Datos y señalización de transmisión multipunto coordinada, CoMP en la interfaz X2 utilizando un identificador VLAN adicional.

Método de comunicaciones de móviles en una red que usa una transmisión multipunto coordinada,

CoMP,comprendiendo la red un grupo de estaciones base que prestan servicio a una pluralidad de terminales móviles yconmutadores de Ethernet habilitados para Redes de Área Local Virtuales, VLAN, caracterizándose el método porque

en la planificación de la red, se preconfiguran los conmutadores de Ethernet habilitados para VLAN;cada paquete de señalización y de datos de red a intercambiar dentro del agrupamiento de cooperación de Kestaciones base implicadas en la transmisión CoMP se etiqueta con un identificador que define el conjunto deestaciones base del agrupamiento, en donde el protocolo de red es el protocolo Ethernet y los identificadores sonnúmeros de grupo, identificador de VLAN, VID, de Redes de Área Local Virtuales, VLAN, que se asignan a través deun canal de control de enlace descendente inalámbrico a los terminales y se usan dentro del grupo para organizarlos flujos de datos;

en donde, en cada conmutador de Ethernet, las reglas de conmutación de paquetes para todas lasconfiguraciones de agrupamientos posibles se preconfiguran usando tablas de conmutación fijadas, en función delos VIDs;

la estación base de servicio informa al terminal respectivo, a través del canal de control de enlace descendente,sobre qué dirección de VID se usa en los paquetes de información de estado de canal, CSI, identificando elagrupamiento de cooperación asignado; y

en donde cada terminal usa el identificador de VLAN asignado, para la retroalimentación de CSI a través delcanal de enlace ascendente.

Datos y señalización de transmisión multipunto coordinada, CoMP en la interfaz X2 utilizando un identificador VLAN adicional

La presente invención proporciona un método de comunicaciones de móviles así como una estación base y un sistema en una red que usa una transmisión multipunto coordinada, CoMP, comprendiendo la red un grupo de estaciones base que prestan servicio a una pluralidad de terminales móviles y conmutadores de Ethernet habilitadospara Redes de Área Local Virtuales, VLAN.

Antecedentes de la invención En las redes de móviles, la interferencia entre células es el factor limitativo. En la Fig. 1, se muestra la evolución de esquemas de reducción de interferencias desde la segunda a la cuarta generación de redes de móviles. En la 2ª generación (2G: GSM) , se reutiliza la misma frecuencia únicamente en células distantes. A este esquema sencillo se le denomina reutilización de frecuencia. Naturalmente, la intensidad de la señal se reduce en función de la distancia, y de esta manera, en la célula en cuestión se recibe una interferencia mucho menor.

En la 3ª generación (3G: CDMA2000, WCDMA, 1xEVDO, HSDPA, HSUPA, LTE Rel. 8) , se reutiliza la frecuencia en cada célula. Se recibe una interferencia entre células significativa especialmente en las fronteras de células entre sectores adyacentes y sectores encarados entre sí de emplazamientos adyacentes. Integrando múltiples antenas en estaciones base (BS) y terminales, se puede reducir la interferencia. En la estación base, se pueden seleccionar varios haces de entre un conjunto fijado. En el terminal, se puede usar la clásica combinación óptima [1], conocida también como combinación con rechazo de interferencia (IRC) . Esto significa que la estación base y los terminales optimizan su transmisión y recepción espaciotemporal para reducir la interferencia no deseada de otras células. Recientemente se han desarrollado prerrequisitos esenciales para aplicar la IRC efectivamente en sistemas celulares basados en OFDM [7]. En particular, las células se harán funcionar de manera síncrona y se usarán señales piloto específicas de cada célula.

Estas dos características se han identificado recientemente también en el 3GPP para LTE Versión 10. Los terminales detectan la relación señal/interferencia selectiva en cuanto a frecuencia después de que sus ecualizadores informen así a la estación base sobre recursos de frecuencia en los que se ven menos expuestos a interferencias. Si esta información se retroalimenta a la estación base, el planificador puede asignar estos recursos selectivamente a los usuarios. Este planteamiento se ha indicado recientemente como planificación preparada para interferencias [8] y no debe confundirse con un funcionamiento con diversidad de interferencia sin retroalimentación [9]. Este planteamiento puede satisfacer los requisitos de las IMT Avanzadas, y por lo tanto es la tecnología candidata más prometedora para la Versión 10. Se ha revelado en [10] que las ganancias MIMO esperadas se pueden lograr de esta manera también en el escenario limitado en cuanto a interferencias, es decir, la capacidad casi se dobla para todos los usuarios de la célula si se dobla el número de antenas. La planificación preparada para interferencias es una optimización de capa cruzada (PHY y MAC) , y puede ser una de las últimas etapas de innovación de la tecnología 3G.

En la 4ª generación, se usarán técnicas generalizadas de múltiples entradas, múltiples salidas (MIMO) con el objetivo de eliminar la interferencia definitivamente (véanse las referencias [2], [3], [4], [5]) . La teoría de la información considera la arquitectura de red centralizada; véase la Fig. 2a. Las antenas de todas las BSs son las entradas del sistema MIMO generalizado y las antenas de los terminales son las salidas. Sobre una red de retorno (backhaul) de tipo estrella, las antenas de las BS se conectan a una unidad central (CU) . Para el esquema de transmisión conjunta se asumen además una sincronización perfecta, una capacidad de retorno ilimitada y un retardo insignificante. Cada terminal mide la información de estado del canal de enlace descendente (CSI) incluyendo la interferencia para todas las estaciones base, y retroalimenta esta información a través del enlace ascendente hacia la CU en la red (véase la Fig. 2b) . La CSI se usa para llevar a cabo un procesado de señal conjunto para todos los flujos continuos de datos destinados a todos los terminales a los que se presta servicio en todas las células en la CU. El objetivo de este procesado se esboza también en la figura, es decir, las señales deseadas interfieren constructivamente mientras que la interferencia de la otra estación base interfiere destructivamente. Uno de los prerrequisitos es que todas las BS transmitan coherentemente, lo cual significa que la fase no debe cambiar dentro del tiempo de coherencia.

En lo sucesivo, se describirá más detalladamente el planteamiento de arquitectura centralizada.

La transmisión coherente se logra de manera más sencilla usando una arquitectura centralizada a primera vista. Existe una clase completa de algoritmos MIMO que se pueden usar para una transmisión conjunta cooperativa con receptores distribuidos, no cooperativos. El límite teórico de la información se logra mediante el denominado teorema de Costa [11] que establece que si la interferencia se conoce perfectamente ya en el transmisor, idealmente, se puede eliminar toda interferencia y se puede lograr un rendimiento como en una célula aislada (véase la referencia [6]) . Los esquemas prácticos, tales como la imposición de ceros conjunta o la transmisión con diagonal en bloques, pueden resultar menos eficientes, aunque es posible lograr ya una gran parte de las ganancias CoMP potenciales si la interferencia se elimina antes de la transmisión.

No obstante, la arquitectura centralizada presenta varios inconvenientes prácticos.

Una de las realizaciones consiste en la tecnología de radiocomunicaciones-sobre-fibra (RoF) , es decir, existe solamente un único oscilador local (LO) en la CU. Las señales de radiofrecuencia se generan de forma centralizada y se modulan en un diodo láser, se transmiten a través de fibra y se recuperan usando un fotodiodo. La tecnología de RoF está altamente desarrollada. Existen problemas en las altas frecuencias de RF en donde la función de transferencia de modulación del diodo láser se reduce y la señal se distorsiona. Sigue siendo posible una modulación óptica usando un Interferómetro Mach-Zender (MZI) a frecuencias superiores aunque la misma es muy costosa en la práctica. El disponer de múltiples sectores con múltiples antenas por sector en un emplazamiento implica que es necesario transmitir múltiples señales de RF a través de la misma fibra. Esto se puede efectuar usando el multiplexado por división de longitud de onda (WDM) . Aunque esto es técnicamente viable, los multiplexores y demultiplexores dedicados de WDM óptica para cada enlace desde la CU a cada estación base pueden ser muy costosos. El multiplexado en el dominio eléctrico es menos costoso.

Obsérvese que todas las formas de onda se transmitirán de forma síncrona desde todas las BS. Esto significa que los retardos de propagación en la red en estrella alimentada por la CU se controlarán individualmente en cada enlace. El retardo entre transmisiones será menor que el intervalo de guarda OFDM. Esto se puede gestionar midiendo el tiempo de propagación en cada enlace e igualando los retardos en la unidad de procesado de banda base de la CU usando colas del tipo primero en entrar, primero en salir (FIFO) . En lugar de RoF, en la actualidad es cada vez más común transmitir muestras IQ cuantificadas de las formas de onda a través de fibra, usando protocolos tales como CPRI u OBSAI (banda base-sobre-fibra, BoF) . La BoF se usa comúnmente en cabezales de radiocomunicaciones remotos (RRH) en donde todo el conjunto eléctrico de RF está próximo a la antena y únicamente el procesado de la señal está ubicado en la CU.

El ruido de fase es un inconveniente general de la conversión distribuida de banda base-a-RF aplicada en los RRHs. Incluso si las frecuencias portadoras están enganchadas con el reloj de símbolos de CPRI u OBSAI, el ruido de fase en los cabezales de radiocomunicaciones distribuidos no presenta ninguna correlación. La fase de RF será constante durante el intervalo de coherencia (dado por el tiempo necesario en el bucle de retroalimentación para la estimación de canal multi-célula, la retroalimentación y la aplicación del pre-codificador conjunto) . Los valores realistas son del orden de 10 ms para la LTE. Esta condición impone requisitos elevados para osciladores locales (LO) en cabezales de radiocomunicaciones distribuidos,... [Seguir leyendo]

1. Método de comunicaciones de móviles en una red que usa una transmisión multipunto coordinada, CoMP, comprendiendo la red un grupo de estaciones base que prestan servicio a una pluralidad de terminales móviles y conmutadores de Ethernet habilitados para Redes de Área Local Virtuales, VLAN, caracterizándose el método porque en la planificación de la red, se preconfiguran los conmutadores de Ethernet habilitados para VLAN;

cada paquete de señalización y de datos de red a intercambiar dentro del agrupamiento de cooperación de K estaciones base implicadas en la transmisión CoMP se etiqueta con un identificador que define el conjunto de estaciones base del agrupamiento, en donde el protocolo de red es el protocolo Ethernet y los identificadores son números de grupo, identificador de VLAN, VID, de Redes de Área Local Virtuales, VLAN, que se asignan a través de un canal de control de enlace descendente inalámbrico a los terminales y se usan dentro del grupo para organizar los flujos de datos;

en donde, en cada conmutador de Ethernet, las reglas de conmutación de paquetes para todas las configuraciones de agrupamientos posibles se preconfiguran usando tablas de conmutación fijadas, en función de 15 los VIDs;

la estación base de servicio informa al terminal respectivo, a través del canal de control de enlace descendente, sobre qué dirección de VID se usa en los paquetes de información de estado de canal, CSI, identificando el agrupamiento de cooperación asignado; y

en donde cada terminal usa el identificador de VLAN asignado, para la retroalimentación de CSI a través del 20 canal de enlace ascendente.

2. Método de la reivindicación 1, en el que datos de enlace de conexión para cada terminal móvil se transmiten usando el protocolo de Ethernet;

datos compartidos entre estaciones base involucradas en la transmisión CoMP se intercambian usando el mismo protocolo; e información de estado de canal, CSI, de enlace descendente medida por cada terminal móvil se transmite a la estación base de servicio usando el mismo protocolo.

3. Método de la reivindicación 2, en el que el flujo de datos para un terminal dado a través del enlace S1 desde la pasarela avanzada, aGW, se hace terminar en el NodoB mejorado, eNB, de la estación base maestra de servicio, y, a continuación se empaquetan datos en bloques de transporte, los mismos se codifican y se establece correspondencia de ellos sobre el portador de radiocomunicaciones, RB, y después de la capa MAC, los datos de los cuales ya se han establecido correspondencias y se han codificado se copian y la copia se reenvía, a través de la interfaz X2, a todas las estaciones base involucradas en la transmisión CoMP.

4. Método de la reivindicación 2 ó 3, en el que la información de estado de canal, CSI, retroalimentada desde cada terminal a la base de servicio se proporciona como retroalimentación en el dominio de la frecuencia únicamente para aquellos RBs que es probable que sean asignados a un usuario.

5. Método de la reivindicación 2 ó 3, en el que la información de estado de canal, CSI, retroalimentada desde cada terminal a la base de servicio, se proporciona en el dominio del retardo.

6. Método de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la información de estado de canal, CSI, retroalimentada desde cada terminal a la estación base de servicio usando el protocolo de Ethernet, se transmite en paralelo a los datos de usuario de enlace ascendente.

7. Método de la reivindicación 6, en el que los paquetes se forman de manera que un terminal siempre empaqueta la matriz completa de canal multi-célula en una sub-banda dada en un paquete.

8. Método de la reivindicación 1, en el que el número de grupo de VLAN se ubica en el paquete en la posición que es usada, en tramas sin etiqueta, por el campo EtherType/Size.

9. Sistema de comunicaciones de móviles en una red que usa una transmisión multipunto coordinada, CoMP, comprendiendo la red un grupo de estaciones base que prestan servicio a una pluralidad de terminales móviles, caracterizándose el sistema porque la red comprende conmutadores de Ethernet habilitados para Redes de Área Local Virtuales, VLAN, preconfigurados en la planificación de la red;

cada paquete de señalización y de datos de red a intercambiar dentro del agrupamiento de cooperación de K

estaciones base involucradas en la transmisión CoMP está etiquetado con un identificador que define el conjunto de estaciones base del agrupamiento, en donde el protocolo de red es el protocolo de Ethernet y los identificadores sonnúmeros de grupo, identificador de VLAN, VID, de Redes de Área Local Virtuales, VLAN, que se asignan a través de un canal de control de enlace descendente inalámbrico a los terminales y se usan dentro del grupo para organizar los flujos de datos;

en donde, en cada conmutador de Ethernet, las reglas de conmutación de paquetes para todas las configuraciones de agrupamientos posibles están preconfiguradas usando tablas de conmutación fijadas, en función de los VIDs;

la estación base de servicio está configurada para informar al terminal respectivo, a través del canal de control de enlace descendente, sobre qué dirección de VID se usa en los paquetes de información de estado de canal, CSI, identificando el agrupamiento de cooperación asignado; y

en donde cada terminal está configurado para usar el identificador de VLAN asignado, para la retroalimentación de CSI a través del canal de enlace ascendente.

10. Estación base en un sistema de comunicaciones de móviles en una red que usa una transmisión multipunto coordinada, CoMP, comprendiendo la red un grupo de estaciones base que prestan servicio a una pluralidad de terminales móviles y conmutadores de Ethernet habilitados para Redes de Área Local Virtuales, VLAN, preconfigurados en la planificación de la red, en donde, en cada conmutador de Ethernet, las reglas de conmutación de paquetes para todas las configuraciones de agrupamientos posibles están preconfiguradas usando tablas de conmutación fijadas, en función de los VIDs, en donde cada paquete de señalización y de datos de red a intercambiar dentro del agrupamiento de cooperación de K estaciones base involucradas en la transmisión CoMP está etiquetado con un identificador que define el conjunto de estaciones base del agrupamiento, en donde los identificadores son números de grupo, identificador de VLAN, VID, de Redes de Área Local Virtuales, VLAN, que se asignan a través de un canal de control de enlace descendente inalámbrico a los terminales y se usan dentro del grupo para organizar los flujos de datos, estando caracterizada la estación base porque está adaptada para recibir datos de enlace de conexión para cada terminal móvil usando el protocolo de Ethernet;

está configurada para informar al terminal respectivo, a través del canal de control de enlace descendente, sobre qué dirección de VID se usa en los paquetes de información de estado de canal, CSI, identificando el agrupamiento de cooperación asignado;

está adaptada para intercambiar datos compartidos, con otras estaciones base, usando el protocolo de Ethernet; y

está adaptada para recibir, desde cada terminal móvil al que presta servicio, información de estado de canal, CSI, de enlace descendente, medida, usando el protocolo de Ethernet y usando el identificador de VLAN asignado.