ES2327094T3

ES2327094T3 - Procedimiento y aparato para controlar la potencia de transmision en un sistema cdma de telefonia movil celular.

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Publication number: ES2327094T3
Application number: ES00125802T
Authority: ES
Inventors: Klein S. Gilhousen; Roberto Padovani; Charles E. Wheatley, Iii; Lindsay A. Weaver Jr.; Robert D. Ii Blakeney
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1992-05-17
Publication date: 2009-10-26
Anticipated expiration: 2012-05-17
Also published as: AU653039B2; EP2101536A2; FI121253B; NO20010714D0; ES2249758T3; FI118364B; HK1136733A1; NO20003769D0; EP0584241A1; ATE434869T1; NO309219B1; DK0584241T3; SG48018A1; WO1992021196A1; AU2009192A; FI20070567A; FI20100206A; EP1094644A2; ATE305694T1; RU2127951C1

Abstract

Un sistema de comunicación celular en el cual un usuario (16, 18) del sistema y n usuarios adicionales (16, 18) del sistema están cada uno en comunicación con otros usuarios respectivos mediante señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas mediante una sede celular (12, 14), en el cual: el usuario (16, 18) del sistema comprende un transmisor (84) para transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información a dicha sede celular (12, 14), un receptor (72, 74) para recibir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información desde dicha sede celular (12, 14), y un medio para medir la calidad de la señal en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario del sistema; la sede celular (12, 14) comprende un transmisor (62) para transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información a dicho usuario del sistema, un receptor (54, 56) para recibir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información desde dicho usuario (16, 18) del sistema, y un medio (63) de ajuste para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas desde la sede celular (12, 14); se proporciona un medio (10) de control de potencia para controlar la potencia de transmisión de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, midiendo la potencia de la señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario (16, 18) del sistema y transmitiendo los datos que representan la potencia medida a la sede celular (12, 14), mediante las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, siendo el medio (63) de ajuste sensible a los datos en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información del usuario (16, 18) del sistema, para ajustar la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14), y en donde el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en una de dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a un usuario (16, 18) del sistema en respuesta a datos que representan la calidad de una señal modulada de espectro ensanchado portadora de información, medida en dicho usuario del sistema, y para disminuir el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a los otros n usuarios (16, 18) del sistema.

Description

Procedimiento y aparato para controlar la potencia de transmisión en un sistema CDMA de telefonía móvil celular.

Antecedentes de la invención I. Campo de la invención

La presente invención se refiere a los sistemas de comunicación. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato, novedosos y mejorados, para controlar la potencia de transmisión en un sistema de telefonía móvil de acceso múltiple por división del código (CDMA).

II. Descripción de la técnica relacionada

La utilización de técnicas de modulación de acceso múltiple por división del código (CDMA) es una de las diversas técnicas para facilitar las comunicaciones en las que participan un gran número de usuarios del sistema. Aunque se conocen otras técnicas, tales como el acceso múltiple por división del tiempo (TDMA), el acceso múltiple por división de la frecuencia (FDMA) y los sistemas de modulación AM, tales como la modulación de banda lateral única con amplitud compandida (ACSSB), la técnica CDMA presenta ventajas significativas con respecto a las otras técnicas. La utilización de técnicas CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se da a conocer en la Solicitud de Patente Estadounidense con Nº de Serie 06 7 921.261, presentada el 17 de octubre de 1986, titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" ["Sistema de comunicación de acceso múltiple y espectro ensanchado utilizando repetidores satelitales o terrestres"], ahora la Patente Estadounidense Nº 4.901.307, transferida al cesionario de la presente invención.

En la patente mencionada, se da a conocer una técnica de acceso múltiple en la que un gran número de usuarios del sistema de telefonía móvil, cada uno de los cuales dispone de un transceptor, se comunica a través de repetidores de satélite o de estaciones base terrestres (conocidas también como "estaciones de sedes celulares" o como "sedes celulares" para abreviar), mediante señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código (CDMA). En las comunicaciones CDMA, el espectro de frecuencias puede ser reutilizado muchas veces, permitiendo así un incremento en la capacidad de usuarios del sistema. La utilización de CDMA da por resultado una eficacia espectral muy superior a la que puede alcanzarse utilizando otras técnicas de acceso múltiple. En un sistema CDMA, los incrementos de la capacidad del sistema pueden llevarse a cabo controlando la potencia del transmisor de cada usuario móvil, para reducir de ese modo las interferencias con otros usuarios del sistema.

En la aplicación de las técnicas de comunicación CDMA vía satélite, el transceptor de la unidad móvil mide el nivel de potencia de una señal recibida por medio de un repetidor del satélite. Mediante esta medición de potencia, junto con la información del nivel de potencia de transmisión del enlace directo del transpondedor del satélite y la sensibilidad del receptor de la unidad móvil, el transceptor de la unidad móvil puede estimar la pérdida de trayectoria del canal entre la unidad móvil y el satélite. El transceptor de la unidad móvil determina, a continuación, la potencia del transmisor adecuada para ser utilizada en las transmisiones de señales entre la unidad móvil y el satélite, teniendo en cuenta la medición de la pérdida de trayectoria, la velocidad de transmisión de los datos y la sensibilidad del receptor del satélite.

Las señales transmitidas por la unidad móvil al satélite son retransmitidas por el satélite a una estación terrestre del sistema de control del concentrador. El concentrador mide la potencia de la señal recibida a partir de las señales transmitidas por cada transceptor de unidad móvil activa. A continuación, el concentrador determina la desviación del nivel de potencia recibido respecto al necesario para mantener las comunicaciones deseadas. Preferentemente, el nivel de potencia deseado es el nivel de potencia mínimo necesario para mantener comunicaciones de calidad, a fin de dar como resultado una reducción en las interferencias en el sistema.

Seguidamente, el concentrador transmite una señal de comando de control de potencia a cada usuario móvil para llevar a cabo el ajuste o la "sintonía fina" de la potencia de transmisión de la unidad móvil. Esta señal de comando es utilizada por la unidad móvil para cambiar el nivel de potencia de transmisión por un nivel mínimo requerido para mantener las comunicaciones deseadas. Cuando las condiciones del canal cambian, normalmente debido al desplazamiento de la unidad móvil, tanto la medición de la potencia del receptor de la unidad móvil como la retroalimentación de control de la potencia del concentrador reajustan continuamente el nivel de potencia de transmisión, manteniendo de esta forma un nivel de potencia adecuado. La retroalimentación de control de potencia del concentrador suele ser bastante lenta, debido a los retardos de ida y vuelta a través del satélite, que requieren aproximadamente 1/2 segundo del tiempo de propagación.

Una diferencia importante entre los sistemas de satélite y de estaciones base terrestres son las distancias relativas que separan las unidades móviles y el satélite o la sede celular. Otra diferencia importante entre los sistemas satelitales y terrestres es el tipo de desvanecimiento experimentado en estos canales. Por consiguiente, estas diferencias exigen ciertas modificaciones para refinar la forma de abordar el control de la potencia del sistema en el sistema terrestre.

En el canal satélite/unidad móvil, es decir, el canal del satélite, los repetidores del satélite están situados normalmente en una órbita terrestre geosincrónica. Así pues, las unidades móviles se hallan todas aproximadamente a la misma distancia de los repetidores del satélite y, por consiguiente, experimentan casi la misma pérdida de propagación. Además, el canal del satélite presenta una característica de pérdida de propagación que sigue aproximadamente la ley cuadrática inversa, es decir, la pérdida de propagación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la unidad móvil y el repetidor del satélite que se está utilizando. En consecuencia, en el canal del satélite, la variación de la pérdida de trayectoria ocasionada por la variación de la distancia suele ser sólo del orden de 1 a 2 dB.

A diferencia del canal del satélite, en el canal estación terrestre/unidad móvil, es decir, el canal terrestre, la distancia entre las unidades móviles y las sedes celulares puede variar bastante. Por ejemplo, una unidad móvil puede hallarse a una distancia de cinco millas (ocho kilómetros) de una sede celular, mientras que otra unidad móvil puede hallarse a una distancia de ésta inferior a un metro. La variación de la distancia puede superar una proporción de cien a uno. El canal terrestre experimenta una característica de pérdida de propagación, de la misma forma que el canal del satélite. No obstante, en el canal terrestre, la característica de pérdida de propagación sigue la ley inversa de cuarta potencia, es decir, la pérdida de trayectoria es proporcional a la inversa de la distancia de trayectoria elevada a la cuarta potencia. En consecuencia, es posible hallar variaciones de la pérdida de trayectoria del orden de más de 80 dB en una célula que presenta un radio de cinco millas (ocho kilómetros).

El canal del satélite experimenta habitualmente el denominado desvanecimiento Rician. En consecuencia, la señal recibida consta de un componente directo sumado a un componente de reflexión múltiple que presenta el comportamiento estadístico del desvanecimiento Rayleigh. La relación de potencia entre el componente directo y el reflejado suele ser del orden de 6 a 10 dB, según las características de la antena de la unidad móvil y el entorno de la unidad móvil.

Cuando se compara el canal del satélite con el canal terrestre, se constata que el canal terrestre experimenta un desvanecimiento de señal que consta habitualmente del componente con desvanecimiento Rayleigh y carece del componente directo. Por lo tanto, el canal terrestre presenta un entorno de desvanecimiento más severo que el canal del satélite, en el que el desvanecimiento Rician es la característica de desvanecimiento dominante.

Las características de desvanecimiento Rayleigh en la señal del canal terrestre son causadas por el reflejo de la señal en muchos elementos distintos del entorno físico. Como consecuencia, la señal llega casi de forma simultánea a un receptor de unidad móvil desde muchas direcciones diferentes y con retardos de transmisión diferentes. En las bandas de frecuencias UHF comúnmente empleadas en las comunicaciones de radio móviles, incluidas las de los sistemas celulares de telefonía móvil, se pueden producir diferencias de fase significativas en las señales que se desplazan por diferentes trayectorias. Entonces, existe la posibilidad de que las señales se sumen de forma destructiva, dando lugar de vez en cuando a fuertes desvanecimientos.

El desvanecimiento en el canal terrestre es una función que depende en gran medida de la posición física de la unidad móvil. Un pequeño cambio en la posición de la unidad móvil provoca un cambio de los retardos físicos de todas las trayectorias de propagación de señal, lo cual, a su vez, dará por resultado una fase diferente para cada trayectoria. Por lo tanto, el desplazamiento de la unidad móvil a través del entorno puede provocar un proceso de desvanecimiento bastante rápido. Por ejemplo, en la banda de frecuencias de radio celulares de 850 MHz, este desvanecimiento suele ser de hasta una vez por segundo por cada milla por hora de la velocidad del vehículo. Un desvanecimiento de esta magnitud puede resultar sumamente perturbador para las señales del canal terrestre, lo que da como resultado una mala calidad de la comunicación. No obstante, es posible utilizar potencia adicional para el transmisor a fin de superar el problema del desvanecimiento.

El sistema de telefonía móvil celular terrestre requiere habitualmente proporcionar un canal dúplex completo para permitir que ambas direcciones de la conversación telefónica estén activas de forma simultánea, de la misma forma que en el sistema de telefonía alámbrico convencional. Este canal de radio dúplex completo normalmente viene proporcionado por la utilización de una banda de frecuencias para el enlace de salida, es decir, para las transmisiones desde el transmisor de la sede celular hasta los receptores de las unidades móviles. Se utiliza una banda de frecuencias diferente para el enlace de entrada, es decir, para las transmisiones desde los transmisores de las unidades móviles hasta los receptores de las sedes celulares. En consecuencia, esta separación en bandas de frecuencias permite que un transmisor y un receptor de una unidad móvil estén activos de forma simultánea sin retroalimentación ni interferencias del transmisor en el receptor.

La utilización de bandas de frecuencias diferentes tiene importantes repercusiones en el control de la potencia de los transmisores de la sede celular y la unidad móvil. La utilización de bandas de frecuencias diferentes determina que el desvanecimiento por trayectorias múltiples sea un proceso independiente para los canales de entrada y los de salida. Una unidad móvil no puede simplemente medir la pérdida de trayectoria en el canal de salida y suponer que la misma pérdida de trayectoria está presente en el canal de entrada. Se da a conocer una técnica vinculada con la presente invención para controlar la potencia del transmisor en el entorno terrestre en la Patente Estadounidense Nº 5.056.109, concedida el 8 de octubre de 1991, 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 celular de telefonía móvil CDMA"].

Además, en el caso del teléfono móvil celular terrestre, el teléfono móvil es capaz de comunicarse a través de varias sedes celulares, como se da a conocer en la Patente Estadounidense 5.101.501, concedida el 31 de marzo de 1992, titulada "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ["Procedimiento y sistema para proporcionar un traspaso suave en las comunicaciones en un sistema de telefonía celular CDMA"]. En las comunicaciones con varias sedes celulares, la unidad móvil y las sedes celulares incluyen un sistema de varios receptores como el dado a conocer en la patente mencionada y el descrito con mayor detalle en la Patente Estadounidense 5.109.390, concedida el 28 de abril de 1992, titulada "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" ["Receptor de diversidad en un sistema de telefonía celular CDMA"].

En el entorno de diversidad celular en el que el teléfono móvil se comunica con otro usuario a través de varias sedes celulares, la potencia del transmisor del teléfono móvil también debe ser controlada a fin de evitar las interferencias adversas con otras comunicaciones en todas las células.

Es, por lo tanto, un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento y aparato, novedosos y mejorados, para controlar la potencia del transmisor en el canal terrestre en un entorno de diversidad celular, a fin de superar el desvanecimiento perjudicial sin causar interferencia innecesaria en el sistema que pueda afectar adversamente la capacidad general del sistema.

Se remite al documento WO 88/04498 A, que describe un sistema de transmisión de datos dúplex en el cual una estación puede variar su potencia de transmisión para mantener igual la relación entre señal y ruido en cada dirección o bien, en un sistema que emplea una velocidad de datos distinta en cada dirección, mantener las dos velocidades en una relación fija entre sí. En una secuencia inicial de entrenamiento, cada estación mide el "eco parlante" de su propia transmisión, y posteriormente mide el ruido de la transmisión de la otra estación. La otra estación realiza luego las mismas mediciones, Los datos de ruido así recogidos son enviados por ambas a un circuito de control en una u otra estación, que calcula, a partir de ambos conjuntos de datos, un ajuste (p. ej., una reducción) de la potencia a transmitir. Una u otra estación, a continuación, reduce la potencia en consecuencia.

Se remite adicionalmente al documento WO 91/07037 A, que describe un sistema de control de potencia para un sistema de telefonía móvil en el cual los usuarios del sistema se comunican señales de información entre sí mediante al menos una sede celular que emplea señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código. El sistema de control de potencia controla la potencia de las señales de transmisión para cada teléfono móvil celular en el sistema de telefonía móvil celular, en donde cada teléfono móvil celular tiene una antena, un transmisor y un receptor, y cada sede celular también tiene una antena, un transmisor y un receptor. La potencia de señal transmitida del sitio celular se mide según se recibe en la unidad móvil. La potencia del transmisor se ajuste en la unidad móvil de manera opuesta con respecto a los incrementos y decrementos en la potencia de señal recibida. También puede utilizarse un sistema de retroalimentación de control de potencia. En la sede celular en comunicación con la unidad móvil, la potencia transmitida de la unidad móvil se mide según se recibe en la sede celular. Una señal de comando se genera en la sede celular y se transmite a la unidad móvil para ajustar adicionalmente la potencia del transmisor de la unidad móvil, en correspondencia con las desviaciones en la potencia de señal recibida de la sede celular. El sistema de retroalimentación se emplea para ajustar adicionalmente la potencia del transmisor de la unidad móvil a fin de llegar al nivel de potencia deseado en la sede celular.

Según la presente invención, se proporcionan un sistema de comunicación celular, según se estipula en la reivindicación 1, un procedimiento para controlar la potencia de transmisión en un sistema de comunicación celular, según se estipula en la reivindicación 12, y una sede celular para su utilización en un sistema de comunicación celular, según se estipula en la reivindicación 23. Las realizaciones de la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas.

Resumen de la invención

En un sistema de telefonía móvil celular CDMA terrestre, es deseable que la potencia del transmisor de las unidades móviles sea controlada para proporcionar, en el receptor de la sede celular, una potencia nominal de la señal recibida desde cada uno de los transmisores de unidades móviles que funcionan dentro de la célula. En caso de que todos los transmisores de las unidades móviles del área de cobertura de la sede celular estuvieran sometidos al control de la potencia de su transmisor de forma consecuente, la potencia de señal total recibida en la sede celular sería igual a la potencia nominal del receptor de la señal transmitida por la unidad móvil, multiplicada por el número de unidades móviles que transmiten dentro de la célula. Al resultado de esta multiplicación, se le sumará la potencia de ruido recibida en la sede celular desde las unidades móviles en las células adyacentes.

Los receptores CDMA de la sede celular funcionan, respectivamente, convirtiendo una señal CDMA de banda ancha de un correspondiente transmisor de unidad móvil en una señal digital de banda estrecha que contiene información. Al mismo tiempo, otras señales CDMA recibidas que no se han seleccionado permanecen como señales de ruido de banda ancha. La tasa de errores en bits del receptor de la sede celular viene determinada, por lo tanto, por la relación entre la potencia de la señal deseada y la potencia de las señales no deseadas recibidas en la sede celular, es decir, entre la potencia de señal recibida en la señal deseada transmitida por el transmisor de la unidad móvil seleccionada y la potencia de señal recibida en las señales no deseadas transmitidas por los transmisores de las otras unidades móviles. El procesamiento de reducción de ancho de banda, que es un procedimiento de correlación que da por resultado lo que se denomina comúnmente "ganancia de procesamiento", incrementa la relación de la interferencia señal-ruido desde un valor negativo hasta un valor positivo y, por consiguiente, permite el funcionamiento dentro de una tasa de errores en bits aceptable.

En un sistema de telefonía móvil celular CDMA terrestre, es sumamente deseable aumentar al máximo la capacidad en términos del número de llamadas telefónicas simultáneas que es posible establecer en un ancho de banda dado del sistema. La capacidad del sistema puede aumentar al máximo controlando la potencia del transmisor de cada unidad móvil, de tal forma que la señal transmitida llegue al receptor de la sede celular con la mínima relación de interferencia señal-ruido que permita una recuperación aceptable de los datos. Si una señal transmitida por una unidad móvil llega al receptor de la sede celular a un nivel de potencia demasiado bajo, la tasa de errores en bits puede ser demasiado elevada como para proporcionar comunicaciones de alta calidad. Por otra parte, si la señal transmitida por la unidad móvil tiene un nivel de potencia que es demasiado alto cuando es recibida por el receptor de la sede celular, la comunicación con esta unidad móvil en particular será aceptable. No obstante, esta señal de alta potencia actúa como una interferencia para las señales transmitidas por otras unidades móviles que comparten el mismo canal, es decir, el mismo ancho de banda. Esta interferencia puede incidir adversamente en las comunicaciones con otras unidades móviles, a menos que se reduzca el número total de unidades móviles que se comunican.

La pérdida de trayectoria de las señales en la banda de frecuencias UHF del canal telefónico móvil celular puede caracterizarse por dos fenómenos separados: la pérdida media de trayectoria y el desvanecimiento.

La pérdida media de trayectoria puede describirse en términos estadísticos mediante una distribución logarítmica normal, cuya media es proporcional al inverso de la cuarta potencia de la distancia de la trayectoria y cuya desviación estándar es aproximadamente igual a 8 dB. El segundo fenómeno es un procedimiento de desvanecimiento ocasionado por la propagación por trayectorias múltiples de las señales, que se caracteriza por una distribución de tipo Rayleigh.

Se puede considerar que la pérdida de trayectoria media, que es una distribución logarítmica normal, es igual en las bandas de frecuencias de entrada y de salida, como sucede en los sistemas de telefonía móvil celulares convencionales. No obstante, como se ha indicado previamente, el desvanecimiento Rayleigh es un fenómeno independiente para las bandas de frecuencias del enlace de entrada y el enlace de salida. La distribución logarítmica normal de la pérdida de trayectoria media es una función de la posición que presenta una variación relativamente lenta. En cambio, la distribución Rayleigh varía de forma relativamente rápida en función de la posición.

En la presente invención, se implementa un enfoque de CDMA para el acceso de múltiples usuarios en un sistema de telefonía móvil celular. En tal sistema, todas las sedes celulares de una zona transmiten una señal "piloto" de la misma frecuencia y código. La utilización de una señal piloto en los sistemas CDMA es muy conocida. En esta aplicación particular, la señal piloto es utilizada por las unidades móviles para la sincronización inicial del receptor de la unidad móvil. La señal piloto se utiliza también como referencia de fase y de frecuencia, y como referencia de tiempo para la demodulación de las señales de voz digitales transmitidas por la sede celular.

En la presente invención, cada unidad móvil estima la pérdida de trayectoria de las señales transmitidas desde la sede celular hasta la unidad móvil. Para efectuar esta estimación de la pérdida de trayectoria de la señal, se mide el nivel de potencia de las señales transmitidas por la sede celular, según se reciben en la unidad móvil. Por consiguiente, la unidad móvil mide la potencia de la señal piloto recibida desde la sede celular con la que la unidad móvil se está comunicando. La unidad móvil mide también la suma del nivel de potencia de todas las señales transmitidas por la sede celular recibidas en la unidad móvil. La medición de la suma del nivel de potencia, como se describe en mayor detalle más adelante, es necesaria para los casos en que la unidad móvil podría obtener temporalmente una trayectoria hasta una sede celular más distante, que es mejor que la trayectoria preferida normalmente hasta una sede celular más cercana.

La estimación de la pérdida de trayectoria del enlace de salida puede filtrarse mediante un filtro no lineal. El propósito de la no linealidad en el procedimiento de estimación es el de permitir una respuesta rápida a una mejora súbita del canal, y permitir a la vez sólo una respuesta mucho más lenta a una degradación súbita del canal. Cuando el canal experimenta una mejora súbita, la unidad móvil reduce de forma brusca la potencia de transmisión del transmisor de la unidad móvil.

Si el canal de una unidad móvil mejorara de forma inesperada, entonces la señal recibida en la sede celular desde esta unidad móvil experimentará un brusco incremento de potencia. Este brusco incremento de potencia ocasiona interferencias adicionales a todas las señales que comparten el mismo canal de banda ancha. Una respuesta rápida a la mejora súbita reducirá, en consecuencia, las interferencias del sistema.

Un ejemplo corriente de una mejora súbita en el canal es el proporcionado por una unidad móvil que se desplaza por un área que está ensombrecida por un gran edificio o cualquier otra obstrucción, y que posteriormente se aleja de esta zona. La mejora del canal, debida al movimiento del vehículo, puede tener lugar en un intervalo de tiempo del orden de algunas decenas de milisegundos. Cuando la unidad móvil sale de la zona ensombrecida, la señal del enlace de salida recibida por la unidad móvil experimentará un incremento brusco de intensidad.

La estimación de la pérdida de trayectoria del enlace de salida efectuada en la unidad móvil es utilizada por la unidad móvil para ajustar la potencia del transmisor de la unidad móvil. Por lo tanto, cuanto más intensa sea la señal recibida, menor será la potencia del transmisor de la unidad móvil. La recepción de una señal intensa desde la sede celular indica o bien que la unidad móvil está cerca de la sede celular o bien que existe una trayectoria inusualmente buena hasta la sede celular. La recepción de una señal intensa significa que es necesario un nivel de potencia del transmisor de la unidad móvil relativamente inferior a la potencia nominal recibida en la sede celular.

En el caso en que el canal experimente una degradación temporal pero brusca, es deseable que un incremento de la potencia del transmisor de la unidad móvil se permita de una forma mucho más lenta. Este incremento lento de la potencia del transmisor de la unidad móvil es deseable para impedir que la potencia de transmisión de la unidad móvil incremente de forma innecesariamente rápida, hecho que incrementa las interferencias con el resto de las unidades móviles. Por lo tanto, se tolerará la degradación temporal del canal de una unidad móvil a fin de prevenir una degradación de los canales de todas las unidades móviles.

En caso de una brusca degradación del canal, el filtro no lineal impide que la potencia del transmisor de la unidad móvil se incremente a gran velocidad, en respuesta al descenso brusco de la potencia de las señales recibidas en la unidad móvil. La velocidad de aumento de la potencia de transmisión del transmisor de la unidad móvil debe limitarse por lo general a la velocidad de un comando de ajuste de potencia de bucle cerrado transmitido desde la sede celular que, como se describe más adelante, puede reducir la potencia de transmisión del transmisor de la unidad móvil. Mediante los comandos de ajuste de potencia generados por la sede celular, se impedirá que la potencia del transmisor de la unidad móvil se incremente hasta un nivel que esté significativamente por encima del nivel necesario para las comunicaciones, en particular, cuando se produce una degradación súbita del canal sólo en la trayectoria del enlace de salida y no en la trayectoria del enlace de entrada.

Debe observarse que no es deseable utilizar simplemente una respuesta lenta en el control de la potencia del transmisor de la unidad móvil cuando se intenta diferenciar el desvanecimiento Rayleigh rápido del desvanecimiento lento debido a la distancia y al terreno. No es deseable proporcionar una respuesta lenta en el control de la potencia del transmisor de la unidad móvil, ya que existe la posibilidad de que se produzcan incrementos y desvanecimientos súbitos que afecten por igual a los canales de entrada y de salida. En caso de que la velocidad de respuesta a una mejora súbita fuera disminuida por un filtro, la potencia del transmisor de la unidad móvil sería algo excesiva en numerosas ocasiones y causaría interferencias con el resto de usuarios móviles. Por consiguiente, la presente invención utiliza un enfoque constante no lineal en dos tiempos para estimar la pérdida de la trayectoria.

Además de medir la intensidad de la señal recibida en la unidad móvil, también es deseable que el procesador de la unidad móvil conozca la potencia del transmisor de la sede celular y la ganancia de la antena (EIRP), la relación G/T de la sede celular (ganancia G de recepción de la antena dividida por el nivel T de ruido del receptor), la ganancia de la antena de la unidad móvil y el número de llamadas activas en esta sede celular. Esta información permite al procesador de la unidad móvil calcular correctamente el nivel de potencia de referencia para la función de establecimiento de potencia local. Esta operación se lleva a cabo calculando el balance de potencia del enlace sede celular-unidad móvil, despejando la pérdida de trayectoria. A continuación, esta estimación de la pérdida de trayectoria se utiliza en la ecuación del balance del enlace unidad móvil-sede celular, despejando la potencia de transmisión de la unidad móvil necesaria para generar un nivel de señal deseado. Esta capacidad permite al sistema tener sedes celulares con diferentes niveles de EIRP para adaptarse al tamaño de las células. Por ejemplo, no es necesario que una célula de radio pequeño transmita al mismo nivel de potencia que una célula de radio grande. No obstante, cuando la unidad móvil se halla a cierta distancia de una célula de baja potencia, recibirá una señal menos intensa que desde una célula de alta potencia. La unidad móvil respondería con una potencia de transmisión superior a la que será necesaria para esta corta distancia. De ahí, la deseabilidad de disponer de información de transmisión de cada sede celular, en cuanto a sus características para el control de potencia.

La sede celular transmite información, tal como la EIRP, la G/T y el número de llamadas activas de la sede celular, por un canal de configuración de la sede celular. La unidad móvil recibe esta información al obtener inicialmente la sincronización del sistema y continúa supervisando este canal cuando está inactiva para localizar llamadas originadas dentro de la red telefónica pública conmutada destinadas a la unidad móvil. La ganancia de la antena de la unidad móvil se almacena en una memoria en la unidad móvil en el momento de la instalación de la unidad móvil en el vehículo.

Como se ha indicado anteriormente, la potencia del transmisor de la unidad móvil también es controlada por una señal de una o más sedes celulares. Cada receptor de sede celular mide la intensidad de la señal recibida en la sede celular desde cada unidad móvil con la que la sede celular se está comunicando. La intensidad de señal medida se compara con un nivel de intensidad de señal deseado para dicha unidad móvil particular. Se genera y envía un comando de ajuste de potencia a la unidad móvil por el canal de datos del enlace de salida, o de voz, destinado a dicha unidad móvil. En respuesta al comando de ajuste de potencia de la sede celular, la unidad móvil aumenta o disminuye la potencia del transmisor de la unidad móvil en una magnitud predeterminada (nominalmente 1 dB). En la situación de diversidad de células, los comandos de ajuste de potencia proceden de ambas sedes celulares. La unidad móvil actúa sobre dichos múltiples comandos de control de potencia procedentes de las diversas sedes celulares, para impedir que los niveles de potencia del transmisor de la unidad móvil interfieran adversamente con las comunicaciones de otras unidades móviles con la sede celular, y para proporcionar, sin embargo, suficiente potencia para permitir las comunicaciones entre la unidad móvil y por lo menos una sede celular.

El comando de ajuste de potencia es transmitido por el transmisor de la sede celular a una frecuencia relativamente alta (habitualmente del orden de un comando cada milisegundo). La frecuencia de transmisión del comando de ajuste de potencia debe ser suficientemente alta como para permitir el seguimiento del desvanecimiento Rayleigh en la trayectoria del enlace de entrada. Asimismo, es deseable efectuar el seguimiento del efecto del desvanecimiento Rayleigh de la trayectoria del enlace de salida ejercido sobre la señal de la trayectoria del enlace de entrada. Una frecuencia de un comando por cada 1,25 milisegundos es adecuada para efectuar el seguimiento de los procesos de desvanecimiento para velocidades de vehículo del rango de 40 a 80 kilómetros (25 a 50 millas) por hora para las comunicaciones móviles en la banda de 850 MHz. Es importante que la latencia en la determinación del comando de ajuste de potencia y la transmisión del mismo se reduzca al mínimo, de tal forma que las condiciones del canal no cambien de forma significativa antes de que la unidad móvil reciba la señal y responda a ésta.

En resumen, para responder por la independencia de las dos trayectorias de desvanecimiento Rayleigh (de entrada y de salida), la potencia del transmisor de la unidad móvil es controlada por el comando de ajuste de potencia de la sede celular. Cada receptor de sede celular mide la intensidad de la señal recibida desde cada unidad móvil. La intensidad de la señal medida se compara con la intensidad de señal deseada para dicha unidad móvil y se genera un comando de ajuste de potencia. El comando de ajuste de potencia se envía a la unidad móvil en el canal de datos de salida o de voz dirigido a dicha unidad móvil. Este comando de ajuste de potencia se combina con la estimación unidireccional de la unidad móvil para obtener el valor final de la potencia del transmisor de la unidad móvil.

La señal de comando de ajuste de potencia se transmite, en una realización ejemplar, sobrescribiendo uno o más bits de datos del usuario cada milisegundo. El sistema de modulación empleado en los sistemas CDMA es capaz de proporcionar codificación con corrección para los bits de datos del usuario. La sobreescritura mediante el comando de ajuste de potencia se trata como un error o supresión de bits del canal y se corrige mediante la corrección de errores descodificada en el receptor de la unidad móvil. La codificación con corrección de errores en los bits del comando de ajuste de potencia tal vez no sea deseable en muchos casos, debido al incremento resultante de la latencia en la recepción y la respuesta al comando de ajuste de potencia. También se prevé la utilización de multiplexación por división en el tiempo para la transmisión de los bits del comando de ajuste de potencia, sin sobreescritura de los símbolos del canal de datos del usuario.

El controlador o el procesador de la sede celular pueden utilizarse para determinar la intensidad de señal deseada, recibida en la sede celular, para las señales transmitidas por cada unidad móvil. Los valores del nivel de intensidad de señal deseados se proporcionan a cada uno de los receptores de la sede celular. El valor de intensidad de señal deseado se utiliza para compararlo con un valor de intensidad de señal medido para generar el comando de ajuste de
potencia.

Se utiliza un controlador del sistema para indicar, al procesador de cada sede celular, el valor de intensidad de señal deseado que debe utilizar. El nivel de potencia nominal puede ajustarse en sentido creciente o decreciente para adaptarse a las variaciones de las condiciones medias de la célula. Por ejemplo, podría permitirse utilizar un nivel de potencia de entrada más alto que el normal a una sede celular situada en un lugar o una zona geográfica excepcionalmente ruidosos. Sin embargo, tal nivel de potencia más alto para el funcionamiento interno de la célula provocará mayores niveles de interferencia con las células inmediatamente adyacentes a esa célula. Esta interferencia puede compensarse permitiendo que las células vecinas apliquen un pequeño incremento a la potencia del enlace de entrada. Dicho incremento de la potencia de entrada de las células vecinas sería inferior al incremento permitido a los usuarios móviles que se comunican en la célula de entorno altamente ruidoso. Debe sobrentenderse además que el procesador de la sede celular puede supervisar la tasa media de errores de bits. Estos datos pueden ser utilizados por el controlador del sistema para ordenar al procesador de la sede celular que establezca un nivel de potencia adecuado para el enlace de entrada, a fin de asegurar unas comunicaciones de calidad aceptable.

También es deseable proporcionar un medio para controlar la potencia relativa utilizada en cada señal de datos transmitida por la sede celular, en respuesta a la información de control transmitida por cada unidad móvil. La razón principal para proporcionar dicho control es asimilar el hecho de que, en ciertos emplazamientos, el enlace del canal de salida desde la sede celular hasta la unidad móvil puede encontrarse inusualmente desfavorecido. A menos que se incremente la potencia que se transmite a esta unidad móvil, la calidad puede resultar inaceptable. Un ejemplo de dicho emplazamiento es un punto en el que la pérdida de trayectoria hacia una o dos células vecinas es casi igual a la pérdida de trayectoria hacia la sede celular que se comunica con la unidad móvil. En dicho emplazamiento, la interferencia total sería el triple de la interferencia percibida por la unidad móvil en un punto relativamente cercano a su sede celular. Además, la interferencia procedente de estas sedes celulares vecinas no se desvanecerá al unísono con la señal deseada, como ocurriría en caso de que la interferencia procediera de la sede celular deseada. Para obtener un rendimiento adecuado en esta situación, puede requerirse una potencia de señal adicional de 3 a 4 dB.

En otra situación, la unidad móvil puede estar situada allí donde llegan varias señales de trayectorias múltiples intensas, experimentándose una interferencia superior a la normal. En tal situación, el incremento de la potencia de la señal deseada en relación con la interferencia puede dar por resultado un rendimiento aceptable. En otros momentos, la unidad móvil puede estar situada en un lugar en el que la relación señal-interferencia es excepcionalmente buena.

En tal caso, la sede celular podría transmitir la señal deseada utilizando una potencia de transmisor inferior a la normal, reduciéndose de ese modo la interferencia con otras señales que son transmitidas por el sistema.

Para lograr los objetivos anteriores, la realización preferida incluye una capacidad de medición de la relación señal-interferencia dentro del receptor de la unidad móvil. Esta medición se efectúa comparando la potencia de la señal deseada con la potencia total de la interferencia y el ruido. Si la relación medida es inferior a un valor predeterminado, la unidad móvil transmite, a la sede celular, una petición de potencia adicional en las transmisiones de la sede celular. Si la relación sobrepasa el valor predeterminado, la unidad móvil transmite una petición de reducción de potencia.

La sede celular recibe las peticiones de ajuste de potencia desde cada unidad móvil y responde ajustando, en una magnitud predeterminada, la potencia asignada a la señal transmitida por la correspondiente sede celular. El ajuste suele ser pequeño, habitualmente del orden de 0,5 a 1 dB o del 12% más o menos. En consecuencia, las señales transmitidas por las otros sedes celulares se reducen en un factor igual al incremento dividido por n, siendo n el número de las otras unidades de canal que se están comunicando con un teléfono móvil. Habitualmente, la reducción de potencia puede ser del orden de los 0,05 dB. La frecuencia de cambio de potencia puede ser algo más lenta que la utilizada en el enlace de entrada desde la unidad móvil hasta la sede celular, tal vez de una vez por segundo. El rango dinámico del ajuste también se limitaría al rango comprendido entre 4 dB por debajo del valor nominal y alrededor de 6 dB por encima del valor nominal. Debe sobrentenderse que estos niveles de aumento y reducción de potencia son con fines ejemplificativos, y que es posible seleccionar con facilidad otros niveles, según los parámetros del sistema.

La sede celular debe tener en cuenta también las peticiones de potencia que le presentan todas las unidades móviles, al decidir satisfacer o no las peticiones de cualquier unidad móvil particular. Por ejemplo, si la sede celular está cargada al máximo, podrían concederse peticiones de potencia adicional, pero sólo hasta una cantidad del 6% o menos, en lugar del 12% normal. En este régimen, se seguirá concediendo una petición de reducción de potencia al 12% normal.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas de la presente invención se tornarán más evidentes a partir de la descripción detallada estipulada más adelante, al considerarse conjuntamente con los dibujos, en los cuales los caracteres de referencia se corresponden idénticamente en toda su extensión, y en los cuales:

la Figura 1 es una visión general esquemática de un ejemplo de sistema de telefonía móvil celular;

las Figuras 2A a 2D ilustran, en una serie de gráficos, la intensidad de la señal recibida por la unidad móvil y la potencia de transmisión en función de la distancia;

la Figura 3 es un diagrama en bloques de una sede celular con referencia particular a las características de control de potencia de la presente invención;

la Figura 4 es un diagrama en bloques de la unidad móvil con referencia particular a las características de control de potencia de la presente invención;

la Figura 5 es un diagrama en bloques que ilustra en mayor detalle las características de control de potencia de la unidad móvil de la Figura 4;

la Figura 6 es un diagrama en bloques que ilustra en mayor detalle las características de control de potencia de la sede celular de la Figura 3; y

la Figura 7 es un diagrama en bloques de una configuración de controlador de sede celular/sistema para el control de la potencia del transmisor de la sede celular.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

En la Figura 1, se ilustra un ejemplo de realización de la presente invención constituido por un sistema de telefonía móvil celular terrestre. El sistema ilustrado en la Figura 1 utiliza técnicas de modulación CDMA en las comunicaciones entre el usuario móvil del sistema y las sedes celulares. Los sistemas celulares de las grandes ciudades pueden presentar centenares de estaciones de sedes celulares sirviendo a centenares de millares de teléfonos móviles. La utilización de técnicas CDMA permite incrementar la capacidad de usuarios de los sistemas de este tamaño con más facilidad que los sistemas celulares de modulación FM convencionales.

En la Figura 1, el controlador y conmutador 10 del sistema comúnmente incluye una interfaz y hardware de procesamiento adecuados para proporcionar información de control del sistema a las sedes celulares. El controlador 10 controla el encaminamiento de las llamadas telefónicas desde la red telefónica pública conmutada (PSTN) hasta la sede celular adecuada para su transmisión a la unidad móvil adecuada.

El controlador 10 controla también el encaminamiento de las llamadas desde las unidades móviles hasta la PSTN por medio de al menos una sede celular. El controlador 10 puede dirigir las llamadas entre los usuarios móviles por medio de las estaciones de sede celular adecuadas, puesto que dichas unidades móviles no suelen comunicarse entre sí directamente.

El controlador 10 puede acoplarse a las sedes celulares a través de diversos medios, tales como líneas telefónicas dedicadas y enlaces de fibra óptica, o mediante comunicaciones de radiofrecuencia. En la Figura 1, se ilustran dos ejemplos de sedes celulares, 12 y 14, junto con dos ejemplos de unidades móviles, 16 y 18, que incluyen teléfonos celulares. Las flechas 20a y 20b y las flechas 22a y 22b definen, respectivamente, los enlaces de comunicación posibles entre la sede celular 12 y las unidades móviles 16 y 18. Del modo similar, las flechas 24a y 24b y las flechas 26a y 26b definen, respectivamente, los enlaces de comunicación posibles entre la sede celular 14 y las unidades móviles 18 y 16. Las sedes celulares 12 y 14 normalmente transmiten utilizando la misma potencia.

Los sedes celulares 12 y 14 son, comúnmente, estaciones base terrestres que delimitan las áreas de servicio de las células; no obstante, debe sobrentenderse que es posible utilizar satélites de retransmisión de órbita terrestre para proporcionar una cobertura celular más completa, particularmente en áreas remotas.

En el caso de un satélite, las señales son retransmitidas entre los usuarios móviles y las estaciones base terrestres utilizando satélites. Como sucede en el caso sólo terrestre, en el caso del satélite, se dispone además de la capacidad de comunicación entre una unidad móvil y una o más estaciones base por medio de varios transpondedores del mismo satélite o a través de varios satélites.

La unidad móvil 16 mide la potencia total recibida en las señales piloto transmitidas por las sedes celulares 12 y 14 en las trayectorias 20a y 26a. Análogamente, la unidad móvil 18 mide la potencia total recibida en las señales piloto transmitidas por las sedes celulares 12 y 14 en las trayectorias 22a y 24a. En la unidad móvil 16 y la unidad móvil 18, se mide la potencia de la señal piloto en el receptor, siendo dicha señal una señal de banda ancha. En consecuencia, esta medición de potencia se lleva a cabo antes de la correlación de la señal recibida con una señal de espectro ensanchado mediante pseudorruido (PN).

Cuando la unidad móvil 16 está más cerca de la sede celular 12, la señal que se desplaza por la trayectoria 20a predominará en la medición de la potencia de señal recibida. Cuando la unidad 16 está más cerca de la sede celular 14, la señal que se desplaza por la trayectoria 26a predominará en la medición de la potencia de señal recibida. De modo similar, cuando la unidad móvil 18 está más cerca de la sede celular 14, la señal que se desplaza por la trayectoria 24a predominará en la medición de la potencia recibida. Cuando la unidad móvil 18 está más cerca de la sede celular 12, la señal que se desplaza por la trayectoria 22a predominará en la medición de la potencia recibida.

Cada una de las unidades móviles 16 y 18 utiliza la medición resultante, junto con la información de la potencia del transmisor de la sede celular y la ganancia de la antena de la unidad móvil, para estimar la pérdida de trayectoria hacia la sede celular más cercana. La pérdida de trayectoria calculada, junto con la información de la ganancia de la antena de la unidad móvil y la relación G/T de la sede celular, se utiliza para determinar la potencia nominal del transmisor necesaria para obtener la relación portadora-ruido deseada en el receptor de la sede celular. La información de que disponen las unidades móviles sobre los parámetros de la sede celular puede fijarse en la memoria o transmitirse en señales de difusión de información de la sede celular (canal de configuración) para indicar condiciones distintas a las nominales para una sede celular particular.

Como resultado de la determinación de la potencia de transmisión nominal de la unidad móvil, en ausencia de desvanecimiento Rayleigh y presuponiendo mediciones perfectas, las señales transmitidas por la unidad móvil llegarán a la sede celular más cercana exactamente con la relación portadora-ruido deseada. Por lo tanto, se obtendrá el rendimiento deseado con la cantidad mínima de potencia del transmisor de la unidad móvil. La reducción al mínimo de la potencia transmitida por la unidad móvil es importante en un sistema CDMA, porque cada unidad móvil provoca interferencias con el resto de unidades móviles del sistema. Cuando se reduce al mínimo la potencia del transmisor de la unidad móvil, las interferencias del sistema se mantienen en un valor mínimo, permitiendo de ese modo a otros usuarios móviles compartir la banda de frecuencias. En consecuencia, la capacidad del sistema y la eficacia espectral aumentan al máximo.

La Figura 2A ilustra el efecto del desvanecimiento Rayleigh sobre la intensidad recibida por la unidad móvil de la señal transmitida por la sede celular, en función de la distancia. La pérdida de trayectoria media, indicada por la curva 30, se determina fundamentalmente calculando la cuarta potencia de la distancia entre la sede celular y la unidad móvil, y la forma del terreno entre éstos. A medida que la distancia entre la unidad móvil y la sede celular se incrementa, la potencia de la señal recibida en la unidad móvil se reduce para una señal transmitida por la sede celular a una potencia constante. La pérdida de trayectoria media es igual en ambas direcciones del enlace y habitualmente presenta una distribución logarítmica normal en torno a la pérdida de trayectoria media.

Además de la pérdida de trayectoria media de distribución logarítmica normal y variación lenta, el desvanecimiento rápido hacia arriba y hacia abajo alrededor de la pérdida de trayectoria media es provocado por la existencia de propagación de las señales por múltiples trayectorias. Las señales llegan desde estas trayectorias múltiples con una fase y amplitud aleatorias, dando por resultado el desvanecimiento Rayleigh característico. La curva 32, según se ilustra en la Figura 2A, representa la variación de la pérdida de trayectoria de la señal como resultado del desvanecimiento Rayleigh. El desvanecimiento Rayleigh suele ser independiente para las dos direcciones del enlace de comunicación entre la sede celular y la unidad móvil, es decir, los canales de salida y de entrada. Por ejemplo, cuando el canal de salida experimenta desvanecimiento, el canal de entrada no necesariamente experimenta desvanecimiento al mismo tiempo.

La Figura 2B ilustra cómo se ajusta la potencia del transmisor de la unidad móvil para corresponderse con la intensidad de la señal de la trayectoria del enlace de la Figura 2A. En la Figura 2B, la curva 34 representa la potencia de transmisión media deseada correspondiente a la pérdida de trayectoria media de la curva 30 de la Figura 2A. Análogamente, la curva 36 representa cómo responde la potencia del transmisor de la unidad móvil al desvanecimiento Rayleigh representado en la curva 32 de la Figura 2A. Cuando la intensidad de la señal que experimenta desvanecimiento Rayleigh, curva 32 de la Figura 2A, se reduce, se producen incrementos rápidos de la potencia del transmisor. Estas elevaciones rápidas de la potencia del transmisor pueden tener efectos perjudiciales sobre el rendimiento global del sistema. Por consiguiente, la presente invención prevé la utilización de un filtro no lineal optativo para controlar las elevaciones rápidas, o incrementos, de la potencia del transmisor. Además, la presente invención utiliza también retroalimentación de ajuste de potencia de bucle cerrado procedente de la sede celular para ajustar la potencia del transmisor de la unidad móvil.

La Figura 2C ilustra la potencia del transmisor de la unidad móvil correspondiente a la Figura 2A sin tener en cuenta la retroalimentación de ajuste de potencia de bucle cerrado de la sede celular. En la Figura 2C, la potencia de transmisión media deseada, representada por la curva 34', corresponde a la intensidad de la señal recibida por la unidad móvil de la curva 30 de la Figura 2A. La curva 38 ilustra la potencia del transmisor obtenida utilizando el filtro no lineal optativo en el control de potencia de la presente invención.

Las elevaciones rápidas de potencia del transmisor, indicadas mediante las líneas discontinuas de la Figura 2C y correspondientes a las elevaciones de la curva 36 de la Figura 2B, se reducen de forma significativa. En la curva 38, las elevaciones se reducen en gran medida estableciendo la velocidad de incremento de la potencia de transmisión en un valor fijo. La variación resultante de la potencia del transmisor en relación con la potencia de transmisión deseada está limitada, tanto por lo que respecta al rango dinámico como a la velocidad de cambio. Esta limitación facilita la implementación y aumenta la eficacia del procedimiento de retroalimentación de ajuste de potencia de bucle cerrado a una velocidad de transmisión de datos de control muy inferior. La potencia de transmisión, indicada por la curva 38, puede reducirse a una velocidad muy superior a la del incremento.

Cuando la distancia entre los puntos indicados por D_{1}-D_{2} se incrementa, la potencia del transmisor se reduce de forma bastante rápida para ajustarse a una mejora súbita del canal. Entre los puntos de distancia indicados por D_{2}-D_{3}, el canal se degrada con un correspondiente incremento de la potencia del transmisor. La degradación no es tan significativa como para que la velocidad máxima del filtro no lineal limite la velocidad de incremento de la potencia del transmisor.

Cuando la distancia entre los puntos indicados por D_{3}-D_{4} se incrementa, el canal se degrada a una velocidad mucho más rápida que la velocidad a la que el filtro no lineal permite incrementar la potencia del transmisor. Durante este período, la potencia del transmisor se incrementa a la velocidad máxima permitida por el filtro no lineal. Durante el cambio de distancia indicado por las marcas D_{4}-D_{5}, el canal empieza a mejorar. No obstante, según la calidad del canal mejora, la potencia del transmisor continúa incrementándose a la velocidad máxima hasta que la potencia del transmisor es suficiente para alcanzar el nivel deseado, indicado por la marca D_{5}.

En ciertas condiciones, tal vez sea deseable eliminar las elevaciones de potencia del transmisor que pueden ocasionar interferencias innecesarias en el sistema. En caso de que se establezca una trayectoria mejor hacia otra sede celular, hecho que provocaría interferencias innecesarias en el sistema, la calidad de las comunicaciones en el sistema puede mantenerse limitando la velocidad de incremento de la potencia del transmisor.

La Figura 2D es un gráfico que ilustra la potencia de la señal recibida en la sede celular con respecto a las transmisiones de la unidad móvil a medida que se aleja de la sede celular. La curva 40 indica la potencia de señal media recibida deseada en la sede celular para una señal transmitida desde una unidad móvil. Es deseable que la potencia de señal media recibida presente un nivel constante, aunque debe alcanzar el valor mínimo necesario para asegurar un enlace de comunicación de calidad con la unidad móvil. En la unidad móvil, se efectúan correcciones para compensar el desvanecimiento Rayleigh de la señal transmitida por la sede celular.

La señal transmitida por la unidad móvil experimenta desvanecimiento Rayleigh antes de llegar al receptor de la sede celular. La señal recibida en la sede celular es, por consiguiente, una señal con un nivel de potencia medio recibido constante, pero que todavía presenta los efectos del desvanecimiento Rayleigh del canal de entrada. La curva 42 representa el desvanecimiento Rayleigh que se produce en la señal del canal de entrada. En la presente invención, se utiliza un procedimiento de control de potencia de alta velocidad en el canal terrestre para compensar el desvanecimiento Rayleigh. En la situación del repetidor de satélite, se reduce la velocidad de funcionamiento del sistema de control de bucle abierto.

Además, existe la posibilidad de que la unidad móvil se detenga en un lugar donde el enlace de salida no experimenta desvanecimiento y el enlace de entrada lo experimenta de forma muy pronunciada. Dicha condición alteraría las comunicaciones, a menos que se emplee un mecanismo adicional para compensar el desvanecimiento Rayleigh del canal de entrada. El procedimiento de comandos de ajuste de potencia de bucle cerrado empleado en la sede celular es un mecanismo que sirve para ajustar la potencia del transmisor de la unidad móvil, a fin de compensar el desvanecimiento Rayleigh en el canal de entrada. En la Figura 2D, la curva 44 ilustra la potencia de la señal transmitida por la unidad móvil recibida en la sede celular cuando se compensa la pérdida de trayectoria media y el desvanecimiento Rayleigh tanto en el canal de entrada como en el canal de salida. Como puede observarse en la Figura 2D, la curva 44 sigue de cerca la curva 40, salvo en los casos de fuerte desvanecimiento en los que el proceso de desvanecimiento se reduce al mínimo mediante el control de bucle cerrado.

En la Figura 3, se proporciona la antena 52 para recibir múltiples señales transmitidas por la unidad móvil, siendo proporcionadas posteriormente dichas señales al receptor analógico 54, donde se lleva a cabo la amplificación, la reducción de frecuencia y el procesamiento IF de las señales RF recibidas. Las señales analógicas obtenidas del receptor 54 se proporcionan a una pluralidad de módulos receptores o unidades de canal para efectuar la extracción de señales de información dirigidas al usuario, la generación de comandos de ajuste de potencia y la modulación de señales de información de entrada del usuario para la transmisión. Uno de dichos módulos utilizados en las comunicaciones con una unidad móvil particular, tal como la unidad móvil N, es el módulo 50N. Así pues, la salida del receptor 54 se proporciona a una pluralidad de estos módulos que incluye el módulo 50N.

El módulo 50N comprende el receptor 56 de datos digitales, el circuito 58 de banda base digital del usuario, los circuitos 60 de medición de la potencia recibida y el modulador 62 de transmisión. El receptor 56 de datos digitales recibe las señales de espectro ensanchado de banda ancha para correlacionar y desensanchar la señal transmitida por la unidad móvil N y generar una señal de banda estrecha para transferirla a un destinatario deseado que se está comunicando con la unidad móvil N. El receptor 56 de datos digitales proporciona las señales de banda estrecha a los circuitos 58 de banda base digitales del usuario. El receptor 56 de datos digitales proporciona también la señal de banda estrecha a los circuitos 60 de medición de la potencia recibida.

Los circuitos 60 de medición de la potencia recibida miden el nivel de potencia de la señal recibida desde la unidad móvil N. Los circuitos 60 de medición de potencia recibida, en respuesta al nivel de potencia hallado, generan un comando de ajuste de potencia que es introducido en el modulador 62 de transmisión para su transmisión a la unidad móvil N. Como se ha indicado anteriormente, los bits de datos del comando de ajuste de potencia son utilizados por la unidad móvil N para ajustar la potencia del transmisor de la unidad móvil.

Cuando la potencia recibida medida es superior al nivel prefijado proporcionado por un procesador de la sede celular (no mostrado), se genera un comando de ajuste de potencia adecuado. Si la potencia recibida medida fuese inferior al nivel prefijado, se generan los bits de datos del comando de ajuste de potencia, en los que se indica que es necesario aumentar la potencia del transmisor de la unidad móvil. De modo similar, si la potencia recibida medida es superior al nivel prefijado, se genera un comando de ajuste de potencia para reducir la potencia del transmisor de la unidad móvil. El comando de ajuste de potencia se utiliza para mantener un nivel de potencia nominal recibido en la sede celular.

La señal obtenida por el receptor 56 de datos digitales se proporciona a los circuitos 58 de banda base digitales del usuario, donde se interconecta para acoplarla al destinatario deseado por medio del controlador y conmutador del sistema. De modo similar, los circuitos 58 de banda base reciben señales de información del usuario destinadas a la unidad móvil N y las proporcionan al modulador 62 de transmisión.

El modulador 62 de transmisión lleva a cabo la modulación con ensanchamiento de espectro de las señales de información del usuario para transmitirlas a la unidad móvil N. El modulador 62 de transmisión recibe también los bits de datos del comando de ajuste de potencia desde los circuitos 60 de medición de la potencia recibida. Los bits de datos del comando de ajuste de potencia también son sometidos a modulación con ensanchamiento de espectro por el modulador 62 de transmisión, para su transmisión a la unidad móvil N. El modulador 62 de transmisión proporciona la señal de espectro ensanchado modulada, por medio de los circuitos 63 de control de potencia, al sumador 64, donde se combina con señales de espectro ensanchado de los moduladores de transmisión de otros módulos situados también en la sede celular.

Las señales de espectro ensanchado combinadas son introducidas en el sumador 66, donde se combinan con una señal piloto proporcionada por el generador 68 de señales piloto. A continuación, estas señales combinadas se proporcionan a unos circuitos (no mostrados), donde tiene lugar el aumento de frecuencia desde la banda de frecuencias IF hasta la banda de las frecuencias RF y la amplificación de dichas señales. Seguidamente, las señales RF se pasan a la antena 52 para su transmisión. Aunque no se ilustra, pueden disponerse circuitos de control de potencia de transmisión entre el sumador 66 y la antena 52. Estos circuitos, controlados por el procesador de la sede celular, son sensibles a las señales de comandos de ajuste de potencia transmitidas por la unidad móvil, que son demoduladas en el receptor de la sede celular y proporcionadas al procesador de control de la sede celular para acoplarlas a los circui-
tos.

En la Figura 4, la unidad móvil, tal como la unidad móvil N, incluye una antena 70 para recopilar las señales transmitidas por la sede celular y emitir las señales CDMA generadas por la unidad móvil. Habitualmente, la antena 70 comprende dos antenas separadas: una para la transmisión y otra para la recepción. La unidad móvil N recibe la señal piloto, las señales del canal de configuración y las señales dirigidas a la unidad móvil N a través de la antena 70, el receptor analógico 72 y el sistema receptor 74 de datos digitales. El receptor 72 amplifica y reduce la frecuencia de las señales CDMA de RF, convirtiéndolas en señales IF, y filtra las señales IF. Las señales IF se pasan al receptor 74 de datos digitales para el procesamiento digital. El receptor 72 incluye además circuitos para llevar a cabo una medición analógica de la potencia combinada de las señales recibidas. Esta medición de potencia se utiliza para generar una señal de retroalimentación que se proporciona a los circuitos 76 de control de potencia de transmisión para controlar la potencia de transmisión.

El sistema receptor 74 de datos digitales consiste en varios receptores de datos digitales. Uno de los receptores de datos digitales, el receptor 74a, se utiliza para buscar las señales piloto transmitidas por cada sede celular. Estas señales piloto pueden ser señales de trayectorias múltiples de una misma sede celular, señales piloto transmitidas por sedes celulares diferentes o una combinación de ambas. Las señales piloto transmitidas por sedes celulares diferentes presentan todas el mismo código de ensanchamiento, pero un desfase de código diferente para la identificación de la sede celular particular. El receptor 74a proporciona al procesador 78 de control señales que indican las señales piloto más intensas, tanto si son señales de trayectorias múltiples procedentes de una única sede celular como de sedes celulares diferentes. El procesador 78 de control utiliza la información proporcionada por el receptor 74a para establecer y mantener la comunicación con la sede celular o las sedes celulares.

El sistema receptor 74 de datos digitales comprende además receptores de datos digitales 74b y 74c. Aunque sólo se ilustran dos receptores, pueden proporcionarse receptores adicionales. Los receptores 74a y 74b se utilizan para desensanchar y correlacionar las señales recibidas dirigidas a la unidad móvil N procedentes de una sede celular o varias sedes celulares para permitir las comunicaciones en modalidad de diversidad celular. Los receptores 74b y 74c se destinan al procesamiento de señales de trayectorias múltiples diferentes de la misma sede celular o de señales procedentes de sedes celulares diferentes en modalidad de diversidad celular. Bajo el control del procesador 78 de control, los receptores 74b y 74c procesan la señal asignada destinada al usuario móvil. Habitualmente, los receptores 74b y 74c se destinan al procesamiento de la señal de datos digitales de espectro ensanchado del usuario que corresponde a la señal piloto más intensa identificada por el receptor 74a.

Los receptores 74b y 74c proporcionan datos de usuario demodulados, tales como voz codificada digitalizada, a los circuitos del combinador de diversidad y el codificador 75. Los circuitos 75 combinan coherentemente las diferentes señales de los receptores 74b y 74c, tanto si son señales de trayectorias múltiples como señales de modalidad de diversidad celular, para proporcionar una sola señal de datos del usuario. Los circuitos 75 efectúan también la descodificación y la corrección de errores de los datos del usuario. La señal obtenida de los circuitos se pasa a los circuitos 82 de banda base digitales para la interconexión con el usuario. Los circuitos 82 de banda base incluyen hardware de interfaz para acoplar el receptor 74 y el modulador 82 de transmisión con el microteléfono del usuario (no
mostrado).

Los receptores 74b y 74c también diferencian los datos digitales del usuario de los comandos de ajuste de potencia generados por la sede o las sedes celulares y transmitidos en las señales de datos del usuario. Los bits de datos de los comandos de ajuste de potencia extraídos son enviados al procesador 78 de control. El procesador 78 analiza los comandos de ajuste de potencia, a fin de controlar la potencia del transmisor de la unidad móvil.

En la situación de una sola célula en la que una o más señales (de trayectorias múltiples) están destinadas a ser procesadas por los receptores 74b o 74c, se comprueba que los comandos de ajuste de potencia se originan en una sola sede celular. En este caso, el procesador 78, que es sensible a los bits de datos de comando de ajuste de potencia, genera un comando de control de potencia de transmisión que se pasa a los circuitos 80 de control de potencia de transmisión. Cuando los comandos de ajuste de potencia indican que se necesita más potencia para el transmisor de la unidad móvil, el procesador 78 proporciona una señal a los circuitos 76 de control de potencia de transmisión para incrementar la potencia del transmisor. De modo similar, cuando los comandos de ajuste de potencia indican que se necesita menos potencia para el transmisor de la unidad móvil, el procesador 78 proporciona una señal a los circuitos 76 de control de potencia de transmisión para reducir la potencia del transmisor. No obstante, en la situación de diversidad celular, el procesador 78 debe tener en cuenta otros factores.

En la situación de diversidad celular, los comandos de ajuste de potencia llegan desde dos sedes celulares diferentes. Las mediciones de la potencia del transmisor de la unidad móvil efectuadas en estas sedes diferentes pueden diferir y, por lo tanto, es necesario controlar con prudencia la potencia del transmisor de la unidad móvil para evitar transmitir a un nivel que podría afectar negativamente a las comunicaciones entre las sedes celulares y los otros usuarios. Puesto que el proceso de generación de comandos de ajuste de potencia de la sede celular es independiente de otras sedes celulares, la unidad móvil debe responder a los comandos recibidos de una forma que no afecte a los otros usuarios.

En la situación de diversidad celular, si ambas sedes celulares proporcionasen a la unidad móvil comandos de ajuste de potencia en los que se solicita potencia adicional, el procesador de control activa una función "Y" lógica y genera una señal de control de potencia para los circuitos 76 de control de potencia de transmisión, que indica un incremento de potencia de transmisión. En este ejemplo, una petición para incrementar la potencia corresponde a un "1" lógico, mientras que una petición para reducir la potencia corresponde a un "0" lógico. Los circuitos 76 de control de potencia de transmisión son sensibles a este tipo de señal de control de potencia para incrementar la potencia del transmisor. Esta situación puede darse cuando la trayectoria de comunicación hacia ambas sedes celulares se degrada por uno o varios motivos.

En el caso en que una sede celular solicita un incremento de la potencia del transmisor pero la otra sede solicita un descenso, el procesador 78 activa nuevamente la función "Y" lógica mencionada anteriormente a fin de generar una señal de control de potencia para los circuitos 76 de control de potencia de transmisión, que indica una reducción de la potencia del transmisor. Los circuitos 76 de control de potencia de transmisión son sensibles a este tipo de señal de control de potencia para reducir la potencia del transmisor. Esta situación puede darse cuando la trayectoria de comunicación hacia una sede celular se degrada, mientras la trayectoria de comunicación hacia la otra sede celular mejora.

En resumen, la potencia del transmisor de la unidad móvil se incrementa sólo cuando todas los sedes celulares con las que la unidad móvil se está comunicando solicitan un incremento de potencia, y se reduce cuando una o más de estas sedes celulares solicitan una reducción de potencia. En este sistema, una unidad móvil individual no transmitirá a un nivel de potencia que incremente innecesariamente el nivel de interferencias del sistema con los otros usuarios, sino que mantendrán un nivel que facilite la comunicación con una sede celular por lo menos.

En la Patente Estadounidense nº 5.109.390 mencionada anteriormente, se describe con mayor detalle la función del sistema receptor 74 en las comunicaciones con varias sedes celulares. Ejemplos de esta función pueden hallarse también en la Patente Estadounidense nº 5.101.501 mencionada anteriormente.

El procesador 78 proporciona asimismo un comando de establecimiento de nivel a los circuitos 76 de control de potencia de transmisión para que lo utilicen en el establecimiento del nivel de potencia del transmisor con respecto a la medición de potencia de banda ancha del receptor analógico 72. Otros detalles sobre la interacción del receptor 72, los circuitos 76 y 80 de control de potencia de transmisión y el procesador 78 se describen con mayor profundidad con referencia a la Figura 5.

Los datos que se van a transmitir se proporcionan a través de los circuitos 82 de banda base, donde se codifican y proporcionan al modulador 84 de transmisión. El modulador 84 de transmisión lleva a cabo la modulación con ensanchamiento de espectro de los datos, según un código de ensanchamiento asignado. Las señales de espectro ensanchado se pasan desde el modulador 84 de transmisión a los circuitos 80 de control de potencia de transmisión. La potencia de la señal se ajusta de acuerdo al comando de control de potencia de transmisión proporcionado por el procesador 78 de control. Esta señal de potencia ajustada se pasa de los circuitos 80 de control de potencia de transmisión a los circuitos 76 de control de potencia de transmisión, donde la señal se ajusta de acuerdo a la señal de control de medición analógica. Aunque se ilustran como dos unidades separadas para el control de la potencia de transmisión, el nivel de potencia podría ser ajustado por un solo amplificador de ganancia variable al que se aplican dos señales de control de entrada combinadas previamente. No obstante, en el realización ejemplar ilustrada, las dos funciones de control se muestran como elementos independientes.

En el funcionamiento de los circuitos de control de potencia ilustrados en la Figura 4, el receptor 72 mide el nivel de potencia combinado de todas las señales recibidas desde todas las sedes celulares. Estos resultados de medición del nivel de potencia se utilizan para controlar el nivel de potencia establecido por los circuitos 76 de control de potencia de transmisión. Los circuitos 76 de control de potencia de transmisión incluyen circuitos en los que la velocidad de incremento de la potencia del transmisor está limitada por un filtro no lineal optativo como el indicado anteriormente. La velocidad de incremento se establecida como no superior a la velocidad con la que los circuitos 80 de control de potencia de transmisión pueden bajar la potencia en respuesta a una serie de comandos de reducción recibidos desde la sede celular y procesados por el receptor 74 y el procesador 78.

La Figura 5 ilustra en mayor detalle el aspecto del control de la potencia de la unidad móvil N descrito con referencia a la Figura 4. En la Figura 5, las señales RF recibidas desde la antena son proporcionadas al reductor 90 de frecuencia, donde las señales RF recibidas son convertidas en señales de frecuencia IF. Las señales de frecuencia IF se acoplan al filtro 92 pasa-banda que quita los componentes de frecuencia fuera de banda de las señales.

Las señales filtradas se pasan del filtro 92 al amplificador IF 94 de ganancia variable, donde las señales se amplifican. Las señales amplificadas se pasan del amplificador 94 a un convertidor analógico-digital (A/D) (no mostrado) que lleva a cabo operaciones de procesamiento digital con las señales. La salida del amplificador 94 se acopla también al circuito 96 del detector del control automático de ganancia (AGC).

El circuito 96 del detector de AGC genera una señal de control de ganancia que se acopla a una entrada de control de ganancia del amplificador 94. Esta señal de control de ganancia se utiliza para controlar la ganancia del amplificador 94 y mantener un nivel de potencia medio constante desde el amplificador 94 hasta el convertidor A/D.

El circuito 96 del detector de AGC proporciona también una salida a una entrada del comparador 98. Se proporciona una señal de establecimiento de nivel del procesador de la unidad móvil (no mostrado) a la otra entrada del comparador 98. Esta señal de establecimiento de nivel indica un nivel de potencia de referencia deseado para el transmisor. Estas señales de entrada son comparadas por el comparador 98 con la señal de comparación proporcionada a un circuito 100 de filtro no lineal optativo. Esta señal de comparación corresponde a una desviación de la potencia recibida medida respecto del nivel de potencia deseado del transmisor de la unidad móvil.

El filtro 100 puede configurarse como un circuito de resistencia-diodo-condensador simple. Por ejemplo, la entrada al circuito es un nodo común compartido por dos resistores. El otro extremo de cada resistor se acopla a un respectivo diodo. Los diodos están invertidos en su conexión con los resistores, y el otro extremo de cada diodo se acopla conjuntamente en un nodo común a modo de salida del filtro. Existe un condensador acoplado entre el nodo común de los diodos y tierra. El circuito filtro está destinado a limitar la velocidad de incremento de la potencia a menos de 1 dB por milisegundo. La velocidad de reducción de potencia suele establecerse en un valor que es unas diez veces mayor al de la velocidad de incremento de potencia, es decir, 10 dB por milisegundo. La salida del filtro 100 se introduce como una se-
ñal de control de nivel de potencia por la entrada de control de ganancia del amplificador IF 102 de ganancia variable.

El circuito 96 detector de AGC, el comparador 98 y el filtro 100 calculan la potencia de la señal recibida por la unidad móvil y la corrección de potencia necesaria para el transmisor de la unidad móvil. Esta corrección se utiliza para mantener un nivel de potencia deseado para el transmisor en condiciones de desvanecimiento en el canal de salida que son comunes al canal de entrada.

El circuito 84 del modulador de transmisión de la Figura 4 proporciona una señal IF de espectro ensanchado de baja potencia a una de las entradas del amplificador IF 104 de ganancia variable. La ganancia del amplificador 104 es controlada por una señal de control de nivel de potencia del procesador 78 (Figura 4). Esta señal de control del nivel de potencia se obtiene a partir de la señal de comando de ajuste de potencia de bucle cerrado transmitida por la sede celular y procesada por la unidad móvil de la forma descrita con referencia a la Figura 4.

La señal de comando de ajuste de potencia consta de una secuencia de comandos de elevación y descenso de potencia que se acumulan en el procesador de la unidad móvil. El procesador de control de la unidad móvil empieza estableciendo el nivel de control de ganancia en un valor nominal. Cada comando de elevación de potencia incrementa el valor de un comando de control de ganancia, lo cual corresponde a un incremento resultante aproximado de 1 dB de la ganancia del amplificador. Cada comando de descenso de potencia reduce el valor del comando de control de ganancia, lo cual corresponde a una reducción resultante aproximada de 1 dB de la ganancia del amplificador. El comando de control de ganancia es convertido a un formato analógico por un convertidor digital-analógico (D/A) (no mostrado) antes de ser aplicado al amplificador 104 como la señal de control de nivel de potencia.

El nivel de potencia de referencia de la unidad móvil puede almacenarse en la memoria del procesador de control. Como alternativa, el nivel de potencia de referencia de la unidad móvil puede incluirse en una señal enviada a la unidad móvil. Estos datos del comando de la señal son separados por el receptor de datos digitales e interpretados por el procesador de control cuando se establece el nivel. La señal proporcionada por el procesador de control es convertida por un convertidor digital-analógico (D/A) (no mostrado) antes de ser introducida en el comparador 98.

La salida del amplificador 104 se proporciona como una entrada al amplificador 102. Como se ha mencionado anteriormente, el amplificador 102 también es un amplificador IF de ganancia variable, cuya ganancia es determinada de conformidad con la señal de control de nivel de potencia obtenida del filtro 100. La señal para transmitir se amplifica, pues, según la ganancia establecida por la señal de control de nivel de potencia. La señal amplificada obtenida del amplificador 102 es amplificada todavía más y convertida en una señal de frecuencia RF para su transmisión. A continuación, la señal RF se transmite a la antena para ser transmitida.

La Figura 6 ilustra en mayor detalle el sistema de control de potencia de la sede celular ilustrado en la Figura 3. En la Figura 6, una señal transmitida por la unidad móvil es recibida en la sede celular. La señal recibida es procesada por el receptor analógico de la sede celular y la sede celular correspondientes a la unidad móvil N.

En el receptor de datos digitales (el receptor 56 de la Figura 3), la señal analógica recibida se convierte en una señal digital mediante un convertidor A/D 110. La señal digital obtenida del convertidor A/D se proporciona a un correlador 112 de ruido pseudoaleatorio (PN), donde la señal es sometida a un proceso de correlación con una señal PN proporcionada por el generador 114 de PN. La salida del correlador 112 de PN se pasa a un filtro digital 114 de transformada rápida de Hadamard, donde la señal es filtrada. La salida del filtro 114 se pasa a un circuito descodificador 116 de datos del usuario que proporciona los datos del usuario a los circuitos de banda base digitales del usuario. El descodificador 116 pasa los símbolos filtrados transformados de mayor tamaño al circuito promediador 118 de potencia. El circuito promediador 118 de potencia calcula el valor medio de las salidas transformadas de mayor tamaño durante un intervalo de un milisegundo, mediante técnicas digitales muy conocidas.

El promediador 118 de potencia transmite, al comparador 120, una señal que indica cada nivel de potencia medio. El comparador 120 recibe también una señal de establecimiento de nivel de potencia que indica el nivel de potencia recibido deseado. Este nivel de potencia recibido deseado es establecido por el procesador de control para la sede celular. El comparador 120 compara las dos señales de entrada y proporciona una señal de salida que indica la desviación del nivel de potencia medio respecto del nivel de potencia deseado. Esta señal es proporcionada al generador 122 de comandos de elevación/descenso de potencia. En respuesta a la comparación, el generador 122 genera un comando de elevación o de reducción de potencia. El generador 122 de comandos de potencia proporciona los comandos de control de potencia al modulador de transmisión de la sede celular para la transmisión y el control de la potencia del transmisor de la unidad móvil N.

Si la potencia recibida en la sede celular es superior a la deseada para la unidad móvil N, entonces se genera y transmite un comando de descenso de potencia a la unidad móvil N. Sin embargo, si el nivel de potencia recibida en la sede celular es demasiado bajo, entonces se genera y transmite un comando de elevación de potencia. Los comandos de elevación/descenso se transmiten a una frecuencia alta, nominalmente, a razón de 800 comandos por segundo en la realización ejemplar. La sobrecarga del comando de potencia (un bit por comando) resulta insignificante comparada con la velocidad binaria de una señal de voz digital de alta calidad.

La retroalimentación de comandos de ajuste de potencia compensa los cambios en el canal de entrada que son independientes del canal de salida. Estos cambios del canal de entrada independientes no se miden en la señal del canal de salida. Por consiguiente, la estimación de la pérdida de trayectoria basada en el canal de salida y el correspondiente ajuste de potencia del transmisor no reflejan los cambios en el canal de entrada. Por lo tanto, la retroalimentación de comandos de ajuste de potencia se utiliza para compensar los ajustes de la potencia del transmisor de la unidad móvil basándose en las pérdidas de trayectoria del canal de entrada que no existen en el canal de salida.

Cuando se utiliza un procedimiento de control de bucle cerrado es muy recomendable que el comando llegue a la unidad móvil antes de que las condiciones cambien de forma significativa. La presente invención proporciona circuitos de control de potencia nuevos y exclusivos en la sede celular para reducir al mínimo el retardo y la latencia en la medición y la transmisión. Los circuitos de control de potencia de la unidad móvil, el control analógico y la respuesta digital a los comandos proporcionan un procedimiento de control de potencia sumamente mejorado en el sistema de telefonía móvil celular.

Como se ha mencionado previamente, también es deseable controlar la potencia de transmisión de la sede celular en respuesta a las peticiones de la unidad móvil. La Figura 7 ilustra la configuración de la sede celular habitual, que incluye diversos módulos 50A a 50Z. Cada uno de los módulos 50A a 50Z es idéntico en cuanto a su estructura al módulo 50N de la Figura 3. En la Figura 7, se considera que la unidad móvil N está comunicándose con el módulo 50N con fines ilustrativos.

Cada uno de los módulos 50A a 50Z se acopla al controlador 10 del sistema de la forma descrita con referencia a la Figura 1. A través del enlace con el controlador 10 del sistema, cada módulo 50A a 50Z demodula y retransmite las peticiones de potencia de la unidad móvil al controlador 10 del sistema. El controlador 10 del sistema, en respuesta a una petición de una unidad móvil para incrementar la potencia del transmisor del módulo, puede aplicar una pequeña reducción a la potencia de algunos o todos los transmisores del resto de los módulos. El controlador 10 del sistema transmitiría un comando de control de potencia a una sede celular, habitualmente, al procesador de control de la sede celular. En respuesta a ello, el procesador de control de la sede celular reduce la potencia del transmisor de los otros módulos de la sede celular. La reducción de potencia de los otros módulos permite disponer, en la potencia del módulo que presta servicio al usuario móvil que ha formulado la petición, de un incremento que es n veces el valor del incremento, siendo n el número de módulos que reducen la potencia del transmisor. Cuando se utiliza esta técnica no se produce ningún cambio en la potencia de transmisión total de los módulos de la sede celular, es decir, no se produce ningún cambio en la suma de la potencia del transmisor de los módulos individuales.

Haciendo referencia otra vez a la Figura 3, el módulo 50N transmite al nivel de potencia nominal indicado anteriormente. El nivel de potencia es establecido mediante un comando del procesador de control de la sede celular, siendo este comando modificado en el procesador de control de la sede celular mediante un comando del controlador del sistema. El comando introducido en los circuitos 63 de control de potencia de transmisión se utiliza comúnmente para reducir la potencia del transmisor. Los circuitos 63 de control de potencia de transmisión pueden configurarse como un amplificador de ganancia variable, como se ha indicado en relación con la Figura 5.

Haciendo referencia a la Figura 4, en la unidad móvil, la calidad de la señal de datos recibida se mide en forma de errores en las tramas de datos. Utilizando esta medición, se determina el nivel de idoneidad de la potencia de la señal, donde una cantidad excesiva de errores en tramas indicará que la potencia de la señal es insuficiente. La información de errores en tramas puede generarse en los circuitos de corrección de errores conocidos, tal como a través de la frecuencia de normalización de un descodificador de Viterbi o un código/verificación por redundancia cíclica (CRC), o una combinación de ambos. Es posible utilizar otras técnicas diversas bien conocidas dentro del ámbito de la técnica para medir de forma directa o indirecta la potencia de la señal. Estas otras técnicas incluyen la recodificación de los datos y la comparación de éstos con los datos transmitidos originalmente a fin de obtener una indicación de los errores. Debe sobrentenderse además que la propia potencia de la señal de datos puede medirse y utilizarse como una indicación de la calidad del enlace.

La información de errores en tramas se proporciona al procesador 78. Cuando la tasa de errores en tramas es superior a un nivel umbral predeterminado durante cierto número de tramas, por ejemplo, 5 tramas, el procesador 78 genera un mensaje de petición de incremento de potencia que se transmite al modulador 84 de transmisión. El modulador 84 de transmisión modula el mensaje de petición de potencia para su transmisión a la sede celular.

Debe sobrentenderse que el controlador del sistema, a través de los módulos de las sedes celulares, puede solicitar una medición del nivel de potencia a las unidades móviles. Cada unidad móvil transmite su medición de nivel de potencia al controlador del sistema. En respuesta a ello, el controlador del sistema puede ajustar la potencia de transmisión de los diversos módulos de la sede celular para optimizar el rendimiento del sistema.

La anterior descripción de las realizaciones preferidas se proporciona para permitir a cualquier persona versada en la técnica hacer o utilizar la presente invención. Diversas modificaciones a estas realizaciones serán inmediatamente evidentes a aquellos versados en la tecnología, y los principios genéricos aquí definidos pueden aplicarse a otras realizaciones sin el empleo de la facultad inventiva. Por ello, la presente invención no está concebida para limitarse a las realizaciones aquí mostradas, sino que debe concedérsele el más amplio ámbito coherente con los principios y características novedosas aquí reveladas.

Resumen de la invención

1. En un sistema de telefonía móvil celular, en el cual los usuarios del sistema se comunican señales de información entre sí mediante múltiples sedes celulares utilizando señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código (CDMA), un sistema de control de potencia para controlar la potencia de la señal de transmisión para cada teléfono móvil en dicho sistema de telefonía móvil celular, en donde cada teléfono móvil tiene una antena, un transmisor y un sistema receptor, y cada sede celular tiene una antena, al menos un transmisor y al menos un receptor, comprendiendo dicho sistema de control de potencia:

un primer medio de medición de potencia, acoplado a un sistema receptor de telefonía móvil, para medir la potencia de la señal en las señales de comunicación CDMA recibidas por dicho sistema receptor de telefonía móvil;

un primer medio de ajuste de potencia, acoplado a un transmisor de telefonía móvil, y un correspondiente primer medio de medición de potencia de telefonía móvil, siendo dicho primer medio de ajuste de potencia sensible a las disminuciones y aumentos en las mediciones de potencia de dicho correspondiente primer medio de medición de potencia, con respecto a un primer nivel de potencia predeterminado, para aumentar y disminuir respectivamente la potencia de la señal de transmisión de dicho correspondiente transmisor de telefonía móvil;

una pluralidad de segundos medios de medición de potencia, cada uno acoplado a un respectivo receptor de sede celular, para medir la potencia de señal en cada señal de comunicación CDMA dirigida a dicho respectivo receptor de sede celular desde un correspondiente transmisor de telefonía móvil en comunicación con el mismo;

una pluralidad de medios generadores de comandos de ajuste de potencia, cada uno acoplado a un respectivo transmisor de sede celular, y correspondientes segundos medios de medición de potencia para generar comandos de ajuste de potencia correspondientes a las desviaciones en las mediciones de potencia de dichos correspondientes segundos medios de medición de potencia con respecto a un segundo nivel de potencia predeterminado, transmitiendo dicho respectivo transmisor de sede celular dichos comandos de ajuste de potencia, en donde dichos comandos de ajuste de potencia indican una solicitud de un aumento en la potencia del transmisor del teléfono móvil cuando la potencia medida por dicho segundo medio de medición de potencia está por debajo de dicho segundo nivel de potencia, e indican una disminución en la potencia del transmisor del teléfono móvil cuando la potencia medida por dicho segundo medio de medición de potencia está por encima de dicho segundo nivel de potencia; y

un segundo medio de ajuste de potencia, acoplado a dicho sistema receptor de telefonía móvil y correspondiente transmisor, siendo dicho segundo medio de ajuste de potencia sensible a dichos comandos de ajuste de potencia dirigidos a dicho respectivo sistema receptor de telefonía móvil, para disminuir la potencia de la señal de transmisión cuando dichos comandos de ajuste de potencia, según son transmitidos por al menos una de dichas sedes celulares y recibidos en dicho sistema receptor de telefonía móvil, indican una disminución en la potencia de señal de transmisión de dicho transmisor de telefonía móvil, y para incrementar la potencia de la señal de transmisión de dicho transmisor de telefonía móvil cuando dichos comandos de ajuste de potencia transmitidos, según son transmitidos por todas dichas sedes celulares y recibidos en dicho sistema receptor de telefonía móvil, indican un aumento en la potencia de la señal de transmisión de dicho transmisor de telefonía móvil.

2. El sistema de control de potencia, en el cual dichos primeros medios de medición de potencia corresponden a una suma de todas las señales de comunicación de CDMA recibidas simultáneamente dentro de una banda de frecuencia predeterminada, y dicho primer medio de medición de potencia es adicionalmente para generar y proporcionar una correspondiente primera señal de medición de potencia a dicho correspondiente primer medio de ajuste de potencia.

3. El sistema de control de potencia, en el cual dicho primer medio de ajuste de potencia comprende:

un medio comparador para recibir dicha primera señal de medición de potencia y una primera señal de establecimiento de nivel de potencia, correspondiendo dicha primera señal de establecimiento de potencia a un nivel deseado de potencia de transmisión del teléfono móvil, para comparar dicha primera señal de medición de potencia con dicha primera señal de establecimiento de nivel de potencia, y para proporcionar una correspondiente señal de salida de comparador; y

un medio de amplificación variable de ganancia acoplado operativamente con dicho transmisor de teléfono móvil para recibir dicha señal de salida de comparador, y sensible al mismo para detectar la potencia variable de la señal de transmisión de dicho correspondiente transmisor de teléfono móvil.

4. El sistema de control de potencia, en el cual dichas sedes celulares están situadas en tierra y definen una correspondiente área de servicio.

5. El sistema de control de potencia, en el cual dichas sedes celulares se comunican con dichos teléfonos móviles a través de al menos un satélite retransmisor de órbita terrestre.

6. Un aparato para controlar la potencia de la señal de transmisión en un teléfono móvil celular en las comunicaciones que tengan una pluralidad de estaciones de sede celular que utilizan señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código (CDMA), teniendo dicho teléfono móvil celular una antena acoplada con un transmisor y un receptor, siendo dicho transmisor para generar y transmitir una señal portadora CDMA según una función de ensanchamiento asignado modulada por una señal de información de entrada de un usuario móvil, y siendo dicho receptor para recibir señales de comunicación CDMA desde al menos dos de dichas estaciones de sede celular, y procesando con espectro ensanchado dichas señales de comunicación CDMA recibidas según una función de ensanchamiento asignado, a fin de recuperar una señal de información de salida de usuario móvil destinada a un usuario de dicho teléfono móvil celular, comunicando dichas estaciones, dos al menos, de sede celular, comandos de control de potencia en señales de comunicación CDMA destinadas para dicho teléfono móvil celular, y proporcionando dicho receptor una salida de dichos comandos de control de potencia, comprendiendo dicho aparato:

un medio de medición para medir, acoplándose operativamente con dicho receptor, la potencia de señales combinadas en las señales de comunicación CDMA recibidas simultáneamente, y proporcionar una señal de medición que indica la potencia de la señal medida;

un medio de ajuste para recibir, acoplándose operativamente con dicho transmisor, dicha señal de medición, variando la potencia de la señal del transmisor en correspondencia opuesta a las variaciones en la potencia de la señal medida alrededor de un nivel de potencia predeterminado; y

un medio adicional de ajuste para recibir, acoplándose operativamente a dicho receptor y transmisor, dichos comandos de ajuste de potencia, disminuyendo la potencia de la señal del transmisor cuando al menos uno de dichos comandos de ajuste de potencia transmitidos por dichas estaciones, al menos dos, de sede celular, al recibirse en dicho receptor, indica una disminución en la potencia de la señal del transmisor, y aumentando la potencia de la señal del transmisor cuando todos los comandos de ajuste de potencia transmitidos por dichas al menos dos sedes celulares, al recibirse en dicho receptor, indican un aumento en la potencia de la señal del transmisor.

7. El aparato en el cual cada una de dichas al menos dos estaciones de sede celular mide la potencia de señal de dichas señales de comunicación CDMA transmitidas por el teléfono móvil celular y genera, para su transmisión, dichos comandos de ajuste de potencia que indican al menos uno entre un aumento y una disminución en dicha potencia de señal de teléfono móvil celular, a fin de mantener un nivel de potencia predeterminado en las señales de comunicación CDMA de dicho teléfono móvil celular recibidas por al menos una de dichas al menos dos estaciones de sede celular.

8. El aparato en el cual dicho medio de ajuste comprende:

un medio comparador para recibir una señal de medición y una primera señal de establecimiento de nivel de potencia, correspondiendo dicha primera señal de establecimiento de nivel de potencia a un nivel deseado de potencia del transmisor del teléfono móvil celular, para comparar dicha primera señal de medición de potencia con dicha primera señal de establecimiento de potencia, y para proporcionar una correspondiente señal de salida de comparador;

un medio de amplificación variable de ganancia, acoplado operativamente con dicho transmisor, para recibir dicha señal de salida de comparador, y sensible a ello para variar la potencia de la señal de dicho transmisor.

9. El aparato en el cual dicho medio de ajuste adicional comprende:

un medio procesador para recibir dichos comandos de ajuste de potencia, acumular dichos comandos de ajuste de potencia con una configuración predeterminada del nivel de control de ganancia, y proporcionar una correspondiente señal de ajuste de potencia; y

un medio adicional de amplificación variable de ganancia, acoplado operativamente con dicho transmisor, para recibir dicha señal de ajuste de potencia, y sensible a ello para variar la potencia de señal de dicho transmisor.

10. El sistema de control de potencia en el cual al menos una de dichas dos estaciones de sede celular está situada en tierra y define una correspondiente área de servicio.

11. El sistema de control de potencia en el cual al menos una de dichas dos estaciones de sede celular se comunica con dicho teléfono móvil a través de al menos un satélite retransmisor de órbita terrestre.

12. En un sistema de telefonía móvil celular en el cual los usuarios del sistema se comunican señales de información entre sí mediante al menos una sede celular, utilizando señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código (CDMA), un procedimiento para controlar la potencia de la señal de transmisión de un teléfono móvil en dicho sistema de telefonía celular móvil, en el cual dicho teléfono móvil tiene una antena, un transmisor y un receptor, y cada sede celular tiene una antena, al menos un transmisor y al menos un receptor, y dicho teléfono móvil comunica señales de comunicación CDMA a al menos dos de dichas sedes celulares, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

medir la potencia de señal en las señales de comunicación CDMA recibidas por dicho receptor de teléfono móvil;

variar la potencia de la señal de transmisión de cada correspondiente transmisor de teléfono móvil en correspondencia opuesta a las variaciones en las correspondientes mediciones de la potencia del teléfono móvil con respecto a un primer nivel de potencia predeterminado;

medir la potencia de señal en cada señal de comunicación CDMA recibida en dichas al menos dos sedes celulares, según se transmite desde dicho transmisor de teléfono móvil;

generar comandos de ajuste de potencia correspondientes a desviaciones en las mediciones de dichas al menos dos sedes celulares con respecto a un segundo nivel de potencia predeterminado, en donde dichos comandos de ajuste de potencia indican una solicitud de un aumento en la potencia del transmisor del teléfono móvil cuando la potencia medida de cada dicha sede celular respectiva está por debajo de dicho segundo nivel de potencia, e indican una disminución en la potencia del transmisor del teléfono móvil cuando la potencia medida de cada dicha sede celular respectiva está por encima de dicho segundo nivel de potencia;

transmitir, por dichas al menos dos sedes celulares, dichos respectivos comandos de ajuste de potencia, junto con dichas señales de información, a dicho teléfono móvil;

recibir en cada respectivo receptor de teléfono móvil, dichos comandos de ajuste de potencia correspondientes al mismo;

disminuir la potencia de la señal de transmisión de dicho transmisor de teléfono móvil cuando dichos comandos de ajuste de potencia, según son transmitidos por al menos una de dichas al menos dos sedes celulares, y recibidos en dicho sistema receptor del teléfono móvil, indican una disminución en la potencia de señal de transmisión de dicho transmisor de teléfono móvil; y para aumentar la potencia de señal de transmisión de dicho transmisor de teléfono móvil cuando dichos comandos de ajuste de potencia transmitidos, al ser transmitidos por todas dichas al menos dos sedes celulares, y ser recibidos en dicho sistema receptor del teléfono móvil, indican un aumento en la potencia de la señal de transmisión de dicho transmisor de teléfono móvil.

13. El procedimiento en el cual dicha etapa de generar comandos de ajuste de potencia, correspondientes a las desviaciones en las correspondientes mediciones de la potencia de la sede celular con respecto a un segundo nivel de potencia predeterminado, comprende las etapas de:

generar un comando de encendido en respuesta a una disminución en una correspondiente medición de potencia de sede celular con respecto a dicho segundo nivel de potencia predeterminado, y

generar un comando de apagado en respuesta a un aumento en una correspondiente medición de potencia de sede celular con respecto a dicho segundo nivel de potencia predeterminado.

14. El procedimiento en el cual, en dicha etapa de medición de la potencia de señal en las señales de comunicación CDMA recibidas por cada respectivo receptor de teléfono móvil, la potencia de señal medida corresponde a una suma de todas las señales de comunicación CDMA recibidas simultáneamente dentro de una banda de frecuencia predeterminada.

15. El procedimiento que comprende adicionalmente la etapa de generar una primera señal de medición de potencia correspondiente a dicha potencia de señal medida en las señales de comunicación CDMA recibidas por dicho receptor de teléfono móvil.

16. El procedimiento en el cual dicha etapa de variar la potencia de señal de transmisión de dicho transmisor de teléfono móvil en correspondencia opuesta a las variaciones en las correspondientes mediciones de potencia del teléfono móvil con respecto a un primer nivel de potencia predeterminado comprende las etapas de:

comparar dicha primera señal de medición de potencia con una primera señal de establecimiento de nivel de potencia, correspondiendo dicha primera señal de establecimiento de nivel de potencia a un nivel deseado de potencia del transmisor del teléfono móvil;

proporcionar una señal de salida de comparador correspondiente a una diferencia entre dicha primera señal de medición de potencia y dicha primera señal de establecimiento de nivel de potencia; y

variar la ganancia del transmisor del teléfono móvil según dicha señal de salida del comparador.

17. Un procedimiento para controlar la potencia de la señal de transmisión en un teléfono móvil celular en las comunicaciones con al menos dos estaciones de sede celular, utilizando señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división de código (CDMA), teniendo dicho teléfono móvil celular una antena acoplada con un transmisor y un receptor, siendo dicho transmisor para generar y transmitir una señal portadora CDMA según una función de ensanchamiento asignado, modulada por una señal de información de entrada del usuario móvil, y siendo dicho receptor para recibir señales de comunicación CDMA desde al menos dos de dichas estaciones de sede celular, y procesar por espectro ensanchado dichas señales de comunicación CDMA recibidas, según una función de ensanchamiento asignada, a fin de recuperar una señal de información de salida de usuario móvil destinada para un usuario de dicho teléfono móvil celular, comunicando desde dichas al menos dos estaciones de sede celular los comandos de control de potencia en señales de comunicación CDMA destinadas para dicho teléfono móvil celular, procesando dicho receptor dichos comandos de control de potencia recibidos y proporcionando una salida de dichos comandos de control de potencia, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

medir la potencia de señales combinadas en las señales de comunicación CDMA recibidas simultáneamente;

variar la potencia de la señal del transmisor en correspondencia opuesta a las variaciones en la potencia de señal medida con respecto a un nivel de potencia predeterminado; y

variar la potencia de la señal del transmisor en correspondencia a los comandos de ajuste de potencia recibidos, disminuyendo la potencia de la señal del transmisor cuando al menos uno de dichos comandos de ajuste de potencia transmitidos por al menos dos estaciones de sede celular, según se reciben en dicho receptor, indica una disminución en la potencia de señal del transmisor, y aumentando la potencia de señal del transmisor cuando todos los comandos de potencia transmitidos por dichas al menos dos sedes celulares, según se reciben en dicho receptor, indican un aumento en la potencia de señal del transmisor.

18. El procedimiento en el cual dichas al menos dos estaciones de sede celular miden la potencia de señal de dichas señales de comunicación CDMA transmitidas por el teléfono móvil celular y generan, para su transmisión, dichos comandos de ajuste de potencia que indican uno entre un aumento y una disminución en dicha potencia de señal del teléfono móvil celular, a fin de mantener un nivel de potencia predeterminado en las señales de comunicación CDMA de dicho teléfono móvil celular recibidas por al menos una de dichas al menos dos estaciones de sede celular.

19. El aparato en el cual dicha etapa de medición de la potencia de señales combinadas en las señales de comunicación CDMA recibidas simultáneamente comprende adicionalmente la etapa de generación de una señal de medición que indica la potencia de señal medida, y en el cual dicha etapa de variación de la potencia de señal del transmisor en correspondencia opuesta a las variaciones en la potencia de señal medida con respecto a un nivel de potencia predeterminado comprende las etapas de:

generar una primera señal de establecimiento de nivel de potencia, correspondiente a un nivel de potencia deseado del transmisor del teléfono móvil celular;

comparar dicha primera señal de medición de potencia con dicha primera señal de establecimiento del nivel de potencia;

proporcionar una señal de salida de comparador correspondiente a una diferencia entre dicho nivel deseado de potencia del transmisor del teléfono móvil celular y dicha potencia medida de la señal;

proporcionar una correspondiente señal limitada de salida de comparador; y

variar la potencia de señal de dicho transmisor en respuesta a dicha señal limitada de salida de comparador.

20. El aparato en el cual dicha etapa de variación de la potencia de la señal del transmisor, en correspondencia a los comandos de ajuste de potencia recibidos, comprende las etapas de:

procesar dichos comandos de ajuste de potencia a fin de proporcionar un comando de ajuste de potencia para incrementar la potencia, si los comandos de ajuste de potencia recibidos simultáneamente desde todas dichas estaciones, al menos dos, de sede celular, indican un aumento en la potencia de la señal del transmisor, y proporcionar un comando de ajuste de potencia para disminuir la potencia si los comandos de ajuste de potencia recibidos simultáneamente desde al menos una de dichas al menos dos estaciones de sede celular indican un aumento en la potencia de la señal del transmisor;

acumular dichos comandos de ajuste de potencia para aumentar la potencia y para disminuir la potencia con respecto a una configuración predeterminada del nivel de control de la ganancia;

proporcionar una señal de ajuste de potencia correspondiente a dicha acumulación de dichos comandos procesados de ajuste de potencia con dicha configuración predeterminada del nivel de control de ganancia; y

variar la potencia de la señal de dicho transmisor en respuesta a dicha señal de ajuste de potencia.

21. En un sistema de telefonía celular en el cual los usuarios del sistema comunican señales de información entre sí mediante un controlador del sistema, y a través de al menos una sede celular que utiliza señales de comunicación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código (CDMA) entre dichas sedes celulares y teléfonos móviles, en donde cada sede celular tiene una pluralidad de módulos para comunicarse con los teléfonos móviles en dicho sistema de telefonía móvil celular, y al menos dos módulos de sede celular de una sede celular están en comunicación con un teléfono móvil distinto, un sistema de control de potencia para ajustar la potencia de la señal de transmisión modular de la sede celular en respuesta a una solicitud de ajuste de potencia desde un teléfono móvil, en donde cada teléfono móvil tiene una antena, un transmisor y un receptor, y cada sede celular tiene una antena, al menos un transmisor y al menos un receptor, comprendiendo dicho sistema de control de potencia:

un medio para determinar la calidad de la señal de transmisión, en un teléfono móvil, para las señales de comunicación CDMA destinadas a dicho teléfono móvil, según se transmiten desde un módulo de sede celular, con respecto a un nivel deseado de calidad de señal, para generar una solicitud de ajuste de potencia cuando dicha calidad determinada de señal de transmisión está por debajo de dicho nivel deseado de calidad de señal, y para comunicar dicha solicitud de ajuste de potencia a dicho módulo;

un medio en dicho módulo para comunicar dicha solicitud de ajuste de potencia a un controlador del sistema;

un medio en dicho controlador del sistema sensible a dicha solicitud de ajuste de potencia, para generar y comunicar un comando de ajuste de potencia a cada módulo de dicha sede celular;

un medio en cada módulo de sede celular para recibir dicho comando de ajuste de potencia, siendo dicho módulo de sede celular sensible al mismo para aumentar la potencia de la señal de transmisión en las señales de comunicación CDMA a dicho teléfono móvil en un incremento determinado, y siendo cada uno de los otros módulos de sede celular sensible al mismo para reducir la potencia de la señal de transmisión en las señales de comunicación CDMA, según son comunicadas desde el mismo a un correspondiente teléfono móvil en comunicación con el mismo, en un incremento predeterminado.

22. El sistema de control de potencia en el cual dicho incremento de potencia de señal de transmisión del módulo de sede celular es del orden de alrededor de 1 dB, y cada uno de los otros incrementos de la potencia de la señal de transmisión del módulo es del orden de dicho incremento de aumento de la potencia de la señal de transmisión, dividido entre n, donde n es el número de los otros módulos en comunicación con un correspondiente teléfono móvil.

23. El sistema de control de potencia en el cual, al ajustar la potencia de transmisión de dicho módulo y de otros módulos, la suma de las potencias de transmisión de los módulos de sede celular se mantiene esencialmente igual.

24. El sistema de control de potencia en el cual dicho controlador del sistema comunica un mensaje de control, mediante al menos uno de dichos módulos de sede celular, a los correspondientes teléfonos móviles, recibiendo cada medio telefónico móvil para determinar la calidad de la señal de transmisión dicho mensaje de control, y siendo sensible al mismo para generar un mensaje de respuesta de calidad de señal y comunicar dicho mensaje de respuesta de calidad de señal a cada módulo correspondiente, comunicando también dicho medio en dicho módulo de comunicación dicho mensaje de respuesta de calidad de señal a dicho controlador del sistema, siendo dicho controlador del sistema sensible a los mensajes recibidos de respuesta de calidad de señal para generar y comunicar un segundo comando de ajuste de potencia a cada módulo de dicha sede celular, y en donde dicho medio en cada módulo de sede celular para recibir dicho comando de ajuste de potencia también recibe dicho segundo comando de ajuste de potencia y es sensible al mismo para ajustar la potencia de la señal de transmisión en las señales de comunicación CDMA enviadas a cada teléfono móvil en un incremento predeterminado.

Claims

1. Un sistema de comunicación celular en el cual un usuario (16, 18) del sistema y n usuarios adicionales (16, 18) del sistema están cada uno en comunicación con otros usuarios respectivos mediante señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas mediante una sede celular (12, 14), en el cual:

el usuario (16, 18) del sistema comprende un transmisor (84) para transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información a dicha sede celular (12, 14), un receptor (72, 74) para recibir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información desde dicha sede celular (12, 14), y un medio para medir la calidad de la señal en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario del sistema;

la sede celular (12, 14) comprende un transmisor (62) para transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información a dicho usuario del sistema, un receptor (54, 56) para recibir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información desde dicho usuario (16, 18) del sistema, y un medio (63) de ajuste para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas desde la sede celular (12, 14);

se proporciona un medio (10) de control de potencia para controlar la potencia de transmisión de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, midiendo la potencia de la señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario (16, 18) del sistema y transmitiendo los datos que representan la potencia medida a la sede celular (12, 14), mediante las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, siendo el medio (63) de ajuste sensible a los datos en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información del usuario (16, 18) del sistema, para ajustar la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14),
y

en donde el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en una de dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a un usuario (16, 18) del sistema en respuesta a datos que representan la calidad de una señal modulada de espectro ensanchado portadora de información, medida en dicho usuario del sistema, y para disminuir el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a los otros n usuarios (16, 18) del sistema.

2. Un sistema de comunicación celular según la reivindicación 1, en el cual el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a un usuario (16, 18) del sistema, en una cantidad predeterminada, y los niveles de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a los otros n usuarios (16, 18) del sistema se disminuyen en otra magnitud predeterminada para mantener un nivel aproximadamente constante de potencia de transmisión total en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14).

3. Un sistema de comunicación celular según la reivindicación 2, en el cual el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a dicho usuario (16, 18) del sistema, en una magnitud incremental, y para disminuir el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a cada uno de los otros n usuarios (16, 18) del sistema en la magnitud incremental dividida entre n.

4. Un sistema de comunicación celular según cualquier reivindicación precedente, en el cual: el medio (63) de ajuste puede operarse para ajustar la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14), en incrementos del orden de aproximadamente 1 dB.

5. Un sistema de comunicación celular según cualquier reivindicación precedente, en el cual: el medio (10) de control de potencia controla la potencia de transmisión de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitiendo al usuario (16, 18) del sistema, mediante dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, un comando para el usuario (16, 18) del sistema, para medir la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, recibidas por el usuario (16, 18) del sistema, y para transmitir datos que representan la potencia medida a la sede celular (12, 14), mediante las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información.

6. Un sistema de comunicación celular según cualquier reivindicación precedente, en el cual: el usuario (16, 18) del sistema mide la calidad de la señal como una representación de la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información.

7. Un sistema de comunicación celular según cualquier reivindicación precedente, en el cual: el usuario (16, 18) del sistema comprende un medio (80) de ajuste para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario (16, 18) del sistema, según la calidad medida de señal de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario del sistema.

8. Un sistema de comunicación celular según cualquier reivindicación precedente, en el cual:

la sede celular (12, 14) comprende un medio (60) para medir la potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, recibidas por la sede celular (12, 14);

el medio (10) de control de potencia es sensible a dicho medio (60) para medir la potencia a fin de transmitir al usuario (16, 18) del sistema, mediante dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, un comando para que el usuario (16, 18) del sistema ajuste la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por el usuario (16, 18) del sistema; y

el medio (80) de ajuste en el usuario (16, 18) del sistema es sensible al comando para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas desde el usuario (16, 18) del sistema.

9. Un sistema de comunicación celular según la reivindicación 8, comprendiendo el sistema una segunda sede celular (12, 14) para transmitir las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información entre el usuario (16, 18) del sistema y el otro usuario, siendo el medio (80) de ajuste en el usuario (16, 18) del sistema sensible a los comandos plurales recibidos desde las sedes celulares (12, 14) para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario (16, 18) del sistema.

10. Un sistema de comunicación celular según la reivindicación 9, en el cual el medio (80) de ajuste en el usuario (16, 18) del sistema está dispuesto para aplicar una operación de Y lógico a los comandos plurales recibidos, y para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario (16, 18) del sistema, según el resultado de la operación de Y lógico.

11. Un sistema de comunicación celular según la reivindicación 10, en el cual el medio (80) de ajuste en el usuario (16, 18) del sistema está dispuesto para incrementar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario (16, 18) del sistema, si todos los comandos plurales recibidos requieren un aumento en la potencia, y para disminuir la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario (16, 18) del sistema, si uno o más de los comandos plurales recibidos requiere una disminución de la potencia.

12. Un procedimiento para controlar la potencia de transmisión en un sistema de comunicación celular, en el cual un usuario del sistema y n usuarios adicionales del sistema están en comunicación con otros usuarios respectivos mediante señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas mediante una sede celular, comprendiendo el procedimiento:

transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información desde la sede celular a dicho usuario del sistema;

medir la potencia de la señal en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, recibidas por el usuario del sistema;

transmitir las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información desde el usuario del sistema a dicha sede celular;

transmitir a la sede celular, mediante dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, datos que representan la potencia medida;

controlar la potencia de transmisión de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, ajustando la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular, según

los datos que representan la calidad medida, en donde:

el nivel de potencia en una de dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular a un usuario del sistema, se aumenta en respuesta a datos que representan la calidad de una señal modulada de espectro ensanchado portadora de información, medida en dicho usuario del sistema; y

el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular a las otras n estaciones de usuario remotas, se decrementa.

13. Un procedimiento según la reivindicación 12, en el cual el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular a un usuario del sistema, se incrementa en una magnitud predeterminada, y los niveles de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular a los otros n usuarios del sistema, se decrementan en otra magnitud predeterminada para mantener un nivel aproximadamente constante de potencia total de transmisión en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular.

14. Un procedimiento según la reivindicación 13, en el cual el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular a dicho usuario del sistema, se aumenta en una magnitud incremental, y el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular a cada una de las otras n estaciones de usuarios remotos se decrementa en la magnitud incremental dividida entre n.

15. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el cual:

la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular, se ajusta en incrementos del orden de aproximadamente 1 dB.

16. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, que comprende adicionalmente transmitir al usuario del sistema, mediante dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, un comando para que el usuario del sistema mida la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario del sistema, y transmita los datos que representan la potencia medida a la sede celular, mediante las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información.

17. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, que comprende adicionalmente una medición, por parte del sistema, de la calidad de la señal como una representación de la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información.

18. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, que comprende adicionalmente ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario del sistema, según la calidad medida de señal de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario del sistema.

19. Un procedimiento según la reivindicación 18, que comprende adicionalmente:

medir la calidad de señal en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, recibidas por la sede celular;

transmitir al usuario del sistema, mediante dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, un comando para que el usuario del sistema ajuste la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por el usuario del sistema; y

ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario del sistema.

20. Un procedimiento según la reivindicación 19, para su utilización en un sistema que comprende una segunda sede celular para transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información entre el usuario del sistema y el otro usuario, comprendiendo el procedimiento el ajuste de la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario del sistema en respuesta a comandos plurales, recibidos desde las sedes celulares.

21. Un procedimiento según la reivindicación 20, que comprende adicionalmente aplicar una operación de Y lógico a los comandos plurales recibidos, y ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario del sistema, según el resultado de la operación de Y lógico.

22. Un procedimiento según la reivindicación 21, que comprende adicionalmente aumentar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario del sistema, si todos los comandos plurales recibidos requieren un aumento en la potencia, y disminuir la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el usuario del sistema, si uno o más de los comandos plurales recibidos requiere una disminución de la potencia.

23. Un controlador de sede celular/sistema para un sistema de comunicación celular, en el cual un usuario (16, 18) del sistema y n usuarios (16, 18) adicionales del sistema están en comunicación con otros usuarios respectivos, mediante señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas mediante la sede celular (12, 14), que comprende:

un transmisor (62) para transmitir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, para su recepción por parte de un usuario del sistema;

un receptor (54, 56) para recibir señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde dicho usuario (16, 18) del sistema;

un medio (63) de ajuste para ajustar la potencia de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas desde el transmisor; y

un medio (10) de control de potencia para controlar la potencia de transmisión de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, midiendo la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por dicho usuario (16, 18) del sistema, y transmitiendo datos que representan la potencia medida a la sede celular (12, 14), mediante las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, siendo el medio (63) de ajuste sensible a los datos en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información de dicho usuario (16, 18) del sistema, para ajustar la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por el transmisor, y

en el cual el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en una de dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a un usuario (16, 18) del sistema, en respuesta a los datos que representan la potencia de una señal modulada de espectro ensanchado portadora de información, medida en dicho usuario del sistema, y para disminuir el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14) a los otros n usuarios (16, 18) del sistema.

24. Un controlador de sede celular/sistema según la reivindicación 23, en el cual el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14) a un usuario (16, 18) del sistema en una magnitud predeterminada, y para disminuir los niveles de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14) a los otros n usuarios (16, 18) del sistema, en otra magnitud predeterminada, a fin de mantener un nivel aproximadamente constante de la potencia total de transmisión en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14).

25. Un controlador de sede celular/sistema según la reivindicación 24, en el cual el medio (10) de control de potencia está dispuesto para aumentar el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitidas por la sede celular (12, 14) a dicho usuario (16, 18) del sistema en una magnitud incremental, y a disminuir el nivel de potencia en dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14) a cada uno de los otros n usuarios (16, 18) del sistema en la magnitud incremental dividida entre n.

26. Un controlador de sede celular/sistema según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, en el cual el medio (63) de ajuste es controlable para ajustar la potencia en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información transmitidas por la sede celular (12, 14) en incrementos del orden de aproximadamente 1 dB.

27. Un controlador de sede celular/sistema según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en el cual el medio (10) de control de potencia controla la potencia de transmisión de las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, transmitiendo al usuario (16, 18) del sistema, mediante dichas señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información, un comando para que el usuario (16, 18) del sistema mida la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información recibidas por el usuario (16, 18) del sistema, y transmita los datos que representan la potencia medida a la sede celular (12, 14), mediante las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información.

28. Un controlador de sede celular/sistema según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 27, en el cual el usuario (16, 18) del sistema mide la calidad de la señal como una representación de la potencia de señal en las señales moduladas de espectro ensanchado portadoras de información.