Método para la estimación de ruido de fondo e interferencia.

Método para la estimación de interferencias de células vecinas,

que comprende

medir (911) la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos;

medir (912) la potencia del canal propio por el mismo subconjunto de tonos;

combinar (92) para todos los subconjuntos de tonos las magnitudes de potencia auxiliares desde por lo menos la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos a una potencia auxiliar total de banda ancha para la banda de enlace ascendente completa, en donde dichas magnitudes de potencia auxiliares se calculan como la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos menos la potencia de canal propio por subconjunto de tonos menos la fuga de potencia de células vecinas;

calcular (93) una medida del ruido de fondo térmico sobre la base de dicha magnitud de potencia auxiliar combinada;

caracterizado por

dividir (94) dicha medida calculada del ruido de fondo en sub-medidas de ruido de fondo para cada subconjunto de tonos, dependiendo dicha división del ancho de banda de cada subconjunto de tonos, con el fin de obtener (95) una medida de la interferencia de células vecinas para cada subconjunto de tonos a partir de por lo menos dichas submedidas del ruido de fondo.

Método para la estimación de ruido de fondo e interferencia Campo técnico

La presente invención se refiere a métodos y dispositivos para la estimación de interferencias en sistemas de comunicaciones celulares y se refiere, en particular, la estimación del ruido de fondo en sistemas de comunicación de evolución a largo plazo con acceso múltiple combinado por división de frecuencia y de tiempo en el enlace ascendente.

Antecedentes

El sistema de telecomunicaciones de Evolución a Largo Plazo (LTE) es una evolución del sistema de telecomunicaciones de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA), que introduce una nueva interfaz aérea. El LTE dispone de muchas propiedades atractivas que se pueden usar para el desarrollo futuro de servicios de telecomunicación. Un desafío técnico específico, por ejemplo, en sistemas LTE y similares, es la planificación de canales de enlace ascendente en intervalos de tiempo y frecuencias en los que las condiciones de interferencias son favorables, y en los que existe una capacidad suficiente en el enlace ascendente. Esto se puede realizar gracias a que, en el LTE, se asignan usuarios diferentes a sub-bandas diferentes (denominadas también tonos) durante cada intervalo de tiempo. Debido a las fugas entre sub-bandas, la totalidad del resto de usuarios existentes de la célula contribuye al nivel de interferencia de un usuario específico en el enlace ascendente de sistemas LTE. Además, los terminales en células vecinas también contribuyen al mismo nivel de interferencia. Esto es debido a que todos los usuarios y canales comunes de todas las células transmiten en la misma banda de frecuencias de enlace ascendente cuando se usa la tecnología LTE. Por ello, los usuarios de células vecinas que transmiten sobre los mismos tonos que usuarios de la célula propia producirán interferencia. Hay presentes por ello dos fuentes de interferencia - de usuarios de la propia célula y de usuarios de células vecinas.

Con el fin de planificar el tráfico en las células propias y vecinas de manera eficiente, es deseable conocer el nivel de interferencia para cada tono del enlace descendente. Con dicha información resulta posible planificar tráfico para tonos libres en los casos en los que el nivel de interferencia sea bajo. De esa manera, la transmisión desde el terminal (UE) a la estación base (Nodo B evolucionado) será eficiente. Invirtiendo la argumentación, resulta también claro que debería evitarse la planificación para tonos con un alto nivel de interferencia, siendo el motivo que una planificación de ese tipo interferiría con la transmisión de enlace ascendente en curso, de células vecinas.

Tal como se ha descrito anteriormente, la potencia de interferencia en un tono específico es la suma de la interferencia de células vecinas y la potencia de fugas de los otros tonos de la célula propia. Ahora la fuga de otros tonos de la célula propia depende, según una manera conocida, del banco de filtros seleccionado. Por tanto, la información de los niveles de potencia total de las señales recibidas del enlace ascendente de la célula propia se puede usar para calcular la potencia de fuga esperada, que afecta a un tono específico. La consecuencia es que resulta posible filtrar la Interferencia de la célula propia, por lo menos en cierta medida. Eso dejaría la interferencia de la célula vecina como la fuente principal de Interferencia, para cada tono de la célula propia.

El nivel de interferencia de un tono específico de una célula, por ejemplo, en un sistema LTE, se expresa habitualmente con respecto a cierta referencia, típicamente la potencia del ruido de fondo térmico. Consecuentemente, se debe determinar la potencia del ruido de fondo con el fin de determinar el nivel de interferencia. En el pasado, típicamente las determinaciones del ruido de fondo se han asociado a incertidumbres relativamente grandes, frecuentemente del orden de varios dBs. Este es un efecto de errores de factores de escala desconocidos en la electrónica de los receptores de la etapa frontal. Recientemente, en las solicitudes de patente PCT/SE25/1242 y PCT/SE26/5242 se han dado a conocer medios para la estimación del ruido de fondo. Estas solicitudes describen medios para la estimación del ruido de fondo, que son adecuados para sistemas de comunicaciones de acceso múltiple por división de código. No obstante, no dan a conocer ningunos medios adecuados para la estimación del ruido de fondo para tonos individuales del enlace ascendente de LTE. Tampoco abordan el filtrado de fugas entre tonos de la célula propia, que es una consecuencia del método de acceso múltiple de enlace ascendente usado en el LTE, el cual es diferente al correspondiente al acceso múltiple por división de código. Finalmente, no abordan la estimación del nivel de interferencia de entidades vecinas correspondiente a tonos específicos del enlace ascendente de LTE, aprovechando una estimación (posiblemente incierta) de la potencia del ruido de fondo térmico de dichos tonos específicos. Por lo tanto, existe una necesidad de métodos y disposiciones para proporcionar estimaciones eficientes y precisas, en tiempo real, de la potencia del ruido térmico de fondo y del nivel de interferencia de células vecinas, aplicables al método de acceso múltiple de enlace ascendente de LTE.

La admisión de usuarios nuevos en el sistema de telecomunicaciones LTE proporciona una forma de regular la carga de células LTE. Esta admisión se puede llevar a cabo o bien en los Nodos B evolucionados o en bien en otro nodo. Las reglas de admisión pueden usar típicamente información sobre el nivel de potencia total de la célula, la potencia del canal propio de la célula, el nivel de interferencia de células vecinas correspondiente a la célula, así como información sobre la potencia del ruido de fondo térmico de la célula. Por lo tanto, existe una necesidad de

métodos y disposiciones para acumular la potencia total, la potencia del canal propia y la potencia de interferencia de células vecinas, de cada uno de los subconjuntos de sub-bandas de frecuencias de la banda de frecuencias LTE total, con el fin de obtener la potencia total de la célula, la potencia total del canal propio de la célula y el nivel de interferencia total de células vecinas. Además, existe una necesidad de medios que proporcionen señalización de un subconjunto de la potencia total de la célula, la potencia total del canal propio de la célula, el nivel de interferencia total de células vecinas y la medida del ruido de fondo térmico a un nodo externo, u otra función dentro del Nodo B evolucionado.

El documento W27/24166, por ejemplo, se refiere a magnitudes relacionadas con la potencia en sistemas de comunicación celular, y, para ello, se puede proporcionar un valor de aumento de ruido preciso, incluso en presencia de interferencia de células vecinas, fuentes de interferencia externas y potencia que fluctúa rápidamente.

Sumario

Un problema general de las redes de comunicaciones LTE de la técnica anterior es que las estimaciones de la interferencia de células vecinas se presentan con una precisión que hace que la planificación minuciosa del tráfico de enlace ascendente resulte difícil. En particular, la determinación de interferencia de células vecinas padece incertidumbres significativas, provocadas principalmente por dificultades para estimar el ruido de fondo.

Un objetivo general de la presente invención es lograr métodos y disposiciones mejorados para determinar magnitudes relacionadas con la potencia, por ejemplo, niveles de interferencia de células vecinas, para tonos

específicos.

Otro objetivo de la presente invención es lograr métodos y disposiciones que proporcionen una determinación más precisa de magnitudes relacionados con el ruido, por ejemplo, estimaciones de la potencia del ruido de fondo, para tonos específicos del enlace ascendente de LTE.

Estos y otros objetivos se logran de acuerdo con el conjunto anexado de reivindicaciones.

Según un aspecto, la invención comprende un método para la estimación del ruido de fondo a partir de una secuencia de magnitudes de potencia, posiblemente combinada a partir de magnitudes de potencia relacionadas con cada una de una serie de sub-bandas de frecuencias. Dicho método incluye las etapas de estimar una medida de la potencia del ruido de fondo, representada típicamente por una distribución de probabilidad condicional, para la banda de frecuencias completa; y, después de esto, estimar sub-medidas de la potencia de ruido de fondo para cada sub-banda de frecuencias, estando representadas típicamente dichas sub-medidas de ruido de fondo por distribuciones de probabilidad condicionales, teniendo en cuenta el ancho de banda... [Seguir leyendo]

1. Método para la estimación de interferencias de células vecinas, que comprende medir (911) la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos; medir (912) la potencia del canal propio por el mismo subconjunto de tonos;

combinar (92) para todos los subconjuntos de tonos las magnitudes de potencia auxiliares desde por lo menos la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos a una potencia auxiliar total de banda ancha para la banda de enlace ascendente completa, en donde dichas magnitudes de potencia auxiliares se calculan como la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos menos la potencia de canal propio por subconjunto de tonos menos la fuga de potencia de células vecinas;

calcular (93) una medida del ruido de fondo térmico sobre la base de dicha magnitud de potencia auxiliar combinada;

caracterizado por

dividir (94) dicha medida calculada del ruido de fondo en sub-medidas de ruido de fondo para cada subconjunto de tonos, dependiendo dicha división del ancho de banda de cada subconjunto de tonos, con el fin de obtener (95) una medida de la interferencia de células vecinas para cada subconjunto de tonos a partir de por lo menos dichas submedidas del ruido de fondo.

2. Método según la reivindicación 1, por el cual

la etapa de combinación (92) implica una adición de las magnitudes de potencia auxiliares para todos los subconjuntos de tonos;

la etapa de calcular (93) la medida del ruido de fondo térmico implica almacenar las muestras de potencia auxiliar en una ventana deslizante y calcular el mínimo de muestras de potencia en dicha ventana deslizante; y

la interferencia de células vecinas se calcula escalando la medida del ruido de fondo para cada uno de los subconjuntos de tonos y calculando la magnitud de potencia auxiliármenos la medida del ruido de fondo escalada, para cada subconjunto.

3. Método según la reivindicación 2, por el cual dicha fuga de potencia se calcula a partir de todas las potencias de canal correspondientes a otros subconjuntos de tonos en la célula propia.

4. Método según la reivindicación 3, por el cual dicha potencia de fuga se calcula de acuerdo con

(sJ2AhzM\

~K X Pfv'

f¡ AS/;

medición

(

\ A/Yc

Í 2n(fk - fj'Y

\ \ A/YemO j

J

5. Método según la reivindicación 1, por el cual

dicha magnitud de potencia auxiliar constituye un valor medio y una varianza correspondiente a una distribución de probabilidad Gaussiana para cada subconjunto de tonos, obteniéndose dicha distribución de probabilidad mediante un filtrado óptimo;

dicha medida del ruido de fondo constituye una distribución de probabilidad condicional del mínimo de la potencia auxiliar total sobre dicha ventana deslizante;

y que comprende además las etapas de

almacenar la distribución de probabilidad de dichas magnitudes de potencia auxiliares combinadas en una ventana deslizante con respecto al tiempo;

realizándose dicha división mediante una transformación de la distribución de probabilidad condicional del mínimo de la potencia auxiliar total sobre dicha ventana deslizante; dependiendo dicha transformación del ancho de banda de cada subconjunto de tonos.

6. Método según la reivindicación 5, por el cual dicha etapa de obtener una medida de la interferencia de células vecinas determina (951) la distribución de probabilidad de la potencia de interferencia de células vecinas para cada subconjunto de tonos de acuerdo con una distribución de diferencia entre dicha magnitud de potencia auxiliar y

dichas submedidas del ruido de fondo divididas, las dos para cada subconjunto de tonos.

7. Método según la reivindicación 6, que comprende además la etapa de calcular (952) una estimación óptima de la interferencia de células vecinas, calculándose dicha estimación como una media condicional.

8. Método según la reivindicación 7, que comprende además la etapa de calcular (953) una estimación óptima de la interferencia de células vecinas, calculándose dicha estimación como una varianza condicional.

9. Método según una de las reivindicaciones 5 a 7, por el cual la potencia auxiliar depende además de una potencia de fuga calculada, obteniéndose dicha potencia de fuga a partir de la potencia de canal propio para cada subconjunto de tonos.

1. Método según la reivindicación 9, por el cual dicha potencia de fuga se calcula de acuerdo con

(2n(fk-fj)\y

\ ) j

11. Método según una de las reivindicaciones 1 ó 5 a 8, por el cual

dicha potencia auxiliar se selecciona como la potencia total por subconjunto de tonos; y

dicha obtención de una medida de la interferencia de células vecinas se basa además en la potencia del canal propio y la potencia de fuga, las dos para cada subconjunto de tonos.

12. Método según la reivindicación 5, que comprende además la etapa de calcular (954) una estimación óptima del ruido de fondo térmico como una media condicional de la distribución de probabilidad.

13. Método según la reivindicación 12, por el cual la interferencia de células vecinas se calcula (955)

calculando la estimación óptima de la distribución de probabilidad en función del ancho de banda para cada subconjunto de tonos y

calculando la magnitud de potencia auxiliar menos la potencia de canal de la célula propia menos el ruido de fondo escalado menos la fuga de potencia; cada una de ellas para cada subconjunto de tonos.

14. Método según la reivindicación 8, que comprende la etapa de señalizar (96) uno o más de los parámetros estimados para cada subconjunto de tonos para

la suma de todas las contribuciones de potencia de radiofrecuencia emitida de terminales móviles en células ñi*

vecinas, r(m,

el ruido térmico de las sub-bandas de frecuencia, y

la potencia de canal propio de terminales móviles en la célula propia

15. Método según la reivindicación 14, que comprende además la etapa de señalizar (96) una o más de las varianzas para dichos parámetros estimados.

16. Método según una de las reivindicaciones 2 a 5 u 11, que comprende la etapa de señalizar (96) uno o más de los parámetros estimados para cada subconjunto de tonos para

la suma de todas las contribuciones de potencia de radiofrecuencia emitida de terminales móviles en células P?1

vecinas, w, y

el ruido térmico de las sub-bandas de frecuencia,

17. Nodo (8) en un sistema de comunicaciones inalámbricas, que comprende

medios (81) para medir la potencia de enlace ascendente total por subconjunto de tonos;

medios (82) para medir la potencia de canal propio por el mismo subconjunto de tonos;

medios (83) para combinar para todos los subconjuntos de tonos las magnitudes de potencia auxiliares desde

^rí»,medieió»^ ^ ^ ^/fc, medición (

fk~fj

por lo menos la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos a una potencia auxiliar total de banda ancha para la banda de enlace ascendente completa, en donde dichas magnitudes de potencia auxiliares se calculan como la potencia total de enlace ascendente por subconjunto de tonos menos la potencia de canal propio por subconjunto de tonos menos la fuga de potencia de células vecinas;

medios (84) para calcular una medida del ruido de fondo térmico sobre la base de dicha magnitud de potencia

auxiliar combinada;

caracterizado por

medios (85) para obtener una medida de la interferencia de células vecinas para cada subconjunto de tonos a partir de por lo menos dicha medición del ruido de fondo para cada subconjunto de tonos dividiendo dicha medida 1 del ruido de fondo calculada en sub-medidas del ruido de fondo para cada subconjunto de tonos;

medios (86) para señalizar dicha medida a otra función en dicho nodo (8) u otro nodo en dicho sistema de comunicaciones inalámbricas.