MXPA06001692A

MXPA06001692A - Sistema y metodo para asignar eficientemente recursos inalambricos.

Info

Publication number: MXPA06001692A
Application number: MXPA06001692A
Authority: MX
Inventors: Eldad Zeira
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100979158B1; EP1654888A2; US8179835B2; WO2005020595A2; JP4354989B2; CN1864348A; JP4886808B2; KR100979159B1; WO2005020595A3; CA2534835A1; US20080267139A1; TW201403854A; TW200507564A; TW200950151A; EP1654888A4; JP2007502582A; NO20061062L; JP2009194919A; KR20090108646A; KR20060032659A

Abstract

Se realiza asignacion dinamica de recursos al generar primero una pluralidad de secuencias de intervalo. Una cifra de merito en base a la potencia de codigo de senal de interferencia ponderada (ISCP) y unidades de recurso ponderadas entonces se genera para cada intervalo de tiempo de cada secuencia de intervalo. Los intervalos de tiempo dentro de cada secuencia de intervalo entonces se arreglan en una cifra decreciente de merito. Las secuencias de intervalo son procesadas para determinar si pueden soportar el codigo que se va a transmitir.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA ASIGNAR EFICIENTEMENTE RECURSOS INALÁMBRICOS Campo de la Invención La presente invención se refiere a sistemas de comunicación inalámbrica. De manera más particular, la invención se refiere a un método para la asignación de recursos en un sistema de comunicación inalámbrica.

Antecedentes de la Invención Todas las normas de comunicación conocidas imponen limites en el uso de los recursos del sistema, a pesar del tipo de recursos que se asignen. La gestión de recursos se usa en sistemas de comunicación para asignar de forma efectiva la cantidad limitada de recursos del sistema a todos los usuarios . Estos recursos pueden incluir intervalos de tiempo, portadores o códigos de RF . Por ejemplo, las normas de Dúplex por División de Tiempo (TDD) del Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universales (UMTS) definen una célula portadora individual que incluye una baliza y otros canales comunes e intervalos de tiempo. Por consiguiente, en este caso, la selección del portador es equivalente a la selección de la célula. En contraste, la norma del Sistema de Acceso Múltiple con División de Código Sincrónico de División por Tiempo (TD-SCDMA) para Móviles (TSM) del grupo de Normas de Telecomunicaciones Inalámbricas de China (C TS) define una célula de múltiples portadores. Sin embargo, requiere que todos los canales físicos que corresponden a una aplicación individual se asignen al mismo portador'. Un sistema de TDD de múltiples portadores, genérico, puede asignar recursos físicos para una Unidad Transmisora/Receptora Inalámbrica (WTRU) en diferentes intervalos de tiempo de diferentes portadores. Por ejemplo, se usa el algoritmo de Asignación Rápida de Canales Dinámicos (F-DCA) para asignar recursos (es decir, qué intervalos de tiempo en que portadores) para un usuario que se refiere como un canal de tráfico compuesto codificado (CCTrCH) . Esta asignación se basa en la optimización de la métrica de calidad de asignación, que se puede expresar como una combinación de una métrica de asignación basada en intervalos de tiempo y una métrica de fragmentación para el CCTrCH completo . En una métrica de asignación basada en intervalos de tiempo, la interferencia de los intervalos de tiempo, la potencia de transmisión de los intervalos de tiempo, o la carga de los intervalos de tiempo se usa. En la métrica de fragmentación para el CCTrCH completo, se asigna una penalidad de fragmentación para el uso de múltiples intervalos de tiempo dentro de un portador, o se asigna una penalidad de f agmentación para usar múltiples intervalos.

Se deja que TS_Frag_Penalidad (j) denote la penalidad de fragmentación en base al intervalo de tiempo cuando se usan j intervalos de tiempo. Por ejemplo TS_Frag_Penalidad(j) se define como: TS Frag Pena!idad(j) ~V J } . _ % ~ { co si j >C Ecuación (1 ) donde p es el incremento de la penalidad de fragmentación basada en intervalo de tiempo, y C es el número máximo de intervalos de tiempo que un usuario puede soportar. Se deja que Portador_Frag_Penalidad (j) denote la penalidad de fragmentación basada en el portador cuando se usan j portadores. Por ejemplo Portador_Frag_Penalidad (j) se define como: Poftador_Frag_Penalidad® » q , ¦ - Ecuación (2) donde q es el incremento de la penalidad de fragmentación basada en el portador. Aunque algunas WTRU pueden usar múltiples receptores y no tengan limitaciones de implementacion en la selección de intervalos, la mayoría de las WTRU tienen un receptor individual y un tiempo de conmutación finito entre los intervalos de tiempo de enlace ascendente (UL) y enlace descendente (DL) . Por lo tanto, para la mayoría de las WTRU, cuando se usan intervalos de tiempo de más de un portador, aplican las siguientes dos limitaciones: 1) si se usa un intervalo de tiempo por la WTRU en un portador, el mismo intervalo de tiempo no se puede usar por la TRU en otros portadores; y 2) si se usa un intervalo de tiempo por la WTRU en un portador, sólo los intervalos de tiempo que permiten suficiente separación de tiempo de seguridad del intervalo de tiempo usado del transceptor de WTRU para conmutar frecuencias se pueden usar por la misma WTRU en otros portadores . Aquellos intervalos de tiempo que no se pueden usar debido al uso de un intervalo de tiempo particular y las dos limitaciones mencionadas anteriormente se definen como el conjunto de intervalos de tiempo desaprobados del intervalo de tiempo particular. Aunque se han desarrollado algoritmos de asignación de canales para sistemas TDD, estos sistemas comprenden típicamente un portador individual usado por un operador. En sistema de TDD de múltiples portadores, la red tiene la libertad de asignar a la WTRU a uno o más portadores. Por lo tanto,, existe una necesidad de asignar apropiadamente recursos para sistemas TDD de múltiples portadores.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo a la presente 'invención, se realiza la asignación dinámica de recursos al generar primero una pluralidad de secuencias de intervalos. Entonces se genera una cifra de mérito en base a la potencia de código de señal de interferencia ponderada (ISCP) y las unidades de recursos ponderadas (RU) para cada intervalo de tiempo de cada secuencia de intervalos. Los intervalos de tiempo dentro de cada secuencia de intervalo se arreglan en una cifra decreciente de mérito. Las secuencias de intervalos entonces se procesan para determinar si pueden soportar el código que se va transmitir.

Breve Descripción de las -Figuras Las Figuras 1A y IB tomadas conjuntamente son un diagrama de flujo de un método de acuerdo con la presente invención . La Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de comunicación de múltiples portadores de acuerdo con la presente invención.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La presente invención se describirá con referencia a las figuras donde números similares representan elementos similares de principio a fin. Las modalidades preferidas de la presente invención se describen en unión con un sistema de comunicación que soporta transmisiones de voz y datos de acuerdo al sistema de comunicación de acceso múltiple por división de código con banda amplia (W-CDMA) del Proyecto de Compañero de Tercera Generación (3GPP) . Sin embargo, se debe señalar que el sistema 3GPP se usa sólo como un ejemplo y la invención se puede aplicar a otros sistemas de CDMA. En tanto que se describen las modalidades de ejemplos en términos de comunicaciones inalámbricas de espectro extendido, la invención se puede aplicar a otras formas de sistemas de comunicación con intervalos, sin intervalos, de múltiples portadores y de portador individual , y se puede aplicar ampliamente a todos los tipos de formatos de comunicación. Además, la invención se puede aplicar a comunicaciones que son inalámbricas y que usan conexiones alámbricas. En tanto que se han descrito las transmisiones de base a móvil, los conceptos inventivos también son útiles en comunicaciones de par a par. Como se usa en la presente, el término WTRU incluye, de manera enunciativa y sin limitación, un equipo de usuario, estación móvil, unidad suscriptora fija o móvil, radiolocalizador o cualquier otro tipo de dispositivo capaz de operar en un ambiente inalámbrico. Estos tipos de ejemplo - de ambientes inalámbricos incluyen, de manera enunciativa y sin- limitación, redes de área local inalámbricas (WLA ) y redes móviles terrestres públicas (PLMN) . El término de estación base, como se usa más adelante en la presente, incluye, de manera enunciativa y sin limitación, un Nodo B, controlador de sitio, punto de acceso u otro dispositivo de interconexión en un ambiente inalámbrico. De acuerdo a un aspecto de ejemplo de la presente invención, que usa la norma TSM, se implementa un procedimiento mejorado de asignación de recursos. La norma TSM requiere que todos los canales físicos que corresponden a una aplicación individual se asignen al mismo portador. El procedimiento de asignación de recursos de acuerdo con la presente invención se realiza para cada, portador. Entonces, entre todos los portadores, se hace una selección del portador que produce la mejor métrica de calidad de asignación. Para soportar un CCTrCH en un sistema genérico de TDD de múltiples portadores, se necesitan varios códigos. üsualmente, estos códigos se arreglan en el orden de factor creciente de propagación del código. Este arreglo de código se llama un conjunto de códigos. Como se entiende por aquellos expertos en la técnica, entre menor sea el factor de propagación de un código, más RU que se requieren para transmitir el código. Con referencia a la Figura 1, se muestra un procedimiento 100 de asignación dinámica de recursos de acuerdo con la presente invención. El procedimiento 100 empieza en el paso 10, por lo que se generan una pluralidad de secuencias de intervalos. Las secuencias de intervalos, que son un grupo de intervalos de tiempo en un orden especifico, se generan al aplicar k+m+1 pares de valores a y p de acuerdo a cc(k) =1 ß(?° =2k (secuencia k+1) y a(k+m+1) =2m (k+m+i) =1 secuencia k+m+1) ; donde es el parámetro de ponderación de ISCP y ß es el parámetro de ponderación del número de RU que puede usarse por el CCTrCH en el intervalo. Al aplicar k+m+l+ pares de valores a y ß, se generan k+m+1 secuencias de intervalos, como sigue: a) Puesto que se mantiene igual a 1 y ß se incrementa, las siguientes secuencias favorecen la f agmentación baja: a® l ß®* !* (secuencia 1), a(1)~l 2J (secuencia 2), (secuencia 3), de modo que, a{k)-l 2k (secuencia Ecuación (3) b) Puesto que ß se mantiene igual a 1 y a se incrementa, las siguientes secuencias favorecen la baja interferencia: aw92x ?< i)~l (secuencia k+2% /?<*+2½l (secuencia ?+3), de modo que, a****** s= 2" =1 (secuencia k+m+1). Ecuación (4) Entonces se computa una cifra de mérito F± para cada intervalo de tiempo (paso 11) . La cifra de mérito Fi del intervalo i se genera como : Ecuación (5) donde Ali se define como ISCPi - ISCPmin; ISCPi es la potencia de código de señal de interferencia medida ISCP (en dB) en el intervalo i; ISCPmin es el ISCP más bajo (en dB) entre todos los intervalos . de tiempo disponibles en la misma dirección (es decir, UL o DL) ; y f{Ci) es la cantidad de RU que se puede usar por el CCTrCH de interés en el intervalo i. El parámetro f(C¿) se calcula como: Ecuación (6) donde C es el número de RU disponibles en el intervalo i; M es la cantidad de unidades de recurso requeridas por el CCTrCH; y el RUmax_intervalo es la cantidad máxima de RU que se pueden usarp or este CCTrCH en un intervalo. Asumiendo que la WTRU esté soportando m CCTrCH (donde m > 1) de forma simultánea y que el número de códigos usados "por los otros CCTrCH de esta WTRU en este intervalo de tiempo sea NUSAD0, puesto que la WTRU tiene una capacidad de NWTRU códigos por intervalo de tiempo, el número de códigos que este CCTrCH puede usar en este intervalo de tiempo es NWTRU - NUSADO- Por lo tanto, " RUmax_intervalo se da por la cantidad más alta de RU que se pueden usar por NWTRU -NUSADO códigos en el CCTrCH.

Los intervalos de tiempo de cada secuencia de intervalos entonces se arreglan en el orden de cifra decreciente de mérito F (paso 12) . Esto proporciona una secuencia arreglada de intervalos. Empezando con la primera secuencia de intervalos (paso 14) , el primer intervalo de tiempo en la primera secuencia de intervalos se selecciona (paso 16) . El código con el factor de propagación más bajo en el conjunto de códigos también se selecciona (paso 18) puesto que esto requerirá la mayoría de las RU. Se determina si existe un código con el factor de propagación correspondiente disponible en el intervalo de tiempo seleccionado (paso 20). Si es así, (es decir, el código está disponible y la asignación no viola ninguna capacidad de la WTRU, por ejemplo, el número máximo de intervalos de tiempo que se pueden usar por una WTRU) , y el procedimiento avanza al paso 23. Si la determinación en el paso 20 es negativa (es decir, un código correspondiente no está disponible o la asignación viola algunas de las capacidades de la WTRU, entonces de la acción depende de si está un intervalo de tiempo de UL o un intervalo de tiempo de DL (paso 24) . Si está un intervalo de tiempo de UL, el procedimiento 100 avanza al paso 26. Si está un intervalo de tiempo de DL, el procedimiento 100 avanza al paso 28 puesto que en DL todos los códigos tienen el mismo factor de propagación si el presente código no se puede soportar en el intervalo de tiempo, ninguno de los códigos no asignados restantes será capaz de ser soportado en el intervalo de tiempo . En el paso 26, se determina si hay un código con un factor de propagación más alto en el conjunto de códigos. Si es así, el código del conjunto de códigos con el factor de propagación más grande y siguiente se selecciona (paso 30) y el procedimiento 100 regresa de nuevo al paso 20. si no está disponible un código del conjunto de códigos con un factor de propagación más alto, el procedimiento 100 avanza al paso 28, donde se elimina el presente intervalo de tiempo de la secuencia de intervalos de tiempo y se actualiza la secuencia de intervalos . Si hay algunos intervalos de tiempo más dejados en la secuencia (paso 32) , el siguiente intervalo de tiempo en la secuencia de intervalos se prueba y un contador de intervalos de tiempo, que se inicializa al comienzo del análisis de cada secuencia de intervalos, se actualiza (paso 34) . Si no hay más intervalos de tiempo dejados en la secuencia como se determina en el paso 32, no se puede encontrar una solución de asignación de intervalos para esta secuencia de intervalos (paso 38) . Entonces se determina si algunas secuencias más de intervalos están disponibles (paso 40) . Si es así, la siguiente secuencia de intervalos se selecciona (paso 42) y el ISCP de cada intervalo de tiempo se reajusta. El procedimiento 100 entonces regresa de nuevo al paso 16. En el paso 36, se determina si el número total de intervalos de tiempo se necesitará si este intervalo de tiempo fuera ser usado para el CCTrCH está dentro de la capacidad de la WTRU. Por ejemplo, algunas WTRU son o serán capaces de soportan un cierto número de intervalos de tiempo. Una solución de asignación que usa más intervalos de tiempo que ese número fallará automáticamente. Si el número total de intervalos de tiempo está dentro de la capacidad de la WTRU, el procedimiento 100 regresa al paso 20. Si el número total de intervalos de tiempo no está dentro de la capacidad de la WTRU, el CCTrCH no se puede asignar a más intervalos de tiempo y no se puede encontrar una solución de asignación de intervalos para esta secuencia de intervalos (paso 38) . El procedimiento 100 entonces avanza al paso 40. Con referencia de nuevo al paso 20, si la determinación en el paso 20 es afirmativa, se hace un estimado del aumento de ruido y la potencia de transmisión de código en el intervalo de tiempo si se adiciona un código con este factor de propagación (paso 23) . Entonces se determina si este factor de propagación se puede soportar en el intervalo de tiempo (paso 44) . Esta determinación se hace tal que si el aumento de ruido estimado y la potencia de transmisión, viola cualquiera de los siguientes requerimientos, este factor de propagación no se puede soportar en este intervalo: 1. El aumento de ruido no puede exceder un umbral predeterminado. El umbral es un parámetro de diseño. 2. La interferencia (ISCP) no puede exceder un umbral predeterminado. El umbral es un parámetro de diseño. 3. En el UL, la potencia de transmisión de la WTRU no puede exceder su potencia máxima de transmisión permitida de UL (es decir, la suma de la potencia de transmisión de todos los códigos para ese UE en ese intervalo de tiempo) . 4. En el DL, la potencia del portador del Nodo B no puede exceder su potencia máxima de transmisión definida por la clase de potencia, (es decir, la suma de la potencia de transmisión de todos los códigos para todas las WTRU en ese intervalo de tiempo) . 5. En el DL, la diferencia entre la potencia de transmisión de código de cualquiera de los dos códigos en el mismo intervalo de tiempo no puede exceder el intervalo dinámico máximo. El valor del intervalo dinámico máximo es un parámetro de diseño. Si este código (es decir, el factor de propagación) no se puede soportar en el intervalo de tiempo como se determina en el paso 44, el procedimiento 100 avanza al paso 28.

Si el código se puede soportar en el intervalo de tiempo, el procedimiento 100 avanza al paso 46 donde se actualiza la interferencia en el intervalo de tiempo. La secuencia de intervalos se actualiza al suprimir todos los intervalos de tiempo que no se pueden usar en otros portadores debido al uso de este intervalo de tiempo. Entonces se determina si se necesitan asignar algunos códigos más, (es decir, si hay algunos códigos dejados en el conjunto de códigos (paso 48) ) . Si es así, el procedimiento 100 avanza al paso 50 y se hace un intento para asignar el siguiente código en el conjunto de códigos en. este intervalo de tiempo. Se debe señalar que en este estimado, el ISCP debe tomar el valor actualizado. Si todos los códigos se han asignado (paso 48) , se ha encontrado una solución de asignación (paso 52) . Esta solución de asignación se registra para esta secuencia de intervalos, (es decir, el número de códigos y sus factores de propagación para cada intervalo de tiempo usado dentro de cada portador usado) . Asumiendo que el CCTrCH usa N portadores, y dentro de cada portador n, se usan Sn intervalos de tiempo, ISCPtotai(n) denotan la interferencia total del CCTrCH en el portador n. La interferencia ponderada, ISCPpoilderada, se computa como interferencia total más penalidad de fragmentación de intervalo de tiempo y penalidad de fragmentación de portador: Ecuación (7) Si hay más secuencias de intervalos como se determina en el paso 40, se selecciona la siguiente secuencia de intervalos y se reajusta la ISCP a la ISCP del primer intervalo de la secuencia de intervalos, seleccionada. El procedimiento 10 entonces se regresa al paso 16. De esta manera, se encontrarán otras soluciones de asignación, cada una con su correspondiente interferencia ponderada. Si la selección de intervalos para todas las secuencias de intervalos se ha realizado como se determina en el paso 40, se determina si al menos una secuencia generó una solución de asignación (paso 54) . Si no, no se ha encontrado la solución de asignación en términos de disponibilidad de potencia/interferencia y- el procedimiento 100 se termina (paso 58) . Si se encuentra al menos una solución de asignación, una con la interferencia ponderada más baja entre todas las soluciones de asignación se selecciona como la solución de asignación óptima. El procedimiento 100 se termina (paso 58) . La Figura 2 Es una configuración general de un sistema 200 de comunicación inalámbrica que incluye una red 202 de núcleo, y una pluralidad de WTRU móviles 204, 206. La red 202 incluye un radio controlador de red (R C) 210, acoplado a un Nodo B 212, que se acopla adicionalmente a una pluralidad de estaciones base 214, 216, 218. En la operación, la red 202 se comunica con las WTRU 204, 206 a través de las estaciones base 208. Cada WTRU 204, 206 incluye una sección 222 de transceptor y una sección 220 de procesamiento de señal que, entre otros factores asigna intervalos de comunicación. En una modalidad, el procedimiento mostrado en la Figura 1 se realiza en el R C para canales dedicados, y se realiza en el Nodo B para canales compartidos. Para una red ad hoc, (tal como WLAN) , este procedimiento se puede realizar en la WTRU.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Método para asignar intervalos de tiempo en un sistema de comunicación con intervalos de tiempo para soportar transmisión de una pluralidad de códigos en un conjunto de códigos; el método que comprende: generar una pluralidad de secuencias de intervalos que utilizan al menos un valor selectivamente ponderado, cada secuencia de intervalos que comprende una pluralidad de intervalos de tiempo; calcular una cifra de mérito para cada intervalo de tiempo, la cifra de mérito que se basa, al menos en parte, en el valor selectivamente ponderado; arreglar la pluralidad de intervalos de tiempo dentro de cada secuencia de intervalos en orden de una cifra decreciente de mérito para proporcionar una secuencia arreglada de intervalos; y comparar cada uno de la pluralidad de códigos dentro del conjunto de códigos a cada secuencia arreglada de intervalos para determinar si la secuencia arreglada de intervalos puede soportar el conjunto de códigos y si es así, identificar la secuencia de intervalos como una solución de asignación.
2. Método según la reivindicación 1, que comprende además calcular un valor de interferencia ponderado para cada solución de asignación.
3. Método según la reivindicación 2, que comprende además seleccionar la solución de asignación con la interferencia ponderada más baja como la solución óptima.
4. Método según la reivindicación 1, en donde al menos un valor selectivamente ponderado comprende un parámetro ponderado relacionado a la potencia de código de señal de interferencia (ISCP) a y un parámetro de ponderación relacionado al número de unidades de recurso (RU) que se pueden usar en un intervalo de tiempo particular.
5. Método según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de códigos dentro del conjunto de códigos tienen una pluralidad de diferentes factores de propagación. .
6. Método según la reivindicación 5, en donde el paso de comparación comprende además: seleccionar el código dentro del conjunto de códigos con el factor de propagación más pequeño; seleccionar un intervalo de tiempo en la secuencia arreglada de intervalos; determinar si hay un código disponible en el intervalo de tiempo seleccionado para soportar el factor de propagación más pequeño y si es así, identificar el código como un código disponible.
7. Método según la reivindicación 6, en donde el paso de comparación comprende además: estimar el aumento de ruido y la potencia de transmisión del intervalo de tiempo seleccionado si el código disponible se asigna al intervalo de tiempo seleccionado; y determinar si el aumento de ruido y la potencia de transmisión en el intervalo de tiempo seleccionado son excesivos.
8. Método según la reivindicación 7, en donde el paso de comparación comprende además: actualizar la interferencia en el intervalo de tiempo seleccionado si el aumento de ruido y la potencia de transmisión en el intervalo de tiempo seleccionado no son excesivos.
9. Método según la reivindicación 7, en donde el paso de comparación comprende además : actualizar la secuencia de intervalos al suprimir intervalos de tiempo que no se pueden usar debido al uso del intervalo de tiempo seleccionado si el aumento de ruido y la potencia de transmisión en el intervalo de tiempo seleccionado no son excesivos .