ES2329048T3 - Estacion movil para uso en una red de comunicacion celular. - Google Patents
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Abstract
Estación móvil para realizar el control de potencia adaptativo de un transmisor de espectro expandido de la estación móvil que funciona en una red de comunicación celular que usa modulación de espectro expandido, la estación móvil caracterizada por el hecho de que comprende: medios (104) para detectar un nivel de potencia recibido de una señal de amplio espectro genérica en un primer canal; medios (105) para descodificar una señal de datos APC en un canal secundario como un umbral; donde el primer canal y el segundo canal no son un mismo canal; medios (106) para generar una señal de comparación mediante la comparación del nivel de potencia recibido con dicho umbral; medios (112) para transmitir una señal de espectro expandido de transmisión; una antena; y medios de ganancia variable (111) sensibles a dicha señal de comparación para ajustar un nivel de potencia de transmisor de la señal de espectro expandido de transmisión desde dicho transmisor.
Description
Estación móvil para uso en una red de
comunicación celular.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Esta invención se refiere a una estación móvil
para el uso en una red de comunicación celular que usa modulación
de espectro expandido donde una estación base transmite señales de
espectro expandido que son recibidas por la estación móvil y la
estación móvil incluye un transmisor y una antena asociada para
transmitir señales de espectro expandido a la estación base, la
estación móvil incluyendo un control de potencia adaptativo.
Una señal de espectro expandido normalmente es
generada modulando una señal de datos de información con una señal
de código chip. La señal de datos de información puede venir de un
dispositivo de datos tal como un ordenador, o un dispositivo
analógico que emite una señal analógica que ha sido digitalizada a
una señal de datos de información, tal como voz o video. La señal
de código chip es generada por un código chip donde la duración de
tiempo, TC, de cada chip es sustancialmente inferior a un bit de
datos o símbolo de datos.
El espectro expandido proporciona unos medios
para comunicación donde una señal de espectro expandido ocupa un
ancho de banda en exceso del ancho de banda mínimo necesario para
enviar la misma información. La extensión de banda es realizada
usando un código chip que es independiente de una señal de datos de
información. Una recepción sincronizada con el código chip en un
receptor se usa para la desexpansión de la señal de espectro
expandido y recuperación posterior de datos de la señal de espectro
expandido.
La modulación de espectro expandido ofrece
muchas ventajas como un sistema de comunicaciones para una oficina
o entorno urbano. Estas ventajas incluyen reducción intencional e
interferencia desintencional, combatiendo problemas de
multitrayecto, y suministrando acceso múltiple a un sistema de
comunicaciones compartido por usuarios múltiples. Comercialmente,
estas aplicaciones incluyen, pero no se limitan a, redes de área
local para ordenadores y redes de comunicaciones privadas para
teléfono, al igual que otras aplicaciones de datos.
Una red de comunicación celular que usa
modulación de espectro expandido para comunicar entre una estación
de base y una pluralidad de usuarios, requiere el control del nivel
de potencia de una estación móvil de usuario particular. Dentro de
una celda particular, una estación móvil cerca de la estación base
de la celda puede ser requerida para transmitir con un nivel de
potencia menor que cuando la estación móvil está cerca de un
perímetro externo de la celda. Esto se hace para asegurar un nivel
de potencia constante en la estación base, recibida de cada
estación móvil. Un sistema de control de nivel de potencia
representativo adaptado para dirigir los requisitos de control de
potencia dentro de una celda particular es aquel discutido en un
papel científico por R.F. Ormondroyd titulado, "Power Control for
Spread-Spectrum Systems" páginas 109 a 115 de
los Procedimientos de la Conferencia sobre Comunicaciones
Equipamiento y Sistemas, realizada el 20-22 de abril
de 1982 en Birmingham, U.K. El sistema de Ormondroyd es un sistema
de bucle cerrado que requiere retroacción, es decir, el nivel de
potencia de una transmisión de unidad móvil es medida en la
estación base y, sensible a esta medición, la estación base dirige
un aumento o reducción en la potencia de transmisión de la unidad
móvil. Para implementar tal sistema en un entorno de interferencia,
un salto de frecuencia puede ser empleado, como se enseña en un
artículo por Munday y Pinches, titulado "Jaguar-V
Frequency-Hopping Radio System", IEE
Proceedings, Vol. 129, Parte F, No. 3 (Junio 1982).
EP-A-0 392 079
expone un radio transmisor-receptor que incluye una
sección de control para ajustar un nivel de salida de transmisión
mayor o menor que un nivel de salida prescrito con un margen de
tolerancia, en respuesta a una señal de un circuito de conversión
de nivel.
En una primera región geográfica, tal como un
entorno urbano, la arquitectura de las celdas dentro de la primera
región geográfica puede tener celdas pequeñas que están cerca unas
de otras, requiriendo un nivel de potencia bajo de cada usuario
móvil. En una segunda región geográfica, tal como un entorno rural,
la arquitectura celular dentro de la región puede tener celdas
grandes que se expanden, requiriendo un nivel de potencia
relativamente alta de cada usuario móvil. Un usuario móvil que se
mueve de una primera región geográfica a la segunda región
geográfica debe ajustar el nivel de potencia de su transmisor, para
reunir los requisitos de una región geográfica particular. De lo
contrario, si el usuario móvil viaja de una región escasamente
poblada con pocas celdas y expandidas usando el nivel de potencia
relativamente más alto con su transmisor de espectro expandido, a
una región densamente poblada con muchas celdas sin reducir el nivel
de potencia de su transmisor de espectro expandido, su transmisor
de espectro expandido puede causar interferencia indeseable dentro
de la celda en la que éste está localizado y/o a celdas contiguas
al mismo.
Un objeto de la invención es proporcionar un
aparato y método para controlar automáticamente y adaptativamente
el nivel de potencia de una pluralidad de estaciones móviles de
modo que el nivel de potencia recibido en la estación base de cada
celda sea el mismo para cada estación móvil.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
aparato y método de espectro expandido que permite accionar un
transmisor de espectro expandido en diferentes regiones
geográficas, donde cada región geográfica tiene una pluralidad de
celdas, y las celdas dentro de una región geográfica pueden tener
celdas de diferentes tamaños y requisitos de potencia de
transmisión.
Estos objetos son encontrados según la presente
invención, como se incorpora y se describe aquí de forma general,
por una estación móvil para el uso en una red de comunicación
celular que usan modulación de espectro expandido que comprende las
características del Aspecto 1.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Formas de realización preferidas de la invención
están provistas en los subaspectos.
Preferiblemente, cada circuito de adquisición
incluye un generador de código chip, un filtro de paso de banda, y
un dispositivo de producto acoplado a dicho generador de código
chip y dicho filtro de paso de banda.
Un primer circuito de adquisición es acoplado a
dicho detector, y un segundo circuito de adquisición diferente es
acoplado a dicho descodificador.
Según otra forma de realización, dicho detector
y dicho descodificador son acoplados al mismo circuito de
adquisición.
Preferiblemente, dicho descodificador incluye un
desmodulador de datos y dicho dispositivo de ganancia variable
incluye un atenuador de ganancia variable y/o un amplificador de
ganancia variable.
Objetos y ventajas adicionales de la invención
en parte son expuestos en la descripción que sigue, y en parte son
obvios a partir de la descripción, o pueden ser aprendidos por la
práctica de la invención. Los objetos y ventajas de la invención
también pueden ser realizados y logrados mediante las mediaciones y
combinaciones particularmente señalados en los aspectos anexos.
Los dibujos anexos, que están incorporados en la
especificación y constituyen una parte de la misma, ilustran formas
de realización preferidas de la invención, y con la descripción
sirven para explicar los principios de la invención.
Fig. 1 muestra un receptor y transmisor de
control de potencia adaptativo según la presente invención;
Fig. 2 muestra un receptor y transmisor de
control de potencia adaptativo según la presente invención;
Fig. 3 muestra el efecto relativo de una
pluralidad de usuarios de comunicación con espectro expandido en un
entorno de celdas con y sin control de potencia adaptativo; y
Fig. 4 es un flujograma del método de la
presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Se hará ahora referencia con detalle a las
presentes formas de realización preferidas de la invención,
ejemplos siendo ilustrados en los dibujos anexos, donde números de
referencia similares indican elementos similares en todas partes de
las diferentes vistas.
La presente invención asume que una pluralidad
de estaciones móviles funcionan en una red de comunicación celular
que usa modulación de espectro expandido. La red de comunicación
celular tiene una pluralidad de regiones geográficas, con una
pluralidad de celdas dentro de una región geográfica. El tamaño de
las celdas en una primera región geográfica puede diferir del
tamaño de las celdas en una segunda región geográfica. En una
primera región geográfica tal como un entorno urbano, una
arquitectura de celdas dentro de la región puede tener celdas
pequeñas que están cerca una de la otra. En una segunda región
geográfica tal como un entorno rural, una arquitectura de celdas
dentro de la región puede tener celdas grandes que están
expandidas.
Una estación móvil mientras que está en la
primera región geográfica puede ser requerida para transmitir un
nivel de potencia inferior al que hay mientras que está en la
segunda región geográfica. Este requisito puede deberse a un rango
disminuido de la estación móvil desde la estación base. Dentro de
una celda particular, una estación móvil cerca de la estación base
de la celda puede ser requerida para transmitir con un nivel de
potencia inferior al que hay cuando la estación móvil está cerca de
un perímetro externo de la celda. Esto se hace para asegurar un
nivel de potencia constante en la estación base, recibida desde
cada estación móvil.
En la presente invención, una estación base
dentro de una celda particular transmite una señal de espectro
expandido genérica y una señal de datos APC. La señal de datos APC
puede ser transmitida con o separada de la señal de espectro
expandido genérica. Por ejemplo, una señal de espectro expandido
que usa una primera palabra clave de chip puede ser considerada un
primer canal que tiene la señal de espectro expandido genérica, y
una señal de espectro expandido que usa una segunda palabra clave
de chip puede ser considerada un canal secundario. La señal de
datos APC puede ser transmitida en el mismo canal, es decir, el
primer canal, que la señal de espectro expandido genérica, o en un
canal secundario que es diferente de la señal de espectro expandido
genérica.
En la disposición ejemplar mostrada en la Fig.
1, está provisto un aparato para control de potencia adaptativo de
un transmisor de espectro expandido. Cada estación móvil comprende
medios de adquisición, medios de detector, medios de
descodificador, medios de diferencia, medios de transmisión, una
antena, y medios de ganancia variable. El aparato, por ejemplo,
puede tener los medios de adquisición incorporados como un primer
dispositivo de producto 101, un primer generador de código chip 102,
y un filtro de paso de banda 103. Los medios de detector pueden ser
incorporados como detector de envolvente 104. Otros tipos de
detectores pueden ser usados con la presente invención, tales como
detectores cuadráticos o detectores coherentes, como es bien
conocido en la técnica. Los medios de descodificador pueden ser
incorporados como decodificador 105. Los medios de diferencia
pueden ser incorporados como amplificador diferencial 106, los
medios de transmisor como transmisor 112 y los medios de ganancia
variable como dispositivo de ganancia variable 111. El dispositivo
de ganancia variable 111 puede ser un amplificador de ganancia
variable, un atenuador de ganancia variable o cualquier dispositivo
que ejecuta la misma función que el dispositivo ganancia variable
111 y descrito aquí.
El primer dispositivo de producto 101 es
acoplado al primer generador de código chip 102 y al filtro de paso
de banda 103. El detector de revestimiento 104 es acoplado entre el
filtro de paso de banda 103 y el amplificador diferencial 106. El
descodificador 105 es acoplado entre el filtro de paso de banda 103
y el amplificador diferencial 106. El descodificador 105 de forma
alternativa puede ser acoplado a la salida del detector de
revestimiento 104. El dispositivo de ganancia variable 111 es
acoplado al amplificador diferencial 106 y entre el transmisor 112
y la antena.
El descodificador 105, como se ha mostrado
ilustrativamente en la Fig. 2, puede ser acoplado de forma
alternativa entre un segundo filtro de paso de banda 203 y un
amplificador diferencial 106. En esta forma de realización
particular, el segundo filtro de paso de banda 203 es acoplado a un
segundo dispositivo de producto 201. El segundo dispositivo de
producto 201 es conectado a un segundo generador de código chip
202. La forma de realización de la Fig. 2 podría ser usada donde la
señal de datos APC es transmitida sobre el segundo canal
simultáneamente mientras que la señal de espectro expandido
genérica es transmitida sobre el primer canal. El segundo canal usa
una señal de espectro expandido con una segunda palabra clave de
chip, y el segundo generador de código chip 203 genera una segunda
señal de código chip usando la segunda palabra clave de chip.
El dispositivo de producto 101, figuras 1 o 2,
que usa una primera señal de código chip desde el primer generador
de código chip 102 adquiere la señal de espectro expandido genérica
transmitida desde la estación base. La primera señal de código chip
tiene la misma palabra clave de chip que la señal de espectro
expandido genérica. El detector de revestimiento 104 detecta un
nivel de potencia recibido de la señal de espectro expandido
genérica. El nivel de potencia recibido puede ser medido en el
detector.
El descodificador 105 descodifica la señal de
datos APC desde la señal de espectro expandido genérica como un
umbral. Más particularmente, los datos que establecen o ajustan el
umbral para el amplificador diferencial 106 son enviadas con la
señal de datos APC.
El amplificador diferencial 106 genera una señal
de comparación comparando el nivel de potencia recibido de la señal
de espectro expandido genérica al umbral. El amplificador
diferencial 106 puede emplear un amplificador diferencial u otros
circuitos para realizar la función de comparación.
El transmisor 112 transmite una señal de
espectro expandido del transmisor. El dispositivo ganancia variable
111, usando la señal de comparación, ajusta un nivel de potencia de
transmisor de la señal de espectro expandido de transmisión del
transmisor. El dispositivo de ganancia variable 111 puede ser
realizado con un amplificador de ganancia variable, un atenuador de
ganancia variable, o un dispositivo equivalente que puede ajustar
el nivel de potencia de la señal de espectro expandido del
transmisor.
En funcionamiento, una estación base en una
celda puede transmitir la señal de espectro expandido genérica en
una base continua o en una base repetitiva periódica. Las
estaciones móviles dentro de la celda reciben la señal de espectro
expandido genérica. La señal de espectro expandido genérica
recibida es adquirida y desexpandida con la primera señal de código
chip del primer generador de código chip 102 y primer dispositivo
de producto 101. La señal de espectro expandido genérica
desexpandida es filtrada a través de filtro de paso de banda 103.
La estación móvil detecta la señal de espectro expandido genérica
desexpandida que usa el detector de revestimiento 104, y mide el
nivel de potencia recibido de la señal de espectro expandido
genérica.
La señal de datos APC puede ser transmitida en
el mismo canal que la señal de espectro expandido genérica usando
la misma palabra en clave de chip que la señal de espectro
expandido genérica. En este caso, la señal de datos APC es
transmitida a un intervalo de tiempo diferente de cuando la señal
de espectro expandido genérica es transmitida. Este formato permite
que la estación móvil adquiera sincronización con el primer código
chip, usando la señal de espectro expandido genérica.
Como una alternativa, la señal de datos APC
puede ser transmitida en un canal codificado diferente usando una
segunda palabra en clave de chip. En este caso, la segunda señal de
espectro expandido que tiene la señal de datos APC sería adquirida
por el segundo generador de código chip 202 y segundo dispositivo
de producto 201. En cualquier caso, la señal de datos APC es
descodificada usando el descodificador 105. Adicionalmente, la señal
de datos APC puede ser una división de tiempo de manera simultánea
o división de frecuencia de manera simultánea con la señal de
espectro expandido genérica.
El descodificador 105 descodifica la señal de
datos APC el valor del umbral para el uso por el amplificador
diferencial 106. Por ejemplo, si había ocho niveles para los cuales
ajustar el nivel de umbral, entonces como mínimo, tendría que ser
usada una palabra de tres bits con la señal de datos APC para
transmitir el umbral a la estación móvil. El umbral se utiliza para
ajustar y/o establecer el umbral del amplificador diferencial 106.
Por consiguiente, el nivel de potencia recibido del detector de
revestimiento 104 es comparado con el umbral del amplificador
diferencial 106.
Si el nivel de potencia recibido es mayor que el
umbral, entonces el dispositivo de ganancia variable 111 decrecería
o reduciría el nivel de potencia del espectro expandido del
transmisor. Si el nivel de potencia recibido es inferior al umbral
en el amplificador diferencial 106, entonces el dispositivo de
ganancia variable 111 aumenta la potencia de espectro expandido del
transmisor.
El circuito APC 110 de las Figuras 1 y 2 puede
ser construido en un chip de procesador de señal digital. Un
convertidor analógico a digital localizado en la salida del filtro
de paso de banda 103 convierte la señal recibida en una señal de
datos. El detector de envolvente 104, descodificador 105 y
amplificador diferencial 106 puede ser implementado como parte de
las funciones de tratamiento de señales digitales en el chip del
procesador de señal digital (DSP). Los transformadores analógicos a
digitales pueden ser incluidos en el chip DSP.
La Fig. 3 muestra la ventaja del uso de un
aparato de control de potencia adaptativa con una estación móvil en
una red de comunicaciones privada. El número de estaciones móviles
de control de potencia adaptativa, N (APC), contra el número de
estaciones móviles que pueden ser usadas en una región similar, N,
es fijado respecto a un radio interno, R_{1}, y un radio externo
R_{o}. Cuando el radio interno tiende a cero, usando un espectro
expandido como multiplex de división de código, el número de
usuarios con control de potencia adaptativa que pueden operar
dentro de una celda, es aproximadamente diez veces el número de
usuarios sin control de potencia adaptativa que pueden funcionar
dentro de la celda.
La presente invención también incluye un método
para el control de potencia automático de un transmisor de espectro
expandido para una estación móvil que funciona en una red de
comunicación celular que usa modulación de espectro expandido.
En referencia a la Fig. 4, una estación base
transmite 701 una señal de espectro expandido genérica y una señal
de datos de información APC. Cada estación base móvil ejecuta las
fases de adquisición 702 de la señal de espectro expandido genérica
transmitida desde la estación base, y de detección 703 de un nivel
de potencia recibido de la señal de espectro expandido genérica.
Las fases también incluyen la descodificación 704 de la señal de
datos APC como un umbral, desde la señal de espectro expandido
genérica, o de una señal separada de la señal de espectro expandido
genérica. Un umbral se establece 705 a partir de la señal de datos
APC. El método adicionalmente incluye la comparación 706 del nivel
de potencia recibido con el umbral, y el ajuste 707 de un nivel de
potencia de transmisión de una señal de espectro expandido de
transmisión en respuesta a la comparación.
Será aparente para los expertos en la técnica
que se pueden hacer varias modificaciones del método y aparato para
controlar adaptativamente un nivel de potencia de una señal de
espectro expandido en un entorno de celdas de la presente invención
sin salirse del ámbito de la invención, y se pretende que la
presente invención cubra las modificaciones y variaciones del método
y aparato para controlar adaptativamente un nivel de potencia de
una señal de espectro expandido en un entorno de celdas a condición
de que entren dentro del campo de las reivindicaciones anexas.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citada por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector. No forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet EP 0392079 A [0006]
\bullet R.F. Ormondroyd Power Control for
Spread-Spectrum Systems the Proceedings of the
Conference on Communications Equipment and Systems, 1982,
109-115 [0005]
\bullet Munday Pinches
Jaguar-V Frequency-Hopping Radio
System IEE Proceedings, 1982, vol. 129, no. 3. [0005]
Claims (3)
1. Estación móvil para realizar el control de
potencia adaptativo de un transmisor de espectro expandido de la
estación móvil que funciona en una red de comunicación celular que
usa modulación de espectro expandido, la estación móvil
caracterizada por el hecho de que comprende:
medios (104) para detectar un nivel de potencia
recibido de una señal de amplio espectro genérica en un primer
canal;
medios (105) para descodificar una señal de
datos APC en un canal secundario como un umbral; donde el primer
canal y el segundo canal no son un mismo canal;
medios (106) para generar una señal de
comparación mediante la comparación del nivel de potencia recibido
con dicho umbral;
medios (112) para transmitir una señal de
espectro expandido de transmisión;
una antena; y
medios de ganancia variable (111) sensibles a
dicha señal de comparación para ajustar un nivel de potencia de
transmisor de la señal de espectro expandido de transmisión desde
dicho transmisor.
2. Estación móvil según se expone en la
reivindicación 1 donde dichos medios (106) para generar una señal
de comparación incluyen:
un amplificador diferencial (106).
3. Estación móvil como se expone en la
reivindicación 1 donde el primer canal tiene un primer código de
chip y el segundo canal tiene un segundo código de chip; donde el
primer código de chip no es el mismo código de chip que el segundo
código de chip.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US614816 | 1990-11-16 | ||
| US07/614,816 US5093840A (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Adaptive power control for a spread spectrum transmitter |
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|---|---|
| ES2329048T3 true ES2329048T3 (es) | 2009-11-20 |
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ID=24462823
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98100395T Expired - Lifetime ES2137911T3 (es) | 1990-11-16 | 1991-11-14 | Control de potencia adaptable para un transmisor de espectro expandido. |
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Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98100395T Expired - Lifetime ES2137911T3 (es) | 1990-11-16 | 1991-11-14 | Control de potencia adaptable para un transmisor de espectro expandido. |
| ES92900295T Expired - Lifetime ES2121840T3 (es) | 1990-11-16 | 1991-11-14 | Control de potencia autoadaptable para un transmisor de espectro expandido. |
Country Status (8)
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