METODO DE CONTROL COORDINADO DE RECURSOS DE RADIO EN UN SISTEMA INALAMBRICO DISTRIBUIDO
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, de manera general, a las telecomunicaciones y, de manera más particular, a las comunicaciones inalámbricas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el campo de las telecomunicaciones inalámbricas, tal como la telefonía celular, un sistema común 100, como se muestra en la Figura 1, es una arquitectura jerárquica e incluye una pluralidad de estaciones de base 130 (por ejemplo, los nodos B) distribuidos dentro de una zona a la que le será proporcionada el servicio a través del sistema. Varias Terminales de Acceso 120 (las ATs, también son conocidas como Equipo de Usuario (UE) , dispositivos móviles, y similares) dentro de una zona podrían entonces tener acceso al sistema y de esta manera, a otros sistemas interconectados de telecomunicaciones tales como un sistema de telefonía pública conmutada (PSTN) 160 y una Red de Datos 125, a través de una o más de las estaciones de base 130. Normalmente, una AT 120 mantiene comunicaciones con el sistema 100 a medida que pasa a través de una zona mediante la comunicación con una y posteriormente con otra estación de base 130, a medida que la REF. : 195453
AT 120 se mueve. La AT 120 podría comunicarse con la estación de base más cercana 130, la estación de base 130 con la señal más intensa, la estación de base 130 con una capacidad suficiente para aceptar comunicaciones, etcétera. A su vez, las estaciones de base 130 se comunican con un controlador de red de radio (RNC) 138, el cual se comunica con un Nodo de Servicio de Datos de Paquete (PDSN) 164 en una Red Central 165. Cada RNC 138 y PDSN 164 es capaz de soportar una pluralidad de estaciones de base 130. De esta manera, a medida que se mueve una AT 120 y se comunica con distintas estaciones de base 130, podría comunicarse con distintos RNCs 138 y PDSNs 164. El enlace inalámbrico entre las ATs 120 y las estaciones de base 120 normalmente es referido como un enlace de radio, y en sistemas tales como el Sistema Móvil Universal de Telefonía (UMTS), la mayoría de la coordinación del enlace de radio es manejada a través de RNCs 138 en un modo relativamente centralizado. Por ejemplo, la transferencia de las ATs 120 de una estación de base 130 a otra es determinada por los RNCs 138. En forma similar, debido a su proximidad entre sí, las estaciones de base 120 pueden generar señales que interfieren entre sí. En algunas aplicaciones, los RNCs 138 controlan las transmisiones de las distintas estaciones de base 130 para reducir o minimizar este tipo de interferencia. Sin embargo, la industria intenta que el UMTS se
involucre a partir del uso de los RNCs 138 con una arquitectura de Administración distribuida de Recurso de Radio (RRM) . La complejidad de la transferencia y la mitigación de la interferencia se incrementan en la arquitectura distribuida RRM, puesto que las funciones RRM son situadas en distintas ubicaciones físicas.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a los efectos de uno o más de los problemas señalados con anterioridad. A continuación se presenta un sumario simplificado de la invención con el objeto de proporcionar el entendimiento básico de algunos aspectos de la invención. Este sumario no es un panorama general exhaustivo de la invención. No se pretende identificar elementos clave o críticos de la invención o delinear el alcance de la invención. Su solo propósito es presentar algunos conceptos en una forma simplificada como un preludio a la descripción más detallada que se discute más adelante . En un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la coordinación de la administración distribuida de recursos de radio. El método comprende la comunicación de información entre una pluralidad de unidades que tienen responsabilidades de administración de recurso de radio, en donde la información comunicada es
relacionada con los recursos de radio asociados con cada unidad .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención podría ser entendida con referencia a la siguiente descripción tomada en conjunto con las figuras que la acompañan, en las cuales los mismos números de referencia identifican los mismos elementos, y en las cuales: La Figura 1 es un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones de la técnica anterior, tal como un Sistema Móvil Universal de Telefonía (UMTS) de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 2A y 2B son diagramas de bloque de una porción de un sistema de comunicación, tal como UMTS de Evolución de Largo Plazo (LTE) en la cual la presente invención podría encontrar aplicación; y La Figura 3 es una modalidad de una representación de un diagrama de flujo de un método que podría ser utilizado para coordinar los recursos de radio. Mientras que la invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, las modalidades específicas de la misma han sido mostradas por medio de ejemplo en las figuras y son descritas en la presente en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción en este documento de las modalidades específicas no se pretende
que limite la invención a las formas particulares descritas, sino que por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la invención como es definida mediante las reivindicaciones adjuntas.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las modalidades ilustrativas de la invención son descritas más adelante. En el interés de la claridad, no todas las características de la actual implementación son descritas en esta especificación. Por supuesto, será apreciado que en el desarrollo de cualquier modalidad actual, numerosas decisiones específicas por implementación podrían ser realizadas para conseguir las metas específicas de los desarrolladores , tales como la conformidad con las restricciones relacionadas con el sistema y relacionadas con el negocio, las cuales podrían variar de una implementación a otra. Además, se apreciará que este esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y consumidor de tiempo, aunque sin embargo, sería un compromiso de rutina para aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica que tengan el beneficio de esta descripción. Las partes de la presente invención y la descripción detallada correspondiente son presentadas en términos de software, o algoritmos y representaciones simbólicas de operaciones en base a los bits de datos dentro de una memoria
de computadora. Estas descripciones y representaciones son las únicas a través de las cuales aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica transmiten, de manera efectiva, la sustancia de su trabajo a otras personas de experiencia ordinaria en la técnica. Un algoritmo, como el término es utilizado en la presente, y como se emplea de manera general, es concebido por ser una secuencia de consistencia propia de etapas que conducen a un resultado deseado. Las etapas son aquellas que requieren manipulaciones físicas de cantidades físicas. Normalmente aunque no de manera necesaria, estas cantidades toman la forma de señales ópticas, eléctricas o magnéticas capaces de ser almacenadas, transferidas, combinadas, comparadas y manipuladas de otro modo. Se ha probado conveniente en ocasiones, sobre todo por razones de uso común, referirse a estas señales como bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, términos, números, o similares . No obstante, debe tenerse en mente que todos estos y otros términos similares serán asociados con las cantidades físicas adecuadas y simplemente son etiquetas convenientes aplicadas a estas cantidades. A menos que se señale de manera específica de otro modo, o como es aparente a partir de la discusión, los términos tales como "procesamiento" o "computación", o "cálculo" o "determinación" o visualización" o similares, se refieren a la acción y procesos de un sistema
de computadora o a un dispositivo electrónico similar de computación que manipula y transforma los datos representados como cantidades físicas, electrónicas dentro de las memorias y registros del sistema de computadora en otros datos similarmente representados como cantidades físicas dentro de las memorias y registros del sistema de computadora u otros dispositivos de almacenamiento, transmisión o visualización de información . También se observa que los aspectos implementados de software de la invención normalmente son codificados en alguna forma de medio de almacenamiento de programa o son implementados a través de algún tipo de medio de transmisión. El medio de almacenamiento de programa podría ser magnético (por ejemplo, una unidad de disco flexible o disco duro) u óptico (por ejemplo, una memoria sólo de lectura de disco compacto, o "CD ROM"), y podría ser de acceso sólo de lectura o aleatorio. En forma similar, el medio de transmisión podrían ser pares torcidos del cable, cable coaxial, fibra óptica o algún otro medio adecuado de transmisión conocido en la técnica. La invención no es limitada por estos aspectos de cualquier implementación dada. A continuación, la presente invención será descrita con referencia a las figuras adjuntas. Varias estructuras, sistemas y dispositivos son representados de manera esquemática en las figuras para propósitos sólo de explicación
y de modo que no confundan la presente invención con los detalles que son bien conocidos por aquellas personas expertas en la técnica. Sin embargo, las figuras adjuntas son incluidas para describir y explicar los ejemplos ilustrativos de la presente invención. Las palabras y frases utilizadas en este documento deben entenderse e interpretarse que tienen un significado consistente con el entendimiento de aquellas palabras y frases a través de aquellas personas expertas en la técnica relevante. Ninguna definición especial de un término o frase (es decir, una definición que sea diferente del significado normal y habitual que es entendido por aquellas personas expertas en la técnica, se pretende que sea implicado por el uso constante del término o la frase en este documento. Hasta el alcance en el que se pretenda que un término o frase tenga un significado especial, es decir, un significado diferente del que es entendido por las personas expertas en la técnica, tal como una definición especial, será señalado de manera expresa en la especificación en un modo definido que proporcione, directa e inequívocamente, la definición especial para el término o frase. A continuación, con referencia a las figuras, y de manera específica, con referencia a la Figura 2A, se ilustra un sistema de comunicaciones 200, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Para propósitos ilustrativos, el sistema de comunicaciones 200 de las Figuras 2A-2B son una
Evolución de Largo Plazo (LTE) del Sistema Móvil Universal de Telefonía (UMTS) , aunque debe entenderse que la presente invención podría ser aplicable a otros sistemas que soporten comunicación de datos y/o voz. El sistema UMTS LTE 200 tiene similitudes con el sistema UMTS 100 de la Figura 1, aunque difiere de manera sustancial con respecto a la operación de la presente invención con respecto a las estaciones de base 130 y los RNCs 138. El sistema de comunicaciones 200 permite que una o más ATs 120 se comuniquen con uno o más Nodos B (eNodosB) 230. Una pluralidad de eNodosB 230 es acoplada con una Pasarela de Acceso (ASGW) 238. Entonces, la ASG 238 es responsable de las comunicaciones con la PSTN 160 o con la Red de Datos 125 (véase la Figura 1) . De manera funcional, el sistema de comunicaciones 200 difiere del sistema de comunicaciones 100 al menos a partir del punto de vista de la administración de recurso de radio RRM. En el sistema de comunicaciones 100, la RRM fue principalmente efectuada a través del RNC 138. En el sistema de comunicaciones 200, no obstante, la funcionalidad RRM ha sido distribuida hacia los eNodosB 230. De esta manera, debe apreciarse que un esquema coordinado RRM para el sistema de comunicaciones 200 podría ser útil al menos en dos instancias. En primer lugar, para reducir la interferencia provocada por las transmisiones de los eNodosB adyacentes o cercanos 230, y en segundo lugar,
durante las transferencias de ATs 120 de un eNodoB 230 a otro. Un esquema coordinado RRM define el mecanismo para la administración de recurso de radio de unión y para la optimización del rendimiento entre las celdas cuando las funciones RRM sean distribuidas y sea requerido un retraso mínimo de señalización en la LTE. El esquema coordinado RRM permite la sincronización entre diferentes funciones RRM para realizar el procedimiento de transferencia y la tecnología de coordinación de interferencia al mismo tiempo en la estructura distribuida RRM. Las decisiones RRM de múltiples celdas, tales como la transferencia basada en carga y la reconfiguración de coordinación de interferencia durante la transferencia son características útiles en la arquitectura UMTS LTE. Cuando se toman decisiones RRM en base a múltiples celdas, sería benéfico un rendimiento total de distribución de recursos y del sistema. Sin embargo, a menudo es benéfico evitar las posibles decisiones RRM de competencia cuando sean consideradas múltiples celdas. El problema potencial de los puntos RRM de competencia podría ser evitado mediante la coordinación de las decisiones RRM entre las funciones RRM, el cual es uno de los objetivos del esquema coordinado RRM que se propone . En una modalidad de la presente invención, el esquema coordinado RRM define el protocolo de comunicación entre RRMs,
los elementos de recurso de radio y las funciones para el manejo o administración de unión, y la función de decisión para la administración de recurso de radio de unión. Las funciones definidas en el esquema coordinado RRM permitirían que el sistema realice la administración de recursos en forma conjunta en un agrupamiento y que eviten o que reduzcan por lo menos sustancialmente cualquier decisión de competencia entre las funcionas RRM. Los esquemas coordinados RRM realizan la sincronización posiblemente de una RRM de múltiples vendedores en un agrupamiento sin especificar el algoritmo actual de RRM que se ejecuta en cada nodo distribuido. Una función del esquema coordinado RRM involucra el establecimiento de un protocolo para la comunicación entre RRMs. Las funciones RRM en la estructura jerárquica de red se encuentran normalmente en una ubicación centralizada (por ejemplo, RNC) con subfunciones distribuidas en los nodos distribuidos (por ejemplo, la administración de energía en HSDPA en la estación de base) en UMTS . La comunicación entre RRMs es una comunicación de cliente-servidor, de uno a uno, entre la estación de base y el RNC. La mayoría de las funciones RRM son situadas en el RNC. Sin embargo, debido a que la mayoría de las funciones RRM que son consideradas en el UMTS LTE se sitúan en el eNodoB 230, la comunicación entre RRMs podría ser un diseño distribuido de protocolo con múltiples capacidades. El protocolo de comunicación entre RRMs
en el UMTS LTE podría soportar la comunicación de unidades que trabajan con el mismo programa en una red, de uno-con-varios y de radiodifusión. La comunicación de unidades que trabajan con el mismo programa en una red permite que las comunicaciones entre RRMs involucren la negociación directa entre dos eNodosB 230 en un agrupamiento sin pasar a través de un nodo centralizado (servidor RRM o RNC) . La capacidad de comunicación de unidades que trabajan con el mismo programa en una red reduciría el retraso del proceso y optimizaría en forma unida el recurso de radio del sistema. Un ejemplo común de la comunicación RRM de unidades que trabajan con el mismo programa en una red es la transferencia entre dos eNodosB 230. La comunicación directa RRM entre dos eNodosB 230 haría más rápido el proceso de transferencia y reduciría la posibilidad de degradación del rendimiento durante la transferencia. La capacidad de comunicaciones de uno-con-varios permite que el eNodoB 230 tenga una negociación entre RRMs con muchos otros nodos al mismo tiempo. La comunicación RRM de uno-con-varios podría ser utilizada para minimizar la probabilidad de decisiones de competencia entre los nodos con relación a la administración de recurso de radio. Un ejemplo común de la comunicación RRM de uno-con-varios es la distribución de recurso para la movilidad de usuario. El activador inicial de la petición de transferencia involucraría
múltiples eNodosB 230 y la ACGW 238. La comunicación entre RR s de uno-con-varios permitiría que el eNodoB 230 de servicio pueda activar la petición de transferencia en forma directa a todos los nodos involucrados al mismo tiempo. La capacidad de comunicaciones de radiodifusión permite que el eNodoB 230 radiodifunda una petición de los parámetros de reconfiguración a las otras funciones RRM en el agrupamiento el mismo tiempo. La capacidad de radiodifusión permite que la RRM active una petición en forma inmediata a otras RRMs en el agrupamiento para cualquier cambio de configuración. El ejemplo común de la capacidad de radiodifusión en el protocolo de comunicación entre RRMs es la reconfiguración del esquema de mitigación o disminución de interferencia cuando una RRM detecte una condición anormal o degradaciones severas del esquema de mitigación de interferencia en curso. La comunicación entre RRMs podría especificar las entidades requeridas para la optimización del recurso de radio de unión. Las entidades RRM podrían ser previamente configuradas o requeridas en base a la demanda entre la RRM sin especificar el algoritmo exacto RRM en cada nodo. Las entidades de recurso de radio podrían ser el bloque de información de frecuencia, el nivel de interferencia, la carga de la celda, el portador de radio, la medición, etcétera. Las entidades de recurso de radio son definidas para ayudar a que
la función RRM maneje sus propios recursos con la información de radio a partir de otras celdas. La función de decisión es un algoritmo para calcular de manera independiente los valores o estadísticas en base a las entidades recibidas RRM para la toma de decisión de la configuración y control del recurso de radio. La función de decisión podría ser independiente del algoritmo RRM para la comunicación RRM entre vendedores. La función de decisión podría ser especificada para activar la reconfiguración o la relocalización de recurso de radio. Un ejemplo general de la función de decisión es la función de umbral para la transferencia o conmutación de llamada. La función de decisión podría ser especificada con el valor de umbral de la activación de la transferencia que está siendo enviada entre los eNodosB 230 durante el proceso de transferencia. Una vez que el protocolo de comunicación entre RRMs, las entidades de recurso de radio y las funciones de decisión sean especificadas con claridad, la función RRM de cada nodo individual podría ser desarrollada de manera independiente en base a la coordinación RRM entre celdas. Esto optimizará la utilización total del recurso de radio. El esquema coordinado RRM es útil para proporcionar la comunicación entre RRMs para la sincronización o coordinación de las funciones distribuidas RRM a fin de soportar la tecnología de mitigación de interferencia durante
la transferencia en LTE. Las funciones RRM para la tecnología de mitigación interferencia son situadas en el eNodoB 230 y requieren la coordinación del recurso de radio en un modo estático, semiestático o dinámico entre las celdas en el UMTS LTE para mitigar el nivel de interferencia para los usuarios de borde de celda. La mitigación de la interferencia podría ser reconfigurada cuando la carga del sistema esté cambiando en forma dinámica o en situaciones con desequilibrios de carga. La carga del sistema está cambiando en forma dinámica cuando se realizan las transferencias. La mitigación de interferencia también es sensible a las dinámicas de la carga de borde de celda. Las funciones RRM que manejan la tecnología de mitigación de interferencia podrían comunicarse con otra RRM o servidor de RRM de celdas para reconfigurar los parámetros de mitigación de interferencia sin especificar de manera explícita la RRM y los algoritmos de coordinación de interferencia en el eNodoB 230. Durante el periodo de transferencia o conmutación, la RRM para la administración de movilidad y el manejo del procedimiento de transferencia se realiza y su ubicación se encuentra en el nodo central o intercambio de señalización inicial por procedimiento de confirmación entre las estaciones de servicio y de base objetivo. El protocolo definido de comunicación entre RRMs, las entidades de recurso de radio y las funciones de decisión en el esquema coordinado RRM permiten la interacción entre las
funciones distribuidas RRM para realizar el algoritmo de coordinación de interferencia y el procedimiento de transferencia al mismo tiempo. El esquema coordinado RRM permite que el esquema de mitigación de interferencia active la redistribución de los recursos de radio entre las celdas cuando se realice el procedimiento de transferencia y origine cargas desequilibradas del sistema. De manera general, con referencia a la Figura 2B, cada eNodoB 230 o ASGW 238 podrían iniciar una petición de reconfiguración dirigida a cualquier nodo (o a múltiples nodos) en respuesta a la determinación que ha sucedido un evento RRM. Cada nodo que recibe esta petición de reconfiguración responderá con una indicación que la reconfiguración es permitida o no es permitida. De esta manera, aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que la utilización de la forma de comunicación de uno-convarios podría aumentar la velocidad del proceso, de manera ventajosa, debido a que todos los nodos involucrados en la configuración podrían ser consultados aproximadamente el mismo tiempo. A continuación, con referencia a la Figura 3, se muestra un diagrama de flujo que describe el proceso en el que el eNodoB 230 continúa a través en el caso que se presente un evento RRM. En el bloque 300, el eNodoB 230 determina que un evento RRM ha sucedido y el control es transferido al bloque
de decisión 305. En el bloque de decisión 305 se toma una determinación en cuanto a si la reconfiguración es necesaria o puede ser efectuada. Si no, el control se transfiere de regreso al bloque 300 y el proceso es reajustado, esperando el siguiente evento RRM. Si fuera garantizada la reconfiguración, el control se transferiría al bloque 310 y el eNodoB 230 enviaría una petición de reconfiguración a los nodos adecuados. En el bloque 315, los nodos de recepción responden a la petición de reconfiguración, ya sea aceptando o rechazando la petición. En el bloque 320 se toma una decisión. Si los nodos de respuesta hubieran aceptado la petición de reconfiguración, entonces, sucedería la reconfiguración y el control se transferiría de regreso al bloque 300 y el proceso sería reajustado. Por otro lado, si al menos uno de los nodos de respuesta hubiera declinado la petición de reconfiguración, entonces, la reconfiguración no sucedería y el control se transferiría de regreso al bloque 305 para determinar si cualquier otro de los tipos de reconfiguración sería adecuado. Si fuera así, el proceso se repetiría con la nueva petición de reconfiguración. Si no, el control sería transferido de regreso al bloque 300 y el proceso sería reajustado. Podría ser útil considerar una situación de ejemplo en la cual sucede el evento RRM. Suponiendo que la celda-1 desea incrementar la carga de borde de celda en un 20% debido a que los usuarios son movidos a partir de sus celdas próximas
(por ejemplo, la celda-2 y la celda-3) . La RRM coordinada en la celda-1 activará la petición de reconfiguración del recurso de radio de canal a la celda-2 y la celda-3 con el 20% en el incremento de carga en el borde de celda. De esta manera, la celda-2 y la celda-3 responderán, si fuera posible, indicando que estas redistribuirán su recurso de radio de canal para el uso en la porción central de sus celdas a fin de permitir que la celda-1 sirva a más usuarios en los bordes de celda. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que varias capas, rutinas o módulos de sistema ilustrados en las distintas modalidades en este documento podrían ser unidades ejecutables de control. Los controladores podrían incluir un microprocesador, un microcontrolador , un procesador de señal digital, una tarjeta de procesador (que incluye uno o más microprocesadores o controladores) u otros dispositivos de control o computación. Los dispositivos de almacenamiento referidos en esta discusión podrían incluir uno o más medios de almacenamiento susceptibles de ser leídos en máquina para guardar datos e instrucciones. Los medios de almacenamiento podrían incluir diferentes formas de memoria que incluyen dispositivos de memoria de semiconductor tal como memorias dinámicas o estáticas de acceso aleatorio (DRAMs o SRAMs) , memorias sólo de lectura susceptibles de ser borradas y programadas (EPROMs), memorias sólo de lectura susceptibles de ser borradas y programadas en forma eléctrica (EEPROMs) y
memorias instantáneas, discos magnéticos tales como discos fijos, flexibles, removióles; otros medios magnéticos que incluyen una cinta; y medios ópticos tales como discos compactos (CDs) o discos de video digital (DVDs) . Las instrucciones que constituyen las distintas capas, rutinas o módulos de software en los diferentes sistemas podrían ser guardadas en los respectivos dispositivos de almacenamiento. Cuando sean ejecutadas las instrucciones a través de los controladores , se provoca que el sistema correspondiente realice las etapas programadas. Las modalidades particulares descritas con anterioridad sólo son ilustrativas, puesto que la invención podría ser modificada y puesta en práctica en distintas aunque en formas equivalentes aparentes para aquellas personas expertas en la técnica que tengan el beneficio de las enseñanzas en este documento. Además, no se pretenden las limitaciones mostradas en los detalles de construcción o diseño en la presente, a diferencia como se describió en las reivindicaciones más adelante. En consecuencia, el método, sistema y porciones de los mismos y del método y sistema descritos podrían ser implementados en distintas ubicaciones, tal como la unidad inalámbrica, la estación de base, un controlador de estación de base y/o un centro móvil de conmutación. Además, el conjunto de circuitos de procesamiento que se requiere para implementar y utilizar el sistema
descrito podría ser implementado en circuitos integrados de aplicación específica, un conjunto de circuitos de procesamiento activado por software, firmware, dispositivos lógicos programables , hardware, componentes o arreglos discretos de los componentes anteriores como sería entendido por una persona experta en la técnica con el beneficio de esta descripción. Por lo tanto, es evidente que las modalidades particulares descritas con anterioridad podrían ser alteradas o modificadas y todas estas variaciones son consideradas dentro del alcance y espíritu de la invención. En consecuencia, la protección buscada en la presente es como se señala en las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.