ES2693575T3 - Selección de modo de transmisión durante un procedimiento de acceso aleatorio - Google Patents

Selección de modo de transmisión durante un procedimiento de acceso aleatorio Download PDF

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ES2693575T3 ES16193141.5T ES16193141T ES2693575T3 ES 2693575 T3 ES2693575 T3 ES 2693575T3 ES 16193141 T ES16193141 T ES 16193141T ES 2693575 T3 ES2693575 T3 ES 2693575T3
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Abstract

Un método (400) para usar en un primer nodo (110) en un sistema (100) de comunicación de acceso inalámbrico, que comprende los pasos de: - controlar (405) el tráfico hacia y desde los usuarios, los UE (120), dentro de una célula en el sistema; - emplear (415) una variedad de modos de transmisión multiantena, que comprenden diversidad de transmisión y multiplexación espacial, para transmisiones de enlace descendente, mediante el uso de una pluralidad de antenas (111,113) de transmisión; - realizar (420) procedimientos de acceso aleatorio (RA) con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, es decir, un recurso para eNodoB, y que implica la transmisión de un mensaje de respuesta de acceso aleatorio a través de un canal compartido de enlace descendente, y la transmisión de un mensaje de resolución de contención, en el que se aplica el mismo modo de transmisión multiantena de enlace descendente en la transmisión del mensaje de respuesta de acceso aleatorio y en la transmisión del mensaje de resolución de contención, el mismo modo de transmisión multiantena de enlace descendente es del que el UE posee información.

Description

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descripcion
Seleccion de modo de transmision durante un procedimiento de acceso aleatorio Campo teonioo
La presente invencion divulga un metodo para su uso en un nodo en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico, en cuyo sistema el primer nodo sirve para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, los UE, dentro de una celula en el sistema.
Anteoedentes
En sistemas celulares inalambricos como, por ejemplo, los sistemas de evolucion a largo plazo 3G ("LTE 3G"), WiMAX y WCDMA, los nodos que controlan el trafico hacia y desde los usuarios en las celulas de los sistemas, dichos nodos siendo denominados por distintos nombres en los diversos sistemas, por ejemplo, "eNodoB" en sistemas LTE, pueden equiparse con multiples antenas para transmision y/o recepcion, y asi podran usar varias tecnicas de transmision multiantena. Ejemplos de tales tecnicas son la diversidad de transmision, la multiplexacion espacial y la formacion de haces con senales de referencia dedicadas. Tales tecnicas pueden de hecho convertirse en partes integrales de los sistemas.
En consecuencia, en el tipo de sistemas mencionados anteriormente, puede haber una variedad de tecnicas o modos de transmision multiantena empleados, lo que hace que sea importante para todas las partes en una celula del sistema saber que modo se ha de usar en una situacion determinada o en un cierto punto en el tiempo. Esto es especialmente cierto para los denominados procedimientos de acceso aleatorio, es decir, un procedimiento que es usado por un usuario en una celula del sistema cuando el usuario no tiene un canal dedicado al nodo de control de la celula. Un usuario puede tener una variedad de dispositivos por medio de los cuales se comunica con el sistema, siendo ejemplos de tales dispositivos los telefonos celulares y ordenadores portatiles. En la descripcion continuada, tambien se empleara el termino generico "terminal de usuario".
Otro factor que subraya la importancia de que los terminales de usuario en una celula sepan que modo de transmision multiantena se ha de usar durante, por ejemplo, el denominado procedimiento de acceso aleatorio (RA), es el hecho de que muchos tipos de terminales de usuario estan equipados con multiples antenas, una tendencia que probablemente aumentara en el futuro. Si se van a usar multiples antenas en el terminal de usuario de la manera exigida por el modo de transmision multiantena que usa el eNodoB (o un nodo correspondiente) en la celula, es importante, por supuesto, que los terminales de usuario esten al tanto de que modo es el que esta en uso en la actualidad, o que se ha de usar en una situacion determinada.
El documento "Acceso aleatorio con conjunto de antena multihaz" divulga un protocolo de acceso aleatorio que usa un numero de haces dinamicamente, en el que un conjunto de antena de estacion base funciona en modos M0 a Mn, indicando desde la division omnidireccional a la de haz que progresa hasta Mn. Esto se hace para evitar choques en el procedimiento de acceso aleatorio.
Sumario
Como se desprende de la descripcion anterior, en los sistemas celulares inalambricos que usan modos de transmision multiantena, existe la necesidad de una solucion por medio de la cual los usuarios en una celula podrian saber cual de los modos de transmision multiantena se empleara en la celula durante los procedimientos de RA en cualquier punto dado en el tiempo.
Esta necesidad es abordada por la presente invencion como se cuenta en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se describira con mas detalle a continuacion, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
la figura 1 muestra una vista esquematica de un sistema en el que se puede aplicar la invencion, y
la figura 2 muestra la senalizacion para el procedimiento de acceso aleatorio basado en la contencion en LTE, y
la figura 3 muestra la senalizacion para el procedimiento de acceso aleatorio basado en la contencion en LTE, y
la figura 4 muestra un diagrama de flujo de un metodo de la invencion, y
la figura 5 muestra un diagrama de bloques de un primer nodo de la invencion, y
la figura 6 muestra un diagrama de bloques de un terminal de usuario de la invencion.
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Desoripoion detallada
La figura 1 muestra un ejemplo de un sistema 100 de comunicaciones de acceso inalambrico en el que se puede aplicar la presente invencion. La invencion se describira a continuacion y despues como que es un sistema LTE, de modo que la terminologia y los componentes del sistema 100 usados en el ejemplo descriptivo seran terminologia y componentes de LTE. Sin embargo, debe senalarse que el sistema se puede aplicar en una amplia variedad de sistemas, algunos de los cuales se enumeraran en esta descripcion, por lo que el uso de un sistema LTE en los dibujos y la siguiente descripcion deberian considerarse simplemente como un ejemplo destinado a facilitar la comprension del lector de la invencion.
Volviendo ahora al sistema 100 que se muestra en la figura 1, el sistema 100 comprende varias celulas, una de las cuales se muestra en la figura 1 como 130. En cada celula del sistema, puede haber varios usuarios, uno de los cuales se muestra en la celula 130 como 120. A menudo se hace referencia a un usuario con el termino generico equipo de usuario, abreviado como "UE", una abreviatura que tambien se usara en este texto.
Como tambien se muestra en la figura 1, en el sistema 100 en el que se puede aplicar la invencion, tambien hay un primer nodo 110 de control para cada celula que, entre otras cosas, sirve para controlar el trafico hacia y desde los usuarios en la celula. El papel exacto de este nodo varia entre los diferentes sistemas, asi como su nombre, pero en los sistemas LTE, el nodo se conoce como "eNodoB", mientras que en otros sistemas se conoce como NodoB o estacion base de radio. Algunos otros nombres para dichos "primeros nodos" en otros sistemas son estacion base (sistemas WiMAX), punto de acceso (sistemas WLAN) y BTS (estacion transceptor de base, sistemas GSM). Como se muestra en la figura 1, el primer nodo 110 esta equipado con una pluralidad de antenas, dos de las cuales se muestran como 111 y 113 en la figura 1. Naturalmente, el numero exacto de antenas puede variar enormemente dentro del alcance de la presente invencion.
Una aplicacion para la presente invencion es el denominado procedimiento de acceso aleatorio, el procedimiento "RA", un procedimiento que se realiza para un UE que no tiene un canal dedicado al eNodoB, pero desea establecer dicha conexion. Por lo tanto, a continuacion se dara una descripcion basica de un procedimiento de RA tipico, para permitir al lector apreciar algunos de los problemas que la presente invencion puede resolver. El procedimiento de RA del sistema LTE se usara para ejemplificar el principio de RA.
Acceso aleatorio
En LTE, como en cualquier sistema de comunicacion, un UE puede necesitar contactar con la red (que se realiza a traves del eNodoB) sin tener un recurso dedicado en el enlace ascendente ("UL"), es decir, al eNodoB. Para manejar tales situaciones, se encuentra disponible el denominado procedimiento de acceso aleatorio ("RA", por sus siglas en ingles), en el que un UE que no tiene un recurso de UL dedicado puede iniciar un procedimiento que llevara a que al UE se le asigne un recurso de UL dedicado.
El primer mensaje del procedimiento de RA es transmitido normalmente por el UE en un recurso especial reservado para el acceso aleatorio, denominado canal de acceso aleatorio, "RACH". Este canal puede, por ejemplo, estar limitado en tiempo y/o frecuencia, como es el caso en LTE.
En LTE, el procedimiento de acceso aleatorio se puede usar por varios motivos diferentes. Ejemplos de tales razones son:
- acceso inicial, para los UE en los estados LTE_IDLE o LTE_DETACHED,
- traspaso entrante,
- resincronizacion del UL del UE,
- solicitud de planificacion, usada por un UE al que no se le asigna ningun otro recurso para contactar con el eNodoB.
El procedimiento de acceso aleatorio basado en la contencion que se usa en LTE se ilustra en la figura 2. Un UE inicia el procedimiento de acceso aleatorio seleccionando aleatoriamente uno de los denominados preambulos que estan disponibles para el acceso aleatorio basado en la contencion. El UE luego transmite el preambulo de acceso aleatorio seleccionado en el canal de acceso aleatorio fisico (PRACH) al eNodoB en la RAN, la red de acceso de radio.
La RAN reconoce los preambulos que detecta mediante la transmision de una respuesta de acceso aleatorio, que se muestra como MSG2 en la figura 2, incluida una concesion inicial que se usara en el canal compartido de enlace ascendente, asi como un identificador, como por ejemplo, un C-RNTI temporal, RNTI celular, identificador temporal de la red de radio, y una actualizacion de alineacion temporal, TA. Cuando recibe la respuesta del eNodoB, el UE
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usa la concesion para transmitir un mensaje (MSG3 en la figura 2) que en parte se usa para activar el restablecimiento del control de recursos de radio y en parte para identificar de forma unica al UE en los canales comunes de la celula.
El procedimiento de RA finaliza con la RAN resolviendo cualquier contencion de preambulo que pueda haber ocurrido (MSG4 en la figura 2), en el caso de que multiples UE transmitieran el mismo preambulo al mismo tiempo.
El mensaje de respuesta de acceso aleatorio (MSG2) es un mensaje planificado transmitido en el canal compartido de enlace descendente que puede contener respuestas a multiples preambulos de acceso aleatorio detectados en el mismo PRACH, es decir, no siempre se puede adaptar al canal de radio hacia un unico UE.
En los sistemas LTE, se ha definido un procedimiento de acceso aleatorio adicional, el denominado acceso aleatorio sin contencion o no basado en la contencion. De acuerdo con este procedimiento, a un UE se le permite usar un preambulo de acceso aleatorio dedicado para su transmision inicial en el PRACH. Dado que este mensaje solo se puede usar para ese UE especifico, es posible que el eNodoB identifique el UE ya en la recepcion del preambulo de acceso aleatorio. Este procedimiento se puede usar cuando un eNodoB sabe que un UE realizara un acceso aleatorio. Este es el caso de:
- traspaso entrante,
- resincronizacion activada de red del UL (cuando el eNodoB necesita transmitir algo a un UE cuyo UL no esta sincronizado).
Los preambulos dedicados para su uso en este procedimiento son distribuidos por el eNodoB en preparacion para tales procedimientos, que se muestra en la figura 3, en la cual se ilustra el procedimiento de acceso aleatorio sin contencion. El procedimiento consta de dos mensajes: el preambulo de acceso aleatorio dedicado transmitido en UL en el PRACH y el mensaje de respuesta de acceso aleatorio (MSG2) transmitido en DL en el canal compartido de enlace descendente planificado, DL-SCH.
Problemas con las soluciones de acceso aleatorio existentes
Como se explico anteriormente, la presente invencion esta destinada a sistemas en los que el eNodoB puede usar su pluralidad de antenas para usar varios modos diferentes de transmision multiantena. El modo de transmision multiantena en un sistema de este tipo suele ser seleccionado por el eNodoB basandose en parametros como, por ejemplo, las caracteristicas del canal de radio, que requiere informacion sobre como un canal de radio particular es "percibido" por el UE, es decir, el canal/calidad de recepcion en el UE, informacion que no siempre esta disponible para el eNodoB.
En particular, para el caso de acceso inicial, cuando el UE se pone en contacto con el eNodoB por primera vez, el conocimiento sobre la percepcion del UE de un canal de radio no esta disponible en el eNodoB, y por lo tanto no es posible seleccionar el modo de transmision multiantena apropiado basado en ese parametro. Ademas, durante el procedimiento de acceso aleatorio basado en la contencion, el eNodoB no esta al tanto de a que UE pertenece un determinado preambulo de acceso aleatorio, o por que el UE inicio un preambulo de acceso aleatorio. Por lo tanto, el eNodoB no puede determinar que modo de transmision multiantena usar.
De este modo, resumiendo la descripcion del procedimiento de acceso aleatorio y los problemas asociados con el, se puede ver que existe la necesidad de una solucion mediante la cual se pueda resolver el problema de los diferentes modos de transmision multiantena durante el procedimiento de RA.
La presente invencion aborda esta necesidad divulgando un metodo para su uso en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico tal como el sistema LTE. Como suele ser el caso en tales sistemas, hay un primer nodo, en los sistemas LTE, el eNodoB, que controla el trafico hacia y desde los usuarios, los UE, dentro de una celula en el sistema. De acuerdo con el metodo de la invencion, el primer nodo esta equipado con una pluralidad de antenas, que puede usar para emplear modos de transmision multiantena para transmisiones de enlace descendente, es decir, transmisiones a los UE.
El primer nodo puede llevar a cabo el denominado procedimiento de acceso aleatorio (RA) con los UE que no tienen un recurso dedicado de enlace ascendente, es decir, un recurso para el eNodoB, y de acuerdo con el metodo de la invencion, el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente es usado por el primer nodo durante el procedimiento de RA.
Dado que el primer nodo usa el mismo modo de transmision multiantena de DL durante el procedimiento de RA, todos los UE en una celula sabran que modo deberian esperar durante el RA, lo que simplificara enormemente la situacion.
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La forma en que se elige el modo de transmision multiantena para el procedimiento de RA se puede variar de acuerdo con la invencion, como se ejemplificara a continuacion:
En una realizacion de la invencion, el modo de transmision multiantena de DL que se ha de usar por el primer nodo durante el procedimiento de RA es usado por al menos un primer nodo de este tipo adicional en el sistema. Este puede ser el caso si, por ejemplo, el modo de transmision multiantena de DL para RA es establecido por el estandar del sistema, o si el operador del sistema por alguna otra razon decide usar un cierto modo de transmision multiantena de DL durante el RA en todo o partes de su sistema.
En otra realizacion de la invencion, que se puede decir que es una version de la realizacion descrita inmediatamente arriba, el modo de transmision multiantena que ha de ser usado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser cambiado por el primer nodo, es decir, el primer nodo de una celula tiene la posibilidad de anular una decision "central" con respecto al modo de transmision multiantena de DL durante el RA. En tal caso, los UE en la celula deben estar al tanto de que modo se va a usar en el DL durante el RA, que el primer nodo senaliza adecuadamente a los UE en la celula mediante la senalizacion en el denominado canal de difusion.
En una realizacion adicional de la invencion, el primer nodo define el modo de transmision multiantena de DL que ha de usar el primer nodo durante el procedimiento de RA, es decir, el primer nodo es mas o menos autonomo con respecto a la eleccion del modo de transmision multiantena de DL. Tambien en este caso, el modo necesita ser senalizado a los UE en la celula del primer nodo, que en esta realizacion de la invencion es senalizada a los UE en la celula por el primer nodo en un canal de difusion.
Antes de explicar mas aspectos de la presente invencion, se dara una breve introduccion a algunos posibles modos de transmision multiantena que se pueden usar en el DL durante el procedimiento de RA. Como se puede ver, la invencion se puede aplicar a un sistema que emplea mas o menos cualquier tipo de modo de transmision multiantena de DL durante el procedimiento de RA. Sin embargo, algunos ejemplos de modos de transmision multiantena comunes son:
- diversidad de transmision,
- multiplexacion espacial,
- formacion de haces con senales de referencia dedicadas.
En esta descripcion se dara una descripcion mas detallada de estos modos de transmision multiantena.
Ademas de permitir que los UE en una celula sepan que modo de transmision multiantena de DL se ha de usar durante el procedimiento de RA, tambien podria ser una ventaja si los UE de una celula pudiesen saber de antemano que modo de transmision multiantena de DL emplearia el primer nodo en la celula despues de completar el procedimiento de RA.
Esta ventaja es proporcionada por un aspecto de la presente invencion, que divulga como se puede seleccionar y determinar el modo de transmision multiantena de DL que se usara en una celula al finalizar el procedimiento de RA.
Dado que el modo de transmision multiantena de DL que se usara despues de completar el procedimiento de RA puede depender de la razon de inicio del UE, estas razones se repetiran primero a continuacion, como sigue:
- acceso inicial, por ejemplo, para los UE en los estados LTE_IDLE o LTE_DETACHED,
- traspasos entrantes,
- resincronizacion del UL de un UE,
- solicitud de planificacion, usada por un UE al que no se le asigna ningun otro recurso para contactar con el eNodoB.
En una primera realizacion de esta version de la presente invencion, el modo de transmision multiantena de DL que usara el primer nodo despues de los procedimientos de RA completados simplemente se estandariza para que sea el mismo modo que se usa durante el procedimiento de RA. Esta realizacion puede aplicarse adecuadamente a un UE que inicia el procedimiento de RA como parte del denominado procedimiento de acceso inicial, o a un UE que esta siendo traspasado a la celula del primer nodo pero que no ha recibido ninguna informacion en el modo de transmision multiantena de RA durante el procedimiento de traspaso.
En una segunda realizacion de esta version ("modo de transmision multiantena de DL despues del procedimiento de RA") de la presente invencion, el primer nodo determina que modo de transmision multiantena de DL intenta usar despues de completar los procedimientos de RA, y lo senaliza a los UE en la celula en un canal de difusion. El
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primer nodo puede elegir el modo basandose en una serie de factores, como, por ejemplo, la configuracion de la antena ffsica o el tamano de la celula.
Esta segunda realizacion tambien se puede aplicar adecuadamente a un UE que inicia el procedimiento de RA como parte del denominado procedimiento de acceso inicial, o para un UE que se traspasa a la celula del primer nodo pero que no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de diversidad del RA durante el procedimiento de traspaso.
En una tercera realizacion de esta version de la presente invencion, el UE vuelve a un modo de transmision multiantena de DL inicial o previo a completar el procedimiento de RA. Esta tercera realizacion puede aplicarse adecuadamente a los UE que han iniciado el procedimiento de RA porque necesitan volver a sincronizar su conexion de UL, o porque llevan a cabo una solicitud de planificacion, que es el caso de los UE a los que no se les asigna ningun otro recurso para contactar con el eNodoB.
Los terminos previo e inicial se usan aquf en el siguiente sentido: el modo inicial es el modo "comun" que se usara despues del acceso inicial de acuerdo con la segunda realizacion como se describe anteriormente, mientras que el modo previo es el modo "dedicado" usado por un UE especffico antes de perder la sincronizacion de enlace ascendente. En una alternativa de esta realizacion, se puede introducir un lHmite de tiempo, y usarse de la siguiente manera: el modo de transmision multiantena "previo" se usa si el tiempo que ha transcurrido desde la ultima transmision desde/hacia el UE es inferior al lHriite de tiempo y, a la inversa, si se ha excedido el lfmite de tiempo, se usa el modo "inicial".
Anteriormente, se han enumerado combinaciones ventajosas del modo de transmision multiantena de DL que se usaran despues de completar el procedimiento de RA y la razon de un UE para iniciar el procedimiento de RA. Sin embargo, deberfa enfatizarse que aunque las combinaciones dadas anteriormente son ventajosas, todas las combinaciones podrfan ser posibles, es decir, todas las combinaciones de razones para iniciar el procedimiento de RA y el modo de transmision multiantena de DL despues de completar el procedimiento de RA.
La figura 4 muestra un diagrama de flujo aproximado de un metodo 400 de la invencion. Los pasos que son opciones o alternativas se indican con lfneas discontinuas. Como se desprende de la descripcion, el metodo 400 esta destinado para su uso en un primer nodo como el 110 en la figura 1, en un sistema de comunicacion de acceso inalambrico como el sistema 100 en la figura 1. De acuerdo con el metodo de la invencion, como se muestra en el paso 405, el primer nodo sirve para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, los UE, como el UE 120 de la figura 1, dentro de un area determinada en el sistema, una celula, como la 130 de la figura 1. Como se muestra en el paso 410, el primer nodo esta equipado con una pluralidad de antenas de transmision, que se muestran como 111 y 113 en la figura 1.
El paso 415 muestra que el primer nodo puede emplear una variedad de modos de transmision multiantena para las transmisiones de enlace descendente, es decir, las transmisiones a los UE, y el paso 420 muestra que el primer nodo puede llevar a cabo el denominado procedimiento de acceso aleatorio, RA, con los UE que no tiene un recurso de enlace dedicado, es decir, un recurso para el eNodoB. De acuerdo con el metodo de la invencion, como se muestra en el paso 425, el primer nodo usa el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente durante el procedimiento de Ra.
El paso 430 muestra que el modo de transmision multiantena que ha de ser usado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede ser usado por al menos un primer nodo adicional en el sistema.
Como se muestra en el paso 435, el modo de transmision multiantena que ha de ser usado por el primer nodo durante el procedimiento de RA puede cambiarse en una realizacion de la invencion por el primer nodo, en cuyo caso el primer nodo senaliza el modo a los UE en la celula mediante senalizacion en un canal de difusion.
En una realizacion alternativa, como se muestra en el paso 445, el primer nodo define 445 el modo de transmision multiantena que ha de ser usado por el primer nodo durante el procedimiento de RA y es senalizado en un canal de difusion a los UE en la celula.
Como se muestra en el paso 440, al menos los siguientes modos de transmision multiantena son posibles para ser usados por el primer nodo:
- diversidad de transmision,
- multiplexacion espacial,
- BF, formacion de haz con senales de referencia dedicadas.
Aunque no se muestra explfcitamente en la figura 4, las siguientes son otras posibles realizaciones del metodo de la invencion:
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- El modo de transmision multiantena que es usado por el primer nodo posterior despues del procedimiento de RA puede ser el mismo que el usado durante el procedimiento de RA. Esta realizacion puede ser usada en particular por el primer nodo para un UE que realiza el procedimiento de RA como parte del denominado procedimiento de acceso inicial, o para un UE que es traspasado a la celula del primer nodo y que no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de transmision multiantena de RA durante el procedimiento de traspaso.
- El modo de transmision multiantena que es usado por el primer nodo despues del procedimiento de RA puede ser elegido por el primer nodo y luego sera senalizado por el primer nodo a los UE en la celula en un canal de difusion. Esta realizacion puede ser usada en particular por el primer nodo para un UE que realiza el procedimiento de RA como parte del denominado procedimiento de acceso inicial, o para un UE que es traspasado a la celula del primer nodo y que no ha recibido ninguna informacion sobre el modo de transmision multiantena de RA durante el procedimiento de traspaso.
- El primer nodo puede usar, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de resincronizacion o senalizado una solicitud de planificacion, el mismo modo de transmision multiantena que se uso antes de dicho procedimiento de resincronizacion o solicitud de planificacion.
- Uno de los modos de transmision multiantena de la invencion puede ser usado por el primer nodo despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de resincronizacion o senalizado una solicitud de planificacion, usa un modo de transmision multiantena inicial.
- Para los UE que han de ser traspasados al primer nodo desde otros primeros nodos similares, el primer nodo senaliza el modo de transmision multiantena que usa a los UE que han de ser traspasados, y la senalizacion se lleva a cabo durante la preparacion para dicho traspaso.
La figura 5 muestra un diagrama de bloques esquematico de un transceptor 500 para su uso como primer nodo en un sistema en el que se aplica la invencion. Como se indica en la figura 5, el primer nodo 500 comprendera varias antenas, mostradas como un bloque 510, y tambien comprendera una parte de recepcion 520 y una parte de transmision 530. Ademas, el primer nodo 500 tambien comprende unos medios 540 de control tal como un microprocesador, asi como una memoria 550. Ademas, el primer nodo 500 tambien comprende una interfaz 560 hacia otros componentes en el sistema aparte de los UE.
El primer nodo 500 de la invencion usara los medios 540 de control para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, los UE, dentro de un area determinada en el sistema, una celula, y tendra una pluralidad de antenas de transmision, mostradas en la figura 5 como un bloque 510.
El primer nodo 500 de la invencion usara los medios 540 de control junto con los medios 550 de memoria para elegir entre, y usar, una variedad de modos de transmision multiantena para transmisiones de enlace descendente, es decir, transmisiones a los UE. Ademas, el primer nodo 500 usara las antenas 510, la parte 520 de recepcion, la parte 530 de transmision y los medios 540 de control junto con la memoria 550 para llevar a cabo el denominado procedimiento de acceso aleatorio (RA) con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, es decir, un recurso al primer nodo. El primer nodo 500 de la invencion usara el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente durante el procedimiento de RA.
En una realizacion, los medios 540 de control y la memoria 550 seran usados por el primer nodo 500 para cambiar el modo de transmision multiantena que ha de ser usado por el primer nodo durante el procedimiento de RA. Estos medios, junto con las antenas 510 y el transmisor 530 son usados por el primer nodo 500 para senalizar el modo a los UE en la celula en un canal de difusion.
En otra realizacion, el primer nodo 500 usa los medios 540 de control junto con los medios 550 de memoria para definir que modo de transmision multiantena ha de usar el primer nodo durante el procedimiento de RA, y usa el transmisor 530 y las antenas 510 para senalizar esto en un canal de difusion a los UE en la celula.
El primer nodo 500 de la invencion puede usar al menos los siguientes modos de transmision multiantena:
- diversidad de transmision,
- multiplexacion espacial,
- formacion de haz con senales de referencia dedicadas.
En una realizacion particular, el primer nodo 500 usa el mismo modo de transmision multiantena despues del procedimiento de RA asi como durante el procedimiento de RA.
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En otra realizacion particular, el primer nodo 500 usa la memoria 550 y los medios 540 de control para elegir el modo de transmision multiantena que se va a usar despues del procedimiento de RA, y usa el transmisor 530 junto con las antenas 510 para senalizar este modo a los UE en la celula en un canal de difusion.
En una realizacion adicional, el primer nodo 500, despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de resincronizacion o haya senalizado una solicitud de planificacion, usa el mismo modo de transmision multiantena que se uso antes de dicho procedimiento de resincronizacion o solicitud de planificacion.
En otra realizacion adicional, el primer nodo 500 usa un modo de transmision multiantena inicial despues de que un UE haya llevado a cabo un procedimiento de resincronizacion o haya senalizado una solicitud de planificacion.
En otra realizacion adicional, que esta destinada principalmente para su uso en relacion con el denominado traspaso, el primer nodo 500 senaliza el modo de transmision multiantena que se ha de usar a los UE que han de ser traspasados al primer nodo, siendo dicha senalizacion llevada a cabo durante la preparacion para dicha cesion.
La figura 6 muestra un diagrama de bloques esquematico de un transceptor 600 de la invencion para su uso como equipo de usuario, un UE, en un sistema en el que se aplica la invencion. Como se indica en la figura 6, el UE 600 comprendera al menos una antena, que se muestra como bloque 610, y tambien comprendera una parte 620 de recepcion y una parte 630 de transmision. Ademas, el UE 600 tambien comprende unos medios 640 de control tal como un microprocesador, asi como una memoria 650.
El UE 600 de la invencion usara la antena 610, el receptor 620, el transmisor 630 y los medios 640 de control para la comunicacion con un primer nodo del sistema, tal como un eNodoB.
Los medios 640 de control y la memoria 650 se usaran para adaptarse a una variedad de modos de transmision multiantena en transmisiones desde dicho primer nodo. El UE de la invencion puede llevar a cabo el denominado acceso aleatorio (RA) en los casos en que el UE no tiene un recurso de enlace ascendente dedicado, es decir, un recurso al primer nodo, que se realizara por medio de la antena 610, el receptor 620, el transmisor 630, los medios 640 de control y la memoria 650.
El UE 600 de la invencion comprende medios tales como la antena 610 y el receptor 620 para recibir informacion sobre el modo de transmision multiantena del primer nodo y medios tales como el controlador 640 y la memoria 650 para adaptarse a dicho modo.
En una realizacion, el UE 600 de la invencion puede recibir dicha informacion en un canal de difusion en el sistema.
La adaptacion del UE 600 a diferentes modos de transmision multiantena incluye que el UE ajuste su receptor de acuerdo con el modo. Ademas, los informes de retroalimentacion, es decir, la calidad del canal, el rango y los pesos de precodificacion (a veces denominados "fase") variaran dependiendo del modo de transmision multiantena.
La invencion no esta limitada a los ejemplos de realizaciones descritos anteriormente y mostrados en los dibujos, sino que puede variar libremente dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Ademas, dado que gran parte de la presente invencion se refiere a tecnicas de transmision multiantena que se usaran en DL durante el procedimiento de RA, ahora se describiran ejemplos de algunas de dichas tecnicas de transmision multiantena con mas detalle que antes.
Diversidad de transmision
El objetivo de la diversidad de transmision es utilizar multiples antenas de transmision para reducir las variaciones en un canal de radio que se desvanece. La diversidad de transmision no requiere un conocimiento detallado sobre el canal de radio entre el transmisor y el receptor, y por lo tanto es beneficioso para su uso en los casos en que el eNodoB no tenga un buen conocimiento del canal sobre un determinado UE. Esto podria deberse, por ejemplo, al hecho de que el UE se esta moviendo rapidamente, y por esa razon tiene un canal de radio con desvanecimiento que varia rapidamente. Otro caso cuando el eNodoB no tiene un buen conocimiento del canal es cuando el eNodoB solo recibe retroalimentacion poco frecuente acerca de la calidad del canal de radio del UE. Tambien puede ser deseable usar la diversidad de transmision para los UE con transmisiones de baja velocidad de datos, o para los UE con mala calidad de canal, dicha calidad, por ejemplo, tipicamente se mide como SINR, relacion entre senal e interferencia mas ruido, ademas.
Multiplexacion espacial
Un segundo modo de transmision multiantena es el modo de multiplexacion espacial. En la transmision de multiplexacion espacial, los flujos de datos independientes se transmiten desde el transmisor (por ejemplo, el eNodoB), y se basan en algoritmos avanzados de receptores multiantena en el receptor (por ejemplo, el UE) para separar los flujos de datos que se han mezclado durante la transmision a traves del canal de radio. Dependiendo de
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la calidad del canal de radio, el receptor puede resolver un numero variable de flujos de datos. Dado que la cantidad de flujos que se pueden admitir varfa con el canal de radio, esto debe enviarse desde el receptor al transmisor. Esta adaptacion del numero de flujos tambien se denomina "adaptacion de rango" y debe realizarse en una escala de tiempo breve, por ejemplo, en el orden de unos pocos milisegundos. El UE propone un rango e informa de la calidad del canal al primer nodo de cada flujo.
Cuando el rango es igual a 1, esto significa que solo se transmite un flujo de datos. Esto corresponde a la transmision desde una sola antena o a la formacion de haz mas tradicional desde multiples antenas. Para la formacion del haz, la fase de las senales transmitidas desde las antenas de transmision se adapta para que se agreguen coherentemente en el receptor. Esta adaptacion de fase generalmente tambien requiere retroalimentacion del receptor, y requiere actualizaciones en la misma escala de tiempo que la adaptacion de rango.
LTE es un sistema celular de conmutacion por paquetes y la planificacion de los usuarios se realiza por subtrama (de 1 ms de longitud), es decir, se pueden planificar diferentes usuarios de una subtrama a otra. La adaptacion de rango y fase se senaliza como parte del mensaje de asignacion de planificacion desde el eNodoB al UE.
Formacion de haces con senales de referencia dedicadas.
Un tercer modo de transmision multiantena se denomina formacion de haz con senales de referencia dedicadas. El mismo flujo de datos se transmite desde todas las antenas involucradas, pero la fase se ajusta para cada antena para lograr la directividad, es decir, para que el haz apunte hacia el UE en cuestion. En este caso, se pueden usar senales de referencia dedicadas para simplificar la demodulacion en el UE. Las senales de referencia dedicadas se ajustan en fase de la misma manera que los datos, lo que significa que la demodulacion en el UE se puede realizar como para una unica transmision de antena.
Las senales de referencia dedicadas no necesitan retroalimentacion del UE ya que el eNodoB puede estimar la direccion del UE basandose en las senales de enlace ascendente recibidas. Por lo tanto, este modo es preferible cuando no se puede usar la retroalimentacion por alguna razon, o cuando la configuracion ffsica de la antena es adecuada, como cuando, por ejemplo, se usan 8 antenas correlacionadas en eNodoB.

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    reivindicaciones
    1. - Un metodo (400) para usar en un primer nodo (110) en un sistema (100) de comunicacion de acceso inalambrico, que comprende los pasos de:
    - controlar (405) el trafico hacia y desde los usuarios, los UE (120), dentro de una celula en el sistema;
    - emplear (415) una variedad de modos de transmision multiantena, que comprenden diversidad de transmision y multiplexacion espacial, para transmisiones de enlace descendente, mediante el uso de una pluralidad de antenas (111,113) de transmision;
    - realizar (420) procedimientos de acceso aleatorio (RA) con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, es decir, un recurso para eNodoB, y que implica la transmision de un mensaje de respuesta de acceso aleatorio a traves de un canal compartido de enlace descendente, y la transmision de un mensaje de resolucion de contencion, en el que se aplica el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente en la transmision del mensaje de respuesta de acceso aleatorio y en la transmision del mensaje de resolucion de contencion, el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente es del que el UE posee informacion.
  2. 2. - El metodo (400) de la reivindicacion 1, en el que la respuesta de acceso aleatorio se transmite tras la recepcion de un preambulo de acceso aleatorio a traves del canal de acceso aleatorio.
  3. 3. - El metodo (400) de la reivindicacion 2, en el que el mensaje de respuesta de acceso aleatorio comprende informacion de alineacion temporal , una concesion de enlace ascendente inicial para una transmision en el canal compartido de enlace ascendente y un identificador temporal de red de radio celular temporal, C-RNTI.
  4. 4. - El metodo (400) de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el mensaje de resolucion de contencion se transmite tras la recepcion de una transmision planificada en el canal compartido de enlace ascendente que incluye dicho C-RNTI temporal.
  5. 5. - El metodo (400) de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, de acuerdo con el cual al menos el modo de transmision multiantena adicional (440) que es posible para su uso por el primer nodo es formacion de haz con senales de referencia dedicadas.
  6. 6. - Un primer nodo (110) para un sistema (100) de comunicacion de acceso inalambrico, dicho primer nodo comprendiendo:
    - medios (540) para controlar el trafico hacia y desde los usuarios, los UE (120), dentro de una celula (130) en el sistema,
    - una pluralidad (510; 111,113) de antenas de transmision,
    - medios (540, 550) para emplear una variedad de modos de transmision multiantena que comprenden diversidad de transmision y multiplexacion espacial, para transmisiones de enlace descendente,
    - medios (510, 520, 530, 540, 550) para realizar un procedimiento de acceso aleatorio (RA) con los UE que no tienen un recurso de enlace ascendente dedicado, dispuestos para la transmision de un mensaje de respuesta de acceso aleatorio a traves de un canal compartido de enlace descendente y dispuesto para la transmision de un mensaje de resolucion de conflictos, en el que , dichos medios para emplear una variedad de modos de transmision multiantena estan adaptados para emplear el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente durante el procedimiento de RA, y el mismo modo de transmision multiantena de enlace descendente que se emplea es uno del que el UE posee informacion.
  7. 7. - El primer nodo (500) de la reivindicacion 6, dispuesto para transmitir el mensaje de respuesta de acceso aleatorio tras la recepcion de un preambulo de acceso aleatorio a traves del canal de acceso aleatorio.
  8. 8. - El primer nodo (500) de la reivindicacion 6 o 7, dispuesto ademas para transmitir informacion de alineacion temporal, una concesion inicial de enlace ascendente y un identificador temporal de red de radio celular temporal, C- RNTI, en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio.
  9. 9. - El primer nodo (500) de la reivindicacion 8, dispuesto para transmitir el mensaje de resolucion de contencion tras la recepcion de una transmision planificada en el canal compartido de enlace ascendente que incluye dicho C-RNTI temporal.
  10. 10. - El primer nodo (500) de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, dispuesto para permitir al menos el modo de transmision multiantena adicionales de formacion de haz con senales de referencia dedicadas.
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  11. 11. - Un equipo de usuario, UE (120), que comprende un transceptor (600) y esta adaptado para su uso en un sistema (100) de comunicacion de acceso inalambrico, comprendiendo dicho UE:
    - medios (610, 620, 630, 640) para comunicarse con un primer nodo del sistema;
    - al menos una antena (610) de recepcion;
    - medios (640, 650) para adaptarse a una variedad de modos de transmision multiantena en transmisiones desde dicho primer nodo, que comprenden diversidad de transmision y multiplexacion espacial;
    - medios (610, 620, 630, 640, 650) para llevar a cabo un procedimiento de acceso aleatorio (RA) en los casos en que el UE (600) no tiene un recurso de enlace ascendente dedicado, es decir, un recurso al primer nodo, y que esta adaptado para recibir un mensaje de respuesta de acceso aleatorio, y un mensaje de resolucion de contencion durante el procedimiento de acceso aleatorio, y en el que dichos medios (640, 650) para adaptarse a una variedad de modos de transmision multiantena estan adaptados para aplicar uno de los modos de transmision multiantena para la recepcion desde el primer nodo durante el procedimiento de acceso aleatorio y uno de los modos de transmision multiantena es uno del que el UE posee informacion que se usara durante el procedimiento de acceso aleatorio.
  12. 12. - El UE (600) de la reivindicacion 11, que esta dispuesto para iniciar el procedimiento de acceso aleatorio mediante;
    - seleccionar aleatoriamente un preambulo de acceso aleatorio entre un grupo de preambulos, y
    - transmitir el preambulo de acceso aleatorio seleccionado en el canal de acceso aleatorio.
  13. 13. - El UE (600) de la reivindicacion 12, dispuesto para recibir el mensaje de respuesta de acceso aleatorio tras la transmision del preambulo de acceso seleccionado aleatoriamente.
  14. 14. - El UE (600) de la reivindicacion cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, dispuesto ademas para recibir informacion de alineacion temporal, una concesion inicial de enlace ascendente y un identificador temporal de red de radio celular temporal, C-RNTI, en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio.
  15. 15. - El UE (600) de la reivindicacion 14, dispuesto ademas para transmitir un mensaje planificado en un canal compartido de enlace ascendente, de acuerdo con dicha concesion inicial, e incluir el C-RNTI en el mensaje planificado.
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