ES2275824T3 - Sistema de telecomunicaciones con diversidad de transmision y diversidad multi-usuario. - Google Patents
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Abstract
Un método de enviar señales primeras y segundas a una pluralidad de equipos de usuario, cuyo método comprende los pasos de: - proporcionar (30; 300) un canal dedicado (DPCH) para cada uno de la pluralidad de equipos de usuario (UE), - asignar (302) una frecuencia portadora de canal dedicado de un conjunto constituido por, al menos, una primera y una segunda (f1, f2) frecuencias portadoras a cada uno de los canales dedicados, - proporcionar (32; 304) un primer y un segundo canales compartidos multiplexados por código (HS-DSCH) para la pluralidad de equipos de usuario, teniendo el primer canal compartido multiplexado por código una primera frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código y teniendo el segundo canal compartido multiplexado por código una segunda frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código, - asignar (306) una de las primera y segunda frecuencias de canal compartido multiplexado por código, a cada equipo de usuario, - enviar (36; 308) una delas primeras señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por el canal dedicado de ese equipo de usuario, en la frecuencia portadora de canal dedicado asignada, aplicando diversidad de transmisión a través de un conjunto de antenas (11, 15; 114, 116), estando conectada cada antena a un amplificador de potencia respectivo de un conjunto de amplificadores de potencia (9, 13; 110, 112), - asignar (34) una antena de canal compartido multiplexado por código del conjunto de antenas a cada uno de los equipos de usuario con independencia de la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada al mismo equipo de usuario, - enviar (38; 310) una de las segundas señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por uno de los canales compartidos multiplexados por código a la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada a ese equipo de usuario y por la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario por aplicación de diversidad de usuario, usando uno del conjunto de amplificadores de potencia dependiendo de la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario con el fin de conseguir un equilibrio estadístico de los amplificadores de potencia.
Description
Sistema de telecomunicaciones con diversidad de
transmisión y diversidad multi-usuario.
El presente invento se refiere, en general, a
las telecomunicaciones y, más particularmente, a la diversidad de
transmisión y multi-usuario en un sistema de
telecomunicaciones de móviles celulares.
La demanda de servicios de comunicaciones de
datos ha explotado con la aceptación y el uso generalizado de
Internet. Si bien las comunicaciones de datos han sido servidas,
históricamente, a través de conexiones cableadas, los usuarios de
entornos inalámbricos demandan ahora que sus unidades inalámbricas
soporten, también, comunicaciones de datos. Muchos abonados de
sistemas inalámbricos esperan, ahora, poder "navegar" por
Internet, acceder a su correo electrónico y realizar otras
actividades de comunicaciones de datos usando sus teléfonos
celulares, sus asistentes de datos personales inalámbricos, sus
ordenadores portátiles con conexión inalámbrica y/u otros
dispositivos inalámbricos.
Cuando se utiliza una red inalámbrica para el
servicio de comunicaciones de datos surgen cuestiones
significativas relacionadas con el comportamiento. Las redes
inalámbricas se diseñaron, inicialmente, para el servicio de
requerimientos perfectamente definidos en las comunicaciones de voz.
En términos generales, las comunicaciones de voz requieren un ancho
de banda sostenido con una relación mínima entre señal y ruido
(SNR), al igual que exigen continuidad. Por otro lado, las
comunicaciones de datos presentan requerimientos muy diferentes en
lo que toca a su comportamiento. Las comunicaciones de datos se
producen, típicamente, a modo de ráfagas, son discontinuas, y
pueden necesitar un ancho de banda relativamente grande durante sus
partes activas.
La infraestructura de las redes inalámbricas
debe soportar tanto comunicaciones de voz a baja velocidad como
comunicaciones de datos a velocidad variable. Más particularmente,
la infraestructura de la red debe transmitir comunicaciones de voz
a baja velocidad, sensibles a los retardos, junto con comunicaciones
de datos, a elevada velocidad y en forma tolerante a los
retardos.
Por tanto, es deseable proporcionar un sistema
de comunicaciones que sea capaz de realizar tanto comunicaciones de
voz a menor velocidad y sensibles a los retardos, como
comunicaciones de datos a mayor velocidad y tolerantes a los
retardos, con un desperdicio mínimo de la capacidad espectral.
Además, también es deseable proporcionar un sistema de
comunicaciones que, asimismo, preste servicio de tráfico de datos a
ráfagas para una pluralidad de usuarios de datos sin desperdiciar
el espectro asignado.
Un ejemplo de un sistema de comunicaciones de
esta clase es la red terrestre de acceso por radio (UTRAN) del
sistema universal de telecomunicaciones entre móviles (UTMS). El
UTRAN es un sistema de tercera generación que, en algunos aspectos,
se basa en la tecnología de acceso por radio conocida como sistema
global para comunicaciones entre móviles (GSM). El UTRAN es un
sistema de banda ancha con acceso múltiple por división de
código
(WCDMA).
(WCDMA).
Un objetivo del proyecto de asociación para
tecnologías de tercera generación (3GPP) es evolucionar
adicionalmente las tecnologías de red de acceso por radio basadas en
UTRAN y en GSM. En este caso, reviste un interés particular el
soporte de servicios con velocidad de transmisión variable en el
sistema de comunicaciones por radio entre móviles, de tercera
generación, para servicios tolerantes a los retardos, tanto en
tiempo real como en tiempo no real. Dado que los usuarios comparten
los mismos recursos de radio, la red de acceso por radio debe
asignar los recursos cuidadosamente a las conexiones de equipos de
usuario (UE) individuales basándose en la calidad de los requisitos
del servicio, tales como los servicios a velocidad variable, y en
la disponibilidad de los recursos de radio.
Por ejemplo, en una sesión multimedia, un
portador puede llevar una conexión de voz, otro portador una
conexión de video y un tercer portador puede llevar una conexión de
datos en paquetes. Las conexiones son correlacionadas por la UTRAN
en canales de transporte físicos.
Entre el UE y la UTRAN puede correlacionarse una
conexión a uno o más canales de transporte dedicados (DCH) o a un
canal de transporte común, tal como un canal común de acceso
aleatorio (RACH), un canal común de acceso directo (FACH), un canal
común de paquetes (CPCH), un canal descendente compartido (DSCH) y
un canal descendente compartido de alta velocidad
(HS-DSCH).
Las conexiones en tiempo real se correlacionan
con canales dedicados. En un canal dedicado, pueden garantizarse
los recursos para proporcionar un servicio particular, tal como una
velocidad mínima de transmisión para las comunicaciones de voz.
Para más información sobre canales de transporte, debe hacerse
referencia a las especificaciones de UMTS del 3GPP como sigue: 3G
TS 25.211, V3.5.0; 3G TS 25.221, V3.5.0; y 3G TS 25.331, V3.5.0; 3G
TR 25.848, V0.6.0; 3GPP TR 25.858, V1.0.4, y 3GPP TR 25.950,
V4.0.0.
\newpage
Para proporcionar posibilidades multimedia
efectivas en UMTS, se está desarrollando el esquema de acceso
descendente de alta velocidad por paquetes (HSDPA), que facilita la
transmisión de datos en paquetes a una estación móvil a, por
ejemplos, hasta 4 Mbps.
El concepto de HSDPA se ha normalizado
recientemente en el 3GPP para UMTS (véase 3GP TR 25.858, V1.0.4, de
Enero de 2002). En esa norma se consideran mejoras que pueden
aplicarse al UTRA a fin de proporcionar el acceso descendente por
paquetes a muy alta velocidad por medio de un canal descendente
compartido de muy alta velocidad (HS-DSCH).
Para la estructura básica del
HS-DSCH se han considerado dos arquitecturas
(R2A010010; arquitectura de protocolo de enlace por radio HSDPA, de
Ericsson, Motorola), es decir, una arquitectura basada en RNC
(controlador de red de radio) consistente con la arquitectura R99 y
una arquitectura basada en un nodo B para programación de tareas.
El desplazar la programación de tareas a los nodos B permite
conseguir una implantación más eficiente de la programación de las
tareas al permitir que el programador trabaje con la información más
reciente sobre los canales. El programador puede adaptar la
modulación para adaptarse del mejor modo a las condiciones
corrientes de los canales y del entorno de desvanecimiento de las
señales. Además, el programador puede explotar la diversidad
multi-usuario incluyendo en la programación
solamente a los usuarios en desvanecimientos de señal
constructivos.
Para mejorar la transmisión en un entorno de
desvanecimiento de señales, son bien conocidas las técnicas basadas
en el uso de múltiples antenas de transmisión descendente. Las
aplicaciones de segundo orden de éstas han sido aprovechadas en las
especificaciones UTRA R99. Dichas técnicas explotan las faltas de
correlación espacial y/o de polarización en múltiples canales para
conseguir ganancias con diversidad de desvanecimiento de señal.
El tratamiento de múltiples
entradas-múltiples salidas (MIMO) emplea múltiples
antenas en el transmisor de la estación base y en el receptor del
terminal, proporcionando diversas ventajas con respecto a las
técnicas de diversidad de transmisión con múltiples antenas
solamente en el transmisor y con respecto a los sistemas de antenas
únicas. Si se dispone de múltiples antenas tanto en el transmisor
como en el receptor, puede incrementarse el rendimiento máximo
utilizando una técnica conocida como reutilización de código.
En "Evolving WCDMA" ("Desarrollo del
WCDMA"), Tomas Hedberg y Stefan Parkvall, en el número 3 de la
Ericsson Review, de 2001, ilustran el uso de la diversidad de
transmisión en bucle abierto, cuando los datos descendentes son
transmitidos por dos antenas simultáneamente empleando una forma de
codificación especial. Además, se divulga la programación rápida de
tareas gracias a la cual un programador explota la diversidad
multi-usuario y procura transmitir a los usuarios
cuando las condiciones del enlace de radio permiten elevadas
velocidades de transmisión de datos.
Un objeto del presente invento es proporcionar
una técnica mejorada de diversidad de transmisión, en particular
para uso en sistemas del tipo HSDPA.
El invento proporciona un método de enviar
primeras y segundas señales a una pluralidad de equipos de usuario,
como se reivindica en la reivindicación 1. Realizaciones preferidas
se protegen en las reivindicaciones dependientes.
El invento hace posible el envío de señales, en
tiempo real y en tiempo no real, a equipos de usuario de un sistema
de telecomunicaciones celulares entre móviles aplicando la
diversidad de transmisión a las señales en tiempo real, al tiempo
que hace un uso eficaz de la potencia de transmisión disponible.
Esto se logra proporcionando canales dedicados para cada uno de los
equipos de usuario con el propósito de transmitir señales en tiempo
real, tales como señales de voz y/o de video. A estos canales
dedicados se les aplican técnicas de diversidad basadas en el uso
de múltiples antenas de transmisión por enlace descendente.
Además, para los equipos de usuario, se prevé un
canal compartido multiplexado por código. Los equipos de usuario
activos se dividen en dos grupos, uno de los cuales se asigna a una
primera antena mientras que otro se asigna a una segunda antena.
Las señales en tiempo no real que han de enviarse al primer grupo se
amplifican mediante el amplificador de potencia acoplado a la
primera antena y se envían desde la primera antena; de igual modo,
las señales en tiempo no real que han de enviarse al segundo grupo,
se amplifican mediante el amplificador de potencia conectado a la
segunda antena y se envían desde la segunda antena.
En el caso más general, se aplica la diversidad
de transmisión por n siendo, por ejemplo, n = 4. En este caso, los
equipos de usuario se dividen en un número de n = 4 grupos que son
asignados a antenas correspondientes.
Puede utilizarse un programador de tareas para
explotar la diversidad multi-usuario programando
únicamente los usuarios en desvanecimientos de señal
constructivos.
De acuerdo con una realización preferida del
invento, las señales en tiempo real son transmitidas por los DPCH y
las señales en tiempo no real por un HS-DSCH
compartido de un sistema HSDPA. Las señales en tiempo real son
transmitidas por los DPCH haciendo uso de diversidad de transmisión
y cada una de las señales en tiempo no real es transmitida por el
HS-DSCH a través de, solamente, una de las antenas
de transmisión, sin diversidad de transmisión pero aplicando
diversidad multi-usuario. De este modo, puede
conseguirse un equilibrio estadístico de la potencia de transmisión
utilizando amplificadores de potencia
multi-portadora.
Pueden utilizarse más de dos frecuencias
portadoras. Los amplificadores de potencia
multi-portadora han de soportar estas frecuencias
portadoras. Para obtener el equilibrio estadístico en el uso de la
potencia de transmisión de los amplificadores de potencia, el
número de frecuencias portadoras debe ser igual al número de ramas
de diversidad. Por ejemplo, en lugar de un esquema de diversidad de
transmitir por dos con un amplificador de potencia de dos
portadoras, puede utilizarse un esquema de diversidad de transmitir
por cuatro con un amplificador de potencia de cuatro
portadoras.
De acuerdo con el invento, cada equipo de
usuario es asignado a una frecuencia del conjunto de frecuencias
portadoras y a una antena del conjunto de antenas. Además, cada uno
de los canales dedicados es asignado a una frecuencia del conjunto
de frecuencias portadoras.
En lo que sigue se describirán, con mayor
detalle, realizaciones preferidas del invento, haciendo referencia
a los dibujos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema de telecomunicaciones basado en una frecuencia portadora
única,
la figura 2 es un diagrama que muestra el uso de
la capacidad de amplificación de potencia,
la figura 3 es una gráfica de proceso del
funcionamiento del sistema de telecomunicaciones de la figura
1,
la figura 4 es un diagrama de bloques de un
sistema de telecomunicaciones que utiliza, al menos, una primera y
una segunda frecuencias portadoras,
la figura 5 ilustra la utilización estadística
de las capacidades de potencia de transmisión de los amplificadores
de potencia de portadora doble del sistema de la figura 4,
la figura 6 es una gráfica de proceso del
funcionamiento del sistema de telecomunicaciones de la figura
4,
la figura 7 es un diagrama de bloques de un
sistema de telecomunicaciones del invento,
la figura 8 ilustra la utilización estadística
de las capacidades de potencia de transmisión de los amplificadores
de potencia de portadora doble del sistema de la figura 7,
la figura 9 es un diagrama de bloques de otro
sistema de telecomunicaciones,
la figura 10 ilustra la utilización estadística
de las capacidades de potencia de transmisión de los amplificadores
de potencia de portadora doble del sistema de la figura 9,
la figura 11 es un diagrama de bloques de otro
sistema de telecomunicaciones,
la figura 12 ilustra la utilización estadística
de las capacidades de potencia de transmisión de los amplificadores
de potencia de portadora doble del sistema de la figura 11.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un
sistema de telecomunicaciones que tiene un transmisor 1 para
prestar servicio a una pluralidad de equipos de usuario UEi, Uej,
... dentro de una célula de un sistema de telecomunicaciones entre
móviles. El transmisor 1 tiene un módulo 3 de diversidad de
transmisión para aplicar la diversidad de transmisión a los DPCH.
Las salidas del módulo 3 de diversidad de transmisión se acoplan a
sumadores 5 y 7, respectivamente. El sumador 5 está acoplado a un
amplificador 9 de portadora de señal, que está acoplado a una
antena 11. Igualmente, el sumador 7 está acoplado al amplificador 13
de potencia, que está acoplado a la antena 15.
Otro transmisor 1 tiene un multiplexador 17 por
código para la multiplexación por código del
HS-DSCH. El multiplexador por código 17
proporciona, en su salida, componentes de señal SUEi y SUEj, ...
para los respectivos equipos de usuario UEi, Uej, ...
Cada uno de los equipos de usuario UEi, Uej, ...
está asignado a una de las antenas 11 o 15. Por ejemplo, el equipo
de usuario UEi está asignado a la antena 11 y el equipo de usuario
UEj está asignado a la antena 15. Las salidas del multiplexador 17
por código son acopladas a los respectivos sumadores 5 y 7. De este
modo, la componente de señal SUEi es proporcionada al sumador 5 y
la componente de señal SUEj es proporcionada al sumador 7.
\newpage
El programador de tareas 19 programa el envío de
señales en tiempo no real a través del HS-DSCH con
el fin de proporcionar diversidad multi-usuario al
programar solamente los usuarios en desvanecimientos de señal
constructivos.
Dividiendo los equipos de usuario en grupos, que
se asignan a antenas diferentes, la carga de los amplificadores de
potencia 9 y 13 es aproximadamente simétrica aún cuando sólo se
aplique diversidad de transmisión a los DPCH.
El equilibrio estadístico de la utilización de
la potencia de transmisión total disponible se ilustra, a modo de
ejemplo, en la figura 2. La figura 2 muestra diagramas 20 y 22 que
ilustran la utilización de la potencia de transmisión de los
amplificadores de potencia 9 y 13 de la figura 1, respectivamente,
en el dominio del tiempo. El eje de tiempos se divide en intervalos
de programación de tareas que se denominan intervalos de tiempo de
transmisión (TTI) en notación UTRA. Como es evidente a partir de la
figura 2, la mayoría del tiempo ambos amplificadores de potencia
110 y 112 son hechos funcionar a su máxima capacidad de salida de
potencia respectiva o casi a ella.
La figura 3 muestra un diagrama de proceso
correspondiente. En el paso 30, se proporcionan los DPCH. En el
paso 32 se proporciona un HS-DSCH compartido. En el
paso 34 se asignan una antena y un amplificador de potencia
asociado a cada equipo de usuario activo. Preferiblemente, se asigna
aproximadamente el mismo número de equipos de usuario a cada una de
las antenas. Esto puede hacerse mediante un esquema de señalización
apropiado entre el transmisor y los equipos de usuario.
En el paso 36 se envían señales en tiempo real
por los DPCH con diversidad de transmisión, en una única frecuencia
portadora. En el paso 38 se envían señales en tiempo no real por el
HS-DSCH con diversidad
multi-usuario en la frecuencia portadora única.
Debido a la diversidad multi-usuario, no es
necesario aplicar diversidad de transmisión.
Cada equipo de usuario activo vigila, de
preferencia, la calidad del canal de cualquiera de los canales de
propagación e informa al nodo B sobre la calidad del mejor canal.
Además, también se informa al nodo B sobre la antena de transmisión
asociada con la realimentación de calidad del canal. Puede accederse
a equipos de usuario diferentes de aquéllos a los que se ha
accedido en múltiplex por código a través de antenas de transmisión
diferentes. Por ejemplo, un primer código es transmitido por la
antena 11 (véase la figura 1) al equipo de usuario asignado UEi, y
un segundo código es transmitido por la antena 15 al equipo UEj
asignado.
Ha de observarse que esto es particularmente
ventajoso, por cuanto la probabilidad de que un equipo de usuario
"vea" un canal bueno, es relativamente alta. Además, se reduce
la diafonía debida a los códigos de Hadamard asociados con otro
equipo de usuario, ya que el equipo de usuario al que se accede ve
más débiles los canales correspondientes.
Preferiblemente, el nodo B debe equilibrar los
códigos de Hadamard entre las antenas de transmisión, de tal modo
que las potencias de transmisión estén bien equilibradas. Además,
debido a un equilibrio de carga limitada dentro de cada portadora,
es generalmente posible el soporte de un número flexible de
portadoras, por ejemplo un funcionamiento con una sola portadora o
con tres portadoras.
La figura 4 muestra un diagrama de bloques de un
sistema de telecomunicaciones para prestar servicio a varios
equipos de usuario (UE) móviles. A modo de ejemplo, en el diagrama
de bloques de la figura 4 se muestran los equipos de usuario UEn,
UEj, UEi y UEm; ha de observarse que en una aplicación práctica,
puede haber muchos más UE.
Cada uno de los UE es asignado a una primera
frecuencia de transmisión f1 o una segunda frecuencia de
transmisión f2. Por ejemplo, UEn se asigna a f2, UEj se asigna a f1,
UEi se asigna a f1 y UEm se asigna a f2. De este modo, los UE se
dividen en un primer grupo de UE que están asignados a la primera
frecuencia portadora f1 y en un segundo grupo que está asignado a
la segunda frecuencia portadora.
Preferiblemente, la asignación de frecuencias
portadoras a los UE se realiza merced a una señalización apropiad
entre los UE y el transmisor 100 del sistema de telecomunicaciones.
Por ejemplo, se asignan frecuencias portadoras a UE que entran en
actividad alternativamente. Por ejemplo, los UE se activan en la
siguiente secuencia:
- UEi, UEn, UEj, UEm, ...
El primer UE que entra en actividad, es decir,
el UEi, es asignado a la primera frecuencia portadora f1. El
segundo UE que entra en actividad, es decir, el UEn, es asignado a
la segunda frecuencia portadora f2. El siguiente UE que entra en
actividad, es decir, el UEj, es asignado a la primera frecuencia
portadora f1 y así sucesivamente. De este modo, se obtienen los dos
grupos de UE, cada uno de los cuales comprende, aproximadamente, el
mismo número de UE, si se considera un número mayor de UE.
Preferiblemente, la asignación de los UE a las
frecuencias se lleva a cabo con el fin de equilibrar la carga de
los amplificadores de potencia. Ha de observarse que esta asignación
puede ser dinámica y que la Fig. 1 debe tomarse como una
instantánea.
El transmisor 100 sirve para transmitir señales
tanto en tiempo real como en tiempo no real a los UE. Las señales
en tiempo real, tales como las señales de voz o de video, son
transmitidas a través de los DPCH. Cada uno de los DPCH es asignado
a la primera frecuencia portadora f1 o a la segunda frecuencia
portadora f2. Con el fin de proporcionar diversidad de transmisión
para los DPCH, el transmisor 100 tiene módulos 102 y 104 de
diversidad de transmi-
sión.
sión.
El módulo 102 de diversidad de transmisión
recibe señales en tiempo real que han de ser transmitidas a un DPCH
que está siendo asignado a la frecuencia f1. De igual modo, el
módulo 104 de diversidad de transmisión recibe tales señales en
tiempo real que han de ser transmitidas por los DPCH que están
siendo asignados a la segunda frecuencia portadora f2.
El módulo 102 de diversidad de transmisión está
acoplado, a través de sumadores 106 y 108, a los amplificadores de
potencia 110 y 112, respectivamente. Ambos amplificadores de
potencia 110 y 112 son amplificadores de potencia de portadora
doble que soportan las frecuencias portadoras f1 y f2. El
amplificador de potencia 110 está acoplado a la antena 114 y el
amplificador de potencia 112 está acoplado a la antena 116. De este
modo, puede llevarse a la práctica cualquier técnica de diversidad
conocida basada en el uso de múltiples antenas de transmisión en
sentido descendente.
Para el HS-DSCH, el transmisor
tiene multiplexadores por código 118 y 120. El multiplexador 118 por
código tiene una entrada para recibir señales en tiempo no real para
ser enviadas al primer grupo de UE, es decir, a los UE que están
asignados a la segunda frecuencia portadora f2. De este modo, las
componentes de señal SUEi, SUEj, .... a
transmitir en la frecuencia portadora f1 y las componentes de señal SUEm, SUEn, ... a transmitir en la frecuencia portadora f2, son proporcionadas por los multiplezadores 118 y 120 por código, respectivamente. Las componentes de señal SUEi, SUEj, ... que han de transmitirse en la frecuencia portadora f1 se alimentan al sumador 106. Igualmente, las componentes de señal SUEm, SUEn, ... se alimentan al sumador 108.
transmitir en la frecuencia portadora f1 y las componentes de señal SUEm, SUEn, ... a transmitir en la frecuencia portadora f2, son proporcionadas por los multiplezadores 118 y 120 por código, respectivamente. Las componentes de señal SUEi, SUEj, ... que han de transmitirse en la frecuencia portadora f1 se alimentan al sumador 106. Igualmente, las componentes de señal SUEm, SUEn, ... se alimentan al sumador 108.
Además, el transmisor 100 tiene el programador
124 de tareas. El programador 124 programa las señales en tiempo no
real que han de ser enviadas por el HS-DSCH con el
fin de proporcionar diversidad multi-usuario al
programar, únicamente, señales en tiempo no real para usuarios en
desvanecimientos de señal constructivos.
En funcionamiento, el amplificador de potencia
110 es controlado para amplificar las señales en tiempo real de los
DPCH que son asignados a la frecuencia f1 en la frecuencia portadora
f1 y las componentes de señal en tiempo real de los DPCH asignados
a la frecuenta portadora f2 en la frecuencia f2. Las componentes de
señal SUEi,
SUEj, ... de HS-DSCH que han de enviarse en la frecuencia portadora f1 únicamente son amplificadas por el amplificador de potencia 110 en la frecuencia portadora f1. El mismo principio se aplica, correspondientemente, al funcionamiento del amplificador de potencia 112.
SUEj, ... de HS-DSCH que han de enviarse en la frecuencia portadora f1 únicamente son amplificadas por el amplificador de potencia 110 en la frecuencia portadora f1. El mismo principio se aplica, correspondientemente, al funcionamiento del amplificador de potencia 112.
El equilibrio estadístico de la utilización de
la potencia total de transmisión disponible se ilustra, a modo de
ejemplo, en la figura 5. La figura 5 muestra diagramas 200 y 202 que
ilustran la utilización de la potencia de transmisión de los
amplificadores de potencia 110 y 112 de la figura 1,
respectivamente, en el dominio del tiempo. El eje de tiempos está
dividido en intervalos de programación, que se denominan intervalos
de tiempo de transmisión (TTI) en notación UTRA. Como es evidente a
partir de la figura 5, la mayor parte del tiempo ambos
amplificadores de potencia 110 y 112 son hechos funcionar a su
capacidad máxima de salida de potencia respectiva o casi al
máximo.
La figura 6 ilustra un ejemplo en el que, en el
paso 300, se proporcionan los DPCH para la transmisión de señales
en tiempo real. A cada uno de los DPCH se le asigna, en el paso 302,
una frecuencia de transmisión de un conjunto de frecuencias de
transmisión.
En el paso 304 se proporciona un
HS-DSCH como canal compartido para la transmisión de
señales en tiempo no real. En el paso 306 se asigna una frecuencia
de transmisión del conjunto de frecuencias de transmisión a cada UE
activo dentro de la célula. Esto se hace merced a un protocolo de
señalización apropiado. Cuando los UE sólo son capaces de recibir
una frecuencia portadora, no se requiere este paso, ya que la
frecuencia portadora ya ha sido asignada en el paso 302. En este
caso, la frecuencia portadora asignada en el paso 302 a un UE será
utilizada, también, para la transmisión por el
HS-DSCH a ese UE.
En el paso 308, las señales en tiempo real son
enviadas por los DPCH con diversidad de transmisión. En el paso
310, las señales en tiempo no real son enviadas por el
HS-DSCH compartido con diversidad
multi-usuario, pero sin diversidad de transmisión.
Debido a la asignación de frecuencias de transmisión a equipo de
usuario en el paso 306 se consigue un equilibrio estadístico de la
utilización de los amplificadores de potencia.
La figura 7 muestra un diagrama de bloques de un
sistema de telecomunicaciones del invento, que combina los ejemplos
de las figuras 1 a 3 y 4 a 6. Elementos similares en la figura 7
están designados con los mismos números de referencia que en la
figura 4.
Al contrario que en el ejemplo de la figura 4,
cada equipo de usuario no sólo es asignado a una de las frecuencias
portadoras f1, f2, disponibles sino, también, a una de las antenas
110, 112. La asignación de equipos de usuario a las antenas se
realiza como en el ejemplo de las figuras 1 a 3. De este modo, se
combinan las ventajas de ambos ejemplos.
El funcionamiento en
multi-portadora en las frecuencias f1 y f2 mejora
adicionalmente el equilibrio de la carga en los amplificadores de
potencia. En este caso, puede conseguirse equilibrar la carga o el
código Hadamard de forma conjunta para todas las portadoras, es
decir, se realiza una programación conjunta de
multi-portadora. Esto tiene la ventaja adicional de
que pueden evitarse fuertes cargas de pico por medio de la técnica
de programación en mono-portadora o en
multi-portadora. Los paquetes dirigidos a equipos de
usuario que se mueven lentamente son retardados con el fin de
evitar cargas máximas. Para los otros ejemplos puede emplearse,
también, una técnica de esta clase.
En la figura 8 se representa la correspondiente
característica en el dominio del tiempo.
La figura 9 muestra un diagrama de bloques de
otro sistema de telecomunicaciones. Elementos similares de la
figura 9 están designados con los mismos números de referencia que
en las figuras 4 y 7.
El sistema de la figura 9 es similar al sistema
de la figura 7. Además, al sistema de la figura 7, en los canales
buenos se aplica diversidad de transmisión en bucle cerrado para el
HS-DSCH. Preferiblemente, este esquema solamente se
utiliza si el DPCH asociado con el HS-DSCH es
transmitido utilizando diversidad de transmisión en bucle cerrado,
cuando en general puede utilizarse cualquier modo de diversidad de
transmisión en bucle cerrado, por ejemplo modo 1 o modo 2 de
diversidad de transmisión en bucle cerrado R99. Este esquema puede
combinarse con cualquiera de los sistemas anteriormente descritos,
por ejemplo transmisión HS-DSCH a través de una
antena o utilizando selección de antena.
En el ejemplo considerado en este caso, se
aplica diversidad de transmisión por dos. Cada uno de los equipos
de usuario vigila la calidad del canal para cualquiera de los
canales de propagación. Si ambos canales vistos por el equipo de
usuario son buenos, entonces el equipo de usuario indica al nodo B
que en el HS-DSCH se utilizará diversidad de bucle
cerrado. Esto significa que la transmisión HS-DSCH
se realiza a través de dos antenas de transmisión diferentes.
En este caso, la realimentación de calidad de
canal incluirá la ganancia de formación de haz anticipada y/o
experimentada que se obtiene tras combinación en el equipo de
usuario. En el caso de diversidad de transmisión por cuatro, podría
aplicarse diversidad de transmisión en bucle cerrado con un número
flexible de antenas de transmisión, por ejemplo si dos
(tres/cuatro) de cuatro canales de propagación vistos por el equipo
de usuario son buenos, entonces se aplica diversidad de bucle
cerrado de transmisión por dos (transmisión por tres/transmisión
por cuatro).
Ha de observarse que si se transmite por el
HS-DSCH utilizando diversidad de transmisión en
bucle cerrado, entonces el HS-DSCH debe utilizar,
típicamente, las mismas ponderaciones de antena que el DPCH
asociado. Sin embargo, en general, tanto el HS-DSCH
como el DPCH asociado podrían utilizar diferentes ponderaciones de
antena.
En comparación con los sistemas descritos en lo
que antecede, puede esperarse un mayor rendimiento del sistema, en
particular a bajas velocidades de los terminales. Este aumento del
rendimiento se debe a la ganancia de combinación coherente de hasta
3 dB en el caso de diversidad de transmisión por dos. Esto se logra
utilizando diversidad de transmisión en bucle cerrado en el caso de
que más de un canal de los vistos por el equipo de usuario, sean
buenos.
La combinación coherente tiene como consecuencia
una transmisión dirigida, similar a la dirección de haz. Por tanto,
también puede reducirse la interferencia provocada sobre otros
terminales. Esto resulta ser particularmente ventajoso, ya que
puede mejorarse adicionalmente el equilibrio de carga sobre los
amplificadores de potencia.
En el sistema de la figura 9, el esquema de
diversidad de transmisión en bucle cerrado se combina con el
esquema de la figura 4, es decir, el HS-DSCH
transmite a través de una antena o, si el equipo de usuario ve
varios canales buenos, utilizando diversidad de transmisión en bucle
cerrado. De este modo, puede obtenerse una ganancia de combinación
coherente con poca sobrecarga de señalización adicional. En el caso
de diversidad de transmisión por dos, la señalización adicional
procedente de un determinado equipo de usuario hacia el nodo B, es
confinada para activar/desactivar la diversidad de transmisión en
bucle cerrado. Este modo de diversidad de transmisión puede
aplicarse al HS-DSCH además de la diversidad
multi-usuario, con el fin de aprovechar la ventaja
que supone la presencia de varios canales buenos. Esta diversidad de
transmisión para el HS-DSCH es proporcionada por el
módulo 122 de diversidad de transmisión del transmisor 100 de la
figura 9.
En la figura 10 se representa la correspondiente
característica en el dominio del tiempo.
La figura 11 muestra un diagrama de bloques de
otro sistema de telecomunicaciones, que combina la diversidad de
transmisión adicional para el HS-DSCH con el ejemplo
de la figura 1. En la figura 11 se utilizan números de referencia
similares para designar elementos similares. El transmisor 1 de la
figura 11 tiene, además, un módulo 122 de diversidad de transmisión
con el fin de proporcionar diversidad de transmisión por dos para
el HS-DSCH. En este caso, la transmisión cambia
entre un modo de selección de antena y un modo de diversidad en
bucle cerrado, dependiendo de la calidad de los canales de
propagación. En el ejemplo considerado en esta memoria, se supone
diversidad de transmisión por dos. Si un equipo de usuario ve un
canal malo, se utiliza la selección de antena. En este caso, el
equipo de usuario informa sobre la calidad del mejor canal al nodo
B. Además, también se informa al nodo B acerca de la antena de
transmisión asociada con la realimentación de calidad de canal. Si
ambos canales vistos por el equipo de usuario son buenos, el equipo
de usuario señala al nodo B que se utilizará diversidad de
transmisión en bucle cerrado para la transmisión
HS-DSCH.
En el ejemplo considerado en este caso con
respecto a la figura 11, se ilustra el funcionamiento con portadora
única. En el caso de diversidad de transmisión por cuatro, puede
aplicarse diversidad de transmisión en bucle cerrado con un número
flexible de antenas transmisoras.
En el ejemplo considerado con respecto a la
figura 11, UEi solamente ve un canal bueno y, por tanto, hace uso
de la selección de antena. Por el contrario, el equipo de usuario
UEj ve dos canales buenos y, por tanto, utiliza diversidad en bucle
cerrado de transmisión por dos mediante el módulo 122 de diversidad
de transmisión.
La figura 12 muestra la característica
correspondiente en el dominio del tiempo. Ha de observarse que
ninguno de los ejemplos descritos en lo que antecede está limitado a
la diversidad de transmisión por dos. Por el contrario, puede
ejecutarse en la práctica diversidad de transmisión por n, donde n
puede ser cualquier número superior a 2.
- 1
- transmisor
- 3
- módulo de diversidad de transmisión
- 5
- sumador
- 7
- sumador
- 9
- amplificador de potencia
- 11
- antena
- 13
- amplificador de potencia
- 15
- antena
- 17
- multiplexador por código
- 19
- programador de tareas
- 20
- diagrama
- 22
- diagrama
- 100
- transmisor
- 102
- módulo de diversidad de transmisión
- 104
- módulo de diversidad de transmisión
- 106
- sumador
- 108
- sumador
- 110
- amplificador de potencia
- 112
- amplificador de potencia
- 114
- antena
- 116
- antena
- 118
- multiplexador por código
- 120
- multiplexador por código
- 122
- módulo de diversidad de transmisión
- 124
- programador e tareas
- 200
- diagrama
- 202
- diagrama
Claims (8)
1. Un método de enviar señales primeras y
segundas a una pluralidad de equipos de usuario, cuyo método
comprende los pasos de:
- -
- proporcionar (30; 300) un canal dedicado (DPCH) para cada uno de la pluralidad de equipos de usuario (UE),
- -
- asignar (302) una frecuencia portadora de canal dedicado de un conjunto constituido por, al menos, una primera y una segunda (f1, f2) frecuencias portadoras a cada uno de los canales dedicados,
- -
- proporcionar (32; 304) un primer y un segundo canales compartidos multiplexados por código (HS-DSCH) para la pluralidad de equipos de usuario, teniendo el primer canal compartido multiplexado por código una primera frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código y teniendo el segundo canal compartido multiplexado por código una segunda frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código,
- -
- asignar (306) una de las primera y segunda frecuencias de canal compartido multiplexado por código, a cada equipo de usuario,
- -
- enviar (36; 308) una de las primeras señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por el canal dedicado de ese equipo de usuario, en la frecuencia portadora de canal dedicado asignada, aplicando diversidad de transmisión a través de un conjunto de antenas (11, 15; 114, 116), estando conectada cada antena a un amplificador de potencia respectivo de un conjunto de amplificadores de potencia (9, 13; 110, 112),
- -
- asignar (34) una antena de canal compartido multiplexado por código del conjunto de antenas a cada uno de los equipos de usuario con independencia de la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada al mismo equipo de usuario,
- -
- enviar (38; 310) una de las segundas señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por uno de los canales compartidos multiplexados por código a la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada a ese equipo de usuario y por la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario por aplicación de diversidad de usuario, usando uno del conjunto de amplificadores de potencia dependiendo de la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario con el fin de conseguir un equilibrio estadístico de los amplificadores de potencia.
2. El método de la reivindicación 1, siendo el
canal dedicado un canal tipo DPCH y siendo los canales compartidos
multiplexados por código canales de tipo HS-DSCH de
un sistema de tipo HSDPA.
3. El método de la reivindicación 1, que
comprende además aplicar diversidad de transmisión para enviar la
citada de las segundas señales.
4. El método de la reivindicación 3, en el que
se aplica diversidad de transmisión en bucle cerrado.
5. Un producto de programa de ordenador, tal
como un medio de almacenamiento digital, que comprende medios de
programa para enviar primeras y segundas señales a una pluralidad de
equipos de usuario, estando destinados los medios de programa a
llevar a cabo las operaciones de:
- -
- proporcionar (30; 300) un canal dedicado (DPCH) para cada uno de la pluralidad de equipos de usuario (UE),
- -
- asignar (302) una frecuencia portadora de canal dedicado de un conjunto constituido por, al menos, una primera y una segunda (f1, f2) frecuencias portadoras a cada uno de los canales dedicados,
- -
- proporcionar (32; 304) un primer y un segundo canales compartidos multiplexados por código (HS-DSCH) para la pluralidad de equipos de usuario, teniendo el primer canal compartido multiplexado por código una primera frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código y teniendo el segundo canal compartido multiplexado por código una segunda frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código,
- -
- asignar (306) una de las primera y segunda frecuencias de canal compartido multiplexado por código, a cada equipo de usuario,
- -
- enviar (36; 308) una de las primeras señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por el canal dedicado de ese equipo de usuario, en la frecuencia portadora de canal dedicado asignada, aplicando diversidad de transmisión a través de un conjunto de antenas (11, 15, 114, 116), estando conectada cada antena a un amplificador de potencia respectivo de un conjunto de amplificadores de potencia (9, 13; 110, 112),
- -
- asignar (34) una antena de canal compartido multiplexado por código del conjunto de antenas a cada uno de los equipos de usuario con independencia de la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada al mismo equipo de usuario,
- -
- enviar (38) una de las segundas señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por uno de los canales compartidos multiplexados por código a la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada a ese equipo de usuario y por la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario por aplicación de diversidad de usuario, usando uno del conjunto de amplificadores de potencia dependiendo de la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario con el fin de conseguir un equilibrio estadístico de los amplificadores de potencia.
6. Un transmisor (1; 100) para enviar primeras y
segundas señales a una pluralidad de equipos de usuario, cuyo
transmisor comprende:
- -
- un primer componente para proporcionar (30; 300) un canal dedicado (DPCH) a cada uno de la pluralidad de equipos de usuario (UE),
- -
- un segundo componente para asignar (302) una frecuencia portadora de canal dedicado de un conjunto de, al menos, una primera y una segunda (f1, f2) frecuencias portadoras, a cada uno de los canales dedicados,
- -
- un tercer componente para proporcionar (32; 304) un primero y un segundo canales compartidos multiplexados por código (HS-DSCH) para la pluralidad de equipos de usuario, teniendo el primer canal compartido multiplexado por código una primera frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código y teniendo el segundo canal compartido multiplexado por código una segunda frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código,
- -
- un cuarto componente para asignar (306) una de las primera y segunda frecuencias portadoras de canal compartido multiplexado por código a cada equipo de usuario,
- -
- un quinto componente para enviar (36; 308) una de las primeras señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por el canal dedicado de ese equipo de usuario a la frecuencia portadora de canal dedicado asignada, aplicando diversidad de transmisión a través de un conjunto de antenas (11, 15; 114, 116), estando cada antena conectada a un amplificador de potencia respectivo de un conjunto de amplificadores de potencia (9, 13; 110, 112),
- -
- un sexto componente para asignar (34) una antena de canal compartido multiplexado por código del conjunto de antenas a cada uno de los equipos de usuario, con independencia de la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada al mismo equipo de usuario,
- -
- un séptimo componente para enviar (38; 310) una de las segundas señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por uno de los canales compartidos multiplexados por código a la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada a ese equipo de usuario mediante la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario, aplicando diversidad multi-usuario, empleando uno del conjunto de amplificadores de potencia dependiendo de la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario con el fin de conseguir un equilibrio estadístico de los amplificadores de potencia.
7. El transmisor de la reivindicación 6, que
comprende además medios (19, 124) de programación de tareas para
proporcionar la diversidad multi-usuario.
8. Un sistema de telecomunicaciones para enviar
primeras y segundas señales a una pluralidad de equipos de usuario,
cuyo sistema de telecomunicaciones comprende:
- -
- un primer componente para proporcionar (30; 300) un canal dedicado (DPCH) a cada uno de la pluralidad de equipos de usuario (UE),
- -
- un segundo componente para asignar (302) una frecuencia portadora de canal dedicado de un conjunto de, al menos, una primera y una segunda (f1, f2) frecuencias portadoras, a cada uno de los canales dedicados,
- -
- un tercer componente para proporcionar (32; 304) un primero y un segundo canales compartidos multiplexados por código (HS-DSCH) para la pluralidad de equipos de usuario, teniendo el primer canal compartido multiplexado por código una primera frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código y teniendo el segundo canal compartido multiplexado por código una segunda frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código,
- -
- un cuarto componente para asignar (306) una de las primera y segunda frecuencias portadoras de canal compartido multiplexado por código a cada equipo de usuario,
- -
- un quinto componente para enviar (36; 308) una de las primeras señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por el canal dedicado de ese equipo de usuario a la frecuencia portadora de canal dedicado asignada, aplicando diversidad de transmisión a través de un conjunto de antenas (11, 15; 114, 116), estando cada antena conectada a un amplificador de potencia respectivo de un conjunto de amplificadores de potencia (9, 13; 110, 112),
- -
- un sexto componente para asignar (34) una antena de canal compartido multiplexado por código del conjunto de antenas a cada uno de los equipos de usuario, con independencia de la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada al mismo equipo de usuario,
- -
- un séptimo componente para enviar (38; 310) una de las segundas señales a uno de la pluralidad de equipos de usuario por uno de los canales compartidos multiplexados por código a la frecuencia portadora de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario y por la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario, aplicando diversidad multi-usuario, empleando uno del conjunto de amplificadores de potencia dependiendo de la antena de canal compartido multiplexado por código asignada al equipo de usuario con el fin de conseguir un equilibrio estadístico de los amplificadores de potencia.
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