Un método de suministro de terminales móviles de usuario con acceso a una red de acceso radio celular,

el método que comprende:

definir celdas lógicas (A, B, C, D, E) cada una que comprende un conjunto de subáreas (A1, A2, A3, ...), cada subárea que contiene un transceptor radio para comunicar con los terminales de usuario, y las subáreas (A1, A2, A3, ...) de una celda lógica (A, B, C, D, E) que comparten uno o más conjuntos de canales de control común de enlace descendente;

para cada celda lógica (A, B, C, D, E), que asigna dinámicamente una o más subáreas (A1, A2, A3, ...) a cada terminal de usuario dentro de esa celda lógica (A, B, C, D, E), las subáreas asignadas a cada terminal de usuario que transmite y/o recibe la misma información dedicada a/desde el terminal de usuario; caracterizada por

definir para un terminal de usuario un conjunto activo de celdas lógicas (A, B, C, D, E) al que se conecta el usuario, y en donde dicho paso de asignar dinámicamente una o más subáreas (A1, A2, A3, ...) a cada terminal de usuario comprende asignar subáreas a partir de un grupo combinado de celdas lógicas (A, B, C, D, E) dentro del conjunto activo

Método y aparato de control de recursos de redes celulares.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y aparato de control de recursos de redes celulares.

Antecedentes de la invención

Típicamente, en un sistema de telecomunicaciones por radio celular tal como el GSM o el UMTS, el área de cobertura del sistema total se divide en subáreas más pequeñas, denominadas "celdas lógicas". En general, las celdas lógicas se definen por la transmisión de los canales comunes de enlace descendente: en las celdas lógicas vecinas los canales comunes de enlace descendente típicamente se transmiten en distintas frecuencias y/o usando distintos códigos de aleatorización o con otros tipos de identificadores.

Con cada celda lógica la cantidad de recursos radio normalmente está limitado. Eso es por lo que, para servir a una mayor densidad de usuarios, el tamaño de las celdas lógicas se tiene que hacer más pequeño. Adicionalmente, dado que los recursos del sistema también son limitados, por ejemplo el número de frecuencias y el número de códigos de aleatorización, deben ser reutilizadas las mismas frecuencias o códigos de aleatorización (aunque solamente para las celdas que están espaciadas aparte suficientemente para evitar interferencia cruzada entre celdas).

La US 5.889.494 enseña un sistema y método para dimensionar dinámicamente los sectores de un patrón de radiación multisectorizado usado en un sistema de telecomunicación celular.

La EP 0.797.369 describe un esquema de comunicaciones móviles CDMA capaz de aumentar un número de sectores si bien no aumenta un número de códigos de posición de expansión de canal.

La EP 1.271.982 describe un método para asignar códigos de aleatorización en un sistema de comunicación móvil CDMA que incluye la asignación a cada comunicación de enlace descendente un código de canalización y un código de aleatorización.

La EP 0.901.298 describe un método para controlar las comunicaciones en una celda de una red digital de radio.

El gran problema en la implementación de la red de radio celular tradicional es el carecer de adaptabilidad. En una red donde los niveles de tráfico relativo al usuario pueden tener variaciones dinámicas relativamente grandes, aquellas partes muy cargadas de la red pueden llegar a estar congestionadas fácilmente, mientras que en las áreas poco cargadas el uso de los recursos de radio puede ser relativamente ineficiente. En el caso de una distribución de tráfico estática, una solución a los niveles de tráfico que varían geográficamente sería disminuir el tamaño de la celda en las áreas muy cargadas. Pero con una distribución que varía tanto geográficamente como con el tiempo, es decir donde los "puntos de acceso calientes" de tráfico no son constantes, este tipo de solución no sería particularmente efectiva.

Resumen de la invención

Es un objeto de la presente invención superar o al menos mitigar las desventajas señaladas anteriormente de las redes de comunicación radio celular de la técnica previa.

La invención proporciona un método y un controlador transceptor de radio como se propone en las reivindicaciones anexas.

Breve descripción de las figuras

La Figuras 1 a 3 ilustran un área del sistema de una red de acceso radio subdividida en subáreas y configurada en celdas lógicas de distintos tamaños respectivos;

La Figura 4 ilustra un área del sistema controlada por un controlador del sistema;

La Figura 5 ilustra un área del sistema para el propósito de ilustrar un escenario de transferencia suave; y

La Figura 6 ilustra un área del sistema para el propósito de ilustrar el mecanismo para aumentar localmente la capacidad de la red.

Descripción detallada de ciertas realizaciones

Como una solución al problema de cómo manejar los niveles de tráfico que varían con el tiempo en una red de acceso radio, el tamaño de las celdas lógicas se puede hacer dinámicamente flexible, de manera que dependa por ejemplo de la capacidad requerida. La suposición clave detrás de esta solución es que el sistema total bajo consideración, como se ilustra por la línea continua en la Figura 1, se divide en una serie de subáreas "A" separadas en la Figura por líneas discontinuas, cada una cubierta por ejemplo por un lóbulo de antena separado, antena pasiva (o sistema de antenas), o un puerto de acceso radio activo, ver Figura 1. Como un simple ejemplo, el área del sistema se puede suponer que es un edificio dentro del que se desea la cobertura del sistema celular.

En una red poco cargada, el tamaño de las celdas lógicas puede ser grande. De esta manera, se pueden combinar varias subáreas en una celda lógica, por ejemplo transmitiendo los mismos canales de control de enlace descendente que usan el mismo código de aleatorización para todas las subáreas. En tal caso, un terminal de usuario móvil percibe esta combinación de subáreas como una celda lógica. En el escenario ilustrado en la Figura 2, un área del sistema consta de tres celdas lógicas. Dentro del área de la celda lógica, todas las subáreas transmiten la misma información de identificador de la celda (por ejemplo, el código de aleatorización). En el caso de un edificio, las celdas A, B y C cubrirían distintas partes del edificio (plantas).

Si la red nota que debe ser aumentada la capacidad de los recursos de radio en algunas partes del área del sistema, puede dividir las celdas lógicas actuales en celdas lógicas más pequeñas, por ejemplo asignando un nuevo conjunto de canales comunes de enlace descendente en una nueva frecuencia y/o código de aleatorización (que indica una nueva identidad de celda). Si las distintas subáreas tienen una separación espacial suficiente, la red puede decidir reutilizar un código de aleatorización o frecuencia antigua, en lugar de reservar una totalmente nueva. La Figura 3 ilustra una reconfiguración del área del sistema para proporcionar cinco celdas lógicas. Si la separación espacial entre las celdas D y E es lo bastante grande, se pueden usar los mismos recursos de radio en ambas. A la inversa, una serie de celdas lógicas más pequeñas se pueden fundir en una celda mayor, cuando la capacidad se puede reducir.

Durante el periodo de transición de fusión o división de la celda lógica, deben ser transmitidos dos conjuntos de canales comunes dentro de la subárea solapada, es decir los canales asociados con la(s) celda(s) antigua(s) y los canales asociados con la(s) celda(s) nueva(s). Esto aumenta considerablemente la cantidad de interferencia del enlace descendente asumiendo que se usa la misma frecuencia tanto dentro de la(s) celda(s) lógica(s) antigua(s) como de la(s) nueva(s). Adicionalmente, se reduce la cantidad de recursos disponibles para los canales de enlace descendente dedicados. Por lo tanto, se debería realizar preferentemente la transición durante las horas "valle" cuando los niveles de tráfico son bajos.

Se apreciará que la solución presentada aquí también es aplicable a una fusión/división (o desplazamiento) parcial de las celdas lógicas. En el caso de tal fusión/división parcial, solamente una parte de una celda lógica, es decir un subconjunto de las subáreas, se funde en una celda lógica vecina. De esta manera, los tamaños de las celdas lógicas vecinas se pueden ajustar dinámicamente en base a la capacidad requerida de los recursos radio.

Durante un periodo de transición, hay en principio dos formas diferentes de poner en marcha la nueva celda lógica, o cerrar la celda lógica antigua:

1. Transferencia. La red ordena a los terminales móviles conmutar desde el código (y/o frecuencia) de aleatorización antiguo al nuevo. La pega de esta solución es el aumento de señalización en la red. Por otra parte, el periodo de transición llega a ser bastante corto.

2. "Transición suave". Las conexiones antiguas se mantienen como están, mientras que todas las conexiones nuevas se establecen hacia la nueva celda lógica. Este planteamiento mantiene la carga de señalización de la red bajo control y/o en un mínimo, aunque la pega es el periodo de transición posiblemente largo (es decir el tiempo que lleva terminar todas las conexiones en curso).

Obviamente, también es posible una combinación de estos dos planteamientos.

Una vez se ha finalizado una transición, la(s) celda(s) lógica(s) antigua(s) se pueden desconectar.

No obstante, si la nueva celda lógica se creó en una frecuencia portadora...

1. Un método de suministro de terminales móviles de usuario con acceso a una red de acceso radio celular, el método que comprende:

definir celdas lógicas (A, B, C, D, E) cada una que comprende un conjunto de subáreas (A₁, A₂, A₃, ...), cada subárea que contiene un transceptor radio para comunicar con los terminales de usuario, y las subáreas (A₁, A₂, A₃, ...) de una celda lógica (A, B, C, D, E) que comparten uno o más conjuntos de canales de control común de enlace descendente;

para cada celda lógica (A, B, C, D, E), que asigna dinámicamente una o más subáreas (A₁, A₂, A₃, ...) a cada terminal de usuario dentro de esa celda lógica (A, B, C, D, E), las subáreas asignadas a cada terminal de usuario que transmite y/o recibe la misma información dedicada a/desde el terminal de usuario; caracterizada por

definir para un terminal de usuario un conjunto activo de celdas lógicas (A, B, C, D, E) al que se conecta el usuario, y en donde dicho paso de asignar dinámicamente una o más subáreas (A₁, A₂, A₃, ...) a cada terminal de usuario comprende asignar subáreas a partir de un grupo combinado de celdas lógicas (A, B, C, D, E) dentro del conjunto activo.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las subáreas se asignan a los terminales de usuario en base a las intensidades de las señales del enlace ascendente recibidas para los terminales de usuario para las subáreas.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde las subáreas se asignan a los terminales de usuario en base a una calidad del enlace ascendente estimada o medida.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dicha calidad del enlace ascendente estimada o medida es la Relación Portadora a Interferencia por subárea por terminal de usuario.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dichas celdas lógicas son configurables dinámicamente en términos de las subáreas que contienen.

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha red de acceso de radio celular es una red CDMA.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende identificar puntos de acceso calientes dentro de una celda lógica dada, y asignar un código primario de aleatorización a los terminales de usuario dentro de los puntos de acceso calientes y los códigos secundarios de aleatorización a los terminales de usuario fuera de los puntos de acceso calientes.

8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende asignar subáreas a un terminal de usuario en dependencia con la velocidad de recorrido del terminal de usuario y/o las condiciones de propagación.

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, el paso de asignar dinámicamente una o más subáreas a cada terminal de usuario comprendiendo la asignación de las subáreas a los terminales de usuario en dependencia del servicio requerido por un terminal de usuario.

10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, dicho paso de asignar dinámicamente una o más subáreas a cada terminal de usuario comprendiendo la asignación de distintos conjuntos de subáreas para las direcciones del enlace ascendente y del enlace descendente.

11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha información dedicada se envía en uno o más canales dedicados.

12. Un controlador transceptor de radio que comprende los medios para definir las celdas lógicas (A, B, C, D, E) que comprende un conjunto de subáreas (A₁, A₂, A₃, ...), cada subárea (A₁, A₂, A₃, ...) que contiene un transceptor radio para comunicar con los terminales de usuario, y las subáreas (A₁, A₂, A₃, ...) de una celda lógica (A, B, C, D, E) que comparten uno o más conjuntos de canales de control común de enlace descendente y, para cada celda lógica (A, B, C, D, E), los medios que además se disponen a asignar dinámicamente una o más subáreas (A₁, A₂, A₃, ...) a cada terminal de usuario dentro de esa celda lógica (A, B, C, D, E), las subáreas (A₁, A₂, A₃, ...) asignadas a cada usuario que transmiten y/o reciben la misma información dedicada a/desde el usuario,

caracterizado porque un se conecta terminal de usuario a un conjunto activo de dichas celdas lógicas (A, B, C, D, E) y dicha asignación dinámica comprende asignar subáreas (A1, A2, A3, ...) desde un grupo combinado de celdas lógicas (A, B, C, D, E) dentro del conjunto activo.