ES2270605T3 - Metodo de comunicacion de datos usando señales de radio y aparato de comunicaciones por radio. - Google Patents
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Abstract
Método de comunicación de datos usando señales de radio transmitidas entre una estación (MS) móvil y una pluralidad de estaciones (BS) de base, comprendiendo dicho método las etapas de - transmitir señales de radio usando primeros recursos de comunicaciones entre dicha estación móvil y una primera de dichas estaciones de base; - detectar cuándo dicha estación móvil ha entrado en una región de transferencia, en la que la comunicación a través de dichas señales de radio podría efectuarse de manera más eficaz a través de al menos una estación de base diferente; - asignar recursos de comunicaciones adicionales asociados a dicha al menos una estación de base diferente; caracterizado por comunicar dichos datos a una de dicha primera o dicha al menos una estación de base diferente, usando uno de dichos primeros o dichos recursos de comunicaciones adicionales asignados, mientras dicha estación móvil está en dicha región de transferencia de conexión continua, proporcionando de este modo una comunicación ininterrumpida de dichos datos a medida que dicha estación móvil se desplaza con respecto a dichas estaciones de base mientras se minimiza la interferencia a otras comunicaciones por radio.
Description
Método de comunicación de datos usando señales
de radio y aparato de comunicaciones por radio.
La presente invención se refiere a métodos de
comunicación de datos usando señales de radio transmitidas entre una
estación móvil y una pluralidad de estaciones de base. Además, la
presente invención se refiere a aparatos de comunicaciones por radio
que funcionan para comunicar datos a través de señales de radio
entre una estación móvil y una pluralidad de estaciones de base.
Los sistemas de comunicaciones por radio móviles
se disponen para comunicar datos usando señales de radio
transmitidas entre estaciones móviles y una pluralidad de estaciones
de base. Las estaciones de base del sistema de radio móvil están
interconectadas para formar una red de radio móvil. Los recursos de
comunicaciones por radio tales como partes del espectro de
radiofrecuencia se asignan a las estaciones de base de tal modo que
las estaciones móviles pueden comunicar datos de manera simultánea,
usando estos recursos de comunicaciones asignados desde cualquier
sitio dentro de un área de cobertura de radio proporcionada por la
red de radio móvil.
Asociada con cada estación de base del sistema
de radio móvil existe un área geográfica dentro de la cual una
estación móvil puede efectuar una comunicación a través de señales
de radio con la estación de base, preferiblemente a cualquier otra
estación de base. Esta área geográfica se conoce como célula.
Juntas, las células proporcionadas por las estaciones de base de la
red de radio móvil crean el área de cobertura de radio con el fin de
que los móviles puedan indicar su posición ("roam") dentro del
área de cobertura, mientras se disfruta de la posibilidad de
comunicar señales de radio a través de los recursos de
comunicaciones por radio asignados.
Para optimizar el uso de los recursos de
comunicaciones, pueden asignarse los mismos recursos a cada una de
un conjunto de estaciones de base dispuestas por toda la red con el
resultado de que se reutilizan estos recursos de comunicaciones,
facilitando así una mejora en una serie de canales de comunicaciones
que pueden soportarse de manera simultánea por un sistema de radio
móvil. Los recursos de comunicaciones pueden ser cosas tales como
señales portadoras de radiofrecuencia, ranuras temporales, o en el
caso de acceso múltiple de división de código, códigos de
dispersión.
Las redes de radio móviles se dotan de medios
mediante los cuales las estaciones móviles pueden cambiar la
afiliación con las estaciones de base de la red a medida que las
estaciones móviles se mueven por todo el área de cobertura de radio,
con el resultado de que las señales de radio se comunican con
diferentes estaciones de base según cuál de las estaciones de base
proporciona, en cualquier momento, las condiciones de radio más
eficaces para la comunicación de señales de radio. Normalmente, esto
ocurre mientras una estación móvil está más próxima a una de las
estaciones de base que cualquier otra de las estaciones de base, y
que, por tanto, las condiciones de propagación para las señales de
radio entre esta estación de base y la estación móvil proporcionen
la menor pérdida de trayecto más baja.
Para proporcionar una comunicación
ininterrumpida de datos a medida que las estaciones móviles se
mueven dentro de la red de radio móvil, cambiando la afiliación con
las estaciones de base, el sistema de radio móvil se dota con medios
para comunicar datos usando las diferentes estaciones de base según
el cambio de afiliación de la estación móvil de una estación de base
a otra. Este cambio de afiliación se conoce como traspaso
("hand-over") o transferencia
("hand-off") que será el término utilizado en
lo sucesivo en el presente documento.
En el caso de sistemas de radio móviles de
segunda generación se dispone una estación móvil que se comunica con
una primera estación de base para transferir comunicación a una
estación de base posterior que ofrece condiciones más eficaces para
comunicar señales de radio estableciendo un canal de comunicaciones
en una estación de base posterior que según un patrón de
reutilización de frecuencia estará en una frecuencia de la portadora
y ranura temporal diferentes al canal de comunicaciones usado para
la primera estación de base.
En sistemas de radio móviles de tercera
generación, un probable candidato para el esquema de acceso múltiple
es un acceso múltiple por división de código (CDMA). Los esquemas de
acceso múltiple CDMA se caracterizan porque los datos se combinan de
alguna manera con una secuencia o código de dispersión, y después se
disponen para modular una señal portadora de radiofrecuencia con el
fin de que un receptor de la señal pueda detectar y regenerar los
datos mediante combinación de las señales recibidas con el código de
dispersión que el receptor conoce. Usando el código de dispersión,
las señales de radio pueden transmitirse de manera simultánea con
el fin de que la capacidad, en términos de una serie de canales de
comunicaciones que pueden soportarse de manera simultánea usando el
sistema de tercera generación, sea sustancialmente superior a la que
puede lograrse con un sistema de radio móvil de segunda
generación.
generación.
Aunque los sistemas de CDMA se disponen para
comunicar datos usando señales de radio transmitidas de manera
simultánea con otras señales de radio no deseadas, puede que no se
recuperen los datos en un caso en el que estén presentes demasiadas
señales de radio no deseadas en el receptor, o en otras palabras, en
el que la potencia de las señales recibidas no deseadas sea superior
a un límite predeterminado con respecto a la potencia de la señal de
radio deseada. Con ese fin se limitan las interferencias en tales
sistemas CDMA.
Otra característica del CDMA es que las señales
de radio transmitidas tienen un ancho de banda aumentado. Como
resultado, es improbable que los sistemas de radio móviles de
tercera general se dispongan para reutilizar frecuencias de la
portadora, de modo que se usará la misma frecuencia por toda la red
de radio móvil. Sin embargo, tales sistemas se dispondrán para
reutilizar códigos de dispersión.
Como ocurre con los sistemas de radio móviles
conocidos, una estación móvil debe disponerse para cambiar su
afiliación entre las estaciones de base a medida que la estación
móvil se mueve dentro del área de cobertura de radio proporcionada
por el sistema. Como tal existe un problema técnico para
proporcionar comunicaciones de datos sustancialmente ininterrumpidas
a medida que la estación móvil se desplaza dentro de una red de
radio móvil en la que las estaciones de base se dotan con recursos
de comunicaciones que incluyen superposición o partes comunes del
espectro de radiofrecuencia.
El documento
US-A-5 483 668 resuelve este
problema para una red basada en TDMA asignando diferentes recursos
de radio o diferentes ranuras temporales a los enlaces de
comunicación entre la estación móvil y las estaciones de base. A los
enlaces se envían señales de comunicación de manera simultánea para
proporcionar una transferencia de conexión continua ("soft
hand-off"). Sin embargo, en un sistema de CDMA,
esta solución presenta la desventaja de que se procesa la
interferencia global para reconstruir la señal original.
El objeto se trata generalmente detectando
cuándo la estación móvil ha entrado en una región de transferencia,
en la que podría cambiar la afiliación a una estación de base
diferente, y reservando recursos de comunicaciones en cada estación
de base a la cual puede volver a afiliarse el móvil, y comunicando
datos usando uno de los recursos de comunicaciones reservados.
Según la presente invención, se proporciona un
método de comunicación de datos usando señales de radio transmitidas
entre una estación móvil y una pluralidad de estaciones de base,
comprendiendo el método las etapas de; transmitir señales de radio
usando primeros recursos de comunicaciones entre la estación móvil y
una primera de las estaciones de base; detectar cuándo la estación
móvil ha entrado en una región de transferencia, en la que la
comunicación a través de señales de radio podría efectuarse de
manera más eficaz a través de al menos una estación de base
diferente; asignar recursos de comunicaciones adicionales asociados
a la al menos una estación de base diferente; y comunicar los datos
a una de las primeras o la al menos una estación de base diferente,
usando uno de los primeros o los recursos de comunicaciones
adicionales asignados, mientras la estación móvil está en la región
de transferencia de conexión continua.
Mediante la disposición para que el sistema de
radio móvil detecte cuándo la estación móvil se ha desplazado hacia
un área en la que las comunicaciones por radio podrían efectuarse de
manera más eficaz a través de al menos una estación de base
diferente, y la asignación de recursos de comunicaciones asociados a
cada una de las estaciones de base diferentes, y comunicando sólo
datos usando uno de los primeros o los recursos de comunicaciones
por radio reservados, se efectúa una transferencia de la
comunicación de datos entre la primera a las estaciones de base
diferentes sin aumentar una cantidad de interferencia experimentada
por otras estaciones de base y estaciones móviles del sistema.
Por tanto, comunicando sólo datos usando uno de
los recursos de comunicaciones asignados desde una de las primeras o
de las estaciones de base diferentes, la transferencia puede
efectuarse sin aumentar la interferencia a las otras estaciones de
base y estaciones móviles.
El método puede incluir además las etapas de;
detectar cuándo la comunicación puede efectuarse de manera más
eficaz a través de o bien la primera o la al menos una estación de
base diferente; transmitir señales de radio usando o bien los
primeros o los recursos de comunicaciones adicionales asignados
asociados a la primera o la al menos una estación de base diferente;
y liberar el otro de los primeros o los recursos de comunicaciones
adicionales asignados.
La al menos una estación de base diferente puede
ser una pluralidad de estaciones de base diferentes, y la etapa de
asignar recursos de comunicaciones adicionales asignados comprende
asignar a cada una de las estaciones de base diferentes los recursos
de comunicaciones adicionales.
La etapa de detectar cuándo la comunicación
puede efectuarse de una manera más eficaz a través de la primera o
la al menos una estación de base diferente, comprende detectar cuál
de la pluralidad de estaciones de base diferentes o la primera
estación de base proporciona el canal de comunicaciones por radio
más eficaz para efectuar la comunicación de los datos.
El término recursos de comunicaciones tal como
se utiliza en el presente documento se refiere a e incluye cualquier
recurso físico tal como secuencia de entrenamiento, código de
dispersión, frecuencia o tiempo que pueda usarse para comunicar
datos usando señales de radio como parte de un sistema de radio
móvil. Un esquema de acceso múltiple usado por el sistema de radio
móvil puede ser un esquema de acceso múltiple por división de código
- división de tiempo (TD-CDMA). Los recursos de
comunicaciones asignados a la estación móvil pueden ser un código de
dispersión de una familia de códigos de dispersión o una secuencia
de entrenamiento de una familia de secuencias de entrenamiento.
El término de región de transferencia
("hand-off region") se refiere a una situación
en la que una estación móvil encuentra condiciones de propagación
por radio más favorables con una estación de base con la que no está
afiliada que con la estación de base con la que actualmente está
afiliada. Esto puede ocurrir, pero puede no sólo ocurrir, cuando la
estación móvil está en la región del límite de la célula asociada a
la estación de base.
Según un aspecto de la presente invención se
proporciona un aparato de comunicaciones por radio que comprende,
una estación móvil y una pluralidad de estaciones de base, teniendo
cada una de las estaciones móviles y la pluralidad de las estaciones
de base un transmisor y un receptor acoplados a un controlador,
estando dispuesto el receptor en al menos una de las estaciones
móviles y la pluralidad de las estaciones de base para detectar
señales de radio transmitidas por el transmisor del otro de la
estación móvil y las estaciones de base, funcionando el controlador
en al menos una de las estaciones móviles y las estaciones de base
para detectar cuándo la estación móvil ha entrado en una región de
transferencia, en la que la comunicación a través de señales de
radio podría efectuarse de una manera más eficaz a través de al
menos una estación de base diferente en lugar de una primera
estación de base que usa los primeros recursos de comunicaciones
asignados, para asignar recursos de comunicaciones adicionales para
su uso en la transmisión de señales de radio entre la estación móvil
y la al menos un estación de base diferente, y para comunicar los
datos a una de las primeras o la al menos una de las estaciones de
base diferentes, usando uno de los primeros o los recursos de
comunicaciones asignados adicionales, mientras la estación móvil
está en la región de transferencia de conexión continua,
proporcionando así una comunicación de datos sustancialmente
ininterrumpida a medida que la estación móvil se desplaza con
respecto a las estaciones de base, mientras se minimizan las
interferencias a otras comunicaciones por radio.
A continuación se describirá una realización de
la presente invención, únicamente a modo de ejemplo, haciendo
referencia a los dibujos adjuntos en los que;
la figura 1 es un diagrama de bloques
esquemático de un sistema de comunicaciones por radio móvil;
la figura 2 es un diagrama de bloques
esquemático de una estación de base y una estación móvil que
aparecen en la red de comunicaciones móvil mostrada en la figura
1;
la figura 3 es una representación de un patrón
de reutilización asociado a códigos de asignación de una familia de
códigos entre las estaciones de base de la red;
la figura 4 es una representación de las tres
estaciones de base que ilustran un proceso en el que una estación
móvil vuelve a afiliarse desde una estación de base a otra;
la figura 5 es una ilustración de la tres
estaciones de base mostradas en la figura 4 que ilustra un proceso
para cambiar el avance de tiempo;
la figura 6 es un diagrama que ilustra las tres
células mostradas en las figuras 4 y 5 con estaciones de base
asociadas y estaciones móviles en un proceso de volver a
afiliarse;
la figura 7 es una tabla que ilustra una
asignación de recursos de comunicaciones asociados a una célula
mostrada en la figura 6;
la figura 8 es una tabla que ilustra una
asignación de recursos de comunicaciones asociados a otra célula de
la figura 6; y
la figura 9 es una tabla que ilustra una
asignación de recursos de comunicaciones asociados a una célula
adicional de la figura 6.
Se describirá un ejemplo de realización de la
presente invención haciendo referencia a un sistema de radioteléfono
móvil que funciona según un sistema de acceso múltiple por división
de código - por división de tiempo (TD-CDMA). Sin
embargo, tal como resultará evidente a partir de la siguiente
descripción de la realización de ejemplo, la invención encuentra
aplicación en los sistemas de comunicaciones por radio móviles con
otros esquemas de acceso múltiple y técnicas de modulación.
En la figura 1 se muestra una ilustración de una
parte de un sistema de radio móvil. En la figura 1 se muestran tres
estaciones BS de base que han de interconectarse a través de una
infraestructura de red móvil, NET. Los datos se comunican entre
estaciones MS móviles y las estaciones BS de base, transmitiendo y
recibiendo señales 1 de radio, entre las estaciones BS de base y las
estaciones MS móviles que funcionan dentro de un área de cobertura
de radio efectuada por cada una de las estaciones de base. El área
de cobertura de radio se muestra ilustrada como una línea 2 de
puntos, y sirve para indicar un límite dentro del cual las
comunicaciones por radio pueden efectuarse con las estaciones MS
móviles. En la presente realización ilustrativa las estaciones MS
móviles se comunican con las estaciones BS de base según un sistema
de TD-CDMA. Una explicación más detallada de cómo se
comunican los datos usando un sistema de CDMA de por división de
tiempo se proporciona en un artículo titulado "Performance of a
Cellular Hybrid C-TDMA Mobile Radio System Applying
Joint Detection and Coherent Receiver Antenna Diversity" por G.
Blanz, A. Klein, M. Na\betahan y A. Steil publicado en IEEE
Journal on Selected Areas in Communications, volumen 12, número 4,
mayo de 1994 en la página 568, cuyo contenido se incorpora en el
presente documento a modo de referencia. Sin embargo, para la
presente explicación debe considerarse que las comunicaciones que
usan sistemas de TD-CDMA se caracterizan porque las
señales portadoras de radiofrecuencia a través de las que se efectúa
la comunicación de datos se dividen en una pluralidad de ranuras
temporales. Cada uno de estas ranuras temporales se asigna a una
pluralidad de estaciones móviles que funcionan para comunicar
señales de radio en la ranura temporal. Con el fin de separar los
datos comunicados por la pluralidad de móviles asignados a la misma
ranura temporal, cada móvil está dotado de un código de usuario
específico enrollado en los datos que han de comunicarse. Un
receptor de las señales de radio funciona para separar los datos
comunicados por otras estaciones MS móviles de manera simultánea.
Tal como se apreciará, se efectúa una disposición similar para los
datos comunicados desde las estaciones de base a las estaciones
móviles.
Con el fin de proporcionar un medio mediante el
que pueda efectuarse una comunicación de datos sustancialmente
ininterrumpida, mientras las estaciones móviles se desplazan por
toda la red de radio móvil, las estaciones móviles y las estaciones
de base de la red de radio móvil están dotadas de un aparato de
comunicaciones por radio, que incluye un medio para efectuar un
proceso mediante el cual las estaciones móviles cambian la
afiliación desde una estación de base a una estación de base
diferente, que en la siguiente descripción se conoce como
transferencia de conexión continua. La figura 2 muestra un ejemplo
del aparato de comunicaciones.
La figura 2 proporciona un diagrama de bloques
esquemático de una estación BS de base, y una estación MS móvil, que
se muestran en la figura 1, y así las partes comunes a las figuras 1
y 2 tienen designaciones idénticas. En la figura 2, se muestra una
estación BS de base que incluye al menos una antena 4 de transmisión
y al menos una antena 6 de recepción. La antena de transmisión está
acoplada a un transmisor 8, y la antena 6 de recepción está acoplada
a un receptor 10. Acoplado tanto al transmisor como al receptor se
encuentra un controlador 12. Igualmente, conectado al controlador 12
se encuentra un reloj 14. La estación BS de base está conectada a un
controlador 16 adicional a través de un conductor 18. El controlador
16 adicional forma parte de la infraestructura de red de
comunicaciones adicional, NET. Otras estaciones de base están
acopladas al controlador 16 adicional, en la infraestructura de red,
NET, a través de conductores 20, 26 adicionales. Por tanto, la
estación de base es un ejemplo de las estaciones de base ilustradas
en la figura 1. En la figura 2 también se muestra una estación MS
móvil, que tiene una antena 22 de transmisión, acoplada a un
transmisor 24. La estación MS móvil incluye además una antena 26 de
recepción acoplada a un receptor 28. Tanto el transmisor 24 como el
receptor 28 están acoplados a un controlador 30 de estación móvil.
Acoplado también al controlador 30 de estación móvil se encuentra un
reloj 32.
El sistema de radio móvil ilustrado en las
figuras 1 y 2 se caracteriza porque con un esquema de acceso
múltiple que funciona según un acceso múltiple por división de
código - por división de tiempo (TD-CDMA), no se
efectúa ninguna reutilización de frecuencias porque el tamaño de
conglomeración de las células en el patrón de reutilización de
frecuencias es uno. Sin embargo, dado que a las estaciones móviles
se le asignarán códigos de dispersión de una familia de códigos de
dispersión, se efectuará la reutilización de recursos de
comunicaciones asignando el mismo código de la familia de códigos a
estaciones de base diferentes en la red y adicionalmente secuencias
de entrenamiento diferentes de una familia de secuencias de
entrenamiento a las estaciones de base diferentes en el sistema.
Según una reutilización de recursos de comunicaciones efectuada por
el sistema de radio móvil, las estaciones de base a las que se
asigna el mismo código de dispersión o secuencia de entrenamiento
están dispuestas para estar separadas en distancia con el fin de
reducir en la medida de lo posible la interferencia mutua causada
por señales de radio transmitidas simultáneamente usando el mismo
código o las mismas secuencias de entrenamiento, como resultado de
una pérdida de trayecto sufrida por las señales. Esto sirve para
producir una reutilización de códigos con el fin de asignar los
mismos códigos a estaciones de base diferentes para formar un patrón
de reutilización de códigos. Esto aumenta la utilización de recursos
de comunicaciones, amentando así correspondientemente la capacidad
de la red de radio móvil.
La figura 3 muestra un ejemplo de un patrón de
reutilización de códigos. En la figura 3 cada a una de las células
34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, que forma una conglomeración de células
4, se le asignan códigos de dispersión diferentes de una familia de
códigos de CDMA. Además a estas células también pueden asignarse
secuencias de entrenamiento diferentes de la familia de secuencias
de entrenamiento diferentes. Sin embargo, a partir de entonces a
otras células en el sistema se les asignan los mismos códigos de
dispersión de CDMA con el fin de repetir el patrón 48 de
conglomerado en otras células por toda la red de radio móvil. Por
tanto, tal como ilustra la figura 3, a la conglomeración 48' y 48''
se le han asignado los mismos códigos según el mismo patrón de
reutilización de códigos. Como ejemplo de un sistema de
TD-CDMA, la familia de códigos tiene ocho códigos de
CDMA con ocho secuencias de entrenamiento que se incluyen en una
secuencia de referencia (mid-amble) de las señales
de radio. Además, la trama de la frecuencia de la portadora se
divide en 8 ranuras temporales. Como tales hay sesenta y cuatro (8 x
8 = 64) recursos de comunicaciones disponibles por frecuencia de la
portadora para asignar para comunicaciones de enlace ascendente, que
es del móvil a la estación de base, y de enlace descendente, que es
de la estación de base a la estación móvil.
A continuación se describirá un proceso de
reasignación o cambio de afiliación de una estación móvil entre
estaciones de base diferentes del sistema según la presente
invención con referencia al sistema de radio móvil descrito
anteriormente en el presente documento. Tal como se apreciará los
recursos de comunicaciones asignados a las estaciones móviles para
efectuar una comunicación de datos, representan las ranuras
temporales de la frecuencia de la portadora y también los códigos de
dispersión y las secuencias portadoras usadas para efectuar una
comunicación usando un sistema de TD-CDMA. El
proceso de reafiliar una estación móvil desde una estación de base a
otra se ilustra en el diagrama mostrado en la figura 4, en el que
las partes que también aparecen en las figuras 1, 2, y 3, tienen
designaciones numéricas idénticas.
En la figura 4 se muestran tres células
designadas con 34, 36, 38. La figura 4 también muestra tres puntos
a, b y c que indican ubicaciones particulares por las que pasa una
estación móvil a medida que se desplaza desde la célula 34 a la
célula 36 por el trayecto 50. El trayecto 50 ilustra la ubicación de
la estación móvil a medida que se desplaza desde el área de
cobertura proporcionada por la célula 34, al área de cobertura
proporcionada por la célula 36. Así la estación móvil se dispone
para reafiliarse desde la estación 52 de base, servida por la célula
34 a la estación 54 de base, servida por la célula 36. La
transmisión de señales de radio entre la estación móvil y la
estación de base se dispone para efectuarse a través del trayecto de
comunicaciones por radio más eficaz, que puede corresponder aquel
trayecto que tiene la menor pérdida de trayecto de señales de radio.
De esta manera, las señales de radio, transmitidas por la estaciones
móviles, dispuestas para llegar a la estación de base con
sustancialmente la misma potencia, se generarán con una potencia
menor reduciendo de este modo la interferencia con otras estaciones
móviles y estaciones de base. Así, la estación móvil se dispone para
usar recursos de comunicaciones en el enlace ascendente en una
célula asociada a una estación de base que proporciona, en cualquier
momento, el canal de radio más eficaz para efectuar comunicaciones
de datos. Con este fin, la estación móvil puede disponerse para
detectar una señal piloto transmitida por cada una de las estaciones
52, 54, 56, de base, y para medir una característica de la señal
piloto tal como la intensidad de la señal, y para comparar la
característica medida con un umbral \alpha predeterminado. Así, a
media que la estación móvil se desplaza desde la célula 34, por el
trayecto 50 en el punto a, la estación móvil disfruta de la menor
pérdida de trayecto para señales de radio comunicadas con
comunicaciones por radio con la estación 52 de base en la célula 34.
Como tales, los recursos de comunicaciones por radio usados por la
estación móvil tanto en el enlace ascendente como en el enlace
descendente serán un ranura temporal particular y un código de
dispersión particular asignados por la estación 52 de base. A medida
que la estación móvil alcanza el punto b, la estación de base o la
estación móvil pueden detectar que la estación móvil se ha
desplazado a una región de transferencia en la que las
comunicaciones por radio pueden efectuarse de una manera más eficaz
o bien por las estaciones 54 de base asociadas a la célula 36 o bien
por la estación 56 de base asociada a la célula 38. Esto se
determina comparando la característica medida, tal como la
intensidad de señal de las señales piloto transmitidas por cada una
de las estaciones de base, con un umbral \alpha. A Cuando se
alcanza el umbral, en el que las señales transmitidas por la
estación 52 de base están por debajo del umbral, la estación móvil
detecta que actualmente está en la región de transferencia. A partir
de los valores medidos de las señales piloto transmitidas por las
estaciones 54 y 56 de base, la estación móvil puede determinar si
podría ser más apropiado reafiliarse a cualquiera de la estación 54
de base y la estación 56 de base. En este caso, los recursos de
comunicaciones se asignan a la estación móvil desde la estación 54
de base y la estación 56 de base. Esto representa una asignación de
una ranura temporal y un código de dispersión, y una secuencia de
entrenamiento para su uso en señales de TD-CDMA de
comunicación en la célula 34 o célula 36. A medida que la estación
móvil alcanza el punto c, la estación de base puede determinar que
la comunicación de datos a través de señales de radio se efectuaría
de manera más eficaz a través de los recursos de comunicaciones
asociados a la estación 54 de base. Esto puede detectarse comparando
la intensidad de señal de la señal piloto con respecto a un segundo
umbral \beta y cuando se alcanza este umbral en el que la
intensidad de la señal piloto es superior a \beta, el móvil
efectúa la transferencia de conexión continua porque la comunicación
se efectúa en este momento con los recursos de comunicaciones
asignados desde la estación 54 de base asociada a la célula 36.
Alternativamente, la estación móvil puede
determinar si la comunicación de datos a través de señales de radio
sería más efectiva de una manera eficaz a través de la estación 54
de base que de la estación 52 de base, comparando la intensidad de
señal de la señales piloto, o en otras palabras, la pérdida de
trayecto con respecto a las estaciones 54 y 52 de base y, cuando la
diferencia de pérdida de trayecto es superior a un umbral \beta,
la estación móvil debe efectuar una transferencia de conexión
continua porque se termina la comunicación a través de los recursos
de comunicaciones asignados desde la estación 52 de base y se
continúa a través de la estación 54 de base. Tal como se apreciará
según este proceso, la estación móvil puede volver a la célula 34 en
efecto abandonando la región de transferencia de conexión continua,
que se detecta al hallar que la pérdida de trayecto respecto a la
estación 52 de base es inferior a un umbral \beta a la pérdida de
trayecto respecto a la estación 54 de base.
Tal como se apreciará, la determinación de cuál
de las estaciones de base proporciona las condiciones de
comunicaciones por radio más eficaces puede efectuarse de una serie
de maneras diferentes. En la realización de ejemplo de la invención,
esto se consigue midiendo una característica de la señal piloto
transmitida por cada estación de base. La característica medida
puede incluir, por ejemplo, la intensidad de la señal recibida, la
pérdida de trayecto sufrida por la señal piloto durante la
transmisión entre la estación de base y la estación móvil, el
retardo de propagación sufrido por las señales piloto, y la calidad
de los datos transferidos por las señales piloto.
Una vez que la estación móvil ha abandonado la
región de transferencia de conexión continua, se desasignan los
recursos de comunicaciones no usados en ninguna estación de base,
que tiene recursos de comunicaciones reservados para la estación
móvil, y que por tanto son libres para ser asignados a otra estación
móvil. Tal como se apreciará, la estación móvil puede detectar y
determinar la pérdida de trayecto asociada a varias estaciones de
base, es decir, la estación 56 y la 54 de base, y determinar,
después de que la estación 56 y 54 de base hayan asignado los
recursos de comunicaciones a la estación móvil, cuál de los recursos
de comunicaciones asociados con las estaciones 54, 56 de base
continuará comunicando.
Como una alternativa para determinar si la
estación móvil ha abandonado la región de transferencia, y se ha
afiliado a una estación de base diferente, cualquiera de las
estaciones de base implicadas en el proceso de transferencia puede
detectar si la estación móvil se ha afiliado a una estación de base
diferente, midiendo un tiempo durante el que no se han recibido
comunicaciones. Cuando este tiempo supera un umbral \tau
predeterminado, entonces los recursos reservados o asignados a la
estación móvil se liberan.
Un receptor que funciona para detectar y
recuperar datos representados como señales de
TD-CDMA realiza esto valorando cada una de las
señales transmitidas simultáneamente en la ranura temporal y
cancelando estas señales no deseadas de la señal detectada deseada.
Como tal, una consecuencia de asignar recursos de comunicaciones a
un móvil es, en efecto, asignar una ranura temporal, código de
dispersión y secuencia de entrenamiento al móvil. Por tanto, el
código de dispersión y la secuencia de entrenamiento se incorporan
en un proceso de detección de TD-CDMA en la estación
de base de si los datos se están comunicando actualmente usando o no
estos recursos. Por tanto, el receptor en la estación de base puede
detectar si la estación móvil ha transmitido o no datos, y por
tanto, si la estación móvil se ha afiliado a sí misma a esta
estación de base en el proceso de transferencia.
Tal como apreciarán los expertos en la técnica,
el proceso de reafiliación a través del proceso de transferencia de
conexión continua mencionado anteriormente puede controlarse bien
por la estación MS móvil o bien por la estación BS de base. La
primera se conoce como transferencia iniciada por móvil, mientras
que la última se conoce como transferencia iniciada por estación de
base. En el primer caso, las características de las señales piloto
se miden en la estación móvil, que determina si se encuentra en la
región de transferencia y la estación de base a la que debe
reafiliarse. En el último caso, sin embargo, las características de
la señal piloto se miden por la estación móvil y luego se comunican
a al menos una de las estaciones de base de la red, y que pueden
enviarse a una función de control en la infraestructura de red. Así,
esta función de control determina a cuál de las estaciones de base
debería reafiliarse la estación móvil y, en efecto, controla el
proceso de transferencia.
La comunicación de datos en el enlace
descendente, durante el proceso de transferencia, puede efectuarse
usando cualquiera de las siguientes posibilidades:
1. Cada estación de base que se ha identificado
como candidata con la que puede reafiliarse la estación móvil, y que
tiene recursos de comunicaciones reservados, usa estos recursos en
el enlace descendente para comunicar los mismos datos, lo que se
combina de alguna manera por la estación móvil. Por ejemplo, la
estación móvil puede detectar cada versión de la señales de radio y
combinar los datos o sólo detectar una versión de la señales de
radio transmitidas por una de las estaciones de base candidatas.
2. Sólo la estación de base, que actualmente
está recibiendo datos en el enlace ascendente desde la estación
móvil se dispone para transmitir señales de radio en el enlace
descendente a la estación móvil.
3. En un caso en el que la estación móvil no
esté transmitiendo datos continuamente en el enlace ascendente, pero
esté transmitiendo paquetes de datos de una manera discontinua, la
estación móvil no formará una conexión constante con ninguna de las
estaciones de base, pero transmitirá paquetes de datos a una
estación de base con la que actualmente esté afiliada. Por tanto, la
comunicación de enlace descendente se realizará desde la estación de
base, a la que la estación móvil indica que se encuentra en un
estado para recibir datos en el enlace descendente.
Tal como se apreciará por los expertos en la
técnica, para que la estación móvil transmita una ráfaga de señales
de radio con el fin de que la ráfaga alcance la estación de base en
una ranura temporal particular, la estación móvil debe avanzar un
tiempo de transmisión de la ráfaga según un retardo en la
propagación entre la estación móvil y la estación de base. Un método
para realizar esto es transmitir señales de radio de acceso
aleatorio a cada estación de base diferente posible con la que una
estación móvil podría reafiliarse en una ranura temporal
predeterminada. Entonces la estación móvil recibe una medición del
tiempo de propagación, es decir, el tiempo que tardaron las señales
de radio de acceso para desplazarse entre la estación móvil y la
estación de base. De manera correspondiente, la estación móvil hace
avanzar entonces en el tiempo la transmisión de la ráfaga de las
señales de radio de modo que la ráfaga de señales de radio llega a
la estación de base en una ranura temporal deseada.
Alternativamente, si las estaciones de base en
la red están sincronizadas, no se requiere la transmisión de señales
de radio de acceso por la estación móvil a cada estación de base
diferente a la que la estación móvil puede reafiliarse durante la
transferencia. Esta situación se ilustra en la figura 5 para las
tres células 34, 36, 38, mostradas en la figura 4. Tal como se
ilustra en la figura 2, cada una de las estaciones de base en la red
de radio móvil está dotada con un reloj 14. Cada reloj está
sincronizado con una fuente común, bien a través de la
infraestructura de red NET, o bien a través de señales de radio
terrestres transmitidas por las estaciones de base, o bien a través
de otros medios. Cuando la estación móvil procede de la célula 34,
la estación MS móvil sabe que el valor de avance de tiempo requerido
para la estación 52 de base es t_{1}. Esto es porque el avance de
tiempo es dos veces el retardo de propagación entre la estación MS
móvil y la estación 52 de base, en la estación 52 de base. Esto
puede medirse inicialmente bien usando señales de acceso aleatorio
como ya se describió, o bien midiendo el retardo de propagación de
las señales piloto transmitidas por la estación 52 de base, con
referencia al reloj 32, incorporado en la estación MS móvil. En este
caso, no obstante, el reloj 32, debe sincronizarse previamente con
los relojes 14 de red.
Al conocer el retardo de propagación entre la
estación 52 de base y la estación MS móvil, la estación móvil puede
sincronizar su reloj 32, con el tiempo de red, representado por el
reloj 14, en la estación 52 de base. Como resultado, la estación MS
móvil se sincroniza de manera eficaz con la red. A partir de
entonces la estación MS móvil puede medir el retardo t_{2},
t_{3} de propagación de la señal piloto, transmitida por las
estaciones 54, 56 de base. Por tanto, la estación móvil puede volver
a calcular el avance de tiempo necesario para la célula con la que
ha de transferirse. Alternativamente, puede usarse el reloj 32 para
comparar los tiempos relativos de llegada de señales desde cada una
de las estaciones de base. Al comparar los tiempos relativos de
llegada de las señales desde estas estaciones de base, la estación
móvil puede valorar el avance de tiempo necesario.
En la figura 6 se ilustra un ejemplo de una
asignación de recursos en cada una de las células 34, 36, 38 en
combinación con las figuras 7, 8 y 9 que ilustran el uso de recursos
de comunicaciones en las células 34, 36, 38, respectivamente. En la
figura 6 se muestra un punto en las células en el que se disponen
las estaciones MS1, MS2, MS3, MS4, MS5, MS6, MS7, MS8 y MS9 móviles.
Para la célula 34, los recursos de comunicaciones disponibles para
la estación 52 de base se representan en forma de tabla en la figura
7, representando cada columna una secuencia de dispersión distinta y
representando cada fila una ranura temporal. De manera
correspondiente, la figura 8 representa los recursos de
comunicaciones disponibles para la estación 54 de base, y la figura
9, representa los recursos de comunicaciones disponibles para la
estación 56 de base. Cada una de estas entradas de la tabla
representa una única unidad de recurso de comunicaciones asignado.
Así cada columna representa un código de dispersión mientras que
cada fila representa una ranura temporal correspondiente. Los
recursos de comunicaciones que se han reservado para el uso por
estaciones móviles se muestran entre paréntesis, mientras que los
recursos de comunicaciones usados realmente por la estación móvil se
designan mediante un asterisco (*). Así, aunque a la estación 8
móvil se le asigna un recurso de comunicaciones en la columna 2,
fila 6 en célula 34, también se le asigna un recurso de
comunicaciones en la célula 36, columna 2, fila 7 que es el recurso
que se usa actualmente. A pesar de que las estaciones móviles son
recursos asignados en más de una célula, los recursos de
comunicaciones en sólo una de las células 34, 36, 38 se usan por las
estaciones móviles en cualquier momento. Así, tal como se apreciará
a partir de las tablas mostradas en las figuras 7, 8 y 9, las
estaciones MS1, MS3, MS5 y MS9 móviles no están en el punto de
tiempo representado por estas tablas en una región de transferencia
de conexión continua, porque sólo están comunicando señales de radio
a través de una estación de base y no tienen recursos asignados en
cualquier otra célula. Las estaciones MS7 y MS8 móviles se
encuentran en transferencia de conexión continua entre las
estaciones 54 y 52 de base, a pesar de que la estación 7 móvil está
comunicando realmente a través de la estación 52 de base mientras
que MS8 está comunicando realmente con la estación 54 de base. La
estación MS4 móvil se encuentra comúnmente en transferencia de
conexión continua entre la estación 52 de base y la estación 56 de
base y se comunica realmente con una estación 56. La estación MS6
móvil se encuentra actualmente en transferencia de conexión continua
entre las tres estaciones 52, 54 y 56 de base y está comunicando
realmente con las estaciones 54 de base. La estación MS2 móvil se
encuentra actualmente en transferencia de conexión continua entre la
estación 52 de base y una estación de base adicional externa a la
conglomeración de células ilustrada en la figura 6.
Tal como se apreciará por los expertos en la
técnica pueden realizarse diversas modificaciones a la realización
ilustrativa sin apartarse del alcance de la presente invención. En
particular, tal como se apreciará podrían usarse otros esquemas de
acceso múltiple diversos para un sistema de radio móvil de este tipo
en el que puede usarse el proceso de transferencia de conexión
continua. Por ejemplo puede usarse un acceso múltiple por división
de código usando un espectro de dispersión de secuencia directo, así
como esquemas de acceso múltiple por división de tiempo
convencionales y otros esquemas de acceso múltiple.
Claims (21)
1. Método de comunicación de datos usando
señales de radio transmitidas entre una estación (MS) móvil y una
pluralidad de estaciones (BS) de base, comprendiendo dicho método
las etapas de
- transmitir señales de radio usando primeros
recursos de comunicaciones entre dicha estación móvil y una primera
de dichas estaciones de base;
- detectar cuándo dicha estación móvil ha
entrado en una región de transferencia, en la que la comunicación a
través de dichas señales de radio podría efectuarse de manera más
eficaz a través de al menos una estación de base diferente;
- asignar recursos de comunicaciones adicionales
asociados a dicha al menos una estación de base diferente;
caracterizado por comunicar dichos datos
a una de dicha primera o dicha al menos una estación de base
diferente, usando uno de dichos primeros o dichos recursos de
comunicaciones adicionales asignados, mientras dicha estación móvil
está en dicha región de transferencia de conexión continua,
proporcionando de este modo una comunicación ininterrumpida de
dichos datos a medida que dicha estación móvil se desplaza con
respecto a dichas estaciones de base mientras se minimiza la
interferencia a otras comunicaciones por radio.
2. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 1, que además incluye las etapas de
- detectar cuándo la comunicación puede
efectuarse de manera más eficaz a través de o bien dicha primera o
dicha al menos una estación de base diferente;
- transmitir señales de radio usando o bien
dichos primeros o dichos recursos de comunicaciones adicionales
asignados asociados a dicha primera o dicha al menos una estación de
base diferente; y
- liberar el otro de dichos primeros o dichos
recursos de comunicaciones adicionales asignados.
3. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 1 ó 2, en el que dicha al menos una estación de base
diferente es una pluralidad de estaciones de base diferentes, y la
etapa de asignar recursos de comunicaciones adicionales comprende
asignar a cada una de dichas estaciones de base diferentes dichos
recursos de comunicaciones adicionales.
4. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 3, en el que la etapa para detectar cuándo la
comunicación puede efectuarse de manera más eficaz a través de dicha
primera o dicha al menos una estación de base diferente, comprende
detectar cuál de dicha pluralidad de estaciones de base diferentes o
dicha primera estación de base proporciona el canal de
comunicaciones por radio más eficaz para efectuar la comunicación de
dichos datos.
5. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 4, en el que la etapa para detectar cuándo la
comunicación a través de dichas señales de radio podría efectuarse
de manera más eficaz a través de dicha primera o dicha al menos una
estación de base diferente, comprende las etapas de;
- detectar para cada una de dicha primera y
dicha pluralidad de estaciones de base dichas señales de radio
transmitidas por dicha estación móvil; e
- identificar dicha al menos una estación de
base diferente resultante tras medir las características de dichas
señales detectadas por dicha pluralidad de estaciones de base.
6. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 5, y que además incluye la etapa de;
- comunicar a dicha estación móvil, cuál de
dichos primero o dichos recursos de comunicaciones asignados
adicionales debería usar dicho móvil para transmitir dichas señales
de radio.
7. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la etapa para
detectar cuándo dicha estación móvil ha alcanzado dicha región de
transferencia, comprende las etapas de;
- detectar en dicha estación móvil señales de
radio piloto transmitidas por cada una de dichas primera y dicha
pluralidad de estaciones de base; e
- identificar dicha al menos una estación de
base diferente resultante tras medir las características de dichas
señales piloto detectadas por dicha estación móvil.
8. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 5, 6 ó 7, en el que la característica medida de
dichas señales es al menos una de las pérdidas de trayecto asociadas
a la propagación entre dicha estación móvil y dichas estaciones de
base, la intensidad de señal recibida de dichas señales de radio
piloto y la calidad de información comunicada por dicha señal de
radio piloto.
9. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa
para detectar cuándo la estación (MS) móvil se ha desplazado a la
región de transferencia, comprende las etapas de;
- comparar dicha característica medida con una
referencia (\alpha) predeterminada; y
- determinar que dicha estación móvil ha entrado
en dicha región de transferencia, en función de si dicha
característica medida se encuentra por debajo de dicha referencia
(\alpha) predeterminada.
10. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 9, en el que la etapa para detectar cuándo la
comunicación puede efectuarse de manera más eficaz a través de dicha
al menos una estación de base diferente comprende las etapas de;
- comparar las características medidas de dicha
señal piloto transmitida entre dicha estación móvil y dicha primera
estación de base, y dicha estación móvil y dicha al menos una
estación de base diferente; y
- seleccionar dicha estación de base diferente
resultante tras dicha comparación con el fin de optimizar
sustancialmente la comunicación de dichas señales de radio.
11. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 9, en el que la etapa para detectar cuándo la
comunicación puede efectuarse de manera más eficaz a través de dicha
al menos una estación de base diferente comprende las etapas de;
- comparar la característica medida de las
señales piloto transmitidas entre dicha estación móvil y dicha al
menos una estación de base diferente; y
- seleccionar dicha estación de base diferente
resultante de si dicha característica medida es inferior a un umbral
(\beta) predeterminado.
12. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, y que además incluye la
etapa de;
- liberar dichos recursos asignados para cada
una de las otras estaciones de base que no están seleccionadas.
13. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos
uno de dichos primeros y dichos recursos de comunicaciones
adicionales se comparten entre una pluralidad de dichas estaciones
de base.
14. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos
recursos de comunicaciones son frecuencias de la portadora, ranuras
temporales o códigos de dispersión.
15. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas
señales de radio se generan según un acceso múltiple por división de
código (CDMA), y dichos primeros y adicionales recursos de
comunicaciones son códigos de dispersión de una familia de códigos
de dispersión compartidos entre dichas estaciones de base.
16. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 15, en el que dichas señales de radio se transmiten
en una de una pluralidad de ranuras temporales, siendo dichas
señales de radio de CDMA señales de CDMA por división de tiempo.
17. Método de comunicación de datos según la
reivindicación 16, y que además incluye la etapa de;
- transmitir dichas señales de radio desde dicha
estación móvil, a dicha estación de base identificada usando dichos
recursos de comunicaciones adicionales asignados asociados a dicha
estación de base identificada, y
- detectar en dicha estación de base
identificada que dichas señales de radio se transmiten usando dichos
recursos de comunicaciones asignados, según un proceso de detección
conjunta de TD-CDMA.
18. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y que además incluye
las etapas de
- transmitir señales de radio desde una
pluralidad de dichas primera y dicha pluralidad de estaciones de
base diferentes a dicha estación móvil; y
- combinar dichas señales de radio para efectuar
una comunicación de los datos que representan dichas señales de
radio.
19. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además incluye la
etapa de
- transmitir señales de radio desde dicha
estación de base diferente identificada usando dichos recursos de
comunicaciones asignados, en correspondencia con la transmisión de
señales de radio desde dicha estación móvil a dicha estación de base
identificada usando dichos recursos de comunicaciones adicionales
asignados.
20. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además incluye la
etapa de
- en un tiempo predeterminado, enviar señales de
radio de acceso a dicha estación de base diferente identificada;
- determinar un tiempo tomado para dichas
señales de radio de acceso para alcanzar dicha estación de base
identificada; y
- ajustar un tiempo de transmisión de dicha
señales de radio resultante de dicho tiempo tomado, en que dicha
señales de radio llegan a dicha estación de base sustancialmente en
una de dichas ranuras temporales asignadas.
21. Método de comunicación de datos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha
pluralidad de estaciones de base está sustancialmente sincronizada,
y que además incluye la etapa de;
- medir un tiempo tomado para la señal piloto
transmitida por cada una de dicha pluralidad de estaciones de base
para alcanzar dicha estación móvil;
- comparar un tiempo ajustado de transmisión de
dichas señales de radio con dicha primera estación de base, con
dicho tiempo medido tomado; y
- adaptar dicho tiempo de transmisión ajustado
resultante tras dicho tiempo medido tomado para dichas estaciones de
base diferentes identificadas.
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