ES2330034T3 - Procedimiento y dispositivo de adaptacion de capacidad de transmision en la transmision de datopor paquetes. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el incremento de la capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, que comprende las etapas de: recibir una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos que no transportan datos desde un punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500); y detectar la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) en un terminal de acceso (701), donde el terminal de acceso transmite por lo menos un mensaje indicador a un punto de acceso (700) indicando un estado de recepción determinado por el terminal de acceso durante la duración de un segmento hueco.
Description
Procedimiento y dispositivo de adaptación de
capacidad de transmisión en la transmisión de datos por
paquetes.
La presente invención se refiere a la
comunicación de datos. Más concretamente, la presente invención se
refiere a un procedimiento y a un dispositivo novedosos y mejorados
para la realización de la adaptación de velocidad en lazo cerrado
rápido en una transmisión de datos por paquetes a alta
velocidad.
El acceso a la informática móvil y al acceso a
datos móvil se está consolidando para un número de usuarios cada
vez mayor. En la actualidad se están sucediendo el desarrollo y la
introducción de nuevos servicios de datos y nuevas tecnologías que
proporcionan una conectividad de datos continua y un acceso total a
la información. En la actualidad los usuarios pueden utilizar una
variedad de dispositivos electrónicos para acceder a datos de voz o
información almacenados en otros dispositivos electrónicos o en
redes de datos. Algunos de estos dispositivos electrónicos pueden
conectarse a fuentes de datos a través de cable y otros pueden
conectarse a fuentes de datos a través de soluciones inalámbricas.
Tal como se utiliza en la presente memoria, un terminal de acceso
es un dispositivo que proporciona conectividad de datos a un
usuario. Un terminal de acceso puede estar acoplado a un
dispositivo informático como, por ejemplo, un ordenador de
sobremesa, un ordenador portátil, o un asistente digital personal
(PDA), o puede estar físicamente incorporado en cualquiera de dichos
dispositivos. Un punto de acceso es un equipo que proporciona
conectividad de datos entre una red de datos de conmutación de
paquetes y terminales de acceso.
Un ejemplo de un terminal de acceso que puede
utilizarse para proporcionar conectividad inalámbrica es un
teléfono móvil que es parte de un sistema de comunicaciones capaz de
soportar una diversidad de aplicaciones. Uno de estos sistemas de
comunicaciones es un sistema de acceso múltiple por división de
código (CDMA) que cumple con el estándar de comunicación
"TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base
Station Compatibility Standard for Dual-Mode
Wideband Spread Spectrum Cellular System", denominado en lo
sucesivo estándar de comunicación IS-95. El sistema
CDMA permite la comunicación de voz y datos entre usuarios a través
de un enlace terrestre. El uso de las técnicas de CDMA en un
sistema de comunicaciones de acceso múltiple se describe en la
patente estadounidense US nº 4.901.307, con título "SPREAD
SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR
TERRESTRIAL REPEATERS", y en la patente estadounidense US nº
5.103.459, con título "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS
IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ambas cedidas al titular
de la presente invención e incorporadas por referencia en la
presente memoria. Debe entenderse que la presente invención es
igualmente aplicable a otros tipos de sistemas de comunicaciones.
Los sistemas que utilizan otros esquemas de modulación de la
transmisión bien conocidos como TDMA y FDMA así como otros sistemas
de espectro ensanchado pueden utilizar la presente invención.
Dada la creciente demanda de aplicaciones de
datos inalámbricas, la necesidad de sistemas de comunicación de
datos inalámbricos muy eficaces es cada vez más importante. El
estándar de comunicación IS-95 es capaz de
transmitir datos de tráfico y datos de voz a través de los enlaces
directo e inverso. Un procedimiento para la transmisión de datos de
tráfico en tramas de canal de código de tamaño fijo se describe al
detalle en la patente estadounidense US nº 5.504.773, con título
"METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR
TRANSMISSION", cedida al titular de la presente invención e
incorporada por referencia en la presente memoria. De acuerdo con
el estándar de comunicación IS-95, los datos de
tráfico o los datos de voz son divididos en tramas de canal de
código con un ancho de 20 mseg y con velocidades de transmisión de
datos de hasta 14,4 Kbps.
Una diferencia importante entre los servicios de
voz y los servicios de datos es el hecho de que los primeros
imponen unos requerimientos de retardo fijos y estrictos. Por lo
general, el retardo total en un sentido de las tramas de voz debe
ser inferior a 100 mseg. Por el contrario, el retardo de datos puede
convertirse en un parámetro variable utilizado para optimizar la
eficacia de un sistema de comunicación de datos. Concretamente,
pueden utilizarse técnicas de codificación para corrección de
errores más eficaces que requieren retardos considerablemente más
largos que los que pueden ser tolerados por los servicios de voz. Un
esquema de codificación eficaz a modo de ejemplo para datos se
describe en la patente estadounidense US nº 5.760.735, con título
"SOFT DECISION OUTPUT DECODER FOR DECODING CONVOLUTIONALLY ENCODED
CODEWORDS", depositada el 6 de noviembre de 1996, cedida al
titular de la presente invención e incorporada por referencia en la
presente memoria.
Otra diferencia importante entre los servicios
de voz y los servicios de datos es que los primeros requieren una
calidad de servicio (GOS) fija y común para todos los usuarios. Por
lo general, para los sistemas digitales que ofrecen servicios de
voz, esto se traduce en una velocidad de transmisión igual y fija
para todos los usuarios y un valor tolerable máximo para las tasas
de error de las tramas de voz. Por el contrario, para los servicios
de datos, la GOS puede ser diferente de un usuario a otro y puede
ser un parámetro optimizado para aumentar la eficacia total del
sistema de comunicación de datos. La GOS del sistema de comunicación
de datos por lo general se define como el retardo total incurrido
en la transferencia de una cantidad de datos predeterminada,
denominada en lo sucesivo paquete de datos.
Todavía otra diferencia importante entre los
servicios de voz y los servicios de datos es que los primeros
requieren un enlace de comunicación fiable que, en el sistema de
comunicaciones CDMA ejemplar, se proporciona mediante "soft
handoff". El "soft handoff" resulta en transmisiones
redundantes desde dos o más estaciones base para mejorar la
fiabilidad. Sin embargo, esta fiabilidad adicional no se requiere
para la transmisión de datos debido a que los paquetes de datos
recibidos con errores pueden ser retransmitidos. Para los servicios
de datos, la potencia de transmisión utilizada para soportar "soft
handoff" puede utilizarse de manera más eficaz para transmitir
datos adicionales.
El retardo de transmisión requerido para
transferir un paquete de datos y la capacidad de transmisión media
de un sistema de comunicaciones son parámetros que miden la calidad
y la efectividad del sistema de comunicación de datos. El retardo
de transmisión no tiene el mismo impacto en la comunicación de datos
que en la comunicación de voz, pero es una medida importante para
la medición de la calidad del sistema de comunicación de datos. La
capacidad de transmisión media es una medida de la eficacia de la
capacidad de transmisión de datos del sistema de
comunicaciones.
Es bien conocido que en los sistemas celulares,
la relación señal/interferencia más ruido (SINR) de cualquier
usuario dado es una función de la ubicación del usuario dentro de la
zona de cobertura. Para mantener un nivel de servicio dado, los
sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y los
sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)
recurren a técnicas de reutilización de frecuencia, es decir, no
todos los canales de frecuencia y/o intervalos de tiempo son
utilizados en cada estación base. En un sistema CDMA, se reutiliza
la misma asignación de frecuencia en cada célula del sistema,
mejorando de esa manera la eficacia total. La SINR medida en la
estación móvil de cualquier usuario dado determina la tasa de
información que puede ser soportada para este enlace particular
desde la estación base a la estación móvil del usuario. Dado un
procedimiento específico de modulación y de corrección de errores
utilizado para la transmisión, se alcanza un rendimiento de un
nivel determinado a un correspondiente nivel de SINR. Para un
sistema celular ideal con configuración de células hexagonal y que
utilice una frecuencia común en todas las células, puede calcularse
la distribución de SINR alcanzada en las células ideales.
En un sistema que es capaz de transmitir datos a
altas velocidades, que en lo sucesivo se denominará Sistema de
Transmisión de Datos de Alta Velocidad (HDR), se utiliza un
algoritmo de adaptación de velocidad en lazo abierto para ajustar
la velocidad de transmisión de datos del enlace directo. Se describe
un sistema HDR a modo de ejemplo en la patente estadounidense US nº
6.574.211, con título "METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET
DATA TRANSMISSION", cedida al autor de la presente invención e
incorporada por referencia en la presente memoria. El algoritmo de
adaptación de velocidad en lazo abierto ajusta la velocidad de
transmisión de datos de acuerdo con condiciones de canal variables
por lo general encontrados en un entorno inalámbrico. En general,
un terminal de acceso mide la SINR recibida durante periodos de
transmisión de señales piloto en el enlace directo. El terminal de
acceso utiliza le información de la SINR medida para predecir la
SINR media futura durante la duración del siguiente paquete de
datos. Se aborda un procedimiento de predicción a modo de ejemplo en
la patente estadounidense copendiente US nº 6.426.971, con título,
"SYSTEM AND METHOD FOR ACCURATELY PREDICTING SIGNAL TO
INTERFERENCE AND NOISE RATIO TO IMPROVE COMMUNICATIONS SYSTEM
PERFORMANCE", cedida al autor de la presente invención e
incorporada por referencia en la presente memoria. La SINR predicha
determina la máxima velocidad de transmisión de datos que puede
soportar el enlace directo con una probabilidad de éxito dada. Por
lo tanto, el algoritmo de adaptación de velocidad en lazo abierto es
el mecanismo mediante el cual el terminal de acceso solicita a un
punto de acceso la transmisión del siguiente paquete a la velocidad
de transmisión de datos determinada por la SINR predicha. Se ha
comprobado que el procedimiento de adaptación de velocidad en lazo
abierto resulta muy efectivo en proporcionar un sistema de
transmisión de datos por paquetes de alta velocidad en condiciones
de canales inalámbricos adversas como, por ejemplo, un entorno
móvil.
Sin embargo, la utilización de un procedimiento
de adaptación de velocidad en lazo abierto se ve afectada por el
retardo implícito de realimentación asociado a la transmisión de la
realimentación de solicitud de velocidad al punto de acceso. Este
problema de retardo implícito empeora cuando las condiciones de
canal cambian rápidamente, siendo en ese caso necesario que el
terminal de acceso actualice su velocidad de transmisión de datos
solicitada varias veces por segundo. En un sistema HDR típico, el
terminal de acceso llevaría a cabo aproximadamente 600
actualizaciones por minuto.
Existen otras razones para no implementar un
procedimiento de adaptación de velocidad en lazo abierto puro. Por
ejemplo, el procedimiento de adaptación de velocidad en lazo abierto
depende mucho de la precisión de la estimación de la SINR. Por lo
tanto, mediciones imperfectas de la SINR evitarían que el terminal
de acceso lleve a acabo una caracterización precisa de los cálculos
estadísticos del canal subyacente. Un factor que conduciría a
cálculos estadísticos de canal imprecisos es el retardo de
realimentación anteriormente indicado. Debido al retardo de
realimentación, el terminal de acceso debe predecir una velocidad de
transmisión de datos soportable en un futuro próximo utilizando
estimaciones con ruido de la SINR del presente y del pasado. Otro
factor que conduciría a cálculos estadísticos de canal imprecisos es
la naturaleza de ráfagas irregulares e imprevisible de los paquetes
de datos recibidos. En un sistema celular de trasmisión de datos por
paquetes, dichas ráfagas de datos provocan cambios repentinos en
los niveles de interferencia apreciados en el terminal de acceso.
La imprevisibilidad de los niveles de interferencia no puede ser
tenida en cuenta de forma eficaz por un esquema de adaptación de
velocidad en lazo abierto puro.
Otra razón para no implementar un procedimiento
de adaptación de velocidad en lazo abierto puro es la incapacidad
de minimizar los efectos de los errores. Por ejemplo, cuando el
error de predicción para una estimación de la SINR es grande, como
es el caso de algunos entornos móviles, el terminal de acceso
transmitirá una solicitud de velocidad de transmisión de datos
conservadora para asegurar una baja probabilidad de error de
paquetes. Una baja probabilidad de error de paquetes proporcionará
retardos totales bajos en la transmisión. Sin embargo, es probable
que el terminal de acceso pudiera haber recibido correctamente un
paquete a una velocidad de transmisión de datos más elevada. No
existe en el procedimiento de adaptación de velocidad en lazo
abierto un mecanismo para actualizar una solicitud de velocidad de
transmisión de datos en base a unos cálculos estadísticos de canal
estimados con una velocidad de transmisión de datos basada en los
cálculos estadísticos de canal reales durante la transmisión de un
paquete de datos. Por lo tanto, el procedimiento de adaptación de
velocidad en lazo abierto no proporcionaría una capacidad de
transmisión maximizada cuando el error de predicción de una
estimación de la SINR fuera grande.
Otro ejemplo en el que el procedimiento de
adaptación de velocidad en lazo abierto no consigue minimizar los
efectos de un error es el caso en el que el terminal de acceso ha
decodificado de forma incorrecta un paquete recibido. El Protocolo
de Radioenlace (RLP) requiere una solicitud de retransmisión en el
caso en el que el terminal de acceso haya decodificado de forma
incorrecta un paquete, pero la solicitud de retransmisión se genera
únicamente tras detectar un hueco en el espacio de números de
secuencia recibidos. Por lo tanto, el protocolo RLP requiere el
procesamiento de un paquete recibido posteriormente, tras el paquete
de datos decodificado de forma incorrecta. Este procedimiento
aumenta el retardo total de transmisión. Resulta necesario algún
mecanismo para implementar una rápida retransmisión de parte de los
símbolos de código contenidos en el paquete de datos o de todos
ellos, en el que el mecanismo permitiera al terminal de acceso
decodificar correctamente el paquete sin incurrir en retardos
excesivos.
La patente estadounidense US nº 4.482.999 se
refiere a un procedimiento de transmisión de la información entre
estaciones conectadas a un anillo de transmisión unidireccional. La
concesión de acceso al anillo para una estación se produce en un
momento dado mediante la indicación de un testigo circulante. Se
dispone un procedimiento que garantiza una oportunidad de
transmisión de datos conmutados por circuito o síncronos en
intervalos de tiempo periódicos a estaciones autorizadas.
La patente estadounidense US nº 5.881.061 se
refiere a un procedimiento y a un sistema para la comunicación de
datos. Asignando un segmento inactivo entre segmentos para un canal
de control para datos de conmutación de paquetes, este
procedimiento permite combinar la comunicación de datos conmutados
por circuito y la comunicación de datos de conmutación de
paquetes.
Por lo tanto, en la actualidad existe una
necesidad de modificar el procedimiento de adaptación de velocidad
en lazo abierto para minimizar los retardos de transmisión y para
maximizar la capacidad de transmisión como se ha indicado
anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se define en las reivindicaciones
independientes 1, 12 y 19.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo novedosos y mejorados para
modificar un algoritmo de adaptación de velocidad en lazo abierto
para producir un esquema híbrido de adaptación de velocidad en lazo
abierto/lazo cerrado. Un punto de acceso genera ventajosamente una
estructura de intercalado de tiempos para segmentos en paquetes de
datos, permitiendo a un terminal de acceso transmitir mensajes
indicadores al punto de acceso durante periodos asociados a huecos
insertados en la estructura de intercalado.
En un aspecto de la invención, los periodos
asociados a los huecos intercalados son de suficiente duración para
permitir al terminal de acceso decodificar los datos transportados
en los segmentos y enviar un mensaje indicador basado en los datos
decodificados. En un aspecto alternativo de la invención, los
mensajes indicadores se basan en un nivel de relación
señal/interferencia más ruido estimado.
En otro aspecto de la invención, los mensajes
indicadores son de una longitud de un bit, el cual es interpretado
por el punto de acceso de acuerdo con el momento de llegada del
bit.
\vskip1.000000\baselineskip
Las características, objetivos, y ventajas de la
presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue a continuación junto con los dibujos
en los que los caracteres de referencia similares se identifican
correspondientemente en todo el documento y entre los que:
La Fig. 1 es un diagrama de una estructura con
intercalado de huecos de un segmento a modo de ejemplo para
paquetes de múltiples segmentos;
La Fig. 2 es un diagrama de una estructura con
intercalado de huecos de N segmentos uniformes a modo de ejemplo
para paquetes de múltiples segmentos;
La Fig. 3 es un diagrama de una estructura con
intercalado de huecos de N segmentos no uniformes a modo de ejemplo
para paquetes de múltiples segmentos;
La Fig. 4 es un diagrama de una indicación de
control de STOP a modo de ejemplo para un paquete de múltiples
segmentos;
La Fig. 5 es un diagrama de una indicación de
control de EXTEND a modo de ejemplo para un paquete de múltiples
segmentos; y
La Fig. 6 es un diagrama de bloques de una forma
de realización a modo de ejemplo de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización ejemplar de un
sistema de comunicación de datos, se produce la transmisión de
datos de enlace directo desde un punto de acceso a uno o más
terminales de acceso a la velocidad de transmisión de datos
solicitada por el terminal o los terminales de acceso. Puede
producirse una comunicación de datos de enlace inverso desde un
terminal de acceso a uno o más puntos de acceso. Los datos se
dividen en paquetes de datos, siendo cada paquete de datos
transmitido a lo largo de uno o más intervalos de tiempo. En cada
intervalo de tiempo, el punto de acceso puede dirigir la
transmisión de los datos a cualquier terminal de acceso en
comunicación con el punto de acceso.
Inicialmente, el terminal de acceso establece
comunicación con un punto de acceso utilizando un procedimiento de
acceso predeterminado. En este estado conectado, el terminal de
acceso puede recibir mensajes de datos y mensajes de control desde
el punto de acceso, y puede transmitir mensajes de datos y mensajes
de control al punto de acceso. A continuación el terminal de acceso
monitoriza la transmisión sobre el enlace directo desde los puntos
de acceso del conjunto activo del terminal de acceso. El conjunto
activo contiene una lista de puntos de acceso en comunicación con
el terminal de acceso. Concretamente, el terminal de acceso mide la
relación señal/interferencia más ruido (SINR) del piloto de acceso
directo desde los puntos de acceso del conjunto activo, según se
recibe en el terminal de acceso. Si la señal piloto recibida se
encuentra por encima de un límite predeterminado de subida o por
debajo de un límite predeterminado de bajada, el terminal de acceso
informa sobre ello al punto de acceso. Mensajes posteriores desde el
punto de acceso conducen al terminal de acceso a añadir el punto de
acceso a su conjunto activo o a eliminarlo del mismo,
respectivamente.
En caso de no haber datos para ser enviados, el
terminal de acceso vuelve a un estado de inactividad y suspende la
transmisión de la información de la velocidad de transmisión de
datos al punto o a los puntos de acceso. Mientras el terminal de
acceso se encuentre en el estado de inactividad, el terminal de
acceso monitoriza periódicamente el envío de radiomensajes por el
canal de control de uno o más puntos de acceso del conjunto
activo.
En caso de que haya datos a ser transmitidos al
terminal de acceso, los datos son enviados por un controlador
central a todos los puntos de acceso del conjunto activo, y
almacenados en una cola en cada punto de acceso. A continuación uno
o más puntos de acceso envían un radiomensaje al terminal de acceso
por los respectivos canales de control. El punto de acceso puede
transmitir todos esos radiomensajes al mismo tiempo a través de
varios puntos de acceso para asegurar la recepción incluso cuando el
terminal de acceso conmuta entre los puntos de acceso. El terminal
de acceso demodula y decodifica las señales de uno o más canales de
control para recibir los radiomensajes.
Tras la decodificación de los radiomensajes, y
para cada intervalo de tiempo hasta que se haya completado la
transmisión de los datos, el terminal de acceso mide la SINR de las
señales del enlace directo de los puntos de acceso del conjunto
activo, según se reciben en el terminal de acceso. La SINR de las
señales del enlace directo puede obtenerse midiendo las respectivas
señales piloto. A continuación el terminal de acceso selecciona el
mejor punto de acceso en base a un conjunto de parámetros. El
conjunto de parámetros puede incluir las medidas de la SINR actual
y anterior y la tasa de error de bits o la tasa de error de
paquetes. Por ejemplo, el mejor punto de acceso puede seleccionarse
en base al valor más grande de SINR. Entonces el terminal de acceso
identifica el mejor punto de acceso y transmite al punto de acceso
seleccionado un mensaje de control de velocidad de transmisión de
datos (denominado en lo sucesivo mensaje DRC) por el canal de
control de la velocidad de transmisión de datos (denominado en lo
sucesivo canal DRC). El mensaje DRC puede contener la velocidad de
transmisión de datos solicitada o, de manera alternativa, la calidad
del canal de enlace directo (por ejemplo, la propia medida de la
SINR, la tasa de error de bits, o la tasa de error de paquetes). En
la forma de realización ejemplar, el terminal de acceso puede
dirigir la transmisión del mensaje DRC a un punto de acceso
específico mediante el uso de un código Walsh que identifica de
forma única el punto de acceso. A los símbolos del mensaje DRC se
les aplica la operación OR exclusiva (XOR) con el código Walsh
único. Dado que cada punto de acceso del conjunto activo del
terminal de acceso es identificado con un código Walsh único,
únicamente el punto de acceso seleccionado que lleva a cabo la
operación XOR idéntica que la llevada a cabo por el terminal de
acceso, con el código Walsh correcto, puede decodificar
correctamente el mensaje DRC. El punto de acceso utiliza la
información de control de la velocidad de cada terminal de acceso
para transmitir de forma eficaz datos del enlace directo a la
velocidad más alta posible.
En cada intervalo de tiempo, el punto de acceso
puede seleccionar para la transmisión de datos cualquiera de los
terminales de acceso que hayan recibido un radiomensaje. A
continuación el punto de acceso determina la velocidad de
transmisión de los datos a la que transmitir los datos al terminal
de acceso seleccionado en base al valor más reciente del mensaje
DRC recibido desde el terminal de acceso. Adicionalmente, el punto
de acceso identifica de forma única una transmisión a un terminal de
acceso particular anexando un preámbulo de identificación a un
paquete de datos dirigido a un terminal de acceso. En la forma de
realización ejemplar, el preámbulo es propagado utilizando un
código Walsh que identifica de forma única el terminal de
acceso.
En la forma de realización a modo de ejemplo, la
capacidad del enlace directo del sistema de transmisión de datos se
determina mediante las solicitudes de velocidad de transmisión de
datos de los terminales de acceso. Pueden conseguirse ganancias
adicionales en la capacidad del enlace directo utilizando antenas
direccionales y/o filtros espaciales adaptativos. Se describen un
procedimiento y un dispositivo a modo de ejemplo para proporcionar
transmisiones direccionales en la solicitud de patente
estadounidense copendiente US nº 08/575.049, con título "METHOD
AND APPARATUS FOR DETERMINING THE TRANSMISSION DATA RATE IN A
MULTI-USER COMMUNICATION SYSTEM", depositada el
20 de diciembre de 1995, y en la solicitud de patente estadounidense
US nº 08/925.521, con título "METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING
ORTHOGONAL SPOT BEAMS, SECTORS, AND PICOCELLS", depositada el 9
de septiembre de 1997, ambas cedidas al titular de la presente
invención e incorporadas por referencia en la presente memoria.
\vskip1.000000\baselineskip
En un sistema HDR, un esquema de adaptación de
velocidad en lazo abierto utiliza un canal de realimentación rápido
para permitir la transmisión de un mensaje DRC desde un terminal de
acceso a un punto de acceso mientras el punto de acceso transmite
de forma concurrente un paquete de datos al terminal de acceso por
el enlace de datos directo. Por lo tanto, el terminal de acceso
puede ordenar al punto de acceso bien terminar o bien extender la
actual transmisión de acuerdo con las condiciones reales de SINR en
el terminal de acceso receptor. En una forma de realización
ejemplar, el canal de realimentación rápido se utiliza para
transportar información adicional como se describe a
continuación.
Las velocidades de transmisión de datos del
enlace directo en un sistema HDR varían desde los 38,4 kbps hasta
los 2,456 Mbps. La duración de la transmisión de cada paquete en
número de segmentos así como otros parámetros de modulación se
describen en la Tabla 1. En esta forma de realización, un segmento
corresponde a un periodo de 1,666 ms o, de forma equivalente, 2.048
chips transmitidos a una velocidad de chip de 1,2288 Mcps.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
En una forma de realización a modo de ejemplo,
la estructura de los paquetes de múltiples segmentos es modificada
para transportar datos en segmentos de datos predeterminados, aunque
no en segmentos huecos predeterminados. Cuando los paquetes de
múltiples segmentos se estructuran de acuerdo con la forma de
realización a modo de ejemplo, el terminal de acceso que recibe el
paquete de múltiples segmentos puede utilizar la duración de los
segmentos huecos predeterminados para otros fines. Por ejemplo, el
terminal de acceso puede utilizar el tiempo entre los segmentos de
datos para decidir si el paquete puede ser decodificado
correctamente con los símbolos de código blando acumulados hasta
ese momento. El terminal de acceso puede utilizar diversos
procedimientos para determinar si los segmentos de datos han sido o
no correctamente decodificados, incluyendo estos procedimientos,
aunque sin limitarse a ello, la comprobación de los bits CRC
asociada a los datos o la estimación de una SINR predicha en base a
una SINR recibida de símbolos piloto y de tráfico.
La Fig. 1 es un diagrama de una estructura con
intercalado de huecos de un segmento a modo de ejemplo para
paquetes de múltiples segmentos, en la que los segmentos de datos
predeterminados y los segmentos huecos predeterminados son
intercalados según un patrón alterno. En lo sucesivo esta forma de
realización se denominará patrón de huecos de un segmento. Se
transmite un paquete 100 de múltiples segmentos desde un punto de
acceso a un terminal de acceso con los datos contenidos en
segmentos alternos. Por ejemplo, si el terminal de acceso está
transmitiendo de acuerdo con la Velocidad de Transmisión de datos 2
de la Tabla 1, entonces hay 8 segmentos de datos en un paquete de
múltiples segmentos, y los datos serían transportados en los
segmentos 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 y 15. Los segmentos 2, 4, 6, 8, 10,
12, 14 y 16 no serían utilizados para transmitir partes del paquete
de múltiples segmentos. Un mensaje DRC del terminal de acceso puede
transmitirse al punto de acceso durante periodos de tiempo
asociados a los segmentos vacíos. En el ejemplo anteriormente
indicado, debe quedar claro que un punto de acceso puede transmitir
otro paquete de datos al mismo terminal de acceso o a un terminal de
acceso diferente durante los segmentos huecos asociados a la
transmisión del paquete de 8 segmentos del ejemplo.
Además de los mensajes DRC, esta forma de
realización permite la transmisión de mensajes indicadores desde el
terminal de acceso al punto de acceso, lo que indica un estado de
recepción del terminal de acceso, incluyendo dichos mensajes
indicadores, aunque sin limitarse a ello, mensajes indicadores de
STOP o, mensajes indicadores de EXTEND. Hay que reseñar que el uso
de mensajes indicadores descritos en la presente memoria para esta
forma de realización es aplicable a otras formas de realización que
se describen a continuación.
En un sistema HDR, los símbolos de código que se
transmiten en un paquete a unas velocidades de transmisión de datos
de 307,2 kbps y menores son repeticiones de los símbolos de código
que se transmiten en un paquete a 614,4 kbps. [E1] En general, la
mayoría de los símbolos de código transmitidos en un segmento dado
son repeticiones desplazadas de los símbolos de código transmitidos
en el primer segmento del paquete. Las bajas velocidades de
transmisión de datos requieren una SINR baja para una baja
probabilidad de error de paquetes dada. Por lo tanto, si el
terminal de acceso determina que las condiciones del canal no son
favorables, el terminal de acceso transmitirá un mensaje DRC
solicitando una velocidad de transmisión de datos inferior a 614,4
kbps. Entonces el punto de acceso transmitirá paquetes de múltiples
segmentos de acuerdo con la estructura descrita en la Fig. 1. Sin
embargo, si las condiciones de canal reales mejoran de manera que el
terminal de acceso necesite menos símbolos de código repetidos que
lo especificado originalmente por el algoritmo de adaptación de
velocidad en lazo abierto, la estructura descrita en la Fig. 1
permitirá al terminal de acceso transmitir un mensaje indicador,
como por ejemplo un mensaje indicador de STOP, por el canal de
realimentación del enlace inverso.
La Fig. 2 es un diagrama que ilustra el uso de
un mensaje indicador de STOP. Un punto de acceso transmite un
paquete de datos 200 de acuerdo con la estructura de intercalado de
la Fig. 1. Los segmentos n, n+2 y n+4 son
segmentos que transportan datos. Se recibe un mensaje DRC 210
durante el periodo del segmento n-1, de manera que se
programa la transmisión de los datos de los segmentos n,
n+2, n+4 y n+6 de acuerdo con la velocidad de
transmisión de datos solicitada. El terminal de acceso transmite un
mensaje indicador de STOP 220 debido a que el terminal de acceso ha
recibido suficientes repeticiones de los símbolos de código en los
segmentos n, n+2 y n+4 para determinar los
datos completos sin recibir más repeticiones transportadas por el
segmento n+6. Por lo tanto, el terminal de acceso se
encuentra preparado para recibir nuevos datos. El mensaje indicador
de STOP 220 es recibido por el punto de acceso durante el segmento
n+5. Al recibir el mensaje indicador de STOP 220, el punto de
acceso dejará de transmitir repeticiones en el segmento de datos
asignado restante n+6 e iniciará la transmisión de nuevos
paquetes de datos en el segmento n+6. Los segmentos
asignados no utilizados pueden ser reasignados a otra transmisión de
paquetes dirigida hacia cualquier terminal de acceso. De esta
manera, puede llevarse a cabo una adaptación de velocidad en lazo
cerrado para optimizar recursos cuando las condiciones de canal
reales permitan una velocidad de transmisión de datos superior a la
especificada en el mensaje DRC original en base a condiciones de
canal estimadas. En el ejemplo anteriormente indicado, se alcanza
una velocidad de transmisión de datos efectiva 4/3 veces superior a
la velocidad de transmisión de datos originalmente solicitada
enviando un mensaje indicador de STOP.
En otro aspecto de esta forma de realización,
puede enviarse un mensaje indicador desde el terminal de acceso al
punto de acceso para permitir más repeticiones de los símbolos de
código siempre que las condiciones de canal reales sean peores que
las condiciones de canal estimadas. El mensaje indicador puede
denominarse mensaje indicador de EXTEND. Otro uso de un mensaje
indicador de EXTEND surge cuando un paquete de un segmento es
incorrectamente decodificado por el terminal de acceso. En este
caso, el terminal de acceso puede transmitir un mensaje indicador
de EXTEND solicitando la retransmisión de los datos transportados en
un segmento específico. La estructura de la Fig. 1 permite al punto
de acceso retransmitir los datos en el siguiente segmento,
denominado en la presente memoria segmento de datos extendido,
inmediatamente después de la decodificación del mensaje indicador
de EXTEND. La Fig. 3 es una ilustración de este uso del mensaje
indicador de EXTEND. El paquete de datos 300 está construido de
acuerdo con la estructura de la Fig. 1, de manera que a los
segmentos alternos les son asignados segmentos huecos. El punto de
acceso recibe un mensaje DRC 310 que proporciona la velocidad
preferente para los datos transmitidos en el segmento de datos
n. Los datos también son transmitidos en el segmento
n+2 de acuerdo con la velocidad de transmisión de datos
solicitada. Sin embargo, el punto de acceso recibe un mensaje
indicador de EXTEND 320 que ordena la repetición de los datos en el
segmento de datos n+4 debido a un error de decodificación de
los datos transportados en el segmento n+2.
En otro aspecto de esta forma de realización,
pueden solicitarse paquetes de un único segmento cuando la SNIR
estimada indique una reducida probabilidad de éxito de paquete, por
ejemplo, una probabilidad de éxito de paquete de entre el 80% y el
90%. En base al paquete de un único segmento recibido, el terminal
de acceso puede enviar un mensaje indicador de EXTEND al punto de
acceso, solicitando la retransmisión del paquete, en caso de que el
primer paquete de un único segmento no haya sido correctamente
decodificado. Este aspecto de la forma de realización presenta la
ventaja de una capacidad de transmisión de datos mejorada, que se
alcanza mediante la transmisión inicial de una alta velocidad de
transmisión de datos. De acuerdo con esta forma de realización, la
transmisión de alta velocidad de transmisión de datos puede
ajustarse de acuerdo con las condiciones de canal reales. La Fig. 3
también ilustra este aspecto de la invención. Si el mensaje DRC 310
transporta una solicitud de datos de 307,2 Kbps, entonces los datos
son transmitidos en los segmentos n y n+2 a la
velocidad solicitada. Sin embargo, si el terminal de acceso detecta
una mejora en las condiciones del canal, el terminal de acceso
puede enviar un mensaje DRC 330 que transporte una solicitud de
datos de 1,2 Mbps. Entonces el punto de acceso transmitirá un
paquete de un único segmento a 1,2 Mbps en el segmento n+5.
Durante el tiempo asociado al segmento hueco n+6, el terminal
de acceso detecta un deterioro en las condiciones del canal, lo que
requiere la retransmisión de los datos en el segmento n+5. Se
transmite un mensaje indicador de EXTEND 340 y el punto de acceso
retransmite los datos de los segmentos n+5 en el segmento
n+7.
En una forma de realización ejemplar, el
terminal de acceso puede tener la posibilidad de enviar hasta
N_{EXT}(i) mensajes indicadores de EXTEND por
paquete, donde i = 1, 2 ..., 11 se corresponde con una de las
Velocidades de Transmisión de Datos ilustradas en la Tabla 1.
El procedimiento anteriormente descrito para una
adaptación de velocidad en lazo cerrado es ejemplar en transmisiones
en las que el paquete de datos cuenta con uno o dos segmentos. Hay
que reseñar que el segmento de datos extendido transporta símbolos
de código que son repeticiones de símbolos de código anteriormente
transmitidos, y por lo tanto, los símbolos de código en los
segmentos de datos extendidos pueden combinarse ventajosamente de
manera blanda con los símbolos de código anteriormente recibidos,
previamente a la etapa de decodificación para mejorar la
fiabilidad. La identificación de qué símbolos de código han de ser
transmitidos en un segmento de datos extendido es un detalle de
implementación y no afecta al alcance de la invención.
El procedimiento de adaptación rápido de
velocidad en lazo cerrado anteriormente descrito puede implementarse
en el mismo canal de realimentación rápido utilizado por el esquema
de adaptación de velocidad en lazo abierto, aunque hay que reseñar
que también pude utilizarse otro canal separado para implementar el
procedimiento de adaptación de velocidad en lazo cerrado sin
alterar el alcance de la invención.
Otro aspecto de implementación es la formulación
de los mensajes indicadores. En una forma de realización en la que
son asignados al sistema únicamente dos mensajes indicadores, el
mensaje indicador de STOP y el mensaje indicador de EXTEND, el
sistema necesita utilizar únicamente un bit para transportar el
mensaje indicador. Los mensajes DRC transportan múltiples bits para
la selección de la velocidad y para la identificación del punto de
acceso, pero se necesita únicamente un bit para indicar un mensaje
indicador de STOP o un mensaje indicador de EXTEND si el sistema
discrimina el contexto del bit al utilizarlo. Por ejemplo, un bit
indicador puede asignarse como un bit FCL. Si el punto de acceso
detecta la presencia del bit FCL desde un terminal de acceso en el
segmento n, entonces el punto de acceso interpretará el bit
FCL como un mensaje indicador de STOP si se programa la transmisión
de un segmento de datos de un paquete de múltiples segmentos
dirigido a este terminal de acceso en el segmento n+1. Sin
embargo, el punto de acceso interpretará el bit FCL como un mensaje
indicador de EXTEND si un paquete programado para este terminal de
acceso y de acuerdo con una velocidad de transmisión de datos
solicitada finalizara exactamente en el segmento n-1. De
manera alternativa, el punto de acceso también puede interpretar el
bit FCL como un mensaje indicador de EXTEND si un mensaje indicador
de EXTEND anterior hubiera causado la retransmisión de un segmento
de un paquete específico exactamente en el segmento n-1 y se
hubieran procesado menos mensajes indicadores de EXTEND que
N_{EXT} para este paquete. Si no es aplicable ninguna de estas
situaciones, entonces puede desecharse el bit como falsa alarma.
En otra forma de realización, los mensajes
indicadores pueden ser transmitidos en el mismo canal de
realimentación reservado para los mensajes DRC de lazo abierto
utilizando uno de los códigos DRC reservados. Sin embargo, en esta
forma de realización, el terminal de acceso no puede transmitir
simultáneamente un mensaje DRC y un mensaje indicador como por
ejemplo un mensaje indicador de STOP debido a que puede transmitirse
únicamente un mensaje a la vez. Por lo tanto, se evitará que se le
sirva al terminal de acceso otro paquete durante el primer segmento
liberado tras el envío del mensaje indicador de STOP. Sin embargo,
pueden servirse paquetes a otros terminales de acceso en la primera
liberación de segmento. Entonces se maximiza la eficacia de esta
forma de realización si el punto de acceso sirve a muchos terminales
de acceso dado que se reduce la probabilidad de que los paquetes
para un terminal de acceso dado sean programados de forma
contigua.
En otra forma de realización, los mensajes
indicadores pueden transmitirse en un canal asignado por separado,
que puede crearse utilizando funciones Walsh adicionales en el
enlace inverso. Este procedimiento tiene la ventaja adicional de
permitir al terminal de acceso controlar la fiabilidad del canal FCL
a un nivel deseado. En las formas de realización anteriormente
descritas, debe observarse que únicamente debería transmitir un
terminal de acceso en cualquier momento dado. Por lo tanto, es
factible aumentar la potencia asignada para transmitir el mensaje
indicador sin afectar a la capacidad del enlace inverso.
Como se ha indicado anteriormente, el punto de
acceso puede maximizar la eficacia transmitiendo datos a otros
terminales de acceso durante los segmentos huecos.
La Fig. 4 es un diagrama de una estructura con
intercalado a modo de ejemplo para paquetes de múltiples segmentos,
en la que los segmentos de datos predeterminados y los segmentos
huecos predeterminados son intercalados en un patrón de N segmentos
uniformes. Esta forma de realización se denominará en lo sucesivo
patrón de huecos de N segmentos uniformes. Se transmite el paquete
de múltiples segmentos 400 desde un punto de acceso a un terminal
de acceso con los datos contenidos en cada N^{simo}
segmento. N-1 segmentos son segmentos huecos, donde el
terminal de acceso puede hacer uso del retardo asociado a los
segmentos huecos para tratar de decodificar los datos recibidos en
el anterior segmento de datos. Como bien es conocido en la técnica,
pueden transmitirse bloques de bits de datos con codificación para
permitir al destinatario de los datos determinar la existencia de
cualquier error en la transmisión de los datos. Un ejemplo de una
técnica de codificación de ese tipo es la generación de símbolos de
comprobación de redundancia cíclica (CRC). En un aspecto de la
invención, el retardo causado por la inserción uniforme de huecos
permite al terminal de acceso decodificar bits CRC y determinar si
el segmento de datos pudo ser o no correctamente decodificado. En
vez de enviar mensajes indicadores basados en la estimación de la
SINR, el terminal de acceso puede enviar mensajes indicadores
basados en el éxito o fracaso de la decodificación de un segmento
de datos. Hay que reseñar que el tiempo requerido para decodificar
los datos por lo general es proporcional al número de bits de
información contenidos en el paquete. De esta manera, como puede
apreciarse en la Tabla 1, los paquetes de datos de mayor velocidad
de transmisión requieren más tiempo de decodificación. Al
determinar un valor óptimo de N, debe tenerse en cuenta el retado
del peor de los casos al seleccionar el periodo de intercalado.
En otro aspecto de esta forma de realización, el
retardo causado por la inserción uniforme de huecos permite al
terminal de acceso determinar la SINR estimada durante la recepción
de los segmentos de datos y transmitir un mensaje DRC
ventajosamente.
Además, pueden insertarse segmentos adicionales
de retardo en el paquete de múltiples segmentos para permitir al
terminal de acceso transmitir mensajes adicionales al punto de
acceso.
De manera similar a la transmisión de mensajes
indicadores para la forma de realización de un patrón de huecos de
un segmento, pueden utilizarse mensajes indicadores de STOP y
mensajes indicadores de EXTEND en el patrón de huecos de N
segmentos uniformes. Además, la formulación de los mensajes
indicadores puede completarse utilizando únicamente un bit, en caso
de que el sistema discrimine el contexto del bit al utilizarlo. Por
ejemplo, puede asignarse un bit indicador como un bit FCL. Si el
punto de acceso detecta la presencia del bit FCL desde un terminal
de acceso en el segmento n, entonces el punto de acceso
interpretará el bit FCL como un mensaje indicador de STOP si se
programa la transmisión de un segmento de datos de un paquete de
múltiples segmentos de datos dirigido a este terminal de acceso en
el segmento n+1. Sin embargo, el punto de acceso interpretará
el bit FCL como un mensaje indicador de EXTEND si un paquete
programado para este terminal de acceso, de acuerdo con una
velocidad de transmisión de datos solicitada, finalizara exactamente
en el segmento n-p+1, donde p es el
periodo de los segmentos de datos asignados a un terminal de acceso.
De manera alternativa, el punto de acceso también puede interpretar
el bit FCL como un mensaje indicador de EXTEND si un mensaje
indicador de EXTEND anterior hubiera causado la retransmisión de un
segmento de un paquete específico exactamente en el segmento
n-p+1, y se hubieran procesado menos mensajes
indicadores de EXTEND que N_{EXT} para este paquete. Si no es
aplicable ninguna de estas situaciones, entonces puede desecharse el
bit como falsa alarma.
La Fig. 5 es un diagrama de otra estructura con
intercalado a modo de ejemplo para paquetes de múltiples segmentos,
en la que los segmentos de datos predeterminados y los segmentos
huecos predeterminados son intercalados en un patrón de segmentos
no uniformes. Esta forma de realización de la invención se
denominará en lo sucesivo patrón de huecos de N segmentos no
uniformes. El paquete de múltiples segmentos 500 está estructurado
de manera que los retardos intercalados entre los segmentos de
datos son una función de la velocidad de transmisión de los datos.
El número de segmentos huecos requerido entre los segmentos de datos
de un paquete a una velocidad i, es decir,
N(i), es fijo y conocido por todos los terminales de
acceso y el punto de acceso. A pesar de que esta forma de
realización permite minimizar la latencia de los paquetes para cada
velocidad de transmisión de datos, hay una serie de restricciones
que el punto de acceso debe satisfacer al programar la transmisión
de los paquetes. Una de esas restricciones es la prevención del
solapamiento de los segmentos de datos.
Como ejemplo del patrón de segmentos no
uniformes, pueden utilizarse los mensajes DRC de la Fig. 5 para
transmitir datos en patrones decalados entre sí. En este ejemplo,
el mensaje DRC 510 solicita que los datos transmitidos en los
segmentos n-2, n+2, n+6 sean transmitidos a
204,8 Kbps. El mensaje DRC 520 solicita que los datos transmitidos
en los segmentos n+1 y n+3 sean transmitidos a 921,6
Kbps. El mensaje DRC 530 solicita que los datos transmitidos en el
segmento n+8 sean transmitidos a 1,2 Mbps. A pesar de que los
mensajes DRC individuales son para transmisiones periódicas, las
transmisiones periódicas se combinan para crear un patrón no
periódico y no uniforme. Hay que reseñar que hay una restricción
para el patrón de datos iniciado por el mensaje DRC 520. Podría
programarse el inicio de la transmisión de un paquete de datos de
dos segmentos con un segmento hueco entre el par de segmentos de
datos en los segmentos n+1 o n-1, pero no en el
segmento n. En el caso en el que el patrón hubiera iniciado
en el segmento n, entonces los datos del actual segmento
n+3 habrían sido transmitidos en el segmento n+2, el
cual se solaparía con el patrón de segmentos de datos programado
con el mensaje DRC 510.
De manera similar a la transmisión de mensajes
indicadores para la forma de realización de un patrón de huecos de
un segmento, pueden utilizarse mensajes indicadores de STOP y
mensajes indicadores de EXTEND en el patrón de huecos de N
segmentos no uniformes. Además, la formulación de los mensajes
indicadores puede completarse utilizando únicamente un bit, en caso
de que el sistema discrimine el contexto del bit al utilizarlo. Por
ejemplo, puede asignarse un bit indicador como un bit FCL. Si el
punto de acceso detecta la presencia del bit FCL desde un terminal
de acceso en el segmento n, entonces el punto de acceso
interpretará el bit FCL como un mensaje indicador de STOP si se
programa la transmisión de un segmento de datos de un paquete de
múltiples segmentos dirigido a este terminal de acceso en el
segmento n+2. Sin embargo, el punto de acceso interpretará
el bit FCL como un mensaje indicador de EXTEND si un paquete
programado para este terminal de acceso, de acuerdo con una
velocidad de transmisión de datos solicitada, finalizara exactamente
en el segmento n-N(i), donde N(i) es el número
de segmentos huecos requerido entre los segmentos de datos e
i indica un número de índice de velocidad de transmisión de
datos. De manera alternativa, el punto de acceso también puede
interpretar el bit FCL como un mensaje indicador de EXTEND si un
mensaje indicador de EXTEND anterior hubiera causado la
retransmisión de un segmento de un paquete específico exactamente en
el segmento n-N(i), y se hubieran procesado menos
mensajes indicadores de EXTEND que N_{EXT} para este paquete. Si
no es aplicable ninguna de estas situaciones, entonces puede
desecharse el bit como falsa alarma.
Se obtienen diversas ventajas al utilizar el
patrón de huecos de segmentos uniformes sobre el patrón de huecos de
segmentos no uniformes, y viceversa. Un sistema que utilice el
patrón de huecos de segmentos uniformes podría alcanzar una eficacia
de segmento máxima mediante patrones periódicos decalados entre sí a
lo largo de todos los segmentos. Por ejemplo, en un patrón uniforme
en el que a un terminal de acceso se le asignan los segmentos
n, n+4, n+8, ..., a un segundo terminal de
acceso se le pueden asignar los segmentos n+1, n+5,
n+9, ..., a un tercer terminal de acceso se le pueden asignar
los segmentos n+2, n+6, n+10, ..., y a un
cuarto terminal de acceso se le pueden asignar los segmentos
n+3, n+7, n+11, .... De esta manera, son
utilizados completamente todos los segmentos para aumentar la
eficacia de la red. Sin embargo, en determinadas circunstancias,
puede resultar más deseable implementar un patrón de huecos de
segmentos no uniformes. Por ejemplo, durante las transmisiones de
datos a alta velocidad, únicamente se transmite un segmento de
datos con grandes cantidades de símbolos de código. En tales casos,
el terminal de acceso requeriría una duración relativamente larga
para decodificar los símbolos de código recibidos. Por lo tanto, la
implementación de un patrón de segmentos uniformes requeriría
correspondientemente largos periodos con grandes cantidades de
segmentos huecos, lo que no resultaría eficaz. En estas
circunstancias, puede resultar preferente un patrón de segmentos
huecos no uniformes.
La Fig. 6 es un diagrama de bloques de un
dispositivo para la realización del control de velocidad FCL en un
sistema HDR. El terminal de acceso 701 lleva a cabo la estimación de
la SINR y la predicción en el elemento de estimación de la SINR 722
en base a la potencia de la señal recibida por el enlace directo
desde el punto de acceso 700. Los resultados del elemento de
estimación de la SINR 722 son enviados a un elemento de control de
velocidad en lazo abierto 723, que implementa el algoritmo de
control de velocidad en lazo abierto para seleccionar una velocidad
de transmisión de datos de acuerdo con los resultados obtenidos por
el elemento de estimación de la SINR 722. El elemento de control de
velocidad en lazo abierto 723 genera un mensaje DRC a ser enviado a
través del enlace inverso al punto de acceso 700. El mensaje DRC es
decodificado por el decodificador DRC 713 y los resultados son
enviados al planificador 712 de manera que el punto de acceso 700
pueda programar la transmisión de los datos a la velocidad
específica solicitada en el segmento que sigue a la decodificación
del mensaje DRC. Hay que reseñar que los elementos descritos hasta
este momento son los que ejecutan el algoritmo de adaptación de
velocidad en lazo abierto anteriormente descrito. El proceso de
control de velocidad FCL es implementado por el planificador 712
con la generación de paquetes intercalados como se ha descrito
anteriormente y por el elemento de control de velocidad en lazo
cerrado 725 que, opcionalmente, permite al terminal de acceso 701
implementar una adaptación de velocidad FCL.
En la Fig. 6, el planificador 712 implementa un
patrón de huecos de un segmento para servir a dos terminales de
acceso simultáneamente. De esta manera, el punto de acceso 700
mantiene dos memorias tampón independientes, la memoria tampón de
transmisión A 710 y la memoria tampón de transmisión B 711, para
mantener los símbolos de código necesarios para generar una nueva
repetición de segmento o extensión de segmento. Hay que reseñar que
pueden utilizarse más memorias tampón de transmisión de acuerdo con
las formas de realización descritas en la presente memoria.
El punto de acceso 700 transmite un paquete de
datos a un terminal de acceso 701. Mientras recibe el paquete de
datos, el terminal de acceso 701 puede alimentar los resultados del
elemento de estimación de la SINR 722 al elemento de control de
velocidad en lazo cerrado 725 o, de manera alternativa, el terminal
de acceso 701 puede alimentar los resultados del decodificador 720
al elemento de control de velocidad en lazo cerrado 725. Puede
insertarse una memoria tampón 721 para ayudar en el envío ordenado
de información decodificada desde el decodificador 720 a los
protocolos de las capas superiores, lo cual no será descrito en la
presente memoria. El elemento de control de velocidad en lazo
cerrado 725 puede utilizar los resultados bien sea del decodificador
720 o del elemento de estimación de la SINR 722 para determinar si
generar o no un mensaje indicador. El mensaje indicador es
transmitido por el enlace inverso al punto de acceso 700, donde un
decodificador indicador FCL 714 decodifica el mensaje indicador y
alimenta el mensaje indicador decodificado al planificador 712. El
planificador 712, el decodificador DRC 713 y el decodificador
indicador FCL 714 en el punto de acceso 700 pueden implementarse
como componentes separados o pueden implementarse utilizando un
único procesador y memoria. Asimismo, el decodificador 720, el
buffer 721, el elemento de estimación de la SINR 722, el elemento de
control de velocidad en lazo abierto 723 y el elemento de control
de velocidad en lazo cerrado 725 en el terminal de acceso 701 pueden
implementarse como componentes separados o pueden combinarse en un
único procesador con memoria.
Puede insertarse un elemento de control de
velocidad del lazo exterior 724 para realizar cálculos estadísticos
de errores a largo plazo. Los resultados de dichos cálculos
estadísticos pueden utilizarse para determinar un conjunto de
parámetros que pueden utilizarse para ajustar tanto el elemento de
control de velocidad en lazo abierto 723 como el elemento de
control de velocidad en lazo cerrado 725.
Como se ha indicado en la presente memoria, el
procedimiento de adaptación de velocidad FCL puede decidir enviar
un mensaje indicador, como por ejemplo un mensaje indicador de STOP
o un mensaje indicador de EXTEND, a un punto de acceso. Este
procedimiento proporciona un mecanismo de corrección rápido para
compensar las inexactitudes del esquema de control de velocidad en
lazo abierto. Una transmisión de paquetes de múltiples segmentos
puede detenerse cuando no hay suficiente información para
decodificar el paquete. De manera alternativa, un segmento de una
transmisión de paquetes de múltiples paquetes en curso puede
repetirse cuando no se garantiza una correcta decodificación.
El procedimiento de adaptación de velocidad FCL
también mejora la capacidad de transmisión permitiendo al esquema
de control de velocidad en lazo abierto ser agresivo al solicitar
paquetes de un segmento a velocidades más elevadas, dado que el
procedimiento de adaptación de velocidad FCL permite la transmisión
de un segmento de datos extendido si un paquete de alta velocidad
no puede ser correctamente decodificado. La capacidad de
transmisión también se ve mejorada cuando el procedimiento de
adaptación de velocidad FCL detiene un paquete de múltiples
segmentos antes de lo esperado por el algoritmo de control de
velocidad en lazo abierto.
Por ejemplo, un esquema de control de velocidad
en lazo abierto puede diseñarse de manera que el control de
velocidad en lazo abierto seleccione velocidades elevadas utilizando
paquetes de un segmento con una tasa de errores de paquetes (PER)
de aproximadamente el 15% a la finalización del primer segmento y
una PER como máximo del 1% a la finalización del segmento
extendido. Un segmento extendido añadiría por lo menos 3 dB de SINR
media además de cualquier ganancia por diversificación en el tiempo
y reducción de pérdida de perforación. Para paquetes de múltiples
segmentos, el algoritmo de control de velocidad en lazo abierto
puede fijar como objetivo una PER del 1% a la finalización normal
del paquete. Por lo tanto, habría una gran probabilidad de éxito
del paquete con un número de segmentos reducido, lo que se
corresponde con una velocidad superior a la esperada. Además, un
segmento extendido proporcionaría un margen adicional para la
correcta decodificación en caso de ser necesario, reduciendo así la
necesidad de una retransmisión retardada. Hay que reseñar que los
valores de la SINR para una eficacia óptima variarán de acuerdo con
las diversas técnicas de modulación implementadas en la red, de
manera que la posible implementación de diversos valores de SINR
como valores límite no pretenden en modo alguno ser limitativos del
alcance de las formas de realización descritas en la presente
memoria.
Además, la decisión de generar un mensaje
indicador de STOP, de EXTEND o no FCL en base a los cálculos de la
SINR, no debería ser muy agresiva, de lo contrario la probabilidad
de errores de paquetes estaría dominada por la probabilidad de que
el algoritmo de control de velocidad en lazo cerrado asuma
erróneamente que un paquete pueda ser correctamente
decodificado.
Claims (20)
1. Procedimiento para el incremento de la
capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, que
comprende las etapas de:
- \quad
- recibir una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos que no transportan datos desde un punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500); y
- \quad
- detectar la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) en un terminal de acceso (701), donde el terminal de acceso transmite por lo menos un mensaje indicador a un punto de acceso (700) indicando un estado de recepción determinado por el terminal de acceso durante la duración de un segmento hueco.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la
pluralidad de segmentos huecos según un patrón alterno.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la
pluralidad de segmentos huecos de manera que cada N^{ésimo}
segmento es un segmento hueco.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la
pluralidad de segmentos huecos de acuerdo con una estructura no
periódica.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 que
comprende adicionalmente:
- \quad
- la determinación de un conjunto de parámetros de canal estimados en el terminal de acceso (701); y
- \quad
- la determinación de un conjunto de parámetros de canal reales en el terminal de acceso (701).
6. Procedimiento según la reivindicación 5 en el
que la etapa de determinación de un conjunto de parámetros de canal
reales incluye la etapa de decodificación de la pluralidad de
paquetes de datos en el terminal de acceso para determinar un
evento de error de paquete en el que el evento de error de paquete
indica una buena recepción de paquete de datos o una mala recepción
de paquete de datos.
7. Procedimiento según la reivindicación 6 en el
que la etapa de decodificación de la pluralidad de paquetes de
datos en el terminal de acceso incluye las etapas de decodificación
de una pluralidad de bits de comprobación de redundancia cíclica
(CRC) y de comparación de la pluralidad de bits CRC decodificados
con una medida de calidad estimada en el que la medida de calidad
estimada es calculada a partir del conjunto de parámetros de canal
estimados.
8. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la etapa de transmisión del mensaje indicador al punto de
acceso incluye las etapas de procesamiento de símbolos de código
para determinar un valor de probabilidad para los errores de
transmisión y de transmisión de un mensaje indicador de extensión en
caso de que el valor de probabilidad de errores de transmisión sea
superior a un valor predeterminado.
9. Procedimiento según la reivindicación 5 en el
que el conjunto de parámetros de canal reales incluye una relación
señal/interferencia más ruido.
10. Procedimiento según la reivindicación 5 en
el que el mensaje indicador es un mensaje indicador de parada (220)
en caso de que el conjunto de parámetros de canal reales indique un
nivel de ruido inferior a un nivel de ruido asociado al conjunto de
parámetros de canal estimados.
11. Procedimiento según la reivindicación 5 en
el que el mensaje indicador es un mensaje indicador de extensión
(320, 340) en caso de que el conjunto de parámetros de canal reales
indique un nivel de ruido superior a un nivel de ruido asociado al
conjunto de parámetros de canal estimados.
12. Procedimiento para el incremento de la
capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, que
comprende las etapas de:
- \quad
- generar una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos que no transportan datos en un punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500);
- \quad
- transmitir la pluralidad de paquetes a un terminal de acceso (701); y
- \quad
- recibir por lo menos un mensaje indicador desde el terminal de acceso (701) indicando un estado de recepción determinado por el terminal de acceso durante la duración de un segmento hueco.
13. Procedimiento según la reivindicación 12 en
el que la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con
la pluralidad de segmentos huecos según un patrón alterno.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 en
el que la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con
la pluralidad de segmentos huecos de manera que cada N^{ésimo}
segmento es un segmento hueco.
15. Procedimiento según la reivindicación 12 en
el que la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con
la pluralidad de segmentos huecos de acuerdo con una estructura no
periódica.
16. Procedimiento según la reivindicación 12 que
comprende adicionalmente:
- \quad
- la generación de una pluralidad de paquetes de datos (100, 200, 300, 40, 500) en el punto de acceso (700) para ser transmitidos al terminal de acceso (701), donde cada uno de los paquetes de datos de la pluralidad de paquetes de datos cuenta por lo menos con un segmento, y donde el punto de acceso (700) asigna cada segmento en cada paquete de datos de la pluralidad de paquete de datos como un segmento de datos o un segmento hueco;
- \quad
- la transmisión de la pluralidad de paquetes de datos al terminal de acceso (701) a una velocidad de datos inicial; y
- \quad
- la modificación de un paquete de datos posterior para ser transmitido al terminal de acceso (701) de acuerdo con el mensaje indicador recibido en el punto de acceso (700).
17. Procedimiento según la reivindicación 16 en
el que el mensaje indicador es un mensaje indicador de parada (220)
en caso de que el conjunto de parámetros de canal reales indique un
nivel de ruido inferior a un nivel de ruido asociado al conjunto de
parámetros de canal estimados.
18. Procedimiento según la reivindicación 16 en
el que el mensaje indicador es un mensaje indicador de extensión
(320, 340) en caso de que el conjunto de parámetros de canal reales
indique un nivel de ruido superior a un nivel de ruido asociado al
conjunto de parámetros de canal estimados.
19. Punto de acceso (700) para el incremento de
la capacidad de transmisión de una red de comunicaciones, que
comprende:
- \quad
- medios para generar una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos en el punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500), y donde los segmentos huecos no transportan datos;
- \quad
- medios para transmitir la pluralidad de paquetes a un terminal de acceso (701); y
- \quad
- medios para recibir por lo menos un mensaje indicador transmitido por el terminal de acceso durante periodos asociados a los segmentos huecos en el punto de acceso (700); indicando el mensaje indicador un estado de recepción determinado por el terminal de acceso (701) durante la duración de un segmento hueco.
20. Punto de acceso (700) según la
reivindicación 19, que comprende adicionalmente:
- \quad
- un planificador (712) en el punto de acceso para programar la pluralidad de segmentos de datos y segmentos huecos intercalados, en el que el planificador está acoplado a por lo menos una memoria tampón que almacena datos a ser transmitidos en un canal de enlace directo; y un decodificador de mensajes indicadores (714) acoplado al planificador (712) para decodificar la pluralidad de mensajes indicadores recibidos en el canal de enlace inverso y para alimentar mensajes indicadores decodificados al planificador.
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