Procedimiento de asignación de recursos a terminales móviles.

Procedimiento de asignación de recursos a terminales móviles en una célula de radio,

que comprende las siguientes etapas iterativas:

a) los terminales móviles Me que tienen al menos un enlace variable hacen aumentar el caudal en sus enlaces variables según una ley temporal predeterminada; y

b) cuando un terminal móvil Mf que tiene al menos un enlace fijo detecta que su cobertura en este enlace fijo está amenazada, envía un mensaje de alerta a la estación base de la célula, obligando entonces dicha estación base a dichos terminales móviles Me que tienen al menos un enlace variable a reducir temporalmente su caudal en estos enlaces variables en una cantidad predeterminada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/051412.

Solicitante: Orange.

Inventor/es: PHAN HUY,Dinh Thuy, AVEROUS,HÉLÈNE.

Fecha de Publicación: 9 de Abril de 2014.

Clasificación Internacional de Patentes:

H04W72/04 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS (difusión H04H; sistemas de comunicación que utilizan enlaces inalámbricos para comunicación no selectiva, p. ej. extensiones inalámbricas H04M 1/72). › H04W 72/00 Gestión de recursos locales, p. ej. selección o reserva de recursos inalámbricos o planificación de tráfico inalámbrico. › Reserva de recursos inalámbricos.

PDF original: ES-2478942_T3.pdf

Fragmento de la descripción:

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento de asignación de recursos a terminales móviles La invención se refiere a redes celulares. La invención es particularmente ventajosa en las redes de tipo W-CDMA (iniciales de las palabras inglesas â??Wideband Code Division Multiple Accessâ??, que significa Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha) , por ejemplo UMTS (iniciales de las palabras inglesas â??Universal Mobile Telecommunications Systemâ??, que significa Sistema Universal para las Telecomunicaciones Móviles) o HSUPA (iniciales de las palabras inglesas â??High Speed Uplink Packet Accessâ??, que significa Acceso de Alta Velocidad para Paquetes en Enlace Ascendente) , así como en las redes de tipo TLE (iniciales de las palabras inglesas â??Long Term Evolutionâ??, que significa Evolución a Largo Plazo) en su versión â??avanzadaâ?? (â??advancedâ?? en inglés) .

La invención se refiere más en concreto a las transmisiones en el enlace ascendente (â??uplinkâ?? en inglés) , es decir, desde los terminales hacia la estación base, en una red celular que admite enlaces radio de Calidad de Servicio 15 (â??Quality of Serviceâ?? o QoS en inglés) fija o variable (en el marco de la presente invención, se hablará de enlaces â??heterogéneosâ??) . Cabe señalar a este respecto que los enlaces de QoS fija, tales como la â??Voz sobre IPâ??, o las señales de control de sesión, son enlaces en los cuales los datos deben ser encaminados sin retardo, es decir, con una fuerte limitación de retardo y un caudal constante, mientras que los enlaces de QoS variable, tales como el protocolo de transferencia de ficheros FTP (â??File Transfer Protocolâ??) o la navegación en la Web, son enlaces en los cuales los lados son encaminados sin limitación de retardo ni de caudal, en función de las capacidades de la red en el momento de la transmisión. Más en concreto, un enlace de QoS fija es considerado â??con coberturaâ?? si los datos son encaminados sin retardo, y â??fuera de coberturaâ?? en caso contrario.

La invención tiene como objeto la optimización de la â??capacidad celularâ??, es decir, tiene un doble objetivo que consiste en garantizar que todos los enlaces de QoS fija estén con cobertura, y que el caudal total (medido, por ejemplo, en Mbit/s) de los enlaces de QoS variable sea máximo.

En este contexto, otra magnitud útil es la â??cargaâ?? de una célula, que se define habitualmente según la siguiente fórmula:

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donde el parámetro

** (Ver fórmula) **

(iniciales de las palabras inglesas â??Rise over Thermal Noiseâ??, que significan Incremento Sobre el Ruido Térmico) es la relación entre la potencia total recibida por la estación base (para todas las fuentes) , y la parte de esta potencia debida únicamente al ruido térmico. La â??cargaâ??, así definida, está comprendida entre 0 y 1.

En el enlace ascendente, las redes inalámbricas deben hacer frente a interferencias debidas a terminales que operan en la misma banda de frecuencias. Un medio para reducir este tipo de interferencias consiste en coordinar la potencia de transmisión entre los diversos terminales. En el marco de la presente invención se supone que, de manera conocida:

una estación base controla la potencia de emisión de los terminales móviles en su célula para alcanzar un caudal total meta;

los enlaces fijos tienen un caudal meta fijo; y los enlaces variables tienen un caudal variable, pero que no puede sobrepasar un caudal estándar máximo autorizado por la estación base.

A modo de ejemplo, a continuación se considera, con referencia a la figura 1, el mecanismo de control de carga previsto en el protocolo HSUPA. HSUPA es un protocolo de telefonía móvil de tercera generación (3G) , cuyas especificaciones (3GPP TR 25.896, 25.309 y 25.319) han sido publicadas por el 3GPP (â??Third Generation Partnership Projectâ??) en la â??versión 6â?? de la norma UMTS. HSUPA es el protocolo â??recíprocoâ?? del protocolo HSDPA (iniciales de las palabras inglesas â??High Speed Downlink Packet Accessâ??, que significa Acceso de Alta velocidad 55 para Paquetes en Enlace Descendente) ; HSUPA ofrece un caudal máximo teórico en el sentido ascendente de 5, 76 Mbit/s, siendo el caudal máximo teórico en el enlace descendente (â??downlinkâ?? en inglés) de 14, 4 Mbit/s en HSDPA. Estos protocolos ofrecen de este modo la posibilidad de intercambiar contenidos multimedia voluminosos con otros móviles o con plataformas de intercambio de datos en Internet.

En HSUPA se utiliza un â??planificadorâ?? (â??schedulerâ?? en inglésâ??) por estación base. El planificador tiene por función permitir al

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alcanzar un valor, denominado

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meta, equivalente a la carga máxima de la célula admisible sin

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degradación de los enlaces de QoS fija. Se elige, por ejemplo, un meta de 6 dB para garantizar la cobertura de los enlaces DCH (iniciales de las palabras inglesas â??Dedicated Channelâ??, que significa Canal Dedicado) , y de los E11737993

enlaces de voz según la norma 3GPP/R99.

Como se muestra de manera esquemática en la figura 1, el

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resulta de la suma de las contribuciones debidas a todos los enlaces de QoS fija (tres en la figura) y todos los enlaces de QoS variable (dos en la figura) . El planificador 5 utiliza fórmulas analíticas para estimar y predecir el

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que será inducido por cada enlace y su caudal meta asociado. Más en concreto, el planificador estima el

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inducido por los enlaces de QoS fija; si este

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es inferior al

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meta, el planificador calcula los caudales que se pueden asignar a los enlaces de QoS variable para que el no supere el

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meta. Finalmente, el planificador envía órdenes (â??grantsâ?? en inglés) a los terminales que utilizan enlaces de QoS variable para actualizar los caudales meta asignados; para sus enlaces de QoS variable, los

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terminales transmiten entonces con caudales inferiores o iguales a los caudales indicados en estas órdenes dadas por la estación base. Por el contrario, para sus enlaces de QoS fija, los terminales transmiten de manera espontánea (â??Non Scheduled Transmissionsâ?? en inglés) según sus necesidades, conforme a la norma 3GPP TR 25.309 que tiene por título â??FDD Enhanced Uplink; Overal description, Stage 2â??.

El mecanismo de planificación que se acaba de describir está basado en estimaciones poco fiables y presenta una

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baja reactividad, de manera que el efectivo puede, ocasionalmente, sobrepasar el valor meta, como se ilustra en la figura 1. Cuando la estación base se percata de tal superación, envía una orden denominada â??Non-Serving Relative Grantâ?? a un terminal (o a varios terminales) de una célula vecina para pedirle (s) que reduzca (n) su potencia de emisión, y por lo tanto su caudal.

A este respecto, justamente cabe preguntarse el modo de elegir el valor del

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meta. Cabe señalar que en los sistemas clásicos, el meta es un parámetro RRM (iniciales de las palabras inglesas â??Radio Resource Managementâ??, que significa Gestión de los Recursos de Radio) , que forma parte de los datos de entrada de los algoritmos de control de admisión y de control de carga para cada célula.

En la práctica, cuando una red está implantada, el valor del

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meta no está habitualmente optimizado: se elige el mismo valor de meta para todas las estaciones base y para todos los tipos de tráfico, por ejemplo 4, 5 dB o 6 dB. Este procedimiento de fijación del

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meta es poco costoso, pero también poco eficaz ya que no es adaptativo. En estas condiciones:

si el

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meta es demasiado bajo, se limita inútilmente la capacidad máxima de caudal ascendente en la célula; esto se refiere a su vez al caudal de los enlaces de QoS fija y al caudal de los enlaces de QoS variable;

si, por el contrario, el

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meta es demasiado elevado, esto conduce a una saturación de la célula en el sentido 35 ascendente, y las interferencias debidas al tráfico variable excesivo perjudican la cobertura del tráfico de QoS fija.

Por lo tanto se ha pretendido optimizar el valor del

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meta para cada estación base. De este modo, el artículo de J.M. Picard, H. Dubreil, F. Garabedian y Z. Altman cuyo título es â??Dynamic Control of UMTS Networks by Load Target... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

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1. Procedimiento de asignación de recursos a terminales móviles en una célula de radio, que comprende las siguientes etapas iterativas:

a) los terminales móviles Me que tienen al menos un enlace variable hacen aumentar el caudal en sus enlaces variables según una ley temporal predeterminada; y b) cuando un terminal móvil Mf que tiene al menos un enlace fijo detecta que su cobertura en este enlace fijo está

amenazada, envía un mensaje de alerta a la estación base de la célula, obligando entonces dicha estación base a dichos terminales móviles Me que tienen al menos un enlace variable a reducir temporalmente su caudal en estos enlaces variables en una cantidad predeterminada.

2. Procedimiento de asignación de recursos según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha ley temporal aplicada por un terminal Me que tiene al menos un enlace variable es definida mediante caudales indexados, siendo los índices de caudal los valores tomados por una función La (kT) predeterminada, donde k es un índice temporal de valores enteros y T designa la periodicidad de emisión de tramas, siendo dicha función creciente en un intervalo 0âkâkmax, donde kmax es un máximo predeterminado.

3. Procedimiento de asignación de recursos según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque un terminal móvil Mf que tiene al menos un enlace fijo detecta que su cobertura en este enlace fijo está amenazada cuando:

IC<ICmin, donde IC es un indicador de cobertura medido por este terminal móvil Mf e ICmin es un valor mínimo predeterminado.

4. Procedimiento de asignación de recursos según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho indicador de cobertura se calcula según la fórmula:

** (Ver fórmula) **

donde Ptx designa la potencia de transmisión estándar del terminal móvil Mf y Ptxmax su potencia de transmisión máxima.

5. Procedimiento de asignación de recursos según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho indicador de cobertura se calcula según la fórmula:

** (Ver fórmula) **

donde Ptx designa la potencia de transmisión estándar del terminal móvil Mf, Ptxmax su potencia de transmisión máxima, PL su debilitamiento de propagación y PLbord un debilitamiento de propagación meta en el límite de célula.

6. Terminal móvil Me, caracterizado porque comprende medios para:

después de la creación de un enlace variable entre dicho terminal móvil Me y una estación base de una red celular, recibir del lado de dicha estación base un mensaje normalizado de crecimiento de caudal para dicho enlace variable, recibir del lado de dicha estación base un mensaje de saturación, y 50 después de la recepción de dicho mensaje de saturación, reducir temporalmente el caudal en el enlace variable en una cantidad predeterminada y después aumentar de nuevo este caudal.

7. Terminal móvil Mf, caracterizado porque comprende medios para:

detectar que su cobertura en un enlace fijo que mantiene con una estación base de una red celular está amenazada, y después de esta detección, enviar un mensaje de alerta a dicha estación base.

8. Terminal móvil según la reivindicación 7, caracterizado porque detecta que su cobertura en este enlace fijo está amenazada cuando:

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IC<ICmin, donde IC es un indicador de cobertura medido por este terminal móvil Mf e ICmin es un mínimo predeterminado.

9. Terminal móvil según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho indicador de cobertura se calcula según la fórmula:

** (Ver fórmula) **

donde Ptx designa la potencia de transmisión estándar del terminal móvil Mf y Ptxmax su potencia de transmisión máxima.

10. Terminal móvil según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho indicador de cobertura se calcula según la 15 fórmula:

** (Ver fórmula) **

donde Ptx designa la potencia de transmisión estándar del terminal móvil Mf, Ptxmax su potencia de transmisión 20 máxima, PL su debilitamiento de propagación y PLbord un debilitamiento de propagación meta en el límite de célula.

11. Estación base de una red celular, caracterizada porque comprende medios para:

después de la creación de un enlace variable entre la misma y un terminal móvil Me, enviar a dicho terminal móvil Me 25 un mensaje normalizado de crecimiento de caudal para dicho enlace variable, recibir un mensaje de pérdida de cobertura procedente de un terminal Mf que tiene al menos un enlace fijo, y después de la recepción de dicho mensaje de pérdida de cobertura, emitir un mensaje de saturación destinado a 30 todos los terminales móviles que tienen al menos un enlace variable.

12. Medio de almacenamiento de datos inamovible, o parcial o totalmente amovible, que incluye instrucciones de código de programa informático para la ejecución de las etapas de un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

13. Programa de ordenador descargable desde una red de comunicación y/o almacenado en un soporte legible por ordenador y/o ejecutable por un microprocesador, caracterizado porque comprende instrucciones para la ejecución de las etapas de un procedimiento de asignación de recursos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, cuando es ejecutado en un ordenador.

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