Entidad de red y procedimiento para reducir las interferencias en operaciones de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) en una red de comunicación celular.

Entidad de red y procedimiento para reducir las interferencias en operaciones de múltiples entradas y múltiples salidas

(MIMO) en una red de comunicación celular.

La invención se refiere a una red de comunicación celular que da servicio a terminales o dispositivos móviles y a cómo optimizar las operaciones MIMO en una red celular que comprende usuarios MIMO y no MIMO que comparten recursos.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331100.

Solicitante: VODAFONE ESPAÑA, S.A.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LE PÉZENNEC,YANNICK, MCWILLIAMS,BRENDAN, Frost,Tim.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/42 (en sistemas con diversidad temporal, espacial, de frecuencias o de polarización)
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Entidad de red y procedimiento para reducir las interferencias en operaciones de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) en una red de comunicación celular.

Fragmento de la descripción:

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a las comunicaciones y, más específicamente, a técnicas para 10 transmitir datos en un sistema de comunicaciones inalámbricas.

El objeto de la invención es proporcionar un procedimiento que gestione y actúe en la potencia de una componente de CPICH secundarios (canales piloto comunes secundarios [S-CPICH]) en operaciones de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO].

ANTECEDENTES

La técnica de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] para HSDPA (acceso por paquetes de enlace descendente de alta velocidad) se ha introducido en la versión 7 del 20 3GPP, que especifica la técnica de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] con 16 QAM. La técnica de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] con 64 QAM se ha introducido en la versión 8.

El esquema se llama disposición adaptativa de doble transmisión [DTxAA] cuando se 25 transmiten dos flujos, y se llama disposición adaptativa de transmisión [TxAA] cuando se transmite un solo flujo.

El planificador de Nodo B (estación base) decide transmitir uno o dos bloques de transporte a un equipo de usuario [UE] en una TTI (y el/los tamaño(s) de bloque de 30 transporte y el/los esquema(s) de modulación que se usarán para cada uno de ellos teniendo en cuenta la información de indicación de calidad de canal [CQI] y de indicación de control de precodificación [PCI] recibida desde un equipo de usuario [UE] (un móvil) en un canal de control físico dedicado de alta velocidad [HS-DPCCH].

En cada transmisión, el Nodo B (estación base) indica al equipo de usuario [UE] (móvil) el peso de precodificación [w2] aplicado en la subtrama de canal físico compartido de enlace descendente de alta velocidad [HS-PDSCH] usando los bits de indicación de peso de precodificación de la parte 1 de la subtrama de canal de control compartido de alta velocidad [HS-SCCH] correspondiente.

Una desventaja de esta solución es que, si se usan diferentes amplificadores de potencia [PA] para las dos antenas de transmisión, el recurso de potencia total no se utiliza a su máxima capacidad. El tráfico que no está en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] solo utilizará la mitad de la potencia disponible, mientras que el tráfico en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] utilizará el recurso de potencia total instalado. Una manera de solucionar este problema sería usar una red de equilibrio de potencia (también conocida como correlación entre antenas virtuales [VAM]). De esta manera, ambos amplificadores de potencia se utilizarán completamente incluso para señales transmitidas desde la primera antena.

La VAM hace que el equipo de usuario [UE] "crea" que el Nodo B tiene menos antenas Tx de las que tiene realmente. La potencia no equilibrada en los puertos de antenas virtuales es transformada por la VAM en potencia equilibrada en los puertos de antenas físicas.

Para optimizar la introducción de la funcionalidad HSDPA de múltiples entradas y múltiples salidas (múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO]) en redes 3G, actualmente se utiliza la técnica de correlación entre antenas virtuales (VAM), mencionada anteriormente, en lugar de la diversidad de transmisión de espacio-tiempo [STTD] para proporcionar un equilibrio en los amplificadores de potencia (PA) debido al impacto negativo en dispositivos que no están en el modo de de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO].

La función de correlación entre antenas virtuales [VAM] puede resumirse como una matriz de procesamiento de señales de 2 puertos (situada antes de la fase de amplificador de potencia [PA]) que ensancha la entrada de potencia en cada puerto a través de ambos puertos de salida mediante una transformación ortogonal, esencial para un funcionamiento de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO].

En dispositivos de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO], no usar el canal piloto común primario [P-CPICH] ni la diversidad de transmisión de espacio-tiempo [STTD] significa que se necesita una referencia alternativa para permitir el funcionamiento en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO]; en este caso, los canales piloto comunes secundarios [S-CPICH],

Pruebas extensivas en el campo de la funcionalidad de la correlación entre antenas virtuales [VAM] revelan que:

En ausencia de usuarios concurrentes MIMO activos y no MIMO HSDPA (es decir, cuando solo hay usuarios HSDPA no MIMO en la celda y los canales piloto comunes secundarios [S-CPICH] están desactivados), la VAM no tiene un gran impacto en el rendimiento del HSDPA no MIMO. Es decir, los caudales de tráfico observados en usuarios HSDPA no MIMO con VAM activa son comparables con los caudales de tráfico de HSDPA no MIMO sin VAM (transmisión de una sola antena como en la mayoría de redes 3G actuales).

El rendimiento del modo MIMO con VAM es también similar al rendimiento del modo MIMO con diversidad Tx (STTD) (mejorando además el equilibrio de potencia de los PA).

Sin embargo, cuando hay tráfico MIMO y no MIMO HSDPA simultáneamente, y los CPICH secundarios están activos, se ha observado que el rendimiento del modo no MIMO HSDPA se ve afectado negativamente (en más de un 10% en un dispositivo HSDPA de tipo 3, es decir, un dispositivo que tiene diversidad de recepción (Rx) y un ecualizador implementado en el receptor, y en más de un 15% en un dispositivo HSDPA de tipo 2, es decir, un dispositivo sin diversidad Rx y con un solo ecualizador implementado en el receptor).

Este impacto negativo puede deberse a dos factores: la "segunda bifurcación" MIMO (que transporta el segundo flujo) y el uso de CPICH secundarios. Ambos factores son fundamentales en un funcionamiento MIMO que usa VAM en lugar de diversidad de transmisión de espacio-tiempo [STDD], ya que ésta se transmite solamente a través de

una de las antenas virtuales y se recibe como interferencias por el usuario no MIMO. En el funcionamiento MIMO que usa VAM, hay por tanto dos componentes de potencia que interfieren con el tráfico no MIMO: la presencia de CPICH secundarios y el segundo flujo MIMO [MIM02],

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención introduce funcionalidad HSPA MIMO en una red de telecomunicaciones celular con una degradación reducida del rendimiento en usuarios no MIMO, donde esa degradación se debe a interferencias de los CPICH secundarios que surgen por el uso de la técnica VAM. Minimiza el impacto de la componente perturbadora de los CPICH secundarios en operaciones MIMO que usan VAM, independientemente de si se implementa en software, se incluye en la banda base o en una parte digital de la unidad de radio remota [RRU] o en hardware que usa un combinador híbrido de RF implementado entre la antena y la unidad de radio remota [RRU].

Para mitigar el impacto de la componente de potencia de los CPICH secundarios, que normalmente tiene la misma potencia en la celda que el CPICH primario necesario, la potencia de los CPICH secundarios puede modificarse, es decir, la potencia no tiene por qué ser la misma que la del CPICH primario, pudiendo ser menor. Debe observarse que esta posibilidad está normalizada, siguiendo la introducción en el 3GPP de un desfase de potencia de CPICH secundario indicado por el RRC al equipo de usuario [UE] que funciona en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO]. El desfase de potencia indicado es un número entero que oscila entre -6 y 0, correspondiendo a un desfase con respecto a la potencia del canal piloto común primario [P-CPICH],

En una realización preferida de la invención, el procedimiento comprende adaptar dinámicamente la asignación de potencia de los CPICH secundarios con el fin de maximizar la capacidad disponible para...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para reducir las interferencias en operaciones de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) en una red de comunicación celular con al menos una celda, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: 5

- determinar la presencia/ausencia de al menos un usuario HS que no está en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO], y

- configurar un valor <desfase de potencia para canales piloto comunes secundarios [S-CPICH] para múltiples entradas y múltiple salidas [MIMO]> entre 10 un valor de desfase de potencia mínimo y un valor de desfase de potencia máximo con respecto a la potencia configurada para CPICH primarios.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor de <desfase de potencia para S-CPICH para MIMO> se fija a 0 cuando la celda carece de usuarios HS 15 que no están en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] con el fin de obtener un rendimiento y capacidad máximos con usuarios que están en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO].

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor de <desfase de 20 potencia para S-CPICH> se fija a -3 dB para usar la mitad de la potencia de los canales piloto comunes primarios [P-CPICH] para el canal piloto común secundario [S-CPICH] cuando usuarios HS que no están en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] están presentes en la celda.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la configuración del desfase de potencia para el canal piloto común secundario [S-CPICH] para múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] comprende asignaciones de potencia incrementales entre un valor <SOLO potencia para canales piloto comunes secundarios [S-CPICH] para múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO]> y un valor <Potencia HS para canales 30 piloto comunes secundarios [S-CPICH] para múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO]> cuando están presentes en la celda: usuarios HS que no están en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] y usuarios que están en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO].

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además desactivar el canal piloto común secundario sin tener en cuenta el ajuste de <desfase de potencia para canales piloto comunes secundarios [S-CPICH] para múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO]> cuando se cumple al menos una de las siguientes condiciones: 5

- no hay equipos de usuario [UE] en un estado CELL_DCH de la celda,

- no hay equipos de usuario [UE] CELL_DCH configurados en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] en la celda, y

- hay equipos de usuario [UE] CELL_DCH configurados en el modo de múltiples 10 entradas y múltiples salidas [MIMO] en la celda, pero no hay datos en la memoria intermedia de transmisión MAC para estos equipos de usuario [UE] durante un periodo [T-scpich_dtx].

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que las condiciones que deben 15 cumplirse se determinan por el Nodo B y después se envían al RNC.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que las condiciones que deben cumplirse se determinan por el RNC.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que las condiciones que deben cumplirse se determinan en el Nodo B y en el RNC.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que, cuando se cumplen las condiciones, la información se notifica del RNC/Nodo B al UE para indicar que el S-25 CPICH se ha desactivado o, cuando se han cumplido las condiciones, para indicar que el S-CPICH se ha activado.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la señalización es señalización de RRC desde el RNC hasta el UE. 30

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la señalización es señalización de capa física desde el Nodo B hasta el UE.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la determinación de la presencia/ausencia de usuarios HS que están en el modo de múltiples entradas y múltiples salidas [MIMO] se lleva a cabo mediante un Nodo B y/o el RNC.

13. Entidad de red en una red de comunicación celular, caracterizada porque dicha 5 entidad de red tiene acceso a al menos un equipo de usuario [UE] asignado en una celda de dicha red de comunicación celular, estando la entidad de red operativa para controlar la activación de los canales piloto comunes secundarios [S-CPICH] de dicho equipo de usuario [UE].

14. Entidad de red de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada por estar operativa para indicar a al menos un equipo de usuario [UE], a través de RRC, que los canales piloto comunes secundarios [S-CPICH] están desactivados.

15. Entidad de red de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, 15 caracterizada porque está adaptada para llevar a cabo el procedimiento descrito por una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.