MÉTODO Y SISTEMA PARA LA GESTIÓN DESCENTRALIZADA DE FEMTOCÉLULAS VECINAS.

Método y sistema para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas.

El método comprende:

- la comunicación, a una primera femtocélula desde una segunda femtocélula, de la siguiente información:

i) la restricción de requerimientos de interferencia de un usuario activo de la segunda femtocélula, y

ii) uno o más parámetros que caracterizan un canal radio físico definido desde la primera femtocélula hasta dicho al menos un usuario activo de la segunda femtocélula;

- la autoconfiguración de los parámetros de transmisión de la primera femtocélula usando la información comunicada i) y ii).

El sistema está configurado para implementar el método de la invención.

Método y sistema para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas.

Campo de la invención Esta invención se refiere al campo de las comunicaciones. Más específicamente, la invención se refiere a un método y a un sistema para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas, incluyendo la autoconfiguración de parámetros de transmisión y el ajuste de restricciones de requerimientos de interferencia en una red de femtocélulas.

Antecedentes de la invención Una femtocélula es una estación base pequeña que se implanta en el entorno doméstico o de negocios pequeños para conseguir una mejor cobertura de voz y datos interior, mejorando al mismo tiempo la fiabilidad de la macrocélula. Es una solución económica, que puede mejorar la eficacia del espectro de la red y aumentar adicionalmente la tasa de transmisión de bits máxima en zonas de cobertura baja. Las femtocélulas, al igual que las macroestaciones base, pueden estar habilitadas para comunicarse con una red celular mediante un enlace basado en IP, que puede ser, por ejemplo, una conexión de línea de abonado digital (DSL) o una conexión de cable o fibra óptica.

Existen muchos estudios técnicos y modelos de negocio que exponen el potencial excepcional de las femtocélulas en cuanto a aumento de la capacidad de la red, ahorro de energía y aporte de beneficios desde la perspectiva económica y social, y que indican las redes basadas en femtocélulas como un gran avance tecnológico en las redes móviles del futuro. Sin embargo, las macrocélulas y femtocélulas usan el mismo espectro, originando interferencias e imponiendo dificultades de traspaso horizontal adicionales que necesitan administrarse de forma adecuada. Además las industrias están preocupadas porque los beneficios previstos no son sencillos de lograr, debido a importantes desafíos técnicos y no técnicos. En particular, uno de los principales problemas técnicos procede del hecho de que una implantación masiva de femtocélulas plantearía serias dificultades en la gestión de interferencia de radio entre las células macro y femto y entre femtocélulas vecinas.

Las soluciones convencionales, como las descritas en los documentos US 2010/0246482 A1, US 2010/254319 A1 o 2010/0065328 A1, proponen el empleo de una entidad de gestión centralizada, que recopila parámetros radio de las femtocélulas vecinas y determina y comunica la configuración de transmisión requerida para cada una de ellas. La principal limitación de tales métodos es el hecho de que cualquier cambio en los parámetros radio experimentado por una única femtocélula requiere su notificación a la entidad de gestión centralizada y la reconfiguración de los parámetros de transmisión de la pluralidad de las femtocélulas. Otras soluciones, como los métodos propuestos en US/20090316649 A1 o US/20100111022 A1, están descentralizadas, es decir no requieren la existencia de una entidad de gestión centralizada, y permiten la autoconfiguración de femtocélulas cuando se integran en una red de femtocélulas existente. Sin embargo, debido a la falta de comunicación con las femtocélulas vecinas, estas técnicas no pueden garantizar una utilización eficaz de los recursos de radio y, simultáneamente, evitar la degradación del rendimiento de la red de femtocélulas existente. De hecho estas invenciones podrían verse afectadas por el problema del nodo oculto, un problema ampliamente conocido para una persona con conocimientos medios en la técnica, puesto que no está previsto ningún procedimiento para controlar el nivel de la interferencia generado a las unidades móviles a las que dan servicio las células vecinas. El método descrito en el documento US 2010/0054196 A1 incluye sin embargo la posibilidad de una comunicación directa entre femtocélulas mutuamente interferentes con el fin de coordinar los diagramas de radiación de antena y la asignación de recursos de una manera distribuida. No obstante, los métodos reivindicados tampoco garantizan una utilización eficaz del espectro disponible y, simultáneamente, que el nivel de interferencia combinada que perciben cualquiera de los usuarios de femtocélula se mantenga por debajo de un valor dado. De hecho, los métodos reivindicados intentan minimizar la interferencia conjunta usando una configuración coordinada de parámetros de transmisión, pero no pueden garantizar ningún valor máximo específico. Además y de manera más importante, los métodos propuestos no son adecuados para la configuración inicial de una femtocélula cuando se integra en una red de femtocélulas ya operativa puesto que requieren el inicio de una fase de negociación con todas las femtocélulas vecinas.

Otras limitaciones y desventajas de las propuestas convencionales resultarán evidentes para un experto en la técnica, a través de la comparación de tales sistemas con algunos aspectos de la presente invención, tal como se expone en el resto de la presente descripción.

La investigación de la presente invención ha recibido financiación por parte del Séptimo programa marco de la UE [FP7/2007-2011] en virtud del acuerdo de subvención n° ICT-248891 STP FREEDOM.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Esta descripción se refiere, en general, a métodos y a sistemas para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas.

Un primer aspecto de la invención se refiere a un método para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas, que comprende:

-la comunicación, a una primera femtocélula desde al menos una segunda femtocélula de una pluralidad de femtocélulas vecinas, de la siguiente información:

i) la restricción de requerimientos de interferencia de al menos un usuario activo de dicha segunda femtocélula, y

ii) al menos un parámetro que caracteriza al menos un canal de radio físico definido desde la primera femtocélula hasta dicho al menos un usuario activo de la segunda femtocélula;

-la autoconfiguración de los parámetros de transmisión de dicha primera femtocélula usando al menos la información comunicada i) y ii) .

Dichos parámetros de transmisión comprenden, dependiendo de la realización, potencia de transmisión y/o tasa de transmisión y/o vector de dirección de transmisión.

Por restricciones de requerimientos de interferencia se entiende, en general, los valores máximos de potencia interferente que un equipo de usuario activo en una femtocélula dada puede recibir desde cada una de las femtocélulas vecinas sin degradar el enlace de comunicación activo con dicha femtocélula dada.

Para una realización, el método del primer aspecto comprende además la comunicación, desde dicha primera femtocélula hasta al menos dicha segunda femtocélula y/o hasta otra femtocélula de dicha pluralidad de femtocélulas, de la siguiente información:

- la restricción de requerimientos de interferencia de al menos un usuario activo de la primera femtocélula, y

-al menos un parámetro que caracteriza al menos un canal de radio físico definido desde dicha segunda y/u otra femtocélula hasta dicho al menos un usuario activo de la primera femtocélula.

Dicho parámetro, que es al menos uno, que caracteriza dicho canal de radio físico, que es al menos uno, para algunas realizaciones, es al menos un parámetro del grupo que incluye los siguientes parámetros: la atenuación del enlace y el vector de canal complejo, dicho vector de canal complejo incluyendo la atenuación del enlace.

Para una realización del método, al menos uno de entre la pluralidad de femtocélulas y los usuarios activos están equipados con una, dos, tres, cuatro o más antenas y al menos parte de las femtocélulas comunican la fase y la atenuación del enlace, por medio de dicho canal de vector complejo, desde al menos una de las antenas de otra femtocélula hasta al menos una de las antenas de los usuarios activos vinculados a dicha al menos parte de las femtocélulas que realizan dicha comunicación.

Para algunas realizaciones, dicha etapa ii) se realiza para una o una pluralidad de frecuencias portadoras en un sistema multiportadora usado para la comunicación de dicha segunda femtocélula con una pluralidad de usuarios activos.

El método del primer aspecto comprende además, según una realización, adquirir, dicha primera femtocélula, el conocimiento de dicho parámetro, que es al menos uno, que caracteriza dicho canal de radio con respecto a canales de radio definidos entre dicha primera femtocélula y cada uno de una pluralidad de usuarios propios, para una pluralidad de frecuencias portadoras en un sistema multiportadora.

Según una realización, el método del primer aspecto comprende además solicitar, por cada uno de los usuarios propios de la primera femtocélula, una...

1. Método para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas, que comprende:

-la comunicación, a una primera femtocélula desde al menos una segunda femtocélula de una pluralidad de femtocélulas vecinas, de la siguiente información:

i) la restricción de requerimientos de interferencia de al menos un usuario activo de dicha segunda femtocélula, y

ii) al menos un parámetro que caracteriza al menos un canal radio físico definido desde la primera femtocélula hasta dicho usuario activo de la segunda femtocélula, que es al menos uno;

-la autoconfiguración de los parámetros de transmisión de dicha primera femtocélula usando al menos la información comunicada i) y ii) .

2. Método según la reivindicación 1, que comprende además la comunicación, desde dicha primera femtocélula hasta al menos dicha segunda femtocélula y/o hasta otra femtocélula de dicha pluralidad de femtocélulas, de la siguiente información:

-la restricción de requerimientos de interferencia de al menos un usuario activo de la primera femtocélula, y

-al menos un parámetro que caracteriza al menos un canal radio físico definido desde dicha segunda y/u otra femtocélula hasta dicho usuario activo de la primera femtocélula, que es al menos uno.

3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho parámetro que caracteriza dicho canal radio físico, que es al menos uno, es al menos un parámetro del grupo que incluye los siguientes parámetros: la atenuación de enlace y el vector de canal complejo, dicho vector de canal complejo incluyendo atenuación de enlace.

4. Método según la reivindicación 2, en el que dicho parámetro que caracteriza dicho canal radio físico, que es al menos uno, es al menos un parámetro del grupo que incluye los siguientes parámetros: la atenuación de enlace y el vector de canal complejo, dicho vector de canal complejo incluyendo atenuación de enlace.

5. Método según la reivindicación 3, en el que al menos uno de entre la pluralidad de femtocélulas y los usuarios activos están equipados con una, dos, tres, cuatro o más antenas y al menos parte de las femtocélulas comunican la fase y la atenuación del enlace, por medio de dicho vector de canal complejo, desde al menos una de las antenas de otra femtocélula hasta al menos una de las antenas de los usuarios activos vinculados a dicha al menos parte de las femtocélulas que realizan dicha comunicación.

6. Método según la reivindicación 4, en el que al menos uno de entre la pluralidad de femtocélulas y los usuarios activos están equipados con una, dos, tres, cuatro o más antenas y al menos parte de las femtocélulas comunican la fase y la atenuación del enlace, por medio de dicho vector de canal complejo, desde al menos una de las antenas de otra femtocélula hasta al menos una de las antenas de los usuarios activos vinculados a dicha al menos parte de las femtocélulas que realizan dicha comunicación.

7. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa ii) se realiza para al menos una frecuencia portadora en un sistema multiportadora usado para la comunicación de dicha segunda femtocélula con una pluralidad de usuarios activos.

8. Método según la reivindicación 7, en el que dicha etapa ii) se realiza para una pluralidad de frecuencias portadoras en un sistema multiportadora usado para la comunicación de dicha segunda femtocélula con una pluralidad de usuarios activos.

9. Método según la reivindicación 1, que comprende además adquirir, dicha primera femtocélula, el conocimiento de dicho parámetro, que es al menos uno, que caracteriza dicho canal de radio con respecto a canales de radio definidos entre dicha primera femtocélula y cada uno de una pluralidad de usuarios propios, para una pluralidad de frecuencias portadoras en un sistema multiportadora.

10. Método según la reivindicación 1, en el que dicha restricción de requerimientos de interferencia se refiere al valor máximo de potencia interferente que un equipo de usuario activo en una femtocélula dada puede recibir desde cada una de las femtocélulas vecinas sin degradar el enlace de comunicación activo con dicha femtocélula dada.

11. Método según la reivindicación 9, que comprende además solicitar, por cada uno de dichos usuarios propios de dicha primera femtocélula, una tasa de transmisión e informar a la primera femtocélula de sus restricciones de requerimientos de interferencia requeridas desde cada una de las otras femtocélulas de dicha pluralidad de femtocélulas vecinas en cada frecuencia portadora en un sistema multiportadora.

12. Método según la reivindicación 1, en el que dichos parámetros de transmisión comprenden potencia de transmisión y/o tasa de transmisión y/o vector de dirección de transmisión.

13. Método según la reivindicación 11, que comprende realizar dicha autoconfiguración de dichos parámetros de transmisión usando la técnica de Waterfilling.

14. Método según la reivindicación 11, que comprende usar dichos parámetros de transmisión autoconfigurados para realizar una asignación de portadoras entre usuarios de dicha primera femtocélula, garantizando que la interferencia generada para las restantes femtocélulas de dicha pluralidad de femtocélulas vecinas se mantiene por debajo de las restricciones de requerimientos de interferencia comunicadas.

15. Método según la reivindicación 2, que comprende el ajuste mutuo de las restricciones de requerimientos de interferencia entre dicha primera femtocélula y al menos dicha segunda femtocélula.

16. Método según la reivindicación 15, que comprende, una vez que se ha realizado dicho ajuste mutuo de restricciones de requerimientos de interferencia, establecer valores nuevos para al menos parte de los parámetros de transmisión para dichas primera y segunda femtocélulas.

17. Método según la reivindicación 16, que comprende realizar dicho ajuste de restricciones de requerimientos de interferencia y establecer valores nuevos para al menos parte de los parámetros de transmisión sin infringir las restricciones de requerimientos de interferencia para el resto de dicha pluralidad de femtocélulas.

18. Método según la reivindicación 17, que comprende realizar dicho ajuste de restricciones de requerimientos de interferencia por medio de las siguientes acciones:

-la comunicación mutua, entre dicha primera femtocélula y al menos dicha segunda femtocélula, de sus restricciones de requerimientos de interferencia mutuas y de la variación en los valores de al menos parte de sus parámetros de transmisión que experimentarían si se cambiasen sus restricciones de requerimientos de interferencia mutuas;

-la determinación de las restricciones de requerimientos de interferencia mutuas ajustadas o actualizadas que permiten variar los valores de al menos parte de los parámetros de transmisión de dichas primera y segunda femtocélulas sin afectar al rendimiento de transmisión del resto de dicha pluralidad de femtocélulas; y

- el establecimiento de los valores nuevos de al menos parte de los parámetros de transmisión para dichas primera y segunda femtocélulas según dicha determinación.

19. Método según la reivindicación 18, que comprende realizar dicha comunicación mutua de sus restricciones de requerimientos de interferencia mutuas y de la variación en los valores de los parámetros de transmisión que experimentarían si se cambiasen sus restricciones de requerimientos de interferencia mutuas, entre dicha primera femtocélula y al menos parte de dicha pluralidad de femtocélulas, y encontrar dicha segunda femtocélula, de entre dicha pluralidad de femtocélulas, como aquélla con la que el ajuste de las restricciones de requerimientos de interferencia mutuas con la primera femtocélula es mutuamente beneficioso con respecto a dicha variación en los valores de al menos parte de los parámetros de transmisión.

20. Método según la reivindicación 19, en el que dicho establecimiento de valores nuevos de los parámetros de transmisión para dichas primera y segunda femtocélulas comprende:

-aumentar la tasa de transmisión total o reducir la potencia de transmisión total de dicha primera femtocélula; y/o

-aumentar la tasa de transmisión total o reducir la potencia de transmisión total de dicha segunda femtocélula, y/o

-aumentar la tasa de transmisión total de dicha primera femtocélula y reducir la potencia de transmisión total de dicha segunda femtocélula, o viceversa.

21. Método según la reivindicación 20, en el que dicho parámetro de transmisión cuyos valores deben variarse y establecerse es:

-potencia de transmisión, si dicha primera femtocélula puede satisfacer de manera conjunta los requerimientos de tasa de transmisión de todos los usuarios conectados a la misma, o

- tasa de transmisión, si dicha primera femtocélula no puede satisfacer de manera conjunta los

requerimientos de tasa de transmisión de todos los usuarios conectados a la misma.

22. Sistema para la gestión descentralizada de femtocélulas vecinas, que comprende una segunda femtocélula

5 en comunicación con una primera femtocélula de una pluralidad de femtocélulas vecinas para entregar a esta última la siguiente información:

i) la restricción de requerimientos de interferencia de al menos un usuario activo de dicha segunda

femtocélula, y

ii) al menos un parámetro que caracteriza al menos un canal radio físico definido desde la primera

femtocélula hasta dicho al menos un usuario activo de la segunda femtocélula;

10 en el que dicha primera femtocélula está adaptada para autoconfigurar sus parámetros de transmisión

usando al menos la información comunicada i) y ii) .