WO2018050995A1 - PROCÉDÉ DE TRANSMISSION CoMP AVEC CONTRAINTE D'AUGMENTATION DE GAIN, PRODUITS PROGRAMME ET DISPOSITIF CORRESPONDANTS - Google Patents

PROCÉDÉ DE TRANSMISSION CoMP AVEC CONTRAINTE D'AUGMENTATION DE GAIN, PRODUITS PROGRAMME ET DISPOSITIF CORRESPONDANTS Download PDF

Info

Publication number
WO2018050995A1
WO2018050995A1 PCT/FR2017/052404 FR2017052404W WO2018050995A1 WO 2018050995 A1 WO2018050995 A1 WO 2018050995A1 FR 2017052404 W FR2017052404 W FR 2017052404W WO 2018050995 A1 WO2018050995 A1 WO 2018050995A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
cells
terminal
cooperation
index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2017/052404
Other languages
English (en)
Inventor
Nivine ABBAS
Berna Sayrac
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
Orange SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of WO2018050995A1 publication Critical patent/WO2018050995A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/15—Setup of multiple wireless link connections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0032—Distributed allocation, i.e. involving a plurality of allocating devices, each making partial allocation
    • H04L5/0035—Resource allocation in a cooperative multipoint environment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0058—Allocation criteria
    • H04L5/0073—Allocation arrangements that take into account other cell interferences

Definitions

  • the present invention relates to the field of telecommunications. More specifically, the field of the invention is that of transmission in a cellular type access network with CoMP function.
  • a cellular access network has a topology which is conventionally represented schematically in FIG. 1.
  • the topology of the AN access network comprises CE cells, CEs, CEc.
  • Each cell is associated with a base station BS geographically located in one site.
  • the cells have a certain radio range schematized by a hexagon.
  • a base station may be multi cellular when it is equipped with several transmit antennas as shown in Figure 2 or when using a multi sectoral antenna. The range of such a cell is shown schematically by the third of a hexagon in FIG.
  • a mobile terminal UE or terminal can be served by a cell if the power it receives from this cell exceeds a certain threshold, the terminal is said to be covered by the cell or within the scope of the cell.
  • the strongest received signal generally determines the server cell.
  • a terminal near the center of a cell i.e close to a base station
  • a high received power level emitted by this cell i.e close to a base station
  • a cell is called a waitress if the terminal has a communication established via this cell.
  • the selection of a server cell according to LTE release 8 is based on the average power received from reference signals (RSRP: Signal Received Power Reference).
  • RSRP Signal Received Power Reference
  • the cell with the strongest RSRP power has the role of waiter cell.
  • a terminal may receive signals from other cells that are not its server cell. These signals are called interfering, they scramble the signal coming from its server cell increasing the noise received by this terminal. The noise received by a terminal limits the rate at which this terminal can benefit and therefore has a negative impact on the capacity of the access network.
  • the phenomenon of interference is particularly important. Indeed, the terminal is more capable of receiving signals of power levels close to each other from different cells than a terminal near the center of the cell. The quality of the signal received by the terminal transmitted by its server cell is degraded by the interference thus limiting the rate at which the terminal can benefit.
  • the coordination groups can be initially defined by the operator of the access network and / or they can be parameterized for example according to indicators sent by the mobile terminals (CQI, PMI, RI).
  • the operator defines subgroups within the groups.
  • the several points called cooperating points or cooperating cells can belong to a subgroup of a coordination group.
  • a terminal measures the signal received from its server cell and other cells that may be interfering with it.
  • the cooperating cells may be limited to a subgroup of the coordination group defined by the server cell.
  • Figure 3 illustrates an access network with several coordination groups, each group being identified by a gray level.
  • a point is a set of geographically co-located antennas but the sectors of the same site correspond to different points.
  • a point defines a single cell.
  • a first so-called joint processing scheme covers the so-called transmission transmission (JT) transmissions, dynamic point selection (DPS) transmissions and so-called dynamic point blanking (DPB) transmissions.
  • JT transmissions and DPS transmissions are described by [2] and illustrated by Figures 4a and 4b of [2].
  • a server cell and another cooperating cell transmit simultaneously to serve the same user.
  • DPS transmissions a single cell among the cells of a coordination group transmits at a given time.
  • dynamic switching occurs between the server cell to which the user is associated at a given instant and a so-called cooperating cell among the cells of the coordination group. Switching occurs to the coordination group cell that has the best radio link.
  • the DPB transmissions at least one cooperating cell of the coordination group is silenced while a server cell serves a user to limit the interference that affects the user.
  • a second scheme illustrated in Figure 4c of [2] is called coordinated scheduling / beamforming (CS / CB).
  • CS / CB coordinated scheduling / beamforming
  • the invention originates in the context of JT transmissions according to a downlink CoMP mechanism.
  • the transmission pattern of the JT transmissions requires the determination of at least one cooperating cell in addition to the server cell among the cells identified by their membership in a coordination group (cluster).
  • the invention can be applied to DPB transmissions.
  • the choice of the waiter cell defines the coordination group since a cell belongs to one and only one coordination group.
  • the neighboring cell is defined as a cooperating cell for the terminal served by this server cell:
  • the subgroup of cooperating cells for the terminal comprises the cells whose average power received satisfies the relation (1).
  • the subgroup of cooperating cells vis-à-vis the terminal is thus updated over time based on the power measurements made by the terminal.
  • the implementation of the relation (1) requires overcoming the difficulty associated with determining the optimal value of the threshold ⁇ which depends on several factors: the scenario and the level of interference in the network (for example the system with the formation of beamforming with which the level of interference is low by construction, system without channel formation for which the level of interference can be high), homogeneous network, HetNet network where small cells are deployed), the transmission scheme, the determination of the coordination groups, etc.
  • JT transmissions and more generally CoMP type JT or DPB transmissions have the disadvantage of excessive consumption of radio resources due to the fact that several radio resources (of different cells) are dedicated to the same user.
  • the throughput gain of terminals consuming multiple resources is not large enough to compensate for the losses due to this excessive consumption of resources, performance is degraded.
  • the ability of the system to handle all traffic, especially when the network is heavily loaded, is then impaired. This can degrade the stability condition of the system.
  • the subject of the invention is a downlink transmission method between at least one cell of an access network and a terminal, the terminal served by a cell of the so-called server access network benefiting from a bit rate r the lack of cooperation of other cells of the access network during transmission.
  • the method comprises:
  • the transmission method determines a set C of cooperating cells from cells of the access network to cooperate during transmission between the server cell and the terminal.
  • this cooperation can be manifested by a simultaneous transmission with the server cell to the terminal in the case of a transmission according to a JT scheme.
  • this cooperation can be manifested by a silence imposed on the cooperating cells (extinction of the cells) during the transmission between the server cell and the terminal in the case of a transmission according to a DPB scheme.
  • the method For each candidate cell, for example ordered in a list, taken by decreasing power level, the method examines its contribution to the cooperation rate of the cooperating cells relative to the rate obtained with the waiter cell alone i.e. without cooperation. If the contribution on the cooperation rate is greater than a sum of constraints relating to the cells whose index goes from that of the current cell to that plus one of the last selected cell included in the set then the method selects all the cells up to the current cell to be cooperating cells and includes them in the set. Each constraint reflects the increase in gain at the cooperation rate that the cooperation of a cell must bring to be selected and be included in the set of cooperating cells.
  • Each of the constraints ⁇ is then determined with a value greater than or equal to 100%.
  • the current cell may not bring sufficient gain alone. However, it can be selected when examining the next current cell if its cooperation with this cell brings a gain of at least 200%. Such a situation may occur when the neighboring cells of the server cell cause interference to the signal received by the terminal of levels comparable to each other.
  • the cooperation of only one of the two cells does not bring sufficient gain, on the other hand the cooperation of the two cells can bring a sufficient significant gain.
  • the terminal can then be served simultaneously by the cooperation of the selected cells and the server cell.
  • the terminal benefiting from cooperating cells is called CoMP.
  • the gain increase constraint value ⁇ depends on the cell i, the stress values ⁇ ⁇ may not all be identical to each other.
  • the cells of the access network are grouped in different groups, the membership of the server cell to one of the groups identifies this group as grouping the K max - 1 candidate cells.
  • groups are identified, for example by the operator of the access network.
  • the cells that can be selected to cooperate with this waiter cell are at most in the same group.
  • This mode may have the advantage of limiting the return of indicators between the terminal and the cell waitresses and limit exchanges between waiter cells and candidates.
  • gain of the candidate cells are all identical to each other.
  • This mode is more particularly adapted to a set of candidate cells considered as forming a symmetrical network topology.
  • the method further comprises the reception by the terminal of the value of gain increase constraint of each cell.
  • Each candidate cell makes measurements to determine the value of a traffic increase factor at the edge of its cell. The cell then determines a value of the gain increase constraint that is greater than the increase factor
  • the waiter cell then transmits the constraints to the terminal.
  • the method further comprises the reception by the server cell of indicators on the power values received by the terminal from the candidate cells of index i as well as on a residual interference value.
  • the indicators are therefore transmitted by the terminal to its waiter cell.
  • This embodiment is more particularly adapted to an implementation of the method by the terminal server cell.
  • the method further comprises the reception by the server cell of the gain enhancement constraint value ⁇ of each candidate cell of index i.
  • Each candidate cell of index i thus transmits to the server cell the value ⁇ of gain increase constraint.
  • Each candidate cell makes measurements to determine the value of a traffic increase factor at the edge of its cell.
  • the candidate cell determines a value of the gain increase constraint that is greater than the factor
  • the invention furthermore relates to a mobile terminal served in a downlink by a cell of a so-called waitress access network and which benefits from a bit rate r in the absence of cooperation from another cell of the access network. during transmission between the cell and the terminal.
  • the terminal includes:
  • ⁇ ⁇ being a gain in the flow rate of the terminal provided by the cooperation of the cell of index i and being a determined constraint relative to the gain ⁇ ⁇ , if the difference in flow rate relative to the flow r between the flow rate r [obtained with the cooperation of all the candidate cells up to the current cell of index i and the flow rate rj obtained with the cooperation of the cells included in the set C, j being the highest index of the cells included in set C, is greater than the sum of the constraints
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the basic topology of a cellular access network according to the state of the art
  • FIG. 2 is a diagram showing a basic topology of a cellular access network with multi-sector antenna base stations defining multi-cellular base stations according to the state of the art
  • FIG. 3 is a diagram of an access network with several coordination groups, each group being identified by a gray level according to the state of the art
  • FIG. 4 is a flowchart of a method according to the invention.
  • FIG. 5 is a model for modeling a cell by a queue according to the state of the art
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a homogeneous access network with hexagonal topology and intra-site coordination
  • FIG. 7 is a diagram illustrating, for the network of FIG. 6, a coordination zone 1.2 with terminals that require the coordination of two cells
  • FIG. 8 is a diagram illustrating, for the network of FIG. a coordination zone 1, 2 with terminals which require the coordination of two cells and a coordination zone a, b, c with terminals which require the coordination of three cells,
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a homogeneous access network with a hexagonal topology and the coordination of a central cell with its neighbors, for example according to an inter-site coordination,
  • FIG. 10 illustrates for a cell the distribution of its radio resources without CoMP cooperation and with CoMP cooperation
  • FIG. 11 cross-hatched the values that verify the inequality
  • FIG. 12 represents the function F according to the 3GPP LTE standard for a SISO channel
  • FIG. 13 is a diagram of a non-homogeneous access network, not perfectly symmetrical
  • FIG. 14 is a curve illustrating the evolution in time of a K factor for increasing traffic at the edge of the cell
  • Figure 15 is a diagram of a terminal according to the invention.
  • the context of the invention is that of an access network comprising several cells. These cells are grouped in different groups (cluster) as shown in FIG. 3. Each cell CE, CEs, CEc is associated with a base station BS of the access network AN. A base station can be associated with multiple cells. As illustrated in FIG. 1, UE terminals can be at the edge of cells CE, CEs, CEc.
  • the transmission method according to the invention relates to the downstream path.
  • the transmission takes place between at least one cell of the access network AN and a terminal UE.
  • the terminal is served by the CEs cell of the so-called waitress access network and benefits from a flow r in the absence of cooperation of another CEc cell, CE of the access network when of the transmission.
  • the access network comprises a maximum number K max of cooperating cells including the server cell for a given user.
  • the method 1 comprises an initialization 2 and a determination 3 of cooperating cells CEc by successively examining the impact of a cell on the cooperation.
  • a cell can be modeled by a queue where users arrive in a random process at the average arrival rate ⁇ as shown in Figure 5.
  • Users are served according to the PS (processor sharing) service discipline. they share the resources of the cell equitably. They are served at the average global service rate ⁇ .
  • the cell load is defined as the ratio of the user arrival rate to the average overall service rate of the cell, ie:
  • the arrival rate must be lower than the service rate:
  • the stability condition of the cell is then as follows:
  • the charge of the cell can thus be expressed as follows:
  • the global average service rate ⁇ is nothing other than the harmonic average of the different average service rates:
  • the hatched area in FIG. 6 corresponds to the zone of cooperation.
  • the transmissions to the users of zone 1 and zone 2 of FIG. 7 require the cooperation of several cells to be served.
  • the users of zone 1 are associated with this IEC cell and require the cooperation of neighboring cells.
  • Zone 2 users are associated with neighboring cells and require the cooperation of this IEC cell.
  • the new load of the cell becomes the following: boy Wut
  • the new charge p 'of the IEC cell must be less than its load p in the absence of coordination:
  • Inequality (11) gives the condition of stability in the absence of CoMP for a symmetric topology.
  • FIG. 8 there is a border zone a, b, c around the point common to the three hexagons for which three cells cooperate for the terminals that are present there.
  • the users in the area referenced b and c create an additional load to the IEC cell since, although they are not associated with this cell, they benefit from the cooperation (ie transmission) of this cell.
  • the load of the IEC cell in the border area can be expressed as:
  • Border traffic in Zone 1 outside the zone increased by a factor of K 2 .
  • edge traffic in zone a increases by a factor K 3 .
  • the inequalities (16) give the condition of stability of the server cell in the presence of CoMP for a symmetrical topology.
  • a cell cooperates only when its cooperation brings at least an average gain of 100% throughput.
  • a cell can devote 3/5 of its radio resources to users of neighboring cells in a CoMP case, or 6/7 resources it allocated to its users edge (cell-edge) in the case without CoMP without losing its stability.
  • the condition for maintaining stability is that the cell's commitment to CoMP cooperation with its neighboring cells improves at least seven times the throughput of its edge users.
  • P s is the power received by the terminal UE coming from the server cell CEs and P c is the power received from the cooperating cell CEc.
  • / is the total interference perceived by the user from all neighboring cells CE except for the cooperating cell CEc and N is the noise.
  • SINR Signal to interference plus noise ratio
  • the SINR becomes:
  • the new flow rate in the presence of cooperation must be at least twice as large as the original flow in the absence of cooperation, ie a relative flow gain due. at coordination of at least 100%.
  • the flow rate r of which the user can benefit when it is served without cooperation can be expressed in the form:
  • W is the bandwidth
  • This hatched area illustrates the fact that there is not a single value of ⁇ which makes it possible to guarantee that the cooperating cell brings a gain of 100%.
  • This figure emphasizes that the increase in flow due to the gain provided by the coordination depends on the ⁇ and in addition on the residual interference.
  • a CEc cell should not be co-operated if the UE user is located in an area that is heavily interfered with by one or more other cells THIS. In this case, it is preferable that all the interfering cells (including the CEc cell) cooperate or that none of them co-operate.
  • Maintaining the stability of the server cell and therefore the access network requires that a cooperating cell contributes to a flow rate increase of at least 100% in the case of a symmetrical topology.
  • the method according to the invention is based on the gain in flow to determine the cooperating cells.
  • K max is the maximum number of cooperating cells for a single user including his waiter cell.
  • the 3GPP LTE standard defines the F function according to the CQI quality indicator tables. This function has the form illustrated in Figure 12, for a SISO channel.
  • the access network is not perfectly symmetrical, it may include shadowing and it can be heterogeneous as shown in Figure 13.
  • the network heterogeneity may originate in a non-homogeneous distribution traffic, unsymmetrical topology, or channel variation over time. In that case :
  • the server cell and each candidate cell must make measurements to determine the correct value of the edge traffic increase factor K.
  • K can be determined based on the exponential time average whose rate is shown in Figure 14 with a time constant t c .
  • the average coordination gain can be evaluated through a
  • a coordination gain constraint of cell j must be determined from
  • each cell j updates the constraint based on the measurements made during this period.
  • the cell j When the additional charge caused to a cell j exceeds the gain provided by its cooperation with its neighboring cells, the cell j increases the constraint thus decreasing its commitments towards its neighboring cells. It is thus less involved in transmissions to users associated with other cells. On the other hand, in the case where the cooperation of this cell with other cells gives it a sufficiently large gain that compensates for the additional load that is caused to it, the cell can decrease the constraint to accept more CoMP users of
  • the index j is initialized to zero
  • the index i is initialized to one
  • the rate r 0 ' is initialized to the rate r
  • the set C of cells cooperating is initialized to the empty set.
  • K max is a parameter that can be set in advance.
  • index cells in the set C and the value of the index j is
  • the previous mode considers that the cells of the set ⁇ are classified in order of decreasing power since the index i is incremented. It is immediate for a person skilled in the art to adapt the process to a classification in ascending order. It is likewise immediate to adapt the method to replace the index management i of step 7 by a test on the power level to determine the next cell to be considered in step 4.
  • the topology of the candidate cells is considered to be symmetrical.
  • the constraints ⁇ ⁇ are all identical to ⁇ ⁇ which must be at least 100% to ensure the stability of the server cell expressed in the form of inequation (15).
  • the method according to this mode is expressed in pseudo language C in Annex A. It is identical to the method according to the first mode except that the inequality
  • a cell next to a server cell cooperates with the transmission to a user only if its cooperation increases the average throughput of the user by a factor of at least two.
  • s 1 is defined as a cooperating cell for the user.
  • FIG. 15 schematizes a mobile terminal according to the invention.
  • the UE terminal is served in a downlink by a cell of a so-called waitress access network.
  • the terminal benefits from a flow r in the absence of cooperation of other cell of the access network during the transmission between the cell and the terminal.
  • the terminal comprises an emission-receiving interface E / R known in itself, a memory MEM comprising a buffer memory, a suitable calculation means equipped for example with a microprocessor ⁇ and controlled by the computer program Pg stored on a support of information such as a memory zone for implementing the transmission method according to one embodiment of the invention.
  • the code instructions of the computer program Pg are for example loaded into the memory MEM before being executed by the processor of the processing unit ⁇ .
  • the microprocessor of the processing unit ⁇ implements the steps of the transmission method described above, according to the instructions of the computer program Pg.
  • the microprocessor initializes a subscript j to zero, a rate r Q 'at the rate r, and a set C of cells cooperating with the empty set.
  • Input data a set of candidate cells
  • Input data a set of candidate cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé (1) de transmission en voie descendante entre au moins une cellule (§ = {S1, S2,..., SKmax-1 }) d'un réseau d'accès et un terminal. Le terminal est servi par une cellule serveuse du réseau d'accès et bénéficie d'un débit (r) en l'absence de coopération d'autre cellule du réseau d'accès. Le procédé détermine (5) un gain en débit de cellules candidates à la coopération pour déterminer (6) les cellules coopérantes (C).

Description

Procédé de transmission CoMP avec contrainte d'augmentation de gain, produits programme et dispositif correspondants
Domaine de l'invention
De manière générale, la présente invention concerne le domaine des télécommunications. Plus précisément, le domaine de l'invention est celui de la transmission dans un réseau d'accès de type cellulaire avec fonction CoMP.
Art antérieur
Un réseau d' accès cellulaire a une topologie qui est classiquement représentée de manière schématique par la figure 1. La topologie du réseau d'accès AN comprend des cellules (cell) CE, CEs, CEc. Chaque cellule est associée à une station de base BS localisée géographiquement en un site. Les cellules ont une certaine portée radio schématisée par un hexagone. Une station de base peut-être multi cellulaires lorsqu'elle est équipée de plusieurs antennes d'émission comme illustrée par la figure 2 ou lorsqu'elle utilise une antenne pluri sectoriels. La portée d'une telle cellule est schématisée par le tiers d'un hexagone sur la figure 2.
Un terminal mobile UE ou terminal, dit parfois équipement d'utilisateur ou utilisateur, peut être servi par une cellule si la puissance qu'il reçoit de cette cellule dépasse un certain seuil, le terminal est dit couvert par la cellule ou dans la portée de la cellule. Lorsque le terminal est couvert par plusieurs cellules, le signal reçu le plus puissant détermine généralement la cellule serveuse.
En reprenant la terminologie associée à la représentation de la figure 1, un terminal proche du centre d'une cellule (i.e proche d'une station de base) va généralement bénéficier d'un niveau de puissance reçu élevé émis par cette cellule.
Une cellule est dite serveuse si le terminal a une communication établie via cette cellule. La sélection d'une cellule serveuse selon le LTE release 8 est basée sur la puissance moyenne reçue de signaux de référence (RSRP : Référence Signal Received Power). La cellule avec la puissance RSRP la plus forte a le rôle de cellule serveuse. Un terminal peut recevoir des signaux émis par d'autres cellules qui ne sont pas sa cellule serveuse. Ces signaux sont dits interférents, ils brouillent le signal venant de sa cellule serveuse augmentant le bruit reçu par ce terminal. Le bruit reçu par un terminal limite le débit dont ce terminal peut bénéficier et a donc un impact négatif sur la capacité du réseau d'accès.
Lorsque le terminal est localisé en limite ou bordure de cellule (cell edge), le phénomène d'interférence est particulièrement important. En effet, le terminal est plus susceptible de recevoir des signaux de niveaux de puissance proches entre eux provenant de cellules différentes qu'un terminal proche du centre de la cellule. La qualité du signal reçu par le terminal émis par sa cellule serveuse est dégradée par l'interférence limitant ainsi le débit dont le terminal peut bénéficier.
Les travaux au sein du 3GPP dans le cadre du standard LTE-advanced ont conduit à la détermination de transmissions avec coordination entre points d'un réseau d'accès selon une technique dite CoMP (Coordinated multipoint). Selon ces transmissions CoMP, une coordination intervient entre plusieurs points d'un groupe de points (cluster) dit de coordination pour éliminer l'interférence que peut recevoir un terminal en particulier en bord de cellule ou pour transformer cette interférence reçue par le terminal en signal utile pour ce terminal. Un terminal servi par la coopération de deux ou plusieurs cellules est défini comme un terminal CoMP. Dans ce document, le terme coopération est utilisé dans le même sens que coordination.
Les groupes de coordination peuvent être initialement définis par l'opérateur du réseau d'accès et/ou ils peuvent être paramétrables par exemple en fonction d'indicateurs remontés par les terminaux mobiles (CQI, PMI, RI). Eventuellement, l'opérateur définit des sous-groupes au sein des groupes. Les plusieurs points dits points coopérants ou cellules coopérantes peuvent appartenir à un sous-groupe d'un groupe de coordination. Un terminal mesure le signal reçu de sa cellule serveuse et d'autres cellules qui peuvent l'interférer. Pour limiter la remontée d'indicateurs du terminal vers sa cellule serveuse et vers d'autres cellules via l'ossature (backhaul), les cellules coopérantes peuvent être limitées à un sous-groupe du groupe de coordination défini par la cellule serveuse.
La figure 3 illustre un réseau d'accès avec plusieurs groupes de coordination, chaque groupe étant identifié par un niveau de gris.
Selon [1], un point est un jeu d'antennes géographiquement co-localisées mais les secteurs d'un même site correspondent à des points différents. Un point définit une seule et unique cellule.
On distingue plusieurs schémas de transmissions CoMP.
Un premier schéma dit joint processing (JP) recouvre les transmissions dites joint transmission (JT), les transmissions dites dynamic point sélection (DPS) et les transmissions dites dynamic point blanking (DPB). Les transmissions JT et les transmissions DPS sont décrites par [2] et illustrées par les figures 4a et 4b de [2] . Selon les transmissions JT au moins deux cellules coopérantes, une cellule serveuse et une autre cellule coopérante, transmettent simultanément pour servir un même utilisateur. Selon les transmissions DPS, une seule cellule parmi les cellules d'un groupe de coordination transmet à un instant donné. Par contre, une commutation dynamique intervient entre la cellule serveuse à laquelle l'utilisateur est associé à un instant donné et une cellule dite coopérante parmi les cellules du groupe de coordination. La commutation intervient vers la cellule du groupe de coordination qui a le meilleur lien radio. Selon les transmissions DPB, au moins une cellule coopérante du groupe de coordination est réduite au silence pendant qu'une cellule serveuse sert un utilisateur pour limiter les interférences qui affectent l'utilisateur.
Un second schéma illustré par la figure 4c de [2] est dit coordinated scheduling/beamforming (CS/CB). Selon ce schéma, les données pour un utilisateur sont transmises par une seule cellule parmi les cellules d'un groupe de coordination. Les décisions d'ordonnancement (scheduling) et les faisceaux (beam) sont coordonnés entre les cellules du groupe de coordination pour contrôler l'interférence générée.
L'invention trouve son origine dans le contexte de transmissions JT selon un mécanisme CoMP en liaison descendante. Le schéma de transmission des transmissions JT nécessitent la détermination d'au moins une cellule coopérante outre la cellule serveuse parmi les cellules identifiées par leur appartenance à un groupe de coordination (cluster). Toutefois, l'invention peut s' appliquer à des transmissions DPB.
Selon [3], le choix de la cellule serveuse défini le groupe de coordination puisqu'une cellule appartient à un et un seul groupe de coordination. Selon les auteurs, lorsque la différence entre la puissance moyenne reçue (RSRP) d'une cellule voisine Pc et la puissance moyenne reçue de la cellule serveuse Ps est inférieure à un certain seuil ΔΡ fixe prédéfini à l' avance (ex 3dB, .. . 12dB), la cellule voisine est définie comme une cellule coopérante pour le terminal servi par cette cellule serveuse :
\PS - PC \ < AP (1).
Le sous-groupe de cellules coopérantes pour le terminal comprend les cellules dont la puissance moyenne reçue vérifie la relation (1). Le sous-groupe des cellules coopérantes vis-à-vis du terminal est ainsi mis à jour au fil du temps sur la base des mesures de puissances réalisées par le terminal. La mise en œuvre de la relation (1) nécessite de surmonter la difficulté associée à la détermination de la valeur optimale du seuil ΔΡ qui dépend de plusieurs facteurs : le scénario et le niveau d'interférence dans le réseau (par exemple système avec formation de voies (beamforming) avec lequel le niveau d'interférence est faible par construction, système sans formation de voies pour lequel le niveau d'interférence peut être élevé), réseau homogène, réseau HetNet où des cellules de petites tailles sont déployées), le schéma de transmission, la détermination des groupes de coordination, etc ...
Or les transmissions JT, et plus généralement les transmissions CoMP de type JT ou DPB ont pour inconvénient une consommation excessive de ressources radio due au fait que plusieurs ressources radio (de différentes cellules) sont dédiées à un même utilisateur. Par suite, si le gain de débit des terminaux consommant plusieurs ressources n'est pas suffisamment grand pour compenser les pertes dues à cette consommation excessive de ressources, les performances sont dégradées. La capacité du système à traiter tout le trafic notamment lorsque le réseau est très chargé est alors altérée. Ceci peut dégrader la condition de stabilité du système.
Caractéristiques principales de l'invention
L'invention a pour objet un procédé de de transmission en voie descendante entre au moins une cellule d'un réseau d'accès et un terminal, le terminal servi par une cellule du réseau d'accès dite serveuse bénéficiant d'un débit r en l'absence de coopération d'autre cellule du réseau d'accès lors de la transmission. Le procédé comprend :
- initialiser un indice j à zéro, un débit r0' au débit r, un ensemble C de cellules coopérantes à l'ensemble vide,
- pour chaque cellule dite cellule courante d'indice i = [1, ... , Kmax— 1] parmi Kmax— 1 cellules du réseau d'accès dites candidates à une coopération avec la cellule serveuse lors de la transmission vers le terminal, prises par valeur décroissante de puissance reçue par le terminal, βι étant un gain au débit dont bénéficie le terminal apporté par la coopération de la cellule d'indice i et β\ étant une contrainte déterminée relative au gain βι, si la différence de débit relativement au débit r entre le débit r[ obtenu avec la coopération de toutes les cellules candidates jusqu'à la cellule courante d'indice i et le débit rj obtenu avec la coopération des cellules incluses dans l'ensemble C, j étant l'indice le plus élevé des cellules incluses dans l'ensemble C, est plus grand que la somme des contraintes alors inclure toutes les cellules
Figure imgf000006_0001
d'indices k = [j + 1, ... , i] dans l'ensemble C.
Ainsi, le procédé de transmission détermine un ensemble C de cellules coopérantes à partir de cellules du réseau d'accès pour coopérer lors de la transmission entre la cellule serveuse et le terminal. Selon un premier mode, cette coopération peut se manifester par une transmission simultanée avec la cellule serveuse vers le terminal dans le cas d'une transmission selon un schéma JT. Selon un autre mode, cette coopération peut se manifester par un silence imposé aux cellules coopérantes (extinction des cellules) lors de la transmission entre la cellule serveuse et le terminal dans le cas d'une transmission selon un schéma DPB.
Pour chaque cellule candidate, par exemple ordonnée dans une liste, prise par niveau de puissance décroissant, le procédé examine son apport au débit de coopération des cellules coopérantes relativement au débit obtenu avec la cellule serveuse seule i.e. sans coopération. Si l'apport sur le débit de coopération est supérieur à une somme de contraintes relatives aux cellules dont l'indice va de celui de la cellule courante à celui plus un de la dernière cellule sélectionnée incluse dans l'ensemble alors le procédé sélectionne toutes les cellules jusqu'à la cellule courante pour être cellules coopérantes et les inclue dans l'ensemble. Chaque contrainte traduit l'augmentation de gain au débit de coopération que doit apporter la coopération d'une cellule pour être sélectionnée et être incluse dans l'ensemble des cellules coopérantes.
En considérant une topologie symétrique du réseau d'accès, chacune des augmentations de gain β1 i = [1, ... , Kmax— 1] doit être de 100%. Chacune des contraintes βίρ est alors déterminée avec une valeur supérieure ou égale à 100%. La cellule courante peut ne pas apporter seule un gain suffisant. Cependant, elle peut être sélectionnée lors de l'examen de la cellule courante suivante si sa coopération avec cette cellule apporte un gain d'au moins 200%. Une telle situation peut intervenir lorsque les cellules voisines de la cellule serveuse causent des interférences au signal reçu par le terminal de niveaux comparables entre eux. La coopération d'une seule des deux cellules n' apporte pas de gain suffisant, par contre la coopération des deux cellules peut apporter un gain significatif suffisant. Le terminal peut alors être servi simultanément par la coopération des cellules sélectionnées et de la cellule serveuse. Le terminal bénéficiant de cellules coopérantes est dit CoMP.
Dans le cas d'un réseau d'accès formant une topologie de réseau non symétrique, la valeur de contrainte βίρ d'augmentation de gain dépend de la cellule i, les valeurs de contrainte β^ peuvent ne pas être toutes identiques entre elles.
Selon un mode de réalisation, les cellules du réseau d' accès sont groupées dans des groupes différents, l'appartenance de la cellule serveuse à un des groupes identifie ce groupe comme regroupant les Kmax— 1 cellules candidates.
Selon ce mode, des groupes (clusters) sont identifiés, par exemple par l'opérateur du réseau d' accès. Ainsi, lorsqu'un terminal est servi par une cellule appartenant à un des groupes, les cellules qui peuvent être sélectionnées pour coopérer avec cette cellule serveuse sont au plus dans le même groupe. Ce mode peut avoir pour avantage de limiter des remontées d'indicateurs entre le terminal et la cellule serveuses et de limiter des échanges entre les cellules serveuse et candidates.
Selon un mode de réalisation, les valeurs de contrainte d'augmentation de
Figure imgf000008_0004
gain des cellules candidates sont toutes identiques entre elles.
Ce mode est plus particulièrement adapté à un ensemble de cellules candidates considérées comme formant une topologie de réseau symétrique.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la réception par le terminal de la valeur de contrainte d'augmentation de gain de chaque cellule
Figure imgf000008_0001
candidate d'indice i.
Ce mode est particulièrement adapté à une mise en œuvre du procédé par le terminal. Chaque cellule candidate fait des mesures pour déterminer la valeur d'un facteur d'augmentation du trafic en bordure de sa cellule. La cellule détermine alors une valeur de la contrainte d'augmentation de gain qui soit supérieure au facteur d'augmentation
Figure imgf000008_0002
mesuré sur une période donnée et la transmet au terminal qui la réceptionne. Cette transmission peut intervenir via une ossature (backhaul) reliant les différentes cellules dont la cellule serveuse. La cellule serveuse transmet ensuite au terminal les contraintes.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la réception par la cellule serveuse d'indicateurs sur les valeurs de puissance reçue par le terminal provenant des cellules candidates d'indice i ainsi que sur une valeur d'interférence résiduelle. Les indicateurs sont donc transmis par le terminal à sa cellule serveuse.
Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté à une mise en œuvre du procédé par la cellule serveuse du terminal.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la réception par la cellule serveuse de la valeur β de contrainte d'augmentation de gain de chaque cellule candidate d'indice i. Chaque cellule candidate d'indice i transmet donc à la cellule serveuse la valeur β de contrainte d'augmentation de gain.
Chaque cellule candidate fait des mesures pour déterminer la valeur d'un facteur d'augmentation du trafic en bordure de sa cellule. La cellule candidate détermine alors une valeur de la contrainte d'augmentation de gain qui soit supérieure au facteur
Figure imgf000008_0003
déterminé sur une période donnée et la transmet à la cellule serveuse. L'invention a en outre pour objet un terminal mobile servi en voie descendante par une cellule d'un réseau d'accès dite serveuse et qui bénéficie d'un débit r en l'absence de coopération d'autre cellule du réseau d'accès lors de la transmission entre la cellule et le terminal. Le terminal comprend :
- un moyen d'initialisation d'un indice j à zéro, d'un débit r0' au débit r, d'un ensemble C de cellules coopérantes à l'ensemble vide,
- un moyen de calcul adapté tel que, pour chaque cellule dite cellule courante d'indice i = [1, ... , Kmax— 1] parmi Kmax— 1 cellules du réseau d'accès dites candidates à une coopération avec la cellule serveuse lors de la transmission vers le terminal, prises par valeur décroissante de puissance reçue par le terminal, βι étant un gain au débit dont bénéficie le terminal apporté par la coopération de la cellule d'indice i et étant une contrainte déterminée relative au gain βι, si la différence de débit relativement au débit r entre le débit r[ obtenu avec la coopération de toutes les cellules candidates jusqu'à la cellule courante d'indice i et le débit rj obtenu avec la coopération des cellules incluses dans l'ensemble C, j étant l'indice le plus élevé des cellules incluses dans l'ensemble C, est plus grand que la somme des contraintes
Figure imgf000009_0001
alors inclure toutes les cellules d'indices k = [j + 1, ... , i] dans l'ensemble C.
Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre de simple exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 est un schéma illustrant la topologie de base d'un réseau d'accès cellulaire selon l'état de l'art,
la figure 2 est un schéma représentant une topologie de base d'un réseau d'accès cellulaire avec des stations de base à antenne pluri sectoriels définissant des stations de base multi cellulaires selon l'état de l'art,
la figure 3 est un schéma d'un réseau d'accès avec plusieurs groupes de coordination, chaque groupe étant identifié par un niveau de gris selon l'état de l'art,
- la figure 4 est un organigramme d'un procédé selon l'invention,
la figure 5 est un schéma de modélisation d'une cellule par une file d'attente selon l'état de l'art, la figure 6 est un schéma illustrant un réseau d'accès homogène avec une topologie hexagonale et une coordination intra-site,
la figure 7 est un schéma illustrant, pour le réseau de la figure 6, une zone 1,2 de coordination avec des terminaux qui nécessitent la coordination de deux cellules, la figure 8 est un schéma illustrant, pour le réseau de la figure 6, une zone 1, 2 de coordination avec des terminaux qui nécessitent la coordination de deux cellules et une zone a, b, c de coordination avec des terminaux qui nécessitent la coordination de trois cellules,
la figure 9 est un schéma illustrant un réseau d'accès homogène avec une topologie hexagonale et la coordination d'une cellule centrale avec ses voisines, par exemple selon une coordination inter-site,
la figure 10 illustre pour une cellule la répartition de ses ressources radio sans coopération CoMP et avec coopération CoMP,
la figure 11 représente en hachuré les valeurs qui vérifient l'inéquation
C2
υ≤— , avec δΡ = 10 log10 ζ,
la figure 12 représente la fonction F selon le standard 3GPP LTE pour un canal SISO,
la figure 13 est un schéma d'un réseau d'accès non-homogène, , non parfaitement symétrique,
la figure 14 est une courbe illustrant l'évolution en temps d'un facteur K d'augmentation de trafic en bordure de cellule,
la figure 15 est un schéma d'un terminal selon l'invention.
Description de modes de réalisation particuliers
Le contexte de l'invention est celui d'un réseau d'accès comprenant plusieurs cellules. Ces cellules sont groupées dans des groupes différents (cluster) comme illustré par la figure 3. Chaque cellule CE, CEs, CEc est associée à une station de base BS du réseau d'accès AN. Une station de base peut être associée à plusieurs cellules. Comme illustré par la figure 1, des terminaux UE peuvent se trouver en bordure de cellules CE, CEs, CEc.
Le procédé de transmission selon l'invention concerne la voie descendante. La transmission intervient entre au moins une cellule du réseau d'accès AN et un terminal UE. Le terminal est servi par la cellule CEs du réseau d'accès dite serveuse et bénéficie d'un débit r en l'absence de coopération d'autre cellule CEc, CE du réseau d'accès lors de la transmission. Le réseau d'accès comprend un nombre maximal Kmax de cellules coopérantes dont la cellule serveuse pour un utilisateur donné.
Un organigramme du procédé est représenté à la figure 4. Le procédé 1 selon l'invention comprend une initialisation 2 et une détermination 3 de cellules coopérantes CEc en examinant successivement l'impact d'une cellule sur la coopération.
Une cellule peut être modélisée par une file d'attente où les utilisateurs arrivent selon un processus aléatoire au taux d'arrivée moyen λ comme illustré par la figure 5. Les utilisateurs sont servis selon la discipline de service PS (processor sharing) telle qu'ils partagent équitablement les ressources de la cellule. Ils sont servis au taux de service global moyen μ.
La charge de la cellule est définit comme le rapport du taux d'arrivée des utilisateurs par le taux de service global moyen de la cellule, soit :
Figure imgf000011_0001
Pour garantir la stabilité de la cellule, il faut que le taux d'arrivée soit inférieur au taux de service :
Figure imgf000011_0002
La condition de stabilité de la cellule est alors la suivante :
Figure imgf000011_0003
Les conditions radio dans une cellule sont hétérogènes. Les utilisateurs peuvent avoir différents taux moyens de service selon leurs conditions radio (évaluées par le SINR moyen qui prend en compte les pertes de transmission et les zones d'ombre (pathloss et shadowing)) i = 1, ... M. On désigne par μ; le taux moyen de service associé à la condition radio i et par pt le pourcentage des utilisateurs bénéficiant d'une condition radio i. La charge de la cellule peut être ainsi exprimée de la manière suivante :
Figure imgf000011_0004
Le taux moyen de service global μ n'est autre que la moyenne harmonique des différents taux moyens de service :
Figure imgf000011_0005
Considérons le cas où on divise la cellule en deux zones de conditions radio différentes : la zone de centre de la cellule (cell- center) et la zone de bordure de la cellule (cell-edge). La charge de la cellule est ainsi :
Figure imgf000012_0001
Considérons que le réseau d'accès soit homogène avec une topologie hexagonale donc symétrique.
Pour exemple, dans le cas d'une coopération intra-site où les cellules du même site coopèrent entre elles, la zone hachurée sur la figure 6 correspond à la zone de coopération. Sur cette zone les transmissions vers les utilisateurs de la zone 1 et de la zone 2 de la figure 7 nécessitent la coopération de plusieurs cellules pour être servis. Si on considère la cellule de droite CEI de la figure 7, les utilisateurs de la zone 1 sont associés à cette cellule CEI et requièrent la coopération des cellules voisines. Les utilisateurs de la zone 2 sont associés aux cellules voisines et requièrent la coopération de cette cellule CEI . Ces utilisateurs de la zone 2 créent une charge supplémentaire à la cellule CEI puisqu'ils constituent des utilisateurs en plus pour cette cellule CEI , contrairement aux utilisateurs localisés dans la zone 1 qui font partie de ses propres utilisateurs.
Pour la cellule CEI , le trafic en bit/s en bordure dans la zone 1 (edge)
Figure imgf000012_0003
augmente d'un facteur K, le taux d'arrivée à la bordure i.e. pour la zone englobant la zone 1 et la zone 2 devient alors Cependant ces utilisateurs situés en bordure servis
Figure imgf000012_0004
par plusieurs cellules (deux selon l'illustration) bénéficient d'un gain de débit β (gain de coopération) qui augmente leur taux de service qui devient
Figure imgf000012_0005
La nouvelle charge de la cellule devient la suivante :
Figure imgf000012_0002
g
Compte tenu que la topologie du réseau est symétrique et selon le nombre considéré de cellules coopérantes dans le cas illustré alors K = 2.
Pour garantir qu'il n'y ait pas de dégradation de la stabilité de la cellule CEI , la nouvelle charge p' de la cellule CEI doit être inférieure à sa charge p en l' absence de coordination :
p'≤p (9)
Il faut donc que :
β≥Κ (10) et donc que :
β≥ 2 (11) Dit autrement, une cellule ne coopère que quand sa coopération apporte au moins un gain moyen de débit de 100%. Ceci implique une contrainte de gain de coordination βτ = 100%.
L'inéquation (11) donne la condition de stabilité en l'absence de CoMP pour une topologie symétrique.
Selon l'illustration de la figure 8, il y a une zone a, b, c de bordure autour du point commun aux trois hexagones pour laquelle trois cellules coopèrent pour les terminaux qui y sont présents. Les utilisateurs dans la zone référencée b et c créent une charge supplémentaire à la cellule CEI puisque bien qu'ils ne soient pas associés à cette cellule ils bénéficient de la coopération (c'est-à-dire de la transmission) de cette cellule. La charge de la cellule CEI dans la zone de bordure peut s'exprimer sous la forme :
Figure imgf000013_0001
est le pourcentage des utilisateurs dans la zone référencée 1 hors zone a,
Figure imgf000013_0009
i.e. les utilisateurs localisés en bordure qui nécessitent la coopération de deux cellules. est le taux de service de ces utilisateurs lorsqu'ils sont servis sans coopération.
Figure imgf000013_0007
est Ie pourcentage des utilisateurs dans la zone de bordure a, , i.e. les utilisateurs
Figure imgf000013_0008
localisés en bordure qui nécessitent la coopération de trois cellules. est le taux de service de ces utilisateurs lorsqu'ils sont servis sans coopération.
Figure imgf000013_0006
Le trafic en bordure dans la zone 1 hors zone aaugmente d'un facteur K2.
Cependant ces utilisateurs en bordure servis par deux cellules bénéficient d'un gain de débit moyen β2. En outre, le trafic en bordure dans la zone a, augmente d'un facteur K3.
Cependant ces utilisateurs en bordure servis par trois cellules bénéficient d'un gain de débit moyen β3. La charge en bordure donnée par l'équation (12) devient donc :
Figure imgf000013_0002
En prenant en compte la charge en bordure donnée par l'équation (13), la nouvelle charge de la cellule devient alors :
Figure imgf000013_0003
La topologie du réseau d'accès étant symétrique, alors K2 = 2 et K3 = 3 dans le cas illustré. La garantie d'une absence de dégradation de la stabilité nécessite que :
Figure imgf000013_0004
Cette condition est vérifiée si :
Figure imgf000013_0005
Figure imgf000014_0001
Les inégalités (16) donnent la condition de stabilité de la cellule serveuse en présence de CoMP pour une topologie symétrique.
Dit autrement, une cellule ne coopère que quand sa coopération apporte au moins un gain moyen de débit de 100%. Soit βτ la contrainte de gain de coordination alors βτ = 100%.
Dans le cas illustré par la figure 9, les conditions (16) précédentes restent vraies. Selon un exemple illustré par la figure 10, une cellule peut consacrer 3/5 de ses ressources radio aux utilisateurs des cellules voisines dans un cas CoMP, soit 6/7 des ressources qu'elle allouait à ses utilisateurs en bordure (cell-edge) dans le cas sans CoMP sans perdre sa stabilité. La condition pour conserver sa stabilité est que l'engagement de la cellule dans une coopération CoMP avec ses cellules voisines améliore au moins sept fois le débit de ses utilisateurs en bordure.
En référence à la figure 1 , Ps est la puissance reçue par le terminal UE provenant de la cellule serveuse CEs et Pc est la puissance reçue de la cellule coopérante CEc. / est l'interférence totale perçue par l'utilisateur provenant de toute les cellules voisines CE à l'exception de la cellule coopérante CEc et N est le bruit. Le rapport signal sur interférence plus bruit, SINR (Signal to noise and interférence ratio), perçu par l'utilisateur en l'absence de coopération est :
Figure imgf000014_0002
Lorsque la cellule CEc coopère avec la cellule serveuse CEs, le SINR devient :
Figure imgf000014_0003
Pour maintenir la condition de stabilité correspondant aux inégalités (16) en cas de coopération, il faut que le nouveau débit en présence de coopération soit au moins deux fois plus grand que le débit original en absence de coopération, soit un gain de débit relatif dû à la coordination d'au moins 100 %.
Le débit r dont peut bénéficier l'utilisateur lorsqu'il est servi sans coopération peut s'exprimer sous la forme :
Figure imgf000014_0004
avec F une fonction croissante qui permet d'obtenir le débit à partir du SINR.
Dans le cas d'un canal gaussien, la fonction F classique est donnée par la capacité de Shannon :
Figure imgf000015_0002
où W est la largeur de bande.
Compte tenu de l'expression (19) du débit et de l'expression (20) de la fonction F alors une augmentation d'au moins 100 % du débit dû au gain apporté par la coordination implique une augmentation d' au moins 100% de log2 (l + SINR) :
Figure imgf000015_0003
Soit en remplaçant SINR et SINR' par leur expression :
Figure imgf000015_0001
La zone hachurée de la figure 11 représente la solution à cette inéquation (27).
Cette zone hachurée illustre le fait qu'il n'y a pas une valeur unique de δΡ qui permette de garantir que la cellule coopérante apporte un gain de 100%. Cette figure met en valeur que l' augmentation de débit dû au gain apporté par la coordination dépend du δΡ et en outre de l'interférence résiduelle.
Plus l'interférence résiduelle I + N est élevée, plus la puissance reçue de la cellule coopérante Pc doit être proche de la puissance Ps (δΡ plus petit) pour respecter la garantie d'un gain de débit de 100%.
Par conséquent, il ne faut pas faire coopérer une cellule CEc si l'utilisateur UE est localisé dans une zone qui est fortement interférée par une ou plusieurs autres cellules CE. Dans ce cas, il est préférable que toutes les cellules interférentes (incluant la cellule CEc) coopèrent ou qu' aucune d'entre elles ne coopère.
Le maintien de la stabilité de la cellule serveuse et donc du réseau d' accès impose qu'une cellule coopérante contribue à une augmentation de débit d'au moins 100% dans le cas d'une topologie symétrique.
Contrairement aux techniques connues qui définissent une cellule coopérante en se basant sur la différence entre les puissances reçues et qui nécessitent de prédéfinir un seuil δΡ, le procédé selon l'invention est basé sur le gain en débit pour déterminer les cellules coopérantes.
est l'ensemble des cellules candidates à devenir cellules
Figure imgf000016_0002
coopérantes avec la cellule serveuse lors de la transmission pour un utilisateur donné. Kmax est le nombre maximal de cellules coopérantes pour un seul utilisateur y compris sa cellule serveuse.
(19) donne l'expression du débit r dont peut bénéficier l'utilisateur lorsqu'il est servi sans coopération.
Le débit dont peut bénéficier l'utilisateur lorsque les n premiers cellules de
Figure imgf000016_0004
'ensemble
Figure imgf000016_0005
coopèrent dans la transmission vers l'utilisateur a pour expression :
Figure imgf000016_0001
Le standard 3GPP LTE, définit la fonction F selon les tableaux d'indicateurs de qualité CQI. Cette fonction a la forme illustrée par la figure 12, pour un canal SISO.
Généralement le réseau d'accès n'est pas parfaitement symétrique, il peut comporter des zones d'ombre (shadowing) et il peut être hétérogène comme illustré par la figure 13. L'hétérogénéité du réseau peut trouver son origine dans une répartition non homogène du trafic, une topologie non symétrique ou une variation du canal dans le temps. Dans ce cas :
K2≠ 2 et K3≠ 3 et alors βτ≠ 100%.
Etant donné la charge (8) et la condition de stabilité (10) de la cellule serveuse alors la cellule serveuse et chaque cellule j candidate doivent faire des mesures pour déterminer la bonne valeur du facteur K d'augmentation du trafic en bordure.
K peut être déterminé en se basant sur la moyenne exponentielle temporelle dont l' allure est illustrée par la figure 14 avec une constante de temps tc. La moyenne temporelle à l'instant t a pour expression :
Figure imgf000016_0003
Figure imgf000017_0001
étant le trafic (i.e. la quantité de données téléchargées en bits/s) associé à la
Figure imgf000017_0002
totalité des utilisateurs CoMP impliquant la cellule j dans la transmission,
Figure imgf000017_0003
étant le trafic associé aux utilisateurs CoMP associés à la cellule j (donc servis par) et demandant la coopération des cellules voisines.
De même le gain moyen de coordination peut être évalué à travers une
Figure imgf000017_0004
moyenne exponentielle avec une constante de temps tc :
Figure imgf000017_0005
où est le gain de débit moyen des utilisateurs CoMP impliquant la cellule j
Figure imgf000017_0006
dans la transmission.
Une contrainte de gain de coordination de la cellule j doit être déterminée de
Figure imgf000017_0012
façon à garantir que :
(31)
Figure imgf000017_0007
est la contrainte qu'il faut mettre sur les utilisateurs CoMP des cellules
Figure imgf000017_0008
voisines qui nécessitent d'être servis par la cellule j, par exemple
Figure imgf000017_0009
étant un offset déterminé).
A chaque période T (de l'ordre de quelques secondes), chaque cellule j met à jour la contrainte en se basant sur les mesures faites durant cette période. Les valeurs des
Figure imgf000017_0013
sont échangées entre les cellules candidates puis les cellules coopérantes faisant partie du même groupe. Cet échange peut intervenir au moyen de l'interface X2 en référence à l'infrastructure définie dans le standard LTE, en particulier dans le document de spécification [4] .
Lorsque la charge supplémentaire causée à une cellule j dépasse le gain apporté par sa coopération avec ses cellules voisines, la cellule j augmente la contrainte
Figure imgf000017_0011
diminuant ainsi ses engagements envers ses cellules voisines. Elle est ainsi moins impliquée dans des transmissions à des utilisateurs associés à d'autres cellules. Par contre, dans le cas où la coopération de cette cellule avec d'autres cellules lui apporte un gain suffisamment grand qui compense la charge supplémentaire qui lui est causée, la cellule peut diminuer la contrainte pour accepter plus d'utilisateurs CoMP de
Figure imgf000017_0010
l'extérieur.
Le déroulement du procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 4 est donc le suivant. Ce premier mode de réalisation du procédé selon l'invention est exprimé en pseudo langage C à l'annexe A.
Lors de la phase 2 d'initialisation du procédé selon l'invention, l'indice j est initialisé à zéro, l'indice i est initialisé à un, le débit r0' est initialisé au débit r et l'ensemble C de cellules coopérantes est initialisé à l'ensemble vide.
Figure imgf000018_0003
est une contrainte déterminée pour garantir un gain βι au débit. ] est l'ensemble des
Figure imgf000018_0002
cellules candidates à devenir cellules coopérantes avec la cellule serveuse lors de la transmission pour un utilisateur donné. Kmax est un paramètre qui peut être fixé à l'avance.
Le procédé selon l'invention prend, par valeur décroissante de puissance reçue par le terminal, chaque 4 cellule dite cellule courante d'indice i = [1, ... , Kmax— 1] parmi les Kmax— 1 cellules candidates. Donc chaque cellule candidate est prise parmi les cellules de l'ensemble
Figure imgf000018_0004
j étant l'indice le plus élevé des cellules incluses dans l'ensemble C, si 5 la différence de débit relativement au débit r entre le débit obtenu avec la coopération de
Figure imgf000018_0006
toutes les cellules candidates jusqu'à la cellule courante d'indice i et le débit rj obtenu avec la coopération de toutes les cellules incluses dans l'ensemble C est plus grand que la somme des contraintes alors 6 le procédé inclut toutes les
Figure imgf000018_0001
cellules d'indice dans l'ensemble C et la valeur de l'indice j est
Figure imgf000018_0005
forcée à la valeur de l'indice i.
Avant de passer à la cellule suivante de l'ensemble S, incrémenter 7 de un l'indice i.
Le mode précédent considère que les cellules de l'ensemble § sont classées par ordre de puissance décroissante puisque l'indice i est incrémenté. Il est immédiat pour l'homme du métier d'adapter le procédé à un classement par ordre croissant. Il est de même immédiat d'adapter le procédé pour remplacer la gestion d'indice i de l'étape 7 par un test sur le niveau de puissance pour déterminer la cellule suivante à considérer à l'étape 4.
Selon un deuxième mode de réalisation, la topologie des cellules candidates est considérée comme symétrique. Dans ce cas, les contraintes β\ sont toutes identiques à βτ qui doit être d'au moins 100% pour assurer la stabilité de la cellule serveuse exprimée sous la forme de l'inéquation (15). Le procédé selon ce mode est exprimé en pseudo langage C à l' annexe A. Il est identique au procédé selon le premier mode sauf en ce que l'inéquation
Figure imgf000019_0001
Ainsi, une cellule voisine d'une cellule serveuse coopère avec la transmission à un utilisateur uniquement si sa coopération augmente le débit moyen de l'utilisateur d'un facteur d'au moins deux.
Le gain apporté par la coopération d'une cellule dépend du niveau d'interférence. Un utilisateur peut par exemple être fortement interféré par deux cellules voisines. La coopération de l'une des deux cellules n'apporte pas un gain d'au moins 100%. Toutefois, la coopération des deux cellules peut apporter un gain d'au moins 200%, ce qui satisfait la condition de stabilité requise. Un tel scénario peut se produire lorsque les cellules voisines causent des niveaux d'interférence similaires ou proches. Dans ce cas, il n'y a pas de gain à faire coopérer une seule des deux cellules dans la transmission. Soit les deux cellules coopèrent avec la cellule serveuse, soit aucune d'entre elles. Dans l'exemple où Kmax = 3, le procédé selon l'invention vérifie si s-^ apporte au moins un gain de βτ = 100%. Si c'est le cas s1 est défini comme cellule coopérante pour l'utilisateur. Le procédé vérifie ensuite si s2 apporte au moins βτ = 100% de gain supplémentaire. Dans le cas où s1 ne contribue pas à un gain de débit βτ = 100%, le procédé vérifie si la coopération de s1 et de s2 peut apporter 2βτ = 200% de gain de débit. Dans le cas où cette dernière condition n'est pas vérifiée, aucune des deux cellules n'est retenue comme cellule coopérante.
La figure 15 schématise un terminal mobile selon l'invention. Le terminal UE est servi en voie descendante par une cellule d'un réseau d'accès dite serveuse. Le terminal bénéficie d'un débit r en l'absence de coopération d'autre cellule du réseau d'accès lors de la transmission entre la cellule et le terminal. Le terminal comprend une interface émission réception E/R connue en soit, une mémoire MEM comprenant une mémoire tampon, un moyen de calcul adapté équipé par exemple d'un microprocesseur μΡ et piloté par le programme d'ordinateur Pg stocké sur un support d'information tel une zone mémoire pour mettre en œuvre le procédé de transmission selon un mode de réalisation de l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur Pg sont par exemple chargées dans la mémoire MEM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement μΡ. Le microprocesseur de l'unité de traitement μΡ met en œuvre les étapes du procédé de transmission décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur Pg.
Ainsi, le microprocesseur initialise un indice j à zéro, un débit rQ' au débit r, et un ensemble C de cellules coopérantes à l'ensemble vide.
Le moyen μΡ de calcul considère chaque cellule dite cellule courante d'indice i = [1, ... , Kmax— 1] parmi Kmax— 1 cellules du réseau d'accès dites candidates à une coopération avec la cellule serveuse lors de la transmission vers le terminal, prises par valeur décroissante de puissance reçue par le terminal, βι étant un gain au débit dont bénéficie le terminal apporté par la coopération de la cellule d'indice i et β étant une contrainte déterminée relative au gain βι. Si la différence de débit relativement au débit r entre le débit r obtenu avec la coopération de toutes les cellules candidates jusqu'à la cellule courante d'indice i et le débit r obtenu avec la coopération des cellules incluses dans l'ensemble C, j étant l'indice le plus élevé des cellules incluses dans l'ensemble C, est plus grand que la somme des contraintes alors le moyen de
Figure imgf000020_0001
calcul inclue toutes les cellules d'indices k = [f + 1, ... , i] dans l'ensemble C.
Dans le document il est utilisé des termes selon la terminologie anglosaxonne consacrée dans le domaine.
Références citées dans le document :
[1] : TR 36.819 vi l.1.0 (2011-12) édité par le 3GPP
[2] : « Coordinated multipoint transmission/réception techniques for LTE-advanced » de Mamoru Sawahashi, Yoshihisa Kishiyama, Akihito Morimoto , Daisuke Nishikawa et Motohiro Tanno, NTT Docomo, IEEE Wireless Communications, June 2010
[3] : « Centralized scheduling for joint transmission coordinated multi-point in LTE- advanced » de Stefan Brueck, Lu Zhao, Jochen Giese et Awais Amin, Qualcomm CDMA technologies, IEEE 2010 International ITG Workshop on smart antennas
[4] : 3GPP TS 36300 vl3.4.0 (2016-06) Annexe A
Déroulement condensé du procédé en pseudo langage C selon un premier mode de réalisation :
Données d'entrée : un ensemble de cellules candidates
Données de sortie : un ensemble
Figure imgf000021_0003
de cellules coopérantes
Figure imgf000021_0001
Déroulement condensé du procédé en pseudo langage C selon un deuxième mode de réalisation :
Données d'entrée : un ensemble de cellules candidates
Données de sortie : un ensemble
Figure imgf000021_0004
de cellules coopérantes
Figure imgf000021_0002

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé (1) de transmission en voie descendante entre au moins une cellule (CE, CEs, CEc) d'un réseau d'accès (AN) et un terminal (UE), le terminal servi par une cellule (CEs) du réseau d'accès dite serveuse bénéficiant d'un débit r en l'absence de coopération d'autre cellule du réseau d'accès lors de la transmission, caractérisé en ce que le procédé comprend :
initialiser (2) un indice j à zéro, un débit r0' au débit r, un ensemble C de cellules coopérantes à l'ensemble vide,
pour chaque cellule (4) dite cellule courante d'indice i = [1,—, Kmax— 1] parmi Kmax— 1 cellules du réseau d'accès dites candidates à une coopération avec la cellule serveuse lors de la transmission vers le terminal, prises par valeur décroissante de puissance reçue par le terminal, βι étant un gain au débit dont bénéficie le terminal apporté par la coopération de la cellule d'indice i et étant une contrainte déterminée
Figure imgf000022_0005
relative au gain βι, si (5) la différence de débit relativement au débit r entre le débit obtenu avec la coopération de toutes les cellules candidates jusqu'à la cellule courante d'indice i et le débit obtenu avec
Figure imgf000022_0004
la coopération des cellules incluses dans l'ensemble
Figure imgf000022_0003
j étant l'indice le plus élevé des cellules incluses dans l'ensemble
Figure imgf000022_0002
est plus grand que la somme des contraintes alors inclure (6) toutes
Figure imgf000022_0001
les cellules d'indices k = [j + 1, ... , i] dans l'ensemble C.
2. Procédé (1) selon la revendication 1, dans lequel les cellules du réseau d'accès sont groupées dans des groupes différents, l'appartenance de la cellule serveuse à un des groupes identifie ce groupe comme regroupant les Kmax— 1 cellules candidates.
3. Procédé (1) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les valeurs de contrainte d' augmentation de gain des cellules candidates sont toutes identiques
Figure imgf000022_0006
entre elles.
4. Procédé (1) selon l'une des revendications 1 à 2, comprenant en outre la réception par le terminal de la valeur de contrainte d'augmentation de gain de chaque cellule candidate d'indice i.
5. Procédé (1) selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre la transmission du terminal (UE) à sa cellule serveuse (CEs) d'indicateurs sur les valeurs de puissance reçue des cellules candidates d'indice i ainsi que sur une valeur d'interférence résiduelle.
6. Procédé (1) selon la revendication précédente, comprenant en outre la transmission de chaque cellule candidate d'indice i à la cellule serveuse de la valeur de
Figure imgf000023_0001
contrainte d'augmentation de gain.
7. Procédé (1) selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre la réception par la cellule serveuse (CEs) d'indicateurs sur les valeurs de puissance reçue par le terminal (UE) provenant des cellules candidates d'indice i ainsi que sur une valeur d'interférence résiduelle.
8. Procédé (1) selon la revendication précédente, comprenant en outre la réception par la cellule serveuse de la valeur de contrainte d' augmentation de gain de chaque
Figure imgf000023_0002
cellule candidate d'indice i.
9. Terminal (UE) mobile servi en voie descendante par une cellule (CEs) d'un réseau d'accès (AN) dite serveuse, le terminal bénéficiant d'un débit r en l'absence de coopération d'autre cellule (CE, CEc) du réseau d'accès lors de la transmission entre la cellule serveuse et le terminal, caractérisé en ce que le terminal comprend : un moyen (μΡ) d'initialisation d'un indice j à zéro, d'un débit au débit r, d'un
Figure imgf000023_0003
ensemble C de cellules coopérantes à l'ensemble vide,
un moyen (μΡ) de calcul adapté tel que, pour chaque cellule dite cellule courante d'indice i = [1, ... , Kmax— 1] parmi Kmax— 1 cellules du réseau d'accès dites candidates à une coopération avec la cellule serveuse lors de la transmission vers le terminal, prises par valeur décroissante de puissance reçue par le terminal, βι étant un gain au débit dont bénéficie le terminal apporté par la coopération de la cellule d'indice i et β\ étant une contrainte déterminée relative au gain βι, si la différence de débit relativement au débit r entre le débit obtenu avec la
Figure imgf000023_0004
coopération de toutes les cellules candidates jusqu'à la cellule courante d'indice i et le débit rj obtenu avec la coopération des cellules incluses dans l'ensemble
Figure imgf000023_0005
étant l'indice le plus élevé des cellules incluses dans l'ensemble C, est plus grand que la somme des contraintes alors inclure toutes les
Figure imgf000024_0001
cellules d'indices k = [j + 1, ... , i] dans l'ensemble
Figure imgf000024_0002
10. Programme d'ordinateur sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans un terminal destiné à mettre en œuvre le procédé de transmission.
1 1. Programme d'ordinateur sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 7 et 8, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans une cellule serveuse destinée à mettre en œuvre le procédé de transmission.
12. Support d'informations comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans un terminal destiné à mettre en œuvre le procédé de transmission.
13. Support d'informations comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 7 et 8, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans une cellule serveuse destinée à mettre en œuvre le procédé de transmission.
PCT/FR2017/052404 2016-09-15 2017-09-11 PROCÉDÉ DE TRANSMISSION CoMP AVEC CONTRAINTE D'AUGMENTATION DE GAIN, PRODUITS PROGRAMME ET DISPOSITIF CORRESPONDANTS Ceased WO2018050995A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1658643 2016-09-15
FR1658643A FR3056065A1 (fr) 2016-09-15 2016-09-15 Procede de transmission comp avec contrainte d'augmentation de gain, produits programme et dispositif correspondants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018050995A1 true WO2018050995A1 (fr) 2018-03-22

Family

ID=57796443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2017/052404 Ceased WO2018050995A1 (fr) 2016-09-15 2017-09-11 PROCÉDÉ DE TRANSMISSION CoMP AVEC CONTRAINTE D'AUGMENTATION DE GAIN, PRODUITS PROGRAMME ET DISPOSITIF CORRESPONDANTS

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3056065A1 (fr)
WO (1) WO2018050995A1 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140042042A (ko) * 2012-09-27 2014-04-07 중앙대학교 산학협력단 Ｍｉｍｏ 프리코딩을 고려한 셀 선택 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140042042A (ko) * 2012-09-27 2014-04-07 중앙대학교 산학협력단 Ｍｉｍｏ 프리코딩을 고려한 셀 선택 방법 및 장치

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3GPP TS 36300, June 2016 (2016-06-01)
CARMEN BOTELLA ET AL: "EU FP7 INFSO-ICT-247223 ARTIST4G, D1.3 Innovative scheduling and cross-layer design techniques for interference avoidance", 1 January 2011 (2011-01-01), XP055095669, Retrieved from the Internet <URL:http://publications.lib.chalmers.se/publication/153474-eu-fp7-infso-ict-247223-artist4g-d13-innovative-scheduling-and-cross-layer-design-techniques-for-int> *
MAMORU SAWAHASHI; YOSHIHISA KISHIYAMA; AKIHITO MORIMOTO; DAISUKE NISHIKAWA; MOTOHIRO TANNO: "IEEE Wireless Communications", June 2010, NTT DOCOMO, article "Coordinated multipoint transmission/reception techniques for LTE-advanced"
STEFAN BRUECK; LU ZHAO; JOCHEN GIESE; AWAIS AMIN: "Qualcomm CDMA technologies", 2010, IEEE, article "Centralized scheduling for joint transmission coordinated multi-point in LTE-advanced"

Also Published As

Publication number Publication date
FR3056065A1 (fr) 2018-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101933365B (zh) 无线通信中的服务小区选择
EP1860902A1 (fr) Procédé d&#39;optimisation de la capacité d&#39;un réseau de téléphonie mobile pour la création de services dont le flux est majoritairement descendant
EP3703463B1 (fr) Méthode d&#39;accès par liaison multiple à un réseau
EP1156698A1 (fr) Procédé de signalisation de paramètres de mode compressé à une station mobile
EP1473954B1 (fr) Dispositif et procédé de contrôle de charge avec contrôle de puissance
EP2724575A1 (fr) Procede de contrôle de puissance dans les reseaux mobiles
WO2018050995A1 (fr) PROCÉDÉ DE TRANSMISSION CoMP AVEC CONTRAINTE D&#39;AUGMENTATION DE GAIN, PRODUITS PROGRAMME ET DISPOSITIF CORRESPONDANTS
FR3159872A1 (fr) Procédé, dispositif et programme de configuration d’une transmission entre un satellite d’un réseau de communication satellitaire et un récepteur.
EP4364489B1 (fr) Procede de communication entre une station de base et au moins un equipement de communication, station de base, equipement de communication et programme d&#39;ordinateur correspondants
EP1402751B1 (fr) Procede de controle de ressources radio affectees a une communication entre un terminal mobile et une infrastructure cellulaire a etalement de spectre et equipements pour la mise en oeuvre du procede
EP3039921B1 (fr) Procédé de détermination de valeurs de paramètres pour le contrôle de la puissance d&#39;émission d&#39;un équipement d&#39;utilisateur
EP0901298A1 (fr) Station de base contrÔlant les communications mises en oeuvre dans une cellule d&#39;un réseau de radiocommunication cellulaire et numérique et procédé de contrÔle correspondant
EP2039208B1 (fr) Ordonnancement de terminaux pour l&#39;émission de données vers un terminal sur un canal hsdpa par plusieurs stations de base
EP2343931B1 (fr) Méthode de contrôle de puissance dans un réseau cellulaire à ressources de transmission surnuméraires
US20250142611A1 (en) Systems and methods for providing services based on an initial block error rate determined from a translated channel quality indicator table
Abbas Design and performance of coordination schemes in cellular networks
Abgrall Resource allocation in dense wireless communication networks
WO2025195940A1 (fr) Procédé, dispositif et programme de configuration d&#39;une transmission entre un satellite d&#39;un réseau de communication satellitaire et un récepteur
EP3033845B1 (fr) Procede de signalisation destine a etre mis en oeuvre par un reseau de telecommunication cellulaire, station de base et terminal correspondant
FR3131170A1 (fr) Procede d ordonnancement des transmissions dans un reseau de radiocommunication ad hoc de noeuds, procede d evaluation des interferences, dispositif, programme d ordinateur, procede d evaluation des interferences et reseau de radiocommunication associes.
FR2964290A1 (fr) Methode d&#39;allocation de ressources de transmission dans un reseau femtocellulaire
EP1964425A1 (fr) Detection de zone morte descendante
FR3094601A1 (fr) Méthode d’association en fonction d’une tranche de réseau dans un réseau hétérogène
FR3075547A1 (fr) Dispositif et methode de planification de ressource, mise en oeuvre dans un reseau en nuage comportant un reseau d&#39;acces sans fil, sur detection d&#39;un evenement declencheur
FR2982113A1 (fr) Traitement de donnees pour l&#39;allocation de ressources radio

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17780796

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17780796

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1