ES2603090T3 - Sistema de comunicaciones inalámbricas - Google Patents
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Abstract
Un sistema de comunicaciones inalámbricas que tiene una estación base para comunicar con una pluralidad de terminales subordinados usando una pluralidad de bandas de frecuencia usadas en un acceso múltiple, en el que: la estación base incluye: un dispositivo de agrupamiento (30) configurado para asignar la pluralidad de terminales a un grupo correspondiente a una o varias de las bandas de frecuencia según una anchura de banda disponible en base a una capacidad de rendimiento de cada terminal; un dispositivo planificador (24-1 a 24-n; 24a) configurado para planificar el terminal agrupado para cada grupo y asignar una o varias de las bandas de frecuencia al terminal agrupado; y un dispositivo de comunicaciones (25-1 a 25-n; 25) configurado para comunicar con un terminal según un resultado de la planificación; e incluyendo el terminal: un dispositivo de comunicaciones (18) configurado para comunicar con la estación base según un resultado de la planificación.
Description
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DESCRIPCION
Sistema de comunicaciones inalambricas Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un sistema de comunicaciones inalambricas.
Antecedentes de la invencion
Un sistema de comunicaciones moviles para asignar transmision usando un planificador como un sistema HSDPA estandarizado en 3GPP se ha usado parcialmente en la practica.
A continuacion se describe un ejemplo de un sistema HSDPA para realizar una transmision de enlace descendente de alta velocidad usando un ejemplo de la configuracion de un terminal y un ejemplo de una configuracion de una estacion base.
Las figuras 1 a 5 son vistas explicativas de un sistema HSDPA convencional.
En el terminal ilustrado en la figura 1, por ejemplo, una unidad de medicion/calculo de calidad de canal inalambrico 13 mide y calcula un indicador de calidad de canal inalambrico (denominado a continuacion un CQI (indicador de calidad de canal)) segun la senal piloto de una senal de enlace descendente recibida a traves de una antena 10, una unidad radio 11, y una unidad de desmodulacion/descodificacion 12. Como un ejemplo practico, se calcula un SIR midiendo la potencia de recepcion y la potencia de interferencia de la senal piloto. El valor CQI es ensamblado en una senal de transmision por una unidad de transmision de indicador de calidad de canal inalambrico 14, codificado y modulado por una unidad de codificacion/modulacion 15, y transmitido a una estacion base en un canal inalambrico de enlace ascendente a traves de la antena 10.
Por otra parte, la estacion base ilustrada en la figura 2 recibe una senal que lleva el valor CQI transmitido desde un terminal a traves de una antena 20, una unidad radio 21, y una unidad de desmodulacion/descodificacion 22, recoge un indicador de calidad de canal inalambrico (CQI), y notifica el indicador a un planificador 24. El planificador 24 calcula la prioridad del terminal para cada banda de frecuencia disponible usando el indicador de calidad de canal inalambrico (denominado a continuacion un CQI (indicador de calidad de canal) reportado a partir del terminal, y selecciona un parametro de transmision en base a prioridad mas alta. Una unidad de generacion de senal de control 25 genera una senal de control de transmision, y transmite la senal a un terminal a traves de una unidad de codificacion/modulacion 27, una unidad radio 28, y la antena 20. Los datos de transmision de una memoria intermedia de datos de transmision 26 son transmitidos a un terminal despues de transmitir la senal de control.
La figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso de planificacion.
Supongase que hay terminales UE1 a UEn en la celula de una estacion base. En el paso S10 se reciben los valores CQI (CQI1 a CQIn) de los terminales UE1 a UEn. En el paso S11 se almacenan CQI1 a CQIn. En el paso S12 se inicializa un TTI. TTI es el acronimo de intervalo de tiempo de transmision, y se refiere a un intervalo de transmision de los datos a un terminal. En este ejemplo, se usa como una variable que indica una frecuencia de transmision. En el paso S13, el TTI se incrementa en 1. En el paso S14 se calcula la prioridad Pk del terminal UEk. En el paso S15, el sistema es inicializado a i=0, j=1. En el paso S16 se calculan los recursos inalambricos Ri. Con i=0, los recursos inalambricos no han sido asignados. Por lo tanto, Ri se refiere a todos los recursos inalambricos. En el paso S17, se determina si los recursos inalambricos Ri son o no inferiores a 0. Si la determinacion en el paso S17 es Sf, el control pasa al paso S21. Si la determinacion en el paso S17 es NO, el terminal UEj que tiene la prioridad Pk del valor maximo Pk_max se calcula a partir de los n-i terminales en el paso S18. En el paso S19 se selecciona el metodo de transmitir datos (longitud de datos, sistema de modulacion, etc) al terminal UEj. En el paso S20, i se incrementa en 1, j se incrementa en 1, y el control vuelve al paso S16. En el paso S21, el metodo de transmision seleccionado en el paso S19 es modulado como una senal de control, y el resultado es transmitido al terminal. En el paso S22, los datos de transmision son modulados para el terminal al que la senal de control ha sido transmitida, transmite el resultado al terminal, y el control vuelve al paso S13.
Como un metodo de calcular la prioridad, el metodo MAX CIR consiste en seleccionar un valor CQI mayor, y el metodo PF (equidad proporcional) consiste en seleccionar un CQI mayor y realizar una seleccion para una oportunidad igual.
En dicho 3GPP, la especificacion del sistema E3G (3G evolucionado) se inspecciona como un sistema de comunicaciones moviles de siguiente generacion. A este respecto, la implementacion del sistema OFDMA y el sistema SC-FDMA se estudian respectivamente para hacia abajo y hacia arriba como un metodo de multiconexion.
Ademas, en el sistema E3G, un proceso de planificacion se realiza como con el sistema HSDPA usando la banda de frecuencia mas ancha que el HSDPA convencional (por ejemplo, cuatro veces). Ademas, el terminal usado en el
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sistema E3G tiene diferentes anchuras de banda entre hacia arriba y hacia abajo. Ademas, hacia abajo, las bandas disponibles por los terminales dependen de cada terminal, por ejemplo, 1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz, etc.
Por lo tanto, hay que realizar un proceso de planificacion en la banda de sistema de 20 MHz considerando la anchura de banda disponible.
Es decir, como se ilustra en la figura 4, hay que realizar el proceso de planificacion en todo el sistema usando un planificador.
Ademas, supongase que la anchura de banda del sistema de enlace descendente es 20 MHz, y la anchura de banda de enlace descendente de un terminal es 5 MHz. Entonces, la frecuencia usada durante la operacion es variable tomando en cuenta la relacion con otros terminales, y hay cuatro opciones. Por lo tanto, para que el planificador de una estacion base pueda seleccionar la banda optima de entre una pluralidad de bandas tomando en cuenta las anchuras de banda disponibles por otros terminales, el CQI se mide y calcula para cada banda de 5 MHz en un terminal como se ilustra en la figura 5, y el resultado ha de ser reportado a la estacion base.
Es decir, se necesita cuatro veces mas de medicion y calculo que con el sistema HSDPA. Ademas, la frecuencia de reporte de los CQIs a las estaciones base se cuadruplica. Como resultado, la interferencia del canal ascendente tambien se cuadruplica.
En el sistema E3G, cuando todo el sistema ha sido planificado por un planificador,
* Cuando se compara simplemente con el planificador del sistema HSDPA convencional, el numero de terminales a planificar se multiplica (por ejemplo, cuadruplica).
* En comparacion con el intervalo de transmision de 2 ms del sistema HSDPA convencional, el intervalo es 1/4, es decir, 0,5 ms.
Por dichas dos razones, por ejemplo, se demanda una velocidad de planificacion 16 veces mas rapida que con el sistema convencional. Es decir, el tiempo de calculo de prioridad se ha de poner a 1/16.
Por otra parte, la mejora del rendimiento del proceso de la CPU y el DSP para realizar el proceso de planificacion se cuadruplica aproximadamente en base a la referencia del ano 2010 cuando se tiene en cuenta el objetivo de comenzar el servicio del E3G, que dista de dichas 16 veces con la ley de Moore (doble velocidad de proceso en 18 meses).
Por lo tanto, es inevitable que el proceso de planificacion se realice a una velocidad mas alta.
El documento de Patente 1 describe la tecnologfa de agrupar y planificar terminales en movimiento a alta velocidad. Ademas, especifica las bandas a planificar. Se supone que se basan en el HSUPA (acceso de paquetes de enlace ascendente a alta velocidad) del 3GPP. Sin embargo, en las descripciones, un terminal que se mueva a baja velocidad o durante paradas no se planifica.
El documento de Patente 2 describe un ejemplo usando OFCDM (multiplexion por division de codigo y frecuencia ortogonal). Es decir, se realiza un proceso de difusion en las direcciones de frecuencia y tiempo, y luego se realiza una operacion de multiplexion.
El documento de Patente 3 agrupa los terminales usando la cantidad de atenuacion de potencia de transmision. Dado que no hay descripciones acerca de las bandas de frecuencia disponibles, se considera que se usa OFDM convencional.
El documento de Patente 4 describe una estacion base que detecta la velocidad de movimiento de una estacion movil usando una frecuencia Doppler, y selecciona de forma optima una tasa de codificacion y un sistema de modulacion.
El documento de Patente 5 describe determinar de forma optima la tasa de transmision de las comunicaciones de una estacion movil y una estacion base segun la informacion acerca de la frecuencia Doppler, etc, de una estacion movil.
El documento de Patente 6 describe agrupar una subportadora, adquirir informacion de calidad de canal por cada grupo, y transmitir y recibir la informacion.
El documento de Patente 7 describe un sistema para asignar canales de comunicacion dentro de un sistema celular radio en el que a cada peticion de captura de canal se le asigna un tipo de llamada.
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Documento de Patente 1: Publicacion de Patente japonesa numero 2006-060814 Documento de Patente 2: Publicacion de Patente japonesa numero 2005-318434 Documento de Patente 3: Publicacion de Patente japonesa numero 2001-036950 Documento de Patente 4: Publicacion de Patente japonesa numero 2003-259437 Documento de Patente 5: Publicacion de Patente japonesa numero 2005-260992 Documento de Patente 6: Publicacion de Patente japonesa numero 2005-160079 Documento de Patente 7: US5504939 Descripcion de la invencion
La presente invencion tiene la finalidad de proporcionar un sistema de comunicaciones inalambricas capaz de acelerar un proceso de planificacion en una estacion base.
La invencion se define en las reivindicaciones independientes. Se exponen realizaciones opcionales en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista explicativa (1) de un sistema HSDPA convencional.
La figura 2 es una vista explicativa (2) de un sistema HSDPA convencional.
La figura 3 es una vista explicativa (3) de un sistema HSDPA convencional.
La figura 4 es una vista explicativa (4) de un sistema HSDPA convencional.
La figura 5 es una vista explicativa (5) de un sistema HSDPA convencional.
La figura 6 es una secuencia del flujo del proceso segun una realizacion de la presente invencion.
La figura 7 es una vista explicativa que ilustra el caso en el que se realiza una operacion de agrupamiento en el metodo mas facil en base a la calidad de canal de cada banda durante el establecimiento de canal.
La figura 8 ilustra una imagen de medicion de calidad de canal inalambrico para cada banda disponible.
La figura 9 es una vista explicativa (1) del metodo de agrupar y planificar un terminal.
La figura 10 es una vista explicativa (2) del metodo de agrupar y planificar un terminal.
La figura 11 es una vista explicativa de una imagen de metodos de agrupamiento y planificacion cuando la anchura
de banda disponible de un terminal es diferente de la ilustrada en la figura 10.
La figura 12 es una vista explicativa (1) de un proceso de agrupamiento jerarquico.
La figura 13 es una vista explicativa (2) de un proceso de agrupamiento jerarquico.
La figura 14 ilustra un ejemplo de una tabla de agrupamiento de una estacion base cuando se agrupa un terminal.
La figura 15 es una vista explicativa de otros metodos de agrupamiento.
La figura 16 ilustra un ejemplo de una tabla de agrupamiento de una estacion base para la operacion de agrupamiento ilustrada en la figura 15.
La figura 17 es una vista (1) de un ejemplo del proceso cuando se agrupa un terminal.
La figura 18 es una vista (2) de un ejemplo del proceso cuando se agrupa un terminal.
La figura 19 es una vista (3) de un ejemplo del proceso cuando se agrupa un terminal.
La figura 20 es una vista (4) de un ejemplo del proceso cuando se agrupa un terminal.
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La figura 21 es una vista (5) de un ejemplo del proceso cuando se agrupa un terminal.
La figura 22 es una vista de la configuracion que ilustra el principio del terminal segun la presente invencion.
La figura 23 es una vista que ilustra la configuracion del principio de la estacion base segun la presente invencion.
La figura 24 ilustra un ejemplo de una configuracion ilustrada en la figura 22 aplicada a un caso cuando se mide un
CQI como calidad de canal inalambrico.
La figura 25 ilustra un ejemplo de una configuracion ilustrada en la figura 23 aplicada a un caso cuando se mide un CQI como calidad de canal inalambrico.
La figura 26 ilustra el segundo ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion.
La figura 27 ilustra el tercer ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion.
La figura 28 ilustra el segundo ejemplo de una configuracion de un terminal segun una realizacion de la presente invencion correspondiente a la figura 27.
La figura 29 ilustra el cuarto ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion.
La figura 30 ilustra el quinto ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion.
Mejor modo de llevar a la practica la invencion
A continuacion se describe una transmision de enlace descendente como un ejemplo.
La figura 6 es una secuencia del flujo del proceso segun una realizacion de la presente invencion.
En la figura 6, un terminal mide la calidad de canal inalambrico para cada banda de frecuencia (1). Es decir, se calcula un SIR a partir de los datos recibidos, y se obtiene un valor CQI en base al SIR calculado. La calidad de canal inalambrico medida es notificada a una estacion base (2). La estacion base determina la banda de frecuencia disponible por el terminal a partir de la informacion acerca de la calidad de canal inalambrico recibida (3), y clasifica todos los terminales que han transmitido la calidad de canal inalambrico en grupos (4). Cuando ha finalizado el proceso de agrupamiento, la estacion base notifica a cada terminal el grupo de terminales al que pertenece el terminal (5). A la recepcion de la notificacion de grupo de terminales, el terminal establece una banda de frecuencia disponible y el grupo de terminales (6). El terminal mide la calidad de canal inalambrico en las bandas de frecuencia disponibles establecidas para el terminal (7), y a la estacion base el resultado de la medicion (8). La estacion base realiza un proceso de planificacion para cada banda de frecuencia disponible en base a la calidad de canal inalambrico notificada. Es decir, la estacion base selecciona una tecnica para transmision en base a la prioridad del terminal, y selecciona un metodo de transmision. Entonces, genera informacion de control que sera recibida por el terminal (9), notifica al terminal la informacion de control de transmision (10), y luego transmite datos (11).
Asf, en el sistema OFDMA y el sistema MC-CDMA, los terminales son agrupados dependiendo de las posibles anchuras de banda disponibles y las frecuencias disponibles. El proceso de agrupamiento puede ser realizado cuando se establece un canal inalambrico, o puede ser realizado a intervalos predeterminados despues del establecimiento del canal inalambrico. La informacion para el proceso de agrupamiento puede ser una posible anchura de banda disponible de un terminal, la calidad de canal de cada banda, el uso de un canal (carga) de cada banda, etc.
La figura 7 es una vista explicativa que ilustra el caso en el que se realiza una operacion de agrupamiento en el metodo mas facil en base a la calidad de canal de cada banda durante el establecimiento de canal.
En la practica, supongase un caso en el que un terminal tiene la anchura de banda maxima posible disponible de 5 MHz, y la anchura de banda del sistema de 20 MHz. Cuando se establece una caractenstica, el terminal mide la calidad de canal inalambrico para cada banda obtenida dividiendo la banda del sistema de 20 MHz por la anchura de banda maxima posible disponible de 5 MHz, calcula un indicador de calidad de canal inalambrico (1), y notifica a la estacion base el indicador calculado (2). La estacion base (o una estacion de control de canal inalambrico) determina las frecuencias disponibles en base a la informacion y la posible anchura de banda disponible acerca del terminal (3), divide el terminal por cada anchura de banda disponible y las frecuencias disponibles, y realiza el proceso de agrupamiento (4). Tambien es posible determinar las frecuencias disponibles considerando la carga de
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canal entre las frecuencias que puede acomodar.
La figura 7 es sustancialmente la misma que la figura 6, pero las bandas de frecuencia disponibles y el grupo de terminales se establecen cuando se establece un canal, y la calidad de canal inalambrico de las bandas de frecuencia disponibles de cada terminal se mide por cada terminal en un estado normal, y la estacion base realiza el proceso de planificacion en base a la calidad de canal inalambrico reportada, e inicia las comunicaciones. La operacion en el estado normal es la misma que en la figura 6, y aqu se omite la descripcion.
La figura 8 ilustra una imagen de medir la calidad de canal inalambrico para cada banda disponible.
Como se ha descrito anteriormente, el terminal para el que se determina un grupo de terminales, mide la calidad de canal solamente para las frecuencias disponibles determinadas, calcula el CQI, y reporta los resultados a la estacion base.
Asf, el numero de reportes de CQI disminuye, reduciendo por ello la interferencia de enlace ascendente.
La estacion base que ha recibido el CQI clasifica el CQI para cada grupo del terminal, y realiza el proceso de planificacion para cada grupo de terminales (cada banda de frecuencia disponible). Asf, dado que el numero de terminales a planificar disminuye, la complejidad computacional al calcular una prioridad del terminal en el proceso de planificacion se reduce, acelerando por ello todo el proceso. Ademas, dado que el proceso de planificacion se realiza en cada grupo de terminales, todo el proceso se puede acelerar mas operando simultaneamente una pluralidad de planificadores.
Las figuras 9 y 10 son vistas explicativas del metodo de agrupar y planificar un terminal.
En las figuras 9 y 10, la banda del sistema es 20 MHz, la anchura de banda disponible del terminal es 5 MHz, y los terminales UE 100 a 139 se clasifican en cuatro grupos. Usando una banda de frecuencia 1, un grupo 1 es planificado por un planificador 1 en los cuatro planificadores. Igualmente, a un grupo 2 se le asigna una banda 2 y un planificador 2, a un grupo 3 se le asigna una banda 3 y un planificador 3, y a un grupo 4 se le asigna una banda 4 y un planificador 4. Se ilustran con (a) en la figura 10. Dado que el intervalo de transmision de datos es 0,5 ms, el proceso de planificacion de cada grupo se realiza cada 0,5 ms.
Asf, cuando se facilita una pluralidad de planificadores, se asigna un planificador a cada grupo de terminales. Es decir, el grupo 1 es planificado, por ejemplo, por el planificador 1, y el grupo 2 es planificado por el planificador 2. Los procesos de planificacion pueden ser realizados simultaneamente como ilustra (b) en la figura 10.
La figura 11 es una vista explicativa (1) de una imagen de metodos de agrupamiento y planificacion cuando la anchura de banda disponible de un terminal es diferente de la ilustrada en la figura 10.
En la figura 11, la anchura de banda disponible del terminal es 10 MHz, y hay un grupo 5 planificado por un planificador 5 usando las bandas 1 y 2, y un grupo 6 planificado por un planificador 6 usando las bandas 3 y 4.
Las figuras 12 y 13 son vistas explicativas del agrupamiento jerarquico.
Como se ha descrito anteriormente, la posible anchura de banda disponible por un terminal depende del rendimiento de un terminal. Por lo tanto, puede haber un metodo de realizar un proceso de agrupamiento en base a una posible anchura de banda disponible. En el caso ilustrado en la figura 12, los terminales UE 160 a 169 capaces de usar 20 MHz son clasificados en un grupo 7, y planificados por un planificador 7. Por otra parte, los terminales UE 140 a 149, y los UE 150 a 159 que tienen la banda disponible de 10 MHz son clasificados respectivamente en el grupo 5 planificado por el planificador 5 usando las bandas 1 y 2 y el grupo 6 planificado por el planificador 6 usando las bandas 3 y 4. Los terminales UE 100 a 109, los UE 110 a 119, los UE 120 a 129, y los uE 130 a 139 que tienen la banda disponible de 5 MHz son clasificados respectivamente en el grupo 1 planificado por el planificador 1 usando la banda 1, el grupo 2 planificado por el planificador 2 usando la banda 2, el grupo 3 planificado por el planificador 3 usando la banda 3, y el grupo 4 planificado por el planificador 4 usando la banda 4.
Como se ilustra con (a) y (b) en la figura 13, se supone que se usan todas las bandas disponibles posibles, y que, por ejemplo, un grupo que tiene un bucle amplio tal como 10 MHz como una banda disponible posible se define como un grupo de orden mas alto, y un grupo que tiene un bucle estrecho tal como 5 MHz como una banda disponible posible se define como un grupo de orden mas bajo. Entonces, el proceso de planificacion se realiza a partir del grupo de orden mas alto al grupo de orden mas bajo.
Como se ilustra con (a) en la figura 13, el grupo 7 es planificado primero cada 0,5 ms como el tiempo de transmision de cada elemento de datos, y luego son planificados los grupos 5 y 6, y finalmente los grupos 1 a 4. La parte (b) en la figura 13 ilustra la imagen de la planificacion jerarquica. El proceso de planificacion se realiza secuencial y jerarquicamente a partir del planificador 7. Dado que los dos planificadores, es decir, los planificadores 5 y 6, y los cuatro planificadores, es decir, los planificadores 1 a 4, operan simultaneamente, cabe esperar que los procesos de
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La figura 14 ilustra un ejemplo de una tabla de agrupamiento de una estacion base cuando se agrupa un terminal.
Correspondiendo a cada numero de grupo de terminales, se introducen la frecuencia central de la banda disponible de cada grupo, la anchura de banda, y el numero de identificacion del terminal perteneciente a cada grupo.
La figura 15 es una vista explicativa de otros metodos de agrupamiento.
La velocidad de transmision necesaria depende de los datos a transmitir. Por lo tanto, la anchura de banda necesaria depende de los datos. Es decir, QoS puede necesitar una anchura de banda disponible amplia, o una anchura de banda disponible estrecha. Ademas, si se puede realizar una transmision estrechando la anchura de banda para la relacion con otros terminales aunque no se pueda alcanzar una velocidad de transmision necesaria, la transmision puede ser realizada. Por lo tanto, cuando la anchura de banda disponible posible de un terminal es 20 MHz, no puede solamente pertenecer al grupo de terminales de 20 MHz, sino tambien pertenecer al grupo de terminales de una anchura de banda mas pequena tal como 10 MHz, 5 MHz, etc. Por lo tanto, el grupo de terminales se define jerarquicamente en el orden descendente de tamano de la anchura de banda disponible. En la figura 15, el terminal que tiene la banda disponible de 20 MHz puede realizar comunicaciones a 10 MHz y 5 MHz. Ademas, el terminal que tiene la banda disponible de 10 MHz tambien puede realizar comunicaciones a 5 MHz. Los terminales UE 160 a 169 que tienen la banda disponible de 20 MHz no solamente pertenecen al grupo 7 planificado por el planificador 7, sino que tambien pertenecen a todos los grupos 1 a 6. Consiguientemente, cuando los terminales UE 160 a 169 no pueden usar la banda de 20 MHz, pueden ser asignados al grupo 5 o 6 que tiene la banda de 10 MHz. Cuando tampoco pueden usar la banda de 10 MHz, pueden ser asignados a alguno de los grupos 1 a 4 de la banda de 5 MHz. Asf, se reduce la posibilidad de que los terminales UE 160 a 169 no puedan realizar comunicaciones. Igualmente, los terminales UE 140 a 149 y los UE 150 a 159 que tienen la banda disponible de 10 MHz tambien pueden ser asignados a los grupos 1 a 4 de modo que tambien se puedan realizar comunicaciones a 5 MHz cuando las comunicaciones no puedan ser realizadas en la banda de 10 MHz. Dado que los terminales UE 100 a 109, los UE 110 a 119, los UE 120 a 129, y los UE 130 a 139 pertenecen solamente a los grupos 1 a 4 porque no hay banda disponible inferior a 5 MHz.
El proceso de planificacion se lleva a cabo a partir de un grupo de orden mas alto (por ejemplo, 20 MHz) a un grupo de orden mas bajo (por ejemplo, 5 MHz). Asf, el numero de terminales a planificar en un grupo se puede reducir, y el proceso de calculo de prioridad tambien se puede reducir, acelerando por ello todo el proceso de planificacion.
La figura 16 ilustra un ejemplo de una tabla de agrupamiento de una estacion base para la operacion de agrupamiento ilustrada en la figura 15.
La frecuencia central de la banda disponible de cada grupo, la anchura de banda, y los numeros de identificacion de los terminales pertenecientes a cada grupo son introducidos en la tabla correspondiente a cada uno de los grupos de terminales numeros 1 a 7.
Como sucede con el caso ilustrado en la figura 14, cuando se facilita una pluralidad de planificadores, el numero de planificadores ha de ser igual al numero de grupos. Proporcionando un planificador por cada grupo y operando simultanea y jerarquicamente los multiples planificadores, el proceso de planificacion se puede acelerar. Ademas, los multiples planificadores pueden ser sustituidos por un planificador capaz de realizar operaciones concurrentes.
Las figuras 17 a 21 son vistas de ejemplos del proceso cuando se agrupa un terminal.
En el ejemplo ilustrado en la figura 17, en el paso S30, se confirma la anchura de banda disponible maxima posible de un terminal deseado. En el paso S31, se recibe del terminal el CQI de cada banda. En el paso S32, la banda disponible se selecciona a partir del valor maximo del CQI. En el paso S33 se selecciona un grupo de terminales correspondientes a la banda seleccionada.
En el ejemplo ilustrado en la figura 18, la anchura de banda disponible maxima posible de un terminal deseado se confirma en el paso S35, y el CQI de cada banda se recibe en el paso S36. En el paso S37 se selecciona la banda disponible a partir del CQl y el estado de uso de cada banda, y en el paso S38 se selecciona un grupo de terminales. El estado de uso de cada banda se refiere al numero de terminales ya asignado a cada banda, etc. Cuando el numero de terminales asignado a una cierta banda es demasiado grande, la frecuencia de la seleccion por el planificador se reduce y la velocidad de transmision es mas baja. En este caso, se realiza el proceso de seleccionar la banda del segundo CQI mas grande, no la banda del CQI mas grande, etc.
En el ejemplo ilustrado en la figura 19, la anchura de banda disponible maxima posible de un terminal deseado se confirma en el paso S40. En el paso S41, la anchura de banda y el CQI para cada banda son recibidos del terminal. En el paso S42, la anchura de banda disponible y la banda disponible se seleccionan a partir del valor maximo del CQI. En el paso S43 se selecciona un grupo de terminales. En la figura 19, el terminal puede usar una pluralidad de bandas disponibles. Por ejemplo, cuando la banda de sistema es 20 MHz y la banda disponible del terminal es 10
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MHz, el terminal puede usar 10 MHz y 5 MHz. Por lo tanto, el terminal mide los CQIs de dos bandas que tienen una anchura de 10 MHz y cuatro bandas que tienen 5 MHz, y la estacion base selecciona la banda disponible a partir de los resultados de la medicion.
En el ejemplo ilustrado en la figura 20, por ejemplo, se supone el caso en el que se establece la GBR (tasa de bits garantizada) de la QoS. Es decir, se supone el caso en el que se establece un servicio de la velocidad de transmision mas baja regulada. Por ejemplo, se supone que la velocidad de transmision posible es 3 Mbps con la banda de 5 MHz, el sistema de modulacion de QPSk, y a la tasa de codificacion de 1/3. Entonces, cuando la GBR de un terminal es 5 Mbps, hay que tener la anchura de banda de 10 MHz para satisfacer la GBR. Por lo tanto, el terminal es asignado al grupo que tiene la anchura de banda disponible de 10 MHz. El sistema de modulacion puede ser un QPSK, y un sistema de modulacion multivalor de 16 QAM, 64 QAM, etc., la tasa de codificacion puede ser variable, y se puede usar la funcion MIMO.
En el paso S45 se confirma la anchura de banda disponible maxima posible de un terminal deseado. En el paso S46 se confirma la QoS de datos de transmision al terminal deseado. En el paso S47 se calcula la anchura de banda necesaria. En el paso S48 se recibe del terminal el CQI para cada banda de la anchura de banda necesaria. En el paso S49, la anchura de banda disponible se selecciona a partir del valor maximo del CQI, la posible anchura de banda disponible, y la anchura de banda necesaria. En el paso S50 se selecciona un grupo de terminales.
En el ejemplo ilustrado en la figura 21 se considera la degradacion de la caractenstica de transmision por el movimiento de un terminal. Es decir, la frecuencia Doppler se determina por la velocidad de movimiento del terminal, y el nivel de la degradacion de la caractenstica de transmision se determina por la frecuencia Doppler. Dado que la frecuencia Doppler se mejora con frecuencias disponibles crecientes, se desea usar una frecuencia mas baja en las comunicaciones con el terminal de manera que corresponda a un movimiento a alta velocidad.
Entonces, por ejemplo, cuando la anchura de banda de sistema es 20 MHz y la frecuencia central es f1<f2<f3<f4 en la figura 14, se define una banda de frecuencias mas altas (frecuencias centrales f3, f4, y f6) para un terminal en movimiento a alta velocidad mientras que se define una banda de frecuencias mas bajas (f1, f2, y f5) para un terminal suspendido o de movimiento a baja velocidad.
Antes de agrupar un terminal, el terminal o la estacion base estima la velocidad de movimiento del terminal. Se puede realizar un metodo de estimacion, por ejemplo, midiendo el intervalo (paso de desvanecimiento) de una cafda de la intensidad de un campo electrico de recepcion por desvanecimiento. El resultado se compara con el umbral de la velocidad de movimiento, se determina un movimiento a alta velocidad cuando la velocidad de movimiento es mas alta, y se determina un movimiento a baja velocidad o un estado suspendido cuando la velocidad de movimiento es mas baja.
En el paso S55 se estima la velocidad de movimiento de un terminal deseado. En el paso S56 se determina un movimiento a alta velocidad/movimiento a baja velocidad. En el paso S57 se confirma la anchura de banda disponible maxima posible de un terminal deseado. En el paso S58 se recibe del terminal el CQI de cada banda de una anchura de banda necesaria. En el paso S59 se seleccionan una anchura de banda y una banda disponible a partir de la velocidad de movimiento, la posible anchura de banda disponible, y el CQI de cada banda. En el paso S60 se selecciona un grupo de terminales.
La figura 22 es una vista de la configuracion que ilustra el principio del terminal segun la presente invencion. La figura 23 es una vista que ilustra la configuracion del principio de la estacion base segun la presente invencion. En la figura 22, a un componente correspondiente al de la figura 1 se le asigna el mismo numero de referencia. En la figura 23, a un componente correspondiente al de la figura 2 se le asigna el mismo numero de referencia.
En la transmision de enlace descendente del sistema de comunicaciones inalambricas usando una pluralidad de bandas en el sistema OFDMA tal como E3G, etc, y el sistema MC-CDMA, etc, cuando un terminal recibe una senal de control de enlace descendente (por ejemplo, una senal piloto) cuando se pone un canal a traves de la antena 10, la unidad radio 11, y la unidad de desmodulacion/descodificacion 12, y mide y calcula la calidad de canal inalambrico de cada banda por la unidad de medicion de calidad de canal inalambrico 13, y notifica a la estacion base usando un canal inalambrico de enlace ascendente a traves de la unidad de transmision de calidad de canal 14, la unidad de codificacion/modulacion 15, la unidad radio 16, y la antena 10.
En la estacion base que recibe la calidad de canal inalambrico de cada banda, una unidad de extraccion de resultado de medicion de establecimiento de canal 29 extrae la calidad de canal inalambrico, etc, de cada banda medida por un terminal, y la proporciona para una unidad de establecimiento de canal 30. La unidad de establecimiento de canal 30 consulta la informacion acerca del terminal de una unidad de establecimiento de grupo de terminales 31, considera la posible anchura de banda disponible del terminal, el estado de uso y la carga de la banda, determina la banda usada por el terminal, agrupa el terminal por la banda disponible, y notifica al terminal el resultado a traves de una unidad de generacion de senal de establecimiento de grupo de terminales 32.
A la recepcion de la notificacion, el terminal permite que una unidad de extraccion de informacion de establecimiento
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de grupo de terminales 17 extraiga la informacion, pone la banda de frecuencia, etc, del grupo de terminales al que el terminal esta asignado en las unidades radio 11 y 16 y la unidad de medicion de calidad de canal 13 a traves de una unidad de control de establecimiento de terminal 18. Posteriormente, la calidad de canal de la banda disponible es medida periodicamente por la unidad de medicion de calidad de canal 13, calcula el indicador de calidad de canal, y reporta el resultado a la estacion base a traves del canal inalambrico de enlace ascendente.
Cuando la estacion base permite que la unidad de recogida/clasificacion de informacion de calidad de canal 23 reciba el indicador de calidad de canal inalambrico de cada terminal, clasifica el indicador de calidad de canal inalambrico para cada grupo al que pertenece el terminal, y calcula la prioridad de transmision en base al indicador de calidad de canal inalambrico para cada grupo usando planificadores 24-1 a 24-n. Entonces, se selecciona un planificador de los planificadores 24-1 a 24-n para que se encargue del grupo de terminales al que pertenece el terminal que ha transmitido la informacion de calidad de canal, y calcula la prioridad de transmision. En la figura 23, solamente se ilustran dos planificadores, pero en general se puede facilitar n planificadores, y es efectivo que el numero de planificadores sea igual al numero de grupos de terminales.
Se selecciona un terminal de transmision en base al resultado de calculo de prioridad, se selecciona un metodo de transmision (por ejemplo, la cantidad de datos de transmision, un sistema de modulacion, una tasa de codificacion, etc), la unidad de generacion de senal de controles 25-1 a 25-n genera una senal de control de transmision en base al resultado de seleccion, y la senal es transmitida al terminal que transmite datos. Despues de la senal de control de transmision, los datos de transmision son codificados en el metodo de transmision determinado, modulados y luego transmitidos al terminal. Teniendo en cuenta la posible anchura de banda disponible del terminal y la posible sistema de modulacion disponible, se selecciona un metodo de transmision. Ademas, limitando el sistema de modulacion disponible posible para cada grupo (para cada planificador), el proceso de seleccion de metodo de transmision se puede realizar mas facilmente.
El terminal permite que una unidad de extraccion de senal de control 19 extraiga la senal de control de transmision transmitida desde la estacion base, interpreta el contenido de la senal, y hace los ajustes necesarios al recibir datos en la unidad de desmodulacion/descodificacion 12. Despues de los ajustes se reciben los datos transmitidos desde la estacion base.
Como se ha descrito anteriormente, los procesos siguientes se pueden realizar agrupando terminales en base a las bandas disponibles.
1) La calidad de canal inalambrico se mide solamente para la banda disponible, se calcula el indicador de calidad de canal inalambrico, y el resultado es reportado a la estacion base.
2) El proceso de planificacion se realiza para cada grupo, se calcula la prioridad, se selecciona el terminal de transmision, y se determina el metodo de transmision.
Como se ha descrito anteriormente, se puede obtener el efecto siguiente.
La medicion de la calidad de canal inalambrico se puede reducir en las bandas no usadas. Es decir, el proceso se puede realizar facilmente. Ademas, el numero de reportes del indicador de calidad de canal inalambrico a la estacion base se puede reducir. Asf, el proceso de transmision en el terminal se puede reducir, y el numero de reportes se puede reducir, reduciendo por ello la interferencia de onda con el canal ascendente.
Ademas, dado que el proceso de planificacion puede ser realizado para cada grupo, el numero de terminales a planificar se puede reducir, y el tiempo de procesado requerido para calcular la prioridad, etc, se puede acortar. Ademas, realizando el proceso de planificacion para cada grupo, los procesos de planificacion se pueden realizar simultaneamente, y se puede acortar el tiempo de procesado requerido para calcular la prioridad, etc.
En el ejemplo de la configuracion de la estacion base ilustrada en la figura 23, la unidad de establecimiento de canal 3 y la unidad de establecimiento de grupo de terminales 31 rodeadas por lmeas de puntos se pueden facilitar para la estacion de control de canal inalambrico (RNC) como un dispositivo situado hacia arriba de la estacion base.
En las descripciones anteriores, los terminales se agrupan cuando se establece un canal, pero el proceso de agrupamiento se puede cambiar a intervalos predeterminados o para ajustar el numero de terminales acomodados en las bandas correspondientes (es decir, una carga negativa). En este caso, por ejemplo, el proceso puede ser realizado en el procedimiento ilustrado en la figura 6.
La figura 24 ilustra un ejemplo de una configuracion ilustrada en la figura 22 aplicada a un caso cuando se mide un CQI como calidad de canal inalambrico. La figura 25 ilustra un ejemplo de una configuracion ilustrada en la figura 23 aplicada a un caso cuando se mide un CQI como la calidad de canal inalambrico.
La unidad de medicion/calculo de CQI ilustrada en la figura 24 mide y calcula el CQI solamente para la banda de frecuencia usada por el grupo de terminales relacionados despues de determinar a que grupo de terminales
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pertenece el terminal relacionado. Los ajustes necesarios los realiza la unidad de control de establecimiento de terminal 18. La unidad de recogida/clasificacion de CQI 23 ilustrada en la figura 25 mide el CQI con relacion a las bandas de frecuencia disponibles del grupo de terminales al que pertenece el terminal, y recoge el valor de calculo. El valor CQI obtenido se pasa al planificador para gestionar la planificacion del grupo de terminales correspondiente.
La figura 26 ilustra el segundo ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion.
En la figura 26, a un componente correspondiente al ilustrado en la figura 23 se le asigna el mismo numero de referencia.
En el ejemplo de la configuracion anterior, el proceso de agrupamiento se realiza tomando en cuenta la posible anchura de banda disponible del terminal. En este ejemplo, la banda disponible posible de un terminal es 2 MHz, y una banda dividida es 5 MHz. El terminal pertenece al grupo de la banda disponible de 20 MHz. Sin embargo, dependiendo de los datos a transmitir, la velocidad de transmision pedida puede no requerir la anchura de banda de 20 MHz. En este caso, la anchura de banda disponible de 20 MHz no es eficiente. Sin embargo, en el grupo para el que se fija la anchura de banda disponible, la banda disponible es 20 MHz.
A continuacion se supone que el terminal pertenece a posibles multiples grupos de las anchuras de banda de 20 MHz, 10 MHz y 5 MHz. Dado que el terminal puede pertenecer a los grupos que tienen diferentes frecuencias centrales disponibles, el terminal puede pertenecer a siete grupos. En este caso, cuando se usa una anchura de banda amplia, y cuando se selecciona un terminal de transmision, el proceso de planificacion se ha de realizar en el orden descendente de las anchuras de banda disponibles. Disponiendo jerarquicamente los grupos en el orden descendente de anchuras de banda disponibles, se puede usar facilmente una banda amplia. Ademas, cuando se usa una banda amplia, es deseable que se seleccionen bandas consecutivas, pero las bandas consecutivas pueden ser usadas mas facilmente por la configuracion jerarquica anterior.
Cuando se lleva a cabo el agrupamiento jerarquico, no se asignan planificadores diferentes a cada grupo de terminales, pero se realiza proporcionando un planificador jerarquico 24a capaz de realizar un calculo concurrente.
La figura 27 ilustra el tercer ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion. La figura 28 ilustra el segundo ejemplo de una configuracion de un terminal segun una realizacion de la presente invencion correspondiente a la figura 27. En la figura 27, al componente correspondiente al de la figura 23 se le asigna el mismo numero de referencia. En la figura 28, al componente correspondiente al de la figura 22 se le asigna el mismo numero de referencia.
En este ejemplo, una transmision de enlace ascendente se describe como un ejemplo, pero se puede seleccionar una banda de frecuencia disponible usando calidad de canal inalambrico de enlace ascendente para una transmision de enlace descendente.
Una unidad de generacion de informacion de rendimiento de terminal 53 genera informacion de rendimiento de terminal en base al rendimiento de terminal almacenado en una unidad de almacenamiento de rendimiento de terminal 52, y el terminal transmite una senal de control (por ejemplo, una senal piloto) generada por una unidad de generacion de senal de control de enlace ascendente 54 segun la informacion acerca de la banda disponible posible como el rendimiento de terminal.
La estacion base mide la potencia de recepcion de la senal de control (por ejemplo, una senal piloto) transmitida desde el terminal usando cada banda en una unidad de medicion/calculo de CQI 50 durante el establecimiento de canal, una unidad de extraccion de informacion de rendimiento de terminal 51 extrae un resultado obtenido calculando la calidad de canal inalambrico de cada banda y la posible anchura de banda disponible del terminal, se proporcionan para la unidad de establecimiento de canal 30, se selecciona un grupo al que pertenece el terminal correspondiente, y se notifica el resultado al terminal.
A la recepcion de la notificacion, el terminal permite que la unidad de extraccion de informacion de establecimiento de grupo de terminales 17 extraiga informacion de grupo, que la unidad de control de establecimiento de terminal 18 establezca dispositivos como las unidades radio 11 y 16, y luego realiza una transmision de datos de enlace ascendente usando las bandas.
Por otra parte, la estacion base permite que la unidad de recogida de indicador de calidad de canal inalambrico 23 mida y calcule la calidad de canal inalambrico de enlace ascendente solamente en las bandas del grupo al que pertenece el terminal, y realiza el proceso de planificacion en base a los resultados de la medicion y el calculo. Se selecciona un terminal en base a la prioridad calculada en el proceso de planificacion, se selecciona un metodo de transmision de enlace ascendente, y al terminal seleccionado se le notifican los resultados. La notificacion es extrafda por la unidad de extraccion de senal de control 19 del terminal, y establecida por la unidad de desmodulacion/descodificacion 12.
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La figura 29 ilustra el cuarto ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion. En la figura 29, al componente correspondiente al de la figura 23 se le asigna el mismo numero de referencia.
Con dicha configuracion, un terminal es agrupado por la calidad de canal inalambrico de cada banda y la posible anchura de banda disponible. Sin embargo, en este ejemplo, dado que el terminal es agrupado tomando en cuenta la QoS (calidad de servicio) de los datos de transmision, dado que la QoS se ha predeterminado (por ejemplo, durante el establecimiento de canal) cuando la estacion base comunica con el terminal, y la estacion base es informada de la QoS con anterioridad cuando comunica con el terminal, introduce la informacion a la unidad de establecimiento de canal 30 y la unidad de establecimiento de grupo de terminales 31 para considerar el terminal en el proceso de agrupamiento.
La figura 30 ilustra el quinto ejemplo de una configuracion de una estacion base segun una realizacion de la presente invencion. En la figura 30, al componente correspondiente al de la figura 23 se le asigna el mismo numero de referencia.
Con dicha configuracion, un terminal es agrupado usando la calidad de canal inalambrico de cada banda y la posible anchura de banda disponible del terminal. Sin embargo, en este ejemplo, el proceso de agrupamiento se realiza teniendo en cuenta la velocidad de movimiento del terminal. En la estacion base, por ejemplo, una unidad de medicion/calculo de velocidad de movimiento 40 mide la senal de control (por ejemplo, una senal piloto) transmitida desde el terminal y la potencia de recepcion de datos, y calcula la velocidad de movimiento (o la velocidad relativa entre el terminal y la estacion base) del terminal en base al resultado de medicion. En la unidad de establecimiento de grupo de terminales 31 o la unidad de establecimiento de canal 30, la velocidad medida y calculada del terminal se compara con la velocidad umbral almacenada en la unidad de establecimiento de grupo de terminales 31 de la unidad de establecimiento de canal 30. Si es igual o excede del umbral, entonces se determina que el terminal se esta moviendo a alta velocidad, se seleccionan una anchura de banda disponible y una frecuencia disponible, y se selecciona un grupo de terminales. La velocidad umbral se puede almacenar externamente para la unidad de establecimiento de grupo de terminales 31 y la unidad de establecimiento de canal 30.
Como se ha descrito anteriormente, segun la presente invencion, un terminal es agrupado para cada frecuencia disponible, y planificado por grupo, reduciendo por ello el numero de terminales deseados a planificar, realizando simultaneamente los procesos de planificacion, y acortando el tiempo de procesado para los procesos de planificacion.
Ademas, dado que la calidad de canal inalambrico se puede medir solamente para la banda de frecuencia disponible, el proceso de medicion se puede reducir. Ademas, dado que el numero de reportes de la calidad de canal inalambrico se puede reducir, la potencia de interferencia se puede reducir satisfactoriamente.
Claims (14)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un sistema de comunicaciones inalambricas que tiene una estacion base para comunicar con una pluralidad de terminales subordinados usando una pluralidad de bandas de frecuencia usadas en un acceso multiple, en el que:la estacion base incluye:un dispositivo de agrupamiento (30) configurado para asignar la pluralidad de terminales a un grupo correspondiente a una o varias de las bandas de frecuencia segun una anchura de banda disponible en base a una capacidad de rendimiento de cada terminal;un dispositivo planificador (24-1 a 24-n; 24a) configurado para planificar el terminal agrupado para cada grupo y asignar una o varias de las bandas de frecuencia al terminal agrupado; yun dispositivo de comunicaciones (25-1 a 25-n; 25) configurado para comunicar con un terminal segun un resultado de la planificacion; e incluyendo el terminal:un dispositivo de comunicaciones (18) configurado para comunicar con la estacion base segun un resultado de la planificacion.
- 2. El sistema segun la reivindicacion 1, dondeel terminal es agrupado jerarquicamente dependiendo de un nivel de una anchura de banda de una banda de frecuencia usada por el terminal para planificar el terminal en un orden descendente de una estructura jerarquica de grupos de terminales.
- 3. El sistema segun la reivindicacion 1 o 2, donde el terminal puede pertenecer a multiples grupos.
- 4. El sistema segun la reivindicacion 1, dondela estacion base puede medir la calidad de canal inalambrico solamente en una banda de frecuencia de un grupo al que pertenece el terminal con el que comunicar.
- 5. El sistema segun la reivindicacion 1, donde el terminal puede medir la calidad de canal inalambrico solamente en una banda de frecuencia de un grupo al que pertenece el terminal.
- 6. El sistema segun la reivindicacion 5, donde se adquiere un indicador de calidad de canal inalambrico calculando la calidad de canal inalambrico medida, y el indicador es transmitido a la estacion base.
- 7. El sistema segun la reivindicacion 1, dondeel terminal calcula la calidad de canal inalambrico a partir de la potencia de recepcion de una senal de control transmitida desde la estacion base durante el establecimiento de canal, y transmite un resultado a la estacion base; yla estacion base agrupa el terminal en base a la calidad de canal inalambrico recibida, y notifica al terminal el grupo al que pertenece el terminal.
- 8. El sistema segun la reivindicacion 1, dondela estacion base calcula la calidad de canal inalambrico a partir de la potencia de recepcion de una senal transmitida desde el terminal durante el establecimiento de canal, agrupa el terminal en base a la calidad de canal inalambrico, y notifica al terminal el grupo al que pertenece el terminal.
- 9. El sistema segun la reivindicacion 1, dondeel terminal es agrupado tomando tambien en consideracion la posible anchura de banda de frecuencia disponible de cada terminal.
- 10. El sistema segun la reivindicacion 1, dondeel terminal es agrupado tomando tambien en consideracion informacion de calidad de servicio acerca de datos de transmision.
- 11. El sistema segun la reivindicacion 1, dondeel terminal es agrupado tomando tambien en consideracion un valor de medicion de una velocidad de movimiento del terminal.
- 12. El sistema segun la reivindicacion 1, donde 5un sistema de modulacion y una tasa de codificacion para uso en comunicaciones se ponen para cada grupo.
- 13. El sistema segun la reivindicacion 1, donde el dispositivo planificador incluye una pluralidad de planificadores (24-1 a 24-n) que se ocupan de la planificacion de grupos respectivos.10
- 14. Un metodo de comunicaciones inalambricas en el que una estacion base comunica con una pluralidad de terminales subordinados usando una pluralidad de bandas de frecuencia usadas en un acceso multiple, incluyendo:asignar la pluralidad de terminales a un grupo correspondiente a una o varias de las bandas de frecuencia segun 15 una anchura de banda disponible en base a una capacidad de rendimiento de cada terminal;planificar el terminal agrupado para cada grupo y asignar una o varias de las bandas de frecuencia al terminal agrupado; y20 la estacion base comunica con el terminal segun un resultado de la planificacion.
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