La presente invención propone un método para asignar recursos en el enlace descendente basándose en el parámetro de CQI notificado por el UE compatible con la norma LTE.

El método busca ahorrar recursos de señalización cuando las condiciones son tales que no puede obtenerse ninguna ventaja importante de la planificación selectiva en frecuencia. El método se divide en dos procesos, un proceso no en tiempo real usado para determinar si las condiciones para su aplicación están presentes; y el nuevo procedimiento de asignación. Para este último, el método define diferentes procedimientos de asignación basados en si el valor de CQI notificado por el UE es superior o no a un umbral dado cuyo cálculo también se define. Un nuevo parámetro, el MAB, se define para la asignación en caso de un CQI superior al umbral, mientras que se usa planificación distribuida en frecuencia si es inferior. Se considera que el método propuesto mejora la eficiencia espectral de LTE con complejidad reducida.

MÉTODO Y ENTIDAD DE RED PARA ASIGNACIÓN DE RECURSOS EN REDES DE COMUNICACIÓN DE RADIO MÓVIL

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método para asignar recursos a un transmisor adaptado para enviar datos a través de un enlace de radio. El elemento de recurso considerado en la presente invención es el bloque de recursos físicos (PRB) , que abarca tanto el dominio de frecuencia como de tiempo en redes de comunicación de radio móvil, usado en multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM) según se especifica en el 3rd Generation Partnership Project (3GPP) para tecnología de evolución a largo plazo (LTE) . Los datos se transmiten en bloques de recursos físicos, asignados por una estación base de radio (Nodo B mejorado o eNodoB en LTE) entre sus usuarios activos según notificaciones de calidad desde cada equipo de usuario (UE) de dichos usuarios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La evolución a largo plazo ("LTE") es un esfuerzo por desarrollar tecnología de radio móvil inalámbrica avanzada que pretende suceder a las actuales normas de telecomunicación de tercera generación ("3G") y a la tecnología de interconexión móvil. La norma actual se conoce como 3rd Generation Partnership Project ("3GPP") , Release 8, de la Unión Internacional de Telecomunicaciones ("ITU") , aunque con frecuencia se usa el término LTE para aludir a la norma. Muchos consideran LTE como una tecnología de cuarta generación ("4G") , tanto porque es más rápida que 3G, como porque, al igual que Internet, LTE usa una arquitectura "todo IP" plana en la que toda la información, incluyendo la voz, se maneja en forma de datos.

La norma LTE soporta en la actualidad dos modos de asignación de datos: localizada y distribuida. La transmisión localizada va dirigida a planificación selectiva en frecuencia (FSS) , mientras que la transmisión distribuida va dirigida a maximizar la cantidad de diversidad de frecuencia cuando no se dispone de un conocimiento de canal de subbanda, o está desactualizado, en el planificador. La entidad de red que normalmente se encarga de la planificación de recursos es la estación base definida en sistemas 3GPP LTE como un Nodo B mejorado (eNodo B) para sistemas de comunicación de radio.

Para mejorar el rendimiento de los sistemas LTE, se han introducido varias mejoras en las normas, como el uso de técnicas basadas en multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM) para la interfaz de radio. OFDM se basa en el hecho de que las diferentes subportadoras (ortogonales) pueden usarse en paralelo para transmitir datos a través de la interfaz aérea. El recurso de radio controlable en redes OFDM tiene tres aspectos: frecuencia, tiempo y espacio. Un bloque de recursos físicos ("PRB") es un conjunto de recursos tiempo-frecuencia cuyo tamaño es el tamaño de asignación de recursos mínimo. Cada uno de los llamados PRB se define por su extensión de frecuencia (180 kHz) y su extensión de tiempo (0, 5 ms) , y los datos se transmiten a través de uno o más PRB que consisten en un conjunto de subportadoras contiguas y que tienen una extensión en tiempo predefinida. En la norma LTE, la estructura de trama genérica se define mediante tramas de 10 ms (10 milisegundos) , divididas en 10 subtramas de 1 ms, que están compuestas por dos ranuras de 0, 5 ms. Los recursos se asignan subtrama a subtrama. La cantidad mínima de recursos asignados a un UE es dos PRB, transmitiéndose cada uno a través de cada ranura de la subtrama (la misma cantidad de PRB se asigna a un UE en las dos ranuras de una subtrama) .

Una de las ventajas de usar OFDM en la interfaz de radio LTE es la posibilidad de soportar planificación selectiva en frecuencia basándose en las notificaciones de índice de calidad de canal (CQI) proporcionadas por el equipo de usuario (UE) y las estimaciones realizadas por el eNodoB (basándose en las señales de referencia de sondeo enviadas por el UE para ayudar a la red en la asignación de recursos de frecuencia apropiados para la transmisión en el enlace ascendente) . Esta característica aprovecha las condiciones de propagación multitrayecto que son comunes en comunicaciones móviles.

El rendimiento de la tecnología de acceso de radio LTE se ve afectado en entornos en los que el sistema LTE se dimensiona (es decir, el número de estaciones base que van a instalarse) atendiendo a los requisitos de capacidad en lugar de los de cobertura, por ejemplo, implantaciones en áreas urbanas densas (con una alta densidad de eNodoB) . En estos entornos, la distancia entre estaciones base macrocelulares (eNodob) es relativamente pequeña (de 150-200 metros) , lo que provoca condiciones de propagación con una mayor proporción de propagación en línea de visibilidad (LoS) (es decir, cuando no hay obstáculos entre las antenas de transmisión y recepción que obstruyan el enlace de radio) . Se considera que los sofisticados mecanismos de FSS propuestos por LTE son menos eficaces en este tipo de entornos debido al hecho de que el ancho de banda de coherencia de los canales de propagación es relativamente grande con respecto al ancho de banda de sistema, reduciendo la ganancia oportunista asociada con este tipo de algoritmos. Existen estudios que indican que en varios escenarios de implementación en los que la capacidad, en lugar de la cobertura, puede ser el factor limitante, las condiciones de propagación son tales que el ancho de banda de coherencia es relativamente grande en comparación con los considerados en los modelos de propagación habituales empleados para la evaluación de las normas de 3GPP, ITU-R, IEEE y otras entidades de normalización.

El ancho de banda de coherencia es una medición estadística del intervalo de frecuencias sobre el que el canal puede considerarse "plano", es decir, una parte de las componentes espectrales de la señal que están fuera del ancho de banda de coherencia se verán afectadas de manera diferente (independiente) , en comparación con las componentes incluidas en el ancho de banda de coherencia. La mayoría de las evaluaciones de algoritmos de planificación de LTE se basan en el uso de modelos de canal normalizados que tienen un ancho de banda de coherencia menor de 1, 5 MHz. Sin embargo, estimaciones llevadas a cabo en entornos de simulación realistas (que usan cartografía 3D y ubicaciones en emplazamientos reales) muestran que en algunas áreas (LoS, límite de la célula, ...) el ancho de banda de coherencia supera significativamente este valor.

Para superar estos problemas, existe la posibilidad de usar tecnologías de diversidad de transmisión como entrega con retardo cíclico (CDD) , que proporciona diversidad de transmisión sin requerir la modificación del receptor y que se soporta en otros sistemas OFDM como la norma de televisión digital DVB-T. Sin embargo, en la Release 8 de la norma LTE, esta característica sólo se soporta asociada con el soporte de multiplexación espacial de lazo abierto y no como un procedimiento de diversidad de transmisión puro. Aunque en algunas de las situaciones (por ejemplo, límites de célula) , el uso de técnicas de multiplexación espacial MIMO no es viable.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención sirve para solucionar el problema mencionado anteriormente proporcionando modos de adaptar y simplificar los procedimientos de planificación soportados por los procedimientos de la norma LTE actuales y (en algunas situaciones tales como en un régimen de carga fraccionaria, es decir, la demanda de tráfico no es suficiente para requerir la utilización de todos los recursos de transmisión de datos disponibles) obtener un aumento de la capacidad.

En el contexto de la invención, la capacidad se entiende como la cantidad de recursos de frecuencia y tiempo requeridos para entregar cierta cantidad de información.

La presente invención se refiere a un método y un aparato (entidad de red) para mejorar el rendimiento global en el sistema de comunicaciones móvil LTE, en los que es posible cierta flexibilidad en la planificación de tiempos de transmisión a usuarios y la red opera en el régimen de carga fraccionaria, asignando recursos en el enlace de radio entre los usuarios activos de un eNodoB (en cualquiera del enlace descendente y ascendente o en ambos) basándose en parámetros de calidad (CQI) notificados por el usuario (opcionalmente, además de notificaciones de medición desde el eNodoB, por ejemplo, la distancia relativa medida entre dicho eNodoB y sus vecinos) .

Esta propuesta es compatible con el soporte simultáneo de tecnologías multiantena (MIMO) sin modificaciones de...

1. Un método para asignar recursos para transportar datos en bloques de recursos físicos a través de un enlace de radio, que comprende:

- recibir al menos un indicador de calidad de canal CQI notificado desde al

menos un equipo de usuario, caracterizado porque comprende además:

- para cada valor de los indicadores de calidad de canal recibidos, asociar un número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos con un grupo j de valores adyacentes de los indicadores de calidad de canal recibidos,

- determinar un valor umbral CQIthres de indicador de calidad de canal,

- para un equipo de usuario seleccionado, comprobar el valor del último indicador de calidad de canal recibido desde el equipo de usuario seleccionado y:

- si dicho valor es superior al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia (FSS) usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociado con dicho valor;

- si dicho valor es inferior al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación en diversidad de frecuencia (FDS) usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociado con dicho valor.

2. El método según la reivindicación 1, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia (FSS) comprende llenar el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos con datos que van a transportarse pertenecientes al equipo de usuario seleccionado.

3. El método según la reivindicación 1, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia (FSS) comprende llenar el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos con datos que van a transportarse, si los datos pertenecientes al equipo de usuario seleccionado son suficientes; si no, retardar los datos que van a transportarse pertenecientes al equipo de usuario seleccionado, llenar los bloques de recursos físicos con todos los dichos datos y seleccionar otro equipo de usuario con datos para terminar de llenar el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos.

4. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que asignar bloques de

recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia (FSS) comprende además usar un modo de operación de planificación seleccionado a partir de planificación imparcial y planificación oportunista.

5. El método según la reivindicación 1, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación en diversidad de frecuencia (FDS) comprende determinar un factor de reutilización de frecuencia asignado al equipo de usuario seleccionado y llenar un número determinado de bloques de recursos físicos inferior o igual al número máximo promedio MABj con datos que van a transportarse pertenecientes al equipo de usuario seleccionado, siendo el número determinado de bloques de recursos físicos según el factor de reutilización de frecuencia de dicho equipo de usuario seleccionado.

6. El método según la reivindicación 5, en el que el factor de reutilización de frecuencia es proporcional a la carga de datos calculada sumando la carga de datos de todos los equipos de usuario cuyos indicadores de calidad de canal notificados son inferiores o iguales al valor umbral CQIthres.

7. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que el valor umbral CQIthres se determina calculando el valor de indicador de calidad de canal CQI más bajo que cumple la siguiente ecuación:

D ≤ IUE (CQI J⋅ C (CQI J⋅ U (CQI J

=0

donde D es una demanda de datos promedio en bits por subtrama, UE (CQIi) es una proporción promedio de equipos de usuario que notifican un valor de indicador de calidad de canal CQIi dado , C es una capacidad medida en bits por subtrama asignada al valor de indicador de calidad de canal CQIi dado y U (CQIi) es un factor de utilización asignado al valor de indicador de calidad de canal CQIi dado , siendo U (CQIi) =1 cuando CQIi ≥ CQIthres y U (CQIi) < 1 cuando CQIi < CQIthres.

8. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que se hacen corresponder bloques de recursos físicos con subtramas de multiplexación por división de frecuencias ortogonales.

9. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que los datos van a transportarse en enlace descendente.

10. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que los datos van a transportarse en enlace ascendente.

11. Una entidad de red implementada en un Nodo B mejorado de una red que soporta evolución a largo plazo, caracterizada porque comprende medios de procesamiento configurados para implementar el método expuesto en cualquier reivindicación anterior.

12. Un producto de programa informático que comprende medios de código de programa que, cuando se carga en medios de procesamiento de un Nodo B mejorado, hace que dichos medios de código de programa ejecuten el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 201030490

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 31.03.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : H04W72/08 (2009.01) H04L27/26 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

37. 375, ISBN.

97. 1-4244-1042-2. Resumen sección "l. Introduction". 1-12 A NAVEEN ARULSELVAN et al. "Reduced Feedback and Signaling Schemes for Sum-Rate Maximization in OFDMA systems" WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE, 2009. WCNC 2009. IEEE, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, paginas 1-6, ISBN.

97. 1-4244-2947-9. Resumen, secciones "I. Introduction"; "II. System Model"; "Ill. Formulation and Analysis of Grouping Schemes". 1-12 A TEXAS INSTRUMENTS: "CQI Feedback Reduction Scheme for E-UTRA" 3GPP DRAFT; R1-0741S3 TI CQI FEEDBACK, 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP) , MOBILE COMPETENCE CENTRE; 650, ROUTE DES LUCIOLES; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS CEDEX; FRANCE, vol. RAN WGI, no. Shanghai, China; "1. Introduction";" 2. CQI Feedback Methods". 1-12 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica 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 después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 23.02.2012 Examinador J. Santaella Vallejo Página 1/5

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201030490

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H04W, H04L 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

Informe del Estado de la Técnica Página 2/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201030490

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 23.02.2012

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.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201030490

1. Documentos considerados.

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

37. 375, ISBN.

97. 1-4244-1042-2. Resumen sección "l. Introduction" 01.11.2007 D02 NAVEEN ARULSELVAN et al. "Reduced Feedback and Signaling Schemes for Sum-Rate Maximization in OFDMA systems" WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE, 2009. WCNC 2009. IEEE, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, paginas 1-6, ISBN.

97. 1-4244-2947-9. Resumen, secciones "I. Introduction"; "II. System Model"; "Ill. Formulation and Analysis of Grouping Schemes" 05.04.2009 D03 TEXAS INSTRUMENTS: "CQI Feedback Reduction Scheme for E-UTRA" 3GPP DRAFT; R1-0741S3 TI CQI FEEDBACK, 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP) , MOBILE COMPETENCE CENTRE; 650, ROUTE DES LUCIOLES; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS CEDEX; FRANCE, vol. RAN WGI, no. Shanghai, China; "1. Introduction"; "2. CQI Feedback Methods" 02.10.2007

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 La invención reivindicada presenta un método para asignar recursos para transportar datos en bloques de recursos físicos a través de un enlace radio método. Así como un entidad y un programa informático que utilizan el método que posee las siguientes etapas.

a) recibir al menos un indicador de calidad de canal CQI notificado desde al menos un equipo de usuario, b) para cada valor de los indicadores de calidad de canal recibidos, asociar un número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos con un grupo' ‘j de valores adyacentes de los indicadores de calidad de canal recibidos, c) determinar un valor umbral CQIthres de indicador de calidad de canal, d) para un equipo de usuario seleccionado, comprobar el valor del último indicador de calidad de canal recibido desde el equipo de usuario seleccionado y:

1. si dicho valor es superior al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia (FSS) usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociado con dicho valor;

2. si dicho valor es inferior al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación en diversidad de frecuencia (FDS) usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociado con dicho valor.

El documento del estado de la técnica más próximo a la invención es D01 y divulga un método para reducir la carga CQI en sistemas de OFDM. Para ello establece un valor umbral para CQI para sistemas y calcula la capacidad de realimentación del CQI usando un sistema iterativo con las tramas entrantes.

La diferencia de la solicitud con D01 es que no posee la etapa ‘d' que sirve para decir utilizar "planificación selectiva en frecuencia" o "planificación en diversidad de frecuencia". Esta diferencia técnica produce distinto resultado, en el caso de D01, trata de reducir el tráfico producido en la señalización mientras que en la invención, al modificar la planificación de envío, trata de aumentar la velocidad de transmisión del canal.

El documento D02 cuantifica distintos métodos para reducir el tráfico producido por el CQI teniendo en común los métodos que se basan en la idea de agrupamiento de esta forma se limita el número de usuarios que informa de su CQI.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/5

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201030490

La diferencia de la solicitud con D02 es que no posee las etapas ‘c' y ‘d' que calcula el umbral y el tipo de "planificación selectiva en frecuencia". La ausencia de estas etapas produce la diferencia técnica que no tiene la forma de establecer el cambio de sistema de planificación y por lo tanto no logra aumentar el régimen binario de transmisión.

El documento D03 describe métodos para reducción de la realimentación CQI para E-UTRAN, en uno de los métodos incluye el establece un umbral pero como los documentos anteriores trata de reducir el tráfico producido en la señalización mientras que en la invención, al modificar la planificación de envío, trata de aumentar la velocidad de transmisión del canal y por lo tanto no describe la etapa ‘d'.

A la vista de D01-D03 ninguno de los documentos citados describe un cambio de planificación tras comprobar el umbral como se menciona en las reivindicaciones. Por lo tanto, los documentos citados, así como la combinación de los mismos no llevarían al experto en la materia a modificar los métodos descritos en D01-D03 para alcanzar la invención descrita en la reivindicación primera.

Por lo tanto a la luz de los documentos, la invención es nueva tal como se establece en los artículos 6 de la Ley de Patentes 1986.

Informe del Estado de la Técnica Página 5/5