PT1705946E - Método e sistema para transferência de um canal partilhado num istema de radiocomunicações móveis celulares cdma - Google Patents

Description

PE 1705946 - 1 -

DESCRIÇÃO "MÉTODO E SISTEMA. PARA TRANSFERENCIA DE UM CANAL PARTILHADO NUM SISTEMA DE RADIOCOMUNICAÇÕES MÓVEIS CELULARES CDMA"

DOMÍNIO TÉCNICO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a sistemas de radiocomunicações móveis celulares e mais especificamente à transferência de um canal comum ou partilhado num tal sistema, particularmente num Sistema Universal de Telecomunicações Móveis, UMTS.

ANTECEDENTES E DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Para realizar a transferência a partir de um canal rádio, conectar uma estação móvel a uma primeira estação base rádio, a outro canal rádio, conectando a estação móvel a uma segunda estação base rádio, à medida que a estação móvel se move num sistema de radiocomunicações móveis celulares é bem conhecido. Quando cada estação base rádio cobre uma área, uma célula, um canal rádio é transferido à medida que a estação móvel se move de uma célula para outra. A utilização de canais partilhados ou comuns, especialmente para fins de sinalização, é conhecida da técnica anterior. Um canal partilhado ou um canal comum é - 2- PE 1705946 partilhado entre ou comum a vários utilizadores contrariamente a um canal dedicado, dedicado a um utilizador especifico ou a um determinado fim. Tanto o mesmo canal é utilizado para uso dedicado e fins partilhados ou canais diferentes são utilizados para estes serviços, geralmente ambos os serviços são transferidos simultaneamente com a mudança de estações base, de acordo com a técnica anterior.

Da técnica anterior é também conhecido transferir canais dedicados de um sector para outro associado a uma estação base única nas chamadas células sectorizadas. Neste caso também é conhecida a utilização de canais partilhados que podem ser comuns aos vários sectores e, consequente- mente, não precisam de ser transferidos à medida que a estação móvel se move entre os sectores associados com a estação base. "3rd Generation Partnership Project: Technical Specification Group Radio Access Network, Vocabulary", 3GPP TS 25.990 v3.0.0, França, Outubro 1999, explica o conceito de um conjunto activo, usando terminologia 3GPP como um "Conjunto de ligações rádio envolvidas simultaneamente num serviço de comunicação especifico entre um Equipamento de Utilizador e um ponto de acesso UTRAN". O pedido de patente Internacional W00031988 descreve um método de selecção de uma célula principal a partir de um conjunto de células, um chamado Conjunto -3- PE 1705946

Activo. O pedido de patente Internacional descreve uma regra onde a célula, que tem estado no Conjunto Activo há mais tempo, é seleccionada como a célula principal. Após a remoção do Conjunto Activo uma nova célula principal, escolhida de acordo com a regra, substitui a célula principal existente. O pedido de patente Internacional W00035206 discute o uso de um Canal de Ligação Descendente Partilhado, DSCH, e a sua sincronização com um Canal de Controlo de Difusão, BCCH e as dificuldades relacionadas com o uso de transferência suave de um DSCH. Ela sugere a sincronização do DSCH com um Canal Dedicado, DCH, em vez do BCCH. 0 pedido de patente Internacional W09914972 considera a carga de dados em tempo real e sem ser em tempo real no processo de selecção de uma estação base durante a transferência. Também incorpora a potência de transmissão total utilizada pela estação base como um parâmetro. O pedido de patente Internacional W09967972 considera a transferência suave em canais de sinalização. O método divulgado selecciona uma estação base através da comparação do nivel de potência dos sinais de controlo de múltiplas estações base com um limite predeterminado. A Patente dos Estados Unidos US5781861 revela que a densidade de tráfego e a alocação de potência são -4- PE 1705946 utilizados como parâmetros de transferência. O pedido de patente Internacional WO00/79809 discute o uso da potência do sinal como um critério de selecção em métodos de transferência. O pedido de patente Europeia EP0876008 discute a inter-relação entre o factor de espalhamento e o débito de dados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se com um nó de controlo de acordo com as funcionalidades da reivindicação 1. A utilização única de critérios de selecção de estações base com base na potência transmitida para/de um único equipamento de utilizador, UE, é inadequada em vários aspectos.

Um Conjunto Activo é um conjunto de ligações rádio envolvidas simultaneamente num serviço de comunicação especifico entre um Equipamento de Utilizador e um ponto de acesso UTRAN. Dentro de um Conjunto Activo várias estações base podem funcionar quase igualmente bem no que diz respeito à força do sinal recebido. Para simplesmente seleccionar a estação base apresentando o sinal recebido mais forte para transferência dura de um canal partilhado provocará então um número excessivo de transferências. -5- PE 1705946

Em consequência, um objectivo desta candidatura a patente é apresentar um nó de controlo para a selecção de uma nova estação base para transferência dura em relação às células associadas a um Conjunto Activo. É também um objectivo atingir critérios de decisão relevantes para transferência que estão relacionados com carga/congestionamento de tráfego e com o consumo total de potência numa estação de base rádio, incluindo a potência transmitida a todas as estações móveis comunicando com a RBS, particularmente num canal partilhado.

Estes objectivos são atingidos por meio de uma selecção de células dinâmica orientada ao Conjunto Activo para transferência de um canal de ligação descendente partilhado de pacotes de dados, tal como um DSCH, a selecção estando relacionada com tráfego, potência ou ligação.

Formas de realização preferidas da invenção, por meio de exemplos, são descritas com referência aos desenhos acompanhantes abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 mostra uma árvore de código exemplificativa e os factores de espalhamento correspondentes, de acordo com a técnica anterior. -6- PE 1705946 A Figura 2 ilustra esquematicamente um sistema de comunicação rádio e um primeiro Conjunto Activo de acordo com a invenção. A Figura 3 ilustra esquematicamente um sistema de comunicação rádio e um segundo Conjunto Activo de acordo com a invenção. A Figura 4 ilustra esquematicamente um sistema de comunicação rádio e um terceiro Conjunto Activo de acordo com a invenção. A Figura 5 ilustra esquematicamente um sistema de comunicação rádio e um quarto Conjunto Activo de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DE FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Um canal partilhado ou comum, tal como um Canal de Ligação Descendente Partilhado, DSCH, não precisa de ser alinhado no tempo entre células. Como consequência, a transferência suave de um canal partilhado ou comum não é imediatamente disponibilizada para este canal. Um DSCH é emparelhado com um Canal Físico Dedicado, DPCH. Os Canais Físicos Dedicados de várias células são alinhados no tempo e acessíveis para transferência suave. 0 alinhamento no tempo diferente de canais associados levanta problemas quando se trata da transferência de canais que não estão a ser alinhados no tempo. -Ί PE 1705946 α transferência dura e a transferência suave como tal são bem conhecidas. Usando a terminologia das figuras 2-5, a transferência dura é uma categoria de procedimentos de transferência onde todas as ligações rádio antigas no Equipamento de Utilizador UE são abandonadas antes de novas ligações rádio serem estabelecidas considerando que a transferência suave é uma categoria de procedimentos de transferência onde as ligações rádio são adicionadas e abandonadas de tal forma que o Equipamento de Utilizador UE mantém sempre pelo menos uma ligação rádio com uma Estação Base (BS1-BS6). Medidas semelhantes, tais como a relação energia ruido, Ec/No ou a relação energia interferência num Canal Piloto Partilhado Primário, PCPICH, Potência do Código de Sinais Recebidos, RSCP, no PCPICH ou na perda de caminho da ligação descendente, formam uma base de um critério de desempenho, usado para transferência suave e dura. No entanto, a transferência dura, de acordo com a técnica anterior, de um canal comum ou partilhado resultará num débito inferior. A transferência dura proposta no interior de um Conjunto Activo dinâmico é caracterizada por critérios a serem usados no interior do Conjunto Activo dinâmico tais como a qualidade de ligação instantânea; qualidade média da ligação; qualidade persistente da ligação; potência total da ligação descendente; utilização do Canal Físico de Ligação Descendente Partilhado, PDSCH; potência máxima do PDSCH; relação de tráfego em tempo real com tráfego sem ser em tempo real ou factor de espalhamento como será explicado -8- PE 1705946 em detalhe abaixo. A transferência não está restrita apenas à transferência entre estações base. No entanto, por razões de simplicidade linguistica a especificação descreve o processo de transferência de acordo com a invenção como uma transferência entre estações base. Deverá estar claro que a transferência entre sectores de antena utilizando canais separados partilhados também está incluída. De acordo com esta especificação cada um destes sectores será tratado como uma estação base. Também incluída está a transferência inter-frequência. A transferência inter-frequência é realizada entre frequências portadoras ou bandas de frequências separadas. Cada uma destas frequências portadoras ou bandas de frequências é tratada como uma estação base abaixo.

No Acesso Múltiplo por Divisão de Código, os sinais de utilizador digitais respectivos são separados por códigos de espalhamento individuais. Cada código representa um factor de espalhamento. Subcanais ou canais de débito inferior são separados por subcódigos com um factor de espalhamento maior. A Figura 1 ilustra as inter-relações entre débitos de dados/subcanais e subcódigos/factores de espalhamento. Mostra uma árvore de código binário onde um factor de espalhamento, SF, igual a um ocupa toda a árvore de código, ou seja, todos os níveis indicados por SF = 2, SF = 4, SF = 8 e SF = 16. Este factor de espalhamento traduz-se no débito de dados de utilizador mais elevado. Um -9- PE 1705946 subcódigo com um factor de espalhamento igual a dois ocupa apenas metade da árvore, a subárvore mais à esquerda ou a subárvore mais à direita, em qualquer caso a subárvore ocupando os níveis indicados por SF = 4, SF = 8 e SF = 16 impedindo que outros utilizadores usem os códigos correspondentes. Da mesma forma, se a um utilizador for atribuído um subcódigo correspondendo a um factor de espalhamento igual a quatro, ele ocupa uma subárvore (e os subcanais correspondentes) proveniente do nível indicado por SF = 4 até SF = 16. O factor de espalhamento quatro representa uma taxa de dados de utilizador média. Um canal alocado a um utilizador de factor de espalhamento 16 ocupa a taxa de dados mais baixa nesta figura exemplificativa. Os códigos de espalhamento para SF = 1, SF = 2 e SF = 4 são indicados na raiz da subárvore correspondente. Esta árvore de código é apenas um exemplo não limitando o âmbito da invenção. A Figura 2 ilustra esquematicamente um sistema de comunicação rádio. O Equipamento de Utilizador UE é sujeito a transferência suave envolvendo ligações rádio associadas com as Estações Base BS3, BS4 e BS5 no Conjunto Activo. Uma das Estações Base é encarregue das comunicações sobre o DSCH. A Figura 2 também ilustra as Estações Base BS1, BS2 e BS3 conectadas a um Controlador de Rede Rádio Servidor, RNC Servidor ou SRNC. O RNC Servidor controla a conexão entre uma Rede Core e o UE. O RNC Servidor é conectado à Rede Core sobre um chamado interface Iu, Iu. O RNC Servidor também está ligado a outro Controlador de Rede Rádio, RNC, - 10- PE 1705946 chamado RNC Derivante ou DRNC. Na figura o RNC Derivante controla as Estações Base BS4, BS5 e BS6. O RNC Servidor e o RNC Derivante são conectados às estações base controladas através de um chamado interface Iub. Os RNCs (SRNC, DRNC) são interligados através de um interface Iur. À medida que o Equipamento de Utilizador se dissocia da BS2, ele será finalmente excluído do Conjunto Activo quando a perda de caminho aumenta e a qualidade do canal diminui, tal como esquematicamente mostrado na Figura 3 onde o Conjunto Activo inclui ligações associadas com BS3 e BS4.

Na Figura 4, em comparação com a Figura 3, foram incluídas no Conjunto Activo mais duas ligações associadas com as Estações Base BS5 e BS6. Nas figuras 2, 3 e 4 o RNC Servidor permanece o mesmo.

Na Figura 5, a ligação associada com BS3 é excluída do Conjunto Activo devido à situação de tráfego e de canal. Na Figura 5 o SRNC mantém a conexão à rede core.

No entanto, como todas as Estações Base (BS4, BS5, BS6) associadas com ligações envolvidas no Conjunto Activo são controladas por um RNC, o DRNC na Figura 5, este RNC poderia ser SRNC (trocando as funções dos dois RNCs ) na

Figura 5 se fosse utilizada relocalização do SRNC.

As formas de realização preferenciais são agrupadas em duas formas de realização fundamentais. Numa primeira forma de realização fundamental da invenção, o canal de pacotes de dados comum da célula servidora não é - 11 - PE1705946 transferido até que a sua ligação rádio associada seja agendada para ser excluída do Conjunto Activo, de acordo com um critério especificado. Considerando um processo onde as estações base são excluídas e adicionadas tal como na sequência de Figuras 2-5 e onde inicialmente BS3 é a estação base servidora do canal de pacotes de dados comum, ele não será transferido até à Figura 5 onde a ligação rádio associada com BS3 é excluída do Conjunto Activo. Os critérios para a selecção de uma célula servidora associada com uma ligação rádio dentro do Conjunto Activo, compreendendo as Estações Base BS4, BS5 e BS6 são apresentados abaixo.

De acordo com uma segunda forma de realização fundamental da invenção, a célula servidora é transferida sempre que outra célula com uma ligação rádio associada dentro do Conjunto Activo mostra um desempenho superior de acordo com alguns critérios especificados tal como definido adiante. Num ambiente variante no tempo com uma qualidade de canal que muda rapidamente, é necessário levar a cabo medidas a fim de não aumentar o número de transferências tal como explicado adiante no procedimento.

Em WCDMA/UMTS uma Rede Terrestre de Acesso Rádio Universal, UTRAN, escolhe a estação base servidora encaminhando um DSCH para a UE. Pode ser calculada a média de variações de tempo rápidas através de filtragem de longa duração. Uma alternativa é determinar que qualquer alteração de um parâmetro que constitui a base para - 12- PE 1705946 transferência deve persistir durante um determinado período de tempo para uma transferência ser iniciada. Se, numa forma de realização de acordo com a segunda forma de realização fundamental, um critério de desempenho indica que uma estação base não tem o melhor canal de/para a UE dentro do Conjunto Activo, uma transferência é iniciada apenas se essa condição persistir durante um período de tempo especificado. Para formas de realização de acordo com a segunda forma de realização fundamental também pode ser vantajoso usar uma histerese, transferindo um DSCH para outra estação base somente se a medida de desempenho da estação base candidata superar a medida de desempenho da estação base actualmente servidora por um valor especificado, ou seja, apresentando um limiar. De importância vital para a invenção é que os critérios apenas são aplicados dentro do Conjunto Activo. Por conseguinte, uma estação base não incluída no Conjunto Activo nunca é uma estação base candidata a uma transferência do canal partilhado. Para fins de ilustração, BS3 na Figura 5 não é uma estação base servidora candidata, porque ela não está associada a uma ligação dentro do Conjunto Activo. Na Figura 5 apenas BS4, BS5 e BS6 podem ser candidatas a transferência para o canal partilhado pois são as únicas estações base só com ligações rádio associadas incluídas no Conjunto Activo.

Quando se trata de opções possíveis de selecções de parâmetros, usar um único parâmetro, comum na técnica anterior, apresenta problemas relacionados com o débito. - 13- ΡΕ1705946

Formas de realização preferidas de acordo com a primeira e a segunda formas de realização fundamentais implementam algumas selecções de parâmetros em particular usadas vantajosamente para selecção de células a partir de um Conjunto Activo dinâmico no sentido de aumentar o débito. São propostos os parâmetros de transferência seguintes, um ou mais dos quais a ser combinado com pelo menos um critério de canal descrito acima, para comparação de estações base candidatas a transferência associadas com ligações dentro do Conjunto Activo, potência de ligação descendente total transmitida a partir da estação base ou sector de antena, - ocupação do PDSCH, - menor factor de espalhamento disponível para o PDSCH, - potência máxima disponível para o PDSCH, e - relação de tráfego em tempo real para tráfego sem ser em tempo real. A potência de ligação descendente total transmitida reflecte a margem para congestionamento. A ocupação é medida como a fracção de tempo que o PDSCH é ocupado ou utilizado, em oposição à inactividade. 0 - 14- PE 1705946 balanceamento da ocupação ou utilização do PDSCH dentro de um Conjunto Activo também irá aumentar a equidade entre os utilizadores em diferentes células associadas com ligações do Conjunto Activo. Um pequeno factor de espalhamento corresponde a um débito binário elevado. Quanto menor o factor de espalhamento disponível maior a subárvore de uma árvore de código disponível. A taxa de erro depende da energia binária recebida. Com tudo o resto sendo mantido igual para um canal de potência limitada, um aumento do débito binário implica uma necessidade para a potência de transmissão mínima aumentar, no sentido de não aumentar a taxa de erro. Por conseguinte, com uma potência máxima disponível elevada para o PDSCH o débito de dados no canal pode ser aumentado sem aumentar a taxa de erro mais do que o permitido. Se a relação de tráfego em tempo real com tráfego sem ser em tempo real for elevada é geralmente benéfico seleccionar outra célula com uma relação inferior. A necessidade sobre a relação de tráfego em tempo real, é motivada, por exemplo, por - protege o tráfego em tempo real, e - permite que seja usada capacidade livre por parte do PDSCH. A invenção não se destina a estar limitada apenas a formas de realização descritas em detalhe acima. Podem ser feitas alterações e modificações sem se sair da invenção. Esta abrange todas as modificações no âmbito das - 15- PE 1705946 reivindicações seguintes.

Lisboa, 16 de Setembro de 2010

Claims (11)

1. PE 1705946 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Um nó de controlo num sistema de comunicações rádio sendo adaptado para transferência de um canal partilhado ou comum a partir de uma primeira entidade rádio para uma segunda entidade rádio, o nó de controlo caracterizado por meios de processamento providenciando o controlo de entidades rádio, adaptados por forma a que apenas uma ou mais entidades rádio associadas com uma ou mais ligações rádio num conjunto activo dinâmico de um equipamento de utilizador sejam consideradas como candidatas para transferência dura do canal partilhado ou comum quando o equipamento de utilizador é sujeito a transferência suave envolvendo ligações rádio associadas com o conjunto activo.
2. 2 . 0 nó de controlo de acordo com a reivindicação 1 em que as entidades rádio controladas são estações base.
3. 3. 0 nó de controlo de acordo com a reivindicação 1 em que as entidades rádio controladas são sectores de antena.
4. 4. O nó de controlo de acordo com a reivindicação 1 em que as entidades rádio controladas são frequências portadoras. -2- PE 1705946
5. 5. O nó de controlo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4 caracterizado pelos meios de processamento serem adaptados para providenciar controlo para transferência do canal partilhado ou comum quando uma ligação rádio da primeira entidade rádio estiver agendada para ser excluída do conjunto activo dinâmico, a exclusão sendo baseada em pelo menos um primeiro parâmetro e as entidades rádio incluídas para transferência dura sendo seleccionadas com base em pelo menos um segundo parâmetro.
6. 6 . 0 nó de controlo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4 caracterizado pelos meios de processamento serem adaptados para seleccionar uma ou mais candidatas para transferência com base em pelo menos dois parâmetros, o primeiro parâmetro sendo processado de acordo com um dos processos de filtragem de longa duração, verificação persistente e limiares de histerese.
7. 7. 0 nó de controlo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, em que o segundo parâmetro é um de potência total de ligação descendente transmitida a partir da entidade rádio, ocupação do PDSCH, menor factor de espalhamento disponível para o PDSCH e relação de tráfego em tempo real com tráfego sem ser em tempo real.
8. 8. O nó de controlo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, em que o primeiro parâmetro é um de força do sinal recebido, energia binária recebida, nível de interferência, nivel de ruído, perda de caminho de ligação -3- PE 1705946 descendente, taxa de erro ou uma combinação destes.
9. 9. 0 nó de controlo de acordo com a reivindicação 5 ou 6 em que o primeiro parâmetro é um de relação da energia com interferência num Canal Piloto Primário Comum e potência de código de sinal recebido num Canal Piloto Primário Comum.
10. 10. 0 nó de controlo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, em que o nó de controlo é um Controlador de Rede Rádio Drift.
11. 11. O nó de controlo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, em que o nó de controlo é um Controlador de Rede Rádio Servidor. Lisboa, 16 de Setembro de 2010