ES2274852T3 - Sistema de comunicacion por radio. - Google Patents
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Abstract
Estación (110) móvil para usar en un sistema de comunicación por radio que presenta canales de control físicos dispuestos para la transmisión bidireccional de conjuntos de información de control entre la estación (110) móvil y una pluralidad de estaciones (100) fijas, y al menos un canal de datos entre una o más estaciones fijas, seleccionado a partir de la pluralidad de estaciones (100) fijas, y la estación (110) móvil para la transmisión de datos desde la o cada estación (100) fija seleccionada a la estación (110) móvil, en la que la estación (110) móvil se caracteriza por medios (118) de control de potencia de bucle cerrado para el funcionamiento, entre la estación (110) móvil y cada una de la pluralidad de estaciones (100) fijas, de respectivos bucles de control de potencia cerrados en paralelo para ajustar individualmente la potencia de algunos o todos los canales de control físicos, o partes de los mismos, a los que se hace corresponder un conjunto de información de control para seguir los cambios en los canales de radio respectivos de manera independiente.
Description
Sistema de comunicación por radio.
La presente invención se refiere a un sistema de
comunicación por radio y además se refiere a estaciones primarias y
secundarias para usar en un sistema de este tipo y a un método para
el funcionamiento de un sistema de este tipo. Aunque la presente
memoria descriptiva describe un sistema con referencia particular al
sistema universal de telecomunicaciones móviles UMTS, ha de
entenderse que tales técnicas pueden aplicarse igualmente en otros
sistema de radio móviles.
Hay una demanda creciente en el área de las
comunicaciones móviles de un sistema que presente la capacidad de
descargar grandes bloques de datos a una estación móvil (MS, mobile
station) a petición a velocidad razonable. Tales datos podrían ser,
por ejemplo, páginas Web de Internet, que incluyen posiblemente
video clips o similares. Normalmente una MS particular solamente
necesitará tales datos intermitentemente, de manera que los enlaces
(links) dedicados con un ancho de banda fijo no son apropiados. Para
satisfacer este requisito en el UMTS, está desarrollándose un
esquema de acceso de paquetes por enlace descendente a alta
velocidad (HSD-PA, high-speed
downlink packet access) que puede facilitar la transferencia de
paquetes de datos a una estación móvil a hasta 4Mps.
En sistemas de comunicación por radio conocidos,
en cualquier momento una MS comunica generalmente con una única
estación base (BS, base station). Durante el curso de una llamada,
la MS puede desear investigar la transferencia a otra BS, por
ejemplo, cuando la calidad del enlace de comunicación se deteriora a
medida que la MS se aleja de su BS, o cuando la carga de tráfico
relativa de diferentes celdas necesita ajustarse. El proceso de
transferencia de una BS a otra se conoce como traspaso
(handover).
En un sistema de funcionamiento según las
especificaciones UMTS actuales, la MS mantiene una lista de BS
conocida como el "conjunto activo" con el cual pueden
mantenerse los enlaces de radio de calidad razonable. Cuando la MS
está en el modo de canal dedicado, y existen múltiples BS en el
conjunto activo, la MS está en "soft handover" (traspaso
continuo) con las BS en el conjunto activo. En este modo, todas las
BS reciben las transmisiones por enlace ascendente en el conjunto
activo, y todas las BS en el conjunto activo transmiten
sustancialmente la misma información de enlace descendente a la MS
(normalmente los datos y la mayoría de la información de control
serían los mismos, pero los comandos de control de potencia podrían
ser diferentes). Un inconveniente de este enfoque de "soft
handover" es que las potencias de transmisión por enlace
ascendente y enlace descendente no pueden optimizarse para cada
enlace de radio individual, ya que solamente un conjunto de comandos
de control de potencia se transmite en el enlace ascendente, aunque
los comandos de control de potencia transmitidos por el enlace
descendente desde diferentes BS pueden dar lugar a exigencias
conflictivas para la potencia de transmisión por enlace
ascendente.
El procedimiento de traspaso continuo normal es
particularmente adecuado para servicios en tiempo real tales como
enlaces de voz, en los que debe mantenerse una conexión continua.
Para enlaces de paquetes de datos puede ser ventajoso seleccionar
la BS óptima para la transmisión de cada paquete de datos a una MS,
para permitir cambiar dinámicamente las condiciones de tráfico y
enlace por radio. Puede conseguirse una mejora del rendimiento del
sistema si la selección de la BS óptima se realiza inmediatamente
antes de la transmisión de cada paquete minimizando el número de
paquetes recibidos en un estado corrupto y también minimizando la
potencia total transmitida por paquete.
Adicionalmente a, o en lugar de, la selección de
la BS óptima, necesitan ajustarse otras características del enlace
para la transmisión de paquetes de datos. En un sistema UMTS estas
características pueden incluir un esquema de modulación y de
codificación (MCS, modulation and coding scheme) y un nivel de
potencia de transmisión apropiado. También es deseable minimizar la
señalización necesaria para proporcionar tales servicios.
El documento
EP-A-1067816 da a conocer un sistema
de comunicación que incorpora el traspaso en el que un canal de
difusión por enlace descendente se transmite por cada una de una
pluralidad de estaciones fijas, y el nivel de potencia de
transmisión de cada uno de estos canales de difusión se controla de
tal manera que refleja la carga de celdas en la estación fija
correspondiente. Cada terminal móvil mide el nivel de potencia
recibida desde cada una de las estaciones fijas y determina cuáles
son las estaciones fijas más adecuadas para comunicarse en el
enlace ascendente. Por tanto, la potencia de transmisión por enlace
descendente es la misma para todos los terminales móviles y no
puede optimizarse para cada terminal móvil individual. El documento
EP-A-1067816 no trata el control de
potencia del enlace ascendente.
El documento
EP-A-897225 describe un sistema de
comunicación que incorpora el traspaso en el que una estación móvil
ajusta su potencia de transmisión en función de los valores de los
bits de control combinados transmitidos mediante una pluralidad de
estaciones base. Por tanto, la potencia de transmisión por enlace
ascendente es la misma para cada una de la pluralidad de estaciones
base y no puede optimizarse para cada estación base individual. El
documento EP-A-897225 no trata el
control de potencia del enlace descendente.
El documento
EP-A-0797318 da a conocer un sistema
de comunicación que incorpora el traspaso en el que una estación
móvil puede recibir comandos de control de potencia desde una
pluralidad de estaciones base y en respuesta a los comandos
controla su potencia de transmisión para minimizar su nivel de
potencia de transmisión. Una estación móvil que recibe comandos de
control en conflicto desde diferentes estaciones base reducirá su
potencia de transmisión. Por tanto, la potencia de transmisión móvil
es común para todas las estaciones base. Además, la estación móvil
mide la tasa de error de trama para su señal recibida y transmite un
informe de tasa de error de trama a todas las estaciones base.
Todas las estaciones base reciben el mismo informe de tasa de error
de trama y lo usan para seleccionar su nivel de potencia de
transmisión para los comandos de control de potencia. Todas las
estaciones base seleccionan el mismo nivel de potencia de
transmisión, incluyendo la selección de un nivel aumentado cuando
se transmite un comando "reducir". En una realización, la
estación móvil informa sobre los niveles de potencia recibidos de
las señales piloto transmitidas por cada estación base, y el
aumento de nivel está condicionado por la potencia de transmisión de
la estación base que ya no es el más alto de los niveles piloto
recibidos. Por tanto, el nivel de potencia de transmisión no está
optimizado de manera independiente para cada enlace entre la
estación móvil y una estación base, ya sea para el enlace
ascendente o el enlace descendente.
Por tanto, un objeto de la presente invención es
permitir una mejora del rendimiento de datos en un sistema de este
tipo.
Según un primer aspecto de la presente invención
se proporciona una estación móvil para usar en un sistema de
comunicación por radio que presenta canales de control físicos
dispuestos para la transmisión bidireccional de conjuntos de
información de control entre la estación móvil y una pluralidad de
estaciones fijas, y al menos un canal de datos entre una o más
estaciones fijas seleccionado desde la pluralidad de estaciones
fijas y la estación móvil para la transmisión de datos desde la o
cada estación fija seleccionada a la estación móvil,
caracterizándose la estación móvil por medios de control de potencia
de bucle cerrado para el funcionamiento, entre la estación móvil y
cada una de la pluralidad de estaciones fijas, de respectivos bucles
de control de potencia cerrados en paralelo para ajustar
individualmente la potencia de algunos o todos los canales de
control físicos, o partes de los mismos, a los que se hace
corresponder un conjunto de información de control para seguir los
cambios en los canales de radio respectivos de manera
independiente.
Al permitir una selección rápida de la BS óptima
en cualquier momento se proporciona un número de ventajas. En
particular, se reduce el retardo antes de la transmisión de cada
paquete mientras que el control de potencia preciso en el inicio de
cada paquete se
asegura aunque haya cambiado la BS que transmite.
asegura aunque haya cambiado la BS que transmite.
Adicionalmente, la información adicional
obtenida mediante el funcionamiento de una pluralidad de bucles de
control de potencia paralelos ayuda a la elección de MCS. Mediante
la rápida selección de la BS óptima y/o selección mejorada de MCS
se mejora el rendimiento global del sistema mientras que se necesita
una señalización adicional mínima.
Según un segundo aspecto de la presente
invención se proporciona un sistema de comunicación por radio que
comprende una estación móvil según el primer aspecto de la invención
y una pluralidad de estaciones fijas.
Según un tercer aspecto de la presente invención
se proporciona un método para el funcionamiento de un sistema de
comunicación por radio que presenta canales de control físicos
dispuestos para la transmisión bidireccional de conjuntos de
información de control entre una estación móvil y una pluralidad de
estaciones fijas, y al menos un canal de datos entre una o más
estaciones fijas, seleccionado de la pluralidad de estaciones fijas,
y la estación móvil para la transmisión de datos desde la o cada
estación fija seleccionada a la estación móvil, estando el método
caracterizado por el funcionamiento, entre la estación móvil y cada
una de la pluralidad de estaciones fijas, de respectivos bucles de
control de potencia cerrados en paralelo para ajustar
individualmente la potencia de algunos o todos los canales de
control físicos, o partes de los mismos, a los que se hace
corresponder un conjunto de información de control para seguir los
cambios en los canales de radio respectivos de manera
independiente.
La presente invención se basa en el
reconocimiento, no presente en la técnica anterior, de que mediante
el funcionamiento de múltiples bucles de control de potencia
cerrados paralelos se facilita la selección rápida de sitios
adecuados y/o la elección de MCS para la transmisión de datos y
puede permitirse una mejora del funcionamiento de un sistema de
transmisión de datos.
Ahora se describirán las realizaciones de la
presente invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos
acompañantes en los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques
esquemático de un sistema de comunicación por radio;
la figura 2 es un diagrama de bloques
esquemático de un sistema de comunicación por radio con una MS en el
proceso de traspaso continuo;
la figura 3 es un diagrama de una estructura de
ranura de enlace ascendente de UMTS conocida;
la figura 4 es un diagrama de una estructura de
ranura de enlace ascendente de UMTS según la presente invención;
y
la figura 5 es un diagrama de flujo que muestra
un método para la transmisión de datos según la presente
invención.
En los dibujos se han utilizado los mismos
números de referencia para indicar rasgos correspondientes.
Con referencia a la figura 1, un sistema de
comunicación por radio comprende una estación 100 primaria (BS) y
una pluralidad de estaciones 110 secundarias (MS). La BS 100
comprende un microcontrolador (\muC) 102, medios 104
transceptores (Tx/Rx) conectados a medios 106 de antena, medios 107
de control de potencia (PC) para modificar el nivel de potencia
transmitido, y medios 108 de conexión para conectar a la red
telefónica pública conmutada o cualquier otra red adecuada. Cada MS
110 comprende un microcontrolador (\muC) 112, medios 114
transceptores (Tx/Rx) conectados a medios 116 de antena, y medios
118 de control de potencia (PC) para modificar el nivel de potencia
transmitido. La comunicación desde la BS 100 a la MS 110 tiene lugar
sobre un canal 122 de enlace descendente, mientras que la
comunicación desde la MS 110 a la BS 100 tiene lugar sobre un canal
124 de enlace ascendente.
En muchos sistemas de comunicación por radio, el
control de potencia se hace funcionar normalmente en la manera de
bucle cerrado. Para el control de potencia de enlace ascendente en
un sistema UMTS, la BS 100 determina los cambios necesarios en la
potencia de transmisiones desde una MS 110 y señaliza estos cambios
a la MS 110 mediante los comandos de control de potencia de
transmisión (TPC). Para minimizar sobrecargas, un comando de TPC
ordena normalmente a la MS 110 aumentar o disminuir su potencia
siendo el cambio de potencia una etapa de tamaño predeterminada.
Sin embargo, en algunos sistemas, un comando de TPC puede determinar
también el tamaño de etapa que va a utilizarse. De manera similar,
para el control de potencia de enlace descendente, la MS 110
determina los cambios necesarios y los señaliza a la BS 100
utilizando comandos de TPC.
En un sistema realizado según la presente
invención, el control de potencia de bucle cerrado puede utilizarse
también para elegir parámetros tales como el MCS más apropiado, dado
que el nivel de potencia solicitado por la MS 110 para un canal
físico de enlace descendente proporciona una indicación de las
condiciones reinantes de enlace por radio. Por tanto, no existe la
necesidad de que la MS 110 transmita un mensaje de enlace ascendente
separado a la BS 100 para indicar las condiciones de enlace por
radio.
Una MS 110 acoplada a un proceso de traspaso
continuo se ilustra en la figura 2, presentando la MS 110 tres
canales 226a, 226b, 226c de comunicación bidireccionales,
comprendiendo cada uno un canal de enlace ascendente y un enlace
descendente, con tres BS 100a, 100b, 100c respectivas. En una ranura
de tiempo dada, la MS 110 recibe comandos de TPC desde cada una de
las BS 100a, 100b, 100c sobre los canales de enlace descendente, y
transmite comandos de TPC a cada una de las BS sobre los canales de
enlace ascendente. En un sistema UMTS convencional, cada MS 110
transmite solamente un conjunto de comandos de TPC de enlace
ascendente a todas las BS 100a, 100b, 100c en el conjunto activo.
Por tanto, aunque existe una forma de bucle de control de potencia,
las potencias de los canales de enlace descendente no se controlan
de manera individual.
En un sistema realizado según la presente
invención, los bucles de control de potencia cerrados paralelos se
fijan entre una MS 110 y una pluralidad de BS 100a, 100b, 100c para
permitir un proceso rápido de selección de BS. Tales bucles de
control de potencia podrían mantenerse entre la MS 110 y algunas o
todas las BS 100a, 100b, 100c en el conjunto activo. Tales bucles
de control de potencia se utilizarían para controlar la potencia de
al menos algunas o todas las transmisiones por enlace descendente a
la MS 110, y además tales bucles de control de potencia podrían
utilizarse también para controlar la potencia de las transmisiones
respectivas por enlace ascendente. Estas BS se elegirían
probablemente para ser aquellas en el conjunto activo que tengan
los enlaces de radio de mejor calidad. Los bucles de control de
potencia cerrados con estas BS permitirán realizar una selección
muy rápida entre ellas para decidir qué BS 100a, 100b, 100c debería
transmitir un paquete a la MS 110.
Como ejemplo, la BS que va a utilizarse para la
transmisión de un paquete podría elegirse para ser la BS con la
potencia de transmisión más baja sobre los canales de control
físicos de potencia controlada. La selección podría realizarse bien
mediante la MS 110 (transmitiendo un mensaje de selección de BS a la
red) o mediante la red. El control de potencia de bucle cerrado
garantiza que la potencia de transmisión sobre el canal de enlace
descendente ya está a un nivel apropiado para las condiciones de
enlace por radio, y podría utilizarse para ayudar a predecir el MCS
más apropiado y/u otros parámetros.
El funcionamiento de múltiples bucles de control
de potencia cerrados paralelos requiere la transmisión de múltiples
conjuntos respectivos de información de control tanto en el enlace
ascendente como en el enlace descendente. Como mínimo, si tales
bucles de control de potencia cerrados paralelos se usan solamente
para controlar la potencia de transmisiones por enlace descendente,
cada conjunto de información de control de canal ascendente
comprendería uno o más comandos de TPC derivados del conjunto
correspondiente de enlace descendente de información de control, y
cada conjunto de información de control de enlace descendente
comprendería uno o más conjuntos de información piloto a partir de
la cual los comandos de TPC en el conjunto correspondiente de
enlace ascendente de información de control podrían derivarse
mediante una técnica tal como el cálculo de la relación señal a
interferencia (SIR, signal to interference ratio). Si además, tales
bucles de control de potencia cerrados paralelos se usan para
controlar la potencia de las transmisiones por enlace ascendente
cada conjunto de información de control de enlace ascendente
comprendería adicionalmente uno o más conjuntos de información
piloto a partir de la cual podrían derivarse los comandos de TPC en
el conjunto correspondiente de enlace descendente de información de
control, y cada conjunto de información de control de enlace
descendente comprendería adicionalmente uno o más comandos de TPC
derivados del conjunto correspondiente de enlace ascendente de
información de control.
En primer lugar se considera el enlace
ascendente. La MS 110 ha de transmitir una pluralidad de conjuntos
de información de control de enlace ascendente, incluyendo comandos
de TPC. En las realizaciones descritas más adelante esto se
consigue haciendo corresponder cada conjunto de información de
control a un canal de control físico de enlace ascendente separado
o mediante la multiplexación en el tiempo de todos los conjuntos de
información de control en un canal de control físico, o alguna
combinación de estas dos técnicas. Podrían utilizarse también otras
técnicas, por ejemplo, la codificación de combinaciones de comandos
de TPC o el uso de esquemas de modulación de orden superior.
La primera técnica implica la transmisión de
canales de control físicos de enlace ascendente separados a cada
una de las BS 100a, 100b, 100c que se han elegido para participar en
el proceso de selección rápida de sitio. En una implementación
UMTS, todos estos canales de control físicos de enlace ascendente
separados utilizarían el mismo código de aleatorización
(scrambling) (para identificar la MS 110). El canal de control
físico de enlace ascendente para cada BS 100a, 100b, 100c podría
distinguirse mediante uno o los dos métodos siguientes, por
ejemplo:
- -
- Multiplexación de código, en el que cada canal de control físico usa un código de canalización ortogonal diferente. En las especificaciones actuales del UMTS se permite solamente un canal de control físico de enlace ascendente desde cada MS 110, y siempre usa un código de canalización predeterminado que presenta un factor de ensanchamiento de 256 a partir de un árbol de código OVSF (orthogonal variable spreading factor, factor de ensanchamiento de variable ortogonal). Los canales de control físicos adicionales podrían utilizar cualquiera de los 63 de los otros códigos de canalización del mismo conjunto mientras permanezcan ortogonales a todos los códigos de canalización posibles usados para canales de datos de enlace ascendente.
- -
- Multiplexación I/Q. En las especificaciones actuales del UMTS la información de control de enlace ascendente se codifica sobre un canal físico que usa la componente Q (fase en cuadratura) de la portadora, junto con hasta 3 canales de datos y se codifican hasta 3 canales de datos en el componente I (en fase) (anterior a la aleatorización compleja). Si fueran necesarios solamente 2 conjuntos de información de control de enlace ascendente y no se transmitiera al mismo tiempo ningún dato de enlace ascendente, los conjuntos de información de control podrían multiplexarse por I/Q (anterior a la aleatorización compleja) mientras se usa el mismo código de canalización, evitando así la necesidad de una transmisión de múltiples códigos para los canales de control. También sería posible transmitir dos conjuntos de información de control, uno en cada uno de los componentes I y Q, mientras se transmite una cantidad reducida de datos, con el uso de una transmisión de códigos múltiples.
- De manera ventajosa, podría disponerse la temporización de las transmisiones de enlace ascendente para garantizar que no existía la necesidad de la transmisión de múltiples códigos. Por ejemplo, podría disponerse la desconexión temporal de uno de los canales de control físicos de enlace ascendente siempre que vaya a transmitirse algún dato de enlace ascendente.
El control de compuerta (gating) de canal de
control, es decir, la transmisión intermitente de un canal de
control físico podría utilizarse junto con los métodos anteriores
como un medio de reducción el consumo de potencia de la MS y los
niveles de interferencia de enlace ascendente.
La segunda técnica es la multiplexación en el
tiempo de los conjuntos de información de control para diferentes
BS, utilizando un tipo modificado de canal de control físico de
enlace ascendente. En este caso sólo sería necesario un canal de
control físico de enlace ascendente empleando solamente un código de
canalización. La figura 3 ilustra la estructura de una trama 300 de
un canal de control físico de enlace ascendente UMTS. La trama 300
tiene una longitud de 10 ms y comprende 15 ranuras de S_{0} a
S_{14}. Cada ranura tiene una longitud de 2560 chips e incluye 10
bits de datos de control. Considerando la ranura S_{i} de orden i,
comprende un campo 304 piloto (P), un campo 306 indicador de
combinación de formato de transporte (TFCI), un campo 308 de
información de retroalimentación (FBI) y un campo 310 de TPC,
presentando cada campo un número predeterminado de bits.
La multiplexación en el tiempo de los comandos
de TPC y los campos piloto podría conseguirse mediante uno o ambos
métodos que siguen:
- -
- modificar los campos en el canal de control físico de enlace ascendente para permitir múltiples conjuntos de comandos de TPC y la información piloto a transmitir en la tasa de ranura habitual de 1500 Hz. El TFCI podría transmitirse una vez, en la potencia más alta requerida para la comunicación con todas las BS 100a 100b y 100c relevantes. Esto podría incluir la reducción de la cantidad de información piloto enviada a cada BS. La figura 4 ilustra una trama 300 que presenta una estructura de campo modificada según la presente invención para utilizar con dos BS. Están previstos dos campos P_{1} 404 y P_{2} 405 piloto, junto con dos campos TPC_{1} 409 y TPC_{2} 410 de control de potencia. El campo 306 TFCI no ha variado con respecto a la estructura de campo de la figura 3, mientras que el campo 308 FBI se ha eliminado (ya que no hay necesidad de información precisa de la diversidad del transmisor si se transmite solamente información de control. Resultará evidente que existe una gran variedad de maneras de modificar la estructura de campo para satisfacer los requisitos de la presente invención.
- -
- Reducir la tasa de control de potencia a cada celda. Por ejemplo, reducir a la mitad la tasa de control de potencia en un escenario en el que dos BS participan en el proceso de selección rápida evitando la necesidad de cualquier modificación en la estructura de campo de trama. Cada BS responde solamente a cada dos comandos de TPC, y de manera similar usa solamente cada dos campos piloto para el cálculo de la relación SIR. La tasa de TPC podría reducirse aún más (por ejemplo, en los enlaces de radio que cambian lentamente con frecuencia Doppler baja mediante el cierre de compuerta del canal de control físico.
Ahora se considera el enlace descendente. Cada
BS 100a 100b y 100c que está participando en el proceso de
selección rápida ha de transmitir información piloto a la MS 110
para mantener el bucle de control de potencia cerrado para el
enlace descendente. Si el control de potencia de bucle cerrado
controla también los enlaces ascendentes, las BS también tienen que
transmitir comandos de TPC a la MS 110. Esto es similar al proceso
de traspaso normal excepto en que cada BS 100a 100b y 100c calcula
sus comandos de TPC de enlace descendente basándose en la relación
SIR de sus partes respectivas del canal de control físico de enlace
ascendente respectivo. Los posibles métodos del enlace ascendente
incluyen el uso de diferentes códigos de aleatorización o la
multiplexación en el tiempo de las transmisiones.
Podrían utilizarse códigos de aleatorización
distintos para distinguir los conjuntos de información de control
de las diferentes BS 100a 100b y 100c. Esto permitiría a la MS 110
procesar la información piloto de enlace descendente desde cada BS
separadamente para generar los comandos de TPC de enlace ascendente
diferentes necesarios para las diferentes BS según sus relaciones
SIR de enlace descendente respectivos. Esto permitiría también a la
MS 110 distinguir los comandos de TPC de las diferentes BS.
En lugar de combinar comandos de TPC recibidos
de las diferentes BS como en el proceso de traspaso continuo
normal, por ejemplo, tal como se describe en la solicitud de patente
del Reino Unido en tramitación junto con la presente 0022633.2
(referencia de los solicitantes PHGB000121) aún sin publicar, la MS
110 ajustaría la potencia de cada canal de control físico de enlace
ascendente (o cada parte de un canal de control físico de enlace
ascendente en el caso de conjuntos multiplexados en el tiempo de
información de control de enlace ascendente) separadamente según
los comandos de TPC recibidos desde las BS 100a 100b y 100c
relevantes.
Alternativamente los conjuntos de enlace
descendente de información de control desde las diferentes BS 100a
100b y 100c podrían multiplexarse en el tiempo de manera similar al
enlace ascendente tal como se expuso anteriormente. En este caso
puede preferirse la combinación de la multiplexación con el control
de compuerta para evitar problemas de sincronización entre las BS,
en cuyo caso la tasa de información piloto de enlace ascendente y/o
la tasa de comandos de TPC podría reducirse de la misma manera.
En realizaciones de un sistema realizado según
la presente invención podrían aplicarse determinadas restricciones
a las potencias de transmisión por enlace ascendente desde la MS 110
a las diferentes BS 100a 100b y 100c. Por ejemplo, la relación de
potencia de transmisión entre las transmisiones a diferentes BS
podría limitarse a por ejemplo 6dB, evitando de este modo la
generación de interferencia sustancial en una celda ya que una BS
en otra celda solicita más potencia mientras que todavía se
proporciona suficiente alcance dinámico para mantener una tasa de
error de enlace ascendente adecuada para los comandos de TPC. Una
restricción de este tipo mejora también el comportamiento EMC
evitando cambios repentinos y regulares en la potencia y simplifica
la implementación de una MS 110 evitando la necesidad de ser capaz
de implementar de manera precisa grandes cambios regulares en
potencia.
Alternativamente, en el caso de que la MS 110
alcance su máxima potencia de transmisión (según su clase de
potencia o como señalizado por la red) el objetivo primario podría
ser mantener la potencia de transmisión por enlace ascendente
correcta para las BS 100a 100b y 100c con la mejor relación SIR de
enlace descendente. La potencia de transmisión por enlace
ascendente con respecto a las otras BS podría reducirse para
conseguir esto. Si esto dio como resultado que la relación de
potencia entre las transmisiones a las diferentes BS aumentó más
que cualquier límite predeterminado, por ejemplo, el límite de 6dB
propuesto anteriormente, las transmisiones a una o más de las BS
aparte de aquella que presenta la mejor relación SIR de enlace
descendente podrían terminarse, o alternativamente la potencia de
las transmisiones a todas las BS podría reducirse.
En las implementaciones prácticas el número de
bucles de control de potencia cerrados paralelos estaría restringido
probablemente a 2 o 3 para evitar la complejidad de la
implementación que elimina los beneficios de las técnicas de
selección rápida.
Un diagrama de flujo que ilustra un método según
la presente invención de la transmisión de datos a través de una de
la pluralidad de las BS 100a 100b y 100c se muestra en la figura 5.
El método comienza en la etapa 502 cuando existen datos para la
transmisión a una MS 110. La etapa 504 es una prueba para determinar
si permanecen datos para la transmisión. Si es así entonces la BS
100a 100b y 100c que presenta las mejores características generales
se selecciona a partir de aquellas disponibles a la MS 110 para la
selección rápida, en la etapa 506, y un paquete de datos se
transmite a la MS 110 en la etapa 508. El proceso de prueba de
datos, selección de una BS y transmisión de un paquete de datos
continúa hasta que no hay más datos que transmitir, cuando la
prueba 504 para más datos falla y el proceso finaliza, en la etapa
510.
En la práctica la cantidad de datos transmitida
antes de que la selección de BS se realice de nuevo puede ser más
de un paquete, en función de las sobrecargas del sistema de cambiar
las BS de transmisión.
En una realización adicional, el funcionamiento
de múltiples bucles de control de potencia podría utilizarse para
facilitar la selección del MCS más apropiado para la transmisión de
paquetes desde una BS 100 a una MS 110 cuando los canales de
control están en traspaso continuo. Esto puede realizarse
independientemente del método usado para decidir qué BS 100a 100b y
100c debería enviar el paquete de enlace ascendente. Ya se conoce
que la selección de MCS podría basarse en un cálculo de la relación
SIR probable que se obtendría en la MS 110. Se conoce
adicionalmente que un valor para esta relación SIR calculada puede
transmitirse desde la MS a la BS en la forma de un informe de
medición (o derivado de otras mediciones tales como una intensidad
de señal de un canal piloto).
Sin embargo si los informes de medición de este
tipo se envían utilizando una señalización de capa más alta es
probable que haya un intervalo significativo entre los mismos. Esto
puede conducir a errores significativos en la selección de MCS en
canales que varían en el tiempo. También se conoce que el
funcionamiento del control de potencia de bucle cerrado en la
transmisión por enlace descendente puede utilizarse para realizar
correcciones con respecto a un cálculo de la relación SIR anterior
ya que cualquier cambio en la potencia transmitida estará bien
correlacionado con cambios en la pérdida de trayecto de enlace
descendente y por tanto la relación SIR que puede conseguirse en la
MS 110. Sin embargo, en el traspaso continuo, no es probable que los
cambios en la potencia transmitida por enlace descendente desde
cada BS 100a 100b y 100c estén lo suficientemente bien
correlacionados con cambios en las respectivas pérdidas de trayecto
de enlace descendente. Por tanto, en el traspaso continuo el uso de
múltiples bucles de control de potencia para los canales de control
de enlace descendente permitirá que el nivel de potencia del canal
de enlace descendente desde cada BS en el conjunto activo (o
subconjunto del conjunto activo) siga de manera independiente los
cambios en los canales de radio respectivos. Esto significa que,
dado los informes de medición adecuados, la relación SIR que puede
conseguirse en la MS 110 puede calcularse para cualquier BS en el
conjunto activo (o subconjunto del conjunto activo). Entonces puede
seleccionarse el MCS apropiado para la transmisión de paquetes.
En las realizaciones descritas anteriormente el
canal de datos se transmite a la MS 110 desde una BS a la vez. Sin
embargo, en algunas circunstancias puede ser ventajoso que los
canales de datos se transmitan simultáneamente desde más de una BS.
Por ejemplo, en una situación en la que tres BS 100a 100b y 100c
están bajo un control de potencia de bucle cerrado, si dos de las
BS proporcionan una calidad de enlace igualmente buena, el paquete
o los paquetes de datos puede transmitirse simultáneamente desde
aquellas dos estaciones base (de manera similar a las transmisiones
durante el traspaso continuo).
En una variación de las realizaciones descritas
anteriormente podría haber más de un enlace de datos entre una
estación primaria y secundaria. Por ejemplo la invención podría
aplicarse a enlaces de radio a diferentes frecuencias, o
transmitirse desde diferentes antenas que necesitarán control de
potencia separado aunque estén entre el mismo par de
estaciones.
En un sistema en el que una BS 100 tiene una
pluralidad de antenas 106 o haces de antena deberán tomarse las
referencias anteriores a la selección de una BS 100 preferida para
la transmisión de paquetes para incluir la selección de un
subconjunto de antenas o haces de antenas preferido de aquellos
proporcionados por una o más estaciones primarias. En un sistema
que emplea las técnicas MIMO ("multi-input,
multi-output", entrada múltiple salida múltiple,
la selección de una BS 100 preferida podría entenderse también para
incluir la selección de un trayecto de radio o conjunto de
trayectos óptimos entre una estación 100 primaria y una estación 110
secundaria.
Claims (15)
1. Estación (110) móvil para usar en un sistema
de comunicación por radio que presenta canales de control físicos
dispuestos para la transmisión bidireccional de conjuntos de
información de control entre la estación (110) móvil y una
pluralidad de estaciones (100) fijas, y al menos un canal de datos
entre una o más estaciones fijas, seleccionado a partir de la
pluralidad de estaciones (100) fijas, y la estación (110) móvil para
la transmisión de datos desde la o cada estación (100) fija
seleccionada a la estación (110) móvil, en la que la estación (110)
móvil se caracteriza por medios (118) de control de potencia
de bucle cerrado para el funcionamiento, entre la estación (110)
móvil y cada una de la pluralidad de estaciones (100) fijas, de
respectivos bucles de control de potencia cerrados en paralelo para
ajustar individualmente la potencia de algunos o todos los canales
de control físicos, o partes de los mismos, a los que se hace
corresponder un conjunto de información de control para seguir los
cambios en los canales de radio respectivos de manera
independiente.
2. Estación (110) móvil según la reivindicación
1, caracterizada porque están previstos medios (112) para
determinar cuál de las estaciones fijas comprende la estación o
estaciones fijas seleccionadas en respuesta al cambio de las
condiciones de enlace por radio.
3. Estación (110) móvil según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque están previstos medios (114) para
transmitir cada conjunto de información de control sobre un canal
físico separado.
4. Estación (110) móvil según la reivindicación
3, caracterizado porque están previstos medios (114) para
distinguir los canales físicos mediante el uso de diferentes códigos
de canalización.
5. Estación (110) móvil según la reivindicación
3 ó 4, caracterizado porque están previstos medios (114) para
distinguir dos de los canales físicos mediante la transmisión de un
primer canal físico que usa la componente en fase de la portadora y
un segundo canal físico que usa la componente de fase en cuadratura
de la portadora.
6. Estación (110) móvil según la reivindicación
5, caracterizado porque están previstos medios (112) para
interrumpir la transmisión de un canal de control físico cuando se
necesita la transmisión de datos.
7. Estación (110) móvil según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque están previstos medios (114) para
transmitir cada conjunto de información de control mediante
multiplexación en el tiempo sobre un único canal físico.
8. Estación (110) móvil según la reivindicación
7, caracterizado porque están previstos medios (114) para
conseguir la multiplexación en el tiempo mediante la reducción de la
tasa de transmisión de comandos de control de potencia.
9. Estación (110) móvil según la reivindicación
8, caracterizado porque la reducción de tasa es proporcional
a un número mayor o igual al número de estaciones fijas con las que
se intercambian los conjuntos de información de control.
10. Estación (110) móvil según la reivindicación
7, caracterizado porque están previstos medios (114) para
conseguir la multiplexación en el tiempo incluyendo campos de
control de potencia separados en relación con cada estación (100)
fija con la que se intercambian conjuntos de información de control
en un único canal de control físico.
11. Sistema de comunicación por radio que
comprende una estación (110) móvil según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 y una pluralidad de estaciones (100)
fijas.
12. Sistema según la reivindicación 11,
caracterizado porque están previstos medios (104) para
codificar cada canal de control físico transmitido por cada una de
la pluralidad de estaciones fijas o parte de las mismas con un
código de aleatorización respectivo al que se hace corresponder un
conjunto de información de control para permitir identifica a la
estación (100) fija asociada.
13. Sistema según la reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque están previstos medios (107) que
responden a las peticiones desde la estación (110) móvil para
seleccionar la estación (100) fija conectada al o cada canal de
datos.
14. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque están
previstos medios (107) para establecer una pluralidad de enlaces de
comunicación entre una estación (100) fija y la estación (110)
móvil, para determinar cuál de las estaciones (100) fijas comprende
estaciones fijas seleccionadas, y para determinar cuál de los
enlaces de comunicación se selecciona.
15. Método de funcionamiento de un sistema de
comunicación por radio que presenta canales de control físicos
dispuestos para la transmisión bidireccional de conjuntos de
información de control entre una estación (110) móvil y una
pluralidad de estaciones (100) fijas, y al menos un canal de datos
entre una o más estaciones fijas, seleccionado a partir de la
pluralidad de estaciones (100) fijas, y la estación (110) móvil para
la transmisión de datos desde la o cada estación (100) fija
seleccionada a la estación (110) móvil, caracterizándose el
método por el funcionamiento, entre la estación (110) móvil y cada
una de la pluralidad de estaciones (100) fijas, de respectivos
bucles de control de potencia cerrados en paralelo para ajustar
individualmente la potencia de algunos o todos los canales de
control físicos, o partes de los mismos, a los que se hace
corresponder un conjunto de información de control para seguir los
cambios en los canales de radio respectivos de manera
independiente.
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