PROCEDIMIENTO DE ACCESO DE RADIO, ESTACIÓN BASE DE RADIO RELACIONADA, RED DE RADIO MÓVIL Y PRODUCTO DE PROGRAMA INFORMÁTICO QUE USA UN ESQUEMA DE ASIGNACIÓN PARA SECTORES DE ANTENAS.

Procedimiento de control de la operación de al menos una estación base de radio (10) en una red de radio móvil,

incluyendo el procedimiento las etapas de: - conectar con dicha estación base de radio (10) un conjunto (M) de unidades remotas (25) a través de una conexión digital que lleva señales en flujos de datos, estando cada una de dichas unidades remotas (25) adaptada para proporcionar cobertura de células de radio mediante un conjunto (N) de canales de comunicación, y estando equipada con un conjunto (K) respectivo de elementos de antena (32) con los cuales dichos canales de comunicación están distribuidos en dichos elementos de antena (32) según un esquema de asignación, caracterizado por - colocar las señales que pasan a través de dichas unidades remotas (25) en marcos (40, 45, 50, 55, 60, 65), realizando dichas unidades remotas (25) realizando un procesamiento numérico del flujo de datos (40, 45, 50, 55, 60, 65), y - variar dinámicamente dijo esquema de asignación variando dinámicamente la disposición de las señales en dicho marco

Campo de la invención

La presente invención se refiere a técnicas para acceso de radio en redes de radio móviles.

La invención se ha desarrollado con particular atención a su posible uso 5 en redes que utilizan estaciones base de radio distribuidas.

Descripción de la técnica relacionada

Los sistemas de radio móviles deben garantizar un servicio de 10 comunicación entre una red de telecomunicaciones y terminales móviles (terminales de usuario) distribuidos aleatoriamente en un área de servicio determinada. La cobertura de radio de esta área se obtiene mediante la instalación de una pluralidad de estaciones base de radio, cada una de las cuales tiene la tarea de cubrir una porción determinada del área, indicada como célula, de la que deriva el nombre de “sistemas celulares”. El 15 terminal móvil genérico puede comunicarse con la red de comunicaciones a través de una de las estaciones base de radio del sistema, por ejemplo la que recibe la señal de radio con la mejor calidad. Los procedimientos mediante los cuales el terminal, una vez que se enciende, elige la estación base de radio desde la que recibe la información del sistema se designan mediante el término “selección de células”. Algunos sistemas 20 (por ejemplo UMTS, Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universal) prevén la posibilidad de que un terminal de usuario sea servido simultáneamente por una pluralidad de estaciones base de radio; esta condición se designa con el término “macrodiversidad”. Las características de movilidad de los usuarios hacen necesaria la presencia de procedimientos apropiados de entrega (o transferencia) destinados a 25 garantizar la continuidad de la comunicación en el paso entre una célula y otra. Cada estación base de radio transmite en el enlace descendente una pluralidad de canales de comunicación, que corresponden a la diferente señalización o flujos de datos específicos de servicios. El término “canal piloto” o “canal de balizamiento” designa un canal de comunicación particular que corresponde a una secuencia conocida de bits 30 (cuyas características difieren de un sistema a otro). El terminal de usuario mide la calidad de los canales de radio de balizamiento que gestiona para recibir y, sobre la base de estas mediciones, selecciona la célula de servicio en la etapa de “selección de células” o en la etapa de “entrega”.

Los requisitos en términos de capacidad y cobertura en áreas 35 densamente urbanizadas provocan en muchos casos la necesidad de proporcionar redes

de telefonía con una alta densidad de sitios. En este contexto, el uso de microcélulas ofrece ventajas significativas en términos de simplicidad de la adquisición de los sitios, de aumento de la capacidad de la interfaz de radio, y de una mayor eficiencia en términos de penetración en interiores, tal como se documenta en J. Laiho et al. “Radio Network Planning and Optimisation for UMTS”, Wiley, 2001. 5

En comparación con las células convencionales (con frecuencia indicadas como macrocélulas), las microcélulas tienen las siguientes características distintivas:

- radio limitado de células (típicamente menor de 400 - 500 m);

- posicionamiento de los aparatos de radiación a una altura más baja que 10 la altura promedio de los edificios circundantes; y

- potencia transmitida limitada (típicamente menos de 5 W).

Un problema técnico asociado con el uso generalizado de microcélulas está vinculado con el servicio prestado a los usuarios de alta movilidad. Un usuario que se desplaza a una velocidad alta en un contexto de microcélulas, de hecho, realiza 15 un gran número de los procedimientos de entrega entre las células, lo que causa una sobrecarga de señalización tanto en el enlace ascendente como en el enlace descendente. Además de la sobrecarga de señalización debe recordarse que asociado a las operaciones de medición y a las operaciones consiguientes de soporte de la movilidad hay retrasos de procesamiento, que, en el caso de las dimensiones de células 20 pequeñas, puede ser crítico para la ejecución de los procedimientos de transferencia, con la posible caída consiguiente de la llamada.

Una posible solución a este problema es el uso contextual de microcélulas y macrocélulas. Las macrocélulas se utilizan para garantizar un servicio para usuarios de alta movilidad, mientras que las microcélulas se utilizan para ofrecer 25 un servicio de alta capacidad a los usuarios de baja movilidad (por ejemplo, para proporcionar servicios de paquetes de alta tasa de bits).

Para el propósito de optimizar (también al nivel de planificación de la red) la cobertura de radio entre las capas de microcélulas y macrocélulas es ventajoso utilizar, en particular en macrositios, antenas reconfigurables. Estas antenas (a menudo 30 denominadas como antenas “inteligentes”) son capaces de modificar el diagrama de radiación para optimizar la cobertura de radio, minimizando las interferencias en las células adyacentes.

En el caso de UMTS, con particular referencia al componente FDD (Dúplex División de Frecuencia), el nivel de cobertura de las macrocélulas y el nivel 35 de cobertura de las microcélulas puede usar el mismo portador de radio W-CDMA

(Acceso Múltiple de División de Código de Banda Ancha) o demás portadores distintos.

Tal como se destaca en T. Ojampera, R. Prasad, “Widebanda CDMA for Third Generation Mobile Communications”, Artech House, 1998, el uso de un sistema con macrocélulas y microcélulas en el mismo portador W-CDMA presenta 5 numerosos problemas de diseño y funcionamiento. Uno de los problemas más importantes, indicado por el término “cerca-lejos”, está representado por la siguiente condición: un terminal móvil, aunque situado en las proximidades de una microcélula, es servido por una macrocélula. Esta condición puede ser causada, por ejemplo, por un retraso en los procedimientos de entrega, tal con se indica anteriormente, y trae 10 consigo un aumento de las interferencias sufridas por la microcélula y, en consecuencia, un deterioro en el rendimiento para todos los usuarios servidos por la propia microcélula.

Típicamente, por lo tanto, se utilizan diferentes portadores W-CDMA para el nivel de microcélulas y para el nivel de macrocélulas. Con frecuencia, sin 15 embargo, los operadores UMTS tienen un número muy limitado de portadores disponibles. La necesidad de utilizar diferentes portadores para las dos capas constituye una limitación importante en el establecimiento de redes UMTS. En el caso de que el operador sólo tenga dos portadores disponibles, por ejemplo, esta restricción resulta en una elección obligada, e impide soluciones alternativas, tales como, en 20 particular, el uso de los dos portadores al nivel de microcélula, lo que maximiza la capacidad global del acceso de radio W-CDMA.

Una solución conocida en la técnica prevé la asociación con la única estación base de radio de una pluralidad de puntos/elementos de antena, por ejemplo, a través de un sistema de comunicación de radio sobre fibra (ROF). Una serie de 25 documentos abordan el problema de la flexibilidad y la capacidad de reconfiguración de las estaciones base de radio. Por ejemplo, el documento WO-A-2004/047472 describe un sistema de estaciones base de radio remotas principales que incluye varias unidades de radio remotas (RRUs). Los costes de la fibra se reducen significativamente usando una sola fibra óptica que comunica información entre la unidad principal y las 30 unidades remotas conectadas en una configuración de serie. La información desde la unidad principal se envía a través de una primera ruta de fibra a las unidades remotas, de manera que la misma información se transmite a través de la interfaz de radio mediante unidades remotas de forma substancialmente simultánea. La unidad principal recibe la misma información de cada una de las unidades remotas sobre una segunda 35 ruta de fibra de forma substancialmente simultánea. El retraso asociado a cada unidad

remota se ve compensado por el avance del tiempo cuando la información se envía a cada unidad remota. Un enfoque de distribución de datos a través de una sola fibra evita el gasto de acoplamientos de fibra separados entre la unidad principal y cada unidad de radio remota o URR. Este enfoque también evita el gasto de tecnología WDM incluyendo láseres,...

1. Procedimiento de control de la operación de al menos una estación base de radio (10) en una red de radio móvil, incluyendo el procedimiento las etapas de:

- conectar con dicha estación base de radio (10) un conjunto (M) de 5 unidades remotas (25) a través de una conexión digital que lleva señales en flujos de datos, estando cada una de dichas unidades remotas (25) adaptada para proporcionar cobertura de células de radio mediante un conjunto (N) de canales de comunicación, y estando equipada con un conjunto (K) respectivo de elementos de antena (32) con los cuales dichos canales de comunicación están distribuidos en dichos elementos de 10 antena (32) según un esquema de asignación, caracterizado por

- colocar las señales que pasan a través de dichas unidades remotas (25) en marcos (40, 45, 50, 55, 60, 65), realizando dichas unidades remotas (25) realizando un procesamiento numérico del flujo de datos (40, 45, 50, 55, 60, 65), y

- variar dinámicamente dijo esquema de asignación variando 15 dinámicamente la disposición de las señales en dicho marco.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha etapa variación de manera dinámica dicho esquema de asignación incluye la operación variar de forma dinámica por lo menos uno de:

- los recursos de radio asignados a dichas unidades remotas (25); 20

- el diagrama de radiación de los elementos de antena (32), y

- la cobertura de células de radio proporcionada por dichas unidades remotas (25).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos canales de comunicación (N) se transmiten sobre células que se refieren 25 a un portador dado.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dichos canales de comunicación (N) se transmiten sobre células que se refieren a un portador dado y a un marco digital dado.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho 30 de que incluye, al proporcionar una transmisión de enlace descendente, las etapas de:

- generar una señal útil para una célula dada en una cobertura de radio para un portador dado;

- someter dicha señal útil al procesamiento del enlace descendente como función de una señal de control de enlace descendente para una unidad remota 35 respectiva para dicho portador, produciendo dicho procesamiento del enlace

descendente una señal resultante que se proporcionará al conjunto de elementos de antena (32) que equipan a dicha unidad remota respectiva.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que incluye la etapa de realizar dicho procesamiento del enlace descendente como producto de matriz, en donde dicha señal de control del enlace descendente es 5 una matriz de coeficientes de procesamiento de enlace descendente para un elemento de antena dado de una unidad remota dada correspondiente a una célula dada para la manipulación del flujo de datos de enlace descendente.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que incluye, al proporcionar la transmisión del enlace ascendente, las etapas de: 10

- recibir una señal respectiva en un elemento de antena dado de una unidad remota dada;

- someter una señal respectiva recibida (Ejl) para el procesamiento del enlace ascendente en función de una señal de control de enlace ascendente (BJy) para dicha unidad remota dada para un portador dado; produciendo dicho procesamiento del 15 enlace ascendente una señal resultante asignada a una célula de la cobertura de radio para un portador dado para una unidad remota dada.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que incluye la etapa de realizar dicho procesamiento del enlace ascendente como un producto de matriz, en el que dicha señal de control del enlace ascendente es una 20 matriz de coeficientes de procesamiento del enlace ascendente para un elemento de antena dado de una unidad remota dada que corresponde a una célula dada para manejar el flujo de datos del enlace ascendente.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por el hecho de que dicho procesamiento del enlace ascendente 25 incluye realizar, para cada célula dada de una pluralidad de células que proporcionan cobertura de radio de una unidad remota dada, una suma de la contribución de dicha señal resultante que fluye como una señal entrante en dicha unidad remota dada y la contribución de dicha propia unidad de radio remota, con lo que dicha unidad remota es capaz de: 30

- si dicha señal entrante es igual a cero, añadir a la misma su propia contribución;

- si dicha señal entrante no es cero, reutilizando dicha célula dada y añadiendo su propia contribución operando así como repetidor de células.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 u 8, 35 caracterizado por el hecho de que incluye la etapa de realizar dicho producto de la

matriz en un portador mediante base del portador.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 u 8, caracterizado por el hecho de que incluye la etapa de realizar dicho producto de la matriz como el producto con una matriz que incluye parámetros englobados para una pluralidad de portadores. 5

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que incluye las etapas de:

- conectar dicha al menos una estación base de radio (10) a dicho conjunto de unidades remotas (25) a través de una configuración de anillo óptico de radio sobre fibra (ROF); 10

- incluir en dicha configuración de anillo óptico al menos un primer canal de fibra óptica (15a, 15b) y al menos un segundo canal de fibra óptica (15b, 15a),

- propagar los flujos de señal del enlace ascendente y del enlace descendente relativos a cada unidad remota (25) en dicho conjunto de unidades remotas (25) en direcciones opuestas en dicha al menos un primer canal de fibra óptica 15 (15a, 15b) y al menos un segundo canal de fibra óptica (15b, 15a), respectivamente.

13. Estación base de radio (10) para una red de radio móvil, que incluye un conjunto (M) de las unidades remotas (25) conectadas con dicha estación base de radio (10) a través de una conexión digital que lleva señales en flujos de datos, estando cada una de dichas unidades remotas (25) adaptada para proporcionar cobertura de 20 células de radio mediante un conjunto (N) de canales de comunicación, y que está equipado con un conjunto (K) respectivo de elementos de antena (32), con lo que dichos canales de comunicación están distribuidos en dicho elementos de antena (32) de acuerdo con un esquema de asignación, caracterizada por el hecho de que:

dichas señales que pasan a través de dichas unidades remotas (25) están 25 dispuestas en marcos (40, 45, 50, 55, 60, 65), realizando dichas unidades remotas (25) un procesamiento numérico del flujo de datos (40, 45, 50, 55, 60, 65), y

dicho esquema de asignación que hace dinámicamente variable variando de forma dinámica la disposición de dichas señales en dichos marcos.

14. Estación según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de 30 que dicho esquema de asignación es dinámicamente variable para variar dinámicamente por lo menos uno de:

- los recursos de radio asignados a dichas unidades remotas (25);

- el diagrama de radiación de dichos elementos de antena (32); y

- la cobertura de células de radio proporcionada por dichas unidades 35 remotas (25).

15. Estación según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que dichos canales de comunicación (N) están constituidos por células que pertenecen a un portador dado.

16. Estación según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que incluye una trayectoria de transmisión de enlace descendente configurada para: 5

- generar una señal útil para una célula dada en una cobertura de radio para un portador dado;

- someter a dicha señal útil al procesamiento del enlace descendente como una función de una señal de control del enlace descendente para una respectiva unidad remota para dicho portador; produciendo dicho procesamiento del enlace 10 descendente una señal resultante que se proporcionará al conjunto de elementos de antena (32) que equipan dicha unidad remota respectiva.

17. Estación según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que la trayectoria de transmisión de enlace descendente está configurada para realizar dicho procesamiento del enlace descendente como un producto de la matriz, en donde 15 dicha señal de control del enlace descendente es una matriz de coeficientes de procesamiento del enlace descendente para un elemento de antena dado de una unidad remota dada correspondiente a una célula dada para manipular el flujo de datos del enlace descendente.

18. Estación según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de 20 que incluye una trayectoria de transmisión del enlace ascendente configurado para:

- recibir una señal respectiva en un elemento de antena dada de una unidad remota dada;

- someter dicha señal recibida respectiva al procesamiento del enlace ascendente en función de una señal de control del enlace ascendente para dicha unidad 25 remota dada para un portador dado; produciendo dicho procesamiento del enlace ascendente una señal resultante asignada a una celda dada en la cobertura de radio para un portador dado para una unidad remota dada.

19. Estación según la reivindicación 16, caracterizada por el hecho de que dicha trayectoria de transmisión del enlace ascendente está configurada para 30 realizar dicho procesamiento del enlace ascendente como un producto de la matriz, en donde dicha señal de control del enlace ascendente es una matriz de coeficientes de procesamiento del enlace ascendente para un elemento de antena dado de una unidad remota dada correspondiente a una célula dada para manipular el flujo de datos del enlace ascendente. 35

20. Estación según cualquiera de las reivindicaciones 18 ó 19,

caracterizada por el hecho de que dicha trayectoria de transmisión del enlace ascendente está configurada para realizar, para cada célula dada una pluralidad de células que proporcionan cobertura de radio de una unidad remota dada, una suma de la contribución de dicha señal resultante que fluye como una señal entrante en dicha unidad remota dada y la contribución de dicha propia unidad de radio remota dada, con 5 lo que dicha unidad remota dada es capaz de:

- si dicha señal entrante es cero, añadir a la misma su propia contribución;

- si dicha señal entrante no es cero, reutilizando dicha célula dada y añadir su propia contribución, operando así como un repetidor de células. 10

21. Sistema que comprende una estación base de radio según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, caracterizado por el hecho de que la estación base de radio (10) está conectada con el conjunto de unidades remotas (25) a través de una configuración de anillo óptico de radio sobre fibra y por el hecho de que dicha configuración de anillo óptico incluye al menos un primer canal de fibra óptica (15a, 15 15b) y al menos un segundo canal de fibra óptica (15b, 15a), para la propagación de dichos flujos de señal de enlace ascendente y enlace descendente relacionados con cada unidad remota (25) en dicho conjunto de unidades remotas (25) en direcciones opuestas en dicho al menos un primer canal de fibra óptica (15a, 15b) y al menos un segundo canal de fibra óptica (15b, 15a), respectivamente. 20

22. Red de radio móvil, incluyendo la red al menos una estación base de radio (10) según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21.

23. Producto del programa de ordenador, que se puede cargar en la memoria de al menos un ordenador y que comprende porciones de código de software para implementar el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12. 25