ES2298696T3 - Metodo de coordinacion de la interferencia intercelular con planificacion de potencia en un sistema de comunicacion movil ofdm. - Google Patents

Abstract

Método de coordinación de la interferencia intercelular en un sistema de radiocomunicación que emplea técnicas de múltiples portadoras, en el que una pluralidad de estaciones base (NE1 a NE7) se comunican con terminales de usuario (T1 a Tn) situados dentro de su área celular de servicio (C1 a C7), comprendiendo el método las etapas de: - repartir una cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM en un número de patrones de tiempo y frecuencia, ortogonales y no solapados, y agrupar dichos patrones de tiempo y frecuencia en un número (S) de subconjuntos disjuntos o grupos de tiempo y frecuencia (TFG1 a TFG7), - reducir la emisión de potencia dentro de un grupo determinado de tiempo y frecuencia (TFG3) hasta cierto valor de potencia (PI) menor que una potencia máxima (Pmáx) disponible para la transmisión dentro de los grupos de tiempo y frecuencia, - midiendo un terminal (T) señales de piloto procedentes de celdas vecinas interferentes y enviando a su estación servidora base información sobre la fuerza de recepción de estas señales de piloto de las celdas, - basando en la información del terminal (T) un criterio de red, asignar al terminal (T) patrones de tiempo y frecuencia de un grupo de tiempo y frecuencia. caracterizado por que además comprende - sincronizar todas las celdas vecinas en cuanto a los grupos de tiempo y frecuencia utilizados y la potencia de emisión de dichos grupos de tiempo y frecuencia, correspondiendo el número de grupos de tiempo y frecuencia al número de celdas de una disposición de patrón celular utilizada para la planificación de recursos, comprendiendo el patrón celular celdas dispuestas de modo que a las celdas vecinas se asigna un número de celda distinto (C1 a C7), y reducir la emisión de potencia de un grupo de tiempo y frecuencia en todas las celdas de dicha disposición de patrón celular, siendo dicho grupo de tiempo y frecuencia distinto para todas las celdas vecinas del patrón celular, - proporcionar a todas las estaciones basede la disposición de patrón celular información sobre dicha sincronización de grupos de tiempo y frecuencia en celdas vecinas, - asignar al terminal (T), en una zona celular fronteriza (OC71), patrones de tiempo y frecuencia de un grupo de tiempo y frecuencia (TFG1) cuya celda vecina (C 1) emite con potencia limitada.

Description

Método de coordinación de la interferencia intercelular con planificación de potencia en un sistema de comunicación móvil OFDM.

La presente invención se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricas y, más particularmente, a un método para minimizar la interferencia intercelular en sistemas de comunicaciones radio digitales celulares que emplean técnicas de transmisión con múltiples portadoras, tales como multiplexado por división ortogonal en frecuencia (orthogonal frequency division multiplexing - OFDM).

Los sistemas de comunicación que emplean muchas subportadoras, tales como los que emplean la tecnología de OFDM, se utilizan corrientemente para la transmisión de señales radio digitales y de televisión de alta velocidad, p. ej. los sistemas de Difusión de Audio Digital (Digital Audio Broadcasting - DAB) y de Difusión de Vídeo Digital en modo de transmisión Terrestre (Digital Video Broadcasting Terrestrial transmission mode - DVB-T). Asimismo, el OFDM se ha convertido en una técnica estándar muy aceptada de transmisión de alta velocidad binaria para la realización de interfaces aire de banda ancha para el acceso inalámbrico a las actuales redes de área local (local area networks - LAN), p. ej. los sistemas HiperLAN e IEEE WLAN. Igualmente, el Proyecto Asociado de Tercera Generación (3rd Generation Partnership Project - 3GPP), para la estandardización de sistemas de comunicaciones móviles inalámbricas de banda ancha y alta velocidad, ha considerado recientemente la aplicación de técnicas de OFDM para la comunicación con interfaz aire y acceso a alta velocidad a paquetes de datos (high speed data packet access - HSDPA) entre la red de acceso radio (radio access network - RAN) y el equipo de usuario (user equipment - UE).

Dado que el OFDM es una técnica de transmisión con múltiples portadoras, el espectro disponible está dividido en muchas subportadoras, estando cada una de ellas modulada por datos a una velocidad de transferencia de datos relativamente baja. El OFDM soporta acceso múltiple asignando diferentes subportadoras a diferentes usuarios. Las subportadoras del OFDM son ortogonales y están espaciadas de modo estrecho para proporcionar una utilización eficiente del espectro. Cada subportadora de banda estrecha se modula utilizando varios formatos de modulación, tales como modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (quadrature phase-shift keying - QPSK) y modulación de amplitud en cuadratura (quadrature amplitude modulation - QAM).

Debido a la creciente popularidad de la comunicación móvil inalámbrica de alta velocidad en banda ancha, son de interés particular los sistemas de comunicación inalámbrica que comprenden esquemas de acceso múltiple con ancho de banda eficiente. Los sistemas inalámbricos son sistemas de medios compartidos, es decir, hay un ancho de banda fijo disponible que debe compartirse entre todos los usuarios del sistema, por tanto se desea que los sistemas de acceso radio sean tan eficientes como sea posible para maximizar el número de usuarios que puede servirse y las velocidades de transferencia de datos a las que puede proporcionarse el servicio.

Las redes de acceso radio típicas se implementan como sistemas denominados "celulares" que comprenden una pluralidad de estaciones base controladas por un controlador de red radio (radio network controller - RNC), comunicándose las estaciones base con una pluralidad de terminales móviles de usuario que están situados dentro de su área celular de servicio. En la técnica también es muy conocido que tales sistemas inalámbricos celulares pueden presentar problemas particulares de interferencia intracelular y/o intercelular que limitan la capacidad del sistema, siendo interferencia intracelular la interferencia experimentada por un usuario que es producida por otros usuarios que se comunican dentro de la misma celda y definiéndose interferencia intercelular como la interferencia experimentada por un usuario que es producida por otros usuarios que se comunican en células distintas a aquella en que está situado el usuario.

En los sistemas de acceso múltiple por división del tiempo (time division multiple access - TDMA) de banda estrecha de la técnica anterior, tales como el grupo especial móvil (group special mobile - GSM), las estaciones base vecinas utilizan diferentes partes no solapadas del ancho de banda disponible. No obstante, las estaciones base que estén suficientemente alejadas entre sí para evitar una interferencia sustancial entre ellas, es decir, estaciones base no vecinas, pueden utilizar las mismas partes del ancho de banda disponible. A pesar se tal "reutilización" de frecuencias, el ancho de banda disponible para utilizarse en cada celda es una pequeña parte del espectro total disponible. Como consecuencia, el sistema tiene una eficiencia "espectral" baja. La Solicitud Internacional WO 98/44754 describe un sistema de comunicación móvil con un plan de frecuencias en el que se consigue un patrón de reutilización de frecuencias relativamente denso. El nivel de interferencia se optimiza bloqueando las potencias de transmisión a utilizar respecto al tiempo.

En los sistemas de acceso múltiple por división de código (code division multiple access - CDMA) de la técnica anterior, aunque cada estación base utiliza todo el ancho de banda, lo que representa una "reutilización de uno" de las frecuencias, la comunicación descendente de cada celda de la estación base se ve afectada por un pequeño número de estaciones base vecinas de alta potencia, limitando pues la capacidad del sistema de acceso. Esto es particularmente serio en la zona fronteriza de una celda donde la estación base transmisora y una estación base interferente son equidistantes del usuario de destino. Esta situación se atenúa mediante "traspaso suave", donde dos o más estaciones base transmiten al usuario simultáneamente. Sin embargo, este mecanismo de traspaso suave no está disponible para el servicio HSDPA estandarizado recientemente que utiliza un mecanismo de petición automática de repetición (automatic repeat request - ARQ), ya que la ARQ sólo es eficiente si solamente está involucrada una estación base.

En el OFDM, como en el caso de CDMA, también consideramos un despliegue de red basado en un esquema de reutilización de frecuencias de uno, es decir, en cada celda se utilizan todas las frecuencias o subportadoras de OFDM, en el ancho de banda del canal de 5 MHz. En este tipo de reutilización de frecuencias de una red celular, las estaciones base adyacentes también generan fuerte interferencia particularmente en los usuarios situados en el borde de la cobertura de la celda. Por lo tanto, dependiendo de la carga de tráfico de las celdas circundantes, un despliegue básico de red con OFDM y "reutilización uno" de frecuencias puede dar lugar, de modo similar al caso de CDMA, a una calidad de servicio relativamente pobre y a velocidades de transferencia de datos potencialmente bajas en los usuarios situados en los bordes de la celda.

Para mejorar la distribución de la velocidad de transferencia de datos a través de toda la celda en los sistemas de acceso de OFDM y para distribuir uniformemente la interferencia a todos los usuarios, particularmente en los usuarios del borde de la celda, se han propuesto algunas técnicas de mitigación de la interferencia intercelular. En el documento "Ventajas del Salto en Frecuencia en el OFDM DL" - "Benefits of Frequency Hopping for the OFDM DL", 3GPP TSG-RAN 1 Reunión #32, R1-030523, Marne La Vallée, Francia, 19-23 de mayo del 2003, se propone una solución en la que la idea principal es intercalar de modo distinto las subportadoras transmitidas en cada símbolo de OFDM en parte del o todo el ancho de banda del canal, antes de la transmisión. Esta intercalación variable de frecuencias se hace asignando simplemente a cada celda (o sector) una secuencia única de salto, es decir, una secuencia distinta de intercalación de frecuencias. Por consiguiente, en el caso de carga parcial de frecuencias se mitiga la interferencia. Las celdas vecinas pueden utilizar distintos grupos de frecuencias para evitar la interferencia intercelular. La Solicitud Internacional WO 2004/019538 describe un método de comunicación que utiliza salto en frecuencia y métodos de asignación del control de potencia para resolver los problemas de interferencia relacionados con la sectorización de las celdas.

Otra solución propuesta para reducir la interferencia intercelular está descrita en el documento "Propuesta de texto refundido de Soluciones de Multiplexado de Tráfico de OFDM" - "Revised text proposal for OFDM Traffic Multiplexing Solutions", 3GPP TSG RAN1 #34, R1-030970, Seúl, Corea, 6-10 de octubre del 2003, que se basa en patrones especiales de asignación de tiempo y frecuencia que consiguen simultáneamente gran diversidad de ganancias y escasa interferencia de frontera en el caso de transmisiones asíncronas interferentes y carga parcial de frecuencias.

El objeto de la invención es proporcionar un nuevo método de coordinación de la interferencia intercelular para mejorar la calidad de servicio particularmente de los usuarios que reciben el servicio en la frontera de las celdas de un sistema de comunicación móvil que utiliza tecnología de trasmisión con OFDM.

El objeto se consigue, según la invención, con un método de coordinación de la interferencia intercelular según la reivindicación 1. También se consigue con una red radio móvil según la reivindicación 8 y un elemento de red según la reivindicación 9.

Las configuraciones ventajosas de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes, la descripción y los dibujos siguientes. Por ejemplo, se considera ventajoso que, usando la invención propuesta, se hace un uso más eficiente de los recursos de radio, especialmente respecto a los terminales situados en la zona fronteriza de la celda. También es ventajoso que no se ve afectada la utilización de frecuencias en el área circular interna de la celda. Además, la invención mejora tanto la calidad del servicio experimentada por el usuario, como la cobertura del servicio de la estación base a través de toda el área de la celda. Usando la invención propuesta puede aumentarse el caudal de tráfico de la celda. Otra ventaja es que pueden usarse mecanismos rápidos de petición automática de repetición (automated repeat request - ARQ) para toda el área de cobertura de la celda, es decir, también para terminales situados en la frontera de la celda.

Ahora se explica un ejemplo de realización de la invención con la ayuda de las Figuras 1 a 5.

La Fig. 1 muestra un ejemplo de asignación convencional de subportadoras a canales de usuario en una cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM.

La Fig. 2 ilustra un diagrama de bloques de un sistema convencional de comunicaciones móviles con OFDM que incluye la red y los terminales de usuario.

La Fig. 3 A, B, C muestra repartos ejemplares de la cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM en grupos de tiempo y frecuencia según la invención.

La Fig. 4 A, B muestra un método de coordinación de la interferencia intercelular que utiliza planificación de potencia según la invención.

La Fig. 5 ilustra la utilización de recursos por terminales de la zona fronteriza en un patrón celular hexagonal cuando se aplica el método de coordinación intercelular con planificación de potencia según la invención.

La Figura 1 muestra una asignación ejemplar de subportadoras, S1 a SN, a cuatro canales de usuario A, B, C y D en la cuadrícula de tiempos y frecuencias (T-F) de OFDM.

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El OFDM ofrece la posibilidad de asignar de manera flexible una o más subportadoras, S1 a SN, a un usuario o un canal lógico A, B, C o D para controlar la velocidad de transferencia de datos de este canal de usuario. Dado que este también puede cambiar con el tiempo en un sistema de TDMA (p. ej. con un periodo de cambio de K símbolos por periodo Ts p. ej. un periodo de 2 ms), tenemos una cuadrícula bidimensional de asignación de recursos, denominada en lo sucesivo como cuadrícula T-F, como se indica en la Figura 1.

Algunas de las posiciones de la cuadrícula de tiempos y frecuencias pueden no estar disponibles para transmisión de datos porque se utilizan para transmitir información de piloto o de señalización. La asignación de las posiciones restantes al usuario puede hacerse basándose en la frecuencia, en el tiempo o en una combinación de ambos.

La Figura 2 muestra a diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones móviles en el que una red radio móvil N, que incluye una pluralidad de elementos de red NE1 a NEn, y una pluralidad de terminales de usuario T1 a Tn intercambian datos e información por un canal descendente DC con interfaz aire y un canal ascendente UC que utiliza esquemas de modulación de múltiples portadoras, al menos en el canal descendente, tal como OFDM. Los elementos de red NE1 a NEn pueden ser, por ejemplo, estaciones base, controladores de red radio, conmutadores de red troncal o cualesquiera otros elementos de comunicación que se utilicen generalmente en comunicaciones inalámbricas móviles.

La Figura 3 A, B, C muestra dos repartos ejemplares de la cuadrícula T-F de OFDM en un número S de "subconjuntos" disjuntos, denominados en lo sucesivo como "grupos T-F", TFG1 a TFGS.

Según la invención, la cuadrícula T-F de OFDM se reparte en un número de patrones T-F ortogonales y no solapados, como se muestra en las figuras 3A y 3B, y dichos patrones T-F se agrupan en un número S de subconjuntos disjuntos o grupos T-F, TFG1 a TFG S, es decir, comprendiendo cada grupo T-F, TFG1 a TFGS, al menos un patrón T-F, como se muestra en la figura 3C. El reparto de la cuadrícula T-F de OFDM puede hacerlo la red móvil N o puede introducirlo y configurarlo un operador en la red móvil N antes de la comunicación.

La Figura 3A muestra uno de los 15 patrones T-F posibles en los que puede repartirse la cuadrícula T-F de OFDM, que consiste en 15 subbandas distintas de frecuencia FS1 a FS15 de las subportadoras, teniendo cada subbanda 40 subportadoras, y en los que las subbandas de frecuencia se cambian con el tiempo. Uno o varios de tales patrones T-F pueden agruparse después para formar un grupo T-F.

La Figura 3B muestra dos de los 16 patrones T-F posibles FP1 a FP16 en los que puede repartirse la cuadrícula T-F de OFDM, asignando a dichos patrones T-F las mismas subportadoras en el tiempo T. Debido a la asignación constante de las mismas subportadoras en el tiempo, estos patrones T-F se denominarán en lo sucesivo como "patrones de frecuencia".

En lo sucesivo se describirá como solución ejemplar el reparto de la cuadrícula T-F de OFDM de manera que el canal de comunicación de OFDM se diseña de modo que al menos dos canales de piloto puedan recibirse en paralelo según la invención. Por ejemplo, se considera un sistema de OFDM que emplea 704 subportadoras, sin tener en cuenta la portadora de corriente continua (DC), en una banda de 5 MHz y un número K = 12 de símbolos de OFDM en un periodo Ts de 2 ms.

La información de piloto y de señalización puede ponerse cada 12ª subportadora, tal como en los números 0, 12, 24, 36, 48, 60, 72, etc., hasta 696. Así pues, por ejemplo, cada símbolo par de OFDM las subportadoras 0, 24, 48, 72, etc., llevan información de piloto y las demás 12, 36, 60, etc., información de señalización, mientras que cada símbolo impar de OFDM las subportadoras 12, 36, 60, etc., llevan información de piloto y las demás 0, 24, 48, etc., la señalización. En una celda vecina, p. ej. la celda dos C2, las subportadoras de piloto/señalización están desplazadas en uno en la dirección de la frecuencia, tal como 1, 13, 25, 37, 49, 61, 73, etc., hasta 697. Esta configuración permite 12 desplazamientos hasta que se llegue de nuevo a las posiciones originales. Por consiguiente son posibles 12 patrones de piloto/señalización distintos, intercalados y no solapados, y pueden distribuirse en un área de modo que las celdas vecinas nunca utilicen las mismas subportadoras de piloto/señalización.

Dado que 16 x 44 = 704, pueden definirse 16 patrones de frecuencia, FP1 a FP16, que consistan en 44 subportadoras cada uno. Las 44 subportadoras pueden ponerse, por ejemplo, en 11 bandas de frecuencia FPnS1 a FPnS11 distribuidas a lo largo del eje de frecuencias, mientras que cada banda FPnSn contiene 4 subportadoras adyacentes, como se indica en la Figura 5. En tal caso, la distancia entre dos bandas FPnSn del mismo patrón de frecuencia FPn es 16 x 4 = 64 subportadoras, así pues, por ejemplo, el primer patrón de frecuencia FP1 contiene las subportadoras 0 a 3 asignadas en su primera banda de frecuencia FP1S1, 64 a 67 asignadas en su segunda banda de frecuencia FP1S2, 128 a 131 en la tercera banda de frecuencia FP1S3, etc. Según el reparto explicado anteriormente, en tal caso cada patrón de frecuencia FP1 a FP16 contiene a lo sumo 4 subportadoras de piloto o señalización en todas sus posiciones, independientemente del desplazamiento del patrón de piloto. Por consiguiente, para trasmisión de datos siempre quedan 40 de las 44 subportadoras en 12 símbolos de OFDM que dan una velocidad total por cada bloque de 2 ms de 12 x 40 = 480 símbolos complejos de subportadoras (480 símbolos de QAM) utilizables para trasmisión de datos.

Cada patrón básico de frecuencia (FP1 a FP16) ocupa las mismas posiciones en todas las celdas independientemente del patrón de piloto específico de la celda y además contiene espacio suficiente en cada patrón para albergar las posiciones de piloto específicas de la celda emisora, dejando siempre al menos el número básico de posiciones de tiempo y frecuencia para la velocidad de transferencia de datos del canal básico de 480 símbolos complejos de subportadoras de un patrón de esta clase, por tanto un patrón básico de Frecuencia no recibe interferencia de los pilotos de la celda emisora y sólo recibe interferencia de las celdas vecinas con distinto patrón de piloto, y como máximo sólo lo que equivale al espacio de cabecera de 4 subportadoras x 12 símbolos de OFDM dejado para enviar posiciones de piloto, es decir, la diferencia entre el espacio total del patrón de Frecuencia (44 x 12) y el número básico de posiciones de tiempo y frecuencia (40 x 12) para la velocidad de transferencia de datos del canal básico.

La Figura 3C es un diagrama simplificado que muestra los grupos T-F, TFG1 a TFGS, dispuestos sólo en una dimensión sobre un eje horizontal según los índices I de los grupos T-F, y siendo el eje vertical la potencia P de trasmisión. Por simplicidad de representación de las figuras, pero sin pérdida de detalle, como se ha explicado en las figuras 3A y 3B, los grupos T-F se representan en lo sucesivo como bloques.

Como ya se ha mencionado anteriormente, a un grupo T-F pueden asignarse uno o varios patrones T-F, por ejemplo, respecto a la figura 3B, los patrones de frecuencia uno FP1, tres FP3 y diez FP10 podrían asignarse a un grupo T-F uno TFG1, los patrones de frecuencia dos FP2, seis FP6, siete FP7 y doce FP12 podrían asignarse a un grupo T-F dos TFG2, y el resto de patrones de frecuencia disponibles FP4, FP5, FP8, FP9, FP11, FP13, FP14, FP15, FP16 podrían asignarse a un grupo T-F tres TFG3. En tal caso hay tres S = 3 subconjuntos disjuntos o grupos T-F, TFG1 a TFG3, y uno o varios patrones T-F de dichos grupos T-F, TFG1 a TFG3, pueden asignarse posteriormente a un terminal de usuario T para la comunicación con la red radio móvil N.

La Figura 4 A, B ilustra un método de coordinación de la interferencia intercelular según la invención. En la Figura 4A se muestra un ejemplo de un escenario de planificación de celdas en el caso en que la cuadrícula T-F de OFDM está dividida en siete grupos T-F, TFG1 a TFG7, según la invención, mientras que la Figura 4B muestra un ejemplo de cómo se hace la limitación de potencia en una de las celdas C3 según la invención.

Como ya se ha mencionado anteriormente, el método comprende un procedimiento de planificación de recursos antes de la comunicación, en el que en la cuadrícula T-F de OFDM o en el conjunto de todos los patrones T-F se dispone un número S de subconjuntos disjuntos, llamados grupos T-F. El número S de subconjuntos T-F puede ser, por ejemplo, siete S = 7 ó doce S = 12 para tener alguna flexibilidad cuando se necesita la creación de nuevas celdas en un área.

En la Figura 4A se muestra un escenario ejemplar de planificación de celdas según la invención en el caso en que la cuadrícula T-F de OFDM está dividida en siete subconjuntos T-F, TFG1 a TFG7. Aunque no se muestra en el ejemplo de la figura, se supone que en el centro de cada celda está situada una estación base que transmite las señales de información hacia y procedentes de los terminales de usuario situados dentro de la celda. Cada zona celular está representada por una celda hexagonal C1 a C7, teniendo cada una de ellas una zona interna de la celda IC, es decir, un área próxima a la estación base donde la interferencia intercelular se ha atenuado suficientemente de modo que no limita la capacidad del sistema de acceso, y una zona fronteriza de la celda OC en la que la interferencia intercelular afecta a la calidad del servicio recibido por el usuario. A cada estación base se asigna un número distinto C1 a C7 antes de repetir de nuevo los números de celda más afuera, como es conocido en la planificación clásica de celdas. Ahora, un grupo de tiempo y frecuencia que corresponde sólo a una celda recibe un tratamiento especial según la invención, es decir, es emitido sólo con potencia reducida en esa celda de modo que su potencia es menor que un valor límite de potencia PI, siendo dicho valor límite de potencia PI también menor que una potencia máxima Pmáx con la que los demás grupos T-F pueden ser emitidos en esa celda. Específicamente, en el ejemplo de la figura 4A, en la celda uno C1, el grupo T-F uno TFG1 es emitido con potencia reducida, mientras que en la celda C1 los demás grupos T-F, TFG2 a TFG7, pueden ser emitidos con potencia máxima Pmáx; en la celda dos C2, el grupo T-F dos TFG2 es de potencia restringida, mientras que los demás grupos T-F, TFG1 y TFG3 a TFG7, pueden ser emitidos con plena potencia; y así sucesivamente, de modo que en la celda siete C7 el grupo T-F siete TFG7 es emitido con potencia reducida y los demás grupos T-F, TFG1 a TFG6, pueden ser emitidos con plena potencia.

El patrón de celdas mostrado en la figura 4A, en el que una primera celda C1 tiene seis celdas adyacentes C2 a C7, puede repetirse para cubrir mayor área de servicio.

La invención se basa en el hecho de que la situación de los recursos en el círculo interno de una celda IC no está muy limitada por la relación señal/interferencia (signal-to-interference ratio - SIR), sino por el ancho de banda, y fuera del círculo interno, particularmente en la zona fronteriza de una celda OC, la capacidad está más limitada por la situación de interferencia intercelular. En tal caso, según la invención, la potencia con la que una celda de estación base Cn transmite información al terminal de usuario utilizando un grupo T-F determinado TFGn se limita a un valor de potencia PI determinado. Este valor de potencia debería elegirse con vistas a la situación de la frontera de la celda OC, donde la señal y la interferencia se atenúan aproximadamente igual. No debería ser tan alta como para producir una interferencia intercelular sustancial en un terminal de usuario situado en la zona fronteriza OC de una celda vecina que utilice dicho subconjunto T-F TFGn para la comunicación con su estación base de origen. Por tanto debería garantizar una SIR que permita una trasmisión satisfactoria. Por otra parte, no debería ser demasiado baja para permitir también una utilización satisfactoria en el círculo interno de la celda IC si fuera posible.

Esto se explicará con mayor detalle mediante el ejemplo de la figura 4A. Según la invención el canal de comunicación de OFDM está diseñado de modo que los terminales puedan recibir al menos dos canales de piloto en paralelo. Cuando el terminal T está servido, por ejemplo, por una estación base de la celda siete C7 y se mueve desde el
círculo interno IC hasta la frontera celular de dicha celda, en la dirección de una celda vecina, por ejemplo la celda uno OC71, informa a la estación servidora base de origen (de la celda siete C7) que otra estación base está provocando la interferencia más fuerte, que en este caso es la estación base de la celda uno C1. A continuación la estación base de origen (de la celda siete C7) asigna al terminal T situado en esa zona celular externa OC71 uno o varios patrones T-F del grupo T-F uno TFG1, estando la estación base de la celda uno C1 transmitiendo con potencia reducida, de modo que el nivel de señal/interferencia experimentado por el terminal T perturbado por la estación base de la celda uno C1 permanece por encima de cierto nivel y puede mantenerse una trasmisión útil.

Además, más generalmente, podríamos decir que emitiendo en una celda Cn, si un terminal se acerca a la zona fronteriza OCni en dirección a otra celda, supongamos Ci, se le asignan uno o varios patrones T-F del grupo T-F TFGi que en esta otra celda Ci son emitidos con potencia limitada. A continuación, antes de la comunicación, se hace una planificación de recursos de la red de modo que a cada estación base se asigna un grupo distinto de frecuencias TFG1 a TFG7, que ellas emiten con potencia limitada, y cada estación base tiene conocimiento de todos los grupos de frecuencias planificados TFG1 a TFG7 para transmitir información dentro del círculo interno de la celda IC y asignar a los terminales el grupo T-F adecuado cuando se aproxime a la zona fronteriza OC e informe la interferencia procedente de un número de celda específica. Este procedimiento se realiza antes de que tenga lugar el
traspaso.

El principio también podría mejorarse más respecto a las esquinas de la celda (donde se encuentran tres celdas) si los grupos T-F, p. ej. TFG1, se dividen adicionalmente en subconjuntos, p. ej. dos subconjuntos TFG1a y TFG1 b, con distinta utilización de potencia, por encima de un valor límite de potencia PI, dependiente del número de celda.

Con la planificación flexible de red propuesta no se ve afectada ninguna de las frecuencias en el círculo interno. Las restricciones por la planificación de la red sólo tienen lugar en las zonas fronterizas, donde sólo se reduce ligeramente, p. ej. 6/7 ó 6/12, la disponibilidad de las frecuencias.

La Figura 4B muestra un ejemplo de cómo se efectúa la emisión de potencia en la celda tres C3 para cada grupo T-F, TFG1 a TFG7, según las enseñanzas de la invención. El grupo T-F tres TFG3 es emitido con una potencia reducida menor que un valor límite de potencia PI comparado con una potencia máxima de emisión Pmáx que puede utilizarse para la comunicación con los demás grupos T-F TFG1, TFG2 y TFG4 a TFG7 en esa celda C3.

La relación Pmáx/PI debería garantizar una SIR que permita una transmisión satisfactoria con el grupo T-F tres TFG3 cuando sea utilizado por un terminal que se acerque a la zona fronteriza desde una celda vecina en dirección a la celda tres OC13.

Para promediar la interferencia de terminales de usuario situados en celdas vecinas que no utilicen la coordinación en la zona interna de la celda IC, en una realización preferida de la invención se cambian periódicamente, p. ej. cada periodo de cambio de un número K de símbolos de OFDM, de manera aleatoria o seudoaleatoria las asignaciones del patrón de tiempo y frecuencia o grupo de tiempo y frecuencia. Esto adapta más uniformemente en todos los patrones de tiempo y frecuencia la interferencia intercelular producida.

Además, una ventaja importante del método de coordinación de la interferencia intercelular con el método de planificación de potencia según la invención es que permite que sólo la celda de la estación base de origen programe los paquetes del terminal en toda el área de cobertura de la celda. Dado que en la transmisión de paquetes de datos al terminal no está involucrada ninguna otra estación base, además de la estación base de origen, esto permite que puedan usarse mecanismos eficientes y rápidos de petición automática de repetición (ARQ), tales como un mecanismo híbrido de petición automática de repetición (hybrid automated repeat request - HARQ) que permite que el receptor informe al transmisor de que ciertos paquetes no se recibieron o estaban corrompidos, para la retransmisión al terminal de dichos paquetes corrompidos desde la estación base de origen.

La Fig. 5 ilustra la utilización de recursos por los terminales en la zona fronteriza en un patrón celular hexagonal con un factor de repetición celular de siete, cuando se aplica el método de coordinación intercelular con planificación de potencia según la invención. Si se supone propagación isótropa en un área plana y se marcan también las tiras de las demás celdas con los números del bloque de frecuencias asignado, en la Figura 5 puede verse que todas las frecuencias 1 a 7 se utilizan uniformemente en el área y con plena simetría, proporcionando una utilización plena de los recursos (en terminales distribuidos uniformemente). Por tanto, con el método según la invención se consigue una utilización uniforme de recursos.

Esto también muestra que la disponibilidad de los recursos de los patrones T-F para esta solución ya es 6/7 en la zona fronteriza de la celda, lo cual es bastante alto.

Generalizando, debe entenderse que aunque para la explicación de la presente invención se ha utilizado un esquema de modulación de OFDM, las propuestas anteriores en principio también pueden adaptarse a cualquier esquema de modulación de múltiples portadoras, aparte del OFDM.

Además, la invención se ha ilustrado para una situación celular hexagonal con antenas omnidireccionales, pero puede también generalizarse para otros modelos y para sectores interiores de una celda.

Asimismo, se entenderá que los medios para realizar los métodos descritos en la presente memoria pueden situarse en cualquier lugar de la red radio móvil N, es decir, en un elemento de red NE tal como una estación base o un controlador de red radio o mediante una entidad gestora de recursos de radio, dentro o fuera de los elementos de red NE. Siendo implementados dichos medios en forma de hardware o software.

Claims (9)

1. Método de coordinación de la interferencia intercelular en un sistema de radiocomunicación que emplea técnicas de múltiples portadoras, en el que una pluralidad de estaciones base (NE1 a NE7) se comunican con terminales de usuario (T1 a Tn) situados dentro de su área celular de servicio (C1 a C7), comprendiendo el método las etapas de:

- repartir una cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM en un número de patrones de tiempo y frecuencia, ortogonales y no solapados, y agrupar dichos patrones de tiempo y frecuencia en un número (S) de subconjuntos disjuntos o grupos de tiempo y frecuencia (TFG1 a TFG7),

- reducir la emisión de potencia dentro de un grupo determinado de tiempo y frecuencia (TFG3) hasta cierto valor de potencia (PI) menor que una potencia máxima (Pmáx) disponible para la transmisión dentro de los grupos de tiempo y frecuencia,

- midiendo un terminal (T) señales de piloto procedentes de celdas vecinas interferentes y enviando a su estación servidora base información sobre la fuerza de recepción de estas señales de piloto de las celdas,

- basando en la información del terminal (T) un criterio de red, asignar al terminal (T) patrones de tiempo y frecuencia de un grupo de tiempo y frecuencia.

caracterizado porque además comprende

- sincronizar todas las celdas vecinas en cuanto a los grupos de tiempo y frecuencia utilizados y la potencia de emisión de dichos grupos de tiempo y frecuencia, correspondiendo el número de grupos de tiempo y frecuencia al número de celdas de una disposición de patrón celular utilizada para la planificación de recursos, comprendiendo el patrón celular celdas dispuestas de modo que a las celdas vecinas se asigna un número de celda distinto (C1 a C7), y reducir la emisión de potencia de un grupo de tiempo y frecuencia en todas las celdas de dicha disposición de patrón celular, siendo dicho grupo de tiempo y frecuencia distinto para todas las celdas vecinas del patrón celular,

- proporcionar a todas las estaciones base de la disposición de patrón celular información sobre dicha sincronización de grupos de tiempo y frecuencia en celdas vecinas,

- asignar al terminal (T), en una zona celular fronteriza (OC71), patrones de tiempo y frecuencia de un grupo de tiempo y frecuencia (TFG1) cuya celda vecina (C1) emite con potencia limitada.

2. El método de coordinación de la interferencia intercelular de la reivindicación 1, caracterizado porque los grupos de tiempo y frecuencia (TFG1) emitidos con valor limitado de potencia (PI) además se dividen en subconjuntos disjuntos (TFG1a y TFG1b) y se asigna a cada uno un límite de potencia distinto superior a dicho valor limitado de potencia (PI) y menor que la potencia máxima (Pmáx) disponible para la transmisión dentro de los grupos de tiempo y frecuencia.

3. El método de coordinación de la interferencia intercelular de la reivindicación 1, que además utiliza un mecanismo de ARQ para que el terminal (T) reprograme los paquetes que se reciban con error cuando se envíen al terminal (T).

4. El método de coordinación de la interferencia intercelular de la reivindicación 1, caracterizado porque las asignaciones del patrón de tiempo y frecuencia o grupo de tiempo y frecuencia a los terminales (T) en una zona celular interna (IC) que no utiliza coordinación se cambian periódicamente de manera aleatoria o seudoaleatoria, para adaptar más uniformemente en el patrón de tiempo y frecuencia una interferencia intercelular ocasionada.

5. El método de coordinación de la interferencia intercelular de la reivindicación 1, caracterizado porque las estaciones base (NE1 a NE7) no están sincronizadas temporalmente.

6. El método de coordinación de la interferencia intercelular de la reivindicación 1, caracterizado porque la cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM se reparte en un número de patrones de frecuencia ortogonales y no solapados (FP1 a FP16) que no utilizan salto en frecuencia.

7. El método de coordinación de la interferencia intercelular de la reivindicación 6, caracterizado porque los canales de piloto del sistema recibidos por el terminal (T) en distintas celdas están diseñados de modo intercalado y no solapado, teniendo los símbolos de piloto mayor energía que los datos.

8. Una red radio móvil (N) caracterizada porque comprende medios para repartir una cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM en un número de patrones de tiempo y frecuencia ortogonales y no solapados, y agruparlos en un número (S) de subconjuntos disjuntos o grupos de tiempo y frecuencia (TFG1 a TFGS), donde un grupo de tiempo y frecuencia contiene al menos uno de dichos patrones de tiempo y frecuencia, y asignar a un terminal (T) de usuario uno o varios de dichos patrones de tiempo y frecuencia para la comunicación; medios para transmitir dentro de una celda que utilizan todos los grupos de tiempo y frecuencia (TFG1 a TFGS) y para limitar la potencia de emisión de uno de dichos grupos en cada celda; medios para recibir información de señalización procedente de un terminal (T) sobre mediciones de la fuerza de recepción de señales de piloto de las celdas en una zona celular fronteriza (OC71) y medios para analizar dicha información y para asignar al terminal (T) un grupo de tiempo y frecuencia (TFG1) con el que una celda interferente (C1) emite con potencia reducida limitada por cierto valor de potencia (PI).

9. Un elementos de red (NE) caracterizado porque comprende medios para recibir información sobre un patrón celular determinado (C1 a C7) y/o una disposición de una cuadrícula de tiempos y frecuencias de OFDM en un número (S) de subconjuntos disjuntos o grupos de tiempo y frecuencia (TFG1 a TFGS), donde un grupo de tiempo y frecuencia contiene al menos un patrón de tiempo y frecuencia; medios para asignar a un terminal (T) de usuario uno o varios de dichos patrones de tiempo y frecuencia para la comunicación; medios para transmitir dentro de una celda que utilizan todos los grupos de tiempo y frecuencia (TFG1 a TFG7) y para limitar la potencia de emisión de uno de dichos grupos en cada celda; medios para recibir información de señalización procedente de un terminal (T) sobre mediciones de la fuerza de recepción de señales de piloto de las celdas en una zona celular fronteriza (OC71) y medios para analizar dicha información y para asignar al terminal (T) un grupo de tiempo y frecuencia (TFG1) con el que una celda interferente (C1) emite con potencia reducida limitada por cierto valor de potencia (PI).