Procedimiento de gestión de los recursos de transmisión en una red de comunicación celular (41) que incluye una pluralidad de células (421,

422, 423) asociadas cada una a una estación de base (431, 432, 433), incluyendo dicha red al menos dos terminales de radiocomunicación (M1, M2, M3, M4, M5), una lista (L) de formatos de transporte disponibles, estando asociada dicha lista autorizada a cada uno de dichos terminales;

caracterizado porque dicho procedimiento incluye una etapa de optimización de recursos en frecuencia utilizados por dichos terminales presentes en dicha red, incluyendo sub-etapas de:

- selección de un formato de transporte específico para cada uno de dichos terminales entre una lista reducida (S) de formatos de transporte, determinándose una lista reducida para cada uno de dichos terminales, y extracción de la lista autorizada asociada al mencionado terminal, y

- afectación de una banda de frecuencia a cada uno de dichos terminales, dimensionada en función del formato de transporte seleccionado.

Gestión de los recursos de transmisión en una red de comunicación celular

5 1. Ámbito de la invención

El ámbito de la invención es el de las comunicaciones digitales, y concretamente de las radiocomunicaciones.

Más precisamente, la invención se refiere a la transmisión de señales que ejecutan una modulación de tipo OFDM (en inglés "orthogonal frequency division multiplexing", en español "multiplexado por distribución ortogonal de la frecuencia") , en particular en el marco de sistemas de acceso múltiples que utilizan una tecnología de acceso de tipo OFDMA (en inglés "orthogonal frequency division multiplexing access") .

Aún más precisamente, la invención se refiere a la gestión de los recursos de transmisión en una red de comunicación celular para comunicaciones en vía ascendente, es decir, desde un terminal de radiocomunicación hacia una estación de base.

Se entiende concretamente por terminal un aparato móvil del tipo radioteléfono, PDA (en inglés "Personal Digital Assistant", en español "asistente digital personal") , ordenador portátil, etc.

2. Arte previo

En aras de la claridad, se define a continuación en relación con la figura 1 la terminología utilizada en el transcurso de la descripción, y concretamente el concepto de "unidades de recurso" en una trama OFDM.

Más precisamente, el eje horizontal 11 define los índices temporales de los símbolos OFDM (tiempo de símbolo) , y el eje vertical 12 define los índices frecuenciales de los símbolos OFDM (subportadoras) . Un símbolo de tiempofrecuencia corresponde pues a un tiempo de símbolo dado 111 para una subportadora dada 121, y una unidad de recurso 13 corresponde a un conjunto de símbolos de tiempo-frecuencia.

Así pues, la figura 1 ilustra una representación de las unidades de recurso (también denominadas "URs") en una trama de tiempo-frecuencia OFDM, estando localizadas en frecuencia estas unidades de recurso, es decir utilizan subportadoras adyacentes. En efecto, se recuerda que las URs pueden estar repartidas o localizadas en frecuencia, y utilizar toda una trama en tiempo o no.

Más precisamente, se considera una red móvil de tipo OFDM (por ejemplo una red WIMAX ("Worlwide Inter-Operability for Microwave Access") , para la cual se predefinió un reparto de tiempo-frecuencia en unidades de recurso separadas. Una red de este tipo se presenta concretamente en el documento "Part16: Air Interface For Fixed Broadband Wireless Access Systems", IEEE Computer Society, octubre de 2004, y corresponde a un sistema de comunicación de corta duración basado en una capa física OFDM tal como se describe en el documento "Physical layer aspects for evolved Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) ", 3GPP Technical Specification Group Radio Access Network (R7) , 3GPP TR25814 v7.0.0 (junio de 2006) .

Se considera también una red celular que comprende al menos una estación de base y varios terminales móviles 45 asociados a la o las estaciones de base, teniendo cada uno de estos terminales una potencia de transmisión limitada y pretendiendo varios de estos terminales transmitir datos en el mismo momento.

Las técnicas actuales de asignación de los recursos pretenden optimizar las transmisiones de datos en vía ascendente jugando con los siguientes parámetros:

- el número de unidades de recurso,

- el tipo de modulación y de codificación (también denominado MCS, por "Modulation and Coding scheme") ,

- la potencia de transmisión asignada a las URs;

55. la posición de las URs en la trama de tiempo-frecuencia, con el fin de maximizar la capacidad celular del sistema.

Clásicamente, estas técnicas del arte previo se basan en la división entre los distintos terminales de la red (también llamados móviles) del recurso en tiempo y en frecuencia. Así pues, los móviles suben regularmente, a la estación de base que se les asocia, información relativa a la calidad de su canal de propagación y sus necesidades de caudal. Una estación de base también puede hacer ella misma mediciones de calidad de radio sobre el vínculo ascendente, 65 y utilizar el conjunto de informaciones anteriores para elegir el número, la posición y la potencia de transmisión de las unidades de recurso en la trama de tiempo-frecuencia. La estación de base deduce a continuación los esquemas de transporte asociados a cada móvil, en función del tipo de modulación y de codificación (MCS) elegido, es decir, siguiendo el principio de adaptación de modulación y de codificación (en inglés "link adaptation") .

Regularmente, la estación de base transmite a los móviles presentes en la célula que gestiona su elección para los 5 parámetros de transmisión. Los móviles pueden entonces transmitir datos respetando la asignación fijada por la estación de base de la que dependen.

Más precisamente, se considera que existe una lista de formatos de transporte soportados por móvil, es decir, que se pueden transmitir por un móvil, definiendo un formato de transporte como la combinación de un tipo de modulación y de un tasa de codificación (MCS) con un número fijo de unidades de recurso, al cual corresponde pues un número de bites de información (tras descodificación) . Tal lista de formatos de transporte soportados por un móvil se llama también lista autorizada.

Considerando una lista de formatos de transporte soportados por un móvil, y una elección del tamaño de la banda de frecuencia utilizada por el móvil, es así posible determinar una sub-lista de formatos de transporte que el móvil puede utilizar.

A continuación, el móvil selecciona entre esta sub-lista un formato de transporte que permite transmitir un máximo de datos con una calidad diana dada ("link adaptation") .

Se describe más precisamente en relación con la figura 2 una técnica de selección de un formato de transporte para asignar los recursos de tiempo-frecuencia, tal como se propone en el documento "System Analysis for UL SIMO SC-FDMA" (3GPP TSG-RAN WG1#45/R1-061525, Shangai, China, 8-12 de mayo de 2006, Qualcomm Europe) .

Se considera para ello una estación de base que gestiona una pluralidad de móviles (M móviles) . Se denomina B la banda total del sistema OFDM, y Ns el número de subportadoras asociadas.

Según esta técnica, la banda de frecuencia Bi utilizable por un móvil i se fija y se define mediante:

Pmax

Bj = , siendo: PSD/CL

- Pmax la potencia máxima de transmisión disponible para el móvil en cuestión,

- PSD la densidad espectral de potencia diana del móvil a la recepción, y 35

- CL una variable que tiene en cuenta las pérdidas de propagación y la ganancia de antenas entre la estación de base y el móvil.

Para cada móvil i, la sub-lista que se le asocia se compone a partir de la lista de formatos de transporte soportados por el móvil, sólo guardando los formatos de transporte para los cuales la banda de frecuencia ocupada es igual a Bi.

Se desprende que para una densidad espectral en recepción diana dada, la banda total utilizada es muy grande (la más elevada posible) y el número de móviles que transmiten simultáneamente es el más bajo posible.

45 Es decir, cada móvil M1, M2, …, MN dispone de un número de subportadoras máximo (por ejemplo Δmax lo más grande posible para el móvil M1) , para una densidad espectral de potencia diana dada. Así pues, si se consideran M móviles presentes en una célula gestionada por la estación de base, solamente N móviles podrán transmitir simultáneamente datos según esta técnica, siendo N inferior o igual a M, y N relativamente bajo.

Además, el número de subportadoras N0 ocupadas para la transmisión será elevado.

Se constata así que para un móvil dado, la sub-lista así constituida conduce a una utilización de una gran parte de la banda de frecuencia total del sistema de transmisión, y a un número escaso de móviles que transmiten simultáneamente. Las técnicas del arte previo pretenden pues ocupar el conjunto de la banda de frecuencia 55 disponible para las transmisiones en la trama de tiempo-frecuencia OFDM.

Otras técnicas de elección del tamaño de la banda de frecuencia utilizada por los móviles de la red fueron previstas también por Yoon y otros ("Exploiting channel statistics to improve the average sum rate in OFDMA systems", Vehicular Technology Conférence, primavera de 2005, IEEE 61, del 30 de mayo - 1 de junio... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de gestión de los recursos de transmisión en una red de comunicación celular (41) que incluye una pluralidad de células (421, 422, 423) asociadas cada una a una estación de base (431, 432, 433) , incluyendo dicha red al menos dos terminales de radiocomunicación (M1, M2, M3, M4, M5) , una lista (L) de formatos de transporte disponibles, estando asociada dicha lista autorizada a cada uno de dichos terminales; caracterizado porque dicho procedimiento incluye una etapa de optimización de recursos en frecuencia utilizados por dichos terminales presentes en dicha red, incluyendo sub-etapas de:

- selección de un formato de transporte específico para cada uno de dichos terminales entre una lista reducida (S) de formatos de transporte, determinándose una lista reducida para cada uno de dichos terminales, y extracción de la lista autorizada asociada al mencionado terminal, y

- afectación de una banda de frecuencia a cada uno de dichos terminales, dimensionada en función del formato de 15 transporte seleccionado.

2. Procedimiento de gestión según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha lista reducida (S) se determina seleccionando en la lista autorizada (L) que corresponde al mencionado terminal (M1, M2, M3, M4, M5) al menos un formato de transporte en función de un criterio que optimiza la eficacia espectral y la cantidad de información que transporta dicho formato de transporte.

3. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque ejecuta el siguiente algoritmo:

- inicialización de una lista reducida (S) vacía;

- exploración de la lista autorizada (L) de formatos de transporte disponibles asociada al mencionado terminal (M1, M2, M3, M4, M5) , y para cada formato de transporte:

• si existe en dicha lista autorizada un formato de transporte que transporta un número de bites de información codificados inferior o igual al número de bites de información codificados transportados por dicho formato de transporte y que tiene una eficacia espectral superior a la de dicho formato de transporte, • entonces paso al formato de transporte siguiente en dicha lista autorizada, 35

• si no, adición de dicho formato de transporte a dicha lista reducida, y paso al formato de transporte siguiente en dicha lista autorizada.

4. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha lista reducida (S) se determina y se memoriza en un equipamiento de dicha red.

5. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha lista reducida (S) se determina dinámicamente en un equipamiento de dicha red.

45 6. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicha lista reducida (S) se transmite a un equipamiento de dicha red que ejecuta dicha sub-etapa de selección de un formato de transporte asociado al mencionado terminal.

7. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicha red (41) es de tipo OFDMA.

8. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque garantiza la gestión de recursos en frecuencia para conexiones en vía ascendente.

55 9. Procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al menos una de las células (421, 422, 423) de dicha red (41) incluye al menos dos terminales (M1, M2, M3, M4, M5) , y porque dicha etapa de optimización optimiza los recursos en frecuencia utilizados por dichos terminales presentes en dicha célula.

10. Terminal de radiocomunicación destinado a ser ejecutado en una red de comunicación celular (41) que incluye una pluralidad de células (421, 422, 423) asociadas cada una a una estación de base (431, 432, 433) , una lista (L) de formatos de transporte disponibles, estando asociada dicha lista autorizada al mencionado terminal, caracterizado porque dicho terminal incluye medios de optimización de recursos en frecuencia utilizados por dicho terminal presente en dicha red, incluyendo:

- medios de afectación de una banda de frecuencia al mencionado terminal, dimensionada en función del formato de transporte seleccionado.

5 11. Estación de base destinada a ser ejecutada en una red de comunicación celular (41) que incluye una pluralidad de células (421, 422, 423) , incluyendo dicha red al menos dos terminales de radiocomunicación (M1, M2, M3, M4, M5) , una lista (L) de formatos de transporte disponibles, estando asociada dicha alista autorizada a cada uno de dichos terminales; caracterizada porque dicha estación de base incluye medios de optimización de recursos en frecuencia utilizados por dichos terminales presentes en dicha red, incluyendo:

65. medios de selección de un formato de transporte específico para dicho terminal entre una lista reducida (S) de formatos de transporte, extrayéndose dicha lista reducida de la lista autorizada asociada al mencionado terminal, y

- medios de selección de un formato de transporte específico para cada uno de dichos terminales, entre una lista reducida (S) de formatos de transporte, determinándose una lista reducida para cada uno de dichos terminales, y extracción de la lista autorizada asociada al mencionado terminal, y

- medios de afectación de una banda de frecuencia a al menos uno de dichos terminales, dimensionada en función del formato de transporte seleccionado.

12. Producto de programa de ordenador telecargable desde una red de comunicación y/o registrado en un soporte legible por ordenador y/o ejecutable por un procesador, caracterizado porque incluye instrucciones de código de 20 programa para la ejecución del procedimiento de gestión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.