BR9916802B1

BR9916802B1 - Método de transmissão de dados dentro de um sistema de comunicação de espectro amplo

Info

Publication number: BR9916802B1
Application number: BRPI9916802-2A
Authority: BR
Inventors: Mark C Cudak; Amitava Ghosh
Original assignee: Motorola Mobility Inc
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2015-02-10
Also published as: JP4616996B2; KR20010101488A; BR9916802A; US6091757A; EP1145466A1; WO2000042723A1; JP2002535875A; EP1145466A4; KR100389663B1

Description

MÉTODO DE TRANSMISSÃO DE DADOS DENTRO DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE ESPECTRO AMPLO

Camoo Da Invenção A presente invenção refere-se genericamente a sistemas de comunicação celular e, especificamente, à transmissão de dados dentro um sistema de comunicação de espectro expandido.

Fundamentos Da Invenção Sistemas de comunicação são bem conhecidos e consistem de muitos tipos, os quais incluem rádios móveis terrestres, radiotelefones celulares, sistemas de comunicação pessoais e outros tipos de sistemas de comunicação. Dentro de um sistema de comunicação, as transmissões são conduzidas entre um dispositivo de transmissão e um dispositivo de recepção por meio de um recurso de comunicação, geralmente denominado canal de comunicação. Até o presente, as transmissões têm consistido tipicamente em sinais de voz. Mais recentemente, contudo foi proposto transmitir outras formas de sinais, incluindo sinais de dados de alta velocidade. Para facilidade de operação, é preferível que a capacidade de transmissão de dados se sobreponha à capacidade de comunicação de voz existente, de modo que a sua operação seja essencialmente transparente para o sistema de comunicação de voz, embora ainda utilizando os recursos de comunicação e outra infra-estrutura do sistema de comunicação de voz.

Um tal sistema de comunicação atualmente em desenvolvimento com capacidades transparentes de transmissão de dados é a geração seguinte do sistema celular de comunicação de Acesso Múltiplo por Divisão em Código (CDMA), mais comumente denominado Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Wideband CDMA [Sistema Universal de Telecomunicações Móveis (UMTS) CDMA de Banda Larga] ou CDMA2000. A transmissão de dados da unidade remota dentro de um sistema de comunicação de Banda Larga realiza-se mediante designação de um canal de dados de alta velocidade (denominado canal dedicado de dados) à unidade remota e transmissão de dados utilizando o canal dedicado de dados. Tipicamente, quando a unidade remota se desloca para a periferia de uma área de cobertura da estação base de atendimento, a potência de transmissão da unidade de comunicação, assim como a potência de transmissão da estação base, deve ser aumentada para levar em conta um aumento em perdas de percurso entre a estação base de atendimento e a unidade remota. Mesmo com o aumento em potência de transmissão, muitas vezes um aumento em interferência/ruído do sistema impedirá a transmissão de dados entre a unidade remota e a estação base com taxas de dados mais elevadas. Mais especificamente, embora as transmissões entre a unidade remota e a estação base ocorram mediante a utilização de canais de dados de alta velocidade, a retransmissão de dados devida ao aumento da interferência do sistema reduz efetivamente a taxa de dados dos canais dedicados de dados. A transmissão continuada de dados de alta velocidade e a subseqüente retransmissão contribuem para a interferência global do sistema. Adicionalmente, para transmissões de link descendente ocorre falta de canais disponíveis para utilizar na transmissão de dados provenientes da estação base. A transmissão continuada e a retransmissão de dados ocupam os canais dedicados de dados por períodos de tempo muito longos. Existe, portanto, a necessidade de um método e aparelho para transmissão de dados dentro de um sistema de comunicação que não ocupe canais dedicados de dados por períodos de tempo muito longos e não contribua para a interferência global do sistema quando um ruído do sistema impede transmissão de dados de alta velocidade.

Breve Descrição Dos Desenhos A FIG.l é um diagrama em blocos de uma estação base para transmissão de dados de acordo com o modelo preferido da presente invenção. A FIG. 2 é uma ilustração da designação de códigos de fatores de dispersão ortogonais variáveis de acordo com o modelo preferido da presente invenção. A FIG. 3 é um diagrama em blocos de um canal de designação de códigos da FIG. 1 para designar um código ortogonal adequado a uma unidade remota de acordo com o modelo preferido da presente invenção. A FIG. 4 é um diagrama em blocos de um canal dedicado de dados da FIG. 1 para transmitir dados de acordo com o modelo preferido da presente invenção. A FIG. 5 é um fluxograma que ilustra o funcionamento da estação base da FIG. 1 de acordo com o modelo preferido da presente invenção. A FIG. 6 é um fluxograma que ilustra o funcionamento da estação base da FIG. 1 de acordo com o modelo preferido da presente invenção. A FIG. 7 é um diagrama em blocos de um sistema de comunicação que mostra unidades remotas a várias distâncias de uma estação base. A FIG. 8 ilustra um diagrama de eventos de sincronização que mostra quadros chegando à estação base provenientes de diversas unidades remotas da FIG. 7. A FIG. 9 é um fluxograma que ilustra o funcionamento da estação base da FIG. 7 de acordo com um segundo modelo alternativo da presente invenção.

As FIG. 10 - FIG. 11 ilustram a determinação de um limite deslocado de quadro de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada Dos Desenhos Para solucionar a necessidade de um sistema de comunicação que não ocupe canais dedicados de dados durante períodos de tempo longos e não contribua excessivamente para a interferência global do sistema, são propiciados um método e aparelho para transmissão de dados dentro de um sistema de comunicação. Durante funcionamento, às unidades remotas com grandes quantidades de dados para transmitir serão dinamicamente designados códigos Orthogonal Variable Spreading Factor [Fator de Dispersão Ortogonal Variável] (OVSF) correspondentes a taxas de dados mais elevadas e às unidades remotas com menores quantidades de dados a serem transmitidos serão designados códigos OVSF correspondentes a taxas de dados mais baixas. Com a finalidade de eliminar colisões entre unidades remotas que transmitem dados, a transmissão de uma unidade remota será avançada e retardada na base de tempo de um valor de deslocamento a partir de um limite de quadro. A FIG. 1 é um diagrama em blocos da estação base 100 para transmitir dados para a unidade remota 113 de acordo com o modelo preferido da presente invenção. No modelo preferido da presente invenção, a estação base 100 utiliza uma geração seguinte da arquitetura CDMA como descrita em UMTS Wideband cdma SMG2 UMTS Physical Layer Expert Group Tdoc SMG2 UMTS-LI 221/98 (UMTS 221/98) [UMTS CDMA de Banda Larga SMG2 Grupo Especialista de Camada Física Documento SMG2 UMTS-LI 221/98] . Contudo, a estação base 100 pode utilizar outros protocolos de sistema tais como CDMA2000 International Telecommunication Union-Radio Communication (ITU-R) Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission document [documento Candidato de Submissão de Tecnologia de Transmissão de Rádio (RTT) da União Internacional de Telecomunicações - Comunicação de Rádio (ITU-R) CDMA2000], o protocolo da geração seguinte de Global System for Mobile Communicatons (GSM) [Sistema Global para Comunicações Móveis], ou o protocolo do sistema CDMA como descrito em Cellular System Remote unit-Base Station Compatibility Standard [Padrão de Compatibilidade Estação Base-unidade Remota de Sistema Celular] de Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association ínterim Standard [Padrão Provisório da Associação da Indústria de Telecomunicações/Associação da Indústria Eletrônica] 95C (IS-95C). A estação base 100 compreende um controlador da estação base 101, várias unidades remotas 113 (apenas uma é mostrada), vários canais de tráfego 103, um ou mais canais dedicados de dados 105, canal de designação de código 104, conjunto de circuitos de designação de código 102, somador 107 e modulador 111. No modelo preferido da presente invenção, todos os elementos da rede podem ser comprados de Motorola, Inc. (Motorola Inc. está localizada em 1301 East Algonquin Road, Schaumburg, IL 60196) . Como mostrado, a estação base 100 comunica-se com a unidade remota 113 através do sinal de comunicação de link descendente 117 e a unidade remota 113 comunica-se com a estação base 100 através do sinal de comunicação de link ascendente 119. Verifica-se que os elementos da rede dentro do sistema de comunicação 100 estão configurados de modos bem conhecidos com processadores, memórias, conjuntos de instruções, e similares, que funcionam de qualquer modo adequado para realizar a função mencionada aqui.

No modelo preferido, o canal de designação de código é utilizado para designar códigos de canalização a todas as unidades remotas em comunicação com a estação base 100. No modelo preferida da presente invenção, os códigos de canalização são códigos de Fator de Dispersão Ortogonal Variável (OVSF) selecionados a partir da hierarquia de tais códigos descrita em detalhe em "Tree Structured Generation of Orthogonal Spreading Codes with different lengths for Forward Link of DS-CDMA Mobile Radio (Geração Estruturada em Árvore de Códigos Ortogonais de Dispersão com diferentes comprimentos para Link Direto de Rádio Móvel DS-CDMA)", Electronics Letters (Cartas Eletrônicas), 02 de janeiro de 1997, pp.27-28, por F. Adachi, M. Sawahashi e K. Okawa.

Os canais de tráfego 103 são similares aos canais de tráfego CDMA existentes e são usados para voz e sinalização. Como descrito em UMTS 221/98, a taxa de transmissão deste canal pode variar dinamicamente. Adicionalmente, transferência temporária (comunicação simultânea utilizando mais do que um canal de tráfego 103) é suportada utilizando o conjunto de circuitos de tráfego 103.

Outro canal comum 108 inclui canais tais como um canal de radiochamada (PCH), canal de radiodifusão (BCH), canal de acesso direto (FACH), canal de sincronização (SCH), assim como outros canais conhecidos.

Como discutido acima, canais dedicados de dados 105 são utilizados para comunicar serviços de taxa de dados elevada para a unidade remota 113. No modelo preferido da presente invenção, permite-se que a taxa de dados dos canais dedicados de dados varie com base na quantidade de dados a serem transmitidos, interferência do sistema e saída do amplificador de potência. A transmissão de dados a partir da estação base 100 de acordo com os modelos preferidos e alternativo da presente invenção ocorre como segue: durante períodos de tempo em que a unidade remota 113 não está se comunicando ativamente com a estação base 100 utilizando quer um canal de tráfego, quer um canal dedicado de dados, a unidade remota 113 está ativamente ou periodicamente monitorando um canal de controle direto (canal de controle partilhado de link descendente UMTS) para notificação de qualquer transmissão pendente pela estação base 100. Em especial, o conjunto de circuitos do canal de controle partilhado de link descendente (não mostrado) é utilizado para enviar mensagens para a unidade remota 113 indicando transmissões de link descendente pendentes. No modelo preferido da presente invenção, o conjunto de circuitos dos canais de controle partilhados de link descendente é similar àquele descrito em UMTS 221/98. A estação base 100 determina que é necessária uma transmissão de taxa de dados elevada para a unidade remota 113 e determina se o conjunto de circuitos do canal dedicado de dados 105 está disponível para utilização. Devido ao número limitado de canais dedicados de dados disponíveis para comunicação, um canal dedicado de dados pode não estar imediatamente disponível para transmissão para a unidade remota 113. Logo que o conjunto de circuitos do canal dedicado de dados 105 se torna disponível, a unidade remota 113 é notificada de uma transmissão de dados pendente (através de um canal de controle partilhado de link descendente) e designa à unidade remota 113 um código de dispersão (Código Walsh) utilizado pelo canal dedicado de dados 105. A transmissão de dados começa então utilizando o canal dedicado de dados 105.

Como discutido acima, durante a transmissão de dados pode existir uma falta de códigos OVSF disponíveis. Adicionalmente, a interferência do sistema pode efetivamente reduzir a taxa de transmissão entre a estação base 100 e a unidade remota 113 mesmo que tanto a estação base 100, como a unidade remota 113, continue a transmitir a uma taxa de dados elevada. Com a finalidade de resolver estes problemas, nos modelos preferidos e alternativos da presente invenção o conjunto de circuitos de designação de códigos 102 detecta uma carga do sistema e uma interferência global do sistema e notifica o controlador da estação base 101 quando um código OVSF tiver que ser alterado. Em especial, às unidades remotas que têm grandes quantidades de dados para transmitir serão dinamicamente designados códigos OVSF correspondentes a taxas de dados mais elevadas. Adicionalmente, no modelo alternativo da presente invenção, logo que a interferência do sistema se torna maior do que um limite predeterminado, a taxa de dados entre a estação base 100 e as unidades remotas em comunicação com a estação base 100 é reduzida. Em ambas os modelos da presente invenção a redução ou aumento na taxa de dados entre a estação base 100 e a unidade remota 113 ocorre mediante mudança dos códigos de dispersão correntes (códigos OVSF) utilizados tanto pela unidade remota 113 como pela estação base 100.

Em ambos os modelos da presente invenção os códigos OVSF são alterados mediante utilização de um canal de designação de códigos de link descendente que utiliza um código OVSF único fixo simples conhecido pelas unidades remotas em comunicação com a estação base 100. A cada unidade remota 113 em comunicação com a estação base 100 é alocado um canal dedicado de dados de link descendente e link ascendente sem uma designação de código OVSF permanente. Portanto, os códigos OVSF designados para cada unidade remota 113 podem variar em uma base de quadro a quadro. Os códigos OVSF são designados como descrito em UMTS 221/98, seção 4.3.2. Como descrito na seção 4.3.2 e ilustrado na FIG. 2, um segmento da arvore de códigos é designado para os serviços de pacote de dados (por exemplo, nós 3, 6, 7, 12, 13, 14, 15 e 24-31). Para taxas mais elevadas de dados, que necessitam de fatores de dispersão menores, estão disponíveis menos códigos. Portanto, como mostrado na FIG. 2, à taxa mais elevada de dados (que utiliza código 1 e um fator de dispersão de 8) apenas um único canal (código) está disponível para utilização. Quando os fatores de dispersão aumentam e as taxas de dados diminuem e, como tal, mais canais se tornam disponíveis de modo que a um fator de dispersão de 12 8, 16 canais se tornam disponíveis para utilização. A variação do código de dispersão de um usuário permite que as taxas de transmissão de dados variem correspondentemente, diminuindo a interferência do sistema. Adicionalmente, a variação do código de dispersão de um usuário permite que muitos usuários partilhem os canais limitados disponíveis mediante designação de um código a um usuário durante um tempo limitado e envio de rajadas de dados para o usuário. Após uma quantidade de dados ter sido transmitida para o usuário, o código específico pode então ser novamente designado para outro usuário para transmissão de dados. Como exemplo, em um primeiro quadro transmitido da estação base 10 0, a um primeiro usuário pode ser designado o código 6, a um segundo usuário de pacote o código 14 e a um terceiro usuário de pacote o código 31, enquanto no quadro seguinte transmitido da estação base 100, ao primeiro usuário é designado o código 24, ao segundo usuário de pacote é designado o código 13, enquanto o código designado ao terceiro usuário permanece inalterado. A FIG. 3 é um diagrama em blocos de canal de designação de códigos da FIG. 1 para designar um código ortogonal adequado a uma unidade remota de acordo com o modelo preferido da presente invenção. O canal de designação de código 103 inclui multiplexador de canal 305, codificador convolucional 307, repetidor de símbolos 309, intercalador de blocos 311, multiplexador de controle 313, codificador ortogonal 327 e misturador 325. Durante funcionamento, os dados 310 são recebidos pelo multiplexador de canal 3 05 a uma taxa de bits específica. Os bits de dados 310 incluem informações de ID da unidade remota e uma designação específica de código OVSF para a unidade remota. Um exemplo de bits de dados 310 é ilustrado na tabela 1. TABELA 1: DESIGNAÇÃO OVSF DA UNIDADE REMOTA DE LINK DESCENDENTE TRANSMITIDA PELO CANAL DE DESIGNAÇÃO 0 multiplexador de canais 305 multiplica dados e/ou tráfego de controle e sinalização nos dados 310 e transmite os dados multiplexados para o codificador convolucional 307. O codificador convolucional 307 codifica os bits de dados de entrada 310 em símbolos de dados a uma taxa de codificação fixa com um algoritmo de codificação que facilita decodificação subseqüente de máxima semelhança dos símbolos de dados em bits de dados (por exemplo, algoritmo convolucional ou de codificação de blocos). Por exemplo, o codificador convolucional 307 codifica os bits de dados de entrada 310 a uma taxa de codificação fixa de um bit de dados em dois símbolos de dados (isto é, taxa de 1/3) de modo que aquele codificador convolucional 307 transmite símbolos de dados 314 a uma taxa de 32 ksímbolos/segundo. A 32 ksímbolos/segundo, utilizando uma taxa de codificação de 1/3, podem ser feitas 6 designações OVSF de unidades remotas por quadro de 10 milissegundos.

Os símbolos de dados 314 são em seguida repetidos pelo repetidor 309 e introduzidos no intercalador 311. O intercalador 311 intercala os símbolos de dados de entrada 314 no nível de símbolo. No intercalador 311, os símbolos de dados 314 são introduzidos individualmente em uma matriz que define um bloco de símbolos de dados de tamanho predeterminado 314. Os símbolos de dados 314 são introduzidos em localizações dentro da matriz de modo que a matriz seja preenchida em um modo coluna por coluna. Os símbolos de dados 314 são retirados individualmente das localizações dentro da matriz de modo que a matriz seja esvaziada em um modo linha por linha. Tipicamente, a matriz é uma matriz quadrada que tem um número de linhas igual ao número de colunas; contudo, podem ser escolhidas outras formas de matrizes para aumentar a distância de intercalação de saída entre os símbolos de dados de entrada consecutivamente não intercalados. Os símbolos de dados intercalados 318 saem do intercalador 311 com a mesma taxa de símbolos de dados com que entraram (por exemplo, 32 ksímbolos/segundo). 0 tamanho predeterminado do bloco de símbolos de dados definido pela matriz é obtido a partir do número máximo de símbolos de dados que podem ser transmitidos com uma taxa de símbolos predeterminada dentro de um bloco de transmissão de comprimento predeterminado.

Os símbolos de dados intercalados 318 têm informações de controle adicionadas e passam para o codificador ortogonal 327. 0 módulo 2 do codificador ortogonal 327 adiciona um código fixo ortogonal não variável que tem um primeiro comprimento (por exemplo, um código Walsh de ordem 256) para cada símbolo de dados intercalado e embaralhado 318. Por exemplo, na codificação ortogonal de ordem 256, aos símbolos de dados intercalados e embaralhados 318 são aplicados individualmente OU'd exclusivos por um código ortogonal de 256 símbolos. Estes 256 códigos ortogonais correspondem preferivelmente a códigos Walsh provenientes de uma matriz Hadamard 256 por 256 onde um código Walsh é uma única linha ou coluna da matriz. O codificador ortogonal 327 envia repetidamente um código Walsh que corresponde ao símbolo de dados de entrada 318 a uma taxa de símbolos fixa.

Seqüências de códigos Walsh 342 são enviadas para uma misturadora (não mostrada) onde sofrem controle de ganho. No modelo preferido da presente invenção os códigos Walsh 342 são amplificados por um valor fixo constante. A seqüência ajustada de potências de códigos Walsh é em seguida ainda mais dispersa por um par de códigos de dispersão específicos de célula 324 para gerar uma seqüência de dispersão de código de canal-I e de canal-Q 326. As seqüências de dispersão de código de canal-I e de canal-Q 326 são usadas para modular em duas fases um parâmetro em quadratura de sinusóides mediante acionamento dos controles de nível de potência dos pares de sinusóides. Os sinais de saída das sinusóides são somados, modulados por QPSK (pelo modulador 115) e irradiados pela antena para completar a transmissão dos bits de dados de canal 310. No modelo preferido da presente invenção, as seqüências de dispersão 326 são transmitidas a uma taxa de 4,096 Mega Chips por segundo (Mcps) e irradiadas dentro de uma largura de banda de 5 MHz, mas em modelos alternativos da presente invenção, as seqüências de dispersão 326 são transmitidas a uma taxa diferente e irradiadas dentro de uma largura de banda diferente. A FIG. 4 é um diagrama em blocos de conjuntos de circuitos de canais dedicados de dados 105 da FIG. 1 para transmitir dados de acordo com o modelo preferido da presente invenção. O conjunto de circuitos de canais dedicados de dados 105 inclui multiplexador 405, codificador convolucional 407, repetidor de símbolos 409, intercalador de blocos 411, multiplexador de controle 413, computador de ganho 415, codificador ortogonal 427 e embaralhador 425. O funcionamento do conjunto de circuitos de canais dedicados de dados 105 ocorre de um modo similar ao do conjunto de circuitos de canais de tráfego 103 com exceção de que o módulo 2 do codificador ortogonal 427 adiciona um código ortogonal com um comprimento variável (por exemplo, um código Walsh de comprimento M) a cada símbolo de dados intercalado e embaralhado 418. Estes códigos ortogonais de comprimento M correspondem, de preferência, a códigos Walsh de uma matriz Hadamard M por M em que um código Walsh é uma única linha ou coluna da matriz. Em ambos os modelos da presente invenção, o codificador ortogonal 427 é instruído pelo controlador 101 quanto a que código ortogonal específico utilizar. Por exemplo, no modelo preferido da presente invenção, às unidades remotas com grandes quantidades de dados para transmitir pode ser designado um código Walsh de primeiro comprimento (por exemplo, comprimento 16) enquanto às unidades remotas com pequenas quantidades de dados para transmitir pode ser designado um código Walsh de segundo comprimento (por exemplo, comprimento 128). No modelo alternativo da presente invenção, durante períodos de tempo de pouca interferência, pode ser utilizado um código Walsh com um primeiro comprimento (por exemplo, comprimento 32), mas se o conjunto de circuitos de designação de código 102 detecta um aumento em interferência, pode ser utilizado um código Walsh com um segundo comprimento (por exemplo, comprimento 128) . Como discutido acima, o codificador ortogonal 427 pode mudar os códigos Walsh na taxa de quadro, permitindo que quadros consecutivos transmitidos para uma unidade remota específica tenham diferentes códigos OVSF (códigos Walsh) , onde o código OVSF utilizado é baseado em um nível de interferência. A variação do código de dispersão de um usuário permite que as taxas de transmissão variem correspondentemente, diminuindo a interferência do sistema. Adicionalmente, a variação do código de dispersão de um usuário permite que muitos usuários partilhem os canais limitados disponíveis mediante designação de um código a um usuário durante um tempo limitado e envio de rajadas de dados para o usuário durante aquele período de tempo. Após uma quantidade de dados ter sido transmitida para o usuário, o código específico pode então ser novamente designado para outro usuário para transmissão de dados. A FIG. 5 é um fluxograma que ilustra o funcionamento da estação base 10 0 de acordo com o modelo preferido da presente invenção. No modelo preferido da presente invenção, um código OVSF de usuários é alterado periodicamente em uma taxa de quadro. Embora possam ser vislumbradas muitas vantagens para alterar um código OVSF de usuários em uma taxa de quadro (por exemplo, mais usuários de dados do que códigos OVSF disponíveis, interferência do sistema reduzida, diminuição de uma taxa de transmissão individual de usuários com base em uma quantidade de dados a serem transmitidos para um usuário, ...,etc.) no modelo preferido da presente invenção um código de usuário é alterado com base em uma quantidade de dados que devem ser transmitidos para um usuário específico. Por exemplo, uma quantidade substancial de dados pode necessitar ser transmitida para um primeiro usuário, com muito poucos dados necessitando ser transmitidos para um segundo usuário. No modelo preferido da presente invenção, aos usuários com uma quantidade substancial de dados a serem transmitidos será designado um código OVSF correspondente a uma taxa de dados mais elevada do que a usuários com poucos dados necessitando ser transmitidos. 0 fluxo lógico começa na etapa 501 onde o bloco de designação de código 102 determina uma quantidade de dados a serem transmitidos para cada unidade remota 113 em comunicação com a estação base 100. No modelo preferido da presente invenção isto é realizado mediante determinação de uma quantidade de dados remanescentes em uma fila de dados designada para cada unidade remota 113. Em seguida, na etapa 503, todos os usuários com dados em fila são ordenados com base em uma quantidade de dados dentro de cada fila do usuário. Na etapa 505 os códigos OVSF correspondentes às taxas de dados mais elevadas são designados a usuários com a maior quantidade de dados dentro da sua fila. Por exemplo, a estação base 100 pode estar em comunicação com quatro unidades remotas 113, cada uma com uma quantidade diferente de dados dentro das suas filas. Se a primeira e segunda unidades remotas tiverem muito poucos dados para serem transmitidos, às mesmas podem ser designados códigos com um fator de dispersão correspondente a uma menor taxa de dados (por exemplo, códigos 24 e 25 da FIG. 2) . Se a terceira unidade remota tiver mais dados para serem transmitidos do que as duas primeiras unidades remotas e tiver menos dados para serem transmitidos do que a quarta unidade remota, à terceira unidade remota será designado um código (por exemplo, código 13 da FIG. 2) correspondente a uma taxa de dados intermediária e à quarta unidade remota será designado um código (por exemplo, código 7 da FIG. 2) correspondente à taxa de dados mais elevada disponível. Portanto, no modelo preferido da presente invenção um código OVSF designado para uma unidade remota específica tem um comprimento que é baseado na quantidade de dados a serem transmitidos para a unidade remota. Deverá ser observado que no modelo preferido da presente invenção a designação de código OVSF é feita em uma base quadro por quadro. Em outras palavras, para cada quadro que é transmitido da estação base 100, pode ser designado um código OVSF diferente como descrito acima. Portanto, de acordo com o modelo preferido da presente invenção, um primeiro e um segundo código OVSF pode ser utilizado por uma primeira e uma segunda unidade remota durante um primeiro quadro, enquanto que no quadro imediatamente a seguir, um terceiro e um quarto código OVSF pode ser utilizado pela primeira e pela segunda unidade remota. Adicionalmente, os códigos OVSF designados para cada unidade remota são transmitidos para as unidades remotas como descrito acima com referência à FIG. 3.

Na etapa 507, os códigos OVSF e correspondentes informações de identificação das unidades remotas são transferidos para o controlador 101. 0 controlador 101 transmite estas informações para as unidades remotas pelo canal de designação de código (etapa 509). Finalmente, na etapa 511, os dados são transmitidos para as unidades remotas individuais utilizando os seus códigos OVSF designados. A FIG. 6 é um fluxograma que ilustra o funcionamento da estação base 100 de acordo com um modelo alternativo da presente invenção. 0 fluxo lógico começa na etapa 601 onde a estação base 100 está ativamente transmitindo dados para a unidade remota 113 utilizando o conjunto de circuitos de canais dedicados de dados 105. Na etapa 603, o conjunto de circuitos de designação de código 102 determina se a interferência do sistema está acima de um limite. O nível de interferência é detectado na unidade remota 113 e é uma função da energia por chip por interferência recebida detectada (Ec/lo). A Ec/Io é detectada pela unidade remota 113 e é comunicada â estação base 100 por meio de um canal de acesso aleatório ou dedicado como parte de envio de mensagens padrão dentro de um sistema CDMA de Banda Larga UMTS.

Continuando, se na etapa 603 for determinado que a interferência do sistema está acima de um limite, então o fluxo lógico continua para a etapa 605 onde é determinado se a taxa de transmissão de dados pode ser ainda diminuída. Se na etapa 605 for determinado que a taxa de transmissão de dados pode ser diminuída, então o fluxo lógico continua para a etapa 607 onde a taxa de transmissão de dados é diminuída, caso contrário o fluxo lógico volta para a etapa 601. No modelo preferido da presente invenção, a taxa de transmissão de dados é diminuída mediante a radiodifusão de uma nova designação de código com o canal de designação de código 104 simultaneamente com a alteração do código OVSF corrente utilizado pelo codificador ortogonal 427. Por exemplo, se o codificador ortogonal 427 estiver utilizando um código ortogonal de comprimento 16 (correspondente a 256 ksímbolos/segundo) a taxa de símbolos podería ser diminuída para 32 ksímbolos/segundo mediante alteração do código OVSF para um código OVSF de comprimento 128. 0 fluxo lógico volta em seguida para a etapa 601.

Retornando à etapa 603, se na etapa 603 for determinado que a interferência do sistema não está acima do limite, então o fluxo lógico continua para a etapa 609 onde se determina se a taxa de transmissão de dados pode ser aumentada. Se na etapa 609 for determinado que a taxa de transmissão de dados pode ser aumentada, então o fluxo lógico continua para a etapa 611 onde a taxa de transmissão de dados é aumentada, caso contrário o fluxo lógico volta para a etapa 601. No modelo preferido da presente invenção, a taxa de transmissão de dados é aumentada mediante a radiodifusão de uma nova designação de código com o canal de designação de código 104 simultaneamente com a alteração do código OVSF corrente utilizado pelo codificador ortogonal 427. Por exemplo, se o codificador ortogonal 427 estiver utilizando um código ortogonal de comprimento 128 (correspondente a 32 ksímbolos/segundo) a taxa de símbolos podería ser aumentada para 256 ksímbolos/segundo mediante alteração do código OVSF para um código OVSF de comprimento 16. O fluxo lógico volta em seguida para a etapa 601.

Nos modelos preferidos e alternativos da presente invenção, várias unidades remotas podem estar transmitindo dados para uma única estação base utilizando quadros consecutivos. Como tal, a duas diferentes unidades remotas pode ser designado um fator elevado de dispersão de taxa como descrito acima (que pode ser ou não ser um código OVSF) para uso em quadros consecutivos. Tipicamente, a maior célula em um sistema de comunicação tem um raio máximo de aproximadamente 10 milhas (16 quilômetros), que resulta em um retardo de propagação de ida e volta de aproximadamente 100 microsegundos. Portanto, se duas unidades remotas estiverem separadas de aproximadamente 10 milhas (16 quilômetros), a última parte da transmissão a partir de uma unidade remota pode sobrepor-se à transmissão da primeira parte da segunda unidade remota por aproximadamente 1/96 do quadro. A FIG. 7 é um diagrama em blocos de um sistema de comunicação que mostra unidades remotas a várias distâncias de uma estação base. Como mostrado, as unidades remotas 701-703 estão consideravelmente mais próximas da estação base 100 do que as unidades remotas 707-705. Se as unidades remotas 701-703 transmitirem dados em quadros consecutivos para as unidades remotas 705-707, a última parte das transmissões das unidades remotas próximas 701-703 pode sobrepor-se à transmissão da primeira parte das unidades remotas afastadas 705-707. Isto é ilustrado na FIG. 8. Como mostrado na FIG. 8, as transmissões a partir das quatro unidades remotas 701-707 são recebidas pela estação base 100. (Fronteiras de quadro para um retardo zero de ida e volta (fronteiras absolutas de quadro) são mostradas na FIG. 8 para ilustração.) Como é evidente, as transmissões a partir de todas as unidades remotas 701-707 (ilustradas como quadros 801-807) estão defasadas no tempo a partir das fronteiras absolutas de quadro. Quando as unidades remotas próximas (por exemplo, as unidades remotas 701-703") transmitem em quadros a seguir à transmissão das unidades remotas afastadas, pode ocorrer uma colisão. Isto é mostrado na FIG. 8 como sobreposição de quadros 809. Em outras palavras, a transmissão a partir da unidade remota 705 (mostrada como quadro 805) sobrepõe-se parcialmente ao quadro 803 transmitido pela unidade remota 703.

Com a finalidade de impedir que quadros de unidades remotas afastadas se sobreponham a quadros de unidades remotas próximas, as transmissões das unidades remotas próximas serão retardadas no tempo quando seguindo um quadro transmitido de uma unidade remota afastada. Este processo é ilustrado na FIG. 9. A FIG. 9 é um fluxograma que ilustra o funcionamento da estação base da FIG. 7 de acordo com uma segunda modalidade alternativa da presente invenção. 0 fluxo lógico começa na etapa 901 onde a estação base 100 determina que dados necessitam ser recebidos de uma unidade remota. Em seguida, na etapa 905, a estação base 100 determina um quadro futuro para receber dados da unidade remota. Isto é realizado como descrito acima com referência à FIG. 5. Na etapa 910 é determinado um valor de deslocamento de quadro (At) para a transmissão. No modelo alternativo da presente invenção, o valor de deslocamento de quadro é um valor de tempo de que a unidade remota retardará a sua transmissão quando transmitindo para a estação base 100.

Na modalidade alternativa da presente invenção são concebidos dois métodos diferentes para determinar At. Em um primeiro método, o deslocamento de quadro é baseado em uma distância entre uma unidade remota única e a estação base e, no segundo método, o deslocamento de quadro é baseado em uma distância relativa entre a primeira e a segunda unidade remota. No primeiro método, At é considerado igual a um período de tempo (η) que o quadro atualmente sendo recebido está deslocado da fronteira absoluta de quadro. Em outras palavras, o controlador 101 determina uma fronteira de quadro para uma unidade remota que não tem retardo de ida e volta e determina a diferença em tempo (η) entre a fronteira de quadro e o instante em que a unidade remota começa a sua transmissão de dados. Deverá ser observado que η é diretamente proporcional a uma faixa entre a unidade remota e a estação base. Isto é ilustrado na FIG. 10.

Em um segundo método, transmissões anteriores provenientes de uma unidade remota que vai transmitir no quadro seguinte são analisadas para determinar um período de tempo (γ) de que o quadro seguinte a ser recebido foi deslocado a partir da fronteira absoluta de quadro durante a sua última transmissão. At é igual a η - γ . Portanto, no segundo método At é diretamente proporcional a uma diferença em faixa, em relação à estação base, entre a unidade remota que vai transmitir no quadro seguinte e a unidade remota que está transmitindo no quadro atual. Isto é ilustrado na FIG. 11.

Continuando, na etapa 915 At é transmitido para uma unidade remota que vai transmitir no período de tempo seguinte. Em especial, o canal de designação de código é utilizado para transmitir At para a unidade remota que vai transmitir no quadro seguinte, mas nos modelos alternativos da presente invenção, qualquer método pode ser utilizado para transmitir At para a unidade remota. Finalmente, na etapa 920, os dados são recebidos de uma unidade remota que tem um valor de deslocamento de quadro ajustado igual a At.

As descrições da invenção, os detalhes específicos e os desenhos mencionados acima, não se destinam a limitar o âmbito da presente invenção. Por exemplo, embora os modelos preferidos e alternativos da presente invenção sejam descritas acima relacionadas coma alteração de códigos OVSF de link descendente, aqueles versados na técnica reconhecerão que códigos OVSF de link ascendente podem ser alterados de igual modo sem divergir do âmbito da presente invenção. Neste caso, os códigos OVSF tanto de link descendente como de link ascendente podem ser designados mediante utilização do mesmo canal de designação de código 104. É intenção dos inventores que possam ser feitas várias modificações â presente invenção sem divergir do espírito e âmbito da invenção e pretende-se que tais modificações permaneçam dentro do âmbito das reivindicações a seguir e seus equivalentes.

Claims

1. Método de transmissão de dados dentro de um sistema de comunicação de espectro amplo, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. determinar que os dados devem ser recebidos a partir de uma primeira unidade remota; b. determinar um quadro futuro para receber os dados a partir de uma primeira unidade remota; c. determinar um deslocamento de tempo para o quadro de tal modo que evite que os dados recebidos com o deslocamento de tempo colidam com os dados transmitidos a partir de uma segunda unidade remota durante um quadro anterior no qual o deslocamento de quadro é diretamente proporcional à diferença na unidade de faixa em relação à estação de base entre a primeira e segunda unidades remotas; d. transmitir o deslocamento de tempo à primeira unidade remota; e e. receber os dados vindos de uma primeira unidade remota durante o quadro futuro, no qual os dados são recebidos em um período ajustado de tempo igual ao deslocamento de tempo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da etapa de transmitir o deslocamento de tempo para a unidade remota compreender a etapa de transmitir o deslocamento de tempo para a unidade remota por meio de um canal de atribuição de código comum.

3. Método de transmissão de dados dentro de um sistema de comunicação de espectro amplo, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. determinar que os dados devem ser recebidos a partir de uma primeira unidade remota; b. determinar um quadro futuro para receber os dados a partir de uma primeira unidade remota; c. determinar a diferença no tempo entre um limite de quadro atual e um período de tempo em que uma segunda unidade remota iniciou sua transmissão; d. transmitir a diferença no tempo para a primeira unidade remota; e e. receber os dados vindos da primeira unidade remota durante o quadro futuro no qual os dados são recebidos em um período ajustado de tempo igual a diferença no tempo. MÉTODO DE TRANSMISSÃO DE DADOS DENTRO DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE ESPECTRO AMPLO Unidades remotas (113) que possuem grandes quantidades de dados a serem transmitidos receberão dinamicamente códigos de Fator de Expansão Ortogonal Variável (OVSF) correspondendo a taxas mais altas de dados e unidades remotas (113) com quantidades menores de dados a serem transmitidos receberão códigos OVSF correspondendo a taxas mais baixas de dados. A redução das taxas de dados entre a estação de base (100) e as unidades remotas (113) ocorre com a mudança dos códigos OVSF atuais usados por ambas unidades remotas (113) e a estação de base (100). De modo a eliminar colisões entre os dados transmitidos pelas unidades remotas, a transmissão das unidades remotas é adiantada e atrasada no tempo baseado em uma medida de deslocamento vinda de um limite de quadro.