Recepción descentralizada y cooperativa de datos a través de estaciones base.

Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12,

14, 16) deuna red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) que son transmitidos desde terminales de radio móviles(20, 22, 24) en la red de radio móvil (10), en el que

a) los datos (34) son codificados en un terminal de radio móvil (20, 22, 24) como símbolos de un alfabeto demodulación y modulados sobre una frecuencia portadora para la transmisión,

b) las informaciones (38) relativas a los símbolos recibidos en las estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) sontransmitidas entre las estaciones base (12, 14, 16) mediante enlaces de comunicación (40) para eliminarinterferencias (36), y

c) las estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) demodulan y decodifican los símbolos recibidos de formacooperativa y descentralizada,

caracterizado por que

d) es determinado en cada caso un valor esperado estadístico de un símbolo recibido en una estación base (12, 14,16) del grupo (32) y transmitido como información (38) para la eliminación de interferencias (36) al resto deestaciones base del grupo.

Recepción descentralizada y cooperativa de datos a través de estaciones base.

Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de interferencias para un grupo de estaciones base de una red de radio móvil en una recepción de datos que son transmitidos desde terminales de radio móviles en la red de radio móvil, en el que a) los datos en un terminal de radio móvil son codificados como símbolos de un alfabeto de modulación y modulados sobre una frecuencia portadora para la transmisión,

b) las informaciones relativas a los símbolos recibidos en las estaciones base del grupo son transmitidas entre las estaciones base a través de enlaces de comunicación para la eliminación de interferencias, y

c) las estaciones base del grupo demodulan y decodifican los símbolos recibidos de forma cooperativa y descentralizada.

Además la invención se refiere a una estación base en un grupo de estaciones base de una red de radio móvil para la eliminación de interferencias en la recepción de datos que son transmitidos desde terminales de radio móviles en la red de radio móvil, que contiene a) un receptor para la recepción de los datos que en un terminal de radio móvil son codificados como símbolos de un alfabeto de modulación y modulados sobre una frecuencia portadora para la transmisión, b) una interfaz para la emisión y recepción de informaciones relativas a los símbolos recibidos en las estaciones base del grupo mediante enlaces de comunicación para la eliminación de interferencias, y en la que c) el receptor está realizado para la demodulación y decodificación de forma cooperativa y descentralizada de los símbolos recibidos junto con otras estaciones base del grupo.

Estado de la técnica

Para garantizar la movilidad en las redes de radio móviles se emplean radioenlaces entre terminales de radio móviles en abonados de radio móvil y estaciones base estacionarias en la red de radio móvil. Cada estación base cubre una o varias regiones geográficas que son denominadas también células de radio. Las estaciones base están unidas mediante conexiones por red fija o radioenlaces dirigidos estacionarios con controladores de estación base y una red de transmisión para datos de voz u otros datos. El tráfico de datos a través de estas conexiones de retorno es denominado en inglés también “Backhaul”.

Para transmitir datos entre un terminal de radio móvil y una estación base los datos son modulados en el terminal de radio móvil o la estación base sobre frecuencias portadoras y emitidos como señales de radio. En el estándar UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles) se emplea por ejemplo una modulación de amplitud en cuadratura (QAM) . En la QAM son combinadas entre sí modulación de amplitud y de fase, siendo en primer lugar moduladas en amplitud dos oscilaciones ortogonales entre sí y luego sumadas. Para ello pueden ser empleadas por ejemplo una oscilación seno y una coseno, estos es, una oscilación seno desplazada 90º en fase. La suma representa la frecuencia portadora modulada en amplitud y fase.

En la llamada 4-QAM las dos oscilaciones son multiplicadas, respectivamente, por ejemplo por 1 ó -1 como modulación de amplitud. Resultan, por tanto, cuatro símbolos de emisión diferentes que son también denominados puntos de señal. De esta forma, en un instante se puede transferir el valor de un modelo de dos bits. Imaginariamente por la amplitud y la fase como coordenadas polares se forma un plano bidimensional, el llamado diagrama de constelación. En este diagrama de constelación los puntos de señal están dispuestos como retícula ortogonal. Correspondientemente en el caso de una 16-QAM se dispone de dieciséis símbolos y en el de una 256-QAM de 256. Con ello en un instante es posible una transmisión de 4 u 8 bits. En general una cantidad de símbolos disponibles en una modulación es designada como alfabeto de modulación. Para una secuencia de bits a ser transmitida es seleccionado un símbolo correspondiente de este alfabeto de modulación.

Debido al ruido, interferencias y otras perturbaciones los símbolos recibidos de un símbolo enviado están siempre afectados por errores y se dispersan con una distribución de probabilidad en torno al punto de señal enviado en el diagrama de constelación. Los detectores y decodificadores modernos eficaces determinan a menudo valores de probabilidad relativos a los símbolos o bits recibidos y tienen en cuenta estos en las siguientes etapas de decodificación de una decodificación iterativa. En la salida de un decodificador se tienen entonces como valores de probabilidad o valores estimados por ejemplo los llamados cocientes de verosimilitud o logaritmos de cocientes de verosimilitud. Estos son designados en lo que sigue también como valores L o valores LLR. Un ejemplo de ello conocido para el experto es una decodificación de turbo código que se emplea en redes de radio móviles de la tercera generación (por ejemplo UMTS) . Los valores de probabilidad relativos a un símbolo o bits son denominados habitualmente también símbolos ponderados o bits ponderados. Por el contrario para una mejor diferenciación los símbolos o bits reales son denominados símbolos prefijados o bits prefijados.

Para evitar interferencias perturbadoras en la recepción de símbolos habitualmente se emplean frecuencias diferentes en estaciones base colindantes. Con ello se limita aún más el espectro de frecuencias utilizables ya limitado. Esta circunstancia supone una necesidad que crece exponencialmente de radioenlaces de banda ancha. En particular existe una gran demanda de conexiones móviles a internet rápidas con tasas de datos correspondientemente altas.

Un concepto técnico para conseguir una alta reutilización de frecuencias en una recepción de datos de terminales de radio móviles por las estaciones base, el llamado enlace ascendente, y una eliminación de las interferencias que se producen prevé una unidad de procesamiento central para un grupo de estaciones base. Los símbolos recibidos en las estaciones base son cuantificados sin otro procesamiento y transmitidos a la unidad de procesamiento central. La unidad de procesamiento central realiza a continuación un procesamiento y una decodificación común de los símbolos recibidos. Así, por ejemplo, los símbolos recibidos de estaciones base colindantes en el procesamiento de símbolos de una estación base se tienen en cuenta como posibles interferencias. Este enfoque con un procesamiento central es conocido por ejemplo por “A.D. Wyner, “Shannon-theoretic approach to a Gaussian cellular multiple-access channel”, IEEE Transactions on Information Theor y , 40 (6) : 1713-1727, 1994. Desfavorable en esta forma de proceder es además de la introducción costosa de nuevas unidades de procesamiento central, en particular, la transferencia de datos muy alta entre las estaciones base y estas unidades de procesamiento.

Otro concepto técnico parte, por tanto, de un procesamiento descentralizado, cooperativo de las señales recibidas por la estaciones base que para ello forman un grupo de estaciones base. Este concepto es conocido, por ejemplo por S. Khattak, G. Fettweis, “Distributive iterative detection in interference limited cellular network”, Veh. Techn. Conf. Dublín, Proz. VTC Primavera 2007. Aquí la demodulación de todos los símbolos recibidos se distribuye a través del grupo de estaciones base que interactúan. Cada estación base del grupo realiza así cálculos locales relativos a los símbolos recibidos y los resultados son transmitidos a estaciones base colindantes como información para otro procesamiento. Asimismo es posible también un procesamiento iterativo. Para un intercambio de informaciones están previstos en las estaciones base enlaces de comunicación e interfaces correspondientes.

Un procedimiento similar está descrito en el artículo S. Kattak et al. “Distributed iterative multiuser detection through base station cooperation”; EURASIP journal on Wireless Communications and Networking.

Como información intercambiable entre las estaciones base se emplean por ejemplo valores L para los símbolos recibidos que están presentes en la salida de un detector o decodificador en cada estación base. Obviamente se consigue entonces una alta eficacia si todos los valores L relativos a los símbolos recibidos son transmitidos con alta precisión entre las estaciones base. Una estación base que recibe estas informaciones emplea los valores L para la reconstrucción de los símbolos recibidos en estaciones base colindantes. De acuerdo con los símbolos son determinadas a continuación las perturbaciones por estos en los símbolos recibidos y eliminadas. No obstante,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) que son transmitidos desde terminales de radio móviles (20, 22, 24) en la red de radio móvil (10) , en el que a) los datos (34) son codificados en un terminal de radio móvil (20, 22, 24) como símbolos de un alfabeto de modulación y modulados sobre una frecuencia portadora para la transmisión,

b) las informaciones (38) relativas a los símbolos recibidos en las estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) son transmitidas entre las estaciones base (12, 14, 16) mediante enlaces de comunicación (40) para eliminar interferencias (36) , y

c) las estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) demodulan y decodifican los símbolos recibidos de forma cooperativa y descentralizada,

caracterizado por que d) es determinado en cada caso un valor esperado estadístico de un símbolo recibido en una estación base (12, 14, 16) del grupo (32) y transmitido como información (38) para la eliminación de interferencias (36) al resto de estaciones base del grupo.

2. Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) según la reivindicación 1, caracterizado por un cálculo del valor esperado estadístico a partir de valores estimados del símbolo recibido tras una etapa de decodificación seleccionada de un receptor (50) de la estación base (12, 14, 16) .

3. Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por la selección de un símbolo del alfabeto de modulación que está más próximo al valor esperado estadístico y la transmisión de los bits correspondientes a este símbolo como cuantificación del valor esperado estadístico.

4. Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que en una estación base del grupo

a) con valores esperados recibidos de otras estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) son reconstruidos, respectivamente, los símbolos recibidos en las otras estaciones base (12, 14, 16) , y

b) los símbolos reconstruidos son empleados para la eliminación de interferencias (36) de un símbolo recibido.

5. Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que un nuevo valor esperado para un símbolo recibido es determinado de forma iterativa con los valores esperados recibidos y el nuevo valor esperado es transmitido a otras estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) .

6. Procedimiento para la eliminación de interferencias (36) para un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) en una recepción de datos (34) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que con una distribución de probabilidad para los símbolos recibidos son optimizados los niveles de reconstrucción de la cuantificación del valor esperado estadístico.

7. Estación base (12, 14, 16) en un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) para la eliminación de interferencias (36) en la recepción de datos (34) que son transmitidos por terminales de radio móviles (20, 22, 24) en la red de radio móvil (10) que contiene

a) un receptor (50) para la recepción de los datos (34) que son codificados en un terminal de radio móvil (20, 22, 24) como símbolos de un alfabeto de modulación y son modulados sobre una frecuencia portadora para la transmisión,

b) una interfaz (60) para la emisión y recepción de informaciones (38) relativas a los símbolos recibidos en las estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) mediante enlaces de comunicación (40) para la eliminación de interferencias (36) , y en el que c) el receptor (50) está diseñado para la demodulización y decodificación de manera cooperativa y descentralizada de los símbolos recibidos junto con otras estaciones base (12, 14, 16) del grupo (32) ,

caracterizada por que d) está previsto un módulo de determinación (56) para la determinación de un valor esperado estadístico de un símbolo recibido, de modo que el valor esperado estadístico es transmitido al resto de las estaciones base del grupo como información (38) para la eliminación de interferencias (36) .

8. Estación base (12, 14, 16) en un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) para la eliminación de interferencias (36) en la recepción de datos (34) según la reivindicación 7, caracterizada por un módulo de cuantificación (58) que selecciona un símbolo del alfabeto de modulación que está más próximo al valor esperado estadístico y proporciona a este símbolo los bits correspondientes como cuantificación del valor esperado estadístico para la transmisión.

9. Estación base (12, 14, 16) en un grupo (32) de estaciones base (12, 14, 16) de una red de radio móvil (10) para la eliminación de interferencias (36) en la recepción de datos (34) según la reivindicación 7 u 8, caracterizada por que está prevista una unidad de optimización (68) para la optimización del nivel de reconstrucción de la cuantificación del valor esperado estadístico en cada caso basándose en una distribución de probabilidad de los símbolos recibidos.