ES2620291T3

ES2620291T3 - Acceso múltiple de reserva

Info

Publication number: ES2620291T3
Application number: ES06024501.6T
Authority: ES
Inventors: Serge Willenegger; Rod Walton; Vieri Vanghi
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: JP4638052B2; JP2007267400A; AU3918000A; JP4638405B2; EP1793638B1; CN1265672C; US7613462B2; ATE516688T1; US20040233870A1; JP2007124687A; US6987982B2; KR100617916B1; WO2000057663A1; DK1793638T3; KR20020010590A; EP1166584A1; PT1793638T; EP1166584B1; CN1344474A; EP1793638A2

Abstract

Un procedimiento para acceder a una estación base (14), realizado en una estación móvil (12) en un sistema de comunicación, que comprende: seleccionar una secuencia de rúbrica entre una pluralidad de secuencias de rúbrica; transmitir (118) por un canal de acceso aleatorio una parte de solicitud de una sonda de acceso modulada utilizando la secuencia de rúbrica proveniente de la estación móvil; determinar (150) si un mensaje de asignación de canal, que responde a la sonda de acceso y que comprende la secuencia de rúbrica seleccionada, se ha recibido desde la estación base; y transmitir otra parte de solicitud, si se determina que la asignación de canal no ha sido recibida.

Description

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DESCRIPCION

Acceso multiple de reserva

I. Campo de la invencion

La invencion se refiere, en general, a las comunicaciones inalambricas. Mas en particular, la invencion se refiere al acceso multiple en un sistema de comunicacion inalambrica.

II. Descripcion de la tecnica relacionada

En un tipico sistema de comunicacion inalambrica, una pluralidad de estaciones moviles se comunican a traves de una estacion base comun. Debido a que la estacion base dispone de recursos limitados, las estaciones moviles compiten por el acceso a los recursos de la estacion base. La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un tipico sistema de comunicacion inalambrica 10 moderno. El sistema se compone de una serie de estaciones base 14. Un conjunto de estaciones moviles 12 se comunican con las estaciones base 14. Las estaciones moviles 12 se comunican con las estaciones base 14 por un canal de enlace directo 18 y un canal de enlace inverso 20. Tal como se usa aqui, el termino "canal" se refiere tanto a un enlace de comunicacion unico entre la estacion base y una estacion movil especifica, como a una agrupacion de enlaces de comunicacion, que habitualmente tienen una funcion comun. La figura 1 muestra una variedad de tipos de estaciones moviles. Por ejemplo, la Figura 1 muestra un telefono portatil de mano, un telefono movil montado en un vehiculo y un telefono del bucle local inalambrico de localizacion fija. Tales sistemas ofrecen servicios de voz y datos. Otros sistemas de comunicacion por modem funcionan por enlaces inalambricos por satelite en lugar de a traves de estaciones de base terrestres. El documento 98/49857A1 se refiere al procesamiento de multiples llamadas originadas en moviles de acceso aleatorio. El documento EP 0765096A se refiere a un sistema de comunicacion movil de CDMA.

Un estandar de la industria para un sistema inalambrico que usa el acceso multiple por division de codigo (CDMA) se expone en la norma provisional de TIA/EIA titulada "Mobile Station - Base Station Compatibility Standard for DualMode Wideband Spread Spectrum Cellular System" [“Estandar de compatibilidad entre estacion movil y estacion base para un sistema celular de espectro ensanchado de banda ancha de modalidad dual”], TIA/EIA/lS-95, y su progenie (denominada colectivamente aqui IS-95).

Entre otros canales, el IS-95 define un canal de acceso aleatorio de enlace inverso que es utilizado por las estaciones moviles para comunicarse con una estacion base. El canal de acceso se utiliza para los intercambios de mensajes cortos de senalizacion, como los origenes de llamadas, las respuestas a las paginas y los registros. Por ejemplo, para comunicaciones bidireccionales prolongadas, un par de canales dedicados de trafico de enlace directo y de enlace inverso se establece entre la estacion movil y la estacion base. El canal de acceso se puede utilizar para la transferencia de informacion desde la estacion movil a la estacion base antes de que el canal de trafico se establezca, a fin de facilitar el establecimiento.

El canal de acceso definido por IS-95 es un canal de acceso aleatorio, lo que significa que una estacion movil elige aleatoriamente una parte de los recursos de los canales de acceso sobre los cuales transmitir una sonda de acceso. Debido a la naturaleza aleatoria del canal de acceso, no hay ninguna garantia de que solo una unica estacion movil intentara el acceso en la parte elegida. Por lo tanto, cuando se envia una sonda de acceso, puede dejar de ser recibida por la estacion base por una entre varias razones. Puede fallar porque el nivel de potencia recibida en la estacion base es muy bajo en comparacion con los actuales niveles de interferencia. Puede fallar debido a que otra estacion movil intenta utilizar la misma parte de los recursos del canal de acceso al mismo tiempo, provocando una colision. En cualquier caso, cuando la sonda de acceso no se recibe en la estacion base, la estacion movil selecciona aleatoriamente otra parte de los recursos del canal de acceso e intenta el acceso al sistema, tal vez utilizando un nivel de senal mas alto. Para evitar una serie de fracasos al unisono entre dos estaciones moviles despues de una colision inicial, el proceso de la retransmision tambien se aleatoriza.

Para seleccionar una parte de los recursos del canal de acceso, de acuerdo con la IS-95, la estacion movil selecciona aleatoriamente uno entre un conjunto de uno o mas canales de acceso definidos por las tecnicas de CDMA. Una vez que un canal de acceso es seleccionado, la estacion movil se ve obligada a iniciar la transmision de la sonda de acceso a uno entre un conjunto de limites de ranuras reincidentes. La estacion movil selecciona aleatoriamente un limite de ranura y comienza la transmision. Tal operacion se conoce como operacion de aloha ranurado y es bien conocida en la tecnica.

Un aspecto clave de un sistema de acceso aleatorio es el control de carga. El control de carga se utiliza para controlar estadisticamente la velocidad a la que las sondas de acceso se reciben en la estacion base. El control de carga en un sistema de aloha ranurado es importante porque, cuando el numero de intentos de acceso aumenta, el numero de colisiones tambien aumenta. A medida que aumenta la carga adicionalmente, el numero de intentos de acceso exitoso en realidad comienza a caer, debido a los recursos del sistema que se consumen con las colisiones. Por lo tanto, en un sistema de aloha ranurado, es ventajoso mantener la carga del sistema a menos de 18% de la capacidad a plena carga, de lo contrario puede obtenerse como resultado un comportamiento inestable.

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La carga es tambien una funcion de la magnitud de la interferencia en el sistema. La capacidad disponible de un sistema disminuye a medida que aumenta la interferencia. Cuando aumenta la carga en el canal de acceso aleatorio, puede causar interferencias significativas con los otros canales en el sistema, tales como los canales de trafico. De acuerdo con IS-95, la carga en el canal de acceso es controlada mediante la insercion de un retardo aleatorio (llamado cesion de sonda de acceso) entre un intento de acceso fallido y un intento de reiteracion. Sin embargo, la IS-95 carece de cualquier mecanismo para habilitar e inhabilitar rapidamente el acceso al canal de acceso a fin de controlar la carga.

De acuerdo con la IS-95, cuando una estacion movil envia una sonda de acceso, transmite un numero unico de identificacion, tal como el numero de serie electronico (ESN) de la estacion movil, junto con otra informacion en un preambulo. Ademas, la sonda de acceso comprende un mensaje que especifica el proposito de la sonda o que lleva los datos del usuario. Por ejemplo, el mensaje puede designar un numero de telefono para su uso en un origen de llamada. Una sonda de acceso suele tener entre 80 y 150 milisegundos (mseg) de duracion.

De acuerdo con la IS-95, la estacion movil transmite inicialmente la sonda de acceso en un primer nivel. Si la estacion base no responde con un acuse de recibo despues de un periodo de tiempo predeterminado, la estacion movil sigue repitiendo la sonda de acceso a niveles de potencia cada vez mayores.

Este procedimiento de acceso no produce un uso muy eficaz de los recursos del sistema. En primer lugar, la sonda de acceso es bastante larga y la estacion movil sigue transmitiendo la sonda de acceso completa, incluso si la estacion base no puede recibir la sonda de acceso, por lo tanto, lanzando energia inutil en el sistema, gastando de forma derrochadora los recursos de la estacion movil y reduciendo la capacidad del sistema. De acuerdo con la IS- 95, una vez que la estacion movil ha empezado a transmitir, no existe ningun mecanismo de control de potencia por el cual la estacion base pueda aumentar o disminuir la potencia de transmision. Si el enlace inverso se somete a un desvanecimiento profundo, la transmision puede fallar y la estacion movil retransmite el mensaje a una potencia mas alta que puede no ser necesaria en caso de ausencia del desvanecimiento. La estacion base no tiene medios para solicitar mas potencia durante el desvanecimiento profundo ni para solicitar una reduccion en la potencia durante la retransmision posterior. Ademas de consumir recursos significativos del sistema, el procedimiento de acceso de acuerdo con la IS-95 se puede estirar para abarcar una cantidad significativa de tiempo, agregando retraso al sistema. De acuerdo con la IS-95, los datos se transmiten por el canal de acceso en una sola velocidad de datos, independientemente de la cantidad de datos o la calidad de la conexion entre la estacion movil y la estacion base.

Por lo tanto, ha habido una necesidad en la tecnica para desarrollar un sistema de acceso multiple que introduzca menos retraso y que haga un uso mas eficaz de los recursos disponibles del sistema.

Sumario de la invencion

De conformidad con la presente invencion, se proporciona: un procedimiento para acceder a una estacion base, realizado en una estacion movil en un sistema de comunicaciones de acuerdo con la reivindicacion 1; una estacion movil de acuerdo con la reivindicacion 11; y un medio legible por ordenador de acuerdo con la reivindicacion 21.

El acceso multiple de reserva (RsMA) se utiliza para proporcionar acceso multiple a una pluralidad de estaciones moviles. Las sondas de acceso utilizadas para acceder al sistema se dividen en dos partes diferentes: una parte de solicitud y una parte de mensaje. La parte de solicitud comprende un numero que identifica "casi exclusivamente" a la estacion movil. Por ejemplo, una identificacion por troceo se puede obtener a partir de un numero mas largo que identifica univocamente la estacion movil utilizando una funcion de troceo. La parte de solicitud tambien comprende un preambulo para facilitar la deteccion. La longitud de la parte de solicitud es pequena en comparacion con la longitud de la parte de mensaje.

La parte de solicitud se envia por un canal de acceso aleatorio. Por ejemplo, en una realizacion, la parte de solicitud se transmite por el canal de aloha ranurado en el que los limites de ranura siguen de cerca uno tras otro, tal como en el orden de la longitud de varias partes de solicitud.

Si la parte de solicitud es detectada debidamente por la estacion base y si hay recursos disponibles, la estacion base asigna un canal de acceso reservado usando un mensaje de asignacion de canal. El mensaje de asignacion de canal comprende la identificacion por troceo. La estacion movil envia la parte de mensaje por el canal de acceso reservado. El canal de acceso reservado provee comunicacion con una baja probabilidad de contienda.

En una realizacion, la parte de mensaje puede comprender una solicitud de un canal de trafico u otro mensaje de administracion del sistema o puede contener un datagrama de informacion del usuario.

En una realizacion, la parte de mensaje puede adoptar una entre un conjunto de velocidades variables de datos.

En otra realizacion, un canal de enlace directo envia la informacion de control de potencia a la estacion movil mientras esta transmitiendo por el canal de acceso reservado. En otra realizacion mas, los mensajes de asignacion

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de canal, la informacion de control de potencia, o ambos, se envian desde una pluralidad de sectores, estaciones base o ambas cosas.

En una realizacion, una estacion base puede enviar un mensaje de espera a una estacion movil especifica o una clase de estaciones moviles por el canal de asignacion del canal de enlace directo, que tambien lleva los mensajes de asignacion de canal. El mensaje de espera retrasa posteriores intentos de acceso por parte de las estaciones moviles en cuestion.

En otra realizacion, un mensaje de espera se puede utilizar para inhabilitar rapidamente el acceso al sistema a fin de controlar la carga.

Breve descripcion de los dibujos

Las caracteristicas, objetivos y ventajas de la presente invencion se tornaran mas evidentes a partir de la descripcion detallada a continuacion cuando se considere conjuntamente con los dibujos en los que los caracteres iguales de referencia identifican correspondientemente en toda su extension y en la que:

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un tipico sistema moderno de comunicacion inalambrica.

Las figuras 2A y 2B son diagramas de flujo que muestran el funcionamiento de la estacion movil en RsMA.

La figura 3 es un diagrama de representacion que muestra una serie de canales en un sistema de RsMA.

La figura 4 es un diagrama de representacion que muestra una estructura de datos ejemplar para el canal directo comun de control de potencia.

La figura 5 es un grafico que ilustra la potencia de transmision de la estacion movil en un sistema de circuito cerrado.

La figura 6 es un diagrama de representacion que muestra los sectores del area de cobertura de una estacion base de multiples sectores.

La figura 7 es un diagrama de bloques de la estacion base de multiples sectores.

La figura 8 es un diagrama de bloques de una arquitectura ejemplar de estacion movil.

Descripcion detallada de la invencion

Para superar las limitaciones de la tecnica anterior, la invencion utiliza un formato de acceso multiple de reserva (RsMA) para facilitar el acceso aleatorio al sistema. Para aumentar la eficacia, el mensaje de acceso se divide en dos partes diferentes: una parte de solicitud y una parte de mensaje. La parte de solicitud se envia por un canal de acceso aleatorio. En respuesta, se asigna un canal de acceso reservado. La parte de mensaje se envia por el canal de acceso reservado. Mediante el uso de un canal de acceso reservado, en una realizacion, se aplica el control de potencia en circuito cerrado a la parte de mensaje de la sonda de acceso. Junto con otras caracteristicas, la invencion presta eficacia al proceso de acceso.

La invencion se entiende mejor por medio de ejemplos. Las figuras 2A y 2B son diagramas de flujo que ejemplifican el funcionamiento de la estacion movil en un sistema de RsMA de acuerdo con la invencion. La figura 3 es un diagrama de representacion que muestra una serie de canales y mensajes en un sistema de RsMA que se puede utilizar para facilitar la comprension de la figura 2.

Con referencia a la figura 2A, el flujo comienza en el bloque de inicio 100. En el bloque 102, el numero de secuencia y el numero de la sonda se establecen en 0. En el bloque 104, la estacion movil selecciona aleatoriamente un canal de asignacion del canal de enlace directo (F-CACH) a partir de un conjunto de canales de asignacion del canal de enlace directo que disponen de soporte por parte del sistema. Por ejemplo, la estacion movil selecciona el enesimo canal de asignacion del canal de enlace directo, tal como el F-CACH (n) 200 mostrado en la Figura 3. En una realizacion, el numero de canales de asignacion del canal de enlace directo es programable y se puede reducir a 1 o incluso 0 a fin de reducir el numero de accesos exitosos.

En el bloque 106, la estacion movil estima la calidad de senal de la senal piloto recibida desde la estacion base correspondiente. Por ejemplo, la estacion movil puede estimar la proporcion entre la energia en la portadora y la densidad de potencia de ruido (Ec/Io) con la que se recibe la senal piloto. El bloque 108 determina si la calidad de la senal piloto supera un umbral predeterminado. Si no es asi, la estacion movil supone que el canal de enlace directo se ha desvanecido y el flujo continua de regreso al bloque 106 hasta que la calidad de la senal mejore. Debido a la naturaleza de rapido desvanecimiento del canal terrestre, las condiciones de desvanecimiento adversas normalmente se corrigen a si mismas con bastante rapidez. Al evitar la transmision durante un desvanecimiento profundo, la estacion movil puede aumentar la probabilidad de que recibira una respuesta de la estacion base por el

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F-CACH, como se describe en mas detalle a continuacion. Los bloques 106 y 108 son optativos y algunas realizaciones pueden no contener esta caracteristica.

Si se determina en el bloque 108 de que la calidad de senal de la senal piloto supera el umbral, el flujo se traslada al bloque 110, en el que la estacion movil selecciona aleatoriamente un canal de control comun de enlace inverso (R- CCCH) correspondiente al R-CCCH seleccionado. Por ejemplo, la estacion movil selecciona el c-esimo canal de control comun de enlace inverso, tal como el R-CCCH(c) 202 mostrado en la Figura 3. En una realizacion, el F- CACH se asocia con una pluralidad de R-CCCH. En el bloque 112, la estacion movil inicializa la potencia de transmision a un nivel de potencia inicial (IP). En una realizacion, el valor de la IP se determina en base a la calidad de senal de la senal piloto, asi como otros factores. En otra realizacion, el valor de la IP es un valor fijo o programable. El flujo continua a traves del conector de la pagina separada 114 a la conexion de pagina separada 116 de la Figura 2B.

En el bloque 118, la estacion movil transmite una parte de solicitud de una sonda de acceso que comprende un preambulo y el Identificador de troceo por el R-CCCH(c) 202, como muestra el mensaje de solicitud 210. El Identificador de troceo se obtiene de informacion que es unica para la estacion movil transmisora. De acuerdo con una de una pluralidad de tecnicas bien conocidas, el valor de troceo se genera mediante una funcion de troceo que correlaciona un numero de entrada que comprende un gran numero de bits con un numero de salida que es mas corto. Por ejemplo, en una realizacion de la invencion, la informacion de entrada para la funcion de troceo comprende el numero de serie electronico (ESN) de la estacion movil que es, de acuerdo con la IS-95, un numero de 32 bits asignado por el fabricante de la estacion movil, que identifica univocamente el equipo de la estacion movil. Usando 32 bits, se puede asignar a mas de cuatro mil millones de estaciones moviles un unico ESN. La salida de la funcion de troceo es, por ejemplo, un numero de 12 bits que define 4.096 valores diferentes “casi-unicos” de Identificadores de troceo. Aunque no es unico, la longitud del Identificador de troceo es suficiente para hacer extremadamente improbable que mas de una estacion movil que funcionen dentro del area de cobertura de una estacion base generen el mismo Identificador de troceo y transmitan la parte de solicitud de una sonda de acceso al mismo tiempo. El uso de este Identificador de troceo permite que se transmita menos informacion en comparacion con la IS-95, sin dejar de distinguir a esa estacion movil de todas las otras en el area, en la gran mayoria de los casos. Si se produce una colision entre dos o mas estaciones moviles que utilizan el mismo Identificador de troceo al mismo tiempo, algunos de, o todos, los intentos de acceso pueden fallar. En tal caso, la parte de solicitud que ha fracasado es retransmitida de nuevo y los periodos aleatorios de cesion reducen el riesgo de una colision posterior.

Eventualmente, durante el curso del acceso, la estacion movil debe ser identificada de forma univoca a la estacion base. Sin embargo, dicha identificacion univoca no es necesaria a fin de continuar con el acceso al sistema en este punto. El uso de un Identificador de troceo reduce significativamente la cantidad de datos que se transmiten en la parte de solicitud de la sonda de acceso. De acuerdo con la invencion, la identificacion univoca de la estacion movil se lleva a cabo dentro de la parte de mensaje de la sonda de acceso, en lugar de en la parte de solicitud.

En el bloque 120, la estacion movil monitoriza el F-CACH (n) 200 para determinar si la sonda de acceso es descodificada con exito por la estacion base. Por ejemplo, en la figura 3, en un escenario, la estacion base responde mediante la transmision de un mensaje de respuesta 212. El mensaje de respuesta comprende el Identificador de troceo de la estacion movil a la que se dirige. El mensaje de respuesta tambien comprende un valor de comprobacion de redundancia ciclica (CRC) u otro mecanismo de deteccion de errores. En una realizacion, el F- CACH (n) 200 se asocia con un numero de R-CCCH (c) y puede llevar mensajes destinados a un cierto numero de diferentes estaciones moviles, cada una de las cuales incluye un valor de CRC. En el bloque 122, la estacion movil monitoriza los mensajes de respuesta portados por el F-CACH (n) y determina si se detecta un fallo en base al CRC. Si se detecta un fallo, el flujo continua en el bloque 126, como se explica a continuacion. En una realizacion, la estacion base retransmite un mensaje de respuesta 212’ repetido si no se detecta ninguna respuesta desde la estacion movil. En la figura 3, el mensaje de respuesta se repite D2 segundos despues del final de la transmision inicial, de tal manera que el temporizador de la estacion movil D1 no se agote hasta el final del mensaje de respuesta 212’ repetido. En una realizacion, la estacion movil combina por software la energia del mensaje de respuesta 212 original y del mensaje de respuesta 212’ repetido para mejorar el rendimiento de acuerdo con tecnicas bien conocidas.

Si no se detectan fallos en el bloque 122, el proceso avanza al bloque 124 y determina si el Identificador de troceo especificado, transmitido en el mensaje de respuesta 212 llevado por el F-CACH (n) 200, coincide con el Identificador de troceo transmitido por la estacion movil. Si el Identificador de troceo no coincide o si se ha decodificado un fallo en el bloque 122, el flujo continua hasta el bloque 126. El bloque 126 determina si el temporizador D1 se ha agotado. El D1 se reinicia cuando la parte de solicitud de la sonda de acceso se transmite y acumula el tiempo hasta que se haya agotado. Por ejemplo, en la figura 3, el periodo del temporizador D1 se indica por la linea de flecha doble etiquetada con D1, a partir del final de la parte de solicitud 210 de la sonda de acceso. Si el temporizador D1 no se ha agotado, la estacion movil sigue monitorizando el F-CACH (n) 200 a partir del bloque 120.

Si el Identificador de troceo coincide, el flujo continua desde el bloque 124 hasta el bloque 146. El bloque 146 determina si el mensaje de respuesta 212 es un mensaje de espera. Por ejemplo, la estacion base puede enviar un

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mensaje de espera, que indica a la estacion movil intentar acceder de nuevo tras el paso de cierta cantidad de tiempo. De esta manera, la estacion base puede controlar la carga de estacion base causada por las estaciones moviles que utilizan estos canales de enlace inverso. Al establecer el tiempo de espera hasta el infinito, el sistema tiene un mecanismo para la inhabilitacion rapida del acceso al canal de acceso, a fin de controlar la carga. Si el mensaje es un mensaje de espera, el flujo continua a traves del conector de pagina separada 148 hasta el conector de pagina separada 158 de la Figura 2A. En el bloque 160, la estacion movil genera un numero PN(b) pseudo- aleatorio que se utilizara para un temporizador de cesion. En el bloque 162, la estacion movil espera PN(b) tiempos de ranura antes de volver a ingresar flujo para intentar otro acceso. En una realizacion, el mensaje de espera simplemente indica a la estacion movil entrar en la rutina que elige el periodo de cesion. En otra realizacion, la estacion base puede indicar a la estacion movil esperar una cantidad adicional por encima de la espera especificada por el numero aleatoriamente elegido. En otra realizacion mas, la estacion base puede especificar un factor por el cual se multiplica el periodo de cesion a fin de cambiar el periodo de espera.

Volviendo de nuevo a la Figura 2B, si no se recibe ningun mensaje de espera en el bloque 146, el flujo continua hasta el bloque 150. El bloque 150 determina si se recibe un mensaje de asignacion de canal. Si no se recibe ningun mensaje de asignacion de canal, el flujo continua hasta el bloque 152 donde se declara el fracaso del acceso y la estacion movil ingresa a un estado de determinacion del sistema. En otras realizaciones, otros tipos de mensajes de respuesta se incluyen en el sistema y se detectan antes de que se declare un fallo.

Si un mensaje de asignacion de canal se detecta en el bloque 150, el flujo continua hasta el bloque 154. El mensaje de asignacion de canal especifica un canal de acceso reservado (R-RACH), de enlace inverso, para su uso por la estacion movil, tal como el R-RACH_1 204 que se muestra en la Figura 3. El canal reservado no esta sujeto a contiendas con alta probabilidad porque la probabilidad de que dos o mas estaciones moviles accedan al sistema con el mismo Identificador es muy pequena. Ademas, en una realizacion, el canal reservado se asocia con un canal de control de potencia de enlace directo (F-PCCH), tal como el F-PCCH_1 206 que se muestra en la Figura 3, que proporciona un control de potencia de circuito cerrado para la estacion movil, como se explica a continuacion. En una realizacion, en base a la asignacion del R-RACH_1, la estacion movil puede determinar el F-PCCH asociado. En otra realizacion, el mensaje de asignacion de canal especifica tanto un R-RACH como un F-PCCH.

En una realizacion, el mensaje de asignacion de canal puede especificar un periodo de espera. En esta realizacion, la estacion base determina que un cierto R-RACH que esta actualmente en uso estara disponible en algun momento en el futuro. Puede tomar esta determinacion basandose en la longitud conocida de un mensaje ya en marcha o en base a una longitud maxima conocida para los mensajes. En esencia, el mensaje de asignacion de canal con demora temporal dice a la estacion movil que inicie la transmision por el R-RACH especificado despues de que haya pasado un numero predeterminado de tramas. Este tipo de funcionamiento tiene la ventaja de liberar al R-CCCH para su uso por otras estaciones moviles, por lo tanto, disminuyendo el numero de colisiones y aumentando la eficacia global del sistema.

En el bloque 154, la estacion movil transmite una parte de mensaje 214 de la sonda de acceso por el canal de acceso reservado inverso asignado R-RACH_1 204 y recibe comandos de control de potencia 216 por el F-PCCH_1 206 asociado, como se explica mas detalladamente mas adelante. La parte de mensaje puede contener una respuesta a una pagina, una solicitud original de un canal de trafico, un datagrama que lleva informacion del usuario en un sistema digital de datos, u otro tipo de mensaje. En el bloque 156, la estacion movil ha terminado el intento de acceso y la rutina de acceso entra a un estado de reposo.

Volviendo de nuevo al bloque 126, si el temporizador D1 se agota antes de que un Identificador de troceo coincidente sea detectado en un mensaje de respuesta recibido correctamente, el flujo continua hasta el bloque 128. En el bloque 128, el numero de sondeos se incrementa. El bloque 130 determina si el numero de sondeos es menor que un umbral. Si es asi, no se ha enviado el numero maximo de sondeos de acceso y el flujo continua hasta el bloque 144 en el que la estacion movil genera un numero aleatorio PN(p) para el periodo de cesion. En el bloque 142, el flujo espera el numero fijado de ranuras temporales designado por el PN(b). En el bloque 140, la estacion movil aumenta su potencia de transmision y el flujo continua de vuelta hasta el bloque 118 donde la sonda de acceso se transmite en el nivel de potencia superior por el R-CCCH(c).

Si se determina en el bloque 130 que el numero maximo de sondeos de acceso ya ha sido enviado por el R-CCCH previamente elegido, el flujo continua a partir del bloque 130 hasta el bloque 132. En el bloque 132, el numero de secuencia se incrementa. El bloque 134 determina si ese numero es inferior a un umbral preestablecido. Si lo es, el flujo continua a traves del conector de pagina separada 138 de vuelta a la Figura 2A, donde, despues de un retraso aleatorio, la estacion movil selecciona aleatoriamente un nuevo par de F-CACH y R-CCCH, por el cual intentar el acceso al sistema. Si se determina en el bloque 134 que el numero de secuencia es mayor o igual que el numero de secuencia maximo, el flujo continua desde el bloque 134 hasta el bloque 136, en el que se declara el fracaso del acceso y la estacion movil entra a un estado de determinacion del sistema.

El funcionamiento recien descrito tiene una serie de ventajas en relacion con el esquema de acceso que se define en la IS-95. La parte de solicitud de la sonda de acceso se transmite por un canal de aloha ranurado de una manera similar a la sonda de acceso en la ISE-95. Sin embargo, de acuerdo con la IS-95, la estacion movil transmite una

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sonda de acceso completa que comprende un largo ESN y un mensaje que puede tener una duracion de hasta 520 mseg. De acuerdo con la IS-95, la estacion movil monitoriza entonces un canal de paginacion durante hasta 1.360 mseg, en busca de un mensaje de asignacion de canal de trafico desde la estacion base. Si el mensaje de asignacion de canal de trafico no se recibe, la estacion movil envia la sonda de acceso completa de nuevo despues de la insercion de un periodo de cesion que puede ser de hasta 8.320 mseg. Asi, en el caso de un fallo, pasan hasta 9.680 mseg antes de que la estacion movil retransmita la sonda de acceso completa, habitualmente, en un nivel de potencia mas alto que antes, arrojando aun mas energia al sistema.

Por lo tanto, de acuerdo con la IS-95, habitualmente se transmiten 150 mseg o mas de energia por el canal de acceso de enlace inverso, ya sea que la estacion base pueda o no detectar la senal. De esta manera, se gasta energia significativa en intentos vanos de acceso, reduciendo la eficacia del consumo de energia de la estacion movil y creando interferencias inutiles para el sistema. Ademas, este tipo de funcionamiento introduce un retraso significativo en el caso de un fracaso inicial. La invencion supera estas limitaciones.

En virtud de la IS-95, la estacion base no establece una conexion de enlace directo a la estacion movil hasta que la sonda de acceso completa haya sido recibida. Por lo tanto, la estacion base no tiene ninguna manera de transferir la informacion de control de potencia a la estacion movil durante la transmision de la larga sonda de acceso. Sin ningun control de potencia, tanto la probabilidad de generacion de potencia excesiva (debido a un nivel de potencia de transmision que es demasiado alto) como la probabilidad de transmision repetida (debido a un nivel de potencia de transmision que es demasiado bajo) se incrementan, por lo tanto, aumentando el nivel de interferencia para el sistema. En una realizacion, la invencion tambien supera esta limitacion al proporcionar un control de potencia de circuito cerrado para la parte de mensaje de la sonda de acceso.

De acuerdo con tecnicas bien conocidas de adquisicion, la deteccion de la senal de la estacion movil por la estacion base requiere solo una fraccion muy pequena de la energia transmitida en la sonda de acceso de la tecnica anterior. Por lo tanto, por el contrario, la presente invencion usa la parte de solicitud de la sonda de acceso para facilitar la deteccion de la senal de la estacion movil por parte de la estacion base. La parte de solicitud de la sonda de acceso es significativamente mas corta que la sonda de acceso en la IS-95. Por ejemplo, en una realizacion, la totalidad de la parte de solicitud puede ser transmitida de 2,5 mseg. Habitualmente, la razon entre la duracion de la parte de solicitud y la duracion de la parte de mensaje es muy pequena, tal como del orden de 0,01.

Despues de la transmision de la breve parte de solicitud, la estacion movil deja de transmitir. Si la estacion base recibe la solicitud, responde con el breve mensaje de asignacion de canal. Una vez mas, el mensaje puede ser relativamente corto, ya que especifica el Identificador de troceo en lugar de todo el ESN. Por ejemplo, en una realizacion, el mensaje de asignacion de canal de acceso reservado es de 3,75 mseg de longitud. De esta manera, la transmision del mensaje de asignacion de canal de acceso reservado no consume recursos significativos del sistema. Y, de esta manera, la estacion movil se informa con bastante rapidez en cuanto a si la estacion base fue capaz de detectar su senal. Por ejemplo, en la figura 3, si el mensaje de respuesta 212 es un mensaje de asignacion de canal para la estacion movil, la estacion movil es consciente de que la estacion base detecto su senal aproximadamente 5 mseg despues del final de la transmision de la parte de solicitud. Esta transaccion completa puede tener lugar en aproximadamente 1/20 del tiempo necesario para transmitir solo una sonda de acceso de acuerdo con la IS-95.

Debido a la corta duracion de la parte de solicitud de la sonda de acceso, los limites de ranura en los que se permite que la estacion movil inicie la transmision de acuerdo con el funcionamiento del aloha ranurado pueden seguir de cerca unos a otros. De esta manera, el numero de posibles tiempos de transmision se incrementa, lo que reduce la probabilidad de colision y permite que mas estaciones moviles tengan soporte del canal de acceso aleatorio. Por ejemplo, de acuerdo con la IS-95, los limites de ranura se producen a un ritmo de entre 1,92 y 12,5 limites por segundo. En una realizacion, los limites de ranura de la invencion se producen a un ritmo del orden de 800 limites por segundo. Si dos estaciones moviles transmiten durante el mismo limite de ranura, pero la estacion base es capaz de detectar una de las solicitudes, o ambas, debido a la diversidad, tal como la diversidad temporal debida a retrasos de trayecto, la estacion base puede asignar cada estacion movil contendiente a un R-RACH diferente, por referencia al Identificador de troceo, permitiendo asi que el sistema capture estaciones moviles contendientes en algunas situaciones.

Si ocurre un fallo, la estacion movil tiene conciencia del fallo dentro del periodo D1, que es, en una realizacion, del orden de entre 40 y 60 mseg. La estacion movil puede enviar una parte de solicitud de seguimiento en uno de los limites de ranura que ocurren rapidamente a continuacion, lo que reduce el retardo introducido por un fallo. Ademas, debido a la brevedad de la parte de solicitud, la cantidad de energia arrojada inutilmente al sistema se reduce en gran medida en comparacion con la IS-95.

Una vez que se asigna a la estacion movil un canal de acceso reservado, el proceso de asignacion de canal de trafico puede proceder practicamente de la misma manera que en la IS-95. Ademas de la parte de mensaje que especifica los recursos solicitados por la estacion movil, la estacion movil tambien transmite un breve preambulo en la parte de mensaje de la sonda de acceso para que la estacion base pueda detectar la senal y realizar una demodulacion coherente. En una realizacion, el preambulo en la parte de mensaje es de alrededor de 1,25 mseg.

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Una ventaja significativa del uso del esquema de acceso multiple reservado es que una conexion de enlace directo desde la estacion base a la estacion movil se establece inmediatamente en paralelo con el canal de acceso multiple reservado de enlace inverso. Por el contrario, de acuerdo con el funcionamiento segun la IS-95, la estacion base no detecta totalmente la estacion movil hasta que la sonda de acceso completa ha sido recibida y la estacion movil no comienza a monitorizar las senales de enlace directo hasta que la sonda de acceso completa se ha transmitido. Sin embargo, de acuerdo con la invencion, la estacion base es consciente de la estacion movil despues de la transmision de la parte de solicitud. La asignacion del R-RACH permite que una conexion de enlace directo en paralelo a la estacion movil pueda establecerse inmediatamente. La estacion base puede monitorizar el R-RACH asignado a la estacion movil a fin de detectar rapidamente cualquier transmision realizada por la estacion movil.

Como se ha senalado anteriormente, en una realizacion, el sistema utiliza un canal de enlace directo paralelo para implementar el control de potencia de circuito cerrado de la estacion movil de transmision de potencia durante la transmision de la parte de mensaje de la sonda de acceso. El control de potencia de circuito cerrado se refiere al control de la potencia de transmision de la estacion movil por parte de la estacion base. La estacion base determina el nivel de transmision adecuado, basandose en las condiciones reales de funcionamiento en la estacion base. Como se muestra en la figura 3, en una realizacion, un solo F-PCCH se asocia con una pluralidad de los R-RACH. Los comandos de control de potencia para multiples estaciones moviles son multiplexadas en el tiempo en el canal de una manera predeterminada, de modo que, cuando una estacion movil se asigna a un R-RACH, puede determinar que informacion en el F-PCCH corresponde a su propia transmision. En una realizacion alternativa, los paquetes de control de potencia pueden ser intercalados con datos en un canal independiente, tal como de forma similar al funcionamiento del canal de trafico de acuerdo con la IS-95. En una realizacion, la velocidad de control de potencia es programable. Por ejemplo, los comandos de control de potencia se pueden pasar a la estacion movil a 0, 200, 400 y 800 comandos/segundo. La velocidad de control de potencia puede depender de la longitud del mensaje, asi como de otros factores tales como la carga del sistema. Una velocidad de 0 comandos/segundo puede utilizarse si el mensaje es tan corto que el control de potencia no tendra efecto hasta despues de que el mensaje haya terminado.

Con referencia ahora a la Figura 4, se muestra una estructura ejemplar de un flujo de paquetes de informacion de control de potencia 250. Cada paquete de informacion de control de potencia 250 es capaz de llevar N comandos de control de potencia 252A - 252N. De esta manera, N diferentes R-RACH pueden estar asociados con un solo F- PCCH. En la realizacion mostrada en la Figura 4, cada comando de control de potencia 252 en el paquete de informacion de control de potencia 250 se correlaciona con un solo R-RACH y se utiliza para controlar la potencia de salida de la estacion movil que se comunica por ese R-RACH. Por lo tanto, el comando de control de potencia 252A controla el nivel de potencia de salida de la estacion movil que transmite por el R-RACH_1, el comando de control de potencia 252B controla la potencia de salida de la estacion movil que transmite por el R-RACH_2, y asi sucesivamente. Como se ha senalado anteriormente, en una realizacion, el sistema admite el control de las tasas de potencia variable, de tal manera que algunos de los paquetes de informacion de control de potencia 250 pueden comprender mas de un comando destinado a una sola estacion movil, o el F-PCCH puede controlar mas de N R- RACH mediante el multiplexado temporal de comandos de control de potencia en los sucesivos paquetes de informacion de control de potencia. En tal caso, la correlacion de los paquetes de informacion de control de potencia asociados al R-RACH se vuelve menos uniforme, pero funciona segun los mismos principios.

En una realizacion, los comandos de control de potencia son de un solo bit de longitud y la estacion movil o bien aumenta o bien disminuye su potencia de transmision, de acuerdo con el valor del unico bit, de una manera similar a un canal de trafico en la IS-95. Cuando una estacion movil comienza la transmision por un determinado R-RACH, la estacion movil comienza a monitorizar el flujo de bits de control de potencia 250 y, en particular, el comando de control de potencia 252 que se correlaciona con el R-RACH particular.

Haciendo referencia ahora a la Figura 5, se muestra un diagrama de temporizacion que ilustra la potencia transmitida por una estacion movil por un R-RACH de acuerdo a los comandos de informacion de control de potencia recibidos por el F-PCCH. Al comienzo de la ranura temporal del canal de acceso, la estacion movil transmite una parte de preambulo de la parte de mensaje de la sonda de acceso a un nivel de potencia inicial. Por lo general, la estacion base debe adquirir la senal de la estacion movil y acumular una serie de indicaciones de calidad de la senal antes de que comience a enviar los bits de control de potencia a la estacion movil. Este retraso se muestra en ambas Figuras 3 y 5 como D3. El resto de la Figura 5 muestra una secuencia ejemplar de potencias de salida de la estacion movil en respuesta a una serie de comandos de control de potencia recibidos desde la estacion base.

En una realizacion, el control de potencia en el R-RACH es similar al control de potencia en el canal de trafico, tal como se describe en la IS-95. Mas especificamente, la estacion base puede comparar el nivel de potencia de la senal recibida con un umbral. Si la senal recibida esta por debajo del umbral, la estacion base utiliza el paquete de informacion de control de potencia para enviar un comando de un solo bit de encendido a la estacion movil. De lo contrario, la estacion base utiliza el paquete de informacion de control de potencia para enviar un comando de apagado de un solo bit a la estacion movil. En una realizacion, cada uno de los bits de control de potencia se modula con modulacion BPSK y, por consiguiente, puede asumir uno de tres estados, es decir, apagado, 0 grados y 180

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grados. Mas informacion sobre el control de potencia se puede encontrar en la IS-95 y en las patentes estadounidenses con N° 5.056.109 y 5.265.119, ambas tituladas PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA EL CONTROL DE LA POTENCIA DE TRANSMISION EN UN SISTEMA DE TELEFONIA CELULAR DE CDMA y cedidas al cesionario de la presente invencion.

Dicho control de potencia de circuito cerrado es importante para maximizar la capacidad de un sistema de telefonia de radio movil, de acuerdo con teorias de comunicaciones bien conocidas. El control de potencia de circuito cerrado permite que una estacion movil, que comienza un acceso al R-RACH mediante la transmision de su senal con mas potencia de la que se necesita, sea rapidamente corregida hasta el nivel de potencia deseado una vez que la estacion base ha adquirido la transmision de la estacion movil, reduciendo asi la interferencia innecesaria en el sistema. El control de potencia de circuito cerrado permite que una estacion movil, que comienza un acceso al R- RACH mediante la transmision de su senal con menos potencia de la que se necesita, sea rapidamente corregida hasta el nivel de potencia deseado, una vez que la estacion base ha adquirido la transmision de la estacion movil, reduciendo asi la probabilidad de fracaso.

La separacion de la parte de mensaje, asi como la provision de control de potencia durante la transmision de la parte de mensaje tambien le presta flexibilidad al sistema. Por ejemplo, en un sistema de datos inalambrico, la estacion movil es susceptible de generar rafagas breves de datos intercalados entre periodos significativamente mas largos de inactividad. En lugar de establecer un canal de trafico cada vez que la estacion movil cuenta con una rafaga de datos, puede ser ventajoso utilizar el proceso de acceso recien descrito para llevar los datos del usuario. Por ejemplo, la parte de mensaje de la sonda de acceso puede contener un datagrama de trafico de portadora.

La invencion se presta especialmente bien a la transmision de datagramas por varias razones. De acuerdo con la IS- 95A, solo una velocidad unica de datos, 4.800 bits/seg, se encuentra disponible para la transmision de la sonda de acceso. De acuerdo con la invencion, el sistema puede dar soporte a una diversidad de tipos de datos durante la modalidad de acceso. En general, se permiten velocidades aumentadas de datos si la estacion movil puede aumentar su potencia de transmision para que la energia que se dedica a cada bit (Eb) se mantenga bastante constante, incluso si la duracion de cada bit se reduce. Por ejemplo, en una realizacion, la estacion movil puede aumentar su velocidad de datos a 9.600 bits/seg, 19,2 kilobits/seg o 38,4 kilobits/seg, si se dispone de potencia de transmision suficiente. El uso de mayores velocidades de datos permite a la estacion movil transferir mensajes mas rapido que con las velocidades de datos menores, de forma que consuman el canal por menos tiempo y reduzcan la congestion en el sistema. El uso de velocidades de datos superiores tambien disminuye el retardo temporal asociado a la transferencia de datagramas de gran tamano. El uso de velocidades de datos superiores es practico debido a que el control de potencia de circuito cerrado que funciona en el R-RACH permite que la estacion movil aumente su potencia de transmision solamente en la medida en que sea necesario.

Ademas, el uso de un canal reservado permite el control de carga del sistema. El control de carga es mas inteligente que la persistencia simple, ya que tiene en cuenta la velocidad de datos de la senal entrante. Si un canal reservado transporta datos a una velocidad aumentada, tambien consume una parte mas significativa de la capacidad del sistema. En una realizacion, la estacion movil incluye una indicacion de la velocidad deseada de datos en el preambulo de la parte de solicitud. En otra realizacion, la estacion movil puede incluir una indicacion de la velocidad de datos deseada en el preambulo de la parte de mensaje. En otra realizacion mas, la estacion base determina la velocidad de datos por referencia a las caracteristicas implicitas de las senales de la estacion movil. La estacion base utiliza la velocidad de datos para determinar la carga actual del sistema. Si la carga del sistema alcanza un umbral predeterminado, la estacion base, por ejemplo, puede empezar a enviar mensajes de espera a estaciones moviles solicitantes, especificas o todas, o puede indicar a estaciones moviles, especificas o todas, utilizar una velocidad de datos especificada.

En una realizacion de la invencion, el sistema incorpora una pseudo-operacion de transferencia mas suave en el enlace directo, en el enlace inverso, o en ambos. La figura 6 es un diagrama representativo que muestra los sectores del area de cobertura de una estacion base de multiples sectores. Una estacion base de multiples sectores 270 transmite senales hacia tres diferentes areas de cobertura sectorial 272A - 272C. Las areas de cobertura sectorial 272A - 272C se superponen en cierta medida en las areas de solapamiento de cobertura 274A - 274C para proporcionar un area de cobertura continua asociada con la estacion base. Dentro de las areas de solapamiento de cobertura 274A - 274C, los niveles de senal del sistema son suficientes para que la estacion movil establezca una comunicacion bidireccional con la estacion base a traves de los dos sectores intersecantes. Tal funcionamiento se detalla en la patente estadounidense N° 5.625.876, titulada PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA REALIZAR LA TRANSFERENCIA ENTRE SECTORES DE UNA ESTACION BASE COMUN.

La figura 7 es un diagrama de bloques de la estacion base de multiples sectores 270. Las antenas 280A - 280C reciben senales desde las areas de cobertura sectorial 272A - 272C, respectivamente. En una realizacion, una o mas de las antenas 280A - 280C son antenas de diversidad que comprenden dos o mas elementos de antena separados. Las antenas 280A - 280C proporcionan, respectivamente, la energia recibida a los bloques de procesamiento de radio frecuencia (RF) 282A-282C. Los bloques de procesamiento de RF 282A-282C reducen en frecuencia y cuantizan la energia de senal recibida para producir muestras digitales utilizando una cualquiera entre una gran variedad de tecnicas bien conocidas.

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Los demoduladores 284A-284C reciben las muestras digitales y desmodulan una o mas senales de enlace inverso contenidas en las mismas. En una realizacion, los demoduladores 284A - 284C comprenden un conjunto de elementos demoduladores y elementos buscadores, tales como los divulgados en la patente estadounidense N° 5.654.979, titulada ARQUITECTURA DE DEMODULACION DE SEDE CELULAR PARA UN SISTEMA DE COMUNICACION DE ACCESO MULTIPLE DE ESPECTRO ENSANCHADO. Segun la patente '979, cada demodulador comprende un conjunto de elementos de demodulacion, cada uno de los cuales puede ser asignado a una propagacion de multiples trayectos de una de las senales de enlace inverso. Las salidas de los elementos de demodulacion se combinan para crear una senal resultante.

Si una estacion movil esta en un traspaso suave, dos o mas de los demoduladores 284 son asignados para desmodular la misma senal del canal de trafico de enlace inverso desde la estacion movil. Los demoduladores 284 emiten las senales desmoduladas a un bloque de combinacion de senales 288 que puede ademas combinar las senales del canal de trafico recibidas a traves de mas de un sector. La salida del bloque de combinacion de senales 288 esta acoplada a una unidad de procesamiento de senales 290 que realiza el procesamiento adicional de senales sobre la salida combinada.

Un bloque de generacion de senales 292 crea las senales de enlace directo. La unidad de generacion de senales 292 proporciona senales de enlace directo a uno o mas de los moduladores 286A - 286C, segun la ubicacion de la estacion movil. Solo aquellos sectores con comunicacion bidireccional establecida transmiten un canal de trafico a la estacion movil, reduciendo asi la interferencia en aquellos sectores que no proporcionan servicio a la estacion movil. Los moduladores 286A - 286C modulan las senales para la transmision de enlace inalambrico y las pasan a los bloques de procesamiento de RF 282A - 282C, respectivamente. Los bloques de procesamiento de RF 282A - 282C convierten los bits digitales en senales analogicas y las aumentan en frecuencia hasta la frecuencia de transmision deseada. Las antenas 280A - 280C irradian las senales hacia los correspondientes sectores de areas de cobertura 272A-272C.

De acuerdo con la tecnica anterior, las tecnicas de transferencia mas suave se asocian unicamente con el canal de trafico cuando se haya establecido una comunicacion bidireccional sostenida entre la estacion base y la estacion movil. De acuerdo con la IS-95, las sondas de acceso solo son recibidas por un unico sector de una estacion base de multiples sectores, independientemente de si la estacion movil se encuentra en un area de solapamiento de cobertura. Asimismo, de acuerdo con la IS-95, el mensaje de asignacion de canal se transmite desde un solo sector de una estacion base de multiples sectores, independientemente de si la estacion movil se encuentra en un area de solapamiento de cobertura.

En general, cada R-CCCH se asocia con un solo sector y una parte de solicitud de una sonda de acceso es detectada por un solo sector. En una realizacion de la invencion, la estacion base 270 esta configurada para emitir el F-CACH en todos los sectores de la estacion base en una modalidad llamada de difusion simultanea. De esta manera, una estacion movil situada dentro de un area de solapamiento de cobertura transmite el mensaje de solicitud 210 a un sector, pero puede recibir el mensaje de respuesta 212 desde mas de un sector, por lo tanto, aumentando la energia de senal combinada detectada por la estacion movil y aumentando la probabilidad de la recepcion exitosa por parte de la estacion movil. Este tipo de pseudo-operacion de traspaso mas suave durante el proceso de acceso imita el traspaso mas suave por el canal de trafico de enlace directo. Por lo tanto, en la figura 7, el bloque de generacion de senales 292 crea el F-CACH y lo pasa a cada uno de los moduladores 286A - 286C, con independencia del origen de la parte de solicitud para la cual se generan los mensajes de respuesta. Estos mismos principios se pueden aplicar a la transmision del F-PCCH desde multiples sectores. En otra realizacion, la fiabilidad de la recepcion del F-CACH y del F-PCCH por parte de la estacion movil se mejora dentro de un sector mediante el uso de la diversidad de transmision. En esta realizacion, las replicas de la misma informacion se transmiten en diferentes elementos de la antena dentro de un determinado sector, usando una o mas tecnicas de diversidad, tales como diversidad de codigo ortogonal, transmision repetida por division del tiempo y transmisiones de retardo.

De manera similar, este principio se puede extender a otras estaciones base que funcionan en la misma zona. Por lo tanto, cuando una estacion movil envia una parte de solicitud de una sonda de acceso, un conjunto de estaciones base en una zona alrededor de la estacion base detectora responden con la transmision del mensaje de respuesta. Estos mismos principios se pueden aplicar a la transmision del F-PCCH desde multiples estaciones base. Este tipo de pseudo-operacion de transferencia suave durante el proceso de acceso imita la transferencia suave por el canal de trafico de enlace directo.

Como se ha senalado anteriormente, de acuerdo con la IS-95, la estacion base no detecta totalmente la senal de la estacion movil hasta que la sonda de acceso entera, mas bien larga, se recibe en la estacion base. Por lo tanto, de acuerdo con la IS-95, las tecnicas de transferencia mas suave que se aplican al canal de trafico no se pueden aplicar al proceso de acceso debido a que el sector al que se dirige la sonda de acceso no puede identificar la senal a los demas sectores, para que ellos tambien puedan detectar la senal. Por el contrario, de acuerdo con la invencion, la mayoria de las sondas de acceso se transmiten por el R-RACH facilmente identificable. Por lo tanto, en una realizacion, una pluralidad de sectores desmodulan el R-RACH y proporcionan las correspondientes salidas de energia de senal. Por ejemplo, cuando la parte de solicitud 210 se recibe por un R-CCCH asociado con el sector del

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area de cobertura 272A, cada uno de los demoduladores 284A - 284C intenta desmodular el R-RACH asignado a la estacion movil. De esta manera, si la estacion movil se encuentra dentro de una de las areas de solapamiento de cobertura 274A - 274C, la parte del mensaje de la sonda de acceso es recibida por cada uno de los demoduladores 284 del sector correspondiente. Las senales resultantes son fusionadas por el bloque de comunicacion de senales 288 y se genera una unica indicacion de control de potencia en base a la senal combinada. Como se ha senalado anteriormente, la indicacion de control de potencia se puede transmitir desde mas de un sector por un F-PCCH de difusion simultanea. Este tipo de pseudo-operacion de transferencia mas suave durante el proceso de acceso imita la transferencia mas suave por el canal de trafico de enlace inverso.

De manera similar, este principio se puede extender a otras estaciones base que funcionan en la misma zona. Por lo tanto, cuando una estacion movil envia una parte de solicitud de una sonda de acceso, un conjunto de estaciones base en una zona que rodea la estacion base detectora intentan desmodular el R-RACH. Este tipo de pseudo- operacion de transferencia suave durante el proceso de acceso imita la transferencia suave por el canal de trafico de enlace inverso.

La incorporacion del pseudo-traspaso mas suave, el pseudo-traspaso suave, o ambos, en el enlace inverso facilita en gran medida el buen funcionamiento del control de potencia en el R-RACH. A menos que cada estacion base y cada sector capaz de recibir la senal de la estacion movil a un nivel significativo puedan contribuir a los comandos de control de potencia enviados a la estacion movil, la intensidad de la senal de la estacion movil puede llegar a ser excesiva en las estaciones de base no contributivas y atascar las comunicaciones a traves de las mismas. Por lo tanto, en una realizacion, cada estacion base y sector circundante intenta desmodular la senal desde la estacion movil en el R-RACH y contribuye al comando de control de potencia enviado a la estacion movil.

La figura 8 es un diagrama de bloques de una arquitectura ejemplar de estacion movil. Una antena 302 recibe y transmite senales por un enlace inalambrico a una estacion base. Un bloque de procesamiento de senales de rF 304 esta acoplado a la antena 302. El bloque de procesamiento de senales de RF 304 reduce en frecuencia y cuantiza la energia de la senal recibida para producir muestras digitales utilizando una cualquiera entre una gran variedad de tecnicas bien conocidas. El bloque de procesamiento de senales de RF 304 esta acoplado a un modulador/demodulador (modem) 306. El modem 306 recibe la energia cuantizada y desmodula la senal entrante bajo el control de un control 308. En una realizacion, el modem 306 funciona de acuerdo con la patente estadounidense N° 5.764.687, ARQUITECTURA DE DEMODULADOR MOVIL PARA UN SISTEMA DE COMUNICACION DE ACCESO MULTIPLE DE ESPECTRO ENSANCHADO. El modem 306 tambien modula las senales para su transmision por el enlace inalambrico bajo el control del controlador 308. Las senales moduladas se acoplan al bloque de procesamiento de senales de RF 304, que convierte los bits digitales en senales analogicas y aumenta su frecuencia hasta la frecuencia de transmision deseada, para su transmision mediante la antena 302. En una realizacion, los bloques que se muestran en las figuras 2A y 2B son realizados por una serie de unidades de procesamiento almacenadas en una memoria 310 y ejecutadas por el controlador 308. En una realizacion, la estacion movil comprende un circuito integrado especifico de la aplicacion (ASIC) para la ejecucion de las funciones. En otra realizacion, los bloques de proceso se almacenan en un dispositivo de almacenamiento programable.

Aunque la invencion ha sido descrita en el contexto de un sistema de CDMA, donde algunos de los canales de CDMA estan canalizados adicionalmente usando tecnicas de division del tiempo, otras tecnicas de canalizacion se pueden beneficiar de los principios generales que se describen en este documento. Por ejemplo, los canales de acceso multiple por division del tiempo (TDMA) y de acceso multiple por division de frecuencia (FDMA) podrian ser utilizados de acuerdo con los principios de la invencion. Ademas, los mensajes en los canales pueden ser codificados y entrelazados. Los mensajes pueden ser repetidos y las energias combinadas para mejorar la fiabilidad. Las tecnicas de cuadratura se pueden utilizar para aumentar la velocidad a la que se llevan los datos por los canales.

Otras realizaciones alternativas seran inmediatamente evidentes para un experto en la materia tras el examen de los principios que se exponen aqui, incluyendo la simple reorganizacion de los bloques que se muestran en las figuras 2A y 2B. Por ejemplo, las ventajas obtenidas por la reduccion del tamano de la identificacion de la estacion movil, transmitida en la parte de solicitud, pueden ser obtenidas por la reduccion del tamano de otras maneras, ademas de la utilizacion de una funcion de troceo. En una realizacion, la estacion movil puede elegir al azar una identificacion casi unica como un identificador temporal de la estacion movil. En una realizacion alternativa, una vez que la estacion movil envia la parte de solicitud de la sonda de acceso, monitoriza la intensidad de la senal piloto, asi como el F-CACH. Si la intensidad de la senal piloto es relativamente alta, pero el F-CACH no lleva un mensaje de respuesta, la estacion movil determina que la estacion base no detecto la parte de solicitud porque el nivel de senal era demasiado bajo. Por lo tanto, la estacion movil, sin insertar un retraso arbitrario, retransmite la parte de solicitud en un nivel de senal mas alto.

En una realizacion, la estacion base envia periodicamente un mensaje difundido de control de acceso. El mensaje de control de acceso es utilizado por la estacion movil para determinar las condiciones de carga del sistema. El mensaje de control de acceso comprende un campo de tipo de mensaje que contiene un valor que indica que el mensaje es un mensaje de control de acceso destinado para su recepcion por todas las estaciones moviles. El mensaje de control de acceso tambien comprende un campo de parametro de persistencia que contiene un valor

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que es utilizado por la estacion movil para determinar el valor del temporizador de cesion. El mensaje de control de acceso tambien incluye un campo de tiempo de espera minimo que contiene un valor que indica el valor minimo a ser utilizado en la prueba de persistencia, para el control de carga/flujo. Si el campo del tiempo de espera minimo se fija en su valor maximo, los accesos se cierran. Otra informacion de configuracion del sistema y los parametros relacionados pueden ser transportados en un canal de control comun de enlace directo, tal como el canal de paginacion en la IS-95.

En otra realizacion, la estacion movil transmite un sub-canal piloto junto con la parte de mensaje de la sonda de acceso. La inclusion del sub-canal piloto se puede realizar mediante una cualquiera entre una gran variedad de tecnicas bien conocidas. El sub-canal puede ser utilizado por la estacion movil para proporcionar informacion de control de potencia a la estacion base con respecto al nivel de potencia con que esta recibiendo el F-PCCH. Es decir, la estacion movil utiliza una pequena fraccion del canal piloto para transmitir, aumentar o disminuir los comandos para la estacion base, de manera que la potencia asignada a su sub-canal F-PCCH se ajuste al nivel minimo aceptable para la conservacion de los recursos del sistema.

En otra realizacion mas, si la estacion movil tiene que transferir un mensaje corto, envia un mensaje de solicitud en el R-CCCH con el Identificador de troceo fijado en todos 0 (o algun otro valor preseleccionado), lo que indica a la estacion base que datos adicionales siguen inmediatamente y que no se requiere ninguna asignacion de canales. Los datos a continuacion se transfieren, por ejemplo, dentro de unos 5 mseg y, por tanto, son demasiado cortos como para hacer realidad cualquier beneficio significativo del uso del control de potencia de bucle cerrado. En tal caso, puede ser mas eficaz comunicar esta informacion por el canal de acceso aleatorio en lugar de esperar a la asignacion de un canal de acceso reservado. El mensaje de solicitud no esta sujeto al control de potencia, ya que se esta transmitiendo por el R-CCCH.

En una realizacion, el mensaje de asignacion de canal tiene una indicacion de 1 bit que se utiliza para informar a la estacion movil que accede de que la estacion base ha recibido varios mensajes de parte de solicitud en la misma ranura de acceso. De esta manera, una estacion movil a la espera de una respuesta en el F-CACH determina mas rapidamente si se deberia volver a enviar la parte de solicitud en un nivel de potencia superior o en el mismo nivel de potencia, o seguir a la espera de un mensaje de asignacion. Esta caracteristica se puede utilizar para reducir el retraso en la transmision.

En otra realizacion, el mensaje de asignacion de canal puede contener un valor de correccion del control de potencia que es utilizado por la estacion movil para ajustar su potencia de transmision antes de que el control de potencia de bucle cerrado se habilite en el canal reservado. En este esquema, la estacion base determina el ajuste necesario para dar soporte a comunicaciones fiables sobre la base, por ejemplo, de la velocidad solicitada o asignada de datos, asi como la energia recibida, detectada en la parte de solicitud de la transmision de la estacion movil.

En otra realizacion mas, un mensaje de espera de clase se utiliza para llevar a cabo el comportamiento de una clase de estaciones moviles que intentan acceder al sistema. Un mensaje de espera de clase indica que aquellas estaciones moviles que tienen una marca de clase inferior o igual a un umbral de marca de clase se ven obligadas a utilizar un conjunto diferente de parametros de persistencia y de cesion, o a dejar de intentar acceder al sistema y volver a la monitorizacion del canal de sobrecarga adecuado para obtener parametros de acceso actualizados. A esas estaciones moviles que tienen una marca de clase superior al umbral de la marca de clase se les permite seguir accediendo al sistema, ya sea usando los parametros de persistencia y de cesion, existentes o actualizados. De esta manera, el sistema tiene un mecanismo para inhabilitar rapidamente los accesos de una manera priorizada con el fin de controlar la carga.

En otra realizacion mas, las estaciones moviles que deseen acceder al sistema pueden monitorizar la actividad en el F-PCCH, el F-CACH o ambos, a fin de obtener una estimacion de la carga del sistema. Esta estimacion puede ser usada para afectar a los parametros que afectan al comportamiento de acceso de la estacion movil, tales como la persistencia, la cesion, la velocidad de datos y similares. Este esquema puede ser utilizado efectivamente para aumentar la eficacia del canal de solicitud en ciertos entornos operativos.

En una realizacion, la invencion se materializa en un sistema que utiliza un conjunto de secuencias de codigo binario como rubricas. Por ejemplo, el preambulo enviado por la estacion movil a la estacion base para acceder al sistema es una entre una serie de secuencias de codigo distinguibles predeterminadas, llamadas rubricas. La estacion movil selecciona una de las rubricas para transmitir cada vez que intenta acceder al sistema. Por ejemplo, la estacion movil selecciona al azar una de los 16 diferentes rubricas de 1 ms de largo y la transmite durante una entre una serie de ranuras temporales de 1,25 mseg. O bien la estacion movil puede generar una rubrica basada en el numero de identificacion univoca de la estacion movil.

La estacion base monitoriza el R-CCCH para cada una de las 16 rubricas en todas las ranuras temporales. Cuando la estacion base detecta una rubrica, responde a la estacion movil por el F-CACH con un mensaje que refleja la rubrica utilizada por la estacion movil. Por ejemplo, en una realizacion, la estacion base responde a la estacion movil por el F-CACH utilizando un mensaje modulado con la misma secuencia de codigo binario usada por la estacion movil. En otra realizacion, la estacion base responde con un mensaje modulado por una secuencia de codigo binario

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diferente que esta asociada con la rubrica utilizada por la estacion movil de forma predeterminada. En otra realizacion, la estacion base responde por el F-CACH mediante la inclusion de un campo que designa la rubrica utilizada por la estacion movil. Por ejemplo, si hay 16 rubricas disponibles, la estacion base puede especificar la rubrica de la sonda de acceso a la que esta respondiendo mediante un campo con cuatro bits. De esta manera, la carga de sobregasto de una transmision de la funcion de troceo se elimina tanto en el F-CACH como en el R-CCCH, disminuyendo asi la cantidad de recursos del sistema gastados en estas tareas.

En una realizacion, cada rubrica comprende una secuencia de 256 bits que se repite 16 veces y que se modula de acuerdo con una mascara de 16 bits. En el enlace inverso, la secuencia puede ser un segmento de un codigo Gold, tal como los que se describen en las paginas 833 y 834 del libro de John Proakis, Comunicaciones digitales, Segunda Edicion, Compania Editora McGraw-Hill (1989). En el enlace directo, la secuencia puede ser un factor de propagacion variable ortogonal (OVSF) o un codigo de longitud variable o un codigo jerarquico de Walsh de una longitud de 256, que son bien conocidos en la tecnica. De esta manera, la transmision de enlace directo por el F- CACH es ortogonal a las otras transmisiones de enlace directo.

En una realizacion, una o mas de las secuencias de codigos binarios utilizadas por la estacion base en el F-CACH se reservan para indicar un nivel de carga en la estacion base. Por ejemplo, una de las secuencias de codigo binario puede indicar que una carga maxima ha sido superada, indicando asi que la estacion movil espere hasta que el indicador de carga este apagado, para entrar a un procedimiento de cesion de acuerdo con los parametros de persistencia, o ambos. En esta realizacion, despues de transmitir una rubrica por el R-CCCH, la estacion movil monitoriza el F-CACH con el fin de detectar el mensaje de respuesta correspondiente a la rubrica transmitida, asi como una o mas de las rubricas que indican el nivel de carga.

En una realizacion, la polaridad de la secuencia del codigo binario transmitida por la estacion base por el F-CACH transmite informacion a la estacion movil. Por ejemplo, la polaridad de la secuencia del codigo se puede utilizar para transmitir informacion de control de potencia a la estacion movil. Una polaridad puede indicar a la estacion movil aumentar el nivel en que transmite por el R-RACH por encima del nivel utilizado en el R-CCCH y la polaridad inversa puede indicar a la estacion movil disminuir el nivel en que transmite por el R-RACH por debajo del nivel utilizado en el R-CCCH. La polaridad tambien podria ser usada para fijar o limitar la velocidad de datos en la que transmite la estacion movil por el R-RACH.

El uso de rubricas puede caracterizarse como el uso de un numero limitado de Identificadores semi-unicos (tales como el Identificador de troceo) utilizados para modular la senal. En una realizacion, una rubrica elegida al azar se modula de acuerdo con un Identificador de troceo asociado con la estacion movil. En otra realizacion, el Identificador de troceo se lleva como datos en un mensaje modulado con la rubrica. Cuando la estacion base responde por el F- CACH, el mensaje de respuesta puede indicar el Identificador de troceo. El uso de un Identificador de troceo reduce la probabilidad de capturas falsas si dos estaciones moviles utilizan la misma rubrica al mismo tiempo, pero la estacion base detecta solo una. Si la estacion movil cuya senal no fue detectada decodifica el mensaje en el R- RACH que comprende el Identificador de troceo de la otra estacion movil, puede determinar asi que la transmision del R-RACH esta destinada para otra estacion movil.

En una realizacion, el Identificador de troceo se transfiere implicitamente por el F-CACH. Por ejemplo, la secuencia del codigo binario usada para modular el mensaje de asignacion de canal es una funcion unica del Identificador de troceo. Por lo tanto, el Identificador de troceo no se envia de forma explicita junto con los otros datos destinados al movil, sino que, en cambio, se utiliza para seleccionar o modificar el codigo utilizado en el F-CACH. La estacion movil desmodula el F-CACH utilizando la secuencia de codigo obtenida en base a su propio Identificador de troceo y, si decodifica con exito el acuse de recibo, puede proceder a transmitir el resto del mensaje por el canal R-RACH asignado. En una realizacion, un canal independiente de enlace directo que es ortogonal a todos los otros canales de enlace directo se utiliza para transmitir el Identificador de troceo y otros datos. En otra realizacion, el Identificador de troceo se utiliza para modificar la secuencia existente utilizada en el canal de enlace directo utilizado para transportar el Identificador de troceo y otros datos. De esta manera, la secuencia de codigo binario utilizada en el F- CACH puede ser funcion de la rubrica, del Identificador de troceo o de ambos.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para acceder a una estacion base (14), realizado en una estacion movil (12) en un sistema de comunicacion, que comprende:

seleccionar una secuencia de rubrica entre una pluralidad de secuencias de rubrica;

transmitir (118) por un canal de acceso aleatorio una parte de solicitud de una sonda de acceso modulada utilizando la secuencia de rubrica proveniente de la estacion movil;

determinar (150) si un mensaje de asignacion de canal, que responde a la sonda de acceso y que comprende

la secuencia de rubrica seleccionada, se ha recibido desde la estacion base; y

transmitir otra parte de solicitud, si se determina que la asignacion de canal no ha sido recibida.
2. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de secuencias de rubrica comprende una pluralidad de secuencias de codigo.
3. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de secuencias de rubrica comprende una pluralidad de secuencias de codigo binario.
4. El procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende ademas determinar un retardo aleatorio, si no se recibe el mensaje de asignacion de canal desde la estacion base.
5. El procedimiento de la reivindicacion 4, que comprende ademas aumentar una potencia de transmision para transmitir la otra parte de solicitud, si no se recibe el mensaje de asignacion de canal desde la estacion base.
6. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la transmision de la otra solicitud comprende transmitir la otra solicitud despues de un periodo de retardo aleatorio, si no se recibe el mensaje de asignacion de canal desde la estacion base.
7. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la asignacion de canal comprende un valor de correccion del control de potencia y el procedimiento comprende ademas ajustar una potencia de transmision de transmisiones futuras, desde la estacion movil, en base al valor de correccion del control de potencia.
8. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que el mensaje de asignacion de canal comprende una asignacion de un canal de acceso reservado que proporciona una baja probabilidad de contienda.
9. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de secuencias de rubrica comprende 16 rubricas distintas de 1 mseg de largo.
10. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la transmision de otra parte de solicitud comprende la transmision de la otra parte de solicitud usando la secuencia de rubrica seleccionada.
11. Una estacion movil (300) que comprende:

un controlador (308) configurado para seleccionar una secuencia de rubrica entre una pluralidad de secuencias de rubrica;

un modulador (306) configurado para modular la secuencia de rubrica con una parte de solicitud de una sonda de acceso; y

un transmisor (302) configurado para transmitir por un canal de acceso aleatorio la parte de solicitud, en la que el controlador (308) esta adicionalmente configurado para determinar si un mensaje de asignacion de canal, que es respuesta a la sonda de acceso y comprende la secuencia de rubrica seleccionada, se ha recibido desde la estacion base, y en la que el transmisor esta configurado para transmitir otra parte de solicitud, si se determina que la asignacion de canal no ha sido recibida por el controlador.
12. La estacion movil de la reivindicacion 11, en la que la pluralidad de secuencias de rubrica comprende una pluralidad de secuencias de codigo.
13. La estacion movil de la reivindicacion 12, en la que la pluralidad de secuencias de rubrica comprende una pluralidad de secuencias de codigo binario.
14. La estacion movil de la reivindicacion 11, en la que el controlador esta configurado para determinar un retardo aleatorio, si no se recibe el mensaje de asignacion de canal desde la estacion base.
15. La estacion movil de la reivindicacion 14, en la que el transmisor esta configurado para aumentar una potencia de transmision para transmitir la otra parte de solicitud, si no se recibe el mensaje de asignacion de canal desde la estacion base.

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16. La estacion movil de la reivindicacion 11, en la que el transmisor esta configurado para transmitir la otra solicitud despues de un periodo de retardo aleatorio, si no se recibe el mensaje de asignacion de canal desde la estacion base.
17. La estacion movil de la reivindicacion 11, en la que el mensaje de asignacion de canal comprende una asignacion de un canal de acceso reservado que proporciona una baja probabilidad de contienda.
18. La estacion movil de la reivindicacion 11, en la que la pluralidad de secuencias de rubrica comprende 16 distintas rubricas diferentes de 1 mseg de largo.
19. La estacion movil de la reivindicacion 11, en la que el transmisor esta configurado para transmitir la otra parte de solicitud usando la secuencia de rubrica seleccionada.
20. La estacion movil de la reivindicacion 11, que comprende ademas:

medios para seleccionar la secuencia de rubrica entre la pluralidad de secuencias de rubrica;

medios para transmitir la parte de solicitud, modulada utilizando la secuencia de rubrica proveniente de la

estacion movil;

medios para determinar si el mensaje de asignacion de canal, que incluye una indicacion de la secuencia de rubrica seleccionada, se ha recibido desde la estacion base; y

un transmisor configurado para transmitir otra parte de solicitud, si se determina que la asignacion de canal no ha sido recibida.
21. Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones que pueden ser utilizadas por un controlador, comprendiendo las instrucciones:

instrucciones para seleccionar una secuencia de rubrica entre una pluralidad de secuencias de rubrica; instrucciones para transmitir una parte de solicitud de una sonda de acceso, modulada utilizando la secuencia de rubrica proveniente de la estacion movil;

instrucciones para determinar si un mensaje de asignacion de canal, que es respuesta para la sonda de acceso y que comprende la secuencia de rubrica seleccionada, se ha recibido desde la estacion base; e instrucciones para transmitir otra parte de solicitud, si se determinar que la asignacion de canal no ha sido recibida.
22. El medio legible por ordenador de la reivindicacion 21, en el que el medio legible por ordenador comprende una memoria.
23. El medio legible por ordenador de la reivindicacion 21, en el que el medio legible por ordenador comprende dispositivos de almacenamiento programables.