ES2948776T3 - Redes de acceso por radio que usan múltiples unidades remotas - Google Patents

Abstract

Un sistema de comunicación de ejemplo en una red celular comprende: un sistema de procesamiento que comprende un controlador y unidades remotas, estando las unidades remotas configuradas para comunicarse con el controlador y para comunicarse con dispositivos móviles dentro de una celda de comunicación de la red celular. Al menos parte del sistema de procesamiento está configurado para realizar operaciones que comprenden: estimar la intensidad de la señal experimentada por todos o algunos de los dispositivos móviles; identificar, basándose al menos en la intensidad de la señal, uno o más de los dispositivos móviles que pueden programarse para comunicarse con una o más de las unidades remotas en la celda de comunicación en un mismo recurso de enlace aéreo; y programar la comunicación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Redes de acceso por radio que usan múltiples unidades remotas

Referencia cruzada a las solicitudes relacionadas

Esta solicitud está relacionada con, y reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud provisional de los Estados Unidos núm. 62/009,653, presentada el 9 de junio de 2014. Esta solicitud está relacionada con y reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud provisional de los Estados Unidos núm. 62/051,212, presentada el 16 de septiembre de 2014.

Campo técnico

Esta descripción está relacionada con las redes de acceso por radio (RAN).

Antecedentes

El uso generalizado de dispositivos móviles, tales como los teléfonos inteligentes, ha aumentado la demanda de capacidad de transmisión de datos móviles y de cobertura de radiofrecuencia (RF) consistente y de alta calidad en interiores y en otras localizaciones densamente pobladas. Tradicionalmente, dentro de los edificios, los operadores móviles se apoyan en un Sistema de Antenas Distribuidas (DAS) para permitir que los usuarios se conecten a las redes de los operadores para la transmisión de voz y datos.

El documento US 2012/0208581 A1, publicado el 16 de agosto de 2012, está relacionado con un sistema de antenas distribuidas que selecciona una antena de acuerdo con la posición de un terminal móvil y reduce la variación en el número total de terminales móviles que usan cada antena mientras se mantiene una calidad de comunicación adecuada. En un sistema de antenas distribuidas en el que un gran número de antenas se disponen de manera distribuida, se selecciona un grupo de antenas que incluye antenas que tienen buena calidad de comunicación de acuerdo con la posición de un terminal móvil. Además, de acuerdo con la calidad de comunicación y el estado de la carga de un grupo de antenas post-cambio, que se obtiene al cambiar algunas antenas en el grupo de antenas actual, el grupo de antenas post-cambio se forma al cambiar algunas antenas en el grupo de antenas actual con el que se comunica un terminal móvil que usa una antena muy cargada.

Resumen

El alcance de la invención se define por las reivindicaciones acompañantes.

Un sistema de comunicación ilustrativo en una red celular que comprende: un sistema de procesamiento que comprende un controlador y unidades remotas, con las unidades remotas configuradas para comunicarse con el controlador y comunicarse con dispositivos móviles dentro de una célula de comunicación de la red celular. Al menos parte del sistema de procesamiento se configura para realizar operaciones que comprenden: estimar la intensidad de la señal experimentada por todos o algunos de los dispositivos móviles; identificar, en base al menos a la intensidad de la señal, uno o más de los dispositivos móviles que pueden programarse para la comunicación con una o más de las unidades remotas en la célula de comunicación en un mismo recurso de enlace aéreo; y programar la comunicación entre el uno o más dispositivos móviles y la una o más unidades remotas. El sistema de comunicación ilustrativo puede incluir una o más de las siguientes características, ya sea sola o en combinación. El recurso de enlace aéreo incluye una banda de frecuencia. Al menos alguna comunicación entre al menos algunos del controlador, las unidades remotas, y los dispositivos móviles se produce mediante el uso de señales de radiofrecuencia (RF), donde al menos algunas de las señales de RF representan la información destinada a o que se origina desde un dispositivo móvil. Las unidades remotas se configuran para comunicarse con los dispositivos móviles mediante el uso de señales de RF. El controlador se configura para estimar la intensidad de la señal experimentada por un dispositivo móvil, y para representar la estimación numéricamente, con la estimación correspondiente a las necesidades de recepción o transmisión del dispositivo móvil para el que se realizó la estimación. El controlador comprende un programador en tiempo real u otro tipo de programador configurado para realizar la programación para el dispositivo móvil con base en la estimación.

Las necesidades de transmisión o recepción del dispositivo móvil pueden corresponder a la pérdida de señal estimada entre el dispositivo móvil y una o más de las unidades remotas. La pérdida de señal estimada puede basarse en una transmisión de enlace ascendente desde el dispositivo móvil a una o más de las unidades remotas. La transmisión de enlace ascendente puede basarse en una transmisión de la señal de referencia de sondeo (SRS) de LTE. La transmisión de enlace ascendente puede basarse en una transmisión PRACH de LTE. La transmisión de enlace ascendente puede basarse en una transmisión PUCCH de LTE. La transmisión de enlace ascendente puede basarse en una transmisión PUSCH de LTE. Las necesidades de transmisión o recepción del dispositivo móvil pueden basarse en la carga de tráfico experimentada por una o más de las unidades remotas. La estimación puede representarse mediante el uso de valores numéricos que se basan en una o más mediciones en un enlace ascendente desde un dispositivo móvil a una unidad remota. La estimación puede representarse mediante el uso de valores numéricos que son 0 o 1. La estimación puede representarse mediante el uso de valores numéricos que son valores seleccionados de un número finito de niveles mayores que dos.

Una estimación de la intensidad de la señal para un dispositivo móvil se representa mediante el uso de valores numéricos. Para el dispositivo móvil, los valores numéricos pueden formar un vector de firma cuantificado. El controlador se configura para realizar operaciones que comprenden: determinar, con base en vectores de firma cuantificados para el dispositivo móvil y al menos otro dispositivo móvil que el dispositivo móvil y al menos otro dispositivo móvil pueden programarse en el mismo recurso de enlace aéreo para la comunicación. El vector de firma cuantificado puede basarse en una relación señal a interferencia más ruido (SINR) umbral. Dos dispositivos móviles pueden programarse en una misma banda de frecuencia en respuesta a una suma de vectores de firma cuantificados para los dos dispositivos móviles que no tienen ningún componente que supere un umbral preestablecido. Los valores numéricos pueden basarse, al menos en parte, en una localización del dispositivo móvil dentro de la célula de comunicación.

Al menos dos de las unidades remotas pueden configurarse de manera que, cuando se programan dos o más dispositivos móviles para la comunicación en un mismo recurso de enlace aéreo, diferentes unidades remotas se comunican con diferentes dispositivos móviles en el mismo recurso de enlace aéreo. Al menos una de la unidad remota puede configurarse de manera que, cuando se programan dos o más dispositivos móviles para la comunicación en un mismo recurso de enlace aéreo, la al menos una de las unidades remotas no se comunica con ningún dispositivo móvil. Alternativamente, la al menos una de las unidades remotas puede ser capaz de comunicarse con múltiples dispositivos móviles simultáneamente. La al menos una unidad remota puede configurarse para comunicarse mediante el uso de potencia de transmisión reducida.

El controlador puede configurarse para hacer que la comunicación con un dispositivo móvil se produzca a una potencia de transmisión que está por debajo de una potencia de transmisión estándar en un caso donde el dispositivo móvil está dentro de una distancia especificada de una unidad remota. El controlador puede configurarse para determinar si el dispositivo móvil está dentro de la distancia especificada con base en una o más mediciones de transmisiones de enlace ascendente del dispositivo móvil en una o más unidades remotas. Las transmisiones de enlace ascendente pueden comprender uno o más de: Transmisiones SRS, PUCCH, PRACH o PUSCH de LTE. Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar una tasa de bits a la que los datos se transmitirán hacia y desde un dispositivo móvil. Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento comprenden determinar una tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad remota. Las operaciones para determinar la tasa de bits pueden comprender: recibir, desde la unidad remota, información sobre una o más mediciones en un canal de control de enlace ascendente entre el dispositivo móvil y las unidades remotas; y usar la una o más mediciones para determinar la tasa de bits. La tasa de bits puede basarse en la incertidumbre debida al desvanecimiento a pequeña escala.

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar una tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad remota. Las operaciones para determinar la tasa de bits pueden comprender: recibir, desde el dispositivo móvil, información de retroalimentación sobre el éxito o el fallo de las transmisiones de datos pasadas; y usar la información de retroalimentación para determinar la tasa de bits. La información de retroalimentación puede comprender retroalimentación (HARQ) ARQ híbrida. En el caso de que un interferente dominante del dispositivo móvil haya cambiado, no es necesario usar la retroalimentación HARQ pasada al determinar la tasa de bits.

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar una tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad remota. Las operaciones para determinar la tasa de bits pueden comprender: recibir, desde dispositivos móviles, retroalimentación de información del estado del canal (CSI); y usar la retroalimentación CSI para determinar la tasa de bits.

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar una tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad remota. Las operaciones para determinar la tasa de bits pueden comprender: recibir, desde dispositivos móviles, retroalimentación del estado del canal que incluye una medición de interferencia; y usar la retroalimentación del estado del canal que incluye la medición de interferencia para determinar la tasa de bits. La medición de interferencia puede basarse en una señal de referencia de información del estado del canal (CSI-RS) LTE. La medición de interferencias puede informarse por un dispositivo móvil que se configura para informar de mediciones de interferencias para diferentes escenarios de interferencias. En el sistema de comunicación ilustrativo, puede usarse un mismo recurso de enlace aéreo para la transmisión de enlace descendente desde una o más unidades remotas a un dispositivo móvil. En el sistema de comunicación ilustrativo, puede usarse un mismo recurso de enlace aéreo para la transmisión de enlace ascendente desde un dispositivo móvil a una o más unidades remotas. En el sistema de comunicación ilustrativo, un mismo recurso de enlace aéreo puede usarse como transmisión de enlace ascendente desde un dispositivo móvil y uno o más dispositivos móviles a una o más unidades remotas para las que se procesan señales conjuntamente.

En el sistema de comunicación, se representa una estimación de la intensidad de la señal mediante el uso de valores numéricos. Para un dispositivo móvil, los valores numéricos forman un vector de firma cuantificado. El controlador puede configurarse para realizar operaciones que comprenden: determinar que el vector de firma cuantificado es ortogonal a otro vector de firma cuantificado mediante la realización de una operación lógica mediante el uso del vector de firma cuantificado y el otro vector de firma cuantificado

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar qué unidades remotas deben comunicar qué dispositivos móviles basados, al menos en parte, en localizaciones de dispositivos móviles dentro de la célula de comunicación. Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender dividir la célula de comunicación en células virtuales de manera que diferentes dispositivos móviles en al menos dos células virtuales diferentes se configuren para la comunicación en la misma frecuencia; y para un dispositivo móvil en un límite de la primera y segunda células virtuales, controlar una primera unidad remota en la primera célula virtual para transmitir al dispositivo móvil a un nivel de potencia no máxima y controlar una segunda unidad remota en la segunda célula virtual para transmitir al dispositivo móvil a un nivel de potencia no máxima. Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar las tasas de bits a las que se transmitirán las comunicaciones entre los dos o más dispositivos móviles y las dos o más unidades remotas. Las operaciones para determinar una tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad remota pueden comprender: recibir, de todas (o un subconjunto de) las unidades remotas en la célula de comunicación, información sobre un canal de control de enlace ascendente, donde la información corresponde a una intensidad de señal predicha para el dispositivo móvil en la célula de comunicación, donde la intensidad predicha se desvía de una intensidad de la señal real para el dispositivo móvil en la célula de comunicación, y cuando la intensidad de la señal predicha se asocia con una primera tasa de bits; y reducir la primera tasa de bits con base en la intensidad de la señal real para producir una segunda tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad remota.

Las unidades remotas pueden configurarse para realizar al menos algún procesamiento de banda base. El al menos algún procesamiento de banda base puede incluir recibir y extraer la información en un canal de control de enlace ascendente. Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender comunicaciones de balanceo de carga a unidades remotas en el canal de control de enlace ascendente. Las operaciones para realizar el balanceo de carga pueden comprender períodos y fases de configuración para las transmisiones desde algunos dispositivos móviles para no solaparse con las transmisiones de otros dispositivos móviles. Las operaciones para realizar el balanceo de carga pueden comprender períodos de configuración para las transmisiones desde algunos dispositivos móviles con base en una carga de tráfico de comunicación en la célula de comunicación.

En el sistema de comunicación, la comunicación puede estar en un enlace descendente desde las dos o más unidades remotas a dos o más dispositivos móviles. La comunicación puede estar en un enlace ascendente desde las dos o más unidades remotas a dos o más dispositivos móviles.

Los dispositivos móviles pueden comprender un primer dispositivo móvil y un segundo dispositivo móvil, e identificar uno o más de los dispositivos móviles que pueden programarse para la comunicación puede comprender identificar que los primer y segundo dispositivos móviles pueden programarse para la comunicación en una misma frecuencia en un enlace ascendente. El enlace ascendente puede comprender al menos uno de los canales PUCCH o PUSCH de LTE.

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender dividir la célula de comunicación en células virtuales de manera que diferentes dispositivos móviles en al menos dos células virtuales diferentes se configuren para comunicarse en una misma frecuencia. La misma frecuencia puede comprender una parte de una banda de frecuencia más grande. Los diferentes dispositivos móviles pueden configurarse además para comunicarse a través de diferentes frecuencias dentro de la banda de frecuencia más grande.

El controlador puede comprender un primer controlador y el sistema de procesamiento puede comprender uno o más segundos controladores. El primer controlador puede coordinar las operaciones del uno o más segundos controladores. Cada una de las unidades remotas puede configurarse para comunicarse con un segundo controlador correspondiente y para comunicarse de manera inalámbrica con dispositivos móviles. El primer controlador puede implementar una función de coordinación central para controlar las operaciones del uno o más segundos controladores.

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender determinar las localizaciones de los dispositivos móviles dentro de la célula de comunicación; y programar la comunicación entre dos o más dispositivos móviles y dos o más unidades remotas para asignar selectivamente recursos en las dos o más unidades remotas.

Las operaciones realizadas por el sistema de procesamiento pueden comprender la gestión de carga de una carga de procesamiento del canal de control de enlace ascendente en las unidades remotas. Las operaciones para realizar la gestión de carga pueden comprender períodos de ajuste para las transmisiones desde algunos dispositivos móviles con base en una carga de tráfico de comunicación en la célula de comunicación. La carga de tráfico de comunicación puede basarse en el número de usuarios conectados.

Un sistema de comunicación ilustrativo comprende: unidades remotas para comunicarse con dispositivos móviles mediante el uso de señales de radiofrecuencia (RF), donde las señales de RF incluyen información destinada a, o que se origina de, un dispositivo móvil; y un controlador que comprende un programador en tiempo real configurado para asignar recursos de enlace aéreo a dispositivos móviles para la comunicación. Las unidades remotas pueden configurarse para realizar al menos algún procesamiento de banda base, con el al menos algún procesamiento de banda base que incluye recibir y extraer la información en un canal de control de enlace ascendente. El procesamiento de al menos una banda base puede extenderse entre múltiples unidades remotas, donde el procesamiento de al menos una banda base incluye operaciones que comprenden períodos de configuración y fases para transmisiones desde uno o más dispositivos móviles de manera que las transmisiones desde uno o más dispositivos móviles no se solapen con las transmisiones de uno o más dispositivos móviles. El sistema de comunicación ilustrativo puede incluir una o más de las siguientes características, ya sea sola o en combinación.

La configuración de períodos y fases puede ser para las transmisiones del canal de control de enlace ascendente del uno o más dispositivos móviles y puede basarse en una o más unidades remotas que procesan las transmisiones del canal de control de enlace ascendente. La configuración de períodos y fases puede ser para las transmisiones del canal de control de enlace ascendente del uno o más dispositivos móviles y puede basarse en un cambio en el procesamiento de una unidad remota de las transmisiones del canal de control de enlace ascendente. Las transmisiones del canal de control de enlace ascendente pueden comprender transmisiones de solicitud de programación (SR) o información de estado del canal (CSI).

Un sistema de comunicación ilustrativo comprende unidades remotas para comunicarse con dispositivos móviles mediante el uso de señales de radiofrecuencia (RF), con al menos algunas de las señales de RF, incluida la información destinada a, o que se origina en, un dispositivo móvil; y uno o más dispositivos de procesamiento para ejecutar instrucciones para implementar componentes que comprenden: dos o más controladores, con los dos o más controladores que comprenden programadores en tiempo real para asignar recursos de enlace aéreo a uno o más dispositivos móviles para la comunicación con una o más de las unidades remotas; y un coordinador para coordinar las asignaciones realizadas por los programadores en tiempo real. El sistema de comunicación ilustrativo puede incluir una o más de las siguientes características, ya sea sola o en combinación.

El coordinador puede ser parte de uno de los controladores. Cada dispositivo móvil puede gestionarse por uno de los controladores. Al menos una de las unidades remotas puede configurarse para demodular y decodificar las transmisiones PRACH. Uno o más de los controladores pueden configurarse para gestionar un dispositivo móvil determinado por la al menos una unidad remota. Uno o más de los controladores pueden configurarse para operar como un controlador de red de retorno para gestionar la conexión a una red externa y, al recibir una página para un dispositivo móvil, para gestionar un dispositivo móvil. Uno o más de los controladores pueden configurarse para operar como una fuente de temporización para una o más de las unidades remotas.

Dos o más unidades remotas pueden ser parte de una célula. Uno o más de los controladores pueden configurarse para servir a dispositivos móviles en la célula a través de una o más de las unidades remotas. Uno o más de los controladores pueden configurarse para proporcionar datos para los canales comunes de enlace descendente para una o más de las unidades remotas.

Al menos algunos dispositivos móviles pueden configurarse para recibir datos en dos o más portadoras de frecuencia. Cada controlador puede configurarse para gestionar una de las portadoras de frecuencia, y cada controlador puede configurarse para servir a un usuario móvil correspondiente a una portadora del controlador. El coordinador puede configurarse para coordinar asignaciones de recursos de enlace aéreo a través de múltiples portadoras de frecuencia. Una unidad remota puede configurarse para recibir datos de más de un controlador. La unidad remota puede configurarse para transmitir datos a más de un controlador.

Una célula de comunicación en una red celular que comprende: un sistema de procesamiento que comprende un controlador y unidades, con las unidades de radio configuradas para comunicarse con el controlador y comunicarse con dispositivos móviles dentro de la célula de comunicación. El sistema de procesamiento puede configurarse para realizar operaciones que comprenden: estimar la intensidad de la señal experimentada por los dispositivos móviles, con la intensidad de la señal afectada por la interferencia experimentada por los dispositivos móviles, y con la interferencia causada por las transmisiones de al menos algunas de las unidades de radio dentro de los intervalos de los dispositivos móviles; e identificar, en base al menos a la intensidad de la señal, dos o más de los dispositivos móviles que se pueden programar para la comunicación, en la misma frecuencia, con dos o más de las unidades de radio en la célula de comunicación.

Un método ilustrativo se usa en una red celular que comprende un sistema de procesamiento que comprende un controlador y unidades de radio, con las unidades de radio configuradas para comunicarse con el controlador y comunicarse con dispositivos móviles dentro de una célula de comunicación. El sistema de procesamiento realiza operaciones que comprenden: estimar la intensidad de la señal experimentada por los dispositivos móviles, con la intensidad de la señal afectada por la interferencia experimentada por los dispositivos móviles, y con la interferencia causada por las transmisiones de al menos algunas de las unidades de radio dentro de los intervalos de los dispositivos móviles; e identificar, en base al menos a la intensidad de la señal, dos o más de los dispositivos móviles que se pueden programar para la comunicación, en la misma frecuencia, con dos o más de las unidades de radio en la célula de comunicación. El método ilustrativo puede implementarse mediante el uso de uno o más dispositivos de almacenamiento legibles por máquina no transitorios que almacenan instrucciones que son ejecutables para realizar el método.

Un sistema de comunicación ilustrativo incorporado en una red celular. El sistema de comunicación comprende un sistema de procesamiento que comprende un controlador y unidades remotas, donde las unidades remotas se configuran para comunicarse con el controlador y comunicarse con dispositivos móviles dentro de una célula de comunicación de la red celular. Uno o más medios de almacenamiento legibles por máquina no transitorios que almacena instrucciones que son ejecutables por el sistema de procesamiento para realizar operaciones que comprenden: estimar la intensidad de la señal experimentada por todos o algunos de los dispositivos móviles; identificar, en base al menos a la intensidad de la señal, uno o más de los dispositivos móviles que pueden programarse para la comunicación con una o más de las unidades remotas en la célula de comunicación en un mismo recurso de enlace aéreo; y programar la comunicación entre el uno o más dispositivos móviles y la una o más unidades remotas.

Un sistema de comunicación ilustrativo se incorpora en una red celular. El sistema de comunicación comprende un sistema de procesamiento que comprende un controlador y unidades remotas, donde las unidades remotas se configuran para comunicarse con el controlador y comunicarse con dispositivos móviles dentro de una célula de comunicación de la red celular. Un método realizado por el sistema de procesamiento comprende: estimar la intensidad de la señal experimentada por todos o algunos de los dispositivos móviles; identificar, en base al menos a la intensidad de la señal, uno o más de los dispositivos móviles que pueden programarse para la comunicación con una o más de las unidades remotas en la célula de comunicación en un mismo recurso de enlace aéreo; y programar la comunicación entre el uno o más dispositivos móviles y la una o más unidades remotas.

Un sistema de comunicación ilustrativo comprende: unidades remotas para intercambiar señales de RF con dispositivos móviles, con señales de RF que comprenden información destinada a, o que se origina de, un dispositivo móvil; y un controlador que comprende un programador en tiempo real para asignar recursos de enlace aéreo al dispositivo móvil para la información. El controlador puede configurarse para determinar las necesidades de transmisión o recepción de la unidad remota de los dispositivos móviles mediante la estimación de los niveles de señal y la representación de las necesidades por valores numéricos. El programador en tiempo real puede configurarse para asignar dispositivos móviles a recursos de enlace aéreo, a veces asignando dos o más dispositivos móviles al mismo recurso de enlace aéreo de acuerdo con el aislamiento de RF, con base en los valores numéricos. El sistema de comunicación ilustrativo puede incluir una o más de las siguientes características, ya sea sola o en combinación.

Las necesidades de recepción o transmisión de la unidad remota pueden determinarse con base en las estimaciones de la pérdida de señal entre cada una de las unidades remotas y el dispositivo móvil. Las necesidades de recepción o transmisión de la unidad remota pueden determinarse también con base en la carga de tráfico vista en cada una de las unidades remotas. La pérdida de señal puede estimarse con base en una transmisión de enlace ascendente desde el dispositivo móvil a las unidades remotas. Las transmisiones de enlace ascendente pueden corresponder a transmisiones de señal de referencia de sondeo (SRS) en el estándar LTE. Las transmisiones de enlace ascendente pueden corresponder a transmisiones PRACH en el estándar LTE. Las transmisiones de enlace ascendente pueden corresponder a transmisiones PUCCH en el estándar LTE. Las transmisiones de enlace ascendente pueden corresponder a las transmisiones PUSCH en el estándar LTE. Los valores numéricos pueden derivarse de mediciones de enlace ascendente. Los valores numéricos pueden ser binarios tomando los valores 0 o 1. Los valores numéricos pueden tomar valores de un número finito de niveles mayores que 2.

Para cada dispositivo móvil, los valores numéricos pueden usarse para formar un vector de firma cuantificado. Las operaciones para determinar, con base en los vectores de firma cuantificados, que los dos o más dispositivos móviles pueden programarse en el mismo recurso de enlace aéreo para la comunicación pueden comprender determinar que los vectores de firma son ortogonales. El vector de firma cuantificado para un dispositivo móvil puede determinarse mediante el uso de una relación señal a interferencia más ruido (SINR) umbral.

Para cada dispositivo móvil, los valores numéricos pueden usarse para formar un vector de firma cuantificado y se puede permitir que dos usuarios se programen en el mismo recurso de frecuencia cuando la suma de sus vectores de firma cuantificados no tiene ningún componente que supere un umbral preestablecido.

Los valores numéricos pueden determinarse en base, al menos en parte, a las localizaciones de los dispositivos móviles dentro de la célula de comunicación. La asignación de dos o más dispositivos móviles en el mismo recurso de enlace aéreo puede dar como resultado que diferentes unidades remotas en la célula transmitan a diferentes dispositivos móviles en el mismo recurso de enlace aéreo. La asignación de dos o más usuarios en el mismo recurso de enlace aéreo puede dar como resultado que algunas unidades remotas no se transmitan a ninguno de los usuarios. La asignación de dos o más usuarios en el mismo recurso de enlace aéreo puede dar como resultado que algunas unidades remotas transmitan de forma simultánea a múltiples usuarios. Las unidades remotas pueden transmitir simultáneamente a múltiples usuarios tienen una potencia de transmisión reducida.

El controlador puede reducir además la potencia de transmisión a ciertos dispositivos móviles que determina que está cerca de una unidad remota. El controlador puede hacer la determinación con base en las mediciones de las transmisiones de enlace ascendente de los dispositivos móviles en las unidades remotas. Las transmisiones de enlace ascendente pueden incluir transmisiones SRS, PUCCH, PRACH o PUSCH de LTE.

Las operaciones pueden comprender determinar las tasas de bits a las que los datos se transmitirán hacia y desde dos o más dispositivos móviles. La determinación de una tasa de bits para la comunicación entre un dispositivo móvil y una unidad de radio puede comprender: recibir, desde unidades remotas, información sobre mediciones en un canal de control de enlace ascendente, y usar tales mediciones para determinar la tasa de bits. La determinación de la tasa de bits puede incluir incertidumbre debido al desvanecimiento a pequeña escala.

La determinación de una tasa de bits para una comunicación desde una unidad remota a un dispositivo móvil puede comprender: recibir desde el dispositivo móvil la retroalimentación sobre el éxito o el fallo de las transmisiones de datos pasadas, y usar tal información en la determinación de la tasa de bits. La retroalimentación del dispositivo móvil puede ser una retroalimentación (HARQ) ARQ híbrida de LTE. La retroalimentación de HARQ pasada puede ignorarse cuando el interferente dominante del UE ha cambiado.

Las operaciones para determinar una tasa de bits para una comunicación desde una unidad remota a un dispositivo móvil pueden comprender: recibir desde dispositivos móviles retroalimentación de información de estado de múltiples canales (CSI), y usar dicha información en la determinación de la tasa de bits. Las operaciones para determinar una tasa de bits para una comunicación desde una unidad remota a un dispositivo móvil comprenden: recibir desde dispositivos móviles retroalimentación de estado de múltiples canales que incluye medición de interferencias, y usar dicha información en la determinación de la tasa de bits. La medición de interferencia puede basarse en la señal de referencia de información del estado del canal (CSI-RS) de LTE. El dispositivo móvil puede informar de varias mediciones de interferencias para diferentes escenarios de interferencia.

Un sistema de comunicación ilustrativo comprende: unidades remotas para intercambiar señales de RF con dispositivos móviles, con señales de RF que comprenden información destinada a, o que se originan a partir de, un dispositivo móvil; y un controlador que comprende un programador en tiempo real para asignar recursos de enlace aéreo a dispositivos móviles para la información. Las unidades remotas se configuran para realizar al menos algún procesamiento de banda base, con el al menos algún procesamiento de banda base que incluye recibir y extraer la información en el canal de control de enlace ascendente. Las operaciones realizadas por el controlador comprenden equilibrar la carga de procesamiento a través de las unidades remotas al procesar el canal de control de enlace ascendente, donde el balanceo de carga comprende establecer períodos y fases para las transmisiones desde algunos dispositivos móviles para no solaparse con las transmisiones de otros dispositivos móviles. El sistema de comunicación ilustrativo puede comprender una o más de las siguientes características, ya sea sola o en combinación.

La configuración de períodos y fases para las transmisiones del canal de control de enlace ascendente de un dispositivo móvil también puede basarse en la una o más unidades remotas que están procesando las transmisiones del canal de control de enlace ascendente. La configuración de períodos y fases para las transmisiones del canal de control de enlace ascendente de un dispositivo móvil puede modificarse cuando una unidad remota que procesa las transmisiones del canal de control de enlace ascendente cambia (por motivos de movilidad).

Las transmisiones del canal de control de enlace ascendente pueden incluir transmisiones de solicitud de programación (SR) o información de estado del canal (CSI). Las operaciones pueden comprender la gestión de la carga de procesamiento del canal de control de enlace ascendente en las unidades remotas, donde la gestión de carga comprende los períodos de ajuste para las transmisiones desde algunos dispositivos móviles con base en una carga de tráfico de comunicación en la célula de comunicación. La carga de tráfico de comunicación puede medirse en base al número de usuarios conectados.

Los mismos recursos de enlace aéreo asignados pueden ser para transmisiones de enlace descendente desde las diferentes unidades remotas a los dos o más dispositivos móviles. Los mismos recursos de enlace aéreo asignados pueden ser para transmisiones de enlace ascendente desde dos o más dispositivos móviles a unidades remotas sin interferencia sustancial. Los mismos recursos de enlace aéreo asignados pueden ser para transmisiones de enlace ascendente desde dos o más dispositivos móviles a una o más unidades remotas cuyas señales recibidas se procesan conjuntamente para una detección confiable.

Un sistema de comunicación ilustrativo comprende: unidades remotas para intercambiar señales de RF con dispositivos móviles, con señales de RF que comprenden información destinada a, o que se originan a partir de, un dispositivo móvil; y dos o más controladores que se comunican con programadores en tiempo real para asignar recursos de enlace aéreo a un dispositivo móvil para la información. Una función de coordinación se acopla a los controladores para coordinar las asignaciones realizadas por los programadores en tiempo real en los controladores. El sistema de comunicación ilustrativo puede incluir una o más de las siguientes características, ya sea sola o en combinación.

La función de coordinación puede residir en uno de los controladores. Cada usuario conectado puede ser gestionado por uno de los controladores. Las transmisiones de PRACH pueden demodularse y decodificarse por una unidad remota, y el controlador puede configurarse para gestionar que un usuario conectado está determinado por la una unidad remota.

Uno o más de los controladores pueden actuar como un controlador de red de retorno que gestiona la conexión a la red externa y al recibir una página para un usuario móvil selecciona el controlador para gestionar el usuario móvil. Uno o más de los controladores pueden actuar como una fuente de temporización para las unidades remotas. Dos o más unidades remotas pueden pertenecer a la misma célula y los dispositivos móviles en la célula pueden ser atendidos por cualquiera de los controladores a través de una o más de las unidades remotas. Uno o más de los controladores pueden proporcionar los datos para los canales comunes de enlace descendente para las unidades remotas.

Al menos algunos dispositivos móviles pueden recibir en dos o más portadoras de frecuencia, y cada controlador puede manejar una de las portadoras, en donde un usuario móvil es atendido por el controlador asociado con su portadora primaria.

La función de coordinación puede usarse para coordinar asignaciones de recursos de enlace aéreo a través de múltiples portadoras de frecuencia. Una unidad remota puede recibir datos de más de un controlador, y una unidad remota puede transmitir datos a más de un controlador.

Cualquiera de las dos o más características descritas en esta descripción, incluidas en esta sección de resumen, pueden combinarse para formar implementaciones no descritas específicamente en la presente descripción.

Los sistemas y técnicas descritos en la presente descripción, o porciones de estos, pueden implementarse como/controlarse por un producto de programa informático que incluye instrucciones que se almacenan en uno o más medios de almacenamiento legibles por máquina no transitorios, y que son ejecutables en uno o más dispositivos de procesamiento para controlar (por ejemplo, coordinar) las operaciones descritas en la presente descripción. Los sistemas y técnicas descritos en la presente descripción, o porciones de estos, pueden implementarse como un aparato, método, o sistema electrónico que puede incluir uno o más dispositivos de procesamiento y memoria para almacenar instrucciones ejecutables para implementar varias operaciones.

Los detalles de una o más implementaciones se establecen en los dibujos adjuntos y la descripción más abajo. Otras características y ventajas resultarán evidentes a partir de la descripción, los dibujos y de las reivindicaciones. Descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un ejemplo de una red de radio.

Las Figuras 2A y 2B son diagramas de bloques que muestran un ejemplo de una célula de una red de radio conectada a un controlador/unidad de control (CU) y dos células conectadas a una CU.

La Figura 2C es un diagrama esquemático de un ejemplo de una unidad remota (RU).

La Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra el despliegue de una red de radio ilustrativa en un sitio, tal como un edificio u otra área.

Las Figuras 4A-4C son diagramas de bloques de ejemplos de esquemas de mapeo de antena en una célula. La Figura 5A es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente un ejemplo de división virtual en una célula.

La Figura 5B es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de un controlador que detecta las transmisiones del Canal Físico de Acceso Aleatorio (PRACH).

Las Figuras 6A y 6B son diagramas de bloques de un ejemplo de una red de radio con diferentes configuraciones de células en diferentes momentos.

La Figura 7 es un diagrama de bloques que muestra ejemplos de dos cuadrículas de recursos para dos antenas correspondientes de una unidad remota (RU).

La Figura 8 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de transmisiones de señales entre un equipo de usuario (UE) y una unidad remota (RU).

La Figura 9 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de compresión del enlace ascendente.

La Figura 10 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de información lateral en el enlace ascendente y el enlace descendente entre un controlador (CU) y una unidad remota (RU).

La Figura 11 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de cuantificación predictiva para el canal físico compartido de enlace ascendente (PUSCH) de LTE.

La Figura 12 es un diagrama que muestra un ejemplo de límites de subtramas.

La Figura 13 es un diagrama que muestra un ejemplo de operación de solicitud de repetición automática híbrida (HARQ) del enlace descendente.

La Figura 14 es un diagrama que muestra un ejemplo de alineación de subtrama.

Las Figuras 15 y 16 son diagramas que muestran ejemplos de temporización de HARQ para el enlace descendente y el enlace ascendente, respectivamente.

La Figura 17A es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de Reutilización de Frecuencia Suave (SFR) en LTE.

La Figura 17B es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de dos células que implementan una programación coordinada.

La Figura 18 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de sincronización entre un controlador y una unidad remota.

La Figura 19 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo de una subtrama especial usada en la transición de la transmisión DL (enlace descendente) a la transmisión UL (enlace ascendente).

La Figuras 20A a 20C son diagramas esquemáticos que muestran ejemplos de la combinación de señales de diferentes módems de banda base en el controlador, y en las unidades remotas, respectivamente.

La Figura 21A es un diagrama de bloques esquemático que muestra un ejemplo de subtrama.

La Figura 21B es un diagrama de bloques esquemático que muestra ejemplos de subtramas para dos células virtuales.

La Figura 22 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de un proceso para agrupar zonas de RF predeterminadas fuera de línea.

La Figura 23 muestra un ejemplo de un mapa determinado fuera de línea para las zonas de RF.

La Figura 24 muestra una vista del diagrama de bloques de un ejemplo de un proceso de localización para la poda.

La Figura 25 es un diagrama de bloques que muestra el mantenimiento de un conjunto de poda.

La Figura 26 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de apilamiento de CU en una célula.

La Figura 27 muestra una implementación ilustrativa que muestra la comunicación entre RU1, RU2, UE1 y UE2. La Figura 28 es un diagrama de bloques que muestra ejemplos de divisiones de funcionalidad entre RU y CU. La Figura 29 es un diagrama de bloques que muestra una topología ilustrativa para una implementación ilustrativa para su uso con los procesos descritos en la presente descripción.

La Figura 30 es un diagrama de flujo que muestra un proceso ilustrativo para implementar la configuración automática de CSI-RS.

La Figura 31 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de una asignación CSI-RS conglomerada. La Figura 32 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de una asignación CSI-RS conglomerada.

Descripción detallada

Los sistemas y técnicas descritos a continuación son implementaciones ilustrativas de características que pueden incluirse en una red de acceso por radio. Las reivindicaciones realizadas en la presente descripción no se limitan a las implementaciones ilustrativas descritas a continuación.

Con referencia a la Figura 1, una red de radio ilustrativa12 se despliega en un sitio 10 de modo que uno o más operadores móviles, tales como el operador A 14, o el operador B 16, puedan proporcionar acceso a la red móvil a uno o más equipo(s) de usuario (UE) 18, 20, tal como los teléfonos inteligentes, en el sitio 10. El sitio puede ser un edificio empresarial o corporativo, un lugar público, tal como un hotel, un hospital, un campus universitario o incluso un área al aire libre, tal como una estación de esquí, un estadio o un área o centro de la ciudad densamente poblado. La red de radio 12 incluye controladores (cada uno de los cuales puede denominarse también como Unidad de Controlador (CU)) 22, 24 y Unidades Remotas (RU) 26a-26i que se conectan por una red Ethernet 28. Las CU 22, 24 se conectan (con red de retorno) a la red central del operador, que puede incluir una puerta de enlace de seguridad (SeGW) y nodos definidos en el estándar de Evolución a Largo Plazo (LTE), tales como la entidad de gestión de la movilidad (MME) 14a, 16a y las Puertas de Enlace de Servicio (SGW) 14b, 16b, opcionalmente a través de Puertas de Enlace eNodoB Domésticas (HeNB GW) 30, 32.

Las CU pueden conectarse a la red central del operador a través de Internet u otra red de transporte de paquetes basada en IP 33 (para el propósito de la descripción, podemos referirnos solamente a la red 33 como Internet, aunque pueden usarse o incluirse otras redes). Cuando hay múltiples CU presentes, una CU puede actuar como un punto de terminación eNodoB y presentar una única interfaz de red hacia la red central; por ejemplo, una SeGW, una MME, un HeNodoB GW o una SGW. Las CU se pueden implementar utilizando principios conocidos de la virtualización de funciones de red (NFV) como una aplicación de software virtualizada que se ejecuta en una máquina virtual/hipervisor. La máquina virtual/hipervisor puede ejecutarse en hardware que se comparte con otras aplicaciones virtualizadas. El hardware puede ser un servidor de TI comercial. Las CU también pueden incluir cierta funcionalidad de MME (no mostrada) y funcionalidad de SGW (no mostrada), por tanto, permite que el tráfico fluya directamente entre el UE y un nodo de destino 31 en Internet o en la red IP local 28 en el sitio 10 sin atravesar la red central del operador.

En la implementación, cada CU 22, 24 realiza las funciones de una estación base, excepto ciertas funciones de módem de banda base y RF que se realizan por las RU. Cada CU también gestiona una o más de las RU. Cada CU puede asociarse a un operador móvil de manera que las RU que gestione puedan operar en un espectro que le pertenece a ese operador móvil. También es posible que una CU se comparta entre múltiples operadores móviles.

Entre otras cosas, las CU programan el tráfico hacia/desde los UE. Cada CU 22, 24 también se conecta a un gestor de servicios 40, 42, que típicamente se localiza en la red central del operador. El gestor del servicio es responsable de la configuración, activación y monitoreo de la red de radio. También puede haber un gestor de servicios de instalaciones locales, que puede permitir que un personal de IT local instale y mantenga la red de radio. Las RU 26a-26i contienen los transceptores de RF para transmitir señales de RF hacia y desde el equipo de usuario y realizar funciones de interfaz de RF, entre otras funciones.

Generalmente, una estación base tradicional, tal como una célula pequeña tradicional, incluye una unidad de Radiofrecuencia (RF), una unidad de módem de banda base digital y una unidad de procesamiento de red. Tal estación base tradicional implementa tanto la funcionalidad de RF como el procesamiento de la banda base. En algunas implementaciones, una o más estaciones base tradicionales pueden estar en comunicación con un controlador centralizado. Las funcionalidades de banda base pueden dividirse entre la estación base tradicional y el controlador centralizado de la(s) estación(es) base tradicional(es) de manera que el controlador centralizado realice solamente las funciones de procesamiento de la capa superior (por ejemplo, capa 3 o mayor) de la funcionalidad de banda base.

En algunas implementaciones, las CU no realizan ninguna función de RF. Cada CU puede incluir uno o más módems de banda base, cada uno para realizar las funciones de todas las capas de funcionalidades de banda base, que incluyen el procesamiento de la capa de Control de Acceso al Medio (MAC) (Capa 2) y el procesamiento de la capa superior (Capa 3 y superiores) como se muestra en la configuración (a) de la Figura 28. Por ejemplo, la programación en tiempo real, que forma parte de la capa de MAC (Capa 2), puede realizarse mediante un módem de banda base de una CU. Los módems de banda base también pueden realizar procesamiento de capa física (Capa 1). Además, los módems de banda base o las CU también pueden realizar otras funciones similares a la estación base tradicional, tal como la función de la unidad de procesamiento de red, por ejemplo, el procesamiento de datos del Protocolo de Internet (IP).

En algunas implementaciones, la programación en tiempo real se refiere a la asignación de los datos de usuario a los recursos de tiempo y/o frecuencia con base en la CSI (Información de estado del canal). En la programación del enlace descendente (DL), la CSI se suministra por el UE. En el estándar LTE, la CSI del enlace descendente puede incluir un Indicador de Calidad del Canal (CQI), un Indicador de la Matriz de Precodificación (PMI) o un Indicador de Rango (RI). En la programación del enlace ascendente (UL), la CSI se determina por el controlador con base en las transmisiones que se reciben de los UE. La programación en tiempo real es una función de capa 2 y se realiza en la CU. En el estándar LTE, la CSI del enlace ascendente puede determinarse con base en las señales que se transmiten por el UE, por ejemplo, la Señal de Referencia de Sondeo (SRS). Las funciones del módem de banda base que se realizan por el controlador también pueden incluir las funciones de Capa 1 tales como codificación de control de errores del enlace descendente, la decodificación de control de errores del enlace ascendente, la combinación de diversidad de múltiples antenas del enlace ascendente de las señales que se reciben por diferentes RU, la estimación de canal y otras funciones de capa superior que se relacionan con la transmisión o recepción inalámbrica. En algunas implementaciones, todas las funciones de la Capa 1 se implementan en las RU, y solo las funciones de banda base de la Capa 2 y superiores se implementan en las CU, como se muestra en la configuración (b) de la Figura 28. En algunas implementaciones, las funciones de la Capa 1 ("Capa 1 ("Parcial")") se dividen entre las CU y las RU, como se muestra en la configuración (c) de la Figura 28. Las funciones del receptor del canal de control de enlace ascendente, tales como PUCCH, PRACH y SRS, pueden implementarse sustancialmente en las RU, mientras que las funciones del receptor de PUSCH de enlace ascendente pueden manejarse por las CU. La división funcional entre la CU y la RU puede ser diferente en el enlace descendente y en el enlace ascendente. En algunas implementaciones, sustancialmente todas las funciones de la capa 1 de enlace descendente pueden implementarse en las RU y una mayoría de las funciones de la capa 1 de enlace ascendente pueden implementarse en las CU, como se muestra en la configuración (d) de la Figura 28.

En algunas implementaciones, las CU y las RU de la red 12 realizan funciones distintivas en la red de radio y están conectadas por la red Ethernet 28, aunque otras redes de transporte, tales como redes de cable Híbrido de fibra coaxial (HFC), redes VDSL (línea de abonado digital de muy alta tasa de bits) o redes inalámbricas también pueden utilizarse para habilitar las diversas capacidades descritas en esta descripción. Las CU 22, 24 pueden determinar la capacidad de procesamiento de la transmisión de datos/señal en el sitio 10 para las funciones implementadas en las CU, mientras que las RU 26a-26i pueden proporcionar cobertura de RHseñal al sitio 10, así como la capacidad de procesamiento para las funciones implementadas en las RU.

Las CU 22, 24 pueden contener uno o más procesadores u otros dispositivos de procesamiento en los que se ejecuta el código para instruir la realización de ciertas funciones de red y de módem de banda base. Los procesadores pueden ser hardware que se forma por Circuitos Integrados (IC) y otros componentes eléctricos. Cada CU 22, 24 puede contener uno o más procesadores de módem de banda base (ver por ejemplo las Figuras 2A y 2B) o puede configurarse para realizar las funciones de uno o más módems de banda base. Cada módem de banda base puede implementarse en uno o múltiples procesadores. Cuando un módem de banda base se implementa en múltiples procesadores, cada procesador puede ser responsable de procesar las señales asociadas con grupos seleccionados de los UE. En algunos casos, las CU pueden configurarse para realizar la funcionalidad de no RF. Las RU pueden controlarse por las CU y se implementan mediante bloques de hardware, tal como los transceptores de radio (véanse las Figuras 2A y 2B).

Las RU pueden tener antenas de transmisión que son integrales en ellas o las antenas pueden ser externas y conectarse a las RU a través de cables de antena. Una RU también se denomina como un punto de radio (RP), o una unidad de punto de radio (RPU). En algunos ejemplos, puede haber menos funcionalidades de software que se ejecutan en las RU que en las CU 22, 24. En algunas implementaciones, las RU se configuran para no realizar funcionalidades de módem de banda base. En algunas implementaciones, las RU pueden realizar alguna funcionalidad de módem de banda base. Por ejemplo, en el estándar LTE, las RU pueden implementar las funciones de la Transformada Rápida de Fourier (FFT) y de la FFT Inversa (IFFT). En algunas implementaciones, las RU pueden realizar funciones adicionales de módem de banda base del enlace descendente. Por ejemplo, las RU pueden realizar todas las funciones de la capa 1, o la gran mayoría de ellas. Los módems de banda base en las CU y las RU pueden conectarse a través de una red Ethernet conmutada comercial estándar 28 con uno o más conmutadores Ethernet 34, 36, 38 y posiblemente uno o más conmutadores adicionales entre el conmutador 34 y los conmutadores 36, 38. En algunas implementaciones, todas las CU y RU en el sitio 10 se conectan entre sí a través de la red Ethernet 28. Se pueden utilizar otras redes para conectar las CU a las RU, incluidos los enlaces inalámbricos, las redes CATV o los enlaces de fibra dedicados.

En algunas implementaciones, una o más RU junto con un módem de banda base en una CU dada forman una célula física. En el ejemplo que se muestra en la Figura 1, una célula 44 incluye las RU 26a-26d que se controlan por uno o más módems de banda base (no se muestran) en la CU 22 y una célula 46 incluye las RU 26e-26i que se controlan por uno o más módems de banda base (no se muestran) en la CU 24. Las RU 26a-26i pueden desplegarse en diferentes localizaciones del sitio 10, por ejemplo, diferentes habitaciones, pisos, edificios, etc., para proporcionar una cobertura de RF a través del sitio lo más uniformemente posible. Cada CU puede tener uno o más módems de banda base y puede controlar una o más células. Nominalmente, cada módem de banda base puede tener la capacidad de transmisión de datos de un solo sector LTE, que puede ser bastante grande usando técnicas de reutilización de frecuencia descritas en esta descripción. La cantidad de módems de banda base disponibles en el sitio y la capacidad de cada célula LTE típicamente determina la capacidad de datos que puede suministrarse al sitio.

La red de radio 12 de la Figura 1 puede implementarse con diversas tecnologías de interfaz aérea. Por ejemplo, puede usarse LTE 4G. La LTE es un estándar desarrollado por la organización de estándares 3GPP. La primera versión del estándar LTE estuvo disponible en la versión (Versión) 8 del 3GPP. Subsecuentemente, el estándar LTE se perfeccionó en las versiones 9, 10, 11 y 12. En el futuro se desarrollarán varias versiones más del estándar. Las versiones del 3GPP 8 a 11 del estándar LTE se usan en el ejemplo de redes de radio, sistemas y métodos descritos en la presente descripción. Sin embargo, las redes de radio y otros sistemas y métodos descritos en la presente descripción pueden usarse con cualquier versión apropiada del estándar LTE, que incluyen las variantes de Dúplex por División de Frecuencia (FDD) y Dúplex por División de Tiempo (TDD) o con una variedad de otras tecnologías de interfaz aérea futuras (por ejemplo, 5G) o existentes, tales como la IEEE 802.11, que se conoce más popularmente como Wi-Fi o la IEEE 802.16, que también se conoce como Wi-Max o interfaces aéreas 3G tal como el Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universal (UMTS).

La mayoría de las redes LTE comerciales pueden ser síncronas, de manera que las fases de temporización de todas las transmisiones de los eNodoB se alinean con la hora del GPS (sistema de posicionamiento global) o el UTC (tiempo universal coordinado). En un eNodoB LTE independiente, la hora del GPS/UTC se proporciona por un receptor GPS, que es un componente físico del hardware del eNodoB. En algunas implementaciones, el hardware de las CU 22, 24 incluye un receptor GPS físico para proporcionar temporización a la red de radio 12. En los despliegues donde las CU 22, 24 están lejos de cualquier vista satelital, por ejemplo, que se localizan en lo profundo dentro de un edificio, el receptor GPS físico (no se muestra) puede ser externo al hardware de la CU y puede suministrar la información de temporización a las CU 22, 24 a través de, por ejemplo, el IEEE 1588 PTP (protocolo de tiempo de precisión). En algunas implementaciones, una fuente de temporización para la red de radio 12 es un servidor de temporización (no mostrado) localizado en la red del operador (por ejemplo, la red 14, 16) que proporciona temporización a las CU 22, 24 mediante el uso, por ejemplo, del protocolo IEEE1588. Las RU 26a-26i no contienen necesariamente ningún receptor GPS en algunos casos, y pueden recibir información de temporización ya sea de las CU o directamente de un receptor GPS externo a través del IEEE1588 u otros protocolos de temporización de alta precisión. La sincronización de temporización se describe a continuación.

Con referencia a la Figura 2A, en una implementación ilustrativa, una CU 60 incluye un módem de banda base (célula) 62 que se conecta a las RU 66a-66e a través de una red Ethernet 68. Las RU 66a-66e pertenecen a la misma célula 64. Las posiciones de las RU se eligen para proporcionar cobertura de RF, que depende principalmente de la potencia del transmisor de las RU y del entorno de propagación de RF en el sitio. La capacidad de datos de un único módem de banda base puede compartirse por todos los UE que están en el área de cobertura de las RU que pertenecen a la célula correspondiente. El número de RU a asignar a una célula única puede determinarse en base al número de UE en el área de cobertura de las RU, las necesidades de capacidad de datos de cada UE, así como también la capacidad de datos disponible de un único módem de banda base, que, a su vez, depende de las diversas características de mejora de la capacidad soportadas por el módem de banda base.

En algunas implementaciones, en una red de radio, el tamaño y la forma de las células pueden variarse en un sitio de acuerdo con la demanda de tráfico. En áreas de alto tráfico, las células pueden hacerse más pequeñas que en las áreas de poco tráfico. Cuando la distribución de la demanda de tráfico a través del sitio varía de acuerdo con la hora del día u otros factores, el tamaño y la forma de las células también pueden variarse para adaptarse a esas variaciones. Por ejemplo, durante el día puede suministrarse más capacidad a las áreas del vestíbulo de un hotel que a las áreas de las habitaciones, mientras que en la noche puede suministrarse más capacidad a las áreas de las habitaciones que a las áreas del vestíbulo.

Las RU 66a-66e pueden proporcionar una intensidad de señal uniforme a lo largo de la célula 64 sin introducir ningún límite de célula. Cuando la capacidad de un único módem de banda base 62 es insuficiente para dar servicio al área, pueden añadirse módems adicionales a la CU o pueden habilitarse módems no usados en la CU para dividir una célula existente en múltiples células. Puede suministrarse más capacidad con múltiples células. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 2B, una CU 80 incluye los módems 82, 84 que controlan las células respectivas 86, 88 a través de una red Ethernet 96. Cada célula 86, 88 incluye una o más RU 90a, 90b, 92a, 92b para proporcionar cobertura de RF a los UE 94a-94d. Las células 86, 88 pueden usarse por los abonados de un operador móvil o por diferentes operadores móviles. Si es necesario, también pueden añadirse CU adicionales con más módems de banda base. Pueden añadirse RU adicionales para expandir o mejorar la cobertura de RF.

Además de los módems o funcionalidades del módem, en algunas implementaciones, la CU 80 contiene una unidad de coordinación 98 que coordina globalmente la programación de la transmisión y recepción de los módems 82, 84 para reducir o eliminar posibles interferencias entre las células 86, 88. Por ejemplo, la coordinación centralizada permite que los dispositivos 94c, 94d que se localizan dentro de la región de límite de solapamiento 100 de las dos células 86, 88 se comuniquen sin interferencia sustancial entre células. Los detalles de la coordinación centralizada se describen más abajo. En algunas implementaciones, los problemas de interferencia que probablemente tengan lugar en las regiones límites de múltiples células dentro de todo el edificio o sitio se producen con menos frecuencia debido al número relativamente pequeño de células necesarias. En algunas implementaciones, las CU pueden realizar la coordinación centralizada para el número relativamente pequeño de células y evitar la interferencia entre células. En algunas implementaciones, la unidad de coordinación 98 puede usarse como un punto de agregación para los datos reales del enlace descendente. Esto puede ser útil para combinar el tráfico del enlace descendente asociado con diferentes células cuando se usa MIMO multiusuario entre usuarios con servicios en diferentes células. La unidad de coordinación también puede usarse como un punto de agregación para el tráfico entre diferentes procesadores de módem que pertenecen al mismo módem de banda base.

A menos que se especifique de cualquier otra manera, los ejemplos que se proporcionan a continuación se dirigen principalmente a una célula. Sin embargo, las características descritas en la presente descripción pueden extenderse fácilmente a múltiples células. Con referencia a la Figura 2C, una RU 200 ilustrativa para su uso en la red de radio de las Figuras 1 y 2A-2B puede tener dos antenas 202, 204 para transmitir señales de RF. Cada antena 202, 204 transmite señales de RF en uno o más canales LTE (o portadoras). La célula a la que pertenece la RU 200 y sus antenas 202, 204 tiene un ID (ID de célula). La CU y sus RU y antenas pueden soportar múltiples canales LTE, cada uno con un ID de célula diferente. Además, cada antena 202, 204 se asigna a un único puerto (puertos 0, 1, 2 o 3) de antena lógico de la señal de referencia específica de célula (CS-RS) versión 8 y posiblemente a único puerto (puertos 15, 16,..., 22) de antena lógico de la señal de referencia de información de estado del canal (CSI-RS) versión 10. En este ejemplo, las antenas 202, 204 también se denominan antenas físicas, mientras que los puertos de antena lógicos también se denominan puertos de antena virtuales. En el ejemplo que se muestra en la Figura 2C, la antena 202 se asigna al puerto de antena lógico de CS-RS 0 y al puerto de antena lógico CSI-RS 15; y la antena 204 se asigna al puerto de antena lógico CS-RS 1 al puerto de antena lógico CSI-RS 16. Los puertos de antena lógicos, junto con el ID de célula y otros parámetros que se configuran en la CU, determinan la CS-RS (Señal de referencia específica de célula) 206 que transmiten las antenas en la versión 8 o la CSI-RS (Señal de referencia de Información de Estado del Canal) 208 que transmiten las antenas en la versión 10.

Las señales de RF transmitidas por las antenas 202, 204 llevan señales de sincronización LTE PSS/SSS (Señal de sincronización primaria/Señal de sincronización secundaria), que incluyen un marcador para el ID de célula. En uso, un UE inactivo monitorea las señales de referencia asociadas con un ID de célula, que representa un canal LTE en una célula. Un UE conectado puede transmitir y recibir señales de RF en múltiples canales LTE con base en la agregación de canales, una característica del estándar LTE que se define primero en la versión 10.

La RU 200 también puede tener más de dos antenas, por ejemplo, cuatro, seis u ocho antenas. En algunas implementaciones, todas las RU en la red de radio (por ejemplo, la red de radio 12 de la Figura 1) tienen el mismo número de antenas de transmisión y recepción. En otras implementaciones, las RU tienen diferentes números de antenas de transmisión o recepción.

Las redes de radio descritas anteriormente pueden actualizarse en las CU, por ejemplo, para admitir futuros estándares LTE u otros, sin hacer cambios sustanciales, por ejemplo, ningún cambio, en las RU que se despliegan. En algunas implementaciones, cuando las RU admiten múltiples canales de frecuencia simultáneamente, puede realizarse una actualización para la agregación de portadoras al habilitar canales adicionales en la misma RU. La agregación de portadoras también se puede implementar mediante RU que operan en una portadora seleccionada.

Con respecto a esto, en algunas implementaciones, se pueden configurar diferentes RU de una sola portadora para que funcionen en diferentes portadoras. No es necesario colocalizar las RU que operan en diferentes portadoras. Por ejemplo, en una topología lineal simple que se muestra en la Figura 29, las RU que operan en una portadora (Portadora A) (RU(A)) pueden desplazarse espacialmente en relación con las RU que operan en otra portadora (Portadora B) (RU(B)). En algunos casos, este enfoque utiliza dos portadoras para proporcionar una cobertura más consistente mediante el uso de una portadora para rellenar los bordes de cobertura para la otra portadora. En topologías bidimensionales o tridimensionales más complejas, se pueden utilizar despliegues distribuidos espacialmente similares para proporcionar una cobertura más uniforme en dos o más portadoras y proporcionar una experiencia de usuario más coherente en algunos casos. En algunos casos, los UE pueden usar diferentes Avance de Temporización del Enlace Ascendente cuando operan en diferentes portadoras como se describe en la versión 11 de LTE. En la agregación de portadoras mediante el uso de una única RU o múltiples RU, los canales que se agregan pueden encontrarse en la misma o en diferentes bandas de frecuencia. Igualmente, cuando las RU admiten bandas de frecuencia para la versión TDD (dúplex por división de tiempo) del estándar LTE, la capacidad LTE por división de tiempo (Td ) puede añadirse en una fecha posterior al actualizar las CU y posiblemente el software/microprograma de la RU o al añadir una nueva CU. Si se requiere soporte de Wi-Fi, puede añadirse la capacidad de Wi-Fi a las RU. Los transceptores WiFi en las RU pueden gestionarse por el mismo controlador o por uno diferente y pueden gestionarse por los mismos gestores de servicios, tanto en el sitio como en la red del operador. Tales actualizaciones pueden, en algunos casos, realizarse de manera rentable, por ejemplo, al hacer cambios de hardware (a veces a lo máximo) en un número relativamente pequeño de CU en una localización central (lo opuesto a reemplazar un gran número de RU que están dispersas a través del sitio).

Despliegue de la red de radio

Con referencia a la Figura 3, una red de radio ilustrativa 120 se despliega en un sitio 122. Una o más CU 124 se instalan en una habitación 126, por ejemplo, una sala de telecomunicaciones, localmente en el sitio 122. Las RU 128a-128l se distribuyen alrededor del sitio 122. En algunas implementaciones, algunas RU se montan en la pared con antenas integradas, algunas RU se ocultan en uno o más armarios y algunas RU se instalan sobre la placa del techo y se unen a una antena que se monta en la pared a través de un cable de antena externo.

En algunas implementaciones, las RU 128a-128l se conectan a las CU 124 a través de una red Ethernet conmutada 130, que incluye cables de par trenzado y/o de fibra óptica y uno o más conmutadores Ethernet 132. Los componentes de la red Ethernet 130 pueden ser equipos comerciales estándar disponibles en el mercado. En algunas implementaciones, la red Ethernet 130 se dedica solamente a la red de radio. En otras implementaciones, la red de radio 120 comparte la red Ethernet 130 con otro tráfico de área local en el sitio 122. Por ejemplo, en una red empresarial, tal otro tráfico puede incluir tráfico local que se genera por diversos ordenadores en la empresa que pueden conectarse a los mismos conmutadores Ethernet. El tráfico de la red de radio puede segregarse de otro tráfico al formar una red de área local virtual (VLAN) separada y puede asignarse una QoS (Calidad de Servicio) de alta prioridad a la VLAN para controlar la latencia. En el ejemplo que se muestra en la Figura 3, las CU 124 se conectan a un conmutador Ethernet colocalizado 132 (en la misma habitación 126). En algunas implementaciones, la conexión 134 usa un único enlace Ethernet de 10 Gbis que se ejecuta a través de fibra óptica o cable de par trenzado de Categoría 5/6 o múltiples enlaces Ethernet de 1 Gbis que se ejecutan a través de cables de par trenzado de Categoría 5/6.

Esas RU (no se muestran en la Figura 3) que están cerca de la sala de telecomunicaciones 126 pueden conectarse directamente al conmutador Ethernet 132 en la sala de telecomunicaciones 126. En algunas implementaciones, se colocan conmutadores Ethernet adicionales 136, 138, 140 entre el conmutador Ethernet 132 y las RU 128a-128l, por ejemplo, en armarios de cableado cerca de las RU. Cada armario de cableado puede contener más de un conmutador Ethernet (por ejemplo, conmutador 136, 138, 140) y muchos conmutadores Ethernet pueden colocarse en varios armarios de cableado u otras habitaciones dispersas alrededor del sitio. En algunas implementaciones, se usa un único cable de par trenzado de Categoría 5/6 entre una RU y su conmutador Ethernet más cercano (por ejemplo, entre la RU 128a y el conmutador Ethernet 136). Los conmutadores Ethernet 136, 138, 140 pueden conectarse al conmutador Ethernet 132 en la sala de telecomunicaciones 126 a través de uno o más enlaces Ethernet de 1 Gbis o de 10 Gbis que se ejecutan a través de cables de fibra óptica o de par trenzado de Categoría 6. En algunas implementaciones, se integran múltiples RU en un único dispositivo físico (no se muestra) para soportar múltiples frecuencias y posiblemente múltiples operadores móviles. Por ejemplo, una RU puede soportar múltiples portadoras para la agregación de portadoras, las portadoras pueden pertenecer a diferentes bandas de frecuencia, y/o algunas bandas de frecuencia pueden no tener licencia, como en LTE-Sin licencia (LTE-U).

Mapeo de antena de transmisión de enlace descendente en una célula

Con referencia a la Figura 4A, una célula ilustrativa 300 (que se controla por un único módem o una CU única) contiene dieciséis RU 302a-302p. Las N antenas físicas (un entero, por ejemplo, 1, 2, 4, etc.) de cada RU pueden mapearse al mismo grupo de puertos de antena virtuales de la CS-RS o de la CSI-RS 0... N-1, como se define en el estándar LTE. En el ejemplo que se muestra en la Figura 4A, N es dos y el mapeo se hace de la misma manera que se muestra en la Figura 2C. En esta implementación ilustrativa, todas las RU 302a-302p en la célula 300 transmiten el mismo ID de célula en el mismo canal LTE y todas las antenas comparten el mismo ID de célula y difunden el mismo ID de célula en las Señales de Sincronización Primaria y Secundaria (PSS/SSS). Cuando una RU da servicios a múltiples canales, diferentes canales pueden usar los mismos o diferentes ID de célula). Cuando un UE se localiza en la célula 300, el UE recibe las señales de referencia del mismo puerto de antena lógico, por ejemplo, el puerto 0, desde diferentes antenas físicas de diferentes RU. Para el UE, las RU aparecen como parte de una célula única en un único canal LTE.

Alternativamente, se forman múltiples conglomerados de RU, cada uno que contiene una o más RU, dentro de una célula única. Las antenas en el conglomerado se asignan a diferentes puertos de antena virtuales de la CS-RS o de la CSI-RS, pero pueden compartir el mismo ID de célula. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 4B, una célula 320 contiene 16 RU 322a-322p, cada una que tiene dos antenas y ocho conglomerados 324a-324f, cada uno que contiene dos RU. Dentro de cada conglomerado 324a-324f, las cuatro antenas físicas de las dos RU vecinas se asignan a cuatro puertos de antena virtuales de la CS-RS diferentes 0, 1, 2 y 3 y/o a cuatro puertos de antena virtuales de la CSI-RS diferentes 15 a 18. Como resultado, un conglomerado que tiene un total de N (N es cuatro en la Figura 4B) antenas físicas aparece para el equipo de usuario como una célula única con N puertos de antena de transmisión.

En comparación con la configuración de la célula que se muestra en la Figura 4A, el número de puertos de antena vistos por el equipo de usuario se duplica en la Figura 4B. La configuración de la Figura 4B puede, en algunos casos, mejorar el rendimiento del UE, especialmente cuando el UE está cerca de los límites de cobertura de dos o más RU vecinas. Suponiendo que el UE tiene dos antenas para recibir señales, en la versión 8, el UE puede comunicarse con la red de radio a través de MIMO (múltiples entradas múltiples salidas) de usuario único 4x2. En los sistemas compatibles con las versiones 10-12 del estándar LTE, pueden usarse hasta cuatro RU con dos antenas de transmisión cada una para formar un conglomerado de ocho antenas y entonces el UE puede implementar MIMO de usuario único 8x2. El mismo UE dentro de una red de radio que tiene la configuración que se muestra en la Figura 4A puede comunicarse a través de MIMO de usuario único 2x2. Incluso las comunicaciones MIMO de orden superior, por ejemplo, 4x4, 8x8, pueden implementarse en algunos casos para los UE con cuatro u ocho antenas de recepción.

Aumentar el número de antenas físicas de transmisión involucradas en las comunicaciones MIMO, por ejemplo, mediante el uso de la configuración de la Figura 4B, puede no aumentar sustancialmente la complejidad del procesamiento, excepto (en algunos ejemplos) cuando aumenta el número de capas en la multiplexación espacial, por ejemplo, de 2 (Figura 4A) a 4 (Figura 4B). Aunque se muestran y describen conglomerados de dos RU, como se explicó anteriormente, un conglomerado puede incluir otros números de RU y la célula 320 puede incluir conglomerados que tienen diferentes tamaños.

En algunas implementaciones, una estructura envolvente se usa por la CU en la asignación de las antenas físicas a los puertos de antena lógicos (o virtuales), de manera que en cualquier lugar dentro de la cobertura de la célula 320, un UE puede recibir desde tantos puertos de antena lógicos como sea posible. Esta estructura envolvente puede permitir que el MIMO de bucle cerrado de usuario único opere dentro de la célula 320 perfectamente a través de una gran área de cobertura.

A continuación se describen ejemplos de cómo se puede usar CSI-RS (Señal de referencia de información de estado del canal) en los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción. En LTE, CSI-RS es una señal de referencia pseudoaleatoria "específica para células" transmitida desde 1, 2, 4 u 8 puertos de antena virtuales (o simplemente puertos de antena) en RE (elementos de recursos) específicos y subtramas. En algunas implementaciones, para 2, 4 u 8 puertos de antena, una CSI-RS usa 2, 4 u 8 RE (recursos) por RB (bloque de recursos), respectivamente, y se transmite en cada RB a través de toda la banda de transmisión periódicamente una vez cada subtramas P. El período CSI-RS P puede variar de 5 a 80 subtramas en algunos ejemplos. El mapeo entre los puertos de antenas virtuales CSI-RS y las antenas físicas puede ser de uno a uno o de uno a muchos.

En algunos ejemplos, CSI-RS es utilizado por el UE solo para informar la CSI. Múltiples CSI-RS pueden coexistir en una célula única o incluso en la misma RU. En algunas implementaciones, cada CSI-RS se define por a) la identidad de CSI-RS, b) un número de puertos de antena, c) un índice de configuración de CSI-RS, que indica la posición de los recursos de CSI-RS en una red de recursos, y d) un período de subtrama y un desplazamiento relativo. Diferentes CSI-RS en la misma célula pueden usar diferentes números de puertos de antena, diferentes períodos, diferentes índices de configuración de CSI-RS y diferentes mapeos entre los puertos de antena y las antenas físicas. Al igual que en CS-RS, el UE asumirá que todos los puertos de antena CSI-RS están colocalizados. Esto significa que en un sistema CSI-RS con más de dos puertos de antena o, más generalmente, cuando los puertos de antena CSI-RS no están todos mapeados a antenas físicas de la misma RU, el UE no tendrá en cuenta las diferencias en la pérdida de trayectoria promedio o la propagación Doppler entre los puertos de antena al informar la CSI.

En algunas implementaciones, la CSI-RS (Señal de referencia de información de estado del canal) no se anuncia típicamente (por ejemplo, nunca) por el eNodoB. En cambio, en tales implementaciones, los UE activos se configuran individualmente, durante la configuración de la conexión, con una o más CSI-RS para monitorear. En algunas implementaciones, diferentes UE pueden monitorear la misma o diferente CSI-RS. Estas diferentes CSI-RS pueden tener un número diferente de puertos de antena, diferentes períodos de subtrama, o desplazamientos, etc.

Una única antena física puede transmitir múltiples CSI-RS distintas, aunque tal CSI-RS puede necesitar configurarse correctamente para evitar interferencias en algunos casos.

En algunas implementaciones, la transmisión simultánea de CSI-RS, como se implementa en los sistemas descritos en la presente descripción, utiliza dos puertos de antena que se mapean en pares a antenas físicas en RU, como se muestra en la Figura 4A. En tal puerto de dos antenas CSI-RS, denominado en la presente descripción como CSI_2, los dos puertos de antena CSI-RS 15 y 16 se mapean a antenas físicas en RU. En este ejemplo, cada RU transmitirá exactamente el mismo puerto de dos antenas CSI-RS en forma de transmisión simultánea. En otro puerto de cuatro antenas CSI-RS, denominado en la presente descripción como CSI 4, los cuatro puertos de antena {15, 16} y {17, 18} se mapean a antenas físicas en pares de RP de manera alterna, como se muestra en la Figura 4B. En este ejemplo, cada par de RU transmitirá la misma CSI-RS desde cuatro antenas físicas que se repiten a través del sitio en forma de transmisión simultánea, pero las transmisiones desde diferentes puertos de antena no están todas colocalizadas. Las diferencias en la ganancia de trayectoria promedio, la dispersión Doppler, etc. entre los diferentes puertos de antena {15, 16} y {17, 18} no serán contabilizadas por el UE. En SU-MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas de usuario único) distribuida, el desbalance de ganancia puede compensarse en la CU y/o el receptor UE. La compensación de ganancia en la CU en los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción puede basarse en mediciones de pérdida de trayectoria promedio en el enlace ascendente. De manera similar, se puede crear un patrón bidimensional para un recurso de puerto de ocho antenas, denominado en la presente descripción como CSI_8.

En configuraciones de CSI-RS de múltiples RP donde diferentes RP transmiten diferentes CSI-RS, los procesos ilustrativos de asignar RU o antenas físicas de RU a los recursos de CSI-RS pueden realizarse manualmente o con base en mediciones de las transmisiones de UE de enlace ascendente, por ejemplo, transmisiones SRS, en las RU. La CU puede utilizar estas mediciones de UL para determinar qué RU son RU vecinas (en la topología de RU) y, por ejemplo, asignar estas RU al mismo conglomerado de CSI-RS. Alternativamente, en algunos ejemplos, la asignación puede hacerse en base al monitoreo del entorno de radio proporcionado por las RU. Los REM (mapas de acceso por radio o mapas de entorno de radio) permiten a las RU medir las ganancias de trayectoria entre las RU, y la información resultante se puede utilizar para asignar RU o antenas físicas RU a los puertos de antenas virtuales CSI-RS. Un diagrama de flujo que muestra un proceso ilustrativo 3000 para la configuración automática de CSI-RS se ilustra en la Figura 30. De acuerdo con el proceso 3000, una CU identifica (3001) una o más RU vecinas con base en las transmisiones de equipos de usuario (UE), tales como SRS de LTE. La CU forma conglomerados (3002) de RU y asigna antenas de RU en los conglomerados a puertos virtuales CSI-RS. La CU también determina (3003) configuraciones CSI-RS para todas las RU teniendo en cuenta las transmisiones UE en los enlaces ascendentes, después de lo cual las RU comienzan a transmitir de acuerdo con las configuraciones definidas. Los UE se configuran (3004) para informar la CSI con base en una o más de la CSI-RS.

En los ejemplos anteriores, hay una única CSI-RS, con 2, 4 u 8 puertos de antena, que (en este ejemplo) corresponden a antenas físicas en 1, 2 u 4 RU, reutilizadas en todo el sitio en forma de transmisión simultánea. En algunas implementaciones, una vez que se configura un UE para una de estas CSI-RS, no debería ser necesario reconfigurar el UE a medida que vaga por un sitio.

En TM10 (Modo de transmisión 10) de la Versión 11 del estándar LTE, un UE puede informar múltiples CSI. En los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, las configuraciones de CSI descritas a continuación están diseñadas para aprovechar esta capacidad. Considere una asignación CSI-RS conglomerada como se ilustra en el ejemplo de la Figura 31. En este ejemplo, diferentes conglomerados de RU 15-16 transmiten diferentes CSI-RS. Específicamente, las 2 RU más a la izquierda 3101 se asignan a las 2 antenas de CSI-RS, CSI-2.03102, las 2 RU siguientes (centrales) 3103 se asignan al puerto de 2 antenas de CSI-RS 2.1, 3104, etcétera. En este ejemplo, todos los puertos de antena en una CSI-RS dada están colocalizados. En esta configuración de CSI, cuando el UE cruza un cierto límite del conglomerado, se hace necesaria una reconfiguración de CSI.

En las configuraciones conglomeradas, en algunas implementaciones, para evitar la interferencia entre CSI-RS y PDSCH, puede transmitirse CSI-RS de potencia cero en RE que corresponden a CSI-RS de un conglomerado vecino. También puede ser necesario, en algunos casos, configurar el UE con estas CSI-RS de potencia cero. Esto informa a los UE de las posiciones de los RE donde no deberían esperar PDSCH. Tales configuraciones de CSI cero pueden no ser necesarias para las configuraciones de CSI transmitidas por conglomerados de CSI distantes.

Control de potencia de bucle abierto en una célula única con múltiples RU

En el estándar LTE, un UE estima la pérdida de trayectoria de UL con base en la pérdida de trayectoria de DL. Esto se conoce como control de potencia de bucle abierto (OLPC) y se usa para establecer la potencia de transmisión inicial del UE en acceso aleatorio para la conexión. La pérdida de la trayectoria DL se estima a partir de la RSRP (potencia de referencia de señal recibida) medida y la potencia de transmisión CS-RS conocida que se anuncia por el eNodoB. En algunos ejemplos, a veces es necesario transmitir CS-RS a diferentes niveles de potencia de diferentes RU. Dado que eNodoB anuncia solo un valor para la potencia de transmisión CS-RS, y dado que el UE no tiene capacidad para distinguir las transmisiones CS-RS de diferentes RU, puede usarse un método alternativo para un control de potencia de bucle abierto más preciso. En futuras versiones del estándar LTE esto puede lograrse mediante el uso de una señal flexible tal como CSI-RS, donde diferentes RU o al menos diferentes conglomerados de RU pueden transmitir una señal de referencia de CSI-RS única y distintiva. Para evitar interferencias entre las transmisiones CSI-RS y PDSCH, las transmisiones CSI-RS de potencia cero también pueden usarse en conglomerados RU o RU vecinos. El nivel de potencia de transmisión y la configuración de cada CSI-RS pueden anunciarse. Se pueden anunciar desplazamientos de potencia adicionales para tener en cuenta la posible combinación del enlace ascendente. El UE medirá el nivel de potencia recibido para todos los recursos de CSI-RS anunciados, seleccionará la CSI-RS más fuerte o la CSI-RS más fuerte y determinará su propio nivel de potencia de transmisión UL para PRACH en consecuencia.

Transmisión simultánea de enlace descendente y transmisión coordinada

Con referencia de nuevo a las Figuras 4A y 4B, en este ejemplo, todas las antenas se asignan al mismo puerto de antena lógico (o virtual) y transmiten las mismas señales de referencia (CS-RS o CSI-RS) de manera sincronizada en el tiempo. En algunos ejemplos, la asignación puede reducir los efectos del desvanecimiento de la sombra a través de la macrodiversidad. La asignación también puede presentar un canal multitrayecto a cada UE (no se muestra). Un UE puede informar una única retroalimentación de la CSI (que incluye la CQI (indicador de calidad del canal) y el PMI/RI (indicador de matriz de precodificación/indicador de rango)) con base en las señales de referencia de la CS-RS o de la CSI-RS que recibe de todos los puertos de antena de transmisión en la célula. Cuando las antenas físicas de diferentes RU transmiten la misma señal de referencia, en algunos casos el UE puede experimentar una dispersión más rica y un canal de tipo Rayleigh más amigable con MIMO sin interferencias significativas de otras antenas de transmisión en la misma célula. Además, el UE solamente ve una célula física y no hay necesidad de ningún traspaso cuando el UE está en el área de cobertura de múltiples RU que pertenecen a la misma célula física.

Un único canal de difusión PBCH (canal físico de difusión) se usa en la célula ilustrativa 300 o en la célula ilustrativa 320. Las células 300, 320 también implementan una única región de control del enlace descendente para transmitir señales en el PDCCH (canal físico de control del enlace descendente), el PHICH (canal físico de indicador ARQ híbrido físico (solicitud de repetición automática)) y el PCIFCH (canal físico indicador de formato de control). También se comparten otros canales lógicos comunes, tales como el canal de radiobúsqueda PCCH (canal de control de radiobúsqueda), que se transmiten a través del PDSCH (canal físico compartido del enlace descendente).

Como se describió anteriormente, en un ejemplo, todas las antenas físicas que se asignan a los mismos puertos de antena lógicos o virtuales, tales como los puertos de antena lógicos CS-RS de la versión 8 y los puertos de antena lógicos CSI-RS de la versión 10, transmiten las mismas señales de control y señales de referencia. En el ejemplo que se muestra en la Figura 4B, todas las transmisiones del PDCCH/p HiCH/PCIFCH usan diversidad de TX (transmisión) de 4 antenas y todas las transmisiones de esas antenas que se asignan al mismo puerto de antena lógico son idénticas. Un UE dentro de la célula 320 percibe las transmisiones de esas antenas que se asignan al mismo puerto de antena como si las transmisiones se suministraran desde una única antena a través de un canal multitrayecto.

Además, en algunas implementaciones, pueden usarse las capacidades en la versión 11 para mejorar la operación MIMO del enlace descendente dentro de una célula grande, tal como las células 300, 320, que tiene muchas RU. En la versión 11, pueden usarse múltiples recursos de la CSI-RS distintos de cero dentro de una célula única. Como ejemplo, con referencia a la Figura 4C, cada RU 402a-402p (o conglomerados de RU) de una célula 400 se asigna a un recurso de la CSI-RS diferente con un ID de codificación de la CSI distinta 404a-404p. Cada RU (o conglomerado RU) con el ID de codificación de la CSI distinta opera como si fuera una célula virtual, aunque comparten el mismo ID de célula física con otras RU en la misma célula. Los múltiples recursos de la CSI-RS (y los ID de codificación) en la célula 400 se monitorean por el UE. En algunas implementaciones, el UE puede configurarse por la CU (no se muestra, por ejemplo, la CU 22, 24 de la Figura 1) de la red de radio para realizar el monitoreo de múltiples recursos de la CSI-RS.

Un UE (no se muestra) en la célula 400 envía múltiples informes de la CSI a la CU de la red de radio para múltiples RU cuyas transmisiones de la CSI-RS monitorea el UE. De cada informe de la CSI, la CU obtiene un CQI para la RU respectiva y usa la CQI para determinar la intensidad de la señal de esa RU. La CU puede usar estos múltiples informes del CQI junto con múltiples informes del PMI/RI (Indicador de matriz de precodificación/Indicador de rango) que se reciben del UE para determinar los coeficientes del precodificador. Además, la versión 11 soporta informes del CQI mejorados con base en las mediciones de interferencia precisas por el UE. La versión 11 también incluye un E-PDCCH (canal físico de control del enlace descendente mejorado), que puede usarse para aumentar la capacidad del canal de control en la célula 400. Las características de la Versión 11, tales como las descritas anteriormente, pueden usarse para mejorar la funcionalidad de los sistemas descritos en la presente descripción.

En algunas implementaciones donde la red de radio soporta múltiples células, las transmisiones del enlace descendente en diferentes células pueden coordinarse para reducir la interferencia. La coordinación puede lograrse mediante el uso de técnicas tal como la Reutilización de Frecuencia Dura y Suave (HFR/SFR) o el Multipunto Coordinado (CoMP) de la versión 11, que se describen a continuación

LTE sin licencia

En algunas implementaciones, se puede usar la agregación de portadoras a través de bandas de frecuencias con licencia y sin licencia (o, simplemente, "bandas"). Un ejemplo de tal sistema es LTE-Sin licencia (LTE-U). En LTE-U, hay una portadora primaria que opera en una banda con licencia del operador y una o más portadoras secundarias que operan sobre una banda sin licencia, tal como la banda ISM de 5 GHz. En algunas implementaciones, la portadora primaria se utiliza para gestionar la movilidad de los UE y toda la gestión de recursos de radio para el UE. En algunas implementaciones, cada RU admite simultáneamente portadoras con licencia y sin licencia. En algunas implementaciones, LTE-U se implementa solo en el enlace descendente. En algunas implementaciones, múltiples RU pueden transmitir el mismo ID de célula física en la misma portadora primaria y presentar una célula única al UE en la portadora primaria, evitando de esta manera los traspasos. Pero, las mismas RU también pueden operar en una o más portadoras secundarias adicionales en las bandas sin licencia. Las RU que operan en portadoras secundarias adicionales pueden transmitir diferentes ID de células físicas en estas portadoras secundarias. En este caso, los UE se pueden configurar para enviar informes de medición basados en mediciones RSRP y RSRQ (Calidad de Señal de Referencia Recibida) en estas portadoras secundarias. Tales informes de medición pueden ser utilizados por el controlador en la programación coordinada. En algunas implementaciones, un único controlador puede gestionar portadoras con licencia y sin licencia. Se pueden utilizar diferentes divisiones funcionales en las portadoras con licencia y sin licencia. Por ejemplo, en el enlace ascendente, todo el procesamiento de la capa 1 puede realizarse en las R^u en la banda sin licencia y/o al menos algún procesamiento de la capa 1 puede realizarse en la CU. En el enlace descendente (DL), las RU pueden realizar parte o la totalidad del procesamiento de la capa 1. Recepción de diversidad del enlace ascendente

Las transmisiones del enlace ascendente por un UE que tiene servicio por una célula con múltiples unidades remotas se recibirán por todas las antenas de RX (recibir) en estas RU. Cuando el UE está cerca de los límites de cobertura de dos o más RU, sus transmisiones pueden recibirse por las antenas de RX (recibir) de estas RU. En esta situación, el rendimiento del enlace ascendente puede mejorarse al realizar la combinación de diversidad (por ejemplo, la Combinación de Relación Máxima (MRC), la Combinación de Rechazo de Interferencia (IRC) o la Cancelación de Interferencia Sucesiva (SIC) en el controlador) a través de las señales que se reciben por las múltiples RU. Al tener múltiples RU que envían los datos IQ recibidos al controlador, puede lograrse una combinación de múltiples antenas/múltiples RU.

Cuando hay dos o más células en la red de radio, las transmisiones del enlace ascendente de un UE que tiene servicio por una primera célula pueden recibirse por las antenas RX de una o más RU que pertenecen a otras células. En esta situación, el rendimiento del enlace ascendente también puede mejorarse al realizar la combinación de diversidad (por ejemplo, MRC, IRC o SIC) a través de las señales que se reciben por múltiples RU, que incluyen las RU que pertenecen a diferentes células.

Puede haber diferentes opciones para implementar la función de combinación de enlace ascendente descrita anteriormente. Por ejemplo, la combinación de enlace ascendente puede realizarse completamente en la CU. En este ejemplo, las RU se envían a la CU, al menos a algunos datos de IQ comprimidos, y la CU realiza la(s) operación(es) de combinación (por ejemplo, ejecuta instrucciones para realizar la combinación). Alternativamente, las RU pueden decodificar total o parcialmente las señales recibidas a través de sus propias antenas RX (recibir), y enviar los datos decodificados y/o ciertas métricas de decisión suave (por ejemplo, métricas de calidad) a la CU, donde se puede realizar la combinación final.

División de células virtuales

La capacidad en la red de radio puede aumentarse mediante un procedimiento de división de células. En el procedimiento, las RU en una célula única se dividen entre dos células, lo que aumenta la capacidad en el sitio. Las dos células pueden suministrar hasta el doble de la capacidad porque dos UE pueden tener servicio en dos células diferentes en el mismo recurso de tiempo-frecuencia.

Alternativamente, la capacidad de una célula única puede aumentarse mediante el uso de la división de células virtuales. Las células, cada una que contiene múltiples RU, como se describió anteriormente, pueden dividirse virtualmente, al permitir que múltiples UE transmitan simultáneamente mediante el uso de los mismos recursos de tiempo-frecuencia, mediante el uso de o MIMO multiusuario, que es una extensión de MIMO de usuario único a múltiples UE soportados en el estándar LTE o aislamiento de RF. Por el contrario, a la división de células real, la división de células virtuales no impacta en las señales de referencia o los canales de control comunes. La división de células virtuales puede aumentar la capacidad de la célula al permitir que múltiples UE transmitan o reciban datos mediante el uso de los mismos recursos de tiempo frecuencia.

División de células virtuales del enlace descendente

MIMO multiusuario

En algunas implementaciones, la división de células virtuales se implementa con MIMO multiusuario, que se usa para enviar datos a múltiples UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia del PDSCH. Los múltiples U^e pueden servirse en el mismo recurso de tiempo-frecuencia incluso cuando estos UE reciben fuertes señales de RF de las mismas antenas.

En MIMO multiusuario, se aplica un conjunto único de pesos del precodificador a los símbolos de modulación que se destinan a cada UE para prevenir la interferencia entre los UE coprogramados. Por ejemplo, cuando cada UE tiene una única antena, se forman haces generalizados individualmente para cada UE. Cuando cada UE tiene múltiples antenas, la CU y las RU pueden proporcionar multiplexación espacial (por ejemplo, enviar múltiples capas de símbolos de modulación) a cada UE, además de dar servicio a los múltiples UE en el mismo recurso de tiempofrecuencia.

MIMO multiusuario puede usarse con los esquemas de mapeo de antena que se muestran en las Figuras 4A y 4B. Por ejemplo, en el esquema de mapeo de antena de la Figura 4A, dos UE pueden servirse en el mismo recurso de tiempo-frecuencia por una o más RU. La CU para la célula 300 forma dos haces en las direcciones de las trayectorias de RF más fuertes para los dos UE, sin causar una interferencia significativa entre los dos UE.

En la versión 8, MIMO multiusuario se soporta en el modo de transmisión del enlace descendente 5. Cada UE que tiene una única antena informa a la CU un vector de precodificación 2x1 que se selecciona de un libro de códigos de precodificación de 4 entradas y un CQI asociado, que se basa en la formación de haces de un usuario único mediante el uso del vector de precodificación que se selecciona. Cuando los vectores de precodificación que se seleccionan por dos UE son ortogonales entre sí, la CU puede programar los dos UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia mediante el uso de la mitad de la energía de transmisión disponible para cada UE.

Para dos UE que no tienen capacidades de cancelación de interferencia entre usuarios, el MIMO multiusuario con el esquema de mapeo de antena de la Figura 4A no introduce una interferencia sustancial cuando cada UE recibe las señales del enlace descendente de ambas antenas de una RU con aproximadamente la misma intensidad y cuando los vectores de precodificación que se seleccionan de los dos UE son ortogonales entre sí.

El MIMO multiusuario también puede implementarse con UE avanzados que son capaces de usar el conocimiento sobre la estructura de modulación de las señales de interferencia de los UE coprogramados para reducir la interferencia. En algunas implementaciones, un UE con dos o más antenas puede eliminar parte de la interferencia mediante el uso del filtrado espacial.

En el modo de transmisión ("TM") 8 o 9 de la versión 9 o 10, puede implementarse el MIMO multiusuario mediante el uso de la DM-RS (señal de referencia de demodulación), lo que permite a la CU usar cualquier precodificador sin limitarse a los precodificadores que se definen en el estándar en los llamados libros de códigos. El UE informa la CSI a la CU implícitamente al seleccionar un precodificador de un libro de códigos predeterminado junto con una indicación de calidad del canal (CQI). En algunas implementaciones, el UE determina la CSI mediante el uso de la señal de referencia de la CSI-RS, que puede soportar hasta 8 puertos de antena. En un ejemplo, la misma señal de la CSI-RS se transmite desde todas las antenas físicas de las RU que se asignan al mismo puerto de antena lógico de la CSI-RS y el UE informa solamente una CSI (por ejemplo, CQI/PMI/RI) para cada célula (física). En el modo de transmisión 9, la CU puede programar hasta 4 UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia con hasta 2 capas por UE y hasta 4 capas por RB (Bloque de Recurso). La CU transmite las DM-RS (Señal de referencia de demodulación) en 12 RE (Elementos de Recurso) por RB y los 12 RE se usan para todos los UE que se coprograman en el mismo recurso. La transmisión con base en las DM-RS puede proporcionar flexibilidad y simplificación en la programación. En algunas implementaciones, cuando la CU conoce los coeficientes del canal, la CU elige los vectores de precodificación para que los UE proporcionen a cada UE con la máxima SINR (Relación Señal a Interferencia y Ruido) sin que el UE experimente una interferencia sustancial. Como se describió anteriormente, las capacidades de supresión de interferencia que se proporcionan por los UE pueden facilitar aún más una MIMO multiusuario fiable. La versión 11 soporta el uso de múltiples señales de la CSI-RS dentro de una célula física y permite a un UE enviar más de un informe de CQI/PMI/RI por célula física. Esto puede mejorar el rendimiento del MIMO multiusuario. Por ejemplo, en la versión 11, cada RU (o cada grupo de RU) puede asignarse a una señal de referencia de la CSI-RS que es diferente de las que se asignan a las otras RU en la misma célula o al menos en cierta parte de la célula. Se requiere que cada UE informe la CSI individualmente para múltiples RU en la célula. La información de CQI/PMI/RI que se obtiene de los múltiples informes puede ser más precisa que la información que se obtiene de un único informe. En base a la información precisa, la CU puede determinar con mayor precisión los vectores de precodificación en MIMO multiusuario y reducir la interferencia entre usuarios. En algunas implementaciones, la CU configura cada UE con un conjunto seleccionado de CSI-RS, por ejemplo, pero no necesariamente todo el conjunto, de recursos de la CSI-RS disponibles en la célula de modo que el UE no tenga que enviar informes de la CSI para todos los recursos de la CSI-RS en la célula.

Aislamiento de RF

La división de células virtuales en una célula también puede lograrse en base al aislamiento de RF entre los UE en la célula. La división de células virtuales con aislamiento de RF difiere de la división de células virtuales basada en MIMO multiusuario en que las transmisiones desde una RU no se generan mediante el uso de una operación de precodificación conjunta en símbolos que representan datos para múltiples UE. En algunos casos, las transmisiones desde una RU representan datos de un UE. En algunas implementaciones, la transmisión desde una RU puede representar datos de múltiples UE, por ejemplo UE1, UE2 y UE3, pero entonces dicha transmisión no se genera mediante el uso de una operación de precodificación conjunta en símbolos que representan datos de todos los UE, UE1, UE2 y UE3.

En algunas implementaciones, múltiples UE se sirven simultáneamente en el mismo recurso de tiempo-frecuencia a través de las Ru o antenas cuyas áreas de cobertura no se solapan sustancialmente. Para un primer UE, en lugar de transmitir en simultáneo la misma señal del PDSCH en todas las antenas físicas que se asignan al mismo puerto de antena virtual, solamente se permite que transmitan las señales al primer UE unas pocas RU y antenas físicas. Se depuran las transmisiones de otras Ru y antenas físicas hacia el primer UE. Una o más de las RU que no transmiten al primer UE pueden, en su lugar, transmitir a un segundo UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia. Cuando las transmisiones de las antenas físicas de las RU que dan servicio al primer UE se reciben a un nivel relativamente bajo (por ejemplo muy bajo) por el segundo UE, e igualmente cuando las transmisiones de las antenas físicas de las RU que dan servicio al segundo UE se reciben a un nivel bajo (por ejemplo muy bajo) por el primer UE, no se producen interferencias significativas, incluso cuando los UE no tienen ninguna capacidad de supresión de interferencias. Esto puede deberse a su separación espacial.

Cuando el UE se configura para un modo de transmisión que admite señales de referencia DM-RS, DM-RS se transmite de manera similar a las señales PDSCH. Por ejemplo, las señales de referencia de las DM-RS para el primer UE pueden transmitirse solamente desde las antenas de las RU que dan servicio al primer UE. En la versión 10, puede usarse MIMO multiusuario para enviar hasta cuatro capas a dos o más UE. En algunas implementaciones, es posible que deban implementarse operaciones adicionales para reducir o evitar interferencias entre los UE. En el ejemplo que se muestra en la Figura 5A, dos UE 502, 506 en diferentes localizaciones en una célula única 500 se coprograman en el mismo recurso de tiempo-frecuencia en base al aislamiento de RF con hasta dos capas por UE. La célula 500 incluye 12 RU 506a-506l, cada una que tiene dos antenas físicas y transmite la CSI-RS en los puertos de antena virtuales 15 y 16. Para dar servicio a los dos UE que están separados espacialmente en una subtrama dada, la célula única 500 se divide virtualmente para formar tres células virtuales 508a, 508b, 508c. Las RU 506a, 506b, 506g, 506h en la célula virtual 508a dan servicio al equipo de usuario 502. Las RU 506e, 506f, 506k, 506I en la célula virtual 508c dan servicio al equipo de usuario 506. Las RU 506c, 506d, 506i, 506j en la célula virtual 508b no dan servicio a ningún UE con el fin de evitar causar interferencia a los UE 502 y 506. El número total de capas coprogramadas en la célula única 500 es cuatro. Las células virtuales descritas anteriormente no son estáticas como las células físicas. Las células virtuales pueden variar dinámicamente de una subtrama a la siguiente y a través de los bloques de recursos. En algunas implementaciones, la variación dinámica se aplica solamente al canal de datos compartidos del PDSCH. Por ejemplo, puede que no haya división de células virtuales en una subtrama, mientras que, en otra subtrama, pueden aplicarse dos divisiones de células virtuales diferentes en dos grupos diferentes de bloques de recursos. En algunas implementaciones, una célula virtual puede tener una única RU sin transmisión simultánea. Las células virtuales representan la capacidad del sistema para dar servicio a múltiples UE en la misma célula en el mismo recurso de tiempo-frecuencia.

Las RU dentro de la misma célula virtual transmiten la misma señal de referencia de las DM-RS que se selecciona, por ejemplo, de los cuatro puertos/índice de codificación disponibles {7.0, 7.1, 8.0, 8.1}. Las células virtuales que se localizan adyacentes entre sí (o cerca entre sí sin colindar directamente entre sí), tal como las células virtuales 508a, 508b y las células virtuales 508b, 508c, pueden usar diferentes números de puerto de las DM-RS. Aquellas células virtuales que están relativamente separadas, por ejemplo, las células virtuales 508a, 508c, pueden reutilizar la misma señal de referencia de las DM-RS en base al aislamiento de RF. En tales implementaciones, las transmisiones de señales entre los UE y la red de radio se realizan sin interferencia significativa entre las células virtuales.

En algunas implementaciones, se pueden usar las configuraciones de CSI-RS que aprovechan el Modo de Transmisión LTE Versión 11 10. Como se describió anteriormente, estas configuraciones de CSI-RS están diseñadas para utilizar múltiples informes de CSI del UE.

En algunas implementaciones, la CU elige un MCS (Esquema de Modulación y Codificación) para cada UE coprogramado con base en los valores del CQI, que se determinan por el UE a partir de las señales de la CS-RS o de la CSI-RS, que se informan por el UE. Las señales de la CS-RS o de la CSI-RS se transmiten continuamente por todas las antenas físicas en la célula física, que incluye algunas antenas que a veces pueden no transmitir en el canal de datos compartidos PDSCH. Las señales de la CS-RS o de la CSI-RS que se transmiten desde las antenas físicas que están cerca del UE, cuando se reciben con una intensidad suficientemente alta, se ven por el UE como múltiples trayectorias de transmisión o multitrayecto de RF. En algunas implementaciones, el UE puede predecir un CQI mayor (o menor) en base al multitrayecto que la CQI actual del UE experimentará cuando se recibe en el PDSCH con menos multitrayecto. En tales implementaciones, la capacidad de HARQ (solicitud de repetición automática híbrida) en el estándar LTE puede proporcionar adaptabilidad dinámica para reducir el efecto que se causa por el desajuste entre la CQI previsto y la CQI actual. En algunas implementaciones, cuando las condiciones actuales del canal son peores que las condiciones previstas por la CQI, la CU retransmite los datos o señales con redundancia incremental para lograr la tasa máxima de datos que el canal puede soportar. En las implementaciones que usan los modos de transmisión 9 o 10, las configuraciones CSI-RS pueden elegirse para facilitar la medición de interferencias de UE, y en algunos modos, se pueden usar múltiples configuraciones de CSI-RS para que el UE informe la CSI en diferentes condiciones de interferencia. El programador en tiempo real en la CU puede utilizar tales informes para elegir un MCS teniendo en cuenta otras transmisiones en otras células virtuales en el mismo recurso de tiempo-frecuencia.

Reutilización del bloque de recursos

En cada célula, las RU transmiten datos, por ejemplo, datos de usuario o datos de control, a diferentes UE en cada intervalo de tiempo de transmisión (TTI), por ejemplo, de 1 milisegundo. Un ejemplo de red de recursos de frecuencia temporal 2100 para la transmisión LTE se muestra en la Figura 21A, donde el eje vertical representa la frecuencia y el eje horizontal representa el tiempo. Se envía una nueva cuadrícula de recursos en cada TTI de 1 milisegundo. La siguiente discusión usa 1 milisegundo solo como ejemplo y puede generalizarse a cualquier otro TTI. En algunas implementaciones, cada bloque de recursos se transmite, típicamente a un conjunto de frecuencias contiguas diferentes de las frecuencias de los otros bloques de recursos. Como resultado, en algunas implementaciones, cada bloque de recursos puede dar servicio a un UE sin interferencia de las transmisiones en el mismo bloque de recursos a otros UE. Sin embargo, la capacidad de la célula puede estar limitada por el tamaño de la red de recursos 2100, que incluye 50 bloques de recursos 2102 en LTE de 10 MHz.

Como se describió anteriormente, la capacidad de la célula puede aumentarse al transmitir a múltiples UE en el mismo bloque de recursos. Los diferentes UE servidos con el mismo bloque de recursos pueden verse como pertenecientes a diferentes células virtuales. Como resultado, en un TTI dado, los UE que necesitan recibir datos de las RU de una célula en determinados RB se agrupan en múltiples células virtuales. En algunas implementaciones, los UE en diferentes células virtuales pueden servirse en el mismo bloque de recursos, tal como el bloque de recursos 2102 en la red de recursos 2100 de la Figura 21A, sin interferencia significativa entre ellos. En el ejemplo mostrado en la Figura 21B, dos UE en diferentes células virtuales usan bloques de recursos 2102a y 2102b en dos réplicas virtuales 2100a, 2100b de la misma red de recursos en el mismo TTI. En algunas implementaciones, cada célula virtual de un bloque de recursos tiene un UE asignado a ese bloque de recursos. Los UE en una célula física se pueden agrupar en más de dos células virtuales en un bloque de recursos para que más de dos UE puedan compartir el mismo bloque de recursos. El uso de las células virtuales, o la reutilización equivalente del mismo bloque de recursos para múltiples UE puede aumentar la capacidad de una célula. Los UE en diferentes células virtuales en el mismo bloque de recursos pueden servirse con baja interferencia entre ellos y múltiples UE pueden programarse dinámicamente en diferentes células virtuales en el mismo bloque de recursos de una manera escalable, por ejemplo, dos células virtuales, tres células virtuales, y etc. Típicamente, en una célula, el número de UE que necesitan transmisión de datos en un TTI dado puede ser 50, 60 o más, por ejemplo, de 100 a 200.

Para la transmisión de datos en cada TTI, un programador (por ejemplo, un programador en tiempo real) en un controlador de la célula se configura para (1) seleccionar UE para asignarse al mismo bloque de recursos. La selección y la asignación se realizan de manera que la transmisión de datos a diferentes UE en el mismo recurso de frecuencia interfiere entre sí lo menos posible. El programador también se configura para (2) seleccionar estrategias de transmisión con base en la asignación de los UE. Por ejemplo, el programador determina qué RU sirven a qué UE. Además, el programador se configura para seleccionar la tasa de datos para la transmisión de datos a cada UE programado. En otras palabras, el programador determina el número de bits que se pueden enviar a cada UE en los bloques de recursos asignados a ese UE. Generalmente en LTE, la tasa de datos de un UE depende del SINR que el UE esté experimentando.

Una programación coordinada similar existe cuando un programador centralizado (por ejemplo, uno o más programas informáticos que se ejecutan en uno o más CU) está programando usuarios a través de múltiples células físicas. Los procesos ilustrativos que se describen a continuación también se pueden utilizar al programar usuarios a través de múltiples células físicas en, o a través de un programador centralizado coordinado.

Asignación de UE

Para realizar la tarea (1) anterior, en cada TTI, el programador usa un vector de firma para cada UE activo. Todas las RU en la célula se les indica que escuchen la transmisión de cada UE activo en la célula para determinar la ganancia de la trayectoria promedio del enlace ascendente pkj, donde j representa la jésima RU en la célula y k representa el k-ésimo UE activo. En el estándar LTE, tales mediciones de enlace ascendente pueden basarse en SRS, PRACH o incluso otras transmisiones UL (de enlace ascendente) tales como PUCCH o PUSCH. En general, la trayectoria de ganancia pkj entre un UE y una RU en el enlace ascendente es sustancialmente igual a la trayectoria de ganancia entre la misma RU y el UE en el enlace descendente. El vector de firma del k-ésimo UE activo puede expresarse como

donde J es el número total de RU en la célula.

Dado que dos UE con vectores de firma pk y pi, la calidad de la reutilización por pares en la que los dos UE se asignan al mismo bloque de recursos, puede estimarse con base en la interferencia total vista por los dos UE:

donde 1T = (1, 1,..., 1) y m(pk, μ)l = [min(pki,pli), min(pk2,μl2),...,min(pkj, pu)]. Como se usa en la presente descripción, "reutiliza" incluye, pero no se limita a, dos dispositivos en una célula única que utilizan el mismo recurso (por ejemplo, frecuencia) para la comunicación dentro de esa célula. El dispositivo de "reutilización" puede ser las unidades remotas (RU), el equipo del usuario (UE) (por ejemplo, un dispositivo móvil), o cualquier otro dispositivo apropiado.

Utilizando los vectores de firma de los UE activos, se crean zonas de RF dentro de la célula. Cada zona de RF representa una zona física en la que los UE tienen vectores de firma similares de manera que, si estos UE se sirven en el mismo bloque de recursos, la interferencia entre estos UE superará un umbral predeterminado. En algunas implementaciones, cada UE activo pertenece a una sola zona de RF. Los UE en diferentes zonas de RF pueden asignarse para servirse utilizando el mismo bloque de recursos. El número total de zonas de RF que se crearán puede estar predeterminado, por ejemplo, con base en las necesidades previstas, o determinarse dinámicamente con base en las necesidades en tiempo real. Por ejemplo, puede haber J veces n zonas de RF para una célula, donde n es un número entero positivo y J es el número de RU. En algunas implementaciones, cada zona de RF tiene un área menor que la cobertura total proporcionada por una única RU. Por ejemplo, cuando una célula tiene 16 RU, puede haber 128 zonas de RF.

En algunas implementaciones, las zonas de RF de una célula se determinan fuera de línea. La asignación de los UE activos a las zonas de RF predeterminadas puede realizarse en tiempo real de una manera eficiente desde el punto de vista informático. Para un número predeterminado de zonas de RF, cada zona se identifica mediante un vector de firma de zona, cada uno de los cuales se identifica mediante un vector de firma único:

donde m representa la mésima zona de RF, y J es el número total de RU en la célula. El vector de firma de una zona de RF puede representarse matemáticamente como el centroide de todas las firmas de todos los UE que puedan pertenecer a esa zona de RF. Las zonas de RF y sus vectores característicos dependen del número de j RU en la célula. Para un valor dado de J, las zonas de RF predeterminadas pueden mantenerse fijas (zonas de ^r F fijas). En algunas implementaciones, las zonas de RF pueden modificarse (zonas de RF adaptativas) durante el uso activo con base en los vectores de firma UE reales encontrados en un despliegue dado.

Los UE activos se agrupan en las diferentes zonas de RF en tiempo real con base en uno o más criterios. Por ejemplo, un UE puede agruparse en una zona de RF que tiene la distancia euclidiana más corta entre el vector de firma del UE y la zona de RF. En algunas implementaciones, un módulo de localización en el controlador realiza un seguimiento de las zonas de RF para cada UE conectado a RRC (control de recursos de radio). Los UE en la misma zona de RF tienen vectores de firma que producen una métrica de interferencia relativamente grande (por ejemplo, mayor que un umbral) entre los UE y entre cada UE y el vector de firma de la zona de RF.

Los UE en diferentes zonas de RF pueden asignarse al mismo bloque de recursos con base en sus respectivos vectores de firma de zonas de RF. En otras palabras, los UE asignados al mismo bloque de recursos se determinan agrupando diferentes zonas de RF. Cada agrupación de zonas puede asociarse con una métrica de reutilización correspondiente, tal como la mejora en la velocidad de transmisión, por ejemplo. En general, las zonas de RF que están “cercanas” entre sí no son buenas candidatas para la reutilización de la asociación. En base a la métrica de reutilización, se pueden determinar grupos de zonas de RF que son buenos candidatos para la reutilización fuera de línea. Esta agrupación de zonas se realiza para muchos niveles de reutilización. Por ejemplo, para el nivel de reutilización 2, se crea una lista ordenada de todos los emparejamientos permitidos de zonas, en orden descendente de la métrica de reutilización. Alternativamente, cada emparejamiento también se podría etiquetar con una métrica de reutilización además de la ordenación. De manera similar para el nivel de reutilización 3, todos los tripletes de zonas permitidos se calculan y enumeran en orden descendente, con o sin una métrica de reutilización asociada. También son posibles otros métodos para organizar la tabla de agrupación de zonas de RF, tal como el orden jerárquico. La Figura 23 muestra un ejemplo de tal agrupación de zonas. La tabla de agrupación de la Figura 23 tiene una estructura en forma de árbol, que se cruza para identificar UE para comunicarse en la misma frecuencia en una célula única sin dar como resultado una interferencia significativa.

La decisión de asignar UE al mismo bloque de recursos puede realizarse con base en la zona de RF a la que pertenecen los UE. La localización del UE dentro de la zona de RF no tiene por qué afectar a la asignación del UE a un bloque de recursos.

Un proceso ilustrativo 2200 para agrupar zonas de RF predeterminadas fuera de línea se muestra en la Figura 22. Inicialmente, se selecciona una zona de RF x (2202). La zona de RF x corresponde a una primera zona de RF. A continuación, se considera que el número M¹ de zonas de RF "emparejables" candidatas (2204) se asigna al mismo bloque de recursos. M¹ puede ser 1, 2, ..., hasta M-1, donde M es el número total de zonas de RF. Primero se selecciona la mejor zona de RF candidata con interferencia baja (por ejemplo, menor que una especificada). Luego se consideran zonas de RF adicionales con baja interferencia a la zona de RF x (2206). Si no se encuentra ninguna zona de RF emparejable, entonces el proceso 2200 termina (2210). Si se encuentra una zona de RF emparejable, se consideran M² zonas de RF candidatas adicionales para la agrupación de 3 vías (2208) y se realiza la determinación (2212) si pueden agruparse con todas las zonas de RF seleccionadas anteriormente. Si no, entonces el proceso 2200 termina (2210). Si la respuesta es sí, entonces el proceso continúa con la etapa de selección 2208 para la agrupación de 4 direcciones, con el valor de i aumentado en 1. En el procedimiento anterior, el proceso progresa de una etapa a la vez, realizando selecciones de zona de RF finales en cada operación del diagrama de flujo. Alternativamente, el proceso puede considerar múltiples hipótesis para las zonas de RF en cada operación, y realizar una selección final después de examinar todas las hipótesis sobre múltiples operaciones.

En algunas implementaciones, el controlador (o programador implementado por el controlador o controladores) asigna UE en diferentes bloques de recursos en tiempo real en cada TTI. Los UE se asignan a bloques de recursos basados en vectores de firma cuantificados (QSV). Por ejemplo, al comienzo de cada TTI, el controlador usa una versión cuantificada de un vector de firma pk = (pk¹, pk², ...pw)T para cada k UE conectado. El cálculo del vector de firma se describe anteriormente. En algunas implementaciones, el pk del vector de firma cuantificado puede determinarse con base en un umbral de ganancia de la trayectoria predeterminada pumbral, que es un número positivo no mayor que uno.

Por ejemplo, el controlador cuantifica el vector de firma al establecer que todos los pki que son menores que pk_máx veces pumbral sean cero y todos los pki que son iguales o mayores que pk_máx veces pumbral sean 1. En este ejemplo, pk_máx es la ganancia de trayectoria máxima en el vector de ganancia de trayectoria del UE, típicamente la ganancia de trayectoria a la RU más cercana.

En algunas implementaciones, el objetivo de asignar los UE a bloques de recursos y servir a ciertos UE en los mismos bloques de recursos es proporcionar un buen equilibrio entre capacidad y equidad y mejorar las experiencias de usuario desiguales dentro de la célula con una reducción de capacidad relativamente baja (por ejemplo, mínima). Generalmente, una única en el vector de firma cuantificado sin otros indica que se recibe una señal fuerte desde la RU más cercana con respecto a las otras RU. Un "1" indica una preferencia por el UE o una necesidad de UE de recibir sus datos (a diferencia de los datos que interfieren de otro UE) de la RU correspondiente. Múltiples en un vector de firma pueden indicar que el UE recibe señales relativamente fuertes de múltiples RU correspondientes y, por lo tanto, preferiría recibir sus propios datos de estas RU en lugar de interferir con los datos. Posiblemente, el UE se encuentra entre dos RU y prefiere recibir la señal de ambas RU. Un "0" en un vector de firma indica que el UE recibe una señal relativamente débil de una RU correspondiente, y por lo tanto puede tolerar recibir datos que interfieren que se envían a otro UE desde esa RU.

En algunas implementaciones, dos UE pueden asignarse al mismo bloque de recursos solo si sus vectores de firma cuantificados son ortogonales entre sí. La ortogonalidad puede determinarse realizando una operación lógica "AND" entre dos vectores de firma, con dos vectores ortogonales cuando cada elemento del resultado es un "0" lógico.

La elección del umbral pumbral puede determinar lo que se considera una señal suficientemente fuerte para reservar una RU particular para un UE. Si se elige que el umbral sea muy alto, los vectores de firma cuantificados típicamente tendrán solo un "1" correspondiente a la RU más cercana. Esto significa que dos vectores de firma cuantificados de UE serán ortogonales excepto cuando los dos UE tengan la misma RU que la RU con la ganancia de trayectoria más alta (por ejemplo, la misma RU que sirve). Esto significa que el programador permitirá que dos UE cualquiera se programen en la misma frecuencia siempre que tengan RU de servicio diferentes. Esto puede conducir a una interferencia excesiva y un bajo rendimiento para los UE localizados entre dos RU. Si se elige que el umbral sea demasiado bajo, los UE tendrán muchos "1" en sus vectores de firma y, como resultado, se pueden programar muy pocos UE para transmitir en el mismo bloque de recursos. Esto evita la interferencia entre los UE, pero da como resultado una baja capacidad de la célula. Un umbral bajo puede ser apropiado cuando la demanda instantánea es baja. Cuando la carga es mayor, puede preferirse un umbral mayor. En general, tener un "1" en un vector de firma cuantificado correspondiente a una RU añade carga de tráfico a esa RU. Por lo tanto, se permite que más vectores de firma cuantificados tengan 1 donde se considera que las RU tienen una carga baja, y se permite que menos vectores de firma cuantificados tengan "1" donde se considera que las RU tienen una carga alta. La determinación de la carga "baja" o "alta" en una RU puede basarse en la utilización del bloque de recursos en la RU en TTI reciente. El valor umbral usado en cada Rp puede variar de acuerdo con la carga reciente vista en una RP.

El controlador también puede determinar la demanda basada, por ejemplo, en la cantidad de datos que esperan en los búferes para la transmisión. El umbral también puede determinarse empíricamente con base en otros factores y a otra información de canales disponibles apropiados. Por ejemplo, el UE puede medir la intensidad y calidad de la señal de enlace descendente con base en las transmisiones de la señal de referencia CS-RS recibidas, e informar de los resultados de estas mediciones al controlador en un informe de medición en forma de valores RSRP o RSRQ. Estos valores RSRP y RSRQ representan la intensidad de la señal promedio vista por el UE a partir de las transmisiones CS-RS en células físicas cercanas. RSRP y RSRQ representan la intensidad y calidad de la señal agregada de todas las transmisiones de RU en la misma célula física. El controlador puede usar esta información para seleccionar los vectores de firma cuantificados. Los UE pueden enviar además una indicación de calidad del canal (CQI) instantánea al controlador, en algunos casos a una velocidad mucho más rápida. Las mediciones de CQI representan la calidad de la señal instantánea vista por el UE en las transmisiones CS-RS o CSI-RS recibidas de la célula de servicio. En los ejemplos en los que varias RU pertenecen a la misma célula, el informe CQI corresponderá al canal agregado de todas las transmisiones de RU en la misma célula.

En algunas implementaciones, los vectores de firma cuantificados pueden elegirse con base en cierta estimación del SINR promedio del UE. En algunas implementaciones, los vectores de firma cuantificados pueden determinarse con base en una tasa de datos esperada de un usuario y cómo esta velocidad cambia a medida que se añaden más "1" al vector de firma cuantificado.

En algunas implementaciones, un vector de firma cuantificado pk-cuan solo contiene ceros y unos. Como ejemplo, suponiendo que una célula de ejemplo contiene 12 RU y tres UE activos (o conectados), tres UE activos pueden tener los siguientes vectores de firma cuantificados:

UE1: p₁, = (110000000000);

UE2: p₂ = (000011000100);

UE3: p₃ = (011100000000).

En este ejemplo, p₁ y p₂ son ortogonales (dado que lógicamente "AND" en los dos vectores dan como resultado 0). En consecuencia, UE1 y UE2 pueden asignarse al mismo bloque de recursos. p³ es ortogonal a p² pero no a p-i. En consecuencia, UE2 y UE3 pueden asignarse al mismo bloque de recursos. Sin embargo, UE1 y UE3 no son ortogonales y, por lo tanto, no pueden asignarse al mismo bloque de recursos en esta implementación ilustrativa. En algunas implementaciones, el umbral pumbral se determina con base en la SINR (relación señal-interferencia-másruido) requerida para transmitir datos al UE. En consecuencia, en tales implementaciones, todas las RU que corresponden a una en el vector de firma cuantificada tienen que transmitir los datos de esa UE para que el UE reciba los datos en la SINR requerida. En otras implementaciones, pumbral puede variar entre las RU y puede depender de la carga reciente de las RU.

Este ejemplo con tres UE puede extenderse a cualquier número apropiado de UE en una célula. Tras la cuantificación del vector de firma para cada UE activo, los UE se asignan a bloques de recursos con base en la ortogonalidad de los grupos de UE activos. Efectivamente, se aplica un operador booleano "AND" al grupo de UE activos. Si el resultado de la operación es cero, los UE pueden compartir el mismo bloque de recursos. Si el resultado de la operación contiene alguno, entonces los UE se sirven en diferentes bloques de recursos. En algunas implementaciones, el operador "AND" se aplica por pares entre las firmas de todos los UE. Si cada uno de los AND emparejados es 0, entonces todos los UE pueden compartir un bloque de recursos. Si no es así, al menos un UE debe usar un bloque de recursos diferente. Para permitir que el mismo UE se asigne a diferentes bloques de recursos y se agrupe con un conjunto diferente de UE en cada bloque de recursos, el controlador puede representar un UE en múltiples instancias dependiendo de su demanda de datos. Cada instancia corresponde a un único bloque de recursos o a un grupo de bloques de recursos. En algunas implementaciones, un grupo de bloques de recursos incluye un número entero de bloques de recursos. En algunas implementaciones, un grupo de bloques de recursos incluirá tres bloques de recursos. El mismo UE se puede agrupar con diferentes conjuntos de U^e en diferentes bloques de recursos o grupos de bloques de recursos. En algunas implementaciones, los procesos descritos en la presente descripción solo permiten a los UE con vectores de firma cuantificados ortogonales compartir el mismo bloque de recursos o grupo de bloques de recursos.

En algunos ejemplos, los vectores de firma cuantificados (QSV) pueden tomar valores no binarios (valores distintos de 0 y 1). Los valores no binarios se pueden utilizar en QSV para representar una necesidad de blanqueo de un UE de una RU. En algunas implementaciones, una necesidad de blanqueo es la necesidad de un UE que funcione en un modo de transmisión basado en señales de referencia específicas del usuario para no recibir ninguna señal de un UE. Los valores no binarios también pueden usarse en QSV para permitir la transmisión de múltiples usuarios a más de 1 UE desde una RU. El programador en el controlador puede decidir qué usuarios pueden programarse en el mismo recurso con base en procesos (por ejemplo, cálculos matemáticos) que no sean pruebas de ortogonalidad. Por ejemplo, el programador puede determinar la elegibilidad de dos UE para compartir el mismo bloque de recursos comparando la suma de los QSV y probando si cualquiera de los componentes de la suma QSV supera un cierto umbral.

En algunas implementaciones, los QSV pueden considerarse como vectores que tienen valores numéricos que representan la necesidad de transmisión (en el enlace descendente) o recepción (en el enlace ascendente) de un UE de una RU. Por ejemplo, un valor de "1" puede indicar que los UE necesitan recibir sus propios datos de una RU. Alternativamente, un valor de "0" puede indicar que el UE puede recibir interferencia de esa RU y, por lo tanto, que la RU puede transmitir a otro UE. Otros valores, por ejemplo, 0,001, pueden elegirse para indicar que el UE necesita transmisión blanqueada o transmisión multiusuario desde la RU correspondiente. En la transmisión blanqueada, la RU no transmite ninguna señal. En la transmisión multiusuario, la RU transmite a dos o más UE al mismo tiempo, a menudo a un nivel de potencia inferior, como se describe a continuación. Cuando se usa un valor tal como 0,001, el programador en tiempo real puede asignar dos usuarios al mismo bloque de recursos cuando la suma de sus QSV no tiene un componente mayor que 1. Específicamente, se pueden asignar dos UE al mismo bloque de recursos cuando ambos necesiten una transmisión blanqueada de una RU.

Asignación RU

Además de asignar UE activos a bloques de recursos para la transmisión de datos en cada TTI, el controlador (o el programador en tiempo real) también puede necesitar determinar qué RU de la célula transmite a qué UE activo en cada bloque de recursos en el TTI. Sin reutilizar, en cada bloque de recursos, todas las RU que pertenecen a la misma célula física transmiten a un UE y el canal efectivo que experimenta el UE es una suma de los canales individuales de cada una de las RU en la célula y la(s) antena(s) de recepción del UE. En consecuencia, cuando el UE usa señales de referencia específicas de la célula transmitidas por todas las RU para estimar el canal de transmisión, el canal estimado es el mismo que el canal real. Sin embargo, cuando hay reutilización y dos o más UE se sirven en el mismo bloque de recursos, el canal efectivo que experimenta el UE pueden ser ligeramente diferentes del canal que las mediciones de UE de las señales de referencia CS-RS. Esta discordancia entre el canal real y el canal estimado se denomina a veces sesgo. La transmisión entre un UE y las RU puede mejorarse teniendo en cuenta tanto este sesgo como la interferencia directa. En términos generales, para un grupo de UE que comparten el mismo bloque de recursos, un UE dado recibe sus propios datos de las RP correspondientes a "1"s en el vector de firma del UE.

Cuando los QSV usan valores numéricos diferentes de 0 o 1, en un bloque de recursos dado, las RU que corresponden a posiciones en la suma QSV con valores entre 0 y 1 (por ejemplo, 0,001) usan la transmisión de blanqueo (silenciosa) o multiusuario como se describe más adelante.

Las posiciones de los 1 en cada pk de vector de firma de UE corresponden al conjunto mínimo de RP que se transmitirán a ese UE. Además, la estrategia de transmisión para RP que son 0 en ambos (o todos) los vectores de firma del UE en algún bloque de recursos, puede decidirse de varias maneras diferentes, como se describe a continuación.

En algunas implementaciones, una RU solo puede transmitir al UE activo que tiene la ganancia de trayectoria más fuerte a esa RU. Por ejemplo, cuando un valor pkj para el k-ésimo UE es relativamente grande en comparación con las ganancias de trayectoria a otros UE, entonces puede ser más eficiente para la jésima RU servir exclusivamente al késim° UE. A veces, dos UE activos que comparten el mismo bloque de recursos pueden tener ganancias de trayectoria similares a una RU. En tales situaciones, la interferencia general puede reducirse haciendo que la RU transmita a dos o más UE en el mismo bloque de recursos y al mismo tiempo.

En general, la interferencia total vista por los UE de K en reutilización desde una RU en un bloque de recursos dado puede reducirse (por ejemplo, minimizarse) al disminuir la escala de la potencia de transmisión de la RU por un factor P_reducción y asignar potencia a cada UE en proporción a su ganancia de trayectoria. En un ejemplo, P_reducción se puede escribir como:

P_reducción (1 /lv) ^{( l l j r i i i s / U j r n e d ia ) 5}

donde uj_media es la ganancia promedio de la trayectoria y uj_rms es la ganancia de la trayectoria RMS de los UE de K en reutilización relativa a esa j-ésima RU. Por ejemplo, cuando dos UE están en reutilización (K = 2) y tienen la misma ganancia de trayectoria a una RU, P_reducción es igual a 0,5 (por ejemplo, corte de potencia a la mitad). La RU divide la potencia resultante del 50 % en partes iguales entre los dos UE. El sesgo total más la interferencia directa vista por los dos UE se reduce entonces en un 50 %, en comparación con el caso en el que la RU transmite potencia completa a un UE.

Otra forma de reducir la interferencia vista por un UE desde una RU es blanquear las transmisiones desde esa RU. Esto puede ser útil para evitar interferencias con otras redes de células pequeñas o macrocélulas o cuando se usan determinados modos de transmisión en LTE que utilizan DM-RS o señales de referencia específicas del usuario, cuyos ejemplos incluyen, pero no se limitan a, TM8, TM9 y TM10.

Todavía, otra forma de reducir la interferencia vista por un UE es reducir la potencia de las transmisiones de una RU cuando la RU sirve a un UE cercano. En algunas implementaciones, el controlador puede realizar un seguimiento de la posición de los UE y, cuando se determina que un UE está cerca de una RU, se reduce la potencia de transmisión a ese UE. La reducción de la potencia de transmisión al servir a los UE cercanos puede reducir significativamente la interferencia con otros usuarios que reciben en el mismo bloque de recursos al mismo tiempo, especialmente para UE que utilizan DM-RS del estándar LTE para la estimación de canales. En algunos ejemplos, para evitar cualquier sesgo en la estimación del canal de un UE que utiliza la señal de referencia CS-Rs del estándar LTE para la estimación del canal durante la demodulación, la potencia relativa de la transmisión PDSCH con relación a las transmisiones CS-RS al UE se reduce después de enviar un mensaje de reconfiguración de control de recursos de radio (RRC). Cuando el mismo UE se aleja de la RU, su potencia aumenta de nuevo enviando un nuevo mensaje de reconfiguración de RRC.

Cuando un UE recibe datos de dos o más RU, es posible servir a ese UE mediante el uso de MIMO distribuido de orden superior a través de tales RU. Por ejemplo, cuando dos RU, cada una con dos antenas de transmisión se transmiten a un UE, en lugar de transmitirse en forma de transmisión simultánea, se puede usar la precodificación a través de las cuatro antenas. Si el UE tiene dos antenas de recepción, se puede implementar el MIMO distribuido 4x2 utilizando una matriz de precodificación 4x2. La operación de precodificación 4x2 puede implementarse en el controlador o la operación de precodificación puede desglosarse en dos operaciones de precodificación 2x2 separadas e implementarse en las RU. Las RU pueden transmitir señales CSI-RS adecuadas, como se describe en la presente descripción, y el UE, tras la configuración por el controlador, informará la CSI con base en estas señales CSI-RS. El controlador utilizará la CSI informada para determinar el precodificador.

Del mismo modo, también es posible usar los métodos descritos en la presente descripción para MIMO multiusuario distribuido. Mediante el uso de un método similar al descrito para la transmisión multiusuario desde una RU, es posible programar múltiples UE en el mismo RB, cuando sus informes de CSI indican que son candidatos para la transmisión MIMO multiusuario. Al probar la posible reutilización, dos UE que pueden estar en MIMO multiusuario, una o más posiciones "1" en los vectores de firma cuantificados de UE pueden reemplazarse por un valor entre 0 y 1. Esto permitirá que estos UE se reutilicen con MIMO multiusuario.

Adaptación de enlace

Además de determinar los bloques de recursos, las RU, y las estrategias de precodificación para su uso en la transmisión de datos a un UE, en algunas implementaciones, el controlador (o el programador en tiempo real) también determina la velocidad de transmisión del enlace aéreo al UE. En un ejemplo, supongamos que UE1 y UE2 están programados para reutilizar el mismo bloque de recursos, y el controlador recibe s CQI (indicador de calidad del canal) de ambos. Sin embargo, la CQI informado por el UE no considera posibles interferencias que puedan ser causadas por la reutilización. Para transmitir exitosamente datos a un UE a la velocidad de transmisión correcta, se estima el nivel de interferencia y se determina la velocidad de transmisión real en base al CQI y el nivel de interferencia medido. La inclusión de la interferencia estimada en la obtención de la velocidad de transmisión correcta también se denomina a veces retardo de CQI. De manera similar, en los modos de transmisión MIMO, el rango o precodificador de la transmisión podría ser diferente del rango que solicitó el UE, y esto también puede determinarse con base en un mecanismo de retardo que incorpora la interferencia estimada.

El retardo de CQI puede implementarse con base en las mediciones de la ganancia de trayectoria en el enlace ascendente. En un sistema TD-LTE, las transmisiones de enlace descendente y enlace ascendente se producen en la misma frecuencia y, por lo tanto, dan como resultado coeficientes de canal similares. Esta reciprocidad puede usarse para estimar con precisión las condiciones de interferencia de enlace descendente con base en las mediciones de las transmisiones de enlace ascendente desde el UE. En un sistema FDD, las transmisiones de enlace descendente y enlace ascendente se producen en diferentes frecuencias y, como resultado, es más difícil estimar la condición de interferencia de enlace descendente con base en las mediciones de enlace ascendente. Cuando las estimaciones de la interferencia de enlace descendente se limitan a la ganancia promedio de la trayectoria, la estimación de la tasa puede tener en cuenta el posible aumento de la interferencia debido al desvanecimiento a pequeña escala. Al aplicar una transmisión confiable de retroceso adicional se puede lograr incluso en ausencia de información precisa sobre la interferencia de enlace descendente.

Además, el controlador recibe retroalimentación de los UE sobre el éxito o el fallo de las transmisiones PDSCH anteriormente programadas como parte del proceso HARQ. El controlador puede usar además esta información de retroalimentación para la adaptación del enlace de bucle exterior para adaptar la velocidad de transmisión para hacer que las transmisiones sean más confiables en algunos casos. Lo que puede, en algunos casos, limitar la efectividad de la adaptación del enlace de bucle externo son las condiciones de interferencia que varían rápidamente causadas por la programación independiente en estaciones base no coordinadas. En los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, la adaptación del bucle exterior puede funcionar en coordinación con la programación del usuario y los módulos de selección QSV, de manera que pueden evitarse cambios significativos a corto plazo en el entorno de interferencia en algunos casos. Se dice que un bucle exterior de UE está en estado activo cuando se han asignado recursos de UE dentro del último ms de N, donde N es un parámetro numérico configurable. La variación de interferencia puede evitarse, en algunos casos, al garantizar que el interferente dominante del UE sea persistente mientras el UE permanece en estado activo. Cuando se permite que el interferente dominante del UE cambie, por ejemplo, debido a la incertidumbre del desvanecimiento a pequeña escala experimentado por el nuevo interferente dominante, puede haber cierta incertidumbre en la tasa más alta alcanzable del UE y, por lo tanto, puede usarse una tasa más conservadora. En algunas implementaciones, se puede lograr un entorno de interferencia dominante estable mediante el uso de transmisiones "ficticias" de bloques de recursos no utilizados en una RU que actúa como un interferente dominante. De manera similar, los ajustes QSV basados en cambios de carga que dan como resultado una reducción de la zona de transmisión simultánea de un UE pueden diferirse hasta que el bucle externo del UE pase al estado inactivo. Cuando se necesita un cambio en el QSV de un UE que reduce su zona de transmisión simultánea para liberar la carga en una RU vecina, el bucle externo del UE puede reinicializarse incluso cuando el bucle externo del UE esté en estado activo. Además, un programador de enlaces aéreos puede aprovechar las variaciones en la reutilización entre los usuarios para proporcionar cierta diversidad de frecuencias contra interferencias variables.

Con el uso de las capacidades de medición de interferencia (IM) en LTE TM 10/11 descritas anteriormente en la configuración conglomerada de CSI-RS, puede mejorarse el rendimiento de adaptación de enlace. Por ejemplo, un UE puede configurarse para informar la CSI con base en múltiples escenarios de interferencia, y la CQI y PMI pueden determinarse con base en tales informes por parte de la CU utilizando un conocimiento preciso sobre la programación del usuario en todo el sitio. También se pueden utilizar varios informes de CSI por parte de un UE para facilitar la adaptación del enlace.

Reutilización de PDSCH en los modos de transmisión de la versión 10/11 9110

En el modo de transmisión 9 de la versión 10 y el modo de transmisión 10 en la versión 11, DM-RS se usa para la ecualización y demodulación. Para cada RB (bloque de recursos), hay dos secuencias de referencia, cada una de las cuales usa una diferente entre dos identidades del codificador. Además, dos secuencias DM-RS ortogonales se derivan del mapeo de una única secuencia de referencia QPSK a 12 RE por RB mediante el uso de una cobertura ortogonal de longitud 2. La secuencia DM-RS seleccionada se indica en el PDCCH.

En algunos ejemplos, diferentes RU pueden transmitir a diferentes UE en el mismo RB de la siguiente manera: una capa MIMO cada una puede transmitirse a dos UE con DM-RS enviado en doce RE por RB usando una cobertura ortogonal. La interferencia entre las dos transmisiones a los dos UE es pequeña o inexistente. Cada una capa MIMO puede transmitirse a cuatro UE con DM-RS en doce RE por RB, usando una identidad de codificación además de la cobertura ortogonal. En este caso, no hay interferencia entre las transmisiones DM-RS a un primer par de UE, UE¹ y UE² , o entre las transmisiones DM-RS a un segundo par de UE, UE³ y UE⁴. Sin embargo, puede haber interferencia aleatoria entre los dos pares. En algunas implementaciones, dos capas MIMO cada una se transmiten a dos UE, con DM-RS en doce RE por RB, con transmisión ortogonal entre capas de la misma UE, y la interferencia aleatoria entre los UE. Cuando la reutilización necesita más de cuatro capas MIMO en total, se puede reutilizar la misma DM-RS. Por ejemplo, para transmitir dos capas MIMO cada una a tres UE en los mismos RB, las mismas dos secuencias DM-RS que tienen la misma cobertura ortogonal y la misma identidad de codificación pueden usarse para dos UE que están más separados. Para el tercer UE, se puede usar una secuencia DM-RS que tiene la misma cobertura ortogonal que las dos secuencias DM-RS, pero una identidad de codificación diferente.

La Versión 11, TM10 del estándar LTE incluye la capacidad de un UE para informar la CSI para un máximo de tres CSI-RS. Por ejemplo, en la configuración conglomerada descrita en la presente descripción, un UE puede configurarse para informar la CSI no solo para su conglomerado de servicio, sino también para el conglomerado vecino.

La Versión 11, TM10 del estándar LTE incluye la capacidad para que el UE mida la interferencia procedente de ciertas RU e incluya dicha medición en la estimación del CQI. Para activar la medición de interferencias, se puede configurar un UE con una configuración CSI-IM (Información de estado del canal - Medición de interferencias). Los recursos (RE) que usa el UE para medir la interferencia pueden definirse de la misma manera que en una configuración CSI-RS; por ejemplo, un índice de configuración de recursos CSI-IM y un índice de configuración de subtrama CSI-IM. En un ejemplo, una CSI-RS, junto con una CSI-IM, forma un proceso de CSI, que corresponde a un informe de CSI por parte del UE. En la Versión 11, un UE puede configurarse con un máximo de cuatro procesos de CSI (por ejemplo, cuatro informes de CSI), tres CSI-RS de potencia distinta de cero y tres CSI-IM.

En el ejemplo anterior, un UE TM10 puede configurarse con hasta tres CSI-IM, con cada CSI-IM correspondiente a uno diferente de los conglomerados de RU. Al seleccionar los conglomerados RU que a) son más propensos a usarse en reutilización para ese UE, y b) representan áreas donde la medición de interferencia es más útil para ese UE, se puede controlar el número de mediciones de interferencia que el UE necesita realizar e informar. En algunos casos, la medición de interferencia puede ser más útil cuando se espera que la interferencia sea fuerte y cause un retroceso significativo del CQI, como se describe en otra parte de la presente descripción. Un conglomerado de RU que está demasiado cerca, o demasiado lejos, del UE puede no ser un buen candidato para la medición de interferencias. En algunos ejemplos, el UE se configura con una CSI-RS, tres CSI-IM y hasta cuatro procesos de CSI, donde se forman tres procesos al emparejar la CSI-RS del UE ("conglomerado de servicios") con cada uno de los tres CSI-IM, y se forma un cuarto proceso al usar la CSI-RS del UE sin ningún CSI-IM.

En el ejemplo descrito anteriormente, el tamaño del conglomerado puede variar de 1 a N (donde N es un número mayor que uno) RU. En algunas implementaciones, los conglomerados más grandes pueden reducir la frecuencia de reconfiguración, pero también pueden hacer que sea más difícil coincidir con las condiciones de reutilización reales. También es posible formar conglomerados con cuatro u ocho puertos de antena. En algunos ejemplos, tales conglomerados admiten CSI para MIMO distribuido multi-RU.

Los conglomerados también pueden solaparse en algunos casos. Por ejemplo, se puede definir una ventana deslizante de conglomerados, cada uno de los cuales puede estar representado por una CSI-RS diferente, como se muestra en la topología lineal de las RU a continuación. Esta configuración de solapamiento puede evitar los límites del conglomerado y, en algunos ejemplos, garantizar que un UE se posicione centralmente en relación con su conglomerado de "servicio". Los conglomerados superpuestos pueden, en algunos ejemplos, aumentar la sobrecarga, ya que pueden necesitar transmitirse múltiples CSI-RS desde cada RU. En el ejemplo de la Figura 32, RU2 a RU 5 transmiten tres CSI-RS diferentes y RU1 y RU6 transmiten dos c Si-RS diferentes. Más específicamente, en el sistema 3200 de la Figura 32, RU1 transmite CSI-2.1 y CSI-2.12 y RU2 transmite CSI-2.12 y ^c SI-2.2 (donde la transmisión en la Figura 32 se indica por las líneas discontinuas), etcétera para las otras RU mostradas. Cuando un UE se localiza entre RU1 y RU2, el UE puede configurarse para informar CSI con base en CSI-2.12, o alguna combinación de CSI-2.12, CSI-2.1 y CSI-2.2. La CU puede utilizar tal CSI informada para determinar si se sirve el UE desde RU1, desde RU2 o desde ambos.

Los sistemas descritos en la presente descripción pueden usar además configuraciones CSI-IM adicionales para la medición de interferencias. En este ejemplo, una configuración CSI-IM representa un escenario de interferencia determinado, donde algunas RU se transmiten y otras son silenciosas. Por ejemplo, un UE que recibe datos de RU3 y RU4 puede recibir interferencia de RU2 o RU5 o ambos. Para facilitar una medición de interferencias adecuada, la CU puede configurar RU2 y RU5 con CSI-RS de potencia cero, ZP-CSI-2.2 y ZP-CSI-2.5. A continuación, se pueden definir tres recursos de CSI-IM de la siguiente manera:

Recurso de CSI-IM A: CSI-2.2 ZP-CSI-2.5

Recurso de CSI-IM B: ZP-CSI-2,2 CSI-2,5

Recurso de CSI-IM C: ZP-CSI-2.2 ZP-CSI-2.5

La UE puede configurarse para informar CSI en tres procesos de CSI, que incluyen el recurso CSI CSI-2.34 emparejado con tres recursos CSI-IM diferentes (A, B y C). Equipado con tres informes de CSI distintos que corresponden a estos tres procesos de CSI, un programador coordinado (que se ejecuta, por ejemplo, en una o más CU) puede realizar una adaptación de enlace relativamente precisa para determinar la tasa de datos que se aplicará al UE.

Reutilización de PDSCH en la agregación de portadoras

Las técnicas descritas anteriormente pueden usarse además junto con la agregación portadora (CA). En CA, el programador en tiempo real (por ejemplo, en una o más CU) puede programar dos o más usuarios en dos o más portadoras simultáneamente. Cuando las portadoras están colocalizadas, se pueden utilizar los mismos QSV para programar en ambas portadoras. En otras palabras, los UE que pueden asignarse al mismo recurso de enlace aéreo en una portadora también pueden asignarse en el mismo recurso de enlace aéreo en otras portadoras.

Cuando las portadoras no se colocalizan (en otras palabras, algunas RU en un conglomerado sirven a diferentes portadoras), entonces la localización de UE puede repetirse para las dos portadoras y pueden necesitarse QSV diferentes en diferentes portadoras.

Reutilización de PDCCH

En un sistema de célula única sin reutilización, PDCCH se transmite de forma simultánea y no hay interferencia. En algunas implementaciones, en un sistema de célula única sin interferencias entre células, se pueden usar menos CCE (elementos de canal de control) por DCI (información de control de enlace descendente) que en un sistema de múltiples células, aumentando de esta manera la capacidad de la célula única. Cuando se requiere un sistema de célula única para programar la transmisión de muchos más UE y no hay CCE de repuesto disponibles, en esa misma subtrama se puede implementar la reutilización de PDCCH. La implementación puede ser similar a la reutilización de PDSCH descrita anteriormente. El conjunto de CCE asignados a un UE también se puede reutilizar para otro UE. Tal reutilización puede aumentar la capacidad del canal de control del sistema de célula única. La Versión 11 de LTE proporciona una mayor capacidad PDCCH con un nuevo canal E-PDCCH (PDCCH mejorado). La reutilización de PDCCH está vinculada con la reutilización de PUCCH en el enlace ascendente, que se describe a continuación. El recurso PUCCH para HARQ ACK/NACK de un UE determinado se identifica mediante el índice CCE que se asignó a ese UE sobre el PDCCH. En la reutilización de PDCCH, si se reutiliza el mismo conjunto de CCE, dos transmisiones PDCCH comienzan en el mismo número CCE y, por lo tanto, las transmisiones PUCCH correspondientes por los dos UE utilizarán el mismo recurso PUCCH para HARQ ACK/NAK. La reutilización de recursos en las transmisiones PUCCH crea interferencias entre UE correlacionadas, debido a que ambos UE usan la misma secuencia DM-RS. Se pueden utilizar decodificadores ciegos más complejos para aumentar la fiabilidad del decodificador PUCCH en tales escenarios de reutilización.

Las técnicas de división de células virtuales descritas en la presente descripción mediante el uso de MIMO multiusuario o aislamiento de RF pueden usarse en sistemas que son compatibles con todas las versiones del estándar LTE. Los UE de la versión 8 usan la CS-RS, en lugar de las DM-RS, para la demodulación, lo que, en algunas situaciones, puede causar un desajuste durante la demodulación. Todavía en muchos casos, la división de células virtuales de la manera descrita en la presente descripción es muy conveniente, por ejemplo, cuando hay un fuerte aislamiento de RF entre las antenas transmisoras y no transmisoras, de manera que los UE pueden lograr un rendimiento total mayor que cuando cualquiera de los UE se sirve en un recurso de tiempo-frecuencia dedicado. En las versiones 9 y 10, en algunas implementaciones, la única retroalimentación de CQI/PMI/RI que se envía por los UE puede no ser suficiente para que la CU determine de manera fiable qué RU y antenas físicas son más probables para proporcionar la señal más fuerte a cada UE (en la dirección del enlace descendente). En tales implementaciones, la CU también puede usar información sobre la intensidad de las señales del enlace ascendente, tal como la Señal de Referencia de Sondeo (SRS) o las señales de control del PUCCH o los datos del enlace ascendente del PUSCH, que se reciben por las RU de los UE para determinar las antenas que probablemente proporcionen la señal más fuerte a cada UE en el enlace descendente. Después de que la CU determina las RU o las antenas físicas para la transmisión a un UE dado, la CU elige los pesos del vector de precodificación como se describió anteriormente en el documento de modo que las señales a un UE se transmitan desde antenas que el UE escuche fuertemente.

En algunos casos, la división de células virtuales mediante el uso del aislamiento de RF puede implementarse con mayor precisión en la versión 11, donde los UE son capaces de enviar múltiples informes del CQI para diferentes RU. La CU usa estos informes del CQI para determinar qué RU o antenas físicas transmiten señales que probablemente se reciban por los UE coprogramados con una alta intensidad.

División de Células Virtuales del Enlace Ascendente

Con referencia de nuevo a la Figura 5A, es posible implementar la división de células virtuales también en el enlace ascendente. La CU puede programar múltiples UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia y reducir o eliminar cualquier interferencia entre los UE coprogramados en la CU mediante el uso de una Combinación de Rechazo de Interferencia (IRC) o Cancelación de Interferencia Sucesiva (SIC). Estas técnicas pueden depender del filtrado espacial como en MIMO multiusuario o como en el aislamiento de RF. En el enlace ascendente, los UE 502, 504, 506 comparten ciertos recursos del enlace ascendente que están disponibles en la célula 500. Los recursos del enlace ascendente pueden incluir el desplazamiento cíclico para las señales de referencia de las DM-RS y el Código de Cobertura Ortogonal (OCC) que se asignan a los UE para las transmisiones del PUSCH (Canal Físico Compartido de Enlace Ascendente) y los índices de recursos que se asignan a los UE para las transmisiones del PUCCH (Canal Físico de Control de Enlace Ascendente). La CU puede crear células virtuales en el enlace ascendente al reusar los mismos recursos entre los UE en la misma célula física. La cantidad de UE que pueden transmitir simultáneamente en el mismo recurso de tiempo-frecuencia se limita, al menos parcialmente, por la disponibilidad de los recursos del enlace ascendente en la célula única. Reusar los mismos recursos entre los UE puede aumentar la capacidad total disponible en el enlace ascendente.

Transmisiones del PUSCH

Las señales de referencia de las DM-RS que se usan por un UE dependen del número de Bloques de Recursos (RB) que se asignan a ese UE. Para las transmisiones del PUSCH, el número de RB puede llegar a ser tan alto como 108. Una señal de referencia de las DM-RS que tiene una longitud de 12xN se deriva de una secuencia base de la misma longitud, donde N es el número de RB que se asignan al UE. Pueden derivarse hasta 12 secuencias de referencia de las DM-RS (o, de manera intercambiable, señales) de cada secuencia base mediante el uso de un desplazamiento cíclico en el dominio del tiempo. Estas secuencias de referencia desplazadas cíclicamente son ortogonales entre sí. Cuando el canal para transmitir las secuencias de referencia es suficientemente plano a través de un RB, dos UE pueden transmitir sus señales de referencia de las DM-RS con diferentes desplazamientos cíclicos en el mismo RB. La CU puede entonces estimar los respectivos canales del enlace ascendente para las transmisiones desde los dos UE sin experimentar ninguna interferencia sustancial entre ellos. Cuando el canal no es lo suficientemente plano, en algunos casos, pueden generarse menos de 12 secuencias de referencia de las DM-RS ortogonales al desplazar cíclicamente una secuencia base.

En algunas implementaciones, las secuencias de referencia de las DM-RS ortogonales se usan para la multiplexación espacial de usuario único (hasta 4 capas) y MIMO multiusuario. En la versión 10, puede aplicarse un código de cobertura ortogonal a las dos secuencias de las DM-RS de manera que dos capas pueden transmitirse mediante el uso del mismo desplazamiento cíclico, mientras se mantienen las señales de referencia de las DM-RS ortogonales.

En algunas implementaciones, los UE que se sirven por la misma célula física (por ejemplo, la célula 500 de la Figura 5A) usan la misma secuencia base para las transmisiones del PUSCH. Cuando múltiples UE transmiten en el mismo recurso de tiempo-frecuencia, la C^u coordina la asignación de desplazamientos cíclicos y las coberturas ortogonales en la programación del enlace ascendente para mantener las señales de referencia de las DM-RS que se transmiten en el mismo recurso de tiempo-frecuencia ortogonal, cuando sea posible. En algunos casos, tal ortogonalidad requiere no solo DM-RS ortogonal, sino también asignaciones de RB perfectamente alineadas. Cuando los UE en reutilización tienen DM-RS ortogonal, pero sus asignaciones de RB no están perfectamente alineadas, puede haber alguna interferencia de DM-RS aleatoria entre los UE. Sin embargo, el impacto del rendimiento de dicha interferencia aleatoria es pequeño.

En tales implementaciones, permanece disponible un número suficiente de desplazamientos cíclicos para la asignación y para su uso en multiplexación espacial o MIMO multiusuario en cada célula. Por ejemplo, cuando se dispone de seis desplazamientos cíclicos de la secuencia base y los seis desplazamientos cíclicos se acoplan con un código de cobertura ortogonal por pares, la CU puede dar servicio a hasta doce capas en el mismo recurso de tiempo-frecuencia del enlace ascendente con señales de referencia de las DM-RS ortogonales.

En algunas implementaciones, una célula física descrita anteriormente (por ejemplo, la célula única 500 de la Figura 5A) puede ser arbitrariamente grande. En una célula grande, cuando hay un uso extensivo de transmisiones simultáneas del enlace ascendente en el mismo recurso de tiempo-frecuencia, la CU puede encontrarse con poca disponibilidad de desplazamientos cíclicos y de coberturas ortogonales para mantener la ortogonalidad entre las señales de referencia de las DM-RS. De manera similar al aislamiento de RF en el enlace descendente, el enlace ascendente puede reutilizar la una o más señales de referencia de las DM-RS en el mismo recurso de tiempofrecuencia cuando las transmisiones del enlace ascendente por los respectivos UE coprogramados no interfieren sustancialmente entre sí. En algunas implementaciones, cuando no hay un solapamiento sustancial entre las señales que se reciben de los UE coprogramados por ciertos grupos de RU o antenas receptoras, puede usarse la misma señal de referencia de las DM-RS para esos UE. La CU puede determinar qué grupos de antenas receptoras o RU reciben señales significativas de un UE en base al PUCCH, las SRS (Señales de Referencia de Sondeo) y las transmisiones del PUSCH anteriores y puede asignar desplazamientos cíclicos y en consecuencia OCC (Códigos de cobertura ortogonal).

En algunas implementaciones, cuando hay múltiples células que se sirven por uno o más controladores, también es posible asignar la misma secuencia base a todas las células. Esto permite al controlador asignar todos los UE a desplazamientos cíclicos de la misma secuencia base y garantizar la ortogonalidad entre los UE, que incluyen aquellos UE que se sirven por diferentes células. En base al aislamiento de RF, el controlador también puede reutilizar los mismos desplazamientos cíclicos en diferentes partes del sitio y aumentar el número de UE que pueden soportarse.

En una red de radio compatible con los estándares de la versión 11, pueden asignarse diferentes RU en una célula (tal como la célula 500 de la Figura 5A) a diferentes secuencias base de las DM-RS. En algunas implementaciones, no se garantiza la ortogonalidad entre diferentes desplazamientos cíclicos de diferentes secuencias bases, pero se aumenta el número de secuencias de las DM-RS disponibles. En consecuencia, puede aumentarse el tamaño de la célula y puede darse servicio a más UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia.

Transmisiones del PUCCH y el PRACH

Para las transmisiones del PUCCH, por ejemplo, para transmitir ACK/NAK de HARQ o Información de Estado del Canal (CSI), diferentes transmisiones de UE en diferentes células usan diferentes secuencias base para evitar colisiones entre las transmisiones de UE en las diferentes células físicas. Esto puede lograrse al asegurar que los ID de célula que se usan por las células vecinas no solapen al módulo 30. El salto de grupo, una característica del estándar LTE, también puede usarse para aleatorizar la interferencia entre las transmisiones del PUCCH de diferentes UE en diferentes células físicas.

Los desplazamientos cíclicos ortogonales de las secuencias base (y posiblemente los OCC) se usan en las transmisiones del PUCCH para permitir que múltiples UE transmitan en los mismos recursos de tiempo-frecuencia. En algunas implementaciones, es posible reutilizar los desplazamientos cíclicos (y los OCC cuando se usan) en diferentes partes de la célula para aumentar el número de UE que transmiten al mismo tiempo. El aislamiento de RF puede usarse por el controlador para determinar qué UE pueden reutilizar el uno o más desplazamientos cíclicos de secuencia base y coberturas ortogonales para el mismo recurso de tiempo-frecuencia con base en las transmisiones que se reciben de los UE, por ejemplo, en el PRACH (Canal Físico de Acceso Aleatorio) o en las transmisiones del PUCCH o del PUSCH.

En algunas implementaciones, la interferencia entre una célula (por ejemplo, cualquier célula única descrita anteriormente) y cualquier macrocélula cercana (por ejemplo, una red móvil que proporciona cobertura fuera del sitio 10 en la Figura 1) se aleatoriza y se mantiene pequeña. En algunas implementaciones, la CU elige las secuencias bases para su uso en las transmisiones del PUSCH o del PUCCH que son diferentes de las secuencias bases usadas en macrocélulas cercanas. Además, la CU también puede implementar el salto de grupo.

En algunas implementaciones, también es posible que dos o más UE que transmiten en el Canal de Acceso Aleatorio (RACH) mediante el uso del mismo preámbulo se detecten por la red de radio de la presente descripción. Cada célula tendrá 64 preámbulos disponibles en cada oportunidad del PRACH. Al procesar individualmente las señales que se reciben de cada RU o grupo de RU, el controlador puede, en algunos casos, detectar de manera fiable múltiples transmisiones del PRACH que usan el mismo preámbulo y que están libres de interferencias significativas entre ellas. Por ejemplo, con referencia a la Figura 5B, el controlador 550 puede procesar individualmente las señales de cada RU o grupo de RU (por ejemplo, células virtuales 508a, 580b, 508c) para detectar múltiples transmisiones del PRACH 552, 554, 556 que usan el mismo preámbulo.

Reutilización del PRACH

En un sistema de célula única, la oportunidad de PRACH se comparte entre todos los UE en la célula. Cuando dos UE en un sistema de célula única envían el mismo preámbulo en la misma oportunidad de PRACH, es posible que las RU detecten una, ambas o ninguna de las transmisiones, dependiendo de la intensidad relativa de la señal de las señales recibidas en diferentes RU. La transmisión del mismo preámbulo aparece a un detector PRACH como multitrayecto. La CU puede decidir que el mismo preámbulo de PRACH recibido por diferentes RU pertenece a dos UE diferentes con base en las métricas de calidad de la señal recibida de PRACH de todas las RU.

Cuando la CU determina que ha recibido el mismo preámbulo de dos UE a través de dos conjuntos diferentes de RU y que puede resolver la contención (descrita a continuación) para permitir que ambos UE se conecten, la CU envía dos mensajes de respuesta RA (Acceso aleatorio) al mismo RA-RNTI (identificador temporal de la red de radio de acceso aleatorio) a través de diferentes RU. La reutilización de PDCCH y/o PDSCH puede usarse para enviar estos dos mensajes, que llevan dos valores de RNTI temporales diferentes y las concesiones de enlace ascendente asociadas pueden asignar RB no solapados. Al transmitir la Respuesta ^rA de la manera anterior, ambos UE buscan una transmisión de enlace descendente a RA-RNTI. En algunas implementaciones, las transmisiones PDCCH asociadas con la respuesta RA se envían a un nivel de agregación de ocho, por ejemplo, para proporcionar fiabilidad y los diferentes mensajes DL-SCH de respuesta RA se envían en los mismos Rb . Esta estrategia de transmisión puede permitir la correcta recepción por parte de los UE con la implementación de la reutilización. Siempre que los UE puedan recibir correctamente sus respectivos mensajes de respuesta RA, los UE pueden responder con diferentes transmisiones de Mensaje 3 y proceder a configurar conexiones RRC separadas. En algunas implementaciones, la CU puede enviar un único mensaje de respuesta RA y proceder con un procedimiento de resolución de contención estándar donde solo un UE puede conectarse al controlador y pasar al estado conectado a RRC.

En algunas implementaciones, al menos algunas partes de la reutilización de PRACH las llevan a cabo las RU. Por ejemplo, los preámbulos pueden detectar las RU. En algunas implementaciones, las detecciones de los preámbulos se llevan a cabo sin sobrecargar las RU.

Procesamiento PUCCH en las RU y reutilización de PUCCH

Como se explica en otras partes de la presente descripción, en algunas implementaciones, una célula de comunicación incluye un controlador o unidad de controlador (CU) y múltiples RU que están en comunicación con la CU. En algunas implementaciones, al menos cierto procesamiento de banda base se realiza en las RU. Este procesamiento de banda base puede distribuirse (por ejemplo, extenderse) a través de las RU, como se describe a continuación. El procesamiento de banda base puede incluir uno o más tipos de procesamiento que implican el PUCCH (Canal de control de enlace ascendente físico) de LTE. A continuación se proporciona una descripción del PUCCH para los formatos LTE 1 y 2, seguido de una descripción del procesamiento que puede realizar la RU y la distribución de ese procesamiento a través de las RU.

Generalmente, el Formato 1 lleva las señales de ACK/NAK (con acuse de recibo/sin acuse de recibo) de solicitudes de programación (SR) de DL (enlace descendente) y HARQ DL (solicitud de repetición automática híbrida). Generalmente, el Formato 2 se utiliza para CSI (información de estado del canal).

Las transmisiones PUCCH por un UE se producen en subtramas conocidas por la CU. Esto también se aplica a la SR, aunque la ausencia de una SR se indica enviando el símbolo "0", o no transmitiendo en absoluto. PUCCH se envía utilizando recursos de tiempo-frecuencia en los bordes de la banda. Estos recursos se asignan en trozos de 1 bloque de recursos físicos (PRB) a la vez en más de 2 ranuras, donde las ranuras se encuentran en extremos diagonalmente opuestos de la red de frecuencia temporal.

El Formato 2 ocupa las regiones de PUCCH más exteriores de NPUCCH(2) de los PRB, donde NPUCCH(2) es un parámetro semiestático transmitido en un SIB (bloque de información del sistema). A todos los UE conectados a RRC (controlados por radio recursos - conectados) se les asigna un recurso de Formato 2 para la generación de informes periódicos de CSI. En algunas implementaciones, hasta doce UE pueden enviar simultáneamente (en la misma subtrama) CSI en la misma región PUCCH mediante el uso de un conjunto único de rotaciones de fase (o un único desplazamiento cíclico en el dominio de tiempo) de una secuencia específica de una célula única.

En algunos casos, la capacidad del usuario de CSI puede aumentarse en la célula de comunicación mediante el uso de un período de CSI más largo y la asignación de UE a desplazamientos de tiempo no solapados, o mediante el aumento del número de regiones PUCCH asignadas a CSI. El período CSI y el desplazamiento son parámetros específicos de UE que se asignan típicamente en el momento de la configuración de la conexión. Por ejemplo, mediante el uso de un período CSI de 20 subtramas, 240 (20x12), los UE conectados a RRC pueden enviar CSI periódicas en una región PUCCH. En otro ejemplo, en el período de CSI permitido más corto de 2, solo hasta 24 (2x12) UE pueden enviar CSI periódica en 1 región PUCCH. El aumento del período de CSI es generalmente aceptable en sistemas interiores debido a la baja movilidad; sin embargo, en los procesos ilustrativos descritos en la presente descripción, un período de CSI más largo puede aumentar además el requisito de sincronización de frecuencia entre RU (en escenarios de transmisión conjunta en transmisión simultánea y CoMP (Transmisión multipunto coordinada y recepción)). A medida que cambia la carga de la célula de comunicación de red, la CU puede ajustar el parámetro NPUCCH(2) para reducir la sobrecarga de PUCCH. Cuando la CU determina que los recursos de Formato 2 utilizan mucho menos que las regiones de PUCCH NPUCCH(2) durante un período de tiempo, la CU puede cambiar la configuración de PUCCH en el bloque de información del sistema (SIB) transmitido por la CU.

El Formato 1 ocupa una o más regiones PUCCH inmediatamente después de las regiones PUCCH asignadas al Formato 2. El número de RB (bloques de recursos) asignados al Formato 1 puede variar dinámicamente. Sin embargo, cuando se usa el salto de frecuencia de PUSCH, hay un parámetro (desplazamiento de salto de PUSCH) que limitará el número de RB utilizados para PUCCH. En algunos casos, se pueden asignar hasta un número total de 1024 recursos de Formato 1 únicos, y los recursos de Formato 112, 18 o 36 pueden compartir la misma región PUCCH de 1 RB. Cuando el canal visto por el UE es plano a través de las 12 subportadoras de un PRB (bloque de recursos físicos), pueden soportarse 36 recursos de Formato 1 ortogonal, aunque este número puede caer a 18 o 12 cuando el canal varía significativamente dentro de un PRB. El número de recursos ortogonales que se pueden asignar a una región PUCCH es un parámetro específico de la célula que se transmite como SIB (Configuración común de PUCCH).

Los recursos de desplazamiento cíclico de Formato 1 se usan para SR y HARQ ACK/NAK. Los recursos de SR están reservados y, al igual que los recursos de Formato 2, generalmente se asignan a cada UE conectado a RRC. Cuando un UE conectado a RRC no tiene un recurso de SR asignado, puede utilizar el PRACH (canal físico de acceso aleatorio) para solicitar recursos de enlace ascendente. Este parámetro es otro parámetro específico de la célula anunciado en un SIB que especifica el número de recursos de Formato 1 que están reservados para SR. La configuración de SR también incluye un período y un desplazamiento, que se pueden utilizar para aumentar la capacidad de SR sin aumentar el número de regiones PUCCH reservadas para SR, aunque aumentar el período de SR también aumenta el tiempo de acceso promedio en UL (Enlace ascendente).

A continuación se describen procesos ilustrativos para realizar la decodificación PUCCH (canal físico de control de enlace ascendente) en las RU. En los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, la CU localiza las posiciones de los UE conectados a RRC a un número relativamente pequeño de las RU. La localización determina qué RU "locales" sirven a qué UE en la célula de comunicación. La localización permite la decodificación de PUCCH en las RU. De acuerdo con los procesos ilustrativos descritos en la presente descripción, después de que la CU determina las RU "de servicio" asociadas con cada UE conectado a RRC, la CU puede enviar información (llamada "información lateral) para su uso en la decodificación PUCCH a las RU antes del comienzo de cada subtrama de comunicación. La información puede incluir los parámetros de configuración básicos de PUCCH tales como NPUCCH(1) y NPUCCH(2) y los índices de recursos de desplazamiento cíclico de Formato 1 y Formato 2 para cada recurso a decodificar. La información decodificada, incluido el índice de recursos, se envía de regreso a la CU. Dado que el Formato 1 no utiliza ninguna codificación de canal, la RU puede enviar una métrica de decisión suave a la CU y permitir que la CU realice una combinación entre RU para aumentar la fiabilidad. En algunas implementaciones, la RU realiza la combinación a través de sus dos antenas Rx locales.

El Formato 2 usa un código de bloque (20, A) en esta implementación ilustrativa, donde A es el número de bits en la CSI (que varía en base al formato CSI) y 20 representa el número de bits codificados. En este ejemplo, la RU puede demodular hasta los bits codificados y enviar los bits codificados a la CU junto con una única métrica de calidad. La RU no necesita conocer el número de bits en la CSI. En un ejemplo, asumiendo una métrica de calidad de 6 bits, como máximo, se deben enviar 12 x (20 6) = 312 bits por región PUCCH, o 312 kbps. Alternativamente, cada RU puede decodificar la CSI completamente y enviar la CSI decodificada a la CU junto con una métrica de calidad, cuya CU puede usar para seleccionar los datos de una RU.

Como se explicó anteriormente, SR y CSI son los principales contribuidores a la limitación de capacidad en PUCCH. Un proceso para abordar este problema incluye la reutilización de recursos de desplazamiento cíclico en diferentes partes de la célula de comunicación.

Con respecto a esto, cuando dos UE en la misma célula usan el mismo recurso de Formato 1 para transmitir SR, existe alguna posibilidad de una colisión. Por ejemplo, supongamos que dos UE (UE#1 y #2) comparten el mismo recurso de SR, y el UE #1 transmite SR en alguna subtrama y el UE#2 no. Si las RU que sirven a UE#2 pueden recibir la transmisión de UE#1 incluso a un nivel de señal muy bajo, la CU puede declarar una "SR recibida" para UE#2. Esto puede hacer que la CU asigne innecesariamente recursos de PUSCH para el UE#2. Para evitar este problema, la CU puede comparar la "calidad" de la señal recibida PUCCH para la Sr UE#2 comparándola con el nivel de señal anteriormente informado para el UE#2 mediante sus RU de servicio.

Dado que los recursos de HARQ crecen con el número de usuarios por TTI, los recursos de HARQ crecerán linealmente con el número de usuarios coprogramados en el DL. Dado que los recursos de Formato 1 de HARQ se determinan en base al CCE utilizado para PDCCH, cualquier reutilización de PDCCH dará como resultado automáticamente una reutilización correspondiente del recurso de HARQ dentro de la misma célula. Por ejemplo, cuando dos UE (UE#1 y #2) se sirven en el DL utilizando el mismo PDCCH CCE, compartirán automáticamente el mismo recurso HARQ para transmitir ACK/NAK. En un escenario, UE#1 puede transmitir un ACK y UE#2 transmitir un NAK en algunas subtramas. Dado que ambos UE transmitirán el mismo DM-RS Formato 1 en los símbolos OFDM 2, 3 y 4 de cada ranura, el decodificador PUCCH en una RU dada estimará que el canal es la suma de los dos canales (de los dos UE), por ejemplo, H1(k) H₂(k). Pero en los otros símbolos OFDM que llevan el bit ACK/NAK, cuando los dos UE transmiten bits HARQ diferentes (X1(k) = -X2(k)), el receptor verá el canal de diferencia H1(k) - H₂(k). Esto hace que el ecualizador sea subóptimo y da como resultado un sesgo que reduce la SINR.

Detector mejorado para PUCCH

Como se explicó anteriormente, "reutilización" incluye, pero no se limita a, dos dispositivos en una célula única que utilizan el mismo recurso (por ejemplo, frecuencia) para la comunicación dentro de esa célula. El dispositivo de "reutilización" puede ser las unidades remotas (RU), el equipo del usuario (UE) (por ejemplo, un dispositivo móvil), o cualquier otro dispositivo apropiado. La reutilización puede producirse en el enlace descendente (DL) o en el enlace ascendente (UL), como se describe en la presente descripción. En el UL, por ejemplo, para la reutilización del canal físico de control de enlace ascendente (PUCCH), dos o más UE pueden comunicarse en el mismo recurso. En algunas implementaciones, ese recurso puede ser la frecuencia; sin embargo, se pueden usar otros recursos. Debido a que diferentes UE transmiten en la misma frecuencia, puede ser necesario separar señales de diferentes UE en un receptor (por ejemplo, en una Estación base (BS)). En algunas implementaciones, la detección de diferentes señales en un mismo recurso se realiza con base en la distancia de radiofrecuencia (RF) entre esas transmisiones. A continuación se describen ejemplos de un detector utilizado para detectar señales de diferentes UE en el mismo recurso y procesos que puede implementar el detector.

En algunas implementaciones, las RU pueden incluir una única antena para la comunicación con varios UE, mientras que en otras implementaciones, las RU pueden incluir dos o más antenas para la comunicación con varios UE. En este ejemplo, hay RU de antena única (RU1 y RU2), en comunicación con UE (UE1 y UE2). En este ejemplo, las señales PUCCH transmitidas por UE1 y UE2 se denotan por s1 y s2 y pueden tener valores (-1, 1, 0) correspondientes a las señales (ACK, NACK, DTX) con probabilidades dadas (Pr), donde ACK se refiere a una señal de acuse de recibo, NACK se refiere a una señal de acuse de recibo negativo, y DTX se refiere a una transmisión discontinua. En este ejemplo, se supone que Pr(ACK)=0. 81, Pr(NACK)=0,09 y Pr(DTX)=0,1. Además, en este ejemplo, UE1 y UE2 están o bien en la misma célula, compartiendo por lo tanto los mismos recursos de PUCCH, desplazamientos cíclicos, y códigos de cobertura ortogonales, y transmitiendo las mismas señales de referencia; o UE1 y UE2 están en diferentes células, y por lo tanto se distinguen por diferentes desplazamientos cíclicos, y códigos de cobertura ortogonales, y transmisión de diferentes señales de referencia.

La Figura 27 muestra una implementación ilustrativa que muestra la comunicación entre RU1, RU2, UE1 y UE2. Los procesos ilustrativos descritos en la presente descripción son utilizables con diferentes tipos de antenas de recepción (RX), que incluyen (1) antenas RX no correlacionadas, y (2) antenas RX correlacionadas.

Detector de usuario único sin reutilización

Un detector PUCCH de un usuario único declara DTX si la potencia recibida detectada P < T_A veces N, donde T_A es un valor umbral configurable, y N es la suma del ruido térmico y la interferencia de otras células medida en la RP. En ausencia de reutilización, la probabilidad de falsa alarma Pr(FA) depende únicamente del umbral T_A, y es independiente de los niveles de señal o ruido. En algunas implementaciones, T_A se elige de manera que Pr(FA) < 0,01, donde Pr(FA) representa la probabilidad de falsa alarma. Generalmente, el conocimiento a priori sobre la SNR no siempre ayuda a elegir el umbral T_A. Para el T_A elegido, la probabilidad de detección fallida, Pr(Fallida), aumenta con una SNR decreciente. En algunas implementaciones, hay un mínimo de SNR, SNRmín, Pr(Fallida) que permanece por debajo de un objetivo del 1 %. El valor óptimo de T_A para la detección de un usuario único sin reutilización también se denomina T_A_NR.

Detector de un usuario único con reutilización

Cuando se reutiliza, suponiendo que UE2 transmite un ACK o un NAK, Pr(FA) para UE1 puede escribirse como: Pr(FA) = 1 - Pr(Fallida-Int) < 1 %, o de forma equivalente: Pr(Fallida-Int) = 1 - Pr(FA) > 99 %.

Aquí Pr(Fallida-Int) representa la probabilidad de que falle la señal de interferencia. Dado que el receptor de un detector no puede distinguir necesariamente entre los dos UE que emiten la misma señal de referencia, para que el detector no falle en DTX de UE1, tiene que no detectar UE2. Para un umbral dado T_A, Pr(Fallida-Int) depende de INR = SNR/SIR, que es la relación de interferencia a ruido en el receptor para UE1. Utilizando el conocimiento disponible sobre el INR a partir de mediciones de localización, se puede determinar un valor umbral T_A para satisfacer la condición P_fA anterior (por ejemplo, Pr(Fallida-Int) > 1 - P_Pr(FA) > 99 %). Por ejemplo, suponiendo que SIR = 20 dB y 30 > SNR > -5 dB, se deduce que 10 > INR > -25 dB. El valor del umbral T_A aumenta por lo tanto con el INR. A valores altos de INR, el umbral T_A puede aumentarse significativamente para mantener Pr(FA) < 1 %.

También puede ser conveniente satisfacer la condición Pr(Fallida) < 1 %. Una vez que T_A se elige de acuerdo con el INR para cumplir con la condición Pr(FA), hay una SNR mínima, SNRmín, por encima de la cual se puede cumplir la condición Pr(Fallida). El valor de SNRmín se puede determinar mediante simulaciones. Para satisfacer ambas condiciones Pr(FA) < 1 % y Pr(Fallida) < 1 % en SNRmín = - 5 dB, SIR se controla para estar dentro de un intervalo conveniente.

Cuando ambos UE están en DTX, Pr(FA) para el detector de un usuario único disminuirá, debido al uso de un umbral superior T_A. Sin embargo, cuando solo se encuentra UE2 en DTX, la probabilidad de error aumentará, pero generalmente permanecería por debajo del objetivo del 1 %, siempre que el SIR sea lo suficientemente grande.

Detección multiusuario con reutilización

En algunas implementaciones, un detector conjunto puede funcionar con dos umbrales, T_A y T_B, donde T_B > T_A, de la siguiente manera:

Inicialmente, en una primera operación, si (P1 P2) < T_A (N1 N₂), se declara que ambos UE están en DTX. De cualquier otra manera, en una segunda etapa, con base en la determinación de que al menos un UE tiene señal (Ac K/NAK), P1 y P2 se comparan:

Si P1 > P2, UE1 se declara que tiene ACK/NAK; lo que queda por determinar es si UE2 es DTX o no;

Si P2 > P1, UE2 se declara que tiene ACK/NAK; lo que queda por determinar es si UE1 es DTX o no.

A veces no se producirá un error en esta operación, si el SIR > 0 dB. A continuación, si en una segunda operación P1 > P2 y P2 > T_B veces N₂, no se declara DTX. De cualquier otra manera, se declara que UE2 se encuentra en DTX. Si en el segundo paso, P1 < P2 y P1 > T_B veces N1, no se declara DTX. De cualquier otra manera, se declara que UE1 se encuentra en DTX.

Localización

Al recibir la señal de enlace ascendente del UE en una o más RU, o en la programación de reutilización, puede ser conveniente determinar la localización de radio de un UE con respecto a las RU. La localización incluye técnicas utilizadas para realizar esta determinación. En algunas implementaciones, la localización puede basarse principalmente en la detección de la señal de enlace ascendente del UE. En algunas implementaciones, los informes de medición de UE de la señal de enlace descendente también se pueden utilizar para ayudar en el proceso. Los procesos de localización pueden usarse en una o más de las siguientes características asociadas con la(s) célula(s). Poda para PUSCH: Generalmente, en cualquier momento, un UE está en la proximidad de radio de solo un subconjunto de RU que pertenecen a una célula. Por lo tanto, la CU decide sobre este subconjunto de RU desde las que recibe las transmisiones de enlace ascendente del UE. A continuación, la CU combina las señales recibidas de estas RU. Generalmente, cuanto mayor sea la pérdida de trayectoria de un UE a una RU, más débil será la señal recibida, lo que puede disminuir los retornos de la combinación suave de la señal recibida de tales RU. El proceso de selección de un subconjunto adecuado de las RU por una CU se denomina poda. En algunas implementaciones, en cada TTI, la CU proporciona a cada RU la lista de RB que se van a recibir de las asignaciones de RNTI a PRB, proporcionando por lo tanto a la RU la información que necesita para realizar la poda. En algunas aplicaciones de ejemplo, que también se describen anteriormente, la RU puede demodular, y posiblemente decodificar, la señal de PUSCh recibida. En este caso, la poda determina el conjunto de RU que demodulan y posiblemente decodifican las señales PUSCH recibidas en cada RB. En este ejemplo, solo las RU en la poda envían los datos de PUSCH al controlador para su posterior procesamiento.

PUCCH con reconocimiento de localización: En algunas implementaciones, las RU pueden demodular y decodificar las transmisiones PUCCH recibidas de los UE. Se puede realizar una función similar a la poda para el PUCCH, donde el número de RU que procesan un PUCCH de UE se puede reducir mediante el uso de información de localización.

Equilibrado de carga de enlace ascendente entre RU: Cada RU puede manejar un cierto número de PUCCH UCI de enlace ascendente como SR, HARQ ACK/NACK, etc. por TTI con base en las limitaciones de procesamiento de la RU. Un módulo de localización puede proporcionar información que ayuda con el balanceo de carga a través de RU de una manera equitativa. Los ejemplos de tareas de balanceo de carga pueden incluir, pero no se limitan a: mapeo de UE a RU, o limitación del número máximo de UE programadas por RU de manera que equilibre la carga de HARQ por RU (si la información de HARQ puede decodificarse correctamente de múltiples RU); y asignación de recursos de SR y CSI a un UE de manera que la carga por TTI en cada RU se equilibra a través de la célula.

Reutilización de enlace descendente y enlace ascendente: Como se describió anteriormente, los datos pueden transmitirse a múltiples UE o recibirse de múltiples UE en las mismas PRB al mismo tiempo. Se puede asignar un subconjunto de RU en la célula para servir a cada UE.

Métricas de localización

La energía recibida en la RU, la SINR o la ganancia de trayectoria puede usarse como la métrica para la localización. En algunas implementaciones, las métricas de localización se determinan mediante el uso de las señales PRACH y SRS recibidas de un UE en cada RU. Además, las señales PUCCH y PUSCH DM-RS también se pueden usar para la localización.

Localización basada en PRACH

Cuando un UE intenta un acceso aleatorio, transmite un preámbulo de acceso aleatorio usando recursos conocidos como PRACH. Estas transmisiones pueden basarse en contención o estar libres de contención. La primera se produce cuando el UE aún no ha establecido una conexión con el eNodoB, mientras que la segunda se produce cuando el eNodoB asigna un recurso de PRACH específico al UE, por ejemplo, durante la transferencia.

Cuando un UE transmite una secuencia de PRACH con potencia suficiente, el eNodoB detecta la secuencia, y responde con un RNTI temporal (TC-RNTI, Identificador temporal de la red de radio) junto con una asignación de recursos para que el UE transmita más información con respecto a este intento de acceso. En esta etapa, el eNodoB todavía no conoce la identidad del UE. La resolución de la contención tiene lugar cuando el UE transmite su identidad en su primer mensaje a través del UL-SCH (canal compartido de enlace ascendente) utilizando los recursos asignados.

Supongamos que UE⁰ transmitió una secuencia de PRACH pi, y que un conjunto de RU M [RUm¹, RUm² , .. RUmM] son capaces de detectar la secuencia transmitida por el UE, aunque todas las RU de la célula intentarán detectar secuencias de PRACH durante las oportunidades de PRACH asignadas. La secuencia detectada puede usarse para determinar una métrica que indica la intensidad de la señal del preámbulo a medida que la recibe la RU. Tal métrica puede servir como medida relativa para fines de localización. La poda de enlace ascendente puede ser válida para las posteriores transmisiones de enlace ascendente por parte del UE, hasta que se disponga de información de localización adicional del UE.

Contención de PRACH

En algunas implementaciones, la contención puede producirse en un recurso de PRACH particular, por ejemplo, más de un UE transmite la misma secuencia de PRACH en la misma oportunidad. En esta situación, el proceso de localización puede determinar el conjunto de poda del superconjunto de RU que reciben de más de un UE. Posteriormente, en el momento de la resolución de contención, el proceso de localización puede determinar si se ha producido una contención de PRACH y, por lo tanto, eliminar los registros almacenados para el UE para los que la resolución de contención había fallado.

Localización basada en SRS

Los UE transmiten SRS (señales de referencia de sondeo) a recursos de tiempo-frecuencia específicos según se configure por el controlador. La SRS se puede utilizar para realizar un seguimiento de la calidad del enlace desde un UE para programar los recursos para PUSCH de forma eficiente cuando sea necesario. Un UE transmite SRS cuando está activo o en sus intervalos de activación de DRX (recepción continua). La SRS también se puede utilizar para fines de localización. Por ejemplo, todas las RU o un subconjunto de las RU pueden configurarse para recibir SRS de un UE en una instancia dada.

La potencia de transmisión para SRS es:

donde Po es la potencia de bucle abierto, PL es la pérdida de trayectoria estimada y a es el componente de pérdida de trayectoria fraccional, f(AiPo) proporciona la acumulación de comandos de control de potencia de bucle cerrado, y M es el número de RB sobre los que se transmite la SRS . Los comandos de control de potencia (TPC) utilizados para la SRS son los mismos que los utilizados para el PUSCH.

La localización con base en SRS con el propósito de la poda de enlace ascendente también puede basarse en la energía relativa recibida por cada RU desde la SRS de un UE. Para los propósitos de las mediciones de fuerza relativa y la medición absoluta de la pérdida de trayectoria o la ganancia de canal, el módulo de localización también puede obtener información sobre la potencia de transmisión de la transmisión SRS. Además, dado que cada UE transmite su SRS periódicamente, las mediciones de SRS pueden acumularse en el módulo de localización para proporcionar una estimación suavizada de la intensidad de la señal recibida de un UE. La SRS puede estar en el modo de salto de frecuencia, en cuyo caso, el módulo de localización puede realizar el promedio en el dominio de tiempo y frecuencia.

La señal SRS de un UE puede ser periódica o aperiódica. En una implementación ilustrativa del caso periódico, la SRS puede ser de periodicidad entre 2 y 320 ms. Generalmente, cuanto más corta sea la periodicidad, con mayor frecuencia las RU recibirán las mediciones SRS y, por lo tanto, mejor la precisión en el seguimiento y localización de los UE. Si la periodicidad configurada para la transmisión SRS es de 320 ms, el UE envía una SRS periódica cada 320 ms. Las oportunidades de SRS también pueden escalonarse en el tiempo de la manera más uniforme posible entre los UE en modo conectado de manera que la carga de procesamiento RU y CU SRS sea uniforme. La misma periodicidad puede configurarse en el modo conectado UE en el sistema pero las oportunidades de activación de SRS en el tiempo pueden estar tan separadas uniformemente según sea posible. Tomando el ejemplo de una periodicidad de 320 ms, hay 320 oportunidades de SRS diferentes espaciadas equitativamente en el tiempo dentro de esos 320 ms.

En algunas implementaciones, puede ser beneficioso posicionar y localizar el UE lo antes posible. El uso de una gran periodicidad de SRS puede significar recepciones SRS menos frecuentes y las RU y Cu y, por lo tanto, una tasa menor de seguimiento de los UE. Al comienzo de la conexión de un UE con la CU, la localización del UE no se conoce con mucha precisión y, por lo tanto, es aproximada. Cuantas más mediciones SRS reciba la CU de un UE determinado, más precisa será la localización del UE.

Usando el ejemplo de una periodicidad de 320 ms, se observó anteriormente que hay 320 diferentes oportunidades de SRS. Para permitir que un UE active una SRS rápidamente o bajo demanda, se reservan 20 índices de SRS con el mismo espacio. Estos 20 índices están separados por 16 ms. Por conveniencia, estos 20 índices de SRS se denominan índices de SRS del Grupo A. Los 300 índices restantes son por conveniencia denominados índices de SRS del Grupo B. Un índice de SRS y una oportunidad de SRS son sinónimos.

En algunas implementaciones, al comienzo mismo de la conexión de un UE, se asigna una oportunidad de SRS libre de los índices de SRS del Grupo A al UE. En LTE, esta configuración puede producirse a través del mensaje de CONFIGURACIÓN DE CONEXIÓN RRC. Este recurso SRS del Grupo A se configura en el UE y se informa de que es una única oportunidad de transmisión. En otras palabras, las oportunidades de SRS del Grupo A no se repiten. Esto permite que el UE transmita la SRS dentro de aproximadamente los 16 ms siguientes. La localización del U^e se conoce en la Cu con mayor precisión que antes y ayuda con la poda de transmisión en el enlace ascendente.

Hasta ocho de tales UE recién llegados al sistema pueden configurarse para transmitirse en el mismo índice de SRS del Grupo A configurando una de 8 rotaciones de fase diferentes a cada UE. La rotación de fase también se denomina como desplazamientos cíclicos en los estándares LTE. Para permitir un seguimiento adicional de los UE que transmitieron una SRS del Grupo A que no se repite, se configura un índice de SRS del Grupo B periódico inmediatamente después de recibir la SRS del Grupo A. En LTE, esto se hace mediante la señalización

del índice de SRS del Grupo B para el UE a través de un mensaje de RECONFIGURACIÓN DE CONEXIÓN DE RRC.

Cuando se considera que un UE debe rastrearse con más frecuencia que la granularidad proporcionada por la SRS del Grupo B, la CU puede reconfigurar el UE temporalmente con un índice de SRS del Grupo A para una transmisión aperiódica de un solo disparo antes de mover el Ue de nuevo a su configuración de SRS del Grupo B.

También es posible recordar mediciones de localización entre conexiones RRC sucesivas del mismo UE mediante el uso del denominado identificador S-TMSI. S-TMSI es una identidad de UE (conocida por el Evolved Packet Core o EPC), que es única dentro de cierta "duración". El MME (re)asigna el S-TMSI de un UE y lo conoce la CU cuando el UE envía una solicitud de conexión RRC para entrar en el estado de conexión RRC. Un controlador de banda base puede mantener una base de datos de información de localización (por ejemplo, vectores de firma, o información relacionada con las ganancias de trayectoria a diferentes RU) indexada por S-TMSI para todos los UE conectados a RRC recientemente. En la liberación de la conexión, se actualiza la entrada de base de datos para el S-TMSI correspondiente. Cuando un UE se conecta por primera vez, la CU recupera la información de localización almacenada para el S-TMSI correspondiente y comprueba si la información de localización obtenida de PRACH es coherente con la información de localización almacenada. Si es así, la CU procede a utilizar la información de localización almacenada para inicializar el procedimiento de localización. De cualquier otra manera, inicializa el procedimiento de localización utilizando la medición basada en PRACH.

Además de lo anterior, también se solicita a los UE que envíen informes periódicos de capacidad de potencia (PHR) a la CU. Los informes de capacidad de potencia permiten a la CU estimar la pérdida de trayectoria. El controlador puede usar mediciones de pérdida de trayectoria en el algoritmo de localización.

Procesos de localización y poda

En un ejemplo, suponga que la métrica de localización se mantiene en base únicamente a la SRS, y no se usan estimaciones de energía basadas en PUSCH/PUCCH.

La Figura 24 proporciona una vista del diagrama de bloques de un proceso de localización ilustrativo para la poda. También se identifican los elementos para la implementación de la reutilización. Para cada UE, una RU puede pertenecer a uno de dos conjuntos desde el punto de vista de la poda: ^{A c tiv e A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t} y ^{O th e rR P S e t.} Las RU en el ^{O th e rR P S e t} del UE se pueden rastrear a una velocidad más lenta que las del ^{A c tiv e A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t.} Esto puede reducir la carga de medición de SRS en el sistema, lo que permite por lo tanto un equilibrio que permite disminuir la periodicidad de SRS, por ejemplo, medir a una velocidad más rápida, si es necesario. Esto puede desactivarse estableciendo el parámetro o parámetros apropiados de manera que todas las RU se midan a la misma velocidad. Los detalles de los parámetros se describen más adelante. Además, en algunas implementaciones, una base de datos de localización mantiene las entradas solo para las RU que están en el ^{A c tive A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t,} y no mantiene las entradas para las RU en el ^{O th erR P S et.} El uso del ^{O th e rR P S e t} para podar la recepción de SRS por parte de las RU puede ser una implementación opcional. Por ejemplo, la SRS puede procesarse a partir de todas las RU en cada oportunidad, incluido el ^{O th erR P S et,} pero solo las mediciones de las RU ^{A c tiv e A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t} se mantendrán como un promedio móvil. Las mediciones de ^{O th e rR P S e t} se pueden descartar a menos que cumplan los criterios que se deben incluir en el A c tive A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t.

Dentro del ^{A c tive A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t,} una RU puede estar en un estado Activo o Candidato con respecto al PUCCH o PUSCH, creando, por ejemplo, cuatro posibles combinaciones de subestados que pueden capturarse con dos bits. Un miembro de ^{A c tiv e A n d C a n d id a te P ru n in g R P S e t} puede designarse como RP ^{p rim a rio .} Los otros miembros se pueden asignar a ^{A ctive P u cch P ru n in g R P S e t, C a n d id a te P u cch P ru n in g R P S e t, A c tiv e P u s c h P ru n in g R P S e t} y ^{C a n d id a te - P u s c h R P P ru n in g R P S e t} según corresponda.

En un proceso de localización, puede haber dos fases: inicialización y mantenimiento, y se usa un conjunto diferente de parámetros en cada una de estas fases. Esta diferenciación puede permitir una mayor tolerancia en las mediciones en el período inicial cuando todavía no ha habido un promedio suficiente sobre el desvanecimiento rápido desconocido. La Figura 25 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de mantenimiento de un conjunto de poda. La figura muestra las interacciones entre varios módulos del sistema y también proporciona una descripción general del orden de los eventos en la ejecución de la localización y la poda. Por ejemplo, el UE transmite su PRACH o SRS según corresponda. Las RU relevantes miden la transmisión y proporcionan la medición al módulo de localización a través de la interfaz RU-CU. El módulo de localización puede ejecutar el proceso de poda y crear/actualizar la tabla correspondiente en la base de datos de localización. Cuando se realizan actualizaciones a cualquiera de los conjuntos mencionados anteriormente, se notifican los módulos RRM (gestión de recursos de radio) y MAC/Scheduler, de modo que puedan recuperar la tabla de poda revisada de la base de datos.

Control de sobrecarga y PUCCH con reconocimiento de localización

A continuación se describen ejemplos de procesamiento de PUCCH (canal físico de control de enlace ascendente) realizado en una unidad remota (RU) que aprovecha la localización. Los procesos ilustrativos pueden implementarse para controlar la carga a través de RU, es decir, para asegurarse de que cada RU permanezca dentro de sus límites de procesamiento, y que la carga se equilibre a través de RU para maximizar la capacidad general. Con respecto a esto, como se explica en otras partes de la presente descripción, en algunas implementaciones, una célula de comunicación incluye un controlador o unidad de control (CU) y múltiples RU que están en comunicación con la CU. En algunas implementaciones, al menos algún procesamiento de banda base se realiza en las RU. Este procesamiento de banda base puede distribuirse a través de las RU para reducir las posibilidades de que cualquier RU individual se sobrecargue y, por lo tanto, actúe como un cuello de botella en la célula. Esta distribución se denomina en la presente descripción como “balanceo de carga”. A continuación se describen ejemplos de procesamiento de datos de enlace ascendente (UL) (por ejemplo, procesamiento de banda base) que pueden realizarse en las RU, junto con procesos de balanceo de carga ilustrativos.

En una implementación ilustrativa, al principio de cada subtrama durante la comunicación entre una CU y una RU, la CU envía información a todas las RU que identifican el enlace ascendente, por ejemplo, PUCCH, recursos que cada RU debe procesar. En algunas implementaciones, esta información es individualizada (por ejemplo, diferente) para cada RU, pero se envía en un único mensaje de multidifusión. En este ejemplo, la CU conoce, de antemano, los recursos de procesamiento disponibles en cada RU y toma decisiones de control de sobrecarga para las diversas RU antes de enviar la información.

Una implementación ilustrativa de una célula incluye J (J>1) RU. Cada RU es capaz de procesar recursos de K (K>1) PUCCH por TTI (Intervalo de tiempo de transmisión), donde los recursos de PUCCH pueden incluir, por ejemplo, SR (solicitudes de programación) o CSI (información de estado de canal) o acuses de recibo de solicitud de repetición automática híbrida (HARQ ACK / NACK). En este ejemplo, los recursos de SR o CSI de JxK se procesan por TTI en todas las RU. En este ejemplo, si los períodos SR o CSI se designan como P, el número máximo de UE conectados RRC (controlados por recursos de radio) (N_conectados) que pueden ser compatibles con todas las RU en la célula de comunicación, para un formato PUCCH dado, es el siguiente:

N_Conectado = J x K x P.

Para J = 20, K = 4 y P= 20, N_Conectado = 1600.

En el ejemplo anterior, asumimos que los 1600 UE conectados se dividen relativamente de manera uniforme entre las 20 Ru de modo que hay 80 UE conectados por RU.

En algunas implementaciones, los UE se distribuyen aleatoriamente a través de una célula de comunicación y, como resultado, el número de UE conectados en el área de cobertura de cada RU también variará aleatoriamente. Para una distribución de probabilidad dada para los UE, es posible determinar la probabilidad de superar el número nominal K de recursos de procesamiento PUCCH en una RU. Por ejemplo, con una distribución de probabilidad uniforme y 40 UE conectados por RU en promedio en una célula (50 % del ejemplo anterior), en una RU dada, hay aproximadamente un 4 % de probabilidad de necesitar procesar más de 4 recursos (ya sea SR o CSI), asumiendo un período de P = 20, y los usuarios distribuidos uniformemente entre las fases SR y CSI en toda la célula.

En algunos casos, puede ser posible mejorar el rendimiento mostrado en el ejemplo anterior aprovechando la localización de UE en la asignación de fases SR/CSI. En este sentido, en algunas implementaciones, la CU puede gestionar la carga de procesamiento de PUCCH (por ejemplo, la cantidad de información de PUCCH que se procesa por las diversas RU) de forma dinámica para reducir las posibilidades de sobrecargar una o más de las Ru . Los procesos ilustrativos para gestionar la carga de PUCCH se describen dinámicamente en la presente descripción. En algunas implementaciones, se puede utilizar un único proceso para gestionar la carga de procesamiento de PUCCH. En algunas implementaciones, se pueden utilizar dos o más de los siguientes procesos para gestionar la carga de procesamiento PUCCH. En algunas implementaciones, la carga de procesamiento PUCCH puede gestionarse mediante el módulo de localización y poda de la Figura 24

Un proceso ilustrativo para gestionar la carga de PUCCH dinámicamente se denomina como "Periodos de PUCCH dependientes de carga". De acuerdo con este proceso, en la configuración de la conexión RRC, una CU puede asignar los períodos de CSI y SR de acuerdo con la carga del sistema (célula). Para cargas del sistema relativamente ligeras, la CU mantiene P^sr y P^csi relativamente pequeños para mejorar el rendimiento. A medida que aumenta la carga del sistema, la CU aumenta P^sr y P^csi para los nuevos UE. Como alternativa, la CU también puede decidir reconfigurar los UE antiguos y nuevos con los P^sr y P^csi más aplicables con base en las condiciones de carga actuales.

Otro proceso ilustrativo para gestionar la carga de PUCCH dinámicamente se denomina como "Asignación de recursos de PUCCH dependientes de localización". De acuerdo con este proceso, en la configuración de conexión RRC, la CU asignará los UE en la misma área de cobertura RU (o RU cercanas) a diferentes fases CSI y SR, de modo que las transmisiones hacia/desde esos UE no se procesen en el mismo TTI. Como resultado, los UE que se encuentran en el área de cobertura de una RU pueden distribuirse uniformemente entre las fases CSI/SR, al menos cuando no hay movilidad. La movilidad puede crear distribuciones desiguales, que pueden abordarse mediante reconfiguración.

Otro proceso ilustrativo para gestionar la carga de PUCCH dinámicamente se denomina como "Combinación de enlace ascendente de PUCCH dependiente de carga". De acuerdo con este proceso, en cada TTI, la CU indica a las RU que procesen los recursos de PUCCH especificados. Durante los momentos en que hay una carga relativamente pesada en la célula (por ejemplo, sobre una cantidad predefinida de tráfico de comunicación), la CU puede limitar el procesamiento de cada recurso PUCCH a una RU. De cualquier otra manera, la CU puede permitir que un recurso PUCCH sea procesado por varias RU y los resultados del procesamiento por las múltiples RU pueden combinarse.

Otro proceso ilustrativo para gestionar la carga de PUCCH dinámicamente se denomina como "Purga dinámica de recursos de PUCCH". De acuerdo con este proceso, cuando la CU determina que una RU no tiene suficientes recursos de procesamiento para manejar su procesamiento PUCCH designado, la CU descarta selectivamente el procesamiento de algunos recursos de CSI y/o SR. En algunas implementaciones, un programador en la CU puede implementar una forma de sobrecarga de programación de turnos para que los errores de CSI o SR se distribuyan de manera uniforme en todos los UE. Una única pérdida de SR o CSI para un UE equivale a una duplicación temporal del período correspondiente, siempre que el mismo recurso se procese en el siguiente período, y puede verse como una forma dinámica de control de sobrecarga. Si bien decide no realizar el procesamiento de SR o CSI para un UE debido a una condición de sobrecarga, en algunos ejemplos, la CU puede manejar preferentemente el procesamiento de SR o CSI en la oportunidad posterior para el mismo UE. Este proceso ilustrativo puede realizarse solo en esas RU, dejando otras RU en la célula sin afectar.

En algunas implementaciones, la CU otorgará la mayor prioridad de procesamiento PUCCH en las RU a HARQ ACK/NAK (Repetición automática híbrida de solicitud con acuse de recibo/sin acuse de recibo). El número de procesos HARQ PUCCH asignados a una RU en un TTI dado determina en última instancia el número de recursos SR y CSI que puede procesar esa RU. Por ejemplo, si Ktot es el número total de recursos de PUCCH (HARQ, CSI y CS) que puede procesar una RU, la CU restringirá el programador para no programar más de UE de Ktot en la misma RU/TTI. Si K^harq es el número de recursos de PUCCH necesarios para HARQ en un TTI determinado, Ktot - K^harq será el número de recursos de SR y CSI que se pueden procesar en el mismo TTI/RU.

Si la transmisión de un HARQ ACK/NAK por un UE cae en el mismo TTI que una SR o una CSI, hay mecanismos dentro de las especificaciones de LTE para permitir que el UE envíe ambos en el mismo recurso (la transmisión simultánea de c Si ACK/NAK es una opción configurable). En estos casos, la CU puede alertar a la RU para que aplique los procesos de detección simultáneos SR+ACK/NAK o CSI+ACK/NAK.

Otro mecanismo para gestionar la carga de procesamiento en la RU es tener el módulo de Poda y Localización para ajustar la lista de poda según sea necesario. Por ejemplo, el módulo de poda usa primero ^{A c tiv e P u s c h P ru n in g R P S e t} y ^{A c tiv e P u c c h P ru n in g R P S e t} para cada UE como la línea base para determinar un conjunto de poda RU. El módulo de poda también tiene en cuenta el número de recepciones de Formato 1 de PUCCH y Formato 2 de PUCCH en cada RU por subtrama. Con base en reglas preconfiguradas con respecto a la carga de RU, el módulo de poda puede realizar una poda adicional, por ejemplo, eliminando RU no primarias adicionales de conjuntos de poda de UE individuales para mantenerse dentro de los límites de carga de cada RU. Ejemplos de diferentes límites de carga incluyen:

Limite 1: Número máximo de mensajes HARQ de formato 1 de PUCCH por RU

Límite 2: Número máximo de mensajes de formato 2 de PUCCH por RU

Límite 3: Mensajes máximos (formato 1 HARQ Formato 1 SR Formato 2) por RU

En algunas implementaciones, el MAC/programador ya coloca un límite en el número de mensajes de formato! Si una RU cruza cualquiera de los límites de carga, la lista de mensajes que se van a procesar en la RU se poda aún más. Esta poda adicional se puede realizar con base en una o más de las siguientes reglas:

El módulo de gestor de poda y sobrecarga puede realizar un seguimiento de los RNTI de los últimos (X) UE, cuyos mensajes PUCCH se podaron en cada RU, e intentar seleccionar un UE que no esté en esa lista. Si existe un conflicto entre la poda de un mensaje CQI (formato 2) y una SR, el mensaje CQI debe seleccionarse para la poda. Si la retroalimentación CSI o HARQ de un UE en el enlace ascendente se alinea con una transmisión PUSCH, la retroalimentación CSI o HARQ se multiplexa con la transmisión PUSCH y se envía a la CU. En este caso, no hay PUCCH transmitido por el UE. La CU toma nota de esta condición en el momento de la programación y en consecuencia notifica a las RU.

En resumen, en LTE, hay tres tipos de información de control transmitida en el canal de control de enlace ascendente, PUCCH. El primer tipo es HARQ ACK/NACK (solicitud de repetición automática híbrida), que puede requerir 1 o 2 bits. El segundo tipo es CSI (información de estado del canal), que incluye CQI, PMI y RI. El CSI puede enviarse cada 2 a 160 ms aunque es probable que intervalos más pequeños tales como 2 a 20 milisegundos mejoren el rendimiento del enlace descendente. El tercer tipo es SR (solicitud de programación). La SR de un UE informa a un programador de que hay datos del UE que se transmitirán en el enlace ascendente.

El procesamiento PUCCH se distribuye entre la CU y sus RU. Algunas partes del procesamiento de banda base asociadas con PUCCH pueden tener lugar en las RU. Por ejemplo, la CU puede informar a la RU para determinar cuáles de los UE deben observar para la transmisión de enlace ascendente. Se puede enviar información de control diferente en PUCCH a diferentes frecuencias o en diferentes recursos de " desplazamiento cíclico" en la misma frecuencia. En algunas implementaciones, las diferentes frecuencias o desplazamientos cíclicos se determinan al menos parcialmente en base al balanceo de carga de las RU. Por ejemplo, puede ser conveniente no sobrecargar las RU, y también distribuir la carga de procesamiento de la banda base de manera uniforme sobre todas las RU. En algunas implementaciones, los períodos y fases de la CSI y la SR se asignan para distribuir uniformemente la carga sobre las R^u en cada TTI. En algunas implementaciones, las localizaciones de los UE se tienen en cuenta para igualar aún más la carga sobre las RU. En algunas implementaciones, al comienzo de la transmisión PUCCH, los períodos para diferentes señales se establecen para ser relativamente bajos, por ejemplo, para proporcionar buena precisión en la transmisión.

Como se describió anteriormente, en algunas implementaciones, al menos una parte del procesamiento de PRACH tiene lugar en las RU, en lugar de la CU. Además, SRS (señal de referencia sonora), también puede procesarse al menos parcialmente en las RU. El control de carga general y el balanceo de carga en las RU también se consideran para procesar el PRACH y la SRS.

Cobertura dinámica y ajuste de la capacidad

Con referencia de nuevo a las Figuras 2A y 2B, la cobertura y la capacidad de RF que se proporcionan en la red de radio se desacoplan. Las RU 66a-66e, 90a, 90b, 92a, 92b proporcionan la cobertura y los módems de banda base 62, 82, 84 o las CU 60, 80 proporcionan la capacidad. En algunas implementaciones, algunas RU en una red de radio se despliegan de manera más densa y con más potencia de transmisión que otras RU con el fin de superar la posible interferencia de los eNodoB cercanos, por ejemplo, macrocélulas. En algunas redes de radio de esta descripción, las RU se despliegan muy cercanas entre sí, con cobertura de solapamiento, debido a que pueden pertenecer a la misma célula y, por lo tanto, no causan ninguna interferencia entre células. Tales implementaciones tan densas a veces no son posibles con las estaciones base tradicionales. El número de módems de banda base (y células) necesarios para un sitio depende del número de usuarios, la cantidad de uso de datos por usuario y la distribución de usuarios a través del sitio en base al tiempo, etc. En general, se usa un número mínimo de módems de banda base (y células) para mantener el costo bajo y evitar límites de célula innecesarios. Cuando la demanda de cobertura y/o capacidad cambia, la red de radio de esta descripción puede ajustar dinámicamente su cobertura y capacidad.

Reasignación dinámica de la capacidad

En algunas implementaciones, cuando múltiples RU comparten la misma célula/módem de banda base, la capacidad del módem de banda base se comparte por todos los UE que caen dentro del área de cobertura de todas las RU que se asignan al módem de banda base. En un área de uso de datos relativamente alto, las RU que forman la célula pueden cubrir un área más pequeña que las RU en otra célula que cubre un área de uso de datos relativamente bajo. Por ejemplo, en un sitio que usa 4 módems (y 4 células) y 24 RU, las 4 células pueden tener 2, 4, 8 y 10 RU, respectivamente, lo que proporciona diferentes tamaños de célula que se ajusten a la demanda de cobertura y capacidad. La asignación de RU a las células puede cambiarse dinámicamente con base en los cambios en la demanda de capacidad. Los cambios pueden hacerse manualmente, por ejemplo, al tener una persona local que modifique el mapeo de la RU al controlador, semiautomáticamente, por ejemplo, con base en la hora del día (ToD) o automáticamente, por ejemplo, por el controlador con base en la detección de un cambio en la distribución del tráfico. Los cambios pueden redistribuir la capacidad en el sitio, sin ningún cambio sustancial en el equipo desplegado.

Como ejemplo, con referencia a las Figuras 6A y 6B, una red de radio 602 que incluye tres módems 604a, 604b, 604c que controlan tres células respectivas 608a, 608b, 608c a través de una red Ethernet comercial 606 se despliega en un sitio 600. El sitio 600 puede ser un edificio comercial que incluya áreas de compras y espacios de oficinas, que tienen diferentes demandas de capacidad (como se muestra esquemáticamente por diferentes números de usuarios en las figuras) en diferentes ToD. Cada una de las células puede incluir diferentes números de RU (no se muestran) para cubrir áreas de diferente tamaño, mientras proporcionan sustancialmente la misma capacidad de tráfico. Las formas de las áreas cubiertas por las diferentes células también pueden ser diferentes. Con referencia particularmente a la Figura 6A, en un momento dado (hora 1, por ejemplo, horas de trabajo en un día laborable), la mayoría de los usuarios del sitio 600 se concentran en las áreas pequeñas 610, 612 (por ejemplo, espacios de oficina), mientras que la densidad de usuarios es relativamente baja en el área más grande 614 (por ejemplo, las áreas de compras). Para satisfacer las diferentes demandas de capacidad en las diferentes áreas del sitio 600, las células 608a, 608b que tienen un número relativamente pequeño de RU se forman para cubrir las áreas 610, 612 y se forma la célula 608c que tiene un número relativamente grande de RU para cubrir el área 614. Cada célula 608a, 608b, 608c tiene sustancialmente la misma capacidad.

Las demandas de capacidad en el sitio 600 pueden cambiar dinámicamente. Con referencia a la Figura 6B, en otro momento dado (hora 2, por ejemplo, las horas de almuerzo en un día laborable), hay una alta densidad de usuarios en las áreas 618, 620 (por ejemplo, áreas de restaurantes en el área de compras 614 de la Figura 6A) y hay relativamente pocos usuarios que están en el área 616 (por ejemplo, áreas de oficinas 610, 612 y áreas de tiendas en el área de compras 614 de la Figura 6A). En respuesta, una o más RU en el sitio 600 se reasignan a diferentes módems, de manera manual, semiautomática o automática, para formar nuevas células 622a, 622b, 622c que cubren las respectivas áreas 616, 620, 618. La célula 622a contiene un número relativamente grande de RU. Las células 622b, 622c contienen un número relativamente pequeño de RU. Cada célula 622a, 622b, 622c tiene sustancialmente la misma capacidad. La reasignación dinámica de la capacidad se implementa a través de la red Ethernet.

Aumento de la capacidad total

En algunas implementaciones, en lugar de o además de la redistribución de las demandas de capacidad en un sitio (por ejemplo, el sitio 600 de las Figuras 6A y 6B), el sitio también experimenta un aumento en la demanda de capacidad total. Por ejemplo, aumenta el número de abonados móviles y/o aumenta la cantidad de demanda de datos por abonado. En estas implementaciones, puede(n) introducirse un(os) módem(s) adicional(es) (y, en consecuencia, una(s) célula(s) adicional(es)). Por ejemplo, puede habilitarse un módem sin usar existente en una CU de la red de radio y algunas de las RU ya desplegadas en el sitio pueden reasignarse al nuevo módem. Esta es una forma de división de células real, que puede implementarse de manera conveniente, por ejemplo, como una actualización de software y en algunas implementaciones no requiere ningún cambio de hardware en las RU instaladas. Alternativamente o, además, pueden añadirse uno o más módems nuevos en una CU y/o una o más CU nuevas pueden añadirse a la red de radio en el sitio. En algunas implementaciones, la capacidad total del sitio puede aumentarse sin afectar los módems, células y RU desplegadas anteriormente. En algunas implementaciones, la adición de más módems o hardware de CU es significativamente menos costosa, tanto en términos de equipo como de coste de instalación, en comparación con añadir muchos puntos de acceso nuevos a través del sitio. El método de división de células físicas descrito anteriormente se implementa mediante el uso de la red Ethernet.

Apilamiento de CU

En algunas implementaciones, una CU controla 64 RU. Puede ser conveniente servir a espacios más grandes o suministrar una mayor capacidad por RU mientras se preserva la coordinación y/o no hay propiedades de límite celular del sistema. La Figura 26 muestra otro ejemplo de una célula que expande la cobertura apilando varias CU (tres que se muestran en el ejemplo) dentro de una célula única, donde cada CU usa un módem de banda base única. Las CU (o módems de banda base) se coordinan mediante el uso de una función de coordinación (CF) y se conectan entre sí y con la CF a través de un enlace Ethernet, por ejemplo, una Ethernet 10G.

Cada CU es un controlador físico que ejecuta una aplicación de controlador completa, excepto que ciertas funciones de coordinación entre controladores pueden descargarse a un servidor o servidores comerciales. Dentro de la célula que contiene los múltiples CU, no hay una asociación fija entre las CU y las RU. Cada aplicación CU puede manejar un subconjunto de los UE conectados en la célula. Cuando una RU recibe un PRACH de un UE, la RU asigna el Ue a una de las aplicaciones de CU disponibles. Cuando una MME (Entidad de gestión de movilidad) reenvía una página a la CU de red de retorno, la CU de red de retorno asigna la página a una CU.

Ciertas funciones dependientes entre CU se descargan en un servidor comercial, que puede tener almacenamiento externo, que ejecutan la función de coordinación (CF). La virtualización se puede utilizar en este servidor para permitir que otras aplicaciones de servicio se ejecuten en el mismo hardware y para una mayor escalabilidad. En algunas implementaciones, se implementa una única CF para todas las CU de una célula, aunque también se pueden utilizar múltiples CF.

En algunas implementaciones, el servidor que ejecuta la CF es un servidor comercial (OTS). El OTS puede proporcionar flexibilidad en términos de potencia de procesamiento, buena escalabilidad y no tiene recursos físicos desperdiciados. Además, el OTS se puede utilizar para ejecutar otras aplicaciones, incluidos servicios basados en la localización, servicios de interrupciones locales y otros servicios, etc.

Dentro de cada célula, se seleccionan algunas CU para realizar funciones comunes para todas las RU. Para todas las CU, la CF asociada es el maestro. Una CU seleccionada es una CU maestra de temporización que actúa como maestra de 1588 para todas las RU. Otra CU seleccionada es una CU de información del sistema. Esta CU es responsable de generar la información del sistema y las señales de referencia específicas de la célula, por ejemplo, CS-RS y CSI-RS, para toda la célula. La CU de información del sistema también programa SI, CS-RS y ^c SI-RS y esta CU puede manejar la programación exclusivamente. También hay una CU de red de retorno que es responsable de mantener un solo IPSec (Seguridad de protocolo de Internet) y un túnel S1 al núcleo de paquete evolucionado (EPC). La CU de red de retorno actúa como un eNodoB que termina el túnel S1 hacia el EPC. En algunas implementaciones, los paquetes IPSec se tunelizan a través de una CU única de red de retorno. La CU de red de retorno también puede ser responsable de la selección de la CU al recibir una página de MME.

La CF y las CU juntas realizan funciones de coordinación entre CU. Una de las funciones de coordinación es la localización. En algunas implementaciones, la CF mantiene información de localización para todos los UE conectados. Cada vez que una CU actualiza un vector de firma de enlace ascendente de UE, la CU reenvía el nuevo vector de firma junto con un identificador de UE a la CF.

Otra función de coordinación entre CU es la programación de reutilización de enlace descendente y enlace ascendente. Cada TTI, las CU pueden enviar a la CF una lista de UE activos, por separado para enlace descendente y enlace ascendente, con la siguiente información de programación: 1) Identificador de UE, 2) Profundidad de cola o equivalente y 3) Métrica del programador. La CF puede realizar el procesamiento utilizando la información recibida de todas las CU y devolver la siguiente lista de UE programada, por separado para enlace descendente y enlace ascendente: 1) Identificador UE, y 2) DCI. La programación de reutilización puede tener una latencia baja para que la programación se pueda completar en 1 milisegundo. En algunas implementaciones, algunas tareas de programación se cambian de la CF a las CU, por ejemplo, para evitar que la CF se convierta en un cuello de botella en el proceso de programación. La CF también puede coordinar la programación entre múltiples portadoras como en la agregación de portadoras.

Una tercera función de coordinación entre CU se refiere al transporte de datos. En el enlace descendente, cada CU puede formar una trama de datos para los UE a los que sirve. En algunas implementaciones, las CU no forman ninguna trama de datos para los UE que no están sirviendo. Las RU reciben las tramas de datos de las múltiples CU y combinan las tramas según sea necesario para formar los símbolos OFDM de enlace descendente transmitido. En algunas implementaciones, para reducir la velocidad de enlace, las CU envían paquetes de unidifusión o de difusión limitada.

En el enlace ascendente, para cada UE, su CU de servicio puede determinar el conjunto de combinación de enlace ascendente e informar a las RU en consecuencia. En algunas implementaciones, una RU solo necesita enviar los datos de enlace ascendente de un UE a la CU que sirve a ese UE.

Otra función de coordinación entre CU involucra MIMO multiusuario (MU). En el enlace descendente, la coordinación entre CU se implementa cuando los UE en el MU-MIMO se sirven por diferentes CU. La unión precodificadora en MU-MIMO puede determinarse por la CF. En el enlace ascendente, se implementa la detección de articulaciones en una CU única utilizando la cancelación de interferencia sucesiva (SIC). MU-MIMO se puede implementar en las CU permitiendo que una CU procese una señal de UE para SIC incluso cuando el UE se asigna normalmente a otra CU. Además, las funciones de coordinación entre CU también se realizan en asociación con los canales de control de enlace descendente. Por ejemplo, la CF puede determinar la reutilización de PDCCH. La CF puede formar y enviar DCI a las CU junto con la estrategia de transmisión RU. Las CU pueden formar el paquete PDCCH real. El RNTI del DCI puede determinar qué CU es responsable de manejar un paquete PDCCH. Todos los DCI PDSCH y PUSCH pueden ser manejados por la CU que atiende al correspondiente RNTI. Todos los DCI SI (información del sistema)-RNTI pueden ser manejados por la CU SI. PCFICH se puede enviar por una CU de la célula que está predeterminada o seleccionada por la CF. Es posible implementar la reutilización de PHICH.

Una célula que tiene múltiples CU apiladas, tal como la célula mostrada en la Figura 26 puede manejar SRS y PUCCH de la siguiente manera. Para la SRS, las RU se pueden configurar para enviar datos SRS de los UE solo a sus CU de servicio respectivas. Las CU que sirven cargan los vectores de firma de sus UE respectivos a la CF. Para el PUCCH, las RU pueden enviar datos de PUCCH a sus CU de servicio respectivas. En algunas implementaciones, los UE en la reutilización de PUCCH pertenecen a la misma CU y, por lo tanto, los UE en la reutilización de PDCCH también pertenecen a la misma CU.

Otras consideraciones asociadas con una célula que tiene múltiples CU apiladas incluyen escalabilidad de CF, redundancia de CF y gestión de la pila de CF y CU. En algunas implementaciones, la aplicación CF se paraleliza para aumentar la escalabilidad y aprovechar los procesadores de múltiples núcleos del servidor en el que se ejecuta la CF.

Una célula que tiene múltiples CU apiladas puede proporcionar todas las ventajas de una célula que tiene una CU. Además, la célula con varias CU apiladas puede tener una alta escalabilidad. El impacto en las aplicaciones de CU existentes es pequeño. Las implementaciones pueden virtualizarse a través del servidor que ejecuta la CF. La célula puede usarse en aplicaciones externas.

También es posible implementar el apilamiento del controlador sin agregar otro nodo centralizado. En este caso, múltiples instancias de CU, que representan células iguales o diferentes, pueden ejecutarse en una o más plataformas de hardware, con conectividad de alta velocidad entre ellas (por ejemplo, Ethernet 10G) y cada CU TTI intercambian información para realizar la coordinación del programador, por ejemplo, para servir a una célula única o múltiples células en múltiples instancias de controladores. Cuando se coordina a través de las células, tal coordinación puede usarse para soportar la agregación de portadoras o para controlar la interferencia en las áreas límites entre las células adyacentes. Dicho intercambio de información se puede implementar en una transmisión unidireccional desde cada instancia de CU a todas las demás instancias de CU que participen en la coordinación. Célula pequeña multioperador

En muchas empresas y espacios públicos existe la necesidad de apoyar a múltiples operadores. Los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción permiten tales implementaciones multioperador.

El sistema multioperador utiliza una minicarcasa de múltiples RU con una capacidad única de combinación de RF para permitir que múltiples módulos RU para diferentes operadores se conecten en una sola carcasa. La carcasa se instalaría fuera de la vista, por ejemplo por encima de la baldosa del techo, y puede conectarse a una o más antenas externas compartidas a través de uno o más cables de antena. En algunas implementaciones habrá un cable de antena que alimenta una única antena externa compartida de banda ancha. En algunas otras implementaciones, puede haber dos cables de antena que se alimentan en una antena de banda ancha externa con dos puertos de antena para soportar MIMO. Más generalmente, los cables M podrían alimentar M antenas SISO o M/2 antenas MIMO, donde M es el número de antenas utilizadas en la carcasa multi-RU, y cada antena tiene la señal combinada de N RU, y puede ser de cualquier tipo de antena, como omnidireccional o direccional. En algunas implementaciones, los módulos RU tendrán hardware idéntico. Esto permite a una empresa anfitriona neutral que pueda implementar y gestionar el sitio multioperador para reutilizar el mismo módulo para diferentes operadores. Un módulo R^u puede reasignarse de un operador a otro operador. Una RU también puede reasignarse de una frecuencia a otra frecuencia, incluso si algunas son FDD y otras son TDD.

El chasis Multi-RU también se puede usar para Wi-Fi añadiendo un módulo Wi-Fi, y también podría combinar la señal Wi-Fi con las señales LTE en las antenas externas. También se puede utilizar para la agregación de portadoras avanzadas (CA) LTE para un solo operador. En CA, se pueden utilizar múltiples portadoras para servir a uno o más UE. En una implementación existente, se pueden añadir módulos RU adicionales en forma de portadoras adicionales para el mismo operador, y la agregación de las portadoras se logra en el controlador.

Control de interferencia entre células del enlace descendente

En algunas implementaciones, la interferencia entre células en el PDSCH se reduce mediante el uso de la reutilización de frecuencia dura (HFR). La HFR puede implementarse como un esquema estático o semiestático, donde los bloques de recursos disponibles se dividen entre grupos de células de acuerdo con la reutilización de frecuencia de la vía K, donde K es típicamente 3 o 7, de modo que cada célula use un tercio (o un séptimo) de los bloques de recursos disponibles. Cuando solamente una célula transmite en cada bloque de recursos, las células en el mismo grupo de reutilización de frecuencia no verán ninguna interferencia del PDSC^h de las demás. Implementar la HFR puede costar (K-1)/K x 100 % del ancho de banda disponible.

Alternativamente, la interferencia entre células en el PDSCH puede reducirse mediante el uso de reutilización de frecuencia suave (SFR). En la SFR, los recursos disponibles se particionan entre las células vecinas en el mismo grupo de reutilización de frecuencia. A diferencia de la HFR, donde a cada bloque de recursos se le asigna un estado binario (encendido/apagado), es decir, la potencia completa o sin potencia en absoluto, en la SFR, a cada bloque de recursos puede asignársele cualquier nivel de potencia de transmisión. Por ejemplo, considere el siguiente esquema con 3 niveles de potencia diferentes (alto (H), medio (M), bajo (L)). Con referencia a la Figura 17A, en cada célula 2400a, 2400b, 2400c, cada bloque de recursos 2402 se asigna a uno de estos niveles de potencia (H, L o M), de manera que en los bloques de recursos donde a una célula se le asigna una potencia alta, a sus dos células vecinas se les asigna una potencia baja. Como resultado, cada célula tendrá dos veces más bloques de recursos de baja potencia que de alta potencia. Cada eNodoB asignará a los UE a los que da servicio uno de los niveles de potencia, típicamente durante el establecimiento de la conexión, con base en la SNR promedio que experimenta el UE y posiblemente otros factores, tal como la cantidad de datos que el UE tiene para la transmisión. A los UE que están en buenas condiciones, por ejemplo, que se localizan cerca del centro de una célula dada o que tienen pocos datos para enviar, se les asigna un nivel de potencia del PDSCH bajo, mientras que, a los UE en malas condiciones, por ejemplo, que se localizan cerca del borde de la célula o que tienen muchos datos para transmitir se les asigna una potencia del PDSCH alta. En consecuencia, cuando el controlador da servicio a un usuario del borde de la célula, el UE experimentará tanto una potencia de señal recibida mayor como un nivel de potencia de interferencia menor, lo que incrementa su SNR recibida promedio. Cuando los U^e se mueven y sus condiciones de canal cambian, el controlador puede cambiar el nivel de potencia de transmisión para el UE al enviar un mensaje de reconfiguración de capa superior. Cuando se programan los UE para la transmisión en bloques de recursos, el controlador puede necesitar efectivamente ejecutar programadores paralelos, uno por nivel de potencia. En algunas implementaciones, la partición estricta de los recursos puede conducir a la pérdida de eficiencia en la programación, por ejemplo, debido a la pérdida de alguna diversidad multiusuario. Tales ineficiencias pueden volverse visibles cuando la distribución de potencia del PDSCH de los UE activos no se ajusta con relación a la distribución de potencia de los bloques de recursos. La asignación de potencia fija también puede ser ineficiente debido a que a veces fuerza innecesariamente una transmisión de baja potencia para un UE, aunque una transmisión a un nivel de potencia mayor puede no causar ninguna interferencia a un UE del borde de la célula que se sirve por una célula vecina en el mismo grupo de reutilización de frecuencia cuando el UE está en el lado opuesto de la célula vecina.

Programación coordinada

Las eficiencias de la SFR pueden mejorarse al implementar la partición de recursos/potencia dinámicamente como parte de un programador multicélula centralizado en el controlador. El controlador puede asignar dinámicamente bloques de recursos y potencia de transmisión con base en los informes de gestión de recursos de radio (RRM) que se reciben de los UE. La implementación puede evitar la necesidad de asignar niveles de potencia de transmisión a bloques de recursos de forma semiestática como en la HFR o la SFR.

En LTE, cada célula difundirá periódicamente su lista de vecinos en un Bloque de Información del Sistema (SIB) de tipo 4 (SIB4). Un UE conectado monitoreará las células en la lista de vecinos y enviará Informes de Medición a la célula de servicio. Estos informes pueden enviarse periódicamente o con base en ciertos activadores. El período del informe y los activadores se configuran por la célula de servicio mediante el uso de un mensaje de Reconfiguración de RRC. El informe de medición de cada UE incluye dos mediciones por célula: i) Potencia Recibida de la Señal de Referencia (RSRP) y ii) Calidad Recibida de la Señal de Referencia (RSRQ). La RSRP es la potencia promedio que se recibe de un RE de la CS-RS y es indicativo de la intensidad de señal que se recibe y la RSRQ es un indicador adicional de la calidad de la señal, que también proporciona una medida aproximada de la interferencia. En algunas implementaciones, la programación coordinada en el controlador funcionará como se describe a continuación.

Cada módem de banda base enviará al coordinador central los informes de la RSRP de la lista de vecinos que se reciben de cada uno de los UE conectados a los que da servicio, así como también la cantidad de datos que cada UE tiene en espera para la transmisión. Los módems de banda base pueden enviar estos informes tras la activación de ciertos eventos, por ejemplo, cuando un UE se conecta o desconecta recientemente o cuando hay un cambio significativo en los informes de la RSRP de los UE. También es posible que el coordinador central encueste los módems de banda base para obtener estos informes de la RSRP.

El coordinador central usará la información que se recibe para construir un mapa del ancho de banda y asignación de potencia del PDSCH para cada UE y enviará periódicamente esta información a sus módems de banda base de servicio. Un ejemplo de la lógica básica para crear este mapa de asignación de ancho de banda se describe más abajo.

Los módems de células individuales comunican la asignación de la potencia del PDSCH a los UE, por ejemplo, poco después de establecer la conexión. Para cada subtrama, los módems de banda base individuales programan datos UE para su transmisión en el PDSCH. Los módems de banda base programan las transmisiones de manera que sea consistente con los niveles de potencia y los recursos de ancho de banda que se asignan a cada UE por el coordinador central.

A continuación, los ejemplos que usan dos células adyacentes se describen con referencia a la Figura 17B. En un ejemplo, suponga que cada célula 2410a, 2410b tiene un UE conectado y que cada UE tiene cantidades similares de datos en espera para la transmisión. Si ambos UE están fuera del límite de la célula, el coordinador central asignaría la banda de transmisión completa a ambos UE ya que ninguno experimentaría una interferencia significativa entre células. Si ambos UE están cerca del límite de la célula, entonces el coordinador de la célula asignaría el 50 % del ancho de banda de transmisión a cada UE a la potencia completa. Si un UE está cerca del límite de la célula, pero el otro está lejos del límite de la célula, entonces el coordinador de la célula podría asignar la banda de transmisión completa a ambos UE, pero asignar un nivel de potencia menor al UE lejos del límite de la célula para reducir la interferencia con el UE cerca del límite de la célula en la otra célula. Cuando los UE tienen cantidades significativamente diferentes de datos en espera para la transmisión, el coordinador de célula puede dar más ancho de banda al UE con más datos.

En un caso más complejo donde cada célula tiene 10 UE conectados con un 50 % cerca del límite de la célula y un 50 % lejos del límite de la célula y los UE cerca del límite de la célula tienen cantidades de datos similares a las de los UE lejos del límite de la célula, el coordinador central podría asignar recursos como sigue: A los UE que están lejos del límite de la célula se les asigna el ancho de banda de transmisión completo, pero a un nivel de potencia reducido y a los UE que están cerca del límite de la célula se les asigna el 50 % de la banda de transmisión de manera no solapada, pero a máxima potencia.

51 la relación del número de UE en el borde de la célula y el número de UE en el centro de la célula es diferente de 1:1 o la cantidad de datos que los UE tienen para transmitir cerca del borde de la célula es diferente de la cantidad de datos que los UE tienen para transmitir en el centro de la célula, el coordinador central puede ajustar el ancho de banda y los procesos de asignación de potencia para que se ajuste a las necesidades de datos de los UE. En algunas implementaciones, la adaptabilidad de la asignación puede hacer que el sistema sea significativamente más eficiente en cuanto al ancho de banda, mientras mejora el rendimiento del borde de la célula para los UE desventajados.

En algunas implementaciones, puede haber interferencia entre la red de radio y otras redes, tales como la macrored y tal interferencia también se considera y se reduce. La versión 8 soporta mensajes en la interfaz X2 para permitir que los eNodoB intercambien información en los niveles de potencia que se usan en cada uno de los bloques de recursos de los eNodoB. En algunas implementaciones, la interfaz X2 se usa entre el controlador de la descripción y los eNodoB de las otras redes de radio (por ejemplo, macrocélulas). El usuario puede facilitar el intercambio de información entre el controlador y los eNodoB para soportar la programación coordinada. Como ejemplo, cada eNodoB puede indicar al controlador para cada bloque de recursos si el nivel de potencia en ese bloque de recursos permanecerá más abajo de un cierto umbral, que también se señala por separado. Esto permitirá que el controlador programe aquellos UE que se localizan en los bordes de las células en bloques de recursos donde las células vecinas transmiten más abajo de un cierto nivel de potencia. Pueden usarse técnicas similares para coordinar las transmisiones por diferentes controladores en la misma red de radio, en la que cada controlador puede informarse sobre las asignaciones de potencia de la SFR (Reutilización de Frecuencia Suave) a través de un sistema de gestión o mediante el uso de una variante de la interfaz X2.

Técnicas de control de interferencias para los UE de la versión 10

En algunas implementaciones, la interferencia del canal de control entre células para redes jerárquicas con acceso cerrado o extensión de intervalo puede reducirse al hacer que las células apaguen (en blanco) la potencia en todos los bloques de recursos en ciertas subtramas. Cuando no se transmiten datos del PDSCH en una subtrama, tampoco se envían mensajes de control en el canal de control del enlace descendente, lo que reduce significativamente la interferencia del PDCCH. Además, al configurar estas tramas en blanco como las llamadas MBSFN (Subtramas de Multidifusión/Difusión), también puede reducirse (por ejemplo, eliminarse) la interferencia de los RE de la CS-RS en la región del PDSCH.

En una subtrama de MBSFN, la CS-RS solamente se transmite en la región de control de la subtrama. Esto reduce (por ejemplo, elimina) la interferencia de la CS-RS en transmisiones del PDSCH (aunque no necesariamente al PDCCH) en células vecinas. Las subtramas de MBSFN en LTE se desarrollaron en la versión 8 para llevar señales de difusión/multidifusión, pero también pueden usarse para no enviar ningún dato. Una célula puede configurarse para enviar subtramas de MBSFN de acuerdo con un cierto patrón y el patrón puede comunicarse a los UE a través del Bloque de Información del Sistema (SIB). En algunas implementaciones, solamente 6 de las 10 subtramas (por ejemplo, #1, 2, 3 y 6, 7, 8) en una trama de radio pueden usarse para la MBSFN. Las tramas de MBSFN tienen una región de control de hasta 1 símbolo de OFDM para 1 o 2 antenas de TX y 2 símbolos de OFDM para 4 antenas de TX.

El uso solamente de subtramas de MBSFN en blanco puede no eliminar la interferencia entre células entre el PBCH, la información del sistema (SIB) y las transmisiones de la PSS/SSS. En algunas implementaciones, la interferencia entre células es entre una célula pequeña y una única macrocélula y la interferencia puede reducirse o eliminarse al desplazar la numeración de subtramas en la célula pequeña con relación a la macrocélula. Por ejemplo, si el número de subtrama relativo de la red de células pequeñas tiene un desplazamiento de 2 con relación a la red de macrocélulas (por ejemplo, la subtrama #0 en la red de células pequeñas coincide con la subtrama #2 en la red de macrocélulas) y las subtramas de macrocélulas 2 y 7 son subtramas de ABS/MBFSN, los UE de células pequeñas pueden recibir la PSS/SSS y el PBCH sin ninguna interferencia de la macrocélula.

En algunas implementaciones, la macrocélula coordina sus transmisiones solamente con el controlador y no es necesario que el eNodoB de la macrocélula coordine sus transmisiones con múltiples estaciones base.

Multipunto coordinado (CoMP)

El CoMP se refiere a un amplio conjunto de técnicas que involucran la coordinación entre células vecinas para reducir los efectos de la interferencia entre células. La coordinación completa se denomina como transmisión conjunta (JT). En JT, dos o más módems de banda base cooperan para dar servicio a sus UE a través de todas las RU que controlan conjuntamente. Todas las antenas disponibles pueden usarse para dar servicio a un UE con MIMO de Usuario Único o a múltiples UE simultáneamente mediante el uso de MIMO Multiusuarios. En algunos casos donde se implementa la JT, los UE envían retroalimentación de la CSI no solamente para los puertos de antena de su célula de servicio, sino también para los puertos de antena de las células vecinas.

En JT, similar al MIMO multiusuario de célula única, los bloques de transporte para diferentes UE se procesan en paralelo y entonces se combinan antes de la IFFT. Sin embargo, diferentes módems de banda base manejan el procesamiento de los bloques de transporte de los UE en diferentes células. En algunas implementaciones, el controlador puede incluir una unidad de coordinación para coordinar la programación en diferentes módems de banda base. La unidad de coordinación también puede servir como un punto de agregación para combinar bloques de transporte procesados que se originan en diferentes módems de banda base. Como ejemplo, una red de radio 2700 que se muestra en la Figura 20A incluye tres células que se forman por el módem de banda base 2706 y la(s) unidad(es) remota(s) 2716, el módem de banda base 2708 y la(s) unidad(es) remota(s) 2718 y módem de banda base 2710 y unidad(es) remota(s) 2720. El controlador 2704 que controla las tres células incluye una unidad de coordinación 2702, que sirve como un punto de agregación para combinar (que se representa por el símbolo "©") bloques de transporte que se originan desde diferentes módems 2706, 2708, 2710.

Alternativamente, como se muestra en la Figura 20B, en una red de radio 2730, los módems de banda base 2732, 2734, 2736 que controlan las células que incluyen la(s) unidad(es) remota(s) 2742, la(s) unidad(es) remota(s) 2744, la(s) unidad(es) remota(s) 2746, respectivamente, pueden intercambiar datos directamente entre ellos de modo que cada módem de banda base pueda combinar todas las señales que se destinan a los UE (no se muestran) a los que dan servicio.

En algunas implementaciones, con referencia a la Figura 20C, en una red de radio 2760, cada módem de banda base 2762, 2764, 2766 envía bloques de transporte procesados a las RU 2772, 2774, 2776 y las RU realizan la combinación antes de aplicar la IFFT.

Una capacidad del CoMP algo reducida se llama Selección Dinámica de Puntos (DPS). En la DPS, la célula de servicio envía una transmisión del PDSCH en un recurso de tiempo-frecuencia a través de solamente una célula de antenas de TX con base en la selección de la célula de retroalimentación que se recibe del UE. La célula que se selecciona puede variarse dinámicamente de una subtrama a la siguiente, e incluso entre bloques de recursos dentro de la misma subtrama. La célula que se selecciona puede ser diferente de la célula de servicio del UE.

Otra forma del CoMP es la conformación de haces coordinado (CB). En la CB, cuando una célula de servicio transmite a un UE desde sus RU, también tiene en cuenta la interferencia que creará para otro UE en una célula vecina. Al elegir el(los) vector(es) de precodificación para anular la interferencia con el UE de la célula vecina, el controlador permite que el módem de banda base de una célula vecina de servicio al otro UE a una tasa de datos mayor.

La versión 11 tiene nuevas capacidades para soportar la transmisión coordinada. Por ejemplo, la versión 11 permite que los UE informen la CSI para múltiples CSI-RS, que pueden pertenecer a diferentes células.

Comunicaciones entre los controladores y las unidades remotas

Como se explicó anteriormente, las CU y las RU de una red de radio se conectan a través de una red Ethernet conmutada (véase, por ejemplo, la Figura 3). En algunas implementaciones, la interfaz entre las CU y las RU llevará los símbolos IQ en el dominio del tiempo (a veces también denominados como señales) en tramas de Ethernet. Sin embargo, la tasa de bits de los símbolos IQ en el dominio del tiempo puede ser demasiado alta para una red Ethernet. En algunas implementaciones, en lugar de enviar los símbolos IQ en el dominio del tiempo, se envía una representación comprimida de los símbolos IQ en el dominio del tiempo para reducir la tasa de bits y para proporcionar una tasa de datos entre las CU y las RU que sea compatible con la red Ethernet conmutada de bajo coste. En algunas implementaciones, en el enlace descendente, las CU de la red de radio envían los símbolos IQ cuando están en el dominio de la frecuencia y antes de realizar la IFFT (transformada rápida de Fourier inversa) en los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia. Una CU envía los datos IQ en el dominio de la frecuencia que representan cada símbolo de OFDM a una RU, por ejemplo, al cuantificar los componentes reales e imaginarios de los símbolos en el dominio de la frecuencia. Los bits de salida del cuantificador se empaquetan entonces en tramas Ethernet y se transmiten a las RU a través de la red Ethernet. La RU reconstruye los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia cuantificados antes de aplicar la IFFT, insertar un prefijo cíclico y realizar el filtrado, la modulación y el procesamiento de RF.

Para el propósito de la descripción, se usa como ejemplo una red de radio para un sistema FDD LTE de 10 MHz. Para cada puerto de antena de TX, cada símbolo de OFDM tiene 600 subportadoras y hay 14 símbolos de OFDM en cada subtrama de 1 ms. Cada subtrama tiene 8,400 elementos de recursos (RE) en total. Cada RE corresponde a una subportadora en un símbolo de OFDM. En el enlace descendente, los primeros 1-3 símbolos de OFDM en una subtrama se usan principalmente para la señalización de control (por ejemplo, PDCCH, PHICH y PCFICH) y los símbolos de OFDM restantes llevan principalmente los datos de usuario en el canal de datos compartidos (PDSCH). Las señales de referencia y otros canales comunes se dispersan a través del eje de tiempo-frecuencia.

La compresión de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia puede reducir la tasa de bits del tráfico que se envía a través de la red Ethernet. Los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia comprimidos se transmiten a través de la red Ethernet sin ceros de banda de guarda o cualquier prefijo cíclico. Cuando la CU usa un cuantificador de 12 bits para comprimir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia, la tasa de bits nominal del flujo IQ en el dominio de la frecuencia es de aproximadamente 403 Mbis para 2 antenas de TX y 806 Mbis para 4 antenas de TX. Esto representa una reducción del 45 % en la tasa de bits en comparación con la cuantificación del flujo IQ en el dominio del tiempo mediante el uso del mismo cuantificador (735 Mbis para 2 antenas de TX y 1471 Mbis para 4 antenas de TX). La tasa entre la CU y las RU se reduce y se permite que la CU y las RU se comuniquen a través de enlaces Ethernet que operan a una velocidad en el orden de Gbis con menos latencia.

En el enlace ascendente, además del procesamiento y la demodulación de RF, las RU eliminan el prefijo cíclico de las muestras IQ en el dominio del tiempo para cada símbolo de OFDM que se recibe y aplican la ^f F^t para producir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia. La información que se lleva por los símbolos entonces se cuantifica, se empaqueta en tramas Ethernet y se transmite a la CU a través de la red Ethernet. Cuando se usa el cuantificador de 12 bits, la tasa de bits resultante de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en el enlace ascendente es sustancialmente la misma que la descrita para el enlace descendente.

A continuación se describen técnicas ilustrativas que pueden usarse para reducir la tasa de datos entre la CU y las RU.

Compresión del enlace descendente dentro de una célula

En algunas implementaciones, todas las antenas de las RU que pertenecen al mismo puerto de antena en la misma célula (a menos que se especifique explícitamente como una célula virtual, las células son físicas) transmiten la misma señal LTE. En consecuencia, en el enlace descendente, para cada puerto de antena, la CU envía el mismo símbolo IQ en el dominio de la frecuencia a cada RU en la célula. Los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que la CU necesita enviar a las RU incluyen las señales de referencia de la CS-RS y la CSI-RS, los canales de control del PUCCH, PCIFCH y PHICH, el canal de datos compartidos del PDSCH y los canales comunes del PBCH y las PSS/SSS.

En algunas implementaciones, la CU realiza una forma simple de compresión mediante la difusión de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia a todas las RU en la célula mediante el uso de tramas Ethernet de difusión. Para implementar la difusión, todas las RU en la misma célula se configuran para pertenecer a la misma VLAN (red de área local virtual). La CU envía a su conmutador Ethernet más cercano una trama de difusión Ethernet que lleva un ID de la VLAN. El conmutador Ethernet, a su vez, envía la trama de difusión Ethernet a todas las RU en la VLAN que se unen directamente al conmutador Ethernet y a otros conmutadores Ethernet que proporcionan trayectorias a otras RU en la misma VLAN. En tales implementaciones, la carga de tráfico en los conmutadores Ethernet en el enlace descendente no crece con el número de RU que pertenecen a la misma célula.

La difusión en la red Ethernet y la implementación de las VLAN pueden simplificar la complejidad del procesamiento y reducir la tasa de datos entre la CU y la red Ethernet. La reducción de la tasa de datos es conveniente para reducir el tamaño de la trama Ethernet y las latencias en los conmutadores.

Para el propósito de la descripción, el ejemplo que se introduce anteriormente de una red de radio que implementa FDD LTE de 10 MHz con 2 antenas de TX también se usa como ejemplo en la descripción más abajo. Los 8400 símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en cada subtrama de 1 ms se organizan en forma de una cuadrícula de recursos que tiene 600 subportadoras de OFDM en 14 símbolos de OFDM. Los 14 símbolos de OFDM se dividen en dos ranuras de tiempo, cada una que tiene una duración de 0,5 ms. Cada ranura de tiempo se divide además en 50 PRB (bloques de recursos físicos), cada uno que contiene 84 símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se disponen en forma de cuadrícula de 7 x 12. En algunas implementaciones, cada PRB lleva a lo máximo un PDSCH que se mezcla con señales de referencia, tal como la CS-RS y la CSI-RS. Los PRB también pueden llevar uno o más canales de control del enlace descendente LTE PDCCH, PHICH o PCFICH o los canales comunes de PSS/SSS y el PBCH, que se mezclan con la CS-RS y la CSI-RS.

Los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia del enlace descendente son símbolos de amplitud discreta que se eligen de una constelación de señales. La PSS/SSS se lleva en símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que están en un círculo. El PDCCH, PCFICH, PBCH, CS-RS, CSI-RS y DM-RS se llevan en símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se eligen de una constelación de señales de QPSK/BPSK.

Sin precodificación, los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que llevan el PDSCH se eligen de una constelación de señales de QPSK (codificación de desplazamiento de fase en cuadratura), 16-QAM (modulación de amplitud en cuadratura) o 64-QAM. El orden de modulación del PDSCH se elige con base en la calidad de la señal que se informa por un UE. En presencia de precodificación, los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que llevan el PDSCH se basan en el producto de una matriz de precodificación con un vector de entrada, cuyos componentes son símbolos que se eligen de una constelación de QPSK, 16-QAM o 64-QAM.

La CU puede elegir símbolos IQ en el dominio de la frecuencia del enlace descendente directamente de una constelación de QAM de amplitud discreta o al aplicar una operación de matriz a los símbolos que se eligen de una constelación de QAM de amplitud discreta. La energía promedio de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia puede variar entre diferentes canales del enlace descendente, pero es fija para un canal dado dentro de un grupo de elementos de recursos o REG (para canales de control) o un PRB (para el PDSCH). Un REG es un grupo de 4 RE consecutivos en un símbolo de OFDM. En algunas implementaciones, el PDSCH en el 4o símbolo de OFDM de la ranura puede tener un nivel de energía promedio diferente de esos niveles de energía promedio fijos.

Métodos de compresión de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia

Los símbolos que se transmiten entre la CU y las RU pueden comprimirse de diversas formas. En la descripción más abajo, los primeros tres métodos, los Métodos I, II y III, se basan en la cuantificación y el cuarto método, el Método IV, se basa en la compresión a nivel de modulación.

Cuantificación fija

En este método, los símbolos de IQ de dominio de frecuencia se cuantifican mediante el uso de un cuantificador escalar uniforme fijo que tiene una velocidad fija R y un tamaño de paso fijo A. El tamaño de paso es seleccionado por la CU con base en la distribución de probabilidad esperada de los símbolos de IQ de dominio de frecuencia. En las implementaciones, la CU cuantifica los componentes reales e imaginarios de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en serie y transmite los datos binarios que representan los símbolos IQ que se cuantifican para cada antena de TX a las R^u . Los valores de R y A se envían a las RU cuando las RU se conectan inicialmente a la CU. Las RU usan la información sobre la tasa R y el tamaño de paso A para reconstruir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia con base en los datos que se reciben de la red Ethernet. En algunas implementaciones, cuando hay un cambio importante en la configuración de la red de radio que cambia R y/o A, la CU envía la R y/o A modificada a las RU. En el ejemplo con FDD LTE de 10 MHz que tiene 2 antenas de TX por RU y un cuantificador fijo de 12 bits, el flujo IQ en el dominio de la frecuencia cuantificado tiene una tasa de datos de 403 Mbis entre la CU y las RU.

Cuantificación de tamaño de paso adaptativo

En lugar de aplicar un tamaño de paso de cuantificador fijo A, en este método ilustrativo, el tamaño de paso varía dinámicamente con base en los niveles de energía promedio de los canales del enlace descendente, que pueden ser diferentes para diferentes canales. Ajustar dinámicamente el tamaño de paso del cuantificador puede reducir los errores de cuantificación cuadráticos promedio para una tasa de bits R dada del cuantificador. En algunas implementaciones, el tamaño de paso que se ajusta dinámicamente también puede usarse para reducir la tasa del cuantificador R sin aumentar el error de cuantificación.

La información sobre los tamaños de paso del cuantificador que se ajustan dinámicamente se contiene en la información secundaria que una CU envía a las RU. Las RU pueden reconstruir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia cuantificados con base en la información del tamaño de paso. En algunas implementaciones, la CU envía alguna información secundaria a las RU una vez por subtrama y la otra información secundaria una vez por REG o una vez por PRB. Al comienzo de cada subtrama, la CU envía información secundaria que contiene información sobre la posición de la CS-RS y la CSI-RS, el tamaño de paso asociado con la CS-RS y la CSI-RS y la longitud de la región de control. En algunas implementaciones, la información sobre el tamaño de paso actual del cuantificador se envía antes de cada REG (en la región de control) o antes de enviar cualquier dato del PDSCH en cada PRB (en la región del PDSCH). Los niveles de energía del PDSCH pueden ser diferentes en el 4to símbolo de OFDM de una ranura de tiempo. En consecuencia, pueden enviarse dos tamaños de paso por PRB. La transmisión de información secundaria puede distribuirse uniformemente a través de la subtrama para reducir el pico de la tasa de datos.

Cuando cada tamaño de paso se representa por un índice de 12 bits, la información secundaria ocupa menos de 5 Mbis de capacidad del enlace.

En algunas implementaciones, se usa el mismo tamaño de paso para ambas antenas de TX de una RU para limitar la cantidad de información secundaria. En otras implementaciones, los tamaños de paso para las dos antenas de TX pueden ser diferentes.

La tasa R del cuantificador se elige de modo que el ruido de cuantificación no impacte en el rendimiento del receptor de los UE, lo que incluye cuando se usa el MCS (esquema de modulación y codificación) más exigente (por ejemplo, el más sensible al ruido) en el PDSCH. En algunas implementaciones, un cuantificador de 9 bits o 10 bits suministra una SQNR (relación señal a ruido de cuantificación) en el intervalo de 50-60 dB, que es más de 20 dB mayor que la SINR (relación señal a interferencia más ruido) objetivo que se requiere para 64-QAM sin codificar. Una tasa del cuantificador de 9-10 bits puede producir una tasa de datos máxima de 302-336 Mbis, lo que representa una compresión del 17-25 % con relación a la tasa de datos máxima en el Método I.

Cuantificación de tasa y tamaño de paso adaptativos

En un tercer método de compresión, tanto la tasa R como el tamaño de paso A del cuantificador se ajustan dinámicamente con base en la tolerancia al ruido de cuantificación de cada canal del enlace descendente. La variación dinámica de la tasa del cuantificador R puede reducir la tasa de datos promedio, pero no reduce el pico de la tasa de datos y la tasa de datos promedio que se reduce puede reducir la longitud promedio de los paquetes y las latencias en los conmutadores Ethernet.

La relación entre la tasa del cuantificador R y el rendimiento del canal del enlace descendente se explica más abajo mediante el uso de un escenario ilustrativo donde cada UE tiene una antena de RX y cada RU tiene una antena de TX. Las descripciones y los cálculos pueden extenderse fácilmente a los UE y RU que tienen más de una antena. En el ejemplo, el símbolo IQ en el dominio de la frecuencia r que se recibe por el UE puede escribirse como:

donde s representa un símbolo IQ en el dominio de la frecuencia de valor complejo que tiene una energía promedio Es, h es la correspondiente ganancia de canal en el dominio de la frecuencia de valor complejo, q es el ruido de cuantificación, e i y w representan la interferencia que se recibe y el ruido térmico, respectivamente. La relación señal a ruido de cuantificación del cuantificador, SQNR, se define como Es/Eq, donde Eq es la energía promedio del ruido de cuantificación.

La relación señal a interferencia más ruido (SINR) que se recibe en el UE se denota como SINR' y puede escribirse como:

S IN R ’ = Es x |h|2 / (E¡ E w E q|h|2)

= SINR / (1+ SINR/SQNR),

donde SINR = Es x |h|2 / (Ei Ew) es la SINR que se recibe en el UE en ausencia de cualquier ruido de cuantificación, Ei es la energía del ruido de interferencia y Ew es la energía del ruido térmico. En base a la ecuación para SINR', cuando SQNR >> SINR, SINR' = SINR. En otras palabras, en este ejemplo, el ruido de cuantificación no tiene un impacto sustancial o perceptible en el rendimiento de la señal que se recibe en el UE cuando SQNR » SINR.

En este ejemplo, la SQNR aumenta con la tasa del cuantificador R, por ejemplo, por aproximadamente 6 dB por cada incremento de R en 1 cuando R es grande. Si SINRtarget representa la SINR conveniente que se requiere en el UE para un MCS (esquema de modulación y codificación) dado para una recepción fiable, la implementación de la cuantificación no hace que la SINR' caiga perceptiblemente más abajo de la SINRtarget cuando la tasa del cuantificador R se elige de manera que SQNR >> SINRtarget. En consecuencia, cuando la SINR objetivo para un formato de modulación es baja, la velocidad R (por ejemplo, la precisión) del cuantificador puede reducirse.

En algunas implementaciones, la tasa del cuantificador R para la transmisión del PDSCH será la más alta para el MCS del PDSCH de 28 y será la más baja para el MCS del PDSCH de 0, que corresponden respectivamente a los esquemas de modulación y codificación más y menos demandantes (en términos de sensibilidad al ruido) actualmente soportados en el estándar LTE. En los canales de control, el formato de modulación subyacente es la QPSK/BPSK y puede usarse una tasa del cuantificador R relativamente baja. En algunas implementaciones, cuando se usa una tasa del cuantificador relativamente baja, la SINR que se recibe en los UE que tienen buenas condiciones de canal puede reducirse por el ruido de cuantificación. Sin embargo, la SINR reducida no afecta sustancialmente el rendimiento del UE cuando la SINR reducida está por encima de la SINR objetivo.

Similar al Método II, la CU envía información secundaria que contiene información sobre el tamaño de paso del cuantificador a las RU para ayudar a las RU a reconstruir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia a partir de los bits de datos que se reciben. Además, la CU también envía dinámicamente la tasa del cuantificador R a las RU para cada REG y PRB y para las señales de referencia de la CS-RS y la CSI-RS. La variación dinámica de la tasa del cuantificador y el tamaño de paso puede reducir el ruido de cuantificación que se causa por una tasa de cuantificación promedio fija. Alternativamente, cuando se permite una cierta cantidad promedio de ruido de cuantificación para las transmisiones de señales, la tasa del cuantificador promedio puede reducirse cuando la tasa del cuantificador se ajusta dinámicamente en lugar de ser fija.

Además de comprimir los símbolos que se envían a las RU, la CU puede reducir aún más la tasa de datos promedio entre la CU y las RU al no enviar ningún dato para los REG o los PRB no usados. Por ejemplo, cuando solamente el 50 % de los REG y los PRB en una ranura de tiempo están en uso, por ejemplo, al llevar datos, la tasa de datos promedio se reduce aún más en un 50 %.

Cuando se usan múltiples antenas de TX, puede usarse la misma tasa del cuantificador y el mismo tamaño de paso para todas las antenas de cada RU, de modo que la cantidad de información secundaria no crezca con el número de antenas de TX. En algunas implementaciones, la tasa del cuantificador y el tamaño de paso pueden ser diferentes para cada antena y la tasa del cuantificador promedio entonces se reduce aún más.

En la descripción de los cuantificadores en los Métodos I-III, se ha asumido un cuantificador uniforme escalar, debido a su facilidad de implementación. Sin embargo, estos métodos son igualmente aplicables a otros tipos de cuantificadores, tales como los cuantificadores escalares no uniformes, los cuantificadores vectoriales, etc. Se variaron el tamaño de paso y la tasa del cuantificador para adaptar el cuantificador a las características de los símbolos cuantificados. También es posible variar otros parámetros del proceso de cuantificación, tal como la ganancia de la entrada del cuantificador.

Compresión a nivel de modulación

En este cuarto método de compresión, la CU envía los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en forma de datos binarios con base en la estructura de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se conoce por la CU y sin implementar ninguna cuantificación. Como se describió anteriormente, los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia pertenecen a una constelación de señales de amplitud discreta o pueden derivarse mediante la transformación de símbolos de modulación que se eligen de una constelación de señales de amplitud discreta. Al enviar los datos binarios que representan las señales de amplitud discreta junto con la información secundaria que se requiere para aplicar cualquiera de las transformaciones que se requieren, el controlador puede evitar el ruido de cuantificación.

En uso, la CU envía los datos binarios que representan los símbolos de modulación a las RU, un símbolo de OFDM a la vez, en el mismo orden en que las RU deben transmitir los símbolos a través del aire. En particular, los datos binarios que representan los canales de control se envían en grupos de REG y los datos binarios que representan los canales de datos compartidos se envían en grupos de bloques de 12 símbolos que pertenecen al mismo PRB. Además, al comienzo de cada ranura de tiempo, la CU envía algunas porciones de información secundaria a las RU. Otras porciones de la información secundaria se envían al comienzo de cada REG en la región de control y antes de enviar los datos en el primer símbolo de OFDM del PDSCH de esa ranura de tiempo. Las RU analizan los datos que se reciben y reconstruyen los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia con base en la información secundaria. En este método, algunas de las funciones del transmisor del módem de banda base se implementan en la CU y algunas otras funciones del transmisor del módem de banda base se implementan en las RU. Por ejemplo, la función de corrección de errores hacia adelante se implementa en la CU, mientras que las funciones de precodificación y la IFFT se implementan en las RU. El procesamiento del enlace descendente puede particionarse entre la CU y la RU de muchas otras maneras. En algunas implementaciones, incluso es posible mover todo el procesamiento del módem del enlace descendente a la RU. En este caso, el controlador envía todos los datos necesarios, que incluyen los datos del bloque de transporte, a la RU junto con toda la información secundaria necesaria. En algunas implementaciones, esto reducirá, por ejemplo, minimizará la tasa de datos entre el controlador y las RU, pero puede aumentar la cantidad de procesamiento en las RU. En algunos casos, la interfaz entre el controlador y las RU se implementa mediante el uso de la llamada FAPI (Interfaz de Plataforma de Aplicación Femto) desarrollada por la Small Cell Forum, excepto que la FAPI se implementará a través de una red Ethernet.

En algunas implementaciones que usan la agregación de portadoras de enlace descendente, por ejemplo, al agregar portadoras con licencia o una combinación de portadoras con licencia y sin licencia, las RU pueden implementar las funciones de capa de enlace descendente 1 para múltiples portadoras. En tales ejemplos, la interfaz entre el controlador y la unidad remota puede soportar la transmisión de datos de bloque de transporte PDSCH e información de control para múltiples portadoras.

Más abajo, se describe la representación de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia mediante datos binarios para cada tipo de canal del enlace descendente.

Símbolos de Referencia de la CS-RS

Los símbolos de referencia de la CS-RS son símbolos binarios de valor complejo que se eligen de una constelación de QPSK, cuya ganancia puede permanecer constante durante la subtrama. Cuando cada RU tiene múltiples antenas de TX, los símbolos de referencia de la CS-RS también incluyen símbolos "cero" para evitar interferencias entre las antenas. Los símbolos de referencia de la CS-RS en diferentes antenas difieren solamente en sus posiciones relativas en la cuadrícula de recursos (véase, por ejemplo, las cuadrículas 730, 740 de la Figura 7). La CU incluye en la información secundaria un índice de 3 bits para representar el desplazamiento de frecuencia de la CS-RS y un número de 12 bits para representar la ganancia. La información secundaria se envía a las RU al comienzo de cada subtrama, a través de la cual las RU conocen sobre las posiciones de todos los símbolos de referencia de la CS-RS en la cuadrícula de recursos para todas las antenas de TX, excepto por un desplazamiento del índice de frecuencia fijo entre 0 y 5. El desplazamiento del índice de frecuencia depende del ID de la célula. En base al desplazamiento del índice de frecuencia, las RU pueden determinar la posición de los RE cero, para los que no se necesita enviar bits de datos. Para los RE de la CS-RS distintos de cero, dos bits son suficientes para representar cada símbolo de la CS-RS. Las RU que reciben los datos binarios, dos bits para cada RE, pueden reconstruir el símbolo IQ al insertar los símbolos de la CS-RS de valor complejo correctos y los RE "cero" en la cuadrícula de recursos para cada antena de TX con base en la información secundaria.

Símbolos de referencia de la CSI-RS

La CU puede manejar los símbolos de la CSI-RS usados en el Modo de Transmisión 9 de la versión 10 de manera similar a los símbolos de referencia de la CS-RS descritos en la sección (i). Al comienzo de cada subtrama, la CU envía a las RU información secundaria para indicar la posición de los símbolos de la CSI-RS en la cuadrícula de recursos. La información secundaria puede basarse en parámetros tales como la configuración de la CSI, el índice de la CSI-RS de potencia cero, el factor de escala, etc. Mediante el uso de la información secundaria y los datos que se reciben de la CU, que son dos bits para cada RE, las RU pueden insertar los símbolos de la CSI-RS de valor complejo correctos y los RE "cero" en la cuadrícula de recursos para cada antena de TX.

Símbolos de control

Los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en la región de control (por ejemplo, los primeros 1-3 símbolos de OFDM designados) que no son usados por la CS-RS pertenecen al PCIFCH, PHICH o PDCCH. En algunas implementaciones, los símbolos de control se representan por datos binarios en una base por REG. Cada REG tiene 4 R^e que son contiguos, excepto por los símbolos de referencia de la CS-RS que se insertan entre ellos. Cada canal de control se lleva en múltiples REG que se dispersan en frecuencia (por ejemplo, los REG se localizan en diferentes partes de la banda de frecuencia de transmisión). Para cada REG, la C^u envía información secundaria a la RU para que la RU analice los datos binarios que se reciben. La información secundaria se envía por el REG y puede incluir datos de 2 bits para representar el tipo de canal (por ejemplo, PDCCH, PCFICH, PHICH o no usado) y datos de 12 bits para representar la ganancia del canal. Al comienzo de cada subtrama, la CU envía a la RU información secundaria de 2 bits para indicar la longitud de la región de control. En algunas implementaciones, para procesar las señales que se reciben, las RU no necesitan conocer de antemano la localización de los diferentes canales de control en la región de control.

Cuando cada RU tiene múltiples antenas de TX (por ejemplo, N antenas de TX, donde N es un entero mayor que 1), la red de radio transmite los símbolos de control mediante el uso de la diversidad de TX de Alamouti. En las implementaciones, la CU envía los datos binarios de 16 bits que representan los 4 símbolos de QPSK (codificación de desplazamiento de fase en cuadratura) en cada REG a la RU. La RU implementa las operaciones cambio de signo y conjugación para la diversidad de TX para generar los 4 x N símbolos de QPSK que representan los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en el REG para todas las N antenas de TX.

El PHICH puede representarse mediante datos binarios en base al hecho de que los símbolos en el dominio de la frecuencia que se transmiten para el PHICH también se eligen de una constelación de señales discretas. Cada PHICH representa 1 bit de información de ACK/NAK (acuse de recibo/acuse de recibo negativo) para el enlace ascendente de HARQ (solicitud de repetición automática híbrida). El bit del PHICH se codifica en una secuencia de 12 símbolos de valor complejo que se eligen de una constelación de señales binarias de BPSK con una rotación de 45 grados. La CU puede transmitir datos binarios que representan hasta 8 bits del PHICH juntos en un grupo del PHICH. Para la transmisión, los símbolos de valor complejo que representan todos los bits del PHICH en el grupo del PHICH se suman juntos para obtener 12 símbolos del grupo del PHICH de valor complejo. Como puede verse, estos símbolos se eligen de una constelación de amplitud discreta. Cada uno de los componentes reales e imaginarios de los 12 símbolos del grupo del PHICH de valor complejo puede representarse por un entero en el intervalo [-6, 6], junto con una ganancia que puede permanecer constante durante la subtrama. Los 12 símbolos del grupo del PHICH de valor complejo se asignan a 3 REG, por ejemplo, en el primer símbolo de OFDM de la región de control después de aplicar la diversidad de TX en una base por REG. La C^u envía a las RU un valor de ganancia que se representa por un índice de 12 bits, seguido de datos de 8 bits que representan los componentes reales e imaginarios de cada símbolo del grupo del PHICH de valor complejo antes de aplicar la diversidad de TX. Las RU pueden usar la información que se recibe para aplicar la diversidad de TX y reconstruir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia para todas las antenas de TX.

En algunas implementaciones, los símbolos del PHICH también pueden transmitirse mediante el uso de una representación de 16 bits de los componentes reales e imaginarios de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia para cada antena. En comparación con la representación de 8 bits, la tasa de datos entre la CU y las RU para la representación de 16 bits es mayor; sin embargo, las RU pueden reconstruir los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia de una manera más sencilla.

El PCFICH y el PDCCH también pueden representarse fácilmente mediante datos binarios y transmitirse desde la CU a las RU. En particular, cada REG para el PCFICH o el PDCCH lleva 4 símbolos de QPSK, que se envían en múltiples antenas de TX mediante el uso de la diversidad de TX de Alamouti. La CU envía 2 bits de datos por RE, u 8 bits de datos por REG a las RU, que representan los símbolos modulados antes de la diversidad de TX.

Símbolos del PDSCH

La mayoría de los RE en los símbolos de OFDM que están fuera de la región de control son usados por el PDSCH, excepto que el PBCH usa las 72 subportadoras intermedias en los primeros 4 símbolos de OFDM en la primera ranura de tiempo de cada trama de radio de 10 ms y que la PSS/SSS usa las 72 subportadoras intermedias en los últimos 2 símbolos de OFDM en las ranuras de tiempo 0 y 10 de cada trama de radio de 10 ms. Los símbolos del PDSCH para la transmisión de antena única son de valor complejo y se eligen de una constelación de QPSK, 16-QAM o 64-QAM, que pueden representarse mediante 2, 4 o 6 bits de datos, respectivamente. La ganancia de un símbolo del PDSCH dado puede permanecer constante durante la subtrama (excepto posiblemente en el 4to símbolo de OFDM de cada ranura de tiempo) y la ganancia para diferentes canales del PDSCH puede ser diferente. Los recursos que se asignan a cada PDSCH se encuentran en uno o más VRB (bloques de recursos virtuales) consecutivos y pueden mapearse a PRB de manera localizada (consecutiva) o distribuida (no consecutiva). En algunas implementaciones, la CU asume que el PDSCH cambia en cada límite del PRB y envía información secundaria a las RU sobre una base por PRB. La actualización de la información secundaria sobre una base por PRB puede simplificar la operación de las RU en la reconstrucción de los símbolos del PDSCH. En otras implementaciones, se usa la asignación de recursos localizados y la CU envía información secundaria sobre una base por canal, lo que es menos frecuente que enviar la información secundaria sobre una base por PRB.

Para el propósito de la descripción, se asume que la CU envía la información secundaria por PRB antes de enviar el primer símbolo de OFDM de la ranura de tiempo fuera de la región de control. La información secundaria incluye un índice de 1 bit que indica si los símbolos del PDSCH están presentes o no para la transmisión y otro índice de 1 bit que indica la presencia de PSS/SSS en ranuras de tiempo pares o la presencia del PBCH en ranuras de tiempo impares. La información secundaria también incluye un índice de 2 bits que representa el orden de modulación (BPSK para las DM-RS, QPSK, 16-QAM o 64-QAM), un índice de 4 bits que representa el modo de transmisión del PDSCH (por ejemplo, la Figura 8, TM#1-9) y un índice que representa los coeficientes de precodificación o una representación de 16 bits de cada coeficiente de precodificación de valor complejo (TM#9). La información secundaria se sigue por los datos binarios que representan los símbolos de modulación del PDSCH.

Las RU usan la información secundaria para completar las operaciones del módem de banda base y generar los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia. En las implementaciones donde el PDSCH usa el Modo de Transmisión 9, los símbolos de referencia de demodulación (DM-RS) también pueden verse como símbolos de QPSK que usan la misma ganancia que los símbolos del PDSCH. En consecuencia, puede no requerirse un tratamiento especial para los RE de las DM-RS.

En el ejemplo descrito anteriormente en el que una red de radio implementa FDD LTE de 10 MHz, hay 50 PRB en cada ranura de tiempo de 0,5 ms. Cada símbolo de OFDM que no lleva la CS-RS tiene 12 RE del PDSCH en cada PRB, mientras que los símbolos de OFDM que llevan la CS-Rs tienen 8 RE del PDSCH por PRB (se asume que hay 2 antenas de TX). Un PRB que lleva el PBCH tiene 32 RE para el PDSCH.

Cuando están en uso múltiples antenas para un PDSCH, la CU puede reducir la cantidad de datos que necesitan enviarse a las RU en base al conocimiento de la estructura subyacente del transmisor de múltiples antenas. Los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en la diversidad de TX se eligen de una constelación de QAM y al menos algunos de estos símbolos IQ están en dependencia entre sí. Por ejemplo, un grupo de N₂ símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se transmiten en N antenas de TX puede derivarse de N símbolos de modulación de entrada, que se eligen de una constelación de valor complejo de amplitud discreta, mediante el uso de operaciones tales como los cambios de signo o conjugaciones complejas. En consecuencia, en lugar de enviar información para N x N = N₂ símbolos IQ en el dominio de la frecuencia, la Cu puede enviar información para los N símbolos de modulación de entrada e indicar que se usa la diversidad de TX. Las RU pueden implementar las operaciones de diversidad de TX para producir los N₂ símbolos para la transmisión en N subportadoras en N antenas de TX. Como resultado, la tasa de transmisión de datos entre la CU y las RU no aumenta cuando se aumenta el número de antenas de TX.

En general, los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia para un transmisor MIMO de N antenas pueden escribirse como:

donde X es un vector de entrada del PDSCH de K dimensiones cuyos componentes se eligen de la constelación de señales de QAM subyacente, P es una matriz de precodificación N x K y K es el número de capas que se transmiten. En lugar de cuantificar Y como si fuera algún vector aleatorio continuo, la CU envía los bits de datos que representan los símbolos de modulación K en el vector X junto con la matriz de precodificación. La matriz de precodificación no varía dentro de una subtrama y, en algunas implementaciones, la CU solamente envía la matriz de precodificación una vez por PRB en lugar de una vez por cada símbolo de OFDM.

Para el MIMO de bucle cerrado de la versión 8, la matriz de precodificación se elige de un conjunto fijo y la matriz de precodificación puede representarse mediante un índice de precodificación corto de unos pocos bits. En el modo de transmisión 9 de la versión 10, se necesitan menos de 64 bits para representar los coeficientes del precodificador (16 bits por coeficiente complejo) (se supone que hay 2 antenas de TX).

La tasa de datos para los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia puede reducirse significativamente cuando el número de capas K es menor que el número de N antenas de TX. La tasa de datos aumenta con el número de capas. Sin embargo, incluso cuando K = N (por ejemplo, multiplexación espacial de rango completo), el envío de datos binarios que representan los símbolos de modulación de QAM en lugar de enviar los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia precodificados puede reducir la tasa de datos y evitar el ruido de cuantificación. Para transmitir K capas, la tasa de datos para los datos de entrada del PDSCH es K veces la tasa de datos para una única capa.

Otros símbolos

La CU puede manejar fácilmente la representación binaria de símbolos en los otros canales comunes del enlace descendente. Por ejemplo, los RE del PBCH pueden tratarse de manera similar al PDSCH mediante el uso de modulación de QPSK y la diversidad de TX. La CU puede usar 1 bit de información secundaria para indicar la presencia o la ausencia del PBCH en ranuras de tiempo impares. En algunas implementaciones, los RE que llevan los símbolos de sincronización de PSS/SSS se envían sin ninguna compresión como los enteros de 16 bits para representar los componentes reales e imaginarios de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia. De manera similar, puede usarse 1 bit de información secundaria para indicar la presencia o la ausencia de PSS/SSS en ranuras de tiempo pares.

Resumen

En los métodos que se describe anteriormente, las funciones del módem de banda base del enlace descendente se dividen entre la CU y las RU de tal manera que se reduce la tasa de datos en la red Ethernet, mientras se mantiene muy baja la complejidad del procesamiento en las RU. Por ejemplo, mediante el uso de la partición específica descrita anteriormente, la tasa de bits en la red Ethernet puede reducirse a alrededor de 100 Mbis para dos antenas de transmisión y transmisión del PDSCH de dos capas. La tasa de datos actual será aún menor cuando los recursos del enlace aéreo no se utilicen al 100 %. Además de una menor tasa de bits, el método también elimina completamente el ruido de cuantificación. Son posibles otras maneras de particionar los datos entre la CU y las RU. Por ejemplo, es posible que las RU realicen todas las funciones de la capa física, mientras que la programación y el procesamiento de la capa superior se realizan en la CU.

Compresión del enlace ascendente dentro de una célula

En algunas implementaciones, el enlace ascendente LTE en el ejemplo de redes de radio descritas en la presente descripción es diferente del enlace descendente de muchas maneras. Por ejemplo, las señales del enlace ascendente que se reciben por diferentes RU en la misma célula no son idénticas. Las diferentes señales del enlace ascendente pueden tener diferentes ganancias de canal, niveles de ruido y niveles de interferencia que pueden explotarse por el controlador para ganancias de potencia y diversidad. Sin embargo, cuando una célula contiene múltiples RU y todas las RU envían sus señales recibidas a la CU, la CU recibe una cantidad de datos mayor en el enlace ascendente que la que difunde a las RU en el enlace descendente.

Similar a las técnicas usadas en la compresión del enlace descendente, las técnicas para la compresión del enlace ascendente también tienen en cuenta una o más de las siguientes diferencias adicionales entre el enlace ascendente y el enlace descendente. Primero, en el enlace ascendente, sin una demodulación y decodificación completas, las RU no pueden conocer con precisión los símbolos de modulación de amplitud discreta que se transmiten por los UE.

Segundo, el formato de modulación en el enlace ascendente de LTE, SC-FDMA (acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única), es diferente del esquema de OFDMA usado en el enlace descendente. En lugar de usar los símbolos modulados o sus versiones precodificadas como los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia, los símbolos de modulación en el SC-FDMA son señales en el dominio del tiempo. Estas señales en el dominio del tiempo se transforman por el UE en símbolos IQ en el dominio de la frecuencia mediante el uso de una DFT (Transformada Discreta de Fourier). En comparación con los símbolos en el enlace descendente, los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se obtienen de la transformación de la DFT pueden exhibir una estadística menos uniforme y más parecida a una gaussiana truncada, especialmente cuando al U^e se le asignan muchos RB.

En el enlace ascendente, los recursos en un PRB se asignan de manera contigua y pueden utilizarse saltos de frecuencia entre dos ranuras de tiempo de una subtrama. Como ejemplo, los PRB del PUSCH (con las DM-RS en el intermedio) que se asignan a un UE son consecutivos y pueden saltar entre las ranuras 0 y 1 con un espacio conocido entre ellas. El 4to símbolo de OFDM de cada Pr B del PUSCH que se asigna es un DM-RS. La SRS, si está presente, se transmite en el último símbolo de la subtrama, por ejemplo, en cualquier otra subportadora. Las transmisiones del PUCCH incluyen símbolos de QPSK que modulan una secuencia de fase compleja y una cobertura ortogonal que se transmite sobre dos PRB en los bordes opuestos de una banda. En algunas implementaciones, múltiples UE pueden transmitir señales del PUCCH en los mismos PRB en la misma subtrama. Los primeros pares L (que es un entero) de PRB llevan transmisiones de CQI/PMI/RI, posiblemente junto con el ACK/NAK de HARQ, mediante el uso del Formato 2. Hay pares de PRB adicionales disponibles para los ACK/NAK de HARQ y solicitudes de programación.

Con referencia a la Figura 8, para la transmisión del PUSCH, un UE 1204 modula 1200 y transforma 1210 símbolos en el dominio del tiempo x 1202 en símbolos en el dominio de la frecuencia s 1203, realiza un mapeo de recursos 1212 y entonces realiza una IFFT completa 1214 para generar las señales en el dominio del tiempo para la transmisión a través del aire a las RU. Una o más rU 1206 en una célula reciben las señales que se transmiten a través de uno o más canales 1208 a través de sus antenas, aplican el procesamiento de RF para generar las señales IQ en el dominio del tiempo que se reciben y aplican una FFT 1220, 1222 para producir las señales IQ en el dominio de la frecuencia que se reciben r11216, r21218.

Suponiendo que una célula incluye K RU, donde K es un entero positivo y que la késima RU tiene dos antenas para recibir señales (antenas de RX) de un UE que tiene una antena de TX para transmitir las señales, el símbolo IQ en el dominio de la frecuencia, rki, que se recibe en la 1ra antena de RX (i=1 o 2) de la k-ésima RU en alguna posición de frecuencia fija en un símbolo de OFDM puede expresarse en las siguientes formas:

donde s es el símbolo IQ en el dominio de la frecuencia que se transmite por el UE (véase, por ejemplo, la Figura 8), hk¹ y hk² son los coeficientes del canal, ik¹ e ik² representan la interferencia de los UE en otras células, wk¹ y wk² son el ruido térmico, respectivamente, para las dos antenas de RX.

Los niveles de energía totales de los símbolos que se reciben rk1 y rk2 en la k-ésima RU son:

donde I=1, 2, Esx |hk¹ |2,E¡,kl y Ew,kI representan la energía promedio de los símbolos que se reciben y la energía promedio de la interferencia y el ruido que se recibe a través de la I-ésima antena de recepción de la késima RU, respectivamente. Generalmente, las energías promedio de los símbolos que se reciben, Es|hkI|2, son diferentes en diferentes canales del enlace ascendente debido a que la SINR que se requiere en estos canales cambia en base al formato del PUCCH (Formato 1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b) y el MCS del PUSCH(por ejemplo, QPSK o 64-QAM). La energía de interferencia, que se causa por otras transmisiones de UE en células cercanas, también puede variar entre diferentes PRB, lo que puede causar variaciones adicionales en los niveles de energía de los símbolos que se reciben en las RU.

Las RU implementan la compresión del enlace ascendente mediante el uso de un cuantificador para reducir la tasa de datos de las transmisiones de las RU a las CU. Para el propósito de la descripción, se asume que el cuantificador es un cuantificador escalar uniforme que tiene una tasa Rk¹ y un tamaño de paso Akl y cuantifica los componentes reales e imaginarios de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se reciben independientemente en la I-ésima antena de la késima RU. Otras técnicas de cuantificación, tal como la cuantificación escalar no uniforme o la cuantificación vectorial, también pueden usarse con las técnicas que se describen en la presente descripción.

Con referencia a la Figura 9, la RU 1300 envía los bits 1302 que representan una salida del cuantificador 1304 a la CU 1306 en tramas Ethernet a través de una red Ethernet 1308. La CU 1306 reconstruye una versión cuantificada rki' de cada símbolo que se recibe rk¹:

donde qki es el ruido de cuantificación de valor complejo que tiene una energía promedio Eq,ki. El rendimiento del cuantificador 1304 puede medirse por su relación señal a ruido de cuantificación (SQNR), que se define como:

donde Eq,ki = 2 x MSE y MSE es el error cuadrático medio del cuantificador escalar uniforme.

Los símbolos cuantificados se envían a la CU a través de la red Ethernet. En algunas implementaciones, la tasa Rk¹ del cuantificador se elige de modo que el ruido de cuantificación no afecte sustancialmente el rendimiento de los receptores en la CU. En ausencia de ruido de cuantificación y si se asume que el ruido y la interferencia que se reciben en todas las antenas no se correlacionan, el rendimiento de un receptor en la CU para MRC (un combinador de relación máxima) puede representarse por la SINR efectiva:

donde SINRk¹ = Esx |hk¹12 / (E¡,kl Ew,kl) es la SINR en la I-ésima antena RX de la késima RU.

Cuando la interferencia iki en diferentes antenas de RX se correlaciona, la CU que recibe los símbolos comprimidos de las RU puede aplicar la IRC (combinación de rechazo de interferencia). El rendimiento de la IRC se determina con base en la suma de las SINR en todas las antenas de RX, como se muestra por la ecuación anterior, excepto que cada SINR para una antena de RX dada incluye el efecto del filtro de blanqueado espacial.

Seguidamente, se considera el efecto del ruido de cuantificación distinto de cero en el rendimiento de los receptores en la CU. La relación señal a interferencia más ruido más ruido de cuantificación a la salida del receptor de MRC en la CU, SINR', es:

donde

En otras palabras, la SINR' es la suma de las relaciones de señal a interferencia más ruido más ruido de cuantificación en cada rama de la MRC que recibe símbolos cuantificados de las respectivas antenas en la célula. Si las tasas del cuantificador Rk¹ se eligen para todas las antenas (para todos los k y I) de manera que:

entonces SINRkI' = SINRkI y SINR' es aproximadamente igual a la SINR ideal sin ruido de cuantificación, es decir, SINR' = SINR = Ik (SINRk1 SINRk2).

La cantidad de degradación que se causa por el ruido de cuantificación distinto de cero en la SINRki efectiva para cada antena de la RU también puede determinarse mediante el uso de la fórmula anterior. La cantidad puede calcularse como SINR^/SINR^', que puede escribirse como una función de SQNRkI/(1 SINRkI).

La Tabla 1 muestra las cantidades ilustrativas de degradación en la SINRkI por antena de RX debido al ruido de cuantificación como una función de la relación SQNRkI/(1+SINRkI). Los datos en este ejemplo ilustran que cuando la SQNRkI es al menos 20 dB por encima de 1+SINRki, la reducción en la SINRkI debido al ruido de cuantificación es inferior a 0,05 dB.

Tabla 1. Reducción en la SINRki debido al ruido de cuantificación.

Métodos de cuantificación

Más abajo, se describen cuatro métodos de cuantificación ilustrativos diferentes para la compresión del enlace ascendente, con un aumento de la relación de compresión desde el Método I hasta el Método IV.

Cuantificación fija

En este método ilustrativo, se usa un cuantificador escalar uniforme fijo que tiene una tasa fija Rk¹ = R⁰ y un tamaño de paso fijo Akl = Ao. Como ejemplo, Ro = 12 y el flujo IQ cuantificado se envía desde una RU a la CU a una tasa de bits total de aproximadamente 403 Mbis para dos antenas de RX de la RU. En consecuencia, el cuantificador fijo que tiene un tamaño de paso de 12 bits puede implementarse sin un alto nivel de complicación y sin afectar sustancialmente el rendimiento de la transmisión de la señal. La tasa de datos de 403 Mbis entre la CU y las RU es relativamente alta. Cuando las K RU envían símbolos IQ en el dominio de la frecuencia cuantificados a una tasa de datos de 403 Mbps hacia la CU para el mismo símbolo de OFDM, la tasa de bits que se agrega entre el conmutador Ethernet más cercano y la CU es K x 403 Mbis, que puede ser relativamente alto para grandes K.

Cuantificación de tamaño de paso adaptativo

En este método ilustrativo, la cuantificación se implementa mediante el uso de un cuantificador escalar uniforme que tiene una tasa fija Rki = R⁰ y un tamaño de paso Akl que se ajusta dinámicamente. En algunas implementaciones, el tamaño de paso puede actualizarse sobre una base por PRB e independientemente para cada antena. Para cada símbolo de OFDM, los tamaños de paso AkI varían individualmente para cada canal del enlace ascendente que usa recursos en ese símbolo de OFDM. Por ejemplo, AkI puede seleccionarse con base en la energía promedio de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se reciben en cada canal del enlace ascendente. En algunas implementaciones, la energía promedio de los símbolos IQ en un canal dado se estima mediante el uso de los símbolos a cuantificar en las RU. El tamaño de paso del cuantificador puede entonces ajustarse con base en la distribución que se asume de los símbolos a cuantificar. En algunas implementaciones, la distribución se determina en base al tamaño de la DFT usada por el UE. En algunas implementaciones, optimizar el tamaño de paso dinámica e independientemente para cada canal puede permitir que las señales se transmitan desde las RU a la CU a una mayor SQNR a la misma tasa de datos. Además, la optimización del tamaño de paso dinámica e independientemente para cada canal puede usarse para disminuir la tasa de datos sin reducir la SQNR.

En algunas implementaciones, puede que no sea necesario variar el tamaño de paso del cuantificador Akl en cada símbolo de OFDM, por ejemplo, cuando la energía promedio de un símbolo que se recibe por la RU de un UE no varía significativamente dentro de una subtrama. En tales implementaciones, el tamaño de paso para el primer símbolo de OFDM se determina mediante el uso de los símbolos IQ que se reciben en el primer símbolo de OFDM, por ejemplo, para evitar retardos. Cuando el número de símbolos disponibles es insuficiente para estimar con precisión la energía promedio en el primer símbolo del OFDM, la estimación de energía promedio y el tamaño de paso pueden refinarse en los símbolos de OFDM subsecuentes.

La tasa del cuantificador R0 se elige lo suficientemente alta de modo que el rendimiento del receptor en la CU no se degrade para el MCS más alto. Por ejemplo, cuando R⁰ = 10, la SQNR del cuantificador es de aproximadamente 52 dB (se asume una entrada gaussiana), que es más de 20 dB mayor que la SINR mínima que se requiere para las comunicaciones fiables en el MCS del enlace ascendente más alto.

Como se muestra en el Método I, una SQNR que es de 20 dB por encima de la SINR mínima que se requiere permite que el receptor en la CU opere con una degradación del rendimiento debido a la cuantificación de no más de 0,05 dB. Una tasa del cuantificador R⁰ de 10 puede producir una tasa de datos IQ de aproximadamente 336 Mbis para dos antenas de RX de una RU. Esto representa una relación de compresión de 10/12 o es un 17 % más alta en comparación con la tasa de compresión del Método I. Debido a que la tasa del cuantificador R⁰ es fija, todos los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se reciben por las RU, que incluyen los símbolos IQ que no llevan información, se cuantifican y se envían a la Cu . Cuando se usa un tamaño de paso optimizado, el valor de la tasa del cuantificador requerida para lograr una SQNR conveniente es menor que cuando el tamaño de paso no se optimiza.

Las RU usan diferentes tamaños de paso para diferentes canales PUSCH/PUCCH/SRS/PRACH con base en la información sobre los límites del canal del enlace ascendente que se recibe de la CU. En algunas implementaciones, los límites del canal del enlace ascendente para cada PRB se indican mediante la información secundaria del enlace descendente que se envía por la CU a las RU. Con referencia a la Figura 10, la información secundaria 1404 para su uso en una subtrama N del enlace ascendente (UL) se envía por la CU 1400 en la subtrama N-4 del enlace descendente (DL) (1406) a las RU 1402.

Los ejemplos de la información secundaria del enlace descendente 1404, por ejemplo, los contenidos y tamaños, son los siguientes. Los PRB del PUSCH o del PUCCH que se asignan al mismo canal son consecutivos y los límites del canal para el PUSCH y el PUCCH pueden indicarse mediante un índice de posición de 6 bits y un campo de longitud de 6 bits. La CU también puede enviar indicaciones del tipo de canal (por ejemplo, PUSCH, PUCCH, SRS, PRACH, etc.) a las RU mediante el uso de un índice de 2 bits para facilitar que las RU modelen la distribución estadística de los símbolos que se reciben. Además, un bit de la información secundaria puede usarse para indicar la presencia de la SRS (señal de referencia de sondeo), que puede ocupar el último símbolo de OFDM de la subtrama. Además, la posición del PRACH, cuando está presente, puede indicarse mediante un índice de 6 bits. En base al conocimiento de los límites del canal del PUSCH/PUCCH, las RU determinan para cada símbolo de OFDM la energía promedio de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia recibidos que pertenecen al mismo canal (o del mismo UE). Las RU entonces eligen el tamaño de paso Aki del cuantificador con base en la energía promedio que se determina. En algunas implementaciones, una RU determina el tamaño de paso óptimo sin distinguir los diferentes tipos de canales (por ejemplo, PUSCH o PUCCH). En algunas implementaciones, una RU usa la información secundaria del enlace descendente sobre el tipo de canal para facilitar la elección del tamaño de paso óptimo sin ninguna medición que se relacione con los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia que se reciben (por ejemplo, la energía promedio). Para la SRS, las RU pueden estimar la energía promedio a través de todo el símbolo de OFDM y determinar el tamaño de paso óptimo. Alternativamente, las R^u pueden dividir las subportadoras en un símbolo de OFDM que lleva la SRS en subbandas y optimizar el tamaño de paso para cada subbanda. En algunas implementaciones, puede usarse un tamaño de paso predeterminado fijo para cuantificar la señal SRS. Para el PRACH, el tamaño de paso puede determinarse en base al valor del pico de potencia de la señal que se recibe o puede fijarse.

La RU puede implementar la cuantificación escalar uniforme con tamaños de paso variables al aplicar una ganancia Ykl para normalizar la energía de los símbolos IQ a cuantificar. Las RU cuantifican entonces los componentes reales e imaginarios de los símbolos IQ mediante el uso de un cuantificador escalar uniforme que tiene un tamaño de paso fijo AkI = A-i. En algunas implementaciones, los componentes real e imaginario son simétricos y puede usarse la misma ganancia y cuantificador escalar para ambos componentes, el real y el imaginario.

Las RU envían información secundaria del enlace ascendente sobre los tamaños de paso que se seleccionan a la CU, junto con los bits de datos que representan los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia cuantificados, con base en los cuales la CU reconstruye los símbolos IQ que se reciben.

En algunas implementaciones, cada tamaño de paso del cuantificador se representa por un índice de 12 bits en la información secundaria. En algunas implementaciones, las RU actualizan el tamaño de paso en cada símbolo de OFDM, lo que puede aumentar la cantidad de información secundaria que se transmite en una ranura de tiempo por hasta un factor de 7. Para la SRS, las RU envían a la CU la información secundaria del enlace ascendente sobre el tamaño de paso para cada subbanda antes de enviar los datos. Para el PRACH, la información sobre el tamaño de paso puede enviarse antes de que se envíen los datos del PRACH cuantificados.

Cuantificación de tasa y tamaño de paso adaptativos

En este método, además de ajustar dinámicamente el tamaño de paso Akl del cuantificador, la tasa Rk¹ del cuantificador también se ajusta dinámicamente para comprimir (o cuantificar) el flujo IQ. En un ejemplo, no se distinguen los símbolos del PUSCH que llevan datos de usuario y los símbolos del PUSCH que llevan la UCI (información de control del enlace ascendente). Además, se aplica la misma tasa del cuantificador a todos los símbolos que se envían por el mismo UE.

La tasa del cuantificador puede ajustarse dinámicamente, por ejemplo, sobre una base por PRB. Como se describió anteriormente, para los PRB que llevan símbolos IQ del PUSCH de un MCS relativamente bajo, puede usarse una tasa del cuantificador más baja que la tasa para los PRB que llevan símbolos IQ del PUSCH desde un MCS relativamente alto. De manera similar, algunos PRB que llevan símbolos del PUCCH pueden cuantificarse a una tasa relativamente baja. La SINR que se requiere para que estos PRB (para el PUSCH o el PUCCH) proporcionen una recepción fiable en la CU puede ser relativamente baja. En consecuencia, estos PRB pueden tolerar un nivel relativamente alto de ruido de cuantificación. Además, no es necesario cuantificar aquellos PRB que no lleven ningún dato. La alta tolerancia al ruido de cuantificación y el número reducido de PRB a cuantificar en el enlace ascendente pueden ahorrar ancho de banda de transmisión entre las RU y la CU. Ajustar la tasa del cuantificador con base en estas consideraciones puede reducir la tasa de datos promedio en el enlace ascendente.

Como se describió anteriormente, la tasa del cuantificador para cada antena de la RU se elige para que sea relativamente alta, de manera que SQNRk¹>> 1 SINRk¹, donde SQNRk¹ es el cuantificador de la SQNR y SINRk¹ es el receptor SINR para la lésima antena de la késima RU de una célula. Cuando se satisface tal relación entre la SQNRk¹ y la SINRk¹, el ruido de cuantificación es mucho más bajo que la interferencia más el ruido visto en la antena (lésima antena de la késima RU) y el efecto de la cuantificación en la SINRk¹ es pequeño.

En algunas implementaciones, una RU no determina la SINRk¹ por sí misma. En su lugar, la RU aprende de la CU la SINR objetivo, SINRtarget, a través de todas las antenas de la célula. La SINRtarget es una función del MCS usado en cada PRB. La CU usa el bucle de control de potencia para dirigir las potencias de transmisión de un UE a un nivel básico y el UE ajusta la potencia de transmisión básica de acuerdo con el MCS usado en un PRB dado de modo que la SINR en el eNodoB sea aproximadamente igual a la SINRtarget.

En algunas implementaciones, las RU eligen la tasa del cuantificador de manera que el ruido de cuantificación no reduzca sustancialmente la SINR en el receptor de la CU más abajo de la SINR objetivo. Cuando la CU controla la potencia de transmisión del UE mediante un seguimiento preciso de los cambios de canal, la SINR en el receptor de la CU es aproximadamente igual a la SINRtarget. Además, cuando SQNRkl>>SINRtarget>SINRkl, SINR' = £k (SINRk1 SINRk² ') “ SINRtarget. En otras palabras, en algunas implementaciones, el ruido de cuantificación no reduce sustancialmente la SINR en el receptor de la CU cuando la tasa del cuantificador se elige de manera que SQNR >> SINRtarget.

En resumen, en algunas implementaciones, al seleccionar la tasa del cuantificador de manera que SQNRkl >> SINRtarget, una RU puede cuantificar los símbolos IQ sin producir ruido de cuantificación que afecte sustancialmente el rendimiento del receptor de la CU o prevenga una comunicación fiable entre la CU y la Ru .

En las técnicas ilustrativas descritas anteriormente, para un PRB dado, las RU en la misma célula usan la misma tasa del cuantificador para todas las antenas. En algunas implementaciones, las SINR de diferentes antenas (SINRkI) pueden ser significativamente diferentes. En tales implementaciones, pueden elegirse diferentes tasas del cuantificador para antenas que tienen diferentes SINRkI en la misma célula. Por ejemplo, las tasas del cuantificador pueden elegirse de modo que la SQNR sea proporcional a 1 SINRkI. En particular, la tasa del cuantificador para la antena con una SINRkI más baja puede elegirse para que sea más baja que la tasa del cuantificador para una antena con una mayor SINRkI. En algunas implementaciones, cuando la SINRkI de algunas antenas es demasiado baja con relación a la SINR total, es un desperdicio para las RU a las que pertenecen esas antenas transmitir los símbolos IQ que se reciben a la CU. Se puede lograr una compresión significativa del flujo de IQ cuando esas RU pueden determinar que las señales recibidas en sus antenas no contribuyen significativamente a la SINR general en la CU y purgan o podan las señales (lo que equivale a usar una tasa de cuantificador de "0" para estas señales).

Una RU puede ajustar la tasa del cuantificador con base en la SINRkI vista en cada antena y, adicionalmente, la diferencia entre la SINRkI en sus diferentes antenas y la SINRkI en otras antenas en la misma célula. En algunas implementaciones, la CU selecciona las RU desde las cuales se reciben los símbolos. La CU también puede determinar la tasa del cuantificador para cada RU con base en las transmisiones pasadas del UE. Por ejemplo, la CU establece la tasa del cuantificador en cero para una antena cuando determina que la SINRkI de esa antena contribuye a menos del 5 % de la SINR total.

En algunas implementaciones, la CU determina la tasa del cuantificador para cada antena sobre una base por UE en el momento cuando el UE transmite un preámbulo del PRACH. Puede requerirse que todas las RU reenvíen todas las señales de preámbulo del PRACH a la CU de modo que la CU pueda hacer una determinación inicial de la SINRkI para cada antena. La CU puede seleccionar entonces la tasa del cuantificador para cada antena e incluir esta información en la información secundaria del enlace descendente que envía a las RU. La CU es capaz de determinar la tasa del cuantificador para aquellas RU de las que la CU recibe señales del PUSCH o del PUCCh que se transmiten por un UE en una subtrama reciente. Para las RU cuyas transmisiones para un UE se depuran, la C^u puede determinar una tasa del cuantificador con base en la SRS que se envía por el UE a intervalos regulares. Puede requerirse que todas las RU transmitan la SRS.

En base a la SRS y las señales de preámbulo del PRACH, la CU puede determinar la tasa del cuantificador para todas las RU en una célula. Además, la CU puede solicitar periódicamente a las RU que anteriormente han depurado las transmisiones del UE que envíen símbolos IQ y usen los símbolos IQ para actualizar la tasa del cuantificador para esas RU. Al ajustar la tasa del cuantificador para diferentes antenas, la tasa promedio de los datos que se envían desde las RU a la CU puede reducirse de forma significativa, especialmente cuando hay muchas RU en una célula.

En algunas implementaciones, la depuración de señales en el PUCCH puede ser difícil cuando múltiples UE comparten los mismos recursos del PUCCH. En tales implementaciones, los símbolos en el PUCCH se transmiten sin depurar. La tasa de transmisión del enlace ascendente no se afecta sustancialmente debido a que el PUCCH ocupa un porcentaje variable pero relativamente pequeño de los recursos del enlace ascendente. En algunas implementaciones, puede usarse una tasa del cuantificador fija para todas las antenas en los PRB que se asignan al PUCCH, incluso cuando las transmisiones del PUCCH implementan diversidad de transmisión en la que la misma información de control puede enviarse mediante el uso de diferentes recursos. En algunas implementaciones, pueden usarse otros esquemas de cuantificación y depuración, por ejemplo, más sofisticados, para el PUCCH cuando la red de radio tiene un número muy grande (por ejemplo, 16 o mayor) de RU en la célula.

La CU incorpora la tasa del cuantificador para cada PRB que se determina para cada antena en la información secundaria del enlace descendente, que se usa por las RU. Para aquellos PRB no asignadas que no llevan datos o para las antenas que no contribuyen significativamente a la SINR total, la CU establece la tasa del cuantificador en cero. La información secundaria que se envía por la CU a las RU también puede incluir otra información, tal como el MCS del PUSCH y el formato del PUCCH y un índice que representa la distribución de probabilidad que se espera de los símbolos IQ en el dominio de la frecuencia en el PRB.

Similar al Método II, la CU envía la información secundaria asociada con la subtrama N del enlace ascendente en la subtrama N-4 del enlace descendente (véase, por ejemplo, la Figura 10). Las RU usan la información secundaria que se recibe en la subtrama N-4 del enlace descendente para seleccionar el tamaño de paso del cuantificador para cada PRB en la subtrama N del enlace ascendente. Los tamaños de paso se optimizan de forma similar al Método II, es decir, con base en la energía promedio que se mide y la distribución de probabilidad que se estima de los símbolos IQ que se reciben. Las RU envían el tamaño de paso que se selecciona para cada cuantificador a la CU al comienzo de cada símbolo de OFDM antes de transmitir los símbolos IQ cuantificados. Generalmente, se usa poca capacidad del enlace ascendente para enviar la información secundaria para los tamaños de paso.

La cuantificación en base al Método III puede no reducir la tasa máxima de datos IQ del enlace ascendente en comparación con el método II. Sin embargo, el método puede disminuir significativamente la tasa de bits promedio. Como ejemplo, la tasa de bits promedio puede reducirse por más del 50 %, cuando solamente el 50 % de los recursos del enlace ascendente están en uso. La adaptación de la tasa del cuantificador mediante el uso de las técnicas de este método puede ayudar a reducir la tasa de datos promedio del enlace ascendente y la carga en los conmutadores Ethernet.

Cuantificación predictiva

En los Métodos I, II y III ilustrativos descritos anteriormente, las señales que se reciben en diferentes antenas de la misma RU se tratan como no correlacionadas. En este cuarto método, cuando el número de antenas receptoras es mayor que el número de capas que se envían por un UE en la multiplexación espacial, la correlación entre las señales que se reciben en diferentes antenas de la misma RU se usa para reducir aún más la tasa del cuantificador para las transmisiones del PUSCH. En la versión 10 de la versión del estándar LTE, el UE puede transmitir en múltiples puertos de antena. Para el propósito de la descripción, se asume que el UE transmite en el PUSCH mediante el uso de un único puerto de antena de transmisión.

Como se mostró anteriormente, las señales que se reciben por las dos antenas de la késima RU en una célula pueden representarse como:

Además, rk² puede expresarse de acuerdo con la siguiente ecuación predictora:

donde el coeficiente de predicción ak² se da por:

y zk² es el error de predicción y puede escribirse como:

Una RU puede estimar el coeficiente de predicción ak² al calcular la correlación promedio entre las señales que se reciben en las dos antenas y entonces dividir el resultado por la energía promedio de las señales que se reciben en la segunda antena. La RU realiza la estimación sobre una base por UE con base en la información que se recibe de la CU.

Con referencia a la Figura 11, la RU primero cuantifica rk1 con un cuantificador escalar uniforme que tiene una tasa Rki y un tamaño de paso Akl para obtener la primera señal cuantificada rM' 1502, donde

Aquí qki es el ruido de cuantificación del símbolo que se recibe en la primera antena. La RU entonces usa rw' para producir 1504 el error de predicción Zk² ' = rk² - ak² rki', que entonces se cuantifica con otro cuantificador escalar uniforme 1506 que tiene una tasa Rk2 y un tamaño de paso de Ak2 para generar la segunda señal cuantificada.

Aquí qk2 es el ruido de cuantificación del símbolo que se recibe en la segunda antena. Los bits 1510, 1512 que representan los símbolos cuantificados rk1' y zk2" se envían a la CU, junto con el coeficiente de predicción ak2 y la información del cuantificador Rk¹, Rk², Ak¹ y Ak². La CU reconstruye primero 1514, 1516 los símbolos cuantificados rk1' y zk2 y entonces genera el símbolo cuantificado rk2' 1518 de acuerdo con

La energía promedio del símbolo zk2" es más baja que la de rk2 y la tasa del cuantificador Rk2 es generalmente más baja que la tasa del cuantificador usada cuando la RU cuantifica rk² directamente sin predicción. La tasa del cuantificador más baja puede reducir la tasa IQ.

De nuevo, la SINR en la CU puede escribirse como:

donde

Para la primera antena, SINRk¹' puede escribirse como:

En consecuencia, en este ejemplo; cuando se elige la tasa de cuantificador para la primera antena de manera que SQNRkl>> 1 SINRkl, el ruido de cuantificación no afecta sustancialmente a SINRk1'.

De manera similar, para la segunda antena, SINRk2' se puede escribir como:

Aquí SINRk= SINRki' SINRk² ' y es la SINR total en la CU para la késima RU. En consecuencia, cuando SQNRk² >> (1 SINRk) / (1+SINRk1), el ruido de cuantificación que se introduce por el segundo cuantificador no afecta sustancialmente a SINRk2'.

En algunas implementaciones, las dos antenas de una RU tienen la misma SINR, por ejemplo, SINRk1 = SINRk2 y la condición para que el ruido de cuantificación no afecte sustancialmente a la SINR en la CU puede simplificarse a:

Cuando SINRk>> 1, SQNRk²>> 2. Un cuantificador escalar uniforme que tiene una tasa de aproximadamente 5-6 puede satisfacer fácilmente esta condición. La tasa IQ resultante para la 2da antena se reduce a aproximadamente 84-101 Mbis, lo que representa una compresión de más del 50 %.

Para implementar la cuantificación predictiva, en algunas implementaciones, la CU estima los coeficientes de predicción, además de determinar la tasa de cuantificación con base en la cuantificación predictiva. Los coeficientes que se estiman pueden enviarse a las RU en la información secundaria del enlace descendente. Alternativamente, la CU puede determinar la tasa del cuantificador como se describe en el Método III y sin apoyarse en la cuantificación predictiva. Las RU aplican la predicción y envían el coeficiente de predicción como parte de la información secundaria del enlace ascendente a la CU. En algunas implementaciones, la CU determina la tasa del cuantificador con base en la cuantificación predictiva y las RU determinan los coeficientes de predicción y envían los coeficientes a la CU como parte de la información secundaria del enlace ascendente.

Compresión del enlace ascendente del preámbulo del PRACH

Cuando un UE inactivo tiene datos para enviar o para recibir, el UE establece una conexión con el eNodoB al enviar un preámbulo del PRACH al eNodoB en algunos PRB designados que se comparten por todos los UE en una célula. En algunas implementaciones, cada célula tiene 64 secuencias de preámbulo del PRACH compartidas, algunas de las cuales se designan para su uso en acceso sin contención y las otras se dividen en dos subconjuntos. En el acceso sin contención, el eNodoB asigna un preámbulo al UE. En otras situaciones, el UE selecciona uno de los dos subconjuntos con base en la cantidad de datos a transmitir. Entonces el UE escoge aleatoriamente una de las secuencias de preámbulo en el subconjunto que se selecciona.

Un preámbulo del PRACH usa 6 RB a 1,08 MHz y las posiciones de los 6 RB se determinan y señalan a los UE por la CU. El preámbulo del PRACH puede durar 1, 2 o 3 subtramas, en dependencia de la longitud del prefijo cíclico y del tiempo de guarda. Las oportunidades del PRACH pueden producirse tan frecuentemente como una vez cada una subtrama de 1 ms o tan infrecuentemente como una vez cada 20 ms.

En general, los UE no se programan para transmitir el PUSCH en los PRB que se asignan al PRACH. La CU puede usar la HARQ no adaptativa en el enlace ascendente para prevenir colisiones entre las retransmisiones del PRACH y la HARQ. La HARQ no adaptativa cambia los RB usados en la transmisión para evitar colisiones. Las oportunidades del PRACH también pueden elegirse para que no se solapen con las transmisiones de la SRS o del PUCCH. El UE selecciona la potencia de transmisión para el preámbulo del PRACH en base al control de potencia de bucle abierto donde el UE estima la pérdida de la señal del enlace ascendente con base en una medición de la pérdida de la señal del enlace descendente y aumenta gradualmente la potencia de transmisión después de intentos fallidos.

La detección del preámbulo del PRACH puede implementarse parcialmente en la RU y parcialmente en la CU. En algunas implementaciones, las RU conocen la posición exacta de las oportunidades del PRACH y convierten los símbolos iQ en el dominio del tiempo que se reciben (a 15,36 MHz para los estándares FDD LTE de 10 MHz) en una secuencia en el dominio del tiempo de tasa más baja (por ejemplo, una tasa de 1,28 MHz) mediante el uso de un desplazamiento de frecuencia en el dominio del tiempo seguido de una decimación. La secuencia resultante se convierte entonces al dominio de la frecuencia mediante el uso de una FFT (por ejemplo, una FFT de 1024 puntos para los estándares FDD LTE de 10 MHz). Se realiza una correlación en el dominio de la frecuencia entre la salida de la FFT y la representación en el dominio de la frecuencia de la secuencia raíz Zadoff-Chu. Las 64 secuencias de preámbulo del PRACH se derivan mediante el uso de un desplazamiento cíclico. La salida de valor complejo del correlacionador en el dominio de la frecuencia se vuelve a convertir entonces en una secuencia de valor complejo en el dominio del tiempo mediante el uso de una IFFT (por ejemplo, una IFFT de 1024 puntos).

Las RU y la CU realizan las siguientes etapas de detección del PRACH colaborativamente. Por ejemplo, las RU pueden calcular una secuencia en el dominio del tiempo de valor real de 1024 muestras al sumar los cuadrados de los componentes reales e imaginarios. Las RU pueden enviar esta información a la CU para su posterior procesamiento. La CU, tras recibir la secuencia de potencia en el dominio del tiempo, realiza una detección de picos para determinar el desplazamiento cíclico del preámbulo. Tales transmisiones del PRACH del enlace ascendente se comprimen en el dominio del tiempo de manera que los datos comprimidos en el dominio del tiempo se transmiten entre las RU y la CU.

Alternativamente, las RU pueden enviar los símbolos de salida de valor complejo de la IFFT a la CU y dejar que la CU realice el resto de la detección del preámbulo del PRACH. En algunas implementaciones, las RU implementan la detección de picos, determinan el desplazamiento cíclico del preámbulo y envían a la CU la información de desplazamiento cíclico. La cantidad de datos que se transmiten desde las RU a la CU para la detección del preámbulo del PRACH es pequeña. En el ejemplo de FDD LTE de 10 MHz, la cantidad de datos varía desde unos pocos bits hasta 12-20 Mbis, en dependencia de si se envían la potencia de valor real o las salidas de la IFFT de valor complejo.

En algunas implementaciones, cuando no hay un solapamiento sustancial entre las transmisiones del PRACH y otras transmisiones del enlace ascendente, no se realizan otras transmisiones para los RB que se transmiten en el PRACH.

Para que las RU implementen correctamente la detección del preámbulo del PRACH, la CU puede proporcionar a las RU la información de configuración, tal como el índice de configuración del PRACH, el desplazamiento de frecuencia del PRACH, la secuencia raíz de Zadoff-Chu del PRACH, etc. La CU puede enviar esta información a las RU cuando las RU se asignan inicialmente a la CU o cuando se modifica el PRACH.

Los datos del PRACH pueden cuantificarse con un cuantificador de tasa fija, cuya tasa se predetermina por la CU y se envía a las RU cuando las RU se conectan inicialmente a la CU. El tamaño de paso del cuantificador también puede fijarse o puede seleccionarse dinámicamente por las RU con base en la energía promedio de la señal del PRACH que se recibe.

Sincronización

Con los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, puede haber requisitos de sincronización que pueden no ser aplicables a las estaciones base clásicas.

Como se explicó anteriormente, en algunos sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, algunas partes del procesamiento de banda base (por ejemplo, la funcionalidad del módem) y el procesamiento de la FFT/RF (por ejemplo, la funcionalidad de radio) se dividen entre una CU central y múltiples RU (RU) que se conectan a través de una red Ethernet conmutada (como se muestra en las Figuras). En las estaciones base clásicas, típicamente se usa un receptor GPS para adquirir la sincronización de tiempo y frecuencia y, ya que las funciones de módem y RF se colocalizan, pueden sincronizarse con el receptor GPS. En los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, en algunas implementaciones, un receptor GPS solamente está disponible en la CU y no está disponible en las RU para mantener el bajo coste del sistema y evitar la complejidad de la instalación. La CU también puede adquirir sincronización de temporización y frecuencia a través de otros medios, por ejemplo, desde un servidor de red o al escuchar las señales que se transmiten por una estación base de macrocélula cercana. En algunas implementaciones, se usa un protocolo de transporte de temporización para llevar una referencia de fase y frecuencia de temporización absoluta estable que sea rastreable al tiempo universal coordinado (UTC/GPS) desde la CU hasta las RU. El protocolo de transporte de temporización puede basarse en el protocolo IEEE 1588. En algunas implementaciones, la frecuencia de reloj y la fase de temporización absoluta que se deriva por las RU deben ser lo suficientemente precisas para satisfacer todos los requerimientos de sincronización de la 3GPP y para garantizar que el rendimiento de los UE no se vea impactado de forma perceptible por ningún error de frecuencia o de fase de temporización entre las RU y la CU y entre las propias RU.

Para lidiar con los retardos variables de los paquetes en una red Ethernet, el marco de la interfaz aérea del enlace descendente en la CU y el marco de la interfaz aérea del enlace ascendente en las RU pueden hacerse avanzar por los segundos T^dl y T^ul uno con relación al otro. En algunas implementaciones, estos avances de marco T^dl y T^ul tienen que ser mayores que la suma del respectivo retardo de la red Ethernet entre la CU y la RU y el error de fase de temporización entre los relojes de la CU y la RU. Dado que el error de reloj en el peor de los casos es pequeño en comparación con el retardo de Ethernet en el peor de los casos, tiene un efecto menor en la selección de los avances de marco T^dl y T^ul. Cuando el retardo real de la red que experimenta un paquete excede el avance de marco, se producirá un flujo inferior del búfer y se perderán los paquetes de transporte de la capa física. Tal pérdida puede recuperarse mediante el uso de retransmisiones en capas de HARQ, RLP o TCP, pero a expensas de una reducción de la eficiencia de la transmisión. Por lo tanto, en algunas implementaciones, es importante que tal flujo inferior se produzca raramente y no impacte en la experiencia del usuario.

Una de las características de los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción es su capacidad para servir a los UE a través de múltiples RU que comparten la misma célula. Por ejemplo, como se describió anteriormente, una CU puede controlar múltiples RU para definir una célula, en la que puede darse servicio a múltiples UE. La asignación de múltiples RU a la misma célula puede reducir el número de módems de banda base usados en la CU, evitar la interferencia entre células y mejorar la intensidad de señal a través de la macrodiversidad. Compartir la misma célula a través de múltiples RU puede reducir la capacidad del sistema LTE disponible para los usuarios individuales. En algunas implementaciones, mientras que la carga de la célula se mantenga más abajo del 50 % de la capacidad de la célula, no se producirá una degradación apreciable del rendimiento.

Con el fin de implementar la compartición de células en la presente descripción, en algunas implementaciones, las frecuencias portadoras relativas de las RU en la misma célula deben sincronizarse en frecuencia de una manera que sea más estricta que la precisión de frecuencia que se requiere de las RU individuales. En algunas implementaciones, sin tal sincronización diferencial ajustada, el canal efectivo del enlace descendente visto por el UE puede variar en el tiempo de manera similar a lo que pasa cuando hay movilidad y, como resultado, el rendimiento puede degradarse. Las variaciones del canal que se causan por la movilidad o por el desplazamiento de la frecuencia de la portadora diferencial entre las RU resultan en un desajuste entre el canal medido mediante el uso de las señales de referencia y el canal actualmente experimentado cuando se demodula el símbolo de Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) de LTE.

La sincronización diferencial ajustada de la frecuencia portadora de las RU como se describió anteriormente también se requerirá entre las RU que pertenecen a diferentes células pero que usan el Multipunto Coordinado del enlace descendente de la Versión 11 (CoMP de la Versión 11 o simplemente "CoMP"). En el CoMP, en el borde de la célula, típicamente, las señales del enlace descendente de dos o más RU que pueden pertenecer a diferentes células podrían recibirse en un UE, mientras que las transmisiones del enlace ascendente del UE también podrían recibirse por estas diversas RU. Si pueden coordinarse las transmisiones del enlace descendente a un UE dado, puede mejorarse el rendimiento del enlace descendente. Igualmente, si las transmisiones del enlace ascendente pueden programarse de manera coordinada, puede mejorarse el rendimiento del enlace ascendente. El CoMP aborda problemas tal como la mitigación de interferencias y las transmisiones de bits coordinadas a través de la interfaz aérea.

Cuando no puede mantenerse una sincronización ajustada, el rendimiento del CoMP de la capa física del enlace descendente puede degradarse, las ganancias potenciales del CoMP pueden reducirse o perderse o incluso pueden volverse negativas. El CoMP del enlace descendente forma parte de la presente descripción, pero los requerimientos de sincronización diferencial ajustada para algunas implementaciones del CoMP no son exclusivos de la presente descripción y también se aplican a otros sistemas LTE que usan un CoMP del enlace descendente. Cuando múltiples RU comparten la misma célula, la fase de temporización de sus transmisiones también necesitan sincronizarse. Esta sincronización también puede facilitar que la red de radio de esta descripción combine las señales del enlace ascendente que se reciben por las diferentes RU en la CU. En algunas implementaciones, tales combinaciones requieren que todas las señales significativas de multitrayecto que se reciben por diferentes antenas caigan dentro de un intervalo de tiempo que se llama prefijo cíclico. El prefijo cíclico corresponde a las primeras muestras de N^cp en un símbolo de OFDM que son una réplica de las últimas muestras de N^cp en el mismo símbolo. El prefijo cíclico garantiza que la subportadora que se transmite permanecerá ortogonal en el receptor, mientras que la dispersión del retardo del canal sea menor que el N^cp. Cuando múltiples RU comparten la misma célula y hay un desplazamiento de fase de temporización entre las RU, la suma de este desplazamiento y la dispersión del retardo del canal inalámbrico pueden controlarse para no exceder la longitud del prefijo cíclico. En el estándar LTE, el prefijo cíclico es de alrededor de 5 milisegundos. Por lo tanto, es conveniente mantener el error de fase de temporización entre las RU mucho más pequeño que 5 milisegundos.

Después de una explicación de los requisitos de sincronización ilustrativos para algunas implementaciones, también hay una descripción de cómo se abordan estos requisitos.

Con respecto a esto, la sincronización y las características descritas en la presente descripción que se relacionan con ella, son implementaciones ilustrativas. Diferentes implementaciones de los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción pueden emplear diferentes métodos de sincronización y variaciones en cualquiera y todos los métodos descritos en la presente descripción. Cualquier requerimiento que se especifica en esta descripción se refiere solamente a las implementaciones ilustrativas específicas descritas en la presente descripción y no son requerimientos de ningún método, aparato, sistema y producto de programa informático más general que pueda reivindicarse.

En una implementación ilustrativa de la presente descripción, las operaciones de banda base hasta la entrada de la FFT se realizan en la CU y el resto de las operaciones de banda base (FFT, prefijo cíclico, etc.) y las radios se implementan en las RU. En otra implementación ilustrativa, en el enlace descendente, las operaciones de banda base hasta la modulación o el mapeo de capas se implementan en el controlador y el resto de las operaciones de banda base se implementan en las RU. Como se explicó anteriormente, la CU y las RU se separan por una red Ethernet conmutada que lleva datos entre la CU y las R^u en paquetes o tramas.

Sincronización entre la CU y las RU

En algunas implementaciones, hay un oscilador de cristal VCTCXO en la CU y osciladores de cristal VCTCXO en todas las RU. El VCTCXO en la CU se usa para generar los relojes que se requieren para el procesamiento de banda base en la CU y los VCTCXO en las RU se usan para generar los relojes para los convertidores analógicodigital-analógico (ND/A), los sintetizadores de RF y el procesamiento de banda base que se realizan en las RU. En algunas implementaciones, solamente la CU tiene un receptor GPS u otro mecanismo de sincronización de temporización que puede generar una referencia de reloj estable de frecuencia estable y de precisión de fase y, por lo tanto, hay una necesidad de proporcionar una referencia de reloj de frecuencia estable y de precisión de fase a los VCTCXO en las RU mediante el uso de la sincronización de temporización que se basa en IEEE 1588. Como se describió por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), el estándar IEEE 1588 "define un protocolo que habilita la sincronización precisa de los relojes en los sistemas de medición y control que se implementan con tecnologías tales como la comunicación en red, la informática local y los objetos distribuidos. El protocolo... [es]... aplicable a los sistemas que se comunican por redes de área local que admiten mensajes de multidifusión, que incluyen, pero no se limitan a Ethernet". El contenido del IEEE 1588-2002 publicado en 2002 y revisado en 2008 se incorpora por referencia en esta descripción.

IEEE 1588 es un protocolo de sello de tiempo, que se implementa a través del protocolo UDP/IP, entre un reloj maestro en la CU y relojes esclavos en la RU. El protocolo implica intercambios repetidos de ida y vuelta entre los relojes maestro y esclavo, donde cada intercambio produce una señal de actualización de temporización que puede usarse para construir una señal de referencia de temporización en la RU. El reloj maestro inicia el intercambio al enviar un sello de tiempo al esclavo en la RU. Este sello de tiempo lleva el tiempo T1 que se mide por el reloj maestro en el momento en que el sello de tiempo deja la interfaz Ethernet en la CU. El esclavo recibe este sello de tiempo cuando su reloj local está en el tiempo T1'. La diferencia T1' - T1 = D^dl + A es la suma del retardo de viaje de ida desconocido D^dl del sello de tiempo de la CU a la RU y el error de fase de reloj desconocido A entre el reloj de referencia en la RU y el reloj de referencia en la CU. Con el fin de estimar (y cancelar) el retardo de ida del enlace descendente, el esclavo envía a la CU un segundo sello de tiempo. Este sello de tiempo lleva el tiempo T2 que se mide por el reloj esclavo en el momento en que el sello de tiempo deja la interfaz Ethernet en la CU. El maestro marca el tiempo T2' en su reloj local cuando recibe el sello de tiempo en la interfaz Ethernet en la CU y envía el valor T2' en un mensaje de respuesta de vuelta al esclavo. La diferencia T2' - T2 = D^ul - A es la suma del retardo de viaje de ida desconocido del sello de tiempo desde la RU a la CU y el error de fase de reloj desconocido (-A) entre el reloj de referencia en la CU y el reloj de referencia en la RU. Si el retardo de ida en las dos direcciones fuera el mismo (por ejemplo, D^dl = D^ul) y la fase del reloj de referencia en la CU no se desvía con relación al reloj de referencia en la RU durante el intercambio, el esclavo puede estimar el error de reloj A al eliminar el efecto de los retardos de ida mediante el cálculo:

Esta estimación del error de fase de reloj A' puede usarse en la RU para producir una señal de referencia que rastree de cerca la señal de referencia de temporización (por ejemplo, una señal de 1 pulso por segundo (1PpS) derivada del GPS) en la CU.

En algunas implementaciones, los retardos de ida en las dos direcciones generalmente no son iguales, principalmente debido a retardos asimétricos dependientes de la carga en los conmutadores (los retardos de propagación y transmisión son típicamente simétricos). Para reducir el efecto de tales errores, IEEE 1588v2 introdujo la capacidad de los nodos intermedios, tal como los conmutadores de Ethernet, para medir los retardos en los que incurren los paquetes dentro del nodo e insertar esta parte del retardo en los paquetes con sello de tiempo a medida que atraviesan el nodo. Tal soporte de 1588v2 por los conmutadores de Ethernet permitirá al esclavo estimar el retardo de ida y vuelta sin los retardos asimétricos de la red dependientes de la carga y producir una estimación mucho más precisa del desplazamiento del reloj para activar el Lazo de Seguimiento de Fase (PLL). Sin embargo, los conmutadores que admiten IEEE 1588 tienden a ser más costosos y, por lo tanto, es necesario desarrollar métodos que puedan reducir o eliminar los efectos de los retardos asimétricos de la red.

En la medida en que los procesos IEEE 1588v2 puedan usarse para dirigir el error de la fase de temporización a cero, el reloj de referencia en la RU puede alinearse perfectamente en fase y frecuencia con el reloj de referencia en la CU, por ejemplo, una señal 1PPS del GPS.

En algunas implementaciones, de los sistemas ilustrativos descritos en la presente descripción, el VCTCXO en la CU se usa como reloj maestro para generar los sellos de tiempo para el protocolo IEEE 1588. El VCTCXO de las RU se disciplina mediante el uso de los sellos de tiempo que se reciben por el esclavo IEEE 1588. La transmisión y el procesamiento inteligentes de los sellos de tiempo pueden usarse en la CU y en las RU para reducir o eliminar la fluctuación que se introduce por los retardos aleatorios de la red Ethernet asimétrica entre la CU y la RU. La temporización de la generación de sellos de tiempo en la CU y en las RU se orquesta para reducir los retardos asimétricos. La generación y el procesamiento de sellos de tiempo pueden implementarse en un Sistema en Chip (SoC) tanto en la CU como en la RU. La asistencia por hardware se usa en este proceso para reducir la posibilidad de que se introduzcan retardos asimétricos aleatorios en el procesamiento de IEEE 1588.

Si los sellos de tiempo se envían por las CU y las RU de manera no coordinada, pueden experimentar diferentes retardos en el enlace ascendente y en el enlace descendente debido a los diferentes niveles de contención que encuentran en las dos direcciones. Por ejemplo, si múltiples RU responden a un sello de tiempo que se envía por la CU aproximadamente al mismo tiempo, los sellos de tiempo del enlace ascendente pueden experimentar retardos significativamente mayores que los sellos de tiempo que se envían en el enlace descendente. La contención entre los sellos de tiempo y los datos IQ también puede contribuir a aumentar la latencia y tal latencia puede ser diferente en las dos direcciones.

Dos métricas que pueden usarse para evaluar la precisión del método de sincronización de temporización de IEEE 1588 son el valor medio y la varianza de la estimación del error de reloj A':

donde E{} se refiere a la expectativa estadística o al valor medio de su argumento. En otras palabras, la media de la estimación de tiempo A' tiene un sesgo fijo que corresponde a la diferencia de retardo promedio entre el enlace ascendente y el enlace descendente, dividido por 2. Cuando los retardos promedio en el DL y UL difieren significativamente, podría haber un error de fase significativo en la estimación de temporización promedio. La varianza de la estimación de temporización es proporcional a la varianza ^1/2 de la diferencia entre los retardos del DL y el UL.

El error de estimación cuadrático medio E {(A' - A)₂} entre el error de fase de reloj que se estima y el error de fase de reloj actual será mayor que la varianza de A' por el cuadrado del sesgo:

En algunas implementaciones, es posible que la RU determine con precisión la relación entre los retardos UL y DL; por ejemplo, Dul/Ddl = a. La RU puede entonces modificar la fórmula para la estimación del error de reloj de acuerdo con:

En la medida en que el parámetro "a" pueda determinarse exactamente, puede obtenerse una estimación perfecta del error de reloj sin sesgo; por ejemplo, E{A'} = A y la varianza {A'} = 0. En algunas implementaciones, es difícil conocer exactamente los retardos del enlace ascendente y del enlace descendente de manera consistente. A veces, puede ser posible determinar una relación funcional entre los retardos del enlace ascendente y del enlace descendente en promedio. Por ejemplo, si hay una relación funcional conocida entre los retardos promedio Di = E {D^dl} y D2 = E {D^ul}, entonces es posible reducir o incluso eliminar el término de sesgo E{D^dl - D^ul}/2. Por ejemplo, si D² = a Di b, en otras palabras, el retardo promedio en el UL es una función lineal conocida del retardo promedio en el DL, entonces puede reducirse o eliminarse el sesgo mediante el uso de una estimación de temporización modificada dada por lo siguiente:

En este caso, puede mostrarse que E{A'} = A, que es la estimación correcta sin sesgo. Puede observarse que en el caso especial donde a = 1 y b = 0, esto se reduce al caso donde los retardos promedio en UL y el DL son los mismos y la estimación de la temporización se reduce a la fórmula estándar de estimación de temporización de 1588.

La varianza de la estimación de la fase de temporización ahora se reduce a:

Otro método para reducir el error de fase de temporización cuadrático medio es reducir (por ejemplo, minimizar) tanto la media como la variancia del diferencial de retardo promedio entre el enlace ascendente y el enlace descendente al controlar la transmisión de los sellos de tiempo uno con relación al otro y con relación a las transmisiones de datos IQ entre la CU y la RU para evitar la contención en los conmutadores. Seguidamente se describe un método ilustrativo que puede reducir significativamente los retardos de enlace descendente y enlace ascendente.

En este método, la CU y cada RU ejecutan múltiples intercambios de sellos de tiempo durante un intervalo de tiempo A dado, por ejemplo, 1 segundo. Por ejemplo, la CU y la RU pueden ejecutar 10 intercambios de sellos de tiempo durante un intervalo de 1 segundo, donde cada intercambio de sello de tiempo usa 3 transmisiones de mensajes IEEE 1588 como se describió antes. En algunas implementaciones, con referencia a la Figura 18, la CU envía 2502 su sello de tiempo al comienzo del intervalo de símbolo de OFDM. La CU entonces espera 2504 por algún período de tiempo preconfigurado antes de transmitir 2506 sus datos IQ para dar tiempo a que el sello de tiempo viaje a través de los conmutadores. Las transmisiones de sellos de tiempo se asocian con la más alta prioridad. Si un sello de tiempo encuentra contención de datos IQ en los conmutadores, a lo máximo esperará por la transmisión de los datos IQ cuya transmisión ya ha comenzado. Tras recibir 2508 el sello de tiempo, la RU inicia la transmisión de su propio sello de tiempo a intervalos que se eligen de forma aleatoria posteriormente. En algunas implementaciones, tras recibir el sello de tiempo de la Cu , la RU puede esperar 2510 un intervalo de tiempo preconfigurado antes de transmitir 2512 el sello de tiempo. El intervalo de tiempo preconfigurado también puede depender del momento en que se complete la transmisión de datos IQ del enlace ascendente de la propia RU. La CU, tras recibir 2514 el sello de tiempo de las RU, marca 2516 el tiempo en su reloj local y envía este tiempo medido a la RU en otro mensaje IEEE 1588. La RU tras recibir 2520 este mensaje calcula 2522 una estimación del error de fase del reloj (o equivalentemente, un desplazamiento del reloj), pero no hace ningún ajuste en su reloj. En algunas implementaciones, la CU y la RU repiten el intercambio anterior múltiples veces durante el intervalo de tiempo A. Al final del intervalo de tiempo, la RU compara 2524 los desplazamientos del reloj y actualiza 2524 su reloj con base en la medida que corresponde al desplazamiento del reloj más bajo.

En algunas implementaciones, la RU puede comparar el desplazamiento del reloj con un valor de umbral. Si el desplazamiento del reloj excede el valor de umbral en magnitud, la RU no actualiza su reloj durante un intervalo A. Además de calcular las estimaciones para el desplazamiento del reloj, la RU puede calcular el retardo de ida y vuelta como

Un retardo de ida y vuelta puede indicar que el intercambio IEEE 1588 tiene contención y que el desplazamiento del reloj asociado es inexacto y, por lo tanto, no debe usarse.

La CU también implementa intercambios similares de IEEE 1588 con otras RU. En algunas implementaciones, la CU puede implementar los intercambios IEEE 1588 con diferentes RU de forma no solapada, para minimizar la contención en las transmisiones de sello de tiempo del enlace ascendente. En algunas implementaciones, solamente puede usarse un intercambio IEEE 1588 para cada RU durante el intervalo de tiempo A.

Si hay múltiples controladores en el sitio que envían tráfico al mismo puerto de salida de un conmutador, estas transmisiones también pueden crear contención y aumentar la latencia. Una manera de evitar tal contención es usar un único controlador para que actúe como maestro para todas las transmisiones del DL. En otras palabras, todo el tráfico puede enrutarse a través del controlador maestro. Alternativamente, un único controlador puede asumir el rol de maestro solamente para la operación IEEE 1588. En este caso, solamente el controlador maestro enviará sellos de tiempo a las RU.

Si las RU y el controlador admiten otro tráfico, tal como el tráfico Wi-Fi, la transmisión del otro tráfico también puede temporizarse para evitar la contención en los conmutadores. Por ejemplo, pueden usarse enlaces Ethernet adicionales para evitar la contención directa entre ese otro tráfico y los datos IQ sensibles a la latencia y el tráfico de sello de tiempo IEEE 1588.

En algunas implementaciones, el tráfico asociado con diferentes controladores y otro tráfico, tal como el Wi-Fi, puede segregarse, por ejemplo, segregarse estrictamente, al asignarlo a diferentes VLAN y mediante el uso de enlaces y puertos Ethernet dedicados para la red de radio para evitar la contención. Las capacidades de QoS de Ethernet pueden implementarse para mejorar el rendimiento de los métodos anteriores. Mediante el uso de niveles de prioridad que se definen en el estándar 802.1p, puede darse mayor prioridad a las transmisiones de sello de tiempo para minimizar los retardos en los conmutadores que pueden causarse por las transmisiones de datos IQ. Seguidamente, se proporciona una descripción de cómo deben alinearse las subtramas del enlace ascendente y de enlace descendente que se transmiten a través de la red Ethernet conmutada.

Avance de la trama

La alineación de las transmisiones de enlace descendente y enlace ascendente en las antenas en un eNodoB independiente puede crear una ligera desalineación en el procesador de banda base del eNodoB. Pero, dado que el retardo entre las antenas y el procesador de banda base es relativamente pequeño, esto tiene poco o ningún impacto en el rendimiento del sistema. Sin embargo, en algunas implementaciones, el retardo entre el procesamiento de banda base en la CU y las antenas cercanas a las RU puede ser significativamente mayor que en un eNodoB independiente debido a los retardos que se introducen por la red Ethernet entre la CU y las RU. En algunos casos, el retardo fijo entre la CU y la RU puede ser del orden de 200-300 ps o 3-4 intervalos de símbolos de OFDM. Para compensar este retardo, uno puede avanzar la temporización de la subtrama del enlace descendente en la CU por una cantidad predeterminada de Tdl segundos, donde Tdl está en el orden de 200-300 ps en algunas implementaciones. Si las tramas del enlace ascendente (UL) y del enlace descendente (DL) se alinean en la antena de la RU, entonces, como se describió más abajo, se producirá un desplazamiento entre las subtramas del UL y del DL en el módem de banda base de la CU. Un requerimiento de sincronización de temporización en LTE se relaciona con la fase de temporización relativa de las transmisiones del enlace ascendente desde diferentes UE. Este requerimiento, que se llama Avance de Temporización del Enlace Ascendente, también se implementa en la presente descripción. En el Avance de Temporización del Enlace Ascendente, los UE avanzan la fase de temporización de sus transmisiones del enlace ascendente con relación a las transmisiones del enlace descendente que se reciben con base en los comandos que se reciben del eNodoB. Un eNodoB estándar determina los comandos de avance de temporización para alinear el inicio de la n-ésima subtrama del enlace ascendente que se recibe con el inicio de su propia transmisión del enlace descendente de la n-ésima subtrama en las antenas. Si el avance de temporización del UE se establece igual al retardo de ida y vuelta entre el UE y las antenas del eNodoB, las señales del enlace ascendente de diferentes UE se alinearán en fase en las antenas del eNodoB.

En consecuencia, en los sistemas ilustrativos en la presente descripción, las señales del enlace ascendente de diferentes UE se alinean en fase de temporización en las antenas receptoras de la RU de manera que todas estas transmisiones se reciben dentro del prefijo cíclico como se explicó antes. Uno puede entonces elegir el avance de temporización (TA) de acuerdo con TA = tm-, donde tRT es el retardo medio de ida y vuelta entre el UE y las antenas cercanas de la RU. Esto alinearía automáticamente los límites de la subtrama del DL, que se alinean en fase con el 1PPS del GPS, con los límites de la subtrama del UL en la antena de la RU, como se muestra en la Figura 12. Sin embargo, los límites de la subtrama del DL y del UL en la CU ahora se desplazan ahora con respecto entre sí por Trt = Tdl+ Tul, donde Tdl y Tul son el avance de temporización de trama fijo de enlace descendente y enlace ascendente que se asume entre la CU y la RU, respectivamente. En resumen, en la antena de TX (transmisión) de la RU, la transmisión de la n-ésima subtrama del DL inicia al mismo tiempo que la recepción de la n-ésima subtrama del UL, pero en la CU la recepción de la n-ésima trama del UL ocurre T^rt segundos posteriores al inicio de la transmisión de la n-ésima subtrama del DL. Un inconveniente de este enfoque es que el tiempo de procesamiento de HARQ en la CU puede reducirse T^rt segundos, que puede ser tan alto como 50o ps. En las implementaciones donde no hay retardo entre la RU y la CU, el controlador tiene 3 ms disponibles para procesar las señales que se reciben en el enlace ascendente e iniciar la transmisión correspondiente en el enlace descendente. Por lo tanto, esto podría representar una reducción del 17 % en el tiempo de procesamiento disponible en la CU.

Considere la operación de HARQ del enlace descendente de la Figura 13, donde la CU envía datos del PDSCH en la subtrama N del DL, que se recibe por el UE después de T^dl + tDL segundos. El UE envía un mensaje de ACK/NAK en la subtrama del enlace ascendente N 4. Si el avance de temporización TA = tR-, como sería el caso en un eNodoB clásico, entonces desde el final de la subtrama N del DL hasta el comienzo de la subtrama N 4 del UL, el UE tiene 3 - TA = 3 - tR- ms para demodular la subtrama N del DL, determinar el ACK/NAK y construir el mensaje de ACK/NAK. Desde el momento en que recibe la subtrama N 4 del UL que lleva el ACK/NAK, la CU puede tener hasta el comienzo de la subtrama N 8 del DL para programar una retransmisión. Cuando TA = tR-, entonces desde el final de la subtrama N 4to del UL hasta el comienzo de la subtrama N 8vo del DL, la CU tendrá solamente 3 -Trt ms disponible para iniciar una retransmisión. En otras palabras, el tiempo de procesamiento disponible en la CU se reduce por el retardo de ida y vuelta entre la CU y la antena. En algunas implementaciones, la CU puede retrasar la retransmisión al tomar ventaja de la llamada característica adaptativa de la HARQ del DL, aunque en algunas circunstancias esto puede reducir el rendimiento general. También ocurre una reducción similar en el tiempo de procesamiento disponible en la HARQ del enlace ascendente, donde la CU tiene 3 -(T^dl + T^ul) tiempo de procesamiento entre que se recibe una transmisión del enlace ascendente y se envía un ACK/NAK en el enlace descendente.

Un método que puede abordar el problema anterior es aumentar el avance de temporización del enlace ascendente TA por TRT para todos los UE. En algunas implementaciones, esto no afecta la alineación de la fase de temporización del enlace ascendente entre los UE en la RU, ya que el avance de temporización se aumenta por la misma cantidad para todos los UE. Como se explicó anteriormente, aumentar el avance de temporización reduce el tiempo de procesamiento de la HARQ en el UE, pero ya que todos los UE se diseñan para manejar un avance de temporización máximo de 667 ps en algunas implementaciones, no debería haber ningún problema mientras que el avance de temporización se mantenga más abajo de este límite. La alineación de la subtrama en este caso se ilustra en la Figura 14.

Como se requiere, las subtramas del DL se alinean en fase con 1PPS del GPS en las antenas de TX, pero las subtramas del UL en las antenas de RX ahora se desplazan por Trt segundos con relación a 1PPS del GPS. En otras palabras, la RU iniciará el procesamiento de la subtrama N del UL TRT segundos antes de que inicie el procesamiento de la subtrama N del DL.

La temporización de la HARQ que se revisa tanto para el enlace descendente como para el enlace ascendente se ilustra en las Figuras 15 y 16. En los ejemplos que se muestran en ambas figuras, el tiempo de procesamiento en la CU se mantiene constante en 3 ms, mientras que el tiempo de procesamiento en el UE se reduce a 3 - tR- - Trt ms, pero todavía está dentro de los límites de las capacidades de los UE. Es posible elegir el avance de temporización para que se encuentre en cualquier lugar entre tR- y tR- T^rt.

Otras mejoras también admiten el exceso de avance de temporización para compensar el retardo adicional entre la CU y las RU. Por ejemplo, la CU puede enviar un mensaje de avance de temporización de la capa 2 o la capa 3 al UE para indicar por separado el componente de avance de temporización que se refiere al retardo por aire y el componente que se refiere al retardo entre la CU y la RU. La parte fija del avance de temporización puede incluirse en un mensaje de difusión específico de la célula, tal como un mensaje SIB en LTE.

También es posible hacer que el exceso de avance de temporización específico de UE.

Cuando el UE aplica un gran avance de temporización TA, la configuración del preámbulo para el Canal Físico de Acceso Aleatorio (PRACH) necesita seleccionarse en consecuencia para prevenir que la transmisión del preámbulo del PRACH en la subtrama N interfiera con las transmisiones del Canal Físico Compartido de Enlace Ascendente (PUSCH)/Canal Físico de Control de Enlace Ascendente (PUCCH) en la siguiente subtrama N+1. El intervalo de guarda GI del preámbulo debe ser mayor que el avance de temporización TA o, alternativamente, el eNodoB no debe programar ninguna transmisión del PUSCH en la subtrama N+1 en los bloques de recursos que se asignan al PRACH en la subtrama N. Los formatos de preámbulo del PRACH 1 y 3 admiten una TA de hasta 0,52 y 0,72 ms, pero usa 2 y 3 subtramas, respectivamente. Los formatos de preámbulo del PRACH 0 y 2 solamente admiten un TA de hasta 0,1 y 0,2 ms, mediante el uso de 1 y 2 subtramas, respectivamente. El formato de preámbulo del PRACH 1 es adecuado para la presente descripción si TA puede mantenerse más abajo de 0,5 ms. Alternativamente, es posible usar un formato 0 y no programar ninguna transmisión del PUSCH en los RB del PRACH en la subtrama del enlace ascendente que sigue inmediatamente a la transmisión del PRACH.

En la CU, los paquetes del PRACH que se envían por la RU se almacenan en un búfer del PRACH, separado del búfer del UL y se procesan lo más rápido posible. La CU examina la secuencia de energía de 839 puntos, determina si hay un preámbulo presente y, si es así, estima el desplazamiento cíclico que se transmitió por el UE y prepara el mensaje de respuesta del PRACH. Mientras no haya un requerimiento de temporización estricto para que la CU envíe una respuesta del PRACH, esto debe hacerse lo más rápido posible con el fin de mejorar el tiempo de respuesta del PRACH. La Figura 15 muestra la temporización DL HARQ con alineación UL/DL en el controlador. La Figura 16 muestra la temporización UL HARQ con alineación UL/DL en el controlador. En base a la Figura 16, la CU puede enviar la respuesta del PRACH en la subtrama N+3.

En algunas implementaciones, el TA en el UE puede mantenerse bajo, por ejemplo, tan bajo como el retardo del enlace aéreo de ida y vuelta y uno puede aceptar el tiempo de procesamiento reducido resultante en el controlador. Esto puede permitir a la red de radio usar preámbulo del PRACH de Formato 0, que usa menos recursos del enlace aéreo para el PRACH o no tener ninguna restricción en la programación debido a potenciales colisiones con el PRACH, como se describió antes.

Alineación de trama para TD-LTE

En avance de trama en FDD-LTE. En TD-LTE, la estructura de la trama se diseña de manera que las transmisiones del enlace ascendente y del enlace descendente no se solapen en las antenas de recepción de la RU y el UE. Puede usarse una subtrama especial para la transición de la transmisión del DL a la transmisión de UL, como se muestra en la Figura 19. La subtrama especial inicia con unos pocos símbolos de OFDM de transmisión del DL, seguida de un intervalo de espacio de silencio GP que dura unos pocos símbolos de OFDM y termina con 1 o 2 símbolos de OFDM de la transmisión del UL. La transmisión del UL en la subtrama especial solamente puede llevar la SRS o el PRACH (que necesita dos símbolos de OFDM). El estándar LTE soporta 9 configuraciones diferentes para la subtrama especial, como se muestra en la Tabla 2.

T l 2. nfi r i n r m r r LTE.

Como en FDD, el UE avanza la temporización de la trama del UL con relación a la temporización del DL que se recibe en TA segundos. Esto alinea las transmisiones de diferentes UE en las antenas de la RU. En TD-LTE, el valor máximo que se espera de TA determina el intervalo de espacio GP. Con el fin de evitar las transmisiones simultáneas del DL y del UL en las antenas de recepción del UE o de la RU, se selecciona un GP de manera que GP > TA > tRT, donde tRT representa el retardo de propagación del enlace aéreo de ida y vuelta entre las antenas del UE y de la RU.

Como se muestra en la Figura 19, si GP < TA, la transmisión de los UE de UL al final de la subtrama especial interferirá con la recepción de la transmisión del DL al comienzo de la misma subtrama especial. Si GP < TA - tRT, entonces la transmisión del DL de las RU al comienzo de la subtrama especial causará interferencia en la recepción de la transmisión del UL de la RU al final de la subtrama especial. Si TA < tRT, entonces la transmisión del DL de la RU que sigue inmediatamente a una transición del UL al DL interferirá con la recepción de las RU de la última transmisión de la subtrama de UL de los UE antes de la transición del UL al DL

En algunas implementaciones, es posible que el controlador elija la TA para alinear las transmisiones del DL y del UL en el controlador como en FDD con el fin de preservar el tiempo de procesamiento de 3 ms. Pueden usarse las configuraciones especiales de subtramas 0 o 5, que admiten un valor de GP (9 o 10 símbolos de OFDM) lo suficientemente grande como para evitar la interferencia del UL-DL descrita anteriormente. A veces, el gran valor de GP puede causar ineficiencia en las transmisiones del DL.

En algunas implementaciones, puede usarse un valor de TA más corto para TD-LTE. En TD-LTE, la temporización de HARQ es diferente a la de FDD y depende de la configuración específica de la trama TDD. La Tabla 3 muestra los requerimientos mínimos de temporización de la HARQ para las 9 configuraciones de tramas diferentes que se admiten en el estándar. La configuración de la trama se envía por el controlador en un mensaje SIB.

T l . R rimi n Mínim T m riz i n l HAR r nfi r i n Tr m Dif r n

Para cada configuración de trama, la Tabla 3 muestra las subtramas del DL (D), del UL (U) y Especial (S) ilustrativas en una trama de radio. Las configuraciones 3-5 admiten una única transición del DL-UL y las otras configuraciones admiten dos transiciones del DL-UL dentro de una trama de radio de 10 ms. Para cada configuración de trama, la Tabla 3 también muestra el número de subtramas entre la transmisión de los datos del canal compartido y la transmisión de ACK/NAK por el nodo receptor. En la HARQ del DL, el tiempo de ACK/NAK varía entre 4 y 13 subtramas. A veces, el UE tendrá 3 - TA ms de tiempo de procesamiento disponible, igual que en FDD. En la HARQ del UL, el tiempo de ACK/NAK varía entre 4 y 7 subtramas. Cuando los requerimientos de capacidad del DL son mayores que los del UL, las configuraciones 2-5 pueden usarse para sistemas internos. En estas configuraciones, el tiempo de ACK/NAK se fija en 6 subtramas, 2 subtramas más que en FDD. Esto le da al controlador 5 - T^rl + tRT segundos de tiempo de procesamiento. Si TA se minimiza al establecerlo igual al retardo de enlace aéreo de ida y vuelta, por ejemplo, TA = tRT, entonces el tiempo de procesamiento disponible es 5 - T^rt. Si se elige TA para compensar también el retardo de ida y vuelta del controlador-RU Trt, por ejemplo, TA = Trt tRT, entonces el tiempo disponible es de 5 subtramas, que es 2 subtramas más que en FDD.

La Tabla 3 también muestra el tiempo de retransmisión ilustrativo. Puede observarse que el tiempo de retransmisión del DL varía entre 4 y 8 subtramas, pero para las configuraciones 3-5 siempre es igual a 4, al igual que en FDD. El tiempo de procesamiento disponible en el controlador aumenta de 3-T^r a 3 ms a medida que TA se aumenta desde tRT a tRT+ Trt. Esta es la misma compensación que en FDD. En el UL el tiempo de retransmisión varía entre 4 y 7 subtramas. En el peor de los casos de 4 subtramas, el tiempo de procesamiento disponible en el UE es el mismo que en FDD.

En TD-LTE se permiten oportunidades del PRACH en subtramas del UL. Las oportunidades del PRACH también pueden crearse en subtramas especiales cuando se asignan al menos 2 símbolos del OFDM al PRACH (configuraciones de subtramas especiales 5-8). Pero en este caso, el intervalo de silencio disponible es de 288 muestras (a 20 MHz), o 9,375 ns, lo que limita el retardo de propagación del enlace aéreo de ida y vuelta a 9,375 ns, o aproximadamente a 1,4 km. Esto muestra que, en las redes internas, pueden usarse subtramas especiales para el PRACH cuando las tramas del UL/DL se alinean en las RU y se acepta la reducción del tiempo de procesamiento que puede encontrarse disponible en el controlador en ciertas configuraciones. El uso del PRACH en subtramas del U^l normales es el mismo que en FDD, excepto que en TD-LTE pueden soportarse múltiples oportunidades del PRACH en una única subtrama.

Implementaciones

Aunque se hacen diversas suposiciones para el propósito de la explicación, las implementaciones ilustrativas de los sistemas y métodos descritos en esta descripción no se limitan por estas suposiciones. En su lugar, la explicación con base en estas suposiciones puede generalizarse fácilmente a otras situaciones. Por ejemplo, los números de RU en cada célula, los números de antenas para cada RU y los números de células en una red pueden variar, por ejemplo, con base en las demandas de la red.

En otro aspecto, esta descripción presenta un sistema de comunicación que comprende unidades remotas y un controlador. Cada una de las unidades remotas puede comprender una o más unidades de radiofrecuencia (RF) para intercambiar señales de RF con los dispositivos móviles. Al menos algunas de las señales de RF comprenden información destinada a o procedente de, un dispositivo móvil. El controlador comprende uno o más módems y se conecta a una red externa. Al menos uno de los módems es un módem de banda base y se configura para pasar los primeros datos correspondientes a la información. El al menos uno de los módems se configura para realizar la programación en tiempo real de los primeros datos correspondientes a la información. El controlador se separa de las unidades remotas por una red intermedia. La red intermedia comprende una red Ethernet conmutada a través de la cual los segundos datos correspondientes a la información se llevan en tramas entre el controlador y las unidades remotas.

En otro aspecto, esta descripción presenta un sistema de comunicación que comprende unidades remotas, una fuente de temporización de referencia, un controlador, un reloj del controlador y un reloj de la unidad remota. Las unidades remotas intercambian señales de radiofrecuencia (RF) con los dispositivos móviles. Al menos algunas de las señales de RF comprenden información destinada a o procedente de, un dispositivo móvil. La fuente de temporización de referencia se sincroniza con un tiempo universal coordinado (UTC) o con un Sistema de Posicionamiento Global (GPS). El controlador comprende uno o más módems y se conecta a una red externa. Al menos uno de los módems es un módem de banda base y se configura para pasar los primeros datos correspondientes a la información. El controlador se separa de las unidades remotas por una red intermedia a través de la cual los segundos datos correspondientes a la información se transmiten en tramas entre el controlador y las unidades remotas. Los segundos datos comprenden datos de banda base. El reloj del controlador se sincroniza con la fuente de temporización de referencia. El reloj del controlador proporciona información de temporización al controlador. El reloj de la unidad remota se sincroniza con el reloj del controlador. El reloj de la unidad remota proporciona información de temporización a una unidad remota. El controlador y la unidad remota se configuran para transmitir mensajes de sello de tiempo para sincronizar el reloj del controlador y el reloj de la unidad remota. El controlador y las unidades remotas se configuran para transmitir los mensajes de sello de tiempo al evitar la contención entre las transmisiones de sello de tiempo y las transmisiones de datos de banda base o entre las transmisiones de sello de tiempo de diferentes unidades remotas al controlador.

En otro aspecto, la descripción presenta un sistema de comunicación que comprende unidades remotas y un controlador. Las unidades remotas intercambian señales de radiofrecuencia (RF) con los dispositivos móviles. Al menos algunas de las señales de RF comprenden información destinada a o procedente de, un dispositivo móvil. El controlador comprende uno o más módems y se conecta a una red externa. Al menos uno de los módems es un módem de banda base y se configura para pasar los primeros datos correspondientes a la información. El controlador se separa de las unidades remotas por una red intermedia a través de la cual los segundos datos correspondientes a la información se llevan en tramas entre el controlador y las unidades remotas. Los segundos datos comprenden datos de banda base y la red intermedia se configura para transportar en tramas los datos de banda base. Al menos algunos de los datos de banda base se comprimen en un dominio de la frecuencia. Las unidades remotas y el controlador se configuran para comprimir los datos de banda base para su transmisión a través de la red intermedia.

Los aspectos de la descripción también pueden incluir una o más de las siguientes características. La red intermedia comprende múltiples conmutadores. La red externa comprende Internet. Los dispositivos móviles son dispositivos de comunicación celular que se comunican mediante el uso del estándar de evolución a largo plazo (LTE). Las unidades remotas se configuran para realizar algunas funciones de módem. El controlador carece de funcionalidad de radio de RF. La red Ethernet conmutada comprende múltiples conmutadores. Al menos uno de los múltiples conmutadores se conecta a al menos una unidad remota a través de un enlace Ethernet de 1 gigabit/segundo. Cada unidad remota comprende múltiples antenas de RF y se configura para transmitir y/o recibir señales de RF de uno o más dispositivos móviles simultáneamente a través de uno o más canales de radio. El controlador comprende uno o más dispositivos de procesamiento, el uno o más dispositivos de procesamiento que se programan para asociar uno o más de los módems con una o más de las unidades remotas para de esta manera configurar las células de comunicación que comprenden una o más unidades remotas. El uno o más dispositivos de procesamiento se programan para asociar uno o más de los módems con una o más de las unidades remotas para de esta manera configurar las células de comunicación dinámicamente. El uno o más módems controlan un conjunto de unidades remotas a través de la red Ethernet conmutada para formar una célula, cada unidad remota en la célula que comprende una o más antenas, la una o más antenas que se asocian con un identificador de célula común. El identificador de célula común comprende el ID de célula de evolución a largo plazo (LTE). Todas las unidades remotas asociadas con la célula se configuran para comunicarse a través de un único canal de evolución a largo plazo (LTE). Cada unidad remota asociada con la célula comprende un par de antenas y al menos dos pares de antenas de unidades remotas asociadas con la célula son controlables para comunicarse con un único par de antenas en un único dispositivo móvil. Cada unidad remota asociada con la célula comprende una o más antenas. Cada antena corresponde a un puerto de antena virtual. Todas las antenas que se asignan a un mismo puerto de antena virtual transmiten en simultáneo una señal común. Las unidades remotas que se asignan al mismo puerto de antena virtual llevan las mismas señales de referencia del enlace descendente lTe asociadas con el mismo puerto de antena virtual. El puerto de antena virtual incluye un ID de codificación de la Señal de Referencia de Información de estado del canal (CSI-RS). El dispositivo móvil envía más de una retroalimentación de Información de Estado del Canal (CSI). Cada una de las antenas de las unidades remotas se asigna a un puerto de antena virtual diferente. Las unidades remotas en la célula se sincronizan para comunicarse mediante el uso de una misma frecuencia. Las unidades remotas en la célula se configuran para implementar un protocolo de sincronización que se basa en la red para efectuar la sincronización. El controlador comprende uno o más dispositivos de procesamiento, el uno o más dispositivos de procesamiento que se programan para modificar una asociación de uno o más de los módems con una o más de las unidades remotas para de esta manera reconfigurar las células de comunicación existentes que se definen por una o más unidades remotas. La reconfiguración de las células de comunicación existentes comprende dividir al menos una célula de comunicación existente en dos o más células de comunicación nuevas. La reconfiguración de las células de comunicación existentes comprende combinar al menos dos células de comunicación existentes en una célula única de comunicación nueva. El controlador se configura para modificar la asociación con base en los comandos que se reciben de un sistema de gestión. El controlador se configura para modificar la asociación con base en la hora del día. El controlador se configura para modificar la asociación con base en los cambios en la distribución de la demanda de capacidad de comunicación. La célula se configura para dividirse virtualmente para enviar datos a dos o más dispositivos móviles en los mismos recursos sin interferencia sustancial en base al aislamiento de radiofrecuencia entre los dos o más dispositivos móviles. Los recursos son recursos de tiempo-frecuencia de la evolución a largo plazo (LTE). El controlador se configura para determinar qué dispositivos móviles envían datos en el mismo recurso con base en las señales que se reciben de los dispositivos móviles. Los dispositivos móviles comprenden receptores y los datos que se envían a los receptores por las unidades remotas en la célula no están en el recurso de tiempo-frecuencia. La célula se configura para dividirse virtualmente para recibir información de dos o más dispositivos móviles en los mismos recursos sin interferencia sustancial en base al aislamiento de radiofrecuencia entre los dos o más dispositivos móviles. Dos o más dispositivos móviles usan la misma secuencia de referencia de demodulación. Los dos o más dispositivos móviles usan el mismo recurso del PUCCH que comprende un desplazamiento cíclico y un código de cobertura ortogonal. El controlador se configura para detectar transmisiones de preámbulo del RACH de los dos o más dispositivos móviles que se envían en la misma oportunidad del PRACH. El controlador comprende uno o más dispositivos de procesamiento, el uno o más dispositivos de procesamiento que se programan para asociar uno o más módems adicionales con una o más de las unidades remotas en respuesta a un cambio en la demanda de capacidad de comunicación. En respuesta a una disminución en la demanda de capacidad de la red, el uno o más dispositivos de procesamiento se programan para consolidar la una o más unidades remotas entre un número en disminución de uno o más módems. La célula es una primera célula y el módem es un primer módem; y el uno o más módems comprenden un segundo módem que se programa para controlar un segundo conjunto de las unidades remotas a través de la red Ethernet conmutada para formar una segunda célula, cada unidad de RF en la segunda célula que comprende una o más segundas antenas, la una o más segundas antenas, que se asocian con un segundo identificador de célula común. La primera célula y la segunda célula comprenden diferentes números de unidades remotas, diferentes formas y/o transmiten señales de radio que cubren áreas de diferentes tamaños. El controlador comprende uno o más dispositivos de procesamiento, el uno o más dispositivos de procesamiento que se programan para asociar el primer y el segundo módem con diferentes unidades remotas con el fin de cambiar dinámicamente la forma y/o el área que se cubre por cada una de la primera célula o la segunda célula. El primer y el segundo módem se colocalizan con el controlador y el controlador coordina las transmisiones del primer y del segundo módem para reducir la interferencia entre la primera y la segunda célula. Al menos una unidad remota se configura para intercambiar señales Wi-Fi con un dispositivo correspondiente. El controlador comprende uno o más dispositivos de procesamiento, el uno o más dispositivos de procesamiento que se programan para recibir los segundos datos de la red Ethernet conmutada y para procesar los segundos datos para generar los primeros datos. Al menos algunas de las unidades remotas se configuran para recibir potencia a través de la red Ethernet conmutada. El controlador y las unidades remotas se configuran para comunicarse mediante el uso del protocolo IEEE 1588. El sistema de comunicación también incluye un gestor de red en comunicación con el controlador que dirige la operación del controlador. La red externa comprende una red central del operador y el gestor de red se localiza en la red central del operador. El gestor de red se localiza localmente con respecto al controlador. Dos o más unidades remotas se configuran para enviar los segundos datos a un dispositivo móvil en dos o más canales de RF de modo que el móvil reciba los segundos datos simultáneamente de las dos o más unidades remotas. El controlador se configura para agregar la comunicación de diferentes canales entre el controlador y las unidades remotas y el controlador y la red externa para procesar los primeros datos y para enviar los segundos datos a las unidades remotas.

Los aspectos de la descripción también pueden incluir una o más de las siguientes características. Los primeros datos comprenden datos del Protocolo de Internet (IP) y el controlador se configura para realizar un control de acceso al medio en tiempo real de los datos IP correspondientes a la información. La fuente de temporización de referencia comprende un receptor GPS. El receptor GPS se localiza en el controlador. El controlador y las unidades remotas se configuran para intercambiar sellos de tiempo mediante el uso del protocolo IEEE 1588. El controlador y las unidades remotas comprenden un sistema en chip para generar y procesar los mensajes de sello de tiempo. La red intermedia es una red Ethernet conmutada. La unidad remota usa los mensajes de sello de tiempo para estimar y corregir un error del reloj de la unidad remota. La estimación se basa en un conocimiento a priori sobre los retardos de sello de tiempo de enlace descendente y enlace ascendente. El conocimiento a priori sobre los retardos de sello de tiempo de enlace descendente y enlace ascendente comprende una relación entre el retardo de sello de tiempo del enlace descendente y el retardo de sello de tiempo del enlace ascendente. El conocimiento a priori sobre los retardos de sello de tiempo de enlace descendente y enlace ascendente comprende una relación de un retardo promedio de sello de tiempo del enlace descendente a un retardo promedio de sello de tiempo del enlace ascendente. El error comprende un error de fase de temporización y la unidad remota se configura para estimar el error de fase de temporización al ponderar y/o desplazar los sellos de tiempo que se miden en el enlace ascendente y el enlace descendente de acuerdo con el conocimiento a priori. Los mensajes de sello de tiempo se transmiten con alta prioridad de acuerdo con el protocolo IEEE 802.1q. Los mensajes de sello de tiempo y los datos de banda base se transmiten en diferentes redes de área local virtuales (VLAN). Los mensajes de sello de tiempo y los datos de banda base se transmiten en la misma red de área local virtual (VLAN) mediante el uso de diferentes marcas de prioridad del protocolo IEEE 802.1q. Los datos de banda base y los mensajes de sello de tiempo se transmiten mediante el uso de puertos Ethernet dedicados y enlaces Ethernet dedicados de la red Ethernet conmutada. El sistema de comunicación comprende una pluralidad de controladores y uno de los controladores es un controlador maestro y se configura para transmitir los mensajes de sello de tiempo con unidades remotas asociadas con el controlador maestro y con unidades remotas asociadas con los otros controladores de la pluralidad de controladores. El controlador se configura para avanzar en el tiempo una subtrama de datos de banda base a suministrar a una unidad remota para compensar un retardo de tiempo entre el reloj de la unidad remota y el reloj del controlador. El controlador se configura para avanzar en el tiempo la subtrama de datos de banda base por una cantidad predeterminada. La cantidad predeterminada se determina con base en un retardo de tiempo para transmitir los datos de banda base a través de la red intermedia. El controlador se configura para enviar información a los dispositivos móviles para que los dispositivos móviles avancen una fase de temporización de las señales de RF a transmitir a las unidades remotas con relación a las señales de RF que se reciben por los dispositivos móviles desde las unidades remotas. El controlador se configura para aumentar el tiempo de procesamiento disponible para que el controlador procese las transmisiones de datos de banda base al elegir una cantidad de la fase de temporización a avanzar que sea mayor que un retardo de tiempo para transmitir las señales de RF en un viaje de ida y vuelta entre una unidad remota y un dispositivo móvil. Una unidad remota se configura para avanzar en el tiempo las subtramas de los datos de banda base a transmitir al controlador. Las unidades remotas se configuran para comunicarse con el controlador en un canal de comunicación y la frecuencia del canal de comunicación se deriva del reloj del controlador. El reloj del controlador comprende un oscilador de cristal que se configura para generar relojes para el procesamiento de banda base en el controlador. El reloj de la unidad remota comprende un oscilador de cristal que se configura para generar relojes para convertidores analógico-digital-analógico (ND/A), sintetizadores de RF y/o procesamiento de banda base en cada unidad remota. El controlador y la unidad remota se configuran para transmitir los mensajes de sello de tiempo en múltiples viajes de ida y vuelta entre el controlador y la unidad remota. La unidad remota se configura para ajustar el reloj de la unidad remota con base en una de las transmisiones en los múltiples viajes de ida y vuelta que se considera más fiable para corregir un desplazamiento entre el reloj del controlador y el reloj de la unidad remota. Una de las transmisiones en los múltiples viajes de ida y vuelta que se considera más fiable comprende una transmisión que predice un desplazamiento más pequeño entre el reloj del controlador y el reloj de la unidad remota. La unidad remota se configura para no hacer ninguna corrección en el reloj de la unidad remota cuando se considera que no es fiable una estimación de un desplazamiento entre el reloj del controlador y el reloj de la unidad remota con base en las transmisiones de los mensajes de sello de tiempo. La estimación del desplazamiento se considera que no es fiable cuando la estimación excede un umbral preconfigurado. El reloj del controlador está en acoplamiento directo con la fuente de temporización de referencia y el reloj de la unidad remota no está en acoplamiento directo con la fuente de temporización de referencia.

Los aspectos de la descripción también pueden incluir una o más de las siguientes características. La tasa de transmisión de los datos de banda base a través de la red intermedia es a lo máximo de 1 Gbis. Los datos de banda base se representan por señales de valor complejo que tienen componentes reales e imaginarios y el controlador se configura para comprimir los datos de banda base mediante la cuantificación de las señales de valor complejo en el dominio de la frecuencia para producir datos de banda base cuantificados y para transmitir datos binarios representativos de los datos de banda base cuantificados a las unidades remotas. Las unidades remotas se configuran para reconstruir los datos de banda base cuantificados al recibir los datos de banda base comprimidos. Las unidades remotas se configuran para aplicar una transformada rápida de Fourier inversa en los datos de banda base reconstruidos. El controlador se configura para cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa fija y un tamaño de paso fijo. El controlador se configura para cuantificar independientemente los componentes reales e imaginarios de los datos de banda base en el dominio de la frecuencia. El controlador se configura para enviar información sobre la tasa fija y el tamaño de paso fijo a las unidades remotas cuando las unidades remotas y el controlador se conectan. El controlador se configura para cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa fija y un tamaño de paso ajustable. El controlador se configura para enviar información secundaria sobre la tasa fija y un tamaño de paso a una unidad remota una vez por subtrama. El controlador se configura para cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa y un tamaño de paso. Tanto la tasa como el tamaño de paso son ajustables. El controlador ajusta el tamaño de paso de acuerdo con la energía de los datos de banda base cuantificados. El controlador ajusta la tasa de acuerdo con un esquema de modulación y codificación de los datos de banda base. Las señales de RF son compatibles con el estándar de evolución a largo plazo (LTE). El controlador se configura para enviar información secundaria sobre la tasa del cuantificador a una unidad remota para cada uno de los grupos de elementos de recursos (REG) y bloques de recursos físicos (PRB) en cada símbolo de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) de una subtrama. El controlador se configura para comprimir los datos de banda base al no enviar a las unidades remotas ningún dato para los grupos de elementos de recursos (REG) o bloques de recursos físicos (PRB) no usados en cada símbolo de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) de los datos de banda base. Los datos de banda base en el dominio de la frecuencia pertenecen a o se derivan de, una constelación de señales de amplitud discreta y el controlador se configura para comprimir los datos de banda base sin cuantificación al enviar datos binarios que representan las señales de amplitud discreta a las unidades remotas. La constelación de señales de amplitud discreta comprende una constelación de señales de modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Las señales de RF llevan símbolos de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) y el controlador se configura para enviar los datos binarios a las unidades remotas en el mismo orden en que los símbolos de OFDM correspondientes deben transmitirse por las unidades remotas a través del aire a los dispositivos móviles. Las unidades remotas se configuran para comprimir los datos de banda base al cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia para producir datos de banda base cuantificados y para transmitir datos binarios representativos de los datos de banda base cuantificados al controlador. Una unidad remota se configura para recibir datos en el dominio del tiempo desde el dispositivo móvil y para aplicar una transformada rápida de Fourier a los datos en el dominio del tiempo para producir los datos de banda base en el dominio de la frecuencia. Una unidad remota se configura para cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa fija y un tamaño de paso fijo. Una unidad remota se configura para cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa fija y un tamaño de paso ajustable. Las tramas de los datos de banda base comprenden símbolos de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) y la unidad remota se configura para seleccionar un tamaño de paso con base en una energía promedio de los datos de banda base cuantificados. La energía promedio es un promedio de energías de datos de banda base que pertenecen a un canal de evolución a largo plazo (LTE). La unidad remota se configura para seleccionar un tamaño de paso con base en una distribución de los datos de banda base en el dominio de la frecuencia. La unidad remota se configura para enviar información secundaria sobre el cuantificador al controlador para que el controlador reconstruya los datos de banda base cuantificados que se reciben. Una unidad remota se configura para cuantificar los datos de banda base en el dominio de la frecuencia mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa y un tamaño de paso, la tasa y el tamaño de paso ambos que son ajustables. Las tramas de los datos de banda base comprenden subtramas que comprenden bloques de recursos físicos (PRB) LTE y la unidad remota se configura para ajustar la tasa del cuantificador sobre una base por PRB. La unidad remota se configura para seleccionar una tasa del cuantificador con base en un esquema de modulación y codificación de los datos de banda base que se determinan por el controlador. Las unidades remotas se configuran para cuantificar los datos de banda base mediante el uso de cuantificadores que tienen tasas ajustables. Las tasas del cuantificador para los datos de banda base se ajustan de acuerdo con los bloques de recursos LTE. Las tasas del cuantificador se eligen a cero para depurar las transmisiones de los datos de banda base para algunos de los bloques de recursos.

El controlador se configura para enviar información secundaria a las unidades remotas y la información se usa por las unidades remotas para determinar las tasas del cuantificador. El controlador se configura para determinar la información secundaria a enviar a las unidades remotas con base en la información que se recibe de los dispositivos móviles. El controlador se configura para determinar la información secundaria con base en una relación señal a ruido más interferencia (SINR) objetivo en el controlador. La información que se recibe de los dispositivos móviles corresponde a las transmisiones de la Señal de Referencia de Sondeo (SRS) de LTE por los dispositivos móviles. La información que se recibe de los dispositivos móviles corresponde a las transmisiones del Canal Físico de Acceso Aleatorio (PRACH) de LTE por los dispositivos móviles. La información que se recibe de los dispositivos móviles corresponde a la transmisión del enlace ascendente en el Canal Físico Compartido de Enlace Ascendente (PUSCH) por los dispositivos móviles. Una unidad remota comprende dos o más antenas receptoras para recibir las señales de RF de los dispositivos móviles y la unidad remota se configura para cuantificar los datos de banda base correspondientes a las diferentes antenas mediante el uso de diferentes cuantificadores. Los cuantificadores para diferentes antenas tienen diferentes tamaños de paso. Los cuantificadores para diferentes antenas tienen diferentes tamaños de paso y diferentes tasas. Las diferentes tasas se determinan por el controlador. El controlador se configura para enviar información secundaria a la unidad remota para indicar la tasa del cuantificador que se determina para cada antena de receptora. Una unidad remota comprende dos o más antenas receptoras para recibir las señales de RF de los dispositivos móviles. La unidad remota se configura para cuantificar los datos de banda base mediante el uso de un cuantificador que tiene una tasa que se selecciona con base en la correlación de las señales de RF que se reciben en diferentes receptores de la unidad remota. El controlador se configura para determinar un coeficiente con base en la correlación de las señales de RF y para determinar la tasa del cuantificador mediante el uso del coeficiente. La unidad remota se configura para determinar la tasa del cuantificador mediante el uso de un coeficiente que se determina por el controlador con base en la correlación de las señales de RF. La unidad remota se configura para determinar un coeficiente con base en la correlación de las señales de RF y para determinar la tasa del cuantificador mediante el uso del coeficiente. Todos los datos de banda base, excepto los correspondientes a las transmisiones del Canal Físico de Acceso Aleatorio (PRACH) de un dispositivo móvil, se comprimen en el dominio de la frecuencia. Una unidad remota se configura para comprimir los datos de banda base mediante la cuantificación de las transmisiones del PRACH que se reciben después de realizar una correlación en el dominio de la frecuencia. La unidad remota se configura para comprimir los datos de banda base mediante la cuantificación de las transmisiones del PRACH que se reciben en un dominio del tiempo después de convertir una salida de la correlación de vuelta en el dominio del tiempo. Al menos un módem del controlador se configura para ejecutar funciones de control de acceso al medio (MAC) en tiempo real para los datos IP correspondientes a la información.

Cualquiera de las dos o más características descritas en esta solicitud de patente puede combinarse para formar implementaciones no descritas específicamente en esta solicitud de patente.

Todo o parte de lo anterior puede implementarse como un producto de programa informático compuesto de instrucciones que se almacenan en uno o más medios de almacenamiento legibles por máquina no transitorios, y que son ejecutables en uno o más dispositivos de procesamiento. Todo o parte de lo anterior puede implementarse como un aparato, método o sistema que puede incluir uno o más dispositivos de procesamiento y memoria para almacenar instrucciones ejecutables para implementar la funcionalidad.

Todos o parte de los procesos descritos en la presente descripción y sus diversas modificaciones (en lo sucesivo denominadas "los procesos") pueden implementarse, al menos en parte, a través de un producto de programa informático, por ejemplo, un programa informático incorporado de forma tangible en una o más portadoras de información, por ejemplo, en uno o más medios de almacenamiento legibles por máquina tangibles no transitorios, para su ejecución, por o para controlar la operación de aparatos de procesamiento, por ejemplo un procesador programable, un ordenador o múltiples ordenadores

Un programa informático se puede escribir en cualquier forma de lenguaje de programación, incluidos los lenguajes compilados o interpretados, y se puede implementar en cualquier forma, incluso como programa independiente o como módulo, componente, subrutina, u otra unidad adecuada para su uso en un entorno informático. Un programa informático se puede implementar para que se ejecute en un ordenador o en múltiples ordenadores que se localizan en un sitio o se distribuyen en múltiples sitios y se interconectan por una red.

Las acciones asociadas con la implementación de los procesos pueden ser realizadas por uno o más procesadores programables que ejecutan uno o más programas informáticos para realizar las funciones del proceso de calibración. Todos o parte de los procesos se pueden implementar como un circuito lógico de propósito especial, por ejemplo, un FPGA (matriz de puertas lógicas programable en campo) y/o un ASIC (circuito integrado de aplicaciones específicas).

Los procesadores adecuados para la ejecución de un programa informático incluyen, a modo de ejemplo, microprocesadores de propósito general y especial, y cualquiera de uno o más procesadores de cualquier tipo de ordenador digital. Generalmente, un procesador recibirá instrucciones y datos de un área de almacenamiento de solo lectura o un área de almacenamiento de acceso aleatorio o ambos. Los elementos de una ordenador (incluido un servidor) incluyen uno o más procesadores para ejecutar instrucciones y una o más dispositivos de área de almacenamiento para almacenar instrucciones y datos. Generalmente, un ordenador incluirá, o se acoplará operativamente para recibir, o transferir datos a, o ambos, uno o más medios de almacenamiento legibles por máquina, tales como dispositivos de almacenamiento masivo para almacenar datos, por ejemplo, discos magnéticos, magnetoópticos o discos ópticos. Los medios de almacenamiento legibles por máquina adecuados para incorporar instrucciones y datos de programa informático incluyen todas las formas de área de almacenamiento no volátil, incluidos a manera de ejemplo, dispositivos de almacenamiento de semiconductores (por ejemplo, EPROM, EEPROM, y dispositivos de área de almacenamiento flash); discos magnéticos, por ejemplo, discos duros internos o discos extraíbles; discos magneto ópticos; y discos CD ROM y DVD ROM.

Los elementos de diferentes implementaciones descritas en la presente descripción pueden combinarse para formar otras implementaciones no específicamente establecidas anteriormente. Los elementos pueden quedar fuera de los procesos, programas informáticos, páginas web, etc. descritos en la presente descripción sin afectar negativamente su operación. Además, varios elementos separados pueden combinarse en uno o más elementos individuales para realizar las funciones descritas en la presente descripción.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de comunicación que implementa una estación base, el sistema de comunicación que comprende:

unidades remotas (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776) configuradas para intercambiar señales de RF con los dispositivos móviles (18, 20, 502, 504, 506), al menos una de las señales de RF contiene información destinada para o que se origina a partir de uno de los dispositivos móviles, en donde cada una de las unidades remotas mide las transmisiones de enlace ascendente recibidas desde el dispositivo móvil respectivo; y

un controlador (22, 24, 60, 80, 124, 550, 2704) acoplado de forma comunicativa a las unidades remotas y que comprende un programador en tiempo real configurado para asignar recursos de tiempo-frecuencia a los dispositivos móviles; en donde el controlador se configura, para cada uno de los dispositivos móviles, para representar mediciones de las transmisiones de enlace ascendente recibidas desde el dispositivo móvil respectivo en cada una de las unidades remotas con valores numéricos respectivos en un vector de firma del dispositivo móvil respectivo;

en donde el programador en tiempo real se configura para asignar los recursos de frecuencia temporal a los dispositivos móviles con base en los valores numéricos en los vectores de firma de los dispositivos móviles, asignar el mismo recurso de tiempo-frecuencia a dos o más dispositivos móviles con base en las zonas de RF de los dos o más dispositivos móviles, los dispositivos móviles se asignan a las zonas de RF usando los vectores de firma de los dispositivos móviles.

2. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada valor numérico en un vector de firma particular de un dispositivo móvil particular es una ganancia de la trayectoria promedio de enlace ascendente del dispositivo móvil particular a una unidad remota respectiva.

3. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 2,

en donde las transmisiones de enlace ascendente corresponden a al menos uno de:

Transmisiones de la señal de referencia de sonido, SRS,;

Transmisiones del canal físico de acceso aleatorio, PRACH;

Transmisiones del canal físico de control de enlace ascendente, PUCCH; y Transmisiones del canal físico compartido de enlace ascendente, PUSCH.

4. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el programador en tiempo real se configura para asignar el mismo recurso de tiempo-frecuencia a los dos o más dispositivos móviles solo si los dos o más dispositivos móviles están en diferentes zonas de RF.

5. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la interferencia entre dispositivos móviles en una misma zona de RF superará un umbral predeterminado.

6. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde asignar el mismo recurso de tiempo-frecuencia a los dos o más dispositivos móviles (18, 20, 502, 504, 506) resulta en al menos uno de:

diferentes unidades remotas (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776) en una célula de comunicación que transmite a diferentes dispositivos móviles en el mismo recurso de tiempo-frecuencia;

algunas unidades remotas que no transmiten a ninguno de los dispositivos móviles; y

algunas unidades remotas que transmiten simultáneamente a múltiples dispositivos móviles, en donde las unidades remotas que transmiten simultáneamente a múltiples dispositivos móviles tienen una potencia de transmisión reducida.

7. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde el controlador (22, 24, 60, 80, 124, 550, 2704) se configura además para reducir la potencia de transmisión a ciertos dispositivos móviles (18, 20, 502, 504, 506) que determina que está cerca de una unidad remota (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776)

aumentando de esta manera el aislamiento de RF entre los dispositivos móviles;

en donde el controlador se configura para realizar la determinación con base en las mediciones de las transmisiones de enlace ascendente de los dispositivos móviles en las unidades remotas; y

en donde las transmisiones de enlace ascendente son transmisiones SRS, PUCCH, PRACH o PUSCH.

8. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el controlador (22, 24, 60, 80, 124, 550, 2704) se configura para determinar las tasas de bits a las que los datos se transmitirán hacia y desde los dos o más dispositivos móviles (18, 20, 502, 504, 506) mediante el uso de los recursos de tiempo-frecuencia asignados; y

en donde determinar una tasa de bits para la comunicación entre el dispositivo móvil y una unidad de radio comprende: recibir, desde unidades remotas (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776), información sobre mediciones en un canal de control de enlace ascendente, y usar tales mediciones para determinar la tasa de bits.

9. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 8, en donde determinar la tasa de bits incluye incertidumbre debido al desvanecimiento a pequeña escala.

10. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 9, en donde determinar una tasa de bits para una comunicación desde una unidad remota (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776) al dispositivo móvil (18, 20, 502, 504, 506) comprende: recibir desde el dispositivo móvil la retroalimentación sobre el éxito o el fallo de las transmisiones de datos pasadas, y usar tal información en la determinación de la tasa de bits.

11. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la retroalimentación del dispositivo móvil (18, 20, 502, 504, 506) es ARQ híbrida, HARQ, retroalimentación; y

en donde la retroalimentación HARQ se ignora cuando el interferente dominante del dispositivo móvil ha cambiado.

12. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 8, en donde determinar una tasa de bits para una comunicación desde una unidad remota (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776) al dispositivo móvil (18, 20, 502, 504, 506) comprende uno de:

recibir de al menos algunos de los dispositivos móviles retroalimentación de información de estado de múltiples canales (CSI), y usar la retroalimentación CSI para determinar la tasa de bits; y

recibir de al menos algunos de los dispositivos móviles retroalimentación de estado de múltiples canales que incluye medición de interferencias, y usar retroalimentación de estado de canal para determinar la tasa de bits.

13. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la medición de interferencia se basa en una señal de referencia de información de estado del canal, CSI-RS; y

en donde el dispositivo móvil (18, 20, 502, 504, 506) informa de múltiples mediciones de interferencias para diferentes escenarios de interferencia.

14. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el controlador (22, 24, 60, 80, 124, 550, 2704) se configura para gestionar la carga de procesamiento del canal de control del enlace ascendente en las unidades remotas (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776), que comprende períodos de ajuste para las transmisiones desde algunos dispositivos móviles (18, 20, 502, 504, 506) basado en una carga de tráfico de comunicación en una célula de comunicación, en donde las unidades remotas pertenecen a al menos la célula de comunicación; y en donde la carga de tráfico de comunicación se mide en base al número de usuarios conectados.

15. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el mismo recurso de tiempofrecuencia asignado es para al menos uno de:

transmisiones de enlace descendente desde las diferentes unidades remotas (26a..26i, 128a..128l, 302a..302p, 322a..322p, 402a..402p, 506a..506l, 2716, 2718, 2720, 2742, 2744, 2746, 2772, 2774, 2776) a los dos o más dispositivos móviles (18, 20, 502, 504, 506);

las transmisiones de enlace ascendente desde los dos o más dispositivos móviles a unidades remotas sin interferencia sustancial; y las transmisiones de enlace ascendente desde los dos o más dispositivos móviles a una o más unidades remotas cuyas señales recibidas se procesan conjuntamente para una detección confiable.