Controlador de red radio y método para seleccionar una tecnología de transmisión para una conexión HSDPA.

La presente invención da a conocer un método para seleccionar una tecnología de transmisión (MIMO o no MIMO) para una conexión HSDPA establecida entre un RNC y un UE dependiendo de la movilidad de dicho UE, medida en el RNC como variaciones de la posición del UE. Entonces, si la conexión está establecida con tecnología HSDPA MIMO y las variaciones de posición superan un primer umbral predefinido, la conexión se conmuta a una tecnología HSDPA no MIMO. También, si la conexión está establecida con tecnología HSDPA no MIMO y las variaciones de posición están por debajo de un segundo umbral predefinido, la conexión se conmuta a tecnología HSDPA MIMO.

Controlador de red radio y método para seleccionar una tecnología de transmisión para una conexión HSDPA.

Campo de la invención

La presente invención tiene su aplicación en el sector de las telecomunicaciones y, especialmente, en el ámbito industrial dedicado a proporcionar redes de acceso radio (RAN) con elementos de infraestructuras celulares tales como controladores de red radio (RNC) y estaciones base (nodos B) para sistemas de comunicaciones inalámbricas.

Más específicamente, se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricas que soportan variantes tanto MIMO como no MIMO de tecnologías HSDPA.

Antecedentes de la invención - Técnica relacionada

HSDPA (acceso de paquetes de alta velocidad en enlace descendente, del inglés, "High Speed Downlink Packet Access") es un servicio de datos basado en paquetes en los sistemas W-CDMA (acceso múltiple por división de código de banda ancha, del inglés "Wideband Code División Multiple Access") de 3ª generación, que proporciona transmisión de datos a alta velocidad (con diferentes tasas de descarga según la etapa de tecnología HSDPA, por ejemplo 7,2/10,8/16,2/21,6/28,8 Mbps sobre un ancho de banda de 5 MHz) para soportar servicios multimedia.

Para alcanzar las tasas de transmisión pico más altas (hasta 21,6 ó 28,8 Mbps con la 3GPP Release), se usa en HSDPA la característica MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas, del inglés "Multiple Input Multiple Output"), en la que se implementan múltiples antenas tanto en la estación base (nodo B) como en los terminales móviles (UE: equipo de usuario, del inglés "User Equipment"). La característica MIMO básica según se ha normalizado en 3GPP, Release 7, se basa en dos antenas de transmisor (en el nodo B) y dos antenas de receptor (en el UE). En el transmisor, los datos transmitidos se dividen en dos flujos de datos y se transmiten a través de las dos antenas usando el mismo recurso de radio (mismo tiempo, es decir, intervalo de tiempo de transmisión y códigos HSDPA). Los dos flujos de datos se recuperan por el UE a partir de las señales recibidas a través de sus dos antenas (diversidad de Rx). Por tanto, la característica MIMO necesita soporte tanto en terminales habilitados para MIMO como en la red. Con el fin de implantar MIMO, se requieren dos amplificadores de potencia por sector (uno para cada una de las dos antenas). Para no usar una portadora entera sólo para MIMO (5 Mhz), es más eficaz y práctico compartir la misma portadora que los dispositivos no MIMO, por ejemplo terminales legados HSDPA para utilizar toda la capacidad disponible.

La tecnología MIMO es un paso importante en la evolución de HSDPA, puesto que proporciona mayores tasas de transmisión de datos en enlace descendente, al tiempo que mejora adicionalmente la eficiencia espectral.

Sin embargo, se ha mostrado que el rendimiento de MIMO, en su totalidad, empeora considerablemente cuando el usuario (es decir, el dispositivo MIMO) no es estático, siendo este efecto mucho más significativo que lo que podría observarse en un dispositivo legado HSDPA en un escenario no estático similar. Este fenómeno se debe a las características de lazo cerrado de la tecnología MIMO y su alta sensibilidad a cambios en la correlación entre los canales MIMO que resultan de la propagación en el canal móvil. El mecanismo de lazo cerrado usado en MIMO consiste en adaptar un conjunto de pesos codificados previamente usados por el nodo B para que la transmisión de doble flujo sea satisfactoria, basados en pesos recomendados realimentados por el UE. Este empeoramiento del rendimiento significa tasas de transmisión de bits inferiores para una conexión dada, socavando en algunos casos las ventajas de MIMO sobre HSDPA (no MIMO).

Por tanto, en escenarios con usuarios tanto estáticos como en movimiento, los sistemas que usan tecnologías MIMO siempre que sea posible pierden eficiencia debido a los problemas descritos para UEs que utilizan tecnología MIMO en movimiento.

Sumario de la invención

La presente invención resuelve los problemas anteriormente mencionados dando a conocer un método que elige de manera dinámica entre tecnologías HSDPA MIMO y no MIMO de manera individual para cada equipo de usuario (UE) conectado a un controlador de red radio (RNC), dependiendo de variaciones de posición del UE, medidas en el RNC.

Si está usándose tecnología HSDPA MIMO para la conexión con un UE, y el RNC detecta que dicho UE está actualmente en movimiento a una velocidad que perjudica el rendimiento MIMO, el RNC conmuta la conexión a HSDPA no MIMO. Esto se consigue, si la conexión está establecida mediante tecnología HSDPA MIMO, comparando las variaciones de posición del UE con al menos un primer umbral predefinido. Entonces, si la conexión está establecida mediante tecnología HSDPA MIMO y las variaciones de posición del UE superan el al menos primer umbral predefinido, el RNC conmuta la conexión a tecnología HSDPA no MIMO.

También, si está usándose tecnología HSDPA no MIMO para la conexión con el UE, y el RNC detecta que la posición de dicho UE es suficientemente estática para permitir un buen rendimiento MIMO, el RNC conmuta la conexión a HSDPA MIMO. Esto se consigue, si la conexión está establecida mediante tecnología HSDPA no MIMO, comparando las variaciones de posición del UE con un segundo umbral predefinido. Entonces, si la conexión está establecida mediante tecnología HSDPA no MIMO y las variaciones de posición del UE están por debajo del segundo umbral predefinido, el RNC conmuta la conexión a tecnología HSDPA MIMO.

Preferiblemente, para medir las variaciones de posición del UE, se usa una o ambas de las siguientes fuentes de información:

- número de cambios de celda del UE, es decir, el número de veces que cambia la celda que da servicio al UE. Puesto que estos cambios se activan por eventos según la posición del UE, proporcionan una estimación aproximada de la movilidad del UE (es decir, si el UE es estático o está en movimiento).

- Tiempo de retardo de ida y vuelta (RTT, del inglés "Round Trip delay Time"), medido por una estación base servidora y del que se informa periódicamente al RNC. El RTT representa el tiempo que necesita una señal para transmitirse desde la estación base al UE y para transmitirse de vuelta desde el UE a la estación base, proporcionando así información sobre la distancia entre la estación base y el UE. Las variaciones en la distancia entre la estación base y el UE significan variaciones en la posición del UE y, por tanto, una mayor movilidad del UE. Preferiblemente, las mediciones de RTT se filtran para evitar que efectos transitorios (por ejemplo, desvanecimiento instantáneo) se interpreten como movimiento del UE. Este filtro sirve adicionalmente como una forma de reducción del impacto de posibles imprecisiones en las mediciones de RTT.

En otro aspecto de la invención, se presenta un controlador de red radio que está configurado para realizar el método descrito. Con este fin, el RNC es capaz de establecer una conexión con un UE, en la que tanto el RNC como el UE pueden soportar tecnologías HSDPA MIMO y no MIMO. El controlador de red radio comprende:

- medios de medición configurados para medir variaciones de posición del UE.

- Medios de comparación configurados para comparar las variaciones de posición del UE con un primer o un segundo umbral, dependiendo de la tecnología usada para la conexión según se describe para el método de la invención.

- Medios de conmutación configurados para conmutar la tecnología de la invención según los resultados de la comparación, según se describe para el método de la invención.

Una ventaja principal de la presente invención es que permite sintonizar redes implantadas con capacidades MIMO para escenarios en los que están presentes usuarios tanto estáticos como en movimiento, proporcionando una calidad servidora optimizada a ambos.

Breve descripción de los dibujos

Con el fin de ayudar a entender las características de la invención, según una realización práctica preferida de la misma y para complementar esta descripción, se adjuntan las siguientes figuras como parte integrante de la misma, que tienen un carácter ilustrativo y no limitativo:

la figura 1 muestra un diagrama de flujo de una realización preferida del método de la invención.

La figura 2 muestra con más detalle el proceso de medir e informar del RTT de una conexión, así como el proceso de conmutar la tecnología...

1. Método para seleccionar una tecnología de transmisión para una conexión HSDPA establecida entre un controlador de red radio y un equipo de usuario, teniendo el equipo de usuario una estación base servidora y una celda servidora asignada, donde tanto el controlador de red radio como el equipo de usuario soportan tanto tecnología HSDPA MIMO como tecnología HSDPA no MIMO, caracterizado porque el método comprende las etapas de:

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas (i) a (iii) se realizan periódicamente durante la conexión.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (i) comprende medir un número de veces que la celda servidora asignada del equipo de usuario cambia durante un periodo de tiempo.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (i) comprende usar información de variaciones de tiempo de retardo de ida y vuelta de la conexión para medir las variaciones de posición del equipo de usuario, informando la la estación base servidora de dicho tiempo de retardo de ida y vuelta periódicamente al controlador de red radio.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado porque la información de variaciones de tiempo de retardo de ida y vuelta se filtra mediante el controlador de red radio usando un filtro para eliminar efectos transitorios.

6. Controlador de red radio en una red radio capaz de establecer una conexión con al menos un equipo de usuario y asignar una estación base servidora y una celda servidora al equipo de usuario, en el que tanto el controlador de red radio como el equipo de usuario soportan tanto tecnología HSDPA MIMO como tecnología HSDPA no MIMO, caracterizado porque el controlador de red radio comprende:

- medios de medición configurados para medir variaciones de posición del equipo de usuario;

- medios de comparación configurados para: