ES2325182T3 - Procedimiento y aparato para la determinacion de una velocidad de transmision de enlace inverso en un sistema de comunicaciones sin hilos. - Google Patents

Procedimiento y aparato para la determinacion de una velocidad de transmision de enlace inverso en un sistema de comunicaciones sin hilos. Download PDF

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ES2325182T3 ES07002697T ES07002697T ES2325182T3 ES 2325182 T3 ES2325182 T3 ES 2325182T3 ES 07002697 T ES07002697 T ES 07002697T ES 07002697 T ES07002697 T ES 07002697T ES 2325182 T3 ES2325182 T3 ES 2325182T3
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Abstract

Un procedimiento de comunicación entre una estación (122) remota y una pluralidad de estaciones (102, 104, 106) base en una condición de transferencia flexible que comprende las etapas de: recepción de bits ocupados de enlace inverso desde las estaciones (102, 104, 106) base, indicando los bits ocupados de enlace inverso si la capacidad de enlace inverso de las correspondientes estaciones base se ha agotado; transmisión de una señal de enlace inverso cuando todos los bits de enlace inverso indican capacidad de enlace inverso; e inhibición de la transmisión de la señal de enlace inverso cuando cualquiera de los bits ocupados de enlace inverso indica que una estación (102, 104, 106) base ha alcanzado su capacidad de enlace inverso.

Description

Procedimiento y aparato para la determinación de una velocidad de transmisión de enlace inverso en un sistema de comunicaciones sin hilos.
Antecedentes de la invención I. Campo de la invención
La presente invención se refiere a comunicaciones. Más concretamente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato nuevos y mejorados para realizar combinación de señales durante la transferencia progresiva en un sistema de comunicación inalámbrica.
II. Descripción de la técnica relacionada
El uso de técnicas de modulación de acceso múltiple por división de código (CDMA) es una de las diferentes técnicas para facilitar comunicaciones en las que estén presentes un gran número de usuarios del sistema. En la técnica se conocen otras técnicas de sistema de comunicación de acceso múltiple, tales como el acceso múltiple por división del tiempo (TDMA) y el acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA). Sin embargo, la técnica de modulación de espectro extendido del CDMA tiene significativas ventajas sobre estas técnicas de modulación para sistemas de comunicación de acceso múltiple. El empleo de técnicas de CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se revela en la Patente de EE. UU. Nº 4.901.307, titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" ["Sistema de comunicación de acceso múltiple de espectro extendido que emplea repetidores satelitales o terrestres"], transferida al cesionario de la presente invención. El empleo de técnicas de CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se revela adicionalmente en la Patente de EE. UU. Nº 5.103.459, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ["Sistema y procedimiento para generar ondas de señal en un sistema de telefonía celular de CDMA"], transferida al cesionario de la presente invención.
El CDMA, por su naturaleza inherente de ser una señal de banda ancha, ofrece una forma de diversidad de frecuencias al dispersar la energía de señal sobre un amplio ancho de banda. Por lo tanto, el desvanecimiento selectivo de frecuencia afecta sólo a una pequeña parte del ancho de señal de la señal de CDMA. La diversidad de espacio o de trayectoria se obtiene proporcionando múltiples trayectorias de señales a través de enlaces simultáneos desde un usuario móvil, a través de dos o más sedes celulares. Además, la diversidad de trayectorias puede obtenerse explotando el entorno multitrayectoria a través del procesamiento de espectro extendido, permitiendo que una señal que llega con distintos retardos de propagación sea recibida y procesada por separado. Ejemplos de diversidad de trayectorias se ilustran en la Patente de EE. UU. Nº 5.101.501, titulada "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUTATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ["Procedimiento y sistema para proporcionar una transmisión progresiva en conmutaciones en un sistema telefónico celular de CDMA"], y en la Patente de EE. UU. Nº 5.109.390, titulada "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ["Receptor de diversidad en un sistema telefónico celular de CDMA"], ambas transferidas al cesionario de la presente invención.
Un procedimiento útil de control de potencia de un móvil en un sistema de comunicación es monitorizar la potencia de la señal recibida desde la estación móvil en una estación base. La estación base, en respuesta al nivel de potencia monitorizada, transmite bits de control de potencia a la estación móvil a intervalos regulares. Un procedimiento y aparato para controlar la potencia de transmisión de esta manera se revela en la Patente de 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 la potencia de transmisión en un sistema de telefonía móvil celular de CDMA"], transferida al cesionario de la presente invención.
Ha habido una demanda creciente de sistemas de comunicaciones inalámbricas capaces de transmitir información digital a altas velocidades o tasas. Un procedimiento para enviar datos digitales a alta velocidad desde una estación remota a una estación base central es permitir que la estación remota envíe los datos utilizando técnicas de espectro extendido de CDMA. Un procedimiento que se propone es permitir que la estación remota transmita su información utilizando un pequeño conjunto de canales ortogonales; este procedimiento se describe en detalle en la Patente de EE. UU. Nº 6.396.804, titulada "HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM" ["Sistema de comunicación inalámbrica de CDMA de alta velocidad de datos"], transferida al cesionario de la presente invención.
En el documento WO-99/13600 se revela un sistema que organiza selectivamente un cuadro de accesos de transmisiones de paquetes de datos ascendentes de estación móvil y un cuadro de distribución de transmisiones de paquetes de datos descendentes.
Sumario de la invención
La presente invención es un procedimiento y aparato nuevos y mejorados que describe, en una realización ejemplar, la combinación de señales en un sistema de comunicación inalámbrica de alta velocidad. En la realización ejemplar, cada estación base en comunicación con una estación remota transmite en enlace directo datos que incluyen datos de tráfico, símbolos piloto e información complementaria. En la realización ejemplar, la información complementaria incluye un bit de enlace inverso ocupado, comandos de control de potencia del enlace inverso (CPI) y un bit de actividad de enlace directo (FAC). El bit de enlace inverso ocupado indica cuándo la estación base ha alcanzado el límite de su capacidad de enlace inverso. El bit RPC indica a cada estación móvil en comunicación con la estación base si su energía de transmisión se aumentar o disminuir. El bit FAC es un mensaje que indica cuándo una estación base no va a tener datos de enlace directo para transmitir un número predeterminado de ranuras en el futuro.
En un ejemplo, el tráfico de enlace directo sólo se transmite desde una estación base a una estación remota dada. De esta manera, no hay ninguna transferencia progresiva de los datos de tráfico de enlace directo. Los componentes multitrayectoria de los datos de tráfico de enlace directo se combinan utilizando un receptor RAKE tradicional para proporcionar una estimación mejorada de los datos de tráfico de enlace directo.
De acuerdo con la presente invención, los bits ocupados de de enlace inverso son generados independientemente por cada estación base y son indicativos de si la estación base que transmite ha alcanzado un límite de capacidad de enlaces inversos. En la estación remota, se transmite una señal de enlace inversa cuando todos los bits ocupados de enlace inverso indican capacidad de enlace inverso, de lo contrario, transmisión de señal de enlace inverso; inhibidos cuando cualquiera de los bits ocupados de enlace inverso indica que la estación base ha alcanzado su capacidad de enlace inverso. En una primera realización ejemplar, la estación remota combina los componentes multitrayectoria de los bits ocupados de enlace inverso de cada una de las estaciones base que transmiten en su Instalación Activa y en respuesta transmite una señal de enlace inverso solamente cuando todos los bits ocupados de enlace inverso indican que las estaciones base en su Instalación Activa tienen capacidad de enlace inverso. En un ejemplo, la estación remota pondera las señales ocupadas de enlace inverso de acuerdo con la fortaleza de la señal de la estación base que transmite la señal ocupada y determina si transmite basada en la suma ponderada de las señales ocupadas. En otro ejemplo, la estación remota pondera las señales ocupadas de enlace inverso de acuerdo con la fortaleza de la señal de la estación base que transmite la señal ocupada y determina una velocidad máxima de datos de enlace inversos sobre la base de la suma ponderada de las señales ocupadas.
En la realización ejemplar, las señales FAC son generadas independientemente. Las señales FAC de estaciones base comunes, componentes multitrayectoria, se combinan y se descodifican. Cada una de las señales FAC se envía a un correspondiente calculador SNR de cada estación base. La SNR calculada de cada estación base se utiliza para deter-
minar qué estación base debe transmitir datos de enlace directo a la estación remota y a qué velocidad de los datos.
Breve descripción de los dibujos
Las características, objetivos y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada dada a continuación, cuando se considere conjuntamente con los dibujos, en los cuales los caracteres idénticos de referencia identifican de forma correspondiente en la misma, y en los cuales:
La figura 1 es un diagrama que ilustra los componentes y señales de un entorno de transferencia progresiva;
La figura 2 es una ilustración del formato de ranura de enlace directo de la realización ejemplar;
La figura 3 es un diagrama de flujos que ilustra el procedimiento de combinación señales en la realización ejemplar;
La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra el sistema de transmisión de la estación base de la realización ejemplar;
La figura 5 es un diagrama de bloques de la estación remota de la presente invención;
La figura 6 es un diagrama de bloques del desmodulador de tráfico de la realización ejemplar;
La figura 7 es un diagrama de bloques del desmodulador de bits ocupados de enlace inverso de la realización ejemplar;
La figura 8 es un diagrama de bloques del desmodulador de control de potencia de la realización ejemplar;
La figura 9 es un diagrama de bloques del des (FAC) de actividad de enlace directo de la realización ejemplar; y
La figura 10 es un diagrama de bloques del subsistema de transmisión de la estación remota.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes
La Figura 1 ilustra los elementos de un sistema de comunicación inalámbrica durante una operación de transferencia progresiva. En la condición de transferencia progresiva ilustrada en la Figura 1, la estación remota 122 está en comunicación simultánea con las estaciones base 102, 104 y 106. Un procedimiento y aparato para la realización de transferencias progresivas en un sistema de comunicación inalámbrica se revela en la antes mencionada Patente de EE.UU Nº 5.101.501. El controlador 100 de estación base envía información a transmitir a la estación remota 122 por medio de las estaciones base 102, 104 y 106.
En la realización ejemplar, el tráfico de datos de enlace directo se transmite a la estación remota 122 mediante la estación base seleccionada (102, 104 o 106) con la mejor trayectoria de propagación a la estación remota 122. Las estaciones base 102, 104 y 106 transmiten señales de enlace directo, que incluyen el tráfico de enlace directo, los símbolos piloto y datos complementarios sobre señales 110, 114 y 118 de enlace directo, respectivamente. En la realización ejemplar, las señales 110, 114 y 118 de enlace directo, así como la señal 108 del componente multitrayectoria, son señales de comunicaciones de acceso múltiple por división de código (CDMA).
La señal 108 ilustra la condición denominada de multitrayectoria, por la cual la señal transmitida por la estación base 102 atraviesa dos trayectorias de propagación diferentes hasta la estación remota 122. La primera señal 110 atraviesa una trayectoria de propagación en línea de visión, mientras que una segunda señal se refleja desde un obstáculo 124 como señal 108 de enlace directo. En un sistema de comunicaciones de CDMA, los componentes multitrayectoria pueden combinarse en el receptor para proporcionar una estimación mejorada de los datos transmitidos, como se revela en la antes mencionada Patente de EE. UU. Nº 5.109.390.
La estación remota 122 transmite datos a las estaciones base 102, 104 y 106 sobre las señales 112, 116 y 120, respectivamente, de enlace inverso. En la realización ejemplar, las señales 112, 116 y 120 de enlace inverso son señales de comunicación de CDMA. Las señales de enlace inverso recibidas por las estaciones base 102, 104 y 106 son combinadas ponderadamente en el controlador de estación base (CEB) 100 para proporcionar una mejor estimación de la información transmitida por la estación remota 122. SE debe advertir que las señales 112, 116 y 120 de enlace inverso son realmente la misma señal que atraviesa diferentes trayectorias de propagación.
La Figura 2 ilustra una ranura de enlace directo de la realización ejemplar. En la realización ejemplar, una ranura tiene 1,66 ms de duración. La ranura incluye dos ráfagas piloto 206 y 214. La segunda ráfaga piloto 214 tiene datos complementarios 212 y 216 incluidos a ambos de sus lados. Los datos complementarios de la realización ejemplar incluyen información de actividad de enlace directo (ACD), bits ocupados de enlace inverso y comandos de control de potencia de enlace inverso. Los diferentes datos complementarios se distinguen entre sí por medio de una cobertura ortogonal. Las coberturas ortogonales son bien conocidas en la técnica y se revelan en la antes mencionada Patente de EE. UU. Nº 5.103.459. La información de actividad de enlace directo está en un bit que, cuando está activado indica que, en un número predeterminado de ranuras en el futuro, no habrá datos de tráfico de enlace directo a transmitir por la estación base. Los bits ocupados de enlace inverso indican que ha sido alcanzado el límite de capacidad de enlace inverso de la estación base. Los comandos de control de potencia se cubren con coberturas Walsh únicas, y requieren que una estación remota específica aumente o disminuya su energía de transmisión. Los datos de enlace directo se transmiten en el resto del protocolo en las secciones 202, 210 y 218.
La Figura 3 es un diagrama de flujos que describe las operaciones de combinación de señales recibidas, realizadas por la estación remota 122, cuando está en transferencia progresiva con una pluralidad de estaciones base. En el bloque 250, se combinan los componentes multitrayectoria de la señal de enlace directo que porta datos de tráfico a la estación remota 122. En la realización ejemplar, solamente la estación base con la mejor trayectoria de propagación entre la misma y la estación remota 122 transmite datos de tráfico de enlace directo a la estación remota 122. Si, por ejemplo, la estación base 102 tiene la mejor trayectoria de propagación hacia la estación remota 122, en ese caso la estación base 102 transmite datos de tráfico de enlace directo a la estación remota 122. En este ejemplo, la estación remota 122 combina ponderadamente las señales multitrayectoria 108 y 110 para proporcionar una estimación mejorada de los datos de tráfico de enlace directo. En la realización ejemplar, la combinación ponderada se realiza como una suma ponderada en la cual se determina la ponderación de los símbolos desmodulados en proporción a la fortaleza de la señal recibida que porta los símbolos. El acto de combinación ponderada de las señales multitrayectoria se describe en detalle en la antes mencionada Patente de EE. UU. Nº 5.109.390.
En el bloque 252, la estación remota 122 combina ponderadamente componentes multitrayectoria de bits ocupados de enlace inverso, transmitidos por cada estación base en el "Active Set" de la estación remota 122, a fin de proporcionar una estimación del bit ocupado de enlace inverso transmitido por cada estación base. Se debe advertir que los bits ocupados de enlace inverso de diferentes estaciones base pueden tener diferentes valores y por lo tanto no se pueden combinar coherentemente. Es decir, la estación base 102 puede haber agotada su capacidad de enlace inverso, mientras que la estación base 104 puede tener aún capacidad restante de enlace inverso y, como tal, transmitirían bits ocupados de enlace inverso con diferentes valores.
En el bloque 254, los bits ocupados de enlace inverso de cada una de las estaciones base 102, 104 y 106 se combinan para determinar una máxima velocidad de datos de la próxima transmisión de enlace inverso por parte de la estación remota 122. De acuerdo con la invención, la estación remota transmite una señal de enlace inverso solamente cuando todos los bits ocupados de enlace inverso indican que las estaciones base del "Active Set" tienen capacidad adicional de enlace inverso. En una primera realización alternativa, la estación remota 122 pondera los bits ocupados de enlace inverso de acuerdo con la fortaleza de la señal de la estación base que transmite el bit ocupado y determina si inhibe sus transmisiones de enlace inverso sobre la base de la suma ponderada de los bits ocupados. En una segunda realización alternativa, la estación remota pondera los bits ocupados de enlace inverso de acuerdo con la fortaleza de la señal de la estación base que transmite el bit ocupado y determina una máxima velocidad de datos de enlace inverso a la que transmitir sobre la base de la suma ponderada de los bits ocupados.
En el bloque 256, la estación remota 122 combina ponderadamente los componentes multitrayectoria de los bits de control de potencia inversa transmitidos por cada estación base, a fin de proporcionar una estimación de los bits de control de potencia inversa transmitidos por cada estación base. Se debe advertir que los comandos de control de potencia de diferentes estaciones base pueden no tener el mismo valor y, por ello, no pueden combinarse coherentemente. Por ejemplo, la señal 114 de enlace inverso puede superar la energía necesaria para la transmisión fiable de señales a la estación base 104, mientras que, simultáneamente, la energía de la señal 112 de enlace inverso puede ser inadecuada para la recepción fiable por parte de la estación base 102. En este caso, la estación base 102 transmitiría un comando "Aumentar", mientras que la estación base 104 transmitiría un comando "Reducir". Por lo tanto, no debería llevarse a cabo la combinación ponderada de comandos de control de potencia de diferentes estaciones base. En la realización ejemplar, en cada estación base, se determina una decisión difícil con respecto al valor de su comando de control de potencia. Siguiendo en el bloque 258, en la realización ejemplar, la estación remota 122 se aumenta su energía de transmisión solamente cuando todos los comandos de control de potencia transmitidos por las estaciones base en su "Active Set" solicitan a la estación remota 122 que aumente su energía de transmisión.
En el bloque 260, los bits de actividad de enlace directo (ACD) recibidos sobre múltiples trayectorias desde estaciones base comunes se combinan ponderadamente. En el bloque 262, cada uno de los bits de actividad de enlace directo se envía seguidamente a una correspondiente calculadora de SNR, que utiliza la información en su cálculo de la relación de señal a ruido para una correspondiente estación base en el "Active Set" de la estación remota 122. Volviendo a la Figura 2, si la ranura no incluye datos, en ese caso el cálculo estimado de la relación señal a ruido para la ranura debe ajustarse para tener en cuenta esta parte con puerta de la serie de bits, durante la cual no está presente ninguna energía de señal.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra los elementos de las estaciones base 102, 104 y 106. Los datos de tráfico de enlace directo se envían al elemento 300 de dispersión Walsh y se cubren de acuerdo con el código Walsh (W_{T}). Seguidamente, los datos de tráfico cubiertos se envían al multiplexor 312. Un experto en la técnica debe entender que el tratamiento de la señal antes de su envío al elemento 300 de dispersión Walsh está dentro del ámbito de la presente invención. Especialmente, se prevé que los datos de tráfico de enlace directo se van a codificar con corrección de errores codificada utilizando un codificador convolucional, un codificador turbo u otro codificador de corrección directa de errores conocido en la técnica. En la realización ejemplar, se utilizan treinta y dos secuencias Walsh de longitud treinta y dos para cubrir las transmisiones de enlace directo. La generación y la dispersión de acuerdo con códigos Walsh se revelan en la antes mencionada Patente de EE. UU. Nº 5.103.459.
Un conjunto predeterminado de símbolos piloto (típicamente, todos) se envía al elemento 302 de dispersión Walsh y, en la realización ejemplar, se cubre de acuerdo con el código cero Walsh (W_{0}). La cobertura por código Walsh cero es una operación nula y puede omitirse operacionalmente, aunque se proporciona a fines ilustrativos. Seguidamente, se envían los símbolos piloto cubiertos al multiplexor 312.
El bit de actividad de enlace directo (ACD) se proporciona al elemento dispersor 304 y se cubre de acuerdo con el código Walsh uno W_{1}. El bit ocupado de enlace inverso se suministra al elemento 306 de dispersión Walsh y se cubre utilizando el código Walsh diecisiete (W_{17}). Además, hasta veintiocho comandos de control de potencia (CP_{1}-CP_{29}) se suministran a los elementos 308a-308n de dispersión Walsh, y se cubren utilizando secuencias Walsh (W_{2}-W_{15} y W_{18}-W_{31}). Los bits complementarios de dispersión Walsh que incluyen el ACD, el bit ocupado de enlace ocupado y los comandos de control de potencia se suman en el sumador 310 y se envían al multiplexor 312.
El multiplexor 312 inserta en la ranura los datos de tráfico de enlace directo y dos ráfagas piloto, teniendo la segunda ráfaga piloto los bits complementarios a cada lado de ella. En la realización ejemplar, la información complementaria a ambos lados de la segunda ráfaga piloto son réplicas una de otra, y cada una tiene una duración de 64 chips Walsh, dispersadas utilizando códigos Walsh de treinta y dos bits, que proporcionan cuatro versiones redundantes de cada pieza de información complementaria.
La ranura que incluye el tráfico de enlace directo, las ráfagas piloto y los bits complementarios, como se ilustra en la Figura 2, se envían al difusor 314 de PN (SR). En la realización ejemplar, cada estación base difunde los datos de transmisión utilizando una secuencia de PN diferente. En la realización preferente, cada estación base genera su secuencia de PN utilizando diferentes desvíos de fase, que utilizan un polinomio generador de PN común como se describe en la antes mencionada Patente de EE. UU. Nº. 5.103.459. En la realización preferente, los datos se transmiten de acuerdo con una modulación QPSK en la que los componentes en fase y de fase de cuadratura se difunden utilizando dos secuencias diferentes de seudo ruido (SR_{I} y SR_{Q}). La señal difundida de PN se envía al transmisor (TRMR) 316 que convierte, amplifica y filtra la señal para su transmisión a través de la antena 318.
La Figura 5 ilustra la estación remota 122 de la presente invención. La señal de enlace directo se recibe en la antena 500 y se envía a través del duplexor 502 al receptor (RCTR) 504. La señal recibida se envía al desmodulador 506 de tráfico, que desmodula la señal recibida para facilitar los datos de tráfico de enlace directo al usuario de la estación remota.
La señal recibida se envía al desmodulador 508 ocupado de enlace inverso, que desmodula la señal para proporcionar una estimación de los bits ocupados de enlace inverso transmitidos por cada una de las estaciones base en comunicación con la estación remota 122. Los bits ocupados de enlace inverso se envían al elemento 510 de determinación de velocidad. Edel acuerdo con la invención, el elemento 510 de determinación de velocidad inhibe la transmisión de la señal de enlace inverso cuando cualquiera de los bits ocupados provenientes de una estación base en el "Active Set" indica que se ha alcanzado el límite de capacidad de enlace inverso de esa estación base. En una realización alternativa, el elemento 510 de determinación de velocidad inhibe a voluntad las transmisiones de enlace inverso sobre la base de una suma ponderada de los bits ocupados recibidos de las estaciones base en el "Active Set" de la estación remota 122. En la primera realización alternativa, los bits ocupados recibidos se ponderan de acuerdo con la energía de las señales recibidas. En una segunda realización alternativa, el elemento 510 de determinación de velocidad selecciona una máxima velocidad de datos de enlace inverso sobre la base de los bits ocupados recibidos. Por ejemplo, si la señal de una estación base que indica que ha alcanzado la capacidad de enlace inverso es muy débil, el elemento 510 de determinación de velocidad de datos de enlace inverso no nula que estima que no va o producir interferencias indebidas a la estación base, debido a su débil trayectoria de propagación hacia esa estación base. Una señal indicativa bien de una máxima velocidad de datos máxima o de inhibición de la señal de enlace inverso, se envía al procesador 520 de control de transmisión, que determina un conjunto de parámetros para transmitir la señal de enlace inverso.
En la realización preferente, la estación móvil es consciente de un perfil de velocidad de transmisión de las estaciones base en su "Active Set", en el cual cada una de sus velocidades potenciales de transmisión de enlaces inversos tiene una probabilidad conocida de transmisión satisfactoria en la condición en la que las estaciones base del "Active Set" no están en una condición de límite de su capacidad. En la realización preferente, la estación remota 122 calcula una métrica denominada en la presente Métrica de Reducción (MD) de acuerdo con la ecuación:
100
donde SNR_{i} es la relación estimada de señal a ruido de la i-ésima estación base, Máx SNR_{i} es la máxima relación de señal a ruido de las estaciones base del "Active Set" de una estación i remota, RLB es el valor de un bit ocupado de enlace inverso de la i-ésima estación base del "Active Set" con valor 0 o 1. Utilizando la ecuación 1, cuanto más fuerte sea la señal de enlace directo de una estación base que transmite un bit ocupado de enlace inverso que indica una condición límite de su capacidad de enlace inverso, mayor será la reducción. Esta métrica de reducción asume un valor entre 0 y 1, que se usa para ajustar el perfil de la velocidad de transmisión, de manera tal que las velocidades se reduzcan hasta una probabilidad dada de transmisión satisfactoria.
La señal de enlace inverso también se envía al desmodulador 512 de control de potencia de enlace inverso. El desmodulador 512 de control de potencia de enlace inverso desmodula la señal recibida y combina los componentes multitrayectoria provenientes de estaciones base comunes para generar estimaciones mejoradas del comando de control de potencia de enlace inverso transmitido por cada una de las estaciones base del "Active Set" de la estación remota 122. En la realización ejemplar, cada estación remota en comunicación con una estación base dada desmodula sus comandos de control de potencia de enlace inverso de acuerdo con un único código Walsh asignado a esa estación móvil. Se debe advertir que los códigos Walsh de control de potencia de enlace inverso asignados a la estación remota pueden ser diferentes en las diferentes estaciones base en comunicación con la estación remota 122.
Las estimaciones mejoradas de los comandos de control de potencia de cada estación base se envían al combinador 514 de control de potencia. En la realización ejemplar, la estación remota 122 aumenta su energía de transmisión solamente cuando todas las estaciones base del "Active Set" de la estación remota 122 transmiten comandos de control de potencia solicitando que la estación remota 122 que aumente su energía de transmisión. En cualquier otro caso, la estación remota 122 disminuye su energía de transmisión. Además, la presente invención es igualmente aplicable a sistemas de control de potencia de bits múltiples, en los que la estación base específica la cantidad del ajuste de la energía de transmisión solicitada. En la implementación más simple del combinador 514 de control de potencia de uso en un sistema de control de potencia de bits múltiples, el combinador 514 de control de potencia selecciona el incremento menor solicitado o decrecimiento o el decrecimiento mayor en energía de transmisión.
El combinador FAC 518 combina los bits FAC de componentes multitrayectoria de la señal de enlace directo de una estación base común para facilitar una estimación mejorada del bit FAC transmitido por cada una de las estaciones base. El procesador 520 de control de transmisión recibe cada una de las estimaciones del bit FAC y ajusta el cálculo de la relación de señal a ruido en cada estación base sobre la base de la estimación del bit FAC transmitido por esa estación base. El procesador 520 de control de transmisión utiliza la relación señal a ruido calculada de cada una de las estaciones base para seleccionar la estación base con la mejor trayectoria de propagación, y para determinar la máxima velocidad de transmisión de datos.
Sobre la base de las estimaciones de los bits ocupados de enlace inverso, de los comandos de control de potencia de enlace inverso y de los bits de actividad directa, el procesador 520 de control de transmisión determina la velocidad de su próxima transmisión por el enlace inverso y la ajusta a su energía de transmisión de enlace inverso y selecciona la estación base con la mejor trayectoria de propagación y la máxima velocidad de datos de enlace directo que pueden transmitirse fiablemente sobre esa trayectoria de propagación. Estos parámetros se pasan al subsistema 522 de transmisión, que genera la señal de enlace inverso de acuerdo con los mismos. La señal de enlace del subsistema 522 de transmisión se envía a través del duplexor 502 para su transmisión a través de la antena 500.
\newpage
La Figura 6 ilustra los elementos del desmodulador 506 de tráfico. El buscador 600 busca los desvíos potenciales de señales de enlace directo fuertes. El buscador 600 asigna estrechadores de ancho de banda PN 602 a los desvíos para su desmodulación. En la realización ejemplar, cada uno de los estrechadores de ancho de banda 602A-602I de PN estrecha el ancho de banda de la señal recibida de acuerdo con un desvío diferente de PN, y envía el resultado a un correspondiente desmultiplexor 604. En la realización ejemplar, el estrechador de ancho de banda 602 de PN estrecha el ancho de banda de la señal recibida de acuerdo con una sola secuencia de PN utilizada para difundir una señal BPSK. Sin embargo, la presente invención es igualmente aplicable a estrechadores de ancho de banda de PN complejos que usan dos secuencias de código PN diferentes (PN_{I} y PN_{Q}) para estrechar el ancho de banda de una señal compleja de QPSK. La implementación del estrechador de ancho de banda 602 de PN es bien conocida en la técnica, tanto para el estrechamiento del ancho de banda de una señal BPSK de PN como para el estrechamiento del ancho de banda de una señal QPSK.
El desmultiplexor 604 separa la parte de ráfaga piloto de la señal recibida, y envía los símbolos de piloto desmodulados al elemento 606 de sincronización (SYNC). El elemento 606 de sincronización determina ajustes a la frecuencia y fase de un correspondiente desmodulador Walsh 608. Una señal indicativa de los ajustes a la fase y frecuencia se envía a los desmoduladores Walsh 608A-608I.
El desmultiplexor 604 separa las partes de la ranura portadora datos de tráfico de enlace directo y envía esas partes al desmodulador Walsh 608. El desmodulador Walsh 608 desmodula la señal recibida de acuerdo con la secuencia Walsh W_{T}. La implementación del desmodulador Walsh 608 es bien conocida en la técnica y se describe en detalle en la Patente De EE. UU. Nº 5.103.459.
Los símbolos de enlace directo desmodulados se envían al combinador 610 progresivo por, que acumula los componentes multitrayectoria de la estación base que transmite los datos de tráfico de enlace directo a la estación remota 122. Las energías acumuladas de símbolos desmodulados se envían seguidamente al descodificador 612, que descodifica los datos de tráfico directo y facilita los símbolos descodificados al usuario de la estación remota 122. En la realización ejemplar, el descodificador 612 es bien un descodificador de rejilla, tal como un descodificador Viterbi, o un descodificador turbo.
La figura 7 ilustra los elementos del desmodulador 508 de bits ocupados de enlace inverso. Como se describe con respecto a la figura 6, el buscador 600 busca desvíos potenciales de PN de señales fuertes de enlace directo. El buscador 600 asigna los desvíos de PN a cada estrechador de ancho de banda 602A-602R de PN. Como se describió anteriormente, cada estrechador de ancho de banda 602A-602R de PN estrecha el ancho de banda de la señal recibida de acuerdo con un desvío de PN diferente y envía el resultado a un correspondiente desmultiplexor 704.
El desmultiplexor 704 separa la parte de ráfaga piloto de la ranura y envía los símbolos piloto al elemento 706 de sincronización (SYNC). El elemento 706 de sincronización determina los ajustes ala frecuencia y fase de un correspondiente desmodulador Walsh 708. Una señal indicativa de los ajustes de fase y frecuencia se envía a los desmoduladores Walsh 708. UN experto en la técnica debe entender que los elementos 706 de sincronización y los elementos 606 de sincronización realizan operaciones idénticas y que se muestran como elementos distintos solamente a fines ilustrativos.
El desmultiplexor 704 separa las partes de datos complementarios de la ranura recibida y envía esas partes al desmodulador Walsh 708. En la realización ejemplar, el desmodulador Walsh 708 desmodula la señal recibida de acuerdo con el código Walsh W_{17}.
Los símbolos de enlace directo desmodulados se envían al combinador 710 flexible que acumula los símbolos multitrayectoria de cada una de las estaciones base. Las energías de los símbolos acumulados se suministran seguidamente a la lógica 510 de determinación de velocidad que opera como se describió anteriormente.
La figura 8 ilustra los elementos del desmodulador 512 de control de potencia de enlace inverso. Como se describió con respecto a la figura 6, el buscador 600 busca desvíos potenciales de PN de señales fuertes de enlace directo. El buscador 600 asigna desvíos de PN a cada estrechador de ancho de banda de PN 602A-602I. Como se describió anteriormente, en la realización ejemplar, cada estrechador de ancho de banda 602A-602I de PN estrecha el ancho de banda de señal recibida de acuerdo con un desvío de PN diferente y envía el resultado a un correspondiente desmultiplexor 804.
El desmultiplexor 804 separa la parte de ráfaga piloto de la ranura y envía los símbolos piloto al elemento 806 de sincronización (SYNC). El elemento 806 de sincronización determina los ajustes de frecuencia y fase de un correspondiente desmodulador Walsh 808. Una señal indicativa de los ajustes de la sincronización de fase y frecuencia se envía a los desmoduladores Walsh 808A-808R. UN experto en la técnica debe entender que los elementos 806A-806R de sincronización y los elementos 606A-606I de sincronización realizan operaciones idénticas y que se muestran como elementos distintos sólo a fines ilustrativos.
El desmultiplexor 804 separa las partes de datos complementarios de la ranura recibida y envía esas partes al desmodulador Walsh 808. En la realización ejemplar, el desmodulador Walsh 808 desmodula la señal recibida de acuerdo con un código Walsh que es específico para la transmisión de las señales de control de potencia de una correspondiente estación base. Por ejemplo, la estación base 102 puede cubrir sus comandos de control de potencia a la estación remota 122 utilizando el código Walsh cinco, mientras que la estación base 104 puede cubrir sus comandos de control de potencia a la estación remota 122 utilizando el código Walsh trece. Así, los componentes multitrayectoria de enlace directo transmitidos desde una estación base común se desmodulan utilizando un código Walsh común para extraer los comandos de control de potencia de esa estación base. Mientras que los comandos de control de potencia de diferentes estaciones base se desmodulan utilizando códigos Walsh diferentes.
Los comandos de control de potencia desmodulados de cada estación base se envían a combinadores 810A-810J flexibles que acumulan los símbolos de multitrayectoria de una correspondiente de las estaciones base en su "Active Set". Las energías de símbolos acumuladas se suministran seguidamente al combinador 514 de control de potencia, que opera como se describió anteriormente.
La figura 9 ilustra los elementos del desmodulador 516 FAC. Como se describió con respecto a la figura 6, el buscador 600 busca desvíos PN potenciales de señales de enlace directo fuertes. El buscador 600 asigna los desvíos PN a cada estrechador de ancho de banda PN 602A-602R. Como se describió anteriormente, en la realización ejemplar, cada uno de los estrechadores de ancho de banda PN 602A-602R estrecha el ancho de banda de la señal recibida de acuerdo con un desvío de PN diferente y envía el resultado a un correspondiente desmultiplexor 904.
El desmultiplexor 904 separa la parte de ráfaga piloto de la ranura y la envía al elemento 906 de sincronización (SYNC). El elemento 906 de sincronización determina los ajustes a la frecuencia y la fase de un correspondiente desmodulador Walsh 908. Una señal indicativa del ajuste de fase y frecuencia se envía a los desmoduladores Walsh 908A-908R. UN experto en la técnica debe entender que los elementos 906A-906R de sincronización y los elementos 606A-606I de sincronización realizan operaciones idénticas y que se muestran como elementos distintos sólo a fines ilustrativos.
El desmultiplexor 904 separa las partes de datos complementarios de la ranura recibida y la envía esas partes al desmodulador Walsh 908. En la realización ejemplar, el desmodulador Walsh 908 desmodula la señal recibida de acuerdo con un código Walsh uno (W_{1}). Los símbolos FAC desmodulados de las estaciones base comunes se envían a un combinador 910. Los combinadores 910 combinan las energías de los símbolos FAC para proporcionar una estimación mejorada de los bits FAC de cada estación base del "Active Set" de la estación remota 122.
La máxima velocidad de datos del elemento 510 de determinación de velocidad, el comando de control de potencia combinado del combinador 514 de control de potencia y los bits de actividad directa estimada de cada una de las estaciones base del "Active Set" de la estación remota 122 se envían para su transmisión al procesador 520 de control de transmisión. De acuerdo con ello, el procesador 520 de control de transmisión determina la velocidad de datos de la próxima transmisión de enlace inverso, en la estación remota 122 se genera una señal para ajustar la energía de transmisión de la señal de enlace inverso, se selecciona la estación base para enviar datos de tráfico de enlace directo a la estación remota 122 y se determina luego la máxima velocidad a la que pueden transmitirse fiablemente los datos de enlace directo.
La figura 10 ilustra los elementos del procesador 520 de control de transmisión y del subsistema 522 de transmisión. En el procesador 520 de control de transmisión, el comando combinado de control de potencia (PC) está dotado para el elemento 1000 de ajustes. El comando de control de potencia, en la realización ejemplar, es un comando de aumento/disminución de un solo bit en respuesta al cual el elemento 1000 de ajuste de ganancia genera una señal de control que aumenta o disminuye la energía de transmisión de la señal de enlace inverso, ajustando la ganancia de un amplificador de ganancia variable (no mostrado) dentro del transmisor (TRMR) 1010.
Las estimaciones de FAC de cada estación base se envían a correspondientes calculadores 1002A-1002I de señal a ruido. En respuesta a los bits FAC, los calculadores 1002A-1002I de señal a ruido calculan la relación de señal a ruido de las señales de enlace directo de una estación base del "Active Set" de la estación remota 122. Las ranuras recibidas sin datos de tráfico de enlace directo se incorporan al cálculo de la relación de señal a ruido de manera diferente a la de las unidades de información que incluyen datos de tráfico de enlace directo. Si la ocurrencia de unidades de información sin datos de tráfico de enlace directo es lo suficientemente rara, estas unidades de información pueden excluirse totalmente del cálculo. En una realización preferente, la energía de señal a ruido de unidades de información sin datos de tráfico de enlace directo se ajusta antes de acumularse en el cálculo de la relación señal a ruido.
Las estimaciones de la relación señal a ruido en la señal de enlace directo de cada estación base se envían desde calculadores 1002A-1002I de señal a ruido al procesador 1004 de control de DRC. El procesador 1004 de DRC selecciona la estación base que tiene la mayor relación señal a ruido, y determina una máxima velocidad de transmisión de acuerdo con la relación señal a ruido de la estación base seleccionada. Una señal indicadora de la identidad de la estación base seleccionada. Una señal indicativa de la identidad de la estación base seleccionada y de la máxima velocidad de datos se genera en el procesador 1004 de control de la DRC y se envía al multiplexor (MUX)
1016.
La velocidad de datos de enlace inverso, reducida por el procedimiento descrito con respecto a la ecuación (1), es determinada por el elemento 510 de determinación de velocidad, y se envía al controlador 1006 de enlace inverso. El controlador 1006 de enlace inverso determina la velocidad a la que transmitir su señal de enlace inverso de acuerdo con esta máxima velocidad de datos. En la realización ejemplar, el controlador 1006 de enlace inverso determina la velocidad de datos de enlace inverso de acuerdo con la máxima velocidad de datos, la cantidad de datos en cola para su transmisión por la estación remota 122, y la cantidad de energía restante de la batería de alimentación en la estación remota 122.
Una señal indicativa de la velocidad de datos de enlace inverso seleccionada se envía al generador 1008 de mensajes. En respuesta, el generador 1008 de mensajes genera una señal indicativa de la velocidad de datos de enlace inverso seleccionada, y envía el mensaje indicativo de velocidad de enlace inverso (IVI) al multiplexor 1016. Además, el controlador 1006 de enlace inverso envía una señal indicativa de la velocidad seleccionada de datos de enlace inverso al elemento 1018 de tratamiento de tráfico de enlace inverso.
En respuesta a la señal de velocidad de datos de enlace inverso, el elemento 1020 de memoria del elemento 1018 de tratamiento de tráfico de enlace inverso proporciona una cantidad de datos para su transmisión. Los datos son codificados por el codificador 1022. La velocidad de codificación y el algoritmo de codificación utilizado por el codificador 1022 también pueden seleccionarse en respuesta a la velocidad seleccionada de datos de enlace inverso. Los símbolos codificados se envían al intercalador (INT) 1024, que reordena los símbolos de acuerdo con un formato predeterminado de intercalación. Los símbolos intercalados se envían al modulador Walsh 1026.
En la realización ejemplar, la modulación Walsh se realiza utilizando secuencias Walsh de longitud variable, en las que la longitud de la secuencia Walsh (y, en consecuencia, la ganancia de difusión) varía inversamente a la velocidad de transmisión de enlace inverso. El uso de secuencias Walsh de longitud variable se describe en detalle en la Patente de EE. UU. Nº 5.571.761, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR ORTHOGONAL SPREAD SPECTRUM SEQUENCE GENERATION IN VARIABLE DATA RATE SYSTEMS" ["Sistema y procedimiento para la generación de secuencias ortogonales de espectro extendido en sistemas de velocidad variable de datos"], que está asignada al beneficiario de la presente invención.
Los datos de tráfico de enlace inverso de difusión Walsh, se envían al difusor 1012 de SR complejo. El multiplexor 1016 multiplexa el mensaje de control de velocidad de datos y el mensaje indicador de velocidad de enlace inverso con símbolos piloto y envía los datos multiplexados al modulador Walsh 104. El modulador Walsh 1014 difunde los datos multiplexados de acuerdo con código Walsh cero y envía los datos difundidos al difusor 1012 de SR complejo.
En la realización ejemplar, la difusión PN de la señal de enlace inverso se realiza de acuerdo con dos secuencias diferentes de PN (PN_{I} y PN_{Q}) a fin de distribuir homogéneamente la carga de los componentes en fase y de fase de cuadratura de la señal QPSK transmitida. La implementación del difusor 1012 de PN complejo se revela en la antes citada Patente de EE. UU. Nº 6.396.804.
Los datos difundidos de PN complejo se envían al transmisor 1010, que amplifica, filtra y superconvierte la señal difundida de PN complejo para su transmisión.
La anterior descripción de las realizaciones preferentes se presenta a fin de permitir a cualquier persona experta en la técnica hacer o utilizar la presente invención. Las diferentes modificaciones a estas realizaciones serán inmediatamente evidentes para los expertos en la técnica, y los principios genéricos aquí definidos pueden aplicarse a otras realizaciones sin el uso de la facultad inventiva. De esta manera, la presente invención no está concebida para limitarse a las realizaciones aquí mostradas, sino que debe concedérsele el más amplio alcance, según lo definido en las reivindicaciones.

Claims (15)

1. Un procedimiento de comunicación entre una estación (122) remota y una pluralidad de estaciones (102, 104, 106) base en una condición de transferencia flexible que comprende las etapas de:
recepción de bits ocupados de enlace inverso desde las estaciones (102, 104, 106) base, indicando los bits ocupados de enlace inverso si la capacidad de enlace inverso de las correspondientes estaciones base se ha agotado;
transmisión de una señal de enlace inverso cuando todos los bits de enlace inverso indican capacidad de enlace inverso; e
inhibición de la transmisión de la señal de enlace inverso cuando cualquiera de los bits ocupados de enlace inverso indica que una estación (102, 104, 106) base ha alcanzado su capacidad de enlace inverso.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la transmisión de la señal de enlace inverso comprende además transmitir cuando todos los bits ocupados de enlace inverso indican capacidad de enlace inverso adicional.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:
combinación (252) de bits ocupados de enlace inverso de las estaciones (102, 104, 106) base; y
determinación (254) de una velocidad de transmisión de enlace inverso de la estación (122) remota basada en la combinación de los bits ocupados de enlace inverso de las estaciones (102, 104, 106) base.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende además incrementar la energía de transmisión de la estación (122) remota solamente cuando todos los comandos de control de potencia transmitidos por las estaciones (102, 104, 106) base solicitan un incremento en la energía de transmisión de la estación (122) remota.
5. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la determinación está adaptada para seleccionar una máxima velocidad de datos de enlace inverso.
6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que cada uno de los comandos de control de potencia es un comando de un solo bit.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que los comandos de un solo bit es un comando de incremento/decremento.
8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las etapas de recepción, transmisión e inhibición son realizadas por la estación (122) remota.
9. Una estación (122) remota adaptada para su uso en una condición de transferencia flexible de un sistema de comunicación, comprendiendo dicha estación remota:
un medio de recepción de bits ocupados de enlace inverso transmitidos por las estaciones (102, 104, 106) base, indicando los bits ocupados de enlace inverso si la capacidad de enlace de las estaciones base correspondientes ha sido agotada;
un medio de inhibición de la transmisión de la señal de enlace inverso cuando cualquiera de los bits ocupados de enlace inverso indica que una estación (102, 104, 106) base ha alcanzado su capacidad de enlace inverso.
10. La estación (122) remota de la reivindicación 9, en la que el medio de transmisión comprende además un medio de transmisión cuando todos los bits ocupados de enlace inverso indican capacidad de enlace inverso adicional.
11. La estación (122) remota de la reivindicación 9, que comprende además:
un medio de combinación (252) de bits ocupados de enlace inverso de las estaciones (102, 104, 106) base; y
un medio de determinación (254) de una velocidad de transmisión de enlace inverso de la estación remota (122) basada en la combinación de bits ocupados de enlace inverso de las estaciones (102, 104, 106) base.
12. La estación (122) remota de la reivindicación 11, que comprende además un medio de incremento de la energía de transmisión de la estación (122) remota solamente cuando todos los comandos de control de potencia transmitidos por las estaciones (102, 104, 106) base solicitan un incremento en la energía de transmisión de la estación (122) remota.
13. La estación (122) remota de la reivindicación 11, en la que el medio de determinación está adaptado para seleccionar una velocidad de datos de enlace inverso máxima.
14. La estación (122) remota de la reivindicación 12, en la que cada uno de los comandos de control de potencia es un comando de un solo bit.
15. La estación (122) remota de la reivindicación 14, en la que el comando de un solo bit es un comando de incremento/decremento.
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