Método y RNC para seleccionar una tecnología de transmisión cuando un UE entra en la red,

que comprueba si el UE es MIMO y, en ese caso y si sólo está disponible una portadora, asigna su tráfico a dicha portadora y usa un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para un equilibrio. Si está disponible más de una portadora, se comprueban periódicamente el número de UE, sus condiciones radio y la carga de la portadora. Si la portadora está ocupada sólo con MIMO y su carga es superior a la carga de las portadoras restantes, se selecciona CPICH de diversidad de STTD; si no y si sólo los UE vulnerables a STTD con buenas condiciones radio superan un determinado número, se selecciona el S-CPICH. El RNC puede reconfigurar la red de transmitir tráfico MIMO con STTD a usar MIMO con S-CPICH o viceversa de manera dinámica comprobando periódicamente la carga y los criterios de UE para un cambio de configuración.

Método y controlador de red radio para seleccionar una tecnología de transmisión para comunicaciones en redes móviles de área amplia.

Campo técnico de la invención La presente invención tiene su aplicación en el sector de las telecomunicaciones y, especialmente, en el ámbito industrial encargado de proporcionar a los controladores de red radio (RNC) medios y políticas de asignación de tráfico para los diferentes equipos de usuario (UE) en la red de acceso radio (RAN) de sistemas de comunicaciones inalámbricas.

Más específicamente, se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricas que soportan tecnologías HSDPA (acceso de paquetes de alta velocidad en enlace descendente) y MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) .

Antecedentes de la invención HSDPA es un servicio de datos basado en paquetes en los sistemas W-CDMA (CDMA de banda ancha) de 3ª generación, que proporciona transmisión de datos a alta velocidad (hasta 8-10 Mbps sobre un ancho de banda de 5 MHz) en CDMA para soportar servicios multimedia. Este sistema ha evolucionado a partir de y es retrocompatible con los sistemas WCDMA de Release 99 (Rel'99) .

Para alcanzar una tasa de transmisión pico más alta (hasta 28 Mbps en la capa física) se usa tecnología MIMO, en la que se implementan múltiples antenas tanto en estaciones base (nodos B) como en terminales móviles (UE: equipo de usuario) .

La tecnología MIMO está especificada mediante el proyecto de asociación de 3ª generación (3GPP) , que describe técnicas MIMO que se consideran como técnicas convencionales móviles 3G.

Los terminales MIMO han de coexistir con otros terminales como terminales Rel'99 y HSDPA.

Los terminales MIMO son una categoría especial de los terminales HSDPA, pero, por motivos de simplicidad en el presente documento, terminales HSDPA se refiere a terminales que soportan HSDPA pero que no soportan tecnología MIMO.

El 3GPP clasifica los terminales móviles HSDPA en 18 categorías según su capacidad de transmisión de datos, según se enumera en la tabla 1 (TTI se refiere al intervalo de tiempo de transmisión mínimo que se asigna al terminal móvil para recibir datos) .

Los valores en la tabla 1 indican las categorías HSDPA especificadas en Release 7 de 3GPP (se han especificado categorías adicionales en Release 8) .

TABLA 1

En el transmisor de terminales MIMO y nodos B, los bits de información se dividen en varios flujos de bit y se transmiten a través de diferentes antenas. La información transmitida se recupera a partir de las señales recibidas en múltiples antenas de recepción usando un receptor avanzado.

Normalmente, en sistemas MIMO, dos flujos de datos paralelos a la misma potencia de transmisión se transmiten de forma simultánea en el enlace descendente (DL) desde dos amplificadores de potencia (PA) .

El receptor puede determinar de qué antena de transmisor viene la señal recibida, siempre que para cada PA se usen señales piloto diferentes.

Hay dos formas especificadas por el 3GPP para garantizar esta diversidad de PA: una es transmitir el canal piloto común primario (P-CPICH) sobre uno de los dos amplificadores de potencia (PA1) y un P-CPICH de diversidad sobre el otro (PA2) ; otra opción es transmitir el P-CPICH sobre PA1 pero enviar un canal piloto común secundario (S-CPICH) desde PA2.

Una utilización eficaz de los recursos de radio cuando está activo MIMO en el sistema requiere que ambos PA utilicen la misma cantidad de potencia incluso cuando está presente tráfico no MIMO. Esto se denomina equilibrado de amplificadores de potencia.

Para garantizar el equilibrado de PA, se acopla MIMO con la activación de modos de diversidad de transmisión para todos los canales transmitidos en una célula (es decir, que van a usarse al transmitir datos a terminales Rel'99 y HSDPA legado existentes) :

- la diversidad de transmisión espacio-temporal (STTD) utiliza código de bloque espacio-temporal (STBC)

para aprovechar la redundancia en múltiples versiones transmitidas de una señal, es decir, las dos antenas transmiten la misma información pero cada una usa un esquema de codificación diferente.

- La diversidad de transmisión conmutada por tiempo (TSTD) usa la información realimentada al transmisor,

que decide cuál de sus antenas se usa para transmitir cada vez, y el receptor comprueba la calidad con la que recibe cada antena de transmisor (transmitiendo de forma alternativa) .

- Diversidad de transmisión de realimentación de lazo cerrado (CLTD) aplica un peso W mediante el que una de las dos antenas se gira con respecto a la otra, de modo que se logra una combinación coherente en la entrada de antena del UE y el mismo flujo de datos se transmite por ambas antenas sin ninguna codificación.

Soportar las técnicas de diversidad mencionadas anteriormente está especificado como obligatorio para todos los equipos de usuario (UE) . Un canal dedicado que está transmitiéndose en cualquier modo de diversidad de transmisión puede transportar los mismos datos, pero las transmisiones desde las dos antenas llevan una señal piloto diferente (sobre un denominado canal piloto común de diversidad) .

Hay otros enfoques posibles para obtener equilibrado de potencia: una solución consiste en usar una portadora adicional (que tiene disponible una portadora sobre el primer PA y una segunda portadora sobre un segundo PA) emparejada con un equilibrado de cargas entre portadoras. Otra forma es el agrupamiento funcional de antenas virtual descrito a continuación.

La ampliación 25.876 MIMO de UTRA, versión 1.80, especifica varias propuestas de modo de transmisión dirigidas a su aplicación con HSDPA, incluyendo la denominada "MIMO con agrupamiento funcional de antenas virtual" que selecciona de forma adaptativa el número de antenas desde las que transmitir así como selecciona el mejor subconjunto de antenas para el modo de transmisión seleccionado. El agrupamiento funcional de antenas virtual mejora el equilibrio de las potencias de transmisión desde los dos PA en la zona de baja SNR (relación señal a ruido) . MIMO con agrupamiento funcional de antenas virtual no requiere CPICH de diversidad sino que usa el S-CPICH (canal piloto común secundario) definido en la UTRAN.

En conjunto, en el contexto de esta invención, agrupamiento funcional de antenas virtual se refiere a cualquier tecnología implementada antes de los PA (habitualmente la banda base) que puede dividir de manera inteligente las señales a través de los PA de modo que se equilibran las potencias de transmisión desde los PA.

Resumiendo, la transmisión MIMO necesita de la utilización de dos PA y la disponibilidad de un canal piloto de diversidad (uno por cada PA) , que puede proporcionarse mediante la utilización de o bien un CPICH de diversidad (con modo de transmisión STTD) o bien un S-CPICH (con agrupamiento funcional de antenas virtual) .

También es útil considerar la introducción de tecnologías futuras en el 3GPP: Rel'8 de 3GPP ha definido una característica de Portadora Dual ("Dual Carrier") en la que el UE puede recibir datos desde dos portadoras adyacentes. La normalización de portadora dual requiere usar diversidad de transmisión o bien en ambas portadoras o bien en ninguna de ellas.

El 3GPP ha elegido la utilización de STTD como una técnica de diversidad como la técnica principal que ha de usarse junto con MIMO.

No obstante, algunas mediciones de prueba llevadas a cabo por los operadores de redes móviles han mostrado que la activación de STTD disminuye de forma significativa el rendimiento de algunas categorías de terminales HSDPA ya en el mercado, en particular los de la categoría 7 o la categoría 8, cuando los terminales están operando en condiciones radio tanto buenas como intermedias. Rendimientos en condiciones radio buenas son precisamente aquellos que permiten alcanzar las más altas tasas de transmisión pico ofrecidas por los operadores de redes móviles.

El problema mencionado anteriormente está vinculado al hecho de que los UE HSDPA de las categorías7y8 usan un receptor de tipo 2 (antena de recepción y ecualizador únicos) o un receptor de tipo 3 (antena x de recepción y ecualizador duales) , para potenciar la tasa de transmisión pico en DL en condiciones radio buenas, pero la utilización de STTD con esta familia de receptores produce un rendimiento de tasa de transmisión pico...

1. Método para seleccionar una tecnología de transmisión para comunicaciones en una red móvil de área amplia que proporciona al menos una portadora radio disponible para asignar tráfico de equipos de usuario MIMO, equipos de usuario HSDPA y equipos de usuario no HSDPA coexistentes, caracterizado porque comprende:

- comprobar si el equipo de usuario es un equipo de usuario MIMO;

- si el equipo de usuario es un equipo de usuario MIMO y hay una única portadora radio disponible, asignar el

tráfico del equipo de usuario a la única portadora radio y seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión;

- si el equipo de usuario es un equipo de usuario MIMO y hay una pluralidad de portadoras radio disponible, asignar el tráfico del equipo de usuario a una portadora radio a la que está asignado todo el tráfico MIMO existente y

- llevar a cabo periódicamente las etapas de comprobar el número de equipos de usuario coexistentes en la red, medir parámetros de condiciones radio del equipo de usuario y medir una carga de potencia de transmisión promedio de cada portadora radio, y

- si dicha portadora radio está ocupada sólo por tráfico MIMO y la carga de potencia de transmisión promedio de dicha portadora radio es superior a un umbral específico y es superior a la carga de potencia de transmisión promedio de las restantes portadoras radio libres de tráfico MIMO, seleccionar un CPICH de diversidad usado por STTD para proporcionar a todo el tráfico MIMO existente un canal piloto de diversidad;

- si la carga de potencia de transmisión promedio de dicha portadora radio es inferior o igual a la carga de potencia de transmisión promedio de las restantes portadoras radio libres de tráfico MIMO y el número de equipos de usuario con mediciones de condiciones radio superior a un primer umbral de calidad y pertenecientes a una categoría estandarizada de equipo de usuario HSDPA identificada por el operador como vulnerable a STTD supera un determinado número, seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión;

- si no, seleccionar un CPICH de diversidad usado por STTD para proporcionar a todo el tráfico MIMO existente un canal piloto de diversidad y si hay una pluralidad de portadoras radio disponible, el método comprende además las etapas de:

- usar STTD en una sola portadora radio, asignar todo el tráfico MIMO existente a dicha portadora radio y asignar todo el tráfico no MIMO existente a otra portadora radio que no usa STTD.

2. Método según la reivindicación 1, que además comprende comprobar periódicamente si está activada la tecnología de Portadora Dual.

3. Método según la reivindicación 2, que además comprende, si la tecnología de Portadora Dual está activada y se selecciona un CPICH de diversidad usado por STTD, desactivar STTD cuando un equipo de usuario entra en la red y seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión.

4. Método según la reivindicación 2, que además comprende, si la tecnología de Portadora Dual está activada y se selecciona un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad, activar STTD cuando un equipo de usuario entra en la red y seleccionar el CPICH de diversidad usado por STTD para proporcionar a todo el tráfico MIMO existente un canal piloto de diversidad.

5. Método según cualquier reivindicación anterior, que además comprende, si se selecciona un CPICH de diversidad usado por STTD, desactivar STTD y seleccionar un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad y agrupamiento funcional de antenas virtual para diversidad de transmisión cuando un equipo de usuario entra en la red y sólo si se cumple un criterio para cambio de configuración, el cambio de configuración seleccionándose entre número de equipos de usuario MIMO en una celda, número de equipos de usuario HSDPA que soportan Portadora Dual en una celda y una combinación de ambos criterios anteriores.

6. Método según cualquier reivindicación anterior, que además comprende, si se selecciona un S-CPICH para proporcionar a todo el tráfico MIMO un canal piloto de diversidad, activar STTD y seleccionar el CPICH de diversidad usado por STTD cuando un equipo de usuario entra en la red y sólo si se cumple un criterio para cambio de configuración, el cambio de configuración seleccionándose entre número de equipos de usuario MIMO asignados a una portadora, número de equipos de usuario HSDPA asignados a cualquier portadora que pertenecen a una categoría estandarizada identificada por el operador como vulnerable a STTD, número de equipos de usuario HSDPA que soportan Portadora Dual en una celda y una combinación de los criterios anteriores.

7. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la categoría de equipo de usuario HSDPA correspondiente a ser vulnerable a STTD se selecciona a partir de las categorías estandarizadas 6, 7, 8, 9y10.

8. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que los parámetros de condiciones radio son: potencia de código de señal recibida (RSCP) , relación energía por elemento de código a densidad de ruido (Ec/No) e indicador de calidad de canal (CQI) .

9. Controlador de red radio, caracterizado porque comprende medios de procesamiento configurados para implementar el método expuesto en cualquier reivindicación anterior.

10. Producto de programa informático que comprende medios de código de programa que, cuando se carga en los medios de procesamiento de un controlador de red radio, hace que dichos medios de código de programa ejecuten el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200930452

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 14.07.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : H04B7/06 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200930452

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, XPMISC, XPI3E, XPIETF, XPIEE, XPESP, NPL, COMPDX

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930452

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 23.05.2011

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 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.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930452

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 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 Se considera D01 el documento más próximo del estado de la técnica al objeto de la solicitud.

Reivindicaciones independientes:

Reivindicación 1: El documento D01, divulga un método para seleccionar una tecnología de diversidad de transmisión para el enlace descendente. Se plantean dos tipos de tecnologías: lazo abierto (STTD) y lazo cerrado, esta última con dos variantes. Se contempla que la mejora recogida en el estándar de UMTS conocida como HSDPA se ve afectada por el uso del lazo abierto y por esto sólo se utiliza en caso de no existir otra posibilidad en la celda donde se encuentra el terminal móvil. En el documento D02 se utiliza un canal piloto secundario S-CPICH en el contexto de la transmisión multiantena (MIMO) . En el documento D03 se divulga un método de asignación de terminales móviles a diferentes portadoras de forma dinámica y en función de la potencia de la señal que reciban. El documento hace referencia al contexto de la trasmisión multiantena (MIMO) . En ninguno de los tres documentos citados anteriormente se menciona el inconveniente existente expuesto por el solicitante y referido a la disminución del rendimiento de algunas categorías de terminales HSDPA cuando se usa STTD bajo condiciones de radio buenas o intermedias. En relación con este inconveniente las diferencias en la gestión de la red que reivindica el solicitante tienen el efecto técnico de optimizar el funcionamiento de la red en el escenario descrito. En conclusión el problema técnico objetivo que consiste en cómo conseguir la optimización de la red en dicho escenario no se aborda en los documentos del estado de la técnica incluidos en este informe y por tanto se resuelve que la reivindicación 1 posee actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.

Reivindicación 9: el controlador objeto de esta reivindicación se define en correspondencia con el método de la reivindicación 1 y por tanto posee actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.

Reivindicación 10: el software objeto de esta reivindicación se define en correspondencia con el método de la reivindicación 1 y por tanto posee actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.

Reivindicaciones dependientes:

Reivindicaciones 2-8: Estas reivindicaciones dependen de la reivindicación 1 y por tanto también poseen actividad inventiva según el artículo 8.1 de la Ley de Patentes.

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