ES2343543T3 - Asignacion de recursos en un sistema de comunicaciones movil de enlace ascendiente mejorado. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo que transmite información de señales en un sistema de comunicaciones celular, que tiene una pluralidad de recursos de transmisión ascendente compartidos divididos en conjuntos de recursos de transmisión incompatibles; el dispositivo comprende: medios para asignar un recurso de transmisión de enlace ascendente a una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica mediante un mensaje de asignación; medios para recibir un recurso de transmisión de enlace ascendente desde una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica; medios para derivar un identificador de código de enlace ascendente asociado con la transmisión de enlace ascendente o el mensaje de asignación; medios para asignar al menos una secuencia de código de enlace descendente asociada con el identificador de código de enlace ascendente derivado; y medios para transmitir una transmisión de enlace descendente comprendiendo al menos una secuencia de código de enlace descendente hacia la unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica.
Description
Asignación de recursos en un sistema de
comunicaciones móvil de enlace ascendente mejorado.
La presente invención hace referencia a las
señales en un sistema de comunicaciones celular y en particular,
pero no exclusivamente, en las señales de reconocimiento en un
sistema de comunicaciones celular basado en el proyecto de
colaboración de tercera generación 3GPP (3^{rd} Generation
Partnership Project -3GPP-).
En la actualidad están apareciendo sistemas de
comunicación celular de tercera generación para mejorar aún más los
servicios proporcionados a los usuarios. Los sistemas de
comunicación de tercera generación más adoptados son los que se
basan en tecnologías de acceso múltiple por división de códigos
(CDMA, por sus siglas en inglés) y duplexación por división de
frecuencia (FDD) o duplexación por división de tiempo (TDD). En los
sistemas CDMA, la separación de usuarios se obtiene mediante la
asignación de diferentes códigos "spreading" (ensanchamiento)
y/o "scrambling" (aleatorización) a los diferentes usuarios en
la misma frecuencia portadora y en los mismos intervalos de tiempo.
En los sistemas TDMA la separación de usuarios se consigue mediante
la asignación de distintas ranuras de tiempo a cada usuario. Además
de los sistemas TDMA, los TTD mantienen la misma frecuencia
portadora que se utiliza para las transmisiones de enlace ascendente
y descendente. Un ejemplo de un sistema de comunicaciones que
utiliza dicho principio es el Sistema Universal de
Telecomunicaciones móviles (UMTS). Se pueden encontrar más
descripciones de CDMA y, específicamente de Wideband CDMA (WCDMA) en
"WCDMA for UMTS", Harri Holma (editor), Antti Toskala
(editor), Wiley & Sons, 2001, ISBN 0471486876.
Para poder ofrecer servicios de comunicación
mejorados, los sistemas de comunicación celular de tercera
generación están diseñados para admitir diferentes servicios,
incluyendo la comunicación en paquete de datos. De la misma manera,
los sistemas de comunicación de segunda generación actuales, como el
Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM, pos sus siglas
en inglés) han sido mejorados para admitir un gran número de
servicios. Una de estas mejoras es el Servicio General de Paquetes
vía Radio (GPRS), un sistema desarrollado para permitir la
comunicación en paquete de datos en un sistema de comunicaciones
GPS. La comunicación en paquete de datos es particularmente
apropiada para los servicios de datos que tienen una exigencia de
comunicación muy variable, como por ejemplo los servicios de acceso
a Internet.
Para los servicios de comunicación móvil celular
en donde el tráfico y los servicios tienen una transmisión de datos
inconstante, lo eficiente es compartir de manera dinámica los
recursos de radio entre los usuarios según sus necesidades en ese
momento en particular. Esto es lo contrario a lo que sucede en los
servicios con transmisión de datos constante, en los que las
recursos de radio apropiados para el servicio de transmisión de
datos pueden asignarse a largo plazo, como para lo que dure la
llamada.
En el sistema estándar UMTS TTD actual, recursos
compartidos de radio de enlace ascendente, pueden estar asignados
(planificados) dinámicamente por un planificador de la gestión de
recursos (scheduler) desde el Controlador de Red de Radio (RNC).
Sin embargo, para funcionar de manera eficiente, el planificador
(scheduler) necesita conocer el volumen de datos de enlace
ascendente que espera la transmisión ascendente en el móvil del
usuario. Esto le permite al planificador gestionar, y por ende
asignar, los recursos a los usuarios que más los necesiten. Evita,
particularmente, que dicho recurso se desperdicie al ser asignado a
estaciones móviles que no tienen datos para enviar.
Últimamente, se han realizado grandes esfuerzos
para mejorar el rendimiento ascendente específicamente para los
sistemas 3GPP. Una manera de conseguirlo es eliminar la entidad de
programación de la RNC y colocarla en las estaciones base
inalámbricas que se comunican con las unidades del suscriptor para
comunicación inalámbrica, para que así se reduzcan las latencias de
transmisión y retransmisión. Como resultado, se puede obtener una
programación más rápida y eficiente. Esto, a su vez, aumenta el
rendimiento percibido por el usuario final. Si se aplica este
método, el planificador ubicado en la estación base (y no en la RNC)
administra los recursos de enlace ascendente que se otorgan. La
rápida respuesta de programación a las necesidades de tráfico y
condiciones de canal del usuario son condiciones deseables para
mejorar la eficiencia de la programación y de las demoras de
transmisión, en las unidades individuales del suscriptor para
comunicación inalámbrica.
Específicamente, para obtener una comunicación
eficiente de bits de datos mediante la interfaz aire, se utiliza la
retransmisión de aquellos paquetes de datos que no se hayan recibido
exitosamente; esta retransmisión de datos es común en la mayoría de
los servicios de paquetes de datos 3GPP. Los, así llamados, esquemas
híbridos también pueden utilizarse cuando se acumulan señales de
retransmisión con señales de transmisiones previas de los mismos
datos en el receptor, antes de decodificarlas, para poder mejorar
repetidamente las probabilidades de una decodificación correcta de
los datos. Se utilizan mayormente los esquemas de retransmisión
híbridos y rápidos debido a que la eficiencia óptima del enlace (en
términos de la energía requerida por bit transmitido sin error
luego de la retransmisión) se alcanza cuando la probabilidad de
error por transmisión primera es relativamente alta (por ejemplo
del 10% al 50%). Sin embargo, la demora de transmisión por interfaz
aire asociada con una retransmisión es muy alta, ya que incluye la
demora del proceso de retroalimentación del reconocimiento
(ejemplo, la demora generada por la espera de un posible
reconocimiento antes de la decisión de retransmitir) y la demora de
la programación de un paquete de datos para retransmitir.
Con respecto a los accesos múltiples de enlace
ascendente, las capas físicas de los dos FDD y TDD, utilizan
códigos de ensanchamiento (uno o más de los juegos de los así
llamados códigos de canalización) seguido de una operación de chip
de aleatorización. Para el enlace ascendente FDD, a cada usuario se
la asigna una secuencia específica para la operación de
aleatorización, que, junto al ensanchamiento del código de
canalización permite la separación de las señales del usuario
individual en el receptor de la estación base. En cambio, para TDD
todos los usuarios dentro de una célula dada utilizan el mismo
código de aleatorización. Los usuarios en TDD que utilizan la misma
ranura de tiempo, son separados principalmente por tener distintos
códigos físicos de canalización.
La consecuencia de esta diferencia en la
asignación de código de aleatorización en el enlace ascendente entre
los modos FDD y TDD es que el recurso de números finitos de códigos
de canalización debe compartirse entre los usuarios que pertenecen
a la misma célula TDD; mientras que en FDD los usuarios dentro de la
misma célula pueden utilizar los mismos códigos de cancelación
sujetos a algunas restricciones en el número de códigos usados y en
sus factores de ensanchamiento.
En el contexto de los sistemas de enlace
ascendente mejorados de los 3GPP, la programación de las
transmisiones ascendentes de los usuarios se lleva a cabo en la
estación base. Se admite una programación de retransmisión de
latencia baja en la que la estación base envía a la unidad del
suscriptor para comunicación inalámbrica, un indicador de
reconocimiento rápido perteneciente a un bloque específico de bits
transmitidos. Si la transmisión del bloque de datos fue recibida
con error, la estación base coloca el indicador en "NACK"
(Negative Acknowledgment: Reconocimiento negativo) y al recibir el
indicador de transmisión la unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica sabe que los datos serán retransmitidos. Si la
transmisión del bloque de datos fue recibida sin errores, la
estación base coloca el indicador en "ACK" (Acknowledgment:
Reconocimiento) y luego de ser recibido, la unidad del suscriptor
para comunicación inalámbrica sabe que los datos enviados se
recibieron correctamente y puede seleccionar datos nuevos para
transmitir en cualquier asignación futura de programación que
realice la estación base.
El canal utilizado para enviar las indicaciones
ACK/NACK desde la estación base hasta la unidad del suscriptor para
comunicación inalámbrica se denomina E-HICH
(Enhanced Uplink Hybrid ARQ Indicator Channel: Canal Indicador de
Requerimiento Automático de Repetición Híbrido con Enlace Mejorado).
Este canal tiene que ser un canal de bajo índice de transferencia
de datos que ya envía solo un bit de información por cada usuario
activo en el instante de tiempo. Para el enlace ascendente mejorado
FDD, si la unidad del suscriptor para comunicación inalámbrica no
estaba activa en un instante determinado no hay necesidad de enviar
un reconocimiento, y por lo tanto no se envía (ni la unidad del
suscriptor para comunicación inalámbrica espera recibir uno).
Para FDD, la manera en la que se decodifica el
indicador de reconocimiento en el canal E-HICH es a
través de la asignación de una secuencia de "40" de longitud,
específica para cada usuario utilizando los servicios de enlace
ascendente mejorado de la célula. Notablemente, la secuencia se
asigna según la duración de la "llamada" de enlace ascendente
mejorado. Durante los períodos más tranquilos entre transmisiones
ascendentes, el código permanece asignado a un usuario particular y
no puede ser reutilizado por otros usuarios. Esto limita de manera
efectiva el tamaño de la población de usuarios activos a 40 por
E-HICH. Cada E-HICH utiliza por FDD
un código de estación de 128 canales de factor de ensanchamiento y
por lo tanto consume la 1/128 parte de los recursos de códigos
descendentes disponibles (nota: a diferencia del enlace ascendente,
en la dirección descendente para FDD, el código de aleatorización
es específico para cada célula). Si la población o la base de
usuarios exceden los 40, se debe configurar un
E-HICH más, por lo tanto se consumirán 1/128 partes
más de los recursos de códigos descendentes disponibles, y así
sucesivamente.
Otro problema que ha imposibilitado el uso
eficiente de los recursos es que en la actualidad existe un aumento
de la demanda de conexión "permanente" a Internet, en la que
los usuarios pueden estar en modo activo (preparados para enviar o
recibir comunicación desde la Internet sin tener que reconfigurar el
estado de la comunicación o sin tener que contraer las multas
asociadas con la latencia de transmisión). Cuando los usuarios se
encuentran es este estado de "preparados", para un sistema de
comunicaciones móvil inalámbrico es imperativo que los usuarios
consuman la menor cantidad posible de recursos cuando no se envían
ni se reciben datos. Esto permite maximizar el número de usuarios
en estado de preparados en todo momento.
Para el sistema de enlace ascendente mejorado
FDD, cuando un usuario se encuentra en este estado de
"preparado", cada usuario desafortunadamente consume recursos
de códigos descendentes importantes, porque una secuencia
específica para cada usuario ha sido asignada y reservada para la
transmisión del indicador de reconocimiento, si fuera
necesario.
Por lo tanto, las técnicas de señales actuales
están por debajo de la optimizidad. Por ejemplo, cuando unos pocos
usuarios están activamente transmitiendo datos por enlace ascendente
en un momento determinado, y el resto de los usuarios están
inactivos, cualquier asignación de recursos de códigos descendentes
para cada usuario (independientemente de su estado activo) para
señalizar el reconocimiento, es un derroche de recursos del
sistema.
Por consiguiente, sería ventajoso mejorar la
señalización en el sistema de comunicaciones celular. También sería
oportuno, en un sistema particular proporcionar un proceso de
reconocimiento mejorado.
Por consiguiente, la presente invención procura
preferentemente mitigar, aliviar o eliminar una o más de las
desventajas mencionadas anteriormente, individualmente o en
cualquier combinación.
Según un primer aspecto de la invención, se
proporciona un dispositivo, como la estación base que transmite
información de señales en un sistema de comunicaciones celular y
admite una pluralidad de recursos de transmisión ascendente
compartidos que se divide en juegos de recursos de transmisión
incompatibles. El dispositivo cuenta con medios para asignar
recursos ascendentes compartidos a una unidad del suscriptor para
comunicación inalámbrica, a través de un mensaje de asignación para
la transmisión de enlace ascendente. El dispositivo cuenta con
medios para recibir una transmisión ascendente desde una unidad del
suscriptor para comunicación inalámbrica; medios para derivar un
identificador de recurso de código ascendente asociado con la
transmisión de enlace ascendente o el mensaje de asignación; medios
para asignar al menos una secuencia de código de enlace descendente
utilizado para portar información de señales de enlace descendente
asociada con el identificador de recurso de código ascendente
derivado; y medios para transmitir una transmisión de enlace
descendente comprendiendo al menos una secuencia de código de
enlace descendente hacia la unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica.
Los recursos compartidos pueden definirse en
términos de códigos (códigos CDMA en un sistema CDMA o códigos de
frecuencia de tiempo en otros sistemas de accesos múltiples) y en
ranuras de tiempo. En uno de los métodos, el sistema también admite
una pluralidad de recursos de enlace descendente compartidos que se
divide en juegos de recursos de transmisión incompatibles. Así como
sucede en el enlace ascendente, los recursos de enlace descendente
compartidos pueden definirse en términos de códigos (códigos CDMA en
un sistema CDMA o códigos de frecuencia de tiempo en otros sistemas
de accesos múltiples) y en ranuras de tiempo.
La presente invención puede permitir un uso
mejorado del recurso de comunicación dentro del sistema de
comunicaciones. La invención puede permitir un rendimiento mejorado
según la percepción de los usuarios finales. La invención puede
proporcionar una mayor capacidad, menos demoras y/o mayor
rendimiento efectivo.
La invención también puede admitir un esquema de
retransmisión de latencia baja. Particularmente, la invención puede
permitir conectividad a Internet "permanente" en un sistema
TDD. La invención puede facilitar un canal de comunicación que
admite un mayor número de usuarios en estado "preparados". La
invención puede también eliminar la necesidad de reservar un código
a largo plazo, para un usuario particular.
La presente invención puede considerar un
sistema de comunicaciones que reutilice los recursos que no están
siendo usados en ese momento, para otros propósitos o para otros
usuarios. La invención puede reducir los problemas de
administración de recursos de códigos cuando aumente el tamaño de la
población de usuarios activos de una célula. La invención puede
evitar la necesidad de capas más altas de protocolos de comunicación
para asignar secuencias E-HICH. La invención puede
ser compatible con los sistemas de comunicación actuales, como los
sistemas de comunicación celular 3GPP y TD-CDMA.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, los medios para asignar al menos una secuencia de código
de enlace descendente consisten en la asociación de la señal de
reconocimiento con el identificador de recurso de código de enlace
ascendente, de manera tal que los medios para transmitir transmitan
un enlace descendente a la unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica que comprende una señal de reconocimiento que se asocia
con el identificador de recurso de código de enlace ascendente.
Esto podría proporcionar una mejor comunicación
y puede específicamente, permitir un uso eficiente del recurso de
código durante la transmisión de paquetes de datos, debido a un
proceso mejorado de reconocimiento (ACK)/reconocimiento negativo
(NACK).
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, la asociación de una señal de reconocimiento con el
identificador de recurso de código de enlace ascendente derivado
podría utilizarse en un sistema TDD 3GPP. Según una característica
opcional de la invención, la derivación de un identificador de
recurso de código de enlace ascendente puede utilizarse en
cualquier sistema de duplexación por división de frecuencia (FDD)
en el que los recursos de código de enlace ascendente son
finitos/restringidos.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, la señal de reconocimiento puede ser utilizada en un
canal indicador híbrido (E-HICH) de enlace
ascendente de requerimiento automático de repetición (ARQ) en un
sistema 3GPP. La invención puede reducir el número de usuarios que
consumen innecesariamente recursos de transmisión de enlace
descendente (por ejemplo para E-HICH) cuando no
participan activamente en la transmisión de enlace ascendente.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, los medios para recibir comprenden medios para recibir
una transmisión de enlace ascendente previamente programada por la
estación base. La señal de reconocimiento podría, por ejemplo,
estar asociada con un mensaje de asignación de recurso en la
estación base. Esto permitiría la diagramación
uno-a-uno de un canal de
"asignación" de enlace descendente utilizado para localizar
recursos en una unidad del suscriptor para comunicación inalámbrica
y el canal de enlace descendente correspondiente utilizado para
expresar señales ACK/NACK en un recurso asignado.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, varias señales de reconocimiento pueden ser multiplexadas
según una división de tiempo o en códigos, en una unidad única de
transmisión mínima para la duplexación por división de tiempo (TDD)
y Acceso Múltiple por División de Código (CDMA). Normalmente, en un
sistema 3GPP TDD, una unidad de transmisión mínima comprende un
solo código de factor de ensanchamiento, 16 en una única ranura de
tiempo.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, los medios para asignar al menos una secuencia de código
de enlace descendente utilizada para portar información de señal
descendente asociada con el identificador de recurso de código de
enlace ascendente derivado, implica la asociación de un etiqueta o
identificador con objetivamente cada uno de los usuarios que están
transmitiendo activamente. Esto saca provecho de que, normalmente
(por ejemplo en el contexto de un sistema 3GPP) las asignaciones de
ubicación de recursos que se les proporciona a cada usuario, no se
entremezclan. Por lo tanto, de esta manera se asegura que la
etiqueta de recurso o los identificadores tampoco se sobrepongan.
Afortunadamente, esto produce una garantía aún mayor de que las
secuencias E-HICH serán asignadas para cada usuario
activo.
Esto permitiría una comunicación más eficiente y
podría, por ejemplo, permitir una mejor utilización de los recursos
disponibles en ese momento, facilitando así un sistema dinámico
cuando los dispositivos de comunicación comparten los recursos.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, la etiqueta puede asociarse objetivamente a cada uno de
los usuarios transmitiendo activamente, y en donde las transmisiones
se realizan en un simple intervalo de tiempo de transmisión (TTI).
De acuerdo con una característica opcional de la invención, la o las
etiquetas identifican una o más unidades de recursos que extienden
tramas de la comunicación, tanto ascendentes como descendentes.
Esto permitiría la asociación entre las etiquetas de recursos y los
recursos físicos, que no serían afectados por una configuración de
trama particular ni por ningún punto de división ascendente o
descendente.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, al usuario transmisor se le asigna una unidad de recurso
de, por ejemplo secuencias ortogonales de "240" para el
funcionamiento 3GPP TDD. Esto reduciría el gasto de información
útil. Esto permitiría una elección flexible de juego de códigos
ortogonales para las secuencias E-HICH utilizados
para portar el indicador de reconocimiento.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, a una cantidad de usuarios se les asigna una larga
secuencia de código de enlace descendente construida con al menos un
proceso de ensanchamiento señalizado de dos etapas utilizando al
menos dos secuencias de códigos más cortas. Esto reduciría la
complejidad de una unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica y de sus requerimientos de memoria. Esto también
permitiría una elección flexible de juego de códigos
ortogonales.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, la invención podría proporcionar un rendimiento del
sistema particularmente ventajoso para un servicio de comunicación
de paquete de datos de enlace ascendente que puede ser
específicamente un servicio de comunicación de paquete de datos de
enlace ascendente.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, existe una unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica que recibe información de señal en un sistema de
comunicaciones celular, y admite una pluralidad de recursos de
transmisión de enlace ascendente compartido que se dividen en juegos
de recursos de transmisión incompatibles. La unidad del suscriptor
para comunicación inalámbrica comprende medios para recibir una
transmisión de enlace descendente desde una estación base, a través
de la cual la transmisión descendente comprende al menos una
secuencia de código de enlace descendente utilizada para portar
información de señal del enlace ascendente, asociado con un
identificador de recurso de código de enlace ascendente derivado,
que se relaciona con una transmisión ascendente previa o con un
mensaje de asignación anterior.
De acuerdo con un tercer aspecto de la
invención, existe un método para transmitir información de señales
dentro de un sistema de comunicaciones celular que admita una
pluralidad de recursos de transmisión de enlace ascendente
compartidos, que se dividen en juegos de recursos de transmisión
incompatibles. El método comprende los pasos de asignar recursos
ascendentes a una unidad de comunicación inalámbrica a través de un
mensaje de asignación, recibir una transmisión de enlace ascendente
desde una unidad del suscriptor para comunicación inalámbrica;
derivar un identificador de recurso de código ascendente desde la
transmisión ascendente o desde el mensaje de asignación; asignar al
menos una secuencia de código descendente utilizada para portar
información de señal descendente asociada con el identificador de
recurso de código ascendente derivado; y transmitir una transmisión
descendente que comprenda al menos una secuencia de código
descendente a la unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la
invención, existe un método para recibir información de señales
dentro de un sistema de comunicaciones celular que admita una
pluralidad de recursos de transmisión de enlace ascendente
compartidos, que se dividen en juegos de recursos de transmisión
incompatibles. El método comprende el paso de recibir una
transmisión de enlace descendente desde la estación base, a través
de la cual la transmisión descendente comprende al menos una
secuencia de código de enlace descendente utilizada para portar
información de señal del enlace descendente, asociado con un
identificador de recurso de código de enlace ascendente derivado,
que se relaciona con una transmisión ascendente previa o con un
mensaje de asignación anterior.
De acuerdo con un quinto aspecto de la
invención, existe un sistema de comunicaciones celular que admite
una pluralidad de recursos de transmisión ascendente compartidos
que se dividen en juegos de recursos de transmisión incompatibles y
se adaptan para admitir una transmisión descendente desde una
estación base hasta una unidad del suscriptor para comunicación
inalámbrica, a través de la cual la transmisión descendente
comprende al menos una secuencia de código de enlace descendente
asociada con un identificador de recurso de código de enlace
ascendente derivado, que se relaciona con una transmisión ascendente
previa o con un mensaje de asignación anterior.
De acuerdo con una característica opcional de la
invención, el sistema de comunicaciones celular es un sistema del
proyecto de colaboración de tercera generación (3rd Generation
Partnership Project), 3GPP. Este sistema 3GPP puede ser
específicamente un sistema de comunicaciones celular UMTS. De este
modo, la invención podría permitir un rendimiento mejorado dentro
del sistema de comunicaciones celular 3GPP.
La invención podría permitir un rendimiento
mejorado en un sistema de comunicaciones celular TDD y podría
particularmente permitir un uso mejorado de un sistema ascendente
perfeccionado en 3GPP.
De acuerdo con un sexto aspecto de la invención,
existe un protocolo de comunicación que admite una transmisión
descendente desde una estación base hasta una unidad del suscriptor
para comunicación inalámbrica, a través de la cual la transmisión
descendente comprende al menos una secuencia de código de enlace
descendente asociada con un identificador de recurso de código de
enlace ascendente derivado, que se relaciona con una transmisión
ascendente previa o con un mensaje de asignación anterior.
Queda claro que las características opcionales,
comentarios y/o ventajas descriptas más arriba en referencia a un
dispositivo, como la estación base, para transmitir información de
señales ascendentes se aplican de igual manera al método empleado
para transmitir información de señales ascendentes y que las
características opcionales pueden incluirse en el método para
transmitir información de señales ascendentes individualmente o en
cualquier combinación.
Queda claro que las características opcionales,
comentarios y/o ventajas descriptas más arriba en referencia a una
unidad del suscriptor para comunicación inalámbrica para recibir
información de señales de enlace descendente se aplican de igual
manera al método empleado para recibir información de señales
descendentes y que las características opcionales pueden incluirse
en el método para recibir información de señales descendentes
individualmente o en cualquier combinación.
Estos y otros aspectos, características y
ventajas de la invención resultarán evidentes y se dilucidarán en
relación a, las realizaciones descriptas a continuación.
Las realizaciones de la invención se
describirán, a modo de ejemplo, en referencia a los dibujos
incluidos en la presente, en los cuales:
La Fig. 1 ilustra un ejemplo de un sistema de
comunicaciones celular en los que se pueden emplear algunas de las
realizaciones de la invención;
La Fig. 2 ilustra un UE, un RNC y una estación
base de acuerdo con algunas de las realizaciones de la
invención;
La Fig. 3 ilustra un ejemplo del uso de códigos
de canalización y aleatorización para generar un flujo de datos de
acuerdo con algunas de las realizaciones de la invención;
La Fig. 4 ilustra un ejemplo de numeración de
recursos de una unidad de acuerdo con algunas de las realizaciones
de la invención;
La Fig. 5 ilustra un ejemplo de la asociación de
tiempo E-HICH con una transmisión de enlace
ascendente mejorado de acuerdo con algunas de las realizaciones de
la invención;
La Fig. 6 ilustra un ejemplo de una extensión de
un árbol de código de Factor de Ensanchamiento Variable ortogonal
(OVSF, por sus siglas en inglés) de acuerdo con algunas de las
realizaciones de la invención;
La Fig. 7 ilustra un ejemplo de una estructura
de ráfaga Múltiple por División de la Codificación (CDM)
E-HICH de acuerdo con algunas de las realizaciones
de la invención;
La Fig. 8 ilustra una operación de
ensanchamiento serializada de dos etapas de acuerdo con algunas de
las realizaciones de la invención;
La Fig. 9 ilustra la estructura de un transmisor
CDM para un sistema TDD E-HICH de acuerdo con
algunas de las realizaciones de la invención; y
La Fig. 10 ilustra un método para transmitir y
recibir información de señales de acuerdo con algunas de las
realizaciones de la invención.
La siguiente descripción se enfoca en las
realizaciones de la invención aplicables a un sistema de
comunicaciones celular UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System) y en particular a un UMTS Terrestrial Radio Access Network
(UTRAN: Acceso por Radio a la Red Terrestre UMTS) que funciona en el
modo TTD. Sin embargo, queda claro que la invención no queda
limitada a este sistema de comunicaciones celular en particular,
sino que puede aplicarse a otros sistemas de comunicación celular.
En este sentido, en una de las realizaciones de la invención, el
sistema de comunicaciones celular admite una pluralidad de recursos
de transmisión ascendente compartida que se divide en juegos de
recursos de transmisión incompatibles.
En la Fig. 1 se ilustra un ejemplo de sistema de
comunicaciones celular 100 en el que se pueden implementar
realizaciones de la invención. En una realización de la invención,
el sistema de comunicaciones celular 100 admite una pluralidad de
recursos de transmisión ascendente compartidos que se dividen en
juegos de recursos de transmisión incompatibles. Los recursos de
transmisión ascendente compartidos pueden definirse en términos de
códigos y ranuras de tiempo. En este contexto, los códigos pueden
ser secuencias de ensanchamiento o aleatorización para CDMA, o
códigos de frecuencia de tiempo genéricos en un sistema de
duplexación por división por tiempo/frecuencia. Existe un número
limitado de códigos y ranuras de tiempo y, por lo tanto cualquier
unidad dentro del espacio total de recursos compartidos se define
por el par coordinado de código/ranura de tiempo. Estas unidades de
recursos compartidos individuales que no se sobreponen, pueden
seguir agrupándose para formar unidades más grandes de recursos
asignables.
En un sistema de comunicaciones celular 100, una
región geográfica se divide en un número de células, cada una de
las cuales está servida por una estación base 105. Las estaciones
base, también llamadas Node Bs, están interconectadas a través de
una red fija que es capaz de comunicar datos desde/hasta y entre las
estaciones base y una red central 109. Una unidad del suscriptor
para comunicación inalámbrica 101, 103 opera a través de un enlace
de comunicación de radio con la estación base 105 de la célula
dentro de la cual se ubica la unidad de suscriptor para
comunicación inalámbrica. La unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica, es conocida también como estación móvil (MS, por sus
siglas en inglés) o equipo de usuario (UE, por sus siglas en
inglés), que se consideran términos intercambiables.
Una unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica, puede ser por ejemplo, una unidad remota, una estación
móvil, una terminal de comunicación, un asistente personal digital,
un ordenador portátil, un procesador de comunicación incorporado o
cualquier elemento de comunicación que se comunique en la interfaz
de aire de un sistema de comunicaciones celular 100.
Mientras una unidad de suscriptor para
comunicación inalámbrica 101, 103 se mueve, puede hacerlo desde la
cobertura de comunicación admitida por una estación base 105 hasta
la cobertura admitida por otra, es decir, de una célula a otra.
Cuando la estación móvil 101, 103 se mueve hacia la estación base
105 ingresa en una región de cobertura entremezclada de dos
estaciones base y dentro de esta región cambia para ser admitida
por una nueva estación base. Mientras la estación móvil se introduce
cada vez más en la nueva célula, continúa siendo admitida por la
nueva estación base. Esto se conoce como "handover" o
"handoff" (traspaso) de una estación móvil entre células.
Un sistema de comunicaciones celular típico
extiende su cobertura normalmente por todo un país y comprende
cientos o incluso miles de células que admiten miles o incluso
millones de estaciones móviles. La comunicación desde una estación
móvil hasta una estación base se conoce como enlace ascendente, y la
comunicación desde una estación base hasta una estación móvil se
conoce como enlace descendente.
La estación base 105 está acoplada a un
controlador de red de radio (RCN) 107. El RCN 107 cumple con varias
de las funciones de control relacionadas con la interfaz de aire,
incluyendo administración de recursos de radio y el
direccionamiento de datos desde y hasta las estaciones base
adecuadas.
El RNC 107 está acoplado a una red central 109.
La red central interconecta los RNC y funciona para direccionar los
datos entre dos RNC cualesquiera, de ese modo admite una unidad de
suscriptor para comunicación inalámbrica dentro de una célula para
que se comunique con una unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica en cualquier otra célula. Además, una red central 109
normalmente comprende funciones de puerta de enlace para
interconectarse con redes externas, como la Public Switched
Telephone Network (PSTN); lo que permite a las unidades de
suscriptor para comunicación inalámbrica comunicarse con teléfonos
fijos y otras terminales de comunicación conectadas por una línea
fija. Además, la red central 109 comprende varias de las
funcionalidades requeridas para administrar una red convencional de
comunicación, incluyendo funcionalidades para direccionar los datos,
controlar la admisión, ubicar recursos, facturar al suscriptor,
autenticar la estación móvil, etc.
Queda claro que, para mayor claridad y brevedad,
se muestran sólo aquellos elementos específicos del sistema de
comunicaciones celular 100 requeridos para la descripción de algunas
de las realizaciones de la invención, y que el sistema de
comunicaciones celular 100 puede comprender muchos otros elementos,
incluyendo otras estaciones base y RNC y otras entidades de red
como los SGSN, Nodos de soporte de puerta de enlace GPRS (GGSN),
registros de localización de usuarios domésticos (HLR), registros
de localización para visitantes (VLR), etc.
\newpage
Convencionalmente, la programación de datos a
través de la interfaz aire se lleva a cabo mediante el RNC 107. De
todas formas, actualmente se han propuesto servicios de paquetes de
datos que intentan aprovechar las condiciones fluctuantes del canal
al momento de programar datos a través de un canal compartido.
Específicamente, hace poco tiempo 3GPP estandarizó un servicio de
High Speed Downlink Packet Access (HSDPA: Acceso descendente de
paquetes a alta velocidad). El HSDPA permite que en la programación
se tome en cuenta las condiciones de enlace descendente para los UE
individuales. De este modo, los datos se pueden programar cuando las
propagaciones del canal lo permitan, con una utilización baja de
los recursos de enlace descendente. De todas formas, para permitir
que dicha programación sea lo suficientemente rápida como para
seguir las dinámicas variaciones, el HSDPA necesita que la
programación se realice en la estación base, y no en el RNC. La
localización de una función de programación en la estación base
elimina algunos componentes de la comunicación desde la estación
base hasta la interfaz RNC (interfaz lub) lo que reduce las
significativas demoras allí existentes, notablemente en el caso de
las retransmisiones.
En el contexto del sistema de enlace ascendente
mejorado, la función de programación ascendente se mueve de manera
similar desde el RNC hasta la estación base. En dichos sistemas, se
transmite una señal de reconocimiento en el enlace descendente para
informarle al transmisor (EU) sobre el estado de recepción de los
paquetes de datos transmitidos. Afortunadamente, en una de las
realizaciones de la invención, el método para esta señalización
facilita el uso casi nulo de los recursos de códigos de enlace
descendente para los usuarios "preparados pero inactivos". De
ese modo el método facilita el mantenimiento de un gran número de
usuarios en el estado de preparados, lo que aumenta la eficiencia
del sistema y proporciona la experiencia de Internet "siempre
encendido", para una base de usuarios mayor.
El método aprovecha el hecho de que los usuarios
compartan recursos de códigos de canalización en enlace ascendente
para TDD (no así para FDD en 3GPP). Los datos ascendentes se
transmiten en bloques durante períodos de tiempo predeterminados,
conocidos tanto por el usuario como por la estación base. Estos
períodos de tiempo se conocen como TTI (Transmission Time
Intervals: Intervalos de tiempo de transmisión) y pueden contener
varias ranuras de tiempo. Para TDD, el TTI es de 10 milisegundos y
está alineado con la coordinación de 10 milisegundos de trama de
radio. Se transmite un bloque de datos por TTI y por cada bloque de
datos, se devuelve un indicador de reconocimiento.
El planificador de la estación base es el
encargado de distribuir los recursos de códigos de ranura de tiempo
ascendente y de canalización entre los usuarios en espera, por cada
TTI, como se describe más abajo con respecto a la Fig. 2. A cada
uno de los usuarios programados para ser activados en un determinado
TTI se les asigna una porción de los recursos de códigos y de
ranura de tiempo ascendente disponibles. En una de las realizaciones
de la invención, la unidad de recurso mínimo (RU) es un único
código de factor de ensanchamiento (SF)-16 en una
única ranura de tiempo. Varias de estas unidades de transmisión
mínima pueden combinarse para formar una asignación mayor de
recursos en un TTI.
En una realización de la invención, se pueden
asignar múltiples RU a un mismo usuario en forma de ranuras de
tiempo múltiples, o en códigos múltiples, aunque las
especificaciones actuales de 3GPP permiten sólo hasta dos códigos
simultáneos en una determinada ranura de tiempo. Como alternativa,
se pueden asignar uno o más códigos de canalización con mayor o
menor (por ejemplo múltiplos de SF16) factor de ensanchamiento (por
ejemplo SF8, SF4, SF2 y SF1) dentro de una ranura de tiempo. Debido
a la estructura de los códigos de canalización OVSF utilizados en
3GPP, varios códigos de mayor factor de ensanchamiento pueden
ubicarse debajo de un código común con menor factor de
ensanchamiento. Dicha situación se muestra más adelante en la Fig.
7, que ilustra un ejemplo de estructura de ráfaga CDM
E-HICH de acuerdo con algunas realizaciones de la
invención, en las que, C_{Q}^{i} denota el código de
canalización con el factor de ensanchamiento Q y un índice i= 1...Q.
La asignación de un primer código con un primer factor de
ensanchamiento excluye la asignación en cualquier otro UE de
cualquier código de ensanchamiento mayor al primer código de
ensanchamiento que se ubique debajo del primer código. Por lo
tanto, los códigos asignados a los usuarios dentro del espacio de
recursos de transmisión de enlace ascendente compartido asignable
están diseñados exclusivamente para ser utilizados por un solo
usuario en una determinada ranura de tiempo.
En términos del espacio total de recurso de
enlace ascendente, esto se define en dos dimensiones: ranuras de
tiempo y códigos. Para un TTI dado, hay un determinado número de
ranuras de tiempo constitutivas disponibles y una cierta cantidad
de unidades de recursos de códigos disponibles para ser compartidos
entre los usuarios en espera. Existe, por lo tanto, un número
determinado de unidades de recursos (RU) disponibles por cada
TTI.
A continuación, se describen algunas
realizaciones donde se procesa una transmisión eficiente de señales
de reconocimiento/reconocimiento negativo (ACK/NACK). Por lo tanto,
algunas realizaciones resultan en un rendimiento de programación
mejorado; una calidad del servicio mejorada según la percepción del
usuario final y/o un rendimiento mejorado del sistema de
comunicaciones celular en general.
La Fig. 2 ilustra el UE 101, el RNC 107 y la
estación base 105 del sistema de comunicaciones celular ejemplo que
en la Fig. 1 se encuentra más detallado. La estación base 105
comprende un planificador ascendente 221 para la programación de
recursos de transmisión ascendente a los usuarios activos dentro del
sistema de comunicaciones celular. Los recursos de transmisión
ascendente son asignados a través del envío de un mensaje de
asignación de recurso desde el planificador de enlace ascendente
211, a través del transceptor de estación base 220, hasta el UE
101. El UE 101 recibe el mensaje de asignación de recurso a través
de su transceptor 210, y la información de asignación se pasa al
controlador de transmisión UE 211. El controlador de transmisión UE
211 se encarga de seleccionar datos ya sea, desde el buffer de
transmisión de paquete de datos 212 o desde un buffer de
retransmisión de paquete de datos 213. Los datos de usuario para
transmitir son suministrados desde la fuente de datos de usuario
214 al buffer de transmisión de paquete de datos 212, según se
requiera. El controlador de transmisión UE 211 también puede mover
datos desde el buffer de transmisión de paquete de datos 212 hasta
el buffer de retransmisión de paquete de datos 213, en el caso de
recibir una indicación de reconocimiento negativo desde la estación
base 105 relacionada con dicho paquete de datos.
Cuando se recepciona un mensaje de asignación de
recurso de transmisión, el controlador de transmisión 211
selecciona así datos desde el buffer de transmisión 212 o desde el
buffer de retransmisión 213 según corresponda. Normalmente, puede
ser preferible priorizar las retransmisiones antes que las
transmisiones. El controlador de transmisión 211 transmite el
paquete de datos en el o los recursos de enlace ascendente
asignados, a través del transceptor 210 hasta la estación base
105.
Los recursos de códigos utilizados para la
transmisión están configurados por un controlador de código
transmisor 215, que ha sido comunicado sobre los recursos de código
de enlace ascendente asignados por el controlador de transmisión
211. El controlador de transmisión 211 también comunica el mensaje
de asignación de recurso de transmisión al controlador de código de
recepción 216, el cual utiliza la información para derivar un código
de recepción en el que se recibirán todas las indicaciones de
"reconocimiento" que pertenezcan al paquete transmitido.
En una realización, la asignación de al menos
una secuencia de código de enlace ascendente asociada con un
identificador de recurso de código de enlace ascendente derivado es
asignada y reasignada dinámicamente por un corto periodo de tiempo
(por ejemplo, objetivamente en un rango de una sola trama de radio o
TTI, 10 milisegundos).
La estación base 105 recibe el paquete de datos
transmitido en los recursos asignados anteriormente y los datos se
pasan al buffer de paquete de datos recibido 222. La información
relacionada con errores en el paquete recibido se recibe también en
el planificador de enlace ascendente 221. Los paquetes de datos
recibidos correctamente se transfieren al RNC 107, a través de una
estación base hasta la interfaz RNC 223 y a través de la interfaz
lub. Son recibidos por el RNC 107 a través de la interfaz
Node-B 320. El planificador de enlace ascendente
221 puede realizar más asignaciones de recursos para tratar de
recuperar los datos con errores mediante el proceso de
retransmisión.
En cualquiera de los dos casos, se genera un
indicador de reconocimiento según si el paquete de datos fue
recibido correctamente o no. Si la recepción fue exitosa, se
transmite una señal de reconocimiento positiva (ACK) mediante el
transceptor 220. De lo contrario, se transmite una señal de
reconocimiento negativo (NACK).
Al momento de asignar los recursos de enlace
ascendente, el planificador ascendente 221 le informa al controlador
de código de transmisión 224 sobre los recursos de códigos de
enlace ascendente asignados. El controlador de código de
transmisión 224 utiliza dicha información para derivar recurso de
código de enlace descendente para transmitir el correspondiente
indicador de reconocimiento. Cuando el indicador de reconocimiento
se transmite, los recursos de código de enlace descendente que
utiliza quedan configurados por el controlador de código de
transmisión 224 y se los asocia así con los recursos de enlace
ascendente asignados para transmisión relacionada con el indicador
de reconocimiento.
El transceptor 210 en el UE 101 está
reconfigurado por el controlador de código de recepción 216 para
detectar el indicador de reconocimiento transmitido por la estación
base 105. Esta pre-configuración de los recursos de
código de recepción se pueden permitir mediante una recepción previa
de la asignación de recurso ascendente original y mediante un mapeo
conocido en el UE entre los recursos de código de enlace ascendente
usados en la transmisión y recursos de código descendente usados en
la recepción del indicador de reconocimiento. De este modo, y de
manera ventajosa, no se requiere de una asignación de recursos de
código de enlace descendente a largo plazo y los recursos de código
de enlace descendente se utilizan sólo cuando se utilizan los
recursos de código de enlace ascendente (es decir, cuando ocurre
una transmisión ascendente activa). Además, cualquier señal que
requiera de un recurso de código de enlace descendente, que podría
degradar el sistema, queda anulada.
En realizaciones de esta invención, se
proporciona una estación base 105 que transmite información de
señales en un sistema de comunicaciones celular de duplexación por
división de tiempo TD-CDMA. La estación base 105
comprende medios para recibir una transmisión de enlace ascendente
desde una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica 101,
tal como el equipo de un usuario (UE). Notablemente, la estación
base 105 comprende medios para derivar un identificador de recurso
de código de enlace ascendente de la transmisión de enlace
ascendente. La estación base 105 comprende también, medios para
asignar al menos una secuencia de código de enlace descendente
utilizados para portar información de señales descendentes asociada
con el identificador de recurso de código de enlace ascendente
derivado y medios para transmitir una transmisión de enlace
descendente que comprenda al menos una secuencia de código de
enlace descendente al UE 101.
En una realización, la estación base 105 asocia
una secuencia de código de indicador de recepción con los recursos
de código utilizados en dicha transmisión de enlace ascendente. En
el contexto de las transmisiones AKC/NACK, esta realización apunta
a resolver las desventajas mencionadas anteriormente, que se asocian
con la reservación de códigos por usuario en los sistema de enlace
ascendente 3GPP FDD dentro del contexto del sistema 3GPP TDD.
En la Fig. 3 se ilustra un ejemplo de la
utilización de los códigos de canalización 315 y los códigos de
aleatorización 325 para generar un flujo de datos 340 de acuerdo
con algunas realizaciones de la invención.
Los datos de enlace ascendentes se transmiten
con una o más secuencias de código 310 mediante la unidad de
suscriptor para comunicación inalámbrica de manera tal que se genere
una señal ensanchada de código de canalización, basado en una
configuración por usuario 305,345. La señal ensanchada de código de
canalización se multiplica con una secuencia de código de
aleatorización 320 dentro de una función de aleatorización 325 para
generar una señal de transmisión. La señal de transmisión se envía
después por el canal de radio 330 hasta el receptor de estación
base 335 que de-multiplexa el flujo de datos de
usuario recibido 340.
En la Fig. 4 se ilustra un ejemplo de la
numeración de una unidad de recurso de acuerdo con algunas
realizaciones de la invención. La Fig. 4 muestra el ejemplo de una
situación en la que unas diez ranuras de tiempo 410 se encuentran
disponibles por trama de radio para las transmisiones TTI de enlace
ascendente mejoradas. El espacio de recurso total 405 (de un tamaño
de "16") se encuentra disponible en cada ranura de tiempo 410.
Por consiguiente, hay un total de "160" RU 430, numerados del
"0" al "159".
El planificador (scheduler) de estación base
sabe implícitamente a qué unidades de suscriptor para comunicación
inalámbrica (UE) se le asignaron determinadas ranuras de tiempo y
recursos de código, para cada TTI. Para 3GPP TDD, estas
asignaciones de recursos se indican al UE en un canal de
señalización de enlace descendente (llamado el
E-AGCH en 3GPP: Enhanced Uplink Absolute Grant
Channel: Canal de Acceso Absoluto Otorgado de Enlace Ascendente).
Dado que las asignaciones de recursos otorgadas a cada usuario no
pueden mezclarse con aquellas otorgadas a otro usuario, se puede
asociar de manera ventajosa, un índice de recurso único o
"etiqueta" con cada usuario transmitiendo activamente dentro
de un TTI.
La etiqueta puede corresponderse con cualquier
índice de unidad de recurso, como el índice RU "47" 225
asignado al usuario (ya que dicho índice de unidad de recurso no ha
sido asignado a ningún otro usuario en el mismo TTI). Para una
mayor simplificación, se asume que la etiqueta se iguala al número
de RU más bajo al UE, para el TTI estudiado.
Así, por ejemplo, si a un UE se le asignaran los
siguientes recursos de código para un TTI específico en una ranura
de tiempo de dieciséis:
- \bullet
- 1xSF4;
- \bullet
- Índice de código de canalización 2;
- \bullet
- Ranuras de tiempo designadas, de enlace ascendente mejorado 1,2,3;
...entonces la etiqueta asignada a dicha
transmisión sería la número "20" 435, es decir el número de RU
más bajo. Esto se encuentra en la esquina inferior izquierda de los
recursos asignados en la Fig. 4 (los recursos asignados son los
cuadros sombreados). Nótese que, en este ejemplo, la asignación
simple de un código de factor de ensanchamiento 4 en cada uno de
las 3 ranuras de tiempo ha ocupado 4 unidades de recursos mínimas
(RU) por ranura de tiempo. Esto sucede así, porque en este ejemplo
un RU se define como un código de factor de ensanchamiento único
16, y cuatro de ellos están por debajo del código de factor de
ensanchamiento 4 en el árbol de código OVSF.
En una realización de esta invención, la
etiqueta de recurso asociada con la transmisión de enlace ascendente
de un usuario en un TTI dado, es utilizada tanto por la estación
base como por la unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica
para derivar un índice de código de secuencia que se corresponde con
un código utilizado para formular la información de reconocimiento
posterior relacionada con la transmisión de enlace ascendente
previa. De este modo, la estación base reconoce en qué código debe
transmitir el indicador de reconocimiento y la unidad de suscriptor
para comunicación inalámbrica reconoce cuándo y dónde esperar dicha
transmisión y cómo decodificarla.
Este método elimina la necesidad de reservar un
código a largo plazo para un usuario en particular. De manera
ventajosa, sólo ocupan recursos de código de indicador de
reconocimiento aquellos usuarios que están transmitiendo
activamente.
Se prevé que el método puede aplicarse en
cualquier sistema de comunicaciones en dónde los recursos de códigos
en el canal de enlace ascendentes, se asignen individualmente. Por
ejemplo, si los recursos de códigos de canalización en un FDD de
enlace ascendente mejorado se corrigen para actuar en por usuario,
se pueden utilizar las realizaciones anteriores.
En una realización de la presente invención,
E-HICH es un canal físico, transmitido una vez por
TTI en una sola ranura de tiempo y configurado para llevar
información ACK/NACK. En forma ventajosa, la información ACK/NACK
se relaciona en forma sincrónica a las transmisiones TTI de enlace
mejorado de una serie de usuarios.
Esta situación se muestra en la Fig. 5, la cual
ilustra un ejemplo de asociación temporal de E-HICH
con una transmisión de enlace ascendente mejorada de acuerdo con
algunas realizaciones de la invención. La asociación temporal se
encuentra ilustrada como códigos 505 versus ranuras de tiempo 510.
Para una trama particular "F" hay transmisiones de enlace
descendente 515 y transmisiones de enlace ascendente 520.
En una realización de la presente invención, el
(único) canal físico E-HICH utiliza un código de
ensanchamiento SF16, en una sola ranura de tiempo de enlace
descendente, por intervalo de tiempo de transmisión TTI. El canal
físico E-HICH porta los indicadores de
reconocimiento, uno por cada una de las series de usuarios
E-HICH en 525. Los indicadores están multiplexados
por división en códigos (CDM) dentro de un solo código SF16.
La serie de usuarios para los que se transmite
la información ACK/NACK en un E-HICH particular, se
denomina "serie de usuario E-HICH". Los mismos
son usuarios activos. Es decir que para las Transmisiones de Enlace
Ascendente Mejoradas 520 en TTI (o trama) "F", la señal
ACK/NACK se devuelve 530 en la ranura de tiempo 540
E-HICH 535 en TTI (o trama) "F+Ta". La trama
"F+Ta" comprende entonces, las transmisiones de enlace
descendente E-HICH 540 que cuentan con los
indicadores ACK/NACK relacionadas con las transmisiones de enlace
ascendente de trama "F" y puede además comprender más
transmisiones de enlace ascendente 545.
A pesar de que la realización descripta se
encuentra en el contexto de CDM de los indicadores de reconocimiento
en el canal E-HICH, se prevé que se podrían
utilizar realizaciones alternativas donde los indicadores de
reconocimiento se dividan en el tiempo (TDM) sobre el canal
E-HICH. Puede haber algunas ventajas del esquema CDM
con respecto al esquema TDM, debido a la capacidad inherente de las
realizaciones CDM de permitir el control del poder por usuario, al
mismo tiempo que mantiene constante la potencia promedio de la
ranura e igualada con la potencia midamble (de entrenamiento).
Por lo tanto, de acuerdo con una realización de
la invención, existe un protocolo de comunicación inalámbrica que
admite una transmisión de enlace descendente desde una estación base
hasta una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica, en la
que la transmisión de enlace descendente comprende al menos una
secuencia de código de enlace descendente asociada con un
identificador de recurso de código de enlace ascendente que se
relaciona con una transmisión de enlace ascendente previa o un
mensaje de reconocimiento previo.
En el contexto donde un código de enlace
descendente C_{16}^{9} 630 es asignado al
E-HICH, una de las realizaciones de la invención
puede verse como la extensión del árbol de código OVSF, como se
puede ver en la Fig. 6. Hay un total de secuencias ortogonales
R_{max} disponibles 630 por debajo del código
E-HICH 610. R_{max} es mayor o igual al número
total de unidades de recursos de transmisión de enlace ascendente
compartidas asignables en el sistema por TTI para transmisión de
enlace ascendente mejorada dentro de la célula.
En una realización, la estructura de ráfaga CDM
E-HICH 700 puede configurarse como se muestra en la
Fig. 7. Para las ráfagas TDD normales existen dos porciones de
información útil 715,730 por usuario 705 separados por una porción
midamble 720. Al final de la ráfaga se inserta un período de guardia
(GP) 735.
En esta realización, se representan un total de
"240" secuencias ortogonales para TDD, de manera que los
números del RU abarcan porciones de la trama tanto ascendentes como
descendentes (16 unidades de recurso en cada una de las 15 ranuras
de tiempo por trama de radio/TTI). Por lo tanto, esta organización
no se ve afectada por una configuración de trama particular o por
puntos de división de enlace ascendente (UL)/enlace descendente
(DL) y demás. La elección de "240" también proporciona un buen
ajuste a las capacidades de información útil del canal físico SF16
E-HICH ("244" bits para el tipo de ráfaga
"1" y "276" bits para el tipo de ráfaga "2" en un
contexto 3GPP), con poco desgaste de recursos de información útil,
pero que permite utilizar la misma estructura en los dos tipos de
ráfagas.
La opción de "240" también permite una
elección flexible de los conjuntos de códigos ortogonales. En una
realización de la presente invención, para evitar el almacenamiento
completo del conjunto de códigos "240" x "240"
(equivalente a 57.6 kilobits), sería ideal que los códigos que
miden 240 se pudieran generar sobre la marcha. En una realización,
los códigos que miden 240 podrán generarse simplemente por medios
aritméticos.
De manera ventajosa, y en una realización
alternativa, se prevé que los códigos que miden 240 puedan generarse
desde códigos más pequeños. Aquí, por ejemplo, la utilización de
códigos "240" permite un proceso serializado de ensanchamiento
de dos etapas 800, como el que se ve en la Fig. 8. Esto podría
reducir la complejidad UE y los requerimientos de memoria.
Por ejemplo, la realización ilustrada en la Fig.
8 utiliza un proceso serializado de ensanchamiento de dos etapas
empleando códigos seriales con dos conjuntos de secuencias
ortogonales más cortos, para generar los códigos de "240". De
este modo, en la Fig. 8 se ilustra, de acuerdo con algunas
realizaciones de la invención, una primer etapa de ensanchamiento
con factores de ensanchamiento que miden "20" bits y una
segunda etapa de ensanchamiento con factores de ensanchamiento que
miden "12" bits. Aquí se ingresa un solo bit de reconocimiento
o reconocimiento negativo 805 a un bloque de primera repetición 810,
en donde el bit 805 se repite veinte veces. Esta secuencia repetida
se ingresa en una primera función de multiplicación 820 en donde se
la multiplica con una longitud de código primario de "20"
815.
La secuencia multiplicada y repetida se ingresa
a un segundo bloque de repetición 825 en el que la secuencia
repetida se repite doce veces. Esta secuencia repetida se coloca en
una segunda función de multiplicación 835, en donde se la
multiplica con una longitud de código secundario de "12" 830.
El resultado posterior 840 es el conjunto de códigos de 240 bit
deseado.
De esta manera, esta realización proporciona una
implementación eficiente de poca complejidad, en la que el UE sólo
necesita guardar un conjunto de códigos "12" x "12" y uno
de "20"x "20". Afortunadamente, esto es mucho menos que
"240"x "240". De esta manera, en esta realización, se
utiliza una secuencia distintiva común de longitud "240",
independientemente del tipo de ráfaga, lo que simplifica la
implementación en el UE. Ya que los tamaños de información útil
para la ráfaga tipo 1 y para la tipo 2 son 244 bits y 276 bits
respectivamente, sobran por lo tanto 4 bits en la ráfaga 1 y
treinta y seis en la ráfaga tipo 2. La ganancia/pérdida del proceso,
debido a estos bits "no utilizados" es relativamente pequeña
(es decir, determinadas en 0.07dB y 0.06dB respectivamente).
El experto notará que se pueden utilizar otros
procesos de más de dos etapas. Se prevé también que se podrían
utilizar conjuntos de códigos alternativos, según el tipo de
aplicación al que se apunte, la reducción de la complejidad de UE y
los requerimientos de memoria que se utilizarán.
En la Fig. 9 se muestra la estructura de
transmisión de acceso por multiplexación por división en código
(CDM) 900 para TDD E-HICH, de acuerdo con algunas
realizaciones de la invención. De acuerdo con una realización de la
invención, como se ilustra en la Fig. 9, el código primario 815
puede construirse a partir de las filas de matrices de Hadamard de
orden "20". El código secundario 830 puede, de manera similar,
construirse a partir de las filas de matrices de Hadamard de orden
"12".
Los índices de código 815,830 usados junto con
las matrices Hadamard (i=0... 19 para el conjunto de código
primario y j=0... 11 para el conjunto de código secundario) se
derivan de la siguiente manera:
En donde "r" es la etiqueta de índice de
recurso mencionada anteriormente. Además, en algunas realizaciones
como se muestra en la Fig. 9, pueden ocurrir modificaciones en la
inversión de filas y códigos de aleatorización, por ejemplo
utilizando el procedimiento 930 con 99
bit-aleatorización de 3GPP, al código Hadamard
815,830. Dichas modificaciones en la inversión de filas y los
códigos de aleatorización pueden aplicarse después de agregar algún
bit no utilizado (sobrante) 925. Las modificaciones en la inversión
de filas y los códigos de aleatorización pueden utilizarse para
mejorar sus propiedades en términos de picos, para alcanzar una
potencia promedio o para proporcionar protección contra los efectos
Doppler.
Siguiendo con la aplicación del código de
aleatorización R99 bit, la señal está modulada por modulación de
fase por desplazamiento encuadratura (QPSK) 935. La señal modulada
QPSK se multiplica luego en la función multiplicadora 945 con una
ganancia específica de usuario 940.
La señal resultante es luego multiplexada con
las señales de otros usuarios en la función de multiplexación 950.
Se aplica después, un código de canalización E-HICH
955 a las señales multiplexadas en una función de ensanchamiento
960 que aplica un código de ensanchamiento SF16 en una realización.
La señal de salida es una señal de transmisión DMA 965 de
"1952" ó "2208" chips, en la que posteriormente se pueden
insertar una o más secuencias midamble (de entrenamiento).
En una realización de la presente invención, se
describe un método 1000 para transmitir y recibir información de
señales en un sistema de comunicaciones celular, como se ilustra en
la Fig. 10. El método comprende los pasos de comunicación entre una
unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica 1050, tal como el
equipo de un usuario, y una estación base 1010, como un
Node-B.
El método consta de un Node-B
1010 que asigne uno o más recursos de trasmisión de enlace
ascendente al UE 1050 en el paso 1015. El UE 1015 recibe la
asignación de uno o más recursos de trasmisión de enlace ascendente
en el paso 1055. El UE 1050 transmite luego un mensaje de enlace
ascendente utilizando todos, o un subconjunto, de los recursos de
enlace ascendente asignados, como se muestra en el paso 1060. El
Node B 1010 recibe la transmisión de enlace ascendente en el paso
1020.
Notablemente, el UE 1050 y el Node B 1010
derivan ambos un identificador de recurso de código de enlace
descendente, basado en el mensaje de asignación o en los recursos
ascendentes utilizados, como se muestra en los pasos 1065 y 1025.
El Node B 1010 asigna al menos una secuencia de código de enlace
descendente utilizada para portar información de señales de enlace
descendente asociada con el identificador de recurso de código de
enlace ascendente derivado, y asociado por lo tanto, con los
recursos de enlace ascendente utilizados para la transmisión
ascendente. Además, el Node B 1010 transmite las señales de enlace
descendente que comprenden al menos una secuencia de código de
enlace descendente hacia el UE 1050 utilizando los recursos de
enlace descendente derivados de los recursos de enlace ascendente
asignados o utilizados, como en el paso 1030. El UE 1050 recibe
luego las señales de enlace descendente en un recurso descendente
derivado, en el paso 1070, y es capaz de decodificar la transmisión
de enlace descendente ya que ha derivado independientemente los
mismos recursos de enlace descendente que el Node B 1010 según los
recursos de enlace ascendente asignados o utilizados.
En el contexto de la descripción anterior, y de
acuerdo con realizaciones de la invención, el término "secuencias
de código" debe tomarse como secuencias de tiempo que integran
(como son comunes en los sistemas CDMA) secuencias sinusoidales
equivalente a sub-portadoras de frecuencia en otros
sistemas de comunicación celular (como el OFDM o FDMA), y códigos
de tiempo/frecuencia genéricos en los sistemas que emplean
combinaciones de TDMA, FDMA y CDMA. De esta manera, la realización
de la invención puede ser aplicada a otros sistemas de comunicación
celular a través del cual los recursos sean asignados a los usuarios
en forma de códigos de tiempo, de frecuencia o tiempo/frecuencia o
como sub-portadoras de una frecuencia de portadora
primaria.
Se podrá ver que, por razones de claridad, la
descripción anterior hace referencia a realizaciones de la invención
relacionadas con diferentes procesadores y unidades funcionales.
Sin embargo, parecería que cualquier posible distribución de
funcionalidad entre diferentes procesadores y unidades funcionales,
puede utilizarse sin restarle valor a la invención. Por ejemplo, la
funcionalidad ilustrada para ser llevada a cabo por distintos
procesadores o controladores, puede llevarse a cabo por el mismo
procesador o controlador. Por consiguiente, las referencias a las
unidades funcionales específicas son sólo a fines de ser vistas como
referencias de medios apropiados para proporcionar la funcionalidad
descripta, y no como una estructura u organización lógica o física
estricta.
La presente invención puede implementarse de
cualquier forma posible incluyendo, hardware, software, firmware o
cualquier combinación de éstos. La invención puede implementarse
también, al menos en parte, como software informático que funcione
en uno o más procesadores de datos y/o procesadores de señal
digital. Los elementos y componentes de una realización de la
invención pueden implementarse física, funcional y lógicamente de
cualquier manera posible. De hecho, la funcionalidad puede
implementarse en una sola unidad, en una pluralidad de unidades o
como parte de otras unidades funcionales. Como tal, la invención
puede implementarse en una sola unidad o puede distribuirse física
y/o funcionalmente entre varias unidades y procesadores.
A pesar de que la presente invención haya sido
descripta en relación a algunas realizaciones, no se pretende
limitarla a la forma específica aquí planteada. Por el contrario, el
alcance de la presente invención sólo se encuentra limitado por las
siguientes reivindicaciones.
Claims (30)
1. Un dispositivo que transmite información de
señales en un sistema de comunicaciones celular, que tiene una
pluralidad de recursos de transmisión ascendente compartidos
divididos en conjuntos de recursos de transmisión incompatibles; el
dispositivo comprende:
- medios para asignar un recurso de transmisión de enlace ascendente a una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica mediante un mensaje de asignación;
- medios para recibir un recurso de transmisión de enlace ascendente desde una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica;
- medios para derivar un identificador de código de enlace ascendente asociado con la transmisión de enlace ascendente o el mensaje de asignación;
- medios para asignar al menos una secuencia de código de enlace descendente asociada con el identificador de código de enlace ascendente derivado; y
- medios para transmitir una transmisión de enlace descendente comprendiendo al menos una secuencia de código de enlace descendente hacia la unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo reivindicado en la reivindicación
1 además caracterizado por contar con medios para asociar
una señal de reconocimiento con una transmisión de enlace ascendente
utilizando un identificador de código de enlace ascendente, de
manera tal que los medios para transmitir transmitan una transmisión
de enlace descendente a la unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica con la señal de reconocimiento.
3. El dispositivo reivindicado en las
reivindicaciones 1 ó 2 en donde los medios para recibir comprenden
la recepción de una transmisión de enlace ascendente previamente
programada por el dispositivo, de manera tal que el dispositivo
derive un identificador de recurso de código de enlace ascendente
asociado con la transmisión de enlace ascendente programada.
4. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde los medios para asignar
al menos una secuencia de código de enlace descendente asociada con
el identificador de recurso de código de enlace ascendente derivado
asigna y reasigna dinámicamente la secuencia de código de enlace
descendente que debe ser al menos una, durante un corto periodo de
tiempo.
5. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde códigos múltiples se
enlazan para otorgar la asignación para admitir varios canales de
asignación de recursos.
6. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 2 a 5, en donde múltiples señales
de reconocimiento están multiplexadas por división de tiempo o en
códigos sobre una única unidad de transmisión mínima para
duplexación por división de frecuencia (TDD) por acceso múltiple por
división de códigos (CDMA).
7. El dispositivo reivindicado en la
reivindicación 6 en donde la unidad única de transmisión mínima es
una secuencia de código que emplea un factor de ensanchamiento
"16" ó "32" en una ranura de tiempo.
8. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde los medios para derivar
un identificador de recurso de código de enlace ascendente derivan
un código de canalización de enlace ascendente que ha sido asignado
de manera dinámica a la unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica.
9. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde los medios para asignar
al menos una secuencia de código de enlace ascendente para portar
información asociada con el identificador de recurso de código de
enlace ascendente derivado comprenden la asociación de una etiqueta
objetivamente con cada uno de los usuarios que transmiten
activamente.
10. El dispositivo reivindicado en la
reivindicación 9, en el que la asociación de una etiqueta con
objetivamente cada uno de los usuarios que transmiten se lleva a
cabo en un solo intervalo de tiempo de transmisión (TTI).
11. El dispositivo reivindicado en la
reivindicación 9 o 10, en donde la etiqueta identifica una unidad de
recurso entre una pluralidad de unidades que abarcan porciones
tanto de enlace ascendente como descendente de una trama de
comunicación.
12. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 9 a 11, en donde la transmisión de
código descendente utiliza uno de los conjuntos de secuencias de
código "240" para la operación TD-CDMA.
\newpage
13. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 9 a 12, en donde la secuencia de
código utilizada para la transmisión de enlace descendente se
construye utilizando al menos un proceso de ensanchamiento
serializado de dos etapas.
14. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde la transmisión de código
ascendente es una transmisión de enlace ascendente de división por
frecuencia que admite un único conjunto de recursos compartidos de
enlace ascendente.
15. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde la transmisión de código
ascendente es una transmisión de código ascendente mejorada dentro
de un sistema de división por tiempo.
16. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de
comunicaciones celular es un sistema 3GPP (proyecto de colaboración
de tercera generación).
17. El dispositivo reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo es una
estación base.
18. Una unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica que recibe información de señales en un sistema de
comunicaciones celular que admite una pluralidad de recursos de
transmisión de enlace ascendente compartido que se dividen en
conjuntos de recursos de transmisión no compatibles, la unidad de
suscriptor para comunicación inalámbrica comprende:
- medios para recibir información de señales a través de una transmisión de enlace descendente desde una estación base, en la que las transmisiones de enlace descendente comprenden al menos una secuencia de código de enlace descendente; y medios para derivar un identificador de recurso de código de enlace ascendente relacionado con una transmisión de enlace ascendente previa o un mensaje de asignación previo asociado con la secuencia de código de enlace descendente, que debe ser al menos una.
\vskip1.000000\baselineskip
19. Una unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica reivindicada en la reivindicación 18 además
caracterizada porque la secuencia de código de enlace
descendente, que debe ser al menos una, asocia una señal de
reconocimiento con una transmisión de enlace ascendente utilizando
el identificador de recurso de código de enlace ascendente.
20. Un método para transmitir información de
señales en un sistema de comunicaciones celular que admite una
pluralidad de recursos de transmisión de enlace ascendente
compartidos que se dividen en conjuntos de recursos de transmisión
incompatibles; el método comprende los pasos de:
- asignar recursos de enlace ascendente a una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica mediante un mensaje de asignación;
- recibir una transmisión de enlace ascendente desde una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica;
- derivar al identificador de recurso de código de enlace ascendente desde la transmisión de enlace ascendente o desde el mensaje de asignación de enlace ascendente;
- asignar al menos una secuencia de código de enlace descendente utilizada para portar información de señales de enlace descendente asociado con el identificador de recurso de código de enlace ascendente; y
- transmitir una transmisión de enlace descendente que comprenda la secuencia de código de enlace descendente, que debe ser al menos una, hacia la unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica.
\vskip1.000000\baselineskip
21. Un método para transmitir información de
señales en un sistema de comunicaciones celular como se reivindica
en la reivindicación 20 además caracterizado porque la
secuencia de código de enlace descendente, que debe ser al menos
una, asocia una señal de reconocimiento con una transmisión de
enlace ascendente utilizando el identificador de recurso de código
de enlace ascendente.
22. Un método para recibir información de
señales en un sistema de comunicaciones celular que admite una
pluralidad de recursos de transmisión de enlace ascendente
compartidos que se dividen en conjuntos de recursos de transmisión
incompatibles; el método comprende los pasos de:
- recibir una transmisión de enlace descendente desde una estación base, en la que la transmisión de enlace descendente comprende al menos una secuencia de código de enlace descendente; y
- derivar un identificador de recurso de código de enlace ascendente relacionado con una transmisión de enlace ascendente previa o un mensaje de asignación anterior asociado con la secuencia de código de enlace descendente, que debe ser al menos una.
23. Un método para recibir información de
señales en un sistema de comunicaciones celular como se reivindica
en la reivindicación 22 además caracterizado porque la
secuencia de código de enlace descendente, que debe ser al menos
una, asocia una señal de reconocimiento con una transmisión de
enlace ascendente, utilizando el identificador de recurso de código
de enlace ascendente.
24. Un método para transmitir información de
señales en un sistema de comunicaciones celular que admite una
pluralidad de recursos de transmisión de enlace ascendente
compartidos que se dividen en conjuntos de recursos de transmisión
incompatibles y adaptado para admitir una transmisión de enlace
descendente desde una unidad de suscriptor para comunicación
inalámbrica, en la que la transmisión de enlace descendente
comprende al menos una secuencia de código de enlace descendente,
asociada con un identificador de recurso de código de enlace
ascendente derivado, relacionado con una transmisión de enlace
ascendente previa o con un mensaje de asignación anterior.
25. Un sistema de comunicaciones celular como se
reivindica en la reivindicación 24 además caracterizado
porque la secuencia de código de enlace descendente, que debe ser
al menos una, asocia una señal de reconocimiento con una
transmisión de enlace ascendente utilizando el identificador de
recurso de código de enlace ascendente.
26. Un sistema de comunicaciones celular como se
reivindica en la reivindicación 24 ó 25, en donde la transmisión de
enlace ascendente es una transmisión de enlace ascendente
TD-CDMA mejorada.
27. Un sistema de comunicaciones celular como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes de 24
a 26 en donde el sistema de comunicaciones celular es un sistema
3GPP (proyecto de colaboración de tercera generación).
28. Un sistema de comunicaciones celular como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes de la
24 a la 27 en donde la transmisión de enlace ascendente es una
transmisión de enlace ascendente dividida en frecuencia que admite
un único conjunto de recursos de enlace ascendente compartidos.
29. Un protocolo de comunicación inalámbrica que
admita una transmisión de enlace descendente desde una estación
base hacia una unidad de suscriptor para comunicación inalámbrica en
un sistema de comunicaciones celular, en donde una pluralidad de
recursos de transmisión de enlace ascendente compartidos se dividen
en conjuntos de recursos de transmisión incompatibles; en el que
una transmisión de enlace descendente comprende al menos una
secuencia de código de enlace descendente con un identificador de
recurso de código de enlace ascendente derivado, relacionado con
una transmisión de enlace ascendente previa o con un mensaje de
asignación anterior.
30. Un protocolo de comunicación inalámbrica
como se reivindica en la reivindicación 29 además
caracterizado porque la secuencia de código de enlace
descendente, que debe ser al menos una, asocia una señal de
reconocimiento con una transmisión de enlace ascendente utilizando
el identificador de recurso de código de enlace ascendente.
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