Una red de acceso por radio (30) que incluye múltiples sectores (14) que comprende:

dos o más transmisores (54) de sector que sirven a respectivos sectores para transmitir datos a estaciones de telefonía móvil;

una pluralidad de antenas (56), estando cada antena asignada a un transmisor de sector respectivo; y un procesador (60) de gestión de antenas que controla las asignaciones de antenas de sector y que está operativo para reasignar dinámicamente una antena de sector asociada con un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector

Sistema de antena múltiple de multisectores flexible.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere generalmente a sistemas de Múltiple Entrada, Múltiple Salida (multiple input, multiple output) y, más particularmente, a un sistema de MIMO de multisector para un canal de datos en paquetes de alta velocidad.

La demanda de servicios de datos inalámbricos, tales como Internet a través de móvil, vídeo en vivo, y voz sobre IP, han llevado al desarrollo de los canales de datos en paquetes de alta velocidad para proporcionar las altas velocidades de datos que se necesitan para tales servicios. La revisión C del estándar IS-200 ha introducido el forward paquet data channel (F-PDCH - Canal de Datos en Paquetes de Transmisión) para servicios de datos en paquetes de alta velocidad. El F-PDCH aprovecha la diversidad de multiusuarios planificando oportunamente usuarios para recibir datos en el canal de datos en paquetes de transmisión cuando las condiciones del canal son favorables. Sujeto a criterios de validez predefinidos, el rendimiento se maximiza si todos los recursos del enlace de transmisión, tales como códigos y energía Walsh, son asignados a la estación de telefonía móvil con las mejores condiciones de canal y, por ello, la velocidad de datos soportable más elevada. En general, una estación de telefonía móvil recibe datos sólo en buenas condiciones de radio. Las estaciones de telefonía móvil transmiten información acerca de la calidad del canal sobre canales de cabecera de enlace de retorno. Esta información acerca de la calidad del canal se utiliza en la estación de base para planificar las estaciones de telefonía móvil y para seleccionar el esquema de modulación y de codificación más eficiente.

El documento WO 2004/093416 muestra un aparato de antena de multisector para la transmisión de datos en paquetes. La transmisión de cada paquetes es llevada a cabo por medio de un sector de antena direccional seleccionado independientemente. La dirección de transmisión y el sector de antena direccional correspondiente es responsable de la dirección en la cual se recibió la mejor electromagnética usando una pluralidad de criterios.

Actualmente, el uso de canales de datos en paquetes de transmisión de alta velocidad ha estado limitado a sistemas con una única antena de transmisión. Los sistemas de comunicación de Múltiple Entrada, Múltiple Salida (MIMO - multiple input, multiple output) que emplean enlaces de comunicación con múltiples antenas de transmisión y de recepción pueden alcanzar velocidades de datos significativamente más elevadas y/o aumentar la fiabilidad. Estas ganancias son llevadas a cabo explotando la multiplexación espacial en la cual los datos son multiplexados a través de antenas de transmisión.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a la transmisión de datos en paquetes desde uno o más sectores en una red de acceso por radio hasta una pluralidad de estaciones de telefonía móvil sobre un canal de enlace de transmisión compartido, tal como el Forward Packet Data Channel (F-PDCH - Canal de Datos en Paquetes de Transmisión) en sistemas IS-2000 y el High Speed Downlink Shared (HS-DSCH - Canal Compartido de Enlace Descendente de Alta Velocidad) en sistemas de HSDPA. Cada sector tiene un transmisor de sector y múltiples antenas de sector. El transmisor de sector puede, por ejemplo, comprender un transmisor de multiplexación espacial que divide un flujo de datos para una estación de telefonía móvil en dos o más subflujos para su transmisión a la estación de telefonía móvil desde las respectivas antenas. Un planificador en cada sector selecciona una o más estaciones de telefonía móvil para recibir datos en paquetes desde la estación de base en cualquier momento basándose en unos criterios de planificación predeterminados. En una realización, el planificador selecciona una o más estaciones de telefonía móvil para dar servicio en cualquier momento de manera que se maximice el rendimiento de datos. El planificador puede también tener en cuenta los criterios de validez, calidad de servicio u otros factores. Una estación de telefonía móvil seleccionada puede estar servida por todos los transmisores del sector en el sector de servicio, o por menos de todos los transmisores en el sector de servicio. Si se utilizan menos de todos los transmisores de sector en el sector de servicio para transmitir datos a una estación de telefonía móvil seleccionada, el planificador determina la mejor combinación de antena para utilizar.

Las antenas de sector pueden ser dinámica y temporalmente reasignadas de un sector a otro. La reasignación de una antena de sector de un sector a otro puede ser apropiada, por ejemplo, cuando las condiciones del canal entre una estación de telefonía móvil en una región de frontera entre dos sectores son favorables. Una antena de sector puede también ser reasignada cuando la carga de sectores de cruce no está equilibrada. En una realización de la invención, un procesador de gestión de antena en la estación de base maneja la reasignación de las antenas de sector.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra los componentes de una red de comunicación de telefonía móvil de ejemplo.

La Fig. 2 es un diagrama esquemático que ilustra una celda de multisector, donde cada sector tiene múltiples antenas de transmisión.

La Fig. 3 es un diagrama de bloques que ilustra porciones relevantes de una estación de base para una red de comunicación de telefonía móvil.

La Fig. 4 es un diagrama esquemático que ilustra un escenario en el cual una antena en un sector es reasignada a otro sector.

La Fig. 5 es un diagrama esquemático que ilustra otro escenario en el cual una antena en un sector es reasignada a otro sector.

La Fig. 6 es un diagrama esquemático que ilustra la diversidad de transmisión combinada y la multiplexación espacial en una realización de la invención.

Descripción detallada de la invención

La Figura 1 ilustra entidades lógicas de una red de comunicación inalámbrica 10 de ejemplo que proporciona servicios de datos en paquetes a estaciones de telefonía móvil 40. La Fig. 1 ilustra una red de comunicación inalámbrica 10 configurada de acuerdo con los estándares de cdma2000 (IS2000). Otros estándares, incluyendo el Wideband CDMA (W-CDMA) podrían emplearse también. La red de comunicación inalámbrica 10 es una red con conmutación de paquetes que emplea a high speed forward packet data channel (F-PDCH - Canal de Datos en Paquetes de Transmisión de Alta Velocidad) para transmitir datos a las estaciones de telefonía móvil. La red de comunicación inalámbrica 10 comprende una red de núcleo con conmutación de paquetes 20 y una Radio Access Network (RAN - Red de Acceso por Radio) 30. La red de núcleo 20 incluye un Packet Data Serving Node (PDSN - Red de Servicio de Datos en Paquetes) 22 que se conecta a una packet data network (PDN - Red de Datos en Paquetes) 16 externa, tal como la Internet y soporta conexiones PPP a y desde la estación de telefonía móvil 40. La red de núcleo 20 añade y elimina flujos de IP a y desde la RAN 30 y encamina paquetes entre la red de datos en paquetes 16 externa y la RAN 30.

La RAN 30 se conecta con la red de núcleo 20 y proporciona a las estaciones de telefonía móvil 40 acceso a la red de núcleo 20. La RAN 30 incluye una Packet Control Function (PCF - Función de Control de Paquetes) 32, uno o más base estation controllers (BSCs - Controladores de Estación de Base) 34 y una o más radio base stations (RBSs - Estaciones de Base de Radio) 36. La función principal de la PCF 32 es establecer, mantener y terminar conexiones a la PDSN 22. Los BSCs 34 gestionan los recursos de radio dentro de sus respectivas áreas de cobertura. Las RBSs 36 incluyen el equipo de radio para comunicar sobre la interfaz aérea con estaciones móviles 40. Un BSC 34 puede gestionar más de una RBS 36. En las redes de CDMA2000, un BSC 34 y un EBS 36 comprenden una estación de base 38. El BSC 34 es la parte de control de la estación de base 38. La RBS 36 es la parte de la estación de base 38 que incluye el equipo de radio y está normalmente asociada con un sitio de celda. En las redes de CDMA2000, un único BSC 34 puede comprender la parte de control de múltiples estaciones de base 38. En otras arquitecturas de red basadas en otros estándares, los componentes de red que comprenden la estación de base 38 pueden ser diferentes pero la funcionalidad global será la misma o similar.

En referencia a la Fig. 2, cada RBS...

1. Una red de acceso por radio (30) que incluye múltiples sectores (14) que comprende:

dos o más transmisores (54) de sector que sirven a respectivos sectores para transmitir datos a estaciones de telefonía móvil;

una pluralidad de antenas (56), estando cada antena asignada a un transmisor de sector respectivo; y un procesador (60) de gestión de antenas que controla las asignaciones de antenas de sector y que está operativo para reasignar dinámicamente una antena de sector asociada con un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector.

2. La red de acceso por radio de la reivindicación 1, en la que los citados transmisores de sector utilizan múltiples antenas de sector para transmitir datos en paquetes a una pluralidad de estaciones de telefonía móvil sobre un canal de datos en paquetes compartido.

3. La red de acceso por radio de la reivindicación 2, en la que el citado transmisor de sector incluye un multiplexador para dividir un flujo de datos para una estación de telefonía móvil seleccionada en una pluralidad de subflujos para ser transmitidos sobre diferentes antenas de sector.

4. La red de acceso por radio de la reivindicación 3, en la que al menos uno de una pluralidad de subflujos es transmitido desde dos o más antenas de sector.

5. La red de acceso por radio de la reivindicación 2, que comprende también un planificador (58) asociado con cada transmisor de sector para planificar transmisiones de datos en paquetes desde las antenas de sector asignadas a una pluralidad de estaciones de telefonía móvil sobre el citado canal de datos en paquetes compartido.

6. La red de acceso por radio de 5 en la que el planificador planifica conjuntamente las antenas de sector.

7. La red de acceso por radio de la reivindicación 5, en la que el citado planificador planifica todas las antenas de sector asignadas juntas como una unidad de manera que en un momento dado sólo una estación de telefonía móvil recibe las transmisiones de datos en paquetes sobre el canal de datos en paquetes de todas las antenas de sector asignadas a un sector.

8. La red de acceso por radio de la reivindicación 5, en la que el citado planificador está operativo para planificar menos de todas las antenas de sector asignadas a una primera estación de telefonía móvil, y las restantes antenas de sector a una o a otras estaciones de telefonía móvil de manera que dos o más estaciones de telefonía móvil pueden concurrentemente recibir datos en paquetes sobre el citado canal de datos en paquetes.

9. La red de acceso por radio de la reivindicación 8, en la que el planificador independientemente planifica las antenas de sector asignadas.

10. La red de acceso por radio de la reivindicación 1, en la que el procesador de gestión de antenas determina la asignación de antenas de sector basándose en la carga del sector.

11. La red de acceso por radio de la reivindicación 1, en la que el procesador de gestión de antenas determina la asignación de antenas de sector basándose en las condiciones del canal de la citada antena de sector y en una o más estaciones de telefonía móvil.

12. La red de acceso por radio de la reivindicación 11, en la que el procesador de gestión de antenas reasigna una antena de sector asignada a un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector basándose en una comparación de las condiciones del canal con las estaciones de telefonía móvil en los diferentes sectores.

13. La red de acceso por radio de la reivindicación 12, en la que el procesador de gestión de antenas reasigna una antena de sector asociada con un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector cuando las condiciones del canal de la antena de sector a una estación de telefonía móvil en un segundo sector están determinadas para ser más favorables que las condiciones del canal a una estación de telefonía móvil en primer sector.

14. Un método implementado en una red de acceso por radio que incluye múltiples sectores que tienen dos o más transmisores de sector que sirven a respectivos sectores para transmitir datos a estaciones de telefonía móvil, comprendiendo el citado método:

asignar cada una de una pluralidad de antenas de sector a un transmisor de sector respectivo; y reasignar dinámicamente una antena de sector asociada con un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector.

15. El método de la reivindicación 14, que comprende también dividir datos para ser transmitidos a una estación de telefonía móvil seleccionada en dos o más subflujos y transmitir cada subflujo sobre diferentes antenas de sector.

16. El método de la reivindicación 15, en el que al menos uno de los citados subflujos es transmitido desde dos o más antenas de sector.

17. El método de la reivindicación 15, en el que los citados datos son transmitidos sobre un canal de datos en paquetes compartido, y que comprende también planificar transmisiones a las citadas estaciones de telefonía móvil sobre el citado canal de datos en paquetes compartido.

18. El método de 17 en el que planificar transmisiones a las citadas estaciones de telefonía móvil sobre el citado canal de datos en paquetes compartido comprende planificar estaciones de telefonía móvil para recibir transmisiones de datos en paquetes sobre el citado canal de datos en paquetes compartido, uno cada vez, utilizando todas las antenas de sector asignadas.

19. El método de 17 en el que planificar transmisiones a las citadas estaciones de telefonía móvil sobre el citado canal de datos en paquetes compartido comprende planificar dos o más estaciones de telefonía móvil para recibir transmisiones de datos en paquetes sobre el citado canal de datos en paquetes cada vez.

20. El método de la reivindicación 19 que comprende también seleccionar antenas de sector para transmitir datos a cada estación de telefonía móvil.

21. El método de la reivindicación 20 en el que seleccionar antenas de sector para transmitir datos a cada sector comprende planificar independientemente cada antena de sector.

22. El método de la reivindicación 20 en el que seleccionar antenas de sector para transmitir datos a cada estación de telefonía móvil comprende planificar conjuntamente las citadas antenas de sector.

23. El método de la reivindicación 14 en el que reasignar dinámicamente una antena de sector asociada con un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector comprende determinar la asignación de antena de sector basándose en la carga del sector.

24. El método de la reivindicación 14 en el que reasignar dinámicamente una antena de sector comprende determinar la asignación de la antena de sector basándose en las condiciones del canal entre las citadas antenas de sector y las citadas estaciones de telefonía móvil.

25. El método de la reivindicación 24 en el que determinar la asignación de antena de sector basándose en las condiciones del canal entre las citadas antenas de sector y las citadas estaciones de telefonía móvil comprende comparar las condiciones del canal entre una antena de sector y las estaciones de telefonía móvil en dos o más sectores.

26. El método de la reivindicación 25 en el que reasignar dinámicamente una antena de sector comprende reasignar una antena de sector asociada con un transmisor de sector en un primer sector a un transmisor de sector en un segundo sector cuando las condiciones del canal de la antena de sector a una estación de telefonía móvil en el segundo sector están determinadas para ser más favorables que las condiciones del canal para una estación de telefonía móvil en el primer sector.