Procedimiento y entidad de red para asignación de recursos en redes de comunicaciones por radio móviles.

Un procedimiento para asignar recursos para transportar datos en bloques de recursos físicos a través de un enlace de radio,

que comprende:

- recibir al menos un indicador de calidad de canal, CQI, notificado desde al menos un equipo de usuario, caracterizado porque comprende además:

- para cada valor de los indicadores de calidad de canal recibidos, asociar un número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos a un grupo j de valores adyacentes de los indicadores de calidad de canal recibidos,

- determinar un valor umbral CQIthres del indicador de calidad de canal,

- para un equipo de usuario seleccionado, comprobar el valor del último indicador de calidad de canal recibido desde el equipo de usuario seleccionado y:

- si dicho valor es superior al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia, FSS, usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociados a dicho valor;

- si dicho valor es inferior o igual al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación en diversidad de frecuencia, FDS, usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociados a dicho valor.

Procedimiento y entidad de red para asignación de recursos en redes de comunicaciones por radio móviles Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para asignar recursos a un transmisor adaptado para enviar datos a través de un enlace de radio. El elemento de recursos considerado en la presente invención es el Bloque de Recursos Físicos (PRB), que abarca tanto el dominio de la frecuencia como el del tiempo en redes de comunicaciones por radio móviles, usado en el Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM), según se especifica en el Proyecto de Colaboración de 3a Generación (3GPP) para la tecnología de evolución a largo plazo (LTE). Los datos se transmiten en Bloques de Recursos Físicos, asignados por una estación base de radio (eNodoB en LTE) entre sus usuarios activos según informes de calidad desde cada Equipo de Usuario (UE) de dichos usuarios.

Antecedentes de la invención

La Evolución a Largo Plazo ("LTE") es un esfuerzo para desarrollar tecnología avanzada de radio móvil inalámbrica que pretende suceder a las actuales normas de telecomunicación de Tercera Generación ("3G") y a la tecnología de interconexión en red móvil. La norma actual se conoce como Proyecto de Colaboración de 3a Generación ("3GPP"), Versión 8, de la Unión Internacional de Telecomunicaciones ("ITU"), aunque con frecuencia se usa el término LTE para aludir a la norma. Muchos consideran LTE como una tecnología de Cuarta Generación ("4G"), tanto porque es más rápida que 3G, como porque, al igual que Internet, LTE usa una arquitectura plana de "todo IP" en la que toda la información, incluyendo la voz, se gestiona en forma de datos.

La norma LTE da soporte en la actualidad a dos modalidades de asignación de datos: localizada y distribuida. La transmisión localizada va dirigida a la planificación selectiva en frecuencia (FSS), mientras que la transmisión distribuida va dirigida a maximizar la magnitud de la diversidad de frecuencia cuando no se dispone de conocimiento de canal de sub-banda, o está desactualizado, en el planificador. La entidad de red que normalmente se encarga de la planificación de recursos es la estación base definida en sistemas LTE del 3GPP, como un Nodo B mejorado (eNodo B) para sistemas de comunicación por radio.

Para mejorar el rendimiento de los sistemas de LTE, se han introducido varias mejoras en las normas, como el uso de técnicas basadas en el Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM), para la interfaz de radio. El OFDM se basa en el hecho de que las diferentes sub-portadoras (ortogonales) pueden usarse en paralelo para transmitir datos a través de la interfaz aérea. El recurso de radio controlable en redes de OFDM tiene tres aspectos: frecuencia, tiempo y espacio. Un Bloque de Recursos Físicos ("PRB") es un conjunto de recursos de tiempo y frecuencia cuyo tamaño es el tamaño mínimo de asignación de recursos. Cada uno de los denominados PRB se define por su extensión de frecuencia (18 kHz) y su extensión de tiempo (,5 ms), y los datos se transmiten a través de uno o más PRB que consisten en un conjunto de sub-portadoras contiguas y que tienen una extensión temporal predefinida. En la norma LTE, la estructura de trama genérica se define mediante tramas de 1 ms (1 milisegundos), divididas en diez sub-tramas de 1 ms, que están compuestas por dos ranuras de ,5 ms. Los recursos se asignan sub-trama a sub-trama. La cantidad mínima de recursos asignados a un UE es de dos PRB, transmitiéndose cada uno a través de cada ranura de la sub-trama (la misma cantidad de PRB se asigna a un UE en las dos ranuras de una sub-trama).

Una de las ventajas de usar OFDM en la interfaz de radio de LTE es la posibilidad de dar soporte a la planificación selectiva en frecuencia basándose en los informes del índice de Calidad de Canal (CQI) proporcionados por el Equipo de Usuario (UE) y las estimaciones realizadas por el eNodoB (basándose en las señales de referencia de sondeo enviadas por el UE para ayudar a la red en la asignación de recursos de frecuencia adecuados para la transmisión en el enlace ascendente). Esta característica aprovecha las condiciones de propagación multitrayecto que son comunes en comunicaciones móviles.

El documento de Xiaoxin Wu et al.: "Retroalimentación de CQI de bajo sobregasto en sistemas de múltiples portadoras", Conferencia Global de Telecomunicaciones, 27, Globeam '7, IEEE, Piscataway, NJ, EE UU, 1 de noviembre de 27, páginas 371 a 375, propuso un esquema de reducción de carga de retroalimentación de CQI, considerando tanto la selección de retroalimentación de CQI como la entrega de mensajes.

El documento de Naveen Arulselven et al: "Esquema de retroalimentación y señalización reducidas para la maximización de la suma de velocidades en sistemas de OFDMA", Conferencia de Comunicaciones y Redes Inalámbricas, 29, WCNC 29, IEEE, Piscataway, NJ, EE UU, 5 de abril de 29, páginas 1 a 6, propone un sistema de OFDMA restringido tanto por bits de retroalimentación de enlace ascendente como por sobregasto de señalización de enlace descendente. Se revelan diversos procedimientos de informes de CQI; operan sobre el agrupamiento, tanto de recursos físicos como de usuarios que compiten por los recursos.

El rendimiento de la tecnología de acceso por radio de LTE se ve afectado en entornos en los que el sistema de LTE se dimensiona (es decir, el número de estaciones base que van a instalarse) atendiendo a los requisitos de capacidad en lugar de los de cobertura, por ejemplo, implantaciones en áreas urbanas densas (con una alta

densidad de eNodosB). En estos entornos, la distancia entre estaciones base macrocelulares (eNodosB) es relativamente pequeña (hasta entre 15 y 2 metros), lo que provoca condiciones de propagación con una mayor proporción de propagación en Linea de Visibilidad (LoS) (es decir, cuando no hay obstáculos entre las antenas de transmisión y recepción que obstruyan el enlace de radio). Se considera que los sofisticados mecanismos de FSS propuestos para la LTE son menos eficaces en este tipo de entornos debido al hecho de que el ancho de banda de coherencia de los canales de propagación es relativamente grande con respecto al ancho de banda del sistema, reduciendo la ganancia oportunista asociada a este tipo de algoritmos. Existen estudios que indican que en varios escenarios de implementación, en los que la capacidad, en lugar de la cobertura, puede ser el factor limitante, las condiciones de propagación son tales que el ancho de banda de coherencia es relativamente grande en comparación con los considerados en los modelos de propagación habituales empleados para la evaluación de las normas de 3GPP, ITU-R, IEEE y otras entidades de normalización.

El ancho de banda de coherencia es una medición estadística de la gama de frecuencias sobre la que el canal puede considerarse "plano", es decir, algunos de los componentes espectrales de la señal que están fuera del ancho de banda de coherencia se verán afectados de manera diferente (independiente), en comparación con aquellos componentes incluidos dentro del ancho de banda de coherencia. La mayoría de las evaluaciones de algoritmos de planificación de LTE se basan en el uso de modelos de canal normalizados que tienen un ancho de banda de coherencia menor de 1,5 MHz. Sin embargo, estimaciones llevadas a cabo en entornos de simulación realistas (que usan cartografía tridimensional y ubicaciones en emplazamientos reales) muestran que en algunas áreas (LoS, límite de la célula,...) el ancho de banda de coherencia supera significativamente este valor.

Para superar estos problemas, existe la posibilidad de usar tecnologías de diversidad de transmisión como la Entrega con Retardo Cíclico (CDD), que proporciona diversidad de transmisión sin requerir la modificación del receptor y que dispone de soporte en otros sistemas de OFDM como la norma de televisión digital DVB-T. Sin embargo, en la Versión 8 de la norma de LTE, esta característica sólo dispone de soporte asociada al soporte de multiplexado espacial de bucle abierto, y no como un procedimiento puro de diversidad de transmisión. Aunque en algunas de las situaciones (por ejemplo, límites de célula), el uso de técnicas de multiplexado espacial de MIMO no es viable.

Sumario de la invención

La presente invención sirve para solucionar el problema mencionado anteriormente proporcionando modos de adaptar y simplificar los procedimientos de planificación que disponen de soporte en los procedimientos estándar actuales de LTE y (en algunas situaciones tales como en un régimen de carga fraccionaria, es decir, la demanda de tráfico no es suficiente para requerir la utilización de todos los recursos de transmisión de datos... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para asignar recursos para transportar datos en bloques de recursos físicos a través de un enlace de radio, que comprende:

recibir al menos un indicador de calidad de canal, CQI, notificado desde al menos un equipo de usuario, caracterizado porque comprende además:

para cada valor de los Indicadores de calidad de canal recibidos, asociar un número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos a un grupo j de valores adyacentes de los indicadores de calidad de canal recibidos,

determinar un valor umbral CQIthres del indicador de calidad de canal,

para un equipo de usuario seleccionado, comprobar el valor del último indicador de calidad de canal recibido desde el equipo de usuario seleccionado y:

si dicho valor es superior al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia, FSS, usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociados a dicho valor;

si dicho valor es Inferior o igual al valor umbral CQIthres, asignar bloques de recursos físicos en una planificación en diversidad de frecuencia, FDS, usando el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos asociados a dicho valor.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia, FSS, comprende llenar el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos con datos que van a ser transportados pertenecientes al equipo de usuario seleccionado.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia, FSS, comprende llenar el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos con datos que van a ser transportados, si los datos pertenecientes al equipo de usuario seleccionado son suficientes; si no, retardar los datos que van a ser transportados pertenecientes al equipo de usuario seleccionado, llenar los bloques de recursos físicos con todos dichos datos y seleccionar otro equipo de usuario con datos para terminar de llenar el número máximo promedio MABj de bloques de recursos físicos.

4. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación selectiva en frecuencia, FSS, comprende además usar una modalidad de planificación de operación, seleccionada a partir de la planificación ¡mparcial y la planificación oportunista.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que asignar bloques de recursos físicos en una planificación en diversidad de frecuencia, FDS, comprende determinar un factor de reutilización de frecuencia asignado al equipo de usuario seleccionado y llenar un número determinado de bloques de recursos físicos, inferior o igual al número máximo promedio MABj, con datos que van a ser transportados, pertenecientes al equipo de usuario seleccionado, siendo el número determinado de bloques de recursos físicos según el factor de reutilización de frecuencia de dicho equipo de usuario seleccionado.

6. El procedimiento según la reivindicación 5, en el que el factor de reutilización de frecuencia es proporcional a una carga de datos calculada sumando la carga de datos de todos los equipos de usuario cuyos indicadores de calidad de canal notificados sean Inferiores o ¡guales al valor umbral CQIthres-

7. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el valor umbral CQIthres se determina calculando el valor de indicador de calidad de canal, CQI, más bajo que satisfaga la siguiente ecuación:

D < jr UE(CQ1,) C(CQI,) U(CQI,)

i=

donde D es una demanda de datos promedio en bits por sub-trama, UE(CQI¡) es una proporción promedio de equipos de usuario que notifican un valor de indicador de calidad de canal CQI¡ dado, C es una capacidad medida en bits por sub-trama, asignada al valor de indicador de calidad de canal CQI¡ dado, y U(CQI¡) es un factor de utilización asignado al valor de indicador de calidad de canal CQI¡ dado, siendo U(CQI¡) =1 cuando CQI¡ > CQIthres y U(CQI¡) < 1 Cuando CQI¡ ^ CQIthres*

8. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que se correlacionan bloques de recursos físicos con sub-tramas de Multiplexado por División de Frecuencias Ortogonales.

9. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que los datos van a ser transportados en

enlace descendente.

1. El procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que los datos van a ser transportados en enlace ascendente.

11. Una entidad de red ¡mplementada en un NodoB mejorado de una red que da soporte a la Evolución a Largo 5 Plazo, caracterizada porque comprende medios de procesamiento configurados para implementar el procedimiento

expuesto en cualquier reivindicación anterior.

12. Un producto de programa de ordenador que comprende medios de código de programa que, cuando se cargan en medios de procesamiento de un Nodo B mejorado, hace que dichos medios de código de programa ejecuten el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1.