ES2548573T3 - Planificación de asignación de recursos de tiempo-frecuencia en sistemas de comunicación OFDMA inalámbricos - Google Patents

Planificación de asignación de recursos de tiempo-frecuencia en sistemas de comunicación OFDMA inalámbricos Download PDF

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Abstract

Un método para la planificación de asignación de recursos de tiempo-frecuencia para soportar enlaces de comunicación desde un transmisor común (TX) hasta múltiples receptores (RX1, ..., RXk) en un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico, que incluye las etapas de seleccionar (S1) un conjunto (RBS) de bloques de recursos (RB) de tiempo-frecuencia para la transmisión de un paquete para cada enlace de comunicación; determinar (S2) una medición (Gk) de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido para cada enlace de comunicación; estimar conjuntamente (S3), dentro del conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión (Pk) y la velocidad de transmisión (Rk) de los paquetes como funciones de mediciones de relación de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor; caracterizado por las etapas de seleccionar (S6) por lo menos un conjunto adicional (RBS2) de bloques de recursos (RB) de tiempo-frecuencia para los paquetes; estimar conjuntamente (S7), dentro de cada conjunto (RBS2) seleccionado de bloques de recursos de tiempofrecuencia, la potencia de transmisión y la velocidad de transmisión de los paquetes como funciones de las mediciones de relaciones de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor; comparar (S8) los consumos de energía esperados del transmisor para los conjuntos seleccionados (RBS1, RBS2) de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión; y escoger (S9) un conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión estimadas conjuntamente que han tenido como resultado un mínimo consumo de energía esperado del transmisor para la asignación de los paquetes, en el que el número de enlaces de comunicación desde el transmisor común (TX) hasta los múltiples receptores (RX1, ..., RXk) es mayor que el número de receptores (RX1, ..., RXk), y en el que la estimación conjunta (S3) incluye las etapas de establecer (S4) estimaciones iniciales de la potencia de transmisión, , y estimaciones iniciales de la velocidad de transmisión, de los paquetes a donde Gk es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación 35 k, Gj es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación j, T es el tiempo total disponible para la asignación de recursos de tiempo-frecuencia, B es el ancho de banda disponible total, K es el número total de enlaces de comunicación, Lj es el número de bits en un paquete en el enlace de comunicación j; y redondear (S5) las estimaciones iniciales y a los valores permisibles más próximos, cuando sea necesario.

Description

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DESCRIPCIÓN
Planificación de asignación de recursos de tiempo-frecuencia en sistemas de comunicación OFDMA inalámbricos
CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere en general a sistemas de comunicación OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales) inalámbricos, y especialmente a la planificación de asignación de recursos de tiempo-frecuencia en dichos sistemas.
ANTECEDENTES El consumo de energía en los sistemas celulares inalámbricos se puede gestionar de varias maneras:
imagen1Mediante planificación de las celdas, despliegue, altura de los mástiles de antena, un gran número de celdas (y transmisores de baja potencia)
imagen2Mediante antenas direccionales y sistemas de antenas
imagen3Mediante un diseño de hardware eficiente energéticamente, por ejemplo para el amplificador o los amplificadores de potencia
imagen4Mediante modulación basada en una relación cresta-promedio baja, codificación eficiente de corrección de errores, sobrecarga reducida
imagen5Mediante gestión de recursos de radio (RRM, radio resource management) tal como control de la potencia, control de la velocidad, planificación, etc. Sin embargo, tradicionalmente la RRM se ha centrado en un rendimiento relacionado con el caudal más que en cuestiones de consumo energético eficiente. Ejemplos habituales son la mejora del caudal del sistema y/o de usuarios individuales, y la satisfacción de ciertos requisitos de calidad de servicio, tal como minimizar el retardo.
La referencia [1] considera el consumo de energía para un paquete sobre un único enlace de comunicación, donde el consumo de energía se minimiza ajustando la potencia de transmisión y la velocidad de transmisión.
Aunque se han realizado muchos avances sobre cuestiones de consumo de energía en los sistemas de comunicación, sigue existiendo una necesidad general de soluciones incluso más eficientes energéticamente para el problema de la gestión de los recursos.
Jae Soong Lee, et al, en el documento "Resource Allocation for Multiclass Services in Multiuser OFDM Systems", dan a conocer que, aunque cada servicio de aplicación tiene sus propios requisitos de calidad de servicio (QoS, quality of service), la asignación de recursos para servicios multiclase no se ha estudiado principalmente en sistemas de multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM, orthogonal frequency division multiplexing) multiusuario. Investigan la asignación de recursos en un esfuerzo para satisfacer la QoS de servicios multiclase. Se examina un problema de minimización de potencia para las diversas velocidades de datos y tráfico de tasas de errores de bit (BER, bit-error rate). Se utiliza relajación lagrangiana y un factor de compartición de tiempo por subportadoras para encontrar una solución óptima. Proponen un algoritmo iterativo para encontrar un consumo de potencia óptimo y un algoritmo subóptimo de complejidad reducida para su implementación práctica. Aplican la solución óptima obtenida a partir del problema de minimización de la potencia a los algoritmos propuestos. Ejecutan simulaciones extensas bajo diversos escenarios de servicios multiclase. Estos escenarios proporcionan una valoración más completa de los algoritmos propuestos. Los resultados de las simulaciones muestran que los algoritmos propuestos mejoran significativamente los algoritmos existentes de asignación de recursos en consumo de potencia de transmisión total.
Feng-Seng Chu et al, en el documento "Iterative Tracking the Minimum of Overall Energy Consumption in OFDMA Systems", dan a conocer que aunque la eficiencia energética de los sistemas de comunicación ha sido estudiada durante años, la minimización del consumo de energía global del sistema de enlace descendente OFDMA sigue siendo un reto. En vista de las implementaciones habituales, el consumo de energía del procesador de control, del circuito especifico y del frontal analógico se minimizan conjuntamente, teniendo la complejidad del algoritmo, la planificación de recursos, la velocidad de codificación y el orden de modulación como variables de optimización. Debido a que el algoritmo de optimización ejecutado en el procesador de control determina el consumo de energía en otros componentes, se propone un modo basado en algoritmos iterativos para perseguir el mínimo del consumo energético de todo el sistema. Diseñan un algoritmo genético y demuestran el seguimiento efectivo en base a parámetros prácticos, lo que implica que el seguimiento iterativo propuesto es aplicable a sistemas celulares avanzados tales como 3GPP LTE, y está listo para los mismos.
Ying Jun Zhang, en el documento "Energy-Efficient MAC-PHY Resource Management with Guaranteed QoS in Wireless OFDM Networks", dan a conocer que la mayoría de los actuales algoritmos de gestión de recursos están limitados a una sola capa de la pila de protocolos de la red, lo que conduce a un rendimiento inferior del sistema. Proponen un algoritmo conjunto de asignación de recursos de las capas MAC-PHY. El algoritmo propuesto optimiza conjuntamente el ancho de banda y la asignación de potencia mediante un diseño integrado de planificación de paquetes, asignación de subportadoras y control de la potencia. Los resultados analíticos y numéricos mostrarán
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que el algoritmo propuesto puede proporcionar la misma QoS y garantía de equidad que los sistemas equitativos de disposición en colas en un canal cableado. Al mismo tiempo, la eficiencia de la potencia y el rendimiento del sistema se mejoran significativamente en comparación con los sistemas tradicionales en los que los recursos se asignan en base a una estricta arquitectura en capas.
COMPENDIO Un objetivo de la presente invención es la planificación de la asignación de recursos de tiempo-frecuencia en un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico para minimizar, por lo menos aproximadamente, el consumo de energía del transmisor.
La presente invención da conocer un método para planificar la asignación de recursos de tiempo-frecuencia para soportar enlaces de comunicación, según la reivindicación 1.
La presente invención da conocer asimismo un planificador de asignación de recursos de tiempo-frecuencia, según la reivindicación 4.
La presente invención da a conocer asimismo un nodo de red, según la reivindicación 5.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención, junto con objetivos y ventajas adicionales de la misma, se puede comprender mejor haciendo referencia a la siguiente descripción, tomada junto con los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un transmisor que comunica con varios receptores; la figura 2 es un diagrama que muestra un conjunto de bloques de recursos de tiempo-frecuencia; la figura 3 es un diagrama que muestra un ejemplo de asignación de recursos de tiempo-frecuencia para varios enlaces de comunicación de radio; las figuras 4A-D son diagramas que muestran varios ejemplos de modelos de la cantidad de potencia de transmisión Psalida en función de la potencia Pentrada consumida por el transmisor; la figura 5 es un diagrama de flujo que muestra el método de acuerdo con la presente invención; la figura 6 es un diagrama de flujo que muestra una realización del método de acuerdo con la presente invención; las figuras 7A-B son diagramas que muestran dos conjuntos de bloques de recursos de tiempo-frecuencia; la figura 8 es un diagrama de flujo que muestra otra realización del método de acuerdo con la presente invención; la figura 9 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de un nodo de red que incluye un planificador de asignación de recursos de tiempo-frecuencia de acuerdo con la presente invención; la figura 10 es un diagrama de bloques que muestra una realización de un planificador de asignación de recursos de tiempo-frecuencia de acuerdo con la presente invención; y la figura 11 es un diagrama de bloques que muestra otra realización de un planificador de asignación de recursos de tiempo-frecuencia de acuerdo con la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Mediante las realizaciones de la presente invención se obtienen varias ventajas:
imagen6Permite minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía del transmisor en un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico cuando se asigna un conjunto limitado de recursos de comunicación para transmisión.
imagen7Presenta una solución heurística y simple que proporciona una manera sencilla de calcular las asignaciones de potencia de transmisión y de velocidad de transmisión (una velocidad de transmisión corresponde a un esquema de modulación y codificación).
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una parte de un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico, por ejemplo un sistema LTE (Long-Term Evolution, evolución a largo plazo), en el que un transmisor TX comunica con múltiples receptores RX1, RX2, ..., RXk, asociados con usuarios U1, U2, ..., Uk sobre K > 1 enlaces de comunicación (radio). Estos enlaces de comunicación están caracterizados por correspondientes medidas G1, G2, ..., Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido. Aunque el escenario mostrado en la figura 1 asocia cada receptor solamente con un enlace de comunicación, uno o varios receptores pueden estar cada uno asociados con más de un enlace de comunicación. Por lo tanto, el número de enlaces de comunicación K es de hecho mayor que el número de receptores. Sin embargo, los enlaces de comunicación siguen saliendo del mismo transmisor común.
La figura 2 es un diagrama que muestra un conjunto RBS de bloques de recursos RB de tiempo-frecuencia previsto para ser utilizado por el sistema de comunicación OFDMA para la transmisión desde el transmisor a los receptores sobre los K enlaces de comunicación. Cada bloque RB tiene una duración temporal TR y ocupa un ancho de banda BR. El conjunto de bloques de recursos RBS tiene una duración temporal total T y ocupa un ancho de banda total B.
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Dado el escenario de las figuras 1 y 2, la presente invención está basada en la idea de adaptar conjuntamente las potencias de transmisión y las velocidades de transmisión entre los K enlaces de comunicación, de tal modo que el consumo de energía del transmisor total esté, por lo menos aproximadamente, minimizado dentro de un conjunto de bloques de recursos de tiempo-frecuencia dado, tal como un conjunto RBS.
La figura 3 es un diagrama que muestra un ejemplo de dicha asignación de recursos de tiempo-frecuencia. En la figura 3, un paquete asociado con el enlace de comunicación 1 incluye L1 bits y está asignado a 3 bloques de recursos RB con una potencia de transmisión P1 y una velocidad de transmisión R1. Similarmente, un paquete asociado con el enlace de comunicación 2 incluye L2 bits y está asignado a 6 bloques de recursos RB con una potencia de transmisión P2 y una velocidad de transmisión R2. Este patrón se repite para los restantes enlaces de comunicación 3 a 6. Obviamente, todas las potencias de transmisión tienen que ser positivas, puesto que de lo contrario los receptores no recibirían ninguna información y los enlaces de comunicación no podrían ser soportados
o mantenidos. La descripción siguiente se centrará en cómo determinar la potencia de transmisión Pk y la velocidad de transmisión Rk para cada enlace de comunicación k, donde k = 1, ..., K.
Basándose en la experiencia práctica del consumo de potencia de estaciones base del mundo real, es posible modelizar la dependencia de la potencia de transmisión Psalida sobre la potencia Pentrada consumida por el transmisor. En las figuras 4A-D se muestran cuatro de dichos modelos. En estos modelos, se asumirá que es posible desconectar todos los sumideros de potencia siempre que el transmisor no envíe nada. La figura 4A muestra un primer modelo, en concreto un modelo lineal proporcional. La figura 4B muestra un segundo modelo, en el que Psalida está modelizada haciéndola proporcional a la raíz cuadrada de Pentrada. La figura 4C muestra un tercer modelo, en el que Psalida está modelizada como
imagen8
donde η es un factor de eficiencia. La figura 4D muestra un cuarto modelo, que es una combinación del segundo y el tercer modelo. En general, para la mayoría de los modelos Pentrada se puede aproximar mediante un polinomio en Psalida.
En general, la solución al problema de gestión de los recursos consistirá en funciones de medidas de relaciones de ganancia frente a interferencia más ruido, sobre los K enlaces de comunicación (G1, G2, ..., GK de la figura 1).
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra el método de acuerdo con la presente invención para planificar la asignación de recursos de tiempo-frecuencia a efectos de soportar enlaces de comunicación desde un transmisor común hasta múltiples receptores en un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico. La etapa S1 selecciona un conjunto de bloques de recursos de tiempo-frecuencia para la transmisión de un paquete para cada enlace de comunicación. La etapa S2 determina una medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido, para cada enlace de comunicación. La etapa S3 estima conjuntamente, dentro del conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión y la velocidad de transmisión de los paquetes como funciones de las mediciones de relaciones de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor.
El procedimiento descrito se puede repetir para cada nuevo lote de paquetes a transmitir en los enlaces de comunicación. Una alternativa consiste en repetirlo para cada caso de planificación. Por ejemplo, un lote de paquetes debe ser enviado, requiriendo un periodo de tiempo T. El siguiente caso de planificación es después de, digamos, T/2, y el número de paquetes que aún no han sido enviados y cualquier número de paquetes a continuación forman un nuevo lote de paquetes.
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra una realización del método de acuerdo con la presente invención. Esta realización se basará en el modelo 3 de la figura 4C, pero se podrían manejar de manera similar otros modelos. Tal como se muestra en el Apéndice, en este modelo las potencias de transmisión y las velocidades de transmisión
de los paquetes que se van a transmitir se configuran inicialmente a estimaciones de potencia de transmisión
imagen9y
estimaciones de velocidad de transmisión
imagen9en base a las ecuaciones (24) y (25). Por lo tanto, en la realización de
la figura 6, la etapa S4 ajusta las estimaciones iniciales de las potencias de transmisión
imagen9y las estimaciones
iniciales de las velocidades de transmisión
imagen9de los paquetes, a E10727169
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donde
5 Gk es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación k, Gj es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación j, T es el tiempo total disponible para la asignación de recursos de tiempo-frecuencia,
10 B es el ancho de banda disponible total, K es el número total de enlaces de comunicación, Lj es el número de bits en un paquete en el enlace de comunicación j.
La etapa S5 redondea a continuación las estimaciones iniciales
imagen9y
imagen9a los valores permisibles más próximos,
15 cuando sea necesario (algunas estimaciones iniciales
imagen9y
imagen9pueden ser ya iguales a valores permisibles).
Las mediciones Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido se basan, por ejemplo, en
estimaciones de canal (complejas) Hk, estimaciones de interferencia Ik y estimaciones del ruido
imagen9habitualmente de acuerdo con 20
imagen12
Estas mediciones Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido, o sus componentes independientes, se notifican habitualmente por las estaciones móviles (por ejemplo, equipos de usuario (UEs) en LTE) que contienen
25 los receptores. Las mediciones se llevan a cabo habitualmente en las estaciones móviles, comparando señales de referencia o piloto transmitidas por el transmisor, con las correspondientes señales recibidas realmente por los receptores.
Las mediciones Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido están representadas idealmente por
30 las relaciones de ganancia frente a interferencia más ruido completas en las ecuaciones (2), pero si alguno de los componentes están disponibles, podrían estar representadas por las relaciones de ganancia frente a interferencia |Hk|2 / Ik, las relaciones de ganancia frente a ruido |Hk|2 / σ2 o simplemente las ganancias (de canal) |Hk|2. Además, si la función de transferencia de canal no se conoce instantáneamente, se puede considerar en su lugar, y sustituir, |Hk|2 por E{|Hk|2}, donde E{...} es el valor esperado.
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Las anteriores expresiones para las estimaciones
imagen9y
imagen9están basadas en sumas que incluyen todas las
mediciones Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido. Sin embargo, una alternativa es
despreciar los términos inferiores a un correspondiente umbral predeterminado, en una o ambas de las estimaciones
imagen9yimagen9. 40
El conjunto de bloques de recursos RBS se puede seleccionar sumando el número total de bits
imagen9que se van a enviar en el actual lote de paquetes. Esta suma se puede utilizar a continuación para buscar un conjunto adecuado de bloques de recursos, representado por la duración temporal T, a partir de una tabla de conjuntos de bloques de recursos.
45 Hasta el momento se ha asumido que el conjunto seleccionado de bloques de recursos es el conjunto final sobre el que serán transmitidos los paquetes. Sin embargo, es posible asimismo considerar este conjunto como un primer conjunto, y llevar a cabo el mismo procedimiento sobre uno o varios conjuntos adicionales, para encontrar el conjunto que proporcione el menor consumo esperado de potencia del transmisor. Esto se muestra en las figuras
50 7A-B.
La figura 7A corresponde a la figura 2 y muestra el primer conjunto seleccionado RBS1 de bloques de recursos. El procedimiento descrito anteriormente se lleva a cabo sobre este conjunto y tiene como resultado un correspondiente conjunto de potencias de transmisión y de velocidades de transmisión. Tiene asimismo como resultado un cierto 55 consumo de energía esperado del transmisor, por ejemplo de acuerdo con la ecuación (22) en el Apéndice. La figura 7B muestra a un segundo conjunto mayor de bloques de recursos RBS2, que se utiliza para llevar a cabo el mismo procedimiento. Éste proporciona otras potencias de transmisión y otras velocidades de transmisión, y habitualmente también otro consumo de energía esperado del transmisor. Comparando los consumos de energía esperados del
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transmisor obtenidos en los dos casos, es posible escoger el conjunto de bloques de recursos (y las potencias de transmisión y las velocidades de transmisión correspondientes) que proporcione el mínimo consumo de energía esperado del transmisor.
Es posible asimismo seleccionar un conjunto menor de bloques de recursos en lugar de un conjunto mayor, tal como en la figura 7B. Otra posibilidad es seleccionar tanto un conjunto menor como un conjunto mayor, y escoger el conjunto que proporcione el mínimo consumo de energía esperado del transmisor.
Otra posibilidad más es seleccionar tanto un conjunto menor como un conjunto mayor, y determinar en qué dirección se produce una disminución (si la hay) en el consumo de energía esperado del transmisor. Por ejemplo, si se encuentra que un conjunto mayor de bloques de recursos proporciona un mínimo consumo de energía esperado del transmisor, se puede probar con un conjunto aún mayor para determinar si éste proporciona un consumo de energía esperado del transmisor todavía menor. Este procedimiento se puede repetir hasta que el consumo de energía esperado del transmisor deja de disminuir.
La figura 8 es un diagrama de flujo que muestra dichas realizaciones del método de acuerdo con la presente invención. La etapa S6 selecciona por lo menos un conjunto más de bloques de recursos de tiempo-frecuencia para los paquetes. La etapa S7 estima conjuntamente, dentro de cada conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión y la velocidad de transmisión de los paquetes como funciones de las mediciones de relaciones de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor. La etapa S8 compara los consumos de energía esperados del transmisor para los conjuntos seleccionados de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión. La etapa S9 escoge un conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión estimadas conjuntamente que han tenido como resultado un mínimo consumo de energía esperado del transmisor para la asignación de los paquetes.
La figura 9 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de un nodo de red que incluye un planificador de asignación de recursos de tiempo-frecuencia de acuerdo con la presente invención. Para facilitar la descripción, la figura 9 muestra solamente elementos que son útiles para explicar los principios de la presente invención. Un nodo de red, por ejemplo una estación base o una estación de radioenlace, incluye un paquetizador 10 que recibe K flujos de bits que se deben transmitir sobre los receptores RX1, RX2,...,RXK, (de hecho, puede haber más enlaces de comunicación que receptores, tal como se ha discutido anteriormente). Cada flujo de bits es paquetizado en paquetes de respectivas longitudes de bits Lk. Los paquetes, un paquete de cada flujo de bits, son enviados a un codificador y modulador 12 de canal, que codifica el canal y lo transforma en señales OFDM, que son convertidas ascendentemente a radiofrecuencia en un convertidor ascendente 14 y amplificadas en un amplificador de potencia (PA) 16. A continuación, las señales amplificadas se envían a una antena.
El nodo de red de la figura 9 incluye asimismo un planificador 18 de asignación de recursos de tiempo-frecuencia, de acuerdo con la presente invención. El planificador 18 recibe las longitudes Lk de paquetes del lote actual de paquetes desde el paquetizador 10 y las mediciones Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido desde los receptores RX1, RX2, ..., RXK. A partir de esta información, el planificador 18 determina el conjunto de bloques de recursos (el tiempo T), las potencias de transmisión Pk y las velocidades de transmisión Rk, de acuerdo con los principios descritos anteriormente. Después de determinar estos parámetros, el planificador 18 los envía a un asignador de recursos 20, que lleva a cabo el propio control de velocidad del codificador y modulador 12 de canal y del amplificador de potencia 16, de acuerdo con procedimientos estándar.
En la figura 9, el asignador de recursos 20 se ha separado del planificador 18 de asignación de recursos de tiempofrecuencia. Sin embargo, una alternativa consiste en integrarlo en el planificador 18.
La figura 10 es un diagrama de bloques que muestra una realización de un planificador de asignación de recursos de tiempo-frecuencia de acuerdo con la presente invención. Éste incluye un selector 30 de bloques de recursos configurado para seleccionar un conjunto RBS de bloques de recursos RB de tiempo-frecuencia para la transmisión de un paquete para cada enlace de comunicación. En la realización mostrada, las longitudes Lk de los paquetes recibidos del lote actual de paquetes son enviadas al selector 30 de bloques de recursos, que determina el número total de bits en el lote y busca un correspondiente conjunto de bloques de recursos, representado por un intervalo de tiempo T, en una tabla 32 de conjuntos de bloques de recursos. Un proveedor 34 de mediciones de la calidad de los enlaces de comunicación está configurado para determinar una medición Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido, para cada enlace de comunicación, habitualmente a partir de información de la calidad del enlace de comunicación determinada, tal como se ha descrito anteriormente haciendo referencia a la ecuación (2). El intervalo de tiempo T que representa el conjunto seleccionado de bloques de recursos, las longitudes Lk de los paquetes individuales y las mediciones Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido son enviados a un estimador 36 de la potencia de transmisión y de la velocidad de transmisión. El estimador 36 está configurado para estimar conjuntamente, dentro del conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión Pk y la velocidad de transmisión Rk de los paquetes, como funciones de mediciones de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido determinada, para minimizar por lo menos aproximadamente el

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un método para la planificación de asignación de recursos de tiempo-frecuencia para soportar enlaces de comunicación desde un transmisor común (TX) hasta múltiples receptores (RX1, ..., RXk) en un sistema de
    5 comunicación OFDMA inalámbrico, que incluye las etapas de seleccionar (S1) un conjunto (RBS) de bloques de recursos (RB) de tiempo-frecuencia para la transmisión de un paquete para cada enlace de comunicación; determinar (S2) una medición (Gk) de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido para cada enlace de comunicación;
    10 estimar conjuntamente (S3), dentro del conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión (Pk) y la velocidad de transmisión (Rk) de los paquetes como funciones de mediciones de relación de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor; caracterizado por las etapas de seleccionar (S6) por lo menos un conjunto adicional (RBS2) de bloques de recursos (RB) de tiempo-frecuencia para
    15 los paquetes; estimar conjuntamente (S7), dentro de cada conjunto (RBS2) seleccionado de bloques de recursos de tiempofrecuencia, la potencia de transmisión y la velocidad de transmisión de los paquetes como funciones de las mediciones de relaciones de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor;
    20 comparar (S8) los consumos de energía esperados del transmisor para los conjuntos seleccionados (RBS1, RBS2) de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión; y escoger (S9) un conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión estimadas conjuntamente que han tenido como resultado un
    25 mínimo consumo de energía esperado del transmisor para la asignación de los paquetes, en el que el número de enlaces de comunicación desde el transmisor común (TX) hasta los múltiples receptores (RX1, ..., RXk) es mayor que el número de receptores (RX1, ..., RXk), y en el que la estimación conjunta (S3) incluye las etapas de
    establecer (S4) estimaciones iniciales de la potencia de transmisión, imagen1, y estimaciones iniciales de la velocidad de
    30 transmisión, imagen1, de los paquetes a
    imagen2
    donde Gk es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación
    35 k, Gj es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación j, T es el tiempo total disponible para la asignación de recursos de tiempo-frecuencia, B es el ancho de banda disponible total,
    40 K es el número total de enlaces de comunicación, Lj es el número de bits en un paquete en el enlace de comunicación j; y redondear (S5) las estimaciones imagen1
    iniciales
    imagen1y
    a los valores permisibles más próximos, cuando sea necesario.
  2. 2. El método según la reivindicación 1, en el que la estimación conjunta de la potencia de transmisión (Pk) y de la
    45 velocidad de transmisión (Rk) de los paquetes está basada en un modelo de la dependencia de la potencia de transmisión (Psalida) con la potencia (Pentrada) consumida por el transmisor.
  3. 3. El método según la reivindicación 1 ó 2, que incluye las etapas de utilizar el conjunto seleccionado de bloques de
    recursos de tiempo-frecuencia y las potencias de transmisión y las velocidades de transmisión estimadas 50 conjuntamente para la asignación de los paquetes.
  4. 4. Un planificador (18) de asignación de recursos de tiempo-frecuencia para planificar la asignación de recursos de tiempo-frecuencia para soportar enlaces de comunicación desde un transmisor común (TX) hasta múltiples receptores (RX1, ..., RXk) en un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico, que incluye
    55
    12
    un selector (30) de bloques de recursos configurado para seleccionar un conjunto (RBS) de bloques de recursos (RB) de tiempo-frecuencia para la transmisión de un paquete para cada enlace de comunicación y para seleccionar por lo menos otro conjunto (RBS2, T2) de bloques de recursos (RB) de tiempo-frecuencia para los paquetes; un proveedor (34) de mediciones de calidad de los enlaces de comunicación configurado para determinar una
    5 medición Gk de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido para cada enlace de comunicación; un estimador (36) de la potencia de transmisión y de la velocidad de transmisión configurado para estimar conjuntamente, dentro del conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión (Pk) y la velocidad de transmisión (Rk) de los paquetes como funciones de mediciones de relación de ganancia frente a interferencia más ruido determinadas, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo
    10 de energía esperado del transmisor, y caracterizado por estar configurado para estimar conjuntamente, dentro de cada conjunto adicional seleccionado (RBS2, T2) de bloques de recursos de tiempo-frecuencia, la potencia de transmisión y la velocidad de transmisión de los paquetes como funciones de mediciones determinadas de relación de ganancia frente a interferencia más ruido, para minimizar por lo menos aproximadamente el consumo de energía esperado del transmisor; y
    15 un comparador (36) de energías configurado para comparar consumos de energía esperados del transmisor para los conjuntos seleccionados (RBS1, RBS2, T1, T2) de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión, y para elegir un conjunto seleccionado de bloques de recursos de tiempo-frecuencia y las correspondientes potencias de transmisión y velocidades de transmisión estimadas conjuntamente que ha tenido como resultado un mínimo consumo de energía esperado del transmisor
    20 para la asignación de los paquetes, en el que el número de enlaces de comunicación desde el transmisor común (TX) hasta los múltiples receptores (RX1, ..., RXk) es mayor que el número de receptores (RX1, ..., RXk), y en el que el estimador (36) de la potencia de transmisión y de la velocidad de transmisión está configurado para
    establecer las estimaciones iniciales de la potencia de transmisión, imagen1, y las estimaciones iniciales de la velocidad
    25 de transmisión, imagen1, de los paquetes, como
    imagen3
    donde
    30 Gk es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación k, Gj es la medición de la relación de ganancia frente a interferencia más ruido sobre el enlace de comunicación j, T es el tiempo total disponible para la asignación de recursos de tiempo-frecuencia,
    35 B es el ancho de banda disponible total, K es el número total de enlaces de comunicación, Lj es el número de bits en un paquete en el enlace de comunicación j; y configurado para redondear a imagen1
    continuación las estimaciones iniciales
    imagen1y
    a los valores permisibles más próximos, cuando sea necesario. 40
  5. 5. Un nodo de red para un sistema de comunicación OFDMA inalámbrico, incluyendo dicho nodo de red un planificador (18) de asignación de recursos de tiempo-frecuencia de acuerdo con la reivindicación 4.
  6. 6. El nodo de red según la reivindicación 5, en el que dicho nodo de red es una estación base. 45
  7. 7. El nodo de red según la reivindicación 5, en el que dicho nodo de red es una estación de radioenlace.
    13
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