Sistemas de OFDM compatibles múltiples con diferentes anchuras de banda.

Una estación de base (20) de una red de acceso por radio (10),

que comprende circuitos transceptores (28) configurados para comunicar una trama de información a través de una interfaz de radio con uno o más primeros terminales de radio (30-1), configurados de acuerdo con un primer sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de terminal de radio por una primera anchura de banda de canal, y con uno o más segundos terminales de radio (30-2), configurados de acuerdo con un segundo sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de terminal de radio por una segunda anchura de banda de canal, que es mayor que la primera anchura de banda de canal, de tal manera que la estación de base (20) está caracterizada por un dispositivo gestor (26) de tramas, configurado para tratar datos que se han de transmitir a los primer y segundo terminales de radio, hasta formar una trama, utilizando un formato de trama que es compatible tanto con el primer sistema de tecnología de acceso por radio como con el segundo sistema de tecnología de acceso por radio, de tal manera que tanto el primer como el segundo terminales de radio pueden recibir y extraer datos de la trama destinados a cada uno de esos terminales de radio, de tal modo que la primera tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16e y la segunda tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16m, de modo que la primera anchura de banda de canal está inclusa dentro de la segunda anchura de banda de canal, comprendiendo el formato de trama una subbanda de base para la señalización de parámetros de sistema conforme a la 802.16m, y utilizándose la subbanda de base únicamente con dichos uno o más segundos terminales de radio (30-2).

Sistemas de OFDM compatibles múltiples con diferentes anchuras de banda

Campo técnico

El campo técnico se refiere a la compatibilidad entre diferentes sistemas de comunicaciones por radio y, en una realización proporcionada a modo de ejemplo y que se describe más adelante, a la compatibilidad entre sistemas de comunicaciones por radio heredados y nuevos que utilizan la multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM –“orthogonal frequency division multiplexing”) o el acceso múltiple por división en frecuencia ortogonal (OFDMA –“orthogonal frequency division multiple access”) .

Antecedentes En un sistema de comunicaciones por radio convencional, los terminales de radio para comunicaciones del usuario, a los que se hace referencia a menudo como unidades de equipo de usuario (UEs –“user equipment units”) , se comunican a través de una red de acceso por radio (RAN –“radio access network”) con otras redes como la Internet. La red de acceso por radio (RAN) cubre un área geográfica que está dividida en áreas de celda, de tal manera que a cada área de celda se le da servicio por medio de una estación de base, la cual, en algunas redes, se denomina también “Nodo B” o Nodo B mejorado. Una celda es un área geográfica en la que la cobertura de radio viene proporcionada por el equipo de la estación de base de radio, situado en un emplazamiento de la estación de base.

Los sistemas de radio celulares de Tercera Generación (3G –“Third Generation”) , como el Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universal (UMTS –“Universal Mobile Telecommunications System”) , que funciona en Acceso Múltiple por División en Código de Banda Ancha (WCDMA –“Wideband Code Division Multiple Access”) , se sirven de diferentes tipos de canales de radio que incluyen canales de radio conmutados en circuitos y canales de radio conmutados en paquetes. Los sistemas de 3G de voz / datos mezclados, conmutados en circuitos / paquetes, han evolucionado a partir de los sistemas de Segunda Generación (2G –“Second Generation”) centrados en la voz y conmutados en circuitos. Los canales conmutados en circuitos, que en ocasiones se denominan canales dedicados, se asignan habitualmente a un único usuario a lo largo de toda la duración de una conexión que transporta información asociada a ese usuario concreto. Los canales conmutados en paquetes son canales compartidos y organizados en el tiempo, por los cuales son transportados paquetes para las conexiones de múltiples usuarios. Los sistemas de Cuarta Generación (4G –“Fourth Generation”) basados en OFDMA, como el de Evolución a Largo Plazo (LTE –“Long Term Evolution”) de UMTS y el de Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas (WiMAX – “Worldwide Interoperability for Microwave Access”) , utilizan un diseño de interfaz aérea basado en datos en paquetes. Se prescinde de los canales de tráfico dedicados, o de uso exclusivo, en favor de recursos de radio compartidos, al objeto de unificar la capacidad del sistema para manejar características de tráfico que difieren. El control de acceso de medio se ha hecho migrar hacia un paradigma en el que los dispositivos de usuario solicitan recursos de un organizador temporal de recursos de estación de base, el cual concede recursos de radio disponibles ante tales peticiones, de acuerdo con una organización temporal. En respuesta a las peticiones reales de transmitir datos desde y/o hacia un equipo de usuario (UE) en el enlace ascendente y/o el enlace descendente, el organizador temporal situado en la estación de base asigna dinámicamente recursos de radio para satisfacer los requisitos de calidad de servicio asociados con el tipo de tráfico de datos que se ha de transmitir, y, al mismo tiempo, trata de optimizar la capacidad del sistema.

La norma IEEE [Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica –“Institute for Electrical and Electronics Engineering”] 802.16, del Grupo de Trabajo sobre Normas de Acceso Inalámbrico de Banda Ancha (“Working Group on BroadbandWireless Acess Standards”) , desarrolla especificaciones formales para el desarrollo global de las Redes de Área Metropolitana (MAN –“Metropolitan Area Networks”) Inalámbricas de banda ancha. Si bien la familia de normas 802.16 se denomina oficialmente WirelessMAN (MAN Inalámbrica) , se hace referencia a ella a menudo como WiMAX. La WiMAX/IEEE 802.16e utiliza acceso múltiple por división en frecuencia ortogonal (OFDMA) para dar soporte a grandes anchuras de banda de canal, por ejemplo, de entre 1, 25 MHz y 20 MHz, con hasta 2.048 portadoras subordinadas, o subportadoras. Otra característica de capa física importante es la capacidad de dar soporte a antenas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO –“multiple-in-multiple-out”) con el fin de proporcionar un buen rendimiento en condiciones de NLOS (sin línea de mira –“non-line-of-site”) (o de anchura de banda superior) . Las técnicas para múltiples antenas pueden aumentar significativamente las velocidades de transferencia de datos y la fiabilidad de un sistema de comunicación inalámbrico. El rendimiento se mejora si el transmisor y el receptor utilizan múltiples antenas, lo que da lugar a un canal de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) . Tales sistemas y/o técnicas relacionadas son comúnmente referidos como MIMO.

El problema general acometido en esta Solicitud es cómo diseñar de la mejor manera un nuevo sistema de comunicaciones de anchura de banda superior, de tal manera que sea compatible retroactivamente con un sistema de comunicaciones ya existente con una anchura de banda de señal más pequeña. Para un ejemplo basado en OFDMA del conjunto de normas IEEE 802.16, una nueva norma IEEE 802.16m ha de ser compatible retroactivamente con una norma IEEE 802.16e ya existente, tal como se especifica adicionalmente por el WiMAX Forum System Profiles, que es el sistema de referencia de WirelessMAN-OFDMA. Si bien la IEEE 802.16m funcionará a velocidades de transferencia de datos más elevadas que las que se soportan en la actualidad por el

sistema de referencia WirelessMAN-OFDMA, con anchuras de banda de canal de hasta 20 MHz, es deseable que el sistema según la IEEE 802.16m dé soporte a las comunicaciones conforme a la IEEE 802.16e que utilizan tan solo canales de 5 MHz o de 10 MHz. Para facilidad de referencia, se utilizan más adelante formas abreviadas de la 802.16e/16e y la 802.16m/16m.

El documento US 20060092892 divulga un dispositivo de red para llevar a la práctica la transmisión de modo Greenfield [modo operativo de una red conforme a la norma 802.11n] a alta velocidad de transferencia, en una estructura de trama de modo mezclado. El dispositivo de red está configurado para transmitir una trama de modo mezclado por dos canales adyacentes. La trama de modo mezclado comprende al menos dos porciones compatibles retroactivamente de una primera frecuencia, y una porción de campo verde de una segunda frecuencia. En este documento,

Compendio Una estación de base de una red de acceso por radio incluye circuitos transceptores, o transmisores-receptores, que comunican una trama de información, a través de una interfaz de radio, con primeros terminales de radio configurados de acuerdo con un primer sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones por terminales de radio por una primera anchura de banda de canal, y con segundos terminales de radio configurados de acuerdo con un segundo sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones por terminales de radio por una segunda anchura de banda de canal, que es mayor que la primera anchura de banda de canal. Un primer dispositivo gestor de tramas existente en la estación de base trata los datos que se han de transmitir a los primer y segundo terminales de radio, hasta formar una trama, sirviéndose de un formato de trama que es compatible tanto con el primer sistema de tecnología de acceso por radio como con el segundo sistema de tecnología de acceso por radio, de tal manera que tanto el primer como el segundo terminales de radio pueden recibir y extraer datos de la trama destinada para cada uno de esos terminales de radio. El formato de trama se ha diseñado para el segundo sistema de tecnología de acceso por radio y es compatible retroactivamente con el primer sistema de tecnología de acceso por radio. Específicamente, el formato de trama permite comunicaciones por terminales de radio nuevos y heredados a través de las diferentes anchuras de banda empleadas por los sistemas nuevos y heredados. La primera... [Seguir leyendo]

1. Una estación de base (20) de una red de acceso por radio (10) , que comprende circuitos transceptores (28) configurados para comunicar una trama de información a través de una interfaz de radio con uno o más primeros terminales de radio (30-1) , configurados de acuerdo con un primer sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de terminal de radio por una primera anchura de banda de canal, y con uno o más segundos terminales de radio (30-2) , configurados de acuerdo con un segundo sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de terminal de radio por una segunda anchura de banda de canal, que es mayor que la primera anchura de banda de canal, de tal manera que la estación de base (20) está caracterizada por un dispositivo gestor (26) de tramas, configurado para tratar datos que se han de transmitir a los primer y segundo terminales de radio, hasta formar una trama, utilizando un formato de trama que es compatible tanto con el primer sistema de tecnología de acceso por radio como con el segundo sistema de tecnología de acceso por radio, de tal manera que tanto el primer como el segundo terminales de radio pueden recibir y extraer datos de la trama destinados a cada uno de esos terminales de radio, de tal modo que la primera tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16e y la segunda tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16m, de modo que la primera anchura de banda de canal está inclusa dentro de la segunda anchura de banda de canal, comprendiendo el formato de trama una subbanda de base para la señalización de parámetros de sistema conforme a la 802.16m, y utilizándose la subbanda de base únicamente con dichos uno o más segundos terminales de radio (30-2) .

2. Un método para hacer funcionar una estación de base (20) de una red de acceso por radio (10) , que comprende: comunicar una trama de información a través de una interfaz de radio con uno o más primeros terminales de radio (30-1) , configurados de acuerdo con un primer sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de terminal de radio por una primera anchura de banda de canal, y con uno o más segundos terminales de radio (30-2) , configurados de acuerdo con un segundo sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de terminal de radio por una segunda anchura de banda de canal, que es mayor que la primera anchura de banda de canal; tratar datos que se han de transmitir a los primer y segundo terminales de radio, hasta formar una trama, utilizando un formato de trama que es compatible tanto con el primer sistema de tecnología de acceso por radio como con el segundo sistema de tecnología de acceso por radio, de tal manera que tanto el primer como el segundo terminales de radio pueden recibir y extraer datos de la trama destinados a cada uno de esos terminales de radio transportados, caracterizado por que la primera tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16e y la segunda tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16m, de modo que la primera anchura de banda de canal está inclusa dentro de la segunda anchura de banda de canal, comprendiendo el formato de trama una subbanda de base para la señalización de parámetros de sistema conforme a la 802.16m, y utilizándose la subbanda de base únicamente con dichos uno o más segundos terminales de radio (30-2) .

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el formato de trama se ha diseñado para el segundo sistema de tecnología de acceso por radio y es compatible retroactivamente con el primer sistema de tecnología de acceso por radio.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual el primer sistema de tecnología de acceso por radio es un sistema que utiliza tecnología conforme a la IEEE 802.16e y el segundo sistema de tecnología de acceso por radio es un sistema que utiliza tecnología conforme a la IEEE 802.16m.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual la segunda anchura de banda de canal es un múltiplo de la primera anchura de banda de canal.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el formato de trama incluye datos transmitidos a uno o más primeros terminales de radio utilizando una subbanda de la segunda anchura de banda de canal, de tal manera que la subbanda corresponde a la primera anchura de banda de canal.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual la segunda anchura de banda de canal incluye múltiples subbandas.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual la trama incluye datos transmitidos a uno de los segundos terminales de radio a través de múltiples subbandas, dentro de la trama, y datos transmitidos a cada uno de los uno o más primeros terminales de radio utilizando tan solo una única subbanda para cada uno de los primeros terminales de radio.

9. Un aparato terminal de radio (30-2) que comprende circuitos transceptores (32-2) para comunicar una trama de información, a través de una interfaz de radio, a una estación de base (20) , de tal manera que el terminal de radio y la estación de base están configurados de acuerdo con un primer sistema de tecnología de acceso por radio que permite las comunicaciones de radio por una primera anchura de banda de canal, que es mayor que una segunda anchura de banda de canal asociada con una segunda tecnología de acceso por radio a la que la estación de base está también configurada para dar soporte, de tal modo que la primera anchura de banda de canal, configurada de acuerdo con la primera tecnología de acceso por radio, incluye múltiples subbandas, correspondiendo cada subbanda a la segunda anchura de banda, y una o más de las subbandas se han configurado de acuerdo con la segunda tecnología de acceso por radio; caracterizado por: un dispositivo gestor (34-2) de tramas, configurado para tratar datos que se han de transmitir a la estación de base, hasta formar una trama, utilizando un formato de trama que es compatible tanto con la primera tecnología de acceso por radio como con la segunda tecnología de 5 acceso por radio, de tal modo que los datos son asignados para su transmisión a través de múltiples subbandas, de forma que la primera tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16e y la segunda tecnología de acceso por radio es conforme a la IEEE 802.16m, de tal modo que la primera anchura de banda de canal está inclusa dentro de la segunda anchura de banda de canal, comprendiendo el formato de trama una subbanda de base para la señalización de parámetros de sistema conforme a la 802.16m, y utilizándose la subbanda de base únicamente con dichos uno o más segundos terminales de radio (30-2) .

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la primera tecnología de acceso por radio es tecnología conforme a la IEEE 802.16m y la segunda tecnología de acceso por radio se sirve de tecnología conforme a la IEEE 802.16e.

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que las subbandas incluyen subportadoras laterales en la segunda tecnología de acceso por radio, y en el cual el formato de trama incluye datos transmitidos utilizando múltiples subbandas y una o más de las subportadoras laterales.

12. El aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual los circuitos transceptores incluyen un receptor de OFDM para desmodular una señal procedente de la estación de base, transmitida a través de la primera anchura de banda de canal, y descodificar la señal.

13. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual la señal descodificada incluye una subbanda de base que contiene un mensaje de control con uno o más parámetros que definen el formato de trama.

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual el receptor de OFDM se ha configurado para tratar información transmitida en las subportadoras laterales de las subbandas correspondientes a la segunda tecnología de acceso por radio.

15. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual la señal procedente de la estación de base contiene mensajes de control que indican las subbandas utilizadas para transmitir datos a los segundos terminales de radio, y es transmitida en subbandas que se utilizan para la transmisión de datos a los primeros terminales de radio.