ES2272345T3 - Modo segmentado en sistemas cdma inalambricos. - Google Patents
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Abstract
Método de modo segmentado en un sistema (20) de comunicaciones CDMA inalámbrico en el que, mientras que una estación (10) móvil está en comunicación a una frecuencia de funcionamiento en servicio con una primera estación (22) base, se emplea un modo de comunicación segmentado que incluye tramas (SFR) segmentadas intercaladas entre tramas (NFR) normales que contienen datos a un primer factor de dispersión y un primer nivel de potencia, comprendiendo cada trama segmentada un segmento (SLT) durante el cual la estación (10) móvil realiza una medición de calidad de señal de transmisión a una frecuencia de funcionamiento candidata distinta, precediendo una parte (LHF) de trama de cabeza al segmento (SLT), y sucediendo una parte (THF) de trama de cola al segmento, conteniendo ambas partes de trama datos que tienen un segundo factor de dispersión y un segundo nivel de potencia, caracterizado porque el segundo factor de dispersión es superior al primer factor de dispersión.
Description
Modo segmentado en sistemas CDMA
inalámbricos.
La presente invención se refiere al modo
segmentado en sistemas de acceso múltiple por división de código
(CDMA, "code division multiple access") de servicios móviles
inalámbricos o de comunicaciones personales (PCS, "personal
communications services") en el que los segmentos inactivos
aparecen encerrados entre partes de trama activas de cabeza y de
cola o tramas parciales, y la estación móvil realiza mediciones de
calidad de señal durante los segmentos, por ejemplo de la
intensidad piloto, en frecuencias de funcionamiento candidatas
diferentes de la frecuencia de funcionamiento actual o en servicio.
En sus aspectos concretos, la presente invención se refiere al
ajuste de parámetros de transmisión realizado, con respecto las a
comunicaciones, en las partes de trama de cabeza y de cola para
mitigar el deterioro de las comunicaciones y/o llamadas caídas.
En la norma EIA/TIA IS 200.5, sección
2.6.6.2.8.3.3, se especifica que la estación móvil mide la
intensidad de todos los pilotos en un conjunto de búsqueda de
frecuencias candidatas en una o más visitas a la frecuencia
candidata, empleando acciones que incluyen detener varias
actividades en la frecuencia en servicio, sintonizar desde la
frecuencia en servicio a la frecuencia candidata, medir la potencia
de entrada media en la frecuencia candidata, volver a la frecuencia
en servicio y reiniciar las actividades en ella. Estas mediciones
entre frecuencias se transmiten a la infraestructura de red en la
que se usan para tomar decisiones de traspaso.
Los traspasos se emplean en sistemas de
comunicaciones personales y móviles inalámbricos para permitir que
las estaciones móviles se desplacen del área de cobertura de una
estación base a otra, incluyendo la capacidad de mantener la
continuidad de una llamada en curso. Aunque los traspasos se emplean
normalmente para transferir la estación móvil de una estación base
actual a una nueva, también es posible traspasar una comunicación
con la estación móvil de un conjunto de enlaces directos e inversos
a otro de la misma estación base.
En un sistema CDMA, un traspaso de una estación
móvil entre estaciones base puede ser un traspaso fluido ("soft
handover"), en el que durante un periodo transitorio la estación
móvil mantiene simultáneamente enlaces directos e inversos tanto
con la estación base actual como con la nueva, generalmente a la
misma frecuencia, y recibe los mismos datos a través de ambas
estaciones base, y un traspaso no fluido ("hard handover"), en
el que la estación móvil conmuta de enlaces actuales a enlaces
nuevos generalmente a una frecuencia nueva y/o de una red nueva sin
un periodo transitorio de este tipo en el que se mantienen
simultáneamente enlaces directos e inversos actuales y nuevos.
El modo segmentado conocido, descrito por
ejemplo en el documento WO 99/56410, se emplea para proporcionar
segmentos inactivos durante las cuales la estación móvil realiza las
mediciones entre frecuencias. Normalmente, pero no necesariamente,
los segmentos inactivos son iguales a una trama en duración, y están
inmediatamente precedidos e inmediatamente sucedidos por partes de
trama o tramas parciales que típicamente tienen media trama de
duración. Para facilitar la explicación, en el presente documento
cada combinación de una parte de trama de cabeza, un segmento y una
parte de trama de cola se denomina "trama segmentada" y estas
"tramas segmentadas" se intercalan entre las tramas habituales
que en el presente documento se denominan "tramas normales". La
velocidad de símbolos instantánea R_{INFO}, y el factor de
dispersión instantáneo SF = R_{CHIP}/R_{INFO} (siendo
R_{CHIP} la velocidad de chip constante del código de dispersión
de Pseudorruido (PN, "Pseudo Noise") en estas partes de trama
o medias tramas se mantienen para ser iguales que en las tramas
normales. Entonces, para ayudar en la recuperación por el
decodificador Viterbi de símbolos perdidos debidos a la falta de
rendimiento global durante el segmento, se aumentan en consecuencia
el nivel de potencia, y por consiguiente la proporción de energía
de símbolo y ruido, de transmisiones en estas partes de trama.
Sin embargo, no es siempre posible aumentar
suficientemente el nivel de potencia de transmisión, por ejemplo,
cuando el nivel de potencia de la estación móvil ya está en o cerca
de su potencia radiada máxima, lo que conduce a aumentos en la tasa
de bits erróneos (BER, "bit error rate"). En tales
circunstancias, el modo segmentado puede provocar una llamada
caída, causando molestias e inconvenientes a las partes de la
llamada.
Un objeto de la invención es reducir la
incidencia de llamadas caídas como consecuencia del modo segmentado
en sistemas CDMA móviles inalámbricos y de comunicaciones
personales, mediante un método que es una alternativa, o puede
utilizarse adicionalmente, a aumentar la potencia de transmisión
durante las partes de trama que preceden o suceden a segmentos.
La presente invención se basa en la compresión
de que para obviar sustancialmente un alto riesgo de una llamada
caída durante o como consecuencia del modo segmentado, el aumento de
BER puede atenuarse mediante actos que incluyen aumentar de manera
suficiente el factor de dispersión de trasmisiones hacia y desde la
estación móvil durante estas partes de
trama.
trama.
Por lo tanto, un método de modo segmentado según
la presente invención empleado en un sistema de comunicaciones CDMA
inalámbrico, modo segmentado que incluye tramas segmentadas
intercaladas entre tramas normales, comprendiendo cada trama
segmentada un segmento durante el cual la estación móvil realiza una
medición de la calidad de señal de transmisión a una frecuencia de
funcionamiento candidata diferente de la frecuencia en servicio,
precediendo una parte de trama de cabeza al segmento, y sucediendo
una parte de trama de cola al segmento, se caracteriza porque los
datos en las partes de trama activas de cabeza y de cola de la trama
segmentada se transmiten a un factor de dispersión que es superior
a, y preferiblemente al menos el doble de el los datos en las
tramas normales.
Este aumento del factor de dispersión puede ser
una alternativa o una adición a aumentar la potencia de transmisión
durante las partes de trama activas de la trama segmentada.
Otros objetos, características y ventajas de la
presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada junto con el dibujo adjunto, en el que:
la Figura 1 muestra esquemáticamente una
estación móvil junto con un par de redes móviles inalámbricas;
la Figura 2 es una diagrama esquemático general
de la estación móvil en la Figura 1; y
las Figuras 3a, 3b y 3c son un gráfico de
frecuencia de funcionamiento frente al tiempo, un gráfico de
potencia de transmisión frente al tiempo y un gráfico de factor
(SF) de dispersión frente al tiempo según la invención,
respectivamente, en un intervalo de tiempo que incluye una trama
segmentada.
Con referencia primero a la Figura 1, se muestra
una estación 10 móvil (MS), con capacidad de itinerancia,
incluyendo durante una llamada, desde el área de cobertura
inalámbrica de una primera estación 22 base (BS) de una red 20 de
acceso múltiple por división de código de secuencia directa
(DS-CDMA) a la cobertura inalámbrica de una segunda
estación 32 base, que puede ser de la misma red o de una red 30
distinta de DS-CDMA distinta tal como se muestra,
de manera que puede requerirse un traspaso "entre frecuencias".
Esto significa que, cuando la llamada se conmuta o transfiere de un
conjunto de enlaces L1 directos e inversos de la estación 10 móvil
con la estación 22 base de la red 20, que está a una frecuencia F1
de funcionamiento, a un conjunto de enlaces L2 directos e inversos
de la estación 10 móvil con la estación 32 base de la red 30, que
está a una frecuencia F2 de funcionamiento. La decisión de ordenar
un traspaso se realiza en la red 20 y está precedida por mediciones
por la estación 10 móvil de calidad de señal de estaciones base
vecinas, cuyos resultados comunica la estación móvil a la red 20.
Tales mediciones de calidad de señal incluyen mediciones entre
frecuencias, incluyendo transmisiones piloto desde la estación 32
base, y se realizan durante segmentos inactivos que se presentan en
el modo segmentado.
Al nivel del detalle mostrado en la Figura 1,
las redes 20 y 30 son convencionales. Por razones de ilustración,
la red 20 se muestra comprendiendo dos estaciones 22, 24 base, un
controlador 26 de estación base (BSC) que controla la pluralidad de
estaciones 22, 24 base, y una controlador 28 de red (NC) que
controla la red 20. De manera similar, se muestra la red 30
comprendiendo dos estaciones 32, 34 base, un controlador 36 de
estación base que controla la pluralidad de estaciones 32, 34 base
y un controlador 38 de red que controla la red 20. Los
controladores de red están acoplados mediante un enlace 40 de
comunicación, y además cada controlador de red está acoplado a la
red 42 pública telefónica conmutada (PSTN, "public switched
telephone netowrk").
La estación 10 móvil se muestra esquemáticamente
en la Figura 2, que también es convencional al nivel de detalle
mostrado. En ella, la estación móvil se muestra comprendiendo una
sección 50 de RF, una sección 60 de banda base y una sección 70 de
interfaz de usuario. La sección 50 de RF comprende una antena 52
acoplada a un diplexor 53 que recibe desde la salida de un
amplificador 54 de potencia (AP) una señal de comunicación de
espectro de dispersión de RF que debe transmitirse por la antena 52
y suministra una señal de comunicación de espectro de dispersión de
RF a la entrada de un amplificador 55 de bajo nivel de ruido (LNA)
que la antena 52 ha recibido. Un modulador 56, que tiene
preferiblemente una estructura de FI cero (no representada), recibe
una señal de comunicación de espectro de dispersión de banda base
desde un codificador 62 de la sección 60 de banda base, y una señal
portadora de RF desde el oscilador controlado por tensión (VCO) o
sintetizador 58 de frecuencias y suministra una señal de
comunicación de espectro de dispersión de RF a la entrada del
amplificador 54 de potencia. De manera similar, el demodulador 57,
que también tiene preferiblemente una estructura de FI cero (no
representada), recibe una señal de comunicación de espectro de
dispersión de RF desde la salida del amplificador 55 de bajo nivel
de ruido y una señal portadora de RF desde el oscilador controlado
por tensión o sintetizador 58 y suministra una señal de
comunicación de espectro de dispersión de banda base al
decodificador 63 de la sección 60 de banda base. Generalmente, al
menos el codificador 62 y el decodificador 63 se implementan por un
procesador de señal digital (no representado). Además de codificar y
decodificar, el codificador 62 y el decodificador 63 también
dispersan y deshacen la dispersión de espectros, respectivamente, de
una manera bien conocida mediante la aplicación de la secuencia de
código de PN relevante, en la fase relevante. La sección 60 de
banda base también incluye un microprocesador 64 que controla la
frecuencia del oscilador o sintetizador 58, controla el codificador
62 y el decodificador 63, y accede a una unidad 65 de memoria de
acceso aleatorio volátil y a una unidad 66 de memoria o de sólo
lectura no volátil, al menos una parte de la cual es programable,
por ejemplo, una EEPROM (no representada) para contener un soporte
lógico inalterable ("firmware") que constituye las
instrucciones usadas por el microprocesador 64 para dirigir varios
eventos involucrados en el lado de la estación móvil del
establecimiento y traspaso de llamadas, incluyendo mediciones entre
frecuencias de calidad de señal de transmisiones piloto de
estaciones base vecinas a diferentes frecuencias de funcionamiento
candidatas, tal como desde la estación 32 base.
También se incluye en la sección 60 de banda
base un conversor 67 analógico-digital (A/D) que
alimenta el codificador 62 y se alimenta mediante un micrófono 72
de la sección 70 de interfaz de usuario, y un conversor 68
digital-analógico que se alimenta mediante el
decodificador 63 y alimenta un altavoz 74 de la sección 70 de
interfaz de usuario.
En sistemas CDMA móviles inalámbricos,
particularmente según estándares en desarrollo para sistemas de
tercera generación (3G), pueden adaptarse varios parámetros de
transmisión para el enlace descendente o directo desde la estación
22 base actual a la estación 10 móvil y para el enlace ascendente o
inverso desde la estación 10 móvil a la estación 22 base actual en
un enfoque trama por trama mediante la comunicación entre la
estación móvil y la estación base actual. Estos parámetros incluyen
la potencia de transmisión y el factor de dispersión. El último es
la proporción R_{CHIP}/R_{INFO}, siendo R_{CHIP} la velocidad
de chip del código de dispersión de Pseudorruido (PN) y R_{INFO}
la velocidad de símbolos. La potencia de transmisión normalmente se
adapta en un bucle de control de potencia formado por la
interacción entre la estación base actual y la estación móvil para
mantener la calidad de señal. La potencia de transmisión también se
adapta a medida que la velocidad de símbolos y el factor de
dispersión varían en un servicio de múltiples velocidades, ya que la
potencia de transmisión puede reducirse a mediada que el factor de
dispersión aumenta debido al descenso de la velocidad de símbolos
para mejorar la capacidad del sistema CDMA.
Tal como se mencionó anteriormente, según la
presente invención, se impide sustancialmente el aumento de BER
durante el modo segmentado en un sistema CDMA mediante el aumento
del factor de dispersión instantáneo de las transmisiones hacia y
desde la estación móvil durante la partes de tramas parciales
activas de las tramas segmentadas. Este aumento en el factor de
dispersión instantáneo puede estar acompañado por, o puede
utilizarse en lugar de, un aumento en el nivel de potencia de
transmisión instantánea.
Las tramas segmentadas se intercalan
periódicamente entre tramas no segmentadas o normales de manera que
hay varias tramas normales para cada trama segmentada. En las
figuras 3A - 3C se muestra una secuencia de dos tramas NFR
normales, una trama SFR segmentada y dos tramas SRF segmentadas
adicionales. La trama SFR segmentada comienza en el tiempo t1 y
termina en el tiempo t4, abarcando una parte LHF de trama o media
trama de cabeza activa el intervalo entre t2 y t3, y abarcando la
parte THF de trama o media trama de cola activa el intervalo entre
t3 y t4. Tal como se muestra adicionalmente en la Figura 3A, la
frecuencia de funcionamiento de la estación 10 móvil fuera del
intervalo de tiempo abarcado por la trama SLT inactiva es la
frecuencia F1 en servicio, durante la que la estación móvil está en
comunicación con la estación 22 base actual. La frecuencia de
funcionamiento de la estación 10 móvil se conmuta a la frecuencia
F2 candidata durante el segmento SLT inactivo, para permitir que se
sintonice a la frecuencia F2 candidata desde la estación 32 base y
medir la potencia de transmisiones piloto a esa frecuencia, lo que
indica la calidad de señal de la misma.
Además, tal como se muestra en la Figura 3B, el
nivel de potencia se mantiene al nivel P1 en las tramas NFR
normales, pero muestra dos alternativas durante la parte LHF de
trama de cabeza que precede al segmento SLT inactivo y la parte de
trama de cola que sucede al segmento SL inactivo. En una
alternativa, indicada mediante una línea continua, el nivel de
potencia permanece a P1 durante estas partes de trama,
circunstancias bajo las cuales todo el efecto de atenuación de BER
debe producirse mediante el aumento del factor de dispersión,
mientras que en la otra alternativa, indicada mediante la línea a
rayas, el nivel de potencia instantánea aumenta al nivel P2, de
manera que una parte del efecto de atenuación de BER se debe a este
aumento.
Según la presente invención, en lugar de o
adicionalmente a aumentar el nivel de potencia durante las partes
LHF y THF de trama, el factor SF de dispersión aumenta desde SF1 a
SF2 en esos intervalos. Los expertos en la materia escogen
fácilmente la proporción entre SF2 y SF1 para evitar el aumento de
BER, teniendo en cuenta si hay un aumento de nivel de potencia
acompañante, y si es así, la proporción de P2 y P1. En cualquier
circunstancia en la que se use un aumento de factor de dispersión,
SF2 es al menos el doble de SF1. Por ejemplo, SF1 y SF2 son 32 y
64, respectivamente.
Debería observarse ahora que los objetos de la
presente invención se han cumplido. Aunque la presente invención se
ha descrito en detalles concretos, también debería observarse que
son posibles numerosas modificaciones dentro del espíritu y alcance
pretendidos de la invención. En la interpretación de las
reivindicaciones adjuntas, debería entenderse que:
a) las palabras "que comprende" no excluyen
la presencia de otros elementos o etapas distintos a los enumerados
en una reivindicación;
b) la palabra "un" o "una" que precede
a un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tales
elementos.
c) cualquier signo de referencia en las
reivindicaciones no limitan su alcance; y
d) varios "medios" pueden estar
representados por el mismo elemento de estructura o función
implementado por hardware o software.
Claims (10)
1. Método de modo segmentado en un sistema (20)
de comunicaciones CDMA inalámbrico en el que, mientras que una
estación (10) móvil está en comunicación a una frecuencia de
funcionamiento en servicio con una primera estación (22) base, se
emplea un modo de comunicación segmentado que incluye tramas (SFR)
segmentadas intercaladas entre tramas (NFR) normales que contienen
datos a un primer factor de dispersión y un primer nivel de
potencia, comprendiendo cada trama segmentada un segmento (SLT)
durante el cual la estación (10) móvil realiza una medición de
calidad de señal de transmisión a una frecuencia de funcionamiento
candidata distinta, precediendo una parte (LHF) de trama de cabeza
al segmento (SLT), y sucediendo una parte (THF) de trama de cola al
segmento, conteniendo ambas partes de trama datos que tienen un
segundo factor de dispersión y un segundo nivel de potencia,
caracterizado porque el segundo factor de dispersión es
superior al primer factor de dispersión.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
el segundo nivel de potencia es igual o superior al primer nivel de
potencia.
3. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 2, en el que el segundo factor de dispersión
es al menos el doble del primer factor de dispersión.
4. Programa almacenado en una memoria (66) para
hacer que un procesador (64) dentro de una estación (10) móvil
dirija el lado de estación móvil de un método de modo segmentado en
un sistema (20) de comunicaciones CDMA inalámbrico en el que,
mientras que una estación (10) móvil está en comunicación a una
frecuencia de funcionamiento en servicio con una primera estación
(22) base, se emplea un modo de comunicación segmentado que incluye
tramas (SFR) segmentadas intercaladas entre tramas (NFR) normales
que contienen datos a un primer factor de dispersión y un primer
nivel de potencia, comprendiendo cada trama segmentada un segmento
(SLT) durante el cual la estación móvil realiza una medición de
calidad de señal de transmisión a una frecuencia de funcionamiento
candidata distinta, precediendo una parte (LHF) de trama de cabeza
al segmento (SLT), y sucediendo una parte (THF) de trama de cola al
segmento, conteniendo ambas partes de trama datos que tienen un
segundo factor de dispersión y un segundo nivel de potencia,
caracterizado porque el segundo factor de dispersión es
superior al primer factor de dispersión.
5. Estación (10) móvil que contiene un programa
almacenado en una memoria (66) para hacer que un procesador (64)
dentro de la estación (10) móvil dirija el lado de estación móvil de
un método de modo segmentado en un sistema (20) de comunicaciones
CDMA inalámbrico en el que, mientras que una estación (10) móvil
está en comunicación a una frecuencia de funcionamiento en servicio
con una primera estación (22) base, se emplea un modo de
comunicación segmentado que incluye tramas (SFR) segmentadas
intercaladas entre tramas (NFR) normales que contienen datos a un
primer factor de dispersión y un primer nivel de potencia,
comprendiendo cada trama segmentada un segmento durante el cual la
estación móvil realiza una medición de calidad de señal de
transmisión a una frecuencia de funcionamiento candidata distinta,
precediendo una parte (LHF) de trama de cabeza al segmento (SLT), y
sucediendo una parte (THF) de trama de cola al segmento, conteniendo
ambas partes de trama datos que tienen un segundo factor de
dispersión y un segundo nivel de potencia, caracterizada
porque la segunda dispersión es superior al primer factor de
dispersión.
6. Estación móvil según la reivindicación 5, en
la que el segundo nivel de potencia es igual o superior al primer
nivel de potencia.
7. Estación móvil según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 6, en el que el segundo factor de dispersión
es al menos el doble del primer factor de dispersión.
8. Señal de modo de comunicación segmentado que
se emplea en un sistema (20) de comunicaciones CDMA inalámbrico
mientras una estación (10) móvil está en comunicación a una
frecuencia de funcionamiento en servicio con una primera estación
(22) base, incluyendo dicha señal de modo de comunicación segmentado
tramas (SFR) segmentadas intercaladas entre tramas (NFR) normales
que contienen datos a un primer factor de dispersión y un primer
nivel de potencia, comprendiendo cada trama segmentada un segmento
(SLT) durante el cual la estación (10) móvil realiza una medición
de calidad de señal de transmisión a una frecuencia de
funcionamiento candidata distinta, precediendo una parte (LHF) de
trama de cabeza al segmento (SLT), y sucediendo una parte (THF) de
trama de cola al segmento, conteniendo ambas partes de trama datos
que tienen un segundo factor de dispersión y un segundo nivel de
potencia, caracterizada porque la segunda dispersión es
superior al primer factor de dispersión.
9. Señal según la reivindicación 8, en la que el
segundo nivel de potencia es igual o superior al primer nivel de
potencia.
10. Señal según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 9, en la que el segundo factor de dispersión
es al menos el doble del primer factor de dispersión.
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