ES2927094T3 - Red de telecomunicaciones celulares - Google Patents

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Farhad Mehran
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British Telecommunications PLC
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Abstract

Esta invención proporciona un método para operar una primera unidad de estación base para procesar datos en fase y en cuadratura, IQ, para su transmisión a una segunda unidad de estación base, siendo ambas unidades de estación base primera y segunda parte de una estación base desagregada en un celular. red de telecomunicaciones, comprendiendo el método los pasos de: preparar un primer paquete de datos, basado en datos IQ, para transmisión a la segunda unidad de estación base; determinar un primer valor de error entre los datos IQ y el primer paquete de datos; provocar la transmisión del primer paquete de datos a la segunda unidad de estación base; determinar que el primer valor de error supera un primer umbral de error; y, en respuesta a la determinación de que el primer valor de error supera el primer umbral de error: preparar un segundo paquete de datos, basado en los datos IQ, para su transmisión a la segunda unidad de estación base, en el que un segundo valor de error entre los datos IQ y un la combinación del primer y segundo paquete de datos es menor que el primer valor de error, y provoca la transmisión del segundo paquete de datos a la segunda unidad de estación base. Esta invención proporciona además un método para operar una segunda unidad de estación base para procesar un primer y segundo paquete de datos procesados por una primera estación base, comprendiendo el método el paso de combinar el primer y segundo paquete de datos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Red de telecomunicaciones celulares
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una red de telecomunicaciones celulares.
Antecedentes
Una red de telecomunicaciones celulares puede comprender una red medular, una red de acceso de radio y una pluralidad de Equipos de Usuario (UE). Cada UE puede acceder a la red medular (y a cualquier conexión hacia delante desde la red medular, tal como a Internet) a través de la red de acceso de radio. Una estación base es un ejemplo de un nodo de red de acceso de radio. La estación base implementa varias funciones conocidas como procesamiento de banda base. En un ejemplo, el procesamiento de banda base incluye las funciones de capa de capa física (PHY), las funciones de capa de Control de Acceso al Medio (MAC), las funciones de capa de Control de Enlace de Radio (RLC), las funciones de capa de Protocolo de Convergencia de Datos por Paquetes (PDCP) y las funciones de capa de Control de Recursos de Radio (RRC).
En las redes de telecomunicaciones celulares modernas que implementan una Red de Acceso de Radio Centralizada (C-RAN), la funcionalidad de estación base se puede dividir en varias unidades (o bien físicamente, si se implementa en hardware, o bien lógicamente, si se implementa en una red definida por software). Estas se conocen como estaciones base "desagregadas". En un ejemplo de dos unidades de una C-RAN, la estación base desagregada se divide en una Unidad Central (CU) y una Unidad Distribuida (DU), aunque se puede usar otra terminología (tal como Unidad de Banda Base (BBU) y Unidad de Radio Remota (RRU)). La CU y la DU se conectan mediante un enlace de recorrido frontal, que puede ser una conexión inalámbrica o cableada (habitualmente, de fibra óptica). La DU implementa al menos un conjunto de funciones de RadioFrecuencia (RF) (por ejemplo, conversión de analógico a digital y de digital a analógico) y, opcionalmente, una o más funciones de procesamiento de banda base. El resto de las funciones de procesamiento de banda base se implementan en la CU.
En un ejemplo de tres unidades de una C-RAN, la estación base desagregada se divide en una CU, una DU y una Unidad de Radio (RU). La CU y la DU se conectan mediante un enlace "de recorrido medio", que puede ser, de nuevo, una conexión inalámbrica o cableada (habitualmente, de fibra óptica), y la DU y la RU se conectan mediante el enlace de recorrido frontal. En esta implementación, la RU implementa las funciones de RF y, opcionalmente, una o más funciones de procesamiento de banda base (por ejemplo, PHY inferior), la DU implementa algunas de las funciones de banda base (por ejemplo, PHY superior, MAC y RLC), y la CU implementa todas las funciones restantes (por ejemplo, PDCP y rRc).
La división de funciones entre la CU y la DU (y, opcionalmente, la RU) se conoce como "división funcional". En varias divisiones funcionales, tales como la división de capa intra-PHY o la división de capa PHY de RF, las comunicaciones entre las unidades de estación base (por ejemplo, entre la CU y la DU o entre la DU y la RU) utilizan datos En Fase y Cuadratura (IQ). Para la división de capa intra-PHY, las unidades de estación base se comunican usando datos IQ en el dominio de la frecuencia, mientras que, para la división de capa PHY de RF, las unidades de estación base se comunican usando datos IQ en el dominio del tiempo.
Cada muestra IQ en un flujo de datos IQ en el dominio de la frecuencia representa un punto de constelación de un esquema de modulación. La Especificación Técnica del Grupo de Trabajo de Trayecto Frontal de ORAN "Control, User and Synchronization Plane Specification" v02.00 especifica (en el Anexo D) diversas estructuras de muestra IQ en el dominio de la frecuencia en las que varía el número de bits usados en cada muestra IQ en el dominio de la frecuencia. El número de bits en una muestra IQ en el dominio de la frecuencia se conoce como "ancho de bits" y puede estar en un rango de 6 a 16 bits (inclusive). Estos diferentes anchos de bits de muestra IQ en el dominio de la frecuencia se pueden lograr usando diferentes técnicas de compresión. Una técnica de compresión que tiene una relación de compresión relativamente más alta da como resultado relativamente menos bits por muestra (es decir, un ancho de bits más bajo), mientras que una técnica de compresión que tiene una relación de compresión relativamente más baja da como resultado relativamente más bits por muestra (es decir, un ancho de bits más alto). El Anexo A de la especificación de ORAN anterior define diferentes técnicas de compresión que se pueden usar. Las técnicas de compresión que dan como resultado muestras IQ en el dominio de la frecuencia de un ancho de bits más bajo reducen la utilización de capacidad del enlace de recorrido frontal para un flujo dado de datos IQ en el dominio de la frecuencia y, por lo tanto, habilitan un caudal de datos más alto. Sin embargo, debido a que estas técnicas de compresión tienen pérdidas (es decir, no son sin pérdidas), las mismas también reducen la precisión del flujo de datos IQ en el dominio de la frecuencia.
Cada muestra IQ en un flujo de datos IQ en el dominio del tiempo representa una muestra de tiempo para una única antena para una única portadora de radio. La especificación de CPRI V7.0 describe formatos y anchos de muestra que pueden permitir rangos de ancho de bits de muestra IQ en el dominio del tiempo de 8 a 20 bits (inclusive) en el enlace descendente y de 4 a 20 bits (inclusive) en el enlace ascendente. El documento de conferencia de AlcatelLucent "CPRI compression transport for LTE and LTE-A signal to C-RAN' divulga una técnica de compresión ilustrativa que se puede usar para lograr estos diferentes anchos de bits de muestra IQ en el dominio del tiempo. La precisión de un flujo de datos IQ se puede medir como una reducción en la Magnitud de Vector de Error (EVM) en el enlace descendente o una reducción en la Relación Señal/Interferencia más Ruido (SINR) en el enlace ascendente. La EVM es la amplitud promedio de los vectores de error para un flujo de datos IQ, normalizada a la amplitud de señal de pico. La Especificación Técnica de 3GPP 36.104 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Base Station (BS) radio transmission and reception" define, en la sección 6.5.2, varios requisitos de EVM para portadoras de E-UTRA como:
Tabla 1: Requisitos de EVM para la portadora de E-UTRA
Figure imgf000003_0001
La tabla 1 ilustra que los Esquemas de Modulación y Codificación (MCS) de orden superior requieren un desempeño de EVM mejorado y que existe un requisito de EVM máxima para cada MCS. Por lo tanto, las unidades de estación base han de seleccionar una combinación adecuada de MCS y técnica de compresión de tal modo que la EVM de las comunicaciones está dentro del requisito de EVM máxima. Si la EVM aumenta, entonces las unidades de estación base pueden responder o bien cambiando la técnica de compresión a una que usa un ancho de bits mayor, o bien cambiando el MCS a uno con un requisito de EVM máxima mayor. Una respuesta para aumentar el ancho de bits da como resultado un aumento de la utilización de capacidad del enlace de recorrido frontal para un flujo de datos IQ dado (y, por lo tanto, una reducción en el caudal de datos que se puede lograr). Una respuesta a cambiar el MCS a uno con un requisito de EVM máxima mayor limita la eficiencia espectral y, por lo tanto, reduce la capacidad de enlace de radio global (lo que se puede lograr mediante una capacidad reducida en el recorrido frontal o en otra parte del enlace de radio global).
El documento WO-A1-2019/051869 divulga una C-RAN en donde la conexión "de recorrido frontal" entre unas BBU en una ubicación central y unas RRU en sitios de célula implementa eCPRI con una tasa de datos variable.
El documento US8165164 divulga la correlación de muestras de datos IQ en una interfaz de CPRI.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer funcionar una primera unidad de estación base para procesar datos En Fase y Cuadratura, IQ, para su transmisión a una segunda unidad de estación base, siendo parte, tanto la primera como la segunda unidades de estación base, de una estación base desagregada en una red de telecomunicaciones celulares, comprendiendo el método las etapas de: preparar un primer paquete de datos, basándose en datos IQ, para su transmisión a la segunda unidad de estación base; determinar un primer valor de error entre los datos IQ y el primer paquete de datos; provocar la transmisión del primer paquete de datos a la segunda unidad de estación base; determinar que el primer valor de error rebasa un primer umbral de error; y, en respuesta a la determinación de que el primer valor de error rebasa el primer umbral de error: preparar un segundo paquete de datos, basándose en los datos IQ, para su transmisión a la segunda unidad de estación base, en donde un segundo valor de error entre los datos IQ y una combinación del primer y el segundo paquetes de datos es menor que el primer valor de error, y provocar la transmisión del segundo paquete de datos a la segunda unidad de estación base.
La primera y la segunda unidades de estación base pueden conectarse mediante un primer enlace de comunicaciones y un segundo enlace de comunicaciones, la etapa de provocar la transmisión del primer paquete de datos puede ser a través del primer enlace de comunicaciones y la etapa de provocar la transmisión del segundo paquete de datos puede ser a través del segundo enlace de comunicaciones.
El primer y el segundo enlaces de comunicaciones se pueden basar en conexiones separadas entre la primera y la segunda unidades de estación base. El primer y el segundo enlaces de comunicaciones pueden ser lógicos y se pueden basar en la misma conexión entre la primera y la segunda unidades de estación base.
Un conjunto de recursos del primer o el segundo enlace de comunicaciones se puede compartir entre una pluralidad de operadores de red.
El método puede comprender además la etapa de determinar si se debería usar el primer o el segundo enlace de comunicaciones para la transmisión del primer paquete de datos. La determinación de si se debería usar el primer o el segundo enlace de comunicaciones para la transmisión del primer paquete de datos se puede basar en una comparación de una o más métricas de desempeño para el primer y el segundo enlaces de comunicaciones.
El primer y el segundo paquetes de datos se pueden comprimir y el método puede comprender además la etapa de determinar una relación de compresión para el segundo paquete de datos de tal modo que el segundo valor de error es menor que un segundo umbral de error. El segundo umbral de error puede ser menor que o igual al primer umbral de error.
La estación base desagregada puede incluir al menos una unidad de estación base central y al menos una unidad de estación base distribuida, en donde la primera unidad de estación base es o bien una de las unidades de estación base centrales o bien una de las unidades de estación base distribuidas; al menos una unidad de estación base central, al menos una unidad de estación base distribuida y al menos una unidad de estación base de radio, en donde la primera unidad de estación base es o bien una de las unidades de estación base distribuidas o bien una de las unidades de estación base de radio; o al menos una unidad de estación base central, al menos una unidad de estación base distribuida, al menos una Pasarela de Recorrido Frontal, FHGW, y al menos una unidad de estación base de radio, en donde la primera unidad de estación base es o bien una de las unidades de estación base distribuidas o bien una de las unidades de estación base de radio.
Una división de protocolo de telecomunicaciones celulares entre la primera y la segunda unidades de estación base puede ser una división de capa física superior a capa física inferior o una división de capa física inferior a capa de radiofrecuencia.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer funcionar una segunda unidad de estación base para procesar un primer y un segundo paquete de datos procesados por una primera unidad de estación base de acuerdo con el método del primer aspecto de la invención, comprendiendo el método la etapa de combinar el primer y el segundo paquete de datos.
El método del primer o el segundo aspecto de la invención puede comprender además la etapa de transmitir, o bien a la primera o bien a la segunda unidad de estación base, un indicador de una operación de descompresión en uso en la segunda unidad de estación base.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa es ejecutado por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo las etapas de uno cualquiera del primer o el segundo aspectos de la invención. El programa informático se puede almacenar en un medio de soporte legible por ordenador.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la invención, se proporciona una primera unidad de estación base para una estación base desagregada, teniendo la primera unidad de estación base un procesador configurado para llevar a cabo las etapas del primer aspecto de la invención.
De acuerdo con un quinto aspecto de la invención, se proporciona una segunda unidad de estación base para una estación base desagregada, teniendo la segunda unidad de estación base un procesador configurado para llevar a cabo las etapas del segundo aspecto de la invención.
Breve descripción de las figuras
A continuación, con el fin de que la presente invención se pueda entender mejor, se describirán realizaciones de la misma, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama esquemático de una realización de una red de acceso de radio centralizada de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama esquemático de una unidad central de la red de la figura 1;
la figura 3 es un diagrama esquemático de una unidad distribuida de la red de la figura 1;
la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método de la presente invención implementado por un nodo de transmisión;
la figura 5 es un diagrama de constelación ilustrativo;
la figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método de la presente invención implementado por un nodo de recepción; y
la figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso implementado por el nodo de transmisión en una potenciación a la realización del método de la figura 4.
Descripción detallada de realizaciones
A continuación, se describirá una primera realización de una red de telecomunicaciones celulares de la presente invención con referencia a las figuras 1 a 3. La figura 1 ilustra una estación base desagregada 1 de una Red de Acceso de Radio Centralizada (C-RAN) que incluye una Unidad Central (CU) 10, una Unidad Distribuida (DU) 20 y un Equipo de Usuario (UE) 30. La CU 10 y la DU 20 se conectan mediante un primer enlace de recorrido frontal 40 y un segundo enlace de recorrido frontal 50.
La CU 10 se muestra con más detalle en la figura 2. La CU 10 incluye una primera interfaz de comunicaciones 11 para conectar la CU 10 a la DU 20 a través del primer enlace de recorrido frontal 40, una segunda interfaz de comunicaciones 12 para conectar la CU 10 a la DU 20 a través del segundo enlace de recorrido frontal 50, un procesador 13, una memoria 15 y una tercera interfaz de comunicaciones 17 para conectar la CU 10 a la red medular (a través de un enlace de retroceso), conectados todos ellos a través del bus 19. En esta realización, la primera y la segunda interfaces de comunicaciones 11, 12 son interfaces de fibra óptica para conectar la CU 10 a enlaces de recorrido frontal de fibra óptica, y la tercera interfaz de comunicaciones 17 también es una interfaz de fibra óptica para conectar la CU 10 a un enlace de retroceso de fibra óptica. Sin embargo, el experto entenderá que son posibles otras formas de enlaces de retroceso y de recorrido frontal, tales como otra forma de conexión cableada (por ejemplo, xDSL) o una forma de conexión inalámbrica (por ejemplo, que funcione de acuerdo con un protocolo de telecomunicaciones celulares).
La DU 20 se muestra con más detalle en la figura 3. La DU 20 incluye una primera interfaz de comunicaciones 21 para conectar la DU 20 a la CU 10 a través del primer enlace de recorrido frontal 40, una segunda interfaz de comunicaciones 22 para conectar la DU 20 a la CU 10 a través del segundo enlace de recorrido frontal 50, un procesador 23, una memoria 25 y una tercera interfaz de comunicaciones 27 para conectar la DU 20 al UE 30 a través de un enlace de acceso, conectados todos ellos a través del bus 29. En esta realización, la tercera interfaz de comunicaciones 27 es una interfaz a una antena para comunicaciones inalámbricas con el UE 30.
Pasando de nuevo a la figura 1, se muestra que la CU 10 y la DU 20 realizan diferentes funciones del protocolo de telecomunicaciones celulares. En esta realización, las funciones de RF del protocolo de telecomunicaciones celulares son realizadas por una antena (no mostrada en la figura 1) conectada a la tercera interfaz de comunicaciones 27 de la DU 20, la DU 20 realiza funciones de capa física (PHY) inferior, mientras que la CU 10 realiza todas las funciones de capa superior, incluyendo las funciones de capa PHY superior, las funciones de Control de Acceso al Medio (MAC), las funciones de Control de Enlace de Radio (RLC), las funciones de Protocolo de Convergencia de Datos por Paquetes (PDCP) y las funciones de Control de Recursos de Radio (RRC). Esto se conoce como división funcional intra-PHY. En esta disposición, la CU 10 y la DU 20 se comunican usando muestras En Fase y Cuadratura (IQ) en el dominio de la frecuencia, transmitidas a través del enlace de recorrido frontal 40. El número de bits usados en cada muestra IQ puede variar y se conoce como "ancho de bits". Estos anchos de bits de muestra IQ varían de 6 a 16 bits (inclusive). Estos diferentes anchos de bits de muestra IQ se pueden lograr usando diferentes técnicas de compresión, tales como las definidas en el Anexo A de la Especificación Técnica del Grupo de Trabajo de Recorrido Frontal de ORAN "Control, User and Synchronisation Plane Specification" v02.00). Los procesadores 13, 23 respectivos de la CU 10 y la DU 20 son capaces de implementar una o más de estas técnicas de compresión.
Un desempeño de un receptor o transmisor se puede definir mediante su Magnitud de Vector de Error (EVM). Cada muestra IQ en un flujo de datos IQ se puede procesar de una forma que introduce un error entre la muestra IQ original y la señal representativa de la muestra IQ original (por ejemplo, a través de cuantificación). Esto se puede medir como un vector de error. La EVM es la amplitud promedio del vector de error para una pluralidad de muestras IQ en un flujo de datos IQ, normalizada a la amplitud de señal de pico. Los procesadores 13, 23 respectivos de la CU 10 y la DU 20 están configurados para calcular el vector de error para cada muestra IQ que transmiten y para calcular adicionalmente la EVM.
La siguiente descripción se refiere al transmisor de EVM. Sin embargo, se hace notar que la EVM de receptor también es medible y contribuye a una reducción en la Relación de Señal a Interferencia y Ruido (SINR). Es decir, el efecto del ancho de bits para el tráfico de enlace ascendente también se puede considerar como un efecto de cuantificación, en donde un ancho de bits reducido puede degradar la SINR eficaz de la señal recibida.
A continuación, se describirá una primera realización de un método de la presente invención con referencia a las figuras 4 a 6, que se refiere a un flujo de enlace descendente de datos desde la CU 10 a la DU 20 de tal modo que la CU 10 recibe un paquete de datos de IP desde una red medular (no mostrada) y procesa ese paquete de datos de IP (es decir, a través de las funciones de las capas de RRC, de PDCP, de RLC, de MAC y PHY Superior) para generar datos IQ en el dominio de la frecuencia. En consecuencia, en una primera etapa (la etapa S101) como se ilustra en el diagrama de flujo de la figura 4, la CU 10 genera un grupo de 12 muestras IQ para su transmisión a la DU 20. Este grupo de muestras IQ se denomina, en lo sucesivo en el presente documento, grupo de muestras IQ "originales". Este grupo de muestras IQ originales está sin comprimir e incluye un valor I de 24 bits y un valor Q de 24 bits. Por lo tanto, el tamaño total del grupo sin comprimir de muestras IQ originales es de 576 bits (2 * 24 * 12).
En la etapa S103, la CU 10 procesa el grupo sin comprimir de muestras IQ originales de acuerdo con un Esquema de Modulación y Codificación (MCS) particular y usando una técnica de compresión particular. En esta realización, la técnica de compresión comprime cada valor de I y Q a un valor de 10 bits. La CU 10 también genera un valor de exponente, que es un valor de 4 bits, para el grupo comprimido de muestras IQ originales. Por lo tanto, el tamaño total del grupo comprimido de muestras IQ originales es de 244 bits ((2 * 12 * 10) 4). La transmisión del grupo comprimido de muestras IQ originales, en lugar del grupo sin comprimir de muestras IQ originales, a la DU 20 requerirá, por lo tanto, menos ancho de banda, lo que significa, a su vez, que se puede lograr un caudal de datos mayor entre la CU 10 y la DU 20.
En la etapa S105, la CU 10 prepara el grupo comprimido de muestras IQ originales para su transmisión a través del primer enlace de recorrido frontal 40. Además, la CU 10 determina si se deberían transmitir datos adicionales a la DU 20 con el fin de mejorar la precisión de los datos IQ en la DU 20. Para lograr esto, en la etapa S107, y en paralelo a la etapa 105, la CU 10 determina inicialmente si el grupo comprimido de muestras IQ originales satisface un umbral de precisión descomprimiendo el grupo comprimido de muestras IQ originales usando la técnica de descompresión que va a ser usada por la DU 20. En una implementación en la que la CU 10 determina la técnica de descompresión que va a ser usada por la DU 10 (por ejemplo, basándose en la técnica de compresión que se usa en la etapa S103), la CU 10 puede añadir un identificador para la técnica de descompresión que va a ser usada por la DU 20 al encabezamiento de paquete o a un mensaje de control. Como alternativa, en una implementación en la que la DU 20 determina su propia técnica de descompresión, se puede enviar un mensaje de control desde la DU 20 a la CU 10 para informar a la CU 10 acerca de la técnica de descompresión que se usa (o su lógica para determinar qué técnica de descompresión se usará para un conjunto dado de criterios). En un ejemplo adicional, un sistema de gestión puede determinar una técnica de compresión y descompresión adecuada y comunicar esta tanto a la CU 10 como a la DU 20.
En la etapa S109, la CU 10 compara el grupo descomprimido de muestras IQ originales con el grupo sin comprimir de muestras IQ originales. Cada muestra IQ del grupo sin comprimir de muestras IQ originales representa un punto de constelación específico (como se muestra en el diagrama de constelación de la figura 5). Aunque la figura 5 muestra una correlación exacta entre la muestra IQ del grupo sin comprimir de muestras IQ originales y el punto de constelación, puede haber una diferencia pequeña debido a modificaciones antes de la transmisión (por ejemplo, modificaciones de la amplitud y/o de la fase debido a la precodificación). No obstante, debido a la técnica de compresión con pérdidas usada en la etapa S103, existe un error entre cada muestra IQ del grupo descomprimido de muestras IQ originales y la muestra IQ correspondiente del grupo sin comprimir de muestras IQ originales. Este error se representa mediante un vector de error. La amplitud promedio del vector de error para cada muestra IQ en el grupo descomprimido de muestras IQ originales se evalúa para computar un valor de EVM.
Volviendo a la figura 4, en la etapa S111, la CU 10 compara el valor de EVM computado con un umbral de error. Este umbral de error se puede basar en el requisito de EVM máxima para el MCS pertinente, con una restricción adicional (por ejemplo, el 5 %, el 10 %, el 15 %, etc.) para dar cabida a cualquier degradación adicional que pueda tener lugar durante la transmisión. Si el valor de EVM computado está por debajo del umbral de error, entonces el subproceso finaliza de tal modo que solo se transmite el grupo comprimido de muestras IQ originales a través del primer enlace de recorrido frontal 40 (como se indica en la etapa S105 anterior). En esta realización, el valor de EVM computado rebasa el umbral de error y, por lo tanto, en la etapa S113, la CU 10 determina si se puede reducir el valor de error. A continuación, se explica un proceso ilustrativo para esta determinación siguiendo el análisis de las etapas S115 a S125.
Si la determinación de la etapa S113 es negativa de tal modo que el valor de error no se puede reducir, entonces la CU 10 responde desencadenando una conmutación a un MCS con un requisito de EVM mayor de tal modo que grupos futuros de muestras IQ se procesan en este nuevo MCS. Esto tiene el beneficio de que la conmutación tendrá lugar más rápidamente que los procesos de adaptación de enlace habituales, debido a que la conmutación se desencadena basándose en la supervisión de un único grupo de muestras IQ (en comparación con las técnicas de adaptación de enlace existentes, que supervisan tráfico durante un período de tiempo mucho más largo). Para el grupo actual de muestras IQ, solo se transmite el grupo comprimido de muestras IQ originales en la etapa S105, y el proceso finaliza.
En esta realización, la CU 10 determina que el valor de error se puede reducir y, por lo tanto, en la etapa S115, genera un grupo de muestras IQ adicionales en el que cada muestra IQ del grupo de muestras IQ adicionales es representativa del vector de error (como se muestra en la figura 5) entre una muestra IQ del grupo descomprimido de muestras IQ originales y la muestra IQ correspondiente del grupo sin comprimir de muestras IQ originales. En este ejemplo, cada muestra IQ del grupo de muestras IQ adicionales es un valor de 24 bits.
En la etapa S117, cada muestra IQ del grupo de muestras IQ adicionales se comprime (usando cualquier técnica de compresión adecuada) a un valor de Z bits. En este ejemplo, Z se establece inicialmente a 6. En la etapa S119, la CU 10 descomprime cada muestra IQ de Z bits del grupo comprimido de muestras IQ adicionales (de la misma forma que S107 anteriormente) y, en la etapa S121, crea un grupo de muestras IQ combinadas combinando cada muestra IQ del grupo descomprimido de muestras IQ adicionales con la muestra IQ correspondiente del grupo descomprimido de muestras IQ originales. En la etapa S123, la CU 10 determina un nuevo vector de error entre cada muestra IQ del grupo de muestras IQ combinadas y su muestra IQ correspondiente del grupo sin comprimir de muestras IQ originales, computa una nueva EVM para estos nuevos vectores de error y compara esta nueva EVM con el umbral de error (usado en la etapa S111). Si la nueva EVM está por debajo del umbral de error, entonces se acepta el valor de Z y el proceso avanza a la etapa S125. Si la nueva EVM rebasa el umbral de error, entonces el proceso realiza un bucle de vuelta a la etapa S117 y el grupo de muestras IQ adicionales se comprime de nuevo con un nuevo valor (mayor) de Z. El valor de Z puede aumentar en 1 bit en cada iteración hasta que se ha hallado un valor adecuado.
En la etapa S125, la CU 10 prepara el grupo comprimido de muestras IQ adicionales para su transmisión a la DU 20 a través del segundo enlace de recorrido frontal 50. La CU 10 puede entonces procesar un nuevo grupo de muestras IQ realizando un bucle de vuelta a la etapa S101.
Volviendo a la etapa S113, en la que la CU 10 determina si se puede reducir el valor de error, la CU 10 logra esta determinación (en esta realización) realizando las etapas S115 a S123 para el valor más grande posible de Z. Si la EVM rebasa el umbral de error para el valor más grande posible de Z, entonces la determinación es negativa. Si la EVM está por debajo del umbral de error, entonces el proceso continúa a las etapas S115 a S123 como se ha descrito anteriormente para determinar el valor más bajo posible de Z en el que la EVM está por debajo del umbral de error.
La DU 20 implementa un proceso ilustrado en la figura 6. En la etapa S201, la DU 20 recibe el grupo comprimido de muestras IQ originales a través del primer enlace de recorrido frontal 40 y almacena las mismas en una memoria intermedia esperando su transmisión hacia delante. En la etapa S203, la DU 20 determina si se recibe, o no, un grupo comprimido de muestras IQ adicionales en el segundo enlace de recorrido frontal 50 mientras que el grupo comprimido de muestras IQ originales se almacena en la memoria intermedia de la DU. La DU 20 determina que el grupo comprimido de muestras IQ adicionales corresponde al grupo comprimido de muestras IQ originales (es decir, el grupo comprimido de muestras IQ adicionales representa los vectores de error para ese grupo comprimido de muestras IQ originales) debido a que sus encabezamientos de paquete respectivos incluyen ambos el mismo identificador de trama, el mismo identificador de ranura, el mismo identificador de Bloque de Recursos Físicos (PRB) de partida y el mismo número de PRB. Si la DU 20 no recibe el grupo comprimido correspondiente de muestras IQ adicionales a través del segundo enlace de recorrido frontal 50 para el momento en el que el grupo comprimido de muestras IQ originales se saca de la cola de la memoria intermedia, entonces el proceso avanza a la etapa S205, en la que la DU 20 realiza una operación de descompresión sobre el grupo comprimido de muestras IQ originales recibidas a través del primer enlace de recorrido frontal 40 y el grupo descomprimido de muestras IQ originales es procesado adicionalmente por la DU 20. Si la DU 20 recibe el grupo comprimido de muestras IQ adicionales a través del segundo enlace de recorrido frontal 40, entonces el proceso avanza a la etapa S207.
En la etapa S207, la DU 20 realiza una operación de descompresión tanto en el grupo comprimido de muestras IQ originales como en el grupo comprimido de muestras IQ adicionales. En la etapa S209, cada muestra IQ del grupo descomprimido de muestras IQ originales se combina con la muestra IQ correspondiente del grupo descomprimido de muestras IQ adicionales para crear un grupo de muestras IQ combinadas, que entonces es procesado adicionalmente por la DU 20.
La realización anterior proporciona la ventaja técnica de que la EVM para un flujo de datos IQ se mantiene por debajo del umbral de error de tal modo que los datos IQ pueden ser descomprimidos y descodificados con éxito por el receptor. Por lo tanto, la realización anterior supone un efecto mitigador ante tener que conmutar a un MCS más robusto que tenga un requisito de EVM mayor (aumentando el requisito de capacidad para todo el enlace de radio para un flujo de datos IQ dado, debido a que se requerirían más recursos de radio para mantener una misma tasa de datos), o a una técnica de compresión con un ancho de bits mayor (aumentando el requisito de capacidad para el recorrido frontal para un flujo de datos IQ dado). Sin embargo, en la realización anterior, cada grupo de muestras IQ originales se evalúa para predecir si la EVM en el receptor está dentro de un umbral de error y, si la EVM rebasa el umbral de error, se envía un grupo de muestras IQ adicionales. Al combinar las muestras IQ originales con las muestras IQ adicionales, la EVM en el receptor se reduce por debajo del umbral de error. En consecuencia, el transmisor puede mantener el mismo MCS y la misma técnica de compresión que rebasaría de otro modo (sin las muestras IQ adicionales) el umbral de error.
Una ventaja adicional de la realización anterior se puede lograr utilizando un MCS y/o una técnica de compresión que, de otro modo, rebasaría el umbral de error. Es decir, la CU 10 puede usar un MCS y/o una técnica de compresión para preparar un grupo comprimido de muestras IQ originales que tienen una EVM que rebasa el umbral de error, pero tienen otras características de transmisión más favorables (por ejemplo, una latencia más baja debido a un tiempo de procesamiento más bajo asociado con el MCS/técnica de compresión) y, entonces, utilizar el grupo de muestras IQ adicionales con el fin de reducir la EVM a un valor por debajo del umbral de error. En consecuencia, la realización anterior habilita que el transmisor use un MCS y/o una técnica de compresión con características de transmisión favorables que no se podrían usar de otro modo (es decir, sin las muestras IQ adicionales). Por lo tanto, la realización anterior mejora el desempeño de radio para un flujo de datos IQ en comparación con los métodos de la técnica anterior.
En la realización anterior, la estación base desagregada se divide en dos unidades de estación base - la CU 10 y la DU 20. Sin embargo, el experto entenderá que la estación base se puede dividir en cualquier número de unidades de estación base. Esto incluye un ejemplo de tres unidades en el que la estación base se divide en una CU, una DU y una Unidad de Radio (RU), y las comunicaciones entre la DU y la RU utilizan datos IQ. Esto también incluye un ejemplo de cuatro unidades en el que la estación base se divide en una CU, una DU, una Pasarela de Recorrido Frontal (FHGW) y una RU, y las comunicaciones entre la DU y la RU (a través de la FHGW) utilizan datos IQ. Además, el experto entenderá que la CU se puede conectar a una pluralidad de DU, la (o cada) DU se puede conectar a una pluralidad de RU, la (o cada) DU se puede conectar a una pluralidad de FHGW, y la (o cada) FHGW se puede conectar a una pluralidad de RU.
El experto también entenderá que no es esencial que los datos IQ comunicados entre estas unidades de estación base sean datos IQ en el dominio de la frecuencia. Esto se usa, en la realización anterior, debido a que la CU y la DU utilizan una división de capa intra-PHY. Sin embargo, las unidades de estación base pueden utilizar una división de capa PHY/de RF, caso en el que los datos IQ en el dominio del tiempo se comunicarían entre las unidades de estación base pertinentes (por ejemplo, entre la CU y la DU o entre la DU y la RU). Cuando una unidad de estación base se conecta a una pluralidad de otras unidades de estación base (por ejemplo, una CU se conecta a múltiples DU), entonces las comunicaciones entre la unidad de estación base y cada una de la pluralidad de otras unidades de estación base pueden utilizar una u otra división funcional y, por lo tanto, datos IQ o bien en el dominio de la frecuencia o bien en el dominio del tiempo. En un ejemplo de cuatro unidades en el que las comunicaciones entre la DU y una pluralidad de RU se realizan a través de una o más FHGW, la(s) FHGW puede(n) realizar conversiones entre datos IQ en el dominio de la frecuencia y en el dominio del tiempo de tal modo que la FHGW se puede comunicar con la DU usando datos IQ en el dominio de la frecuencia, pero cada RU se puede comunicar con la FHGW usando datos IQ o bien en el dominio de la frecuencia o bien en el dominio del tiempo. En estos escenarios en los que se están comunicando múltiples flujos de datos IQ, es probable que el procesamiento de estos flujos sea subóptimo, de tal modo que la EVM aumenta por encima del umbral pertinente, caso en el que se puede usar la realización anterior para reducir estos errores y maximizar el caudal de datos del/de los enlace(s) de recorrido frontal.
En la realización anterior, el primer y el segundo enlace de recorrido frontal 40, 50 son conexiones físicas diferenciadas. Sin embargo, esto no es esencial debido a que los mismos pueden ser enlaces de recorrido frontal diferenciados lógicamente proporcionados en una conexión física común, por ejemplo, cuando la CU 10 y la DU 20 son operadas por varios operadores de red en una disposición de alojamiento neutra. En esta disposición, cada operador puede utilizar recursos dedicados en la conexión física como un primer enlace de recorrido frontal y utilizar adicionalmente recursos compartidos en la conexión física como un segundo enlace de recorrido frontal. El primer y/o el segundo enlaces de recorrido frontal 40, 50 también se pueden compartir (en parte o en su totalidad) entre varias unidades de estación base que se conectan a una unidad de estación base común (por ejemplo, varias RU conectadas a la misma DU, o varias DU conectadas a la misma CU). Además, el tráfico entre una unidad de estación base y una pluralidad de otras unidades de estación base se puede priorizar de tal modo que los flujos de datos IQ entre un primer par de unidades de estación base se transmiten de forma preferente a flujos de datos IQ entre un segundo par de unidades de estación base.
Además, en la realización anterior, la CU 10 y la DU 20 se conectan a través de un primer y un segundo enlaces de recorrido frontal (o bien física o bien lógicamente). Esto proporciona el beneficio de que el primer enlace de recorrido frontal se puede utilizar hasta su capacidad máxima (o casi máxima) para transmitir grupos de muestras IQ originales y, entonces, el segundo enlace de recorrido frontal se puede utilizar para transmitir grupos de muestras IQ adicionales cuando se requiera. Sin embargo, esto no es esencial. La CU 10 y la DU 20 se pueden conectar mediante un único enlace de recorrido frontal (de tal modo que tanto el grupo de muestras IQ originales como el grupo de muestras IQ adicionales se transmiten a través del mismo enlace de recorrido frontal) y pueden lograr los beneficios de unos requisitos de ancho de banda reducidos y un caudal de datos aumentado (manteniendo el mismo MCS y la misma técnica de compresión para un flujo de datos IQ a pesar de que uno o más grupos de muestras IQ originales rebasen un umbral de error) transmitiendo el grupo de muestras IQ adicionales para cada grupo de muestras IQ originales que rebasan el umbral de error. En este escenario, el grupo de muestras IQ originales se puede transmitir en una proporción particular de la capacidad total del enlace de recorrido frontal (por ejemplo, el 80 %, el 90 %, el 95 %) para proporcionar ancho de banda para un grupo de muestras IQ adicionales.
En una potenciación de la realización anterior, la CU 10 puede implementar un proceso adicional de supervisión del primer y el segundo enlaces de recorrido frontal 40, 50. Esto se describirá a continuación con referencia a la figura 7. Inicialmente, el primer enlace de recorrido frontal 40 se está usando para transmitir un grupo de muestras IQ originales (y es, por lo tanto, el enlace de recorrido frontal "primario") y el segundo enlace de recorrido frontal 50 se está usando para transmitir un grupo de muestras IQ adicionales (y, por lo tanto, es el enlace de recorrido frontal "secundario").
En una primera etapa (S301), la CU 10 realiza una operación de supervisión para determinar si se está generando un grupo de muestras IQ adicionales. De ser así, entonces el proceso avanza a la etapa S307, descrita a continuación. De no ser así, entonces la CU 10 determina (la etapa S303) si el segundo enlace de recorrido frontal 50 está disponible actualmente (es decir, configurado para su uso en las comunicaciones entre la CU 10 y la DU 20).
51 el segundo enlace de recorrido frontal 50 no está disponible actualmente, entonces el proceso finaliza para este período de supervisión. Si este está disponible actualmente, entonces, en la etapa S305, la CU 10 determina si se sigue requiriendo el segundo enlace de recorrido frontal 50 (para cualquier flujo de datos futuro entre la CU 10 y la DU 20, entre cualquier otra CU/DU que también utilice el mismo segundo enlace de recorrido frontal 50, o cualquier otro tráfico no asociado con la estación base desagregada 1). Si aún no se requiere el segundo enlace de recorrido frontal 50, entonces (en la etapa S306) la CU 10 o bien deshabilita el segundo enlace de recorrido frontal 50 o bien inicia una reconfiguración del segundo enlace de recorrido frontal 50 de tal modo que este puede ser usado (exclusivamente o de otro modo) por otra entidad (por ejemplo, recursos de una conexión física compartida se pueden reasignar lógicamente a otra entidad). Si la CU 10 determina que se sigue requiriendo el segundo enlace de recorrido frontal 50, entonces el proceso finaliza para este período de supervisión.
Volviendo a la etapa S301, la CU 10 puede determinar que se requiere el segundo enlace de recorrido frontal 50 y, por lo tanto, el proceso avanza a la etapa S307, en la que la CU 10 determina si el segundo enlace de recorrido frontal está disponible actualmente. De no ser así, en la etapa S309, entonces el segundo enlace de recorrido frontal 50 se habilita y se configura para las comunicaciones entre la CU 10 y la DU 20. Siguiendo una u otra de las etapas S307 y S309, la CU 10 determina si se debería conmutar la designación actual de los enlaces de recorrido frontal primario y secundario (la etapa S311). Esta determinación se puede basar en una comparación de una o más de las siguientes métricas: capacidad, latencia, fluctuación, fiabilidad, interferencia y caudal. La determinación también se puede basar en una combinación ponderada de estas métricas, y también se puede adecuar al servicio que se proporciona de tal modo que las métricas y/o ponderaciones se adaptan de acuerdo con las prioridades del servicio.
51 esta determinación es positiva, entonces (en la etapa S313) se conmuta la designación de enlaces de recorrido frontal primario/secundario de tal modo que el segundo enlace de recorrido frontal 50 se convierte en el enlace de recorrido frontal primario y, por lo tanto, se usa para la transmisión del grupo comprimido de muestras IQ originales, y el primer enlace de recorrido frontal 40 se convierte en el enlace de recorrido frontal secundario y, por lo tanto, se usa para la transmisión del grupo comprimido de muestras IQ adicionales. O bien esta conmutación puede tener lugar una vez que se han transmitido todos los datos IQ en la memoria intermedia de la CU o bien, en su lugar, el grupo comprimido de muestras IQ originales se puede volver a procesar con el fin de usar un MCS y una técnica de compresión apropiados para el enlace de recorrido frontal secundario 50 (esto puede también se puede realizar para cualquier otro grupo de muestras IQ originales en la memoria intermedia de la CU que se pueda volver a procesar sin rebasar una ventana de transmisión pertinente), y de tal modo que cualquier grupo comprimido de muestras IQ adicionales en relación con grupos de muestras IQ originales que ya han sido procesados por la CU 10 y están listos para su transmisión se vuelven a procesar de acuerdo con las etapas S117 a S125 de la realización anterior.
Si la determinación en la etapa S311 es negativa, entonces se mantiene la designación de enlaces primario y secundario.
El experto entenderá que no es esencial que las muestras IQ se procesen en grupos de 12. Es decir, una única muestra IQ o un grupo de muestras IQ de cualquier tamaño se puede procesar de la forma descrita anteriormente. En la realización anterior, se usa un subproceso para determinar el valor de Z (el número de bits para cada muestra IQ en el grupo comprimido de muestras IQ adicionales) en el que el valor de Z se aumenta desde un valor mínimo hasta que la EVM es mayor que el umbral de error. El valor de Z se puede aumentar en 1 bit en cada iteración, o en otro valor incremental (equilibrando de este modo la precisión con cualquier latencia introducida por el subproceso). Además, este subproceso no es esencial y, en su lugar, el valor de Z puede fijarse, ajustarse basándose en la realimentación de desempeño de radio o basándose en el ancho de banda disponible del enlace de recorrido frontal secundario.
En la realización anterior, se determina si un aumento en el ancho de bits reducirá el valor de error evaluando las etapas S115 a S123 para el valor máximo de Z. Sin embargo, esto tampoco es esencial. Como alternativa, esto se puede basar en limitaciones de hardware conocidas del dispositivo (por ejemplo, basándose en una fase de calibración) o evaluando, por ejemplo, el Número Eficaz de Bits (ENOB).
El experto también entenderá que la realización anterior se puede implementar para tráfico tanto de enlace descendente (de CU a DU) como de enlace ascendente (de DU a CU).
En la realización anterior, cada muestra IQ del grupo de muestras IQ adicionales representa un vector de error entre una muestra IQ del grupo descomprimido de muestras IQ originales y una muestra IQ correspondiente del grupo sin comprimir de muestras IQ originales. Sin embargo, esto no es esencial. En otra implementación, cada muestra IQ del grupo comprimido de muestras IQ originales puede representar los bits más significativos de la muestra IQ original y cada muestra IQ del grupo comprimido de muestras IQ adicionales puede representar algunos o todos los siguientes bits más significativos de la muestra IQ original. Las muestras IQ adicionales también pueden incluir una nueva forma de ajustar a escala el valor combinado.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un método para hacer funcionar una primera unidad de estación base para procesar datos En Fase y Cuadratura, IQ, para su transmisión a una segunda unidad de estación base, siendo parte, tanto la primera como la segunda unidades de estación base, de una estación base desagregada en una red de telecomunicaciones celulares, comprendiendo el método las etapas de:
preparar (S105) un primer paquete de datos, basándose en datos IQ, para su transmisión a través de un primer enlace de recorrido frontal (40) a la segunda unidad de estación base;
determinar (S109) un primer valor de error entre los datos IQ y el primer paquete de datos;
provocar la transmisión del primer paquete de datos a la segunda unidad de estación base;
determinar (S111) que el primer valor de error rebasa un primer umbral de error; y,
en respuesta a la determinación de que el primer valor de error rebasa el primer umbral de error:
preparar (S125) un segundo paquete de datos, basándose en los datos IQ, para su transmisión a través de un segundo enlace de recorrido frontal (50) a la segunda unidad de estación base, en donde un segundo valor de error entre los datos IQ y una combinación del primer y el segundo paquetes de datos es menor que el primer valor de error, y
provocar la transmisión del segundo paquete de datos a la segunda unidad de estación base.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera y la segunda unidades de estación base pueden ser conectarse mediante un primer enlace de comunicaciones de recorrido frontal (40) y un segundo enlace de comunicaciones de recorrido frontal (50), la etapa de provocar la transmisión del primer paquete de datos es a través del primer enlace de comunicaciones de recorrido frontal (40) y la etapa de provocar la transmisión del segundo paquete de datos es a través del segundo enlace de comunicaciones de recorrido frontal (50).
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el primer y el segundo enlaces de comunicaciones de recorrido frontal se basan en conexiones físicas separadas entre la primera y la segunda unidades de estación base.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el primer y el segundo enlaces de comunicaciones de recorrido frontal son lógicos y se basan en la misma conexión física entre la primera y la segunda unidades de estación base.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde un conjunto de recursos del primer o el segundo enlace de comunicaciones de recorrido frontal se comparte entre una pluralidad de operadores de red.
6. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que además comprende la etapa de: determinar si se debería usar el primer o el segundo enlace de comunicaciones de recorrido frontal para la transmisión del primer paquete de datos.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la determinación de si se debería usar el primer o el segundo enlace de comunicaciones de recorrido frontal para la transmisión del primer paquete de datos se basa en una comparación de una o más métricas de desempeño para el primer y el segundo enlaces de comunicaciones de recorrido frontal.
8. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se comprimen el primer y el segundo paquetes de datos.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, que además comprende la etapa de:
determinar una relación de compresión para el segundo paquete de datos de tal modo que el segundo valor de error es menor que un segundo umbral de error.
10. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estación base desagregada incluye:
al menos una unidad de estación base central y al menos una unidad de estación base distribuida, en donde la primera unidad de estación base es o bien una de las unidades de estación base centrales o bien una de las unidades de estación base distribuidas;
al menos una unidad de estación base central, al menos una unidad de estación base distribuida y al menos una unidad de estación base de radio, en donde la primera unidad de estación base es o bien una de las unidades de estación base distribuidas o bien una de las unidades de estación base de radio; o
al menos una unidad de estación base central, al menos una unidad de estación base distribuida, al menos una Pasarela de Recorrido Frontal, FHGW, y al menos una unidad de estación base de radio, en donde la primera unidad de estación base es o bien una de las unidades de estación base distribuidas o bien una de las unidades de estación base de radio.
11. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una división de protocolo de telecomunicaciones celulares entre la primera y la segunda unidades de estación base es una división de capa física superior a capa física inferior o una división de capa física inferior a capa de radiofrecuencia.
12. Un método para hacer funcionar una segunda unidad de estación base para procesar un primer y un segundo paquete de datos procesados por una primera unidad de estación base de acuerdo con el método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el método la etapa de combinar el primer y el segundo paquete de datos.
13. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende la etapa de transmitir, o bien a la primera o bien a la segunda unidad de estación base, un indicador de una operación de descompresión en uso en la segunda unidad de estación base.
14. Un programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa es ejecutado por un ordenador de una primera estación base, hace que la primera estación base lleve a cabo las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y 13 y, cuando es ejecutado por un ordenador de una segunda estación base, hace que la segunda estación base lleve a cabo las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13.
15. Un medio de soporte legible por ordenador que comprende el programa informático de la reivindicación 14.
16. Una primera unidad de estación base para una estación base desagregada, teniendo la primera unidad de estación base un procesador configurado para llevar a cabo las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 o 13.
17. Una segunda unidad de estación base para una estación base desagregada, teniendo la segunda unidad de estación base un procesador configurado para llevar a cabo las etapas de las reivindicaciones 12 a 13.
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