo MIMO con STTD 11 (configuración A), el RNC selecciona de entre f2 y f1 (o f3) una portadora radio para asignación de tráfico 13. Si se selecciona la portadora con STTD, f2, la llamada continúa normalmente sin cambiar 14 esta configuración A hasta un periodo determinado, de X minutos, cuando el RNC comprueba si se requiere un cambio de configuración. Si cualquiera de las portadoras libres de tráfico MIMO, f1 o f3, asigna el tráfico, el RNC puede llevar a cabo periódicamente la comprobación de los criterios para un cambio de configuración 15 (de la configuración A a cualquier configuración B; es decir, conmutar de diversidad MIMO con STTD a MIMO con S-CPICH), en caso de que la portadora dinámica esté habilitada 5’; si no, la llamada continúa normalmente 14.
Si está activo MIMO con S-CPICH 12 (configuración B), el RNC aplica el algoritmo de selección de frecuencia 21’ usado para asignación de tráfico a cualquiera de las portadoras disponibles, por ejemplo, según su carga. En caso de que la portadora dinámica esté habilitada 5’, el RNC comprueba periódicamente si se cumplen los criterios para la conmutación de configuración 15’ de la configuración B a la configuración A (cambio a diversidad MIMO con STTD). Mientras que la red continúa usando la configuración B, el RNC procesa la llamada normalmente 14’. Cuando se cumplen los criterios para el cambio de configuración, 15 o 15’, el RNC conmuta la técnica usada para diversidad MIMO, de usar piloto de diversidad de STTD al uso de un S-CPICH o viceversa.
Obsérvese que en este texto, el término “comprende” y sus derivados (tales como “comprendiendo”, “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 describe y define pueda incluir otros elementos, etapas, etc.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método para seleccionar una tecnología de transmisión para comunicaciones en una red móvil de área amplia que proporciona al menos una portadora radio disponible para asignar tráfico de equipos de usuario MIMO, equipos de usuario HSDPA y equipos de usuario no HSDPA coexistentes, caracterizado porque comprende:
    -
    comprobar si el equipo de usuario es un equipo de usuario MIMO;
    -
    si el equipo de usuario es un equipo de usuario MIMO y hay una única portadora radio disponible, asignar el
    tráfico del equipo de usuario a la única portadora radio y seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico
    MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión;
    -
    si el equipo de usuario es un equipo de usuario MIMO y hay una pluralidad de portadoras radio disponible, asignar el tráfico del equipo de usuario a una portadora radio a la que está asignado todo el tráfico MIMO existente y
    -
    llevar a cabo periódicamente las etapas de comprobar el número de equipos de usuario coexistentes en la red, medir parámetros de condiciones radio del equipo de usuario y medir una carga de potencia de transmisión promedio de cada portadora radio, y
    -
    si dicha portadora radio está ocupada sólo por tráfico MIMO y la carga de potencia de transmisión promedio de dicha portadora radio es superior a un umbral específico y es superior a la carga de potencia de transmisión promedio de las restantes portadoras radio libres de tráfico MIMO, seleccionar un CPICH de diversidad usado por STTD para proporcionar a todo el tráfico MIMO existente un canal piloto de diversidad;
    -
    si la carga de potencia de transmisión promedio de dicha portadora radio es inferior o igual a la carga de potencia de transmisión promedio de las restantes portadoras radio libres de tráfico MIMO y el número de equipos de usuario con mediciones de condiciones radio superior a un primer umbral de calidad y pertenecientes a una categoría estandarizada de equipo de usuario HSDPA identificada por el operador como vulnerable a STTD supera un determinado número, seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión;
    -
    si no, seleccionar un CPICH de diversidad usado por STTD para proporcionar a todo el tráfico MIMO existente un canal piloto de diversidad y si hay una pluralidad de portadoras radio disponible, el método comprende además las etapas de:
    -
    usar STTD en una sola portadora radio, asignar todo el tráfico MIMO existente a dicha portadora radio y asignar todo el tráfico no MIMO existente a otra portadora radio que no usa STTD.
  2. 2.
    Método según la reivindicación 1, que además comprende comprobar periódicamente si está activada la tecnología de Portadora Dual.
  3. 3.
    Método según la reivindicación 2, que además comprende, si la tecnología de Portadora Dual está activada y se selecciona un CPICH de diversidad usado por STTD, desactivar STTD cuando un equipo de usuario entra en la red y seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión.
  4. 4.
    Método según la reivindicación 2, que además comprende, si la tecnología de Portadora Dual está activada y se selecciona un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad, activar STTD cuando un equipo de usuario entra en la red y seleccionar el CPICH de diversidad usado por STTD para proporcionar a todo el tráfico MIMO existente un canal piloto de diversidad.
  5. 5.
    Método según cualquier reivindicación anterior, que además comprende, si se selecciona un CPICH de diversidad usado por STTD, desactivar STTD y seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión cuando un equipo de usuario entra en la red y sólo si se cumple un criterio para cambio de configuración, el cambio de configuración seleccionándose entre número de equipos de usuario MIMO en una celda, número de equipos de usuario HSDPA que soportan Portadora Dual en una celda y una combinación de ambos criterios anteriores.
  6. 6.
    Método según cualquier reivindicación anterior, que además comprende, si se selecciona un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad, activar STTD y seleccionar el CPICH de diversidad usado por STTD cuando un equipo de usuario entra en la red y sólo si se cumple un criterio para cambio de configuración, el cambio de configuración seleccionándose entre número de equipos de usuario MIMO asignados a una portadora, número de equipos de usuario HSDPA asignados a cualquier portadora que pertenecen a una categoría estandarizada identificada por el operador como vulnerable a STTD, número de equipos de usuario HSDPA que soportan Portadora Dual en una celda y una combinación de los criterios anteriores.
  7. 7.
    Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la categoría de equipo de usuario HSDPA correspondiente a ser vulnerable a STTD se selecciona a partir de las categorías estandarizadas 6, 7, 8,9y10.
  8. 8.
    Método según cualquier reivindicación anterior, en el que los parámetros de condiciones radio son: potencia de código de señal recibida (RSCP), relación energía por elemento de código a densidad de ruido (Ec/No) e indicador de calidad de canal (CQI).
  9. 9.
    Controlador de red radio, caracterizado porque comprende medios de procesamiento configurados para implementar el método expuesto en cualquier reivindicación anterior.
  10. 10.
    Producto de programa informático que comprende medios de código de programa que, cuando se carga en los medios de procesamiento de un controlador de red radio, hace que dichos medios de código de programa ejecuten el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200930452
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 14.07.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : H04B7/06 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    GB 2414365 A (MOTOROLA INC) , 1
    A
    WO 2008033089 A2 (ERICSSON TELEFON AB L M ; GOERANSSON 1
    BO ; HAGERMAN BO ) ,
    A
    WO 2008141338 A1 (QUALCOMM INC ; PRAKASH RAJAT ; 1
    KHANDEKAR AAMOD ; GOROKHOV ALEXEI ) ,
    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 23.05.2011
    Examinador M. Muñoz Sanchez Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200930452
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, XPMISC, XPI3E, XPIETF, XPIEE, XPESP, NPL, COMPDX
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930452
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 23.05.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones 1-10 Reivindicaciones SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones 1-10 Reivindicaciones 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: 200930452
    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
    GB 2414365 A (MOTOROLA INC) 23.11.2005
    D02
    WO 2008033089 A2 (ERICSSON TELEFON AB L M ; GOERANSSON BO ; HAGERMAN BO ) 20.03.2008
    D03
    WO 2008141338 A1 (QUALCOMM INC ; PRAKASH RAJAT ; KHANDEKAR AAMOD ; GOROKHOV ALEXEI ) 20.11.2008
  11. 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
    Se considera D01 el documento más próximo del estado de la técnica al objeto de la solicitud.
    Reivindicaciones independientes:
    Reivindicación 1: El documento D01, divulga un método para seleccionar una tecnología de diversidad de transmisión para el enlace descendente. Se plantean dos tipos de tecnologías: lazo abierto (STTD) y lazo cerrado, esta última con dos variantes. Se contempla que la mejora recogida en el estándar de UMTS conocida como HSDPA se ve afectada por el uso del lazo abierto y por esto sólo se utiliza en caso de no existir otra posibilidad en la celda donde se encuentra el terminal móvil. En el documento D02 se utiliza un canal piloto secundario S-CPICH en el contexto de la transmisión multiantena (MIMO). En el documento D03 se divulga un método de asignación de terminales móviles a diferentes portadoras de forma dinámica y en función de la potencia de la señal que reciban. El documento hace referencia al contexto de la trasmisión multiantena (MIMO). En ninguno de los tres documentos citados anteriormente se menciona el inconveniente existente expuesto por el solicitante y referido a la disminución del rendimiento de algunas categorías de terminales HSDPA cuando se usa STTD bajo condiciones de radio buenas o intermedias. En relación con este inconveniente las diferencias en la gestión de la red que reivindica el solicitante tienen el efecto técnico de optimizar el funcionamiento de la red en el escenario descrito. En conclusión el problema técnico objetivo que consiste en cómo conseguir la optimización de la red en dicho escenario no se aborda en los documentos del estado de la técnica incluidos en este informe y por tanto se resuelve que la reivindicación 1 posee actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.
    Reivindicación 9: el controlador objeto de esta reivindicación se define en correspondencia con el método de la reivindicación 1 y por tanto posee actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.
    Reivindicación 10: el software objeto de esta reivindicación se define en correspondencia con el método de la reivindicación 1 y por tanto posee actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.
    Reivindicaciones dependientes:
    Reivindicaciones 2-8: Estas reivindicaciones dependen de la reivindicación 1 y por tanto también poseen actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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