ES2331960T3 - Control de potencia para un sistema de comunicaciones inalambrico utilizando multiplexacion ortogonal. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para llevar a cabo control de potencia para un terminal inalámbrico en un sistema de comunicaciones inalámbrico, que comprende: obtener (314; 414), para cada una de al menos una estación base, una indicación de interferencia observada por la estación base, siendo cada una de las al menos una estación base una estación base vecina no designada para recibir una transmisión de datos enviada por el terminal inalámbrico o una estación base de servicio designada para recibir la transmisión de datos enviada por el terminal inalámbrico; caracterizado por estimar una ganancia de canal para la estación base de servicio; y para cada estación base vecina que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión, estimar una ganancia de canal para la estación base vecina, y ajustar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a una indicación obtenida para la estación base vecina y las ganancias de canal estimadas para las estaciones base vecinas y de servicio.
Description
Control de potencia para un sistema de
comunicaciones inalámbrico utilizando multiplexación ortogonal.
La presente invención se refiere en general a
las comunicaciones y, más específicamente, al control de potencia
para un sistema de comunicaciones inalámbrico.
Un sistema de comunicaciones inalámbrico de
acceso múltiple puede soportar simultáneamente comunicación para
múltiples terminales inalámbricos. Cada terminal se comunica con una
o más estaciones base mediante transmisiones a través de los
enlaces directos e inversos. El enlace directo (o descendente) se
refiere al enlace de comunicación desde las estaciones base hasta
los terminales, y el enlace inverso (o ascendente) se refiere al
enlace de comunicación desde los terminales hasta las estaciones
base.
Múltiples terminales pueden transmitir
simultáneamente a través del enlace inverso multiplexando sus
transmisiones para que sean ortogonales entre sí. La multiplexación
intenta conseguir ortogonalidad entre las múltiples transmisiones
de enlace inverso en el dominio de tiempo, frecuencia y/o código.
Una ortogonalidad completa, si se consigue, da como resultado que
la transmisión de cada terminal no interfiera con las transmisiones
de otros terminales en una estación base receptora. Sin embargo,
normalmente no se consigue una ortogonalidad completa entre las
transmisiones de diferentes terminales debido a las condiciones de
canal, las imperfecciones de los receptores, etc. La pérdida de
ortogonalidad da como resultado que cada terminal genere
determinadas cantidades de interferencia a los otros terminales que
se comunican con la misma estación base. Por lo tanto, las
transmisiones de los terminales que se comunican con diferentes
estaciones base no son normalmente ortogonales entre sí. Por lo
tanto, cada terminal también puede generar interferencias a los
terminales que se comunican con estaciones base cercanas. Por lo
tanto, el rendimiento de cada terminal se degrada a causa de las
interferencias del resto de terminales del sistema.
Adicionalmente, el documento US 2002/077138 A1
describe un control de potencia en bucle abierto para un canal de
acceso aleatorio de enlace ascendente que trata el problema de una
interferencia excesiva generada por el mecanismo de acceso
aleatorio. El documento US-B1-6 597
705 describe una asignación dinámica de velocidades de transmisión
de datos mediante estaciones base.
Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica
de técnicas que mitiguen los efectos de interferencia de manera que
pueda conseguirse un rendimiento mejorado.
\vskip1.000000\baselineskip
En este documento se describen técnicas para
controlar la potencia de transmisión para una transmisión de datos
desde un terminal inalámbrico de manera que se mitigue tanto la
interferencia "intra-sector" como la
interferencia "inter-sector". La potencia de
transmisión se ajusta de manera que la cantidad de interferencia
intra-sector que el terminal puede generar a una
estación base "de servicio" y la cantidad de interferencia
inter-sector que el terminal puede generar a
estaciones base "vecinas" se mantengan dentro de niveles
aceptables. (Los términos entre comillas se describirán
posteriormente). La cantidad de interferencia
inter-sector que el terminal puede generar puede
estimarse de manera aproximada en base a (1) la interferencia total
observada por cada estación base vecina, (2) las ganancias de canal
para las estaciones base de servicio y vecinas, (3) el nivel de
potencia de transmisión actual utilizado por el terminal y (4)
posiblemente otros parámetros. Cada estación base puede emitir un
informe (por ejemplo, un único bit) indicativo de la interferencia
total observada por esa estación base. La ganancia de canal para
cada estación base puede estimarse en base a una señal piloto
recibida desde la estación base. La potencia de transmisión puede
ajustarse de manera probabilística, de manera determinista o de
otras maneras basadas en estos parámetros.
En general, la potencia de transmisión puede
disminuir si las estaciones base vecinas observan una interferencia
elevada y puede aumentar si se observa una interferencia baja. La
potencia de transmisión también puede ajustarse en una mayor
cantidad y/o más frecuentemente si (1) el terminal está situado más
cerca de una estación base vecina que observe una interferencia
elevada y/o (2) el nivel de potencia de transmisión actual es más
alto. La potencia de transmisión puede ajustarse en una cantidad
más pequeña y/o menos frecuentemente si (1) el terminal está
situado más cerca de la estación base de servicio y/o (2) el nivel
de potencia de transmisión actual es más bajo. La interferencia
intra-sector generada por el terminal se mantiene
dentro de un nivel aceptable limitando la calidad (SNR) de señal
recibida para que la transmisión de datos esté dentro de un
intervalo de SRN permitido.
A continuación se describirán en detalle varios
aspectos y realizaciones de la invención.
Las características y la naturaleza de la
presente invención se harán más evidentes a partir de la descripción
detallada que se expone a continuación cuando se toma junto con los
dibujos en los que los mismos caracteres de referencia identifican
a los mismos elementos en todos ellos y en los que:
la Fig. 1 muestra un sistema de comunicaciones
inalámbrico de acceso múltiple;
la Fig. 2 ilustra saltos de frecuencia en un
plano de tiempo-frecuencia;
la Fig. 3 muestra un proceso para ajustar la
potencia de transmisión de manera probabilística;
la Fig. 4 muestra un proceso para ajustar la
potencia de transmisión de manera determinista;
la Fig. 5 muestra un mecanismo de control de
potencia para un canal de datos;
la Fig. 6 muestra un mecanismo de control de
potencia para un canal de control; y
la Fig. 7 muestra un terminal, una estación base
de servicio y una estación base vecina.
La palabra "ejemplar" se utiliza en este
documento con el significado de "que sirve como ejemplo, instancia
o ilustración". Cualquier realización o diseño descritos en este
documento como "ejemplares" no deben considerarse
necesariamente como preferidos o ventajosos sobre otras
realizaciones o diseños.
La Fig. 1 muestra un sistema 100 de
comunicaciones inalámbrico de acceso múltiple. El sistema 100
incluye una pluralidad de estaciones 110 base que soportan
comunicaciones para una pluralidad de terminales 120 inalámbricos.
Normalmente, los terminales 120 están dispersados por todo el
sistema y cada terminal puede ser fijo o móvil. Un terminal también
puede denominarse como una estación móvil, un equipo de usuario
(UE), un dispositivo de comunicaciones inalámbrico o como un
término de otra terminología. Una estación base es una estación fija
que se utiliza para la comunicación con los terminales y también
puede denominarse como un punto de acceso, un nodo B o como un
término de otra terminología. Un controlador 130 de sistema está
acoplado a estaciones 110 base, proporciona coordinación y control
para esas estaciones base y controla además el encaminamiento de
datos para los terminales que reciben el servicio de esas estaciones
base.
Cada estación base 110 proporciona cobertura de
comunicación para un área 102 geográfica respectiva. Una estación
base y/o su área de cobertura puede denominarse como una
"célula", dependiendo del contexto en el que se utilice el
término. Para aumentar la capacidad, el área de cobertura de cada
estación base puede dividirse en múltiples sectores 104 (por
ejemplo, tres). Cada sector recibe el servicio de un subsistema
transceptor base (BTS). El término "sector" puede hacer
referencia a un BTS y/o a su área de cobertura, dependiendo del
contexto en el que se utilice el término. Para una célula
sectorizada, la estación base para esa célula incluye normalmente
los BTS para todos los sectores de esa célula. Por motivos de
simplicidad, en la siguiente descripción el término "estación
base" se utiliza de manera genérica para una estación fija que da
servicio a una célula y para una estación fija que de servicio a un
sector. Una estación base "de servicio" o un sector "de
servicio" es aquél/aquella con el/la que se comunica un
terminal. Una estación base "vecina" o un sector "vecino"
es aquél/aquella con el/la que el terminal no está en comunicación.
Por motivos de simplicidad, la siguiente descripción asume que cada
terminal se comunica con una estación base de servicio, aunque esto
no es una limitación requerida para las técnicas descritas en este
documento.
Las técnicas de control de potencia descritas en
este documento pueden utilizarse en varios sistemas de
comunicaciones inalámbricos. Por ejemplo, estas técnicas pueden
utilizarse para un sistema de acceso múltiple por división de
tiempo (TDMA), un sistema de acceso múltiple por división de
frecuencia (FDMA), un sistema de acceso múltiple por división de
frecuencia ortogonal (OFDMA), etc. Un sistema TDMA utiliza
multiplexación por división de tiempo (TDM), y las transmisiones
para diferentes terminales se ortogonalizan transmitiendo en
diferentes intervalos de tiempo. Un sistema FDMA utiliza
multiplexación por división de frecuencia (FDM), y las transmisiones
para diferentes terminales se ortogonalizan transmitiendo en
diferentes subbandas de frecuencia. Los sistemas TDMA y FDMA
también pueden utilizar multiplexación por división de código (CDM).
En este caso, las transmisiones para múltiples terminales pueden
ortogonalizarse utilizando diferentes códigos ortogonales (por
ejemplo, Walsh) incluso aunque se envíen en el mismo intervalo de
tiempo o subbanda de frecuencia. Un sistema OFDMA utiliza
multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), que
divide de manera eficaz el ancho de banda total del sistema en una
pluralidad de (N) subbandas de frecuencia ortogonales. Estas
subbandas también se denominan tonos, subportadoras, contenedores,
canales de frecuencia, etc. Cada subbanda está asociada con una
subportadora respectiva que puede modularse con datos. Un sistema
OFDMA puede utilizar cualquier combinación de multiplexación por
división de tiempo, frecuencia y/o código. Por motivos de claridad,
las técnicas de control de potencia se describen a continuación
para un sistema OFDMA.
Para un sistema OFDMA pueden definirse múltiples
canales de "tráfico" por lo que (1) cada subbanda se utiliza
solamente para un canal de tráfico en cualquier intervalo de tiempo
dado y (2) cada canal de tráfico puede tener asignadas cero, una o
múltiples subbandas en cada intervalo de tiempo. Los canales de
tráfico pueden incluir canales de "datos" que se utilizan para
enviar datos de tráfico/por paquetes y canales de "control"
que se utilizan para enviar datos suplementarios/de control. Los
canales de tráfico también pueden denominarse como canales físicos,
canales de transporte o como un término de otra terminología.
Puede definirse que los canales de tráfico para
cada sector sean ortogonales entre sí en tiempo y frecuencia de
manera que dos canales de tráfico no utilicen la misma subbanda en
cualquier intervalo de tiempo dado. Esta ortogonalidad evita
interferencias intra-sector entre múltiples
transmisiones enviadas simultáneamente a través de múltiples
canales de tráfico del mismo sector. Una determinada pérdida de
ortogonalidad puede producirse por varios efectos tales como, por
ejemplo, la interferencia inter-portadoras (ICI) y
la interferencia inter-símbolos (ISI). Esta pérdida
de ortogonalidad da como resultado interferencia
intra-sector. También puede definirse que los
canales de tráfico para cada sector sean pseudoaleatorios con
respecto a los canales de tráfico para sectores cercanos. Esto
aleatoriza la interferencia inter-sector o "de
otros sectores" generada por los canales de tráfico de un sector
a los canales de tráfico de sectores cercanos. Pueden conseguirse
interferencias aleatorizadas intra-sector e
inter-sector de varias maneras. Por ejemplo, los
saltos de frecuencia pueden proporcionar interferencia aleatorizada
intra-sector e inter-sector así como
diversidad de frecuencias frente a efectos de trayectoria
perjudiciales.
La Fig. 2 ilustra saltos de frecuencia (FH) en
un plano 200 de tiempo-frecuencia para un sistema
OFDMA. Con los saltos de frecuencia, cada canal de tráfico está
asociado con una secuencia FH específica que indica la(s)
subbanda(s) particular(es) a utilizar para ese canal
de tráfico en cada intervalo de tiempo. Las secuencias FH para
diferentes canales de tráfico en cada sector son ortogonales entre
sí de manera que dos canales de tráfico no utilizan la misma
subbanda en cualquier intervalo de tiempo. Las secuencias FH para
cada sector son también pseudoaleatorias con respecto a las
secuencias FH para sectores cercanos. La interferencia entre dos
canales de tráfico en dos sectores se produce siempre que esos dos
canales de tráfico utilicen la misma subbanda en el mismo intervalo
de tiempo. Sin embargo, la interferencia
inter-sector está aleatorizada debido a la
naturaleza pseudoaleatoria de las secuencias FH utilizadas para
diferentes sectores.
Los canales de datos pueden estar asignados a
terminales activos de manera que cada canal de datos sea utilizado
solamente por un terminal en cualquier momento dado. Para conservar
los recursos del sistema, los canales de control pueden compartirse
entre múltiples terminales utilizando, por ejemplo, multiplexación
por división de código. Si los canales de datos están multiplexados
de manera ortogonal solamente en frecuencia y tiempo (y no en
código), entonces son menos susceptibles a pérdidas de ortogonalidad
debidas a las condiciones de canal y a las imperfecciones de los
receptores que los canales de control.
Por lo tanto, los canales de datos presentan
varias características clave que son importantes para el control de
potencia. En primer lugar, la interferencia
intra-célula en los canales de datos es mínima
debido a la multiplexación ortogonal en frecuencia y tiempo. En
segundo lugar, la interferencia inter-célula está
aleatorizada ya que los sectores cercanos utilizan diferentes
secuencias FH. La cantidad de interferencia
inter-célula generada por un terminal dado se
determina mediante (1) el nivel de potencia de transmisión utilizado
por ese terminal y (2) la ubicación del terminal con respecto a las
estaciones base vecinas.
Para los canales de datos, el control de
potencia puede llevarse a cabo de manera que se permita que cada
terminal transmita a un nivel de potencia que sea lo más alto
posible manteniendo al mismo tiempo la interferencia
intra-célula e inter-célula en
niveles aceptables. Puede permitirse que un terminal situado más
cerca de su estación base de servicio transmita a un nivel de
potencia superior ya que probablemente este terminal generará menos
interferencias a las estaciones base vecinas. Por el contrario,
puede permitirse que un terminal alejado de su estación base de
servicio y que se dirija hacia un borde de sector transmita a un
nivel de potencia inferior ya que este terminal puede generar más
interferencias a estaciones base vecinas. Controlar la potencia de
transmisión de esta manera puede reducir potencialmente la
interferencia total observada por cada estación base permitiendo al
mismo tiempo que los terminales "cualificados" consigan SNR más
altas y por lo tanto velocidades de transmisión de datos más
altas.
El control de potencia para los canales de datos
puede llevarse a cabo de varias maneras para conseguir los
objetivos mencionados anteriormente. Por motivos de claridad, a
continuación se describirá una realización específica de control de
potencia. Para esta realización, la potencia de transmisión para un
canal de datos para un terminal determinado puede expresarse
como:
donde
P_{dch}(n) es la potencia de
transmisión para el canal de datos para el intervalo de
actualización n;
P_{ref}(n) es un nivel de potencia de
referencia para el intervalo de actualización n; y
\DeltaP(n) es un delta de potencia de
transmisión para el intervalo de actualización n.
Los niveles de potencia P_{dch}(n) y
P_{ref}(n) y el delta de potencia de transmisión
\DeltaP(n) se proporcionan en unidades de decibelios
(dB).
El nivel de potencia de referencia es la
cantidad de potencia de transmisión necesaria para conseguir una
calidad de señal objetivo para una transmisión designada (por
ejemplo, en un canal de control). La calidad de señal (denotada
como SNR) puede cuantificarse mediante una relación de señal a
ruido, una relación de señal a ruido más interferencia, etc. El
nivel de potencia de referencia y la SNR objetivo pueden ajustarse
mediante un mecanismo de control de potencia para conseguir un
nivel de rendimiento deseado para la transmisión designada, tal y
como se describirá posteriormente. Si el nivel de potencia de
referencia puede conseguir la SNR objetivo, entonces la SNR
recibida para el canal de datos puede estimarse como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La ecuación (2) supone que el canal de datos y
el canal de control tienen estadísticas de interferencia similares.
Este es el caso, por ejemplo, si los canales de control y de datos
de diferentes sectores pueden interferir entre sí. El nivel de
potencia de referencia puede determinarse tal y como se describirá
posteriormente.
La potencia de transmisión para el canal de
datos puede fijarse en base a varios factores tales como (1) la
cantidad de interferencia inter-sector que el
terminal puede generar a otros terminales de sectores vecinos, (2)
la cantidad de interferencia intra-sector que el
terminal puede generar a otros terminales del mismo sector, (3) el
nivel de potencia máximo permitido para el terminal y (4)
posiblemente otros factores. A continuación se describen cada uno
de estos factores.
La cantidad de interferencia
inter-sector que cada terminal puede generar puede
determinarse de varias maneras. Por ejemplo, la cantidad de
interferencia inter-sector generada por cada
terminal puede estimarse directamente por cada estación base vecina
y enviarse al terminal, el cual puede ajustar entonces su potencia
de transmisión. Esta notificación de interferencia individualizada
puede requerir una gran señalización suplementaria. Por motivos de
simplicidad, la cantidad de interferencia
inter-sector que cada terminal puede generar puede
estimarse de manera aproximada en base a (1) la interferencia total
observada por cada estación base vecina, (2) las ganancias de canal
para las estaciones base de servicio y vecinas, y (3) el nivel de
potencia de transmisión utilizado por el terminal. A continuación
se describen las cantidades (1) y (2).
Cada estación base puede estimar la cantidad
total o media de interferencia observada por esa estación base.
Esto puede conseguirse estimando la potencia de interferencia en
cada subbandas y calculando una potencia de interferencia media en
base a las estimaciones de potencia de referencia para las subbandas
individuales. La potencia de interferencia media puede obtenerse
utilizando diversas técnicas de cálculo de la media tales como, por
ejemplo, el cálculo aritmético de la media, el cálculo geométrico de
la media, cálculo de la media basado en la SRN, etc.
Para el cálculo aritmético de la media, la
potencia de interferencia media puede expresarse como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde
I_{m}(k,n) es la estimación de
potencia de interferencia para el sector m de la subbanda k en el
intervalo de tiempo n; y
I_{meas,m}(n) es la potencia de
interferencia media para el sector m en el intervalo de tiempo
n.
Las cantidades I_{m}(k,n) y
I_{meas,m}(n) se proporcionan en unidades lineales en la
ecuación (3) pero también pueden proporcionarse en decibelios (dB).
Con el cálculo aritmético de la media, algunas estimaciones de
potencia de interferencia elevada pueden sesgar la potencia de
interferencia media.
Para el cálculo geométrico de la media, la
potencia de interferencia media puede expresarse como:
El cálculo geométrico de la media puede eliminar
las estimaciones de potencia de interferencia elevada para algunas
subbandas de manera que la potencia de interferencia media sea
inferior que con el cálculo aritmético de la media.
Para el cálculo de la media basado en la SNR, la
potencia de interferencia media puede expresarse como:
donde P_{nom} denota una potencia
recibida nominal para cada subbanda. La ecuación (5) determina la
capacidad teórica de cada subbanda basándose en la potencia
recibida nominal, calcula la capacidad media para todas las N
subbandas y determina una potencia de interferencia media que
proporcione la capacidad media. El cálculo de la media basado en la
SNR (que también puede denominarse como cálculo de la media basado
en la capacidad), también elimina las estimaciones de potencia de
interferencia elevada para algunas
subbandas.
Independientemente de la técnica de cálculo de
la media que se utilice, cada estación base puede filtrar las
estimaciones de potencia de interferencia y/o la potencia de
interferencia media a lo largo de múltiples intervalos de tiempo
para mejorar la calidad de la medición de interferencias. El
filtrado puede conseguirse con un filtro de repuesta de impulso
finito (FIR), con un filtro de respuesta de impulsos infinitos
(IIR), o con otros tipos de filtro conocidos en la técnica. Por lo
tanto, en la descripción de este documento, el término
"interferencia" puede hacer referencia a una interferencia
filtrada o no filtrada.
Cada estación base puede transmitir sus
mediciones de interferencia para que las utilicen otros terminales
de otros sectores. Las mediciones de interferencia pueden
transmitirse de varias maneras. En una realización, la potencia de
interferencia media (o la interferencia "medida") se cuantifica
hasta un número de bits predeterminado, los cuales se envían
después a través de un canal de difusión. En otra realización, la
interferencia medida se transmite utilizando un único bit que
indica si la interferencia medida es mayor o menor que un umbral de
interferencia nominal. En otra realización adicional, la
interferencia medida se transmite utilizando dos bits. Un bit
indica la interferencia medida con respecto al umbral de
interferencia nominal. El otro bit puede utilizarse como un bit de
alerta/aviso que indique si la interferencia medida supera un umbral
de interferencia elevado. Las mediciones de interferencia también
pueden enviarse de otras maneras.
Por motivos de simplicidad, la siguiente
descripción adopta la utilización de un único bit de interferencia
de otros sectores (OSI) para proporcionar información de
interferencia. Cada estación base puede fijar su bit OSI (OSIB) de
la siguiente manera:
donde I_{objetivo} es el umbral
de interferencia
nominal.
Como alternativa, cada estación base puede
obtener una interferencia sobre valor térmico (IOT) medida, la cual
es una relación de la potencia de interferencia total observada por
la estación base con respecto a la potencia de ruido térmico. La
potencia de interferencia total puede calcularse tal y como se ha
descrito anteriormente. La potencia de ruido térmico puede
estimarse desconectando el transmisor y midiendo el ruido en el
receptor. Puede seleccionarse un punto de funcionamiento específico
para el sistema, el cual se denota como IOT_{objetivo}. Un punto
de funcionamiento superior permite que los terminales utilicen
potencias de transmisión más altas (dentro de la media) para los
canales de datos. Sin embargo, un punto de funcionamiento muy alto
puede no ser deseable puesto que el sistema puede quedar limitado a
causa de las interferencias, una situación en la que un aumento en
la potencia de transmisión no se traduce en un aumento de la SNR
recibida. Además, un punto de funcionamiento muy alto aumenta la
probabilidad de inestabilidad en el sistema. En cualquier caso, cada
estación base puede fijar su bit OSI de la siguiente manera:
donde
IOT_{meas,m}(n) es la IOT medida para
el sector m en el intervalo de tiempo n; y
IOT_{objetivo} es el punto de funcionamiento
deseado para el sector.
\vskip1.000000\baselineskip
Para ambos casos, el bit OSI puede utilizarse
para el control de potencia tal y como se describirá
posteriormente.
Cada terminal puede estimar la ganancia de canal
(o ganancia de trayectoria de propagación) para cada estación base
que pueda recibir una transmisión de enlace inverso desde el
terminal. La ganancia de canal para cada estación base puede
estimarse procesando una señal piloto recibida desde la estación
base a través del enlace directo, estimando la intensidad/potencia
de la señal piloto recibida y filtrando las estimaciones de
intensidad de señal piloto en el tiempo (por ejemplo, con un filtro
que tenga un tiempo constante de varios cientos de milisegundos)
para eliminar los efectos de un rápido desvanecimiento de la señal,
etc. Si todas las estaciones base transmiten sus señales piloto al
mismo nivel de potencia, entonces la intensidad de señal piloto
recibida para cada estación base es indicativa de la ganancia de
canal entre esa estación base y el terminal. El terminal puede
generar un vector de relación de ganancia de canal, G, de la
siguiente manera:
donde
g_{s}(n) es la ganancia de canal
entre el terminal y la estación base de servicio;
g_{ni}(n) es la ganancia de
canal entre el terminal y la estación base vecina i; y
r_{i}(n) es la relación de
ganancia de canal para la estación base vecina i.
\vskip1.000000\baselineskip
Puesto que la distancia está relacionada de
manera inversa con la ganancia de canal, la relación de ganancia de
canal g_{s}(n)/g_{ni}(n) puede
tomarse como una "distancia relativa" indicativa de la
distancia a una estación base vecina i con respecto a la distancia a
la estación base de servicio. En general, la relación de ganancia
de canal para una estación base vecina, r_{i}(n),
disminuye a medida que el terminal se desplaza el borde del sector
y aumenta a medida que el terminal se acerca a la estación base de
servicio. El vector de relación de ganancia de canal, G,
puede utilizarse para el control de potencia tal y como se
describirá posteriormente.
Aunque los canales de datos para cada sector
están multiplexados de manera que sean ortogonales entre sí, una
determinada pérdida de ortogonalidad puede producirse por la
interferencia inter-portadoras (ICI), la
interferencia entre símbolos, (ISI), etc. Esta pérdida de
ortogonalidad provoca interferencia intra-sector.
Para mitigar la interferencia intra-sector, la
potencia de transmisión de cada terminal puede controlarse de
manera que la cantidad de interferencia intra-sector
que este terminal puede generar a otros terminales del mismo sector
se mantenga dentro de un nivel aceptable. Esto puede conseguirse,
por ejemplo, haciendo que la SNR recibida para el canal de datos
para cada terminal esté dentro de un intervalo SNR predeterminado,
de la siguiente manera:
donde
SNR_{min} es la SNR recibida mínima permitida
para un canal de datos; y
SNR_{max} es la SNR recibida máxima permitida
para un canal de datos.
La SNR recibida mínima garantiza que todos los
terminales, especialmente aquéllos ubicados cerca del borde del
sector, puedan conseguir un nivel de rendimiento mínimo. Sin esta
restricción, los terminales situados cerca del borde del sector
pueden estar obligados a transmitir a un nivel de potencia
extremadamente bajo, ya que aportan normalmente una cantidad
importante de interferencia inter-sector.
Si las SNR recibidas para los canales de datos
para todos los terminales están limitadas a estar dentro del
intervalo [SNR_{min}, SNR_{max}], entonces puede suponerse que
la cantidad de interferencia intra-sector generada
por cada terminal debido a una pérdida de ortogonalidad está dentro
del nivel aceptable. Limitando las SNR recibidas para que estén
dentro de este intervalo SNR, todavía puede haber una diferencia de
(SNR_{max} - SNR_{min}) dB en la densidad espectral de potencia
recibida entre subbandas adyacentes (suponiendo que se observen en
las subbandas cantidades similares de interferencia
inter-sector, lo que es cierto, por ejemplo, si los
canales de control y de datos saltan de manera aleatoria, lo que
provoca que los canales de control y de datos de diferentes
sectores puedan colisionar entre sí). Un intervalo SNR pequeño
mejora la robustez del sistema en la presencia de ICI e ISI. Se ha
observado que un intervalo SNR de 10 dB proporciona un buen
rendimiento en la mayoría de escenarios de funcionamiento. También
pueden utilizarse otros intervalos SNR.
Si la potencia de transmisión para el canal de
datos se determina de la manera mostrada en la ecuación (1),
entonces la SNR recibida para el canal de datos puede mantenerse
dentro del intervalo [SNR_{min}, SNR_{max}] limitando el delta
de potencia de transmisión, \DeltaP(n), para que esté
dentro de un intervalo correspondiente, de la siguiente manera:
donde
\DeltaP_{min} es el delta de potencia de
transmisión mínimo permitido para un canal de datos, y
\DeltaP_{max} es el delta de potencia de
transmisión máximo permitido para un canal de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
En particular, \DeltaP_{min} = SNR_{min} -
SNR_{objetivo} y \DeltaP_{max} = SNR_{max} -
SNR_{objetivo}. En otra realización, puede limitarse la potencia
de transmisión P_{dch}(n) para que esté dentro de un
intervalo que se determina, por ejemplo, en base a la potencia de
señal recibida para el canal de datos. Esta realización puede
usarse, por ejemplo, si la potencia de interferencia es
estadísticamente diferente entre las subbandas.
La potencia de transmisión para el canal de
datos para cada terminal puede ajustarse entonces en base a los
siguientes parámetros:
- \quad
- el bit OSI transmitido por cada estación base;
- \quad
- el vector de relación de ganancia de canal, \underbar{G}, calculado por el terminal;
- \quad
- el intervalo de SNR recibidas permitidas para los canales de datos, [SNR_{min}, SNR_{max}], o, de manera equivalente, el intervalo de deltas de potencia de transmisión permitidos, [\DeltaP_{min}, \DeltaP_{max}]; y
- \quad
- el nivel de potencia máximo, P_{max}, permitido para el terminal, el cual puede fijarse por el sistema o por el amplificador de potencia del terminal.
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros 1) y 2) se refieren a la
interferencia inter-sector generada por el terminal.
El parámetro 3) se refiere a la interferencia
intra-sector generada por el terminal.
En general, un terminal situado cerca de un
sector vecino que informe acerca de altas interferencias puede
transmitir con un delta de potencia de transmisión inferior, por lo
que su SNR recibida tiene un valor más próximo a SNR_{min}. Por
el contrario, un terminal situado cerca de su estación base de
servicio puede transmitir con un delta de potencia de transmisión
superior, por lo que su SNR recibida tiene un valor más próximo a
SNR_{max}. Puede observarse una gradación de SNR recibidas para
los terminales del sistema en base a su proximidad a las estaciones
base de servicio. Un planificador en cada estación base puede
aprovechar la distribución de las SNR recibidas para conseguir un
alto rendimiento global garantizando al mismo tiempo equidad para
los terminales.
La potencia de transmisión para el canal de
datos puede ajustarse de varias maneras en base a los cuatro
parámetros descritos anteriormente. El mecanismo de control de
potencia no necesita mantener SNR idénticas para todos los
terminales, especialmente en un sistema ortogonal como un sistema
OFDMA, donde los terminales más próximos a una estación base pueden
transmitir a nivel de potencia más altos sin generar demasiados
problemas a otros terminales. Por motivos de claridad, a
continuación se describe una realización específica para ajustar la
potencia de transmisión. Para esta realización, cada terminal
supervisa los bits OSI emitidos por las estaciones base vecinas y
responde solamente al bit OSI de la estación base vecina más fuerte,
la cual tiene la relación de ganancia de canal más pequeña en el
vector G. Si el bit OSI de una estación base dada está fijado
a "1" (debido a que la estación base observa una interferencia
inter-sector superior a la nominal), entonces las
potencias de transmisión de los terminales que tengan esta estación
base como su estación base vecina más fuerte pueden ajustarse de
manera descendente. Por el contrario, si el bit OSI está fijado a
"0", entonces las potencias de transmisión de los terminales
que tengan esta estación base como su estación base vecina más
fuerte pueden ajustarse de manera ascendente. Para otras
realizaciones, cada terminal puede ajustar su potencia de
transmisión en base a uno o múltiples bits OSI obtenidos para una o
múltiples estaciones base (por ejemplo, estaciones base de servicio
y/o vecinas).
Por lo tanto, el bit OSI determina la dirección
por la que ajustar la potencia de transmisión. La cantidad de
ajuste de potencia de transmisión para cada terminal puede depender
(1) del nivel de potencia de transmisión actual (o del delta de
potencia de transmisión actual) del terminal y (2) de la relación de
ganancia de canal para la estación base vecina más fuerte. La tabla
1 enumera algunas reglas generales para ajustar la potencia de
transmisión en base al delta de potencia de transmisión y a la
relación de ganancia de canal para la estación base más fuerte.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La potencia de transmisión puede ajustarse de
manera determinista, de manera probabilística o de otras maneras.
Para el ajuste determinista, la potencia de transmisión se ajusta de
manera predefinida en base a los parámetros pertinentes. Para el
ajuste probabilístico, la potencia de transmisión tiene una cierta
probabilidad de ser ajustada, determinándose la probabilidad
mediante los parámetros pertinentes. A continuación se describirán
los esquemas ejemplares de ajuste determinista y probabilístico.
La Fig. 3 muestra un diagrama de flujo de un
proceso 300 para ajustar la potencia de transmisión de una manera
probabilística. El proceso 300 puede llevarse a cabo por cada
terminal y para cada intervalo de tiempo en el que se transmita un
bit OSI. Inicialmente, el terminal procesa el bit OSI de la estación
base vecina más fuerte (bloque 312). Después, el terminal determina
si el bit OSI es "1" o "0" (bloque 314).
Si el bit OSI es "1", lo que indica un
nivel de interferencia superior al nominal, entonces el terminal
determina una probabilidad para disminuir la potencia de
transmisión, Pr_{dn}(n) (bloque 322). Pr_{dn}(n)
puede calcularse en base al delta de potencia de transmisión actual,
\DeltaP(n) y a la relación de ganancia de canal para la
estación base vecina más fuerte, r_{osisb}(n), tal y como
se describirá posteriormente. Después, el terminal selecciona de
manera aleatoria un valor x entre 0,0 y 1,0 (bloque 324). En
particular, x es una variable aleatoria distribuida de manera
uniforme entre 0,0 y 1,0. Si el valor x seleccionado de manera
aleatoria es inferior o igual a la probabilidad Pr_{dn}(n),
tal y como se determina en el bloque 326, entonces el terminal
disminuye su delta de potencia de transmisión en un diferencial de
reducción \DeltaP_{dn} (bloque 328) de la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En caso contrario, si x es mayor que
Pr_{dn}(n), entonces el terminal mantiene el delta de
potencia de transmisión en el nivel actual (bloque 330). El proceso
avanza hasta el bloque 342 desde los bloques 328 y 330.
Si el bit OSI es "0" en el bloque 314, lo
que indica un nivel de interferencia inferior al nominal, entonces
el terminal determina una probabilidad para aumentar la potencia de
transmisión, Pr_{up}(n), por ejemplo, en base a
\DeltaP(n) y r_{osib}(n), tal y como se
describirá posteriormente (bloque 332). Después, el terminal
selecciona de manera aleatoria un valor x entre 0,0 y 1,0 (bloque
334). Si el valor x seleccionado de manera aleatoria es inferior o
igual a la probabilidad Pr_{up}(n), tal y como se determina
en el bloque 336, entonces el terminal aumenta su delta de potencia
de transmisión en un diferencial de incremento \DeltaP_{up}
(bloque 338), de la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los tamaños de diferencial para \DeltaP_{up}
y \DeltaP_{dn} pueden fijarse al mismo valor adecuado (por
ejemplo, 0, 25 dB; 0,5 dB; 1,0 dB; etc). Si x es mayor que
Pr_{up}(n) en el bloque 336, entonces el terminal mantiene
el delta de potencia de transmisión al mismo nivel (bloque 330). El
proceso avanza hasta el bloque 342 desde los bloques 330 y 338.
En el bloque 342, el terminal limita el delta de
potencia de transmisión, \DeltaP(n+1), para que esté
dentro del intervalo permitido [\DeltaP_{min},
\DeltaP_{max}]. Después, el terminal calcula la potencia de
transmisión para el siguiente intervalo de tiempo,
P_{dch}(n+1), en base al delta de potencia de transmisión,
\DeltaP(n+1) y al nivel de potencia de referencia,
P_{ref}(n+1), para el siguiente intervalo de tiempo, tal y
como se muestra en la ecuación (1) (bloque 344). Después, el
terminal limita la potencia de transmisión P_{dch}(n+1)
para que esté dentro del nivel de potencia máximo (bloque 346), de
la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El terminal utiliza la potencia de transmisión
P_{dch}(n+1) para el siguiente intervalo de tiempo.
Las probabilidades Pr_{dn}(n) y
Pr_{up}(n) pueden ser una función del delta de potencia de
transmisión, \DeltaP(n), y de la relación de ganancia de
canal para la estación base vecina más fuerte, r_{osib}(n).
Pueden utilizarse varias funciones para Pr_{dn}(n) y
Pr_{up}(n). Cada función puede tener un impacto diferente
en varias características de control de potencia tales como (1) la
tasa de convergencia del ajuste de potencia de transmisión y (2) la
distribución de los deltas de potencia de transmisión para los
terminales del sistema.
\newpage
En una realización, las probabilidades
Pr_{dn}(n) y Pr_{up}(n) se definen de la siguiente
manera:
\vskip1.000000\baselineskip
donde
Pr_{\Delta P}(n) es una probabilidad
relacionada con el nivel de potencia de transmisión;
Pr_{ganancia} (n) es una probabilidad
relacionada con la relación de ganancia de canal para la estación
base vecina más fuerte;
\Delta\tilde{\mathit{P}}_{max},
\Delta\tilde{\mathit{P}}_{min}, r_{max} y r_{min} son
constantes de normalización seleccionadas para conseguir las
características de control de potencia deseadas;
Pr_{up,min} es una probabilidad mínima para un
ajuste ascendente de la potencia de transmisión; y
Pr_{dn,min} es una probabilidad mínima para un
ajuste descendente de la potencia de transmisión.
Para la realización mostrada por el conjunto de
ecuaciones (15), Pr_{dn}(n) y Pr_{up}(n) son
probabilidades conjuntas determinadas por el nivel de potencia de
transmisión y por la relación de ganancia de canal para la estación
base vecina más fuerte. Las probabilidades mínimas Pr_{up,min} y
Pr_{dn,min} mejoran características de estado constante y
favorecen cierto grado de movimiento para puntos extremos (por
ejemplo, valores de ganancia de canal muy altos o muy bajos). Las
probabilidades Pr_{dn}(n) y Pr_{up}(n) obtenidas
de la manera mostrada en el conjunto de ecuaciones (15) cumplen las
reglas generales de ajuste de potencia de transmisión
proporcionadas en la tabla 1. Las probabilidades Pr_{dn}(n)
y Pr_{up}(n) también pueden obtenerse con otras funciones,
las cuales están dentro del alcance de la invención.
La Fig. 4 muestra un diagrama de flujo de un
proceso 400 para ajustar la potencia de transmisión de una manera
determinista. El proceso 400 también puede llevarse a cabo por cada
terminal y para cada intervalo de tiempo en el que se transmita un
bit OSI. El terminal procesa el bit OSI de la estación base vecina
más fuerte (bloque 412) y determina si el bit OSI es "1" o
"0" (bloque 414). Si el bit OSI es "1", entonces el
terminal determina la cantidad de reducción en la potencia de
transmisión, \Delta_{dn}(n+1), para el siguiente
intervalo de tiempo (bloque 422). El tamaño de diferencial de
reducción variable puede determinarse en base al delta de potencia
de transmisión actual, \DeltaP(n), y a la relación
de ganancia de canal para la estación base más fuerte,
r_{osib}(n). Después, el terminal disminuye el delta
de potencia de transmisión en \DeltaP_{dn}(n+1) (bloque
424). Por el contrario, si el bit OSI es "0", entonces el
terminal determina la cantidad de aumento en la potencia de
transmisión, \DeltaP_{up}(n+1), para el siguiente
intervalo de tiempo, por ejemplo, basándose en
\DeltaP(n) y en r_{osib}(n) (bloque
432). Después, el terminal aumenta el delta de potencia de
transmisión en \DeltaP_{up}(n+1) (bloque 434). Después
de los bloques 424 y 434, el terminal limita el delta de potencia de
transmisión para el siguiente intervalo de tiempo,
\DeltaP(n+1), dentro del intervalo permitido
[\DeltaP_{min}, \DeltaP_{max}] (bloque 442) y calcula y
limita adicionalmente la potencia de transmisión para el siguiente
intervalo de tiempo dentro del nivel de potencia máximo (bloques
444 y 446).
Los tamaños de diferencial variables
\DeltaP_{dn}(n+1) y \DeltaP_{up}(n+1) pueden
determinarse en base a una función predeterminada de
\DeltaP(n) y r_{osib}(n), por ejemplo,
similar a la función expresada por el conjunto de ecuaciones (15).
Los tamaños de diferencial variables pueden definirse para que sean
proporcionales a \DeltaP(n) e inversamente proporcionales a
r_{osib}(n). Las probabilidades de ajuste y los
tamaños de diferencial variables también pueden determinarse en base
a una tabla de consulta de diferentes probabilidades y a los
valores de tamaño de diferencial para diferentes valores de
\DeltaP(n) y r_{osib}(n), o de otras
maneras.
Las Figs. 3 y 4 muestran realizaciones a modo de
ejemplo para ajustar la potencia de transmisión de manera
probabilística y determinista, respectivamente. Para la realización
probabilística mostrada en la Fig. 3, la probabilidad de ajuste se
determina en base a los parámetros \DeltaP(n) y
r_{osib}(n), y los diferenciales de incremento y de
reducción de tamaño fijo se utilizan para el ajuste de la potencia
de transmisión. Para la realización determinista mostrada en la Fig.
4, la probabilidad de ajuste se fija a 1,0, y los tamaños de
diferencial de incremento y de reducción se determinan en base a los
parámetros \DeltaP(n) y r_{osib}(n).
También pueden realizarse varias modificaciones en estas
realizaciones. Por ejemplo, los tamaños de diferencial variables de
incremento y de reducción también pueden utilizarse para la
realización probabilística. Como otro ejemplo, los diferenciales de
incremento y de reducción de tamaño fijo pueden utilizarse para la
realización determinista.
El delta de potencia \DeltaP(n) para el
canal de datos puede ajustarse en base al bit OSI, a la ganancia de
canal, al delta de potencia anterior \DeltaP(n-1), al
intervalo de deltas de potencia permitidos y al nivel de potencia
máximo para el terminal, tal y como se ha descrito anteriormente. En
general, el delta de potencia \DeltaP(n) puede ajustarse
en base a un parámetro cualquiera y a cualquier combinación de
parámetros. Otros parámetros que pueden utilizarse para ajustar
\DeltaP(n) incluyen la potencia de transmisión de
corriente P_{dch}(n), un factor de reducción de pico a
media \DeltaP_{bo}, un conjunto "designado" de estaciones
base que pueden observar posiblemente altas interferencias del
terminal, etc. El factor de reducción de pico a media puede
determinarse mediante el número de subbandas utilizadas por el
terminal para la transmisión, y el \DeltaP_{bo} puede utilizar
un valor superior si se utilizan más subbandas para la transmisión.
La potencia de transmisión para el canal de datos puede limitarse
para que sea inferior a Pmax menos este factor de reducción, o
P_{dch}(n) \leq (P_{max} - \DeltaP_{bo}).
La potencia de transmisión para el terminal
también puede ajustarse en base a los bits OSI enviados por
múltiples estaciones base (por ejemplo, las estaciones base de
servicio y/o vecinas). La potencia de transmisión puede ajustarse
de la misma manera o de maneras diferentes para la estación base de
servicio y una estación base vecina. El terminal puede ser
ortogonal a otros terminales que se comuniquen con la estación base
de servicio pero, sin embargo, puede generar algunas interferencias
a estos otros terminales si no se consigue una ortogonalidad total.
La potencia de transmisión para el terminal puede ajustarse más baja
si el bit OSI para la estación base de servicio está fijado a
"1". La cantidad de ajuste de potencia de transmisión debida al
bit OSI de la estación base de servicio puede determinarse en base
a una simulación informática, una medición empírica, etc., para
conseguir un buen rendimiento.
La potencia de transmisión para el terminal
también puede ajustarse en base a otros parámetros, criterios e
información. Por ejemplo, el terminal puede considerar solamente los
bits OSI de las estaciones base del conjunto designado. El terminal
también puede considerar o no una estación base determinada para el
ajuste de potencia de transmisión en base a la ganancia de canal
y/o a otros parámetros para esa estación base. El terminal también
puede ajustar la potencia de transmisión en diferentes cantidades
y/o de diferentes maneras en base a toda la información disponible
para la(s) estación(es) base que va(n) a
considerarse para el ajuste de potencia de transmisión.
La Fig. 5 muestra un mecanismo 500 de control de
potencia que puede utilizarse para ajustar la potencia de
transmisión para un terminal 120x del sistema 100. El terminal 120x
se comunica con una estación 110x base de servicio y puede generar
interferencias a las estaciones 110a a 110m base vecinas (aunque en
diferentes cantidades). El mecanismo 500 de control de potencia
incluye un bucle 510 de referencia y un segundo bucle 520. El bucle
510 de referencia funciona entre el terminal 120x y la estación 110x
base de servicio. El segundo bucle 520 funciona entre el terminal
120x y las estaciones 110a a 110m base vecinas y posiblemente la
estación 110x base de servicio. Por motivos de simplicidad, la Fig.
5 muestra solamente la parte de los bucles 510 y 520 que residen en
el terminal 120x.
El bucle 510 de referencia ajusta la potencia de
transmisión para un canal de control (u otro canal de tráfico) e
intenta mantener la SNR recibida para este canal de control, medida
en la estación 110x base de servicio), lo más cerca posible de una
SNR objetivo. Para el bucle 510 de referencia, la estación 110x base
de servicio estima la SNR recibida para el canal de control,
compara la SNR recibida con la SNR objetivo y genera comandos de
control de potencia de transmisión (TPC) basándose en los resultados
de la comparación, tal y como se describe a continuación. Cada
comando TPC puede ser (1) un comando UP para llevar a cabo un
aumento en la potencia de transmisión para el canal de control o
(2) un comando DOWN para llevar a cabo una disminución en la
potencia de transmisión. La estación 110x base de servicio
transmite los comandos TPC a través del enlace directo (nube 570)
al terminal 120x.
El terminal 120x recibe y procesa la transmisión
de enlace directo de la estación 110x base de servicio y
proporciona comandos TPC "recibidos" a un procesador 542 de
comandos TPC. Cada comando TPC recibido es una versión ruidosa de
un comando TPC transmitido por la estación 110x base de servicio. El
procesador 542 detecta cada comando TPC recibido y obtiene una
"decisión TPC" que puede ser (1) una decisión UP si el comando
TPC recibido se considera como un comando UP o (2) una decisión
DOWN si el comando TPC recibido se considera como un comando DOWN.
Una unidad 544 de ajuste de potencia de transmisión (TX) de canal de
control ajusta la potencia de transmisión para el canal de control,
P_{cch}(n), basándose en las decisiones TPC del procesador
542 de comandos TPC. Por ejemplo, la unidad 544 puede incrementar
P_{cch}(n) en un diferencial de incremento
\DeltaP_{ch,up} para cada decisión UP y disminuir
P_{cch}(n) en un diferencial de reducción
\DeltaP_{cc,dn} para cada decisión DOWN. Un
modulador/procesador 560 de datos TX fija la potencia de transmisión
para el canal de control al nivel P_{cch}(n) indicado por
la unidad 544. La transmisión del canal de control se envía a la
estación 110x base de servicio.
Debido a la pérdida de propagación, al
desvanecimiento de la señal y a efectos de trayectoria múltiple en
el enlace inverso (nube 540), que normalmente varían en el tiempo y
especialmente para un terminal móvil, la SNR recibida para el canal
de control fluctúa continuamente. El bucle 510 de referencia intenta
mantener la SNR recibida en o próxima a la SNR objetivo en la
presencia de cambios en el estado de canal de enlace inverso.
El segundo bucle 520 ajusta la potencia de
transmisión para un canal de datos (u otros canales de tráfico) de
manera que un nivel de potencia que sea lo más alto posible se
utilice para el canal de datos manteniendo al mismo tiempo la
interferencia inter-sector e
intra-sector en niveles aceptables. Para el segundo
bucle 520, un procesador 552 de bits OSI recibe y procesa los bits
OSI emitidos por las estaciones 110a a 110m base vecinas y
posiblemente por la estación 110x base de servicio. El procesador
552 de bits OSI proporciona bits OSI detectados de las estaciones
base a una unidad 556 de ajuste de deltas de potencia de
transmisión. Un estimador 554 de canal recibe señales piloto desde
las estaciones base de servicio y vecinas, estima la ganancia de
canal para cada estación base y proporciona las ganancias de canal
estimadas para todas las estaciones base a la unidad 556. La unidad
556 determina las relaciones de ganancia de canal para las
estaciones base vecinas e identifica la estación base vecina más
fuerte. La unidad 556 ajusta adicionalmente el delta de potencia de
transmisión \DeltaP(n) para el canal de datos basándose en
el bit OSI detectado y en la relación de ganancia de canal para el
vecino más fuerte, tal y como se ha descrito anteriormente. La
unidad 556 puede implementar el proceso 300 o 400 y puede ajustar
\DeltaP(n) de manera probabilística o determinista. En
general, la unidad 556 puede ajustar el delta de potencia de
transmisión \DeltaP(n) basándose en los bits OSI
detectados y/o en otra información pertinente para cualquier número
de estaciones base, las cuales pueden incluir las estaciones base
de servicio y/o vecinas.
Una unidad 558 de cálculo de potencia de
transmisión de canal de datos recibe la potencia de transmisión de
canal de control, P_{cch}(n), la cual se utiliza como el
nivel de potencia de referencia, P_{ref}(n), y el delta de
potencia de transmisión, \DeltaP(n). La unidad 558 calcula
la potencia de transmisión P_{dch}(n) para el canal de
datos basándose en P_{cch}(n) y \DeltaP(n). La
unidad 560 fija la potencia de transmisión para el canal de datos
al nivel P_{dch}(n) indicado por la unidad 558. La
transmisión en el canal de datos se envía a la estación 110x base de
servicio. Las transmisiones en los canales de datos y de control
puede generar interferencias a las estaciones 110a a 110m base
vecinas.
Cada estación 110 base recibe transmisiones de
los terminales a través del enlace inverso, estima la interferencia
observada por esa estación base, compara la interferencia medida con
el umbral de interferencia nominal, fija el bit OSI según el
resultado de la comparación y emite el bit OSI a través del enlace
directo.
El bucle 510 de referencia y el segundo bucle
520 pueden funcionar de manera concurrente pero pueden actualizarse
a diferentes velocidades, siendo el bucle 510 más rápido que el
bucle 520. Las velocidades de actualización para los dos bucles
pueden seleccionarse para conseguir el rendimiento de control de
potencia deseado. Como un ejemplo, el bucle 510 de referencia puede
actualizarse a una velocidad de, por ejemplo, 150 veces por segundo,
y el segundo bucle puede actualizarse a una velocidad de, por
ejemplo, entre 10 y 20 veces por segundo. El bucle 510 de
referencia y el segundo bucle 520 pueden funcionar en transmisiones
enviadas a través del canal de control y del canal de datos,
respectivamente. Los canales de control y de datos pueden tener
asignadas diferentes subbandas en cada periodo de salto, tal y como
se muestra en la Fig. 2. En este caso, el bucle 510 de referencia y
el segundo bucle 520 pueden funcionar simultáneamente en
transmisiones enviadas en diferentes subbandas. El canal de control
también puede multiplexarse con el canal de datos (por ejemplo,
utilizando TDM y/o CDM) y enviarse en las mismas subbandas.
La Fig. 6 muestra un mecanismo 600 de control de
potencia que puede utilizarse para el canal de control. El
mecanismo 600 de control de potencia (que puede utilizarse para el
bucle 510 de referencia en la Fig. 5) incluye un bucle 610 interno,
un bucle 620 externo y un tercer bucle 630. El bucle 610 interno
intenta mantener la SNR recibida para el canal de control lo más
próxima posible a la SNR objetivo. Para el bucle 610 interno, un
estimador 642 SNR en la estación 110x base de servicio estima la SNR
recibida para el canal de control y proporciona la SNR recibida a
un generador 644 de comandos TPC. El generador 644 compara la SNR
recibida con la SNR objetivo y genera comandos TPC basándose en los
resultados de la comparación. La estación 110x base de servicio
transmite los comandos TPC a través del enlace directo (nube 570) al
terminal 120x. El terminal 120x recibe y procesa los comandos TPC
de la estación 110x base de servicio y ajusta la potencia de
transmisión para el canal de control, tal y como se ha descrito
anteriormente para la Fig. 5.
Los datos pueden enviarse en bloques a través
del canal de control, y cada bloque de datos puede codificarse con
un código de bloque para obtener una palabra de código
correspondiente (o bloque de datos codificado). No puede utilizarse
un código de detección de errores para el canal de control. En este
caso, la estación base de servicio puede realizar una detección de
borrado para cada palabra de código recibida para determinar si la
palabra de código está borrada o no. Una palabra de código borrada
puede considerarse como no fiable y procesarse de manera
correspondiente (por ejemplo, descartarse). La detección de borrado
puede llevarse a cabo calculando una métrica para cada palabra de
código recibida, comparando la métrica calculada con un umbral de
borrado y declarando la palabra de código recibida como borrada o no
borrada basándose en el resultado de la comparación.
El bucle 620 exterior ajusta la SNR objetivo de
manera que se obtenga una tasa de borrado objetivo, Pr_{borrado},
para el canal de control. La tasa de borrado objetivo indica una
probabilidad deseada (por ejemplo, 10%) para declarar una palabra
de código recibida como borrada. Una unidad 652 de cálculo métrico
calcula la métrica para cada palabra de código recibida. Un
detector 654 de borrado lleva a cabo la detección de borrado para
cada palabra de código recibida basándose en su métrica calculada y
en el umbral de borrado y proporciona el estado de la palabra de
código recibida (borrada o no borrada) a una unidad 656 de ajuste
SNR objetivo. Después, la unidad 656 ajusta la SNR objetivo para el
canal de control de la siguiente manera:
donde
SNR_{objetivo}(k) es la SNR objetivo
para el intervalo de actualización k del bucle externo;
\DeltaSNR_{up} es un tamaño de diferencial
de incremento para la SNR objetivo; y
\DeltaSNR_{dn} es un tamaño de diferencial
de reducción para la SNR objetivo.
\vskip1.000000\baselineskip
Los tamaños de diferencial \DeltaSNR_{up} y
\DeltaSNR_{dn} pueden fijarse de la siguiente manera:
El tercer bucle 630 ajusta el umbral de borrado
de manera que se obtenga una tasa de error condicional objetivo,
Pr_{error}, para el canal de control. La tasa de error condicional
objetivo indica una probabilidad deseada de que una palabra de
código recibida se descodifique con errores cuando se considera como
no borrada. Una Pr_{error} pequeña (por ejemplo, de un 1%)
corresponde a una alta confianza en los resultados de
descodificación para palabras de código no borradas. El terminal
110x y/u otros terminales en comunicación con la estación 110x base
de servicio pueden transmitir palabras de código conocidas en el
canal de control de manera periódica o cuando se activen. Las
unidades 652 y 654 llevan a cabo la detección de borrado para cada
palabra de código conocida recibida de la misma manera que para una
palabra de código recibida. Para cada palabra de código conocida
recibida considerada como no borrada, un descodificador 662
descodifica la palabra de código conocida recibida y determina si
el bloque de datos descodificado es correcto o tiene errores. El
descodificador 662 proporciona el estado de cada palabra de código
conocida recibida. el cual puede ser borrada, "buena" o
"mala". Una palabra de código buena es una palabra de código
conocida recibida considerada como no borrada y descodificada
correctamente. Una palabra de código mala es una palabra de código
conocida recibida considerada como no borrada pero descodificada
con errores. Una unidad 664 de ajuste de umbral de borrado ajusta el
umbral de borrado basándose en el estado de cada palabra de código
conocida recibida de la siguiente manera:
donde
TH_{borrado}(\ell) es el umbral de
borrado para el intervalo de actualización \ell del tercer
bucle;
\DeltaTH_{up} es un tamaño de diferencial de
incremento para el umbral de borrado; y
\DeltaTH_{dn} es un tamaño de diferencial de
reducción para el umbral de borrado.
\vskip1.000000\baselineskip
La ecuación (18) supone que un umbral de borrado
inferior aumenta la probabilidad de que una palabra de código
recibida se declare como borrada.
Los tamaños de diferencial \DeltaTH_{up} y
\DeltaTH_{dn} pueden fijarse de la siguiente manera:
El bucle 610 interno, el bucle 620 externo y el
tercer bucle 630 se actualizan normalmente a velocidades diferentes.
El bucle 610 interno es el bucle más rápido de los tres bucles, y
la potencia de transmisión para el canal de control puede
actualizarse a una velocidad particular (por ejemplo, 150 veces por
segundo). El bucle 620 exterior es el siguiente bucle más rápido, y
la SNR objetivo puede actualizarse siempre que se reciba una
palabra de código en el canal de control. El tercer bucle 630 es el
bucle más lento, y el umbral de borrado puede actualizarse siempre
que se reciba una palabra de código conocida en el canal de control.
Las velocidades de actualización para los tres bucles pueden
seleccionarse para obtener el rendimiento deseado para la detección
de borrado y el control de potencia para el canal de control. El
mecanismo 600 de control de potencia se describe adicionalmente en
la solicitud de patente estadounidense transferida conjuntamente con
número de serie [número de expediente 040404 U1], titulada
"Robust Erasure Detection and
Erasure-Rate-Based Closed Loop Power
Control", presentada el 13 de julio de 2004.
Por motivos de claridad, se han descrito
anteriormente realizaciones específicas para diversos aspectos del
control de potencia. También pueden obtenerse otras muchas
realizaciones en base a la descripción proporcionada en este
documento. A continuación se proporcionan algunos ejemplos.
Puede usarse el mismo intervalo de deltas de
potencia de transmisión permitidos, [\DeltaP_{min},
\DeltaP_{max}], para todos los terminales del sistema. También
pueden utilizarse diferentes intervalos [\DeltaP_{min},
\DeltaP_{max}] para diferentes terminales, por ejemplo,
dependiendo de sus ubicaciones. Por ejemplo, los terminales con una
relación de ganancia de canal más pequeña para las estaciones base
vecinas más fuertes pueden utilizar un intervalo más pequeño de
deltas de potencia de transmisión (por ejemplo, el mismo
\DeltaP_{min} pero un \DeltaP_{max} inferior) que los
terminales situados más cerca de las estaciones base de
servicio.
El nivel de potencia de referencia,
P_{ref}(n), utilizado para obtener la potencia de
transmisión de canal de datos, P_{dch}(n), puede fijarse a
la potencia de transmisión para otro canal controlado por potencia,
tal y como se ha descrito anteriormente. El nivel de potencia de
referencia también puede obtenerse de otras maneras, por ejemplo,
estimándose en base a la ganancia de canal para la estación base de
servicio. La potencia de transmisión de canal de datos también
puede ajustarse directamente en lugar de mediante el delta de
potencia de transmisión. La estación base de servicio puede
proporcionar retroalimentación para informar al terminal si la
potencia de transmisión de canal de datos está dentro de un
intervalo permitido.
Un terminal sólo puede responder al bit OSI de
la estación base vecina más fuerte, tal y como se ha descrito
anteriormente. Un terminal también puede ajustar su potencia de
transmisión basándose en los bits OSI de múltiples estaciones base
vecinas. Por ejemplo, un terminal puede llevar a cabo el proceso 300
ó 400 para las S estaciones base vecinas más fuertes, una estación
base cada vez, donde S > 1. La relación de ganancia de canal para
cada estación base vecina puede tenerse en cuenta en las
probabilidades de ajuste (para el proceso 300) o en los tamaños de
diferencial variables (para el proceso 400).
Puede utilizarse un único OSI para indicar la
interferencia observada por cada estación base tal y como se ha
descrito anteriormente. También pueden utilizarse múltiples bits
para notificar interferencias. Esto puede permitir que los
terminales ajusten de manera más rápida y/o eficaz sus potencias de
transmisión. A su vez, esto puede mejorar la estabilidad y el
rendimiento del sistema global. Por ejemplo, cada estación base
puede notificar información acerca de la diferencia entre el valor
de la interferencia medida y el valor del umbral de interferencia
nominal. Como otro ejemplo, cada estación base puede emitir un bit
adicional (un bit de alerta/de aviso) que puede estar fijado a
"1" cuando el nivel de interferencia supera un umbral de
interferencia elevado. Este umbral elevado puede ser
significativamente superior (por ejemplo, entre 2 y 3 veces superior
a las desviaciones estándar) que el umbral nominal. Un aumento
rápido o un nivel de interferencia inusualmente alto es normalmente
una indicación de que el sistema se está volviendo inestable.
Después de observar el bit de alerta fijado, cada terminal puede
fijar simplemente su delta de potencia de transmisión al valor
mínimo, \DeltaP_{min}, y puede permanecer en este nivel de
potencia de transmisión hasta que el bit de alerta se reajuste a
"0". Junto con el control de potencia para el canal de
control, este mecanismo puede ser eficaz para garantizar la
estabilidad del sistema.
Cada estación base puede emitir su información
de interferencia a todos los terminales si la interferencia
observada por la estación base está aleatorizada, por ejemplo, con
saltos de frecuencia. Si las estaciones base tienen información de
interferencia más específica, entonces las potencias de transmisión
de los terminales pueden ajustarse de manera que aprovechen esta
información. Por ejemplo, cada terminal puede tener asignadas una o
más subbandas específicas para la transmisión de datos (sin saltos
de frecuencia). Entonces, una estación base puede observar
diferentes cantidades de interferencia en diferentes subbandas. Los
terminales que generan grandes cantidades de interferencia pueden
identificarse específicamente según sus subbandas asignadas, y las
potencias de transmisión de estos terminales pueden reducirse
consecuentemente.
La velocidad de transmisión de datos soportada
para cada terminal se determina mediante la SNR recibida para el
canal de datos. Esta SNR recibida, para las realizaciones descritas
anteriormente, depende (1) de la SNR objetivo asociada con el nivel
de potencia de referencia y (2) del delta de potencia de
transmisión, \DeltaP(n), utilizado por el terminal. El
delta de potencia de transmisión puede ajustarse de manera
independiente por el terminal sin ninguna entrada de la estación
base de servicio, tal y como se ha descrito anteriormente. El
terminal puede enviar el delta de potencia de transmisión, la SNR
recibida para el canal de datos, la velocidad de datos soportada
para el canal de datos o información equivalente a la estación base
de servicio. El terminal también puede enviar el número máximo de
subbandas, N_{sb,max}(n) que el terminal puede soportar en
el delta de potencia de transmisión actual, la calidad de servicio
(QoS) deseada, el tamaño de memoria intermedia, etc. Para reducir
la cantidad de señalización, el terminal puede enviar
\DeltaP(n) y N_{sb,max}(n) por cada número
determinado de intervalos de actualización, mediante señalización
dentro de banda en el canal de datos, etc.
Un planificador en/para la estación base de
servicio puede utilizar toda la información enviada por el terminal
para asignar recursos al terminal y planificar el terminal para la
transmisión de datos en el enlace inverso. El planificador puede
asignar N_{sb,max}(n) bandas, menos de
N_{sb,max}(n) subbandas o más de N_{sb,max}(n)
subbandas al terminal. Si el planificador asigna más de
N_{sb,max}(n) subbandas, entonces el terminal puede
escalar descendentemente el delta de potencia de transmisión. Por
ejemplo, si se asignan 2N_{sb,max}(n), entonces
\DeltaP(n) puede escalarse descendentemente en un factor de
dos.
El control de potencia puede llevarse a cabo por
cada terminal en base a diversos elementos de información que el
terminal obtiene de su estación base de servicio y estaciones base
vecinas, tal y como se ha descrito anteriormente. El control de
potencia también puede llevarse a cabo por cada estación base para
todos los terminales en comunicación con la estación base. Por
ejemplo, cada estación base puede obtener un informe de
interferencias (por ejemplo, el bit OSI) para cada estación base
vecina, por ejemplo, mediante señalización entre las estaciones
base o transmisiones de los terminales. Cada estación base también
puede obtener las ganancias de canal determinadas por cada terminal
para las estaciones base de servicio y vecinas. Después, cada
estación base puede calcular el delta de potencia de transmisión
para cada terminal basándose en los informes de interferencias y en
las ganancias de canal aplicables para ese terminal y puede enviar
el delta de potencia de transmisión al terminal. Después, cada
terminal puede ajustar su potencia de transmisión utilizando el
delta de potencia de transmisión recibido desde su estación base de
servicio. Como alternativa, cada estación base puede calcular y
enviar la potencia de transmisión para cada terminal. La
disponibilidad de los deltas de potencia de transmisión para todos
los terminales en comunicación con cada estación base puede
facilitar la planificación para los terminales.
Las técnicas de control de potencia descritas en
este documento pueden utilizarse para varios tipos de sistemas de
comunicación inalámbricos. Estas técnicas son especialmente
adecuadas para sistemas con una interferencia
intra-sector pequeña, por ejemplo, sistemas OFDMA,
TDMA y FDMA.
Las técnicas descritas en este documento pueden
utilizarse para el control de potencia de varios tipos de canales
de tráfico (por ejemplo, canales de datos y de control). Además,
estas técnicas también son muy adecuadas para un esquema de
retransmisión automática híbrida (H-ARQ). Con
H-ARQ, cada paquete codificado se divide en
múltiples (Nbl) subbloques, y un subbloque se transmite cada vez
para el paquete codificado. Cuando cada subbloque para un paquete
codificado determinado se recibe a través del enlace inverso, la
estación base de servicio intenta descodificar y recuperar el
paquete basándose en todos los subbloques recibidos hasta este
momento para el paquete. La estación base de servicio puede
recuperar el paquete basándose en una transmisión parcial ya que
los subbloques contienen información redundante que es útil para la
descodificación cuando la SNR recibida es baja pero que puede no
ser necesaria cuando la SNR recibida es alta. La estación base de
servicio transmite una confirmación (ACK) si el paquete se ha
descodificado correctamente, y el terminal puede finalizar la
transmisión del paquete poco después de recibir la ACK.
Con H-ARQ, cada paquete
codificado puede transmitirse en una cantidad de tiempo variable
hasta que se descodifique correctamente. Un mecanismo de control de
potencia convencional que ajuste la SNR recibida para el canal de
datos basándose en la tasa de error de paquete (PER) reduciría la
potencia de transmisión para el canal de datos hasta un nivel bajo
de manera que se consiga un PER objetivo con todos los Nbl
subbloques transmitidos para cada paquete codificado. Esto puede
reducir drásticamente el rendimiento global del sistema. Las
técnicas descritas en este documento permiten utilizar un nivel de
potencia de transmisión elevado incluso con una transmisión de
duración variable soportada por H-ARQ.
La Fig. 7 muestra un diagrama de bloques de una
realización de un terminal 120x, de una estación 110x base de
servicio y de una estación 110a base vecina. A través del enlace
inverso, en el terminal 120x, un procesador 710 de datos TX procesa
(por ejemplo, codifica, entrelaza y modula) datos de tráfico de
enlace inverso (RL) y proporciona símbolos de modulación para los
datos de tráfico. El procesador 710 de datos TX también procesa
datos de control (por ejemplo, un indicador de calidad de canal) de
un controlador 720 y proporciona símbolos de modulación para los
datos de control. Un modulador 712 (MOD) procesa los símbolos de
modulación para los datos de tráfico y de control y para los
símbolos piloto y proporciona una secuencia de fragmentos de
información de valor complejo. El procesamiento del procesador 710
de datos TX y del modulador 712 depende del sistema. El modulador
712 realiza modulación OFDM si el sistema utiliza OFDM. Una unidad
714 transmisora (TMTR) acondiciona (por ejemplo, convierte a
analógico, amplifica, filtra y convierte frecuencias de manera
ascendente) la secuencia de fragmentos de información y genera una
señal de enlace inverso, la cual se encamina a través de un duplexor
716 (D) y se transmite a través de una antena 718.
En la estación 110x base de servicio, la señal
de enlace inverso del terminal 120x se recibe mediante una antena
752x, se encamina a través de un duplexor 754x y se proporciona a
una unidad 756x receptora (RCVR). La unidad 756x receptora
acondiciona (por ejemplo, filtra, amplifica y convierte frecuencias
de manera descendente) la señal recibida y digitaliza
adicionalmente la señal acondicionada para obtener un flujo de
muestras de datos. Un desmodulador 758x (DEMOD) procesa las
muestras de datos para obtener estimaciones de símbolos. Después,
un procesador 760x de datos de recepción (RX) procesa (por ejemplo,
desentrelaza y descodifica) las estimaciones de símbolo para
obtener datos descodificados para el terminal 120x. El procesador
760x de datos RX también lleva a cabo una detección de borrado y
proporciona a un controlador 770x el estado de cada palabra de
código recibida utilizada para el control de potencia. El
procesamiento del desmodulador 758x y del procesador 760x de datos
RX es complementario al procesamiento realizado por el modulador 712
y el procesador 710 de datos TX, respectivamente.
El procesamiento para una transmisión de enlace
directo puede llevarse a cabo de manera similar al descrito
anteriormente para el enlace inverso. El sistema especifica
normalmente el procesamiento para las transmisiones en los enlaces
directos e inversos.
Para el control de potencia de enlace inverso,
en la estación 110x base de servicio, un estimador 774x SNR estima
la SNR recibida para el terminal 120x y proporciona la SNR recibida
a un generador 776x de comandos (cmd) TPC. El generador 776x
también recibe la SNR objetivo y genera comandos TPC para el
terminal 120x. Los comandos TPC se procesan mediante un procesador
782x de datos TX y un modulador 784x, se acondicionan mediante una
unidad 786x transmisora, se encaminan a través del duplexor 754x y
se transmiten a través de la antena 752x al terminal 120x. En la
estación 110a base vecina, un estimador 774a de interferencias
estima la interferencia observada por la estación base y
proporciona la interferencia medida a un generador 776a de bits OSI.
El generador 776a también recibe el umbral de interferencia nominal
y genera el bit OSI para la estación 110a base. El bit OSI se
procesa y se transmite a los ter-
minales del sistema. El generador 776a también puede generar un bit de aviso u otro tipo de informe de interferencias.
minales del sistema. El generador 776a también puede generar un bit de aviso u otro tipo de informe de interferencias.
En el terminal 120x, las señales de enlace
directo de las estaciones base de servicio y vecinas se reciben por
la antena 718. Las señales recibidas se encaminan a través del
duplexor 716, se acondicionan y se digitalizan mediante una unidad
740 receptora y se procesan mediante un desmodulador 742 y un
procesador 744 de datos RX para obtener los comandos TPC recibidos
y los bits OSI recibidos. Un estimador de canal del desmodulador
742 estima la ganancia de canal para cada estación base. Un
procesador 724 TPC detecta los comandos TPC recibidos para obtener
decisiones TPC, las cuales se utilizan para actualizar la potencia
de transmisión para el canal de control. El procesador 724 TPC
también ajusta la potencia de transmisión para el canal de datos
basándose en los bis OSI recibidos para las estaciones base
vecinas, en las ganancias de canal para las estaciones base de
servicio y vecinas y en las potencias de transmisión para los
canales de datos y de control, tal y como se ha descrito
anteriormente. El procesador 724 TPC (o controlador 720) puede
implementar el proceso 300 de la Fig. 3 o el proceso 400 de la Fig.
4. El procesador 724 TPC proporciona controles de ajuste de potencia
de transmisión para los canales de control y de datos. El
procesador 710 y/o el modulador 712 reciben los controles desde el
procesador 724 TPC y ajustan las potencias de transmisión para los
canales de control y de datos.
Los controladores 720, 770x y 770a controlan las
operaciones de varias unidades de procesamiento del terminal 120x y
de las estaciones 110x y 110a base, respectivamente. Estos
controladores también pueden llevar a cabo funciones de control de
potencia para el enlace inverso. Por ejemplo, los controladores 720
y 770x pueden implementar las unidades de procesamiento mostradas
en las Figs. 5 y 6 para el terminal 120x y la estación 110x base,
respectivamente. Las unidades 722, 772x y 772a de memoria almacenan
datos y códigos de programa para los controladores 720, 770x y
770a, respectivamente. Un planificador 780x planifica los terminales
para la transmisión de datos a/desde la estación 110x base de
servicio.
Las técnicas de control de potencia descritas en
este documento pueden implementarse de varias maneras. Por ejemplo,
estas técnicas pueden implementarse en hardware, software o en una
combinación de los mismos. Para una implementación en hardware, las
unidades de procesamiento utilizadas para llevar a cabo el control
de potencia pueden implementarse en uno o más circuitos integrados
de aplicación específica (ASIC), procesadores de señales digitales
(DSP), dispositivos de procesamiento de señales digitales (DSPD),
dispositivos lógicos programables (PLD), matrices de puertas
programables por campo (FPGA), procesadores, controladores,
microcontroladores, microprocesadores, otras unidades electrónicas
diseñadas para llevar a cabo las funciones descritas en este
documento, o una combinación de los mismos.
Para una implementación en software, las
técnicas de control de potencia pueden implementarse con módulos
(por ejemplo, procedimientos, funciones, etc.) que lleven a cabo las
funciones descritas en este documento. Los códigos de software
pueden almacenarse en una unidad de memoria (por ejemplo, la unidad
722 de memoria de la Fig. 7) y ejecutarse mediante un procesador
(por ejemplo, el controlador 720). La unidad de memoria puede
implementarse dentro del procesador o de manera externa al
procesador, en cuyo caso puede acoplarse de manera comunicativa al
procesador de varias maneras conocidas en la técnica.
La anterior descripción de las realizaciones
descritas se proporciona para permitir que cualquier experto en la
técnica realice o utilice la presente invención. Varias
modificaciones de estas realizaciones serán fácilmente evidentes
para los expertos en la técnica, y los principios genéricos
definidos en este documento pueden aplicarse a otras realizaciones
sin apartarse del alcance de la invención. Por tanto, la presente
invención no pretende limitarse a las realizaciones mostradas en
este documento sino que se le otorga el alcance más amplio
relacionado con los principios y características novedosas descritos
en este documento.
Claims (41)
1. Un procedimiento para llevar a cabo control
de potencia para un terminal inalámbrico en un sistema de
comunicaciones inalámbrico, que comprende:
- \quad
- obtener (314; 414), para cada una de al menos una estación base, una indicación de interferencia observada por la estación base, siendo cada una de las al menos una estación base una estación base vecina no designada para recibir una transmisión de datos enviada por el terminal inalámbrico o una estación base de servicio designada para recibir la transmisión de datos enviada por el terminal inalámbrico;
- \quad
- caracterizado por
- \quad
- estimar una ganancia de canal para la estación base de servicio; y
- \quad
- para cada estación base vecina que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión,
- \quad
- estimar una ganancia de canal para la estación base vecina, y
- \quad
- ajustar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a una indicación obtenida para la estación base vecina y las ganancias de canal estimadas para las estaciones base vecinas y de servicio.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- limitar (342, 344, 346; 442, 444, 446) la potencia de transmisión para que la transmisión de datos esté dentro de un intervalo determinado en base a una medición obtenida para la transmisión de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- estimar una SNR de calidad de señal recibida para la transmisión de datos en la estación base de servicio; y
- \quad
- limitar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a la SNR recibida estimada para la transmisión de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
4. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la indicación para cada una de la al menos una estación
base comprende un primer bit que indica si la interferencia
observada por la estación base está por encima o por debajo de un
primer umbral de interferencia.
5. El procedimiento según la reivindicación 4,
en el que la indicación para cada una de la al menos una estación
base comprende además un segundo bit que indica si la interferencia
observada por la estación base supera un segundo umbral de
interferencia que es superior al primer umbral de interferencia.
6. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que se obtiene una pluralidad de indicaciones para una
pluralidad de estaciones base vecinas, y en el que la potencia de
transmisión para la transmisión de datos se ajusta en base a una
indicación obtenida para una única estación base vecina que se
selecciona de entre la pluralidad de estaciones base vecinas.
7. El procedimiento según la reivindicación 6,
en el que la única estación base vecina es una estación base vecina
con la pérdida de propagación más pequeña para el terminal
inalámbrico entre la pluralidad de estaciones base
vecinas.
vecinas.
8. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que para el ajuste de la potencia de transmisión para la
transmisión de datos sólo se consideran indicaciones de
interferencia para las estaciones base de un conjunto designado de
estaciones base.
9. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el ajuste de la potencia de transmisión para la
transmisión de datos comprende
- \quad
- para cada estación base que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión, ajustar además la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a un nivel de potencia de transmisión actual para la transmisión de datos, un intervalo de deltas de potencia de transmisión permitidos, una potencia de transmisión máxima para el terminal, un factor de reducción de pico a media, o una combinación de los mismos.
\newpage
10. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el ajuste de la potencia de transmisión para la
transmisión de datos comprende
- \quad
- para cada estación base que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión, disminuir la potencia de transmisión si la interferencia observada por la estación base está por encima de un primer valor de interferencia, y aumentar la potencia de transmisión si la interferencia observada por la estación base está por debajo del primer umbral de interferencia.
\vskip1.000000\baselineskip
11. El procedimiento según la reivindicación 10,
en el que el ajuste de la potencia de transmisión para la
transmisión de datos comprende además:
- \quad
- para cada estación base que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión, fijar la potencia de transmisión a un nivel de baja potencia predeterminado si la interferencia observada por la estación base está por encima de un segundo umbral de interferencia que es superior al primer umbral de interferencia.
\vskip1.000000\baselineskip
12. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que las ganancias de canal para las estaciones base vecinas y
de servicio se estiman en base a las señales piloto recibidas desde
las estaciones base vecinas y de servicio, respectivamente.
13. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- para cada estación base vecina que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión,
- \quad
- determinar una probabilidad para ajustar la potencia de transmisión de manera ascendente o descendente en base a las ganancias de canal para las estaciones base vecinas y de servicio, y
- \quad
- ajustar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a la indicación obtenida para la estación base vecina y la probabilidad determinada para la estación base vecina.
\vskip1.000000\baselineskip
14. El procedimiento según la reivindicación 13,
en el que la probabilidad se determina además en base a un nivel
actual de la potencia de transmisión para la transmisión de
datos.
15. El procedimiento según la reivindicación 13,
en el que la potencia de transmisión se ajusta en un diferencial de
tamaño fijo y según la probabilidad determinada.
16. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- para cada estación base vecina que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión,
- \quad
- determinar un tamaño de diferencial para ajustar la potencia de transmisión en base a las ganancias de canal estimadas para las estaciones base vecinas y de servicio, y
- \quad
- ajustar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a la indicación obtenida para la estación base vecina y al tamaño de diferencial determinado para la estación base vecina.
\vskip1.000000\baselineskip
17. El procedimiento según la reivindicación 16,
en el que el tamaño de diferencial se determina además en base a un
nivel actual de la potencia de transmisión para la transmisión de
datos.
18. El procedimiento según la reivindicación 3,
en el que la potencia de transmisión para la transmisión de datos
se determina mediante un nivel de potencia de referencia y un delta
de potencia de transmisión, y en el que el delta de potencia de
transmisión se ajusta en base a la al menos una indicación obtenida
para la al menos una estación base.
19. El procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende además:
- \quad
- ajustar el nivel de potencia de referencia de manera que una SNR recibida para una segunda transmisión enviada por el terminal inalámbrico a la estación base de servicio se mantenga en una SNR objetivo, y en el que la SNR recibida para la transmisión de datos se estima en base a la SNR objetivo para la segunda transmisión.
\vskip1.000000\baselineskip
20. El procedimiento según la reivindicación 19,
en el que la segunda transmisión es para un canal de control
enviado por el terminal a la estación base de servicio.
21. El procedimiento según la reivindicación 3,
en el que la potencia de transmisión para la transmisión de datos
se limita de manera que la SNR recibida para la transmisión de datos
esté dentro de un intervalo de SNR recibidas permitidas para la
transmisión de datos.
22. El procedimiento según la reivindicación 3,
que comprende además:
- \quad
- limitar la potencia de transmisión para que la transmisión de datos esté a o por debajo de un nivel de potencia máximo permitido para el terminal inalámbrico.
\vskip1.000000\baselineskip
23. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la obtención de la al menos una indicación de
interferencia observada por la al menos una estación base y el
ajuste de la potencia de transmisión para la transmisión de datos
se llevan a cabo por el terminal inalámbrico.
24. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la obtención de la al menos una indicación de
interferencia observada por la al menos una estación base y el
ajuste de la potencia de transmisión para la transmisión de datos
se llevan a cabo por la estación base de servicio.
25. El procedimiento según la reivindicación 24,
en el que la al menos una indicación se obtiene mediante
señalización compartida entre las al menos una estación base.
26. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la transmisión de datos se envía utilizando retransmisión
automática híbrida (H-ARQ) que permite una
terminación anticipada de una transmisión de un paquete
descodificado correctamente por una estación base designada para
recibir la transmisión de datos.
27. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema de
acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA).
28. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema de
acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).
29. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema de
acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA).
30. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- verificar la interferencia observada por una primera estación base no designada para recibir una transmisión de datos enviada por un terminal inalámbrico a una estación base de servicio;
- \quad
- ajustar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a la interferencia observada por la primera estación base; y
- \quad
- limitar la potencia de transmisión para que la transmisión de datos mantenga por debajo de un nivel predeterminado una interferencia debida a la transmisión de datos en la estación base de servicio.
\vskip1.000000\baselineskip
31. El procedimiento según la reivindicación 30,
en el que la interferencia observada por la primera estación base
se verifica en base a un informe de medición enviado por la primera
estación base, un nivel actual de la potencia de transmisión
utilizada para la transmisión de datos, una distancia estimada a la
primera estación base, o una combinación de los mismos.
32. El procedimiento según la reivindicación 30,
en el que la limitación de la potencia de transmisión para la
transmisión de datos comprende
- \quad
- estimar una SNR de calidad de señal recibida para la transmisión de datos en la estación base de servicio, y
- \quad
- limitar la potencia de transmisión para la transmisión de datos de manera que la SNR recibida para la transmisión de datos esté dentro de un intervalo de SNR recibidas permitidas para la transmisión de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
33. El procedimiento según la reivindicación 30,
en el que la primera estación base es una estación base con la
señal recibida más fuerte en el terminal inalámbrico entre las al
menos una estación base recibida por el terminal inalámbrico y no
designada para recibir la transmisión de datos.
34. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- obtener, en una estación base, un nivel de potencia de transmisión soportado por un terminal inalámbrico para una transmisión de datos a la estación base, en el que el nivel de potencia de transmisión se determina en base a dicha indicación de interferencia observada por cada una de dichas al menos una estación base vecina no designada para recibir la transmisión de datos; y
- \quad
- planificar el terminal inalámbrico para una transmisión de datos en base al nivel de potencia de transmisión soportado por el terminal inalámbrico.
\vskip1.000000\baselineskip
35. El procedimiento según la reivindicación 34,
que comprende además:
- \quad
- ajustar un nivel de potencia de referencia para el terminal inalámbrico para obtener una SNR de calidad de señal objetivo para una segunda transmisión enviada desde el terminal inalámbrico a la estación base, y en el que el nivel de potencia de transmisión se determina además en base al nivel de potencia de referencia.
\vskip1.000000\baselineskip
36. El procedimiento según la reivindicación 34,
que comprende además:
- \quad
- obtener, en la estación base, un número particular de subbandas soportadas por el terminal inalámbrico en el nivel de potencia de transmisión, y en el que además el terminal inalámbrico se planifica para una transmisión de datos en base al número particular de subbandas soportadas en el nivel de potencia de transmisión.
\vskip1.000000\baselineskip
37. Un aparato que puede hacerse funcionar para
llevar a cabo el control de potencia para un terminal inalámbrico
de un sistema de comunicaciones inalámbrico, que comprende:
- \quad
- medios (110x, 120x) para obtener, para cada al menos una estación base, una indicación de interferencia observada por la estación base, siendo cada una de las al menos una estación base una estación base vecina no designada para recibir una transmisión de datos enviada por el terminal inalámbrico o una estación base de servicio designada para recibir la transmisión de datos enviada por el terminal inalámbrico;
- \quad
- caracterizado porque comprende
- \quad
- medios para estimar una ganancia de canal para la estación base de servicio; y
- \quad
- para cada estación base vecina que va a considerarse en el ajuste de la potencia de transmisión,
- \quad
- medios para estimar una ganancia de canal para la estación base vecina, y
- \quad
- medios para ajustar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a una indicación obtenida para la estación base vecina y las ganancias de canal estimadas para las estaciones base vecinas y de servicio.
\vskip1.000000\baselineskip
38. El aparato según la reivindicación 37, que
comprende además:
- \quad
- medios para estimar una SNR de calidad de señal recibida para la transmisión de datos en una estación base de servicio designada para recibir la transmisión de datos; y
- \quad
- medios para limitar la potencia de transmisión para la transmisión de datos en base a la SNR recibida estimada para la transmisión de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
39. El aparato según la reivindicación 37, en el
que para cada estación base que va a considerarse en el ajuste de
la potencia de transmisión, la potencia de transmisión para la
transmisión de datos se ajusta además en base a un nivel actual de
la potencia de transmisión, un intervalo de deltas de potencia de
transmisión permitidos, una potencia de transmisión máxima para el
terminal, un factor de reducción de pico a media, o una combinación
de los mismos.
40. El aparato según la reivindicación 37, que
comprende además:
- \quad
- medios para obtener un nivel de potencia de transmisión soportado por un terminal inalámbrico para una transmisión de datos a una estación base, en el que el nivel de potencia de transmisión se determina en base a dicha indicación de interferencia observada por cada una de dichas al menos una estación base vecina no designada para recibir la transmisión de datos; y
- \quad
- medios para planificar el terminal inalámbrico para la transmisión de datos en base al nivel de potencia de transmisión soportado por el terminal inalámbrico.
\vskip1.000000\baselineskip
41. El aparato según la reivindicación 40, que
comprende además:
- \quad
- medios para ajustar un nivel de potencia de referencia para el terminal inalámbrico para obtener una SNR de calidad de señal objetivo para una segunda transmisión enviada desde el terminal inalámbrico a la estación base, y en el que el nivel de potencia de transmisión se determina además en base al nivel de potencia de referencia.
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