Método y sistema para transmisión de datos en una red móvil de área amplia que soporta tantos equipos de usuario MIMO como equipos de usuario no MIMO,

que comprende:

- asignar a una primera señal (6a) el tráfico de equipos de usuario no MIMO (9), un primer flujo de datos MIMO y un canal piloto primario;

- asignar a una segunda señal (6b) un segundo flujo de datos MIMO y un canal piloto secundario;

- transmitir la primera señal (6a) y la segunda señal (6b) con dos polarizaciones circulares ortogonales.

Sistema y método para transmisión de datos en una red móvil de área amplia.

Campo de la invención

La presente invención tiene su aplicación en el sector de las telecomunicaciones y, especialmente, en el ámbito industrial encargado de proporcionar redes de acceso radio (RAN, del inglés "Radio Access Network") con elementos de infraestructuras celulares tales como controladores de red radio (RNC, del inglés "Radio Network Controller") y estaciones base (nodos B, del inglés "nodes B") para sistemas de comunicaciones inalámbricas.

Más específicamente, se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricas que soportan tanto la variante MIMO como no MIMO de las tecnologías HSDPA.

Antecedentes de la invención - Técnica relacionada

HSDPA (acceso de paquetes de alta velocidad en enlace descendente, del inglés "Highspeed downlink packet access") es un servicio de datos basado en paquetes en los sistemas W-CDMA (acceso múltiple por división de código de banda ancha, del inglés "Wideband code división múltiple access") de 3ª generación, que proporciona transmisión de datos a alta velocidad (con diferentes tasas de descarga según la etapa de la tecnología HSDPA por ejemplo 7.2/10.8/16.2/21.6/28.8 Mbps sobre un ancho de banda de 5 MHz) para soportar servicios multimedia.

Para alcanzar tasas de transmisión pico más altas (28,8 Mbps con Release 99 de 3GPP), se usa la característica MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas, del inglés "múltiple input múltiple output") en HSDPA, en la que se implementan múltiples antenas tanto en la estación base (nodo B) como en terminales móviles (UE: equipo de usuario, del inglés "User Equipment").

La característica MIMO básica tal como se ha normalizado en Release 7 de 3GPP se basa en dos antenas de transmisor (en el nodo B) y dos antenas de receptor (en el UE) que usan una portadora común. En el transmisor, los datos transmitidos se dividen en 2 flujos de datos y se transmiten a través de las dos antenas usando el mismo recurso de radio (el mismo tiempo, es decir, intervalo de tiempo de transmisión y códigos HSDPA). Los dos flujos de datos se recuperan por el UE a partir de las señales recibidas a través de sus dos antenas (diversidad Rx). Así, la característica MIMO necesita soporte en terminales con capacidad MIMO así como en la red. Para desplegar MIMO y transmitir dos flujos de datos paralelos, se requieren dos amplificadores de potencia por cada sector (uno para cada una de las dos antenas). Para no usar una portadora completa para MIMO sólo (5 Mhz), es más eficaz y práctico usar la misma portadora que los dispositivos no MIMO, por ejemplo terminales HSDPA legados para utilizar toda la capacidad disponible.

La tecnología MIMO es una etapa importante en el desarrollo de HSDPA, porque proporciona tasas de transmisión de datos más altas en enlace descendente mientras que mejora adicionalmente la eficacia del espectro.

Sin embargo, hay un inconveniente importante como consecuencia de transmitir dos flujos de datos MIMO independientes a través de dos canales independientes (por ejemplo, usando dos polarizaciones lineales ortogonales). Un equipo de usuario no MIMO ecualiza el canal escuchando una señal piloto transmitida junto con sus datos, sin embargo a menos que se aplique alguna medida especial, el dispositivo sólo puede ecualizar uno de los canales (aquél sobre el que están transmitiéndose sus datos), convirtiéndose el segundo flujo MIMO y el segundo canal piloto en una interferencia perjudicial puesto que su efecto no se ecualiza ya que se transmite a través de un canal independiente.

Existen algunas soluciones potenciales basadas en diversidad de transmisión que pueden reducir el efecto de esta interferencia, tal como STTD (diversidad de transmisión espacio-temporal, del inglés "Space Time Transmit Diversity") o CLTD (diversidad de transmisión de lazo cerrado, del inglés "Closed-Loop Transmit Diversity") en HSDPA. Sin embargo, no sólo son complejas en general desde una perspectiva del sistema, porque implican restricciones importantes para características futuras tales como portadora dual, sino que, lo que es peor, en el caso especifico de HSDPA ninguna de ellas soluciona completamente el problema debido a la falta observada de soporte en terminales legados (es decir, equipos de usuario no MIMO). Esto sigue un diseño de compromiso ampliamente conocido adoptado por fabricantes de conjuntos de chips WCDMA para receptores avanzados (aquéllos que usan un ecualizador), según el cual el ecualizador se apaga cuando se usa diversidad de transmisión en el sistema. Esto da como resultado una degradación inaceptable del rendimiento del servicio para usuarios con terminales no MIMO. Ensayos de campo llevados a cabo en el campo por operadores de redes móviles han mostrado que la activación de STTD disminuye significativamente el rendimiento de algunas categorías de terminales HSDPA que ya se encuentran en el mercado (es decir, aquéllos con receptores avanzados) cuando los terminales operan en condiciones de radio tanto buenas como intermedias. Los rendimientos en condiciones de radio buenas son precisamente aquéllos que permiten alcanzar las tasas de transmisión pico más altas ofrecidas por los operadores de redes móviles.

Por tanto, existe una necesidad de una solución que permita la implantación de sistemas MIMO en una red con terminales no MIMO coexistentes, sin empeorar el servicio recibido por estos terminales legados.

Sumario de la invención

La presente invención soluciona los problemas anteriormente mencionados dando a conocer un sistema y un método que permite a equipos de usuario no MIMO realizar una ecualización correcta gracias al uso de dos polarizaciones circulares ortogonales para los dos flujos de datos MIMO.

En un primer aspecto de la presente invención, se da a conocer un método para transmitir datos en una red móvil de área amplia con equipos de usuario MIMO y equipos de usuario no MIMO coexistentes. La red proporciona al menos una portadora radio para asignación de tráfico, portando la al menos una portadora radio una primera señal y una segunda señal para poder soportar tráfico MIMO, que comprende un primer flujo de datos MIMO asociado a un canal piloto primario (por ejemplo canal piloto común, CPICH, en 3G) y un segundo flujo de datos MIMO asociado a un canal piloto secundario.

El método dado a conocer comprende:

- asignar a la primera señal el tráfico de equipos de usuario no MIMO (por ejemplo HSDPA no MIMO, Release 99, CCH), el primer flujo de datos MIMO y el canal piloto primario;

- asignar a la segunda señal el segundo flujo de datos MIMO y el canal piloto secundario;

- transmitir la primera señal usando una primera polarización circular (circular hacia la izquierda LHC, del inglés "left-hand circular", o circular hacia la derecha RHC, del inglés "right-hand circular");

- transmitir la segunda señal usando una segunda polarización circular que es ortogonal a la primera polarización circular (circular hacia la derecha RHC o circular hacia la izquierda LHC).

De este modo, ambas señales se someten a las mismas modificaciones debido a la difracción y reflexión cuando las recibe un terminal no MIMO, permitiendo la ecualización correcta del canal, mientras que para terminales MIMO las señales conservan su independencia usando polarizaciones ortogonales, pudiendo así garantizar que, usando la presente invención, para terminales MIMO, se conserva al menos el rendimiento de la red.

Preferiblemente, las polarizaciones circulares anteriormente mencionadas se consiguen formando dos señales combinadas, cada una de las cuales contiene ambas señales originales (es decir, las señales primera y segunda), una de las cuales tiene su fase desplazada 90º; y a continuación transmitiendo las señales combinadas con dos polarizaciones lineales ortogonales, dando así como resultado la transmisión de las señales originales con polarización circular.

En otro aspecto de la presente invención, se da a conocer un sistema que implementa el método descrito comprendiendo:

- medios de asignación configurados para asignar a la primera señal el tráfico de equipos de usuario no MIMO, el primer flujo de datos MIMO y el canal piloto primario; y a la segunda, el segundo flujo de datos MIMO y el canal piloto secundario;

- medios de transmisión configurados para transmitir cada señal con una polarización circular diferente, siendo estas polarizaciones ortogonales...

1. Método para transmisión de datos en una red móvil de área amplia que proporciona al menos una portadora radio para asignar tráfico de equipos de usuario MIMO y equipos de usuario no MIMO coexistentes, donde la al menos una portadora radio porta una primera señal (6a) y una segunda señal (6b), y el tráfico de equipos de usuario MIMO (8) comprende un primer flujo de datos MIMO asociado a un canal piloto primario y un segundo flujo de datos MIMO asociado a un canal piloto secundario,

caracterizado porque el método comprende:

(i) asignar a la primera señal (6a) el tráfico de equipos de usuario no MIMO (9), el primer flujo de datos MIMO y el canal piloto primario;

(ii) asignar a la segunda señal (6b) el segundo flujo de datos MIMO y el canal piloto secundario;

(iii) transmitir la primera señal (6a) usando una primera polarización circular;

(iv) transmitir la segunda señal (6b) usando una segunda polarización circular, donde la segunda polarización circular es ortogonal a la primera polarización circular.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas (iii) y (iv) comprenden:

- formar una primera señal combinada (7a) que comprende la primera señal (6a) más la segunda señal (6b), teniendo la segunda señal (6b) un desplazamiento de fase de 90º;

- formar una segunda señal combinada (7b) que comprende la primera señal (6a) más la segunda señal (6b), teniendo la primera señal (6a) un desplazamiento de fase de 90º;

- transmitir la primera señal combinada (7a) con una primera polarización lineal y la segunda señal combinada (7b) con una segunda polarización lineal, donde la segunda polarización lineal es ortogonal a la primera polarización lineal.

3. Sistema para transmisión de datos en una red móvil de área amplia que proporciona al menos una portadora radio para asignar tráfico de equipos de usuario MIMO y equipos de usuario no MIMO coexistentes, en el que la al menos una portadora radio porta una primera señal (6a) y una segunda señal (6b), y el tráfico de equipos de usuario MIMO (8) comprende un primer flujo de datos MIMO asociado a un canal piloto primario y un segundo flujo de datos MIMO asociado a un canal piloto secundario, en el que el sistema comprende:

- medios de asignación (1) configurados para asignar a la primera señal (6a) el tráfico de equipos de usuario no MIMO (9), el primer flujo de datos MIMO y el canal piloto primario; y para asignar a la segunda señal (6b) el segundo flujo de datos MIMO y el canal piloto secundario;

- medios de transmisión (2) configurados para transmitir la primera señal (6a) con una primera polarización circular; y para transmitir la segunda señal (6b) con una segunda polarización circular, donde la segunda polarización circular es ortogonal a la primera polarización circular.

4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios de transmisión (2) comprenden:

- medios de combinación (3, 3') configurados para formar: