ES2212468T7 - Metodo y sistema para control de la potencia de transmision durante la macrodiversidad. - Google Patents
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Description
Método y sistema para control de la potencia de
transmisión durante la macrodiversidad.
En general, la invención se refiere a mejorar el
uso de una interfaz de radio en un sistema de radio. En particular,
la invención se refiere al control de la potencia de transmisión con
el propósito de utilizar la interfaz de radio de un modo eficiente.
Aquí, el término sistema de radio hace referencia particularmente a
un sistema de radio celular, donde las estaciones móviles pueden
comunicarse con varias estaciones de base.
Un sistema de radio celular tiene una cantidad
dada de recursos de radio a su disposición. Estos recursos pueden
describirse en un sistema coordinado donde las coordenadas son
frecuencia, tiempo, localización, entre otras. En otras palabras, en
cada área, existen ciertas frecuencias de radio que están
disponibles durante un cierto periodo de tiempo. Con el fin de
llevar al máximo la capacidad de transmisión de datos en el sistema
y reducir al mínimo el consumo de potencia de los terminales
portátiles, es extremadamente importante que los recursos de radio
sean utilizados de un modo óptimo.
En el sistema CDMA (Code Division Multiple
Access) (Acceso Múltiple por División de Código), donde existen
varias conexiones de radio, simultáneas a la misma frecuencia,
separadas por medio de división de código, la potencia de
transmisión es un factor importante cuando se mejora el uso de los
recursos de radio. Es particularmente importante la elección de la
potencia de transmisión en una denominada conexión de
macrodiversidad, es decir, en una situación entre la estación móvil
y la red, los datos esencialmente idénticos son transmitidos a
través de al menos dos estaciones de base diferentes. En una
conexión de macrodiversidad dispuesta correctamente, la potencia de
transmisión puede mantenerse tan baja que la interferencia provocada
por otras conexiones simultáneas permanece inferior en un caso donde
está dispuesta la conexión entre una estación móvil y la red a
través de una estación de base solamente. Una conexión de
macrodiversidad dispuesta de forma pobre puede multiplicar la
interferencia y reducir notablemente la capacidad total del sistema.
La presente solicitud de patente se ocupa tanto de las conexiones de
macrodiversidad como de las conexiones convencionales que pasan a
través de una estación de base solamente.
En un sistema CDMA de la técnica anterior, se
aplica con frecuencia el denominado control de potencia de dos
niveles. Un bucle de control exterior, es decir, denominado bucle de
calidad, intenta encontrar un nivel objetivo adecuado para la SIR
(Signal to Interference Ratio) (Relación de Señal respecto a
Interferencia), la BER (Bit Error Ratio) (Relación de Error Binario)
y/o la FER (Frame Error Ratio) (Relación de Error de Trama) de la
conexión, y/o para cualquier otro factor que describa la calidad de
la conexión en cuestión. Un bucle de control interior intenta
ajustar la potencia de transmisión de forma que el(los)
nivel(es) objetivo(s) último(s)
indicado(s) por el bucle de control exterior
debería(n) ser alcanzado(s). Con el fin de compensar
los desvanecimientos rápidos, y los denominados fenómenos
cerca-lejos, el bucle de control interior funciona
muy rápidamente, incluso miles de veces por segundo. Una velocidad
de funcionamiento típica para el bucle de control interior es de
1600 veces por segundo. Este tipo de bucle de control funciona de
manera que un dispositivo de recepción investiga si el valor SIR u
otro cierto factor que describe la calidad de conexión, sobrepasa el
nivel objetivo o cae por debajo de él, y ofrece la reacción para
este efecto al dispositivo de transmisión. En la forma más simple,
dicha reacción es solamente un comando para incrementar o reducir la
potencia de transmisión, en cuyo caso, puede expresarse en un bit:
por ejemplo, el valor binario cero es interpretado como un comando
para reducir la potencia de transmisión, y el valor binario uno es
interpretado como un comando para incrementar la potencia de
transmisión. Una etapa dada, por ejemplo 1 dB, para incrementar o
reducir la potencia de transmisión, puede ser acordada de
antemano.
En primer lugar, se considera la transmisión de
datos de enlace ascendente en una conexión de macrodiversidad, donde
la estación móvil transmite y la estación de base recibe. Cada
estación de base mide, por su propia parte, un valor SIR o similar,
lo compara con el nivel objetivo y envía un comando de control de
potencia como reacción a la estación móvil. La estación móvil
reconoce los comandos de control de potencia recibida y aplica un
algoritmo con el fin de decidir si debería reducirse o incrementarse
su potencia de transmisión. Un simple algoritmo funciona de manera
que la estación móvil incrementa su potencia de transmisión, si
recibe de todas las estaciones de base un comando para incrementar
la potencia de transmisión, y reduce su potencia de transmisión, si
recibe un comando para este efecto, incluso desde una estación de
base. Puede ser, y son, utilizados otros algoritmos.
En una transmisión de datos de enlace
descendente, la estación móvil compara el valor SIR medido o similar
con el nivel objetivo y envía, a partir del resultado obtenido en
esta comparación, un comando de control de potencia que es recibido
por todas las estaciones de base que funcionan en dicha conexión de
macrodiversidad.
Además de los comandos de control de potencia,
también es transmitida otra denominada información de control entre
las estaciones móviles y las estaciones de base. Las ordenes de
control de potencia y otra información de control se diferencian de
los datos del usuario o los datos reales a transmitir puesto que sus
contenidos no son entendidos para la información del usuario, sino
que son utilizados para controlar factores unidos con el uso de y la
funcionalidad de la conexión. Además de los comandos de control de
potencia, otro ejemplo de información de control son los bits RI
(Información Velocidad) incluidos en cada trama a transmitir sobre
cada conexión de radio y utilizado para enviar información desde la
transmisión hasta el dispositivo de recepción sobre la velocidad de
datos relacionada con la trama en cuestión. Un tercer ejemplo de
información de control son los bits pilotos utilizados en la
estimación del canal. Tales partes día trama donde se transmite la
información de control pueden denominarse campos de control. Pueden
establecerse varios requerimientos para cada campo de control en lo
que se refiere al nivel de fiabilidad con el que debe entenderse
correctamente la información de control contenida dentro en el
receptor.
El documento
WO-A-9533313 describe un método por
el que la capacidad de audición del canal de control de difusión
(BCCH) de una estación de base se mejora ajustando el nivel de
potencia en divisiones de tiempo de acuerdo con si se transmite o no
el BCCH.
En un dispositivo de la técnica anterior,
resultan problemas porque la transmisión de datos entre la estación
móvil y las estaciones de base no está libre de fallos, en cuyo
caso, el dispositivo de recepción puede interpretar erróneamente la
información de control enviada por el dispositivo de transmisión. Si
por ejemplo la comando de control de potencia es n bit (repetición
posiblemente codificada), su valor puede cambiar a lo opuesto debido
a la interferencia que se produce en la conexión de radio, en cuyo
caso, el dispositivo que tenía establecida su potencia de
transmisión interpreta erróneamente el comando para incrementar la
potencia de transmisión y reduce su potencia de transmisión, o
viceversa. En general, puede suponerse que la probabilidad para
interpretar erróneamente la información de control recibida es una
función decreciente de la calidad del canal. La calidad del canal se
describe, por ejemplo, por el valor SIR.
El objeto de la presente invención es introducir
un método y un sistema por el que los problemas relacionados con la
recepción de la información de control pueden reducirse tanto en la
conexión de macrodiversidad como en una conexión entre una estación
móvil y una estación de base. Otro objeto de la invención es que la
ejecución de los métodos y dispositivos de acuerdo con la invención
no requieren una cantidad de señalización no razonable entre las
instalaciones de red fija o entre las estaciones de base y las
estaciones móviles. Todavía otro objeto de la invención es que los
recursos de radio pueden ser utilizados de manera eficiente de esta
manera.
Estos objetos de la invención son alcanzados por
proporcionar las estaciones de base y/o las estaciones móviles con
una posibilidad para transmitir la información que pertenece a los
campos de control (por ejemplo campo piloto, campo de control de
potencia y bits de campo RI) a unan potencia diferente de los datos
reales a transmitir. Cada campo de control puede tener su propia
potencia de transmisión, que se define o bien como valor de potencia
absoluto o como una diferencia de potencia entre él y otro campo.
Adicionalmente, debe crearse un sistema adecuado de control de
potencia versátil que controla la potencia de transmisión de los
datos asociados con el canal de control. Dichos datos asociados con
el canal de control hacen referencia aquí particularmente a los
comandos de control de potencia relacionados con el control del
circuito interior, pero además, otros datos asociados con la
disposición física de la conexión de radio.
Está previsto de acuerdo con la presente
invención un método para controlar la potencia de transmisión en un
sistema de trasmisión de datos que comprende un primer dispositivo y
un segundo dispositivo y una conexión de transmisión de datos
bidireccional, donde el primer dispositivo envía al segundo
dispositivo datos de usuario sobre un canal de datos y el segundo
dispositivo envía al primer dispositivo datos de usuario sobre un
canal de datos e información de control y se dispone la transmisión
en tramas que comprenden un campo de datos de usuario
correspondiente a un canal de datos y al menos un primer y un
segundo campo de información de control correspondientes juntos para
un canal de control; caracterizado porque comprende las etapas
consistentes en
- determinar un primer nivel de potencia de
transmisión, un segundo nivel de potencia de transmisión y un tercer
nivel de potencia de transmisión, de tal modo que el segundo y
tercer niveles de potencia de transmisión pueden ser diferentes
entre sí, y
- transmitir desde el segundo dispositivo al
primer dispositivo una trama aplicando dicho primer nivel de
potencia de transmisión para la transmisión del campo de datos del
usuario, dicho segundo nivel de potencia de transmisión del primer
campo de información de control y dicho tercer nivel de potencia de
transmisión para la transmisión del segundo campo de información de
control.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se refiere también a una estación
móvil y a una estación de base en un sistema de radio celular,
siendo caracterizada dichas estaciones porque están previstas para
funcionar como el primer y segundo dispositivo en el método descrito
anteriormente.
De acuerdo con la invención, la fiabilidad de la
información de control en la recepción puede ajustarse enviando los
bits que pertenecen a un campo de control dado a una potencia mayor
o menor que los bits que pertenecen a cierto otro campo de la misma
trama. Cuando se encuentra una potencia de transmisión óptima para
el control de los campos de bits, la fiabilidad de la información de
control en la recepción ha alcanzado el nivel deseado, y la
interferencia total en el sistema permanece tan baja como sea
posible. Naturalmente, un aumento en la potencia de transmisión
mejora la fiabilidad en la recepción, y respectivamente un descenso
en la potencia de transmisión debilita la fiabilidad.
La potencia de transmisión de los bits del campo
de control es elegida de manera más ventajosa de acuerdo en cuanto
se refiere al nivel de fiabilidad del dispositivo de recepción que
los interpreta, o cuánta interferencia que debilita la calidad se
supone que se produce en la conexión de radio. Por otro lado, la
potencia de transmisión de las diferentes partes de la información
de control puede ajustarse también dependiendo de la calidad de
conexión media entre el dispositivo de recepción y de transmisión,
en la misma dirección de transmisión o en la dirección de
transmisión opuesta. Por ejemplo, la potencia de transmisión de los
comandos de control de potencia referidos a una conexión de enlace
descendente puede cambiarse con respecto a la potencia de
transmisión del resto de los bits contenidos en la misma trama, si
la calidad de la conexión de enlace ascendente no es necesariamente
buena o muy mala. De manera similar, puede reducirse la potencia de
transmisión de los comandos de control de potencia referidos a una
conexión de enlace descendente con respecto a la potencia de
transmisión del resto de los bits contenidos en la misma trama, si
la calidad de la conexión de enlace ascendente se adapta
estrictamente al nivel objetivo. En este caso, la calidad de la
conexión se describe típicamente con un valor SIR.
El incremento de la potencia de transmisión de
los bits RI mencionados anteriormente con respecto a la potencia de
transmisión del resto de los bits contenidos en la misma trama,
mejora la fiabilidad de la interpretación de bit RI realizada por el
receptor, en cuyo caso, el receptor puede manipular con una
probabilidad mayor los bits de datos que pertenecen a la trama de
forma correcta. La diferencia de potencia entre los bits pilotos y
los bits de datos puede ajustarse a partir de si es bueno el valor
de la cantidad que describe la calidad de conexión a la que los bits
pilotos están conectados de media durante un periodo de medición
dado. El aumento de la potencia de transmisión del bit piloto
propone principalmente mejorar la fiabilidad de la estimación del
canal (y la estimación de la SIR).
El control de la potencia de transmisión de
manera separada para cada campo de control mejora la eficiencia en
la utilización de recursos de radio, puesto que no se utiliza una
potencia innecesariamente alta para la transmisión de tales comandos
de control y otra información de control que puede ser recibida a un
grado de fiabilidad suficiente incluso cuando se transmiten a una
potencia menor.
La invención se explica más detalladamente a
continuación, con referencia a algunas formas de realización
preferidas descritas a modo de ejemplo y con respecto a los dibujos
adjuntos, donde
La figura 1 ilustra una estructura de trama en
una conexión de enlace descendente.
La figura 2 ilustra una estructura de trama de
una conexión de enlace ascendente.
La figura 3 ilustra un número de alternativas
funcionales del método de acuerdo con la invención.
La figura 4 ilustra una estación móvil de
acuerdo con la invención.
La figura 5 ilustra una estación de base de
acuerdo con la invención, y
La figura 6 ilustra una parte un sistema de
radio celular, donde puede aplicarse la invención.
Particularmente, de una forma ventajosa la
invención puede aplicarse en el UMTS futuro (Universal Mobile
Telecommunications System) (Sistema Universal de Telecomunicaciones
Móviles), y por tanto, debería explicarse a continuación de una
forma breve cómo se produce el bucle de control de potencia interior
en el UMTS. No obstante, la invención no está limitada a las
aplicaciones en el UMTS, sino que puede utilizarse en todos los
sistemas de radio celular donde los comandos de control de potencia
y/o la información del canal de control similar son transmitidos y
recibidos entre la estación móvil y la estación de base. Como un
ejemplo de un sistema de este tipo, consideramos el sistema de
teléfono móvil IS-95, donde los comandos de control
de potencia son incorporados de manera
pseudo-aleatoria en los datos. En este caso, en el
método de acuerdo con la invención, la relación de la potencia de
transmisión de bit de control y la potencia de transmisión de datos
se ajusta de acuerdo con a qué nivel de fiabilidad debería recibirse
la información de control. Se consigue una fiabilidad mayor
incrementando la relación de la potencia de transmisión de bit de
control con respecto a la potencia de transmisión de los datos.
La figura 1 ilustra una supertrama 101 en una
conexión de enlace descendente, comprendiendo dicho
super-trama 72 tramas sucesivas 102. Se ilustra más
detalladamente cómo la trama j 103 es dividido en 16 divisiones de
tiempo 104, así como cuántas divisiones de tiempo 105 son divididas
en un campo piloto 106, un campo de control de potencia 107, un
campo RI (Indicación de Velocidad) 108 y hasta un campo de datos
109. Desde el punto de vista de la invención, las longitudes de los
campos separados no son significativas, aunque un número ventajoso
de bits en el campo de control de potencia 107 fluctúa del modo que
se explica a continuación. De acuerdo con la propuesta estándar, la
longitud de la división de tiempo total 105 es 0,625 ms y contiene
20*2^{k} bits, donde el parámetro k \in [0,6] está asociado con
el factor de propagación empleado. Los campos 106, 107 y 108
constituyen juntos un DPCCH (Dedicated Physical Control Channel)
(Canal de Control Físico Dedicado) para la conexión de enlace
descendente, y el campo de datos 109 constituye un DPDCH (Dedicated
Physical Data Channel) (Canal de Datos Físicos Dedicado) para la
conexión de enlace descendente. En el caso de la figura 1, la
invención se refiere particularmente al control de la potencia de
transmisión de los bits contenidos en el campo piloto 106, el campo
de control de potencia 107 y el campo RI 108. Un campo piloto
correspondiente, campo de control de potencia y campo RI está
contenido en cada división de tiempo de cada trama de la
super-trama, pero la invención no requiere que todos
los bits de todos los campos pilotos, campos de control de potencia
y campos RI deban utilizarse del mismo modo.
La figura 2 ilustra una disposición
correspondiente en una conexión de enlace ascendente. Incluso aquí,
la longitud de la super-trama 201 es 720 ms, y
contiene 72 tramas sucesivas 202. Entre las divisiones de tiempo 204
contenidas en la trama j 203 representado más detalladamente, se
ilustra particularmente la división de tiempo i 205 durante la cual
la parte DPCCH 206 y la parte DPDCH 207 son transmitidas
simultáneamente y en paralelo. Dichas partes son separadas entre sí
por la división de códigos, es decir, en la transmisión de la parte
DPCCH 206, se utiliza un código de propagación diferente al de la
transmisión de la parte del DPDCH 207. La primera parte contiene el
campo piloto 208, el campo de control de potencia 209 y el campo RI
210. La invención se refiere particularmente al uso de los bits
contenidos en el campo piloto 208, el campo de control de potencia
209 y el campo RI 210. De manera similar, como en el caso de la
conexión de enlace descendente, un campo piloto correspondiente,
campo de control de potencia y campo RI está contenido en cada
división de tiempo de cada trama de la super-trama,
pero la invención no requiere que todos los bits de todos los campos
piloto, campos de control de potencia y campos RI sean utilizados
del mismo modo.
Entre un canal de datos y un canal de control,
puede prevalecer una diferencia de potencia de una magnitud
constante, por lo que se compensa el efecto de los factores de
propagación diferentes con respecto a la relación de las energías
del símbolo recibido. En general, en una conexión de enlace
ascendente, la potencia de transmisión del canal de control (en la
aplicación de UMTS, canal DPCCH) es menor que la del canal de datos
(el canal DPDCH), puesto que en una conexión de enlace ascendente,
el factor de propagación del canal de control es generalmente mayor
que el del canal de datos. En UMTS, la velocidad de chip es 4.096
Mchip/s, y si observamos por ejemplo una situación donde la
velocidad binaria del canal DPCCH de enlace ascendente es 16 kbit/s,
y la velocidad binaria del canal DPDCH es 32 kbit/s, y la relación
recibida de las energías del símbolo del canal debería mantenerse
igual, el canal de datos debe transmitir una potencia de transmisión
doble en comparación con el canal de control puesto que el factor de
propagación (128) es la mitad del factor de propagación (256) del
canal de control.
En general, en una conexión de enlace
ascendente, la relación de las energías del símbolo del canal
(relación de los factores de propagación) del canal DPCCH y el canal
DPDCH recibido por la estación de base es mayor que la relación de
la potencia de transmisión del canal DPCCH y del canal DPDCH
respectivamente, cuando la velocidad binaria del canal DPDCH es
aproximadamente 32 kbit/s. En este caso, la potencia de transmisión
de los bits en el canal DPCCH de la conexión de enlace ascendente
dividida por el número de bits (o la velocidad binaria), es mayor
que la potencia de transmisión del canal DPDCH dividido por el
número de bits (o por la velocidad binaria), en cuyo caso, los bits
de información de control (los bits del canal DPCCH) son recibidos a
una mayor energía que los bits de datos.
De acuerdo con la invención, las diferencias de
potencia no están limitadas solamente a los diferentes canales, sino
también dentro del canal, en los campos separados - representados
por los campos 106, 107, 108, 208, 209 y 210 en las figuras 1 y 2, -
la potencia de transmisión de los bits a transmitir puede tener
diferentes valores, y la potencia de transmisión puede ajustarse de
instante a instante, o incluso durante una conexión dada.
De acuerdo con una forma de realización
preferida de la invención, la relación deseada de las energías del
símbolo del canal DPCCH y el canal DPDCH dentro de la conexión de
enlace ascendente puede ajustarse a partir de la calidad de la
conexión de enlace ascendente y enlace descendente. Dicha calidad se
describe por cierta característica medida o estimada, por ejemplo,
el valor SIR. Cuando se habla de incrementar o reducir la diferencia
de potencia de transmisión entre el canal de control (o una parte
del mismo), y el canal de datos, es necesario tener en cuenta el
valor original posible de dicha potencia, cuyo valor es entonces
ajustado.
La invención abarca un gran número de
alternativas funcionales y de ejecución. Las relaciones mutuas de
dichas alternativas son ilustradas en la figura 3, que se divide en
cinco subfiguras 3a, 3b, 3c, 3d y 3e. En la imagen general formada
por dichas subfiguras, las subfiguras son organizadas una debajo de
otra, de manera que la más alta es la subfigura 3a, y la más baja es
la subfigura 3e. Las alternativas funcionales ilustradas en el
dibujo son establecidas en un orden jerárquico, es decir, bajo una
función del nivel más alto dado, está localizado un número dado de
funciones del siguiente nivel más alto, parte del cual puede ser
mutuamente alternativo. La naturaleza alternativa entre las
funciones de nivel inferior dado asociadas inmediatamente con una y
con la misma función de nivel más alto es marcada con un punto o una
cruz en la esquina izquierda superior del bloque que representa
dicha función. Como un ejemplo, observamos la función 333 ilustrada
en la subfigura 3b, bajo la que están localizadas las funciones de
nivel inferior 334, 335, 336, 337 y 338. Entre éstas, las funciones
334 y 335 son mutuamente alternativas (punto), y las funciones 336 y
337 son mutuamente alternativas (cruz). Las líneas que describen el
orden jerárquico de las funciones continúa de una subfigura a otra,
y en las juntas de unión entre las sub-figuras,
dichas líneas están provistas con letras y números de códigos. Por
ejemplo, la línea dirigida hacia abajo Al situada en el borde
izquierdo de la subfigura 3a continúa en el borde superior de la
subfigura 3b, en el punto Al. Las funciones 317, 321, 322, 323, 324
y 325 son partes de una función más ancha que debe ejecutarse en
este orden, que se ilustra por las flechas trazadas entre dichas
funciones.
El bloque 301 representa la idea tras la
invención, de acuerdo con la cual la potencia de transmisión de los
campos de control puede elegirse por ser mutuamente diferente, y
también diferente de la potencia de transmisión del campo de datos.
Puesto que en la figura 3 observamos particularmente cómo se aplica
la invención en el sistema UMTS, donde el lugar de los campos de
control y los campos de datos en las tramas, corresponde con las
figuras 1 y 2, y la selección de la potencia de transmisión de los
comandos de control de potencia 302, la selección de la potencia de
transmisión binaria RI 371 y la selección de la potencia de
transmisión binaria piloto 383 están localizadas bajo el bloque 301.
Consideramos ahora la selección de la potencia de transmisión para
los comandos de control de potencia.
Con el fin de seleccionar la potencia de
transmisión de un campo dado de acuerdo con el método de la
invención, existen tres modos alternativos. La primera alternativa
303 es que la diferencia de potencia en la potencia de transmisión
entre un campo dado (mientras bajo la cabecera en el bloque 302: el
campo de control de potencia) y el campo de datos es definido
permanentemente en las especificaciones del sistema. Este no es el
mejor modo posible de adaptar el sistema a las condiciones de
cambio, aunque es ventajoso en términos de complejidad mínima. La
segunda alternativa 304 es que un controlador de red de radio, RNC,
decide la diferencia de potencia que se aplica en cada caso entre la
potencia de transmisión de un campo de control (potencia) dado y el
campo de datos. El término "controlador de red de radio" hace
referencia, en general, a un dispositivo incluido en las partes
fijas de la red, controlando dicho dispositivo el uso de los
recursos de radio en un subsistema de la estación de base que
contiene varias estaciones de base, o en cualquier otra parte de un
sistema de radio celular. La tercera alternativa 365 es que cada
estación de base determina de forma independiente las diferencias de
la potencia de transmisión en los campos separados. Es ventajoso
centralizar el proceso de toma de decisiones en el controlador de
red de radio, de acuerdo con la alternativa 304, particularmente
desde el punto de vista de las conexiones de macrodiversidad, en
comparación con la toma de decisiones centralizada de la estación de
base 365, puesto que en el primer caso, no existe necesidad de
mecanismos específicos con el fin de transmitir la información de
control de potencia entre las estaciones de base.
Bajo la alternativa 304, consideramos de forma
separada los comandos de control de potencia a transmitir en la
dirección de enlace descendente 305, y los comandos de control de
potencia a transmitir en la dirección de enlace ascendente 350. En
el caso de enlace descendente, de acuerdo con el bloque 306, es
ventajoso que las estaciones de base que participan en una conexión
de macrodiversidad puedan aplicar una diferencia de potencia
diferente en la potencia de transmisión entre los comandos de
control de potencia y el campo de datos. Las diferencias de potencia
pueden ajustarse, de acuerdo con el bloque 307, a intervalos
regulares, por ejemplo, con tanta frecuencia como se realiza el
control de potencia real (de acuerdo con el bucle interior) en la
conexión 308, o con otra frecuencia de control 309 - la invención no
está limitada a con qué frecuencia debería ajustarse la potencia. La
regularidad no significa aquí una regularidad rígida, sino que la
frecuencia de control de potencia de los comandos de control de
potencia puede ser flexible, por ejemplo, de acuerdo con qué parte
de la capacidad del sistema puede ser asignada para este fin.
La expresión de la potencia que debe emplearse
en la transmisión de los comandos de control de potencia es, por
bien de la simplicidad, denominada expresión de la diferencia de
potencia, puesto que una práctica muy ventajosa es expresar la
diferencia de potencia de transmisión entre los comandos de control
de potencia y los datos, y no ningún valor de potencia de
transmisión absoluto de los comandos de control de potencia. El
controlador de red de radio debe reportar entonces las diferencias
de potencia que deben emplearse en la transmisión de los comandos de
control de potencia en la conexión de enlace descendente hasta las
estaciones de base de acuerdo con el bloque 310. Esto puede llevarse
a cabo como señalización del controlador de red de radio
(señalización RNC) 311, o como parte de la señalización interna
entre las partes fijas de la red 312. La información de todas o
parte de las diferencias de potencia puede transmitirse también a la
estación móvil de acuerdo con el bloque 313, más ventajosamente
utilizando la señalización RNC 314. Por ejemplo, solamente la
diferencia de potencia entre el campo de bit piloto y los bits de
datos de cada estación de base que forman una conexión de
macrodiversidad pueden transmitir señales hasta la estación móvil,
en cuyo caso, la información con respecto a las diferencias de
potencia entre el resto de la información de control y los datos se
deja sin transmitir señales en la estación móvil. Cuando la estación
móvil conoce las lecturas de la potencia de transmisión de los
comandos de control de potencia recibida para la estimación del
canal y para la estimación del valor SIR, de acuerdo con el bloque
315. La base para definir las diferencias de potencia de enlace
descendente puede ser la calidad de la conexión de enlace
descendente 316 y/o la calidad de la conexión de enlace ascendente
339. En el primer caso, la calidad de la conexión se mide por la
estación móvil de acuerdo con el bloque 317, aplicando o bien la
medición del valor SIR del canal Perch conocido 318, o las
estimaciones de atenuación de distancia de las estaciones de base
319, si éstas están disponibles. La estación móvil puede hacer una
media de las mediciones durante un periodo de tiempo dado, de
acuerdo con el bloque 320; una alternativa sería la transmisión de
cada valor medido rápidamente hasta el controlador de red de radio a
través de la estación de base, pero esto tomaría una cantidad
notable de recursos de radio entre la estación móvil y la estación
de base. En el promedio 320, la ponderación puede aplicares donde
los valores más recientes son más pesados.
A partir de la medición de la calidad 317, se
inicia una cadena de acciones, un funcionamiento ejemplar de dicha
cadena se ilustra en la figura 3. De acuerdo con el bloque 321, la
estación móvil señala los valores SIR promediados (o las
estimaciones de atenuación de distancia) hasta el controlador de la
red de radio, que encuentra la más alta entre los valores señalados
y se establece como valor de referencia de acuerdo con el bloque
322. Después de esto, se calcula una cantidad denominada el factor
de atenuación de distancia para cada estación de base de la conexión
de macrodiversidad, de acuerdo con el bloque 323. Existe un valor
SIR promediado del canal Perch de la conexión de enlace descendente
de dicha estación de base, o una cantidad correspondiente dividida o
multiplicada por el valor de referencia. Por medio del factor de
atenuación de distancia, las diferencias de potencia propias para
cada estación de base son calculadas de acuerdo con el bloque
324.
Como un ejemplo, supongamos que una conexión de
macrodiversidad incluye n estaciones de base, donde n \geq 1, y
los valores SIR absolutos del canal Perch (no en decibelios),
asociados con sus conexiones de enlace descendente y medidos por la
estación móvil, son para la estación de base número uno x_{1},
para la estación de base dos x_{2}, y, en general, para una
estación base k \leq n x_{k}. Supongamos adicionalmente que el
más alto entre dichos valores es el valor x_{1}, asociado con la
estación base número 1. Ahora, la diferencia de potencia establecida
para la estación de base uno es (x_{1}/x_{1})*z, la diferencia
de potencia establecida para la estación de base 2 es
(x_{1}/x_{2})*z, y en general, la diferencia de potencia
establecida para una estación de base k \leq n es
(x_{1}/x_{k})*z. En estas fórmulas de cálculo de diferencia de
potencia, z es una diferencia de potencia deseada de los comandos de
control de potencia y los bits de datos en un caso donde la estación
móvil está en una conexión de macrodiversidad con las n estaciones
de base, de forma que los valores SIR del canal Perch en la conexión
de enlace descendente de dichas estaciones de base, o los factores
de atenuación de distancia media calculados sobre su base, son
iguales. Ahora (de acuerdo con las fórmulas de cálculo), en
decibelios, la potencia de transmisión de los comandos de control de
potencia de una estación de base k \leq n es
10*log10((x_{1}/x_{k})*z)dB mayor que la potencia de
transmisión del canal de datos. La diferencia de potencia calculada
de este modo puede denominare aquí la diferencia de potencia basada
en la atenuación de la distancia. La diferencia de potencia de la
estación de base, que tiene el valor SIR más alto de una conexión de
enlace descendente, es 10*log10((x_{1}/x_{1})*z)dB, donde
el valor de z puede ser elegido por ejemplo n, cuando la estación
móvil está en una conexión de macrodiversidad con n estaciones de
base.
Por tanto, es ventajoso elegir en primer lugar
el parámetro z que debe ser, por ejemplo, el mismo que el número de
tales estaciones de base que están implicadas en la conexión de
macrodiversidad entre la estación móvil y la red. La tarea del
parámetro z es mejorar la fiabilidad de los comandos de control de
potencia, que se alcanza incrementando el valor del parámetro z. Por
ejemplo, si existen tres estaciones de base, el valor elegido para z
puede ser, en primer lugar, tres, pero cuando sea necesario, el
valor del parámetro z puede ajustarse, de forma que se incremente su
valor si la fiabilidad de los comandos de control de potencia no es
suficientemente buena, y se reduce su valor, si la fiabilidad de los
comandos de control de potencia (por ejemplo, el valor SIR de los
comandos de control de potencia) no es necesariamente buena.
En los bloques 322-324 las
diferencias de potencia son definidas esencialmente a partir de los
valores SIR medidos del canal Perch de la conexión de enlace
descendente, o a partir de otras cantidades correspondientes.
Adicionalmente, en las diferencias de potencia, puede añadirse
también un margen de fiabilidad individual para cada estación de
base 326, o el mismo margen de fiabilidad para todas las estaciones
de base de la conexión de macrodiversidad, de acuerdo con el
procedimiento representado en el bloque 325. Este tipo de margen de
fiabilidad de una estación base a otra puede utilizarse para
controlar la potencia de transmisión de los comandos de control de
potencia enviados por todas las estaciones de base implicadas en la
conexión de macrodiversidad y para afectar de este modo a la
fiabilidad de los comandos de control de potencia. En general, un
aumento en el margen de fiabilidad mejora la fiabilidad de los
comandos de control de potencia recibidos por la estación móvil, y
una reducción en el margen de fiabilidad reduce la fiabilidad.
Puesto que el margen de fiabilidad puede ser diferente de las
distintas estaciones de base, la fiabilidad de los comandos de
control de potencia de una sola estación de base puede mejorarse a
partir de la calidad medida de la transferencia de datos como en el
bloque 327, estando basada en los datos del enlace descendente 328
y/o enlace ascendente 329, en dicha conexión, por ejemplo, de forma
que si la calidad (por ejemplo, el valor SIR de los comandos de
control de potencia o el de los datos) ha sido suficientemente
bueno, puede reducirse el margen de fiabilidad, mientras que en
otros casos, se incrementa el margen de fiabilidad. Si el margen de
fiabilidad debe ajustarse a partir de la calidad media de una
conexión de enlace ascendente experimentada por la estación de base,
es ventajoso incrementar el margen de fiabilidad, si la calidad (por
ejemplo, el valor SIR) ha sido apenas suficiente o demasiado pobre,
y en otros casos, es ventajoso reducir el margen de fiabilidad.
El margen de fiabilidad puede utilizarse solo
con el fin de determinar las diferencias de potencia de los bits de
control de potencia y los bits de datos para cada estación de base,
sin tener en cuenta diferencias en la atenuación de la distancia
para las estaciones de base y el parámetro z, en cuyo caso, la
diferencia de potencia basada en la atenuación de la distancia es 1
(0 dB).
Otra alternativa para ajustar el margen de
fiabilidad y a través de ello la diferencia de potencia
individualmente para cada estación de base de acuerdo con la calidad
de la conexión de enlace ascendente, está basada en la siguiente
regla: se incrementa el margen de fiabilidad, si la calidad es
suficientemente buena (es decir, el valor del factor de calidad, por
ejemplo, el valor SIR, sobrepasa un límite superior dado), y se
reduce el margen de fiabilidad, si la calidad es demasiado pobre (es
decir, el valor del factor de calidad cae por debajo de un límite
inferior dado, que es más pequeño o igual al valor límite superior),
y el margen de fiabilidad se deja invariable, si la calidad de la
conexión de enlace ascendente no es demasiado buena o bastante mala
(es decir, el valor del factor de calidad permanece entre el límite
superior y el inferior, es decir, en la denominada ventana de
calidad 330). En general, es rentable elegir un margen de fiabilidad
positiva 331 (por ejemplo, 1 dB; 332), en cuyo caso, la estación
móvil recibe los comandos de control de potencia de dicha estación
de base de manera más fiable que en una situación donde no se
utilice el margen de fiabilidad.
Además, el valor de los márgenes de fiabilidad
puede ajustarse a partir de la tasa de transmisión de datos
(velocidad binaria) 333, de manera que se crea una función o una
tabla de consulta, cuya función o tabla sigue la tasa de transmisión
de los datos empleados como valor del margen de fiabilidad. En este
caso, la tasa de transmisión de los datos a transmitir hace
referencia, principalmente, a la tasa de transmisión de los datos en
la misma dirección de transmisión de datos en la que están
relacionados los comandos de control de potencia, los comandos cuya
diferencia de potencia de transmisión es ajustada con respecto a la
potencia de bit de datos. De ahí que si la diferencia de potencia de
los comandos de control de potencia transmitidos en una conexión de
enlace descendente es ajustada con respecto a la potencia de los
bits de datos de la conexión de enlace descendente, el valor de la
diferencia de potencia (margen de fiabilidad) puede ajustarse basado
en la tasa de transmisión de datos de la conexión de enlace
ascendente.
La invención no limita el control de la
diferencia de potencia a partir de la tasa de transmisión de datos
de una dirección de transmisión dada, sino el ajuste del margen de
fiabilidad asociado con la diferencia de potencia, o en general, el
ajuste de toda la diferencia de potencia puede basarse en la tasa de
transmisión de datos de los datos transmitidos en cualquier
dirección 334, 335, independientemente de la dirección en la que se
ajusta la potencia relativa de los comandos de control de potencia
(u otros campos de información de control) con respecto a la
potencia de bit de datos. De manera más ventajosa, el margen de
fiabilidad es una función creciente de la tasa de transmisión de
datos 338: el valor del margen de fiabilidad se incrementa cuando se
incrementa la tasa de transmisión de datos, y se reduce cuando se
reduce la tasa de transmisión de datos. Una solución práctica es
presentar la función como una tabla, con los valores de tasa de
transmisión de datos en una columna, y los valores de margen de
fiabilidad en la columna adyacente (una tabla de consulta 336).
Ahora, puede consultarse el valor del margen de fiabilidad asociado
con la tasa de transmisión de datos empleados. Si el valor de la
tasa de transmisión de datos en cuestión no se encuentra en la
tabla, los valores más próximos son utilizados para interpolar el
valor de margen de fiabilidad o la entrada más próxima en la columna
de la tasa de transmisión de datos es utilizada para la consulta del
valor de margen de fiabilidad. La función f que determina la
relación de la tasa de transmisión de datos y el valor del margen de
fiabilidad puede ser también una función continua 337. Por tanto, el
valor del margen de fiabilidad utilizado en cada estación de base en
una conexión de macrodiversidad puede verse afectado tanto por la
calidad de la conexión de enlace descendente (y/o enlace ascendente)
como por la tasa de transmisión de datos empleados.
Todavía otra posibilidad es controlar el valor
del parámetro z, explicado anteriormente, a partir de la tasa de
transmisión de datos - de un modo similar al control del margen de
fiabilidad de acuerdo con la tasa de transmisión de datos que se
describe anteriormente. En este caso, el margen de fiabilidad no es
más dependiente de la tasa de transmisión de datos.
En lugar de las acciones descritas anteriormente
situadas debajo del bloque 316, el control de la potencia de
transmisión de los comandos de control de potencia transmitidos en
la conexión de enlace descendente puede basarse en la calidad de la
conexión de enlace ascendente, de acuerdo con el bloque 339. Desde
el punto de vista de esta forma de realización, el factor esencial
es el de describir la calidad de la conexión de enlace ascendente
por el valor SIR 340 o por el valor de cierta otra cantidad
correspondiente, que se mide después de la transmisión llevada a
cabo en una división de tiempo de enlace ascendente. El valor SIR o
una cantidad correspondiente puede denominarse, en general, un
factor de calidad 342 en este contexto, así como en otros contextos
donde esta solicitud de patente describe el uso del valor SIR.
Además del valor SIR, otros posibles factores de calidad son, por
ejemplo, S/N (Signal to Noise ratio) (relación de Señal respecto a
Ruido) S/(N+I) (relación de Señal respecto a Ruido y de
Interferencia), BER (Bit Error Ratio) (Relación de Error Binario) y
FER (Frame Error Ratio) (Relación de Error de Trama). Además del
factor de calidad, o en lugar de él, puede utilizarse la información
sobre la fiabilidad del comando de control de potencia recibido por
la estación de base 341; como tal, la investigación de la fiabilidad
de un comando recibido o cierto otro valor es justo un modo de
determinar la calidad de la conexión. Una estimación de la
fiabilidad de un comando recibido se obtiene fácilmente, por
ejemplo, observando cómo está localizada la forma recibida de dicho
comando sobre un eje de valor, donde los valores conocidos son
aquellos que corresponden exactamente a los valores recibidos
correctamente de dicho comando. La evaluación de la fiabilidad de un
comando recibido se explica en cualquier solicitud de patente
previa, número FI-980809 por el mismo solicitante,
que se incorpora aquí por referencia.
De acuerdo con esta invención, la potencia de
transmisión de los comandos de control de potencia transmitidos en
la conexión de enlace descendente y/u otros datos asociados con el
canal de control (o la relación de su potencia de transmisión con
respecto a la potencia de transmisión de los bits de datos) pueden
controlarse, incluso, de forma separada en cada estación de base que
pertenece a la conexión de macrodiversidad. En tal caso, es más
rentable en primer lugar ajustar la potencia de transmisión de los
bits de datos, y después de esto, la potencia de transmisión de los
comandos de control de potencia y/u otros datos asociados con el
canal de control 345, o bien como valor de potencia absoluto 346, en
cuyo caso la potencia de transmisión del comando de control de
potencia no tiene que depender de la potencia de transmisión de bit
de datos, o definiendo la diferencia de potencia entre la potencia
de transmisión de los comandos de control y de los bits de datos,
por ejemplo, como valor decibelio 347. Al principio, la diferencia
de potencia puede ser iniciada 348 por el ajuste, por ejemplo, a 0
dB, +3 dB o -3 dB. Una diferencia de potencia de 0 dB significa que
son idénticos los valores de potencia de transmisión, 3 dB significa
que la potencia de transmisión de los comandos de control de
potencia y/u otros datos asociados con el canal de control es doble,
en comparación con la potencia de transmisión de los bits de datos,
en cuyo caso los bits que fueron transmitidos a una velocidad mayor
son recibidos de manera más fiable, y la diferencia de potencia -3
dB significa que la potencia de transmisión de los comandos de
control y/u otros datos asociados con el canal de control es la
mitad de la potencia de transmisión de los bits de datos. Después de
esto, la diferencia de potencia puede ser ajustada continuamente, o
puede ser repuesta 349 al valor objetivo de diferencia de potencia
deseado por el control de la red de radio, utilizando señalización
de control de recurso de radio a intervalos regulares.
A pesar del ajuste de la potencia de transmisión
de los comandos de control de potencia, la estación móvil recibe los
comandos de control de potencia transmitidos en la dirección de
enlace descendente con un nivel de fiabilidad fluctuante, y en una
conexión de macrodiversidad a partir de varias estaciones de base
con diferentes niveles de fiabilidad. De acuerdo con una forma de
realización avanzada de la invención, es posible requerir que el
comando que significa una reducción en la potencia de transmisión
debe ser recibido de una forma suficientemente fiable en la estación
móvil, con el fin de hacer que la estación móvil reduzca su potencia
de transmisión. De nuevo, la medida de fiabilidad aplicada puede ser
el lugar descrito anteriormente de la forma recibida del comando
sobre un eje dado, donde los puntos conocidos son los valores
recibidos correctamente de dicho comando. Otra medida posible para
la fiabilidad es el valor SIR o una característica correspondiente
que describe la calidad de la conexión, de forma que si el valor SIR
estimado para los bits de datos o los bits de control de potencia, o
un valor correspondiente, sobrepasa un nivel objetivo predeterminado
dado, el comando de control de potencia es interpretado como fiable.
En otros casos, el comando de control de potencia es interpretado
como no fiable.
La fiabilidad mínima requerida de los comandos
de control de potencia en conexión con una estación de base
significa de un modo simple que la estación móvil no obedece tales
comandos de control de potencia que interpreta como no fiable. En
una conexión de macrodiversidad, puede requerirse que cada comando
de control de potencia deba ser recibido con un nivel dado de
fiabilidad, con el fin de ser aceptado como información de entrada
al algoritmo de acuerdo con la cual la estación móvil controla su
potencia de transmisión. A modo de ejemplo, supongamos que la
estación móvil está en una conexión de macrodiversidad con dos
estaciones de base. La primera estación de base envía a la estación
móvil un comando para incrementar su potencia de transmisión, y la
estación móvil recibe dicho comando con un nivel de fiabilidad mejor
que el nivel mínimo. La segunda estación de base envía a la estación
móvil un comando para reducir la potencia de transmisión, pero este
comando recibe la estación móvil con un nivel de fiabilidad más
pobre que el nivel mínimo. Ahora, la estación móvil incrementa su
potencia de transmisión, puesto que el comando enviado por la
segunda estación de base e interpretado como no fiable no se
cumple.
Ahora observamos una forma de realización
ventajosa para elegir la potencia de transmisión para los comandos
de control de potencia a transmitir en la dirección de enlace
ascendente. En la figura 3, esta observación es localizada bajo el
bloque 350. Supongamos adicionalmente que las decisiones de las
diferencias de potencia se llevan a cabo por el control de red de
radio, en cuyo caso, debe transmitir información de la decisión a la
estación móvil de forma más ventajosa que la señalización RNC 351, y
a las estaciones de base 352 como señalización RNC 353, o como
señalización interna de la parte fija de la red 354. Cuando la
estación de base conoce la potencia de transmisión de los comandos
de control de potencia en la estación móvil, pueden utilizarse los
comandos de control de potencia recibida para la estimación de canal
y para estimar el valor SIR 355.
El valor empleado del factor de calidad de la
conexión de enlace ascendente (356), que afecta a la elección de la
potencia de transmisión de los comandos de control de potencia
transmitidos en la conexión de enlace ascendente, puede ser o bien
un valor medio de un periodo dado 363, o un valor asociado
exactamente con la división de tiempo prevista 362. Si el factor de
calidad es el valor SIR del canal de control o éste del canal de
datos 357, el valor de limitación empleado del factor de calidad en
el control de potencia de transmisión de los comandos de control de
potencia, y/u otra información asociada con el canal de control
puede, de acuerdo con la invención, ser el mismo que el valor que es
el nivel objetivo del valor SIR común de la conexión general (dada
por el circuito de control de potencia exterior, es decir, el
denominado circuito de calidad) 358. Otra posibilidad es emplear un
valor que es mayor o menor, para la cantidad de un margen dado, que
el nivel objetivo SIR de la conexión, dada por el circuito de
calidad. En general, es rentable elegir este margen de fiabilidad
que sea positivo, es decir, mantener el valor de limitación que
describe la calidad de la conexión, aplicado en el ajuste de la
potencia de transmisión de los comandos de control de potencia
relacionados con la conexión de enlace descendente y/o de otra
información asociada con el canal de control, mayor de 359 que el
nivel objetivo aplicado en la transmisión de datos de la conexión.
El valor del factor de calidad es medido y señalado al RNC por la
estación de base 364.
En las células, la estación de base puede tomar
decisiones independientes para la potencia de transmisión de los
comandos de control de potencia de acuerdo con el bloque 365. Ahora,
dentro de la célula, o a una escala más pequeña, se aplican
esencialmente los mismos procedimientos que fueron descritos
anteriormente en relación con el subsistema de la estación de base,
donde se tomaron las decisiones por el controlador de red de radio.
En una conexión de enlace descendente 366, la tomada de decisiones
centralizada de la estación de base conduce automáticamente a una
situación donde son utilizados los valores de potencia de
transmisión diferentes 367 en células que pertenecen a diferentes
estaciones de base para enviar los comandos de control de
potencia.
Naturalmente, la potencia de transmisión de
información de control ajustada de acuerdo con la invención, es
decir, en UMTS la potencia de transmisión de los diferentes campos
del canal DPCCH, no debe sobrepasar los límites de la dinámica de
control de potencia general 368, es decir, no deben sobrepasar la
más alta potencia de transmisión permitida ni caer por debajo de la
más baja potencia de transmisión permitida. Además de esto, es
ventajoso limitar la potencia de transmisión de los bits de control
(bits del DPCCH), de forma que el valor de potencia de transmisión
de cada campo en el canal de control está por un lado u otro unido
al valor de potencia de transmisión del canal DPDCH 369 transmitido
en la misma división de tiempo. Por ejemplo, la potencia de
transmisión de los campos de canal DPCCH puede estar limitada dentro
de un intervalo, donde el límite inferior es la mitad de la potencia
de transmisión del DPDCH utilizada en la misma división de tiempo, y
el límite superior es cinco veces la potencia de transmisión del
DPDCH utilizada en la misma división de tiempo, 370. Pueden
encontrarse, por ejemplo, experimentando otros límites superior e
inferior.
A continuación, deberá explicarse más
detalladamente cómo es controlada la potencia de transmisión,
particularmente, en la transmisión de bits RI, de acuerdo con una
forma de realización ventajosa de la invención. En la figura 3, esta
observación cae bajo el bloque 371. En el control de la potencia de
transmisión de los bits RI, pueden aplicarse los mismos principios
que en el control de la potencia de transmisión de los comandos de
control de potencia, que se ilustra, por los bloques generales
situados bajo el bloque 371 y marcados con tres puntos. El bloque
general 372 representa todos los bloques 303-324
asociados con el ajuste de la potencia de transmisión de los
comandos de control de potencia, el bloque general 374 representa
los bloques 326-330 y el bloque general 379
representa ambos bloques 334-336, y los bloques
339-370.
La potencia de transmisión de los bits RI puede
ser diferente de acuerdo con la invención a la potencia de
transmisión de los comandos de control de potencia. La diferencia de
potencia entre los bits RI y los bits de control de potencia en una
de las estaciones de base de conexión de macrodiversidad puede
deberse, por ejemplo, al hecho de que la potencia tanto de los bits
RI como de los bits de control de potencia en relación con la
potencia de los bis de datos, se calcula del mismo modo a partir de
las estimaciones de atenuación de distancia de las estaciones de
base de la conexión de macrodiversidad, o las cantidades
correspondientes y/o a partir de la conexión entre la estación de
base y la estación móvil, excepto que el margen de fiabilidad 373 de
la diferencia de potencia entre los bits RI y los datos se
diferencia del margen de fiabilidad de la diferencia de potencia
entre los bits de control de potencia Y los datos. Los márgenes de
fiabilidad asociados con la diferencia de potencia entre los bits RI
y los bits de datos, así como la diferencia de potencia entre los
bits de control de potencia y los bits de datos puede ser, por
ejemplo, en dos modos diferentes dependiente de la tasa de
transmisión de datos 377 de los datos a transmitir. La función f -
entre el margen de fiabilidad (independiente normalmente de la
calidad de conexión) que debe añadirse en la diferencia de potencia
entre los comandos de control de potencia y los bits de datos, y la
tasa de transmisión de datos - puede ser una función diferente de la
función g entre el margen de fiabilidad que debe añadirse en la
diferencia de potencia entre los bits RI y los bits de datos y la
tasa de transmisión de datos en el bloque 380. Del mismo modo,
controlando la diferencia de potencia entre los comandos de control
de potencia y los bits de datos, controlando también la diferencia
de potencia entre los bits RI y los bits de datos, no es necesario
observar la diferencia de potencia basad en la atenuación de la
distancia (es decir, ni las diferencias entre las estimaciones de
atenuación de distancia de estación de base o cantidades similares,
ni el valor del parámetro z), pero las diferentes de potencia
empleadas en las varias estaciones de base de una conexión de
macrodiversidad pueden definirse directamente a partir del margen de
fiabilidad, en cuyo caso el margen de fiabilidad, como tal, puede
ser llamado diferencia de potencia.
Generalmente, el valor de la función f, una
función entre la tasa de transmisión de datos y el margen de
fiabilidad asociado con la diferencia de potencia entre los comandos
de control de potencia y los bits de datos, es elegido de forma
rentable, para cada valor de la tasa de transmisión de datos, que es
al menos igual o mayor que el valor de la función g, una función
entre la tasa de transmisión de datos y el margen de fiabilidad
asociado con la diferencia de potencia entre los bits RI y los bits
de datos. Esto es debido a los requerimientos de alta fiabilidad de
los comandos de control de potencia y al hecho de que es razonable,
con frecuencia, mantener realmente estrecho el margen de fiabilidad
asociado con la diferencia de potencia entre los bits RI y los bits
de datos, puesto que si los datos no son recibidos lo
suficientemente bien, los bits RI recibidos correctamente no
necesariamente tienen un valor grande. Esto se presenta siendo el
margen de fiabilidad casi 0 dB en los bloques 376. El valor de la
función g, asociado con las velocidades de transmisión de datos
bajas, puede ser naturalmente mayor que el valor de la función f,
pero todavía es ventajoso elegir la función f, de forma que su
velocidad de crecimiento en cualquier punto (a un valor de la tasa
de transmisión de datos) es mayor que la ce la función g, es decir,
la función g crece a una velocidad más lenta 382 que la función
f.
Lo que se describió en la memoria descriptiva
anterior con respecto al control de la diferencia de potencia entre
la potencia de transmisión de los bits RI y la potencia de
transmisión de los bits de datos, puede aplicarse casi de forma
completa en el control de la diferencia de potencia entre los bits
piloto y los bits de datos bajo el bloque 383. Esto se representa
por el bloque general 384 (corresponde con los bloques
303-324), el bloque general 386 (corresponde con los
bloques 326-338) y el bloque general 388
(corresponde con los bloques 339-370). La única
diferencia ilustrada en la figura 3 es que el valor del margen de
fiabilidad asociado con la diferencia de potencia entre los bits
piloto y los bits de datos es elegida de forma ventajosa
generalmente por ser mayor que el valor del margen de fiabilidad
asociado con la diferencia de potencia entre los bits RI y los bits
de datos de acuerdo con el bloque 387. Por otro lado, nada en la
invención previene que la diferencia entre la potencia de
transmisión de los bits RI y la de los bits de datos sea mayor que
la diferencia de potencia entre la potencia de transmisión de los
bits pilotos y el de los bits de datos. El margen de fiabilidad de
la potencia de transmisión de los bits pilotos puede ajustarse de
acuerdo con los mismos principios que el margen de fiabilidad de la
potencia de transmisión RI de los comandos de control de potencia,
pero todos estos márgenes de fiabilidad pueden ser diferentes en
tamaño. En sistemas de radio celulares, el requerimiento de
fiabilidad en la recepción de los bits pilotos correctamente es
alto, y por tanto, es generalmente ventajoso enviar los bits pilotos
(al menos en la conexión de enlace descendente, donde la información
de control, a la que pertenecen también los bits pilotos, y los bits
de datos son separados en el tiempo), a una mayor potencia que los
bits de datos de la misma división de control de potencia, en cuyo
caso, se mejoran la fiabilidad y la exactitud de la estimación del
canal.
La figura 4 es una ilustración esquemática de
una estación móvil 400 en un sistema de radio celular, comprendiendo
dicha estación móvil, en la vía de transmisión un micrófono 401, un
amplificador 402, un convertidor A/D 403 y un transmisor 404, así
como en la vía de recepción un receptor 411, un convertidor D/A 412,
un amplificador 413 y un altavoz 414. El paso de la señal entre la
vía de transmisión y de recepción así como la antena 409 es
controlada por un bloque bidireccional (duplexión) 408. De manera
más ventajosa, el bloque de control 405 es ejecutado por un
microprocesador, a partir del cual están previstas conexiones a la
pantalla 406 y al teclado 407, así como a la memoria 410, donde el
programa ejecutado por el microprocesador 405 es memorizado y el
cual es utilizado como almacenamiento de datos durante las
operaciones. Con el fin de aplicar la invención a una estación móvil
ilustrada en la figura 4, el bloque transmisor 404 debe estar
previsto de forma que cuando un flujo de bit que representa la voz
del usuario, producido por el convertidor A/D 403, y la información
de control fluye producida por el bloque de control 405, son
alimentados en dicho bloque transmisor, el bloque transmisor puede
aplicar diferentes valores de potencia de transmisión para
transmitir el flujo de bit que representan la voz del usuario y las
partes deseadas del flujo de información de control. Con el fin de
utilizar la invención en práctica, el bloque de control 405 y el
bloque receptor 411 debe estar previsto también de forma que la
notificación pueda ser enviada al bloque de control como las
directrices de la potencia de transmisión, contenida en la
señalización de control de recurso de radio recibida, y que a partir
de dicha información, el bloque de control puede controlar la
potencia de transmisión de los comandos de control de potencia
aplicados en el bloque transmisor 404.
La figura 5 es una ilustración esquemática de
una estación de base 500 que comprende una antena 501 y unidades
transmisor/receptor 503 conectadas a esto por la intermediación de
un bloque (bidireccional) dúplex 502, a través del cual la unidad
503 es prevista adicionalmente a través de la trayectoria 504,
conexión al bloque de control 505 y a la unidad de transmisión 506;
por intermediación de dicha unidad 506, la estación de base 500 está
conectada al sistema de transmisión 507, conectando las estaciones
de base del subsistema de estación de base y el controlador de
estación de base/controlador de red de radio. Con el fin de aplicar
la invención a una estación de base de acuerdo con la figura 5, los
bloques del transmisor en la unidad de transmisor/receptor 503 deben
estar previstas de forma que cuando los datos a transmitir entran en
el bloque transmisor a través de la trayectoria 504, desde la unidad
de transmisión 506, y la información asociada con los canales de
control, así como la información asociada con los valores de
potencia de transmisión aplicados en el bloque transmisor entran en
el bloque transmisor a través de la trayectoria 504 desde el bloque
de control 505, el bloque transmisor puede aplicar el nivel de
potencia deseado en la transmisión de los bits de los datos a
transmitir y estos de la información asociada con las partes
deseadas de los canales de control. Con el fin de emplear la
invención, el bloque de control 505, la unidad de transmisión 506 y
el bloque receptor de las unidades transmisor/receptor 503 debe
estar previsto también de forma que a través de la trayectoria 504,
la información de las directrices con respecto a la potencia de
transmisión contenida en la señalización de control del recurso de
radio recibida desde el sistema de transmisión puede enviarse al
bloque de control, y que el bloque de control puede, a partir de
dicha información, variar la potencia de transmisión de los comandos
de control de potencia aplicados en el bloque transmisor de las
unidades de transmisor/receptor 503, así como la potencia de
transmisión de otra información de control.
La figura 6 ilustra una parte 600 en un sistema
de radio celular, donde la conexión de macrodiversidad entre la
estación móvil 601 y la red 602 pasa a través de las estaciones de
base 603 y 604, así como a través del controlador de red de radio
605. Aquí, supongamos que el controlador de red de radio 605 sirve
también como el controlador de la estación de base; es posible
además colocar el controlador de red de radio en conexión con un
centro de conmutación móvil u otra cierta disposición fija de la
red. En una forma de realización preferida de la invención, que es
particularmente adecuada para aplicarse en este sistema, el control
de red de radio 605 distribuye las directrices del control de
potencia de acuerdo con la invención hasta las estaciones de base
603 y 604, y a través de ellas, hasta la estación móvil 601
empleando señalización de control de recurso de radio. En este caso,
además de lo que se ha dicho anteriormente, el controlador de red de
radio 605 debe estar previsto para tomar y expresar tales decisiones
relacionadas con el control de la potencia, que fueron explicadas
anteriormente en conexión con las varias formas de realización
preferidas de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse
errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este
respecto.
- \bullet WO 9533313 A [0008]
- \bullet FI 980809 [0040]
Claims (25)
1. Método para controlar la potencia de
transmisión en un sistema de transmisión de datos que comprende un
primer dispositivo y un segundo dispositivo, ambos una conexión de
transmisión de datos bidireccional entre ambos, donde el primer
dispositivo transmite al segundo dispositivo datos de usuario a
través de un canal de datos, y el segundo dispositivo transmite al
primer dispositivo datos de usuario a través de un canal de datos,
así como información de control a través de un canal de control,
encontrándose dispuesta dicha transmisión en tramas que comprenden
un campo de datos de usuario correspondiente a un canal de datos, y
al menos un primer y segundo campo de información de control
correspondientes conjuntamente a un canal de control,
caracterizado porque comprende etapas consistentes en:
- determinar un primer nivel de potencia de
transmisión, un segundo nivel de potencia de transmisión y un tercer
nivel de potencia de transmisión, de tal manera que el segundo y el
tercer nivel de potencia de transmisión pueden ser diferentes entre
sí, y
- transmitir una trama desde el segundo
dispositivo al primer dispositivo, aplicando dicho primer nivel de
potencia de transmisión a la transmisión del campo de datos de
usuario, dicho segundo nivel de potencia de transmisión a la
transmisión del primer campo de información de control y dicho
tercer nivel de potencia de transmisión a la transmisión del segundo
campo de información de control.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque dichos segundo y tercer niveles de
potencia de transmisión son iguales pero diferentes de dicho primer
nivel de potencia de transmisión, correspondiendo a la transmisión
del canal de datos un nivel de potencia de transmisión y al canal de
control otro nivel de potencia de transmisión.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque dichos segundo y tercer niveles de
potencia de transmisión no son iguales, correspondiendo a la
transmisión de, al menos, dos campos de información de control del
canal de control niveles de potencia de transmisión mutuamente
diferentes.
4. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porgue comprende adicionalmente etapas
consistentes en:
- detectar un factor de calidad de la conexión
entre el primer dispositivo y el segundo dispositivo (316, 339,
356),
- ajustar, al menos, uno de dichos segundo y
tercer niveles de potencia de transmisión (304, 365) respecto de
dicho primer nivel de potencia de transmisión, a partir del factor
de calidad detectado entre el primer y segundo dispositivo.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque la etapa de ajuste de, al menos, uno de
dichos segundo y tercer niveles de potencia de transmisión comprende
sub-etapas consistentes en ajustar dicho segundo
nivel de potencia en cierto modo, así como ajustar dicho tercer
nivel de potencia de transmisión de modo diferente, a partir del
mismo factor de calidad detectado.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque en un sistema de transmisión de datos
que comprende estaciones móviles, así como una serie de estaciones
de base y un controlador de red de radio que controla su
funcionamiento, comprendiendo dicho método etapas consistentes
en:
- detectar un factor de calidad de una conexión
entre una estación móvil y una estación de base,
- transmitir al controlador de red de radio un
valor que representa el factor de calidad detectado;
- decidir por el controlador de red de radio los
ajustes de, al menos, uno de los niveles correspondientes al segundo
y tercer niveles de potencia de transmisión, a partir de dicho valor
transmitido,
- transmitir a dicha estación de base o dicha
estación móvil, al menos, la información de control de potencia que
representa los ajustes decididos para los niveles de potencia de
transmisión, y
- ejecutar, al menos, en una de dichas estación
de base y estación móvil los ajustes decididos para los niveles de
potencia de transmisión, a partir de dicha información de control de
potencia transmitida.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque durante una conexión dada entre dicha
estación de base y dicha estación móvil, el factor de calidad es
detectado de forma repetida, y porque el controlador de red de radio
toma una decisión nueva respecto de los niveles de potencia de
transmisión, en respuesta a cada ocasión de detección del factor de
calidad (307).
8. Método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque al menos uno de los niveles de potencia
de transmisión ajustados utilizados por la estación de base se
comunica a la estación móvil (313).
9. Método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque el controlador de red de radio toma una
decisión, al menos, respecto del segundo o del tercer nivel de
potencia de transmisión a utilizar por la estación de base a partir
de la calidad detectada de una conexión de enlace descendente entre
la estación de base y la estación móvil (316).
10. Método de acuerdo con la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende etapas consistentes en:
- detectar en la estación móvil, la calidad de
la conexión del enlace descendente entre la estación de base y la
estación móvil (317),
- comunicar, por la estación móvil, la calidad
detectada de la conexión de enlace descendente con el controlador de
red de radio (321),
- calcular, en el controlador de red de radio,
los niveles de potencia de transmisión ajustados iniciales a
utilizar por dicha estación de base (322, 323, 324),
- añadir, en el controlador de red de radio, un
margen de fiabilidad (325) a los niveles de potencia de transmisión
ajustados iniciales para obtener los niveles de potencia de
transmisión ajustados finales, y
- señalizar a la estación de base los niveles de
potencia de transmisión ajustados finales.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Método de acuerdo con la reivindicación 9,
donde adicionalmente se aplica una conexión de macrodiversidad,
donde entre las estaciones de base controladas por el controlador de
red de radio se encuentran una primera y segunda estaciones de base,
que están simultáneamente en conexión de transmisión de datos con
una y la misma estación móvil, caracterizado porque comprende
etapas consistentes en:
- detectar, en la estación móvil, la calidad de
la conexión de enlace descendente entre la primera estación de base
y la estación móvil y entre la segunda estación de base y la
estación móvil (317),
- comunicar, por la estación móvil, las
calidades detectadas en las conexiones de enlace descendente con el
controlador de red de radio (321),
- seleccionar, en el controlador de red de
radio, la calidad comunicada que describe la mejor de las cualidades
de conexión comunicadas como valor de referencia (322),
- calcular, en el controlador de red de radio,
un factor de atenuación de distancia para cada estación de base
mediante cálculo de la relación entre la calidad comunicada respecto
de la estación de base y dicho valor de referencia (323),
- calcular, en el controlador de red de radio,
por separado para cada estación de base, la relación entre al menos
uno del segundo y tercer niveles de potencia de transmisión
utilizados por esta estación de base y el primer nivel de potencia
de transmisión utilizado por dicha estación de base, multiplicando
dicho factor de atenuación de distancia por una relación entre el
segundo o tercer nivel de transmisión sin ajustar, respectivamente,
y el primer nivel de potencia de transmisión (324),
- añadir, en el controlador de red de radio, al
segundo o tercer nivel de potencia de transmisión calculado para
cada estación de base, un margen de fiabilidad (325) y
- señalizar los niveles de potencia de
transmisión ajustados finales así obtenidos a las estaciones de
base.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Método de acuerdo con la reivindicación 11,
caracterizado porque el tamaño de dicho margen de fiabilidad
se determina por separado para cada estación de base (326).
13. Método de acuerdo con la reivindicación 11,
caracterizado porque el tamaño de dicho margen de fiabilidad
se selecciona a partir de una tasa de transmisión de datos aplicada
a la conexión en cuestión (333).
14. Método de acuerdo con la reivindicación 13,
caracterizado porque el tamaño de dicho margen de fiabilidad
es una función creciente de la tasa de transmisión de datos
(338).
15. Método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque el controlador de red de radio toma una
decisión respecto de, al menos, un segundo y tercer niveles de
transmisión de potencia de transmisión utilizados por la estación de
base a partir de la calidad detectada de una conexión de enlace
ascendente entre la estación de base y una estación móvil (339).
16. Método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque el controlador de red de radio toma en
primer lugar una decisión sobre el primer nivel de potencia de
transmisión a utilizar por la estación de base, y después de esto,
una decisión sobre, al menos, uno entre el segundo y el tercer
niveles de potencia de transmisión utilizados por dicha estación de
base en relación con el primer nivel de potencia de transmisión
decidido utilizado por dicha estación de base (345).
17. Método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porgue el controlador de red de radio toma una
decisión, al menos, respecto de uno de entre el segundo y el tercer
niveles de potencia de transmisión utilizados por la estación móvil
a partir de la calidad detectada de una conexión de enlace
ascendente entre la estación de base y la estación móvil (356).
18. Método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porgue el factor de calidad detectado es uno de
los siguientes: SIR, S/N, S/(N+I), BER, FER, o una estimación de la
fiabilidad de un valor recibido.
19. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porgue en una conexión de macrodiversidad, en
la cual un primer dispositivo mantiene simultáneamente una conexión
de transmisión de datos con un segundo dispositivo primario y un
segundo dispositivo secundario, comprendiendo dicho método etapas
consistentes en:
- determinar dichos primer, segundo y tercer
niveles de potencia de transmisión por separado para dichos segundos
dispositivos primario y secundario, y
- transmitir una trama desde el segundo
dispositivo primario al primer dispositivo mediante la aplicación
del primer, segundo y tercer niveles de potencia de transmisión
determinados para el segundo dispositivo primario, y transmitir una
trama desde el segundo dispositivo secundario hasta el primer
dispositivo, aplicando el primer, segundo y tercer niveles de
potencia de transmisión determinados para el segundo dispositivo
secundario (306).
\vskip1.000000\baselineskip
20. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la determinación del primer, segundo y
tercer niveles de potencia de transmisión está limitada de forma que
cada uno de ellos sea siempre, al menos, tan elevado como el nivel
más bajo permitido de potencia de transmisión predeterminado en el
sistema de transmisión de datos, y como máximo, tan elevado como el
mayor nivel permitido de potencia de transmisión predefinido en el
sistema de transmisión de datos (368).
21. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la determinación del segundo y tercer
niveles de potencia de transmisión está limitada adicionalmente de
forma que cada uno de ellos sea siempre, al menos, tan elevado como
el primer nivel de potencia de transmisión multiplicado por un
primer factor dado, y como máximo tan elevado como el primer nivel
de potencia de transmisión multiplicado por un segundo factor dado
(369, 370).
22. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
donde el sistema de transmisión de datos comprende estaciones
móviles y estaciones de base, de forma que el primer dispositivo sea
una estación móvil y el segundo dispositivo sea una estación de
base, y comprendiendo la información de control comandos de control
de potencia enviados por la estación de base a la estación móvil,
caracterizado porque comprende etapas consistentes en:
- estimar, en la estación móvil, la fiabilidad
de, al menos, una mayoría de los comandos de control de potencia
recibidos desde la estación de base, y
- durante el ajuste de su propia potencia de
transmisión, observar en la estación móvil tan sólo aquellos
comandos de control de potencia cuya fiabilidad estimada en
recepción supere un umbral predeterminado de fiabilidad mínima.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Método de acuerdo con la reivindicación 22,
caracterizado porque la estación móvil estima la fiabilidad
de los comandos de control de potencia recibidos, mediante
estimación del valor SIR durante la recepción, en cuyo caso, dicha
fiabilidad mínima predeterminada corresponde a un valor SIR
predeterminado.
24. Estación móvil de un sistema de radio
celular (400), que comprende medios (404, 408, 409) para enviar a
una estación de base, datos de usuario a través de un canal de
datos, e información de control a través de un canal de control, y
medios (409, 408, 411) para recibir desde la estación de base, datos
de usuario a través de un canal de datos e información de control a
través de un canal de control, caracterizada porque dichos
medios están adaptados para determinar un primer nivel de potencia
de transmisión, un segundo nivel de potencia de transmisión y un
tercer nivel de potencia de transmisión, de tal modo que el segundo
y tercer niveles de potencia de transmisión pueden ser diferentes
entre sí, así como para transmitir una trama a la estación de base,
mediante aplicación de dicho primer nivel de potencia de transmisión
a la transmisión del campo de datos de usuario, aplicando dicho
segundo nivel de potencia de transmisión a la transmisión del primer
campo de información de control, y aplicado dicho tercer nivel de
potencia de transmisión a la transmisión del segundo campo de
información de control.
25. Estación de base de un sistema de radio
celular, que comprende medios (503, 502, 501) para enviar a una
estación móvil, datos de usuario a través de un canal de datos e
información de control a través de un canal de control, y medios
(501, 502, 503) para recibir de la estación móvil, datos de usuario
a través de un canal de datos e información de control a través de
un canal de control, estando las transmisiones dispuestas en tramas
que comprenden un campo de datos de usuario correspondiente a un
canal de datos y al menos un primer y un segundo campos de
información de control que corresponden conjuntamente a un canal de
control, caracterizada porque dichos medios están adaptados
para determinar un primer nivel de potencia de transmisión, un
segundo nivel de potencia de transmisión y un tercer nivel de
potencia de transmisión, de tal modo que el segundo y tercer niveles
de transmisión pueden ser diferentes entre sí, y también adaptados
para transmitir una trama a la estación móvil mediante aplicación de
dicho primer nivel de potencia de transmisión a la transmisión del
campo de datos de usuario, aplicando dicho segundo nivel de potencia
de transmisión a la transmisión del primer campo de información de
control, y aplicando dicho tercer nivel de potencia de transmisión a
la transmisión del segundo campo de información de control.
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