Método y dispositivo para controlar salto de frecuencia en comunicaciones inalámbricas.

Un método para controlar el salto de frecuencia en estaciones base que usa al menos un Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple

, que comprende los pasos de:

- recibir una petición de asignación de un canal de tráfico a un grupo de canales,

- asociar al menos un Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple al grupo de canales,

- determinar un número máximo de portadoras permitido en cada Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple,

- enviar una lista de frecuencias y un número de secuencia de salto que define una secuencia de salto a la que asigna el canal de tráfico,

caracterizado por que además comprende:

i) asignar un intervalo de tiempo disponible al canal de tráfico,

ii) seleccionar un valor de desplazamiento de índice de asignación móvil libre definido para salto de frecuencia sobre la secuencia de salto,

iii) determinar qué frecuencias de la secuencia de salto, según el intervalo de tiempo disponible asignado a dicho canal de tráfico en el paso i) y el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil seleccionado en el paso ii), van a ser asignadas al, al menos un, Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple asociado con el grupo de canales;

iv) estimar un número de conflictos en el Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple comprobando si el número de frecuencias determinado en el paso iii) excede el número máximo de portadoras de dicho Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple y, en su caso, aumentar el número de conflictos para dicho Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple;

v) repetir los pasos ii)-iv) para cada frecuencia de la secuencia de salto y todos los valores de desplazamiento de índice de asignación móvil libres, y

vi) asignar al canal de tráfico el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil libre que corresponde al número estimado de conflictos más bajo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11382334.

Solicitante: VODAFONE GROUP PLC.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: VODAFONE HOUSE THE CONNECTION NEWBURY BERKSHIRE RG14 2FN REINO UNIDO.

Inventor/es: GOMEZ COLOMA,ALBERTO, VALERDI RODRIGUEZ,DAVID, GÜEMES CABREJAS,IÑIGO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos... > H04B1/713 (que utiliza salto de frecuencia)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/34 (gestión de TPC, p. ej. compartiendo la cantidad limitada de potencia entre los usuarios, entre canales o entre tipos de datos p. ej. carga de células)

PDF original: ES-2497290_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo para controlar salto de frecuencia en comunicaciones inalámbricas Campo técnico de la invención

La presente invención tiene su aplicación dentro del sector de las telecomunicaciones y, especialmente, en el área industrial dedicada a proporcionar Redes de Acceso Radio (RAN) con elementos de infraestructuras celulares tales como Controladores de Estaciones Base (BSC) para sistemas de comunicaciones inalámbricas de Segunda Generación (2G).

Más particularmente, la invención descrita en la presente memoria se refiere a un método y un dispositivo implementado en una entidad de red radio para el control de Salto de Frecuencia en redes móviles con estaciones base equipadas con Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple (MCPA).

Antecedentes de la invención

El Salto de Frecuencia en las estaciones base 2G se puede implementar en cualquiera de las dos maneras: Salto en Banda Base (BBH) o Salto de Frecuencia Sintetizado (SFH), cada uno con sus pros y contras.

Con BBH, cada transmisor opera en una frecuencia fija. En transmisión, todas las ráfagas, con independencia de a qué conexión de llamada pertenecen, se encaminan al transmisor de la frecuencia adecuada a través de un canal principal al que está conectado cada transmisor. La ventaja principal con este modo es que se pueden usar combinadores de filtro sintonizare de banda estrecha. Una desventaja es que no es posible usar un mayor número de frecuencias que transmisores existen.

El SFH supone que un transmisor maneja todas las ráfagas que pertenecen a una conexión de llamada específica. Las ráfagas se envían "todo recto hacia delante" al transmisor correspondiente, sin canal principal para encaminar las ráfagas, a diferencia de Salto en Banda Base. El transmisor sintoniza a la frecuencia correcta en la transmisión de cada ráfaga. De esta manera, el número de frecuencias que se pueden usar para el salto no es dependiente del número de transmisores, sino que tiene que ser usados combinadores híbridos de banda ancha.

Por otra parte, la arquitectura hardware de las Estaciones Transceptora Base (BTS) ha cambiado de tecnología de Portadora Única por Amplificador de Potencia (SCPA) a Portadora Múltiple por Amplificador de Potencia (MCPA). La arquitectura SCPA opera a través de una disposición en paralelo de amplificadores, cada uno de estos amplificadores es responsable de señales de una portadora particular (una portadora está sintonizada a una frecuencia permitida) y las salidas de cada amplificador se combinan para formar una señal, de portadora múltiple. MCPA usa el planteamiento opuesto: en lugar de combinar señales después de la amplificación, MCPA combina las señales antes de la amplificación de manera que solamente se requiere un amplificador. Por lo tanto MCPA requiere un amplificador más potente con una gama más amplia de frecuencias de operación que aquélla de SCPA. Los sistemas MCPA y los métodos correspondientes se describen en la EP 2 346 175 A1 y en la WO 2010/077191 A1.

El Salto de Frecuencia Sintetizado, actualmente el mecanismo de salto más ampliamente usado, está limitado al ancho de banda instantáneo (IBW) de cada Amplificador de Potencia (PA) interno individual dentro de la unidad radio (RU), típicamente 15/20 MHz, que se planea que sea mejorado a 25 MHz en su debido momento. Los planes actuales y de un futuro próximo aún no cubren el espectro E-GSM completo, es decir, 35 MHz, o el espectro DCS. Por lo tanto, cuando un operador tiene frecuencias dispersas a través de una banda completa o un ancho de banda más amplio que el IBW, no pueden hacer uso de todas sus frecuencias.

La Figura 1 muestra una asignación de frecuencias tradicional para SCPA. Un TCH o Canal de Tráfico, TCHi, TCH2,..., TCHn, se asigna a una Portadora Única por Amplificador de Potencia, SCPA1, SCPA2,..., SCPAn, respectivamente de una BTS equipada con SCPA, cada SCPA que corresponde a una frecuencia, fi, h, , fn, y no cambia en toda la llamada. Cada periodo de ráfaga, cada SCPA, SCPA1, SCPA2,..., SCPAn, se sintoniza a la frecuencia fi, Í2,..., fn definida en la secuencia de salto y no hay limitación adicional en las frecuencias usadas por el SCPA.

Las Figuras 2 y 3 muestran cómo MCPA afecta a la asignación de frecuencias y el Salto Sintetizado. Un canal se asigna a un MCPA y no cambia en toda la llamada. Cada periodo de ráfaga, se genera una portadora en el MCPA sintonizada a la frecuencia, f-i, h,.... fn, definida en la secuencia de salto, pero hay limitaciones en las frecuencias que se usan por cualquier MCPA dada: aunque se pueden generar simultáneamente diversos canales de tráfico, TCH11, TCH12,..., TCHix, en un MCPA, por ejemplo, el MCPA-i, las frecuencias máxima y mínima (fmax, fmin) asignadas, como se muestra en la Figura 3, tienen que cumplir la condición: fmax-fmin < IBW. Por lo tanto, la asignación de frecuencias en una BTS equipada con un MCPA dado está limitada al ancho de banda instantáneo, IBW1, IBW2,..., IBWn, de cada Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple interno individual, MCPA1, MCPA2,..., MCPAn.

Cuando se usa Salto Sintetizado (SFH), en lugar de usar la misma frecuencia todo el tiempo, un TCH salta sobre una lista de frecuencias, por ejemplo, fo, f-i, Í3, U, fs, cambiando la frecuencia de salto cada periodo de ráfaga, es

decir, 0,577ms x 8 = 4,616 ms, y siguiendo un orden seudoaleatorio definido por el Número de Secuencia de Salto (HSN) como se define en el estándar GERAN por ejemplo f-i, f3, f4, fo, fi, fo, U --

Un grupo de transceptores (TRX) en una celda que comparten la misma lista de salto de frecuencias se conoce como un "grupo de canales". A fin de evitar que 2 TCH de diferentes TRX en un grupo de canales usen la misma frecuencia simultáneamente, cada TRX se asigna a un Desplazamiento de índice de Asignación Móvil (MAIO) diferente, por ejemplo:

TRX1: MAIO0->fi, f3, f4...

TRX2: MAIO 2 -> f4, f0, f-i...

TRX3: MAIO 1 -> f3, f4, f0...

Cuando se asigna un TCH, el Controlador de Estación Base (BSC) que gestiona la BTS envía la siguiente información a la Estación Móvil (MS) enganchada a dicha BTS:

- la lista de frecuencias sobre las que salta el TCH;

- el orden del salto, dentro de dicha lista, definido por el HSN, es decir, el orden en el que un grupo de frecuencias de la lista se seleccionan para el salto;

- el orden de frecuencias definido por el MAIO asignado a cada TRX, es decir, el MAIO define dónde en la secuencia de frecuencias, dada por el HSN (HSN = 0 define salto de frecuencia cíclico), comienza la asignación de frecuencias desde (si las mismas frecuencias están disponibles en cada sector de la BTS, el MAIO se puede usar para asegurar que se mantiene la ortogonalidad entre sectores).

Convencionalmente, el HSN y el MAIO se asignan a cada celda en la etapa de planificación de una red GSM. Y con todos estos datos (lista de frecuencias, HSN y MAIO), la MS puede generar la secuencia de salto. En caso de salto de frecuencia cíclico (HSN = 0), que tiene asignados diferentes MAIO a través de los usuarios asegura que se cargan uniformemente dos PA de ancho de banda bajo.

Señalar que con Salto Sintetizado, se pueden asignar diferentes frecuencias en la lista a diferentes TRX, incluso a una pluralidad T de TRX, T que es menor o igual que el número de frecuencias de la lista a ser asignadas en el grupo de canales, por ejemplo 3 TRX pueden saltar por encima de 5 frecuencias.

Sin embargo, los grupos de canal definidos sobre un MCPA tienen siempre que cumplir la siguiente condición: la diferencia de frecuencia entre la frecuencia más alta (fmax) y la más baja (fmin) puede no ser mayor que el ancho de banda Instantáneo (IBW) del MCPA, de otro modo el MCPA no es capaz de generar todas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para controlar el salto de frecuencia en estaciones base que usa al menos un Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple, que comprende los pasos de:

- recibir una petición de asignación de un canal de tráfico a un grupo de canales,

- asociar al menos un Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple al grupo de canales,

- determinar un número máximo de portadoras permitido en cada Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple,

- enviar una lista de frecuencias y un número de secuencia de salto que define una secuencia de salto a la que asigna el canal de tráfico,

caracterizado por que además comprende:

i) asignar un intervalo de tiempo disponible al canal de tráfico,

ii) seleccionar un valor de desplazamiento de índice de asignación móvil libre definido para salto de frecuencia sobre

la secuencia de salto,

iii) determinar qué frecuencias de la secuencia de salto, según el intervalo de tiempo disponible asignado a dicho canal de tráfico en el paso i) y el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil seleccionado en el paso ii), van a ser asignadas al, al menos un, Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple asociado con el grupo de

canales;

iv) estimar un número de conflictos en el Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple comprobando si el número de frecuencias determinado en el paso iii) excede el número máximo de portadoras de dicho Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple y, en su caso, aumentar el número de conflictos para dicho Amplificador de Potencia

de Portadora Múltiple;

v) repetir los pasos ii)-iv) para cada frecuencia de la secuencia de salto y todos los valores de desplazamiento de índice de asignación móvil libres, y

vi) asignar al canal de tráfico el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil libre que corresponde al número estimado de conflictos más bajo.

2. El método según la reivindicación 1, que además comprende definir un número máximo de conflictos y, si el número contado de conflictos más bajo es mayor que el número máximo de conflictos definido, repetir los pasos ¡)- vi) durante otro intervalo de tiempo disponible.

3. El método según la reivindicación 2, que además comprende, si el número contado de conflictos más bajo es igual o menor que el número máximo de conflictos, los siguientes pasos:

vi) asignar el intervalo de tiempo disponible al canal de tráfico asignado en el paso i),

viii) enviar el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil asignado en el paso vi) para ser usado por el canal de tráfico para el salto de frecuencia.

4. El método según la reivindicación 2, que además comprende, si el número contado de conflictos más bajo excede el número máximo de conflictos, que han repetido los pasos ¡)-v¡) para todos los intervalos de tiempo disponibles, un paso de rechazo de la petición de asignación del canal de tráfico.

5. El método según la reivindicación 1, que además comprende los siguientes pasos:

vii) asignar el intervalo de tiempo disponible al canal de tráfico asignado en el paso i),

viii) enviar el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil asignado en el paso vi) para ser usado por el canal de tráfico para el salto de frecuencia.

6. El método según cualquier reivindicación precedente, en donde la asignación del intervalo de tiempo disponible en el paso i) se realiza siguiendo un esquema de asignación de canal existente configurado en un controlador de estación base.

7. El método según cualquier reivindicación precedente, en donde la determinación de qué frecuencias de la lista van a ser asignadas al, al menos un, Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple cumple con que las frecuencias están dentro de una gama de frecuencias dada por un ancho de banda instantáneo para el cual está configurado el Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple.

8. Un controlador de estación base adaptado para controlar el salto de frecuencia en estaciones base que usan al

menos un Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple, el controlador de estación base que comprende un asignador de canal de tráfico que asocia al menos un Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple a un grupo de canales requerido para asignación de un canal de tráfico y determina un número máximo de portadoras permitidas en cada Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple asociado, caracterizado por que

el asignador de canal de tráfico está adaptado para asignar un intervalo de tiempo disponible al canal de tráfico, para seleccionar un valor de desplazamiento de índice de asignación móvil libre definido para salto de frecuencia sobre una secuencia de salto a la que asigna el canal de tráfico, la secuencia de salto que se define por una lista de frecuencias y un número de secuencia de salto dados,

y el asignador de canal de tráfico está adaptado para asignar al canal de tráfico el valor de desplazamiento de índice 10 de asignación móvil libre que corresponde al número estimado de conflictos más bajo, en donde un número de conflictos en el Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple se estima por el asignador de canal de tráfico comprobando si un número de frecuencias determinado previamente excede el número máximo de portadoras de dicho Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple y, en su caso, aumentar el número de conflictos para dicho Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple,

el asignador de canal de tráfico que está adaptado para determinar previamente el número de frecuencias de la secuencia de salto que van a ser asignadas al Amplificador de Potencia de Portadora Múltiple asociado considerando el intervalo de tiempo disponible asignado al canal de tráfico y el valor de desplazamiento de índice de asignación móvil libre seleccionado.

9. Un producto de programa de ordenador que comprende medios de código de programa que, cuando se cargan en 20 medios de procesamiento de un controlador de estación base, hacen a dichos medios de código de programa ejecutar el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-7.