Gestión de recursos de radio basada en testigo.

Un método de asignación dinámica de potencia de transmisión a equipos de usuario (UEs - User Equipment,

en inglés) en un sistema de radio de interferencia limitada de celdas múltiples con una reutilización restrictiva de frecuencia, comprendiendo el método

- asignar un canal de radio a un UE dentro de una celda y a uno o más UEs dentro de celdas contiguas, siendo así el canal de radio asignado reutilizado,

- controlar la potencia de transmisión en los canales de radio asignados individualmente siguiendo un esquema de control de potencia convencional, caracterizado por

- equilibrar la potencia de transmisión por radio entre los canales de radio reutilizados asignando dinámicamente un testigo a o revocando un testigo de un canal de radio reutilizado individual basado en la calidad o en la potencia de transmisión en el canal, (i) deteniendo un testigo el control de potencia convencional si es revocado del canal, y (ii) permitiendo el testigo el control de potencia convencional si es asignado al canal.

Gestión de recursos de radio basada en testigo.

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método de gestión de recursos de radio basado en testigo en una red de telefonía móvil basada en radio, a un nodo central y a un punto de acceso que utiliza el método.

En particular la invención se refiere a un método para la asignación dinámica de potencia de transmisión a equipos de usuario (UE - User Equipment, en inglés) en un sistema de radio de interferencia limitada multicelular con reutilización restrictiva de frecuencia utilizando un sistema de equilibrado de potencia de radiofrecuencia (RF - Radio Frequency, en inglés) .

ANTECEDENTES

El objeto de un esquema de asignación de potencia es asignar dinámicamente la potencia de RF a los UEs en una celda con el fin de equilibrar la interferencia de canal compartido en enlace descendente en entorno de celdas múltiples. Esto es particularmente importante en un entorno basado en acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiple Access, en inglés) de celdas múltiples con reutilización restrictiva de frecuencia, por ejemplo, reutilización 1 ó reutilización 3.

En un sistema basado en OFDMA el ancho de banda disponible está subdividido en varios intervalos de frecuencias. Un intervalo es normalmente un recurso de radio bidimensional, definido tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia y comprende subportadoras ortogonales. Cada UE estima la calidad del canal en cada intervalo e comunica a la red la calidad medida, por ejemplo un indicador de calidad de canal (CQI - Channel Quality Indicator, en inglés) . El CQI puede ser medido por un UE basándose en símbolos de control. Las medidas de calidad de canal de enlace descendente pueden utilizar cualquier otra señal medible adecuada que puede representar la calidad instantánea del canal en el enlace descendente. Basándose en el CQI proporcionado, un controlador de red de radio (RNC - Radio Network Controller, en inglés) asigna dinámicamente los intervalos que deben ser utilizados para la transmisión de datos a los UEs en el enlace descendente. Para asignar intervalos el RNC utiliza cualquier esquema de asignación de frecuencia convencional. Las estaciones de base, también llamadas puntos de acceso (APs) , transmiten en los intervalos seleccionados utilizando un cierto nivel de potencia que está determinado por un esquema de control de potencia convencional gestionado por el RNC.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNCA RELACIONADA

El impacto de la interferencia de canal compartido en el OFDMA de celdas múltiples ha sido estudiado, Ref. [1]. Algunos esquemas de asignación de potencia han sido investigados para los sistemas de telefonía móvil basados en OFDMA. Se ha propuesto un esquema de asignación de potencia basado en la pérdida de ruta en una red ad hoc inalámbrica basada en OFDMA, Ref. [2]. Se han estudiado esquemas de control de potencia, con el objetivo de equilibrar la relación de portadora a interferencia (CIR - Carrier to Interference Ratio, en inglés) en diferentes tecnologías de acceso, Ref. [3] y Ref. [4]. En estos esquemas el principal propósito es asignar la potencia de manera que se mantenga la misma CIR en todos los enlaces con el mismo requisito de calidad de servicio (QoS - Quality of Service, en inglés) . Estos esquemas tienden a minimizar la interferencia de canal compartido. El control de potencia basado en informes de CQI se propone para el OFDMA en Ref. [5]. El esquema de control de potencia en [5] no resuelve el problema de un escenario de OFDMA de celdas múltiples, donde un aumento de potencia en una celda generará una interferencia en las otras celdas.

Problemas con las soluciones existentes El control de potencia y la asignación de potencia han sido extensamente estudiados para sistemas de CDMA. Los sistemas de potencia de control actualmente utilizados o propuestos tienen los siguientes inconvenientes:

El esquema de asignación de potencia basado en ganancia de ruta no tiene en cuenta la calidad del canal, Ref. [2]. En las redes reales los enlaces de radio incluso con la misma calidad de servicio (por ejemplo relación de borrado de trama, FER (Frame Erasure Ratio, en inglés) pueden requerir diferentes objetivos de CIR con el fin de cumplir sus objetivos de calidad. Por ello, los esquemas de asignación de potencia basados en el equilibrado de CIR, Ref. [3] y Ref. [4], que buscan minimizar la interferencia de canal compartido no solucionan el problema de cumplir los objetivos de máxima calidad (por ejemplo FER) .

El control de potencia basado en CQI en OFDMA, Ref. [5], no cubre la situación de un entorno de celdas múltiples en el que un aumento de potencia en una celda provocará una interferencia en otras celdas. En el caso peor, existirá un aumento o disminución globales no deseados en la potencia en todas las celdas. Este es un problema que necesita ser resuelto.

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Una asignación de potencia fija en el enlace descendente de un canal de radio puede producir una degradación del rendimiento de las celdas en el caso de que la potencia de transmisión en la potencia del enlace descendente sea menor que el nivel requerido para mantener una calidad de canal correspondiente al servicio actual. Similar pérdida de recursos de potencia en el enlace descendente en el caso de que la potencia asignada fija sea mayor que la potencia requerida. La Ref. [6] se refiere a un método de controlar la potencia de transmisión de terminales en una red de telefonía móvil de tipo de CDMA y para proporcionar una estación de base y un controlador de estación de base que implementa el método. La Ref. 6 no resuelve el problema utilizando las características técnicas especiales de la reivindicación 1, en la cual el esquema de control de potencia convencional es detenido para algunos Equipos de Usuario y no para otros. La Ref. 6 no describe el equilibrado de potencia de un canal reutilizado sino de canales separados de una manera convencional mediante CDMA.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la invención es proporcionar, en un sistema de radio de telefonía móvil una restrictiva reutilización de frecuencias, un método, un nodo controlador central y un punto de acceso que, en combinación con esquemas de control de potencia convencionales, equilibra la potencia de transmisión del enlace descendente en las frecuencias reutilizadas con el fin de equilibrar la interferencia en un entorno de celdas múltiples.

En un sentido amplio la invención se refiere a un esquema de equilibrado de potencia del tipo anterior que (i) tiene en cuenta la variación instantánea de canal y la interferencia de canal compartido y (ii) satisface los requisitos de rendimiento de las diferentes celdas cuando se asigna potencia para el enlace descendente a los UEs.

Otro objeto más de la invención es proporcionar un esquema de equilibrado de potencia que proporcione el citado equilibrado asignando dinámicamente un testigo o revocando un testigo de un canal de radio reutilizado individual basándose en la calidad de o en la potencia de transmisión en el canal: inhibiendo (i) un testigo, si está revocado del canal, el control de potencia convencional congelando con ello la potencia de transmisión en el canal en su nivel de potencia actual, y reasumiendo (ii) un testigo, si es asignado o reasignado al canal, el control de potencia convencional, permitiendo con ello una variación dinámica de la potencia de transmisión en el canal de acuerdo con el control de potencia convencional. El control de potencia convencional es así inhibido (abortado) en un canal reutilizado del cual fue revocado el testigo.

De acuerdo con la invención la asignación de un testigo se basa bien en algún patrón predefinido, o bien en informes de medidas relativas a radio desde puntos de acceso y equipos de usuario, o en un nivel de potencia de transmisión por radio utilizado en un punto de acceso. Si se basa en el nivel de potencia de transmisión, el equilibrado de potencia es más rápido comparado con el caso en el que se basa en medidas relativas a radio, puesto que no se requiere ninguna señalización de parámetros de entrada para el esquema de equilibrado de potencia sobre la interfaz de radio.

Una idea principal que se encuentra detrás de la invención es que cada punto de acceso proporciona un control de potencia convencional (aumento o disminución por etapas de la potencia de transmisión) en cada canal sólo si se le ha asignado... [Seguir leyendo]

1.Un método de asignación dinámica de potencia de transmisión a equipos de usuario (UEs - User Equipment, en inglés) en un sistema de radio de interferencia limitada de celdas múltiples con una reutilización restrictiva de frecuencia, comprendiendo el método

- asignar un canal de radio a un UE dentro de una celda y a uno o más UEs dentro de celdas contiguas,

siendo así el canal de radio asignado reutilizado,

- controlar la potencia de transmisión en los canales de radio asignados individualmente siguiendo un

esquema de control de potencia convencional, caracterizado por

- equilibrar la potencia de transmisión por radio entre los canales de radio reutilizados asignando

dinámicamente un testigo a o revocando un testigo de un canal de radio reutilizado individual basado en la calidad o en la potencia de transmisión en el canal, (i) deteniendo un testigo el control de potencia convencional si es revocado del canal, y (ii) permitiendo el testigo el control de potencia convencional si es asignado al canal.

2.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la asignación de testigo se basa en un patrón preasignado.

3.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la asignación de testigo se basa en informes de medidas relativas a radio de puntos de acceso (1) y de equipos de usuario (3) .

4.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la asignación de testigo se basa en el nivel de potencia de transmisión de radio en un punto de acceso.

5.Un método de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el esquema de asignación de testigo comprende la revocación de un testigo de un canal reutilizado cuya calidad en el enlace descendente se encuentra por debajo de un primer nivel (Y1) durante un primer periodo de tiempo (T1) y la reasignación del testigo si la calidad en el canal reutilizado resulta mejor que un segundo nivel (Y2) durante un segundo periodo de tiempo (T2) .

6.Un método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque un testigo es revocado en el canal reutilizado en una o más celdas vecinas de la celda cuya calidad de enlace descendente se encuentra por debajo del primer nivel (Y1) durante el primer periodo de tiempo (T1) y el testigo es reasignado si la calidad del enlace descendente en una o más celdas vecinas resulta mejor que el segundo nivel (Y2) durante el segundo periodo (T2) .

7.Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicacione.

5. 6, caracterizado porque el testigo ni es asignado ni revocado si el nivel de calidad está entre el primer nivel (Y1) y el segundo nivel (Y2) .

8.Un método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el esquema de asignación de testigo comprende la revocación de un testigo del punto de acceso en un canal reutilizado cuya potencia de transmisión en el enlace descendente aumenta por encima de un tercer nivel (Y3) durante un tercer periodo de tiempo (T3) y la reutilización del testigo si la potencia de transmisión en este canal resulta menor que un cuarto nivel (Y4) durante un cuarto periodo de tiempo (T4) .

9.Un método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el testigo ni es asignado ni revocado si el nivel de potencia de transmisión está entre el tercer nivel (Y3) y el cuarto nivel (Y4) .

10.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque si un testigo es revocado de un canal de radio reutilizado individual a un equipo de usuario (3) que utiliza este canal de radio se le ordena que deje de informar acerca de medidas relativas al control de potencia correspondientes a este canal.

11.Un método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque un punto de acceso (1) o controlador de punto de acceso (2) transmite la citada orden al equipo de usuario, indicando la orden el periodo de tiempo durante el cual el equipo de usuario no comunicará los informes de medidas.

12.Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicacione.

2. 4, caracterizado por asignar un testigo a un grupo de puntos de acceso.

13.Un método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el grupo de puntos de acceso son celdas vecinas o están distribuidas en una región.

14.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un testigo es asignado por un controlador centralizado o mediante coordinación interpuntos de acceso directa o mediante coordinación interpuntos de acceso mediante equipos de usuario.

15.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por coordinar una pluralidad de entidades de redes, entre éstas un controlador de red de radio, puntos de acceso y equipos de usuario, para asignar un testigo a un punto de acceso o un grupo de puntos de acceso.

16.Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se asignan testigos para cada canal de radio en una celda, comprendiendo entonces un testigo un vector bidimensional Ii, j, donde i y j son punto de acceso y intervalo de frecuencia respectivamente, de recursos de radio, llevando un punto de acceso a cabo la etapa de equilibrado de potencia.

17.Un método de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque los testigos son asignados para cada equipo de usuario, comprendiendo el testigo un vector tridimensional Ii, j, k donde i, j y k son punto de acceso, intervalo de frecuencia y equipo de usuario respectivamente de recursos de radio.

18.Un método de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque se asignan testigos para cada haz de antena, comprendiendo el testigo un vector tetradimensional Ii, j, k, l donde i, j, k y l son punto de acceso, intervalo de frecuencia, equipo de usuario y haz/antena respectivamente de recursos de radio.

19.Un nodo de control central para la asignación dinámica de potencia de transmisión a equipos de usuario (UEs - User Equipment) en sistemas de radio de interferencia limitada de múltiples celdas con reutilización restrictiva de frecuencia, estando el nodo caracterizado por un medio para asignar y reasignar un testigo para cada canal de radio reutilizado un esquema de equilibrado de potencia (14) para equilibrar la potencia de transmisión de radio entre los canales reutilizados individualmente asignando dinámicamente un testigo o revocando un testigo de un canal de radio reutilizado individual basado en la calidad o en la potencia de transmisión en el canal, deteniendo (i) un testigo el control de potencia convencional si es revocado del canal, y permitiendo (ii) el testigo el control de potencia convencional si es asignado a un canal, y un medio para transmitir testigos asignados o reasignados a canales reutilizados.

20.Un nodo controlador central de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado por medios de recepción (13) para recibir informes en el ID del canal cuya calidad de canal está por debajo o por encima de valores de umbral predefinidos durante periodos de tiempo predefinidos, estando el medio de recepción adaptado para interactuar con el esquema de equilibrado de potencia.

21.Un nodo controlador central de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado por un medio de recepción (13) para recibir informes acerca del ID del canal cuya potencia de transmisión está por debajo o por encima de valores de umbral predefinidos en periodos de tiempo predefinidos, estando el medio de recepción adaptado para interactuar con el esquema de equilibrado de potencia (14) .

22.Un punto de acceso para su uso en un sistema de radio de interferencia limitada de múltiples celdas con reutilización restrictiva de frecuencia que comprende control convencional de la potencia de transmisión utilizada en el enlace descendente de canales de radio individuales asignados a equipos de usuario, caracterizado por medios (15) para recibir información acerca de testigos para ser asignados a o revocados de canales reutilizados individuales en el punto de acceso, deteniendo (i) un testigo de control de potencia gestionado localmente si está revocado de los canales reutilizados, y permitiendo (ii) un control de potencia gestionado localmente si está asignado a los canales reutilizados.