Diversidad de transmisión multiportadora en UTRAN para HSPA, que comprende una unidad de banda base y una unidad de radio remota de un nodo B configurado para recibir un flujo de datos desde un RNC,

y generar N flujos de datos codificados y señales de salida RF para la transmisión de enlace descendente sobre N antenas; donde la unidad de radio remota transmite las N señales de salida de RF utilizando diversidad de transmisión sobre diferentes frecuencias de portadora. La unidad de radio remota puede transmitir cada flujo de datos codificados con STTD sobre diferentes portadoras de frecuencia, o transmitir un flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora f1 y el segundo flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia diferente, f2. La unidad de banda base puede transmitir, utilizando procesamiento MIMO, los N flujos de datos MIMO sobre portadoras de diferentes frecuencia.

Diversidad de transmisión multiportadora en UTRAN para HSDPA.

Campo de la invención La presente invención pertenece al campo de las telecomunicaciones móviles, y más en concreto a un sistema HSPA UTRAN con diversidad de transmisión multiportadora.

Antecedentes de la invención Debido al crecimiento del tráfico, especialmente en términos del tráfico de datos por conmutación de paquetes, y a la limitada potencia disponible en cada nodo B, en las redes HSPA se requiere cada vez más características para maximizar el rendimiento de la potencia así como la cobertura de la velocidad de transmisión de datos.

En las actuales redes HSPA hay una serie de características de diversidad de transmisión disponibles para mejorar el funcionamiento de HSPA. En concreto, la diversidad de transmisión en bucle abierto (diversidad de transmisión espacio-temporal) está disponible para canales comunes, canales dedicados (por ejemplo para voz) , así como en HSDPA. Esta diversidad de transmisión se utiliza con una codificación diferente en cada bifurcación de transmisión y utilizando la misma portadora, es decir, en una forma de diversidad de transmisión espacio-temporal. Uno de los aspectos clave de esta característica es que, siendo aplicable a todos los canales (excepto MIMO) , es una técnica eficiente para equilibrar la potencia entre los dos amplificadores de potencia, por ejemplo cuando se introduce MIMO en una red HSPA.

Las necesidades de capacidad y cobertura hacen que los operadores desplieguen múltiples portadoras dentro de la misma banda, o portadoras en bandas diferentes. Para explotar eficientemente los recursos de la red de radio, se requiere que la transmisión de datos con multiportadora a los usuarios sea capaz de asignar flexiblemente todos los recursos del espectro a un solo usuario, cuando estén disponibles. Como para el modo clásico de una sola portadora, el uso de técnicas de diversidad de transmisión y MIMO está disponible también en el modo multiportadora en redes HSPA (ejemplo: actualización a multiportadora en sitios HSPA con MIMO/diversidad Tx) .

El problema es que cuando se utiliza MIMO y diversidad Tx en modo multiportadora, las ganancias en la diversidad Tx de frecuencias no se explotan debido a que la diversidad Tx y MIMO se aplican por separado en una base por portadora. En otras palabras, se envía flujo de datos separados en cada portadora.

La figura 1 muestra una típica estructura de nodo B, que comprende una unidad de banda base (BBU) , una unidad de radio remota (RRU) y una antena (típicamente una de polarización cruzada con al menos 2 puertos de transmisión) .

Actualmente hay disponibles diferentes soluciones de diversidad Tx multiportadora, que están incluidas en los estándares 3GPP:

(A) -Transmisión clásica con una sola antena en 3G (sin diversidad) : con esta solución, hay un solo flujo de datos enviados que utiliza un solo puerto de antena Tx en una frecuencia independiente (véase la figura 2) , de modo que para conseguir un rendimiento de X kpbs para un usuario dado, se requiere una potencia P1 en el amplificador de potencia (véase la figura 5) , donde P es la potencia total del amplificador de potencia.

(B) -Diversidad de Transmisión Espacio Temporal (STTD, Space Time Transmit Diversity) : con esta solución, hay un solo flujo de datos (flujo de datos #1) enviado utilizando dos puertos de antena Tx en la misma frecuencia (véase la figura 3) , de modo que la potencia necesaria para conseguir X kpbs para un usuario dado, es de P1-3dB-GTXDIV por cada amplificador de potencia (P1 es la potencia para obtener X kpbs por usuario, en transmisión clásica de una sola antena, y GTXDIV es la ganancia de diversidad de Tx (STTD) , puesto que la potencia se divide entre dos amplificadores de potencia, y hay una ganancia debida a la diversidad Tx (véase la figura 5) .

(C) -Transmisión con una sola portadora MIMO en 3G: con esta solución, hay dos flujos de datos (flujo de datos #1 y flujo de datos #2) , cada una de estos dividido en 2 ramas, de modo que una rama de cada flujo, una vez asignada al peso de fase relevante, puede combinarse en la misma antena (véase la figura 4) , de modo que la potencia necesaria para conseguir X kpbs para un usuario dado es de P1-3dB-GMIMO única portadora (GMIMO ´

UNICA PORTADORA es la ganancia de la única portadora MIMO) por amplificador de potencia, de modo que con esta solución reducimos la potencia consumida para ofrecer X kpbs a un usuario (véase la figura 5) .

La presente invención proporciona dos soluciones consistentes en:

I) Diversidad de transmisión espacio-temporal multiportadora para usuarios HSPA y R99.

II) Transmisión de doble portadora en MIMO con doble flujo multiportadora para usuarios MIMO HSPA.

La presente invención proporciona las siguientes ventajas con respecto al estado del arte:

- La posibilidad de mejorar la capacidad de la red y el caudal por usuario sin inversiones adicionales.

- Mejor gestión del tráfico de carga, puesto que equilibra el tráfico de datos entre portadoras y reduce la cantidad de potencia requerida por portadora.

Es bien conocido el uso frecuente de abreviaturas y acrónimos en el campo de la telefonía móvil. A continuación se proporciona un glosario de acrónimos/términos utilizados a lo largo de la presente especificación:

Descripción de la invención De acuerdo con un aspecto la presente invención, se proporciona una diversidad de transmisión multiportadora en UTRAN para HSPA. La mencionada diversidad de transmisión multiportadora comprende una unidad de banda base y una unidad de radio remota de un nodo B configurado para recibir al menos un flujo de datos desde un RNC y a continuación generar una pluralidad N de flujos de datos codificados y correspondientes señales de salida de RF para transmisión de enlace descendente sobre N antenas. La unidad de radio remota está configurada para transmitir las N señales de salida de RF utilizando diversidad de transmisión sobre frecuencias de portadora diferentes.

La unidad de banda base del nodo B está configurada preferentemente para recibir un flujo de datos procedente del RNC y generar dos flujos de datos codificados con STTD.

En una realización preferida, la unidad de radio remota está configurada para transmitir cada flujo de datos codificados con STTD sobre M diferentes portadoras de frecuencia.

En otra realización preferida, la unidad de radio remota está configurada para transmitir un flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia a la frecuencia f1, y el segundo flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia diferente, a la frecuencia f2.

En otra realización preferida, la unidad de banda base del nodo B está configurada para recibir un flujo de datos procedente del RNC y para transmitir, utilizando procesamiento de banda base MIMO, los N flujos de datos MIMO sobre M diferentes portadoras de frecuencias. M, el número de diferentes portadoras de frecuencia utilizadas en el proceso de transmisión, es preferentemente 2 (la portadora de primera frecuencia a la frecuencia f1, y la portadora de la segunda frecuencia a la frecuencia f2) . N, el número de antenas y flujos de datos utilizados, es también preferentemente de 2.

La diversidad de transmisión multiportadora puede comprender además las N antenas para transmitir las N señales de salida de RF.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona una diversidad de recepción multiportadora en terminal móvil para HSPA, que comprende:

- una pluralidad de receptores, comprendiendo cada uno:

• un sistema de antenas para obtener una señal de RF;

• un módulo frontal de RF;

• medios de desmodulación;

•...

1. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora UTRAN para HSPA, que comprende una unidad de banda base y una unidad de radio remota de un nodo B configurado para recibir al menos un flujo de datos desde un RNC y posteriormente generar una pluralidad N de flujos de datos codificados y señales correspondientes de salida de RF para transmisión de enlace descendente sobre N antenas;

caracterizada porque la unidad de radio remota está configurada para transmitir las N señales de salida de RF utilizando diversidad de transmisión sobre diferentes frecuencias de portadora.

2. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora acorde con la reivindicación 1, en la que la unidad de banda base del nodo B está configurada para recibir un flujo de datos desde el RNC y generar dos flujos de datos codificados con STTD, y en la que la unidad de radio remota está configurada para transmitir cada flujo de datos codificados con STTD sobre M diferentes portadoras de frecuencia.

3. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora acorde con la reivindicación 1, en la que la unidad de banda base del nodo B está configurada para recibir un flujo de datos desde el RNC y generar dos flujos datos codificados con STTD, y en la que la unidad de radio remota está configurada para transmitir un flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia a la frecuencia f1, y el segundo flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia diferente, a la frecuencia f2.

4. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora acorde con la reivindicación 1, en la que la unidad de banda base del nodo B está configurada para recibir un flujo de datos desde el RNC y para transmitir, utilizando procesamiento de banda base MIMO, los N flujos de datos MIMO sobre M diferentes portadoras de frecuencia.

5. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora acorde con la reivindicación 4, en la que M es 2, con la primera portadora de frecuencia a la frecuencia f1 y la segunda portadora de frecuencia a la frecuencia f2.

6. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora acorde con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la queNes2.

7. Sistema con diversidad de transmisión multiportadora acorde con cualquiera de las reivindicaciones previas, que comprende una pluralidad N de antenas para transmitir las N señales de salida de RF.

8. Sistema con diversidad de recepción multiportadora en terminal móvil para HSPA, que comprende: -una pluralidad de receptores, comprendiendo cada uno:

• un sistema de antena para obtener una señal de RF;

• un módulo frontal de RF;

• medios de desmodulación;

• medios de descodificación STTD;

• un módulo RLC para obtener el flujo de datos contenido en la señal de RF; caracterizado porque la pluralidad de receptores están sincronizados a frecuencias diferentes.

9. Sistema con diversidad de recepción multiportadora acorde con la reivindicación 8, que comprende dos receptores de RF donde las señales se combinan al nivel del RLC.

10. Terminal móvil que comprende el sistema con diversidad de recepción multiportadora acorde con cualquiera de las reivindicaciones 8-9.

11. Terminal móvil MIMO multiportadora para HSPA, que comprende: -una pluralidad de receptores, comprendiendo cada uno:

• un sistema de antena para obtener una señal de RF;

• un módulo frontal de RF;

• medio de desmodulación;

• medios de descodificador MIMO para desmodular los flujos simple o doble; caracterizado porque la pluralidad de receptores están sincronizados a M frecuencias diferentes cada uno.

12. Método para transmisión multiportadora HSPA en UTRAN, que comprende: -recibir en una unidad de banda base de un nodo B, al menos un flujo de datos; -obtener una pluralidad N de flujos de datos codificados; -recibir en una unidad de radio remota del mencionado nodo B, los N flujos de datos codificados; -transmitir N señales de salida de RF;

caracterizado porque las N señales de salida de RF son transmitidas utilizando diversidad TX sobre diferentes frecuencias.

13. Método acorde con la reivindicación 12, que comprende recibir un flujo de datos desde el RNC, generar dos flujos de datos codificados con STTD y transmitir cada flujo de datos codificados con STTD sobre M diferentes portadoras de frecuencia.

14. Método acorde con la reivindicación 12, que comprende recibir un flujo de datos desde el RNC, generar dos flujos de datos codificados con STTD y transmitir un flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia a la frecuencia f1, y el segundo flujo de datos codificados con STTD sobre una portadora de frecuencia diferente, a la frecuencia f2.

15. Método acorde con la reivindicación 12, que comprende recibir un flujo de datos desde el RNC y transmitir, utilizando procesamiento de banda base MIMO, los N flujos de datos MIMO sobre M diferentes portadoras de frecuencia.

OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPANA

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. H04B7106 (2006.01)

21 N.o solicitud: 200930703 22 Fecha de presentación de la solicitud: 18.09.2009 32 Fecha de prioridad:

DOCUMENTOS RELEVANTES

2. 29 abril 2009. doi: 10.1109/VETECS.2009.5073693. Y WO 2008033089 A2 (TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON) 20.03.2008, 1pagina 1, line.

19. pagina 4, linea 3. A US 2004048635 A1 (GOLDBERG) 11.03.2004, 1parrafos [0003-0004]; figura 1. Categoria de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoria A: refleja el estado de la tecnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado despues de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado º para todas las reivindicaciones º para las reivindicaciones no: Fecha de realización del informe 02.08.2011 Examinador M. Alvarez Moreno Pagina 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TECNICA

No de solicitud: 200930703

Documentación minima buscada (sistema de clasificación seguido de los simbolos de clasificación) H04B Bases de datos electrónicas consultadas durante la busqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, terminos de busqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, INSPEC

Informe del Estado de la Tecnica Pagina 2/4

OPINION ESCRITA

No de solicitud: 200930703

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 02.08.2011

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y tecnico de la solicitud (Articulo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Tecnica Pagina 3/4

OPINION ESCRITA

No de solicitud: 200930703

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionanlos documentos pertenecientes al estado de la tecnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. 29 abril 2009. doi: 10.1109/VETECS.2009.5073693. D02 WO 2008033089 A2 (TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON) 20.03.2008 D03 US 2004048635 A1 (GOLDBERG) 11.03.2004

2. Declaración motivada segun los articulos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración El documento D03 se cita unicamente a efectos de mostrar el estado del arte. La figura 1, y los parrafos 0003 y 0004 muestra un sistema tipico de comunicaciones inalambricas, donde la red UTRAN esta formada por 1 o varios RNC y varios nodos B, comunicandose estos ultimos con los UE. Los datos que llegan desde los RNC con destino hacia los UE, son tratados por los nodos B.

El documento D01, muestra (pagina 1, linea.

19. pagina 4, linea 3) que ya es ampliamente conocida la utilización de diversidad en los sistemas WCDMA, tanto STTD como MIMO. Esto significa que la estación base (nodo B) , recibe un flujo de datos, lo procesa (procesamiento STTD o MIMO) y genera una pluralidad de flujos para su transmisión, a traves de las diversas antenas, hacia los UE.

El documentoD02 muestra las caracteristicas introducidas en las nuevas versiones del estandar 3GPP (Release 7 y Release 8) . En el apartado I (Introduction) destaca la incorporación de operación multiportadora (Dual-Cell HSPDA) en el enlace descendente. El documento matiza que se entiende por multiportadora la utilización agregada de p ortadoras de 5MHz.

Reivindicaciones 1-7, 12-15

STTD o MIMO no limitan la frecuencia utilizada por las diversas portadoras. Estas limitaciones son unicamente debidas a la disponibilidad o no del equipamiento apropiado en equipo transmisor. El documento D02 muestra que hasta ahora los distintos estandares 3GPP restringianel funcionamiento a la utilización de una unica banda de frecuencias. Pero en la evolución actual (apartado II. Evolution of Multi-Carrier HSPA) , amplian la operación sobre multiples bandas de frecuencias. El documento D02 (apartado IV. Multi-Carrier HSDPA Performance) resalta que anteriormente el sistema unicamente podia servir a un usuario en una unica portadora, pero con la evolución actual puede realizar transmisiones simultaneas sobre N portadoras a cada usuario; para lo cual deben disponer de la pluralidad de antenas apropiada. La utilización de diversidad utilizando diferentes frecuencias portadoras, tanto para STTD como para MIMO, se deriva de la lectura de los documentos D01 y D02. Las reivindicaciones 1 a 7 y 12 a 15 carecen de actividad inventiva segun el articulo 8 de la Ley de Patentes.

Reivindicaciones 8-11

El doc umento D 02 m uestra que c on l as nuev as capacidades Multiportadora, los nuevos receptores (apartado I II.B.1 Terminal architecture, figura 2) deben disponer de multiples cadenas de RF para operar a frecuencias distintas, estando sincronizadas cada una a la frecuencia apropiada. Las reivindicaciones 8 a 11 carecen de actividad inventiva segun el articulo 8 de la Ley de Patentes.

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