GESTIÓN DE INTERFERENCIAS EN CÉLULAS VECINAS EN UN SISTEMA FDMA DE PORTADORA ÚNICA.

Un método para la reconfiguración de zonas de un sector de célula en un sistema de comunicaciones móviles celulares que emplea un esquema de acceso múltiple por división de frecuencia que comprende las etapas de:

la separación de un sector de célula en zonas de un tamaño predeterminado; la asignación de recursos de radio a los usuarios situados en las zonas y la alteración del tamaño de zona predeterminado tras un cambio en un parámetro de la gestión de recursos de radio, en el que un sector se separa en una zona exterior y dos zonas exteriores situadas en los bordes de la célula, caracterizado por que el método comprende además la etapa de: la determinación (120) mediante una relación entre el debilitamiento máximo de propagación de la célula, que es un parámetro de planificación de la red y un valor de desplazamiento, del tamaño de la zona interior, en el que el tamaño de la zona interior depende del debilitamiento de propagación, y en el que el valor de desplazamiento es proporcional a un valor usado para una decisión de traspaso de un usuario desde una célula a otra célula y se actualiza dinámicamente por el gestor de recursos de radio debido a las variaciones del tráfico o la carga de la célula (130)

La presente invención se refiere a un método para reconfigurar zonas en un sector de célula de un sistema de comunicaciones móviles celular que utiliza un esquema de acceso múltiple por división de frecuencia, preferiblemente FDMA de portadora única.

La gestión de interferencias entre células vecinas de sistemas celulares es un asunto ampliamente conocido y un popular tema de investigación en los últimos años. El problema surge en cualquier clase de sistema celular, pero se acentúa más en esquemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA, del inglés “frequency division multiple access”). La solución que se da al problema en el primer sistema ampliamente difundido basado en FDM, que es el GSM, es el reparto de las bandas de frecuencia entre las diferentes células del sistema. Como resultado, dentro de una célula dada sólo se puede usar un número del número total de frecuencias disponibles. Esto produce como resultado que el denominado factor de reutilización es mayor que 1 y en consecuencia no se utiliza todo el espectro de frecuencias que están disponibles en el sistema. En sistemas basados en CDMA este problema no es de una importancia tan significativa, debido a la naturaleza del sistema en donde todos los usuarios transmiten en el mismo ancho de banda y por ello en el receptor ya hay una considerable cantidad de interferencias entre usuarios tanto en la misma célula como en células vecinas. En la última evolución del UTRA que se basa en la tecnología OFDM y sus variantes (por ejemplo FDMA de portadora única) hay una necesidad de abordar este problema.

En el contexto de la normalización 3GPP de la interfaz por aire UTRA evolucionada, se propone el modo de acceso FDMA de Portadora Única para la dirección del enlace ascendente de la transmisión. Para evitar la interferencia entre células vecinas en tales sistemas, hay una necesidad de coordinación de las frecuencias que se asignan a células adyacentes. En estos sistemas, se genera interferencia entre usuarios de células adyacentes, concretamente entre usuarios en los límites de las células adyacentes que transmiten con alta potencia de transmisión. Así, hay una posibilidad de que estos usuarios transmitan sus señales a las estaciones base adyacentes (Nodos B) y que

creen interferencias.

La Figura 1 ilustra un sistema en donde las técnicas de gestión de interferencias se basan en la separación de las bandas de frecuencia a usar dentro de cada sector. Por ejemplo, tal como se ilustra, se supone que una célula única se divide en 3 sectores. Cada célula contiene un emplazamiento de estación base (Nodo B) con tres antenas transmisoras direccionales, con el haz de las antenas apuntando al centro de cada sector. El inconveniente de estas técnicas de gestión de interferencias es que el denominado factor de reutilización de frecuencias es mayor que 1. Esto significa que dentro de una célula dada, no se utilizan todas las bandas de frecuencias disponibles.

La Figura 2 ilustra la interferencia entre vecinos en un sistema celular basado en la tecnología FDMA de portadora única. Cuando los equipos de usuario (UE) en todos los bordes de célula se asignan a las mismas bandas de frecuencia (o subportadoras), hay una alta probabilidad de interferencia entre células vecinas.

En el contexto de la estandarización de la interfaz por aire del FDMA de portadora única dentro del 3GPP, estas técnicas de coordinación de interferencias han ido más allá. Por ejemplo, una proposición es la separación de cada sector en un número N de zonas. Dentro de cada zona se asigna un número de bandas de frecuencia. Por consiguiente, los equipos de usuario, denominados como UE, localizados dentro de una zona dada, sólo pueden obtener recursos, es decir bandas de frecuencias, que estén asignados a esta zona (véase por ejemplo R1-060711, “Text proposal for TR25.814, Section 9.1.2.7”, Ericsson, febrero de 2006, Denver, EE.UU., 3GPP RAN1). Como resultado, todas las bandas de frecuencia disponibles en el sistema se usan en cada sector del sistema, es decir, el factor de reutilización de frecuencias es igual a 1. En consecuencia, se utilizan completamente todas las bandas de frecuencia que están disponibles en el sistema.

Se podrían utilizar varios criterios para la definición de zonas. Uno de ellos es el debilitamiento medio de propagación que define los bordes de las zonas. En este sentido, algunas contribuciones dentro del 3GPP han ido describiendo tales esquemas. La intención de tales contribuciones es separar las frecuencias que utilizan los UE en las zonas cercanas al nodo B (zona “interior”), de las que se usan por los UE en los bordes de las células. Algunas contribuciones sugieren que esta separación de zonas sea fija, o casi fija, por lo tanto no cambiante. Lo que no se describe en estas contribuciones es cómo se pueden reconfigurar estas zonas en respuesta a variaciones en los parámetros de rendimiento del sistema. Más aún, estas contribuciones no definen cuáles son los parámetros que se han de intercambiar entre los Nodos B y el gestor de recursos de radio para reconfigurar las zonas y la asignación de bandas de frecuencias en ellas.

Huawei, Ritt: “Some clarification on Soft Frequency Reuse Scheme” R1060545, 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #44, Denver, EE.UU., 13 al 17 de febrero de 2006, describe un mecanismo de separación de usuarios en una célula en dos categorías, concretamente usuarios de bordes de células (CEU) y usuarios del centro de células (CCU) de acuerdo con una métrica de suma, por ejemplo el factor de geometría del UE. Sugiere que la separación de los usuarios debería basarse en el criterio de geometría.

El objeto de la presente invención es proporcionar una contramedida eficaz a las interferencias entre células vecinas en un sistema de comunicaciones móviles celular.

Este objeto se resuelve mediante un método y estación base como se define mediante las materias sujeto de las reivindicaciones independientes.

Subyacente a la presente invención es la observación de que el escalado de los sectores en las zonas se realiza convencionalmente en una forma estática o por lo menos semiestática, es decir no cambia variablemente dependiendo de los parámetros del sistema. El método de acuerdo con la presente invención proporciona la ventaja de que el tamaño de zona se puede reconfigurar en base a un parámetro de la gestión de recursos de radio, por ejemplo, el de un valor de histéresis usado para decisiones de traspaso. En consecuencia, una alteración del tamaño de la zona proporciona el beneficio de reducir la interferencia y a la vez permite la mejora de la capacidad del sistema y suaviza los picos de carga impuestos a las células individuales.

Dicho parámetro se puede actualizar preferiblemente de modo periódico por un gestor de recursos de radio, por ejemplo, el valor de histéresis usado para las decisiones de traspaso se actualiza cuando la carga de ciertas células del sistema de comunicación está cambiando. Por ello, la actualización del tamaño de la zona tras un cambio en un parámetro de la gestión de recursos de radio se puede ver como una adaptación de la técnica de coordinación de interferencias a las variaciones en el sistema.

De acuerdo con una realización preferida, el parámetro de recursos de radio se actualiza dinámicamente por un gestor de recursos de radio que está a cargo de la asignación de los recursos de radio. Por ello, los recursos de radio se pueden distribuir de modo más eficiente y de una forma equilibrada dependiendo de las condiciones reales del tráfico o de la carga de la célula.

De acuerdo con una realización preferida adicional, el parámetro de gestión de recursos de radio se hace dependiente del debilitamiento de propagación. De esta forma, el tamaño de la zona tiene una relación proporcional al debilitamiento de propagación debido al desvanecimiento y a la interferencia producida por otros usuarios. Debido a la proporcionalidad entre el tamaño de la zona interior y el valor del desplazamiento, se puede reducir de modo efectivo la interferencia de los usuarios con las células vecinas.

De acuerdo con una realización preferida, un sector se separa en una zona interior y al menos dos zonas exteriores situadas en los bordes de la célula y el tamaño de la zona interior se determina mediante una relación entre el máximo debilitamiento de propagación de la célula que es un parámetro de planificación de la red y un valor de desplazamiento.

En una realización...

1. Un método para la reconfiguración de zonas de un sector de célula en un sistema de comunicaciones móviles celulares que emplea un esquema de acceso múltiple por división de frecuencia que comprende las etapas de:

la separación de un sector de célula en zonas de un tamaño predeterminado; la asignación de recursos de radio a los usuarios situados en las zonas y la alteración del tamaño de zona predeterminado tras un cambio en un parámetro de la gestión de recursos de radio, en el que un sector se separa en una zona exterior y dos zonas exteriores situadas en los bordes de la célula, caracterizado por que el método comprende además la etapa de:

la determinación (120) mediante una relación entre el debilitamiento máximo de propagación de la célula, que es un parámetro de planificación de la red y un valor de desplazamiento, del tamaño de la zona interior, en el que el tamaño de la zona interior depende del debilitamiento de propagación, y en el que el valor de desplazamiento es proporcional a un valor usado para una decisión de traspaso de un usuario desde una célula a otra célula y se actualiza dinámicamente por el gestor de recursos de radio debido a las variaciones del tráfico o la carga de la célula (130).

2. El método de la reivindicación 1, en el que el parámetro de recursos de radio se actualiza dinámicamente por un gestor de los recursos de radio a cargo de la asignación de los recursos de radio.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que los recursos de radio incluyen una pluralidad de subportadoras de frecuencia en un sistema de comunicaciones FDMA de portadora única.

4. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además la etapa de obtener el debilitamiento medio de propagación

para todos los usuarios activos en la célula y el uso del debilitamiento medio de propagación como un parámetro para el ajuste del tamaño de zona.

5. Una estación base de un sistema de comunicaciones móviles celular adaptada para realizar el método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4.