ES2241160T3 - Procedimiento y aparato de reparto y distribucion de potencia de radio. - Google Patents
Procedimiento y aparato de reparto y distribucion de potencia de radio.Info
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Abstract
Un método para asignación de potencia entre portadoras dentro de un Amplificador de Potencia de Portadoras Múltiples (MCPA) dispuesto en una estación transceptora base (BTS) utilizada en un sistema de telefonía móvil, donde una potencia radio disponible se distribuye entre una pluralidad de portadoras, caracterizado por los pasos de: recibir una petición de establecer un canal para una conexión de comunicación (201a, 201b, 201c); pedir a un banco de potencia (202) una cantidad requerida de potencia para establecer el canal, donde el banco de potencia representa una cantidad máxima de potencia disponible en el MCPA en base a intervalos de tiempo; determinar si la cantidad requerida de potencia está disponible (203) en el banco de potencia determinando si la cantidad requerida de potencia está disponible en cualquiera de varios intervalos de tiempo, si la cantidad requerida de potencia no está disponible (203) en el banco de potencia, determinar si es posible realizar una transferencia de uncanal establecido entre dichos intervalos de tiempo para liberar y hacer disponible dicha cantidad requerida de potencia en un intervalo de tiempo (208) y si es así; realizar dicha transferencia entre los intervalos de tiempo (209), donde se realizan la liberación y la asignación de potencia correspondientes en el banco de potencia para los intervalos de tiempo implicados; si la cantidad requerida de potencia está disponible (203) en el banco de potencia asignar la potencia requerida (204, 205) del banco de potencia al canal; y establecer el canal (206) usando la potencia de canal asignada.
Description
Procedimiento y aparato de reparto y distribución
de potencia de radio.
La presente invención se refiere en general a un
método y un aparato para asignación de potencia usada por una BTS
(estación transceptora base) en un sistema de telefonía móvil, y más
en particular a un método y un aparato donde una potencia radio
disponible se distribuye entre una pluralidad de portadoras.
La radio celular es una técnica que proporciona
telefonía móvil utilizando de manera eficiente la banda radio
asignada. El servicio de telefonía celular implica la subdivisión de
una zona de servicio en varias celdas más pequeñas para facilitar la
reutilización de frecuencia y un número creciente de usuarios. En
estos nuevos sistemas celulares, interruptores basados en
microordenador pueden seguir a un objeto móvil por medio de
mediciones de potencia y calidad de señal de las numerosas antenas
que constituyen el sistema celular y ordenar al objeto móvil que
cambie la frecuencia según la celda del objeto. Cada celda requiere
una BTS (estación transceptora base) y una antena que opera en una
banda de frecuencia con una potencia de salida suficiente para
cubrir la zona de la celda. Las BTSs están conectadas a un BSC
(Controlador de Estación Base) que realiza la función de conmutación
así como el seguimiento de los usuarios. Cuando el usuario con el
teléfono móvil se mueve de una celda a otra, el BSC, debido a la
calidad de señal o para lograr compartición de carga entre antenas
diferentes por picos en el tráfico, debe transferir una llamada en
curso de la antena original a otra antena más adecuada. Los sistemas
celulares se basan en transmisión tanto analógica como digital. Los
sistemas celulares digitales proporcionan la mejor calidad con la
menor cantidad de anchura de banda. Se utilizan clases diferentes de
principios para sistemas celulares digitales. Uno de estos es el
principio TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo), transmisión
que tiene la forma de una secuencia repetida de bloques, cada uno de
los cuales está dividido en un número de intervalos. Todos los
usuarios que comparten el recurso físico están dedicados a un
intervalo de tiempo particular dentro de un grupo de intervalos de
tiempo.
Otro principio de los sistemas celulares es la
tecnología CDMA (Acceso Múltiple por División de Código). Ésta es
probablemente la siguiente generación de sistemas celulares
digitales.
Un sistema celular o red celular incluye varios
subsistemas, dispositivos y equipo. Una estación transceptora base
(BTS) o una estación base (BS) es uno de los subsistemas más
importantes en una red celular, estación base que es la interface
móvil a la red. La estación base no tiene que estar situada en el
centro de una celda, pero la antena generalmente sí. El tamaño de
celda se limita por la potencia de transmisión determinada de la
estación base. Además, una estación base puede tener varios
transceptores, cada uno de los cuales representa un canal RF (radio
frecuencia) separado. Un amplificador de potencia de radiofrecuencia
de la técnica actual está diseñado para manejar una portadora a un
tiempo, independiente de las otras portadoras.
En lugares usados para telefonía móvil, la
potencia radio máxima disponible para cada portadora se determina
considerando cada radio de celda particular.
Las celdas están planificadas para diferente
cobertura, y, por lo tanto, las BTSs tienen que estar provistas de
transceptores de diverso rendimiento.
US-A-5 579 306
describe un sistema de comunicaciones por radio que emplea TDMA en
varios canales de frecuencia, donde estaciones móviles con similares
requisitos de potencia de transmisión se agrupan juntos de manera
que los grupos con estaciones móviles con requisitos similares de
potencia de transmisión se puedan asignar a intervalos de tiempo en
una misma frecuencia.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método y aparato mejorados para realizar asignación
de potencia usada por una BTS en un sistema de telefonía móvil,
donde una potencia radio disponible se distribuye entre una
pluralidad de portadoras, obteniéndose una cobertura determinada
para una cantidad particular de potencia radio total.
Otro objeto de la invención es proporcionar una
oportunidad de distribuir libremente la potencia radio disponible
entre portadoras dentro de un MCPA (Amplificador de Potencia de
Portadoras Múltiples).
Otro objeto de la invención es implementar la
funcionalidad al distribuir potencia radio a cada portadora según
sus requisitos.
Además, un objeto de la invención es distribuir y
asignar potencia al menos cuando se establecen llamadas, durante
llamadas en curso, y por liberación de conexiones.
Estos objetos se logran por un método para
asignación de potencia y un aparato correspondiente incluyendo las
características de las respectivas reivindicaciones independientes 1
y 7.
Con la presente invención, la cantidad total del
radio potencia de las portadoras dentro de un MCPA nunca podrá
exceder de los límites del MCPA en ningún momento.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
nuevo grado de libertad al planificar celdas, donde se logran
diferentes grados de servicios para diferentes distribuciones de
posición de celda dentro de una celda.
Un beneficio de la invención es la ganancia en la
cobertura de celda en una cantidad fija de potencia disponible.
Para explicar la invención con más detalle y las
ventajas y características de la invención, a continuación se
describirá con detalle una realización preferida, haciéndose
referencia a los dibujos anexos, en los que:
La figura 1 es una vista esquemática del
principio MCPA.
La figura 2 es un diagrama de flujo para
establecimiento de llamada, según el método de la invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo para
liberación de llamadas, según el método de la invención.
Y la figura 4 es un diagrama de flujo para
supervisión de potencia de llamada, según el método de la
invención.
La figura 1 ilustra un sistema o aparato MCPA
(Amplificador de Potencia de Portadoras Múltiples) según la presente
invención. Este sistema MCPA es un subsistema de una estación base
completa. Además, el sistema MCPA incluye un amplificador de
potencia de portadoras múltiples 1, cuya entrada está conectada a un
combinador 2 y su salida está conectada a una antena 3.
Naturalmente, este sistema MCPA incluye otros varios dispositivos,
pero no se representan en la figura 1 para hacer la ilustración lo
más clara que sea posible.
En esta solución varias portadoras f_{1},
f_{2},..., f_{n} pueden compartir el mismo amplificador de radio
potencia 1. La potencia máxima disponible y compartible se determina
considerando una pluralidad de razones, por ejemplo la potencia del
amplificador de potencia 1. Por ejemplo, si se utiliza UNA MCPA de
cien vatios con diez portadoras, esto da lugar a diez vatios por
portadora, menos pérdidas y márgenes, si se utiliza una distribución
de potencia fija.
El principio MCPA según la invención proporciona
un sistema y un método para distribuir la potencia radio disponible
libremente entre portadoras dentro de un MCPA.
Se facilita una realización de la invención para
el GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles). La celda está
dimensionada para una potencia de salida máxima que constituye el
límite superior para cada portadora. Con referencia a la figura 2,
se recibe una petición de un canal para comunicación en el paso
201a. En otro caso se puede recibir una petición de canal de un
centro de conmutación móvil (MSC), que es la interface de la red
celular a la red telefónica pública conmutada (PSTN). El MSC
proporciona enrutamiento de llamadas de la red pública mediante un
controlador de estación base (BSC) y la estación base a una estación
móvil individual. Esta petición de canal MSC se representa con el
paso 201b en la figura 2. Una transferencia dentro de una celda o
entre dos celdas da origen a un tercer caso, que es una petición de
canal para una transferencia entrante, representada por el paso
201c.
Antes de la asignación de un canal de tráfico, se
pide una cantidad requerida de potencia de un "banco de
potencia" propiedad de una función, por ejemplo situado en el
BSC. Dicha función controla la cantidad total de potencia disponible
por intervalo de tiempo, de modo que el límite del MCPA nunca se
superará. Se puede pedir y asignar potencia del banco de potencia, y
cuando la potencia ya no se necesita, se puede liberar al banco de
potencia. En el paso 202 se pide un canal con potencia
suficiente.
Si la cantidad de potencia pedida está disponible
en un intervalo de tiempo, paso 203, la potencia se asigna y se
procederá al establecimiento de llamada. Cuando el canal es
capturado en el paso 204, la potencia se asigna en el paso 205.
Finalmente, se establece la conexión y se envía una respuesta
positiva a la entidad solicitante (el teléfono móvil, el MSC, u otra
celda) en el paso 206.
Si no hay disponible suficiente potencia, las
llamadas se tienen que redisponer dentro de la celda o entre celdas.
La posibilidad de redisponer llamadas dentro de la celda se verifica
en el paso 208. Después, si hay disponible potencia suficiente
dentro de la celda y si la cantidad de potencia pedida puede
satisfacerse liberando potencia de otro intervalo de tiempo dentro
de la celda, se lleva a cabo transferencia, y la cantidad requerida
de potencia es transferida entre los intervalos de tiempo en el
banco de potencia en el paso 209. Además, la potencia es asignada en
el paso 205, se establece la conexión, y se envía una respuesta
positiva a la entidad solicitante (el teléfono móvil, el MSC, u otra
celda) en el paso 206. Si no hay disponible potencia suficiente en
un intervalo de tiempo o si no es posible realizar la disposición de
llamadas dentro de la celda, se envía una respuesta negativa a la
entidad solicitante en el paso 210.
La figura 3 ilustra una terminación de llamada.
En el paso 301 se recibe una petición de liberación. El paso
siguiente 302 representa la liberación real de la conexión. Cuando
se libera la conexión, se libera la potencia asignada del canal
corriente al banco de potencia en el paso 303.
Un diagrama de flujo para supervisión de potencia
de llamada se ilustra en la figura 4. El sistema produce informes de
medición y se reciben en el sistema MCPA como una base para
redisposición de llamadas dentro de una celda o entre celdas para
obtener una distribución de potencia más eficiente. Por ejemplo, si
un usuario deambula por un edificio o baja a un valle, requiere más
potencia, que produce una petición de asignación de potencia del
BSC. Al contrario, si el usuario sale de un edificio o un valle,
puede reducir su cantidad de potencia asignada, lo que produce una
petición de liberación de potencia del BSC. Estos informes de
medición se reciben en el paso 401. En el paso 402 se analizan los
informes de medición, y si se necesita potencia, prosigue al paso
siguiente 403, y si no, se termina la función corriente. El sistema
pregunta en el paso 403 si hay suficiente potencia disponible, y si
es así, prosigue al paso 404, donde se asigna la potencia requerida.
Finalmente, la cantidad de potencia de la entidad solicitante se
incrementa en la potencia asignada.
Sin embargo, si no está disponible suficiente
potencia en el paso 403 el sistema prosigue al paso 406, donde si es
posible realizar una verificación, se lleva a cabo una redisposición
de llamadas dentro de la celda. Si la respuesta es sí, tiene lugar
una transferencia dentro de la celda en el paso 407, y si no, tiene
lugar una transferencia a otra celda en el paso 408.
Como se describe, primero se debe pedir, conceder
y asignar potencia en el nuevo intervalo de tiempo antes de que se
inicie la transferencia. La potencia asignada para el intervalo de
tiempo antiguo se liberará cuando se termine la transferencia. Ésta
deberá ser manejada por una función particular en el sistema.
Es posible que una llamada en curso no precise
toda la potencia, que se asignó en primer lugar, y por lo tanto,
parte de esta potencia se puede reducir para una llamada en curso.
La posible realización de dicha reducción se basa en los informes de
medición. La potencia se reduce primero y después se libera en el
banco de potencia. Una función particular también lo maneja.
La falta de radio potencia en un intervalo de
tiempo deberá conducir a transferencia intraceldas de llamadas a
intervalos de tiempo donde se puede asignar potencia suficiente. Es
importante que todas las llamadas dentro del intervalo de tiempo
sobrecargado sean analizadas. Se utiliza un algoritmo adecuado para
seleccionar qué llamadas transferir, donde se considera la cantidad
de potencia que hay que liberar en el intervalo de tiempo
sobrecargado y la cantidad de potencia que es probable que sea
aceptada en otros intervalos de tiempo.
Será evidente que la presente invención
proporciona un método y aparato mejorados para distribución de
potencia que logra diferente calidad de servicios para diferentes
distribuciones de posición de llamada dentro de una celda, donde se
obtiene una cobertura más grande para una cantidad particular de
potencia radio total, que satisface plenamente los objetivos y las
ventajas expuestos anteriormente. Aunque la invención se ha descrito
en unión con su realización específica, esta invención es
susceptible de realizaciones en formas diferentes, quedando
entendido que la presente descripción se ha de considerar una
ejemplificación de los principios de la invención y no pretende
limitar la invención a la realización específica ilustrada. Por
ejemplo, la invención es aplicable a sistemas CDMA.
Claims (11)
1. Un método para asignación de potencia entre
portadoras dentro de un Amplificador de Potencia de Portadoras
Múltiples (MCPA) dispuesto en una estación transceptora base (BTS)
utilizada en un sistema de telefonía móvil, donde una potencia radio
disponible se distribuye entre una pluralidad de portadoras,
caracterizado por los pasos de:
recibir una petición de establecer un canal para
una conexión de comunicación (201a, 201b, 201c);
pedir a un banco de potencia (202) una cantidad
requerida de potencia para establecer el canal, donde el banco de
potencia representa una cantidad máxima de potencia disponible en el
MCPA en base a intervalos de tiempo;
determinar si la cantidad requerida de potencia
está disponible (203) en el banco de potencia determinando si la
cantidad requerida de potencia está disponible en cualquiera de
varios intervalos de tiempo,
si la cantidad requerida de potencia no está
disponible (203) en el banco de potencia,
- determinar si es posible realizar una transferencia de un canal establecido entre dichos intervalos de tiempo para liberar y hacer disponible dicha cantidad requerida de potencia en un intervalo de tiempo (208) y si es así;
- realizar dicha transferencia entre los intervalos de tiempo (209), donde se realizan la liberación y la asignación de potencia correspondientes en el banco de potencia para los intervalos de tiempo implicados;
si la cantidad requerida de potencia está
disponible (203) en el banco de potencia
- asignar la potencia requerida (204, 205) del banco de potencia al canal; y
- establecer el canal (206) usando la potencia de canal asignada.
2. Un método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema móvil utiliza TDMA.
3. Un método según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado por los pasos adicionales de:
recibir una petición de liberar una conexión
(301);
liberar la conexión (302); y
liberar potencia asignada (303) al banco de
potencia.
4. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por los pasos
adicionales de:
recibir informes de medición (401), incluyendo
mediciones de potencia para conexiones establecidas;
determinar si se necesita potencia adicional para
el canal (402) y, si es así, determinar si la potencia adicional
está disponible para el canal (403) en el banco de potencia y, si es
así, asignar la potencia adicional para el canal (404); y
aumentar la potencia (405) para el canal en la
potencia asignada.
5. Un método según la reivindicación 4,
caracterizado porque el paso de determinar si está disponible
potencia adicional en el banco de potencia incluye además los pasos
de:
determinar si la potencia adicional está
disponible en cualquiera de varios intervalos de tiempo (403) y, si
no es así,
determinar si es posible realizar una
transferencia de un canal establecido entre intervalos de tiempo
para liberar y hacer disponible dicha potencia adicional en un
intervalo de tiempo (406), y si es así,
realizar una transferencia entre dichos
intervalos de tiempo (407), donde se realizan la liberación y la
asignación de potencia correspondientes en el banco de potencia para
los intervalos de tiempo
implicados.
implicados.
6. Un método según la reivindicación 4,
caracterizado porque si dicha potencia adicional no está
disponible para el canal en el banco de potencia, se realiza una
transferencia a otra celda.
7. Un aparato Amplificador de Potencia de
Portadoras Múltiples (MCPA) de radiofrecuencia dispuesto en una
estación transceptora base (BTS), utilizado en un sistema de
telefonía móvil, para distribución de una potencia radio disponible
entre una pluralidad de portadoras, caracterizado porque
incluye:
medios para recibir una petición de establecer un
canal para una conexión de comunicación;
medios para pedir una cantidad requerida de
potencia a un banco de potencia para establecer el canal, donde el
banco de potencia representa una cantidad máxima de potencia
disponible en el MCPA en base a intervalos de tiempo;
medios para determinar si la cantidad requerida
de potencia está disponible en el banco de potencia para establecer
el canal, incluyendo medios para determinar si la cantidad requerida
de potencia está disponible en alguno de varios intervalos de
tiempo;
medios para determinar si es posible realizar una
transferencia de un canal establecido entre dichos intervalos de
tiempo para liberar y hacer disponible dicha cantidad requerida de
potencia en un intervalo de tiempo cuando se determina que la
cantidad requerida de potencia no está disponible en ninguno de
varios intervalos de tiempo; y
medios para llevar a cabo dicha transferencia
entre los intervalos de tiempo cuando se determina que es posible
realizar una transferencia para liberar y hacer disponible dicha
cantidad requerida de potencia, donde se realizan la liberación y la
asignación de potencia correspondientes a y del banco de potencia
para los intervalos de tiempo implicados;
medios para asignar la potencia requerida del
banco de potencia al canal; y
medios para establecer el canal usando la
potencia de canal asignada.
8. el aparato según la reivindicación 7,
caracterizado porque incluye:
medios para recibir una petición de liberación de
un canal;
medios para liberar la conexión; y
medios para liberar potencia asignada al banco de
potencia.
9. El aparato según la reivindicación 7 o 8,
caracterizado porque incluye:
medios para recibir informes de medición, donde
dichos informes incluyen mediciones de potencia para conexiones
establecidas;
medios para determinar si se necesita potencia
adicional para un canal;
medios para determinar si la potencia adicional
está disponible para un canal en el banco de potencia;
medios para asignar la potencia adicional para el
canal; y
medios para incrementar la potencia para el canal
en la potencia asignada.
10. El aparato según la reivindicación 9,
caracterizado porque incluye:
medios para determinar si la potencia adicional
está disponible en alguno de varios intervalos de tiempo, y
medios para determinar si es posible realizar una
transferencia de una conexión establecida entre intervalos de tiempo
para liberar y hacer disponible dicha potencia adicional en un
intervalo de tiempo, y
medios para llevar a cabo una transferencia entre
dichos intervalos de tiempo, donde se realizan la liberación y
asignación de potencia correspondientes en el banco de potencia para
los intervalos de tiempo implicados.
11. El aparato según la reivindicación 10,
caracterizado porque incluye:
medios para llevar a cabo una transferencia a una
celda distinta de una celda asociada con dichos intervalos de tiempo
cuando no está disponible potencia adicional en el banco de
potencia.
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