MXPA03005307A - Comunicaciones de multiportadores con asignacion de subportadora con base en grupos. - Google Patents

Abstract

Se describe un metodo y aparato para la seleccion de subportadoras para sistemas; en una modalidad, un metodo para la seleccion de subportadora para un sistema que emplea acceso multiple de division por frecuencia ortogonal OFDMA comprende dividir subportadoras en grupos por lo menos de un agrupamiento de subportadoras, recibir un indicio de la seleccion por parte del abonado de uno o mas grupos en los grupos, y asignar por lo menos un agrupamiento en uno o mas grupos de agrupamientos seleccionados por la subportadora para que se utilicen en comunicacion con el abonado.

Description

COMUNICACIONES DE MULTI PORTADORAS CON ASIGNACION DE SUB ORTADORA CON BASE EN GRUPOS CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere al campo de las comunicaciones inalámbricas; muy particularmente, la invención se refiere a sistemas inalámbricos de multiceldas y abonados múltiples utilizando el multiplexado de división por frecuencia ortogonal (OFDM) .

ANTECEDENTES DS LA INVENCION El multiplexado de división por frecuencia ortogonal (OFDM) es un esquema de modulación eficiente para la transmisión de señales sobre canales selectivos de frecuencia. En OFDM, se divide una ancho de banda amplio en múltiples subportadoras de banda estrecha, que están dispuestas para que sean ortogonales entre sí. Las señales moduladas en las subportadoras son transmitidas en paralelo. Para mayor información, véase Cimini, Jr . , "Analysis and Simulation of a Digital Mobile Channel Using Orthogonal Frequency División Multiplexing" . ("AnálisiB y simulación de una canal móvil digital utilizando multiplexado de división por frecuencia ortogonal") , IEEE Trans . Commun., volumen CO -33, NO .7 , julio de 1985, pp . 665-75; Chiang and Sol 1 enberger , "Beyond 3G: Wideband Data Access Based on OFDM and Dynamic Packet Assignment", ("Más allá de 3G: Acceso de datos inalámbricos de banda ancha con base en OFDM y asignación dinámica de paquetes",) IEEE Communications Magazine, Vol . 38, No .7 , pp.78-87 , julio de 2000. Una forma de utilizar OFDM para soportar el acceso múltiple para múltiples abonados es a través del acceso múltiple de división por tiempos (TDMA) , en el cual cada abonado utiliza todas las subportadoras dentro de sus ranuras de tiempo asignado. El acceso múltiple de división por frecuencia ortogonal (OFDMA)es otro método de acceso múltiple, utilizando el formato básico de OFDM. En OFDMA, múltiples abonados utilizan simultáneamente diferentes subportadoras, en forma similar al acceso múltiple de división por frecuencia (FDMA) . Para mayor información, véase Sari and Karma, "Orthogonal Frequency-Division Múltiple Access and its Application to CATV Networks", ("Acceso múltiple de división por frecuencia ortogonal y su aplicación a redes CATV") , European Transactions on Telecommunicat ions , Vol . 9 (6), . 507-516, Noviembre/Diciembre 1998 y Nogueroles, Bossert, Donder and Zyablov, "Improved Performance of a Random OFDMA Mobile Communicat ion System, " ("Rendimiento mejorado de un sistema de comunicación móvil OFDMA aleatorio"), procedimientos de IEEE VTC'98, PP . 2502-2506. Las trayectorias múltiples provocan un desvanecimiento selectivo de la frecuencia. Las amplificaciones de canal son diferentes para diferentes subportadoras . Además, los canales típicamente no están correlacionados para diferentes abonados. Las subportadoras que están en profundo desvanecimiento para un solo abonado pueden proveer altas amplificaciones del canal para otro abonado. Por lo tanto, es conveniente en un sistema OFDMA asignar en forma aplicable las subportadoras a subabonados para que cada abonado disfrute una alta amplificación de canal. Para mayor información, véase Wong et al., "Multiuser OFDM with Adaptive Subcarrier. Bit and Power Al locat ion . " ( "OFDM de usuarios múltiples con subportadora aplicable, asignación de Bits y de energía") IEEE J. Select Areas Commun . , Vol . 17 (10), pp. 1747-1758, octubre de 1999. Dentro de una celda, los abonados pueden estar coordinados para que tengan diferentes subportadoras en OFDMA. Las señales para diferentes subabonados pueden hacerse ortogonales y existe poca interferencia entre celdas. Sin embargo, con un plan agresivo de reutilización de frecuencia, por ejemplo, se utiliza el mismo espectro para múltiples celdas circundantes, y surge el problema de interferencia entre celdas. Es evidente que la interferencia entre celdas en un sistema OFDMA también es selectivo según la frecuencia, y es conveniente asignar en forma aplicable las subportadoras para reducir el efecto de la interferencia entre celdas. Un enfoque para la asignación de subportadora para un sistema OFDMA es una operación conjunta de optimización, que no solamente requiere el conocimiento de la actividad y el canal de todos los abonados en todas las celdas, sino que también requiere una nueva programación frecuente cada vez que los abonados existentes salgan de la red o cada vez que Be agreguen nuevos abonados a dicha red. Con frecuencia, ea poco práctico en un sistema inalámbrico real, principalmente debido al costo del ancho de banda, actualizar la información del abonado y el costo de cálculo para dicha optimización conjunta.

SUMARIO DB LA INVENCIÓN Se describe un método y aparato para la selección de subport adoras para sistemas; en una modalidad, un método para la selección de subportadora para un sistema que emplea acceso múltiple de división por frecuencia ortogonal OFDMA comprende dividir subpo tadoras en grupos por lo menos de un agrupamiento de subportadoras , recibir un indicio de la selección por parte del abonado de uno o más grupos en los grupos, y asignar por lo menos un agrupamiento en uno o más grupos de agrupamientos seleccionados por la subportadora para que se utilicen en comunicación con el abonado .

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La presente invención se entenderá más ampliamente a partir de la descripción detallada que se proporciona a continuación y a partir de las figuras anexas que describen varias modalidades de la invención, las cuales, sin embargo, no deberán considerarse como limitantes para la invención a las modalidades específicas, sino solamente son con propósitos de explicación y entendimiento. La Figura 1A ilustra subportadoras y agrupamientos . La Figura IB es un diagrama de flujo de una modalidad de un procedimiento para asignar subportadoras . La Figura 2 ilustra la rejilla de tiempo y frecuencia de los símbolos, pilotos y agrupamientos . La Figura 3 ilustra el procesamiento del abonado . La Figura 4 ilustra un ejemplo de la Figura 3. La Figura 5 ilustra una modalidad de un formato para la retroal imentación arbitraria del agrupamiento . La Figura 6 ilustra una modalidad de una división de agrupamientos en grupo.

La Figura 7 ilustra una modalidad de un formato de retroalimentación para asignación de agrupamientos basada en grupos . La Figura 8 ilustra la reutilización de frecuencia y la interferencia en una red de celdas múltiples y sectores múltiples. La Figura 9 ilustra diferentes formatos de agrupamientos para agrupamientos de coherencia y agrupamientos de diversidad. La Figura 10 ilustra agrupamientos de diversidad con una división por redes variando por saltos a la subportadora . La Figura 11 ilustra la conmutación inteligente entre los agrupamientos de diversidad y los agrupamientos de coherencia dependiendo de la movilidad de los abonados. La Figura 12 ilustra una modalidad de una reconfiguración de la clasificación de agrupamiento . La Figura 13 ilustra una modalidad de una estación base .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Se describe un enfoque para la asignación de la subportadora . Se describe un método y aparato para la selección de la subportadora para los sistemas. En una modalidad, un método para la selección de la subportadora para un sistema que emplea acceso múltiple de división por frecuencia ortogonal (OFDMA) , comprende la división de subportadoras en grupos; por lo menos de un agrupamiento de subportadoras , recibiendo una indicación de la selección por parte del abonado de uno o más grupos en los grupos, y asignando por lo menos un agrupamiento en uno o más grupos de agrupamiento seleccionados por la subportadora para que se utilice en comunicación con el abonado. Las técnicas que se describen en la presente invención se describieron utilizando (agrupamientos) OFDMA como ejemplo. Sin embargo, no está limitado a sistemas basados en OFDMA. Las técnicas aplican a sistemas de mult iportadoras en general, en donde por ejemplo, una portadora puede ser un agrupamiento en un sistema OFDMA, un código de dispersión en CDMA, un haz de antena en un sistema SDMA (Acceso múltiple de división por espacios) , etc. En una modalidad, se desarrolla la asignación de la subportadora en cada celda por separado. Dentro de cada celda, la asignación para los abonados individuales (por ejemplo, móviles) también se realiza progresivamente conforme se agrega cada nuevo abonado al sistema, contrario a la asignación conjunta para abonados dentro de cada celda en donde se toman las decisiones de cada asignación considerando a todos los abonados en una celda para cada asignación. Para los canales de enlace descendente, cada abonado mide primero el canal y la información de interferencia para todas las subportadoras y después selecciona múltiples subportadoras con un buen desempeño (por ejemplo, una relación de alta señal a- interferencia-más ruido) (SINR) y alimenta de retorno la información en estas subportadoras candidatas a la estación base. La retroallmentación puede comprender la información de canal y de interferencia (por ejemplo, la información de relación señal - a- interferenc ia -más - ruido ) en todas las subportadoras, o solamente una parte de las subportadoras. En caso de proveer información solamente sobre una parte de las subportadoras, un abonado puede proveer una lista de subportadoras ordenadas iniciando en aquellas subportadoras donde el abonado desea utilizar, generalmente debido a que su rendimiento es bueno, o mejor que aquel de las otras aubportadoras . Al recibir la información por parte del abonado, la estación base selecciona adicionalmente las subportadoras entre las candidatas, utilizando información adicional disponible en la estación base, como por ejemplo, la información de carga de tráfico en cada subportadora , la cantidad de tráfico que se necesita enfilar en cola en la estación base para cada banda de frecuencia, ya sea que se sobre utilicen las bandas de frecuencia y/o cuánto tiempo ha estado esperando el abonado para enviar la información. En una modalidad, la información de carga de subportadora de las celdas circundantes también se puede intercambiar entre las estaciones base. Las estaciones base pueden utilizar esta información en la asignación de subportadora para reducir la interferencia entre celdas . En una modalidad, la selección por parte de la estación base de los canales que va a asignar, con base en la retroal imentación , resulta en la selección de velocidades de codificación /modulación. Dichas velocidades de codificación/modulación pueden ser especificadas por el abonado cuando se especifiquen las subportadoras que él mismo encuentra favorables de utilizar. Por ejemplo, si la SINR es menor que un cierto umbral (por ejemplo, 12dB), se utiliza la modulación de manipulación de desviación de fase cuadratura (QPSK) ; de otra forma, se utiliza la modulación de amplitud de 16 cuadraturas (QAM) . Entonces la estación base informa a los abonados sobre la asignación de su portadora y sobre las velocidades de codificación / modulación que debe utilizar. En una modalidad, la información de retroalimentación para la asignación de la subportadora de enlace descendente es transmitida a la estación base por medio del canal de acceso de enlace ascendente, que ocurre en un período corto, cada ranura de tiempo de transmisión, por ejemplo, cien microsegundos por cada ranura de tiempo de 10-1000 segundos. En una modalidad, el canal de acceso ocupa todo el ancho de banda de frecuencia. Entonces la estación base puede recopilar la SINR de enlace ascendente de cada subportadora directamente del canal de acceso. La SINR así como la información de carga de tráfico en las subportadoras de enlace ascendente, se utilizan para la asignación de la subportadora de enlace ascendente . Para cualquiera de las direcciones, la estación base toma la decisión final de la asignación de su portadora para cada abonado. En la siguiente descripción, también se describe un procedimiento de asignación de subportadora selectiva, incluyendo métodos de detección del canal y de interferencia, métodos se retroalimentación de información desde los abonados hasta la estación base, y los algoritmos utilizados por la estación base para las selecciones de la subportador . En la siguiente descripción, se establecen numerosos detalles que ofrecen un entendimiento completo de la presente invención. Sin embargo, será aparente para aquellos expertos en la técnica, que la presente invención se puede practicar sin estos detalles específicos. En otros casos, se muestran estructuras y dispositivos muy conocidos en forma de diagrama de bloques, en lugar de mostrarlos en detalle, para evitar una confusión en la presente invención. Algunas partes de las descripciones detalladas a continuación se presentan en términos de algoritmos y representaciones simbólicas de operaciones en bits de datos dentro de la memoria de una computadora. Estas descripciones de algoritmos y representaciones son los medios utilizados por aquellos expertos en la técnica de procesamiento de datos para transmitir muy efectivamente la parte esencial de su labor a otros expertos en la técnica. En la presente invención, un algoritmo es y generalmente se concibe como una secuencia auto-consistente de pasos que conducen a un resultado deseado. Los pasos son aquellos que requieren las manipulaciones físicas de cantidades físicas. Por lo general, aunque no necesariamente, estas cantidades toman la forma de señales eléctricas o magnéticas que tienen la capacidad de ser almacenadas, transferidas, combinadas, comparadas, o de otra forma, manipuladas. Se ha comprobado que es conveniente algunas veces, principalmente por razones de uso común, referirse a estas señales como bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, términos, números o similares . Sin embargo, se debe tener en mente que, todos estos términos y términos similares deben estar asociados con las cantidades físicas apropiadas y son principalmente marcadores muy convenientes que se aplican a estas cantidades. A menos que se especifique de otra manera, a partir del siguiente análisis, se apreciará que a lo largo de toda la descripción, los análisis utilicen términos tales como "procesamiento" o "cómputo" o "calcular" o "determinar" o "desplegar" o términos similares que se refieren a la acción de los procedimientos de un sistema de cómputo, o a un dispositivo de cómputo electrónico similar, que manipula y transforma datos representados como cantidades físicas (electrónicas) dentro de los registros y memorias del sistema de cómputo dentro de otros datos que están representados de manera similar como cantidades físicas de las memorias o registros de un sistema de cómputo o de otro dispositivo de almacenamiento, transmisión o despliegue de información. La presente invención también se refiere a un aparato para desarrollar las operaciones que se describen aquí . Este aparato puede ser especialmente construido para los propósitos requeridos o puede comprender un objetivo en general, que es selectivamente activado por computadora o reconf igurado por un programa de cómputo almacenado en dicha computadora. Dicho programa de computadora puede ser almacenado en un medio de almacenamiento de lectura de computadora, tal como, más no limitado a, cualquier tipo de disco incluyendo discos de unidad flexible, discos ópticos, CD-ROM, así como discos magnéticos-ópticos, memorias de solo lectura (ROM) , memorias de acceso aleatorio (RAM) , EPROM, EEPROM, tarjetas magnéticas u ópticas, o cualquier tipo otro tipo de medio adecuado para almacenar instrucciones electrónicas, y cada uno acoplado a un conductor para transmitir información, que pertenece a un sistema de cómputo. Los algoritmos y despliegues que se presentan aquí en esta invención no están inherentemente relacionados a ninguna computadora en particular o a ningún otro tipo de aparato. Se pueden utilizar diversos sistemas de propósito general con programas de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, o se puede comprobar que es conveniente construir un aparato más especializado para desarrollar los pasos requeridos del método. La estructura requerida para una variedad de estos sistemas será evidente a partir de la siguiente descripción. Además, la presente invención no está descrita con referencia a ningún lenguaje de programación en particular. Se apreciará, que se puede utilizar una gran variedad de lenguajes de programación para llevar a cabo las enseñanzas de la invención tal como se describen en la misma. Un medio de lectura por medio de una máquina, incluye cualquier mecanismo para almacenar o transmitir información en una forma legible por una máquina (por ejemplo, una computadora) . Es decir, un medio legible por una máquina incluye una memoria de lectura solamente ("ROM") , una memoria de acceso aleatorio ( "RAM" ) ,- un medio de almacenamiento de disco magnético; medio de almacenamiento óptico; dispositivos de memoria instantánea; señales eléctricas ópticas, acústicas u otra forma de señales propagadas (por ejemplo, ondas de la portadora, señales de rayos infrarrojos, señales digitales, etc.) .

Asignación por agrupamientos de la subpor adora Las técnicas que se describen en la presente invención están dirigidas a la asignación de subportadora para los canales de tráfico de datos. En un sistema celular, existen típicamente otros canales que son pre - as ignadog para el intercambio de información de control y para otros propósitos. Estos canales, con frecuencia incluyen canales de control de enlace descendente y de enlace ascendente, canales de acceso de enlace ascendente, así como canales de sincronización de tiempo y frecuencia. La Figura 1A ilustra múltiples subportadoras , tal como la subportadora 101, y el agrupamiento 102. Un agrupamiento , tal como el agrupamiento 102, se define como una unidad lógica que contiene por lo menos una subportadora física como se muestra en la Figura 1A. Un agrupamiento puede contener subportadoras consecutivas o inconexas . El mapeo entre un agrupamiento y sus subportadoras puede ser fijo o reconf igurable . En el último caso, la estación base informa a los abonados cuando están redefinidos los agrupamientos . En una modalidad, el espectro de frecuencia incluye 512 subportadoras y cada agrupamiento incluye 4 subportadoras consecutivas, dando como resultado así, 128 agrupamientos.

Un procedimiento ejemplar de asignación de subportadora/ agrupamiento La Figura IB es un diagrama de flujo de una modalidad de un procedimiento para asignación de agrupamientos a los abonados . El procedimiento se realiza procesando la lógica que puede comprender un hardware (por ejemplo, lógica dedicada, circuitería, etc.) , software (tal como el que corre por ejemplo, en un sistema de cómputo de uso general, o una máquina dedicada) , o una combinación de ambos . Refiriéndose ahora a la Figura IB, cada estación base transmite periódicamente símbolos de OFDM piloto a cada abonado dentro de su celda (o sector) (bloque de procesamiento 101) . Los símbolos piloto, con frecuencia se refieren a una secuencia de sonido o señal y se conocen porque ambos son la estación base y los abonados . En una modalidad, cada símbolo piloto cubre todo el ancho de banda de frecuencia OFDM. Los símbolos piloto pueden ser diferentes para diferentes celdas (o sectores) . Los símbolos piloto pueden atender múltiples propósitos: la sincronización de tiempo y frecuencia, la estimulación de canal y la relación de seña 1 - - interferencia/ ruido ( ? INR) , que es la medición para cada asignación de agrupamiento . Cada abonado registra continuamente la recepción de los símbolos piloto y mide el SINR y/o otros parámetros, incluyendo la interferencia entre celdas y el tráfico entre celdas de cada agrupamiento (bloque de procesamiento 102) . Con base en esta información, cada abonado selecciona uno o más agrupamientos con buen rendimiento (por ejemplo, una alta relación SINR y una baja carga de tráfico) , con relación al otro, y alimenta la información en estos agrupamientos candidato a la estación base a través de canales de acceso de enlace ascendente predefinidos (bloque de procesamiento 103) . Por ejemplo, los valores de SINR, mayores que lOdB, pueden indicar un buen rendimiento. De igual forma, un factor de utilización de agrupamiento menor del 50% puede ser indicio de un buen rendimiento. Cada abonado selecciona los agrupamientos con un rendimiento relativamente mejor que los otros. La selección da como resultado que cada abonado que selecciona los agrupamientos preferiría utilizarlo con base en los parámetros medidos. En una modalidad, cada abonado mide la SINR para cada agrupamiento de subportadora y reporta estas mediciones de SINR a su estación base a través de un canal de acceso. El valor de SINR puede comprender el promedio de los valores SINR de cada una de las subportadoras en el agrupamiento . Alternativamente, el valor SINR para el agrupamiento puede ser la peor SINR entre los valorea SINR de las subportadoras en el agrupamiento. Todavía en otra modalidad, se utiliza un promedio medido de valores SINR de las subportadoras en el agrupamiento, para generar un valor SINR para ese agrupamiento. Esto puede ser particularmente útil en los agrupamientos de diversidad, en donde la medición aplicada a las subportadoras puede ser diferente. La retroal imentación de información desde cada abonado a la estación base contiene un valor SINR para cada agrupamiento y también indica la velocidad de codificación/modulación que el abonado desea utilizar. No se requiere ningún índice de agrupamiento para indicar cuál es el valor SINR en la retroalimentación que corresponde a cuál agrupamiento, siempre y cuando el orden de información en la retroalimentación sea conocido por la estación base. En una modalidad alternativa, la información en la retroalimentación es ordenada de acuerdo con cuáles agrupamientos tienen el mejor rendimiento con relación al otro, para ese abonado.

En dicho caso, se requiere un índice para indicar a cuál agrupamiento corresponde el valor SINR anexo. Al recibir la retroalimentación desde un abonado, la estación base selecciona adicionalmente uno o más agrupamientos para el abonado entre los candidatos (bloque de procesamientos 104) . La estación base puede utilizar información adicional disponible en la estación base, por ejemplo, la información de carga de tráfico en cada subport adora , la cantidad de tráfico que se requiere enfilar en cola en la estación base para cada banda de frecuencia, cuáles son las bandas de frecuencia que están sobre utilizadas, y cuánto ha estado esperando el abonado para enviar esa información. La información de carga de la subportadora de las celdas circundantes también se puede intercambiar entre las estaciones base. Las estaciones base pueden utilizar esta información en la asignación de la subportadora para reducir la interferencia entre celdas. Después de la selección del agrupamiento, la estación base notifica al abonado sobre la asignación de agrupamiento a través de un canal de control común de enlace descendente o a través de un canal de tráfico de enlace descendente dedicado, si ya ha sido establecida la conexión al abonado (bloque de procesamiento 105) . En una modalidad, la estación base también informa al abonado sobre las velocidades apropiadas de modulación/ codificación. Una vez que se ha establecido el enlace básico de comunicación, cada abonado puede continuar enviando la ret roal imentación a la estación base utilizando un canal de tráfico dedicado (por ejemplo, uno o más canales de acceso de enlace ascendente predefinidos) . En una modalidad, la estación base asigna todos los agrupamientos que se van a utilizar por un abonado a la vez. En una modalidad alternativa, la estación base primero asigna múltiples agrupamientos , que se refieren en la presente invención como los agrupamientos básicos, para establecer un enlace de datos entre la estación base y el abonado. La estación base entonces asigna ulteriormente más agrupamientos, referidos en la presente invención como los agrupamientos auxiliares, para el abonado para incrementar el ancho de banda de comunicación. Se pueden dar prioridades más altas a la asignación de agrupamientos básicos y se pueden asignar prioridades más bajas a loa agrupamientos auxiliares. Por ejemplo, la estación base primero asegura la asignación de agrupamientos básicos a los abonados y después trata de satisfacer requisitos adicionales en los agrupamientos auxiliares de los abonados. Alternat vamente, la estación base puede asignar agrupamientos auxiliares a uno o más abonados antes de asignar agrupamientos básicos a otros abonados. Por ejemplo, una estación base puede asignar agrupamientOB básicos y auxiliares a un abonado, antes de asignar cualesquiera agrupamientos a otros abonados. En una modalidad, la estación base asigna agrupamientos básicos a un nuevo abonado y después determina si existen otros abonados solicitando agrupamientos. Si no, entonces la estación base asigna los agrupamientos auxiliares a ese nuevo abonado. Ocasionalmente, la lógica de procesamiento desarrolla un nuevo entrenamiento, repitiendo el procedimiento que se describió anteriormente (bloque de procesamiento 106) . El reentrenamiento se puede desarrollar periódicamente. Este reentrenamiento compensa el movimiento para el abonado en cualesquiera de los cambios en interferencia. En una modalidad, cada abonado reporta a la estación base su selección actualizada de agrupamientos y su SINR asociada. Entonces, la estación base adicionalmente desarrolla la nueva selección e informa al abonado sobre la nueva asignación de agrupamiento . Se puede iniciar el reentrenamiento por medio de la estación base, en cuyo caso, la estación base solicita a un abonado específico que reporte su selección de agrupamiento actualizada. El abonado puede también iniciar este reentrenamiento cuando observa un deterioro en el canal .

Modulación y codificación adaptable En una modalidad, se utilizan diferentes velocidades de modulación y codificación para soportar la transmisión confiable de canales de SINR diferente. La difusión de señal sobre múltiples subportadoras también se puede utilizar para mejorar la conf iabi 1 idad a una SINR muy baja. A continuación, en el cuadro 1, se proporciona un ejemplo de codificación / modulación .

CUADRO 1 En el ejemplo anterior, una difusión de 1/8 indica que un símbolo de modulación QPSK es repetido sobre ocho subportadoras . La repetición / difusión también puede ser propagada al dominio de tiempo. Por ejemplo, se puede repetir un símbolo QPSK sobre cuatro subportadoras de dos símbolos OFDM, resultando también en una difusión de 1/8. La velocidad de codificación/modulación se puede cambiar en forma adaptable de acuerdo con las condiciones de canal observadas en el receptor después de la asignación inicial de agrupamiento y selección de velocidad.

Símbolos piloto y medición de SINR En una modalidad, cada estación base transmite simultáneamente símbolos piloto y cada símbolo piloto ocupa todo el ancho de banda de frecuencia OFDM, como se muestra en las Figuras 2A-C. Refiriéndose ahora a la Figura 2A-C, se muestran los símbolos piloto 201 atravesando todo el ancho de banda de frecuencia OFDM para las celdas A, B y C respectivamente. En una modalidad, cada uno de los símbolos piloto tiene una longitud o duración de 128 microsegundos con tiempo de guarda, cuya combinación es de aproximadamente 152 microsegundos. Después de cada período piloto existe un número predeterminado de períodos de datos seguido por un conjunto de símbolos piloto. En una modalidad, existen cuatro períodos de datos utilizados para transmitir datos después de cada piloto, y cada uno de los períodos de datos es de 152 microsegundos. Un abonado calcula la SINR para cada agrupamiento a partir de los símbolos piloto. En una modalidad, el abonado primero calcula la respuesta de canal, incluyendo la amplitud y fase, y si existe o no interferencia o ruido. Una vez que se ha calculado el canal, el abonado calcula la interferencia/ruido desde la señal recibida. Los valores SINR estimados pueden ser ordenados de SINR mayores a menores y se seleccionan los agrupamientos con loa valores de SINR mayores. En un modalidad, los agrupamientos seleccionados tienen valores SINR que son mayores que la SINR mínima que sigue permitiendo una transmisión confiable (si bien es cierto, de baja velocidad) soportado por el sistema. El número de agrupamientos seleccionados puede depender del ancho de banda de retroalimentación y en la velocidad de transmisión solicitada. En una modalidad, el abonado siempre trata de enviar la información sobre la cantidad de agrupamientos posibles desde la cual elige la estación de base. También se utilizan valores SINR estimados para elegir la velocidad apropiada de codificación / modulación para cada agrupamiento como se analizó anteriormente. Utilizando un esquema apropiado de indexación de SINR, un índice SINR también puede indicar una velocidad particular de codificación y modulación que una abonado desea utilizar. Se debe notar que aún para los mismos abonados, diferentes agrupamientos pueden tener diferentes velocidades de modulación / codificación. Los símbolos piloto sirven como propósito adicional para determinar la interferencia entre las celdas. Como los pilotos de celdas múltiples son transmitidos al mismo tiempo, estos interferirán entre sí (porque ocupan toda la banda de frecuencia) . Esta colisión de símbolos piloto se puede utilizar para determinar la cantidad de interferencia como un escenario en el peor de los casos. Por lo tanto, en una modalidad, la estimación anterior de SINR utilizando este método es conservadora, ya que el nivel de interferencia medido es el escenarlo en el peor de los casos, asegurando que todas las fuentes de interferencia están presentes. Por lo tanto, la estructura de símbolos piloto es tal, que ocupa toda la banda de frecuencia y provoca colisiones entre diferentes celdas para que se utilicen en detectar el valor SINR en el peor de los casos, en sistemas de transmisión de paquete. Durante los períodos de tráfico de datos, los abonados pueden determinar el nivel de interferencia nuevamente. Se utilizan los períodos de tráfico de datos para estimar el tráfico entre celdas, así como el nivel de interferencia entre celdas. Específicamente, la diferencia de potencia durante los períodos de piloto y tráfico se puede utilizar para sensibilizar o detectar la carga de tráfico entre celdas y la interferencia entre celdas para seleccionar los agrupamientos deseables . El nivel de interferencia en ciertos agrupamientos puede ser menor, debido a que estos agrupamientos pueden estar sin utilizarse en las celdas circundantes. Por ejemplo, en la celda A, con respecto al agrupamiento A, existe menos interferencia porque el agrupamiento A está sin utilizar en la celda B (aunque se utilice la celda C) . De manera similar, en la celda A, el agrupamiento B experimentará una menor interferencia en la celda B, porque el agrupamiento B está utilizado en la celda B, pero no en la celda C . La velocidad de modulación / codificación que se basa en este cálculo es robusta ante los cambios frecuentes de inte ferencia, que resultan de la transmisión de paquetes con interferencia de Bobreamplificación brusca. Esto es debido a que la predicción de la velocidad se basa en la situación del peor de los casos en el cual se están transmitiendo todas las fuentes de interferencia. En una modalidad, un abonado utiliza la información disponible de ambos períodos, tanto del período de símbolo piloto como el período de tráfico de datos para analizar la presencia de ambos, carga de tráfico entre las celdas y de interferencia entre celdas. El objetivo del abonado es proveer un indicio a la estación base sobre aquellos agrupamientos que el abonado desea utilizar. Idealmente, el resultado de la selección por parte del abonado es agrupamiento con un alto rendimiento en canal, una baja interferencia desde otras celdas, y una alta disponibilidad. El abonado provee la información de retroalimentación que incluye los resultados, el listado de los agrupamientos deseados, ya sea en orden o no, tal como se describió en la presente invención. La Figura 3 ilustra una modalidad del procesamiento del abonado. El procesamiento se desarrolla mediante una lógica de procesamiento que puede comprender una hardware (por ejemplo, hardware lógico dedicado, circuitería, etc.), un software (tal como el que corre por ejemplo, en un sistema de cómputo de uso general, o máquina dedicada) , o una combinación de ambos. Refiriéndose ahora a la Figura 3, el bloque de procesamiento 301 de estimación de canal / interferencia desarrolla la estimación de canal e interferencia en períodos piloto en respuesta a símbolos piloto. El bloque de procesamiento de análisis de tráfico/interferencia 302 desarrolla el análisis de tráfico de interferencia en períodos de datos en respuesta a la información de señal y a la información del bloque de estimación de canal / interferencia 301. El bloque de procesamiento de clasificación por orden de los agrupamientos y la predicción de velocidad 303 está acoplado a las salidas del bloque de procesamiento de estimación de canal / interferencia 301 y el bloque de procesamiento y análisis de tráfico/interferencia 302 para desarrollar la clasificación por orden y selección de agrupamientos junto con la predicción de velocidad. La salida del bloque de procesamiento de clasificación por orden de los agrupamientos 303 es la entrada al bloque de procesamiento de solicitud de agrupamiento 304, que solicita agrupamientos y velocidades de modulación / codificación. Las indicaciones de estas selecciones se envían a la estación base. En una modalidad, la SINR en cada agrupamiento, se reporta a la estación base a través de un canal de acceso. La información se utiliza para la selección de agrupamiento, para evitar agrupamientos con una carga pesada de tráfico entre celdas y/o una fuerte interferencia que provenga de otras celdas. Esto es, a un nuevo abonado, no se le puede asignar el uso de un agrupamiento particular si ya existe una carga de tráfico pesada entre celdas con respecto a ese agrupamiento. Además, no se pueden asignar agrupamientos si la interferencia es muy fuerte que la SINR solamente permita una transmisión de baja velocidad o que no permita del todo ninguna transmisión confiable. La estimación de canal/interferencia mediante el bloque de procesamiento 301 es muy conocida en la técnica para calcular la interferencia que se genera debido a símbolos piloto de banda ancha completa que se transmiten simultáneamente en múltiples celdas. La información de interfaz es transmitida al bloque de procesamiento 302 que utiliza la información para resolver la siguiente ecuación: donde Si representa la señal para la subportadora (banda de frecuencia) t, Ii, es la interferencia para la subportadora i,n¿, es el ruido asociado con la subportadora i, y Y, es la observación para la subportadora i. En el caso de las 512 subportadoras, ± puede variar de cero a 511. Las i, y ni, no están separadas y pueden ser consideradas como una cantidad. La amplificación de canal e interferencia/ruido H2 no aon conocidas. Durante los períodos piloto, la señal S¿ representa los símbolos piloto y la observación son conocidas permitiendo así, la determinación del rendimiento de canal para el caso en donde no existe interferencia ni ruido. Una vez que es conocida, se puede conectar nuevamente a la ecuación para determinar la interferencia/ruido durante los períodos de datos desde que Hi , S , y yi son todos ellos conocidos.

La información de interferencia desde los bloques de procesamiento 301 y 302, es utilizada por el abonado, para seleccionar los agrupamientos deseables. En una modalidad, al utilizar el bloque de procesamiento 303, el abonado ordena agrupamientos y también predice la velocidad de datos que estaría disponible utilizando dichos agrupamientos. La información de velocidad de datos predicha se puede obtener desde una tabla de búsqueda con valores de velocidad de datos previamente calculados. Dicha tabla de búsqueda puede almacenar loe pares de cada SINR y su velocidad de transmisión deseable asociada. Con base en esta información, el abonado selecciona agrupamientos que desea utilizar con base en los criterios de rendimiento predeterminados.

Utilizando la lista ordenada de agrupamientos, el abonado solicita los agrupamientos deseados junto con las velocidades de codificación y modulación conocidas para el abonado para lograr las velocidades de datos deseada.

La Figura 4 es una modalidad de un aparato para la selección de agrupamientos con base en una diferencia de potencia. El enfoque utiliza información disponible durante ambos períodos, el período de símbolos piloto y los períodos de tráfico de datos para desarrollar la detección de energía. El procesamiento en la Figura 4 se puede llevar a cabo en hardware (por ejemplo, progralógica dedicada, circuitería, etc.) , software (tal como el que se corre por ejemplo, en un sistema de cómputo de uso general o máquina dedicada) , o una combinación de ambos.

Refiriéndose a la Figura 4, un abonado incluye el bloque de procesamiento de estimación SINR 401 para desarrollar la estimación de SINR para cada agrupamiento en períodos piloto, el bloque de procesamiento de cálculo de potencia 402 para desarrollar los cálculos de potencia para cada agrupamiento en períodos piloto, y el bloque de procesamiento de cálculo de potencia 403 para desarrollar cálculos de potencia en períodos de datos para cada agrupamiento. El sustractor 404 sustrae los cálculos de potencia para los períodos de datos a partir del bloque de procesamiento 403 de aquellos en los períodos piloto desde el bloque de procesamiento 402. La salida del sustractor 404 es la entrada al bloque de procesamiento de ordenamiento de diferencia de potencia (y selección de grupo) que desarrolla el ordenamiento de agrupamiento y la selección con base en SINR y la diferencia de potencia entre los períodos piloto y los períodos de datos. Una vez que se han seleccionado los agrupamientos , el abonado solicita los agrupamientos seleccionados y las velocidades de codificación/modulación con el bloque de procesamiento 406.

Muy específicamente, en una modalidad, la potencia de señal de cada agrupamiento durante los períodos piloto se compara con aquélla durante los períodos de tráfico, de acuerdo con lo siguiente Pp - Ps + P! * PN, Sin señal ni interferencia Con Beñal solamente Con interferencia solamente Con ambos, señal interferencia Sin señal ni interferencia Con señal solamente Con interferencia solamente Con ambos, señal e interferencia donde PP es la potencia medida correspondiente a cada agrupamiento durante los períodos piloto, PV es la potencia medida durante los períodos de tráfico, P„ es la potencia de señal, P± es la potencia de interferencia y Pw es la potencia de ruido .

En una modalidad, el abonado selecciona agrupamientos con Pp /{P - PD) relativamente mayores (por ejemplo, mayores que un umbral tal como lOdB y evita agrupamientos con PP /{PP - PD} menores (por ejemplo, menores que un umbral tal como lOdB cuando es posible .

Alternativamente, la diferencia se puede basar en la diferencia de energía entre las muestras observadas durante el período piloto y durante el período de tráfico de datos para cada una de las subport adoras en un agrupamiento tal como el siguiente: ?= y, Por lo tanto, el abonado suma las diferencias para todas las subportadoras .

Dependiendo de la ejecución real, un abonado puede utilizar la siguiente métrica, una función combinada de ambos, SINR y Pp - PD para seleccionar los agrupamientos: ß = / (SINR, Pp/ (Pp -PD) donde / es una función de dos entradas. Un ejemplo de / es un promedio medido (por ejemplo, en mediciones iguales) . Al ernativamente, un abonado selecciona un agrupamiento con base en su SINR y solamente utiliza la diferencia de potencia Pp - PD para distinguir los agrupamientos con una SINR similar. La diferencia puede ser menor que un umbral (por ejemplo, de 1 dB) .

Tanto la medición de SINR y Pp - Pv se pueden promediar con el transcurso del tiempo para reducir la varianza y mejorar la precisión. En una modalidad, se utiliza una ventana de tiempo de movimiento-promedio que es lo suficientemente grande para promediar la anormalidad estadística, que de hecho es reducida, lo suficiente para capturar la naturaleza de variación de tiempo del canal e interferencia, por ejemplo, 1 milisegundo.

Formato de retroalimentación para la asignación de agrupamiento en enlace descendente En una modalidad, para el enlace descendente, la retroalimentación contiene ambos índices de agrupamientos seleccionados y su SINR. Un formato ejemplar para la retroalimentación de agrupamiento arbitraria se muestra en la Figura 5. Refiriéndose a la Figura 5, el abonado provee un índice de agrupamiento (ID) para indicar el agrupamiento y su valor de SINR asociado. Por ejemplo, en la retroalimentación, el abonado provee el ID1 (501) de agrupamiento y la SINR para el agrupamiento, SINRI (502) , el ID2 (503) y la SINR para el agrupamiento, SINR2 (504) , y la ID3 (505) de agrupamiento, y la SINR para el agrupamiento, SINR3 (506) , etc. La SINR puede crearse utilizando un promedio de laa SINR de las subportadoras . Por lo tanto, se pueden seleccionar como candidatos múltiples agrupamlentos arbitrarios. Como se analizó anteriormente, los agrupamlentos seleccionados también pueden ser ordenados en la ret roal imentación para indicar la prioridad. En una modalidad, el abonado puede formar una lista de prioridad de agrupamientos y enviarla nuevamente en un orden de SINR en un orden ascendente de prioridad .

Típicamente, un índice para el nivel SINR, en lugar de SINR en sí, es suficiente para indicar la codificación/modulación apropiada para el agrupamiento. Por ejemplo, se puede utilizar un campo de 3-bits para SINR indexándolos para indicar ocho velocidades diferentes de codificación / modulación adaptadora.

Una estación base ejemplar La estación base asigna agrupamientos deseables para que el abonado haga su solicitud. En una modalidad, la disponibilidad del agrupamiento para la reasignación a un abonado depende de la carga de tráfico total en el agrupamiento. Por lo tanto, la estación base selecciona loa agrupamientos no solamente con una SINR, sino también con una carga de tráfico baja.

La Figura 13 es un diagrama en bloques de una modalidad de una estación base. Refiriéndose a la Figura 13, la asignación de agrupamientos y el controlador de programación de carga 1301 (aslgnador de agrupamiento) recopila toda la información necesaria incluyendo la SINR de enlace descendente / enlace ascendente de agrupamientos especificados para cada abonado (por ejemplo, mediante señales de índices de SINR/velocidad 1313 recibidos desde el transceptor OFDM 1305) y los datos del usuario, así como la carga de plenitud en cola/tráfico (por ejemplo, mediante la información de memoria intermedia de los datos del usuario 1311 a partir de la memoria intermedia de datos de usuarios múltiples 1302) . Utilizando esta información, el controlador 1301 toma la decisión sobre la asignación de agrupamiento y la programación de carga para cada usuario, y almacena la información de esa decisión en una memoria (que no se muestra) . El controlador 1301 informa a los abonados sobre las decisiones a través de los canales de señal de control (por ejemplo, la asignación de señal de control /agrupamiento 1312 mediante un transceptor OFDM 1305) . El controlador 1301 actualiza las decisiones durante el reent renamiento .

En una modalidad, el controlador 1301 también desarrolla el control de admisión para el acceso del usuario ya que conoce la carga de tráfico del sistema. Este puede ser desarrollado controlando las memorias intermedias de datos del usuario 1302 utilizando las señales de control de admisión 1310.

Los datos de paquete del usuario 1~N están almacenados en las memorias intermedias de datos del usuario 1302. Para el enlace descendente, con el control del controlador 1301, el multiplexor 1303 carga los datos de usuario a las memorias intermedias de datos del agrupamiento (para el agrupamiento 1- esperando ser transmitidas . Para el enlace ascendente, el multiplexor 1303 envía los datos en las memorias intermedias del agrupamiento a las correspondientes memorias intermedias de usuario. La memoria intermedia del agrupamiento 1304 almacena la señal para ser transmitida a través del transceptor OFDM 1305 (para el enlace descendente) y la señal recibida desde el transceptor 1305. En una modalidad, cada usuario puede ocupar múltiples agrupamientos en cada agrupamiento que pueda ser compartido por múltiples usuarios (en una forma de multiplexado de división por tiempos) .

Asignación del agrupamiento basado en grupos En otra modalidad, para el enlace descendente, los agrupamientos son divididos en grupos. Cada grupo puede incluir múltiples agrupamientos. La Figura 6 ilustra una división ejemplar. Refiriéndose a la Figura 6, los grupos 1-4 se muestran con flechas que apuntan a los agrupamientos que están en cada grupo como un resultado de esa división. En una modalidad, los agrupamientos dentro de cada grupo están separados lejos de todo el ancho de banda total. En una modalidad, los agrupamientos dentro de cada grupo están separados lejos del ancho de banda de coherencia de canal, es decir, el ancho de banda dentro del cual, la respuesta de canal se mantiene casi siempre la misma. Un valor típico de ancho de banda de coherencia es 100 kHz para muchos sistemas celulares. Esto mejora la diversidad de frecuencia dentro de cada grupo e incrementa la probabilidad que por lo menos ciertos de los agrupamientos dentro de un grupo pueden proveer una SINR alta. Los agrupamientos pueden ser asignados en grupos.

Las metas de asignación de agrupamientos basada en grupos incluye reducir los bits de datos para la indexación de agrupamientos, reduciendo así los requisitos de ancho de banda del canal de ret roal imentación (información) para la asignación de agrupamiento . La asignación de agrupamientos basada en grupos también se puede utilizar para reducir la interferencia entre celdas.

Después de recibir la señal piloto desde la estación base, un abonado envía nuevamente la información de canal en uno o más grupos de agrupamientos, simultánea o consecutivamente. En una modalidad, solamente la información en algunos de los grupos se envía a la estación base. Se pueden utilizar muchos criterios para elegir y ordenar los grupos, con base en la información de canal, los niveles de interferencia entre celdas, y la carga de tráfico entre celdas de cada agrupamiento .

En una modalidad, un abonado selecciona primero el grupo con el mejor rendimiento en general y después retroalimenta la información SINR para los agrupamlentos en ese grupo. El abonado puede ordenar los grupos con base en su número de agrupamlentos para el cual la SINR es más alta que un umbral predefinido. Al transmitir la SINR de todos los agrupamientos en el grupo conaecut ivamente , solamente el índice de grupo, en lugar de todos los índices de agrupamiento, necesitan ser transmitidos. Por lo tanto, la retroallmentación para cada grupo contiene generalmente dos tipos de información: el índice de grupo y el valor de SINR para cada agrupamiento dentro del grupo. La Figura 7 ilustra un formato ejemplar para indicar una asignación de agrupamiento con base en grupos. Refiriéndose a la Figura 7, un ID de grupo, ID1 es seguido por los valores de SINR para cada uno de los agrupamientos en el grupo. Esto puede reducir significativamente la sobrecarga de retroalimentación .

Al recibir la información de re roal imentac ión por parte del abonado, el asignador de agrupamiento en la estación base selecciona múltiples agrupamientos desde uno o más grupos, si están disponibles, y después asigna los agrupamientos al abonado. Esta selección puede ser desarrollada mediante una asignación en una porción de control de acceso de medios de la estación base.

Además, en un ambiente de celdas múltiples, los grupos pueden tener diferentes prioridades asociadas con diferentes celdas. En una modalidad, la selección del abonado de un grupo es desviada por la prioridad de grupo, lo que significa que ciertos abonados tienen prioridades más elevadas sobre el uso de ciertos grupos que otros abonados.

En una modalidad, no existe asociación fija entre un abonado y un grupo de agrupamientos; sin embargo, en una modalidad alternativa, puede existir tal asociación fija. En una ejecución en donde existe una asociación fija entre un abonado y uno o más grupos de agrupamientos, el índice de grupo en la información de retroal imentación puede ser omitido, debido a que esta información es conocida tanto para el abonado como para la estación base por omisión.

En otra modalidad, la señal piloto enviada desde la estación base al abonado también indica la disponibilidad de cada agrupamiento , por ejemplo, la señal piloto muestra cuales agrupamientos han sido ya asignados para otros abonados y cuáles agrupamientos están disponibles para nuevas asignaciones. Por ejemplo, la estación base puede transmitir una secuencia piloto 1111 1111 en las subportadoras de un agrupamiento para indicar que ese agrupamiento está disponible, y 1111 1-1-1-1 para indicar que el agrupamiento no está disponible. En el receptor, el abonado primero distingue las dos secuencias utilizando los métodos de procesamiento de señales que son muy conocidos en la técnica, por ejemplo, los métodos de correlación y después calcula el nivel de canal y de interferencia.

Con la combinación de esta información y las características de canal obtenidas por el abonado, el abonado puede clasificar en prioridades estos grupos para lograr tanto una SINR alta como un buen equilibrio de carga.

En una modalidad, el abonado protege la información de retroalimentación utilizando códigos de corrección de errores. En una modalidad, la información de SINR en la ret roal imentación primero es comprimida utilizando las técnicas de codificación de fuentes, por ejemplo, la codificación diferencial y después codificado por los códigos de canal.

La Figura T muestra una modalidad de patrón de reutilización de frecuencia para un equipo celular ejemplar. Cada celda tiene una estructura hexagonal con seis sectores que utilizan antenas direccionales en las estaciones base. Entre las celdas, el factor de reutilización de frecuencia es uno. Dentro de cada celda, el factor de reutilización de frecuencia es 2 donde los sectores utilizan dos frecuencias alternativamente. Como se muestra en la Figura 8, cada sector sombreado utiliza la mitad de los agrupamientos OFDMA disponibles y cada sector no sombreado utiliza la otra mitad de los agrupamientos. Sin perder la generalidad, los agrupamientos utilizados por los sectores sombreados se refiere en la presente invención como agrupamientos impares, y aquellos utilizados por los sectores no sombreados se refiere en la presente invención como agrupamientos pares .

Se debe considerar la señalización de enlace descendente con antenas omni - direccionale s para los abonados. De la Figura 8, es evidente que para el enlace descendente en los sectores sombreados, la celda A interfiere con la celda B, que a su vez interfiere con la celda C, que a su vez interfiere con la celda A, a saber, A -> B -> C -> A ->. Para los sectores no sombreados, la celda A interfiere con la celda C, que a su vez interfiere con la celda B, que a su vez interfiere con la celda A, a saber, A -> C -> B -> A ->.

El sector Al recibe interferencia del sector Cl, pero su transmisión interfiere con el sector Bl, principalmente, su fuente de interferencia y las víctimas con las cuales interfiere no son las mismas. Esto puede causar un problema de estabilidad en un sistema de asignación de agrupami entos distribuido utilizando la función para evitar interferencia: si un agrupamiento de frecuencia asignado en el sector Bl pero no en el sector Cl, el agrupamiento puede ser asignado en Al, porque puede verse tan libre como en Al. Sin embargo, la asignación de este agrupamiento aún no puede causar problemas de interferencia a la asignación existente en Bl .

En una modalidad, a los diferentes grupos de agrupamientos se les asignan diferentes prioridades para que se utilicen en diferentes celdas para reducir el problema anteriormente mencionado, cuando la carga de tráfico se agrega progresivamente a un sector. Los ordenes de prioridad son designados con untamente, de tal forma que un agrupamiento pueda ser asignado selectivamente para evitar interferencia desde su fuente de interferencia, aunque reduciendo, y potenc ialmente reduciendo hasta el mínimo, la probabilidad de provocar un problema de interferencia a las asignaciones existente en otras celdas .

Utilizando el ejemplo anteriormente mencionado, los agrupamientos impares (utilizados por los sectores sombreados) son divididos en tres grupos: Grupo 1,2,3. Los ordenes de prioridad se listan en el Cuadro 2.

CUADRO 2 Ordenamiento de prioridades para al enlace descendente de los sectores sombreados Considerando el sector Al Primero, los agrupamientos en el Grupo 1 son asignados selectivamente. Si ya no existen más abonados demandando agrupamientos, entonces el agrupamient o en el grupo 2 están asignados selectivamente a los abonados dependiendo de la SINR medida (evitando que los agrupamientos reciban una fuerte interferencia del sector Cl) . Se deberá notar que los agrupamientos nuevamente asignados del grupo 2 al sector Al ya no deberán provocar el problema de interferencia del sector Bl, a menos que la carga en el sector Bl sea tan pesada que se utilicen los agrupamientos en ambos grupos, grupo 3 y 1, y también se utilicen los agrupamientos en el grupo 2. El cuadro 3 muestra el uso del agruparaiento cuando es menor de 2/3 de todos los agrupamientos disponibles que se utilizan el sector Al, Bl y Cl.

CUADRO 3 üao del agrupamiento para en enlace descendente de los sectores sombreados con menos de las 2/3 partea de la carga El cuadro 4 muestra las órdenes de prioridad para los sectores no sombreados, que son diferentes de aquellos para los sectores sombreados, ya que se ha invertido la relación de interferencia.

CUADRO 4 Orden de prioridad para el enlace descendente da loe sectores no sombreados Conmutación intel igent e entre los agrupamientog de coherencia y diversidad En una modalidad, existen dos categorías de agrupamientos , agrupamient os de coherencia que contienen múltiples subportadoras cerca, una entre otra, y agrupamientos de diversidad que contienen múltiples subport adoras por lo menos con ciertas de las subportadoras esparcidas sobre el espectro. La cercanía de las subportadoras múltiples en los agrupamientos de coherencia están preferiblemente dentro del ancho de banda de coherencia de canal, es decir, el ancho de banda dentro del cual la respuesta de canal se mantiene casi siempre la miama, que es típicamente dentro de una escala de 100 kHz para muchos aistemas celulares. Por supuesto, entre mayor sea la difuaión, mejor será la diversidad. Por lo tanto, en esos casos un objetivo general sería elevar al máximo dicha difusión .

La Figura 9 ilustra formatos de agrupamientos ejemplares para los agrupamientos de coherencia y los agrupamientos de diversidad para las celdas A-C. Refiriéndose a la Figura 9 para las celdas A-C, el marcado de frecuencias (subportadoras) indica si las frecuencias son parte de los agrupamientos de coherencia o de diversidad. Por ejemplo, aquellas frecuencias marcadas como 1-8, son agrupamientos de diversidad de aquellas marcadas como 9-16, que son agrupamientos de coherencia. Por ejemplo, todas las frecuencias marcadas con 1 en una celda, aon parte de un acoplamiento de diveraidad, todas las frecuencias marcadas con 2 en una celda son parte de un agrupamiento de diversidad, etc., mientras que el grupo de frecuencias marcadas con 9 son un agrupamiento de coherencia, el grupo de frecuencias marcadas con 10 son otro agrupamiento de coherencia, etc. Los agrupamientos de diversidad pueden configurarse en forma diferente para las diferentes celdas, para reducir el efecto de interferencia entre celdas durante el promedio de interferencia .

La Figura 9 muestra configuraciones de agrupamiento ejemplares para tres celdas circundantes. La interferencia desde un agrupamiento en particular en una celda, se distribuye a muchos agrupamientos en otras celdas, por ejemplo, la interferencia desde el agrupamiento 1 en la celda A, es distribuida a los agrupamientos 1,8,7,6 en la celda B. Esto reduce significativamente la potencia de interferencia en cualquier agrupamiento particular en la celda B. De igual forma, la interferencia en cualquier agrupamiento particular en una celda proviene de muchos agrupamientos diferentes en otras celdas. Como no todos loa agrupamientos son elementos poderosos que provocan interferencia, los agrupamientos de diversidad con la codificación de canal a través de aubport doras , proveen una amplificación de diversidad de interferen ia. Por lo tanto, es muy conveniente asignar agrupamientos de diversidad a los abonados que están cerca (por ejemplo, dentro del ancho de banda coherente) a los limítrofes de celda ai están más sujetos a la interferencia entre celdas.

Como las subportadoras en un agrupamiento de coherencia son consecutivas o están cercanas, por ejemplo, dentro del ancho de banda coherente (entre sí, tienen mayor probabilidad dentro del ancho de banda coherente del desvanecimiento de canal. Por lo tanto, la amplificación de canal de un agrupamiento de coherencia puede variar significativamente y la selección del agrupamiento puede mejorar considerablemente el rendimiento. Por otro lado, la amplificación de canal promedio de un agrupamiento de diversidad tiene menos de un grado de variación debido a la diversidad de frecuencia inherente entre las múltiples subportadoras difundidas sobre el espectro. Con la codificación de canal a través de todas las subportadoras dentro del agrupamiento, los agrupamientos de diversidad son más robustos a la falta de selección de agrupamientos (por la naturaleza de la diversificación en sí), mientras que rinden posiblemente menos amplificación a partir de la selección de agrupamiento. La codificación de canal a través de las subpor adoras significa que cada palabra de código contiene bits transmitidos desde múltiples aubportadoras , y muy específicamente los bits de diferencia entre las palabras código (vector error) son distribuidas entre múltiples subportadoras .

Se puede obtener mayor diversidad de frecuencia a través de la variación por saltos en una subportadora durante el transcurso del tiempo, en el cual un abonado ocupa un conjunto de subportadoras en una sola ranura de tiempo y otro conjunto diferente de subportadoras en una ranura de tiempo diferente. Una unidad de codificación (cuadro) contiene esas múltiples ranuras de tiempo y los bits transmitidos son codificados a través de todo el cuadro.

La Figura 10 ilustra el agrupamiento de diversidad con una variación por saltos de la subportadora. Refiriéndose ahora a la Figura 10, existen cuatro agrupamientos de diversidad en cada una de las celdas A y B que se muestran, donde cada subportadora en los agrupamientos de diversidad individual tienen el mismo marcador (1,2,3, ó 4) . Existen cuatro ranuras de tiempo separadas que se muestran, y durante cada una de las ranuras de tiempo, cambian las subportadoras para cada una de los agrupamientos de diversidad. Por ejemplo, en la celda A, la subportadora 1 es parte del agrupamiento de diversidad 1 durante la ranura de tiempo 1, es parte del agrupamiento de diversidad 2 durante la ranura de tiempo 2, es parte del agrupamiento de diversidad 3 durante la ranura de tiempo 3, y es parte del agrupamiento de diversidad 4 durante la ranura de tiempo 4. Por lo tanto, se puede obtener mayor diversidad de interferencia a través de la variación por saltos de la subportadora durante el tiempo transcurrido, con una diversidad de interferencia adicional, que se logra utilizado diferentes patrones de variación por saltos para diferentes celdas, como se muestra en la Figura 10.

La manera en la cual el abonado cambia las subportadoras (secuencias de variación por saltos) puede ser diferente para diferentes celdas para lograr un mejor promedio de interferencia a través de la codificación.

Para los abonados estáticos, tales como los de acceBO inalámbrico fijo, los canales cambian muy poco al transcurrir el tiempo. La asignación de agrupamientos selectiva utilizando los agrupamientos de coherencia, logra un buen rendimiento. Por otro lado, para los abonados móviles, la varianza de tiempo de canal (la varianza debido a los cambios en el canal durante el tiempo) puede ser muy grande. Un agrupamiento de alta amplificación a la vez puede estar en desvanecimiento profundo en otro. Por lo tanto, la asignación de agrupamiento necesita ser actualizada a una velocidad rápida, provocando una sobrecarga de control signif cativo. En este caso, se pueden utilizar los agrupamientos de diversidad para proveer una robustez extra y para aminorar la sobrecarga de reasignación de agrupamiento frecuente. En una modalidad, se desarrolla la asignación de agrupamiento más rápido que la velocidad de cambio de canal, que con frecuencia es medido por la velocidad Doppler de canal (en Hz),es decir, cuántos ciclos cambia el canal por segundo cuando el canal es completamente diferente después de otro ciclo. Se deberá notar que se puede realizar la asignación de agrupamiento selectiva en ambos agrupamientos, en el de coherencia y en el d vers idad .

En una modalidad, para las celdas que contienen abonados mixtos móviles y fijos, se puede ejecutar un detector de variación de canal/interferencia tanto para el abonado como para la estación base o para ambos. Utilizando los resultados de detección, el abonado y la estación base seleccionan de manera inteligente los agrupamientos de diversidad para los abonados móviles o abonados fijos en los limítrofes de celdas, y los agrupamientos de coherencia a los abonados fijos cerca de la estación base. El detector de variación de canal / interferencia mide la variación de (SINR) de canal ocasionalmente para cada agrupamiento . Por ejemplo, en una modalidad, el detector de canal / interferenc ia mide la diferencia de potencia entre los símbolos piloto para cada agrupamiento y promedia la diferencia sobre una ventana móvil (por ejemplo, 4 ranuras de tiempo) . Una gran diferencia indica que el canal / inte ferencia cambia frecuentemente y no podría ser confiable la asignación de subportadoras , en dicho caso, son más deseables IOB agrupamientos de diversidad para el abonado.

La Figura 11 es un diagrama de flujo de una modalidad de un procedimiento para la selección inteligente entre los agrupamientos de diversidad y los agrupamientos de coherencia dependiendo de la movilidad de los abonados. El procedimiento se desarrolla procesando la progralógica que puede comprender hardware (por ejemplo, circuitería, progralógica dedicada, etc.), software (tal como el que corre por ejemplo, en un sistema de cómputo de uso general, o máquina dedicada) , o una combinación de ambos.

Refiriéndose a la Figura 11, la lógica de procesamiento en la estación base desarrolla la detección de variación de canal/interferencia (bloque de procesamiento 1101) . Entonces la lógica de procesamiento prueba si los resultados de la detección de variación de canal / interferencia indican que el usuario es móvil o está en una posición fija cerca al borde de la celda (bloque de procesamiento 1102) . Si el usuario no es móvil o no está en una posición fija cerca de borde de la celda, el procesamiento hace la transición al bloque de procesamiento 1103 donde la lógica de procesamiento en la estación base selecciona los agrupamientos de coherencia; de otra forma, el procesamiento hace la transición al bloque de procesamiento 1104 en donde la lógica de procesamiento en la estación base selecciona los agrupamientos de diversidad.

La selección puede ser actualizada y se puede conmutar de manera inteligente durante el reentrenamiento .

La relación/asignación de los números de agrupamlentos de coherencia y diversidad en una celda depende de la relación de la población de abonados móviles y fijos. Cuando la población cambia conforme se desarrolla el sistema, la asignación de agrupamientos de coherencia y diversidad puede ser reconf igurada para acomodarse a las necesidades del nuevo sistema. La Figura 12 ilustra una reconfiguración de clasificación de agrupamientos que puede soportar más abonados móviles que en la Figura 9.

Mientras que no existe duda que sea aparente para aquellos expertos en la técnica, que después de haber leído la descripción anterior, se puedan realizar muchas alteraciones y modificaciones de la presente invención, y se deberá entender que cualquier modalidad particular que se muestre y se describa a modo de ilustración de ninguna forma tiene la intención de considerarse como limitativa. Por lo tanto, las referencias a los detalles de diversas modalidades no tiene la intención de estar limitadas al alcance de las reivindicaciones que por sí mismas describen aquellas características con relación a la parte esencial de esta invención.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES 1. - Un método para la selección de una subportadora para un sistema que emplea acceso múltiple de división por frecuencia ortogonal (OFDMA) que comprende: dividir las subportadoras en una pluralidad de grupos por lo menos de un agrupamlento de subportadoras; y recibir una indicación de una selección de abonado de uno o más grupos en la pluralidad de grupos; y asignar por lo menos un agrupamiento en uno o más grupos de agrupamientos seleccionados por la subportadora para utilizarse en comunicación con el abonado. 2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende que el abonado envía la indicación a una estación base. 3. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende enviar un indicio del grupo de agrupamientos seleccionado por la estación base para que los utilice el abonado. 4. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los agrupamientos en cada una de las pluralidades de grupos de agrupamientos están separados sobre un ancho de banda asignable por la estación base. 5. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los agrupamientos en cada una de las pluralidades de grupos están separados lejos del ancho de banda coherente de cada canal entre la estación base y el abonado . 6. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende seleccionar por lo menos un agrupamiento basado en la prioridad de un grupo en el cual el abonado tiene una mayor prioridad de uso del grupo de agrupamientos que contiene por lo menos un agrupamiento por lo menos de uno de los abonados . 7.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno o más grupos es solamente un subgrupo de todos los grupos de agrupamientos asignables por una estación base. 8." El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende: enviar una señal piloto al abonado. 9. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la señal piloto indica la disponibilidad de cada agrupamiento . 10. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroalimentación en uno o más grupos de agrupamientos o subportadoras del abonado, en donde la información de retroalimentación comprende información SINR por lo menos un agrupamiento en cada uno o más grupos . 11. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el abonado tiene una asociación fija por lo menos con un grupo de agrupamientos, dicha información de identificación de grupo para identificar grupos asociados con la información SINR no es necesaria. 12.- El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroalimentación en uno o más grupos de agrupamientos de subportadoras del abonado, y en donde la información de retroalimentación es ordenada con baee en los valores SINR de agrupamientos en uno o más grupos. 13. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroalimentación en uno o más grupos de agrupamientos de subportadoras desde el abonado, en donde la información de retroalimentación comprende un ident if icador de grupo y un valor de SINR de cada agrupamiento dentro de cada grupo. 14.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el ident if icador comprende un Índice de grupo. 15. - El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la información de retroalimentación es formateada, y para cada uno o más grupos, con un identif icador de grupo seguido por los valores SINR de agrupamientos en cada uno o más de esos grupos. 16. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroalimentación en uno o más grupos de agrupamientos de subportadoras desde el abonado, en donde la información de retroalimentación es protegida utilizando códigos de corrección de error. 17. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroalimentación en uno o más grupos de agrupamientos de subportadoras desde el abonado, en donde la información de retroalimentación es comprimida utilizando las técnicas de codificación de fuente y codificadas con una corrección de error. 18. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroalimentación en uno o más grupos de agrupamientos de subportadoras desde el abonado, en donde la información de retroalimentación comprende una lista de grupos de agrupamientos candidatos deseados para que los utilice el abonado y su relación asociada de señal más interferencia a ruido (SINR) , los agrupamientos candidatos que se desean utilizar, son un conjunto de todos los agrupamientos posibles con una SINR relativamente más elevada que otros agrupamientos en el conjunto de todos los agrupamientos posibles. 19. - El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la lista de grupo de agrupamientos es ordenada con base a los valores de SINR de agrupamientos en la lista. 20. - El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la lista de grupos de agrupamientos candidatos es ordenada con base en una SINR asociada con cada agrupamiento en el grupo de agrupamientos y la disponibilidad de grupos de agrupamientos en la lista. 21. - El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la información de retroal imentación incluye un identif icador de grupo de agrupamientos seguido por un valor de SINR para cada agrupamiento en el grupo de agrupamientos candidatos . 22. - El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el ident i f i cador de grupo comprende un índice de grupo . 23. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende recibir la información de retroal imentación en uno o más grupos de agrupamientos de subport doras desde el abonado, y en donde el abonado está asociado por lo menos con un grupo de agrupamientos y, además donde la información de retroal imentación incluye un valor SINR asociado con cada grupo de agrupamientos sin especificar explícitamente un índice al grupo de agrupamientos . 24. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende: recibir la información de retroal imentación adicional en uno o más grupos de agrupamientos,- y asignar agrupamientos adicionales al abonado. 25. - Una red celular utilizando canales OFDMA para comunicación, el donde la red comprende: una pluralidad de celdas, cada una de la pluralidad de celdas tiene una pluralidad de sectores; una estación base en cada una de la pluralidad de celdas en donde cada estación base asigna una primer porción de canales OFDMA en una primer porción de pluralidad de sectores y una segunda porción de canales OFDMA en una segunda porción de pluralidad de sectores. 26. - La red celular de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada porque la primer porción de canales OFDMA comprende la mitad de los canales OFDMA. 27. - La red celular de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada porque la primer porción de la pluralidad de sectores comprende la mitad de pluralidad de sectores. 28.- La red celular de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada porque hay diferentes grupos de agrupami entos de canales OFD A han asignado diferentes prioridades en diferentes celdas mediante las cuales una estación base en una de las pluralidades de celdas determina la asignación de grupo del agrupamientos en una celda. 29. - La red celular de conformidad con la reivindicación 28, caracterizada porque las diferentes prioridades asignadas son designadas de tal forma que un agrupamiento pueda ser asignado en una celda para reducir la interferencia de los abonados en otras celdas y reducir la interferencia de los abonados en otras celdas. 30. - Una red celular que utiliza canales OFDMA para comunicación, en donde la red comprende: una pluralidad de celdas; una estación base en cada una de las pluralidades de celdas en donde cada estación base asigna grupos de agrupamientos con base en prioridades asignadas a diferentes grupos de agrupamiento con base en la celda de la pluralidad de celdas en donde reside cada dicha estación base. 31. - La red celular de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque los órdenes de prioridad son designados para permitir una designación selectiva de un agrupamiento de subportadoras para evitar la interferencia, mientras que se reduce al mismo tiempo la probabilidad de provocar interferencia con asignaciones existentes de uno o más agrupamientos de subportadoras .