Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación.

Un procedimiento en un primer dispositivo (10) de comunicación dentro de una red de comunicación de evolución a largo plazo

(Long Term Evolution) para calcular una potencia de transmisión de acceso aleatorio a ser usada por el primer dispositivo (10) de comunicación, que comprende las etapas de:

• recibir (42) datos desde un segundo dispositivo (20) de comunicación a través de un canal de radio que indican una potencia de recepción objetivo requerida para un acceso aleatorio, caracterizado por que el procedimiento comprende además:

• determinar (44) un nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado del segundo dispositivo (20) de comunicación en base a los datos recibidos y un parámetro de configuración de acceso aleatorio que influye sobre un rendimiento de detección del acceso aleatorio en el segundo dispositivo (20) de comunicación, cuyo parámetro comprende un formato de preámbulo y/o un valor de desplazamiento cíclico básico de un preámbulo, y

• calcular (46) una potencia de transmisión de acceso aleatorio a usar en base al nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado y una rampa de potencia que aumenta la potencia de transmisión de acceso aleatorio en base a un número de intentos de transmisión, y teniendo en cuenta también la pérdida de potencia en la trayectoria entre el primer dispositivo (10) de comunicación y el segundo dispositivo (20) de comunicación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2008/051142.

Solicitante: TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (PUBL).

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 164 83 STOCKHOLM SUECIA.

Inventor/es: BALDEMAIR,ROBERT, FURUSKAR,ANDERS.

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... > H04W52/10 (Control de potencia en lazo abierto)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/50 (en el momento de inicio de la comunicación en un entorno de acceso múltiple)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/24 (utilizando la SIR [Relación Señal-Ruido (Signal to Interference Ratio] u otros parámetros de ruta inalámbrica)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/14 (Análisis separado del enlace ascendente (uplink) o descendente(downlink))

PDF original: ES-2494931_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación.
Ilustración 2 de Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación.
Ilustración 3 de Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación.
Ilustración 4 de Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación.
Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación.

Fragmento de la descripción:

Procedimientos y dispositivos para el control de potencia de acceso aleatorio en una red de comunicación Campo técnico

La invención se refiere a procedimientos y dispositivos en una red de comunicación, en particular, para diseñar un ajuste de potencia de transmisión de acceso aleatorio de un dispositivo de comunicación.

Antecedentes

En los sistemas modernos de radio celular, una red de radio tiene un control estricto sobre el comportamiento de un equipo de usuario, UE ("User Equipment"). Los parámetros de transmisión de enlace ascendente, tales como la frecuencia, la temporización y la energía están regulados a través de una señalización de control de enlace descendente DL ("DownLink") desde la estación base al UE.

Al encenderse o después de un largo tiempo de espera, el UE no está sincronizado en el enlace ascendente. Por lo tanto, una primera etapa en el acceso a la red es el de obtener la sincronización a la red. Normalmente, esto lo hace el UE escuchando las señales del enlace descendente y obteniendo, a partir de estas señales, la sincronización de temporización del enlace descendente, una estimación del error de frecuencia y también una estimación de la pérdida de la trayectoria DL. A pesar de que el UE está ahora sincronizado en el tiempo con el DL, las señales transmitidas por el UE todavía no están alineadas con la temporización de recepción deseada en la estación base debido a un tiempo de ¡da y vuelta desconocido. Por lo tanto, antes de iniciar el tráfico, el UE tiene que llevar a cabo un procedimiento de acceso aleatorio (RA, Random Access) a la red. Después del RA, el eNodeB puede estimar la falta de alineación en el tiempo del enlace ascendente del UE y enviar un mensaje de corrección. El procedimiento de acceso aleatorio puede ser usado también por los UEs sincronizados sin asignaciones válidas de enlace ascendente para la transmisión de datos, con el fin de solicitar dichas asignaciones.

Normalmente, se proporciona un canal de acceso aleatorio físico (Physical Random Access Channel, PRACH) para que el UE solicite el acceso a la red. Se usa una ráfaga de acceso que contiene un preámbulo con una secuencia específica con buenas propiedades de autocorrelación. El PRACH puede ser ortogonal a los canales de tráfico. Por ejemplo, en GSM se define una ranura PRACH especial.

Debido a que múltiples UEs pueden solicitar el acceso al mismo tiempo, pueden producirse colisiones entre los UEs solicitantes. Por lo tanto, LTE define múltiples preámbulos RA. Un UE que realiza un RA escoge aleatoriamente un preámbulo de entre una colección de preámbulos y lo transmite. El preámbulo representa un ID de UE aleatorio que es usado por el eNodeB cuando autoriza el acceso del UE a la red. El receptor eNodeB puede resolver los intentos de RA realizados con diferentes preámbulos y puede enviar un mensaje de respuesta a cada UE usando los IDs de UE aleatorios correspondientes. En el caso en el que múltiples UEs usan simultáneamente el mismo preámbulo, se produce una colisión y, muy probablemente, los intentos de RA no tienen éxito ya que el eNodeB no puede distinguir entre los dos usuarios con el mismo ID de UE aleatorio. En LTE, se proporcionan 64 preámbulos en cada celda. Típicamente, los preámbulos asignados a las celdas contiguas son diferentes para asegurar que un RA en una celda no desencadena ningún evento de RA en una celda vecina. Por lo tanto, la información que debe ser transmitida es el conjunto de preámbulos que pueden ser usados para el RA en la celda actual.

La potencia usada por el UE para transmitir un preámbulo de RA se calcula, típicamente, a través de un control de potencia de bucle abierto. El UE mide la potencia en algunas señales de enlace descendente con potencia de transmisión conocida (por ejemplo, las señales de referencia o las señales de sincronización) y calcula la pérdida de la trayectoria DL. La potencia de las señales usadas para estimar la trayectoria debe ser conocida, por lo tanto, esta información debe ser señalizada al UE, bien emitida en el acceso inicial o, posiblemente, a través de señalización dedicada en el traspaso.

La pérdida de la trayectoria se calcula como

en la que Prs,rx y Prs.tx son la potencia recibida y transmitida en dBm de la señal usada para la estimación de la pérdida de trayectoria, respectivamente.

Con el fin de mantener un cierto criterio de calidad para la recepción de RA, se requiere una relación señal a ruido

**(Ver fórmula)**

(interferencia) mínima en la estación base. La estación base tiene conocimiento de la situación de interferencia actual y, de esta manera, puede calcular la potencia Po.rach de señal mínima necesaria que la señal RA debe tener en la estación base para cumplir con los criterios de calidad requeridos. Este nivel de potencia es señalizado también al UE. Usando este nivel de potencia, junto con la pérdida de trayectoria calculada anteriormente, el UE calcula ahora

^RACH _ 5 ^max },

que es la potencia de transmisión necesaria para conseguir el nivel de potencia Po.rach en la estación base. Esto implica que la pérdida de trayectoria (que ha sido calculada en el DL) es la misma para el UL ("UpLink"), lo cual no es el caso, típicamente, para los sistemas FDD. Por lo tanto, el control de potencia de bucle abierto es un mecanismo bastante aproximado. Para superar esta limitación, frecuentemente se aplica una rampa de potencia. Aquí, cada intento subsiguiente se realiza con una potencia de transmisión aumentada en Arach. En la fórmula anteriormente, esto se refleja por el término (N-1) Arach. donde N es el número de intentos de transmisión.

El nivel de interferencia en el eNodeB y, de esta manera, también la potencia de recepción objetivo requerida Po.rach depende de muchos factores y puede variar en un amplio intervalo. Típicamente, Po.rach se codifica y se transmite con un número bastante bajo de bits (por ejemplo, 4 bits) y se extiende alrededor de un intervalo de 3 dB.

El documento ETSI STANDARDS, 2711 LIS, Sophia Antipolis Cedex, France-ISSN -1 Vol:3-R2, Nr: V5.2. XP14414 describe un sistema UMTS que usa un factor de ensanchamiento del canal de acceso aleatorio cuando calcula la potencia del canal de acceso aleatorio. El documento W2555462 se refiere a un procedimiento de acceso aleatorio similar.

Se espera que los sistemas LTE sean desplegados en una amplia gama de escenarios, desde picoceldas a celdas muy grandes de hasta 1 km y mayores. Debido a que el RA es el primer procedimiento realizado por el UE para acceder a la red, es de vital importancia que el acceso aleatorio trabaje en todos los escenarios previstos. Si el RA falla, el UE no puede acceder a la red.

Con el fin de garantizar un rendimiento satisfactorio de RA, el estándar LTE define múltiples formatos de preámbulo. Para el modo FDD, se definen cuatro preámbulos, el modo TDD incluso especifica un quinto preámbulo adicional. Algunos de estos preámbulos están diseñados para celdas más grandes y, de esta manera, son más largos que otros preámbulos. La potencia de recepción y, por consiguiente, el rendimiento del procedimiento de acceso aleatorio se ven afectados por la configuración del RA.

Sumario

Un objeto de las realizaciones en la presente memoria es el de conseguir un procedimiento de acceso aleatorio eficiente.

Esto se consigue proporcionando un procedimiento y un dispositivo según las reivindicaciones 1, 9.

Las realizaciones se refieren a un procedimiento en un primer dispositivo de comunicación dentro de una red de comunicación para diseñar un ajuste de potencia de transmisión de acceso aleatorio del primer dispositivo de comunicación.

El primer dispositivo de comunicación recibe datos desde un segundo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento en un primer dispositivo (1) de comunicación dentro de una red de comunicación de evolución a largo plazo (Long Term Evolution) para calcular una potencia de transmisión de acceso aleatorio a ser usada por el primer dispositivo (1) de comunicación, que comprende las etapas de:

recibir (42) datos desde un segundo dispositivo (2) de comunicación a través de un canal de radio que indican una potencia de recepción objetivo requerida para un acceso aleatorio, caracterizado por que el procedimiento comprende además:

determinar (44) un nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado del segundo dispositivo (2) de comunicación en base a los datos recibidos y un parámetro de configuración de acceso aleatorio que influye sobre un rendimiento de detección del acceso aleatorio en el segundo dispositivo (2) de comunicación, cuyo parámetro comprende un formato de preámbulo y/o un valor de desplazamiento cíclico básico de un preámbulo, y

calcular (46) una potencia de transmisión de acceso aleatorio a usar en base al nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado y una rampa de potencia que aumenta la potencia de transmisión de acceso aleatorio en base a un número de intentos de transmisión, y teniendo en cuenta también la pérdida de potencia en la trayectoria entre el primer dispositivo (1) de comunicación y el segundo dispositivo (2) de comunicación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que una fórmula usada para calcular la potencia de transmisión de acceso aleatorio comprende

PRACH ^{P,RACff ~ PP + + ^Preámbulo* ^ax }

en la que

Prach comprende la potencia de transmisión de acceso aleatorio,

Po.rach comprende la potencia de recepción objetivo requerida de acceso aleatorio,

PL comprende la pérdida de potencia en la trayectoria Arach comprende la rampa de potencia N comprende el número de intentos de transmisión

Apreámbuío comprende un valor de desplazamiento del parámetro que comprende el formato de preámbulo y/o el valor de desplazamiento cíclico básico del preámbulo, y

Pmax comprende una potencia máxima de transmisión de acceso aleatorio

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que comprende además

diseñar (48) el ajuste de potencia de transmisión de acceso aleatorio del primer dispositivo (1) de comunicación según la potencia de transmisión de acceso aleatorio calculada a usar.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los datos recibidos comprenden un valor de puntero que indica la potencia de recepción de acceso aleatorio objetivo requerida en una tabla de niveles de potencia de recepción de acceso aleatorio y la etapa de determinar (44) el nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado se basa en la potencia de recepción de acceso aleatorio objetivo requerida y el parámetro de configuración de acceso aleatorio.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la etapa de determinación del nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado comprende además calcular el nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado sumando/restando un valor de desplazamiento al nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio señalizado, en el que el valor de desplazamiento se basa en el parámetro de configuración de acceso aleatorio.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los datos recibidos comprenden un valor de puntero que indica un nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado en una tabla de niveles de potencia de recepción de acceso aleatorio deseados y la etapa de determinar el nivel de potencia de recepción de acceso

aleatorio deseado comprende usar el valor del puntero en una tabla junto con el parámetro de configuración de acceso aleatorio.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la tabla comprende filas y columnas, que están definidas por los valores de puntero y los valores del parámetro de configuración de acceso aleatorio.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende además la etapa de:

realizar un acceso aleatorio usando la potencia de transmisión de acceso aleatorio.

9. Un primer dispositivo (1) de comunicación dispuesto para estar comprendido en una red Long Term Evolution que comprende una disposición (13) de recepción configurada para recibir datos desde un segundo dispositivo (2) de comunicación a través de un canal de radio que indican una potencia de recepción de acceso aleatorio 1 objetivo requerida para detectar una transmisión de acceso aleatorio, caracterizado por que el primer dispositivo (1) de comunicación comprende además una unidad (11) de control dispuesta para determinar un nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseada del segundo dispositivo (2) de comunicación en base a los datos recibidos y un parámetro de configuración de acceso aleatorio que influye sobre un rendimiento de detección de acceso aleatorio en el segundo dispositivo (2) de comunicación, cuyo parámetro comprende un formato de 15 preámbulo y/o un valor de desplazamiento cíclico básico de un preámbulo, en el que la unidad (11) de control está dispuesta además para calcular una potencia de transmisión de acceso aleatorio a ser usada en base al nivel de potencia de recepción de acceso aleatorio deseado y una rampa de potencia dispuesta para aumentar la potencia de transmisión de acceso aleatorio en base a un número de intentos de transmisión, y también para tener en cuenta la pérdida de potencia en la trayectoria entre el primer dispositivo (1) de comunicación y el segundo 2 dispositivo (2) de comunicación.