ES2278403T3 - Sistema de comunicaciones con acceso multiple por division de tiempo. - Google Patents
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Abstract
SE EXPONE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES DE ACCESO MULTIPLE POR DIVISION EN EL TIEMPO, EN QUE LOS DATOS DEL ENLACE DESCENDENTE SE TRANSMITEN A TRAVES DE UN CANAL DE DATOS EN TRAMAS DE TIEMPO REPETIDAS, CONTENIENDO CADA UNA SERIE DE INTERVALOS DE TIEMPO. LA INFORMACION DE CONFIGURACION DEL ENLACE DESCENDENTE SE TRANSMITE A TRAVES DE UN CANAL DE CONTROL PARA INDICAR DESDE QUE INTERVALO DE TIEMPO DEBERA EXTRAER LOS DATOS EL TERMINAL DE USUARIO. CADA TRAMA EN EL CANAL DE DATOS INCLUYE UNA BANDERA DEL PAQUETE DE USUARIO PARA INDICAR SI CONTIENE DATOS O NO LA TRAMA EN CADA INTERVALO DE TIEMPO. CADA TERMINAL DE USUARIO ES SENSIBLE A LA INFORMACION DE CONFIGURACION Y A LAS BANDERAS DEL PAQUETE DE USUARIO, PARA EXTRAER LOS DATOS DESDE SU INTERVALO DE TIEMPO ASIGNADO EN AQUELLAS TRAMAS EN QUE EL INTERVALO INDIQUE QUE CONTIENE DATOS.
Description
Sistema de comunicaciones con acceso múltiple
por división de tiempo.
Este invento se refiere a sistemas de
comunicaciones con acceso múltiple por división de tiempo.
Tradicionalmente, el tráfico de usuarios en un
sistema con acceso múltiple por división de código se realiza
mediante conmutación de circuitos. Una vez establecida una llamada,
la conexión se mantiene mientras dura la petición de servicio. A
cada usuario activo se le asigna un canal de tráfico dedicado tanto
para el enlace ascendente como para el enlace descendente. Cada
canal de tráfico dedicado se caracteriza por un único código de
dispersión. Durante toda la sesión, el canal de tráfico dedicado es
utilizado, exclusivamente, por el usuario activo.
El método de conmutación de circuitos es robusto
y da como resultado una elevada capacidad del sistema al soportar
macrodiversidad (traspaso con continuidad); control de potencia;
sobrecarga limitada por acceso aleatorio.
Sin embargo, en los sistemas con acceso múltiple
por división de código, multiservicio, de banda ancha, ha de
soportarse un tráfico extremadamente a ráfagas. El tráfico a ráfagas
se soporta ajustando la velocidad de transmisión de los datos y,
por tanto, el factor de dispersión y el código de dispersión. Sin
embargo, la necesidad de ajustar rápidamente el código de
dispersión conduce a algoritmos de asignación de código sumamente
complicados.
Otro método popular para acomodar los servicios
que funcionan a ráfagas, es mediante conmutación de datos por
paquetes. El ETSI en UMTS W-CDMA (Instituto europeo
para la normalización de las telecomunicaciones, en "Acceso
múltiple por división de código en banda ancha para el servicio
universal de telecomunicaciones de móviles") y ARIB en
W-CDMA (Asociación de empresas e industrias de
radio, en "Acceso múltiple por división de código en banda
ancha") proponen utilizar RACH/FACH (Canal de acceso
aleatorio/Canal de acceso directo) para transmitir datos en
paquetes con ráfagas poco frecuentes. La ventaja de un esquema de
esta clase es que no se necesita un canal dedicado y su rápido
tiempo de establecimiento.
Sin embargo, este mecanismo de transmisión
utiliza solamente control de potencia en bucle abierto y no soporta
la macrodiversidad.
La solicitud de patente europea publicada
EP-A-0 731 571, la solicitud de
patente británica GB-A-2252887, y
la patente norteamericana US 5.420.864 constituyen antecedentes. Por
el documento EP-A-0 731 571 se
conoce proporcionar un sistema de comunicaciones con acceso
múltiple por división de tiempo, en el que los datos, en el enlace
descendente, son transmitidos por un canal de datos en cuadros de
tiempo repetidos cada uno de los cuales contiene una pluralidad de
intervalos de tiempo de usuario, y la información aplicada en el
enlace descendente es transmitida por un canal de control para
indicar de qué intervalo de tiempo debe extraer datos un terminal de
usuario, incluyendo cada cuadro del canal de datos una marca de
paquete de usuario para indicar si cada intervalo de tiempo de
usuario del cuadro contiene datos o no, y respondiendo cada terminal
de usuario a la información aplicada y a las marcas de paquete de
usuario para extraer datos de su intervalo de tiempo de usuario
asignado, de aquéllos cuadros para los que se indica que el
intervalo contiene datos.
El presente invento se caracteriza, con respecto
a la descripción del documento
EP-A-0 731 571, porque cada cuadro
del canal de datos incluye la marca de paquete de usuario en un
primer intervalo de tiempo, incluyendo la marca de paquete de
usuario una pluralidad de campos asociados, cada uno, con uno
respectivo de dicha pluralidad de intervalos de tiempo de usuario,
siendo indicativos los valores de cada campo de si contiene datos el
respectivo intervalo de tiempo de usuario.
Una pluralidad de usuarios de datos en paquetes
a ráfagas pueden ser multiplexados en el mismo canal de tráfico
dedicado, descendente. El esquema de multiplexado permite una
asignación de código poco complicada; macrodiversidad y traspaso
con continuidad; baja sobrecarga de control asociada; y control de
potencia en bucle cerrado limitado.
Se describirá ahora una realización del invento
a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los
que:
la Figura 1 es una representación esquemática de
un cuadro de tiempo de enlace descendente en un canal de
transmisión dedicado de un sistema de comunicaciones que incorpora
el invento;
la Figura 2 es una representación esquemática de
una pluralidad de cuadros de tiempo de enlace descendente del
sistema de la Figura 1;
la Figura 3 es una representación esquemática de
una marca de paquetes de usuario en un cuadro en el enlace
descendente del sistema de la Figura 1;
la Figura 4 es una representación esquemática de
un canal de enlace ascendente y del canal de control ascendente en
relación con el cuadro de tiempo de enlace descendente de la Figura
1; y
la Figura 5 muestra niveles de potencia en el
enlace descendente.
En una etapa de inicialización, los terminales
de usuario, por ejemplo, las estaciones móviles, adquieren
sincronismo de intervalos y de cuadros. Las estaciones móviles
también llevan a cabo identificación de grupo de códigos e
identificación de código de aleatorización. Después de que se ha
identificado el código de aleatorización, puede detectarse el CCPCH
(canal físico de control común) principal, y puede leerse la
información del BCCH (canal de contrato de difusión) específico de
la célula y del sistema. El RACH (canal de acceso aleatorio) será
conocido para las estaciones móviles.
Para una transmisión de datos en paquetes a
ráfagas iniciado por una estación móvil, las estaciones móviles
ejecutan un procedimiento de petición de acceso aleatorio. Basándose
en la recepción satisfactoria de la petición de acceso aleatorio
procedente de una estación móvil, una estación base informa a la
estación móvil acerca de por qué canal de transmisión dedicado han
de transmitirse los datos en paquetes. Para una transmisión de
datos en paquetes, a ráfagas, iniciada por una estación base, la
estación base simplemente advierte al usuario o a los usuarios e
indica el canal de transmisión dedicado por el que han de
transmitirse los datos en paquetes. La estación móvil acusa recibo
estableciendo el canal de transmisión dedicado. En ambos casos, las
estaciones móviles son informadas por la estación base de a partir
de qué intervalo de tiempo del cuadro del canal de transmisión
dedicado tomarán los paquetes. Dicho de otro modo, la estación móvil
conoce la situación del intervalo en el cuadro de tiempo del canal
de transmisión dedicado para recibir paquetes, si hay alguno.
El canal de transmisión dedicado de enlace
descendente se organiza como se ilustra en la Figura 1. Un cuadro de
tiempo del canal de transmisión dedicado consiste en 16 intervalos
de tiempo. El primer intervalo se utiliza para transmitir una marca
de paquete de usuario que indica la situación de un paquete dirigido
a un usuario específico. El resto de los intervalos del cuadro se
utilizarán para transmitir paquetes de datos de usuario a los
usuarios.
La información de control (piloto, control de
potencia de transmisión e información acerca de la velocidad) es
transmitida por un canal de control físico dedicado y la información
de datos es transmitida por un canal de datos físico, dedicado. El
canal de control y el canal de datos son multiplexados en el tiempo,
como se muestra en la Figura 1. El canal de datos físico dedicado
transmite paquetes de usuario e información de marcas de paquetes
de
usuario.
usuario.
Una situación común en el canal de transmisión
dedicado es que no todos los intervalos de cuadro están llenos con
paquetes de usuario. Esto se representa en la Figura 2, en la que se
muestran tres cuadros sucesivos.
Para multiplexar a los usuarios de datos en
paquetes a ráfagas en un solo canal de tráfico físico dedicado, se
utiliza asignación de código de dispersión ortogonal simplificada,
al tiempo que se mantienen la mayoría de los beneficios de la
transmisión por circuito virtual.
La marca de paquete de datos de usuario (UPF)
está compuesta por 15 campos, correspondientes a, como máximo, 15
intervalos para paquetes de usuario en un cuadro
UPF = [UPF1,
UPF2, UPF3, ....,
UPF15]
Cada campo de la marca UPF de paquete de usuario
indica el estado de un intervalo correspondiente (tanto si se trata
de un paquete para el usuario específico como si no)
UPFi =
estado
donde
estado:
\hskip0,5cm0 = sin paquete / 1 = un paquete
La marca UPF de paquete de usuario es,
simplemente, una secuencia de bits de longitud L. Típicamente, L es
igual a 15+1 (incluyendo permanentemente el primer bit = 0), ya que
en la realización se asignan, como máximo 15 usuarios para recibir
datos en paquetes a ráfagas a partir del canal de transmisión
dedicado. Tan pronto como las estaciones móviles reciban la marca
UPF de paquete de usuario, podrán identificar si el cuadro contiene
algún paquete para ellas. Si lo hay, extraen los paquetes
pertinentes. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de una marca UPF
de paquete de usuario. Este diseño de la UPF
(UPF-6A9 1 H) indica que en el cuadro hay paquetes
para los usuarios asociados en ese momento con los intervalos de
tiempo identificados por:
- Usuario1, Usuario2, Usuario4, Usuario6, Usuario8, Usuario 11 y Usuario 15
y que en el cuadro no hay paquetes para los
usuarios que, en ese momento, están asociados con los intervalos de
tiempo identificados por:
- Usuario3, Usuario5, Usuario7, Usuario9, Usuario10, Usuario 12, Usuario13 y Usuario 14
\newpage
La marca UPF0 para el intervalo de tiempo cero
siempre tiene el valor 0. La marca UPF de paquete de usuario
contiene información importante. Para hacerla más robusta, puede
utilizarse repetición a fin de obtener una ganancia diversa, por
ejemplo, cada bit puede repetirse, al menos, una vez.
La información de control (piloto, TPC [control
de potencia de transmisión] y RI [información sobre la velocidad])
es transmitida en cada intervalo por el canal de transmisión
dedicado DTCH (canal de tráfico dedicado), aún cuando no existan
datos de usuario. Por tanto, se sigue conservando el traspaso con
continuidad, así como el control de potencia en bucle cerrado
limitado.
Como la transmisión del tráfico a ráfagas del
enlace descendente es transferida a un canal de transmisión
dedicado DTCH en vez de FACH, el tráfico en el bucle RACH/FACH
disminuye. En consecuencia, aumentan las probabilidades de acceso
aleatorio, con la consecuencia de que disminuye la frecuencia de
bloqueo.
La transmisión por el enlace ascendente no está
multiplexada en el tiempo; a cada usuario se le asigna un único
código de dispersión, como se muestra en la Figura 4. Como el canal
de control es transmitido continuamente para cada usuario del
enlace ascendente, la estación base puede vigilar continuamente la
potencia recibida. Sin embargo, la BTS (estación transceptora base)
está limitada en lo que se refiere al número de símbolos de control
de potencia que es capaz de enviar a cada usuario. De hecho, la BTS
solamente transmite un símbolo TPC pertinente a un usuario
individual durante el intervalo de tiempo asignado a ese usuario. En
consecuencia, el usuario puede llegar a recibir solamente un
símbolo TPC por cuadro. El control de la potencia en el enlace
ascendente está limitado, no en cuanto a la calidad de la
información, sino en cuanto a la frecuencia con que puede
transmitirse la información. Por tanto, para incrementar al máximo
la eficacia del control de potencia del enlace ascendente y limitar
la interferencia entre células, los datos deben transmitirse, por el
enlace ascendente, tan pronto como sea posible después de recibir el
símbolo TPC para el canal de enlace descendente multiplexado. El
tiempo de desplazamiento, como se ilustra en la Figura 4, debe
mantenerse al mínimo. Por fortuna, se espera que existirá un elevado
grado de asimetría en los servicios de portador de
W-CDMA. La cantidad de datos en el enlace ascendente
será muy pequeña, en relación con los datos en el enlace
descendente. Por tanto, los datos, en el enlace ascendente, pueden
concentrarse en el tiempo y enviarse poco después de recibirse el
símbolo TPC.
El esquema de control de potencia del enlace
ascendente especificado en UMTS limita a la BTS a un símbolo en el
intervalo asignado al usuario en el enlace descendente. Como las
estaciones móviles recibirían intermitentemente su símbolo de
control de potencia, por ejemplo, uno por cuadro, debido a la
naturaleza a ráfagas de la transmisión por el enlace descendente,
puede que la velocidad de ajuste no sea suficiente para cumplir los
requisitos de potencia variables del enlace ascendente. A fin de
mejorar la posición, se utiliza un símbolo parásito adicional para
transmitir información sobre el ajuste de potencia en cada intervalo
por el enlace descendente, de forma que el ajuste requerido de la
potencia se transmita en dos símbolos.
En cada intervalo de tiempo, los datos están
destinados a sólo un usuario particular. Sin embargo, los símbolos
piloto son utilizados por todos los usuarios. Por tanto, la potencia
de transmisión por el enlace descendente de los símbolos piloto
debe ser constante y lo bastante alta para que todos los usuarios
los reciban apropiadamente. La parte de datos puede ajustarse para
cada usuario. Cada canal de control de enlace ascendente continuo de
usuario contiene todos los símbolos de control de potencia de enlace
descendente definidos para un canal de tráfico dedicado. Por ello,
el enlace descendente puede ajustar el nivel de potencia de los
datos de usuario en forma apropiada, como se muestra en la Figura
5.
Claims (1)
1. Un sistema de comunicaciones con acceso
múltiple por división de tiempo, en el que los datos son
transmitidos, en el enlace descendente, por un canal de datos en
cuadros de tiempo repetidos, cada uno de los cuales contiene una
pluralidad de intervalos de tiempo de usuario, y la información
establecida para el enlace descendente es transmitida por un canal
de control para indicar de qué intervalo de tiempo debe extraer
datos un terminal de usuario, incluyendo cada cuadro del canal de
datos una marca de paquete de usuario para indicar si cada
intervalo de tiempo de usuario del cuadro contiene datos o no,
respondiendo cada terminal de usuario a la información establecida
y a las marcas de paquetes de usuario para extraer datos de su
intervalo de tiempo de usuario asignado de aquéllos cuadros para
los que se indica que el intervalo contiene datos,
caracterizado porque
cada cuadro del canal de datos incluye la marca
de paquete de usuario en un primer intervalo de tiempo,
la marca de paquete de usuario incluye una
pluralidad de campos asociados, cada uno, con uno respectivo de
dicha pluralidad de intervalos de tiempo de usuario, siendo los
valores de cada campo indicativos de si el respectivo intervalo de
tiempo de usuario contiene datos.
Applications Claiming Priority (2)
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