MX2008013296A - Metodo para controlar los efectos de interferencia fuera de celula en un sistema celular inalambrico usando transmision por red retroceso de datos y formatos decodificados. - Google Patents

Abstract

Datos decodificados exitosamente recibidos desde una terminal móvil así como el formato de transmisión de esos datos son relevados sobre la red de retroceso desde un receptor de estación base que decodificó exitosamente la transmisión de la terminal móvil hasta las estaciones base en el conjunto activo de la terminal móvil que presuntamente fueron incapaces de decodificar la transmisión de la terminal móvil debido a una relación señal a ruido inadecuada. Una estación base que reciba esta transmisión proveniente de la estación base de relevación que exitosamente decodificó y desmoduló la transmisión de la terminal móvil es entonces capaz de reconstruir los datos y restarlos de la interferencia total, incrementado de esta manera la relación señal a ruido en esta estación base para su procesamiento en célula.

Description

METODO PARA CONTROLAR LOS EFECTOS DE INTERFERENCIA FUERA DE CELULA EN UN SISTEMA CELULAR INALAMBRICO USANDO TRANSMISION POR RED DE RETROCESO DE DATOS Y FORMATOS DECODIFICADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a comunicaciones inalámbricas .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En un sistema inalámbrico, las terminales móviles transmiten y reciben datos sobre enlaces inalámbricos bidireccionales desde una o más estaciones base. La dirección terminal móvil-transmisión se conoce como el enlace ascendente y la dirección terminal móvil-recepción se conoce como el enlace descendente. El conjunto de estaciones base con las cuales se está comunicando una terminal móvil se conoce como el conjunto activo de estaciones base para esa terminal móvil, o el conjunto activo de esa terminal móvil. Durante condiciones normales cuando una terminal móvil está dentro de un área de cobertura de una estación base, el conjunto activo para esa terminal móvil generalmente seria una sola estación base por lo que el conjunto activo incluye sólo esa una estación base, la cual es la estación de servicio de esa terminal móvil. Sin embargo, cuando una terminal móvil está dentro del alcance de varias estaciones base y de esta manera REF. : 196734 está en un estado de transferencia, el conjunto activo incluye las múltiples estaciones base, las cuales están monitoreando cada una la señal proveniente de esa terminal móvil y la decodifican cuando son capaces de hacerlo. Sólo una de las estaciones base, sin embargo, es la estación base de servicio para esa terminal móvil, y las demás estaciones base son estaciones base no de servicio. La figura 1 muestra tres estaciones base (BSs) 101, 102 y 103 y sus áreas de cobertura de célula 104, 105 y 106 respectivas. La terminal móvil 107 se muestra dentro del área de cobertura 104 de la estación base 101, la cual es su estación de base de servicio. Estaciones base no de servicio 102 y 103, sin embargo, además de la estación base de servicio 101 constituyen el conjunto activo para la terminal móvil 107. En un sistema de datos, en el enlace descendente, la terminal móvil 107 recibe datos sólo de una estación base pero tiene la opción de volver a seleccionar la estación base de servicio para de esta manera recibir datos de cualquier otra estación base en su conjunto activo dependiendo de qué estación base la terminal móvil reciba una señal con la relación señal a ruido más alta. En el enlace ascendente, las estaciones base de servicio y no servicio intentan cada una desmodular y decodificar transmisiones provenientes de la terminal móvil. La capacidad de un sistema inalámbrico se refiere ya sea al número de terminales móviles que pueden transmitir o recibir datos simultáneamente, o la velocidad de datos agregada de estas terminales móviles, expresada ya sea en terminales móviles/sector, aparatos/sector o emisión de datos/sector. La capacidad de enlace ascendente del sistema puede ser diferente de su capacidad de enlace descendente. Para servicios simétricos, tales como voz (es decir, emisión/velocidad de datos requerida para una terminal móvil en el enlace ascendente es igual a aquella en el enlace descendente) , la capacidad total del sistema es limitada por la más baja capacidad de enlace ascendente y enlace descendente. En los sistemas inalámbricos actuales especificados por normas tales como CDMA2000 lx, EV-DO Rev 0 y Rev A, HSDPA/EDCH y WiMAX, el enlace ascendente tiene una capacidad sustancialmente más baja que el enlace descendente. Este desequilibrio tiene que ser remediado para un uso completo de la capacidad de enlace descendente y para maximizar el número de terminales móviles que puedan operar servicios simétricos en el sistema. En sistemas inalámbricos que se basan en CDMA de dispersión directa o multi-portadoras (opcionalmente con precodificación) , una pluralidad de terminales móviles dentro de un sector (y a través de sectores) vuelven a usar una secuencia de dispersión o un conjunto de tonos de frecuencia para comunicarse con sus conjuntos activos respectivos, mientras son diferenciadas por códigos específicos de terminal móvil. Un mecanismo para incrementar la capacidad de sectores de enlace ascendente es llevar a cabo cancelación de interferencia sucesiva en estas transmisiones en un transceptor de estación base. La figura 2 ilustra componentes de elevación de ruido en estación base. Como se muestra, en un receptor de estación base 200, la elevación total sobre ruido térmico en un sector consiste en la señal compuesta 201 proveniente de las terminales móviles dentro de ese sector para el cual esa estación base es la estación base de servicio, y la interferencia fuera de célula 202 causada por. terminales móviles que transmiten en sectores adyacentes. Esta última incluye interferencia proveniente de aquellas terminales móviles en los sectores adyacentes para los cuales el receptor de estación base 200 está dentro del conjunto activo de estas terminales móviles pero para los cuales la estación base 200 no está en servicio, más la interferencia causada por otras terminales móviles en transmisión en otros sectores que no incluyen la estación base 200 dentro de cada conjunto activo de las terminales móviles. Un método ilustrativo de cancelación de interferencia se describe en la solicitud de patente co-pendiente No. de serie 10/401,594 presentada el 31 de marzo de 2003 y publicada como Solicitud de Patente de Estados Unidos No. de Publicación US2004 /0192208 Al el 30 de septiembre de 2004. Usando este método de cancelación de interferencia, si la decodificación de cualquier terminal móvil es exitosa, su señal es reconstruida y restada de la señal recibida compuesta en la estación base. La figura 3 muestra un esquema de cancelación de interferencia sucesivo en un receptor de estación base 300 ejemplar que es la estación base de servicio para cuatro terminales móviles 301, 302, 303 y 304 dentro de un sector de ese receptor de estación base 300. La potencia recibida en el receptor de estación base 300 proveniente de las terminales móviles 301, 302, 303 y 304 es respectivamente P_l, P_2, P_3 y P_4. Además, el receptor de estación base 300 recibe una potencia de señal compuesta como el resultado de interferencia fuera de célula (IOC) causada por transmisiones de terminales móviles fuera del sector. Cuando una transmisión particular proveniente de una terminal móvil desde adentro del sector es decodificada exitosamente por el receptor de estación base, la transmisión es reconstruida y restada de la señal compuesta en la estación base, después de lo cual otra señal recibida es desmodulada, decodificada, reconstruida y restada de la señal compuesta restante. Este proceso se repite para cada una de las señales restantes. Adecuadamente, las señales provenientes de las terminales móviles que son decodificadas más tarde en el proceso de desmodulación y decodificación no "ven" la interferencia proveniente de transmisiones de las terminales móviles que fueron decodificadas antes en la secuencia. La figura 3 muestra un cálculo sucesivo de la relación de señal a ruido ( Snr_l-Snr_ ) de las cuatro terminales móviles 301-304, respectivamente. Iniciando con la terminal móvil 301, Snr_l se calcula como P_l/ ( P_2+P_3+P_4+IOC+N) , en donde N es el ruido térmico mesurable. La contribución de cada una es exitosamente restada de la señal compuesta recibida en el receptor de estación base, por lo que, para la última terminal móvil 304, Snr_4 se calcula como P_4 / ( IOC+N ) . Ya que las terminales móviles que son decodificadas más tarde ven una relación señal a ruido más alta, son capaces de soportar ya sea una velocidad de transmisión más alta y/o conflabilidad incrementada . En el escenario descrito arriba, no es posible que el receptor de estación base decodifique exitosamente las transmisiones de todas las terminales móviles que tengan este sector de estación base en su conjunto activo. Como resultado, la mayoría de la interferencia fuera de célula recibida por un receptor de estación base no puede ser deducida. Así, como se indicó arriba, la relación señal a ruido para la estación 304 es aún limitada por esta interferencia fuera de célula IOC. Típicamente, la regla de control de potencia seguida por terminales móviles es ya sea (i) seguir comandos de control de potencia provenientes del sector de servicio en su conjunto activo o (ii) seguir una regla conocida como la reducción de potencia, con lo cual la terminal móvil reduce su potencia si cualquiera de las estaciones base en el conjunto activo instruye hacerlo por medio de un comando de control de reducción de potencia. Mientras un control de reducción de potencia asegura la recepción exitosa de la transmisión de la terminal móvil al menos en una estación base (presuntamente aquella con la mejor conexión de enlace ascendente de la terminal móvil), también asegura que la transmisión de la terminal móvil no sea recibida con relación señal a ruido adecuada para ser exitosamente decodificable en todas las estaciones base en el conjunto activo. De esta manera, esta interferencia no decodificable limita la ganancia de capacidad de un sistema que emplea cancelación de interferencia sucesiva. Incluso al transmitir las terminales móviles dentro de un sector con potencias siempre cada vez más altas, para poder incrementar sus relaciones señal a ruido en el receptor de estación base (y por consiguiente lograr velocidades de datos más altas), su interferencia a sectores adyacentes crece proporcionalmente, limitando de esta manera las velocidades que pueden lograrse por terminales móviles en aquellos sectores. A su vez, la interferencia de las terminales móviles en sectores adyacentes margina las ganancias para las terminales móviles con el sector bajo consideración que incrementó su potencia en primer lugar.

Se desea entonces una metodología que haga posible que un receptor de estación base reconstruya y reste la interferencia fuera de célula de la señal recibida compuesta de tal manera que la relación señal a ruido pueda mejorarse para todas las terminales móviles en sector.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una modalidad de la invención, datos decodificados exitosamente recibidos desde una terminal móvil así como el formato de transmisión de esos datos (por ejemplo, el esquema de modulación y codificación usado por la terminal móvil para transmitir esos datos y el número de transmisiones que se requirieron para lograr una decodificación exitosa) se retrasa sobre la red de retroceso (es decir, un enlace entre estaciones base o entre estaciones base y una entidad de red central tal como un controlador de estación base, un controlador de red de radio o un centro de conmutación móvil) del receptor de estación base en el sector que exitosamente decodificó la transmisión de la terminal móvil a las estaciones base en el conjunto activo que presuntamente fueron incapaces de codificar esta transmisión de la terminal móvil debido a una relación señal a ruido inadecuada. Una estación base que recibe esta transmisión proveniente de la estación base de relevación que sí decodificó y desmoduló exitosamente la transmisión de la terminal móvil puede entonces reconstruir los datos y restarlos de la interferencia total en la estación base, incrementando asi la relación señal a ruido en esta estación base para su procesamiento en célula. La premisa es que aquellos sectores que reciban esta transmisión sobre la red de retroceso proveniente de una estación base que fue capaz de decodificar los datos hayan sido capaces de por lo menos rastrear la señal piloto de esa terminal móvil. Usando los datos decodificados e información acerca del esquema de codificación o modulación que se reciben sobre la red de retroceso, el canal (es decir, el perfil de trayectorias múltiples en el dominio de tiempo o respuesta de canal de dominio de frecuencia) se vuelve a calcular y la forma de onda recibida de la terminal móvil se reconstruye y se resta de la interferencia total en la estación base. Como resultado, las transmisiones provenientes de otras terminales móviles, las cuales aún tienen que ser decodificadas exitosamente en esa estación base, experimentarán una relación señal a ruido más alta y de esta manera una probabilidad incrementada de ser decodificadas exitosamente. La metodología puede usarse en cualquier sistema en el que la interferencia fuera de célula limite la relación señal a ruido para una o más terminales móviles en célula tales como el sistema descrito arriba que usa cancelación de interferencia sucesiva o un sistema OFDMA que permita sólo una transmisión en célula sobre un conjunto dado de tonos de frecuencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención se entenderá mejor a partir de una lectura de la siguiente descripción de modalidades no limitativas, con referencia a las figuras anexas, en las que a continuación: La figura 1 muestra una disposición de la técnica anterior de una terminal móvil y la estación base de servicio y estaciones base no de servicio en su conjunto activo. La figura 2 ilustra componentes de elevación de ruido de estación base. La figura 3 muestra un esquema de cancelación de interferencia sucesiva en un receptor de estación base ejemplar que es la estación base de servicio para cuatro terminales móviles dentro de un sector de ese receptor de estación base. La figura 4 muestra una disposición de acuerdo con una modalidad de la presente invención en la cual una estación base envía información sobre la red de retroceso a otras estaciones base en un conjunto activo de la terminal móvil. La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra las etapas en una estación base de servicio de acuerdo con una modalidad de la presente invención y La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra las etapas en una estación base no de servicio de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 4 muestra un sistema de comunicaciones inalámbrico 400 en el cual el conjunto activo para una terminal móvil 401 incluye estaciones base 402, 403 y 404. La estación base 402 es la estación base de servicio, y las estaciones base 403 y 404 son estaciones base no de servicio. Por motivos ilustrativos, la estación base de servicio 402 y la estación base no de servicio 403 están conectadas al mismo Controlador de Red de Radio (RNC) /Controlador de Estación Base (BSC) 405 y la estación base no de servicio 404 está conectada a RNC/BSC 406. El RNC/BSC 405 y el RNC/BSC 406 están conectados a un Nodo de Conmutación de Datos por Paquetes (PDSN) /Centro de Conmutación Móvil (MSC) 408 común. En una modalidad de la presente invención, cuando datos que han sido transmitidos por la terminal móvil 401 son decodificados exitosamente por la estación base de servicio 402, esos datos decodificados y el formato de transmisión de esos datos decodificados exitosamente se envían sobre la red de retroceso a las estaciones base no de servicio 403 y 404 en el conjunto activo de la terminal móvil 401. Específicamente, el formato de modulación y codificación, y el número de transmisiones de los datos que se requirieron para lograr una decodificación exitosa de esos datos son enviados con los datos decodificados a las estaciones base. Los datos decodificados y esta información se envían por la estación base de servicio 402 a la estación base no de servicio 403 a través del RNC/BSC 405, y se envían a la estación base 404 a través del RNC/BSC 405, PDSN/MSC 408 y RNC/BSC 406. Si las funciones del RNC/BSC 405 se colapsan en estaciones base 402 y 403, entonces la estación base 402 podría enviar la información directamente a la estación base 403. La figura 5 muestra las etapas llevadas a cabo en una estación base de servicio, tal como la estación base 402 en la figura 4. En la etapa 501 se hace una determinación de si la terminal móvil con la cual la estación base se está comunicando está en un estado de transferencia. Así, si el conjunto activo de esa terminal móvil es sólo esa estación base, la terminal móvil no está en un estado de transferencia. Si el conjunto activo es mayor que uno, entonces la terminal móvil está en transferencia y otras estaciones base en ese conjunto activo están recibiendo e intentando decodificar transmisiones provenientes de esa terminal móvil. Si está en transferencia, entonces en la etapa 502, la estación base de servicio envía el paquete de datos decodificado y formato de transmisión a todas las estaciones base en el conjunto activo de esa terminal móvil sobre la red de retroceso. La figura 6 muestra las etapas llevadas a cabo en una estación base no de servicio, tal como las estaciones base 403 y 404 en la figura 4. En la etapa 601 se hace una determinación de si los datos decodificados y formato de transmisión recibidos en la red de retroceso provenientes de otra estación base han sido enviados desde una terminal móvil para la cual esta estación base está en el conjunto activo pero para la cual esta estación base no está en servicio. Si lo han sido, en la etapa 602, los datos decodificados recibidos en la red de retroceso provenientes de la estación base de servicio son r e codi f i cado s y remodulados y el canal de trayectorias múltiples (o respuesta de frecuencia de canal) es calculado. La señal proveniente de la terminal móvil es entonces restada de la señal compuesta de esa terminal móvil que se recibe en esta estación base no de servicio y se almacena en la memoria de almacenamiento temporal frontal de la estación base no de servicio. Al remover de esta manera esta interferencia fuera de célula en esta estación base no de servicio, se incrementa la relación señal a ruido en esta estación base para su procesamiento en célula. Más específicamente, transmisiones de otras terminales móviles que aún tengan que ser decodificadas exitosamente en esta estación base experimentarán una relación señal a ruido más alta y de esta manera una probabilidad incrementada de ser decodificadas exitosamente . Aunque sea asumido en la descripción anterior que era la estación base de servicio la que decodificó exitosamente una transmisión de datos proveniente de la terminal móvil y relevó los datos decodi f icados y formato de transmisión a las demás estaciones base no de servicio en el conjunto activo de la terminal móvil, también se debe ver que en cualquier instante dado la estación base de servicio podría no haber decodificado exitosamente una transmisión de datos de una terminal móvil y una de las estaciones base no de servicio en el conjunto activo puede haber de hecho decodificado exitosamente esa transmisión. En este caso, sería esta estación base no de servicio, la que decodificó exitosamente esa transmisión, la que releve los datos decodi f icados y su formato de transmisión a las demás estaciones base en el conjunto activo, incluyendo la estación base de servicio. Como se describió previamente, la metodología descrita puede usarse en cualquier sistema en el que la interferencia fuera de célula limite la relación señal a ruido para una o más terminales móviles en célula. Ejemplos de este sistema incluye un sistema que emplea cancelación de interferencia sucesiva o un sistema OFDMA que permite sólo una transmisión en célula sobre un conjunto dado de tonos de frecuencia. La modalidad descrita arriba es ilustrativa de los principios de la presente invención. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método en una estación base, la estación base está dentro de un conjunto activo de estaciones base con las cuales una terminal móvil en transferencia está enviando datos en una señal, caracterizado porque comprende: enviar datos decodificados exitosamente recibidos en una señal proveniente de la terminal móvil y el formato de transmisión de la señal recibida a las demás estaciones base en el conjunto activo sobre una red de retroceso.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estación base es una estación base de servicio y las demás estaciones base en el conjunto activo son estaciones base no de servicio.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el formato de transmisión comprende un formato de modulación y codificación de la señal recibida.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el formato de transmisión comprende además un número de retransmisiones requeridas hasta que la estación base decodifique exitosamente los datos.
5. 5. Un método en una primera estación base, la primera estación base está dentro de un conjunto activo de estaciones base con las cuales una terminal móvil en transmisión se está comunicando, caracterizado porque comprende : recibir sobre una red de retroceso de otra estación base datos que hayan sido decodificados exitosamente por la otra estación base de una señal recibida de la terminal móvil, y un formato de transmisión de la señal.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la primera estación base es una estación base no de servicio.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque los datos de codi f i cado s exitosamente son recibidos por la primera estación base sobre la red de retroceso desde una estación base de servicio.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el formato de transmisión comprende un formato de modulación y codificación de la señal.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el formato de transmisión comprende además un número de retransmisiones requeridas hasta que la otra estación base decodifique exitosamente los datos.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además: reconstruir la señal proveniente de la terminal móvil usando los datos recibidos desde la otra estación base y el formato de transmisión recibido y restar la señal reconstruida de una señal compuesta recibida en la primera estación base desde otras terminales móviles .