SISTEMA Y MÉTODO PARA MINIMIZAR INTERFERENCIAS ENTRE NODOS DE ACCESO DE RADIO DE UNA RED DE ACCESO DE RADIO.

Sistema y método para minimizar interferencias entre nodos de acceso de radio de una red de acceso de radio.

El sistema comprende una pluralidad de nodos de acceso de radio, o células, proporcionando cada una de dichas células un área de cobertura a una pluralidad de equipos de usuario, caracterizado porque cada uno de dichos nodos de acceso de radio se divide en:

- una sección de procesamiento (1) común que realiza una fase de procesamiento principal; y

- una pluralidad de secciones (2a, 2b, 2c) transceptoras remotas, que realizan, cada una, una fase de procesamiento local que complementa dicha fase de procesamiento principal, que están operativamente conectadas a dicha sección de procesamiento común, y que constituyen una subcélula que proporciona una subárea de cobertura, en el que dicha área de cobertura se distribuye en dichas subáreas de cobertura.

El método está dispuesto para llevar a cabo dicha división de nodos de acceso de radio.

SISTEMA Y MÉTODO PARA MINIMIZAR INTERFERENCIAS ENTRE NODOS DE

Campo de la técnica La presente invención se refiere, en general, en un primer aspecto, a un sistema para minimizar interferencias entre nodos de acceso de radio, o células, de una red de acceso de radio, y más particularmente a un sistema que comprende dividir dichos nodos de acceso de radio en una sección de procesamiento común y una pluralidad de secciones transceptoras remotas.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un método dispuesto para llevar a cabo dicha división de nodos de acceso de radio.

Estado de la técnica anterior

Las femtocélulas son pequeñas estaciones base que se instalan en las instalaciones del cliente o de la empresa para proporcionar cobertura de banda ancha móvil, tal como UMTS o L TE, en un área limitada. Los femtonodos están conectados a la red principal del operador móvil por medio de una red de acceso de banda ancha fija, tal como una línea de ADSL o conexión de fibra.

El femtonodo actual integra todas sus funcionalidades dentro de un único receptáculo, desde las antenas que emiten las señales de radio hasta la conexión Ethernet que soporta la interfaz con la red principal móvil (Iuh en el caso de UMTS, o S1 en el caso de LTE) . Este femtonodo de un único receptáculo debe proporcionar la cobertura completa de un área doméstica o de oficina, y si su cobertura no es suficiente, debe aumentarse su potencia o deben instalarse más femtonodos.

También hay algunas otras soluciones para proporcionar cobertura en interiores de una manera distribuida. Por ejemplo:

-Técnicas de radio sobre fibra (RoF, Radio On Fibre) . En este caso se instala una única estación base en un edificio, y las señales de radio, antes de su transmisión a través de las antenas, se convierten en un formato óptico y se transmiten a través de una red de fibra a lo largo del edificio. En el otro extremo de la red de fibra, algunas cabeceras de radio remotas vuelven a convertir las señales en el formato de radio y las emiten por medio de antenas.

-Radio sobre medios de cable coaxial. En este caso se instala una única estación base en un edificio, y las señales de radio se transmiten a través de una red de cable coaxial a lo largo del edificio hasta algunas cabeceras de radio remotas. Estas cabeceras de radio remotas pueden ser completamente pasivas, o pueden incluir algunos elementos activos. Algunos ejemplos de soluciones de cable coaxial con elementos activos se describen en las patentes quot;W020091491 01A 1 Remote Distributed Antennaquot; y quot;US5918154A Communications Systems Employing Antenna Diversityquot;.

-Cabeceras de radio remotas conectadas a la estación base por medio de una interfaz digital. Los principales representantes de esta solución son las normas CPRI y OBSAI. En ambos casos, las señales I/Q digitales de la estación base, antes de convertirse en un formato analógico y convertirse de manera ascendente en radiofrecuencia, se transmiten digitalmente a través de una red de fibra. En el otro extremo de la red de fibra, algunas cabeceras de radio remotas convierten las señales en analógicas y realizan la conversión ascendente de frecuencia final, y las emiten por medio de antenas.

Con respecto a la implementación de un femtonodo, la norma 3GPP no especifica ninguna arquitectura de referencia para el mismo. Sin embargo, la generación de señales físicas tanto de enlace descendente como de enlace ascendente hace necesario implementar un conjunto de bloques funcionales.

En el enlace descendente, la carga útil que debe transmitirse al UE pasa a través del proceso convencional en LTE; una segmentación de bloques de código (15) , codificación de canales (16) , adaptación de la tasa de transmisión (17) y concatenación de bloques de código (18) . El resultado es un conjunto de palabras de código, y cada palabra de código es un conjunto de datos de usuario antes de su formateo para la transmisión de radio.

Una vez generada cada palabra de código (28) , pasa por un proceso de aleatorización (24) de L TE convencional y por el correlacionador de modulación (11) . La función del correlacionador de modulación (11) es correlacionar grupos de bits con símbolos modulados complejos según un esquema de modulación predefinido. El esquema de modulación puede ser QPSK, 16-QAM o 64-QAM. En la arquitectura convencional, los segmentos modulados se representan por medio de símbolos complejos, cuyas partes real e imaginaria se representan por medio de palabras digitales que oscilan desde 8 hasta 14 bits. Éste es el mismo número de bits que se usa en el DAC que se dispone tras el bloque de I FFT que está incluido en el correlacionador de señales OFDM (29) .

En la arquitectura MU-MIMO de LTE convencional, el resultado de este proceso de aleatorización (24) y correlacionador de modulación (11) se alimenta al bloque de correlacionador de capas (26) , cuya función es dividir una palabra de código entre dos o más capas, hasta cuatro, y cada capa se alimenta a una antena (12) . Tras el bloque de correlación de capas (26) , se realiza una precodificación (27) MIMO (multiple-input multiple-output, múltiples entradas múltiples salidas) .

El correlacionador de elementos de recursos (13) se dispone tras el bloque de precodificación (27) MIMO, correlacionando el conjunto de símbolos complejos con un conjunto de subportadoras, y el correlacionador de señales OFDM (29) realiza la modulación de señales OFDM por medio de una I FFT.

Finalmente, se añade un prefijo cíclico a la señal OFDM, se realiza una conversión de digital a analógico (DAC) , y se convierte de manera ascendente la señal analógica a radiofrecuencia antes de su transmisión.

En el enlace ascendente, la antena de recepción detecta la señal de enlace ascendente del terminal de usuario, que se convierte de manera descendente, se demodula I/Q (23) Y se convierte en un formato digital por medio de un convertidor de analógico a digital (22) . El bloque de eliminación de prefijos cíclicos elimina el prefijo cíclico de la señal SC-FDMA, y los bloques de FFT (20') Y de IFFT (20) realizan la demodulación SC-FDMA. El decorrelacionador de elementos de recursos (30) extrae los símbolos modulados del conjunto de subportadoras asignadas. La función del bloque de decorrelacionador de demodulación (14) es opuesta a la de correlacionador de modulación (11) , es decir convertir símbolos QPSK, 16-QAM o 64QAM en un flujo en serie de palabras digitales binarias que se alimenta a las unidades de desaleatorizador

(19) y decodificación (19') .

-Problemas con las soluciones existentes

El principal problema de las técnicas de radio sobre fibra (RoF) o de radio sobre cable coaxial es que son muy costosas y sólo pueden usarse en edificios muy grandes que demandan una alta capacidad de radio.

En el caso de las cabeceras de radio remotas conectadas a la estación base por medio de una interfaz digital, como las normas CPRI o OBSAI, los principales problemas de esta solución son dos: la tasa de transmisión de datos que debe soportar la red de fibra es alta, con una tasa de transmisión de bits mínima del orden de 300 Mbps, y que es muy costosa y sólo puede usarse en edificios muy grandes que demandan una alta capacidad de radio.

El principal problema de los femtonodos actuales es la interferencia que puede producirse entre los femtonodos y la macrocapa de banda ancha móvil superpuesta, o entre los propios femtonodos, y se está dedicando mucho esfuerzo a tratarlo [1], [2], [3], [4].

La interferencia se produce cuando los femtonodos y la macrocapa comparten la misma banda de frecuencia, lo que es muy común debido a la limitada disponibilidad de ancho de banda. Hay algunos escenarios para el problema de la interferencia:

1. Cuando los femtonodos funcionan en el denominado modo de grupo cerrado de abonados (CSG, C/osed Subscriber Group) [5] [6]. En este caso un equipo de usuario (UE) , es decir un teléfono móvil, que no está incluido en la lista de CSG de un femtonodo, no podrá acampar en el mismo, y por tanto el UE percibirá la señal del femtonodo como una interferencia que bloquea parcialmente la señal deseada procedente de la capa de macrocélula.

2. Cuando los femtonodos no funcionan en el modo de grupo cerrado de abonados y por tanto cualquier UE puede acampar en los mismos, el área de cobertura de los femtonodos puede solaparse entre ellos, o puede solaparse con el área de cobertura de la capa de macrocélula. En el área de solapamiento, algunos canales físicos de la señal de banda ancha móvil emitidos por cada femtonodo y que están siempre...

1. Sistema para minimizar interferencias entre nodos de acceso de radio de una red de acceso de radio, comprendiendo dicha red de acceso de radio una pluralidad de nodos de acceso de radio, o células, proporcionando cada una de dichas células un área de cobertura a una pluralidad de equipos de usuario, caracterizado porque cada uno de dichos nodos de acceso de radio se divide en: -una sección de procesamiento (1) común que realiza una fase de procesamiento principal; y -una pluralidad de secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) , que realizan, cada una, una fase de procesamiento local que complementa dicha fase de procesamiento principal, que están operativamente conectadas a dicha sección de procesamiento común, y que constituyen una subcélula que proporciona una subárea de cobertura, en el que dicha área de cobertura se distribuye en dichas subáreas de cobertura.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicha sección de procesamiento (1) común y dichas secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) están conectadas por medio de una red de comunicaciones de baja tasa de transmisión de bits.

3. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicha red de acceso de radio es una red de acceso de radio LTE o UMTS.

4. Sistema según la reivindicación 1, en el que cada una de dichas secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) comprende al menos una antena (12) transceptora de baja potencia y una unidad electrónica local para al menos acondicionar señales de radiofrecuencia recibidas y que deben emitirse y realizar dicha fase de procesamiento local.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha fase de procesamiento local comprende las funcionalidades de capa física incluidas entre el correlacionador de modulación (11) y la transmisión de radiofrecuencia en comunicación de enlace descendente, y las funcionalidades de capa física incluidas entre el correlacionador de demodulación (14) y la recepción de radiofrecuencia en comunicación de enlace ascendente.

6. Sistema según la reivindicación 5, en el que cada una de dichas unidades electrónicas locales comprende los siguientes bloques: correlacionador de modulación (11) y demodulación (14) , correlacionador de elementos de recursos (13) , bloque de transformada rápida de Fourier inversa (20) , bloque de inserción

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

(21) /eliminación (31) de prefijos cíclicos, convertidor A/O (32) y O/A (22) , bloques de modulación (23) y demodulación (33) I/Q. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha sección de procesamiento (1) común realiza funcionalidades de procesamiento de datos entre la capa de control de recursos de radio y el correlacionador de modulación (11) de la capa física. Sistema según la reivindicación 7, en el que dicha sección de procesamiento (1) común emplea tantos flujos de datos como equipos de usuario y dedica cada flujo de datos a una de dichas secciones remotas (2a, 2b, 2c) . Sistema según la reivindicación 7, en el que dicha sección de procesamiento (1) común comprende los siguientes bloques: segmentación de bloques de código (15) , codificación de canales (16) , adaptación de la tasa de transmisión (17) , concatenación de bloques de código (18) , memoria intermedia circular (28) , aleatorización (24) , correlacionador de premodulación (25) , desaleatorización (19) y decodificación (19') . Sistema según la reivindicación 9, en el que dicho bloque de correlacionador de premodulación (25) añade la siguiente información al flujo de datos: -tipo de modulación que va a aplicarse en dicha sección transceptora remota; y -el número de recursos de radio reservados para un equipo de usuario. Sistema según la reivindicación 10, en el que dichos recursos de radio son bloques de recursos, y dicho bloque de correlacionador de premodulación (25) añade además el bloque de recursos inicial en el que se correlacionarán los datos en dicha sección transceptora remota con el flujo de datos. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos nodos de acceso de radio son femtonodos. Método para minimizar interferencias entre nodos de acceso de radio de una red de acceso de radio, comprendiendo dicha red de acceso de radio una pluralidad de nodos de acceso de radio, o células, proporcionando cada una de dichas células un área de cobertura a una pluralidad de equipos de usuario, estando el método caracterizado porque comprende dividir cada uno de dichos nodos de acceso de radio en: -una sección de procesamiento (1) común para realizar una fase de procesamiento principal; y -una pluralidad de secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) , para realizar, cada una, una fase de procesamiento local que complementa dicha fase de

procesamiento principal, en el que cada una de dichas secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) constituye una subcélula que proporciona una subárea de cobertura, en el que dicha área de cobertura se distribuye en dichas subáreas de cobertura.

14. Método según la reivindicación 13, en el que dichas secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) emiten la misma señal de radiofrecuencia permitiendo distribuir uniformemente dicha área de cobertura entre dichas subáreas de cobertura y evitando un procedimiento de traspaso entre dichas subcélulas.

15. Método según la reivindicación 13, en el que dichas secciones transceptoras remotas (2a, 2b, 2c) emiten diferentes señales de radiofrecuencia permitiendo distribuir uniformemente dicha área de cobertura entre dichas subáreas de cobertura y reutilizando los recursos de radio entre dichas secciones transceptoras remotas.

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