ES2638546T3 - Un método para implementar un mecanismo de equilibrado de carga de célula en redes inalámbricas - Google Patents
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Abstract
Un metodo para la implementacion de un mecanismo de equilibrado de carga de celula para redes inalambricas sin ningun intercambio de indicadores de carga de celula entre una pluralidad de celulas de red, que comprende: al menos un equipo de usuario, UE, inalambrico conectado a traves de una red inalambrica a una estacion base servidora; y una pluralidad de celulas de red, comprendiendo, cada una, una estacion base, caracterizado porque dicho al menos un UE inalambrico realiza las siguientes acciones: estimar las cargas de celula de la estacion base servidora y de la pluralidad de celulas de red analizando una carga de interfaz aerea de enlace descendente; proporcionar a dicha red inalambrica, informacion acerca de la estimacion de carga de celula real de dicha pluralidad de celulas, y realizar una seleccion de celula de red basandose en dichas cargas de celula estimadas.
Description
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Un metodo para implementar un mecanismo de equilibrado de carga de celula en redes inalambricas
DESCRIPCION
Campo de la tecnica
La presente invencion se refiere, en general, a un metodo para la transmision de datos en redes inalambricas, y mas particularmente, a un metodo para implementar un mecanismo de equilibrado de carga de celula en redes inalambricas.
Estado de la tecnica anterior
El sistema universal de telecomunicacion movil (UMTS) es una norma de 3GPP basada en acceso multiple por division de codigo de banda ancha (WCDMA), y representa la principal interfaz aerea de tercera generacion en el mundo, con despliegues a lo largo de Europa, Asia y Estados Unidos. La primera version de UMTS, indicada como Release 99, proporciono conexiones basadas en circuitos hasta un maximo de 2 Mbps, aunque se entregaron tasas de transmision de datos maximas reales de 384 kbps [1]. El UMTS Release 5, tambien conocido como acceso de paquetes de alta velocidad en enlace descendente (HSDPA), proporciono conexiones eficaces de enlace descendente basadas en paquetes con una tasa de transmision maxima de 14,4 Mbps [2]. El UMTS Release 6, tambien conocido como acceso de paquetes de alta velocidad en enlace ascendente (HSUPA) o enlace ascendente potenciado (EUL), proporciono conexiones de enlace ascendente de alta velocidad con una latencia muy inferior [3]. Tanto HSDPA como HSUPA se conocen conjuntamente como HSPA, y representan el principal habilitador para la explosion de aplicaciones para telefonos inteligentes avidas de datos inalambricos.
La evolucion a largo plazo (LTE) es la siguiente etapa en sistemas 3G celulares, lo que representa basicamente una evolucion de las normas de comunicaciones moviles actuales [4]. Es una norma de 3GPP que proporciona caudales de hasta 50 Mbps en enlace ascendente y hasta 100 Mbps en enlace descendente. Usa ancho de banda ajustable desde 1,4 hasta 20 MHz con el fin de adecuar las necesidades de los operadores de red que tienen asignaciones de ancho de banda diferentes. Tambien se espera que la LTE mejore la eficacia espectral en redes, permitiendo que las operadoras proporcionen mas servicios de datos y voz sobre un ancho de banda dado.
Por otro lado, las tecnologfas de acceso de radio no de 3GPP (tal como Wi-Fi) estan volviendose cada vez mas frecuentes como tecnologfas de red inalambrica domestica o publica. Aunque el escenario previsto para cada tecnologfa es diferente, en muchos casos sena deseable realizar estrategias de equilibrado de celula espedficas con el objetivo de descargar parte del trafico inalambrico. Un caso de uso tfpico es la descarga de datos celulares a traves de puntos de acceso Wi-Fi, pero existen otras posibilidades mas complejas que implican varias frecuencias y/o celulas de capas diferentes (es decir, macro, micro, pico y/o femtocapas).
En la actualidad, hay un interes creciente por la investigacion de mecanismos de gestion de recursos de radio (RRM) conjuntos que consideran varias tecnologfas de acceso de radio (RAT) diferentes como toda una red de acceso que conecta los usuarios al nucleo de red basado en paquetes. Es ventajoso considerar por ejemplo tecnologfas 2G, 3G, WiFi y LTE como diferentes alternativas de acceso posibles para las que puede conseguirse el equilibrado de carga a traves de estrategias de RRM espedficas. Estos procedimientos de equilibrado de carga son altamente complejos de implementar por varios motivos:
• Cada tecnologfa de acceso de radio tiene capacidades de servicio inherentes diferentes, lo que en algunas situaciones descarta un equilibrado perfecto entre las mismas. Por ejemplo, los servicios de datos de alta velocidad no pueden soportarse por redes 2G heredadas, y despliegues de LTE iniciales sin ningun soporte VoLTE no tendran una capacidad de voz distinta de la de recurrir a la de las redes heredadas 3G/2G.
• Los mecanismos de equilibrado de carga habitualmente implican la interaccion de diferentes nodos de red para el intercambio de informacion de carga de celula, y este intercambio de informacion no esta completamente normalizado antes de 3GPP Release 9 [5]. Debido a esta falta de normalizacion, nodos de diferentes proveedores no pueden comunicarse habitualmente entre sf para fines de equilibrado de carga. Adicionalmente, las redes heredadas actuales pueden presentar problemas importantes cuando se intenta realizar mejoras importantes tales como las que se requieren para equilibrado de carga entre e intra-RAT, porque las interfaces existentes no pueden soportar la capacidad requerida para tal intercambio de informacion.
• El direccionamiento de trafico en redes de acceso planificado convencionales es un procedimiento de radio delicado porque obliga a los usuarios a conectarse a una celula distinta de la que tiene las mejores condiciones de radio. La relacion senal a interferencia mas ruido (SINR) objetivo puede ser habitualmente peor que la de la mejor celula, y esto debe compensarse mediante una carga de celula inferior (que puede dar como resultado un caudal percibido superior). Esto se logra a costa de que el UE funcione en condiciones de SINR peores, lo que puede ser especialmente perjudicial para la deteccion de canales de control.
A pesar de estos desaffos, es altamente deseable investigar mecanismos de equilibrado de carga eficaces para la descarga de trafico entre celulas, tecnologfas y/o frecuencias diferentes.
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Pero, aunque existen muchas soluciones propietarias para el equilibrado de carga, habitualmente no pueden interoperarse a menos que los nodos afectados entiendan los mismos protocolos.
Con el fin de facilitar el intercambio de carga entre RAT, la 3GPP Releases 9 y 10 normalizan un procedimiento de intercambio de carga por encima del protocolo RIM (gestion de informacion de RAN), disenado para ser independiente del procedimiento de traspaso, de modo que puede desencadenarse en cualquier momento por una estacion base [5]. Sin embargo, este intercambio de carga debe atravesar varios nodos del nucleo de red, dando como resultado, por tanto, una congestion de senalizacion significativa si se requiere informacion de carga exacta y actualizada. Ademas, los nodos relevantes deben soportar esta caractenstica lo que, en general, significa mejorar un numero significativo de nodos de red.
Sin embargo, el intercambio de informacion de carga soportado por RIM es algo limitado [5]. Estan proponiendose extensiones del protocolo RIM [16], pero aun quedan fuera de los cuerpos de estandarizacion, por lo que no pueden interoperarse universalmente.
El intercambio de informacion de carga tiene como objetivo modificar los algoritmos de traspaso con el fin de direccionar los usuarios en modo conectado a una celula diferente, ya este en la misma frecuencia, en otra frecuencia o incluso en una RAT diferente. Los algoritmos de traspaso son propietarios y estan controlados por los nodos de acceso en redes de 3GPP, pero deben ser consistentes con los parametros de seleccion y reseleccion de celula de modo que los UE en modo inactivo acampen en la celula mas adecuada. Los informes de medicion pueden configurarse por la red para controlar la movilidad de UE en modo conectado, por ejemplo tras haber desencadenado un evento (tal como que la celula servidora se vuelva peor que un umbral absoluto durante un intervalo de tiempo), pero las decisiones de traspaso dependen de las implementaciones reales.
La movilidad en modo inactivo puede controlarse mediante parametros de difusion relacionados con la seleccion y reseleccion de celula. Estos parametros podnan cambiar para obligar a los UE a que acampen en una celula diferente segun su carga tal como se propone en la solicitud de patente US 2006/0128394 A1. Para impedir efectos de ping-pong, esos parametros deben modificarse tanto en las celulas fuente como en las objetivo, pero con signos inversos: por ejemplo, si la celula fuente aplica un desplazamiento +X, la celula objetivo tambien debe aplicar un desplazamiento -X por motivos de consistencia. Esto puede conducir a situaciones de conflicto como las representadas en la figura 1.
Un usuario UE1 ubicado cerca del borde entre las celulas A y B (pero mas cercano a A) acampa en la celula A. Si se suponen cargas de celula del 90 % y el 50 % para las celulas A y B, respectivamente, puede ser aconsejable mover el UE1 hacia la celula B incluso en modo inactivo. Los parametros de reseleccion correspondientes deben modificarse entonces por medio de un desplazamiento en la potencia/calidad medida de las celulas A y B, con signos opuestos. Por ejemplo, si debe aplicarse un desplazamiento positivo en la celula A para un movimiento al exterior del usuario, entonces debe aplicarse un desplazamiento negativo en B por motivos de consistencia. Simultaneamente, un usuario UE2 ubicado cerca del borde entre las celulas C y B acampa en la celula B. La carga inferior en la celula C (20 %) hace que sea razonable direccionar el UE2 hacia la celula C, aplicando desplazamientos apropiados. Estos desplazamientos deben ser positivo para la celula B y negativo para la celula C. Por tanto, deben tomarse decisiones de desviacion contradictorias en la celula B para direccionar usuarios diferentes. Los escenarios heterogeneos sufriran el mismo problema, independientemente de los tamanos de celula reales.
Ademas de equilibrado de celula entre RAT basado en 3GPP (que implica GSM/GPRS, UMTS, HSPA, CDMA2000 y/o LTE) tambien pueden considerarse mecanismos de equilibrado de celula entre tecnologfas no 3GPP (que implican, por ejemplo, Wi-Fi o WiMAX). En este ultimo caso existen varias soluciones que tienen como objetivo ayudar al UE en el descubrimiento y la seleccion de la tecnologfa apropiada, asf como el trafico de reencaminamiento hacia el nucleo la red de paquetes o hacia la Internet publica. Ejemplos de tales soluciones son ANDSF [10], I-WLAN [11] e IEEE 802.11u [12]. Ninguna de estas soluciones esta considerando actualmente la carga de celula como entrada para la seleccion de tecnologfa.
Ademas, el creciente interes en redes heterogeneas (conocidas comunmente como “HetNet”) compuestas de una mezcla de macro, micro, pico y/o femtocelulas en frecuencias iguales o diferentes, introduce desaffos adicionales para el direccionamiento eficaz de trafico. Ademas de los problemas de interferencia y movilidad aumentados [13], los mecanismos de equilibrado de carga eficaces exigen un intercambio de informacion agil entre capas diferentes, lo que en muchos casos puede ser muy complicado debido a la ausencia de una interfaz directa entre celulas. Como ejemplo, las femtocelulas de LTE Release 8 que funcionan en la region de cobertura de una macrocelula carecen de una interfaz X2 apropiada con el macro eNodoB, por tanto el intercambio de informacion de carga tendra probablemente una gran latencia. Otros mecanismos de coordinacion de recursos basados en el tiempo, tales como los basados en las denominadas subtramas casi en blanco (ABS), permiten una estimacion indirecta de la carga en las celulas de LTE. Sin embargo, se basan en la LTE Release 10 y requieren una sincronizacion estricta entre
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capas, asf como una senalizacion X2 apropiada.
Otra solucion es la propuesta en la patente US 7941155 B2 que implica informacion de carga de difusion de las celulas vecinas, de modo que los terminales pueden aprovechar esta informacion para las reselecciones y traspasos de celula. La informacion de carga de celula debe, por tanto, intercambiarse entre los nodos relevantes con el fin de incorporarse en la informacion de lista de los vecinos. Si las celulas pertenecen a tecnologfas de acceso de radio diferentes, el intercambio de informacion de carga puede ser un problema importante. Ademas, tal intercambio de informacion requiere mejorar las interfaces relevantes, que en muchos casos no se disenaron para soportar esa caractenstica. La informacion de carga de celulas vecinas actualizada requiere una cantidad significativa de intercambio de senalizacion, que puede sobrecargar facilmente las interfaces correspondientes. Tambien se han propuesto soluciones en el transcurso de la comunicacion para el intercambio de informacion de carga, pero siguen sin ser interoperables a menos que se introduzcan cambios fundamentales en todos los nodos en consideracion tal como propone la solicitud de patente US 2011/0038431 A1.
Otra solucion es la propuesta en la solicitud de patente EP 2373107 A1 que proporciona un metodo de funcionamiento de una red celular. En dicho metodo se recibe informacion de carga desde una segunda estacion base en una estacion movil que indica una carga situada en los recursos de la segunda estacion base. Se comunica una indicacion de carga basandose en la informacion de carga recibida desde la estacion movil a una primera estacion base. Esta solucion por lo tanto realiza un intercambio de indicadores de carga de celula entre las estaciones base mediante conexiones de enlace de retroceso, sin embargo, no estima, mediante el UE, la carga de celula de un equipo de usuario servidor de estacion base o de un conjunto de celulas de red analizando la carga de interfaz area de enlace descendente.
En otra solucion, las senales indicadoras de carga se transmiten por las celulas de modo que el UE pueda recibirlas con el fin de determinar una metrica de potencia de transmision adecuada para la coordinacion de interferencia entre celulas tal como se propone en el documento US 2011/0222416 A1. Esta metrica de potencia puede proporcionarse a una estacion base servidora, que puede asignar recursos de enlace ascendente basandose en la metrica de potencia de transmision. Esta solucion, por tanto, utiliza las indicaciones de carga con el fin de controlar la interferencia con/desde nodos vecinos, sin embargo, no va dirigida a cualquier tecnica de equilibrado de carga eficaz que aproveche las indicaciones de carga de celula.
Tambien es importante comentar el interes en controlar las polfticas de direccionamiento de trafico desde una perspectiva del operador, haciendolo dependiente no solo de la carga de celula sino tambien de determinadas situaciones (como, por ejemplo, la aparicion de eventos especiales, hora del dfa, situaciones de emergencia, etc.).
Sumario de la invencion
El objeto de la presente invencion es proporcionar un mecanismo de informe de carga de celula para su aplicacion en cualquier tecnologfa inalambrica, especialmente destinado para escenarios en los que el intercambio de informacion de carga entre nodos de red pueda representar un problema importante, introduciendo cambios tanto en nodos de acceso de radio (estaciones base y/o controladores de red de radio) como en los terminales de usuario, que tienen como objetivo permitir mecanismos de equilibrado de carga de celula eficaces.
Para ello, la presente invencion se refiere a un metodo para la implementacion de un mecanismo de equilibrado de carga de celula para redes inalambricas, usado comunmente en el campo, que comprende:
al menos un terminal de usuario, UE, inalambrico conectado a traves de una red inalambrica a una estacion base servidora; y
una pluralidad de celulas de red, comprendiendo, cada una, una estacion base.
A diferencia de las propuestas conocidas, dicho al menos un terminal de usuario inalambrico realiza las siguientes acciones:
estimar las cargas de celula de la estacion base servidora y de la pluralidad de celulas de red analizando una carga de interfaz aerea de enlace descendente;
proporcionar a dicha red inalambrica informacion acerca de la estimacion de carga de celula real de dicha pluralidad de celulas, y
realizar una seleccion de celula de red basandose en dichas cargas de celula estimadas, en el que dicha seleccion de celula de red se realiza sin ningun intercambio de indicadores de carga de celula entre dicha pluralidad de celulas de red.
En el caso de celulas de acceso multiple por division de codigo de banda ancha, WCDMA, la carga de interfaz aerea de enlace descendente se estima basandose en la maxima potencia de TX disponible en la celula, denominada como MAX_TX_POWER, incluyendose dicha potencia de Tx disponible como parte de cualquier bloque de
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informacion de sistema relevante transmitido en un canal de difusion o creado dentro de uno nuevo de dichos bloques de informacion de sistema. En particular, la estimacion de la carga de interfaz aerea de enlace descendente
. . i- . MAX TX POWER . _ . .. . . . . . ...
L se proporciona mediante: — — en la que Pjx indica la potencia de transmision
total segun se deriva de las potencias recibidas para cada uno de los codigos de canalizacion i, Pi,Rx, y la perdida de trayectoria estimada PL a traves de las ecuaciones:
PjyidBm) - V PtJ(]t (dBm) + PL{d3)
PL(dB) = Pa
( PiCHJX
{dBm) - P.
CS'SiH.fLY
(dBm),
donde Pcpich,tx indica la potencia transmitida del canal piloto comun, CPICH, segun se difunde por la celula de red, y Pcpich,rx es la potencia de CPICH recibida.
En el caso de las celulas de la evolucion a largo plazo, la carga de la interfaz aerea de enlace descendente se estima basandose en un numero promediado de elementos de recurso ocupados en una subtrama, particularmente
dicha estimacion de la carga de interfaz aerea de enlace descendente L se proporciona mediante:
donde NRE,ocupado indica el numero de elementos de recurso ocupados, NRE,toal indica el numero global de elementos de recursos disponibles en la celula de red, y los elementos de recursos se consideran que estan ocupados basandose en la potencia detectada que es superior a un umbral definido.
Segun una realizacion, se realiza una seleccion adicional denominada reseleccion por dicho al menos un UE inalambrico.
La seleccion y reseleccion de celula se realizan por dicho al menos un UE inalambrico que esta en modo inactivo.
De acuerdo con algunas realizaciones, un informe de carga de celulas vecinas que contiene las estimaciones de carga de celula de la pluralidad de celulas de red se envfa tambien mediante el UE inalambrico a la estacion base servidora tras introducir, dicho al menos un UE inalambrico, en modo conectado, o tras solicitar desde dicha estacion base servidora, o tras haber enviado una estacion base servidora anterior, una orden de traspaso a dicho al menos un UE inalambrico hacia dicha estacion base servidora, o en cualquier momento cuando dicho al menos un UE inalambrico esta en modo conectado.
Tambien, la estimacion de carga de celula de cada una de dicha pluralidad de celulas de red tiene la forma de un numero entero de 0 a 100 que representa una estimacion combinada de la carga de la celula.
La seleccion de celula se realiza incorporando criterios de umbral de carga de celula, y evitando, el al menos un UE inalambrico, la seleccion de otros candidatos de celula si la carga de celula estimada esta por encima de dichos criterios de umbral.
Por otro lado, la reseleccion de celula se realiza mediante el siguiente criterio:
R, = 10iog|/Q_,s)* - L /100)]+q R = 10k>g|/Q_,„ )x(1 - L„ /100)] + Q
hyst ,s
off ,n
donde: dicho UE inalambrico elige la celula con valor de R mas alto, y: f representa cualquier curva de caudal de enlace descendente tomada como referencia para la tecnologfa que esta considerandose; Ls y Ln son las cargas de celula en las celulas servidora y vecina; y Qmed,s y Qmed,n se basan en la calidad de serial con el fin de aplicar la curva de caudal.
Finalmente, la estacion base servidora y dicha al menos una estacion base vecina pueden pertenecer a la misma o a una frecuencia diferente y/o a la misma o a una tecnologfa de acceso de radio diferente.
Breve descripcion de los dibujos
Las anteriores y otras ventajas y caractertsticas se entenderan mas completamente a partir de la siguiente
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descripcion detallada de realizaciones, con referencia a los dibujos adjuntos, que deben considerarse de una manera ilustrativa y no limitativa, en los que:
La figura 1 es una ilustracion de una situacion de movilidad en modo inactivo.
Las figuras 2, 3 y 4 son diagramas que muestran los aspectos principales de la presente invencion, segun una realizacion.
La figura 5 es una representacion del concepto de informacion de carga de celula de difusion y del informe de carga de las celulas vecinas.
La figura 6 es una ilustracion del proceso de seleccion de celula propuesto en un ejemplo con tres celulas candidatas.
La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento propuesto para reselecciones intra-frecuencia, segun una realizacion.
La figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento propuesto para reselecciones entre frecuencias/RAT, segun una realizacion.
La figura 9 es una representacion de un posible informe de carga de las celulas vecinas.
La figura 10 es una representacion de una estimacion de carga de celula en celulas de WCDMA.
La figura 11 es una representacion de una posible estructura para la estimacion de carga de celula de enlace descendente en celulas de WCDMA, segun una realizacion.
La figura 12 representa una posible implementacion de la invencion propuesta, segun una realizacion, en un escenario que comprende tres estaciones base (BS1, BS2 y BS3) y un terminal de usuario (UE).
La figura 13 representa otra posible implementacion de la invencion propuesta, segun una realizacion, donde las estaciones base no difunden sus propias indicaciones de carga de celula y el UE intenta estimar las cargas de celula de interfaz aerea del enlace descendente.
Descripcion detallada de varias realizaciones
La presente invencion propone un metodo para la implementacion de un mecanismo de equilibrado de carga de celula para redes inalambricas (tal como 3GPP UMTS, HSPA o LTE, pero no excluye otras tecnologfas de acceso inalambrico). La invencion tiene la ventaja de no requerir el intercambio de informacion de carga entre nodos de red, lo que representana un problema importante para un mecanismo de equilibrado de carga entre RAT general.
La invencion propuesta introduce cambios en los nodos de acceso (es decir, estaciones base y/o controladores de red de radio) asf como cambios en los terminales de usuario. Los cambios en las celulas no implican interaccion entre las mismas, ni requieren intercambio de informacion de carga de celula ni ninguna mejora de las interfaces correspondientes. La interoperabilidad se garantiza asf dado que los cambios propuestos se realizan sobre los nodos de red y terminales relevantes, actuando los ultimos como nodos de anclaje para el intercambio de carga de celula.
Los principales cambios propuestos son los siguientes:
1. Las estaciones base que pertenecen a cada una de las RAT implicadas difundiran una indicacion de carga de celula, en forma de un numero entero de 0 a 100 que representa una medida de carga de celula promedio combinada. Esta indicacion puede incluirse como parte de cualquier bloque de informacion de sistema (SIB) relevante transmitido en un canal de difusion (tal como BCCH en UMTS y LTE), pero cualquier otro mecanismo tambien es adecuado siempre que pueda leerse por cualquier UE en las proximidades de esa celula. Los UE en modo inactivo realizaran entonces la seleccion y reseleccion de celula con la ayuda de tales indicaciones de carga de celula. Por tanto, en lugar de una estrategia de seleccion y reseleccion de celula basada en senal pura, el UE puede realizar una estrategia de equilibrado de carga adecuada teniendo en cuenta las cargas de celula correspondientes. Si no se encuentra informacion de carga de celula como parte del canal de difusion, el UE puede estimar la carga de celula haciendo uso de procedimientos en el transcurso de la comunicacion (OTA) basados en el analisis de las senales recibidas.
2. Cuando el UE entra en modo conectado enviara un informe de carga de celula que contiene las indicaciones de carga de las celulas vecinas lefdas de los canales de difusion (o estimadas en el transcurso de la comunicacion). La celula servidora puede, por tanto, tener esta en cuenta informacion para procedimientos de equilibrado de celula eventuales.
3. Las indicaciones de carga de celula vecina tambien se incluiran como parte de los informes de medicion desencadenados por evento en modo conectado, para que la celula servidora pueda tenerlos en cuenta para traspasos. Las indicaciones de carga de celula pueden leerse a partir del canal de control de difusion correspondiente, o como alternativa, el UE puede realizar una estimacion de carga basada en OTA.
4. Cuando la celula servidora envfa una orden de traspaso a un UE, y con el fin de evitar efectos de ping-pong, la celula objetivo tambien debe ser consciente de las indicaciones de carga de las celulas vecinas para evitar un direccionamiento posterior del usuario hacia una celula diferente. El intercambio de informacion de carga de celula puede ser un problema importante si las celulas pertenecen a tecnologfas de acceso de radio diferentes, o si las interfaces no soportan esa caractenstica. Para superar esto, tras finalizar el traspaso, el UE enviara un
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informe de carga de celula a la nueva celula servidora de modo que tambien sea consciente de las condiciones de carga de celula en la vecindad. Los efectos de ping-pong se evitan asf si los traspasos posteriores tienen en cuenta esta informacion.
5. A medida que la carga de celula cambia a lo largo del tiempo, la celula servidora puede pedir al terminal que proporcione informacion de carga de las celulas vecinas en cualquier momento cuando el UE esta en modo conectado. De esta forma la celula servidora puede realizar un seguimiento de la carga de las celulas vecinas para posibles traspasos incluso en condiciones de senal buenas.
El diagrama en la figura 2 representa uno de los aspectos del concepto de la presente invencion. Se difunden indicaciones de carga de celula desde la celula servidora (L1) y una o mas celulas vecinas (L2, L3, L4), y el UE realiza la seleccion y reseleccion en modo inactivo basandose en estos valores de carga asf como niveles de senal (en la figura, se representa una reseleccion a BS2 como ejemplo). Si no se encuentra informacion de difusion de carga de celula por el UE, puede estimarla mediante un analisis adecuado de la senal de interfaz aerea del enlace descendente.
La figura 3 representa otro aspecto de la presente invencion. El UE envfa un informe de la carga de las celulas vecinas a la estacion base servidora, que contiene las indicaciones/mediciones de carga de celula de las celulas vecinas tal como se observa por el UE. Este informe se envfa tras entrar en modo conectado, como parte de los informes de medicion desencadenadas por evento (que forman la base para traspasos eventuales), y opcionalmente tras solicitarse desde la estacion base servidora (representada en lmeas discontinuas).
La figura 4 representa aun otro aspecto de la presente invencion. Tras un traspaso satisfactorio, el UE envfa un informe detallado de carga de las celulas vecinas a la nueva estacion base servidora. Por tanto, la nueva celula servidora es consciente de las indicaciones de carga de celula en las celulas vecinas que (posiblemente) provocaron un traspaso desde la celula servidora antigua a la nueva.
La informacion de carga de celula descrita puede actualizarse de una forma completamente dinamica por los nodos de acceso relevantes o de forma semiestatica por el sistema y soporte de operaciones (OSS). Esta indicacion sera una combinacion adecuada de las siguientes indicaciones de carga de celula:
o La carga de celula de interfaz aerea de enlace descendente, es decir una indicacion de la carga de celula de interfaz aerea en el enlace descendente. La medicion de carga de celula depende de la tecnologfa considerada. o La carga de celula de interfaz aerea de enlace ascendente, es decir una indicacion de la carga de celula de interfaz aerea en el enlace ascendente, que depende de nuevo de la tecnologfa.
o Carga de celula de procesamiento, que representa una indicacion global de los recursos de procesamiento usados en la celula. Esta indicacion es espedfica de la implementacion y debe tener en cuenta las capacidades de hardware y software reales de los equipos de red.
o La carga de enlace de retroceso, es decir una indicacion de la cantidad de recursos ocupados en la interfaz con respecto al resto de la red. Como ejemplo, debe ser una medida de los recursos ocupados en la interfaz S1 para una celula de LTE, o en la interfaz lub para una celula de UMTS/HSPA.
La principal ventaja de la invencion propuesta es que no es necesario intercambiar informacion de senalizacion entre los nodos de red, actuando el terminal como nodo de anclaje para el intercambio de informacion de carga real. Ademas, tambien es responsable de decisiones de reseleccion de celula basadas en la indicacion de carga difundida. La propia carga de celula puede estimarse facilmente en la estacion base, mientras que la carga de las celulas vecinas puede extraerse de los informes de los UE. Por tanto, puede lograrse un esquema de equilibrado de carga eficaz con la interaccion entre los UE y los nodos de acceso, independientemente de la tecnologfa de acceso de radio. Adicionalmente, los UE en modo inactivo pueden realizar la seleccion y reseleccion de celula segun las indicaciones de carga de celula, con el fin de reducir el numero posible de traspasos tras entrar en modo conectado.
La indicacion de carga de difusion puede controlarse por el operador de forma dinamica con el fin de forzar polfticas de equilibrado espedficas. Por ejemplo, con situaciones de congestion el OSS puede configurar celulas espedficas con una indicacion de carga de celula alta, con el fin de obligar a los terminales a moverse hacia otras celulas si es posible.
Difusion de informacion de carga de celula:
El metodo para difundir informacion de carga de celula no es completamente nuevo; forma parte del estado de la tecnica. Aunque ya existen algunas propuestas para difundir informacion de carga de celula, es necesario explicar la difusion de informacion de carga de celula con el fin de entender todo el proceso de la presente invencion.
Con el fin de incorporar informacion de carga de celula como entrada adicional para procedimientos de radio de movilidad basicos, se propone incluir la propia informacion de carga de celula en un mensaje de difusion. Este mensaje puede incluirse en cualquiera de los bloques de informacion de sistema (SIB) existentes en redes de 3GPP,
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o crearse dentro de un nuevo SIB, sin excluir ningun otro procedimiento adecuado. El objetivo de esta informacion de carga es doble:
o La informacion de control de difusion puede decodificarse por los terminales con el fin de leer las indicaciones de carga de celula. Esto puede ser muy util cuando se realiza una seleccion y reseleccion de celula, ya que los terminales pueden tener en cuenta no solo los niveles de senal recibidos (tal como se especifica habitualmente) sino tambien sus indicaciones de carga de celula. Esto impide a los usuarios acampar en celulas altamente cargadas, lo que dana como resultado valores de caudal deficientes debido a la congestion tras entrar en modo conectado.
o Los nodos de acceso (estaciones base y/o controladores de red de radio) tambien pueden obtener informacion de carga de las celulas vecinas usando los terminales como puntos de anclaje para el intercambio de informacion de carga. Esta informacion de carga puede notificarse por los UE como parte de los informes de medicion (en modo conectado) o tras solicitarse desde la red. Adicionalmente, y con el fin de impedir efectos de ping-pong, las indicaciones de carga de las celulas vecinas tambien se notificaran por los UE a la nueva celula servidora tras haber tenido lugar un traspaso.
El concepto de la difusion de informacion de carga de celula se representa en la figura 5. La estacion base servidora BS1 difunde su indicacion de carga de celula a traves de un canal de difusion adecuado, asf como las celulas vecinas BS2 y BS3. El UE lee todas las indicaciones de carga de celula y realiza una estrategia de seleccion/reseleccion de celula adecuada teniendo en cuenta las indicaciones de carga de celula. Ademas, el UE envfa un informe de carga de las celulas vecinas a la celula servidora, que contiene las indicaciones de carga de las celulas vecinas cuando entran en modo conectado o como parte de los informes de medicion. Si la red ordena un traspaso a una celula servidora diferente, el UE tambien enviara un informe de carga de las celulas vecinas adecuado a la nueva celula servidora para tener en cuenta esta informacion.
Cuando el terminal busca posibles candidatos con el fin de realizar la seleccion y reseleccion de celula en modo inactivo, puede decodificar la informacion de sistema relevante de las celulas con mayor intensidad, obteniendo por tanto las indicaciones de carga de celula senalizadas. Con la ayuda de esta informacion, el UE puede incorporar este criterio para la acampada y reseleccion de celula de modo que una celula menos cargada pueda favorecerse frente a una mas cargada, incluso si la calidad de senal en el primer caso es peor que en el ultimo caso. No es necesario que los UE en modo inactivo notifiquen ninguna medicion a la red, por tanto no existen requisitos particulares como en modo conectado [5] [14].
Si no se difunde ninguna indicacion de carga de celula por una celula dada, el UE tambien puede estimar la carga de celula de interfaz aerea a traves de un analisis apropiado de la senal recibida. La exactitud de esta estimacion depende, entre otros factores, de la tecnologfa considerada, la SINR de la celula objetivo, el tiempo tomado para las mediciones y el patron de recepcion discontinua (DRX) (si se aplica).
La informacion de carga de celula propuesta sera un numero entero de 0 a 100 que representa una medida combinada de la carga de celula tal como se explica a continuacion.
Calculo de carga de celula por los nodos de acceso:
Tal como se indico anteriormente, este calculo de carga de celula realizado por los nodos de acceso no es completamente nuevo, forma parte del estado de la tecnica, pero la presente invencion lo introduce porque es necesario con el fin de entender todo el proceso.
La indicacion de carga de celula debe combinar al menos los siguientes indicadores. La combinacion puede basarse en cualquier estrategia util que dependa de implementaciones reales.
1. Factor de carga de interfaz aerea de enlace descendente. Esta cantidad representa una medida de la utilizacion de recursos de interfaz aerea de enlace descendente, que depende de la tecnologfa de acceso de radio.
Como ejemplo, para celulas de WCDMA puede obtenerse una estimacion exacta del factor de carga de interfaz
aerea n°L a partir de la relacion de la potencia transmision disponible en el nodo B:
n DL
de transmision total dividida entre la maxima potencia de
±__DL
£ Pt:
i=1
P
MAX
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J. tx i
En este caso •' indica la potencia de transmision reservada para el codigo de canalizacion i, DL es el numero
P
de codigos de canalizacion de enlace descendente en uso en la celula, y MAX representa la maxima potencia de transmision disponible.
Es importante observar que esta relacion de potencia no facilita una medida de como de cerca esta el sistema de la capacidad de polo [14]. La capacidad de polo tambien depende de la potencia de interferencia mas ruido termico recibida en los terminales, y cuando el sistema se aproxima al polo, se requerinan potencias de enlace descendente infinitas para mantener el objetivo de calidad para todos los usuarios. Esta situacion debe evitarse ya que el sistema se vuelve inestable. Suponiendo que se ha disenado correctamente de modo que el polo nunca se alcanza, el proposito del factor de carga de enlace descendente descrito es estimar como de cerca esta la celula de su capacidad maxima.
Como otro ejemplo, para celulas de LTE el factor de carga de interfaz aerea de enlace descendente puede obtenerse a partir del numero promedio de bloques de recurso ocupados:
ZN1 + Ncontro1
iyPRB, DL ^ N PRB, DL
nDL
N
TOTAL
PRB,DL
- donde
- prb,dl indica el numero
- usuario i,
- TiTcontrol N PRB,DL es el numero
- ffsicas, y
- nTOTAL nprb,dl es el numero
- sistema.
de bloques de recurso ffsico (PRB) de enlace descendente reservados para el de PRB de enlace descendente reservados para canales de control y senales total disponible de PRB de enlace descendente segun el ancho de banda del
2. Factor de carga de interfaz aerea de enlace ascendente. Esta cantidad representa la medida analoga para la interfaz aerea de enlace ascendente.
En WCDMA el factor de carga puede definirse a partir de la denominada elevacion sobre ruido termico (RoT), una cantidad que representa la relacion de potencia de interferencia dividida entre la potencia de ruido termico en el nodo B:
ZP +1 + P
1 RX ,/r 1 otro ~ 1 N
RoT =
_ i=i
P
Pd
tUL
A7u
donde RX1 indica la potencia recibida de enlace descendente del usuario i en la estacion base, N es el numero
I P
de usuarios de enlace ascendente activos, otro es la interferencia de enlace ascendente de otras celulas y N es el ruido termico. El factor de carga de interfaz aerea se define por tanto como:
- ’ ul
V P +1
/ , P RX ,i ^ 1 otro
Vul = 1 -
RoT
ZP + I + P
1 RX,i ' 1 otro ' IN i=1
N
1
t=1
N
Cuando el factor de carga se aproxima a la unidad, la elevacion sobre ruido termico tiende a infinito y el sistema se vuelve inestable. El sistema no debe, por tanto, aproximarse a la capacidad de polo. En enlace ascendente no siempre es posible garantizar esto ya que el numero de usuarios de enlace ascendente es en principio infinito (por tanto, la RoT); por tanto deben existir estrategias de control de admision apropiadas con el fin de mantener la RoT por debajo de un umbral dado.
Para las celulas de LTE el factor de carga es analogo al caso de enlace descendente:
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t control
ZN + Nc
nPRB,UL ^ N PRB,UL
Wul =■
NJ
iy d
donde PrBuL indica el numero de bloques de recurso ffsico (PRB) de enlace ascendente reservados para el
N control
usuario i, PrB,uL es el numero de PRB de enlace ascendente reservados para canales de control y senales
nTOTAL ±y prb ut
ffsicas, y prb,ul es el numero total de PRB de enlace ascendente disponibles segun el ancho de banda del
sistema.
Tanto las cargas de celula de interfaz aerea de enlace descendente como de enlace ascendente deben promediarse a lo largo del tiempo con el fin de filtrar variaciones de carga espurias debido a caractensticas de canal que se desvanecen o trafico en rafagas.
3. Carga de celula de procesamiento. Esta cantidad mide la cantidad de recursos de hardware, CPU y de procesamiento que estan en uso por la celula. La carga de celula de procesamiento debe depender de implementaciones reales, que incluyen, por ejemplo, uso de CPU total, capacidades de hardware o la maxima tasa de transmision de datos soportada internamente.
4. Carga de enlace de retroceso. Esta cantidad mide los recursos ocupados en la(s) interfaz/interfaces relevante(s) con respecto a otros nodos de red principal o de acceso de radio, tal como S1 para estaciones base de LTE o lub para estaciones base de WCDMA.
La combinacion de las cuatro indicaciones de carga de celula puede basarse en cualquier implementacion particular. La indicacion de carga de celula resultante debe ser un numero entero en el intervalo de 0 a 100 que representa el porcentaje de recursos usados.
Seleccion y reseleccion de celula basadas en carga de celula:
Los UE en modo inactivo pueden aprovechar las indicaciones de carga de celula tanto de celulas servidoras como de vecinas para propositos de seleccion y reseleccion. Si no se encuentra ninguna indicacion de carga de celula en la informacion de difusion de una celula dada, el UE puede estimarla en determinadas circunstancias tal como se explica en los siguientes parrafos.
Si el terminal incorpora las cargas de las celulas servidoras y vecinas como entradas para la seleccion y reseleccion de celula (ademas de los niveles de senal recibidos), se consigue asf un mecanismo de equilibrado de carga en modo inactivo simple pero eficaz. Incluso si no esta proporcionandose trafico al UE, los procedimientos de senalizacion en modo inactivo (tal como actualizaciones de area de encaminamiento y ubicacion de UMTS, o actualizaciones de area de seguimiento de LTE) pueden consumir recursos significativos en celulas altamente cargadas. De manera similar, cuando los macrousuarios estan reseleccionando con frecuencia a una femtocelula de acceso abierto con un indicador de area de encaminamiento/area de ubicacion diferente, los mensajes de actualizacion de area de encaminamiento/area de ubicacion resultantes pueden ser muy perjudiciales. La informacion de carga puede, por tanto, considerarse como entrada adicional para propositos de seleccion y reseleccion de celula.
Segun 3GPP [7] [8], el terminal puede no realizar mediciones de las celulas vecinas si la senal de servicio esta por encima de un determinado nivel (concretamente Sintrabusqueda para mediciones de intrafrecuencia y Sinterbusqueda para mediciones entre frecuencias), basandose en las siguientes relaciones:
Srxniv Q-rxnivmed 1Qrxnivmin + Qrxnivmin desplazamiento ) Pcompensacion
Scal Qcalmed ^(Qcal min + Qcalmin desplazamiento )
donde Qrxnivmed es el valor de nivel de RX de celula medido, Qcalmed es el valor de calidad de celula medido, Qrxnivmin es el nivel de RX requerido mmimo, Qcalmin es el nivel de calidad requerido mmimo, Qrxnivmindesplazamiento y Qcalmindesplazamiento son desplazamientos tenidos en cuenta cuando se acampa en una VPLMN, y Pcompensacion tiene sentido en situaciones en las que la maxima potencia de transmision en el UE es superior a la facilitada por la clase de potencia del terminal.
El valor de nivel de RX de celula medido y el valor de calidad de celula dependen de la tecnologfa considerada. En UMTS se definen como la RSCP de CPICH y Ec/No, respectivamente [8]. En LTE se miden a lo largo de las senales de referencia de la celula a traves de RSRP y RSRQ, respectivamente [7].
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Pueden definirse muchos algoritmos para tener en consideracion la carga de celula. Las siguientes secciones describen posibles algoritmos de seleccion y reseleccion de celula basados en informacion de carga de celula.
Seleccion de celula basada en informacion de carga de celula:
Los criterios definidos por 3GPP para seleccion de celula tanto de UMTS como de LTE son:
Srxniv >0 AND Seal >0 ^ acampar en la celula
No se tiene en cuenta informacion de carga. Estas condiciones se conocen como el criterio S para la potencia y calidad recibidas, respectivamente [5].
Una posible modificacion sena incorporar los siguientes criterios de carga de celula, que indican Lservicio como la carga de celula y Lservicio,max como la carga de celula maxima permitida:
Srxniv>0 AND Scai>0 AND Lservicio<Lservicio,max acampar en la celula
Por tanto, si la carga de celula esta por encima de un determinado umbral, el terminal determina que la celula esta altamente cargada y evalua otras celulas candidatas. Este umbral tambien puede difundirse por la celula haciendo uso de un bloque de informacion de sistema adecuado o cualquier otro procedimiento. La figura 6 representa una realizacion del proceso de seleccion de celula propuesto en un ejemplo con tres celulas candidatas.
Tras acampar en la celula, y si ha transcurrido mas de un segundo, el terminal puede realizar mediciones de las celulas vecinas que tienen como objetivo posibles reselecciones de celula con el fin de encontrar celulas mas adecuadas [14] [5]. Las reselecciones de celula intrafrecuencia deben diferenciarse de las reselecciones de celula entre frecuencias/RAT, tal como se explica a continuacion.
Reseleccion de celula intrafrecuencia basada en informacion de carga de celula:
Para la reseleccion de celula a la misma frecuencia, y si ha transcurrido mas de un segundo desde la ultima seleccion/reseleccion de celula, 3GPP define que no pueden tomarse mediciones vecinas por el UE si se cumplen las siguientes condiciones:
S
^ rxniv
S
Scal
> S
int rabusqueda, P
>S
int rabusqueda, Q
no realizar mediciones de vecinas
donde Sintrabusqueda,p y Sintrabusqueda,Q son umbrales de potencia y calidad para la reseleccion de celula intrafrecuencia, respectivamente. Si no se cumple ninguna de las anteriores, el UE realizara mediciones de celula vecina.
Es posible cambiar estas reglas de la siguiente forma:
S > S
u rxniv u int rabusqueda,P
S > S
u cal ‘''’int rabusqueda,Q
Lservicio < Lservicio,max
no realizar mediciones de vecinas
Por tanto, unicamente cuando la carga de celula servidora esta por debajo de un umbral Lservicio,max, las mediciones de celula vecina pueden no realizarse. Si la carga de celula supera Lservicio,max el UE considerara otras celulas para la reseleccion.
Para acelerar el proceso, se proporciona una lista de celulas vecinas por la estacion base en UMTS y LTE, aunque en el ultimo caso esta lista es unicamente opcional. Los terminales de LTE deben entonces poder descubrir nuevas celulas incluso en ausencia de una lista de celulas vecinas facilitada.
Dadas varias celulas detectadas con sus niveles de potencia de RX y calidad correspondientes, el terminal comprueba la accesibilidad para cada una de las mismas y compara las celulas usando un criterio de clasificacion. Esta clasificacion puede basarse en los niveles de potencia de RX o los niveles de calidad. La reseleccion de celula tiene lugar asf hacia la celula de clasificacion mas alta, es decir la celula con el nivel de potencia o nivel de calidad recibido mas alto, siempre que se cumpla una calidad minima para la senal de sincronizacion [5]. Dada una celula servidora y varias celulas vecinas, el criterio R tal como se define en las normas de 3GPP viene dado por las
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cantidades [6] [8]:
R
Qmed ,s Qmed ,n
+ Q
hyst,s
+ Qoff ,n
elegir la celula con R mas alto
donde Qmed,s y Qmed,n representan las cantidades medidas para celulas servidoras y vecinas respectivamente (potencia de RX o nivel de calidad), y Qhyst,s, Qoff,n son desplazamientos introducidos para evitar efectos de ping-pong entre celulas. Dado un valor Rs para la celula servidora y uno o varios valores Rn para las celulas vecinas, el terminal reselecciona a la celula vecina que tiene el valor Rn mas alto durante un tiempo Treseleccion (tambien difundido por la celula) dado que esta por encima del valor de servicio Rs.
En esta invencion, se propone usar un criterio diferente para la reseleccion de celula. Dado que el terminal puede leer las indicaciones de carga de celula de cada una de las celulas vecinas (o, si no se difunde ninguna indicacion de celula, para estimar la carga de celula de interfaz aerea de enlace descendente), el criterio R se define de nuevo como:
Rs = 10log/ (Qmeds)* (1 - Ls /100)]+ Q\yst,s Rn = 10log[/(Qmedn)* (l - 4 /100)]+ Q / ^
elegir la celula con R mas alto
donde f representa cualquier curva de caudal de enlace descendente tomada como referencia para la tecnologfa que esta considerandose, y Ls y Ln son las cargas de celula en celulas servidoras y vecinas (facilitadas en %). Las cantidades Qmed,s y Qmed,n se basaran en calidad de senal (no potencia) con el fin de aplicar la curva de caudal. Los desplazamientos Q'hyst,s, Qf en general pueden ser diferentes a Qhyst,s, Qoff,n.
La curva de caudal puede ser una curva de tipo Shannon tal como la considerada en 3GPP para evaluaciones a nivel de sistema [15]. Sin embargo, tambien es posible cualquier otra curva de caudal. El objetivo de la curva f es evaluar el caudal hipotetico que se obtendna cuando se tiene en cuenta la informacion de carga de celula, y basar la clasificacion en el resultado de ese calculo (ademas de los desplazamientos mencionados anteriormente). Por tanto, las celulas de carga inferior con niveles de senal deficientes pueden conseguir una clasificacion mas alta que celulas de carga superior con mejores niveles de senal. Es importante observar que el caudal obtenido de la curva f es ficticio puesto que aun no ha tenido lugar ninguna conexion. Sin embargo, sirve como comparacion entre celulas, proporcionando una indicacion de que rendimiento se obtendna si el UE reseleccionara esa celula.
Tambien es aconsejable considerar un nivel de calidad mmimo para la reseleccion, es decir solo debe detectarse la celula clasificada mas alta si su nivel de calidad esta por encima de un determinado lfmite aparte de la carga de celula.
La figura 7 representa una realizacion del procedimiento propuesto para reselecciones intrafrecuencia. El ciclo de DRX representado en lmeas discontinuas representa la capacidad del terminal para esperar en modo inactivo, apagando su receptor para ahorrar batena activandose solo en momentos espedficos dependiendo del ciclo de DRX [5]. Despues de evaluar el criterio S de la celula servidora y la carga de celula, si las tres condiciones especificadas en la figura se cumplen, el UE sigue acampado en la celula servidora. De lo contrario, el UE realiza mediciones de celula vecina y evalua si hay otra celula para la cual el valor R sea mayor que en la celula servidora. Si es asf, el UE reselecciona a la celula que tiene el valor R mas alto (Rn); de lo contrario el UE sigue acampado en la celula servidora actual.
Tambien son posibles otros criterios para la clasificacion de celulas basandose en la carga de celula, siempre que las indicaciones/mediciones de carga de celula se incluyan en los calculos de cualquier manera adecuada. Tambien son posibles variaciones de los criterios de clasificacion propuestos anteriormente dependiendo de la tecnologfa real considerada.
Reseleccion de celula entre frecuencias/RAT basada en informacion de carga de celula:
En LTE (y UMTS despues de Release 8) se definen reglas de medicion basadas en prioridad para reselecciones de celula entre frecuencias/RAT. Las frecuencias de prioridad superior siempre deben medirse por el UE, mientras que las frecuencias de prioridad inferior solo se miden cuando la calidad de la celula servidora es inferior a un umbral dado (Snointrabusqueda). La reseleccion de celula para frecuencias de prioridad superior se basa en el criterio S, si las cantidades de S objetivo son superiores a un umbral dado (en potencia o calidad) durante un tiempo Treseleccion [5]. Para frecuencias de prioridad inferior, las reselecciones dependen de los niveles de senal de servicio asf como los de objetivo.
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Se proponen cambios de las reglas de medicion segun los siguientes criterios: las frecuencias de prioridad superior/RAT siempre se mediran, pero las frecuencias de prioridad inferior se mediran cuando no se cumpla cualquiera de las siguientes condiciones:
S > S
^ rxniv ^ no int rabusqueda,P
S > S
^ cal ^ no int rabusqueda,Q
L .. < L .. .
servicio servicio,mox
no realizar mediciones de entorno.
Por tanto, si la carga de celula servidora esta por encima de un umbral Lservicio,max las mediciones tendran lugar, incluso si se cumple el criterio S especificado.
Despues de tomar las mediciones, se propone que las frecuencias de prioridad superior/RAT se reseleccionen cuando se cumplen las siguientes dos condiciones para la celula objetivo durante un tiempo Treseleccion:
Sobjetivo > UmbralX Mto
L
objetivo
< L
objetivo, max
reseleccionar esa celula.
Por tanto, solo cuando la carga de celula objetivo esta por debajo de un maximo Lobietivo,max, la reseleccion puede tener lugar. Los valores S pueden referirse a niveles de potencia de RX o niveles de calidad, segun se especifique por la red.
Tambien se propone que las frecuencias de prioridad inferior/RAT se reseleccionen cuando se cumplen las siguientes tres condiciones durante un tiempo Treseleccion:
S
servicio
< UmbralServicio,Bajo
Sobjetivo > UmbValX,Bajo
L
objetivo
<L
objetivo, max
reseleccionar a esa celula.
Por tanto, solo cuando la carga de celula objetivo esta por debajo de un determinado umbral, la reseleccion puede tener lugar. Los valores S pueden referirse de nuevo a niveles de potencia o calidad dependiendo de la configuracion de red deseada.
Si mas de una celula objetivo cumple los criterios correspondientes, se establece una clasificacion para la seleccion de la mejor celula. Como en el caso de intrafrecuencia, se propone que se redefina el criterio R como:
Rs = 10lOg[f Qmeds )x (1 - Ls /100)] + Q\ys,s Rn = 10lOg[f (Qmedn )x (l - Ln /100)]+ Q off „
elegir la celula con R mas alto.
Dado un valor Rs para la celula servidora y uno o varios valores Rn para las celulas vecinas, el terminal reselecciona a la celula vecina que tiene el valor Rn mas alto durante un tiempo Treseleccion (tambien difundido por la celula) dado que esta por encima del valor de servicio Rs. Los parametros Q'hyst,s, Qf son tal como se definen en el caso de intrafrecuencia, y Ls, Ln se refieren a las cargas de celula servidora y de vecina (en %), respectivamente.
Es importante observar que la curva de caudal f debe depender de la tecnologfa considerada en el caso de reseleccion de celula entre RAT, por ejemplo entre UMTS y LTE. El proposito de f es servir como referencia para una decision de reseleccion de “nivel de senal + carga de celula” combinada, donde las cargas de celula inferiores podnan ser mas favorables (incluso con niveles de senal peores) que celulas de carga superior. Por tanto, deben usarse curvas de referencia adecuadas para cada tecnologfa.
Debe observarse que los desplazamientos Q'hyst,s, Qf desempenan un papel muy importante. En su ausencia, el UE siempre reseleccionara la celula con la carga inferior (dadas las condiciones para la evaluacion de reseleccion de celula descritas anteriormente), haciendolo poco practico cuando una RAT dada siempre esta menos cargada que la otra. Estos desplazamientos evitan esta situacion y permiten un determinado grado de flexibilidad para el direccionamiento de trafico hacia una frecuencia/RAT dada (mediante una modificacion adecuada a partir del OSS).
La figura 8 representa el procedimiento propuesto para reselecciones entre frecuencias/RAT. Despues de realizar el ciclo de DRX, el UE evalua el criterio S y la carga de celula de la celula en la que esta acampado. Si se cumple el
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criterio S y la carga esta por debajo de un maximo dado el UE sigue acampado en esa celula, y no se toma ninguna otra medicion; de lo contrario realiza mediciones de celula vecina. Si no se cumple el criterio S o la carga de celula no esta por debajo del maximo especificado, la celula comienza a realizar mediciones entre frecuencias y/o entre RAT. Se toman decisiones dependiendo de la prioridad de cada frecuencia/RAT objetivo (si se difunden prioridades por la celula). Si la prioridad es superior a la de la frecuencia actual, se evalua el criterio S en la celula objetivo asf como su carga de celula; si es inferior, se evaluan ambos criterios S para la celula servidora y la celula objetivo actuales, asf como la carga de celula objetivo. Si se cumplen los criterios correspondientes para la reseleccion, el UE evalua si hay una celula con un valor R (Rn) superior al de la celula actual (Rs); si es asf, reselecciona a la celula que tiene el valor R mas alto. De lo contrario, el UE sigue acampado en la celula actual.
En UMTS antes de Release 8 no hay prioridades asociadas con las frecuencias de sistema [14]. En este caso, o si no se difunde ninguna prioridad por la celula, el proceso de reseleccion es tal como se describio en parrafos anteriores para el caso de intrafrecuencia (con parametros asociados posiblemente diferentes).
Informe de carga de celulas vecinas:
En el modo conectado, la movilidad se controla mediante la red a traves de traspasos. Los traspasos se desencadenan mediante algoritmos propietarios que dependen no solo de las mediciones notificadas por el UE sino tambien de las poltticas espedficas de la implementacion. Por tanto, las decisiones de red podnan entrar en conflicto con las decisiones de terminal descritas anteriormente para la seleccion y reseleccion de celula, y podnan aparecer efectos de ping-pong.
Con el fin de evitar esto, esta invencion propone que el terminal, tras dejar el estado inactivo, informe a la red de las cargas de celula reales en las celulas vecinas detectadas. Esta informacion puede ser muy util porque la celula servidora obtendra informacion de carga de las celulas vecinas exacta (incluso de celulas de RAT diferentes), sin la necesidad de un intercambio de informacion costoso entre nodos de red.
La figura 9 representa una realizacion de un posible informe de carga de celulas vecinas. Cada indicacion de carga de celula debe ser un octeto (8 bits) que representa un numero entero en el intervalo [0, 100]. La longitud del informe sera un numero de octetos igual al numero de celulas vecinas a considerar (N). Las indicaciones de carga de celula seran aquellas difundidas por las celulas o estimadas por el UE a traves de un analisis OTA.
Este informe de carga se enviara por el UE en los siguientes casos:
1. Como parte de las mediciones de celula vecina notificadas por los UE en modo conectado, cuando la red ordena al UE que mida posibles candidatos de celula para traspaso. De esta manera, la celula servidora sera consciente de la carga de las celulas vecinas asf como de sus respectivas calidades, con el fin de incorporar esa informacion como entrada adicional a los algoritmos de traspaso correspondientes.
2. Cuando el UE entra en modo conectado, de modo que la celula servidora puede tener en cuenta la informacion de carga de las celulas vecinas para procedimientos de equilibrado de carga eventuales.
3. Despues de un traspaso satisfactorio a una celula servidora diferente (conocida como “celula objetivo”), para que tambien pueda ser consciente de otras indicaciones de carga de las celulas. Esto evita que la celula objetivo realice un traspaso posterior a una celula diferente si se consideran criterios distintos a los de la carga de celula para el traspaso.
4. En cualquier momento la celula servidora puede pedir al UE que proporcione un informe de carga de las celulas vecinas. Esto puede ser util para configurar una polftica de equilibrado de carga de celula dada por la red.
Es importante observar que el contenido del informe de carga de celulas vecinas puede cambiar dependiendo de la situacion que desencadeno el informe, porque no se incluira la celula servidora en cada caso. Por tanto, tras realizar un traspaso el informe sera diferente de los relacionados con mediciones normales, porque tras el traspaso no se incluira la nueva carga de celula servidora y la celula servidora antigua sera una de las celulas vecinas.
Estimacion de la carga de interfaz aerea de enlace descendente cuando no se difunde informacion de carga de celula:
Hay muchas situaciones en las que la red puede no poder proporcionar una indicacion de carga de celula. Por ejemplo, en RAT heredadas, la modificacion de la informacion de difusion relevante puede ser un problema ya que implica mejorar un numero significativo de nodos de acceso con el fin de proporcionar informacion de carga de celula en tiempo real.
En estos casos, todavfa es posible realizar una estimacion de la carga de interfaz aerea de enlace descendente desde el UE. Esta estimacion sera mas o menos exacta dependiendo de las condiciones de radio, el tiempo consumido por el terminal para realizar las mediciones, la tecnologfa considerada y los parametros de recepcion discontinua (DRX), entre otros factores.
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La estimacion de carga de interfaz aerea representa solo una parte de la carga de celula combinada, sin embargo representa una de sus contribuciones principales, y sin otra informacion de carga de celula explfcita puede ser una medida muy util que da una idea de la carga de celula esperada global.
Se proponen dos metodos en esta invencion para estimar la carga de interfaz aerea de enlace descendente, para celulas de WCDMA y LTE respectivamente.
Estimacion de carga de celula en celulas de WCDMA:
En este caso, aun es necesario que los nodos B difundan un parametro semiestatico con una indicacion de la maxima potencia de TX disponible en la celula, concretamente “MAX_TX_POWER” (vease la figura 10). La difusion de este parametro requiere una modificacion de cualquier elemento de informacion adecuado para incluirlo. Tal parametro semiestatico puede configurarse directamente desde el OSS, al contrario que la indicacion de carga de celula que tema que actualizarse de forma dinamica.
El razonamiento para este parametro es tal como sigue. La tecnologfa de WCDMA se caracteriza por el uso de los denominados codigos de canalizacion para la separacion de los canales ffsicos, que son ortogonales por su construccion (aunque parte de la ortogonalidad se pierde en canales de multitrayectoria). El numero de codigos ffsicos en uso por el enlace descendente esta limitado de manera natural por la maxima potencia de celula: ya que cada codigo de canalizacion consume una cantidad de potencia dada (que tambien puede ser variable debido a un control de potencia rapido), la capacidad de enlace descendente de la celula esta limitada por la potencia disponible.
Por tanto, se proporciona una medida util de la carga de celula por la ecuacion:
n DL
ndl
E Ptx
i=l
P
1 MAX
La estimacion de la cantidad de potencia transmitida por la celula proporciona asf una medida de los recursos de enlace descendente ocupados. El denominador representa la maxima potencia disponible en la celula, por tanto la necesidad de difusion de “MAX_TX_POWER”.
Con el fin de estimar la carga de celula, la potencia de CPICH recibida Pcpich,rx sirve como primera etapa ya que puede medirse facilmente (es una de las mediciones basicas para reselecciones de celula en UMTS). La potencia de CPICH transmitida tambien puede obtenerse por medio del elemento de informacion “potencia de Tx de CPICH” contenido en el bloque de informacion de sistema de tipo 5 o tipo 6 [9]. Esta cantidad se difunde para la estimacion de la perdida de trayectoria de enlace descendente en el control de potencia de lazo abierto, y puede denominarse Pcpichjx. Si la potencia de CPICH recibida se promedia apropiadamente a lo largo del tiempo, la resta de ambas cantidades proporciona una estimacion de la perdida de trayectoria promedio:
pL{dB) = pCpICH ,tx (dBm) — pCpICH ,rx (dBm)
La PL estimada puede usarse para derivar la potencia transmitida para el resto de canales de enlace descendente a partir de sus niveles recibidos correspondientes. Al realizar esto, los canales de control y las senales ffsicas tambien se incluiran para el calculo de carga de celula (CPICH, P-CCPCH, SCH, PICH y AICH). Estos canales pueden detectarse facilmente puesto que tienen codigos de canalizacion predefinidos, sin la necesidad de una busqueda en el arbol de OVSF.
Las otras contribuciones a la carga de celula de enlace descendente son DPCCH, DPDCH, HS-PDSCH, S-CCPCH, HS-SCCH, E-AGCH, E-RGCH y E-HICH. De todas estas, las mas importantes son aquellas de DPCCH, DPDCH y HS-PDSCH, correspondiendo las dos primeras a canales DCH Release 99 y correspondiendo la ultima a HSDPA. Las potencias de canal recibidas pueden estimarse por el UE de manera secuencial, pasando por el arbol de OVSF [14] y tomando nota de los codigos de canalizacion disponibles en cada uno de los posibles factores de dispersion. La estimacion puede realizarse con un banco de correladores seguido por una comparacion con un umbral adecuado (que debe ajustarse apropiadamente). La figura 11 representa una posible estructura para la deteccion de senal de enlace descendente.
La senal de enlace descendente recibida en el UE se multiplica en primer lugar por la conjugada compleja del codigo de aleatorizacion de celula, con el fin de eliminar su influencia. La senal se pasa entonces por un banco de correladores NxM, donde N es la maxima dispersion de retardo soportada por el terminal y M es el numero de
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posibles codigos de canalizacion en la celula. Cada correlador comprende un multiplicador por el codigo de canalizacion correspondiente, seguido por un integrador. Se generan los codigos de canalizacion y retardan un numero de muestras por medio de los bloques de retardo “D”, para contabilizar posibles multitrayectorias en la celula. Las salidas de los correladores correspondientes al mismo codigo de canalizacion se suman conjuntamente, para contabilizar la potencia total recibida por cada codigo. Entonces se realiza una comparacion de umbral dando como resultado las variables de decision binarias D1, D2 ... DM. Cada variable de decision binaria representa el uso de un codigo de canalizacion dado que se tendra en cuenta para el calculo de carga de celula, con la ayuda de los parametros umbral_1 a umbral_M. Un codigo dado se considerara en su uso si su potencia supera el umbral
P
correspondiente; en ese caso la potencia resultante se considerara para el calculo de la carga de celula.
Dado el numero alto de posibles codigos de canalizacion, la estimacion puede realizarse de manera secuencial aprovechando la longitud de TTI (intervalo de tiempo de transmision). En Release 99, el TTI puede adoptar los valores 10, 20, 40 y 80 ms. En HSDPA, el TTI es solo de 2 ms (3 franjas). Cuando el TTI representa el intervalo de tiempo mmimo para la planificacion de enlace descendente, deben realizarse mediciones a lo largo de un intervalo mmimo de 3 franjas (7680 segmentos).
La estimacion de potencia recibida debe promediarse a lo largo del tiempo con el fin de filtrar las variaciones debidas
Y p
/ ,p ,RX
al desvanecimiento o trafico en rafagas, dando como resultado una cantidad 1 . Esta cantidad puede
actualizarse en un ciclo lento (en la escala de segundos) debido a las variaciones relativamente lentas del trafico.
Aprovechando la estimacion de perdida de trayectoria es posible derivar la potencia transmitida total:
PTX (dBm) = Y P RX (dBm) + PL(dB) i.
Tambien pueden usarse otras unidades de potencia en lugar de dBm (tal como dBW). La estimacion de carga de celula de enlace descendente se obtiene finalmente por la relacion:
L = PTX (mW)
PTX, MAX (mW)
donde Ptx se convierte previamente a unidades de potencia naturales (por ejemplo mW), y Ptx,max corresponde a “MAX_TX_POWER” como difusion por la celula (tambien en unidades naturales).
Ptx, max puede controlarse adecuadamente por el operario segun necesidades especiales. Por ejemplo, si es necesario descargar algunas celulas por algun motivo, es posible configurar valores bajos de Ptx,max de modo que los usuarios se muevan a una celula diferente. Por tanto, el calculo de carga de celula podna dar como resultado valores superiores al 100%, y la aplicacion de la operacion de logaritmo en las ecuaciones anteriores no producina un valor valido. En estos casos, puede considerarse que la celula correspondiente tiene la clasificacion mas baja de todas las celulas posibles.
Estimacion de carga de celula en celulas de LTE:
La LTE se caracteriza por el uso de un numero de elementos de recurso (RE), cada uno de los cuales corresponde a una unica subportadora de OFDM en un sfmbolo de OFDM. Para cada usuario se planifica un numero de RE (agrupados por bloques de recurso, un multiplo del RE) a lo largo de una franja (que comprende un numero de sfmbolos de OFDM). La ocupacion de los RE podna proporcionar asf una estimacion de la carga de celula de enlace descendente.
Sin embargo, el calculo de carga de celula puede volverse mucho mas diffcil que en WCDMA, especialmente con valores SINR bajos de la celula objetivo. Ya que no existe ninguna diferenciacion entre las transmisiones desde celulas diferentes, puede experimentarse una interferencia significativa en aquellos bloques de recurso que se usan simultaneamente por varios eNodosB. En este caso, las transmisiones de celula de enlace descendente se diferencian por el uso de diferentes codigos de aleatorizacion, generados a partir de semillas que dependen de las identidades de celula ffsica (PCI) de las celulas. Sin embargo, las semillas de codigo de aleatorizacion tambien dependen del identificador temporal de red de radio celular (C-RNTI) de cada usuario, haciendo que sea imposible separar las transmisiones de celulas diferentes sin un conocimiento detallado de los valores C-RNTI que requerina una decodificacion detallada de mensajes de RRC apropiados. Este efecto es particularmente perjudicial en los bordes de celula.
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Sin embargo, cuando la SINR objetivo es alta, es posible realizar una estimacion de carga de celula basandose en deteccion de potencia de los RE. Pueden aparecer escenarios con una SINR alta, por ejemplo, cuando se trata con estimacion de carga de celula entre frecuencias.
Teniendo en cuenta que las senales de referencia emplean diferentes secuencias ortogonales para cada celula, puede lograrse alguna aleatorizacion de interferencia. Pueden emplearse tecnicas de estimacion de canal de MMSE con el fin de separar las senales de referencia del ruido mas interferencia circundante [5], con el objetivo de obtener la potencia de senal de cada elemento de recurso (Sre) en todas las frecuencias relevantes en lugar de las funciones de transferencia de canal. Cuando las contribuciones de senal e interferencia no estan correlacionadas, pueden escribirse (en unidades naturales):
P = S + T
1 RE S RE'1 RE
donde Pre es la potencia total en el RE, Sre es la componente de senal e Ire es la contribucion de interferencia mas ruido. Cuando la SINR es alta, Sre >> Ire. Debe observarse que estas cantidades dependen de la frecuencia si el canal de radio tiene un ancho de banda de coherencia significativamente inferior al ancho banda del sistema. Las tecnicas de estimacion de canal habituales permiten la separacion de las contribuciones de interferencia y deseadas, obteniendo por tanto estimaciones adecuadas de Sre e Ire.
Es posible usar esta medicion para una deteccion de potencia de RE basada en el umbral. Si no se envio ninguna senal por el eNodoB en un RE dado, la potencia detectada sena del orden de Ire. Si se envio una senal en un RE dado, la potencia detectada sena del orden de Sre + Ire>>Ire. Por tanto, es posible establecer un umbral PRE_umbrai entre estas dos cantidades para la deteccion de potencia, teniendo en cuenta que dependera de la frecuencia.
Ya que el eNodoB puede variar la potencia de DL sobre los RE (por ejemplo, como resultado de los procedimientos de ICIC o formacion de haz no basada en libro de codigos), el umbral PRE_umbrai puede ser un valor intermedio entre Ire y Sre + Ire. Cuando Pre supera PRE_umbrai para un RE dado, se representara como RE “ocupado”. El numero de RE ocupados (NRE,ocupados), dividido entre el numero global de RE disponibles en la celula (NRE,toal, que depende del ancho banda del sistema difundido en el bloque de informacion maestro [5]) proporciona la carga de celula:
L =
N
RE, ocupados
N
RE, total
Esta medicion tambien debe promediarse a lo largo del tiempo, por ejemplo con un filtro de promediado exponencial apropiado.
La figura 12 representa una posible realizacion para la invencion propuesta, en un escenario que comprende tres estaciones base (concretamente BS1, BS2 y BS3) y un terminal de usuario (UE).
La estacion base BS1 difunde una indicacion de su propia carga de celula L1 a traves del bloque 121. De manera similar, las estaciones base BS2 y BS3 difunden sus indicaciones de carga de celula L2 y L3 (bloques 124 y 125, respectivamente). El UE evalua las cargas de celula asf como los niveles de senal recibidos (bloque 126), y realiza una seleccion/reseleccion de celula en modo inactivo a la celula mas adecuada teniendo en cuenta las indicaciones de carga de celula difundidas (bloque 127).
El UE construye el informe de carga de celulas vecinas (bloque 128) que se enviara a la celula servidora a peticion de la red, tras un traspaso satisfactorio, al entrar en modo conectado o como parte de los informes de mediciones en modo conectado (bloque 130). Opcionalmente, el UE puede estimar la carga de celula de interfaz aerea (bloque 129 en lmeas discontinuas) si el UE no puede leer ni decodificar las indicaciones de carga de celula, o si no se difunde ninguna indicacion de carga adecuada por las celulas. La estacion base servidora (BS1 en el ejemplo de la figura 12) puede recibir el informe de carga de celulas vecinas (bloque 122) que contiene las cargas de celula de las celulas vecinas, en cualquiera de los casos descritos anteriormente. Este informe puede usarse para cualquier estrategia de equilibrado de carga adecuada en modo conectado (bloque 123), teniendo en cuenta las cargas de las celulas vecinas. Las estaciones base representadas pueden pertenecer a frecuencias diferentes o incluso tecnologfas de acceso de radio diferentes (3GPP o no 3GPP), siempre que el UE pueda comunicarse con todas ellas.
La figura 13 representa otra realizacion de la presente invencion, las estaciones base no difunden indicaciones de carga de celula propias y el UE intenta estimar las cargas de celula de la interfaz aerea del enlace descendente. En el ejemplo representado, BS1 es una estacion base de WCDMA (por ejemplo, un nodo B de UMTS) y BS2 es una estacion base de LTE (es decir, un eNodoB, en terminologfa de 3GPP).
Este escenario implica una mejora mucho mas facil para la red, ya que las celulas no deben medir ni difundir ninguna indicacion de carga de celula; sin embargo se produce a expensas de mas requisitos de procesamiento
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para los terminales, que por tanto deben estimar las cargas de celula de la interfaz aerea. Para hacer eso, las estaciones base de WCDMA difundiran una indicacion semiestatica de la maxima potencia transmitida disponible en la celula (“MAX_TX_POWER”, en el bloque 131), para que el UE pueda estimar la carga de celula. Las celulas de LTE, sin embargo, no tienen que difundir informacion. El UE estima las cargas de celula del enlace descendente de ambas (bloque 139) y, junto con los niveles de senal recibidos, evalua los parametros necesarios para la seleccion/reseleccion de celula (bloque 136).
El UE realiza una seleccion/reseleccion de celula segun la evaluacion anterior (bloque 137); en el caso representado se selecciona la celula de LTE. El UE construye el informe de carga de celulas vecinas (bloque 138) y lo envfa a la BS servidora (bloque 140). La BS2, tras recibir el informe de carga de celulas vecinas (bloque 134), puede realizar cualquier estrategia de equilibrado de celula adecuada en modo conectado (bloque 135). La BS1 en este caso no recibira tal informe a menos que se realice una nueva reseleccion/traspaso a esa celula, en cuyo caso recibira el informe de carga correspondiente (bloque 132) y realizara cualquier estrategia de equilibrado de celula adecuada (bloque 133).
Las realizaciones propuestas pueden implementarse como cualquier combinacion adecuada de elementos de hardware, elementos de software o elementos de firmware, segun las necesidades de la implementacion.
Ventajas de la invencion:
En esta invencion se propone un mecanismo de equilibrado de carga de celula que tiene la ventaja de no requerir ninguna interaccion entre los nodos de red, que sena muy problematico especialmente en redes heterogeneas con multiples tecnologfas de acceso coexistentes. La interaccion entre nodos de red se requiere habitualmente para el intercambio de informacion de carga entre los nodos de acceso, destinados a establecer una polftica comun para el direccionamiento de trafico. Esta invencion propone un procedimiento de equilibrado de carga de celula que emplea los terminales como nodos de anclaje, de modo que pueda tenerse en cuenta informacion de carga de celula actualizada y exacta para estrategias de RRM espedficas.
Cada nodo de acceso solo debe difundir una indicacion de carga de celula en un canal de control de difusion adecuado, basandose en la carga de la interfaz aerea combinada, carga de enlace de retorno y carga de procesamiento de la celula. Las indicaciones de carga de celula pueden recopilarse por tanto por los terminales y pueden enviarse de vuelta a la red, de modo que cada celula tenga informacion de carga en tiempo real de las celulas vecinas. Adicionalmente, se propone un procedimiento de equilibrado de carga en modo inactivo destinado a seleccionar las mejores celulas para acampar que tiene en cuenta las indicaciones de carga de celula. Al contrario de las propuestas existentes, en esta invencion las indicaciones de carga de celula se emplean para implementar estrategias de equilibrado de carga eficaces para los UE en los estados tanto en modo inactivo como en modo conectado.
El equilibrado de carga en modo inactivo es un problema importante en las redes inalambricas actuales. Incluso si los terminales no transmiten ningun dato en modo inactivo, acampar en una celula altamente cargada puede provocar trafico de senalizacion significativo (debido a por ejemplo actualizaciones de area de ubicacion, actualizaciones de area de encaminamiento o actualizaciones de area de seguimiento) y traspasos eventuales tras entrar en modo conectado.
La invencion propuesta puede desplegarse en redes heterogeneas, independientemente de las interfaces entre nodos o el tipo de tecnologfa considerada. Las estrategias de equilibrado de carga combinadas son muy diffciles de realizar en redes heterogeneas que comprenden multiples tecnologfas de acceso, frecuencias y/o capas de celulas. La solucion propuesta describe un marco comun en el que los terminales sirven como puntos de enlace comun entre los nodos de acceso, aprovechando la interoperabilidad intrmseca de los terminales con la red.
Adicionalmente, se describen procedimientos para estimar la carga de interfaz aerea de enlace descendente para tecnologfas de acceso de WCDMA y LTE. Estos mecanismos pueden ayudar en el proceso de seleccion y reseleccion de celula cuando no se difunde ninguna indicacion de carga de celula disponible por la red.
Un experto en la tecnica puede introducir cambios y modificaciones en las realizaciones descritas sin apartarse del alcance de la invencion tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
SIGLAS
2G Second Generation; segunda generacion
3G Third Generation; tercera generacion
3GPP Third Generation Partnership Project; proyecto de asociacion de tercera generacion
ABS Almost Blank Subframe; subtrama casi en blanco
AICH Acquisition Indicator Channel; canal indicador de adquisicion
ANDSF
BCCH
BS
5 CDMA CPICH CPU C-RNTI DCH 10 DL
DPCCH DPDCH DRX E-AGCH 15 E-DCH E-HICH
E-RGCH
EUL
20 GPRS GSM H-ARQ HetNet HSDPA 25
HSPA
HS-PDSCH
HS-SCCH 30 HSUPA ICIC IEEE I-WLAN
35 LTE MIB MMSE OFDM OSS 40 OTA OVSF P-CCPCH PCI PICH 45 PL PRB RAN RAT RE
50 RIM RoT RRC RRM RSCP 55 RSRP RSRQ SCH
S-CCPCH
SIB
60 SINR TTI UE UL
UMTS
Access Network Discovery and Selection Function; funcion de descubrimiento y seleccion de red de acceso
Broadcast Control Channel; canal de control de difusion Base Station; estacion base
Code Division Multiple Access; acceso multiple por division de codigo
Common Pilot Channel; canal piloto comun
Central Processing Unit; unidad de procesamiento central
Cell - Radio Network Temporary Indicador; indicador temporal de red de radio celular Dedicated Channel; canal especializado Downlink; enlace descendente
Dedicated Physical Control Channel; canal de control ffsico especializado Dedicated Physical Data Channel; canal de datos ffsicos especializado Discontinuous Reception; recepcion discontinua
E-DCH Absolute Grant Channel; canal de concesion absoluta de E-DCH Enhanced Dedicated Channel; canal especializado mejorado
E-DCH HARQ Acknowledgement Indicator Channel; canal indicador de acuse de recibo de HARQ de E-DCH
E-DCH Relative Grant Channel; canal de concesion relativa de E-DCH
Enhanced Uplink; enlace ascendente potenciado
General Packet Radio System; sistema de radio por paquetes general
Global System for Mobile Communications; sistema global para comunicaciones moviles
Hybrid Automatic Repeat Request; peticion de repeticion automatica hubrida
Heterogeneous Network; red heterogenea
High Speed Downlink Packet Access; acceso de paquetes de alta velocidad en enlace descendente
High Speed Packet Access; acceso de paquetes de alta velocidad
High Speed Physical Downlink Shared Channel; canal compartido de enlace descendente ffsico de alta velocidad
High Speed Shared Control Channel; canal de control compartido de alta velocidad
High Speed Uplink Packet Access; acceso de paquetes de alta velocidad en enlace ascendente
Inter Cell Interference Coordination; coordinacion de interferencia entre celulas
Institute for Electrical and Electronics Engineering; Instituto de Ingenieros Electricos y Electronicos
Interworking with Wireless Local Area Networks; interfuncionamiento con redes de area local
inalambricas
Long Term Evolution; evolucion a largo plazo
Master Information Block; bloque de informacion maestro
Minimum Mean Squared Error; mmimo error cuadratico medio
Orthogonal Frequency Division Multiplex; multiplexacion por division de frecuencia ortogonal Operations System and Support; sistema y soporte de operaciones Over The Air; en el transcurso de la comunicacion
Orthogonal Variable Spreading Factor; factor de dispersion variable ortogonal
Primary Common Control Physical Channel; canal ffsico de control comun primario
Physical Cell Identity; identidad de celula ffsica
Pilot Channel; canal piloto
Path Loss; perdida de trayectoria
Physical Resource Block; bloque de recursos ffsicos
Radio Access Network; red de acceso de radio
Radio Access Technology; tecnologfa de acceso de radio
Resource Element; elemento de recurso
RAN Information Management; gestion de informacion de RAN
Rise Over Termal; elevacion sobre ruido termico
Radio Resource Control; control de recursos de radio
Radio Resource Management; gestion de recursos de radio
Received Signal Code Power, potencia de codigo de senal recibida
Reference Signal Received Power, potencia recibida de senal referencia
Reference Signal Received Quality; calidad recibida de senal de referencia
Synchronization Channel; canal de sincronizacion
Secondary Common Control Physical Channel; canal ffsico secundario de control comun
System Information Block; bloque de informacion de sistema
Signal to Interference and Noise Ratio; relacion senal a interferencia mas ruido
Time Transmision Interval; intervalo de tiempo de transmision
User Equipment; equipo de usuario
Uplink; enlace ascendente
Universal Mobile Telecommunication System; sistema universal de telecomunicacion movil
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VoLTE
VPLMN
WCDMA
WiMAX
WLAN
Voice Over LTE; voz sobre LTE
Visited Public Land Mobile Network; red movil terrestre publica visitada
Wideband Code Division Multiple Access; acceso multiple por division de codigo de banda ancha Wireless Microwave Access; acceso inalambrico por microondas Wireless Local Area Networks; redes de area local inalambricas
BIBLIOGRAFfA
[1] 3GPP TS 25.401, UTRAN Overall Description (Release 99)
[2] 3GPP TS 25.308, High Speed Downlink Packet Access (HSDPA); Overall Description; Stage 2 (Release 5)
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[7] 3GPP TS 36.331, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), “Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification (Release 10)”
[8] 3GPP TS 25.304, “User Equipment (UE) procedures in idle mode and procedures for cell reselection in connected mode (Release 7)”
[9] 3GPP TS 25.331, “Radio Resource Control (RRC) Protocol Specification (Release 7)”
[10] 3GPP TS 24.312, “Access Network Discovery and Selection Function (ANDSF) Management Object (MO) (Release 10)”
[11] 3GPP TS 24.327, “Mobility between 3GPP Wireless Local Area Network (WLAN) interworking (I-WLAN) and 3GPP systems; General Packet Radio System (GPRS) and 3GPP I-WLAN aspects; Stage 3 (Release 8)”
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[16] 3GPP2 TSG-A WG3, “iRAT SON in 3GPP”, febrero de 2012
Claims (17)
- 510152025303540455055REIVINDICACIONES1. Un metodo para la implementacion de un mecanismo de equilibrado de carga de celula para redes inalambricas sin ningun intercambio de indicadores de carga de celula entre una pluralidad de celulas de red, que comprende:al menos un equipo de usuario, UE, inalambrico conectado a traves de una red inalambrica a una estacion base servidora; yuna pluralidad de celulas de red, comprendiendo, cada una, una estacion base,caracterizado porque dicho al menos un UE inalambrico realiza las siguientes acciones:estimar las cargas de celula de la estacion base servidora y de la pluralidad de celulas de red analizando una carga de interfaz aerea de enlace descendente;proporcionar a dicha red inalambrica, informacion acerca de la estimacion de carga de celula real de dicha pluralidad de celulas, y realizar una seleccion de celula de red basandose en dichas cargas de celula estimadas.
- 2. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende estimar dicha carga de la interfaz aerea de enlace descendente en el caso de celulas de acceso multiple por division de codigo de banda ancha, WCDMA, basandose en la maxima potencia de TX disponible en la celula, denominada MAX_TX_POWER, estando incluida dicha potencia de TX disponible como parte de cualquier bloque de informacion de sistema relevante transmitido en un canal de difusion o creado dentro de uno nuevo de dichos bloques de informacion de sistema.
- 3. Un metodo segun la reivindicacion 2, caracterizado porque dicha estimacion de la carga de la interfaz aerea de enlace descendente L se proporciona mediante la siguiente ecuacion:
imagen1 MAX TX POWERen la que Ptx indica la potencia de transmision total segun se deriva de las potencias recibidas para cada uno de los codigos de canalizacion i, Pi Rx, y la perdida de trayectoria estimada PL a traves de las ecuaciones:Pm(dBrn) = 2 PitRX (dBm) + PL(dB)PL(dB) = PdKtijnidBm)- PCPl^^; {dBm).donde Pcpich,tx indica la potencia transmitida del canal piloto comun, CPICH, segun se difunde por la celula de red, y Pcpich,rx es la potencia de CPICH recibida. - 4. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende estimar dicha carga de la interfaz aerea de enlace descendente en el caso de celulas de la evolucion a largo plazo basandose en un numero promediado de elementos de recurso ocupados en una subtrama.
- 5. Un metodo segun la reivindicacion 4, caracterizado porque dicha estimacion de la carga de la interfaz aerea de enlace descendente L se proporciona mediante la siguiente ecuacion:L =RE,ocupadosNRE,totaldonde NRE,ocupado indica el numero de elementos de recurso ocupados, NRE,toal indica el numero global de elementos de recursos disponibles en la celula de red, y los elementos de recursos se consideran que estan ocupados basandose en la potencia detectada que es superior a un umbral definido.
- 6. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se realiza una seleccion adicional denominada reseleccion por dicho al menos un UE inalambrico.
- 7. Un metodo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque dicha seleccion y reseleccion de celula se realiza por dicho al menos un UE inalambrico que esta en modo inactivo.
- 8. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende ademas, dicho510152025303540al menos un UE inalambrico, enviar un informe de carga de las celulas vecinas a la estacion base servidora que contiene las estimaciones de carga de celula de la pluralidad de celulas de red.
- 9. Un metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque el envfo por dicho al menos un UE inalambrico de dicho informe de carga de las celulas de vecinas a la estacion base servidora se produce tras entrar, dicho al menos un UE inalambrico, en modo conectado.
- 10. Un metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque el envfo por dicho al menos un UE inalambrico de dicho informe de carga de las celulas vecinas a la estacion base servidora se produce tras solicitarse desde dicha estacion base servidora.
- 11. Un metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque el envfo por dicho al menos un UE inalambrico de dicho informe de carga de celulas vecinas a la estacion servidora se produce tras haber enviado una estacion base servidora anterior una orden de traspaso a dicho al menos un UE inalambrico.
- 12. Un metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque comprende enviar un informe de carga de las celulas vecinas a la estacion base servidora en cualquier momento cuando dicho al menos un UE inalambrico esta en modo conectado.
- 13. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicha estimacion de carga de celula de cada una de dicha pluralidad de celulas de red tiene la forma de un numero entero de 0 a 100 que representa una estimacion de la carga de la celula.
- 14. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende realizar dicha seleccion de celula de red incorporando un criterio umbral de carga de celula, y evitar, mediante el al menos un UE inalambrico, la seleccion de una celula si la carga de celula de dicha celula esta por encima de dicho criterio umbral.
- 15. Un metodo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque comprende realizar dicha reseleccion de celula mediante el siguiente criterio:R, = 10log[f (Qmed,, )x - L, /100)]+Q Rn = 10log|/Q_,„)x(l - Ln /100)]+Qhyst ,soff,ndonde dicho UE inalambrico elige la celula con valor R mas alto, y:f representa cualquier curva de caudal del enlace descendente tomada como referencia para la tecnologfa que esta considerandose;Ls y Ln son las cargas de celula en las celulas servidora y vecina; yQmed,s y Qmed,n se basan en la calidad de senal con el fin de aplicar la curva de caudal.
- 16. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicha estacion base servidora y dicha al menos una estacion base vecina pertenecen a la misma frecuencia y/o a la misma tecnologfa de acceso de radio.
- 17. Un metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicha estacion base servidora y dicha al menos una estacion base vecina pertenecen a frecuencias diferentes y/o a tecnologfas de acceso de radio diferentes.
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