ES2566794T3 - Un método y sistema para comunicación en redes LTE - Google Patents

Abstract

Un método para comunicación en redes LTE, que comprende al menos un terminal de usuario (UE) que se comunica a través de una conexión inalámbrica con una estación base macrocelular, abreviada como eNB, y con al menos una estación base femtocelular, abreviada como HeNB, a través de un sistema celular, en el que dicho método está caracterizado por que comprende proporcionar una interfaz X2 inalámbrica entre dichas estaciones eNB y HeNB en dicha red LTE para proporcionar servicios de comunicación a dicho al menos un UE, en el que la comunicación entre el eNB y el HeNB mediante dicha interfaz X2 inalámbrica se realiza usando una banda de frecuencia que es diferente a la banda de frecuencia usada para comunicar el eNB o el HeNB con dicho al menos un terminal de usuario.

Description

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Un metodo y sistema para comunicacion en redes LTE DESCRIPCION

Campo de la tecnica

La presente invencion se refiere, en general, a comunicaciones inalambricas y mas particularmente a un metodo y a un sistema para la transmision de datos en sistemas celulares segun las especificaciones LTE de 3GPP.

Estado de la tecnica anterior

LTE de 3GPP y LTE avanzado son sistemas celulares nuevos, disenados para hacer frente a los crecientes requisitos de transmision de datos en sistemas celulares motivados por el aumento del uso de dispositivos de datos moviles como, telefonos inteligentes, tabletas y ordenadores con conexiones celulares.

La figura 1 presenta la arquitectura general de la red de acceso de radio de evolucion a largo plazo (LTE). Esta arquitectura esta compuesta por estaciones base celulares eNB (nodo B evolucionado), que a traves de la interfaz Uu proporcionan las terminaciones de protocolo del plano de control y del plano de usuario hacia los UE (equipos de usuario). Los eNB se interconectan entre sf por medio de la interfaz X2. Los eNB tambien se conectan por medio de la interfaz S1 al EPC (nucleo de paquete evolucionado), mas espedficamente a la MME (entidad de gestion de movilidad) por medio de la interfaz S1-MME y a la pasarela de servicio (S-GW) por medio de la interfaz S1-U.

Los femtonodos LTE, o nodo B evolucionado domestico (HeNB), en terminologfa de 3GPP [1], son estaciones base celulares de baja potencia y corto alcance que proporcionan cobertura movil de banda ancha, normalmente en escenarios interiores. Las femtocelulas permiten una distancia reducida entre el transmisor y receptor de radio con una atenuacion de senal de radio reducida, que se traduce en la obtencion de un alto nivel de eficiencia espectral de radio.

La figura 2 muestra la arquitectura de la release 10 de LTE y las interfaces entre eNB, HeNB y MME/S-GW. La pasarela eNB domestica (HeNB GW) puede usarse opcionalmente para conectar un gran numero de HeNB con el EPC. La HeNB GW sirve como un concentrador, terminando el plano de control (S1-MME) y el plano de usuario (S1- S-GW) de los HeNB. El HeNB tambien puede conectarse directamente a la MME.

La HeNB GW la considera la MME un eNB. La HeNB GW la considera el HeNB una MME.

En releases previas a la release 10 de LTE de 3GPP no hay conexiones X2 entre HeNB (es decir releases 8, 9).

Debe destacarse que en la actualidad (release 10 de LTE) no hay una conexion X2 entre HeNB y eNB (figura 2) solo entre HeNB y entre HeNB del mismo grupo, y por tanto no es posible la coordinacion de ambos tipos de nodos para establecer mecanismos de cooperacion como: traspaso X2, ahorro de energfa (activacion/desactivacion de celula), actualizaciones de configuracion y CoMP de coordinacion de interferencia entre celulas (ICIC) y otras funcionalidades futuras. La interfaz X2 esta compuesta por un plano de control o X2-AP [4] y un plano de usuario X2- U [8].

A partir de la release 10 de LTE se han definido dos elementos de red nuevos, el nodo de retransmision (RN) y un eNB de servicio de retransmision, denominado eNB donante (DeNB). La figura 3 muestra que el RN incorpora las interfaces inalambricas X2 y S1 para la conexion entre un nodo de retransmision (RN) y una estacion base de servicio de retransmision (DeNB), a traves de una version modificada de la interfaz de radio Uu entre el eNB y el terminal (UE). Esta version modificada de la interfaz Uu se denomina interfaz Un [5].

El RN soporta la funcionalidad de eNB, lo que significa que termina los protocolos de radio de la interfaz de radio LTE, y las interfaces X2 y S1. Ademas de la funcionalidad de eNB, el RN tambien soporta un subconjunto de la funcionalidad de UE, por ejemplo la capa ffsica, la capa 2, RRC, y la funcionalidad de NAS, para conectarse de manera inalambrica al DeNB.

La interfaz S11 es una interfaz espedfica de RN entre el DeNB y el RN que soporta la configuracion y el funcionamiento de RN, no aplicables a esta invencion.

Como en otros sistemas inalambricos, en LTE y LTE avanzado (LTE-A) las tasas de transmision de datos que pueden alcanzarse dependen en gran medida de las posiciones de los usuarios en la red. Se observa una diferencia considerable en el rendimiento entre el borde y el centro de la celula debido a interferencia entre celulas, constituyendo el factor de limitacion principal del rendimiento del sistema.

En reaccion a esta limitacion en LTE-A, en la release 11 de 3GPP, se ha propuesto una innovacion tecnica

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denominada transmision multipunto coordinada o CoMP [2] [3] entre estaciones base y los terminales (UE), que consiste en la transmision coordinada o conjunta a los terminales, para mejorar la cobertura, rendimiento global de borde de celula, y/o la eficacia del sistema.

3GPP inicio la definicion de CoMP en la recomendacion tecnica TR 36.814 [3] para LTE-A release 11, definiendo algunos conceptos y terminologfa de CoMP. La transmision y recepcion multipunto cooperativa es un marco que se refiere a un sistema en el que cooperan varios nodos inalambricos distribuidos geograficamente con el objetivo de mejorar el rendimiento en el area de cooperacion comun, centrandose especialmente en usuarios con SINR baja.

El objetivo principal de CoMP es transmitir desde multiples emplazamientos de celula, de una manera coordinada, a terminales en la region de borde de celula, para mejorar su rendimiento en esta region cfftica, equilibrando el rendimiento entre el centro de la celula y el borde de la misma [7]. Para el enlace descendente, esta coordinacion puede ser tan simple como las tecnicas que se basan en la transmision desde una unica celula evitando la interferencia en las celulas vecinas o mas compleja como en el caso en el que los mismos datos se transmiten desde multiples emplazamientos de celula. Para el enlace ascendente, como la senal puede recibirse desde multiples emplazamientos de celula, el sistema aprovecha esta recepcion multiple para mejorar significativamente el rendimiento de enlace.

La recomendacion TR 36.814 incluye la definicion de diferentes conjuntos CoMP que tambien se usan en este documento:

• Conjunto de cooperacion CoMP. Corresponde al conjunto de puntos (geograficamente separados) (por ejemplo eNB, cabeceras de radio remotas) que participan directa o indirectamente en la transmision de datos de usuario (canal PDSCH) a uno o varios UE.

• Punto o puntos de transmision CoMP: punto o conjunto de puntos que transmiten de manera activa PDSCH a uno o varios UE.

• Conjunto de medicion CoMP: conjunto de celulas que informan del estado de canal o informacion estadfstica relacionada con su enlace a un UE determinado.

En la figura 4 se presenta un ejemplo de un conjunto de cooperacion CoMP compuesto por eNB. En este ejemplo, un eNB central (maestro) con tres celulas coordina una agrupacion de 21 celulas compuesta por 8 eNB esclavos, que dan servicio a los terminales moviles dentro de la agrupacion. La agrupacion CoMP puede crearse estadfsticamente por el subsistema O&M por una entidad de red, basandose en mediciones de UE.

Son posibles diferentes topologfas de CoMP, por ejemplo a UE_2, se le puede dar servicio mediante dos 2 celulas del mismo eNB, en este caso, eNB_5. Esto se denomina CoMP en sitio. A UE_1 le daffan servicio 3 celulas individuales pertenecientes a eNB_1, eNB_2 y eNB_7.

En la figura 4 un planificador central, que podffa ubicarse en la celula maestra, procesa la informacion de canal y la calidad de canal (CSI y CQI) de todos los terminales pertenecientes al conjunto de cooperacion. Despues de procesar la informacion la celula maestra gestionara los recursos de radio del conjunto cooperativo. Como se mostro en la figura 1 la comunicacion entre eNB se basa en la interfaz X2 por cable normalizada de LTE de 3GPP que corresponde a la lmea discontinua que une todos los eNB.

3GPP esta estudiando los beneficios de CoMP, basicamente a traves de simulaciones de capa ffsica considerando un retardo nulo en la red troncal; los resultados se han presentado en la recomendacion 3GPP TR 36.819 [2] con el objetivo de definir las caractensticas de capa ffsica en consideracion para hacer funcionar la coordinacion multipunto y evaluar los beneficios de rendimiento de esas caractensticas y el soporte de especificacion requerido tanto para el enlace descendente como para el enlace ascendente. En una segunda etapa se analizara la degradacion del rendimiento de CoMP considerando diferentes retardos [11].

El CoMP necesita una coordinacion rapida entre los nodos implicados en la transmision y la recepcion. Se analiza la degradacion del aumento de rendimiento de CoMP en [9], considerando retardos de 1, 3, 5, 10, 15 y 20 ms y concluyendo que para aprovechar CoMP los retardos debeffan ser del orden de 1 ms.

Los cambios necesarios en la capa ffsica de LTE avanzado para soportar CoMP se han presentado en la recomendacion 3GPP TR 36.814 [3].

Se consideran dos tipos de estructura de senales de referencia de enlace descendente para soportar multiplexacion espacial y CoMP:

- Senales de referencia usadas para demodulacion de canal compartido de enlace descendente ffsico (PDSCH). Seccion 7.4.1 de 36.814 [3]

- Senales de referencia usadas para realimentacion en estado de canal de enlace descendente: informacion de

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calidad de canal (CQI), indicador de matriz de precodificacion (PMI) e indicador de clasificacion (RI) [3]. En el enlace ascendente la informacion de realimentacion de estado de canal esta siendo definida (seccion 8.2 de 36.814 [3]).

En la actualidad todavfa no se ha definido la funcionalidad y senalizacion precisas para transportar la informacion de realimentacion de estado de canal y la senal usada para demodulacion de PDSCH, usando la interfaz X2.

CoMP [3] englobara varios esquemas de coordinacion posibles entre los nodos inalambricos implicados:

• Modulacion de haz/planificacion coordinada (CB/CS): los datos de usuario se transmiten solo desde una unica celula, como en el caso de transmision no CoMP, pero considerando la celula de interferencia. La planificacion, que incluye cualquier funcionalidad de modulacion de haz, se coordina dinamicamente entre las celulas para reducir la interferencia entre diferentes transmisiones.

• Tecnicas de procesamiento conjunto (JP): multiples celulas transmiten de manera conjunta y coordinada como un unico transmisor con antenas separadas geograficamente hacia uno o varios Ue. Este esquema tiene potencial para un rendimiento mayor, comparado con la coordinacion solo en la planificacion, pero a expensas de mas requisitos en la red troncal de eNB. Se consideran dos enfoques:

• Transmision conjunta (JP/JT): Los datos para un unico UE se transmiten simultaneamente desde multiples puntos de transmision, (de manera coherente o no coherente) para mejorar la calidad de senal recibida y/o cancelar activamente la interferencia. Esta tecnica requiere una perfecta sincronizacion entre los transmisores implicados.

• Seleccion de celula dinamica (JP/DCS), en la que los datos se transmiten desde un unico punto de transmision, seleccionado dinamicamente en cada subtrama.

Las tecnicas mas apropiadas para femtocelulas son aquellas con menos requisitos con respecto a procesamiento y sincronizacion de senal, debido a las capacidades de procesamiento limitadas de las femtocelulas.

Una invencion relacionada con las interfaces X2 inalambricas es el documento US 2011/0136494 “Over the air intercell interference coordination methods in cellular systems” que presenta un metodo de coordinacion entre celulas para coordinar la interferencia entre celulas difundiendo informacion de coordinacion de interferencia usando una interfaz X2 inalambrica entre los HeNB y eNB, basandose en el uso de terminales de usuario en el lfmite de celula, que actuan como retransmisiones, para transmitir informacion de interferencia entre HeNB y eNB. Esta solucion presenta el problema de que puede suponer un gran impacto en la estacion base LTE y los femtonodos y especialmente en los terminales, aumentando la complejidad de los terminales y el consumo de batena.

Problemas con las soluciones existentes:

Uno de los avances en la version 10 de LTE [1], con respecto a release 9 ha sido la inclusion de la interfaz X2 entre HeNB para habilitar un traspaso sin perdida basado en X2 entre HeNB si no se requiere control de acceso en la MME, es decir cuando el traspaso esta entre HeNB de acceso cerrado/hubrido que tienen el mismo CSG ID o cuando el HeNB objetivo es un HeNB de acceso abierto.

Aunque en algunos documentos [12, 13, 14] se ha desvelado la posibilidad de conectar los eNB con los HeNB para comunicar entre sf por medio de una conexion X2 directa, no se ha previsto aun el uso de una interfaz inalambrica X2 directa entre los eNB y los HeNB para realizar dicha conexion. Adicionalmente, tampoco se ha previsto el uso de una banda de frecuencia entre dichas estaciones base celulares, para su comunicacion, diferente a la usada para comunicar con un terminal de usuario.

Esta interfaz X2 [6] podna habilitar funcionalidades eNB-HeNB presentes y futuras, como CoMP, traspaso X2 y coordinacion de interferencia. Las normas 3GPP no incluyen todavfa CoMP para femtocelulas (HeNB).

Influencia de retardo de red de retroceso en rendimiento de CoMP

Uno de los requisitos de CoMP es tener un retardo bajo entre los elementos del conjunto de coordinacion. El retardo tiene dos componentes; el tiempo requerido para transferir un mensaje entre dos nodos a traves de la interfaz X2, que puede verse afectado por congestion de senalizacion, y el tiempo necesario para procesar los mensajes X2 en los eNB/HeNB. El retardo de X2 tiene impacto sobre la recepcion de informacion de calidad de canal a tiempo, afectando a la seleccion de modulacion y codificacion correcta.

En muchas circunstancias (por ejemplo, carga elevada o congestion) las interfaces X2 por cable pueden experimentar retardos del orden de varios milisegundos, que pueden degradar significativamente las ganancias de rendimiento de CoMP, tal como se presenta en [9] [10]. Como ejemplo, en [9] se muestra que con un retardo de 5 ms las perdidas de rendimiento global son de aproximadamente un 20 %. 3GPP ha empezado a analizar las ganancias de CoMP sin retardo, y en etapas adicionales estudiara el impacto del retardo de red de retroceso en el

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rendimiento [11].

Sumario de la invencion

Es necesario ofrecer una alternativa al estado de la tecnica que cubra las lagunas encontradas en la misma, particularmente las relacionadas con la falta de propuestas que permitan la inclusion de funcionalidades eNB-HeNB en redes LTE.

Para ese fin, la presente invencion proporciona, en un primer aspecto, un metodo para comunicacion en redes LTE, que comprende al menos un terminal de usuario (UE) que se comunica a traves de una conexion inalambrica con una estacion base macrocelular, abreviada como eNB, y con al menos una estacion base femtocelular, abreviada como HeNB, a traves de un sistema celular. A diferencia de las propuestas conocidas, el metodo del primer aspecto de la presente invencion comprende proporcionar una interfaz X2 inalambrica entre dichas estaciones eNB y HeNB en dicha red LTE para proporcionar servicios de comunicacion a dicho al menos un terminal de usuario.

En una realizacion preferida, se proporciona dicha interfaz X2 inalambrica entre dicho eNB y dicho al menos HeNB para establecer coordinacion entre dichas estaciones eNB y HeNB.

El metodo tambien comprende establecer comunicacion entre dichas estaciones eNB y HeNB a traves de dicha interfaz X2 inalambrica, usando una banda de frecuencia que es diferente de la usada para comunicarse con dicho al menos un terminal de usuario.

Otras realizaciones del metodo del primer aspecto de la invencion se describen segun las reivindicaciones 2 a 9 adjuntas, y en una seccion posterior relacionada con la descripcion detallada de varias realizaciones.

Un segundo aspecto de la presente invencion proporciona un sistema para comunicacion en redes LTE, que comprende:

- al menos un terminal de usuario para comunicarse a traves de una conexion inalambrica con una estacion base macrocelular (eNB) y con al menos una estacion base femtocelular (HeNB) a traves de un sistema celular;

- dicha al menos una estacion base macrocelular (eNB); y

- dicha al menos una estacion base femtocelular (HeNB), cada uno de dichos eNB y HeNB comprende medios de comunicacion X2 inalambrica configurados para establecer una interfaz X2 inalambrica para proporcionar servicios de comunicacion a dicho al menos un terminal de usuario.

Otras realizaciones del sistema del segundo aspecto de la invencion se describen segun las reivindicaciones 11 a 16 adjuntas, y en una seccion posterior relacionada con la descripcion detallada de varias realizaciones.

La invencion se define mediante las reivindicaciones adjuntas 1-16. Las realizaciones que no caen bajo el alcance de las reivindicaciones se han de interpretar como ejemplos utiles para entender la invencion.

Breve descripcion de los dibujos

Las anteriores y otras ventajas y caractensticas se entenderan mejor a partir de la siguiente descripcion detallada de realizaciones, con referencia a lo que se adjunta, que debe considerarse de manera ilustrativa y no limitativa, donde:

La figura 1 muestra la arquitectura general de red de acceso de radio LTE.

La figura 2 muestra la arquitectura LTE y las interfaces entre eNB, HeNB y MME/S-GW en release 10 3GPP.

La figura 3 muestra la arquitectura LTE y las interfaces entre RN y DeNB en release 10 3GPP.

La figura 4 muestra un ejemplo de diferentes conjuntos cooperativos de CoMP compuestos por 9 eNB y 27 sectores.

La figura 5 presenta la arquitectura general de un sistema inalambrico con dos sistemas de radio FDD usados en la presente invencion.

La figura 6 presenta un ejemplo de la arquitectura del X2 inalambrico de macrocelula (CeNB)/femtocelula (CHeNB).

La figura 7 presenta las pilas de protocolo de plano de usuario X2 (X2-U) de los nodos que soportan el intercambio de informacion de plano de usuario X2.

La figura 8 presenta las pilas de protocolo de plano de control X2 (X2-C) de los nodos que soportan el intercambio de informacion de control X2.

La figura 9 presenta el procedimiento de transporte tunelizado de X2, segun una realizacion de la presente invencion.

La figura 10 presenta un ejemplo de conjuntos de cooperacion CoMP entre una entidad CoMP central, ubicada en un eNB y dos grupos de femtocelulas.

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Descripcion detallada de varias realizaciones

La presente invencion presenta un metodo y un sistema para proporcionar una interfaz X2 inalambrica entre femtocelulas LTE (HeNB en terminolog^a de 3GPP) y estaciones base LTE (eNB) para proporcionar coordinacion entre estos nodos, habilitando su funcion como: CoMP, coordinacion de interferencia entre celulas (ICIC), traspaso X2, ahorro de energfa y otras funcionalidades futuras que se definiran por 3GPP. En la actualidad no hay interfaz X2 entre eNB y HeNB.

Se usan dos bandas LTE en esta invencion, una banda LTE alta (F_alta) y una banda LTE baja (F_baja). La banda LTE mas alta se usa para comunicaciones celulares LTE normales entre femtonodos LTE y terminales LTE. La banda LTE mas baja, con menos atenuacion de radio y por tanto mas alcance, se usa para establecer interfaces X2 inalambricas entre un eNB y un grupo de HeNB para la coordinacion de recursos de radio o para transportar a traves de esta interfaz X2 senalizacion CoMP espedfica. Las dos bandas LTE (E-UTRA en la terminologfa de 3GPP) se incluyen en 3GPP 36.101 seccion 5.5.

La interfaz extendida X2 inalambrica se basa en el uso de una banda LTE de baja frecuencia (F_baja) para transmitir y recibir senalizacion X2 y CoMP usando un nuevo modulo denominado “X2_extended/CoMp”. La banda de comunicacion celular normal, a la que se unen los UE, es una frecuencia LTE mas alta (F_alta). Para implementar CoMP el esquema de duplexacion de enlace ascendente/enlace descendente preferido es FDD porque el uso de TDD podna suponer cierto aumento de retardo afectando al rendimiento de CoMP. Como opcion preferida, en muchas partes de este documento se supone el uso de esquemas de duplexacion FDD.

Desde el punto de vista de la arquitectura de protocolo se define un tipo nuevo de femtocelula (denominado CHeNB) compuesto por una femtocelula convencional, que funciona a FDD_alta, mas un nodo de retransmision, que funciona a FDD_baja incluyendo todas las capas de protocolo, estando unidos la femtocelula y el nodo de retransmision (RN) a traves del protocolo X2. Tambien se define un nuevo tipo de estacion base (denominado CeNB) compuesto por una estacion base convencional (eNB), que funciona a FDD_alta, mas una estacion base con soporte de nodos de retransmision (un DeNS en terminologfa de 3GGP) tal como se definen en [1].

La nueva interfaz X2 eNB a HeNB propuesta se tuneliza en una interfaz X2 preexistente entre un CeNB (que usa protocolos de configuracion X2 DeNS) y un CHeNB (que usa protocolos de configuracion X2 RN).

Arquitectura para X2 inalambrica entre eNB y HeNB:

La arquitectura de esta invencion se basa en el uso de un nuevo tipo de femtocelula LTE (denominado CHeNB) compuesto por una femtocelula convencional, que funciona a FDD_alta, mas un nodo de retransmision, que funciona a FDD_baja, estando unidos la femtocelula y el nodo de retransmision (RN) a traves del protocolo X2. Tambien se define un nuevo tipo de estacion base (denominado CeNB) compuesto por una estacion base convencional (eNB), que funciona a FDD_alta, mas una estacion base con soporte de nodos de retransmision (un DeNB en terminologfa de 3GGP).

La figura 5 presenta la arquitectura general de un sistema inalambrico con dos sistemas de radio FDD, usandose uno de ellos para establecer una interfaz X2 extendida entre una celula maestra y diferentes femtocelulas que forman una agrupacion de femtocelulas. Se anaden dos nuevos modulos a los eNB y HeNB convencionales; uno usado para establecer la interfaz X2 inalambrica y un modulo opcional usado para CoMP. El modulo CoMP usa la interfaz X2 inalambrica.

La idea es no cambiar el funcionamiento de los usuarios normales a los que da servicio un eNB, en FDD_alta, cuando la interfaz X2 inalambrica esta en funcionamiento.

Las macrocelulas y femtocelulas incluyen nuevos modulos, denominados X2_extended/CoMP en la figura 5, para establecer X2 y coordinar el uso de recursos de estos nodos para evitar interferencias entre los usuarios del eNodoB y los usuarios de la agrupacion de femtonodos y permitir el uso de CoMP. La coordinacion se realizara a traves de la interfaz aerea FDD_baja, que proporcionan estos nuevos modulos, que permite el intercambio de mensajes de control y datos de usuario. En las siguientes secciones se incluye una descripcion de estos modulos, destacando las partes principales y sus funcionalidades.

La figura 5 representa un ejemplo de CoMP. Se podna dar servicio a algunos usuarios en la agrupacion CoMP mediante solo una celula (por ejemplo, UE_1 y UE4), y otros usuarios pueden disfrutar de transmision conjunta (por ejemplo, UE_2 y UE_3).

Las frecuencias mas bajas de LTE se usaran para establecer una comunicacion P2P, entre el eNB de controlador y la agrupacion de HeNB.

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Bandas de frecuencia:

Esta invencion se basa en el uso de dos bandas de frecuencia denominadas en este documento FDD_baja y FDD_alta, siendo la aplicacion mas inmediata los sistemas celulares LTE y LTE avanzado de 3GPP, aunque puede aplicarse a otros sistemas celulares multibanda, con las adaptaciones necesarias (por ejemplo, WCDMA 3GPP). La FDD_baja se usa para transportar informacion de senalizacion X2 y senalizacion CoMP entre una macrocelula (eNB) y un grupo de femtocelulas (HeNB).

El uso de frecuencias mas bajas para transportar senalizacion X2 esta motivado por sus perdidas de propagacion mas bajas con respecto a las frecuencias mas altas (la banda de frecuencia mas usada para LTE es 2,6 GHz). Como ejemplo, el modelo de canal ampliamente conocido COST 231-Hata aplicable entre 1,5 y 2 GHz y zonas urbanas, las perdidas de trayectoria (dB) tienen un factor directamente proporcional a la frecuencia de radio de 33,9 log (f).

El volumen de datos transportado a traves de la banda de control X2/CoMP control es mucho menor que los datos transferidos a traves de la banda de acceso LTE (FDD_alta), porque en ocasiones no se usara CoMP cuando no proporcione ganancias de rendimiento perceptibles (por ejemplo y UE este cerca de un centro de celula de femtocelula).

La tabla 1 presenta las bandas de FDD de LTE, aunque esta invencion tambien puede implementarse con bandas de TDD de LTE para transportar bandas de control X2. El esquema de duplexacion de LTE preferido es FDD, porque proporciona menores retardos que TDD. Las bandas de fDd y TDD de LTE pueden encontrarse en la norma 3GPP 36.101 seccion 5.5.

Tabla 1: Bandas de frecuencia de FDD de LTE

Banda de funciona- miento E-UTRA

Banda de funcionamiento de enlace ascendente (UL) BS recibe UE transmite Banda de funcionamiento de enlace descendente (DL) BS transmite UE recibe Modo de duplexacion

FUL_baja

- Ful_ alta FDL_baja - Fdl_ alta

1

1920 MHz - 1980 MHz 2110 MHz - 2170 MHz FDD

2

1850 MHz - 1910 MHz 1930 MHz - 1990 MHz FDD

3

1710 MHz - 1785 MHz 1805 MHz - 1880 MHz FDD

4

1710 MHz - 1755 MHz 2110 MHz - 2155 MHz FDD

5

824 MHz - 849 MHz 869 MHz - 894 MHz FDD

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830 MHz - 840 MHz 875 MHz - 885 MHz FDD

7

2500 MHz - 2570 MHz 2620 MHz - 2690 MHz FDD

8

880 MHz - 915 MHz 925 MHz - 960 MHz FDD

9

1749,9 MHz - 1784,9 MHz 1844,9 MHz - 1879,9 MHz FDD

10

1710 MHz - 1770 MHz 2110 MHz - 2170 MHz FDD

11

1427,9 MHz - 1447,9 MHz 1475,9 MHz - 1495,9 MHz FDD

12

699 MHz - 716 MHz 729 MHz - 746 MHz FDD

13

777 MHz - 787 MHz 746 MHz - 756 MHz FDD

14

788 MHz - 798 MHz 758 MHz - 768 MHz FDD

15

Reservada Reservada FDD

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Reservada Reservada FDD

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704 MHz - 716 MHz 734 MHz - 746 MHz FDD

18

815 MHz - 830 MHz 860 MHz - 875 MHz FDD

19

830 MHz - 845 MHz 875 MHz - 890 MHz FDD

20

832 MHz - 862 MHz 791 MHz - 821 MHz FDD

21

1447,9 MHz - 1462,9 MHz 1495,9 MHz - 1510,9 MHz FDD

Nota 1: La banda 6 no es aplicable

Por tanto, se usa la capacidad de futuros eNB y HeNB con transceptores adaptados para funcionar a diferentes frecuencias, como estan siendo definidos en la actualidad en LTE avanzado de 3GPP, no para agregar capacidad como se propone en la actualidad, sino para coordinar eNB con HeNB a traves de una interfaz X2 inalambrica en la

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banda de FDD_baja.

Interfaces inalambricas Un, S1 y X2:

Uno de los aspectos mas importantes de esta invencion es el establecimiento de una interfaz X2 inalambrica entre la agrupacion HeNB y el eNB de coordinacion que se deriva de la solucion propuesta para la coordinacion entre un eNB donante (Donor eNB) y un grupo de nodos de retransmision (Relay Nodes) [5], tal como se presenta en la figura

5.

Esta solucion esta en armoma en la medida de lo posible con la norma LTE. El RN no dara servicio a terminales, y por tanto esta interfaz X2 solo se usara para soportar algunas funcionalidades de plano de usuario/de control X2 [6] como activacion/desactivacion de HeNB, coordinacion de interferencias/recursos de radio y para transportar datos COMP, que no soportan otras funcionalidades relacionadas con servicios de UE.

La figura 6 representa las interfaces inalambricas entre un eNB de controlador (CeNB) y dos femtonodos, con soporte de CoMP/X2 inalambrico (CHeNB). El DeNS y el RN solo se usan para transportar informacion X2 para permitir funcionalidades X2 y CoMP entre el CeNB y los CHeNB.

Desde un punto de vista de la arquitectura LTE, el CHeNB esta compuesto por un HeNB mas un nodo de retransmision (RN) y el CeNB esta compuesto por un eNB donante (DeNB o eNB con soporte de retransmisiones) y un eNB convencional, tal como se muestra en la figura 6.

El CHeNB tiene varias interfaces inalambricas (Un, X2 inalambrica y S1 inalambrica) asociadas con el funcionamiento de RN y una interfaz S1 por cable asociada con el funcionamiento de femtonodo, que termina en la HeNB GW. El CHeNB tambien tiene dos IP direccionados, uno asociado con el RN y el otro asociado a las comunicaciones de HeNB.

El CeNB esta compuesto por un eNB convencional mas un DeNS (un eNB con soporte de retransmisiones) unidos a traves de la interfaz X2. Este CeNB usa dos interfaces S1 con MME/S-GW (y por tanto dos direcciones IP) una se usa en la comunicacion entre los MME/S-GW-DeNB-RN y otra se usa para las comunicaciones entre los MME/S- GW-eNB-HeNB.

Los femtonodos pueden incluir opcionalmente, a partir de release 10 de LTE, una interfaz X2 para soportar solo algunas funcionalidades de agrupacion entre femtonodos como traspaso y coordinacion de interferencia. La interfaz X2 entre femtonodos no es util para fines de X2 y CoMP porque el flujo de informacion de X2 y CoMP va desde un punto central (eNB de coordinacion) a los elementos de agrupacion (femtonodos) y de manera inversa, por este motivo no se ha representado en la figura 6.

El CeNB termina las interfaces inalambricas Un y X2 desde los CHeNB. El CeNB proporciona funcionalidad proxy X2 entre los CHeNB y otros nodos de red de conjunto cooperativo (otros CHeNB o eNB).

La figura 7 presenta las pilas de protocolo de plano de usuario X2 (X2-U) de los nodos que soportan intercambio de informacion de plano de usuario X2. Los nodos implicados son: CHeNB/CeNB/otro eNB.

En la figura 7 puede observarse desde la perspectiva de X2-U que el CHeNB esta compuesto por un HeNB y un RN con una union en la capa GTP. Esta union bidireccional pasa los mensajes X2-U HeNB asociados con CoMP (o los mensajes convencionales X2 cuando no se usa CoMP) al RN, que van a transportarse usando la interfaz X2-U inalambrica para su transporte al CeNB, y viceversa, recibe mensajes inalambricos X2_U desde el CeNB.

Con respecto al CeNB, se compone de un DeNS y un eNB tambien con una union en la capa GTP, con la misma funcionalidad que la union GTP en el CHeNB. Esta union bidireccional pasa los mensajes X2-U eNB asociados con CoMP (o mensaje convencional X2 cuando no se usa CoMP) a la interfaz X2-U inalambrica DeNS para su transporte al CHeNB y viceversa, recibe mensajes inalambricos X2-U desde el CHeNB.

Las comunicaciones entre CHeNB del mismo conjunto cooperativo seran a traves de la interfaz inalambrica X2-U del CeNB. El transporte de datos X2 se basa en IP y se define en 3GPP 36.424 [8].

Los paquetes de plano de usuario inalambricos X2 se mapean con portadores de radio a traves de la interfaz Un. Las capas de acceso de radio usadas en las comunicaciones entre el CHeNB y el CeNB son las de LTE convencionales (PDCP, RLC, MAC y PHY). La figura 8 presenta las pilas de protocolo de plano de control X2 (X2-C) de los nodos que soportan intercambio de informacion de control X2. Los nodos implicados son: CHeNB/CeNB/otro eNB. El protocolo de aplicacion por cable X2 usa un transporte basado en IP y se define en 3GPP TS 36.423 [6].

En la figura 8 puede observarse en un plano de control X2 que el CHeNB esta compuesto por un HeNB y un RN con

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una union en la capa de aplicacion X2 (X2-AP). Esta union pasa los mensajes X2-C HeNB, asociados con CoMP (o el mensaje convencional X2 cuando no se usa CoMP) a la interfaz X2-C inalambrica RN para su transporte al CENT y viceversa, recibe los mensajes X2-U desde la interfaz CeNB inalambrica para el HeNB.

El CeNB, esta compuesto por una union DeNS tambien en la capa X2-AP, con una funcionalidad similar a la union X2-AP en el CHeNB. La senalizacion X2-AP se transporta usando la interfaz inalambrica x2 RN DeNB.

Los paquetes de plano de control inalambricos X2 se mapean con portadores de radio a traves de la interfaz Un. Las capas de acceso de radio usadas desde el transporte de senalizacion X2-C entre el CHeNB y el CeNB son las capas de acceso de radio LTE convencionales (PDCP, RLC, MAC y PHY).

El procesamiento de mensajes X2-AP incluye modificar ID de UE X2-AP, direccion de capa de transporte e identificadores de punto de extremo de tunel GTP (TEID) aunque deja otras partes del mensajes sin modificar.

Los paquetes de senalizacion de interfaz inalambrica X2 se mapean con portadores de radio a traves de la interfaz Un. Como puede observarse en la figura 8, las capas de acceso de radio usadas en el transporte de datos de plano de usuario X2 entre el CHeNB y el CeNB son las capas de acceso de radio LTE convencionales (PDCP, RLC, MAC y PHY).

Las pilas de protocolo para los planos de control y de usuario S1 son las mismas que las correspondientes a la interfaz X2, pero con las siguientes diferencias:

• En el plano de usuario, la interfaz de plano de usuario S1 (S1-U) sustituye la interfaz de plano de usuario X2 (X2- U) y la parte por cable de S1-U desde el CeNB termina en S-GW, cuando X2-U termina en el otro eNB (figura 8).

• En el plano de control, la interfaz de plano de control S1 (S1-MME) sustituye el plano de control X2 (X2-CP) y la capa de protocolo S1-AP sustituye la capa de protocolo X2-AP en todas las pilas de protocolo (figura 8).

Como esta invencion se basa en DeNS y RN normalizados 3GPP, los procedimientos de senalizacion relacionados con la interfaz Un entre el CeNB y cada CHeNB perteneciente al conjunto de cooperacion, son los presentados en la norma 3GPP 36.300 para nodos de retransmision:

• Procedimiento de union de RN (3GPP 36.300 seccion 4.7.6.1). El procedimiento es el mismo que el procedimiento de union de UE normal. Incluye: union NAS de configuracion de conexion RRC, autenticacion, seguridad, creacion de sesion GTP y configuracion de contexto S1.

• Activacion/modificacion de portador de RN (3GPP 36.300 seccion 4.7.6.2). El procedimiento es el mismo que el procedimiento de activacion/modificacion de portador iniciado por red normal con la excepcion de que la funcionalidad S-GW/P GW (etapas 1 y 6) se realiza por el DeNB. Este procedimiento incluye: creacion de GTP, configuracion de portador S1-AP.

• Procedimiento de arranque de RN (3GPP 36.300 seccion 4.7.6.3). El procedimiento consiste en dos fases.

o Fase I: Union para preconfiguracion de RN. El nodo RN se une a la red nucleo (E-UTRAN/EPC) como un UE en el encendido y recupera parametros de configuracion inicial.

o Fase II: Union para funcionamiento de RN. El nodo RN se conecta a un DeNB seleccionado de la lista adquirida durante la fase I para iniciar las operaciones de retransmision.

• Procedimiento de separacion de RN (3GPP 36.300 seccion 4.7.6.3).

• Transferencia de informacion vecina (3GPP 36.300 seccion 4.7.6.5).

Interfaz extendida X2 entre un eNB y un HeNB:

En esta invencion la interfaz X2 actual se extiende para soportar una X2 tunelizada.

Este protocolo X2 tunelizado proporciona funcionalidad al enlace eNB - HeNB y tambien permite CoMP entre eNB y HeNB.

La interfaz X2 eNB a HeNB nueva propuesta se tuneliza en una interfaz X2 preexistente entre un DeNS y un RN. Este tunel hace posible transportar informacion X2, entre un eNB y un HeNB en un modo transparente.

El principio de X2 tunelizado se muestra de manera grafica en la figura 9. La interfaz X2 inalambrica entre el CeNB y el CHeNB, que usa FDD_baja, se usara para enviar senalizacion X2 encapsulada de manera transparente relacionada con la otra interfaz de radio “normal” que usa FDD_alta. FDD_alta soporta las comunicaciones UE - eNB/HeNB.

Los mensajes de senalizacion X2 encapsulados pueden transportar dos tipos de informacion:

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o Mensajes X2 convencionales que habilitan una interfaz X2 inalambrica entre un eNB y un HeNB, que en la actualidad no se incluyen en las normas 3GPP. Esta interfaz X2 puede habilitar funcionalidades nuevas X2 entre un eNB y un HeNB como: traspaso X2, coordinacion de interferencia y activacion/desactivacion de celula HeNB [3GPP 36.300 seccion 20]

o Mensajes espedficos CoMP entre un eNB y un grupo de HeNB pertenecientes a un conjunto cooperativo CoMP. La solucion propuesta es flexible ofreciendo un contenedor transparente para transportar los datos de usuario CoMP y senalizacion, cuando se hayan definido con precision. En la actualidad los planos de control y usuario estan bajo discusion en la 3GPP [3].

Para transportar datos X2 en una interfaz preexistente, X2 necesita definir algunos mensajes X2 nuevos, que extienden la interfaz actual X2 en el plano de control (X2-AP), que se define en la norma del 3GPP 36.423 [6]: o Transporte tunelizado de X2. Esta funcion transporta de un modo transparente informacion entre dos puntos de extremo de X2.

La figura 9 presenta una posible implementacion del procedimiento de transporte tunelizado de X2. Los pares HeNB y eNB intercambian informacion X2 convencional a traves de la interfaz X2 interna, transfiriendose esta informacion de manera inalambrica entre el RN y el DeNS usando la funcion de transporte tunelizada de X2.

El mensaje de control para enviar mensajes X2 tunelizados (plano de control y/o de usuario), tiene que distinguirse de los mensajes X2-AP normales de manera ineqmvoca, para no decodificarse por la entidad receptora, sino entregarse a la entidad conectada a la union X2-AP. Para conseguir esta funcionalidad, es necesario definir un valor nuevo para el elemento de informacion de tipo de mensaje (IE) que se asociara al “transporte tunelizado de X2” en la seccion 9.2.13 de la norma 3GPP 36.423 [6].

El valor nuevo del tipo de mensaje IE significa una extension del protocolo X2-AP, y de las funciones y procedimientos soportados.

Los siguientes mensajes deben anadirse a los mensajes X2-AP convencionales, contenidos en la norma 3GPP 36.423 [6], sin descartar otras posibles implementaciones:

o PETICION DE TRANSPORTE TUNELIZADO DE X2 o ACUSE DE RECIBO DE TRANSPORTE DE TUNEL DE X2 o FALLO EN EL TRANSPORTE DE TUNEL DE X2

Otros cambios que van a introducirse incluyen:

• El elemento de informacion “causa”, especificado en 36.423, seccion 9.2.6, debe incluir un valor nuevo, aunque son posibles otras implementaciones. El valor nuevo de “causa” es: grupo de causa >> causa de capa de transporte > transporte tunelizado de X2.

• Un elemento de informacion nuevo que contendra la informacion X2 desde el e(H)NB origen al e(H)NB objetivo. Sin excluir otras implementaciones, en esta invencion este IE se denomina “Contenedor transparente de e(H)NB origen a e(H)NB objetivo”.

A continuacion, en el presente documento, se propone una posible implementacion de los mensajes de protocolo de transporte tunelizado de X2, considerando los IE actuales y los mensajes definidos en la actualidad en 3GPP 36.423, sin excluir otras opciones de implementaciones:

PETICION DE TRANSPORTE TUNELIZADO DE X2. Este mensaje contendra los siguientes elementos de informacion (IE): tipo de mensaje, causa, ID X2AP eNB antiguo, ID de celula objetivo, identificacion de punto de extremo de tunel GTP UL, identificacion de punto de extremo de tunel GTP Dl, contenedor transparente de e(H)NB origen a e(H)NB objetivo.

El elemento opcional de identificacion de punto de extremo de tunel GTP UL y DL, se usa cuando es necesario usar transporte de plano de usuario X2 entre e(H)NB origen y e(H)NB objetivo.

ACUSE DE RECIBO DE TRANSPORTE TUNELIZADO DE X2. Este mensaje contendra los siguientes elementos de informacion (IE): tipo de mensaje, causa, lista admitida E-RAB, lista no admitida E-RAB, contenedor transparente de e(H)NB origen a e(H)NB objetivo, diagnostico de criticalidad.

FALLO DE TRANSPORTE TUNELIZADO DE X2. Este mensaje contendra los siguientes elementos de informacion (IE): tipo de mensaje, ID X2AP UE eNB antiguo, diagnostico de criticalidad.

La informacion CoMP X2 que va a transportarse entre un eNB y un HeNB:

El protocolo X2 detallado y los mensajes para transportar informacion CoMP en un conjunto cooperativo,

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compuesto por un eNB y un HeNB, todav^a no se ha definido por 3GPP, pero la informacion que va a transferirse entre los nodos se ha identificado. Esta informacion depende del tipo de tecnicas CoMP aplicadas (presentado en la seccion 1.1) y puede clasificarse como:

1. Informacion de realimentacion estad^stica/estado de canal explfcito (CSI).

2. Realimentacion de informacion estadfstica/estado de canal implfcito, que incluye: informacion de calidad de canal (CQI), indicador de matriz de precodificacion (PMI) e indicador de clasificacion (RI).

3. Senales de referencia de sondeo (SRS) usadas para estimacion de informacion de estado de canal (CSI) en eNB aprovechando reciprocidad de canal.

Cuando se configura la interfaz extendida X2 entre eNB y HeNB, puede usarse para CoMP entre un eNB y una agrupacion de HeNB. CoMP podna estar entre sitios, entre eNB independientes y dentro de sitios, entre celulas pertenecientes al mismo eNB. El alcance de esta invencion es entre sitios.

La figura 10 presenta un ejemplo de CoMP entre un nodo de planificacion central, el eNB de controlador CoMP (al que pertenece celula 1, celula 2 y celula 3), y varios HeNB con interfaz extendida X2 y CoMP. En esta figura se establece un conjunto cooperativo entre HeNB_1 y la celula celula_1 para proporcionar servicio a UE_1. Otro conjunto cooperativo se establece entre la celula 2 y HeNB_2 y HeNB_3, para proporcionar servicio a UE_2, donde solo HeNB_2 y HeNB_3 son los transceptores activos. Finalmente, a UE_3 solo le da servicio celula_3.

En la figura 10 puede observarse que las frecuencias FDD_baja tienen un alcance mas amplio que las frecuencias FDD_alta, garantizando que la informacion CoMP alcanzara todos los puntos bajo la cobertura de FDD_alta.

Ventajas de la invencion:

Las ventajas principales de esta invencion son:

1. La ventaja principal de la invencion es que se proporciona una interfaz X2 inalambrica entre femtocelulas LTE (HeNB en terminologfa de 3GPP) y estaciones base LTE (eNB) para proporcionar coordinacion entre estos nodos, habilitando su funcion como: CoMP, coordinacion de interferencia entre celulas (ICIC), traspaso X2, ahorro de energfa y otras funcionalidades futuras que definira 3GPP. En la actualidad no hay interfaz X2 entre eNB y HeNB.

2. La interfaz inalambrica extendida X2 puede ofrecer un retardo bajo porque conecta directamente dos nodos de radio. En comparacion, la implementacion real de las partes complementarias de X2 por cable puede sufrir de congestion en el medio (por cable) ffsico, porque esta interfaz se compartira entre varios eNB usando sus interfaces X2 y S1. Las interfaces inalambricas X2 propuestas usadas solo para transporte de senalizacion X2 pueden liberar la carga de las interfaces X2/S1 por cable.

3. Es completamente compatible con el estado de la tecnica actual de redes LTE, porque no se introducen modificaciones esenciales en la norma LTE, siendo necesario desplegar una red LTE de frecuencia dual, donde se usara F_alta para comunicacion UE-(H)eNB normal y se usara F_baja para establecer una interfaz inalambrica X2 que pueda soportar COMP y funcionalidades X2.

4. Como la solucion propuesta se basa en nodos logicos de arquitectura LTE normalizados como eNB, HeNB, RN, DeNB, reutilizara las capas de protocolo y funcionalidades asociadas a estos nodos como: autenticacion, autorizacion, seguridad, etc.

5. El establecimiento de la interfaz X2 inalambrica entre el CeNB y el grupo de CHeNB, permiten la coordinacion de interferencia entre celulas X2 (ICIC) entre los mismos y tambien otras caractensticas X2 como activacion/desactivacion de CHeNB, traspaso X2 y otras funcionalidades presentes y futuras.

6. La solucion propuesta es suficientemente flexible para albergar los mensajes CoMP X2 futuros (y tambien otros tipos de mensajes X2). El cambio principal con respecto a las normas lTe es una pequena extension de las funcionalidades X2 para transmitir mensajes X2 tunelizados.

7. Aumenta la eficiencia espectral multicapa y/o rendimiento de borde de celula mediante el uso de la interfaz X2 porque se permite la coordinacion de recursos de radio entre la macrocapa, compuesta por eNB, y la femtocapa, compuesta por HeNB.

8. Puede obtenerse sincronizacion F_baja a partir de la interfaz aerea de F-alta, reduciendo el coste del equipo simplificando su diseno. La interfaz inalambrica que usara F_baja tendra habitualmente una mejor cobertura que la senal F-alta, proporcionando una cobertura extendida para el canal de control inalambrico X2.

Siglas

3GPP Third Generation Partnership Program; programa de asociacion de tercera generacion

BS Base Station; estacion base

CeNB Controller eNB; eNB de controlador

CHeNB Cooperative Home eNB; eNB domestico corporativo

CoMP Coordinated Multipoint; multipunto coordinado

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MME

NB

PDU

PMI

PRB

RAN

RAT

RI

RR

RN

SGW

SRS

TDD

UE

UL

X2-AP

X2-C

X2-U

Channel Quality Indicador; indicador de calidad de canal Channel State Indicador; indicador de estado de canal Downlink; enlace descendente Donor enB; eNB donante

Demodulation Reference Signals; senales de referencia de demodulacion evolved Node B; nodo B evolucionado

Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network; red de acceso de radio terrestre universal evolucionada

Frecuency Division Duplex; duplex de division de frecuencia

Frecuency Division Multiple Access; acceso multiple por division de frecuencia

GPRS Tunneling Protocol; protocolo de tunelizacion GPRS

High Speed Packet Access; acceso por paquetes de alta velocidad

Home eNodeB; eNodoB domestico

Inter Cell Interference Coordination; coordinacion de interferencia entre celulas

Information Element; elemento de informacion

Internet Protocol; protocolo de Internet

Long Term Evolution; evolucion a largo plazo

Medium Access Control; control de acceso al medio

Mobility Management Entity; entidad de gestion de movilidad

Node B; nodo B

Protocol Data Unit; unidad de datos de protocolo

Precoding Matrix Index; mdice de matriz de precodificacion

Physical Resource Block; bloque de recursos ffsicos

Radio Access Network; red de acceso de radio

Radio Access Technology; tecnologfa de acceso de radio

Rank Indicador; indicador de clasificacion

Radio Resource; recurso de radio

Relay Node; nodo de retransmision

Serving Gateway; pasarela de servicio

Sounding Reference Signals; senales de referencia de sondeo

Time Division Duplex; duplex de division de tiempo

User Equipment; equipo de usuario

Uplink; enlace ascendente

X2 Application Protocol; protocolo de aplicacion X2 X2 Control Plane; plano de control X2 X2 User Plane; plano de usuario X2

Bibliografia

[1] 3Gpp TS 36.300, “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10), V10.3.0 (2011-03)”, seccion 4. Overall architecture

[2] 3Gpp TS 36.819, “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Coordinated Multi-Point Operation for LTE Physical Layer Aspects (Release 11)”

[3] 3Gpp TS 36.814, “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRa physical layer aspects (Release 9)”

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[5] 3Gpp TS 36.300, “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10), V10.3.0 (03-2011)”, seccion 4.7. Support for relaying

[6] 3Gpp TS 36.423 “Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 application protocol (X2AP)”, V10.1.0 (03-2011)

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[8] 3Gpp TS 36.424 “Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio

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[9] “Centralized Scheduling for Joint Transmission Coordinated Multi-Point in LTE-advanced”, S.Brueck, L.Zao, J.Giese, M. Awais. International ITEG workshop on smart antennas, 2010,

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[11] “Backhaul modelling for COMP” Orange, Telefonica, Contribucion numero R1-111174 a la reunion 3GPP RAN 1, Taipei, 21-25 febrero de 2011

[12] NEW POSTCOM: “Discussion 01 enhanced mobility solutions between MeNB and HeNB”, 3GPP DRAFT; R3-101850 DISCUSSION OF ENHANCED MOBILITY SOLUTIONS BETWEEN MENB ANO HENBJINAL, 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP), MOBILE COMPETENCE CENTRE; 650, ROUTE DES LUCIOLES; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS CEDEX; FRANCIA vol, RAN WG3, n.° Beijing; 23 de junio de 2010.

[13] CATT: “Discussion on mobility enhancements lor (H)eNBs-to-HeNBs”, 3GPP DRAFT; R3-101878, 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP), MOBILE COMPETENCE CENTRE: 650, ROUTE DES LUCIOLES; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS CEDEX; FRANCIA, vol. RAN WG3, n.° Beijing; 23 de junio de 2010.

[14] QUALCOMM INCORPORATED: “Analysis 01 supporting the X2 interlace lor HeNBs”, 3GPP DRAFT; R3- 101559, 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP), MOBILE COMPETENCE CENTRE; 650, ROUTE DES LUCIOLES; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS CEDEX, FRANCIA, vol. RAN WG3, n.° Montreal, Canada; 1 de mayo de 2010.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo para comunicacion en redes LTE, que comprende al menos un terminal de usuario (UE) que se comunica a traves de una conexion inalambrica con una estacion base macrocelular, abreviada como eNB, y con al menos una estacion base femtocelular, abreviada como HeNB, a traves de un sistema celular, en el que dicho metodo esta caracterizado por que comprende proporcionar una interfaz X2 inalambrica entre dichas estaciones eNB y HeNB en dicha red LTE para proporcionar servicios de comunicacion a dicho al menos un UE, en el que la comunicacion entre el eNB y el HeNB mediante dicha interfaz X2 inalambrica se realiza usando una banda de frecuencia que es diferente a la banda de frecuencia usada para comunicar el eNB o el HeNB con dicho al menos un terminal de usuario.
2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicha interfaz X2 inalambrica entre dicho eNB y dicho al menos HeNB se proporciona para establecer coordinacion entre dichas estaciones eNB y HeNB.
3. 3. El metodo de la reivindicacion 2, que comprende establecer dicha coordinacion entre dichas estaciones eNB y HeNB para permitir implementar al menos uno de los siguientes mecanismos de cooperacion entre dichas estaciones eNB y HeNB: una transmision/recepcion multipunto coordinada, un traspaso X2, ahorro de energfa, una coordinacion de interferencia entre celulas o una combinacion de los mismos.
4. 4. El metodo de la reivindicacion 3, que comprende implementar dicho mecanismo de transmision/recepcion multipunto coordinado, abreviado como CoMP, intercambiando mensajes CoMP a traves de la interfaz X2 inalambrica.
5. 5. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicha banda de frecuencia usada para comunicar mediante la interfaz X2 inalambrica comprende frecuencias de funcionamiento que son menores y con menos atenuacion de radio que las frecuencias de funcionamiento de la banda de frecuencia usada mediante el eNB o mediante el HeNB para comunicar con dicho al menos un UE.
6. 6. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende tunelizar dicha interfaz X2 inalambrica entre dicho eNB y dicho al menos HeNB sobre una interfaz X2 preexistente.
7. 7. El metodo de la reivindicacion 6, que comprende, con el fin de construir dicha tunelizacion, intercambiar mensajes de control a traves de dicha interfaz X2 entre el eNB y el HeNB, que pueden distinguirse de mensajes X2 que no son de control.
8. 8. El metodo de la reivindicacion 7, en el que dichos mensajes de control son: una peticion de transporte de tunel X2 enviada por el eNB o HeNB solicitando el establecimiento del tunel, y un acuse de recibo de transporte de tunel X2 o un fallo en el transporte de tunel X2, enviado de vuelta por el HeNB o eNB en respuesta a dicha peticion.
9. 9. El metodo de la reivindicacion 6, que comprende:

   usar para la comunicacion mediante la interfaz X2 inalambrica una banda de frecuencia menor que la banda de frecuencia usada mediante el eNB o el HeNB con el al menos un UE; y

   transmitir y recibir mensajes de senalizacion X2 encapsulados usando dicha banda de frecuencia menor.
10. 10. Un sistema para comunicacion en redes LTE, que comprende:

    - al menos un terminal de usuario para comunicarse a traves de una conexion inalambrica con una estacion base macrocelular, eNB, y con al menos una estacion base femtocelular, HeNB, a traves de un sistema celular;

    - dicha al menos una estacion base macrocelular, eNB; y

    - dicha al menos una estacion base femtocelular, HeNB,

    caracterizadas por que cada uno de dichos eNB y HeNB comprende medios de comunicacion X2 inalambrica configurados para establecer una interfaz X2 inalambrica para proporcionar servicios de comunicacion a dicho al menos un terminal de usuario,

    estando dispuesto dicho sistema para desplegar una red LTE de frecuencia de banda dual haciendo funcionar dichos medios de comunicacion en una banda de frecuencia que es diferente de la frecuencia de funcionamiento usada mediante el eNB y el HeNB para comunicar con dicho al menos un UE.
11. 11. El sistema de la reivindicacion 10, en el que dichos medios de comunicacion X2 inalambrica de dicho HeNB comprenden un nodo de retransmision y dichos medios de comunicacion X2 inalambrica de dicho eNB comprenden unos nodos de retransmision de soporte de DeNS.
12. 12. El sistema de la reivindicacion 11, en el que dichos medios de comunicacion X2 inalambrica comprenden, para

    cada uno de dichos eNB y HeNB, un modulo X2 extendido y un modulo CoMP.
13. 13. El sistema de la reivindicacion 10, en el que dicha banda de frecuencia diferente comprende una frecuencia de funcionamiento que es inferior y con menos atenuacion de radio que la frecuencia de funcionamiento usada

    5 mediante el eNB y el HeNB para comunicar con dicho al menos un UE.
14. 14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 10 a 13, en el que dichas estaciones base macro y femtocelulares pertenecen a diferentes celulas en un sistema celular.

    10 15. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 10 a 13, en el que dichas estaciones base macro y

    femtocelulares pertenecen a la misma celula en un sistema celular.
15. 16. El sistema de la reivindicacion 10, en el que dicho sistema implementa el metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9 usando dichos medios de comunicacion X2 inalambrica.

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