ES2283119T3 - Sistema de comunicacion celular con traspaso continuo sobre canal comun y procedimiento asociado. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de transmisión de información de control entre una unidad (18) móvil y una estación (12) base en sistema de comunicaciones de espectro ensanchado: vigilar mediante una unidad (18) móvil el nivel de potencia de señales de control recibidas desde múltiples estaciones (12, 14, 16) base; identificar mediante la unidad móvil un primer conjunto de estaciones base para las que el nivel de potencia recibido de la señal de control recibida excede un nivel prescrito; enviar un mensaje de medición de potencia desde la unidad (18) móvil a al menos una estación (12) base en el conjunto que identifica las estaciones base en el primer conjunto identificado; enviar a la unidad (18) móvil mediante al menos una estación base un mensaje que especifica un segundo conjunto de estaciones base a las que se permite transmitir a la unidad (18) móvil en traspaso continuo; y comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base que son elementos tanto del primer conjunto como del segundo conjunto; caracterizado porque al menos un elemento del segundo conjunto de estaciones base se determina basándose no sólo en la información proporcionada mediante la unidad (14) móvil en dicho mensaje de medición de potencia, sino también en información de permiso en una tabla de traspaso en un controlador de estación base que comprende indicadores de permiso de traspaso que identifican otras estaciones base en la lista de vecinos de la estación pase para la que se permite un cierto tipo de traspaso.
Description
Sistema de comunicación celular con traspaso
continuo sobre canal común y procedimiento asociado.
La invención se refiere en general a sistemas de
comunicación celulares digitales, y más particularmente, a traspaso
continuo en sistemas de comunicación de espectro ensanchado.
En un sistema de comunicación de espectro
ensanchado de acceso múltiple por división de código (CDMA), se
utiliza una banda de frecuencia compartida para comunicación con
todas las estaciones base dentro de ese sistema. Un ejemplo de un
sistema de este tipo se describe en la norma
TIA/EIA-95-B titulada "Mobile
Station-Base Station Compatibility Standard for
Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" ("Norma de
compatibilidad entre estación móvil y estación base para sistema
celular de espectro ensanchado de banda ancha de modo dual"),
incorporado en el presente documento por referencia. La generación y
recepción de señales CDMA se da a conocer en la patente de los
EE.UU. Nº 4.401.307 titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS
COMMUNICATION SYSTEMS USING SATELLITES OR TERRESTRIAL REPEATERS"
("Sistemas de comunicación de acceso múltiple de espectro
ensanchado que utilizan satélites o repetidores terrestres") y
en la patente de los EE.UU. Nº 5.103.459 titulada "SYSTEM AND
METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM" ("Sistema y procedimiento para generar formas de onda
en un sistema telefónico celular CDMA"), estando ambas
transferidas al cesionario de la presente invención.
Se intercambian señales de radio frecuencia (RF)
entre una unidad móvil respectiva y una o más estaciones base. Las
unidades móviles no se comunican directamente entre sí. Las
estaciones base se comunican con un controlador del sistema de
comunicación celular o personal de estación base, al que se hace
referencia en el presente documento como un controlador de estación
base (BSC) utilizando diversos medios tales como cables sobre
tierra o un enlace de microondas, por ejemplo. El BSC puede
encaminar llamadas a una red telefónica conmutada pública (PSTN) o
puede encaminar paquetes a una red conmutada por paquetes, tal como
Internet. La estación base también coordina el funcionamiento de
estaciones base dentro del sistema durante traspaso continuo por
ejemplo.
La norma TIA/EIA-95 es un
ejemplo de un sistema de comunicación CDMA. La comunicación desde
una unidad móvil a una o más estaciones base en un sistema CDMA de
la norma TIA/EIA-95 tiene lugar sobre canales de
frecuencia compartida, cada uno de los cuales ocupa aproximadamente
1,25 MHz de ancho de banda de radiofrecuencia. Más específicamente,
las señales de comunicación que ocupan una banda de frecuencia dada
se discriminan en una estación de recepción a través de propiedades
de forma de onda CDMA de espectro ensanchado basándose en el uso de
un código de seudo-ruido (PN) de alta velocidad. Se
utiliza un código PN para modular señales transmitidas desde las
estaciones base y las unidades móviles. Las señales de diferentes
estaciones base pueden recibirse por separado en una unidad móvil
dada mediante la discriminación de diferentes códigos PN. Para la
norma TIA/EIA-95, estos códigos se construyen a
partir de un único código, pero cada estación base tiene un desfase
de tiempo único del código PN. En ensanchamiento PN de alta
velocidad también permite a una estación de recepción recibir una
señal desde una estación de transmisión única en la que la señal ha
viajado sobre distintas vías de propagación. La demodulación de
múltiples señales se da a conocer en la patente de los EE.UU. Nº
5.490.165 titulada "DEMODULATION ELEMENT ASIGNMENT IN A SYSTEM
CAPABLE OF RECEIVING MULTIPLE SIGNALS" ("Asignación de
elementos de demodulación en un sistema que puede recibir múltiples
señales") y en la patente de los EE.UU. Nº 5.109.390 titulada
"DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"
("Receptor de diversidad en un sistema telefónico celular
CDMA"), estando ambas transferidas al cesionario de la presente
invención.
Los diversos canales dentro de un canal CDMA de
la norma TIA/EIA-95 "directo" (estación base a
unidad móvil) incluyen canales de datos, un canal de
sincronización, un canal piloto, y un conjunto de canales de
radiomensajería, todos transmitidos desde la estación base a las
unidades móviles. El canal piloto lleva una señal piloto que es un
patrón que se repite regularmente que está desfasado en fase para
cada estación base. El piloto soporta referencia de tiempo y
seguimiento de amplitud y fase. La señal piloto permite a las
unidades móviles identificar y volverse sincronizadas con las
diversas estaciones base que están dentro del alcance de su
capacidad de comunicación. El canal de sincronización lleva
información de sincronización adicional para el uso mediante
unidades móviles. El conjunto de canales de datos llevan los datos
asociados con las diversas sesiones de comunicación (normalmente
llamadas de teléfono) y se dirigen a unidades móviles individuales.
Estos canales de datos se llaman canales de tráfico en la norma
TIA/EIA-95. Los canales de radiomensajería se
utilizan por las estaciones base para notificar a las unidades
móviles cuándo se ha recibido una solicitud para comunicar.
El protocolo para localizar una unidad de
abonado se define normalmente para distribuir uniformemente la
potencia transmitida mediante la estación base a través del tiempo,
y para reducir el consumo de potencia en la unidad móvil. En el
algunos sistemas CDMA, el consumo de potencia de la unidad móvil
mientras que se controla el canal de radiomensajería se reduce
dividiendo el canal de radiomensajería de cada estación base en un
conjunto de "ranuras" de radiomensajería o ventanas de tiempo
durante las que pueden generarse las señales de radiomensajería
dirigidas a unidades móviles, y asignando un canal de frecuencia
CDMA particular, canal de radiomensajería y ranura de
radiomensajería a cada unidad móvil de una manera uniformemente
distribuida. Esta asignación puede realizarse en general, por
ejemplo, por medio del cálculo de un valor resumen (hashing)
aplicada a la identidad de estación móvil internacional (IMSI)
asignada a cada unidad móvil, aunque otros números únicos podrían
utilizarse. La función resumen del conjunto de funciones resumen da
un valor que corresponde a un conjunto particular de parámetros de
radiomensajería que incluyen un canal CDMA, canal de
radiomensajería, y ranura de radiomensajería. Las unidades móviles
se configuran entonces para "escuchar" un mensaje de
radiomensajería sobre su canal de frecuencia CDMA asignado y canal
de radiomensajería durante la ranura de radiomensajería
correspondiente. Puesto que escuchar una radiomensajería requiere
una cierta cantidad de potencia, limitar el tiempo en el que una
unidad móvil realiza la función de escucha a un segmento de
radiomensajería particular reduce el consumo de potencia total de
esa unidad móvil y por lo tanto aumenta la vida de cualquier batería
u otro sistema de almacenamiento de potencia utilizado por esa
unidad móvil.
Durante un modo de operación llamado "traspaso
continuo", la estación móvil intercambia simultáneamente tráfico
de comunicaciones idéntico sobre un canal de tráfico CDMA entre dos
o más estaciones base diferentes. En el caso de (enlace directo)
recepción mediante una estación móvil, las señales desde las
múltiples estaciones base pueden combinarse de manera coherente
para mejorar el rendimiento, como con una combinación de múltiples
vías. De hecho, la señal de la segunda estación base puede
considerarse como una versión retardada de la primera, generada
activa y deliberadamente, en vez de cómo un reflejo retardado de la
primera causado por el entorno. Véase, CDMA, "Principles of
Spread Spectrum Communication" ("Principios de comunicación
de espectro ensanchado"), por Andrew J. Viterbi, publicado por
Addison-Wesley Pub. Co., 1995, páginas 181, 183 a
184, 198 a 199 y 222 a 224. El traspaso continuo se da a conocer
adicionalmente en la patente de los EE.UU. Nº 5.101.501 titulada
"SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ("Traspaso
continuo en un sistema telefónico celular CDMA") y en la patente
de los EE.UU. Nº 5.267.261 titulada "MOBILE STATION ASSISTED SOFT
HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM" ("Traspaso
continuo asistido por estación móvil en un sistema de comunicaciones
celular CDMA") estando ambas transferidas al cesionario de la
presente invención. De manera similar, una unidad móvil puede
comunicarse simultáneamente con dos sectores de la misma estación
base, conocido como traspaso más continuo, tal como se da a conocer
en la solicitud de patente de los EE.UU en tramitación junto con la
presente Nº 5.625.876 titulada "METHOD AND APPARATUS FOR
PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION"
("Método y aparato para realizar traspaso entre sectores de una
estación base común") transferida al cesionario de la presente
invención. Los traspasos se describen como continuos y más continuos
porque establecen la nueva conexión antes de romper la
existente.
En un sistema de comunicación CDMA típico, el
traspaso continuo asistido por unidad móvil se realiza basándose en
la intensidad de la señal piloto de varios conjuntos de estaciones
base tal como se mide mediante la unidad móvil. En el sistema de
comunicación CDMA de la norma TIA/EIA-95, por
ejemplo, un conjunto activo es el conjunto de estaciones base a
través de las que se establece comunicación activa. Un conjunto
vecino es un conjunto de estaciones base que rodean una estación
base activa que comprende estaciones base que tienen una alta
probabilidad de tener una intensidad de señal piloto de nivel
suficiente para establecer comunicación. Un conjunto candidato es
un conjunto de estaciones base que tienen una intensidad de señal
piloto de nivel suficiente para establecer comunicación.
En al menos un sistema CDMA previo, por ejemplo,
puede establecerse traspaso continuo entre una unidad móvil y dos o
más estaciones base en el conjunto activo de la unidad móvil. Por
ejemplo, en un sistema CDMA precio de este tipo, cuando las
comunicaciones se establecen inicialmente, una unidad móvil se
comunica normalmente a través de una primera estación base, y el
conjunto activo contiene sólo la primera estación base. La unidad
móvil vigila la intensidad de señal piloto de las estaciones base
del conjunto activo, el conjunto candidato y el conjunto vecino.
Cuando una señal piloto de una estación base en el conjunto vecino
excede un nivel umbral predeterminado, se añade la estación base al
conjunto candidato y se extrae del conjunto vecino en la unidad
móvil. La unidad móvil comunica un mensaje a la primera estación
base que identifica la nueva estación base. Un controlador de
estación base decide si establecer comunicación entre la nueve
estación base y la unidad móvil. Si el controlador de estación base
decide establecer comunicación, entonces envía un mensaje a la nueva
estación base con información de identificación sobre la unidad
móvil y un comando para establecer comunicaciones con la misma.
También se transmite un mensaje a la unidad móvil a través de la
primera estación base. El mensaje identifica un nuevo conjunto
activo que incluye la primera y la nueva estación base. La unidad
móvil busca la señal de información transmitida de la nueva
estación base, y se establece comunicación con la nueva estación
base en traspaso continuo (sin terminación de comunicación con la
primera estación base). Este proceso puede continuar con estaciones
base adicionales.
Cuando la unidad móvil está comunicándose con
múltiples estaciones base, continúa para comprobar la intensidad de
la señal de las estaciones base del conjunto activo, el conjunto
candidato, y el conjunto vecino. Si la intensidad de señal
correspondiente a una estación base del conjunto activo caen por
debajo de un umbral predeterminado para un periodo de tiempo
predeterminado, la unidad móvil genera y transmite un mensaje para
informar del evento. El controlador de estación base recibe este
mensaje a través de al menos una de las estaciones base con las que
la unidad móvil está comunicándose. El controlador del sistema de
comunicación celular o personal puede decidir terminar las
comunicaciones a través de la estación base que tiene una intensidad
de señal piloto débil.
Mientras que el traspaso continuo ha sido en
general satisfactorio sobre canales dedicados tales como canales de
tráfico entre una unidad móvil y una o más estaciones base en un
conjunto activo, el traspaso continuo no ha estado disponible en
general sobre canales comunes tales como el canal de
radiomensajería, por ejemplo. Una razón para la ausencia de
traspaso continuo sobre un canal de radiomensajería típico es que el
traspaso continuo requiere generalmente enviar mensajes idénticos
desde cada estación base que participa en el traspaso continuo. En
sistemas previos, esto podría dar como resultado una reducción
considerable en la capacidad del canal de radiomensajería. Por
ejemplo, permitir que el número de estaciones base implicadas en
traspaso continuo sobre el canal de radiomensajería sea N.
Entonces, la capacidad del canal de radiomensajería podría reducirse
por un factor N. Incluso en una ciudad pequeña, existen decenas de
células; y la capacidad del canal de radiomensajería podría
reducirse sustancialmente. Puesto que todas las estaciones base en
una red no pueden estar en traspaso continuo, entonces tendría
probablemente que haber límites entre grupos de células, y el
rendimiento entre estos grupos de células se reduciría. Es posible
utilizar conjuntos solapados de células que están en traspaso
continuo. Sin embargo, esto podría significar que muchos mensajes
tendrían que transmitirse mediante múltiples conjuntos de estas
células, dando como resultado por tanto una capacidad del canal de
radiomensajería inferior. Desafortunadamente, puesto que el canal
de radiomensajería no funciona en general en traspaso continuo, el
desvanecimiento y el ensombrecimiento pueden provocar que el enlace
directo de una estación base se vuelva de mayor intensidad que el
enlace directo de otra estación base. Esto puede dar como resultado
problemas importantes cuando la unidad móvil está intentando
realizar un acceso al sistema puesto que en general no puede
realizar inmediatamente un traspaso discontinuo (hard) en el
estado de acceso al sistema. Además, las llamadas a menudo se caen
debido a retardos en conseguir la unidad móvil en traspaso continuo
después de que se establece el canal de tráfico.
Existe un problema similar cuando la unidad
móvil se asigna primero a un canal de tráfico, y la unidad móvil
recibe inicialmente el canal de tráfico desde sólo una estación
base. Este problema similar se trató mediante una técnica incluida
en la norma TIA/EIA-95-B, llamada
"asignación de canal continuo" ("Soft-Channel
Assignment"). La asignación de canal continuo se da a conocer el
la solicitud de patente de número de serie 08/660.436 titulada
"METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING IDLE HANDOFF IN A MULTIPLE
ACCESS COMMUNICATION SYSTEM" ("Método y aparato para realizar
traspaso inactivo en un sistema de comunicación de acceso
múltiple"), transferido al cesionario de la presente asignación
de canal continuo reduce el problema de retardos en obtener una
estación en traspaso continuo que sigue a la asignación de canal de
tráfico. Durante tal asignación de canal continuo, un "mensaje de
asignación de canal" lleva una lista de estaciones base que
deberían estar en el conjunto activo de la estación móvil. Haciendo
la asignación de canal continuo, la unidad móvil se coloca en
traspaso continuo tan pronto como se asigna al canal de tráfico.
Esto aumenta significativamente la velocidad en la que la unidad
móvil puede colocarse en traspaso continuo, aumentando por tanto la
fiabilidad del establecimiento de llamada.
En la especificación
TIA/EIA-95-B se han propuesto
diversas técnicas para reducir la incidencia de llamadas
interrumpidas que resultan del desvanecimiento del canal de
radiomensajería. Dos técnicas de este tipo se llaman, "traspaso
de prueba de acceso" ("Access Probe Handoff") y traspaso de
acceso ("Access Handoff"). Los principios básicos se dan a
conocer en la solicitud de patente número de serie 08/660.436.
El traspaso de prueba de acceso permite a una
unidad móvil conmutar para vigilar una nueva estación base entre
pruebas de acceso. La unidad móvil conmutaría para vigilar una nueva
estación base siempre que el enlace directo de la estación base que
la unidad móvil está controlando se vuelva demasiado débil. Por
tanto, por ejemplo, si la unidad móvil no recibe una confirmación a
una prueba de acceso, y la unidad móvil determina que el canal de
radiomensajería es débil, entonces la unidad móvil puede desplazarse
para utilizar una nueva estación base. Un mensaje de parámetros
del sistema extendido enviado por la estación base a la estación
móvil informa a la unidad móvil de si se permite realizar un
traspaso de prueba de acceso y el conjunto de estaciones base a las
que se permite a la unidad móvil realizar el traspaso de prueba de
acceso. En una realización previa, para cada estación base en la
lista de vecinos de la estación móvil, el mensaje de parámetros
del sistema extendido tiene un indicador de un bit que indica
si se permite un traspaso de prueba de acceso a esa estación
base.
El traspaso de acceso permite a una unidad móvil
conmutar para vigilar una nueva estación base mientras que espera
un mensaje de asignación de canal. Por tanto, por ejemplo, si
la unidad móvil ha recibido una confirmación a su prueba de acceso,
y la unidad móvil determina que el canal de radiomensajería es
débil, entonces la unidad móvil puede desplazarse para utilizar una
nueva estación base. Un mensaje de parámetros del sistema
extendido enviado por la estación base a la estación móvil
informa a la unidad móvil de si se permite realizar un traspaso de
acceso y el conjunto de estaciones base a las que se permite
realizar el traspaso de acceso. En una realización previa, para
cada estación base en la lista de vecinos de la estación móvil, el
mensaje de parámetros del sistema extendido tiene un
indicador de un bit que indica si se permite un traspaso de acceso a
esa estación base.
Todavía otro procedimiento previo especificado
en la norma TIA/EIA-95-B, al que se
hace referencia como traspaso de entrada de acceso (Access Entry
Handoff), permite a una unidad móvil comenzar a vigilar una nueva
estación base desde el momento en que la unidad móvil recibe una
radiomensajería hasta que transmite un mensaje de respuesta de
radiomensajería.
El traspaso de canal de tráfico requiere
generalmente que la estación móvil reciba un mensaje explícito que
ordene a la unidad móvil realizar el traspaso. En traspaso de prueba
de acceso, traspaso de acceso, y traspaso de entrada de acceso, la
unidad móvil no recibe un mensaje explícito que la ordene traspasar,
pero realiza un traspaso de manera autónoma a un conjunto limitado
de estaciones base sobre las que ha informado a la estación base y
sobre las que se han permitido previamente por la estación base.
\newpage
Con el fin de facilitar asignación de canal
continuo, traspaso de prueba de acceso, y traspaso de acceso, según
la especificación TIA/EIA-95-B, los
mensajes de canal de acceso enviados por una unidad móvil
identifican el conjunto de estaciones base cuyas intensidades de
señal recibida están por encima de un cierto nivel de umbral,
llamado T_ADD en la norma
TIA/EIA-95-B. Las estaciones base
que presentan intensidades por encima del T_ADD son aquellas
estaciones base que se colocarían generalmente en el conjunto activo
si la estación base estuviera en el canal de tráfico. En la norma
TIA/EIA-95-B, la estación base
reporta dos listas diferentes de estaciones base en el mensaje de
canal de acceso. Una lista es la LISTA_DE_TRASPASO_INACTIVO. Este es
el conjunto de estaciones base para el que las intensidades de
señal recibida exceden el T_ADD y para el que se permite a una
unidad móvil realizar un traspaso de prueba de acceso o de acceso.
El último se controla mediante indicadores de un bit en un
mensaje de parámetros del sistema extendido que corresponde a
estaciones base vecinas. Un segundo conjunto de estaciones base es
aquél para el que las intensidades de señal exceden el T_ADD y para
el que no se permite traspaso de acceso o prueba de acceso. La
estación base puede utilizar esta información cuando realiza
asignación de canal continuo.
El dibujo ilustrativo de la figura 1 proporciona
un ejemplo hipotético del funcionamiento del traspaso de prueba de
acceso, traspaso de acceso y traspaso de entrada de acceso.
Sin embargo, todavía ha habido problemas con
llamadas perdidas debido a la ausencia de traspaso continuo sobre
canales comunes. Por ejemplo, ha habido problemas con llamadas
perdidas debido a la pérdida del canal de radiomensajería durante
el establecimiento de llamada. Esto da como resultado una molestia
para los clientes del sistema. Además, la cantidad de potencia
requerida para transmitirse sobre el canal de radiomensajería es
bastante grande, reduciendo por tanto la capacidad total del
sistema.
Por tanto, ha habido una necesidad de traspaso
continuo sobre canales comunes, tales como el canal de
radiomensajería, en un sistema celular, tal como un sistema de
comunicación de espectro ensanchado. La presente invención satisface
esta necesidad.
Se dirige atención adicional al documento
US-A-5 640 414, que da a conocer un
sistema de comunicación celular de espectro ensanchado en el que un
usuario de estación móvil se comunica con otro usuario del sistema
por medio de al menos una estación base, en el que cada estación
base transmite una señal piloto común de una fase de código
diferente con respecto a otras estaciones base en dicho sistema, un
procedimiento para dirigir comunicaciones entre dicho usuario de
estación móvil y dichas estaciones base. La estación móvil vigila la
intensidad de señal de pilotos y reporta la intensidad de señal
medida a un controlador del sistema por medio de la estación base a
través de la que se está comunicando. El comando envía un mensaje
desde el controlador del sistema a una nueva estación base y la
estación móvil establece comunicación a través de la nueva estación
base además de la comunicación a través de la estación base actual.
Cuando la estación móvil detecta el descenso por debajo de un nivel
predeterminado de la intensidad de señal de un piloto que
corresponde a al menos una de las estaciones móviles a través de la
que la estación móvil está comunicándose, la estación móvil reporta
la intensidad de señal medida indicativa de la estación base
correspondiente al controlador del sistema por medio de las
estaciones base a través de las que está comunicándose. El comando
envía mensajes desde el controlador del sistema a la estación base
identificada y la estación móvil finaliza la comunicación a través
de la estación base correspondiente mientras que continúan las
comunicaciones a través de la otra estación base o estaciones
base.
Según la presente invención se proporciona un
procedimiento de transmisión de información de control, tal como se
expone en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de la
presente invención se reivindican en las reivindicaciones
dependientes.
La figura 1 es una ilustración de una secuencia
de ejemplo de enviar mensajes a y vigilar actividades que implican
una unidad móvil y una o más estaciones base cuando la unidad móvil
está en un estado de acceso al sistema según la especificación
TIA/EIA-95-B;
la figura 2 es una visión general esquemática de
un sistema de comunicación celular CDMA de ejemplo según una
realización de la invención;
la figura 3 es un diagrama de bloques de una
unidad móvil según una presente realización de la invención,
configurada para comunicaciones en el sistema celular CDMA de la
figura 2;
la figura 4 es un diagrama de bloques de una
estación base según una realización actualmente preferida de la
invención, configurada para comunicación en el sistema celular CDMA
de la figura 2;
la figura 5 es un diagrama de bloques de un
controlador de estación base según una presente realización de la
invención, configurada para comunicaciones en el sistema celular
CDMA de la figura 2;
la figura 6 es un diagrama de secuencia de
mensajes ilustrativo que muestra la retransmisión de mensajes de
radiomensajería sobre el F-BCCH según una presente
realización de la invención;
\newpage
la figura 7 es un diagrama de secuencia de
mensajes ilustrativo que muestra la intercalación de mensajes de
radiomensajería retransmitidos sobre el F-BCCH según
una realización alternativa de la invención.
la figura 8 es un cronograma ilustrativo de los
canales de radiomensajería F-QPCH y
F-CCCH según una presente realización de la
invención;
la figura 9 es un diagrama de secuencia de
mensajes ilustrativo que muestra una secuencia de mensajes de
creación de llamada transmitida en traspaso continuo del canal de
radiomensajería entre una unidad móvil, múltiples estaciones base y
un controlador de estación base según una presente realización de la
invención;
la figura 10 es un diagrama de secuencia de
mensajes ilustrativo que muestra una secuencia de mensajes de
terminación de llamada transmitida en traspaso continuo del canal de
radiomensajería entre una estación móvil, múltiples estaciones base
y un controlador de estación base según una presente realización de
la invención;
la figura 11 es un diagrama de secuencia de
mensajes ilustrativo que muestra una secuencia alternativa de
mensajes de terminación de llamada transmitida en traspaso continuo
del canal de radiomensajería entre una estación móvil, múltiples
estaciones base y un controlador de estación base según una presente
realización de la invención;
la figura 12 es un diagrama de secuencia de
mensajes que ilustra dos conjuntos diferentes de mensajes
transmitidos en traspaso continuo de dos unidades móviles
diferentes mediante dos conjuntos que se solapan de estaciones base
que funcionan de manera síncrona según una presente realización de
la invención; y
la figura 13 es un diagrama de secuencia de
mensajes que ilustra dos conjuntos diferentes de mensajes
transmitidos en traspaso continuo a dos unidades móviles diferentes
mediante dos conjuntos que se solapan de estaciones base que
funcionan de manera asíncrona según una presente realización de la
invención.
La presente invención comprende traspaso
continuo novedoso sobre un canal de comunicación común, tal como un
canal de radiomensajería, en un sistema de comunicación celular. La
presente descripción se presenta para permitir a cualquier experto
en la técnica hacer y utilizar la invención, y se proporciona en el
contexto de una aplicación particular y sus requisitos. Diversas
modificaciones a la realización preferida serán evidentes para
aquellos expertos en la técnica, y los principios genéricos
definidos en el presente documento pueden aplicarse a otras
realizaciones y aplicaciones sin salir del alcance de la invención
tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por tanto, la
presente invención no está dirigida para limitarse a la realización
mostrada, sino que se la concede el alcance más amplio compatible
con los principios y propiedades dadas a conocer en el presente
documento.
Un sistema de comunicación celular CDMA según
una realización actualmente preferida de la invención se da a
conocer en la patente de los EE.UU. Nº 5.640.414, titulada "MOBILE
STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN CDMA CELLULAR COMMUNICATION
SYSTEM" ("Traspaso continuo asistido por estación móvil en
sistema de comunicación celular CDMA"), que está transferida al
cesionario de la presente invención. En referencia al dibujo
ilustrativo de la figura 2, se muestra un sistema de comunicación
celular digital de ejemplo. Un controlador 10 de estación base
puede acoplarse a las estaciones base mediante diversos medios tales
como líneas telefónicas dedicadas, enlaces de fibra óptica o
mediante enlaces de comunicación de microondas. En la figura 2, se
ilustran tres estaciones 12, 14 y 16 base de ejemplo de este tipo,
y una unidad 10 móvil de ejemplo. Las flechas
20a-20b definen posibles enlaces de comunicación
por radio entre la estación 12 base y la unidad 18 móvil. Las
flechas 22a-22b definen posibles enlaces de
comunicación entre la estación 14 base y la unidad 18 móvil. De
manera similar, las flechas 24a-24b definen los
posibles enlaces de comunicación por radio entre la estación 16 base
y la unidad 18 móvil. Una estación móvil puede estar en la zona de
cobertura de una única estación base o puede estar en la zona en la
que puede recibir señales desde múltiples estaciones base tal como
se muestra en la figura 2.
En una realización actualmente preferida de un
sistema de comunicación celular CDMA, cada estación base transmite
sobre un canal piloto una señal portadora piloto o, para abreviar,
señal piloto. La señal piloto es una señal no modulada, de
secuencia directa, de señal de espectro ensanchado transmitida
siempre por cada estación base que utiliza un código de
desensanchamiento de ruido seudoalatorio (PN). La señal piloto
permite a las unidades móviles obtener sincronización de sistema
inicial, es decir, sincronismo, además de proporcionar una
referencia de fase para una demodulación coherente y una referencia
para la intensidad de señal para comparaciones entre estaciones
base para determinación de traspaso.
La señal piloto tal como se transmite mediante
cada estación base en la presente realización es del mismo código
de ensanchamiento PN pero con un desfase de fase de código
diferente. Por ejemplo, en una presente realización de la invención
ese código de ensanchamiento de señal piloto es de una longitud de
código PN de 2^{15}. En este ejemplo existen 511 desfases
diferentes desde el desfase cero, en el que los desfases están en
incrementos de 64 fragmentos de PN. Es este desfase de fase el que
permite a las señales piloto distinguirse de las demás mediante la
estación móvil, dando como resultado una diferenciación entre
estaciones base a partir de las que se originan. El uso del mismo
código de señal piloto permite a la estación móvil encontrar
sincronización del sistema mediante una búsqueda única a través de
todas las fases de código de señal piloto. La señal piloto de mayor
intensidad, como se identifica a través de un proceso de correlación
para cada fase de código, puede identificarse fácilmente. La señal
piloto identificada corresponde generalmente a la señal piloto
transmitida por la estación base con el menor retardo de vía que es
a menudo, pero no siempre, la estación base de mayor
intensidad.
Cada estación base en la presente realización de
la invención también transmite una señal de canal de sincronización
que es una señal modulada, codificada, intercalada, de secuencia
directa, de espectro ensanchado utilizada por las estaciones
móviles para adquirir sincronización adicional, tiempo del sistema
y, junto con éstas, otra información de control auxiliar. La
información tal como identificación del sistema, identificación de
la red, un índice de desfase de secuencia PN piloto, un estado de
código largo, tiempo del sistema actual junto con otros parámetros
de tiempo y velocidad de transmisión de datos del canal de
radiomensajería se transmite sobre el canal de sincronización.
Debería vigilarse que el índice de desfase de secuencia PN piloto
identifique un valor de desfase desde una secuencia PN piloto de
desfase cero. La señal del canal de sincronización se desensancha
utilizando el mismo desfase de secuencia PN piloto que el canal
piloto.
Cada estación base en la realización actual
también transmite uno o más canales de radiomensajería que
corresponden a señales del canal de radiomensajería. En una
realización actualmente preferida de la invención, los mensajes del
canal de radiomensajería se convierten en señales moduladas para
transmisión de radio. Más específicamente, en una realización
actual, los mensajes del canal de radiomensajería son señales
codificadas, intercaladas, cifradas, moduladas, de secuencia
directa y de espectro ensanchado. Los mensajes auxiliares
transmitidos sobre el canal de radiomensajería incluyen un mensaje
de parámetros del sistema, que contiene información auxiliar del
sistema general y estación base; un mensaje de parámetros de acceso,
que contiene información que va a utilizarse por la unidad móvil
sobre un canal de acceso cuando se accede al sistema; un mensaje de
lista de vecinos que identifica a la estación móvil el desfase de
secuencia PN de señal piloto de las estaciones base vecinas; una
lista de canales CDMA que identifica los canales CDMA de 1,25 MHz
disponibles en esta estación base, y un mensaje de parámetros
del sistema extendido que tiene información que pertenece al
traspaso de prueba de acceso y traspaso de acceso. Al igual que las
señales de canal de sincronización, las señales de canal de
radiomensajería se ensanchan y desensanchan utilizando el mismo
desfase de secuencia PN piloto que el canal piloto. En la presente
realización, el canal de radiomensajería se implementa como una
estructura de canal múltiple segmentada descrita en mayor detalle
posteriormente.
Cada estación base transmite información de
usuario a una unidad móvil prevista sobre uno seleccionado de una
pluralidad de canales de tráfico. Cada unidad móvil se asigna por
tanto a un único canal de tráfico para recibir la información
prevista de la unidad móvil. En una realización actual de la
invención, las señales de canal de tráfico son señales moduladas,
intercaladas, cifradas, de secuencia directa, y de espectro
ensanchado transmitidas a las unidades móviles sobre un respectivo
canal de tráfico. La información recibida en el mensaje del canal
de sincronización se utiliza por la unidad móvil para descifrar la
señal cifrada de canal de tráfico.
En la patente de los EE.UU. Nº 5.103.159,
titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A
CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ("Sistema y procedimiento para
general formas de onda de señal en un sistema telefónico celular
CDMA"), transferida al cesionario de la presente invención, se
describen detalles adicionales del esquema de modulación para los
diversos canales de la estación base.
Un traspaso iniciado por móvil se basa en la
unidad móvil para detectar la presencia o ausencia de señales
piloto, y la intensidad de señal de las señales piloto. La unidad
móvil identifica y mide la intensidad de señal de las señales
piloto que recibe. Esta información se comunica por medio de la
estación(es) base con la(s) que se está comunicando
la unidad móvil a través del controlador de estación base (BSC). El
BSC tras recibir esta información inicia o finaliza los traspasos
continuos. Para hacer más eficaz el proceso de búsqueda de pilotos,
se definen cuatro conjuntos distintos de desfases de piloto: el
conjunto activo, el conjunto candidato, el conjunto vecino, y el
conjunto restante. El conjunto activo identifica la(s)
estación(es) base o sector(es) a través del (de los)
que la unidad móvil está comunicándose. El conjunto candidato
identifica la(s) estación(es) base o
sector(es) para el (los) que se han recibidos los pilotos en
la unidad móvil con suficiente intensidad de señal para hacerlos
elementos del conjunto activo, pero que la(s)
estación(es) base no ha(n) colocado en el conjunto
activo. El conjunto vecino identifica la(s)
estación(es)
base o sector(es) que es (son) candidato(s) probable(s) para el establecimiento de comunicación con la unidad móvil. El conjunto restante identifica la(s) estación(es) base o sector(es) que tiene(n) todos los otros desfases de piloto posibles en el sistema actual, excluyendo aquellos desfases de piloto actualmente en los conjuntos activo, candidato y vecino. Más adelante se tratarán los detalles adicionales acerca de la utilización de estos conjuntos en el esquema de traspaso con mayor detalle.
base o sector(es) que es (son) candidato(s) probable(s) para el establecimiento de comunicación con la unidad móvil. El conjunto restante identifica la(s) estación(es) base o sector(es) que tiene(n) todos los otros desfases de piloto posibles en el sistema actual, excluyendo aquellos desfases de piloto actualmente en los conjuntos activo, candidato y vecino. Más adelante se tratarán los detalles adicionales acerca de la utilización de estos conjuntos en el esquema de traspaso con mayor detalle.
Cuando se establece una llamada, se determina
una dirección de código de ruido seudoaleatorio (PN) para utilizar
durante el transcurso de esta llamada. Generalmente, esta dirección
de código se utiliza para enmascarar el código de secuencia largo
PN en un código único a la comunicación entre la estación base y la
unidad móvil. La dirección de código puede asignarse o bien
mediante las estaciones base o bien determinarse preferiblemente
mediante predisposición basándose en la identidad de la unidad
móvil.
Después de establecerse una llamada, la unidad
móvil continúa para explorar las señales piloto transmitidas
mediante las estaciones base ubicadas en células vecinas. La
exploración de señal piloto continúa con el fin de determinar si
una o más de las señales piloto transmitidas por la estación base
vecina aumenta por encima de un umbral predeterminado, un nivel que
es indicativo de que pueden soportarse comunicaciones entre la
estación base y la unidad móvil. Cuando la señal piloto transmitida
por una estación base ubicada en una célula vecina aumenta por
encima del umbral, sirve como una indicación a la estación móvil de
que debería iniciarse un traspaso. En respuesta a esta
determinación de intensidad de señal piloto, la unidad móvil genera
y transmite un mensaje de control a la estación base que en este
momento se ocupa de la llamada. Este mensaje de control se
retransmite sobre el controlador de estación base (BSC).
La figura 3 ilustra en forma de diagrama de
bloques un teléfono celular de unidad móvil de ejemplo según una
realización actualmente preferida de la invención. La unidad móvil
incluye una antena 30 que está acoplada a través de un diplexor 32
a un receptor 34 analógico y a un amplificador 36 de potencia de
transmisión. La antena 30 y diplexor 32 son diseño estándar y
permite una transmisión y recepción de forma simultánea a través de
una única antena. La antena 30 recoge las señales transmitidas y las
proporciona a través del diplexor 32 un receptor 34 analógico. El
receptor 34 recibe las señales de frecuencia RF desde el diplexor 32
que en la realización actual están normalmente en la banda de
frecuencia de 850 MHz para celular de los EE.UU., la banda de
frecuencia de 1,9 GHz para PCS de los EE.UU. Entonces se amplifican
y convierten de manera reductora las señales a una frecuencia IF.
Este proceso de traslación de frecuencia se lleva a cabo utilizando
un sintetizador de frecuencia de diseño estándar que permite al
receptor sintonizarse a cualquiera de las frecuencias dentro de la
banda de frecuencia de recepción de la banda de frecuencia
telefónica celular total.
La señal IF se pasa entonces a través de un
filtro paso banda de onda acústica de superficie (SAW) que en la
realización preferida es aproximadamente 1,25 MHz de ancho de banda.
Las características del filtro SAW se eligen para ajustarse a la
forma de onda de la señal transmitida por la estación base que se ha
modulado a espectro ensanchado de secuencia directa mediante una
secuencia PN sincronizada a una velocidad predeterminada, que en la
realización preferida es 1,2288 MHz.
El receptor 34 también realiza una función de
control de potencia para ajustar la potencia de transmisión de la
estación móvil. El receptor 34 genera una señal de control de
potencia analógica que se proporciona para transmitir potencia al
conjunto 38 de circuitos de control. El control y funcionamiento de
la propiedad de control de potencia de la estación móvil se da a
conocer en la patente de los EE.UU. Nº 5.056.109 titulada "METHOD
AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR
MOBILE TELEPHONE SYSTEM" ("Procedimiento y aparato para
controlar potencia de transmisión en un sistema telefónico móvil
celular CDMA"), transferida al cesionario de la presente
invención.
El receptor 34 también está dotado de un
convertidor analógico-digital (A/D) (no mostrado)
para convertir la señal IF a una señal digital. La señal
digitalizada se proporciona a cada uno de los tres o más
procesadores de señal o receptores de datos, uno de los cuales es
un receptor buscador siendo el resto receptores de datos. Con fines
sólo de ilustración se muestran en la figura 3 un receptor buscador
y dos receptores de datos.
En la figura 3, la salida de señal digitalizada
del receptor 34 se proporciona a los receptores 40 y 42 de datos
digitales y al receptor 44 buscador. Debería entenderse que una
estación móvil de bajo rendimiento y barata podría tener sólo un
único receptor de datos mientras que estaciones de mayor rendimiento
pueden tener dos o más, preferiblemente un mínimo de tres, para
permitir la recepción con diversidad.
La señal IF digitalizada puede contener las
señales de muchas llamadas en curso junto con las portadoras piloto
trasmitidas por las estaciones base actuales y todas las vecinas. La
función de los receptores 40 y 42 es correlacionar las muestras IF
con la secuencia PN apropiada. Este proceso de correlación
proporciona una propiedad que se conoce ampliamente en la técnica
como "ganancia de procesado" que mejora la relación señal
frente a interferencia de una señal que se ajusta a la secuencia PN
apropiada mientras que no mejora otras señales. La salida de la
correlación se detecta entonces de manera coherente utilizando la
secuencia PN de desfase de portadora piloto utilizada para la
correlación como una referencia de fase de portadora. El resultado
de este proceso de detección es una secuencia de símbolos de datos
codificados.
Una propiedad de la secuencia PN tal como se
utiliza en la presente invención es que se proporciona
discriminación de señales de múltiples vías. Cuando la señal llega
al receptor móvil después de pasar a través de más de una vía,
habrá una diferencia en el tiempo de recepción de la señal. Esta
diferencia del tiempo de recepción corresponde a la diferencia en
la distancia dividida por la velocidad de la luz. Si esta diferencia
de tiempo excede un fragmento de código PN, 0,8138 microsegundos,
en la realización preferida, entonces el proceso de correlación
discriminará a una de las vías. El receptor puede elegir si seguir y
recibir la vía previa o última. Si se proporcionan dos receptores,
tales como los receptores 40 y 42, entonces pueden seguirse dos vías
independientes simultáneamente.
El receptor 44 buscador, bajo el control del
procesador 46 de control se utiliza para explorar continuamente el
dominio del tiempo, alrededor del tiempo nominal de una señal piloto
recibida de la estación base, para otras señales piloto de
múltiples vías desde la misma estación base y para señales piloto
transmitidas por estación base. Algunas veces el receptor 44 medirá
la intensidad de cualquier recepción de una forma de onda deseada
además del tiempo nominal. El receptor 44 utiliza la relación de la
energía de piloto recibida por fragmento frente a la densidad
espectral recibida total, ruido y señales, denotados como
E_{C}/I_{O} como una medición de la intensidad de señal piloto.
El receptor 44 proporciona una señal de medición de intensidad de
señal al control al procesador 46 de control indicativa de la señal
piloto y su intensidad de señal.
El procesador 46 proporciona señales a los
receptores 40 y 42 de datos para procesar cada uno una señal
diferente de las de mayor intensidad. Los receptores 40 y 42 pueden
procesar una señal de múltiples vías desde una única estación base
o señales desde dos estaciones base diferentes.
Las salidas de los receptores 40 y 42 se
proporcionan al combinador de diversidad y al conjunto 48 de
circuitos decodificadores. El conjunto de circuitos de combinadores
de diversidad dentro del conjunto 48 de circuitos ajusta el
sincronismo de los dos flujos de señales recibidas en alineación y
los añade juntos. Este proceso de adición puede estar precedido de
multiplicar los dos flujos por un número correspondiente a las
intensidades de señal relativa de los dos flujos. Esta operación
puede considerarse un combinador de diversidad de relación máxima.
El flujo de señal combinada resultante se decodifica entonces
utilizando un decodificador de detección de errores de flujo
directo también contenido dentro del conjunto 48 de circuitos.
En la realización ejemplo se utiliza
codificación convolucional. El decodificador óptimo para este tipo
de código es el diseño de decodificador del algoritmo de Viterbi de
decisión continua. Los bits de información decodificada resultante
se pasan al conjunto 50 de circuitos de banda base digital de
usuario.
El conjunto 50 de circuitos de banda base
incluye normalmente un vocodificador digital (no mostrado). El
conjunto 50 de circuitos de banda base sirve adicionalmente como
una interfaz con un aparato telefónico o cualquier otro tipo de
dispositivo periférico. El conjunto 50 de circuitos de banda base
aloja una variedad de diseños de vocodificadores diferentes. El
conjunto 50 de circuitos de banda base proporciona señales de
información de salida al usuario según la información proporcionada
al mismo desde el conjunto 48 de circuitos. Debería entenderse que
también pueden ofrecerse otros diversos tipos de servicio, además de
los de voz, a los que es igualmente aplicable la descripción del
presente documento.
Las señales de voz analógicas de usuario
proporcionadas normalmente a través de un aparato telefónico se
proporcionan como una entrada al conjunto 50 de circuitos de banda
base. El conjunto 50 de circuitos de banda base incluye un
convertidos analógico digital (A/D) (no mostrado) que convierte la
señal analógica a forma digital. La señal digital se proporciona al
vocodificador digital en el que se codifica. La salida del
vocodificador se proporciona a un circuito de codificación de
corrección de errores directo (no mostrado) para la corrección de
errores. Esta señal codificada digitalizada de voz se emite desde el
conjunto 50 de circuitos de banda base al modulador 52 de
transmisión.
Durante la transmisión de tráfico de llamadas
después de que se ha establecido un canal de tráfico, el modulador
52 de transmisión modula la señal codificada sobre una señal
portadora PN cuya secuencia PN se elige según la función de
dirección asignada para la llamada. La secuencia PN se determina
mediante el procesador 46 de control a partir de información del
establecimiento de llamada que se transmite mediante la estación
base y los receptores 40 y 42 que se han decidido. Como
alternativa, el procesador 46 de control puede determinar la
secuencia PN a través de la predisposición con la estación base. El
procesador 46 de control proporciona la información de la secuencia
PN al modulador 52 de transmisión y a los receptores 40 y 42 para la
decodificación de llamada. El modulador 52 de transmisión también
modula los datos con una versión común no modificada del código PN
que utiliza la estación base.
La salida del modulador 52 de transmisión se
proporciona al conjunto 38 de circuitos de control de potencia de
transmisión. La potencia de transmisión de señal se controla
mediante la señal de control de potencia analógica proporcionada
desde el receptor 34. Además, se transmiten bits de control mediante
las estaciones base en la forma de comando de ajuste de potencia y
se procesan por los receptores 40 y 42 de datos. El procesador de
control utiliza el comando de ajuste de potencia para fijar el nivel
de potencia en la transmisión de la estación móvil. En respuesta a
los comandos de ajuste de potencia, el procesador 46 de control
genera una señal de control de potencia digital que se proporciona
al circuito 38,
El conjunto 38 de circuitos de control de
potencia de transmisión emite la señal modulada controlada de
potencia al conjunto 36 de circuitos amplificador de potencia de
transmisión. El conjunto 36 de circuitos amplifica y convierte la
señal IF a una frecuencia RF mezclando con una señal de salida del
sintetizador de frecuencia que sintoniza la señal a la frecuencia
de salida apropiada. El conjunto 36 de circuitos incluye un
amplificador que amplifica la potencia a un nivel de salida final.
La señal de transmisión prevista se emite desde el conjunto 36 de
circuitos al diplexor 32. El diplexor 32 acopla la señal a la antena
30 para la transmisión a las estaciones base.
El procesador 46 de control también puede
generar mensajes de control tales como solicitudes de modo de
diversidad de células y comandos de finalización de comunicación de
la estación base. Estos comandos se proporcionan al modulador 52 de
transmisión para la transmisión. El procesador 46 de control es
sensible a los datos recibidos desde los receptores 40, 42 de datos
y el receptor 44 buscador para tomar decisiones relativas al
traspaso y la combinación de diversidad.
La figura 4 ilustra en forma de diagrama de
bloques una realización de ejemplo del equipo de estación base
según una realización actualmente preferida de la invención. En la
estación base, se utilizan dos sistemas receptores que tienen cada
uno una antena aparte y un receptor analógico para la recepción de
diversidad de espacio. En cada uno de los sistemas receptores las
señales se procesan idénticamente hasta que las señales sufren un
proceso de combinación de diversidad. Los elementos dentro de las
línea discontinua corresponden a elementos correspondientes a las
comunicaciones entre la estación base y una estación móvil. La
salida de los receptores analógicos también se proporciona a otros
elementos utilizados en las comunicaciones con otras estaciones
móviles.
En la figura 4, el primer sistema receptor
comprende una antena 60, un receptor 62 analógico, un receptor 64
buscador y un receptor 66 de datos digitales. El sistema receptor
también puede incluir un receptor 68 de datos digitales opcional.
Aunque sólo se ilustra un receptor 68 de datos digitales opcional
debería entenderse que pueden utilizarse varios receptores
adicionales. El segundo sistema receptor incluye una antena 70, un
receptor 72 analógico, un receptor 74 buscador y un receptor 76 de
datos digitales. Pueden utilizarse de nuevo receptores de datos
digitales opcionales (no mostrados) para este sistema receptor.
También se utiliza un procesador 78 de control de la estación base
en el procesamiento de señal y en el control para traspaso y
diversidad. Ambos sistemas receptores están acoplados al conjunto 80
de circuitos decodificadores y combinadores de diversidad. El
enlace 82 digital se utiliza para comunicar señales a y desde el
controlador de estación base (figura 5) con un modulador 84 de
transmisión de estación base y el conjunto 80 de circuitos bajo el
control del procesador 78 de control.
Las señales recibidas sobre la antena 60 se
proporcionan al receptor 62 analógico. Las señales recibidas
amplificadas mediante un amplificador en el receptor 62 se
trasladan a una frecuencia IF mezclando con una señal de salida del
sintetizador de frecuencia. Las señales IF se filtran con un filtro
paso banda y digitalizan en un proceso idéntico al descrito con
referencia al receptor analógico de la estación móvil. Las señales
IF digitalizadas se proporcionan al receptor 66 de datos digitales,
al receptor 68 de datos opcional, y al receptor 64 buscador y se
procesan respectivamente de una manera similar a la que se da a
conocer con referencia a los receptores de datos digitales y el
receptor buscador de la estación móvil en la figura 3. Sin embargo,
el procesamiento mediante los receptores de datos digitales y
receptores buscadores es diferente para enlace de estación móvil a
estación base del que se utilizó en el enlace de unidad base a
unidad móvil en varios aspectos.
En la entrada, o enlace de la unidad móvil a la
estación base, la unidad móvil no transmite una señal piloto que
pueda utilizarse con fines de referencia coherente en el
procesamiento de señal en la estación base. Por tanto, en una
presente realización, el enlace de la unidad móvil a la estación
base utiliza un esquema de modulación y demodulación no coherente
que utiliza señalización ortogonal de orden 64.
El receptor 64 buscador se utiliza de nuevo para
explorar el dominio del tiempo sobre la señal del receptor para
asegurar que el receptor 66 de datos digitales asociado, y el
receptor 68 de datos si se utiliza, están siguiendo y procesando
las señales de dominio del tiempo disponibles de mayor intensidad.
Este proceso de seguimiento es idéntico al descrito con referencia
a la estación móvil. El receptor 64 buscador proporciona una señal
al procesador 78 de control de la estación base que proporciona
señales de control a los receptores 66 y 68 de datos digitales para
seleccionar las señales recibidas apropiadas para el
procesamiento.
El receptor 66 (y 68) de datos digitales produce
estimaciones de las señales recibidas y proporciona una ponderación
de las señales de datos recibidas. La función de ponderación está
relacionada con la intensidad de señal medida. Los datos ponderados
se proporcionan entonces como una salida al conjunto 80 de circuitos
decodificadores y combinadores de diversidad.
El segundo sistema receptor procesa las señales
recibidas de una manera similar a la tratada con respecto al primer
sistema receptor de la figura 4. Las salidas de los receptores 66 y
76 se proporcionan al conjunto 80 de circuitos decodificadores y
combinadores de diversidad. El conjunto 80 de circuitos incluye un
conjunto de circuitos de suma y otra ponderación que combina los
símbolos del receptor 66 de datos digitales con los símbolos
ponderados del receptor 76. El resultado se utiliza para determinar
un conjunto de símbolos y pesos del decodificador para su
utilización dentro de un decodificador del algoritmo Viterbi
implementado en el conjunto 80 de circuitos.
El decodificador de Viterbi se utiliza para
determinar la secuencia de bits de información más probable. Para
cada bloque de datos del vocodificador nominalmente 20 mseg. de
datos, se obtiene y transmite una estimación de calidad de señal
como un comando de ajuste de potencia de la estación móvil junto con
datos a la estación móvil. La estimación de calidad es la media de
la relación señal frente a ruido sobre el intervalo de 20 mseg.
En la figura 4, puede incluirse el receptor 68
de datos digitales opcional para rendimiento mejorado del sistema.
Este receptor de datos adicional sólo o en combinación con
receptores adicionales puede seguir y recibir otras posibles vías
de retardo de señales trasmitidas de la estación móvil. La
estructura y funcionamiento en este receptor es similar a la
descrita con referencia a los receptores 66 y 76 de datos digitales.
El receptor 68 se utiliza para obtener modos de diversidad
adicionales.
Las señales desde el BSC se acoplan al modulador
de transmisión apropiado por medio del enlace 82 digital bajo el
control del procesador 78 de control. El espectro ensanchado del
modulador 84 de transmisión modula, según una función de
ensanchamiento (código PN) predeterminada tal como se asigna
mediante el procesador 78 de control, los datos para la transmisión
a la estación móvil de recepción prevista. La salida del modulador
84 de transmisión se proporciona al conjunto 86 de circuitos de
control de potencia de transmisión en el que bajo el control del
procesador 78 de control, puede controlarse la potencia de
transmisión. La salida del conjunto 86 de circuitos se proporciona
al conjunto 88 de circuitos amplificador de potencia de
transmisión.
En la implementación preferida, cada canal de
tráfico (canal de comunicación de datos de usuario), canal de
sincronización, uno o más canales de radiomensajería, y canal piloto
se modulan mediante una secuencia de función Walsh diferente.
Aunque sólo se modulan los canales de tráfico con cada código PN
único, cada canal de tráfico junto con los otros canales se modulan
mediante una secuencia PN común. En la implementación de ejemplo la
secuencia de función Walsh de canal piloto es la secuencia de
"todo ceros" dando como resultado por tanto que la señal
piloto sea la señal PN común en sí misma. Todas las señales tal como
se modulan mediante la secuencia PN común se proporcionan al
conjunto 88 de circuitos amplificador de potencia de
transmisión.
El conjunto 88 de circuitos incluye un sumador
para sumar la salida del modulador 84 de transmisión con la salida
de otros moduladores de transmisión en la estación base. El conjunto
88 de circuitos incluye adicionalmente un sumador para sumar la
salida de la señal de canal señal/radiomensajería de canal
señal/sincronización de piloto del generador 90 con las señales de
salida del modulado de transmisión sumadas. El conjunto 88 de
circuitos también incluye un convertidor digital a analógico,
conjunto de circuitos de conversión ascendente de frecuencia y un
amplificador para convertir respectivamente las señales digitales en
señales analógicas, convertir las señales de frecuencia IF como
salida de los moduladores de transmisión a una frecuencia RF y
amplificar la señal RF. La salida del conjunto 88 de circuitos se
proporciona a una antena 92 en la que se radia a unidades móviles
dentro de la zona de servicio de la estación base.
El procesador 78 de control de la estación base
tiene la responsabilidad de asignar receptores de datos digitales y
moduladores a una llamada particular. El procesador 78 de control
también controla el progreso de la llamada, la calidad de las
señales e inicia el desmantelamiento sobre pérdida de señal. La
estación base se comunica con el BSC por medio del enlace 82 en el
que se acopla por medio de un cable telefónico estándar, fibra
óptica, o enlace de microondas.
La figura 5 ilustra en forma de diagrama de
bloques el equipo utilizado en el BSC de una realización actualmente
preferida de la invención. El BSC incluye normalmente un
controlador del sistema o procesador 100 de control del sistema, un
conmutador 102 digital, un combinador 104 de diversidad, un
vocodificador 106 digital y conmutador 108 digital. En una presente
realización, el conmutador 102 es un conmutador de bolsillo. Aunque
no se ilustran, los vocodificadores y los combinadores de
diversidad adicionales se acoplan entre los conmutadores 102 y 108
digitales.
Cuando el modo de diversidad de células está
activo, o el BSC está en el proceso de traspaso con llamada
procesada mediante dos o más estaciones base, las señales llegarán
al BSC desde más de una estación base con nominalmente la misma
información. Sin embargo, debido al desvanecimiento e interferencia
sobre el enlace de entrada desde la estación móvil a las estaciones
base, la señal desde una estación base puede ser de mejor calidad
que la señal desde la otra estación base.
El conmutador 102 digital se utiliza en
encaminar el flujo de información correspondiente a una estación
móvil dada desde una o más estaciones base al combinador 104 de
diversidad o al combinador de diversidad correspondiente tal como
se determina mediante una señal desde el procesador 100 de control
del sistema. Cuando el sistema no está en modo de diversidad de
células, el combinador 104 de diversidad puede ser o bien derivado o
bien alimentado con la misma información en cada puerto de
salida.
Se proporcionan en paralelo vocodificadores y
una multiplicidad de combinadores (o selectores) de diversidad
acoplados en serie, nominalmente, uno para cada llamada que se va a
procesar. El combinador 104 de diversidad compara los indicadores
de calidad de señal que acompañan a los bits de información de las
señales de dos o más estaciones base. El combinador 104 de
diversidad selecciona los bits correspondientes a la señal de
estaciones base de mayor calidad sobre una base trama por trama de
la información para emitir al vocodificador 106.
En una presente realización, el vocodificador
106 convierte el formato de la señal de voz digitalizada a formato
telefónico PCN de 64 Kbps estándar, analógico, o cualquier otro
formato estándar. Las señales resultantes se transmiten desde el
vocodificador 106 al conmutador 108 digital. Bajo el control del
procesador 100 de control del sistema, se encamina la llamada a la
PSTN.
Las señales de voz que vienen desde la PSTN
previstas para una unidad móvil se proporcionan al conmutador 108
digital a un vocodificador digital apropiado tal como el
vocodificador 106 bajo control del procesador 100 de control del
sistema. El vocodificador 106 codifica las señales de voz
digitalizadas de entrada y proporciona el flujo de bits de
información resultante directamente al conmutador 102 digital. El
conmutador 102 digital bajo el control del procesador de control
del sistema dirige los datos codificados a la estación base o
estaciones base con las que está comunicándose la unidad móvil. Si
la unidad móvil está en un modo de traspaso comunicándose con
múltiples estaciones base o en un modo de diversidad de células, el
conmutador 102 digital encamina las llamadas a las estaciones base
apropiadas para la transmisión mediante el transmisor de la estación
base apropiado a la estación móvil de recepción prevista. Sin
embargo, si la estación móvil está comunicándose con sólo una
estación base única o no está en un modo de diversidad de células,
la señal se dirige a una única estación base.
El procesador 100 de control del sistema
proporciona control sobre conmutadores 102 y 108 digitales para
encaminar datos a y desde el BSC. El procesador 100 de control del
sistema también determina la asignación de llamadas a las
estaciones base y a los vocodificadores en el BSC. Además, el
procesador 100 de control del sistema comunica a cada procesador de
control de estación base acerca de la asignación de llamadas
particulares entre el BSC y la estación base, y la asignación de
códigos PN para llamadas. Debería entenderse adicionalmente que tal
como se ilustra en la figura 5, los conmutadores 102 y 108 digitales
se muestran como dos conmutadores separados, sin embargo, esta
función puede realizarse mediante una única estación de conmutación
física.
También debería entenderse que la realización
proporcionada en el presente documento con respecto a la
arquitectura del sistema es simplemente una realización de ejemplo
del sistema y que otra arquitectura del sistema puede emplearse.
Por ejemplo, tal como se describe en el presente documento el
controlador del sistema se ubica en el BSC para el control de
muchas de las funciones de estaciones base y función de traspaso. En
un modo igualmente preferido, muchas de las funciones del
controlador del sistema pueden distribuirse por toda la estación
base.
En funcionamiento, el receptor 44 buscador
controla continuamente las señales piloto recibidas para determinar
qué señales piloto exceden un valor de umbral prescrito al que se
hace referencia como T_ADD en la presente realización. El
procesador 46 de control crea mensajes PMI que identifican las
estaciones base para las que el buscador ha medido niveles de señal
piloto por encima del umbral. El mensaje PMI puede enviarse sólo o
puede añadirse a otros mensajes. Éstas son las estaciones base que
la unidad móvil propone para participar en traspaso continuo de
canal común. Como alternativa, la estación base podría medir un
valor diferente tal como la potencia total recibida desde
diferentes estaciones base para determinar con qué estaciones base
comunicarse. El procesador de control también identifica la unidad
móvil que envía el mensaje, y puede identificar la ranura de tiempo
en el que vigilará el canal común, el F QPCH y
F-CCCH en la presente realización. Sin embargo, en
la realización actual la ranura de tiempo no necesita enviarse
mediante la unidad móvil puesto que se determina basándose en la
identidad de la unidad móvil (por ejemplo IMSI) tal como se describe
posteriormente. En una realización actualmente preferida, se
utiliza un código largo sobre el F-CCCH para
identificar la unidad móvil a la que se dirige un mensaje. Un
código largo es una secuencia de longitud máxima, y la fase del
código largo puede utilizarse para identificar unidades móviles
individuales, aunque podrían utilizarse otras unidades para
identificar la unidad móvil. El uso de un código largo sobre el
F-CCCH puede obviar la necesidad de utilizar
direcciones sobre el F-CCCH para identificar
unidades móviles. El procesador 46 de control también causa que el
decodificador 48 y combinador de diversidad controle aquellas
estaciones base que se han reportado en el mensaje PMI más reciente
que tienen niveles de señal por encima del umbral y que también se
han identificado por una de las estaciones base a las que se
permite participar en el traspaso continuo de canal común. En la
realización actual, la unidad móvil recibe generalmente información
de permiso de traspaso continuo desde la estación base que es la
más cercana o tiene la señal piloto de mayor intensidad. La
información de permiso indica qué estaciones base reúnen los
requisitos necesarios para el traspaso continuo de canal común. La
información de permiso se proporciona en una tabla de traspaso que
se describe en detalle posteriormente.
Se apreciará que la unidad móvil puede vigilar
continuamente las intensidades de señal piloto de múltiples
estaciones base. Puede enviar mensajes PMI actualizados nuevos
siempre que haya un cambio en el conjunto de señales piloto que
exceden el umbral. Además, la unidad móvil puede alterar
continuamente el conjunto de estaciones base controladas para
traspaso continuo de canal común. Como resultado, se actualiza
continuamente el conjunto de estaciones base controladas por la
unidad móvil para dar cuenta de cambios en intensidades de señal
piloto, y tal como se describe posteriormente, se notifican al BSC
y a las estaciones base estas actualizaciones de modo que los
mensajes de traspaso continuo de canal común puedan adaptarse a las
necesidades de la unidad móvil.
La estación base que recibe el mensaje PMI de la
unidad móvil comunica el mensaje al BSC. El BSC lee la información
PMI. Si una creación de llamada o terminación de llamada se inicia
con la estación base, por ejemplo, el procesador 100 de control del
sistema compone un mensaje apropiado, tal como un mensaje de
confirmación o un mensaje de radiomensajería o un
mensaje de asignación de canal, por ejemplo. El BSC utiliza
la información de permiso en la tabla de traspaso para determinar
qué estaciones base reúnen los requisitos necesarios para participar
en el traspaso continuo. El BSC causa que algún conjunto de éstas
estaciones base transmita los mensajes apropiados a la unidad móvil
dentro de la ranura de tiempo apropiado. El conjunto de estaciones
base designado por el BSC para transmitir a la unidad móvil en el
traspaso continuo de canal común puede depender de las estaciones
base identificadas por la unidad móvil en la información PMI. Se
proporciona posteriormente un ejemplo específico de creación de
llamada con referencia a la figura 9. Se proporcionan posteriormente
ejemplos específicos de terminación de llamada con referencia a las
figuras 10 a 16.
Un canal común es un canal de comunicación que
se comparte continuamente. Por ejemplo, los mensajes sobre un canal
común pueden dirigirse desde una estación base a una primera unidad
móvil en un primer intervalo de tiempo, y pueden dirigirse a una
segunda unidad móvil durante un segundo intervalo de tiempo, que
sigue inmediatamente al primero y pueden dirigirse a una tercera
unidad móvil durante un tercer intervalo de tiempo que sigue
inmediatamente al segundo.
Un canal de radiomensajería es un canal de
comunicación común directo utilizado por una estación base para
comunicarse con una unidad móvil cuando la unidad móvil no está
asignada a un canal de tráfico. Un sistema de comunicación de
espectro ensanchado CDMA de una realización actualmente preferida de
la invención tiene múltiples canales comunes. En la realización
actual, se emplean múltiples canales comunes segmentados con el fin
de reducir el consumo de potencia de la unidad móvil puesto que una
unidad móvil sólo necesita estar activa durante intervalos de
tiempo prescritos.
Los canales segmentados entregan mensajes
durante intervalos o segmentos de tiempo prescritos. Una ventaja
del uso del modo segmentado es que una unidad móvil puede conservar
potencia controlando tales canales sólo guante los segmentos de
tiempo prescritos. También se hace referencia al modo segmentado
como "modo de espera" puesto que la unidad móvil puede bajar
la potencia y dormirse cuando está inactivo y despertarse para
vigilar la ranura.
Un canal de radiomensajería de canal de
radiodifusión de reenvío (F-BCCH) emite información
auxiliar, tal como mensajes de parámetros del sistema, y mensajes
cortos de radiodifusión. Los mensajes cortos de radiodifusión son
una clase de mensajes cortos que se dirigen a un gran número de
estaciones móviles. Los mensajes auxiliares enviados sobre el
F-BCCH implicarán generalmente información que será
diferente para estaciones base diferentes. Un canal de tipo canal
de control común directo (F-CCCH) lleva mensajes
dirigidos a unidades móviles particulares tales como mensajes de
asignación de canal. El F-CCCH puede también llevar
mensajes cortos de radiodifusión. Un canal de radiomensajería
rápida directo (F-QPCH) lleva indicaciones de
radiomensajerías dirigidas a una estación móvil. La estación base
transmite una señal a una estación móvil dada sobre el
F-QPCH siempre que necesita contactar con una
unidad móvil que funciona en modo segmentado.
En una realización actual de la invención, el
F-CCCH se transmite intermitentemente. Como
resultado, una disposición preferible para esto es tener una
velocidad/encendido-apagado variable. En esta
disposición, se transmite el canal para una trama si existe un
mensaje para enviar. Como resultado, la capacidad no se desperdicia
en trasmitir este canal cuando no hay mensaje que enviar. Además,
el canal puede transmitirse durante una trama a una de varias
velocidades diferentes, eligiéndose la velocidad en base a la
capacidad de la estación base para suministrar la cantidad de
potencia necesaria para enviar datos a la velocidad particular a la
estación móvil.
El F-BCCH es un canal lógico
aparte que transporta información auxiliar. El
F-BCCH no se transmite en un modo de traspaso
continuo puesto que mucha de la información transportada es
específica a un sector. Una unidad móvil puede continuar
controlando estos mensajes de F-BCCH incluso después
de que haya establecido un canal de tráfico. La unidad móvil puede
vigilar el F-BCCH cuando está controlando el
F-CCCH con el fin de recibir mensajes cortos de
radiodifusión y con el fin de actualizar su información auxiliar. La
unidad móvil también puede vigilar el F-BCCH cuando
necesita actualizar la información auxiliar y está recibiendo el
F-QPCH. La información auxiliar podría incluir RAND
(patrones de número seudoaleatorio utilizados para autenticación),
parámetros de código de canal y conjuntos vecinos, sólo por
mencionar unos pocos ejemplos posibles.
El F-BCCH puede también
funcionar en un modo intermitente similar al F-CCCH.
Sin embargo, el BCCH transporta generalmente sólo unos
relativamente pocos mensajes auxiliares que no cambian con
frecuencia. Generalmente, sólo las unidades móviles que se están
encendiendo en primer lugar o que se están comunicando con el sector
necesitan recibir estos mensajes auxiliares. Por tanto, normalmente
se desea que el F-BCCH se transmita con tan poca
cantidad de potencia como sea necesaria. Con el fin de conseguir un
funcionamiento de potencia inferior más eficaz, los mensajes
auxiliares del F-BCCH se transmiten y se repiten
después. En la figura 6 se muestra un ejemplo ilustrativo de
mensajes del F-BCCH que se repiten. Más
específicamente, los mensajes del F-BCCH se repiten
en intervalos conocidos de una manera que los símbolos transmitidos
son exactamente los mismos.
En el ejemplo de la figura 6, los mensajes se
repiten durante intervalos de 80 ms. Debería vigilarse que este
intervalo de tiempo podría ser cualquier valor que la unidad móvil
conoce (o comunicado a la unidad móvil). Además, tal como se
muestra en la figura 7, las transmisiones de mensajes pueden
intercalarse con transmisiones de mensajes previos. El principal
requisito es que los mensajes se repitan en algún intervalo conocido
por la unidad móvil de modo que pueda realizar combinación de
diversidad.
En una realización presente de la invención, los
mensajes sobre el F-CCCH se dirigen a unidades
móviles individuales. Una unidad móvil controla la ranura del
F-QPCH para determinar si se han de enviar o no
mensajes de radiomensajería a la unidad móvil sobre el
F-CCCH. Más específicamente, una unidad móvil
controla información de notificación de radiomensajería en su
ranura de tiempo prescrita del F-QPCH con el fin de
determinar si existe o no un mensaje de radiomensajería dirigido a
ésta. La información de notificación de radiomensajería controlada
en la ranura de tiempo del F-QPCH es muy corta de
modo que la estación móvil no tiene que gastar potencia
significativa en determinar si existe o no un mensaje real dirigido
a ésta. Si la información de notificación de radiomensajería indica
que no existe mensaje de radiomensajería dirigido a la unidad móvil,
entonces la unidad móvil puede volver a un modo de espera hasta la
siguiente ranura de tiempo del F-QPCH prescrito. Si
la información de notificación de radiomensajería indica que existe
un mensaje de radiomensajería dirigido a la unidad móvil, entonces
la unidad móvil controla el F-CCCH para un intervalo
de tiempo predeterminado en un intento de recibir un mensaje de
radiomensajería descrito posteriormente con referencia a la
figura 10. Como alternativa, la unidad móvil podría responder
inmediatamente sobre el P-CCCH con un mensaje de
respuesta de radiomensajería rápida descrito posteriormente con
referencia a la figura 11. La unidad móvil entonces espera el
mensaje de radiomensajería que puede transmitirse en traspaso
continuo. Otra realización alternativa es hacer que la unidad móvil
responda con un mensaje de respuesta de radiomensajería
rápida y entonces esperar el mensaje de asignación de canal, es
decir, el mensaje de radiomensajería no se transmite.
El F-CPCH lleva información de
notificación de radiomensajería. Cada unidad móvil se asigna a una
ranura de tiempo en el F-QPCH. Los segmentos de
tiempo del F-QPCH asignados a cualquier unidad móvil
dada se prescriben mediante la identidad de la unidad móvil.
Existen numerosas maneras por las que puede identificarse una unidad
móvil, tales como ESN, IMSI o TMSI por nombrar algunas. Por tanto,
pueden asignarse a una unidad móvil dada los mismos segmentos de
tiempo del F-QPCH para cada una de las múltiples
estaciones base diferentes. Es decir, los segmentos de tiempo del
F-QPCH se asignan independientemente de la identidad
de la estación base.
Una realización actualmente preferida de la
invención implementa un canal de radiomensajería rápido directo
(F-QPCH) OOK (On-Off Keying) de
valor resumen en el que se utiliza un símbolo OOK para notificar a
una estación móvil que debe escuchar al F-CCCH
durante la siguiente ranura del canal de radiomensajería
F-CCCH. La estación móvil se identifica mediante la
posición del símbolo OOK en la ranura del
F-QPCH.
Más específicamente, en una realización actual,
el canal de radiomensajería rápido contiene mensajes de bit único
para estaciones móviles de modo segmentado para vigilar su ranura
asignado en el canal de radiomensajería. En una realización
actualmente preferida, la velocidad de transmisión de datos se
ajusta en 9.600 bps, y la modulación es OOK, en la que un "1"
lógico ordena a la estación móvil que controle el
F-CCCH, y un "0" lógico ordena a la estación
móvil que vuelva a la situación de espera. En la presente
realización, un bit OOK se transmite en cada periodo de símbolo y
fragmento 128PN. La transmisión Ec/Ior mientras envía un bit 1
debería estar tres decibelios más bajo que el canal piloto Ec/Ior
cuando no se utiliza traspaso continuo. Cada mensaje de bit único
se transmite dos veces por cada ranura de 80 milisegundos, una vez
en bit R_{1}, después otra vez en bit R_{2}, en el que un
"1" lógico indica el primer bit, el cual se inicia en la
frontera de tiempo de los 80 ms.
En una realización actual, el conjunto de
posibles posiciones de bit sobre el que el canal de radiomensajería
rápida se define se inicia 80 ms antes del intervalo sobre el
F-CCCH. Este punto de inicio puede definirse como
el tiempo t, donde t está en unidades de tramas, tal como
([(t - 4)/4] -
PGSLOT)mod(16\cdotT) =
0,
en el que T=2’ es la longitud de
ciclo de ranura en unidades de 1,28 segundos, e i es el índice de
ciclo de ranura, y PGSLOT son las siglas de "page slot"
(ranura de radiomensajería). La estación móvil calcula un valor
resumen con respecto una a dos posiciones de bit por ranura. El
segundo bit se transmite para aumentar la fiablidad de la decisión.
Cada cálculo de valor resumen aleatoriza cada bit sobre 340
posiciones de bit sin solapamiento. Los valores de descorrelación
se definen de manera que se actualizan cada 1,28 segundos (64
tramas), con el fin de evitar repetir colisiones entre las
estaciones móviles. El ciclo de recorrelación se repite cada 23,3
horas.
N=340 posiciones de bit.
DECORR_{1}_ _(t-4) /
64_mod2^{16}.
DECORR_{2}_ _(t-4) /
64+1_mod2^{16}.
Palabra L para ser bits 0-15 de
CÁLCULO_CLAVE (MIN o IMSI_S).
Palabra H para ser bits 16-31 de
CÁLCULO_CLAVE (MIN o IMSI_S).
R_{1}=_N_((40503_(L_H_DECORR_{1}))
mod2^{16}) / 2^{16}_+1.
R_{2}=_N_((40503_(L_H_DECORR_{2}))
mod2^{16}) / 2^{16}_+341.
Con referencia a los cronogramas ilustrativos
F-QPCH y F-CCCH de la figura 8, las
posibles ubicaciones para mensajes F-QPCH en una
realización actual de una invención se ubican desde 80 milisegundos
a 9,17 milisegundos antes de que la ranura F-CCCH
para esa estación móvil vaya a iniciarse. Esto deja al menos 9,17
milisegundos desde la segunda transmisión sobre el canal de
radiomensajería rápida para la estación móvil para preparar para
recibir el F-CCCH. El canal de radiomensajería
rápida no se va a aleatorizar mediante un largo código PN.
Por lo tanto, la estación base simplemente envía
un "1" lógico en las posiciones de bit correctas en un periodo
de tiempo definido anteriormente que oscila entre los 9,17
milisegundos y los 80 milisegundos antes de que la ranura del canal
de radiomensajería para alertar a las estaciones móviles en modo
ranurado de que está enviando un mensaje de radiomensajería en la
ranura de tiempo de F-CCCH inmediatamente siguiente.
La estación base va a llevar a cabo los cálculos de valor resumen a
las posiciones de bit definidas anteriormente, basadas en tiempo de
sistema e identidad de unidad móvil, y va a ajustar aquellos bits a
"1" lógico. Todos los demás bits van a ajustarse a "0"
lógico.
Una unidad móvil según la presente realización
emplea un multiplicador 16 por 16 y una operación de o exclusivo a
modo de bits o para poner en práctica la función resumen que se
actualiza antes de cada ranura. La unidad móvil puede volver a modo
de espera después de vigilar un bit. Una falsa alarma en el primer
bit requiere que la móvil vigile la segunda posición de bit. Las
falsas alarmas de ambos bits requieren que la móvil vigile el
F-CCCH.
Una realización alternativa de la invención pone
en práctica un paquete corto para notificar a una unidad móvil de
que debe escuchar los mensajes en la siguiente ranura de tiempo de
F-CCCH. La unidad móvil se identifica por una clave
en el paquete. Más específicamente, en esta realización alternativa
el canal de radiomensajería rápida lleva entre uno doce paquetes de
canales de radiomensajería rápida por cada ranura de canal de
radiomensajería. El formato del paquete de canal de radiomensajería
rápida se muestra en el siguiente Paquete de Canal de
Radiomensajería.
En esta realización alternativa, cada paquete es
24 bits. Cada paquete se transmite en dos grupos de control de
potencia (2,5 milisegundos). Por lo tanto, el paquete se transmite a
9600 bps. Como resultado, durante la transmisión, el canal de
radiomensajería rápida requiere aproximadamente la misma potencia
que el canal de radiomensajería.
Si un paquete decodificado incorrectamente pasa
inadvertido, entonces la unidad móvil puede decidir no escuchar el
canal de radiomensajería cuando debería escuchar el canal de
radiomensajería. Por lo tanto, la probabilidad del error no
detectado debería estar suficientemente por debajo de la
probabilidad mínima deseada de fallo de llamada. En esta
realización alternativa, utilizando sólo un CRC de 12 bits, la
probabilidad de un error no detectado es 1/4096. Como esto es 40
veces menos que una tasa de fallo de llamada aceptable, es
suficientemente pequeña. Utilizando el Es/Nt medido o la tasa de
error del símbolo de recodificador, la probabilidad de un error no
detectado puede reducirse más.
El valor de CÁLCULO DE VALOR RESUMEN depende de
la identificación de unidad móvil (MSID) y el tiempo de sistema en
tramas (t).
N=2^{10},
DECORR_ _t / 64_mod
2^{16}
L= bits 0-15 de
CÁLCULO_CLAVE (MIN o
IMSI_S),
H= bits 16-31 de
CÁLCULO_CLAVE (MIN o
IMSI_S),
y
CÁLCULO DE VALOR RESUMEN= [N x
((40503 x (L \oplus H \oplus DECORR)) mod 2^{16}) /
2^{16}].
El paquete de canal de radiomensajería rápida
contiene sólo un valor RESUMEN. Por lo tanto, la sobrecarga
asociada con los campos TIPO y CRC puede ser relativamente alta.
Esta sobrecarga puede reducirse incluyendo más valores RESUMEN en
cada paquete.
Cada paquete de canal de radiomensajería rápida
se codifica utilizando el codificador convolucional utilizado en el
canal de tráfico. En una puesta en práctica actual se emplea una
longitud 9 de limitación, tasa_ codificador convolucional. El
estado inicial del codificador es "0". El anterior paquete de
canal de radiomensajería rápida no presenta bits de cola. Como el
paquete es relativamente corto, la desventaja de los bits de cola
puede ser relativamente alta.
Los paquetes de canal de radiomensajería rápida
para mensajes de radiomensajería en la ranura N de radiomensajería
se envían en la ranura N-1 del canal de
radiomensajería rápida.
En esta realización alternativa, el inicio del
primer paquete se aleatoriaza. Esto se realiza con el fin de
aleatorizar la oportunidad de que los paquetes de canal de
radiomensajería rápida enviados desde estaciones base adyacentes se
aleatoricen a la vez. En la presente realización, el inicio del
primer paquete está alienado con el inicio de un grupo de control
de potencia el cual ocupa un intervalo de 1,25 ms en el canal de
tráfico directo. El grupo de control de potencia depende de la
identificación de la estación base (BASE_ID) y el tiempo de sistema
en tramas (t).
N=32,
DECORR=[t / 64]mod
2^{16},
L=
BASE_ID,
H=0,
POSICIÓN = [N x ((40503 x (L
\oplus H \oplus DECORR)) mod 2^{16}) /
2^{16}].
Esto aleatoriza el inicio del primer paquete por
encima de los primeros 40 milisegundos de la ranura de 80
milisegundos. Por lo tanto, como los paquetes presentan una longitud
de 2,5 milisegundos, puede haber hasta 16 paquetes por ranura.
En traspaso continuo, información idéntica,
llevada en señales moduladas, convertidas de manera idéntica, se
transmite desde múltiples estaciones base de manera que las
múltiples transmisiones idénticas pueden combinarse mediante una
unidad móvil única a través de recepción de diversidad.
En el traspaso continuo de canal común según la
presente invención, los mensajes QPCH y F-CCCH
idénticos se llevan en señales moduladas, convertidas de manera
idéntica y se transmiten mediante múltiples estaciones base de
manera que pueden combinarse mediante una única unidad móvil
mediante recepción de diversidad.
En funcionamiento, cada estación base individual
envía información de permiso de traspaso continuo de canal
F-QPCH y F-CCCH en su canal de
radiomensajería F-BCCH respectivo que indica a qué
otras estaciones base se permite participar en traspaso continuo
sobre F-QPCH y F-CCCH. Más
específicamente, cada estación base individual puede enviar
mensajes en su canal de radiomensajería F-BCCH
respectivo que identifica otras estaciones base a las que se
permite transmitir, junto con una estación base de ese tipo, a una
unidad móvil dada en traspaso continuo sobre un
F-CCCH. De manera similar, cada estación base
individual puede enviar mensajes en su canal de radiomensajería
F-BCCH respectivo que identifica otras estaciones
base a las que se permite transmitir, junto con estaciones base
individuales de ese tipo, a una unidad móvil dada en traspaso
continuo sobre un F-QPCH. En una realización de la
invención preferida actualmente, indicadores de bit único separados
pueden ajustarse individualmente o reiniciarse para cada una de las
demás estaciones base para indicar cuáles de aquellas otras
estaciones base pueden comunicar en traspaso continuo con la unidad
móvil dada sobre los canales F-CCCH y el
F-QPCH de radiomensajería. Conjuntos separados de
indicadores podrían utilizarse para el F-CCCH y el
F-QPCH. De manera alternativa, un indicador de bit
único podría ajustarse para varias estaciones base distintas para
indicar cuál de aquellas otras estaciones base pueden comunicar en
traspaso continuo con la unidad móvil dada en los canales
F-CCCH y el F-QPCH de
radiomensaje-
ría.
ría.
Se apreciará que la disponibilidad de traspaso
continuo de canal de radiomensajería según la presente invención no
impide la utilización de traspaso de acceso o traspaso de prueba de
acceso o traspaso de prueba de acceso. Por lo tanto, en una
realización actual, cada estación base individual puede enviar
también información de permiso de traspaso discontinuo en su canal
F-BCCH de radiomensajería respectivo que indica a
qué otras estaciones base se permite participar en traspasos de
acceso (discontinuo).
La tabla de traspaso a modo de ejemplo que se
presenta seguidamente ilustra los indicadores de permiso de
traspaso enviados por el sector "A1" de la estación base en sus
mensajes F-BCCH auxiliares. Estos indicadores de
permiso de traspaso identifican otras estaciones base en la lista de
vecinos de la estación "A" base para la que se permite el
traspaso de acceso, para la que se permite el traspaso continuo
F-CCCH y para la que se permite el traspaso
continuo F-QPCH. En este ejemplo, existen otras
cuatro estaciones base en la lista de vecinos de la estación A
base. Son las estaciones B, C, D y E. En la tabla de traspaso,
existe un indicador individual para cada uno de los demás sectores
de estación base para el que se permite el traspaso de acceso.
También existe un indicador individual para cada uno de los demás
sectores de estación base para los que se permite el traspaso
continuo F-CCCH. Finalmente, existe un indicador
para cada uno de los demás sectores de estación base para los que
se permite el traspaso continuo F-QPCH. En este
ejemplo, un indicador ajustado a "1" indica que se permite el
traspaso, y un indicador ajustado a "0" indica que el traspaso
no se permite.
TABLA DE
TRASPASO
En este ejemplo, se permite a una unidad móvil
en el área de célula cubierta por el sector A1 realizar traspaso
continuo F-CCCH con cualquier otro sector de
estación A base y con los otros tres sectores de la estación B
base. Sin embargo, a una unidad móvil en el área de célula cubierta
por el sector A1 no se le permite realizar traspaso continuo
F-CCCH con cualquiera de las estaciones C, D o E
base. Asimismo, en este ejemplo, una unidad móvil en el área de
célula del sector A1 puede realizar traspaso continuo de
F-QPCH con cualquier otro sector de estaciones A
base y con cualquier otro de los sectores de estaciones B o C base,
pero puede no realizar traspaso continuo F-QPCH con
cualquiera de las estaciones D o E. Finalmente, una unidad móvil en
el sector A1 puede realizar un traspaso de acceso con los sectores
A2 y A3 de la estación A base y con cualquiera de los sectores de
B, C y D, pero puede no realizar un traspaso de acceso con cualquier
sector de la estación base E.
Por lo tanto la estación base que cubre un área
de célula en la que se encuentra una unidad móvil envía un mensaje
F-BCCH el cual indica a la unidad móvil otras
estaciones base con las que la unidad móvil tiene permiso para
realizar traspaso continuo F-CCCH, traspaso continuo
F-QPCH o traspaso de acceso. Esta información de
permiso de traspaso de acceso puede ser utilizada por la estación
base para llevar a cabo traspasos antes de haberse establecido un
canal de tráfico. Por ejemplo, la información de permiso de traspaso
continuo F-CCCH puede utilizarse durante el
establecimiento de llamada, en el curso de una secuencia de mensajes
de creación de llamada o en el curso de una secuencia de mensajes
de terminación de llamada tal como se describe con mayor detalle
seguidamente. Además, la información de permiso de traspaso de
acceso informa a la unidad móvil de qué estaciones base están
disponibles para un traspaso discontinuo en caso de que el
F-CCCH se pierda antes de que se establezca un
canal de tráfico.
Puede fijarse o puede cambiarse de manera
dinámica una determinación de qué estaciones base en una lista de
vecinos de estación base dada van a realizar traspaso continuo
F-QPCH o F-CCCH bajo el control de
un controlador de estación base. Por ejemplo, un controlador de
estación base puede programarse para vigilar el volumen de
creaciones o terminaciones de llamadas en diferentes áreas de célula
de estación base, y enviar mensajes individuales, determinados por
el volumen de llamadas en diferentes células, a estaciones base
individuales que alteran los conjuntos de otras estaciones base que
pueden realizar traspaso continuo de F-QPCH y
F-CCCH con estaciones base individuales de ese
tipo. Se observará también, para la anterior tabla de traspasos, a
algunas estaciones base se les permite participar sólo en traspaso
continuo F-QPCH; a otras se les permite participar
en traspasos continuos tanto F-QPCH como
F-CCCH. En la presente realización de la invención,
es posible que se le permita a un número mayor de estaciones base
participar en traspaso continuo F-QPCH que en
traspaso continuo F-CCCH. Una razón para esto es
que los mensajes de canal de radiomensajería F-QPCH
son cortos normalmente, de sólo uno o dos bits, y los mensajes de
canal de radiomensajería F-CCCH normalmente son
significativamente más largos. En consecuencia, se permite a menos
estaciones base participar en traspaso continuo
F-CCCH que en traspaso continuo
F-QPCH, ya que normalmente es más fácil para un
controlador de estación base coordinar traspaso continuo
F-QPCH de longitud de mensaje corta que traspaso
continuo F-CCCH de longitud de mensaje más
larga.
La determinación de qué estaciones base en una
lista de vecinos de estaciones base dada van a realizar traspaso
continuo de canal de radiomensajería puede depender también del
diseño y organización específicos del sistema global celular. Por
ejemplo, en el ejemplo anterior, a la estación base D no se le
permite participar en traspaso continuo F-QPCH.
Esto podría ser porque la estación D base está en una zona de
registro diferente que las otras estaciones base, por ejemplo. Ni
el traspaso continuo F-QPCH ni el traspaso continuo
F-CCCH ni el traspaso de acceso se permiten para la
estación E base. Esto podría se porque la estación E base está
controlada por otra BSC, por ejemplo. Además, en algunas
circunstancias podría ser deseable restringir el traspaso continuo
de canal de radiomensajería sobre el F-CCCH a
sectores sólo de la misma estación base con el fin de sincronizar y
controlar el traspaso continuo desde una única célula de estación
base. Bajo estas circunstancias del ejemplo anterior, el traspaso
continuo F-CCCH implicaría sólo a los sectores A2 y
A3 además de A1.
En referencia a los dibujos ilustrativos de la
figura 9, se proporciona un cronograma que muestra una secuencia de
mensaje de creación de llamada entre una unidad móvil, estaciones
base múltiples y un controlador de estación base durante la
creación de una llamada por la estación móvil. Durante una creación
de llamada, una unidad móvil envía un mensaje de creación a la
estación base con la señal piloto de mayor intensidad para indicar
que una llamada va a crearse por la unidad móvil, y la estación base
y el controlador de estación base deberían coordinar el proceso de
asignación de un canal de tráfico a la unidad móvil. En el ejemplo
ilustrado en la figura 9, se supone que la unidad móvil está
situada en el sector A1 de la estación base A cuando emite el
mensaje de creación. En una realización actual de la invención, la
unidad móvil envía la información de medición piloto, descrita
previamente en cada mensaje en el canal de acceso. Hay que asumir
que las señales piloto de los sectores B1 y C1 de estación base
están por encima de un nivel de intensidad de señal piloto
prescrito. Entonces la unidad móvil envía a la estación A1 base una
indicación de que las intensidades de señal piloto de B1 y C1
exceden el umbral. En la realización preferida, esta indicación es
la fase PN piloto de las estaciones B1 y C1 base, aunque puede
utilizarse cualquier indicador de estas estaciones base. Además, se
prefiere que la unidad móvil envíe la intensidad de las estaciones
B1 y C1 así como la intensidad de la estación A1 base que la
estación móvil está vigilando directamente. Hay que observar que la
unidad móvil recibió previamente el ejemplo de tabla de traspaso a
través de mensajes auxiliares sobre el F-BCCH, que
por ejemplo pueden haberse transmitido desde la estación A1 base a
la unidad móvil al entrar en el área de cobertura de la estación A1
base como resultado de elevar la potencia, al entrar desde una
estación base vecina o cambiando desde otra frecuencia. La tabla de
traspaso indica que el traspaso continuo F-CCCH se
permite con B1, y que el traspaso de acceso se permite con C1.
El mensaje de creación es recibido por la
estación base "A" que envía el mensaje a su controlador de
estación base. Un mensaje de confirmación se genera en el BSC y se
transmite desde el BSC a las estaciones A1 y B1 base.
Las estaciones base con una intensidad de señal
piloto por encima de un umbral prescrito, como se ha medido por la
unidad móvil, y que presentan
F-CCCH-TRASPASO_CONTINUO ajustado a
"1" en la tabla de traspaso son B1. Estas dos estaciones base,
por lo tanto, transmiten el mensaje de confirmación a la estación
móvil en traspaso
continuo.
continuo.
Si el traspaso de prueba de acceso permite en la
estación C1 base, entonces el controlador de estación base enviaría
la confirmación a la estación C1 base. La estación C1 base podría
enviar el mensaje a la unidad móvil en un modo de traspaso continuo
o no; ya que a la unidad móvil no se le ha dicho que la estación C1
base está funcionando en modo de traspaso continuo, la estación
móvil no combinará la estación C1 base en modo de traspaso
continuo. Con el fin de evitar tener que determinar el conjunto de
las estaciones base en el que envía realmente el mensaje, el BSC
puede enviar el mensaje de confirmación a un conjunto mayor de
estaciones base. Estas estaciones base puede transmitir
directamente el mensaje o puede tener sus propios filtros y
determinar que un cierto mensaje no necesita transmitirse en la
estación base particular. Una vez que una estación base recibe el
mensaje de confirmación, y determina que va a enviarse, lo envía en
el F-CCCH. Debería observarse que aquellas
estaciones base que están en traspaso continuo deben enviar el
mensaje de de confirmación en un modo de traspaso continuo lo que
implica sincronizar las transmisiones de los mensajes desde las dos
estaciones base y transmitir el mensaje en exactamente el mismo
momento que se realiza con el canal de tráfico
IS-95-A, por ejemplo. Debería
observarse que una vez que la unidad móvil envía el mensaje de
creación, la unidad móvil vigila continuamente el
F-CCCH durante un tiempo. Si la unidad móvil no ha
recibido el mensaje de confirmación dentro de algún intervalo corto
de tiempo, retransmite el mensaje de creación. Esto es similar a lo
que se realiza en el IS-95-A, por
ejemplo.
Mientras, el BSC establece un canal de tráfico
para ser utilizado por la unidad móvil y después envía un mensaje
de asignación de canal (o información utilizada para determinar el
mensaje de asignación de canal) a las estaciones A, B y C base. El
BSC envía el mensaje de asignación de canal a la estación B base
dado que se informó a B1 (en la información de medición piloto en
el mensaje de creación para tener una intensidad de señal piloto
por encima de un umbral prescrito según ha sido medido por la unidad
móvil, y F-CCCH-TRASPASO_CONTINUO se
ajustó a "1". El controlador de estación base envía el mensaje
de asignación de canal a la estación C base dado que también se
informó a C1 en la información de medición piloto en el mensaje de
creación para tener una intensidad de señal piloto por encima de un
umbral prescrito según ha sido medido por la unidad móvil, y
F_ACCESO _HO SE AJUSTÓ A "1". El mensaje de asignación de canal
se transmite sobre el F-CCCH en modo de traspaso
continuo desde las estaciones A1 y B1 base. En coherencia con
TIA/EIA-95-B, el mensaje de
asignación de canal se transmite también por la estación C1 base.
La transmisión desde la estación C1 base no es en traspaso continuo
ya que la unidad móvil no combina la transmisión C1 con las
transmisiones A1 y B1.
En referencia a los dibujos ilustrativos de la
figura 10, se proporciona un cronograma que muestra un ejemplo de
secuencia de mensaje de terminación de llamada entre una unidad
móvil, múltiples estaciones base y un controlador de estación base.
Durante la secuencia de terminación de llamada, el BSC y múltiples
estaciones base coordinan la asignación de un canal de tráfico para
la comunicación entre la unidad móvil y una o más estaciones base.
Más específicamente, en el ejemplo de la figura 10, mientras que la
unidad móvil se encuentra en el sector A1 de la región de célula de
estación A base, los sectores A1, B1 y C1 de estación base envían
mensajes F-QPCH idénticos en un determinado momento
que puede determinarse por la identidad de estación de abonado móvil
internacional (IMSI, International Mobile Subscriber Station
Identity), de la unidad móvil y la configuración de la estación
base. Se apreciará que la unidad móvil puede transmitir su IMSI a
una estación base durante el registro de la llamada, por ejemplo.
También, tal y como se ha explicado anteriormente, el BSC está al
tanto de la configuración de las estaciones base dentro del sistema
global. Generalmente las estaciones base en una región de
radiomensajería dada se configuran para transmitir un
F-QPCH al mismo tiempo básicamente. Según la
invención, los F-QPCH de esas estaciones base que
transmiten sus radiomensajerías rápidas al mismo tiempo básicamente
pueden ser combinadas por una estación móvil en un traspaso
continuo. La unidad móvil recibe la tabla de traspaso desde la
estación A1 base a través de mensajes auxiliares sobre el
F-BCCH.
En referencia a la tabla de traspaso a modo de
ejemplo transmitida a la unidad móvil por la estación A base, se
verá que el indicador F-QPCH-
TRASPASO-CONTINUO) es "1" lógico para los
sectores A1, A2, B1, B2, B3, C1, C2, y C3 de estación base ya que
estos sectores de estación base están en la misma área de
radiomensajería o pueden de otro modo enviar una radiomensajería
rápida a la vez. La estación A1 base ha ajustado el indicador F
F-QPCH- TRASPASO-CONTINUO a "0"
lógico para la estación D base ya que esta estación base no está en
la misma área de radiomensajería o por el contrario no puede enviar
una radiomensajería rápida a la vez que las otras estaciones
base.
En el ejemplo ilustrado en la figura 10, la
unidad móvil recibe la radiomensajería rápida
(F-QPCH) en traspaso continuo desde los sectores
A1, B1 y C1 de estación base. La unidad móvil vigila la ranura
F-QPCH durante su ranura de tiempo designada como
se describe anteriormente. Cuando la unidad móvil recibe los
mensajes F-QPCH desde A1, B1 y C1, los combina en
un modo de traspaso continuo. Entonces, como se describe
anteriormente, la unidad móvil determina si un mensaje de
radiomensajería rápida se ha dirigido o no a ella. Una vez que la
unidad móvil determina que de hecho recibió una radiomensajería
rápida ajustada a "1" lógico durante su ranura de tiempo
designada la unidad móvil comienza a vigilar su ranura de tiempo
prescrita en el F-CCCH. A continuación, el
controlador de estación base ordena a las estaciones base enviar un
mensaje de radiomensajería con la dirección completa de la unidad
móvil tal como su IMSI, TMSI o el número de serie electrónico
(electronic serial number, ESN). Adicionalmente a la identidad de
la estación móvil, el mensaje de radiomensajería contiene otra
información tal como la opción de servicio propuesta.
Existe un número de enfoques alternativos para
el envío del mensaje de radiomensajería. En la realización
preferida ciertas estaciones base emiten este mensaje utilizando
traspaso continuo justo igual que el F-QPCH. En un
enfoque alternativo, otro conjunto de estaciones base podría
utilizarse para enviar el mensaje de radiomensajería en traspaso
continuo. Este conjunto diferente de estaciones base podría
especificarse mediante indicadores en una columna adicional de la
tabla de traspaso.
Otra alternativa es no utilizar de ningún modo
el traspaso continuo para el mensaje de radiomensajería.
Además, en la presente realización preferida, el
conjunto de estaciones base que están transmitiendo el mensaje de
radiomensajería podría de hecho ser más pequeño que el conjunto
indicado por los indicadores FQPCH_TRASPASO_
CONTINUO si el BSC presenta alguna información adicional sobre la situación de la unidad móvil, tal como una comunicación reciente con la unidad móvil. Esto permitiría al BSC determinar un conjunto más pequeño de estaciones base para transmitir el mensaje de lo que se utilizaría de otro modo. Volviendo al método preferido, la unidad móvil combina el mensaje de radiomensajería de A1, B1 y C1 en traspaso continuo ya que la unidad móvil está en el sector A1 y el indicador F-QPCH-TRASPASO-CONTINUO (está ajustado a "1" lógico para B1 en la Tabla de Traspaso, y la señal piloto B1 está por encima de un umbral prescrito. La estación móvil responde al mensaje de radiomensajería de traspaso continuo enviando un mensaje de respuesta de radiomensajería a la estación A1 base ya que presenta la señal piloto de mayor intensidad. El mensaje de respuesta de radiomensajería enumera la información de medición piloto para estaciones base vecinas. En este ejemplo mostrado en la figura 10, las estaciones A1, B1 y C1 base están por encima del umbral y son informadas.
CONTINUO si el BSC presenta alguna información adicional sobre la situación de la unidad móvil, tal como una comunicación reciente con la unidad móvil. Esto permitiría al BSC determinar un conjunto más pequeño de estaciones base para transmitir el mensaje de lo que se utilizaría de otro modo. Volviendo al método preferido, la unidad móvil combina el mensaje de radiomensajería de A1, B1 y C1 en traspaso continuo ya que la unidad móvil está en el sector A1 y el indicador F-QPCH-TRASPASO-CONTINUO (está ajustado a "1" lógico para B1 en la Tabla de Traspaso, y la señal piloto B1 está por encima de un umbral prescrito. La estación móvil responde al mensaje de radiomensajería de traspaso continuo enviando un mensaje de respuesta de radiomensajería a la estación A1 base ya que presenta la señal piloto de mayor intensidad. El mensaje de respuesta de radiomensajería enumera la información de medición piloto para estaciones base vecinas. En este ejemplo mostrado en la figura 10, las estaciones A1, B1 y C1 base están por encima del umbral y son informadas.
El proceso desde este punto es básicamente
idéntico al proceso de creación de llamada descrito anteriormente.
La estación A1 base comunica el mensaje de respuesta de
radiomensajería al controlador de estación base. Después, el
controlador de estación base ordena a las estaciones A1 y B1 base
enviar otro mensaje de confirmación a la estación móvil sobre sus
F-CCCH, en traspaso continuo. Otro mensaje de
confirmación se envía también a la unidad móvil mediante C1 en su
F-CCCH, pero este mensaje de confirmación C1 no se
envía en traspaso continuo. Finalmente, el controlador de estación
base establece un canal de tráfico para ser utilizado por la
estación móvil, y entonces envía un mensaje de asignación de canal
(o información utilizada para determinar el mensaje de asignación
de canal) a las estaciones A, B y C base. El controlador de la
estación base envía el mensaje de asignación de canal a la estación
B base porque la unidad móvil midió la intensidad de la señal B1
piloto para estar por encima del valor umbral prescrito, y porque
FF-CCCH- TRASPASO-CONTINUO se ajustó
a "1" lógico para B1. El controlador de estación base envía el
"mensaje de asignación de canal" a la estación base C ya que
la estación móvil midió la intensidad de la señal C1 piloto para
estar por encima del valor umbral prescrito, y porque F_ACCESO_HO
se ajustó a "1" para C1. El "mensaje de asignación de
canal" se transmite en traspaso continuo desde las estaciones A1
y B1 base. Coherentemente con
TIA/EIA-95-B, el "mensaje de
asignación de canal" se transmite también desde la estación C1
base. La transmisión desde la estación C1 base no se hace en
traspaso continuo ya que la estación móvil no combina la transmisión
C1 con las transmisiones A1 y B1.
Alternativamente, el "mensaje de
radiomensajería" puede eliminarse, y la estación móvil puede en
su lugar responder directamente al "mensaje de radiomensajería
rápida" con un "mensaje de respuesta de radiomensajería".
Sin embargo, la tasa de falsa alarma en el canal de radiomensajería
rápida puede ser suficientemente alta en el canal de
radiomensajería rápida de manera que es preferible para la estación
móvil esperar al "mensaje de radiomensajería" antes de enviar
un "mensaje de respuesta de radiomensajería".
En referencia a los dibujos ilustrativos de la
figura 11, se muestra un ejemplo de una secuencia de mensaje de
terminación de llamada que incluye un "mensaje de respuesta de
radiomensajería rápida" enviado por la unidad móvil para
informar a la estación base con la intensidad de señal piloto medida
de manera más intensa,, la estación A1 base en el ejemplo, la
información de medición piloto para la estación móvil. Esto
informa ventajosamente a la estación base del último conjunto
activo en el que enviar el "mensaje de radiomensajería". Esto
tiene la ventaja de que se requiere que el "mensaje de
radiomensajería" se transmita desde menos estaciones base ya que
se informa al BSC de la información de medición piloto. Esto
contrasta con el ejemplo previo en el que se asumió que el BSC no
conoce la información de medición piloto acerca de la estación móvil
y por lo tanto tenía que transmitir el "mensaje de
radiomensajería" en muchas estaciones base diferentes.
Al recibir tanto el mensaje de confirmación el
mensaje de radiomensajería, o el mensaje de asignación de canal en
el F-CCCH, la unidad móvil combinaría con diversidad
las señales desde las estaciones base en traspaso continuo, de
idéntica manera a como se realiza en el canal de tráfico cuando la
unidad móvil está en traspaso continuo. Con el fin de combinar con
diversidad para el funcionamiento correcto, todas las estaciones
base deben emitir mensajes de radiomensajería
F-CCCH básicamente a la vez. En el pasado, esto se
ha realizado en el canal de tráfico teniendo todas las tramas de
enlace directo sincronizadas en el tiempo en su transmisión. Esto
es relativamente sencillo ya que el canal de tráfico es un canal
dedicado, y no se requiere ningún control específico. No obstante,
las unidades móviles están equipadas generalmente con memorias
intermedias de desfase (deskew buffers) para sincronizar las
señales sujetas a retardo por multitrayecto.
El F-CCCH, sin embargo, es un
canal común o compartido y la transmisión de señales de
radiomensajería básicamente de manera simultánea por múltiples
estaciones base en diferentes regiones de célula requiere
coordinación de sus respectivas transmisiones. Por ejemplo, puede
existir más de una unidad móvil que requiere transmisión de
mensajes F-CCCH en traspaso continuo. Además, cada
unidad móvil de este tipo identifica un conjunto activo de
estaciones base con señales piloto por encima de un valor umbral
prescrito. En referencia a la figura 12 por ejemplo, se muestra un
ejemplo ilustrativo de dos conjuntos diferentes de mensajes que van
a transmitirse mediante dos conjuntos diferentes pero solapados de
estaciones base. Se apreciará que, en traspaso continuo, según una
presente realización preferida de la invención, cada caso de mensaje
M1, transmitido por A1, A2 o B1 tiene idéntica información que se
convierte idénticamente y se modula para que los mensajes puedan
combinarse con diversidad. Lo mismo es verdad para cada caso de
mensajes M2-M5 también. En este ejemplo, M1 va a
transmitirse en sectores {A1, A2, B1} y M2 va a transmitirse en
sectores {A1, A2, C1}.
En una realización preferida en el momento
presente de la invención, el BSC realiza un algoritmo de
programación de manera que un único F-CCCH común
utilizado por cada estación base se utiliza de manera apropiada. Las
estaciones base son aquellas en el conjunto activo con los
indicadores de permiso apropiados ajustados según se describe en el
ejemplo anterior. Cada caso de un mensaje se programa para enviarse
simultáneamente con cada otro ejemplo del mismo mensaje como se
muestra en la figura 12. Se envía información de programación de
mensaje a las distintas estaciones base por el BSC.
Debería observarse que esta invención se ha
descrito en términos de un único F-CCCH. Pueden
utilizarse una pluralidad de F-CCCH con el cálculo
de valor resumen respecto a un F-CCCH particular
basado en el IMSI de la estación móvil u otra identidad similar a
la que se realiza con el canal de radiomensajería en
TIA/EIA-95-B. Entonces los mensajes
que se envían sobre el F-CCCH se dirigen a un
F-CCCH apropiado basado en el IMSI de la estación
móvil.
En una realización alternativa de la invención,
la unidad móvil puede tener que lograr la sincronización de
mensajes F-CCCH y F-QPCH
transmitidos por diferentes estaciones base que funcionan de manera
asíncrona. Las estaciones base asíncronas son aquellas en las que
el sincronismo no está necesariamente alineado entre ellas. Por
ejemplo, las tramas pueden desfasarse desde una estación base hasta
otra.
La unidad móvil debe desfasar el sincronismo de
mensajes transmitidos por diferentes estaciones base asíncronas
antes de que los mensajes puedan combinarse para lograr la
diversidad. El cronograma de mensaje de la figura 13 ilustra la
transmisión de mensajes por estaciones A, B y C base, en las que los
sectores A1 y A2 se sincronizan entre sí, pero los sectores B1 y C1
son asíncronos. Los mensajes son los mismos en la figura 12. Debe
observarse que para estaciones base asíncronas, el sincronismo
relativo dentro de cada canal se mantiene; sin embargo, un canal se
desfasa entre canales.
Con el fin de desfasar mensajes recibidos en los
canales de radiomensajería asíncronos de estaciones base
diferentes, la unidad móvil pone en práctica una memoria intermedia
de desintercalador con una longitud que es al menos la máxima
cantidad de desfase entre las estaciones base. Se asume que la
unidad móvil conoce el desfase de sincronismo de las distintas
estaciones base, quizá según se obtiene por patrones de
sincronización que están embebidos en los enlaces directos de estas
estaciones base. Mientras la unidad móvil recibe un símbolo desde
una estación base particular, la unidad móvil realiza las funciones
de procesamiento de receptor normales tales como desensanchamiento,
retirada de la cubierta ortogonal, desmodulación en cada uno de sus
índices de receptor de rastrillo (rake) que son 40 y 42 en la
figura 3. Sin embargo, el desintercalado de la información de
mensaje puede tener que realizarse de manera diferente para cada
índice de receptor de rastrillo con el fin de sincronizar los
mensajes asíncronos para que puedan recombinarse con diversidad. Más
particularmente, la salida de cada índice de receptor de rastrillo
que corresponde a una estación base diferente se desintercala
separadamente para que los mensajes asíncronos puedan alinearse. En
referencia a la figura 3, este desintercalado se realiza en el
combinador de diversidad y descodificador 48.
Por ejemplo, en el ejemplo de la figura 13
suponiendo que una primera unidad móvil va a recibir mensajes de
canal F-PQCH y F-CCCH de
radiomensajería desde los sectores A1, A2 y B1 de estaciones base.
También, se supone que existen cuatro índices de receptor de
rastrillo de la forma 40 y 42 de la figura 3 con dos índices
asignados para diferentes multitrayectos desde el sector A1 de
estación base y los dos índices restantes asociados a A2 y B1. La
unidad móvil combina la señal de los dos índices de rastrillo desde
el sector A1 como hace normalmente dado que estos mensajes están
alineados entre sí. Como resultado existen tres flujos sobrantes,
uno por cada A1 (las señales combinadas en dos índices), A2 y
B1.
Por ejemplo, la unidad móvil toma un símbolo
dado desde el flujo de mensajes de estación base que llega primero
(combinado de dos flujos de multitrayecto) y lo coloca en la memoria
intermedia de desintercalador. Cuando el símbolo correspondiente
llega desde el segundo flujo de mensajes de estación base (la que
tiene sincronismo posterior a la primera estación base), la unidad
móvil toma el símbolo desde la memoria intermedia de
desintercalador, lo combina con el símbolo recién llegado y
sustituye el símbolo en la memoria intermedia de desintercalador.
Cuando el correspondiente símbolo llega desde el tercer flujo de
mensajes de la tercera estación base (la que tiene sincronismo
posterior a la segunda estación base), la unidad móvil toma el
símbolo desde la memoria intermedia de desintercalador, lo combina
con el símbolo recién llegado, y sustituye el símbolo en la memoria
intermedia de desintercalador. Cuando todos los símbolos se han
colocado en la memoria intermedia de desintercalador desde todas
las estaciones base, la unidad móvil realiza el desintercalado y
después la decodificación. Por lo tanto, el desintercalado y la
decodificación se retrasan hasta que el símbolo entero ha llegado
desde las tres estaciones base. Debería notarse que la unidad móvil
puede intentar la descodificación antes de recibir los símbolos
correspondientes desde todas las estaciones base. Esto podría tener
como resultado una velocidad de procesamiento más rápida pero
posiblemente con una tasa de error posiblemente superior. Debería
notarse también que la unidad móvil puede requerir una segunda
memoria intermedia de desintercalador para comenzar a almacenar un
símbolo recibido desde la siguiente trama de desintercalador antes
de que los símbolos se hayan recibido completamente desde la trama
de intercalador previa. También debería notarse que existe un número
de otros modos equivalentes de poner en práctica esto que deberían
ser obvios para los expertos en la técnica.
En otra realización alternativa más, puede
añadirse información a los mensajes de radiomensajería que
identifica a una unidad móvil dada que va a recibir los mensajes
F-CCCH en traspaso continuo. Este enfoque
alternativo puede ser bastante útil, por ejemplo, cuando existen un
gran número de estaciones base bajo un BSC en traspaso continuo.
Este enfoque alternativo también puede ser particularmente útil
cuando un traspaso continuo F-CCCH debe coordinarse
entre múltiples estaciones base bajo el control de diferentes BSC.
Esta alternativa no requiere que las estaciones base envíen el
mismo mensaje al mismo tiempo. En su lugar, a cada unidad móvil se
le asigna un identificador corto. Por ejemplo, este identificador
podría ser un número de doce bits. Al comienzo de cada transmisión
de mensaje desde una estación base, se transmite una versión
codificada de este identificador. Se transmite con suficiente
codificación de manera que la unidad móvil puede recibir el
identificador correctamente, incluso en niveles de señal
relativamente bajos. Esta codificación, por ejemplo, puede ser una
representación codificada especial en bloques del identificador de
manera que la tasa de error del identificador es baja cuando la
combinación de traspaso continuo no se utiliza. Alternativamente,
podría utilizarse un nivel de potencia aumentado. Pueden utilizarse
otros métodos conocidos por los expertos en la técnica. Cuando se
reciben mensajes en el F-CCCH, la unidad móvil
descodifica primero el identificador y después la unidad móvil
intenta recibir el mensaje. Si la unidad móvil no puede desmodular
y descodificar el mensaje sin cometer errores importantes entonces
la unidad móvil mantiene los símbolos de código en una memoria
intermedia y busca al identificador desde otra estación base.
Cuando recibe el segundo indicador, desmodula el mensaje y combina
los símbolos con aquellos almacenados en la memoria intermedia
desde el primer intento. Al final, la unidad móvil determina otra
vez si el mensaje se recibió correctamente.
Nótese que los identificadores de estación base
no se envían inicialmente en traspaso continuo. Sólo es posible
después de que más de una estación base sea identificada utilizando
identificadores de este tipo, bajo este enfoque, para combinar
mensajes F-CCCH en traspaso continuo.
Claims (20)
-
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1. Un procedimiento de transmisión de información de control entre una unidad (18) móvil y una estación (12) base en sistema de comunicaciones de espectro ensanchado:vigilar mediante una unidad (18) móvil el nivel de potencia de señales de control recibidas desde múltiples estaciones (12, 14, 16) base;identificar mediante la unidad móvil un primer conjunto de estaciones base para las que el nivel de potencia recibido de la señal de control recibida excede un nivel prescrito;enviar un mensaje de medición de potencia desde la unidad (18) móvil a al menos una estación (12) base en el conjunto que identifica las estaciones base en el primer conjunto identificado;enviar a la unidad (18) móvil mediante al menos una estación base un mensaje que especifica un segundo conjunto de estaciones base a las que se permite transmitir a la unidad (18) móvil en traspaso continuo; ycomunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base que son elementos tanto del primer conjunto como del segundo conjunto; caracterizado porqueal menos un elemento del segundo conjunto de estaciones base se determina basándose no sólo en la información proporcionada mediante la unidad (14) móvil en dicho mensaje de medición de potencia, sino también en información de permiso en una tabla de traspaso en un controlador de estación base que comprende indicadores de permiso de traspaso que identifican otras estaciones base en la lista de vecinos de la estación pase para la que se permite un cierto tipo de traspaso. - 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las señales de control vigiladas mediante la unidad (18) móvil son señales piloto.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el mensaje de control comunicado a la unidad (18) móvil incluye un mensaje de radiomensajería.
- 4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el mensaje de control comunicado a la unidad (18) móvil incluye un mensaje de canal de control común directo.
- 5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el mensaje de control comunicado a la unidad (18) móvil incluye un mensaje de radiomensajería y un mensaje de canal de control común directo.
- 6. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de radiomesajería a la unidad móvil; yen el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base implica comunicar un mensaje de radiomensajería durante un intervalo de tiempo designado.
- 7. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de radiomensajería a la unidad (18) móvil y designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de canal de control común directo a la unidad (18) móvil; yen el que comunicar un mensaje de control a la estación (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base implica comunicar un mensaje de radiomensajería durante un intervalo de tiempo designado y comunicar un mensaje de canal de control común directo durante un intervalo de tiempo designado.
- 8. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:la unidad (18) móvil y al menos una estación base que designa por separado los mismos intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil; yen el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base implica comunicar un mensaje de radiomensajería durante un intervalo de tiempo designado.
- 9. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:la unidad (18) móvil y al menos una estación base que designa por separado los mismos intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil basándose al menos en parte en la identidad de la unidad (18) móvil y
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en el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base implica comunicar un mensaje de radiomensajería durante un intervalo de tiempo designado. - 10. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:enviar un mensaje de identificación de unidad (18) móvil desde la unidad (18) móvil a al menos una estación base en el conjunto que identifica la unidad (18) móvil a la al menos una estación base;designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil basándose al menos en parte en la identidad de la unidad móvil;en el que designar intervalos de tiempo implica que la unidad móvil y al menos una estación base lleguen por separado en los mismos intervalos de tiempo basándose al menos en parte en la identidad de la unidad móvil.
- 11. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:introducir un modo de espera mediante la unidad móvil cuando la unidad (18) móvil no tiene un canal de tráfico asignado y despertar temporalmente del modo de espera mediante la unidad móvil de vez en cuando la unidad móvil no tiene un canal de tráfico asignado;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad móvil en traspaso continuo ocurre mientras la unidad (18) móvil está despierta temporalmente cuando la unidad móvil no tiene un canal de tráfico asignado.
- 12. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil;introducir un modo de espera mediante la unidad (18) móvil cuando la unidad (18) móvil no tiene un canal de tráfico asignado y despertar temporalmente del modo de espera mediante la unidad (18) móvil durante un intervalo de tiempo designado;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo ocurre mientras la unidad móvil está despierta temporalmente durante un intervalo de tiempo designado cuando la unidad móvil no tiene un canal de tráfico asignado.
- 13. Procedimiento según la reivindicación 1 que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base ocurre durante un intervalo de tiempo designado.
- 14. Procedimiento según la reivindicación 1,en el que el mensaje de control incluye un mensaje de radiomensajería rápido y un mensaje de canal de control común directo correspondiente; y que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que pueden enviarse un mensaje de radiomensajería rápido y un mensaje de canal de control común directo correspondiente a la unidad (18) móvil;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base puede ocurrir durante los intervalos de tiempo designados para mensaje de radiomensajería rápido y mensajes de canal de control común directos correspondientes.
- 15. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el primer conjunto de estaciones base es un conjunto activo de estaciones base; comprendiendo dicho procedimiento adicionalmenteenviar un mensaje de permiso de traspaso desde al menos una estación base a la unidad móvil que especifica un conjunto de estaciones base que forman dicho segundo conjunto de estaciones base, a las que se permite transmitir señales de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo; ycomunicar dicho mensaje de control a la estación (18) móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base que son elementos tanto del conjunto activo como del conjunto de estaciones base permitidas.
- 16. Procedimiento según la reivindicación 15, que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base ocurre durante un intervalo de tiempo designado.
- 17. Procedimiento según la reivindicación 15, que incluye adicionalmente:identificar mediante la unidad (18) móvil un conjunto candidato de estaciones base basándose en niveles de potencia de las señales de control recibidas; yenviar mensajes desde la unidad (18) móvil a al menos una estación base que identifica el conjunto candidato;en el que la pertenencia al conjunto activo de estación móvil y al conjunto candidato puede cambiar entre un momento cuando la unidad (18) móvil envía un mensaje que identifica el conjunto activo o el conjunto candidato y el momento cuando se comunica un mensaje de control en traspaso continuo.
- 18. Procedimiento según la reivindicación 15 que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que puede enviarse un mensaje de control a la unidad (18) móvil;introducir un modo de espera mediante la unidad (18) móvil cuando la unidad móvil no tiene un canal de tráfico asignado y despertar temporalmente del modo de espera mediante la unidad móvil durante un intervalo de tiempo designado;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad (18) móvil en traspaso continuo ocurre mientras que la unidad móvil está despierta temporalmente durante un intervalo de tiempo designado cuando la unidad móvil no tiene un canal de tráfico asignado.
- 19. Procedimiento según la reivindicación 15,en el que el mensaje de control incluye un mensaje de radiomensajería rápido y un mensaje de canal de control común directo correspondiente; y que incluye adicionalmente:designar intervalos de tiempo durante los que pueden enviarse un mensaje de radiomensajería rápido y un mensaje de canal de control común directo correspondiente a la unidad (18) móvil;en el que comunicar un mensaje de control a la unidad móvil en traspaso continuo desde múltiples estaciones base puede ocurrir durante los intervalos de tiempo designados para mensajes de radiomensajería rápido y mensajes de canal de control común directo correspondientes.
- 20. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dichas señales de control son señales piloto recibidas desde múltiples estaciones base;enviar un mensaje de permiso de traspaso desde al menos una estación base a la estación móvil que especifica un conjunto de estaciones base a las que se permite transmitir señales de radiomensajería y un conjunto de estaciones base a las que se permite transmitir mensajes de canal de control común directo a la unidad móvil en traspaso continuo en el que los conjuntos permitidos forman dicho segundo conjunto de estaciones base;designar intervalos de tiempo durante los que pueden enviarse una señal de radiomensajería y un mensaje de canal de control común directo correspondiente a la unidad móvil;comunicar una señal de radiomensajería a la unidad (18) móvil desde una única estación base durante un intervalo de tiempo designado o desde múltiples estaciones base en traspaso continuo durante tal intervalo de tiempo designado que depende del solapamiento de los componentes del primer conjunto y los conjuntos permitidos; ycomunicar un mensaje de canal de control común directo correspondiente desde una única estación base durante un intervalo de tiempo designado o desde múltiples estaciones base en traspaso continuo durante tal intervalo de tiempo designado que depende del solapamiento del primer conjunto y los conjuntos permitidos.
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