Minimización de la interferencia de enlace descendente entre femtocélulas.

Un método para minimizar la interferencia para dispositivos móviles que operan en una red de comunicacionesque incluye un controlador centralizado y al menos una femtocélula (130a-130c),

incluyendo cada femtocélula(130a-130e) de dicha al menos una femtocélula una estación base (140a-140e), comprendiendo el método:calcular (305) una prioridad de asignación de potencia para cada femtocélula (130a-130e) de dicha almenos una femtocélula;

determinar (310) un orden de prioridad para dicha al menos una femtocélula (130a-130e), basándose elorden de prioridad en la prioridad de asignación de potencia calculada para cada femtocélula (130a-130e)de dicha al menos una femtocélula;

calcular (315) una potencia que asignar a la estación base (140a-140e) para cada femtocélula (130a-130e)de dicha al menos una femtocélula en función del orden de prioridad;

asignar (320) una primera porción de la potencia asignada a la estación base (140a-140e) para cadafemtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico en tiemporeal; y

asignar (325) una segunda porción de la potencia asignada a la estación base (140a-140e) para cadafemtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico no en tiemporeal.

Minimización de la interferencia de enlace descendente entre femtocélulas

Campo de la invención La presente invención versa acerca de la minimización de la interferencia para dispositivos móviles que operan en 5 una red de comunicaciones que incluye un controlador centralizado y al menos una femtocélula.

Antecedentes En telecomunicaciones, una femtocélula, conocida en origen como estación base de punto de acceso, es una estación base celular pequeña, normalmente diseñada para ser usada en entornos residenciales o de pequeña empresa. La femtocélula es una estación base (BS) doméstica desplegada por el usuario que proporciona mejor 10 cobertura doméstica y aumenta la capacidad de tráfico de usuario usando una conexión de enlace terrestre con un proveedor de servicios, tal como una conexión de protocolo de Internet (IP) por la línea digital de abonado (DSL) del usuario, cable, satélite, fibra óptica u otra conexión de alta velocidad o banda ancha. Los diseños actuales de femtocélulas normalmente soportan de 2 a 4 teléfonos móviles activos en un entorno residencial. Debido a la operación de canales comunes o canales adyacentes, supone un gran reto abordar la interferencia entre femtocélulas cercanas o entre las femtocélulas y una macrocélula existente, es decir, una célula en una red de telefonía móvil que proporcione cobertura de radio atendida por una estación base celular (torre) de potencia.

La técnica anterior y las soluciones actualmente propuestas para minimizar la interferencia entre femtocélulas y femtocélulas o entre femtocélulas y macrocélulas pueden clasificarse en tres categorías: (1) control de potencia; (2) separación en frecuencia; y (3) separación en tiempo.

Control de potencia. Un algoritmo de adaptación de la potencia puede mitigar la interferencia de femtocélulas a macrocélulas. La teoría básica es disminuir cuanto sea posible la potencia de transmisión de una BS de una femtocélula y del equipo de usuario (UE) de la femtocélula para que se reduzca la interferencia en las macrocélulas mientras se mantiene un rendimiento razonable de las femtocélulas. Para lograr esto, la femtocélula utiliza la medición del parámetro del canal procedente de sus UE conectados para establecer la potencia de transmisión tanto de la BS de la femtocélula como de los UE de la femtocélula.

Separación en frecuencia. La teoría básica es separar la transmisión de las femtocélulas y la macrocélulas en frecuencias diferentes. Esto reduce la interferencia al limitar las frecuencias que son compartidas por las femtocélulas y las macrocélulas.

Separación en tiempo. Otra técnica de mitigación de la interferencia es la reutilización del tiempo o compartición del

tiempo, es decir, separar en el tiempo la transmisión de diferentes femtocélulas, o de las femtocélulas y los UE de macrocélulas. Esta técnica de mitigación de las interferencias ha sido propuesta para los sistemas de femtocélulas del sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS) . La idea es disminuir (o incluso desconectar) la potencia de transmisión de enlace descendente (DL) de la femtocélula durante ciertos periodos de tiempo para reducir la interferencia a otros UE cercanos (ya sean UE de femtocélula conectados a otra BS de femtocélula o UE

de macrocélula) . Esta técnica da por sentado un patrón cuadrado de potencia de ACTIVACIÓN/DESACTIVACIÓN para la femtocélula. El periodo y el ciclo de utilidad de los patrones son parámetros de diseño. Dado cierto patrón, cada femtocélula puede escoger el mejor desfase temporal para su UE detectando el desfase temporal de las femtocélulas vecinas. Esto podría reducir la interferencia entre una femtocélula y otras femtocélulas o entre femtocélulas y macrocélulas.

El documento US 2006/0019665 da a conocer un método de operación de un sistema de comunicaciones celulares que comprende al menos una macrocélula que tiene una estación base de macrocélula y al menos una microcélula que tiene una estación base de microcélula, estando situada al menos parte de la microcélula dentro de una zona atendida por la estación base de la macrocélula.

El documento US 2008/0188265 da a conocer un método de control de una estación base en una red de 45 comunicaciones inalámbricas celulares, comprendiendo el método, dentro de la estación base, la adaptación autónoma y dinámica de un valor máximo para la potencia total de transmisión de la estación base, de modo que se minimice la interferencia entre la estación base y otros puntos de acceso en las inmediaciones.

Compendio Aspectos de la presente invención proporcionan un sistema y un método para minimizar la interferencia para 50 dispositivos móviles que operan en una red de comunicaciones que incluye un controlador centralizado y varias femtocélulas, incluyendo cada femtocélula de dicha al menos una femtocélula una estación base. El método calcula una prioridad de asignación de potencia para cada femtocélula de dicha al menos una femtocélula, y determina un orden de prioridad de la femtocélula, basándose el orden de prioridad en la prioridad de asignación de potencia calculada para cada femtocélula de dicha al menos una femtocélula. El método calcula una potencia que asignar a la 55 estación base para cada femtocélula de dicha al menos una femtocélula en función del orden de prioridad. El método asigna una primera porción de la potencia asignada a la estación base para cada femtocélula de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico en tiempo real, y una segunda porción de la potencia asignada a la estación base para cada femtocélula según se requiera para el tráfico no en tiempo real.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 es un diagrama de red que ilustra una realización de los componentes de soporte físico de un sistema que lleva a cabo la presente invención.

La FIG. 2 es un diagrama de bloques que ilustra, en detalle, una realización de los componentes de soporte físico mostrados en la FIG. 1.

La FIG. 3 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método para minimizar la interferencia en una red 10 de comunicaciones para la presente invención.

Descripción detallada La FIG. 1 es un diagrama de red que ilustra una realización de los componentes de soporte físico de un sistema que lleva a cabo la presente invención. La FIG. 1 muestra una estación base (BS) 110 de macrocélula que controla las comunicaciones en un alcance de cobertura de la macrocélula 100. En una realización, el alcance de cobertura de la macrocélula 100 es una zona residencial o empresarial. En otra realización, el alcance de cobertura de la macrocélula 100 incluye varias zonas residenciales o empresariales. El equipo 120 de usuario (UE) de la macrocélula, tal como un teléfono móvil u otro dispositivo de comunicaciones móviles, comunica voz y datos a través de la BS 110 de la macrocélula con otro UE (no mostrado) de macrocélula, ya sea en el alcance de cobertura de la macrocélula 100 o en el alcance de cobertura de otra macrocélula (no mostrada) .

La macrocélula 100 mostrada en la FIG. 1 incluye un número N de femtocélulas 130a-130e. Cada femtocélula 130a130e incluye, respectivamente, una BS 140a-140e de femtocélula que controla las comunicaciones de voz y datos en el alcance de cobertura de las femtocélulas 130a-130e. Las femtocélulas 130a-130e forman un grupo en la macrocélula 100. La macrocélula 100 también incluye un controlador centralizado que conecta las BS 140a-140e de las femtocélulas. En la realización mostrada en la FIG. 1, el controlador centralizado es soporte lógico,

implementado sin soporte físico adicional, que opera tanto en las BS 140a-140e de las femtocélulas como en la BS 110 de la macrocélula. En otra realización, el controlador centralizado es un módulo de soporte lógico implementado en la pasarela (GW) de la femtocélula, un dispositivo separado de soporte físico que conecta varias BS de femtocélulas, como las BS 140a-140e de las femtocélulas, a la BS 110 de la macrocélula mediante una red, pudiendo incluir la macrocélula 100 varias GW de femtocélula. En otra realización adicional, el controlador

centralizado es soporte lógico, implementado sin soporte físico adicional, que opera en las BS 140a-140e de las femtocélulas. En otra realización adicional, el controlador centralizado es soporte lógico, implementado sin soporte físico adicional, que opera en la BS 110 de la macrocélula.

Cada BS 140a-140e de femtocélula tiene un periodo de programación para enviar, o transmitir sin solicitud, datos de programación al controlador centralizado. El periodo de programación, es decir, la duración... [Seguir leyendo]

1. Un método para minimizar la interferencia para dispositivos móviles que operan en una red de comunicaciones que incluye un controlador centralizado y al menos una femtocélula (130a-130c) , incluyendo cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula una estación base (140a-140e) , comprendiendo el método:

calcular (305) una prioridad de asignación de potencia para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula;

determinar (310) un orden de prioridad para dicha al menos una femtocélula (130a-130e) , basándose el orden de prioridad en la prioridad de asignación de potencia calculada para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula;

calcular (315) una potencia que asignar a la estación base (140a-140e) para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula en función del orden de prioridad;

asignar (320) una primera porción de la potencia asignada a la estación base (140a-140e) para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico en tiempo real; y

asignar (325) una segunda porción de la potencia asignada a la estación base (140a-140e) para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico no en tiempo real.

2. El método de la reivindicación 1 en el que la prioridad de asignación de potencia calculada para cada femtocélula (130a-130e) incluye un factor de ponderación del tráfico en tiempo real, un factor de ponderación del tráfico no en tiempo real, un nivel de potencia requerido para que esa femtocélula dé soporte a sus usuarios activos y un uso de potencia media.

3. El método de la reivindicación 2 en el que Ri (n) es la prioridad de asignación de potencia para la femtocélula i # n , P !∀

RT i , !∀#NRT i !∀ n req i , n en el periodo n, y Ri (n) se calcula como Rn!∀∃ ,

i Pn

, !∀

med i en la que:

λRT, i (n) es el factor de ponderación de tráfico en tiempo real para la femtocélula i en el periodo n,

λNRT, i (n) es el factor de ponderación de tráfico no en tiempo real para la femtocélula i en el periodo n,

Preq, i (n) es el nivel de potencia requerido para que la femtocélula i dé soporte a sus usuarios activos en el periodo n, y

Pmed, i (n) es el uso de potencia media para la femtocélula i en el periodo n.

4. El método de la reivindicación 2 en el que se aproxima el nivel de potencia requerido para que cada femtocélula (130a-130e) dé soporte a sus usuarios activos a partir de una pérdida de propagación de un dispositivo móvil en la red de comunicaciones, de una relación requerida entre la señal y la interferencia más el ruido (SINR) , o de una interferencia estimada.

5. El método de la reivindicación 1 en el que el orden de prioridad es de una femtocélula de alta prioridad a una 35 femtocélula de baja prioridad.

6. El método de la reivindicación 1 en el que Pi (n) es la potencia que asignar a la estación base para la femtocélula i en el periodo n, y Pi (n) se calcula como

∋ n∗

∋NRT , i !∀nNNRT , i!∀ ∗ ) SINRNF %I PL% SINRNF %I PL, ,

) ) RT , j !∀j, i & NRT, j !∀j , i , ,

(j∃1 j∃1 +) , Pi n∃min P max , , ,

!∀)

) ,

) P ,

( i, permitida +

en la que: NRT, i (n) es el número de usuarios en tiempo real activos en la femtocélula i en el periodo n, SINRRT es la SINR requerida de los usuarios en tiempo real, NNRT, i (n) es el número de usuarios no en tiempo real activos en la femtocélula i en el periodo n,

SINRNRT es la SINR requerida de los usuarios no en tiempo real,

NF es el umbral mínimo de ruido en cada dispositivo móvil, incluyendo el umbral mínimo de ruido un ruido térmico y un índice de ruido, PLj, i es la pérdida de propagación desde el dispositivo móvil j hasta la estación base para la femtocélula i, Pmax es la potencia de transmisión máxima de la estación base para una femtocélula de dicha al menos una

femtocélula,

Pi, permitida es la potencia de transmisión permitida por las estaciones base para las femtocélulas que tienen una prioridad de asignación de potencia superior más elevada que la estación base para la femtocélula i, e I es la interferencia recibida en los dispositivos móviles asociados con la estación base para la femtocélula i procedente de otras femtocélulas vecinas.

7. El método de la reivindicación 6 en el que Pi, permitida se calcula como Pi, permitida ∃ min !Idisponible, j .PLBS_ i, UE_ j ∀,

cuando Rj n−Ri !∀

!∀n

en la que:

∃I / n,

Idisponible, j & Pk !∀.PLBS_ k, UE_ j cuando Rk n−Rj !∀

!∀n

y

PLBS_i, UE_j es una pérdida media de propagación entre la estación base para la femtocélula i y el dispositivo móvil j.

8. Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando son ejecutadas en un dispositivo de cálculo, llevan a cabo el método de la reivindicación 1.

9. Un sistema para minimizar la interferencia para dispositivos móviles que operan en una red de comunicaciones que incluye un controlador centralizado y al menos una femtocélula (130a-130c) , incluyendo cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula una estación base (140a-140e) , comprendiendo el sistema:

un dispositivo (220) de memoria residente en el controlador centralizado; y

un procesador (205) dispuesto en comunicación con el dispositivo (220) de memoria, estando configurado el procesador (205) para:

calcular una prioridad de asignación de potencia para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula;

determinar un orden de prioridad para dicha al menos una femtocélula (130a-130e) , basándose el orden de prioridad en la prioridad de asignación de potencia calculada para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula;

calcular una potencia que asignar a la estación base para cada femtocélula (130a-130e) de dicha al menos una femtocélula en función del orden de prioridad;

asignar una primera porción de la potencia asignada a la estación base para cada femtocélula (130a130e) de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico en tiempo real; y

asignar una segunda porción de la potencia asignada a la estación base para cada femtocélula (130a130e) de dicha al menos una femtocélula según se requiera para el tráfico no en tiempo real.

10. El sistema de la reivindicación 9 en el que la prioridad de asignación de potencia calculada para cada 40 femtocélula (130a-130e) incluye un factor de ponderación del tráfico en tiempo real, un factor de ponderación del tráfico no en tiempo real, un nivel de potencia requerido para que esa femtocélula dé soporte a sus usuarios activos y un uso de potencia media.

11. El sistema de la reivindicación 10 en el que Ri (n) es la prioridad de asignación de potencia para la femtocélula i # n # nP n

RT i , !∀NRT i , !∀ req i , !∀

en el periodo n, y Ri (n) se calcula como Rn ∃ , en la que:

!∀

Pn

i , !∀

med i 5λRT, i (n) es el factor de ponderación de tráfico en tiempo real para la femtocélula i en el periodo n,

λNRT, i (n) es el factor de ponderación de tráfico no en tiempo real para la femtocélula i en el periodo n,

Preq, i (n) es el nivel de potencia requerido para que la femtocélula i dé soporte a sus usuarios activos en el periodo n, y

Pmed, i (n) es el uso de potencia media para la femtocélula i en el periodo n.

12. El sistema de la reivindicación 10 en el que se aproxima el nivel de potencia requerido para que cada femtocélula (130a-130e) dé soporte a sus usuarios activos a partir de una pérdida de propagación de un dispositivo móvil en la red de comunicaciones, de una relación requerida entre la señal y la interferencia más el ruido (SINR) , o de una interferencia estimada.

13. El sistema de la reivindicación 9 en el que el orden de prioridad es de una femtocélula de alta prioridad a una 15 femtocélula de baja prioridad.

14. El sistema de la reivindicación 9 en el que Pi (n) es la potencia que asignar a la estación base para la femtocélula i en el periodo n, y Pi (n) se calcula como n ∗

∋∋NRT , i !∀nNNRT , i!∀ ∗ ) ) &SINR!NF %I ∀PL%&SINR!NF %I ∀PL, , ,

RT , jj, i NRT, jj , i) (j∃1 j∃1 +, ) , Pi n∃min P max , , ,

!∀)

) , ) Pi, permitida ,

( +

en la que: NRT, i (n) es el número de usuarios en tiempo real activos en la femtocélula i en el periodo n,

SINRRT es la SINR requerida de los usuarios en tiempo real, NNRT, i (n) es el número de usuarios no en tiempo real activos en la femtocélula i en el periodo n, SINRNRT es la SINR requerida de los usuarios no en tiempo real, NF es el umbral mínimo de ruido en cada dispositivo móvil, incluyendo el umbral mínimo de ruido un ruido térmico y un índice de ruido, 25 PLj, i es la pérdida de propagación desde el dispositivo móvil j hasta la estación base para la femtocélula i,

Pmax es la potencia de transmisión máxima de la estación base para una femtocélula de dicha al menos una femtocélula, Pi, permitida es la potencia de transmisión permitida por las estaciones base para las femtocélulas que tienen una prioridad de asignación de potencia superior más elevada que la estación base para la femtocélula i, e 30 I es la interferencia recibida en los dispositivos móviles asociados con la estación base para la femtocélula i procedente de otras femtocélulas vecinas.

15. El sistema de la reivindicación 14 en el que Pi, permitida se calcula como Pi, permitida ∃ min !Idisponible, j .PLBS_ i, UE_ j ∀,

cuando Rjnn

!∀−Ri !∀

en la que:

Pk !∀.PLBS_ cuando Rknn

I disponible, j ∃I / nk, UE_ j ,

!∀−Rj !∀

y

PLBS_i, UE_j es una pérdida media de propagación entre la estación base para la femtocélula i y el dispositivo móvil j.