ES2560970T3 - Red de comunicación inalámbrica - Google Patents

Abstract

Red de comunicación (100) para comunicación inalámbrica, que comprende una estación base (1, 16, 26), un terminal inalámbrico (3, 15, 18, 25, 37) y al menos un repetidor (5, 10, 20, 28, 33), que está conectado entre la estación base (1, 16, 26) y el terminal inalámbrico (3, 15, 18, 25, 37), estando configurada la estación base (1, 16, 26) para emitir y recibir una señal de comunicación en al menos dos canales de información con codificación MIMO con la misma frecuencia, estando configurado el terminal (3, 15, 18, 25, 37) para emitir y recibir una señal de comunicación en al menos dos canales de información con codificación MIMO con la misma frecuencia, y estando configurado el repetidor (5, 10, 20, 28, 33) para recibir, transmitir y volver a emitir señales de comunicación en al menos dos canales de información con codificación MIMO con la misma frecuencia, y conteniendo una instalación de conversión (101, 103, 106, 110, 118) para la conversión de frecuencia de al menos un canal de información transmitido, caracterizada por que hay comprendida adicionalmente una unidad de recepción de medición (6, 12, 22, 34, 38), que está configurada para la determinación de rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicación móvil para la comunicación inalámbrica, por que la unidad de recepción de medición (6, 12, 22, 34, 38) está conectada con la instalación de conversión (101, 103, 106, 110, 118) del repetidor (5, 10, 20, 28, 33), por que la instalación de conversión (101, 103, 106, 110, 118) está configurada para llevar a cabo la conversión de frecuencia en al menos una dirección de comunicación (UL, DL) a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicación móvil, de manera que los canales de información con codificación MIMO se transmiten entonces en múltiples frecuencias, y por que el repetidor (5, 10, 20, 28, 33) está configurado para emitir la señal de comunicación con el al menos un canal de información de frecuencia convertida en la al menos una dirección de comunicación de manera inalámbrica, con lo que el al menos un canal de información con codificación MIMO de frecuencia convertida se transporta en otra frecuencia fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicación móvil.

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DESCRIPCION

Red de comunicacion inalambrica

La invencion se refiere a una red de comunicacion para comunicacion inalambrica, comprendiendo una estacion base, un terminal inalambrico, y al menos un repetidor, que esta conectado entre la estacion base y el terminal inalambrico. En este caso, la estacion base y el terminal estan configurados para emitir y recibir una senal de comunicacion en multiples canales de informacion. El repetidor esta configurado para recibir, transmitir y para volver a enviar senales de comunicacion en multiples canales de informacion. La red de comunicacion comprende ademas, una instalacion de conversion para la conversion de frecuencia de al menos un canal de informacion transmitido.

La red de comunicacion puede presentarse particularmente como una red dentro de una red de radiocomunicacion movil. El terminal es por ejemplo, un terminal movil, particularmente un telefono movil.

El repetidor puede estar configurado por ejemplo, como un amplificador de alta frecuencia bidireccional, el cual distribuye las senales de comunicacion dentro de una red de comunicacion, es decir, las recibe, las amplifica al transmitirlas, las filtra y las emite de nuevo. Un repetidor de este tipo se utiliza particularmente para posibilitar, en zonas de sombreado de una red inalambrica, como se presentan por ejemplo, en el paso de una zona exterior a un espacio interior de un edificio, la comunicacion entre la estacion base y el terminal. La funcion de amplificacion sin embargo, no es necesaria basicamente para la red de comunicacion que aqu se presenta. El repetidor puede estar configurado para una emision inalambrica bidireccional y para una recepcion inalambrica bidireccional de las senales de comunicacion. El repetidor tambien puede no obstante al menos, emitir y/o recibir las senales de comunicacion por cable en una direccion de comunicacion. En lo que se refiere a las direcciones de comunicacion, se habla en este caso de una direccion descendente, cuando las senales de comunicacion se transmiten en direccion hacia el terminal y de una direccion ascendente, cuando las senales de comunicacion se transmiten en direccion hacia la estacion base.

Una red de comunicacion del tipo mencionado inicialmente, se conoce por ejemplo, del documento US 2010/0284446 A1. Allf se lleva a cabo en una cadena “multisalto” de repetidores, una conversion de frecuencia de las senales de comunicacion entre los repetidores, para evitar interferencias entre las senales de comunicacion de un terminal y las senales de comunicacion intercambiadas entre los repetidores. El espectro de frecuencia utilizado entre los repetidores para la comunicacion, esta dispuesto fuera de la banda de comunicacion asignada para la comunicacion entre la estacion base y el terminal.

Del documento US 2009/0190508 A1 tambien se conoce una red de comunicacion del tipo mencionado inicialmente. Allf se lleva a cabo una conversion de frecuencia en un repetidor, para poder utilizar dentro de una banda de comunicacion asignada para usuarios primarios, frecuencias libres disponibles, las cuales no estan ocupadas actualmente por el usuario primario.

Ademas de ello, se divulga en el documento WO 2010/120149 A2, una red de comunicacion del tipo mencionado inicialmente, que determina la utilizacion actual de espectros de frecuencia de bandas de frecuencia, por ejemplo, de bandas de TV, de bandas de mas de 2 GHz o de bandas de radiocomunicacion movil y que transmite el trafico de transmision recibido en un repetidor tambien a traves de repetidores proximos, que tienen a disposicion bandas de frecuencia no utilizadas.

En el documento US 2011/122840 A1 se describe ademas de ello, una red de comunicacion del tipo mencionado inicialmente, en la que se recoge la utilizacion actual de espectros de frecuencia en el repetidor y el repetidor lleva a cabo cambios de frecuencia a canales libres.

Ademas de ello, se propone en el documento US 2009/325482 A1 una red de comunicacion mencionada inicialmente, analizandose en una direccion de transmision el espectro de transmision para la comunicacion entre usuarios primarios mediante una antena direccional en lo que se refiere a zonas no utilizadas espacial, temporal o espectralmente, y posibilitandose en correspondencia con este analisis, una comunicacion entre usuarios secundarios.

Finalmente, se describe en Yulong Zou et al.: "Spectrum efficiency of cognitive relay transmissions with cooperative diversity in cognitive radio networks", Communication Systems, Networks and Applications (ICCSNA), Piscataway, NJ, EEUU, 29 de junio de 2010, paginas 59-62, XP031765544, ISBN: 978-1-4244-7475-2, una red de comunicacion del tipo mencionado, en la que se utilizan bandas de frecuencia no utilizadas, libres, para la transmision de senales de comunicacion a traves de estaciones de retransmision.

Basicamente, la demanda en constante crecimiento de servicios de datos moviles conduce a una creciente necesidad de capacidad de transmision. Debido al ancho de banda limitado, que hay a disposicion de las aplicaciones moviles, se han desarrollado en los ultimos anos cada vez mas tecnologfas, las cuales posibilitan una utilizacion multiple de este recurso. De esta manera se ha logrado, utilizando sistemas de multiples antenas en relacion con nuevos procedimientos de codificacion espacio-tiempo (MIMO, entrada multiple y salida multiple,

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Multiple Input Multiple Output, en ingles) hacer util la diversidad espacial del canal de transmision. Estas tecnolog^as pueden utilizarse de manera particularmente eficiente en entornos con fuerte dispersion, como pueden encontrarse por ejemplo, en el interior de edificios o en habitaculos de vehmulo cerrados. Ha podido comprobarse en este caso, que la capacidad de transmision puede aumentarse casi linealmente con la cantidad de las antenas. En este caso es de importancia, que las vfas de transmision diferentes espacialmente no esten correlacionadas entre sf, o lo esten lo menos posible.

En el caso del suministro de celulas mas grandes en la zona exterior, particularmente en el caso de una conexion visual directa entre las partes de la comunicacion (LOS, lmea de vision, Line Of Sight, en ingles), solo pueden lograrse aumentos significativos de las tasas de datos con dos antenas dispuestas con polarizacion cruzada. Los resultados obtenidos con otras configuraciones (NLOS, falta de lmea de vision, Non Line Of Sight, en ingles), particularmente con mas de dos antenas, no justifican a menudo los costes de la infraestructura que se hace necesaria adicionalmente. Un motivo principal de estos resultados no satisfactorios, se encuentra fundado en la reducida dispersion de angulo y la alta correlacion resultante de ello de las senales de comunicacion de diferentes antenas en la zona exterior.

Es tarea de la invencion la mejora de una red de comunicacion del tipo mencionado inicialmente en lo que se refiere a su capacidad de transmision utilizando los recursos existentes.

Esta tarea se soluciona segun la invencion, en el caso de una red de comunicacion del tipo mencionado inicialmente, estando configurados la estacion base, el terminal y el repetidor para una transmision de una senal de comunicacion en al menos dos canales de informacion con codificacion MIMO, con la misma frecuencia, debido a que adicionalmente hay comprendida una unidad de recepcion de medicion, que esta configurada para la determinacion de rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil, para la comunicacion inalambrica, que la unidad de recepcion de medicion esta conectada con la instalacion de conversion del repetidor, que la instalacion de conversion esta configurada para llevar a cabo la conversion de frecuencia en al menos una direccion de comunicacion a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil, de manera que los canales de informacion con codificacion MIMO se transmiten entonces mediante multifrecuencia, y que el repetidor esta configurado para emitir la senal de comunicacion con el al menos un canal de informacion de frecuencia convertida en la al menos una direccion de comunicacion de manera inalambrica, transportandose el al menos un canal de informacion con codificacion MIMO con frecuencia convertida en una frecuencia diferente fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil.

La invencion parte en este caso en un primer paso, del principio discutido por ejemplo, en M. Muck et al., "ETSI reconfigurable radio systems: status and future directions on software defined radio and cognitive radio standards, IEEE Communications Magazine, sept. 2010, p. 78-86, de un llamado sistema de radiocomunicacion cognitivo, con el que han de explotarse rangos de frecuencia no utilizados, libres, en el espectro de frecuencia utilizable de manera util particularmente para aplicaciones moviles en la zona exterior. Una idea esencial consiste en este caso en, por ejemplo, determinar con la ayuda de sensores distribuidos, la utilizacion real de los recursos de radiocomunicacion disponibles y en decidir centralmente sobre su utilizacion eficiente. Para ello, los aparatos individuales intercambian informaciones sobre con que frecuencias se transmiten respectivamente los canales de informacion, dependiendo la seleccion de la correspondiente frecuencia temporal o espacialmente de los recursos de radiocomunicacion disponibles, es decir, se lleva a cabo de manera “cognitiva”. Los metodos para determinar la utilizacion espacial del espectro de frecuencia disponible, se presentan por ejemplo, en el documento US 6, 882, 851 B2 o en el documento US 7, 146, 176 B2. La utilizacion de una base de datos central en lo que a ello se refiere, se propone en el documento US 7, 200, 404 B2.

En un segundo paso, la invencion parte de la consideracion de que en lo que se refiere al rango de frecuencia utilizable de manera util para aplicaciones moviles en la zona exterior, entre 400 MHz (por debajo las estructuras de antenas necesarias se vuelven demasiado grandes) hasta 3.000 MHz (por encima, la atenuacion de la propagacion se hace demasiado grande), solo una parte reducida esta a disposicion realmente para la radiocomunicacion movil. El resto de las zonas se utilizan o bien solo regionalmente, por ejemplo, para la television terrestre, solo localmente, por ejemplo, WIFI en el hogar, o limitadas temporalmente, por ejemplo, radar, y con ello de manera muy ineficiente.

En un tercer paso, la invencion parte finalmente de la consideracion adicional, de utilizar los rangos de frecuencia de radiocomunicacion utilizables principalmente para una comunicacion inalambrica, para el intercambio de senales de comunicacion dentro de una red de comunicacion inalambrica para mejorar su capacidad de transmision. Dicho con otras palabras, se transmiten multiples canales de informacion utilizando frecuencias de radiocomunicacion libres, los llamados “espacios blancos”, de manera cognitiva distribuidos en diferentes frecuencias, de manera que puede aumentarse de manera inteligente la capacidad de transmision. Esta forma de proceder posibilita particularmente utilizar frecuencias fuera de las bandas de frecuencia asignadas para la radiocomunicacion movil, de manera que pueden incorporarse recursos adicionales. Particularmente no es necesario utilizar frecuencias dentro de las bandas de frecuencia asignadas para la radiocomunicacion movil. De esta manera puede superarse el lfmite de capacidad de una red de comunicacion, que viene dado por una posibilidad de aprovechamiento solo limitada de las bandas de comunicacion “completamente” ocupadas de la comunicacion movil.

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Dicho con otras palabras, la invencion permite, particularmente para senales de comunicacion que se transmiten ya en multiples canales de informacion, utilizar recursos fuera de la banda de frecuencia asignada correspondientemente para la comunicacion inalambrica. Si para el aumento de la capacidad de transmision se utiliza en una zona exterior la tecnologfa MIMO, es decir, la senal de comunicacion se transmite mediante multiples canales de informacion espacialmente y varias antenas, entonces, el repetidor utilizado para la red de comunicacion que aqu se indica, puede estar configurado para convertir las senales MIMO de igual frecuencia utilizando frecuencias libres, en frecuencias diferentes de manera cognitiva, y para transmitirlas de manera inalambrica. En este caso se mantiene la codificacion de senal utilizada para las senales MIMO, de manera que tras una correspondiente conversion de frecuencia, las senales pueden emitirse a traves de varias antenas con la misma frecuencia, nuevamente como senales MIMO. Debido a que las senales MIMO se transmiten no obstante a traves de la interfaz aerea con frecuencia convertida utilizando frecuencias libres, se suprime en la zona exterior la limitacion no deseada de la capacidad de transmision mediante correlacion de las senales MIMO emitidas paralelamente.

La invencion tambien es adecuada para transmitir senales MIMO con frecuencia convertida, de manera inalambrica, en la zona exterior utilizando bandas de frecuencia libres y para emitirlas en una zona de espacio interior, en la que pueden aprovecharse completamente las ventajas de la tecnologfa MIMO, tras la reconversion de frecuencia, nuevamente como senales MIMO a traves de diferentes antenas.

La utilizacion de la invencion conlleva ventajas adicionales para la alimentacion de senales MIMO a una celula paraguas movil, como por ejemplo, al espacio interior de un tren en marcha. En el caso de una tecnologfa de este tipo, es de esperar un empeoramiento adicional de la transmision de datos (ademas de la limitacion no deseada debido a la correlacion de las senales MIMO en la zona exterior). Ya que ha podido verse, que el desplazamiento de frecuencia en aumento al aumentar la velocidad de la celula paraguas movil, dificulta adicionalmente debido a desplazamiento Doppler, la descorrelacion deseada de las senales MIMO de igual frecuencia. Los procedimientos que se conocen hoy en dfa para la correccion de este efecto, permiten solo una velocidad de paso del sistema movil.

Si se utiliza segun esto, un repetidor con capacidad MIMO para el acoplamiento en la celula paraguas, que recibe senales MIMO convertidas cognitivamente en direccion descendente en diferentes frecuencias, convierte nuevamente la frecuencia de estas o de al menos una de estas senales MIMO, y las emite como senales MIMO de igual frecuencia al espacio interior, quedan superadas las desventajas que conlleva el efecto Doppler al utilizar la tecnologfa MIMO.

Con el concepto utilizado en este caso, de una instalacion de conversion, se reunen aquellos componentes de un grupo constructivo correspondiente, que son necesarios para una conversion de frecuencia de una senal de comunicacion en transmision. Particularmente queda comprendido tambien un mezclador de frecuencias, que se describe ocasionalmente por separado de una instalacion de conversion.

En una configuracion preferida, la estacion base comprende una instalacion de conversion adicional para la conversion de frecuencia, que esta conectada con la unidad de recepcion de medicion y configurada para llevar a cabo la conversion de frecuencia en direccion descendente a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion, estando configurada la instalacion de conversion del al menos un repetidor, para retornar en direccion descendente la frecuencia del canal de informacion de frecuencia convertida, y para llevar a cabo en direccion ascendente la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion a la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil.

En el caso nombrado anteriormente, la estacion base esta configurada por ejemplo, como estacion base cognitiva, que intercambia las senales de comunicacion para aumentar la capacidad de transmision ya en diferentes de las frecuencias libres nombradas.

Para poder procesar estas frecuencias convertidas de manera cognitiva espacial, temporal o localmente modificables de los diferentes canales de informacion, es necesario basicamente un terminal cognitivo, el cual trabaja, en lo que se refiere a las frecuencias utilizadas, “de manera sincronizada” con la estacion base a traves de una unidad de recepcion de medicion propia. La introduccion de este tipo de terminales y de este tipo de estaciones base va unida no obstante, con esfuerzo de costes alto y con el establecimiento de una infraestructura adicional.

Si el repetidor esta configurado no obstante, en el sentido de la presente invencion, para llevar a cabo mediante la instalacion de conversion implementada nuevamente la conversion en direccion descendente de la frecuencia del canal de informacion de frecuencia convertida, y en direccion ascendente la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion en la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, entonces no es necesario ningun terminal cognitivo para el intercambio de informacion. Mas bien asume en este caso el repetidor la transformacion de una red de comunicacion cognitiva para el terminal. El terminal es entonces un terminal MIMO o multifrecuencia, que dispone de dos o mas antenas o que trabaja en dos o mas bandas de radiocomunicacion, lo cual se corresponde con el estado de la tecnica actual.

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En la variante de realizacion anterior, la estacion base cognitiva es particularmente actualizada, por ejemplo, a peticion del repetidor, para codificar las senales de comunicacion enviadas por canales multifrecuencia, en correspondencia con el procedimiento MIMO. En este caso, el repetidor obtiene con una alta capacidad de transmision una senal de comunicacion con codificacion MIMO en canales de informacion multifrecuencia. Esta senal de comunicacion con codificacion MIMO se reconvierte entonces para un terminal con capacidad MIMO en lo que se refiere a las frecuencias, y se emite como senal MIMO con al menos dos canales de informacion de igual frecuencia multiples localmente en al menos dos o mas antenas. En este caso la invencion utiliza por ejemplo, en la zona exterior, una transmision de datos cognitiva multifrecuencia, para aprovechar para el terminal, particularmente en una zona de espacio interior, la tecnologfa MIMO con capacidad de transmision alta.

En otra variante de realizacion, hay comprendidos entre la estacion base y el terminal, al menos dos repetidores, los cuales estan configurados para recibir, transmitir y volver a emitir senales de comunicacion en multiples canales de informacion, y que comprenden respectivamente una instalacion de conversion conectada con la unidad de recepcion de medicion, para la conversion de frecuencia de al menos un canal de informacion transmitido en al menos una direccion de comunicacion a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion, estando configurada la instalacion de conversion del repetidor del lado de la estacion base, para llevar a cabo en direccion descendente la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion a la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion y para convertir nuevamente en direccion ascendente la frecuencia del canal de informacion con frecuencia convertida, particularmente restablecerla, y estando configurada la instalacion de conversion del repetidor del lado del terminal para restablecer en direccion descendente la frecuencia del canal de informacion de frecuencia convertida, y para llevar a cabo en direccion ascendente la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion a la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion.

Dicho con otras palabras, en esta variante de realizacion ventajosa se proporcionan dos repetidores que se comunican entre sf de manera inalambrica a traves de una correspondiente interfaz aerea. Para esta comunicacion inalambrica, se utiliza la transmision de informacion cognitiva. El repetidor del lado de la estacion base recibe los multiples canales de informacion de la estacion base, convierte estos canales de informacion cognitivamente a las frecuencias libres y los emite de manera inalambrica. El repetidor del lado del terminal recibe los canales de informacion multifrecuencia convertidos cognitivamente de manera inalambrica, restablece correspondientemente las frecuencias de los canales de informacion, y emite las senales por ejemplo, como multiples canales de informacion en la banda de comunicacion asignada de la estacion base. Para la direccion ascendente, es decir, una comunicacion del terminal en direccion hacia la estacion base, los repetidores intercambian su funcionalidad. Aqrn, como tambien en las variantes de realizacion descritas anteriormente, no es necesario para la invencion que el repetidor, o la instalacion de conversion, restablezcan las frecuencias convertidas cognitivamente a las frecuencias originales. Tambien es posible convertir los canales de informacion con frecuencias convertidas cognitivamente, en otras frecuencias diferentes de las de la banda de comunicacion de la estacion base.

Como se ha mencionado, la estacion base es una estacion base con capacidad MIMO y esta configurada para emitir y recibir una senal de comunicacion en canales de informacion multiples espacialmente, estando configurado el repetidor del lado de la estacion base, como repetidor MIMO y siendo capaz de esta manera, de enviar en direccion ascendente canales de informacion multiples espacialmente y para recibir en direccion descendente canales de informacion multiples espacialmente. Dicho de otra manera, el repetidor del lado de la estacion base se comunica con la estacion base mediante tecnologfa MIMO. En el lado del terminal el repetidor se comunica por los canales de informacion desplazados cognitivamente en la frecuencia. Un segundo repetidor se comunica con el primer repetidor por los canales de informacion desplazados cognitivamente en la frecuencia. En el lado del terminal, este segundo repetidor se comunica con el terminal mediante tecnologfa MIMO.

Convenientemente, en la variante de realizacion nombrada anteriormente, el repetidor del lado de la estacion base esta conectado mediante acopladores bidireccionales a la estacion base, particularmente a los cables de antena, intercambiandose optica o electricamente las senales de comunicacion con la estacion base. En este caso, se intercambian las senales de comunicacion codificadas para MIMO por cable con la estacion base.

Ademas de ello, el terminal es un terminal con capacidad MIMO, el cual esta configurado para emitir y recibir una senal de comunicacion en canales de informacion multiples espacialmente, siendo el al menos uno o el repetidor del lado del terminal, un repetidor con capacidad MIMO, el cual esta configurado para emitir canales de informacion multiples espacialmente en direccion descendente y para recibir canales de informacion multiples espacialmente en direccion ascendente.

De manera mas preferida se asigna a la o a cada instalacion de conversion una unidad de recepcion de medicion, estando las unidades de recepcion de medicion unidas entre sf y “sincronizadas” en lo que se refiere a la frecuencia a escoger para la conversion de la frecuencia. De esta manera resulta una red de comunicacion cognitiva, intercambiando entre sf las correspondientes instalaciones de conversion y repetidores las correspondientes frecuencias escogidas de los rangos de frecuencia libres a traves de las unidades de recepcion de medicion, de

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manera que consta correspondientemente la informacion necesaria para la conversion de la frecuencia o para el restablecimiento de la frecuencia.

En otra configuracion preferida, la red de comunicacion comprende un sistema de transmision multibanda con una unidad maestra y al menos una unidad remota conectada con la unidad maestra a traves de una lmea de senal comun, estando configurada la unidad maestra para la emision y para la recepcion de las senales de comunicacion en multiples canales de informacion y para la conexion adicional o desacoplamiento de los multiples canales de informacion en una o desde una senal de transmision, conduciendose la senal de transmision a traves de una lmea de senal comun, y estando configurado el al menos uno o el repetidor del lado del terminal como componente de la unidad remota. Un sistema de transmision multibanda de este tipo se desprende por ejemplo, del documento DE 10 2009 052 936 A1.

En esta variante de configuracion se intercambian senales de comunicacion con la estacion base, por ejemplo, a traves de una interfaz aerea de la unidad maestra. Los multiples canales de informacion se convierten en la frecuencia individualmente con otros canales de informacion, como por ejemplo, de una red digital o similar, eventualmente para evitar interferencias y se intercambian a traves de una lmea de senal comun entre la unidad maestra y las unidades remotas. La lmea de senal comun esta configurada en este caso por ejemplo, electrica u opticamente, de manera que se evitan perdidas de transmision por radiofrecuencia. En las unidades remotas se restablecen en la frecuencia los diferentes multiples canales de informacion y se transmiten de manera inalambrica. El sistema de transmision multibanda transmite en una variante de realizacion, particularmente los canales de informacion convertidos cognitivamente en la frecuencia, produciendose la transformacion de los canales de informacion desplazados en frecuencia cognitivos, en la unidad remota. La sincronizacion en lo que se refiere a la conversion de frecuencia cognitiva, puede producirse particularmente mediante la instalacion de conversion integrada en la unidad remota, la cual tambien puede estar conectada a una red digital a traves de la lmea de senal comun.

Para la funcion de una red cognitiva, ha de perseguirse una coordinacion lo mas facil posible con otros servicios de radiocomunicacion, los cuales son libres particularmente para usuarios primarios. Para descartar perturbaciones en el rango de frecuencia de estos usuarios primarios, se utiliza en una configuracion preferida, alternativa o adicionalmente a una comprobacion mediante tecnica de medicion de la disponibilidad (“Listen before talk" (escuchar antes de hablar)) de bandas de frecuencia potencialmente libres, es decir, no utilizadas, una instalacion de control central. Convenientemente se produce en la red particularmente una coordinacion de la interactuacion cognitiva de uno o varios repetidores con una o varias estaciones base.

Para este fin, en una configuracion ventajosa de la red de comunicacion, la o cada unidad de recepcion de medicion de la red de comunicacion indicada esta conectada con una base de datos central, en la que figuran las rangos de frecuencia no utilizados para la comunicacion inalambrica que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil. Ventajosamente, las unidades de recepcion de medicion estan equipadas para ello respectivamente con un modem, los cuales estan conectados entre sf de manera inalambrica o por cable y/o con esta base de datos cognitiva central. Un modem inalambrico es por ejemplo, un modem GSM, UMTS o LTE. Un modem por cable puede ser por ejemplo, un modem ISDN, DSL o LAN. Las unidades de recepcion de medicion pueden solicitar a esta base de datos los rangos de frecuencia no utilizados libres local o temporalmente, y llevar a cabo de esta manera mediante las correspondientes instalaciones de conversion, la conversion de frecuencia cognitiva correspondiente de los canales de informacion. Las correspondientes unidades de recepcion de medicion de la red de comunicacion pueden depositar tambien por el contrario las frecuencias escogidas para las otras unidades de recepcion de medicion en la base de datos central, poniendose estas a disposicion para ser solicitadas.

En una configuracion conveniente tambien para ello, la o cada unidad de recepcion de medicion esta equipada con un analizador de espectro. Este puede detectar por ejemplo, los rangos de frecuencia libres no utilizados local o temporalmente y depositar la informacion obtenida en la base de datos central. Las unidades de recepcion de medicion individuales de la red de comunicacion representan en cierto modo sensores de una red inalambrica cognitiva.

Especialmente al utilizar la red de comunicacion para la transmision a una celula paraguas movil, resulta particularmente importante la coordinacion soportada mediante tecnica de medicion de la utilizacion del espectro, dado que aqm, en determinadas condiciones, se atraviesan zonas de suministro de diferentes servicios de usuario primarios. Si el analizador de espectro utiliza o recoge adicionalmente datos GPS, puede alimentarse tambien la base de datos de esta manera ventajosamente con informaciones sobre la utilizacion del espectro, descompuestas espacialmente.

La o cada instalacion de conversion esta configurada ventajosamente para no llevar a cabo al menos en uno de los canales de informacion una conversion de frecuencia. De esta manera puede ahorrarse capacidad de calculo y equipo.

Para evitar una realimentacion de la senal de comunicacion emitida con la senal de comunicacion en transmision, el o cada repetidor esta equipado opcionalmente con medios electronicos para la supresion de la realimentacion.

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Convenientemente, los medios para la supresion de una realimentacion comprenden un filtro adaptativo digital. Para ello se realimenta una parte de la senal de comunicacion emitida al filtro adaptativo y con ello se modifica su funcion de transmision. En el plano digital se suprimen debido a ello proporciones de realimentacion en la senal de comunicacion en transmision.

Mediante el dibujo se explican con mayor detalle ejemplos de realizacion de la invencion. En este caso muestran:

La Fig. 1: esquematicamente una red de comunicacion con una estacion base con capacidad MIMO, un

terminal con capacidad MIMO y dos repetidores, que se comunican entre sf de manera inalambrica en canales de informacion desplazados cognitivamente en la frecuencia,

La Fig. 2: esquematicamente una red de comunicacion con una estacion base cognitiva, un terminal con

capacidad MIMO y un repetidor, que transforma entre los canales de informacion de la senal de comunicacion desplazados cognitivamente en la frecuencia y canales de informacion con capacidad MIMO,

La Fig. 3: esquematicamente una red de comunicacion con un sistema de transmision multibanda para un

suministro en el hogar,

La Fig. 4: esquematicamente la situacion de suministro en la zona del hogar con la red de comunicacion en

correspondencia con la Fig. 3,

La Fig. 5: curvas de funcion de distribucion de la transferencia de datos determinadas mediante tecnica de

medicion con diferentes disposiciones de antenas, y

La Fig. 6: las curvas de funcion de distribucion de la transferencia de datos acumulativas extrapoladas a un

sistema MIMO 4x4.

En la Fig. 1 se representa esquematicamente una red de comunicacion 100 con una estacion base 1 con capacidad MIMO, un terminal 3 con capacidad MIMO, un terminal 15 con capacidad MIMO y dos repetidores 5, 10. En este caso se representa debido a motivos de claridad el recorrido de transmision de las senales de comunicacion en direccion descendente DL. Las configuraciones mostradas pueden transferirse correspondientemente a la transmision de las senales de comunicacion en direccion ascendente UL. La utilizacion de tecnicas de transmision MIMO en direccion ascendente UL actualmente no es parte de las redes de comunicacion moviles con capacidad MIMO. La utilizacion de tecnicas de transmision MIMO en direccion ascendente UL sera no obstante parte fija de futuras revisiones.

Para la utilizacion de la tecnica de transmision MIMO, la estacion base 1, asf como los terminales 3, 15, disponen respectivamente para la comunicacion dentro de una banda de frecuencia asignada a una red movil, de al menos dos antenas. Para la estacion base 1 se indican las correspondientes dos antenas 2a y 2b. Las otras dos antenas 2c y 2d se proporcionan para la utilizacion de la tecnologfa MIMO 4x4 o 4x2, que igualmente sera objeto de revisiones futuras.

A traves de las varias, en este caso dos antenas 2a, 2b de la estacion base 1 o de los terminales 3, 15, se transmiten en correspondencia con la tecnologfa MIMO, senales de comunicacion en canales de informacion de igual frecuencia, multiples espacialmente (en este caso dos). Varias antenas aumentan en este caso la capacidad de transmision. La utilizacion de la tecnologfa MIMO es una parte esencial en sistemas de radiocomunicacion de la cuarta generacion (4G). Son parte de estos sistemas por ejemplo, el procedimiento HSPA+ (High Speed Packet Access, en ingles) basado en codigo de difusion, CDMA (Code Division Multiple Access), y los procedimientos basados en multiplexacion de frecuencia ortogonal (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, en ingles) WLAN, WiMAX y LTE (Long Term Evolution, en ingles).

En correspondencia con la Fig. 1, la estacion base con capacidad MIMO emite a traves de las al menos dos antenas 2a, 2b, senales de comunicacion en canales de informacion de igual frecuencia multiples espacialmente. La frecuencia se indica en este caso en la Fig. 1 con f-i. Los terminales 3 con capacidad MIMO que se encuentran en la zona de suministro de la estacion base 1 pueden establecer de esta manera una conexion de radiocomunicacion directa. En paralelo a esta conexion directa opcional entre la estacion base 1 con capacidad MIMO y el terminal 3 con capacidad MIMO, se retira una parte de las senales MIMO en los cables de antena de la estacion base 1 mediante acopladores 4a, 4b bidireccionales y se transmiten a un repetidor 5. A diferencia de la conexion por cable que se representa aqrn, tambien es concebible para el repetidor 5 una conexion mediante antenas direccionales.

El repetidor 5 comprende una unidad de recepcion de medicion 6, que esta conectada con una instalacion de conversion 101. La instalacion de conversion 101 comprende ademas, un mezclador de frecuencias 102 asignado y es capaz de convertir en la frecuencia las senales de comunicacion que atraviesan el repetidor 5.

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La unidad de recepcion de medicion 6 comprende un analizador de espectro, el cual es capaz de analizar los rangos de frecuencia local y temporalmente libres, utilizables para la radiocomunicacion. A modo de complementacion o alternativamente, la unidad de recepcion de medicion 6 esta configurada como un modem inalambrico o por cable y esta en conexion con una base de datos central 115, que pone a disposicion rangos de frecuencia libres disponibles local o temporalmente para una comunicacion movil. En base a las informaciones sobre el espectro de la unidad de recepcion de medicion 1, se convierte en la frecuencia mediante la instalacion de conversion 101 y el mezclador de frecuencias 102, uno de los dos canales de informacion MIMO. El desplazamiento de la frecuencia se produce en este caso hacia una zona de espectro que se encuentra fuera de la banda de radiocomunicacion de la estacion base 1. Este rango de frecuencia puede encontrarse particularmente en la banda de frecuencia prevista para la television terrestre. En la configuracion representada en la Fig. 1, un canal de informacion permanece en la posicion de frecuencia original.

El canal de informacion que permanece en la frecuencia se emite con el otro canal de informacion desplazado en la frecuencia cognitivamente mediante la unidad de recepcion de medicion 6 tras pasar un combinador o multiplexor 7 conjuntamente, a traves de una antena 8 a traves de la interfaz aerea del repetidor 5. Las senales MIMO convertidas cognitivamente estan indicadas ahora con las frecuencias f-T y f2. En otra configuracion, la emision puede producirse tambien a traves de las antenas asignadas respectivamente por separado a las frecuencias.

Tras la transmision inalambrica de las senales MIMO originales convertidas en la frecuencia, estas se reciben mediante la antena 9 de un segundo repetidor 10. Las dos frecuencias se separan en un multiplexor 11. Para el repetidor 10 tambien es posible alternativamente la recepcion de los dos canales de informacion diferentes en la frecuencia mediante antenas asignadas por separado.

El repetidor 10 tambien comprende una unidad de recepcion de medicion 12, que esta conectada con una instalacion de conversion 103 con mezclador de frecuencias 104. Basandose en las informaciones del espectro y en informaciones que son puestas a disposicion a traves del modem asignado de la unidad de recepcion de medicion 12, el canal de informacion desplazado cognitivamente en la frecuencia se desplaza hacia atras a una frecuencia adecuada. En este caso, no tiene por que tratarse en este caso obligatoriamente de la frecuencia original emitida en la estacion base 1. Tanto el repetidor 5, como tambien el repetidor 10, obtienen para la “sincronizacion” de las frecuencias convertidas cognitivamente, las correspondientes informaciones de las correspondientes unidades de recepcion de medicion 6, 12.

El repetidor 10 comprende opcionalmente ademas de ello como medio para la supresion de una realimentacion 116, un filtro adaptativo 117, que suprime efectos de realimentacion de las senales emitidas de la senal transmitida.

Los dos canales de informacion que ahora preferiblemente se solapan espectralmente se emiten a traves de antenas de hogar 13a, 13b en una zona de espacio interior 14 con fuerte dispersion, de un edificio o de un habitaculo de vehuculo. Un terminal MIMO 15 que se encuentra en la zona del espacio interior 14 puede recibir ahora por lo tanto estas senales de comunicacion.

En la zona de espacio interior 14 puede aprovecharse completamente la tecnologfa MIMO en lo que se refiere a sus posibilidades para el aumento de la transferencia de datos. Las senales MIMO emitidas a traves de varias antenas 13a, 13b con una alta probabilidad solo estan correlacionadas levemente debido a la fuerte dispersion.

Una caractenstica particular de la red de comunicacion 100 representada en la Fig. 1, es el hecho de que el terminal 15 no ha de tener ningun conocimiento sobre el desplazamiento de frecuencia cognitivo para la comunicacion entre los dos repetidores 5, 10.

Las informaciones sobre la utilizacion local y temporal del rango de frecuencia disponible para la comunicacion movil, determinadas mediante las unidades de recepcion de medicion 6, 12, son puestas a disposicion particularmente a traves de la conexion de modem descrita anteriormente de la base de datos central 115. Debido a ello se mejora la coordinacion con otros servicios de radiocomunicacion. A traves de las unidades de recepcion de medicion 6, 12 y las instalaciones de conversion 101, 103 conectadas con ellas, pueden aprovecharse de manera precisa de esta manera bandas de frecuencia con baja ocupacion para el aumento de la capacidad de transmision. Las capacidades de transmision particularmente pueden multiplexarse, otras descargarse o desconectarse totalmente en rangos de frecuencia individuales. Mediante una activacion o desactivacion de ramales de transmision completos, puede optimizarse el consumo energetico de la red de comunicacion en su conjunto de manera acorde a la necesidad.

En lugar de un repetidor 5 segun la Fig. 1 acoplado directamente a una estacion base 1, alternativamente tambien es posible configurar la estacion base 1 ella misma de manera cognitiva. Esta variante de realizacion se representa en la Fig. 2.

La red de comunicacion 100 segun la Fig. 2 comprende una estacion base cognitiva 16, que dispone de una instalacion de conversion 114 adicional para la conversion de frecuencia cognitiva de las senales de comunicacion. Los multiples canales de informacion convertidos cognitivamente en la frecuencia se emiten a traves de una antena

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17 comun. Segun el sentido, se indican para ello dos frecuencias fi y f2. Los canales de informacion multifrecuencia se conducen en este caso en la estacion base 16 a traves de un combinador o multiplexor 105.

Ademas de la recepcion directa de los canales de informacion desplazados cognitivamente en la frecuencia mediante un terminal 18 cognitivo, estos canales de informacion tambien pueden recibirse con las antenas 19 de un repetidor 20. El repetidor 20 segun la Fig. 2 esta equipado en correspondencia con el repetidor de la Fig. 1. En lugar de con una antena 19 comun, los canales de informacion multifrecuencia tambien pueden ser recibidos a traves de antenas separadas.

Para poder utilizar la tecnologfa MIMO a traves del repetidor 20 en la zona del espacio interior 24 de un edificio o de un habitaculo de vehuculo, la estacion base 16 obtiene la informacion de proporcionar una correspondiente codificacion MIMO a los multiples canales de informacion desplazados cognitivamente en la frecuencia. Las senales codificadas de esta manera se reciben a traves de los canales de informacion en el repetidor 20.

Mediante la instalacion de conversion 116 y el mezclador de frecuencias 107 asignado, se restablece en su frecuencia uno de los canales de informacion, poniendose a disposicion la informacion referente a ello en lo que se refiere a la frecuencia escogida cognitivamente por parte de la unidad de recepcion de medicion 22 o de su modem asignado. A traves de dos antenas 23a y 23b, se emiten senales MIMO en la zona del espacio interior 24. El terminal 25 con capacidad MIMO es capaz de recibir senales MIMO.

En la red de comunicacion 100 segun la Fig. 2, la estacion base 16 y el repetidor 20 estan sincronizados entre sf en lo que se refiere a la conversion de frecuencia cognitiva. El repetidor 10 tambien comprende opcionalmente como medio para la supresion de una realimentacion 116, un filtro adaptativo 117, que suprime en la senal transmitida efectos de realimentacion de las senales emitidas.

En correspondencia con la Fig. 3, en la zona del espacio interior puede haber integrado un sistema de transmision multibanda 29 en la red de comunicacion 100, para la distribucion de las senales de comunicacion. Este sistema de transmision multibanda 29 comprende una unidad maestra 108 y al menos una unidad remota 109, que estan en conexion entre sf a traves de una o de varias lmeas de senal 31. La unidad maestra 108 recibe en este caso senales de una estacion base 26, multiplexa los multiples canales de informacion bajo conversion de frecuencia individual para impedir interferencias y anadiendo canales de informacion adicionales, como por ejemplo, de una red digital o senales de comunicacion adicionales, en la lmea de senal 31 comun. En la o en cada unidad remota 109, se separan los canales de informacion multiples, se restablecen en la frecuencia, se amplifican y se emiten a traves de antenas 39a, 39b. A traves de varias unidades remotas 109 es posible una distribucion de las senales de comunicacion, por ejemplo, a traves de varios pisos de un edificio o en varios habitaculos de vehmulo. En cada piso, el terminal 37 se comunica entonces con las antenas 39a, 39b de la unidad remota 109 correspondientemente asignada.

En correspondencia con la Fig. 3, se emiten dos o mas senales convertidas en frecuencia desde una estacion base 26. En este caso, la estacion base 26 puede estar configurada como estacion base 1 con capacidad MIMO con un repetidor posconectado en correspondencia con la Fig. 1 o ya como estacion base 16 cognitiva en correspondencia con la Fig. 2. Tras la transmision a traves de la interfaz aerea en la zona exterior, pueden recibirse las senales de comunicacion emitidas por la estacion base 26 con la ayuda de la unidad de recepcion de antena 27 de la unidad maestra 108. Las senales de comunicacion recibidas por la unidad de recepcion de antena son particularmente, al menos dos senales MIMO convertidas cognitivamente a diferentes frecuencias.

Un repetidor de captura 28 de la unidad maestra 108 convierte los multiples canales de informacion recibidos mediante un mezclador de frecuencias 119 primeramente en frecuencias, como son ventajosas para una transmision en el sistema de transmision multibanda 29. Se representa explfcitamente un sistema de transmision multibanda 29, en el que los canales de informacion entrantes se convierten en la unidad maestra 108 tras la conversion de frecuencia, antes de su transmision en la lmea de senal 31 comun, con la ayuda de un transformador electro-optico 30a en su manifestacion optica. La seccion transversal muy reducida y la transmision de senal casi sin perdidas, permiten superar, especialmente en estructuras de edificio muy complejas, la fuerte perdida de transmision.

Para la conversion de frecuencia, el repetidor de captura 28 comprende ademas, una unidad de recepcion de medicion 38, asf como una instalacion de conversion 118, que esta asignada al mezclador de frecuencias 119. La unidad de recepcion de medicion 38 obtiene por ejemplo, a traves de una base de datos central 115 o a traves de una senal de radio, informaciones sobre la conversion de frecuencia cognitiva presente que se ha producido, de las senales MIMO. Esta informacion se utiliza en el sistema de transmision multibanda 29 particularmente para la posterior distribucion y asignacion de los canales de informacion multiplexados en frecuencia. La unidad de recepcion de medicion 38 se utiliza tambien, para obtener informaciones en la zona exterior sobre los rangos de frecuencia disponibles o no utilizados. Estas informaciones pueden ponerse a disposicion de la base de datos central 115, de manera que puede llevarse a cabo en direccion ascendente, una conversion de frecuencia cognitiva, particularmente de las senales MIMO multiples espacialmente a los rangos de frecuencia no utilizados determinados o existentes.

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Ademas, tras la distribucion optica de los canales de informacion multiplexados en frecuencia, estos se reconvierten en la direccion descendente con la ayuda de un transformador optolectrico 32a en la unidad remota 109 a la zona de ondas de radio elegida.

La conversion de los canales de informacion convertidos cognitivamente en lo que se refiere a la frecuencia, se produce en correspondencia con la Fig. 3 en la correspondiente unidad remota 109. Esta comprende un repetidor cognitivo 33, que contiene una unidad de recepcion de medicion 34, una instalacion de conversion 110, asf como un mezclador de frecuencias 111. Como se ha descrito anteriormente, la instalacion de conversion 110 restablece el canal de informacion convertido en frecuencia cognitivamente a una frecuencia adecuada mediante el mezclador de frecuencias 111, que puede ser particularmente una frecuencia de la banda de comunicacion de la estacion base 26. Para ello, la unidad de recepcion de medicion 34 puede hacer uso de la base de datos central 115 mediante el modem asignado del repetidor 33 o esta unida a traves de un canal de informacion con la unidad de recepcion de medicion 38 del repetidor de captura 28. Los canales de informacion recibidos por el repetidor 33 se amplifican en el presente caso mediante amplificadores 112, 113 y se emiten por ejemplo, a traves de una red de distribucion pasiva mediante diferentes antenas 39a, 39b.

En correspondencia con la Fig. 3, los canales de comunicacion emitidos por la estacion base 26 son senales MIMO. Dicho con otras palabras, los canales de informacion multiples contienen codificaciones para la utilizacion de la tecnologfa MIMO. A traves de las al menos dos antenas 39a, 39b asignadas, de la unidad remota 109, se emiten por separado los canales de informacion multiples espacialmente de las senales MIMO.

Alternativamente al sistema de transmision multibanda 29 con transformadores electro-opticos 30a, 32a representado explfcitamente en la Fig. 3, la transmision en la lmea de senal 31 comun entre la unidad maestra 108 y la unidad remota 109, puede producirse digitalmente. En este caso, la unidad maestra 108 y la unidad remota 109 presentan respectivamente unidades de transformador analogicas-digitales 30b o 32b.

En la Fig. 4 se representa el estado de suministro de comunicacion movil en un edificio, produciendose la conexion a una estacion base en la zona exterior, de manera parecida a como en la Fig. 3, a traves de un sistema de transmision multibanda 29. En la zona exterior se proporciona una estacion base 26 cognitiva, que emite y recibe por ejemplo, dentro del estandar LTE, a traves de las antenas 26a y 26b en las bandas de frecuencia 800 MHz y 2,6 GHz, senales de comunicacion en canales de informacion multiples. La estacion base 26 esta configurada particularmente para emitir canales de informacion convertidos cognitivamente en la frecuencia originalmente con la misma frecuencia, a traves de las dos antenas 26a, 26b, como en el caso de un sistema MIMO. En la zona del espacio interior, los canales de informacion vuelven a restablecerse en la frecuencia o vuelven a emitirse correspondientemente convertidos y con la misma frecuencia a traves de dos antenas 39 a, b y son recibidos por un terminal. En este caso puede producirse en la zona exterior una conversion de frecuencia cognitiva de al menos una de las senales con la misma frecuencia (por ejemplo, dentro de la banda de frecuencia 2,6 GHz) por ejemplo, hacia los canales de frecuencia previstos para la television terrestre dentro de la banda de frecuencia 800 MHz. La emision con la misma frecuencia en la zona del espacio interior puede producirse entonces por su parte en la banda de frecuencia 2,6 GHz. Tambien puede producirse en la zona exterior, en caso de senales de la misma frecuencia dentro de la banda de frecuencia de 800 MHz, una conversion cognitiva de al menos una de estas senales en un rango de frecuencia no utilizado dentro de la banda de frecuencia de 2,6 GHz, por ejemplo, en la zona entre 2570 y 2620 kHz prevista para el procedimiento duplex por division de tiempo (TDD). En la zona de espacio interior puede llevarse a cabo entonces, una emision en la banda de frecuencia de 2,6 GHz. En otra alternativa por su parte, puede convertirse al menos una de las senales de igual frecuencia en la zona exterior a una frecuencia no utilizada dentro de la banda de frecuencia entre 2,4 y 2,5 GHz, que se utiliza para LAN inalambrica en el hogar.

La unidad maestra 108 recibe a traves de antenas 27a y 27b particularmente los canales de informacion desplazados en frecuencia cognitivamente y los convierte en correspondencia con la Fig. 3 en una lmea de senal 31 comun para la transmision. A traves de la lmea de senal 31 comun, se produce la distribucion dentro de la totalidad del edificio. En cada piso se encuentra una unidad remota 109, que tras un restablecimiento de los canales de informacion convertidos en frecuencia cognitivamente, los emite a traves de antenas 39a y 39b. En correspondencia con la Fig. 3, el restablecimiento de los canales de informacion convertidos en frecuencia para la lmea de senal 31 comun se produce hacia el interior de la zona de ondas de radio tambien en cada unidad remota 109.

En el presente caso se convirtieron en frecuencia cognitivamente en la zona exterior, 2x2 senales MIMO antes de su transmision. Se produjo en la zona de espacio interior dentro del espacio de pasillo sombreado, una medicion de la transferencia de datos tras el restablecimiento de frecuencia con un terminal 35 con capacidad MIMO 2x2 en correspondencia con la Fig. 2. Pudo observarse que la transferencia de datos pudo mejorarse claramente frente a una red de comunicacion convencional, en la que una estacion base con capacidad MIMO emite en la zona exterior senales MIMO de igual frecuencia. Mediante una transmision por radio con conversion de frecuencia cognitiva se suprimen las limitaciones en lo que se refiere a la utilizacion de la tecnologfa MIMO en la zona exterior.

Las figuras 5 y 6 muestran curvas de funcion de distribucion determinadas (CDF empmca) de la transferencia de datos en megabits por segundo (rendimiento [Mbps]) para diferentes configuraciones de antenas y de sistemas,

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medidas respectivamente en un terminal LTE a lo largo de un recorrido de medicion comparable con la Fig. 4. Todas las curvas de medicion se recogieron en un edificio real en correspondencia con la Fig. 4 en el piso 13.

La abreviatura CDF se refiere al ingles: Cummulative Distribution Function, es decir, a la llamada funcion de distribucion acumulativa. El valor de la funcion de distribucion para un parametro x indica la probabilidad con la que la variable observada presenta un valor inferior o igual a x.

Para un sistema MIMO 2x2 LTE con un ancho de banda de canal de 20 MHz, la velocidad de datos optima es de 150 Mbps. En caso de duplicarse las antenas y de un desacoplamiento optimo de todas las antenas, la velocidad de los datos aumenta en el caso de un sistema MIMO 4x4 linealmente con la cantidad de las antenas y es de esta manera de 300 Mbps.

La Fig. 5 muestra curvas de medicion a), b), c), d) y e) para la explicacion de las ventajas de una conversion de frecuencia para un sistema MIMO 2x2. Las senales MlMO originales tienen la misma frecuencia, con una frecuencia dentro de la banda de frecuencia de 800 MHz. Las senales MIMO son recibidas por un terminal con capacidad MIMO en un espacio interior del edificio.

La curva a) muestra la distribucion de la transferencia mediante la utilizacion de dos antenas copolarizadas de la estacion base, dispuestas cerca una de la otra. Las senales MIMO son emitidas con la misma frecuencia directamente desde la zona exterior al espacio interior. La misma polarizacion, asf como la reducida separacion de las antenas de emision, conducen a una dispersion angular muy reducida y con ello a una fuerte correlacion entre los dos flujos de emision. Debido a ello, los flujos de datos ya no pueden ser descodificados en el espacio interior por un terminal MIMO. De esta manera, la velocidad de los datos se divide a la mitad en el terminal y se encuentra en correspondencia con la Fig. 5, curva a) en mas del 50 % de los casos por debajo de 75 Mbps. Las altas velocidades de datos de 150 Mbps no son alcanzables en el caso de esta configuracion. En el 90 % de los casos las velocidades de los datos se quedan por debajo de los 87 Mbps.

La curva b) muestra la distribucion de la transferencia con la utilizacion de respectivamente dos antenas con polarizacion cruzada de la estacion base y del repetidor. Las senales MIMO son emitidas con la misma frecuencia desde la zona exterior al espacio interior. Mediante la utilizacion de direcciones de polarizacion diferentes en la antena de emision, se da menos interferencia entre los dos flujos de emision, la llamada interferencia intertransmision. De esta manera pueden decodificarse con una mayor probabilidad los flujos de recepcion en el terminal. En general aumenta la velocidad de datos media y se encuentra en el 50 % de los casos en 96 Mbps, en mas del 46 % por encima de 100 Mbps.

La tercera curva c) se realizo con una estructura de medicion parecida a la de la Fig. 4, recibiendose directamente un flujo de envfo en una banda de frecuencia de 800 MHz en el espacio interior del edificio. Un segundo flujo de envfo en una banda de frecuencia de 2,6 MHz es recibido por un sistema de transmision multibanda segun la Fig. 3, se convierte a la banda de frecuencia de 800 MHz y se emite en el edificio. Una senal MIMO se emite en la banda de frecuencia de 800 MHz. La otra senal MIMO se convierte en la banda de frecuencia de 2,6 GHz. Los diferentes flujos de datos vuelven a reunirse en el terminal LTE. Mediante la utilizacion de diferentes frecuencias en la estacion base, pueden transmitirse los dos flujos de senal al edificio sin interferencia de intertransmision. Adicionalmente, el flujo de datos convertido de 2,6 GHz a 800 MHz puede amplificarse en el sistema de transmision multibanda. Debido a ello, la velocidad de datos alcanzable se encuentra en el terminal en mas del 50 % de los casos en 121 Mbps. En mas del 75 % de los casos la velocidad de los datos se encuentra por encima de 100 Mbps.

La cuarta curva d) muestra el mismo escenario de medicion que la curva c), sin embargo, con la utilizacion de otras antenas de recepcion en el lado de entrada del sistema de transmision multibanda. La antena utilizada, llamada de captura, tiene una amplificacion adicional de 20 dB. Debido a ello, la velocidad de los datos alcanzable en el terminal LTE se encuentra en mas del 50 % de los casos en 132 Mbps. En mas del 80 % de los casos, la velocidad de los datos se encuentra en mas de 100 Mbps.

La quinta curva e) muestra una estructura de medicion parecida a la de la curva c), recibiendose tambien no obstante, el flujo de senal en la banda de frecuencia de 800 MHz del sistema de transmision multibanda y transmitiendose, asf como eventualmente ampliandose adicionalmente. Los dos flujos de datos vuelven a reunirse en el terminal LTE. Mediante la utilizacion de diferentes frecuencias en la estacion base, los dos flujos pueden transmitirse sin interferencia de intertransmision al edificio. Adicionalmente ambos flujos de datos se amplifican. Debido a ello, la velocidad de datos alcanzable en el terminal se encuentra en mas del 50 % de los casos en 148 Mbps. En mas del 99 % de los casos la velocidad de datos se encuentra por encima de 100 Mbps.

Puede verse en general, que mediante la utilizacion del procedimiento de transmision cognitivo, pudo duplicarse la transferencia de datos.

La Fig. 6 muestra las curvas de medicion extrapoladas de la Fig. 5 para una configuracion MIMO 4x4 virtual. Con un desacoplamiento optimo de todos los flujos de datos escala la velocidad de datos linealmente con la cantidad de las antenas de emision y de recepcion y se duplica en ese caso a 300 Mbps. En lo sucesivo se describen las curvas

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individuales a), b) y c). Utilizandose antenas dispuestas con polarizacion cruzada en la zona exterior, sena concebible incluso en entornos de baja dispersion, una utilizacion doble del canal de transmision tambien sin procedimientos cognitivos. Un desacoplamiento de polarizacion suficiente se limita a dos antenas dispuestas perpendicularmente entre sf Esta limitacion puede superarse con la ayuda de la red de comunicacion indicada.

La primera curva de medicion a) muestra las velocidades de datos medidas suponiendo que se reciben cuatro flujos de emision en la banda de frecuencia de 800 MHz directamente en un terminal de entrada con cuatro antenas de recepcion o en dos terminales de entrada con respectivamente dos antenas de recepcion y se transmiten al edificio. En este caso se utilizan dos antenas de emision polarizadas dualmente en X en la estacion base. Debido a que ha de utilizarse respectivamente dos veces la misma direccion de polarizacion en la estacion base, se produce interferencia de intertransmision, es decir, correlacion entre respectivamente dos flujos de emision. Debido a ello se degrada la transferencia total en el sistema y es en el 50 % de los casos de 150 Mbps. En el 30 % de los casos puede alcanzarse una transferencia mayor a 150 Mbps, quedandose la velocidad de los datos en el 98 % de los casos por debajo de 180 Mbps y no pudiendo alcanzarse ningun duplicado de la velocidad de los datos a 300 Mbps en ningun punto de medicion en el escenario.

En el escenario de medicion para las curvas b) y c) la estacion base emite cuatro flujos de emision, como en el escenario anterior a traves de una configuracion de antenas polarizada dualmente en X, no obstante, mediante la utilizacion de dos rangos de frecuencia diferentes, en este caso, dentro de una banda de frecuencia de 800 MHz y de una de 2,6 GHz. Dicho con otras palabras, dos de las cuatro senales MIMO estan convertidas en otra banda de frecuencia. Mediante la utilizacion de diferentes frecuencias los flujos de emision estan ahora desacoplados y no se da interferencia de intertransmision. La unidad de transmision multibanda recibe los cuatro flujos de emision, los amplifica y los emite tras el restablecimiento de frecuencia en la banda de frecuencia de 800 MHz. Debido a ello pueden llevarse al edificio los 300 Mbps completos.

Las curvas b) y c) muestran las velocidades de datos, que pueden alcanzarse en este caso de una vez. Segun la curva b), puede alcanzarse de esta manera en el 50 % de los casos una velocidad de datos de mas de 260 Mbps, en casi el 30 % de los casos puede alcanzarse incluso una velocidad de datos punta de 300 Mbps. Debido a ello resulta un aumento claro en comparacion con el primer escenario. Como media, la ganancia de transferencia es de un 82 %.

En la curva c), se elevo el rendimiento de emision en el edificio a razon de 20 dB. En este caso puede alcanzarse ya en mas del 50 % de los casos la velocidad de datos de 295 Mbps, lo cual se corresponde con una ganancia de transferencia del 15 % con respecto a la curva 2. En total resulta de esta manera un aumento del 110 % en comparacion con la primera curva.

Lista de referencias

1

Estacion base, con capacidad MIMO

2 a, b, c, d

Antenas

3

Terminal, con capacidad MIMO

4 a, b, c, d

Acopladores bidireccionales

5

Repetidor, cognitivo, del lado de la estacion base

6

Unidad de recepcion de medicion

7

Multiplexor

8

Antena

9

Antena

10

Repetidor, cognitivo, del lado del terminal

11

Multiplexor

12

Unidad de recepcion de medicion

13 a, b

Antenas

14

Zona interior

15

Terminal, con capacidad MIMO

16

Estacion base, cognitiva

17

Antena

18

Terminal, cognitivo

19

Antena

20

Repetidor, cognitivo, del lado del terminal

21

Multiplexor

22

Unidad de recepcion de medicion

23 a, b

Antenas

24

Zona interior

25

Terminal, con capacidad MIMO

26

Estacion base, con capacidad MIMO

26 a, b

Antenas de la estacion base con capacidad MIMO

27

Unidad de recepcion de antenas

27 a, b Antenas de la unidad de recepcion de antenas

28 Repetidor de captura

29 Sistema de transmision multibanda

30a Unidad de transformador electro-optica

5

30b Unidad de transformador analogico-digital

31 Lmea de senal comun

32a Unidad de transformador electro-optica

32b Unidad de transformador analogico-digital

33 Repetidor, del lado del terminal, convertidor

10

34 Unidad de recepcion de medicion

35 Sistema de distribucion

36 Zona interior

37 Terminal, con capacidad MIMO

38 Unidad de recepcion de medicion

15

39 a, b Antenas

100 Red de comunicacion

101 Instalacion de conversion

102 Mezclador de frecuencias

103 Instalacion de conversion

20

104 Mezclador de frecuencias

105 Multiplexor

106 Instalacion de conversion

107 Mezclador de frecuencias

108 Unidad maestra

25

109 Unidad remota

110 Instalacion de conversion

111 Mezclador de frecuencias

112 Amplificador

113 Amplificador

30

114 Instalacion de conversion, estacion base

115 Base de datos

116 Medios para la supresion de una realimentacion

117 Filtro adaptativo

118 Instalacion de conversion

35

119 Mezclador de frecuencias

Claims (16)

1. 5

   10

   15

   20

   25

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   REIVINDICACIONES

   1. Red de comunicacion (100) para comunicacion inalambrica, que comprende una estacion base (1, 16, 26), un terminal inalambrico (3, 15, 18, 25, 37) y al menos un repetidor (5, 10, 20, 28, 33), que esta conectado entre la estacion base (1, 16, 26) y el terminal inalambrico (3, 15, 18, 25, 37), estando configurada la estacion base (1, 16, 26) para emitir y recibir una senal de comunicacion en al menos dos canales de informacion con codificacion MIMO con la misma frecuencia, estando configurado el terminal (3, 15, 18, 25, 37) para emitir y recibir una senal de comunicacion en al menos dos canales de informacion con codificacion MIMO con la misma frecuencia, y estando configurado el repetidor (5, 10, 20, 28, 33) para recibir, transmitir y volver a emitir senales de comunicacion en al menos dos canales de informacion con codificacion MIMO con la misma frecuencia, y conteniendo una instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) para la conversion de frecuencia de al menos un canal de informacion transmitido, caracterizada por que hay comprendida adicionalmente una unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38), que esta configurada para la determinacion de rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil para la comunicacion inalambrica, por que la unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38) esta conectada con la instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) del repetidor (5, 10, 20, 28, 33), por que la instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) esta configurada para llevar a cabo la conversion de frecuencia en al menos una direccion de comunicacion (UL, DL) a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil, de manera que los canales de informacion con codificacion MIMO se transmiten entonces en multiples frecuencias, y por que el repetidor (5, 10, 20, 28, 33) esta configurado para emitir la senal de comunicacion con el al menos un canal de informacion de frecuencia convertida en la al menos una direccion de comunicacion de manera inalambrica, con lo que el al menos un canal de informacion con codificacion MIMO de frecuencia convertida se transporta en otra frecuencia fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil.
2. 2. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la estacion base (1, 16, 26) comprende una instalacion de conversion adicional (114) para la conversion de frecuencia de al menos un canal de informacion, la cual esta conectada con la unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34) y configurada para llevar a cabo la conversion de frecuencia en direccion descendente a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil, y por que la instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) del al menos un repetidor (5, 10, 20, 28, 33) esta configurada para restablecer en direccion descendente (DL) la frecuencia del canal de informacion de frecuencia convertida, y para llevar a cabo en direccion ascendente (UL) la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion en la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil.
3. 3. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que entre la estacion base (1, 16, 26) y el terminal (3, 15, 18, 25, 37) hay comprendidos al menos dos repetidores (5, 10, 20, 28, 33), que estan configurados para recibir, transmitir y volver a emitir senales de comunicacion en multiples canales de informacion, y que contienen respectivamente una instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) conectada con la unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38) para la conversion de frecuencia de al menos un canal de informacion transmitido en al menos una direccion de comunicacion a una frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil, estando configurada la instalacion de conversion (101) del repetidor (5) del lado de la estacion base para llevar a cabo en direccion descendente (DL) la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion a la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil y para restablecer en direccion ascendente (UL) la frecuencia del canal de informacion con frecuencia convertida, y estando configurada la instalacion de conversion (103, 106, 110, 118) del repetidor (10, 20, 33) del lado del terminal para restablecer en direccion descendente (DL) la frecuencia del canal de informacion de frecuencia convertida, y para llevar a cabo en la direccion ascendente (UL) la conversion de frecuencia del al menos un canal de informacion a la frecuencia de los rangos de frecuencia no utilizados, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil.
4. 4. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 3, caracterizada por que la estacion base (1, 16, 26) es una estacion base con capacidad MIMO (1, 16, 26) y esta configurada para emitir y recibir una senal de comunicacion en canales de informacion multiples espacialmente, y por que el repetidor (5) del lado de la estacion base es un repetidor con capacidad MIMO (5) que esta configurado para emitir en direccion ascendente (UL) canales de informacion multiples espacialmente y para recibir en direccion descendente (DL) canales de informacion multiples espacialmente.
5. 5. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 3 o 4, caracterizada por que el repetidor (5) del lado de la estacion base esta conectado a la estacion base (1, 16, 26) a traves de acopladores bidireccionales (4 a, b, c, d) e intercambia las senales de comunicacion con la estacion base (1, 16, 26) optica o electricamente.
6. 6. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el terminal (3, 15, 18, 25, 37) es un terminal con capacidad MIMO (3, 15, 18, 25, 37), el cual esta configurado para emitir y recibir una

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   senal de comunicacion en canales de informacion multiples espacialmente, y por que el al menos un repetidor o repetidor (10, 20, 33) del lado del terminal es un repetidor con capacidad MIMO (10, 20, 33), el cual esta configurado para emitir en direccion descendente (DL) canales de informacion multiples espacialmente y para recibir en direccion ascendente (UL) canales de informacion multiples espacialmente.
7. 7. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que a la o a cada instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) esta asignada una unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38), estando las unidades de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38) conectadas entre sf y sincronizadas en lo que se refiere a la frecuencia a escoger para la conversion de frecuencia.
8. 8. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la o cada unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38) esta conectada con una base de datos central (115), en la que estan recogidos los rangos de frecuencia no utilizados para la comunicacion inalambrica, que se encuentran fuera de las bandas de frecuencia asignadas a la radiocomunicacion movil.
9. 9. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la o cada unidad de recepcion de medicion (6, 12, 22, 34, 38) comprende un analizador de espectro.
10. 10. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la o cada instalacion de conversion (101, 103, 106, 110, 118) esta configurada para no llevar a cabo ninguna conversion de frecuencia para al menos uno de los canales de informacion.
11. 11. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el al menos un o el repetidor (10, 20, 28, 33) del lado del terminal se utiliza para el suministro de una red inalambrica en un espacio interior (14, 24, 36).
12. 12. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el o cada repetidor (5, 10, 20, 33, 38) comprende medios electronicos (116) para la supresion de una realimentacion de la senal de comunicacion emitida a la transmitida.
13. 13. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 12, caracterizada por que los medios (116) para la supresion de una realimentacion comprenden un filtro adaptativo digital (117).
14. 14. Red de comunicacion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que hay comprendido un sistema de transmision multibanda (29) con una unidad maestra (108) y con al menos una unidad remota (109) conectada con la unidad maestra (108) a traves de una lmea de senal (31) comun, estando configurada la unidad maestra (108) para la emision y la recepcion de senales de comunicacion en canales de informacion multiples y para la conexion adicional y desacoplamiento de los canales de informacion multiples en una senal de transmision, conduciendose la senal de transmision a traves de la lmea de senal (31) comun, y estando configurado el al menos un repetidor o repetidor (10, 20, 33) del lado del terminal como componente de la unidad remota (109).
15. 15. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 14, caracterizada por que la unidad maestra (108) y la unidad remota (109) comprenden respectivamente una unidad de transformador optico-electrica (30a, 32a) que transforma la senal de transmision entre una manifestacion electrica y una optica, transmitiendose la senal de transmision opticamente en la lmea de senal (31) comun.
16. 16. Red de comunicacion (100) segun la reivindicacion 14, caracterizada por que la unidad maestra (108) y la unidad remota (109) comprenden respectivamente una unidad de transformador analogico-digital (30b, 32b) que transforma la senal de transmision entre una manifestacion analogica y una digital, transmitiendose la senal de transmision digitalmente en la lmea de senal (31) comun.