PT903017E

PT903017E - Método e equipamento de controlo de potência num sistema de envio cdma

Info

Publication number: PT903017E
Application number: PT97929850T
Authority: PT
Inventors: Yu-Dong Yao; Eric J Lekven; Matthew S Grob
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2007-11-29
Also published as: JP3998715B2; ATE373899T1; EP0903017A1; CA2257213A1; CA2257213C; DK0903017T3; AU3381397A; DE69738155D1; CN1228209A; DE69738155T2; US5881368A; WO1997047094A1; EP0903017B1; BR9709552A; HK1020461A1; CN1104784C; TW329579B; ES2292191T3; JP2000511733A

Description

ΡΕ903017 -1 -

DESCRIÇÃO

"MÉTODO E EQUIPAMENTO DE CONTROLO DE POTÊNCIA NUM SISTEMA DE ENVIO CDMA"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO I. Campo da invenção

Esta invenção relaciona-se geralmente com controlo de potência num sistema de acesso múltiplo e, mais particularmente, com controlo de potência num sinal de canal de radiodifusão de ligação directa. II. Descrição da Técnica Relacionada

Num sistema de comunicação telefónico sem fios, muitos utilizadores comunicam sobre um canal sem fios para conectar a outros sistemas telefónicos com e sem fios. A comunicação o canal sem fios pode ser uma de uma variedade de técnicas de acesso múltiplo. Estas técnicas de acesso múltiplo incluem acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), acesso múltiplo por divisão de frequência (FDMA) e acesso múltiplo por divisão de código (CDMA). A técnica CDMA tem muitas vantagens. Um sistema CDMA exemplar é descrito na Patente dos Estados Unidos N° 4 901 307 13 emitida em 13 de Fevereiro de 1990 a K. Gilhousen et al., intitulada "SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE ACESSO MÚLTIPLO DE -2- ΡΕ903017 ESPALHAMENTO DE ESPECTRO USANDO REPETIDORES SATÉLITE OU TERRESTRES", atribuída ao procurador da presente invenção e aqui incorporada para referência.

Na patente atrás mencionada, é divulgada uma técnica de acesso múltiplo onde um grande número de utilizadores de sistemas telefónicos móveis, cada um tendo um transceptor, comunica através de repetidores satélite, repetidores aéreos ou estações base terrestres usando sinais de comunicação CDMA com espalhamento de espectro. Usando comunicações CDMA, o espectro de frequência pode ser reutilizado múltiplas vezes permitindo um aumento da capacidade de utilizadores do sistema.

No sistema celular CDMA, cada estação base providencia cobertura a uma área geográfica limitada e liga as unidades remotas na sua área de cobertura através de um interruptor de sistema celular para a rede telefónica pública comutada (PSTN). Quando uma unidade remota se move para a área de cobertura de uma nova estação base, o encaminhamento da chamada da unidade remota é transferido para a nova estação base. 0 trajecto de transmissão do sinal da estação base para a unidade remota é conhecido como a ligação directa e o trajecto de transmissão do sinal da unidade remota para a estação base é conhecido como a ligação inversa.

Num sistema CDMA exemplar, cada estação base transmite um sinal piloto tendo um código de espalhamento -3- ΡΕ903017 de ruído pseudoaleatório comum (PN) que é descentrado em fase de código do sinal piloto de outras estações base. Durante a operação do sistema, a unidade remota é proporcionada com uma lista de desalinhamentos de fase de código correspondendo a estações base vizinhas que cercam a estação base através da qual a comunicação é estabelecida. A unidade remota está equipada com um elemento de procura com o qual localiza a força de sinal do sinal piloto a partir de um grupo de estações base incluindo as estações base vizinhas.

Um método e sistema para providenciar comunicação com uma unidade remota através de mais de uma estação base durante o processo de transferência são divulgados na Patente dos Estados Unidos N° 5 267 261, intitulada "TRANSFERÊNCIA MÓVEL SUAVE ASSISTIDA NUM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO CELULAR CDMA", emitida em 30 de Novembro de 1993 atribuída ao procurador da presente invenção. Usando este sistema, a comunicação entre a unidade remota e o utilizador final não é interrompida pela transferência eventual de uma estação base original para uma estação base subsequente. Este tipo de transferência pode ser considerada uma transferência "suave" visto que a comunicação com a estação base subsequente é estabelecida antes da comunicação com a estação base original ser terminada. Quando a unidade remota estiver em comunicação com duas estações base, a unidade remota combina os sinais recebidos a partir de cada estação base da mesma maneira que os sinais multitrajecto são combinados a partir de uma -4- ΡΕ903017 estação base comum.

Num sistema macrocelular típico, pode ser empregue um controlador de sistema para criar um sinal único para o utilizador final a partir dos sinais recebidos por cada estação base. Dentro de cada estação base, os sinais recebidos a partir de uma unidade remota comum podem ser combinados antes de serem descodificados e assim usufruem de todas as vantagens dos sinais múltiplos recebidos. 0 resultado descodificado de cada estação base é providenciado ao controlador de sistema. Quando um sinal for descodificado não pode ser "combinado" com outros sinais. Assim o controlador de sistema tem que seleccionar entre a pluralidade de sinais descodificados produzidos por cada estação base com a qual a comunicação é estabelecida por uma única unidade remota. 0 sinal descodificado mais vantajoso é seleccionado a partir do conjunto de sinais das estações base e os sinais não escolhidos são simplesmente descartados. A transferência suave assistida de unidades remotas opera com base na força do sinal piloto de vários conjuntos de estações base tal como medido pela unidade remota. 0 Conjunto de Activos é um conjunto de estações base através das quais é estabelecida uma comunicação activa. 0 Conjunto de Candidatos é um conjunto de estações base escolhido a partir do Conjunto de Vizinhos ou do Conjunto de Restantes tendo uma força do sinal piloto a um nível de sinal suficiente para estabelecer a comunicação. 0 -5- ΡΕ903017

Conjunto de Vizinhos é um conjunto de estações base cercando uma estação base activa que inclui estações base que têm uma probabilidade alta de ter uma força de sinal de nível suficiente para estabelecer a comunicação. 0 Conjunto de Restantes inclui todas as estações base no sistema que não são membros dos Conjuntos Activos, Candidatos ou Vizinhos.

Quando a comunicação é inicialmente estabelecida, uma unidade remota comunica através de uma primeira estação base e o Conjunto de Activos contém apenas a primeira estação base. A unidade remota monitoriza a força do sinal piloto das estações base do Conjunto de Activos, do Conjunto de Candidatos, do Conjunto de Vizinhos e do Conjunto de Restantes. Quando um sinal piloto de uma estação base no Conjunto de Vizinhos ou Conjunto de Restantes exceder um nível limite predeterminado, a estação base é adicionada ao Conjunto de Candidatos. A unidade remota comunica uma mensagem à primeira estação base identificando a nova estação base. Um controlador de sistema decide se estabelece comunicação entre a nova estação base e a unidade remota. Se o controlador de sistema assim o decidir, o controlador de sistema envia uma mensagem à nova estação base com informação de identificação sobre a unidade remota e um comando para estabelecer comunicações com ela. Uma mensagem é também transmitida à unidade remota através da primeira estação base. A mensagem identifica um novo Conjunto de Activos que inclui a primeira e a nova estação base. A unidade remota -6- ΡΕ903017 procura o sinal de informação transmitido pela nova estação base e é estabelecida comunicação com a nova estação base sem terminação da comunicação através da primeira estação base. Este processo pode continuar com estações base adicionais.

Quando a unidade remota estiver a comunicar através de estações base múltiplas, continua a monitorizar a força do sinal das estações base do Conjunto de Activos, do Conjunto de Candidatos, do Conjunto de Vizinhos e do Conjunto de Restantes. Se a força do sinal que corresponde a uma estação base do Conjunto de Activos cair abaixo de um limiar predeterminado para um período predeterminado de tempo, a unidade remota gera e transmite uma mensagem para reportar o evento. 0 controlador de sistema recebe esta mensagem através de pelo menos uma das estações base com que a unidade remota está a comunicar. 0 controlador de sistema pode decidir terminar as comunicações através da estação base tendo uma força de sinal piloto fraca. 0 controlador de sistema ao decidir terminar as comunicações através de uma estação base gera uma mensagem que identifica um novo Conjunto de Activos de estações base. 0 novo Conjunto de Activos não contém a estação base através da qual a comunicação será terminada. As estações base através das quais a comunicação é estabelecida enviam uma mensagem à unidade remota. 0 controlador de sistema também comunica informação à estação base para terminar comunicações com a unidade remota. As comunicações da -7- ΡΕ903017 unidade remotas são assim encaminhadas apenas por estações base identificadas no novo Conjunto de Activos.

Porque a unidade remota está a comunicar com o utilizador final através de pelo menos uma estação base em qualquer momento ao longo do processo de transferência suave, nenhuma interrupção na comunicação ocorre entre a unidade remota e o utilizador final. Uma transferência suave providencia benefícios significativos na sua técnica inerente "fazer antes de quebrar" sobre a técnica "quebrar antes de fazer" empregue noutros sistemas de comunicação celulares.

Num sistema telefónico sem fios, maximizar a capacidade do sistema em termos do número de chamadas telefónicas simultâneas que podem ser controladas é extremamente importante. A capacidade do sistema num sistema de espalhamento de espectro pode ser maximizada se a potência de transmissão de cada unidade remota for controlada para que cada sinal transmitido chegue ao receptor da estação base ao mesmo nível. Num sistema actual, cada unidade remota pode transmitir o nível de sinal mínimo que produz uma razão de sinal-ruído que permite uma recuperação de dados aceitável. Se um sinal transmitido por uma unidade remota chegar ao receptor da estação base a um nível de potência muito baixo, a taxa de erros de bit pode ser demasiado alta para permitir comunicações de elevada qualidade devido a interferências criadas pelas outras unidades remotas. Por outro lado, se o -8- ΡΕ903017 sinal transmitido pela unidade remota estiver a um nivel de potência muito alto quando recebido na estação base, a comunicação com esta unidade remota em particular é aceitável mas este sinal de alta potência actua como interferência para outras unidades remotas. Esta interferência pode afectar adversamente as comunicações com outras unidades remotas.

Deste modo para maximizar a capacidade num sistema CDMA de espalhamento de espectro exemplar, a potência de transmissão de cada unidade remota dentro da área de cobertura de uma estação base é controlada pela estação base para produzir a mesma potência de sinal nominal recebida na estação base. No caso ideal, a potência de sinal total recebida na estação base é igual à potência nominal recebida de cada unidade remota multiplicada pelo número de unidades remotas que transmitem dentro da área de cobertura da estação base mais a potência recebida na estação base de unidades remotas na área de cobertura de estações base vizinhas. A perda de trajecto no canal de rádio pode ser caracterizada através de dois fenómenos separados: perda de trajecto média e desvanecimento. A ligação directa, da estação base para a unidade remota, funciona numa frequência diferente do que a ligação inversa, da unidade remota para a estação base. Porém porque a ligação directa e as frequências da ligação inversa estão dentro da mesma banda de frequências genérica, existe uma correlação -9- ΡΕ903017 significativa entre a perda de trajecto média das duas ligações. Por outro lado, o desvanecimento é um fenómeno independente para a ligação directa e ligação inversa e varia como uma função do tempo.

Num sistema CDMA exemplar, cada unidade remota calcula a perda de trajecto da ligação directa com base na potência total na entrada para a unidade remota. A potência total é a soma da potência de todas as estações base funcionando na mesma atribuição de frequências tal como entendido pela unidade remota. A partir da estimativa da perda de trajecto média da ligação directa, a unidade remota fixa o nivel de transmissão do sinal de ligação inversa. Se o canal da ligação inversa para uma unidade remota melhorar de repente em comparação com o canal da ligação directa para a mesma unidade remota devido ao desvanecimento independente dos dois canais, o sinal tal como recebido na estação base a partir desta unidade remota aumentaria em potência. Este aumento de potência causa interferência adicional a todos os sinais que compartilham a mesma atribuição de frequências. Assim uma resposta rápida da potência de transmissão da unidade remota à melhoria súbita no canal melhoraria o desempenho do sistema. Portanto é necessário ter a estação base continuamente a contribuir para o mecanismo de controlo de potência da unidade remota. A potência de transmissão da unidade remota também pode ser controlada através de uma ou mais estações -10- ΡΕ903017 base. Cada estação base com que a unidade remota está em comunicação mede a força do sinal recebido da unidade remota. A força do sinal medida é comparada com um nivel de força de sinal desejado para aquela unidade remota em particular. Um comando de ajuste de potência é gerado por cada estação base e enviado à unidade remota na ligação directa. Em resposta ao comando de ajuste de potência da estação base, a unidade remota aumenta ou diminui a potência de transmissão da unidade remota por um valor predeterminado. Por este método, é efectuada uma resposta rápida a uma alteração no canal e o desempenho médio do sistema é melhorado. Note-se que num sistema celular tipico, as estações base não estão intimamente conectadas e cada estação base no sistema não tem conhecimento sobre o nivel de potência ao qual as outras estações base recebem o sinal da unidade remota.

Quando uma unidade remota está em comunicação com mais de uma estação base, são providenciados comandos de ajuste de potência a partir de cada estação base. A unidade remota actua sobre estes múltiplos comandos de ajuste de potência da estação base para evitar niveis de potência de transmissão que possam interferir adversamente com outras comunicações de unidades remotas e ainda providenciar potência suficiente para suportar comunicação a partir da unidade remota para pelo menos uma das estações base. Este mecanismo de controlo de potência é realizado fazendo com que a unidade remota aumente o seu nivel de potência de sinal apenas se todas as estações base com que a unidade -11 - ΡΕ903017 remota está em comunicação pedirem um aumento do nivel de potência. A unidade remota diminui o seu nivel de sinal de transmissão se qualquer estação base com que a unidade remota está em comunicação pedir que a potência seja diminuída. Um sistema para controlo de potência de estações base e unidades remotas é divulgado na Patente dos Estados Unidos N° 5 056 109 intitulada "MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA CONTROLAR POTÊNCIA DE TRANSMISSÃO NUM SISTEMA TELEFÓNICO MÓVEL CELULAR CDMA", emitida em 8 de Outubro de 1991, atribuída ao Procurador da presente invenção.

Também é desejável controlar a potência relativa usada em cada sinal de dados transmitido pela estação base em resposta à informação de controlo transmitida por cada unidade remota. A razão primária para providenciar tal controlo é acomodar o facto de que em certos locais a ligação de canal dianteira pode ser invulgarmente prejudicada. A menos que a potência sendo transmitida à unidade remota prejudicada seja aumentada, a qualidade do sinal pode tornar-se inaceitável. Um exemplo de um tal local é um ponto onde a perda de trajecto para uma ou duas estações base vizinhas é praticamente igual à perda de trajecto para a estação base que comunica com a unidade remota. Em tal local, a interferência total seria aumentada três vezes sobre a interferência vista por uma unidade remota num ponto relativamente perto da sua estação base. Além disso, a interferência vinda das estações base vizinhas não desvanece em harmonia com o sinal da estação base activa como seria o caso para interferência vinda da -12- ΡΕ903017 estaçâo base activa. Uma unidade remota numa tal situação pode requerer 3 a 4 dB de potência de sinal adicional a partir da estação base activa para alcançar um desempenho adequado.

Noutras alturas, a unidade remota pode ser localizada onde a razão sinal-interferência é invulgarmente boa. Em tal caso, a estação base pode transmitir o sinal desejado usando uma potência de transmissor inferior ao normal, reduzindo a interferência a outros sinais sendo transmitidos pelo sistema.

Para alcançar os objectivos supramencionados, pode ser providenciada uma capacidade de medição de sinal-interferência dentro do receptor da unidade remota. Esta medição é executada comparando a potência do sinal desejado com a interferência total e potência de ruido. Se a razão medida for menor que um valor predeterminado, a unidade remota transmite um pedido à estação base para potência adicional no sinal de ligação directa. Se a razão exceder o valor predeterminado, a unidade remota transmite um pedido para redução de potência. Um método através do qual o receptor da unidade remota pode monitorizar razões de sinal-interferência é monitorizando a taxa de erros de trama (FER) do sinal resultante. Outro modo é medindo o número de eliminações declarado como recebido. A estação base recebe os pedidos de ajuste de potência de cada unidade remota e responde ajustando a -13- ΡΕ903017 potência alocada ao sinal de ligação directa correspondente por um valor predeterminado. 0 ajuste é tipicamente pequeno, tal como na ordem de 0.5 para 1.0 dB, ou cerca de 12%. A taxa de alteração da potência pode ser de alguma forma mais lenta do que a utilizada para a ligação inversa, talvez uma vez por segundo. Na forma de realização preferida, a gama dinâmica do ajuste é tipicamente limitada como cerca de 4 dB menor a aproximadamente 6 dB maior que a potência de transmissão nominal. A estação base deveria também considerar as solicitações de potência sendo feitas através de outras unidades remotas decidindo se obedecer aos pedidos de qualquer unidade remota em particular. Por exemplo, se a estação base é carregada até à sua capacidade, os pedidos para potência adicional podem ser concedidos, mas só por 6% ou menos, em vez dos normais 12%. Neste regime, um pedido para uma redução na potência seria ainda concedido à alteração normal de 12%.

Quando as licenças de telefones celulares originais eram emitidas pelo governo, uma das restrições no uso do espectro era que os operadores não podiam providenciar serviços de sistema de envio. Porém, por causa das grandes vantagens do sistema CDMA e da despesa inerente e problemas de implementação e manutenção de sistemas de envio privados, o governo encontra-se a reexaminar este assunto. O próprio governo beneficiaria imensamente de tais serviços. -14- ΡΕ903017

Considerando que o serviço telefónico sem fios e fixo tipico providencia serviço ponto-a-ponto, os serviços de envio providenciam um serviço de um-para-muitos. Utilizações comuns de serviços de envio são sistemas locais de rádio policial, sistemas de envio de táxis, as operações da Agência Federal de Informações e dos serviços secretos, e sistemas de comunicação militar gerais. 0 modelo básico de um sistema de envio consiste numa rede de radiodifusão de utilizadores. Cada utilizador da rede de radiodifusão monitoriza um sinal comum de ligação directa de radiodifusão. Se um utilizador da rede desejar falar, ele pressiona um botão para falar "Push to Talk" (PTT). Tipicamente a voz do utilizador falante é encaminhada a partir da ligação inversa sobre a ligação directa de radiodifusão. Idealmente o sistema de envio permite acesso através de linha terrestre e sem fios ao sistema.

Note-se que o mecanismo de controlo de potência para unidades remotas actuando como unidades ponto-a-ponto descrito acima não é directamente aplicável a sistemas de envio. Num sistema de envio, uma pluralidade de unidades remotas está a escutar o mesmo sinal de ligação directa. Num sistema de envio, a maioria das unidades remotas é passiva (i.e. apenas escutam) em todo o momento. Quando uma unidade remota é passiva, não tem um canal de ligação inversa estabelecido onde transmitir informação à estação base. Portanto a presente invenção é um método e -15- ΡΕ903017 equipamento para controlar o controlo de potência de ligação directa num sistema de envio. É atraída atenção adicional para o documento EP-A-0 682 417, que está relacionado com um método de controlo de potência de transmissão de um sistema de comunicação de espalhamento de espectro que determina a potência de transmissão de acordo com o bit de controlo de potência de transmissão. 0 bit de controlo de potência de transmissão é extraído numa estação base a partir de uma sequência de sinais obtida através da recepção de um sinal transmitido a partir de uma estação móvel, e da concentração e desmodulação do sinal recebido. Quando o mesmo valor do bit de controlo de potência de transmissão é recebido consecutivamente, a potência de transmissão da estação base é controlada de acordo com valores de controlo de potência de transmissão que são predeterminados de acordo com o número consecutivo de recepções do mesmo valor do bit de controlo de potência de transmissão. Isto acontece porque as recepções consecutivas do mesmo valor do bit de controlo de potência de transmissão sugerem que a potência recebida do outro parceiro (a estação móvel neste caso) se altera bastante. Deste modo, um valor de um incremento ou diminuição na potência de transmissão é aumentado com a duração das recepções consecutivas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção um método de -16- ΡΕ903017 controlo de potência e alocação eficiente de recursos de uma estação base num sistema de envio, tal como definido na reivindicação 1, um sistema para conservação de recursos das estações base num sistema de envio configurado para unidades remotas de serviços, tal como definido na reivindicação 11, e um equipamento para controlo de potência e alocação eficiente de recursos de uma estação base num sistema de envio, tal como definido na reivindicação 12, são providenciados. Formas de realização da presente invenção são reivindicadas nas reivindicações dependentes. A presente invenção é um método e equipamento através dos quais unidades de envio passivas comunicam pedidos de controlo de potência a uma estação base que transmite um canal de radiodifusão dianteiro. As unidades remotas transmitem um pedido num canal de acesso se a unidade remota tiver sentido baixa qualidade de sinal. As estações base diminuem continuamente a potência de transmissão do canal de radiodifusão de ligação directa se não forem recebidas nenhumas mensagens de pedido de potência. Se a estação base reduziu o nível de potência do canal de radiodifusão de ligação directa a um nível mínimo, a estação base pode descontinuar a transmissão do canal de radiodifusão de ligação directa. Deste modo, se nenhuma unidade remota estiver situada dentro da área de cobertura de uma estação base a transmissão do canal de radiodifusão de ligação directa pode ser terminada. Se uma unidade remota entrar na área de cobertura de uma estação base que -17- ΡΕ903017 não está actualmente transmitindo o canal de radiodifusão de ligação directa, a unidade remota simplesmente transmite uma mensagem comum de acesso de pedido de potência. A estação base responde começando a transmitir o canal de radiodifusão de ligação directa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As caracteristicas, objectivos e vantagens da presente invenção ficarão mais aparentes a partir da descrição detalhada definida abaixo quando tomada conjuntamente com os desenhos em que: A FIG. 1 mostra um sistema de envio típico; e A FIG. 2 é um diagrama de fluxo que ilustra o controlo de potência do canal de radiodifusão dianteira de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDA A FIG. 1 mostra um sistema de envio típico. Na forma de realização preferida, as unidades remotas 10, 20, 22 e 24 podem funcionar ambas como unidades de envio e como telefones ponto-a-ponto. Na FIG. 1, a unidade remota 10 é actualmente um falador activo e as unidades remotas 20, 22 e 24 são actualmente ouvintes passivos. As estações base 30, 32 e 34 providenciam o canal de radiodifusão de ligação directa para as unidades remotas 20, 22 e 24. A estação -18- ΡΕ903017 base 30 providencia um canal de tráfego dedicado à unidade remota 10. O canal de tráfego dedicado é semelhante ao canal de radiodifusão de ligação directa exceptuando que, por exemplo, a unidade remota 10 pode não receber o seu próprio sinal de fala. O canal de tráfego dedicado também inclui controlo de potência e informação de sinalização. A estação base 30 também está recebendo um sinal de ligação inversa da unidade remota 10 activa. A Central de Comutação Móvel (MSC) 38 coordena a sinalização para e vinda das estações base. O gestor de comunicação 40 controla a rede tal como a prioritização de pedidos se duas das unidades remotas pressionarem o botão "pressione para falar" (PTT) ao mesmo tempo. Na forma de realização preferida, a sinalização e modulação do interface de ar estão conforme o sistema de Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA) descrito em "Padrão de Compatibilidade Estação Móvel-Estação Base para Sistemas Celulares de Espalhamento de Espectro de Banda Larga de Modo Duplo" TIA/EIA/IS-95, geralmente referido como simplesmente IS-95. Em IS-95, a unidade remota é referida como uma estação móvel. É bem conhecido na técnica que as estações base podem ser sectorizadas tal como em três sectores. Onde aqui se usa o termo estação base, está implícito que o termo pode referir-se a uma estação base inteira ou a um único sector de uma estação base com múltiplos sectores.

Na FIG. 1 a unidade remota activa 10 tem uma ligação bidireccional estabelecida com a estação base 30. -19- ΡΕ903017

Para se tornar activa, a unidade remota 10 envia uma mensagem de canal de acesso pedindo um canal de tráfego para a estação base 30. A mensagem de acesso é enviada no canal de acesso. O canal de acesso é um canal de ligação inversa usado por unidades remotas para comunicar com a estação base. O canal de acesso é usado para pequenas trocas de mensagens de sinalização tais como origens de chamadas, respostas a páginas, e registos. Uma tentativa de acesso é enviada pela unidade remota numa série de sondas de acesso. Cada sonda de acesso transporta a mesma informação mas é transmitida a um nivel de potência mais elevado que a prévia. As sondas de acesso continuam até que seja recebido um reconhecimento da estação base na unidade remota. O canal de acesso é um canal de acesso intervalado partilhado. Apenas uma unidade remota pode usar com sucesso o canal de acesso de cada vez. Também porque cada sonda de acesso sucessiva é enviada a um nivel de potência aumentado em comparação com a prévia e o canal de acesso não tem controlo de potência, o canal de acesso actua como interferência para os outros sinais de ligação inversa. Por estas razões, é vantajoso manter o número de tentativas de acesso a um mínimo.

Quando a unidade remota 10 tiver estabelecido uma ligação de comunicação, recebe a sinalização do canal de radiodifusão dianteiro num canal de tráfego de ligação directa dedicado. Deste modo, a unidade remota 10 não -20- ΡΕ903017 monitoriza o canal de radiodifusão de ligação directa e recebe toda a informação do sistema de envio no seu próprio canal de tráfego de ligação directa dedicado. A unidade remota 10 comunica de volta com a estação base 30 num canal inverso dedicado. Na forma de realização preferida, é executado controlo de potência nas ligações dianteiras e inversas tal como descrito acima de acordo com IS-95. Porque a unidade remota 10 tem o seu próprio trajecto de sinal de ligação directa dedicado, a transferência de mensagens especifica da unidade remota pode ser incluída na sinalização. Por exemplo, se a unidade remota 10 for capaz de operar tanto como uma unidade remota de sistema de envio como uma unidade telefónica ponto-a-ponto, a unidade remota 10 pode ser informada no canal de tráfego da ligação directa que uma chamada ponto-a-ponto a entrar está a ser dirigida para a unidade remota 10.

Por outro lado, na FIG. 1, as unidades remotas passivas 20, 22 e 24 não têm um sinal de ligação inversa estabelecido com qualquer das estações base. Note-se que se as unidades remotas 20, 22 e 24 forem completamente passivas, as estações base individuais podem saber se as unidades remotas estão nas suas áreas de cobertura correspondentes. Até mesmo se uma unidade remota se registar com a estação base quando entrar na área de cobertura de uma estação base, a estação base não tem nenhum modo de saber quando é que a unidade remota terá deixado a área de cobertura da estação base. -21- ΡΕ903017

Mesmo se as unidades remotas 20, 22 e 24 forem passivas, elas poderão ainda usar o canal de acesso para comunicar com as estações base. Na forma de realização preferida, as unidades remotas passivas 20, 22 e 24 usam o canal de acesso para sinalizar a estação base se estão com falta de mais potência do canal de radiodifusão de ligação directa. Dentro da mensagem de acesso de pedido de potência podem ser incluídas várias indicações de níveis de sinal ou de qualidade. Por exemplo pode haver um campo que indica a força à qual a unidade remota percebe o sinal piloto da estação base. Ou pode haver um campo que indica a força ou qualidade à qual a unidade remota percebe o canal de radiodifusão de ligação directa. Pode haver um campo que indica a força de sinal ou qualidade tanto do canal piloto como do canal de radiodifusão de ligação directa. Pode haver um campo o qual indica a diferença entre ou a razão da força do sinal piloto para a força do canal de radiodifusão de ligação directa.

Um sistema celular padrão é compreendido por uma pluralidade de estações base em que cada uma das quais providencia comunicação para unidades remotas localizadas dentro de uma área de cobertura limitada. Conjuntamente a pluralidade de estações base providencia cobertura a uma área de serviço inteira. Quando um sistema de envio é alugado por uma entidade de aluguer, a entidade de aluguer pode desejar providenciar cobertura sobre a área de serviço inteira. Porém, se o sinal de radiodifusão de ligação directa for transmitido a partir de todas as estações base -22- ΡΕ903017 no sistema em todos os momentos, o custo do sistema pode ser bastante alto. Uma maneira mais eficiente e económica que providencia uma capacidade global mais elevada para o sistema é transmitir o canal de radiodifusão de ligação directa apenas nessas estações base nas quais está situada uma unidade remota e transmitir o canal de radiodifusão de ligação directa ao nível mínimo necessário para providenciar uma comunicação fiável.

Se o canal de radiodifusão de ligação directa não está a ser transmitido, os recursos correspondentes estão disponíveis para outros utilizadores ponto-a-ponto ou de radiodifusão. Além disso, os outros utilizadores na área de cobertura das estações base que não estão a transmitir o canal de radiodifusão de ligação directa não estão sujeitos à sua interferência. De lembrar que o sinal piloto é transmitido continuamente a partir de cada estação base sem ter em conta se o canal de radiodifusão de ligação directa está a ser transmitido. A transferência de comunicação entre estações base também é diferente no modo de radiodifusão do que quando a unidade remota está a operar como uma unidade ponto-a-ponto. Tal como descrito em detalhes acima, quando uma unidade remota estiver a operar como uma unidade ponto-a-ponto, a transferência é controlada com referência a um conjunto de medições de força do sinal piloto executadas pela unidade remota. 0 Conjunto de Activos é um conjunto de estações base através das quais a comunicação activa é -23- ΡΕ903017 estabelecida. 0 Conjunto de Candidatos é um conjunto de estações base escolhidas a partir do Conjunto de Vizinhos ou do Conjunto de Restantes tendo uma força de sinal piloto a um nivel de sinal suficiente para estabelecer comunicação. 0 Conjunto de Vizinhos é um conjunto de estações base que cercam uma estação base activa que inclui estações base que têm uma probabilidade alta de ter uma força de sinal de nivel suficiente para estabelecer comunicação. 0 Conjunto de Restantes inclui todas as estações base no sistema que não são membros do Conjunto de Activos, Conjunto de Candidatos ou Conjunto de Vizinhos.

Quando uma unidade remota está a operar como uma unidade ponto-a-ponto, o Conjunto de Vizinhos de estações base é preferido sobre o Conjunto de Restantes na maneira em que os sinais piloto correspondendo ao Conjunto de Vizinhos de estações base são procurados a uma frequência mais elevada que os sinais piloto correspondendo ao Conjunto de Restantes. Por exemplo, na forma de realização preferida, é procurado primeiro todo o Conjunto de Vizinhos e então um membro do Conjunto de Restantes é procurado. Em segundo lugar todo o Conjunto de Vizinhos é procurado novamente e o próximo membro sucessivo do Conjunto de Restantes é procurado. A operação continua ciclicamente.

Quando uma unidade remota tiver uma ligação de comunicação ponto-a-ponto activa estabelecida, o controlador de sistema localizado na central de comutação telefónica móvel envia a cada unidade remota uma lista de -24- ΡΕ903017 estações base que constituem o Conjunto de Vizinhos. 0 Conjunto de Vizinhos é dependente do local da unidade remota. Como tal o Conjunto de Vizinhos inclui um conjunto de estações base numa unidade remota diferente do que inclui em outro. 0 controlador de sistema pode enviar a lista individualizada de estações base para o Conjunto de Vizinhos para a unidade remota correspondente através do canal de tráfeqo de liqação directa estabelecido.

Note-se porém que em modo de radiodifusão, o canal de radiodifusão de ligação directa é o mesmo para todas as unidades remotas e como tal a transmissão de informação do Conjunto de Vizinhos para cada unidade remota não é tão elegante em modo de radiodifusão. De igual modo, porque nenhuma ligação inversa é estabelecida com as unidades remotas em modo de radiodifusão, o controlador de sistema não conhece a localização das unidades remotas por forma a determinar um Conjunto de Vizinhos. Na forma de realização preferida de modo de radiodifusão, o Conjunto de Vizinhos de cada unidade remota que opera em modo de radiodifusão está vazio. Deste modo uma unidade remota que opera em modo de radiodifusão procura directamente no Conjunto de Restantes de forma continua à medida que monitoriza o canal de radiodifusão de ligação directa. Se a força do sinal piloto de um membro do Conjunto de Activos descer abaixo de um limiar, T DROP, por mais de uma quantidade de tempo especificada, T TDROP, a entrada correspondente no Conjunto de Activos é apagada e uma entrada correspondente é adicionada ao Conjunto de -25- ΡΕ903017

Restantes. A unidade remota não mais monitoriza o canal de radiodifusão de ligação directa a partir da estação base correspondente. Note-se que desta forma, o uso do Conjunto de Candidatos é também eliminado.

Quando o sinal piloto de uma estação base que é um membro do Conjunto de Restantes exceder um determinado limiar, T_ADD, a unidade remota pode adicionar uma entrada correspondente ao Conjunto de Activos. A unidade remota desmodula o canal de radiodifusão de ligação directa a partir dessa estação base. A unidade remota começa a combinar de forma diversificada o sinal a partir da estação base recentemente adicionada com os sinais de outras estações base que está a receber. Se a unidade remota não for capaz de desmodular o canal de radiodifusão de ligação directa, poderá enviar uma mensagem de acesso de pedido de potência à estação base.

Quando uma estação base recebe uma mensagem de acesso de pedido de potência quando um canal de radiodifusão de ligação directa não está estabelecido, informa o controlador de sistema o qual em resposta pode ordenar à estação base que comece a transmitir o canal de radiodifusão de ligação directa a um nível estabelecido inicialmente. A estação base começa a executar controlo de potência de acordo com a FIG.2 começando a partir do bloco de início 50. O bloco 52 na FIG.2 é executado em intervalos predefinidos. Os intervalos nos quais o bloco 50 é executado definem a taxa de operação do controlo de -26- ΡΕ903017 potência. No bloco 52, a estação base determina se foi recebida alguma mensagem de acesso de pedido de potência. Se não, o bloco 54 é executado o que reduz a potência de transmissão actual por um valor predeterminado, δ, se a acção não diminuir a potência de transmissão para menos do que um mínimo predeterminado, MIN. 0 fluxo continua para o bloco 56. No bloco 56, se a potência de transmissão da estação base tiver estado a um mínimo por mais de um intervalo de tempo predefinido, T, a transmissão do canal de radiodifusão de ligação directa é terminada tal como indicado no bloco 58 e a execução da FIG.2 termina tal como indicado no bloco 60. Desta forma, se todas as unidades remotas passivas saírem da área de cobertura de uma estação base, a estação base elimina eventualmente a transmissão do canal de radiodifusão de ligação directa diminuindo o nível de transmissão a um mínimo e transmitindo ao nível mínimo para a duração predeterminada, T. Voltando novamente ao bloco 56, se o nível de transmissão não tiver sido igual ao mínimo por mais do que T, o fluxo continua de volta ao bloco 52.

Se for recebida uma mensagem de acesso de pedido de potência, a execução flui do bloco 52 para o bloco 66. Se a potência de transmissão tiver sido aumentada recentemente (e.g. dentro das últimas X tramas), o fluxo continua de volta ao bloco 52 e o pedido é ignorado. Deste modo, se duas unidades remotas pedirem um aumento de potência em sugestão próxima uma à outra, a potência é aumentada apenas uma vez. Se qualquer unidade remota ainda -27- ΡΕ903017 precisar de mais potência, pode transmitir outro pedido. Portanto, o sistema não aumenta indevidamente excessivamente o nível de potência do canal de radiodifusão de ligação directa de forma excessiva para o detrimento de outros utilizadores do sistema.

Se o nível de potência de transmissão não tiver sido aumentado dentro das últimas X tramas, a estação base determina um valor, Δ, pelo qual aumenta a potência com base na força à qual a unidade remota recebe o sinal piloto da estação base, bloco 68. Se a unidade remota se estiver a aproximar da orla da cobertura, envia mensagens de acesso de pedido de potência à estação base para aumentar a potência. Se estiver a afastar-se da área de serviço, a estação base já não necessita de providenciar um sinal àquela unidade remota. 0 valor, Δ, é escolhido entre Δι e Δ2 com base nas mensagens de força de sinal enviadas pela unidade remota. Por exemplo, se uma unidade remota pedir um aumento de potência e a diferença em nível de potência entre o sinal piloto e o canal de radiodifusão de ligação directa tal como medido pela unidade remota for pequena, o tamanho de Δ é menor do que se a diferença em níveis de potência for grande. No bloco 70, se a potência de transmissão for aumentada pelo valor, Δ, ou para o valor de transmissão máximo, MAX, o que apresentar o menor nível de potência de transmissão. Deste modo a potência de transmissão máxima da estação base é limitada. Do bloco 70, o fluxo continua de volta para o bloco 52. Obviamente dentro do âmbito da presente invenção é uma forma de -28- ΡΕ903017 realização alternativa onde o valor de Δ é fixo.

Note-se que os parâmetros de sistema, T, MIN, e MAX, podem ser definidos pela entidade de aluguer de acordo com as suas necessidades e capacidade de pagamento. Por exemplo, se a Agência Central de Informações, CIA, estiver a executar uma missão altamente secreta e perigosa, pode desejar ter uma operação de unidades remota completamente passiva na qual nem sequer a mensagem de acesso de pedido de potência é enviada. Em tal caso, MIN e MAX são ambos definidos de forma igual para potência máxima e T é definido como infinito. Deste modo todas as estações base no sistema transmitem continuamente em potência máxima e as unidades remotas na área de cobertura podem não necessitar de enviar mensagens de acesso de pedido de potência. A maneira na qual a unidade remota determina que precisa de mais potência é semelhante à maneira usada na unidade remota que opera de acordo com IS-95. Por exemplo, a unidade remota pode comparar uma taxa de eliminação de tramas a um limiar. A unidade remota pode contar o número de eliminações dentro de uma janela deslizante de tramas. A unidade remota pode contar o número de eliminações consecutivas. Qualquer outra medição da qualidade de ligação tal como a razão sinal-ruido, pode ser usada para determinar se a unidade remota tem necessidade de mais potência. Se a força do sinal piloto do sinal piloto correspondente estiver abaixo de T_DROP, a unidade remota -29- ΡΕ903017 não envia uma mensagem de acesso de pedido de potênci

Lisboa, 19 de Novembro de 2007

Claims

ΡΕ903017 -1- REIVINDICAÇÕES 1. Um método para controlo de potência e alocação eficiente de recursos de uma estação base num sistema de envio que inclui os passos de: monitorizar (52) um canal de comunicação de acesso a múltiplos utilizadores para detectar uma mensagem de acesso de pedido de potência; e diminuir (54) um nível de potência ao qual um sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido se nenhuma mensagem de acesso de pedido para potência for detectada durante um primeiro período de tempo. 2. 0 método de Reivindicação 1, incluindo ainda o passo de aumentar (70) o dito nível de potência ao qual o dito sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido se a dita mensagem de acesso de pedido de potência for detectada.
3. O método da Reivindicação 2 em que a dita mensagem de acesso de pedido de potência inclui uma indicação de um nível de sinal ao qual uma unidade remota correspondente recebeu o dito sinal de radiodifusão de ligação directa, e em que um valor de potência, pelo qual o dito nível de potência é aumentado no dito passo de -2- ΡΕ903017 aumento, é determinado (68), com base na dita indicação. 4. 0 método da Reivindicação 3 em que a dita indicação é gerada com base numa taxa de eliminação de tramas de uma série de tramas incluindo o dito sinal de radiodifusão de ligação directa. 5. 0 método da Reivindicação 3 em que a dita indicação é gerada medindo uma razão sinal-ruido do dito sinal de radiodifusão de ligação directa tal como recebido pela dita unidade remota correspondente. 6. 0 método da Reivindicação 2 em que o passo de aumento (70) do dito nivel de potência ao qual o dito canal de radiodifusão de ligação directa é transmitido é invalidado se o dito nivel de potência alcançar um valor máximo.
7. O método da Reivindicação 1 incluindo ainda o passo de aumentar o dito nivel de potência ao qual o dito sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido apenas em resposta a um de dois pedidos para aumento de potência recebidos em sucessão próxima.
8. O método da Reivindicação 1 em que o passo de diminuir (54) o dito nivel de potência ao qual o dito sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido é invalidado, se o dito nivel de potência alcançar um valor mínimo. -3- ΡΕ903017 9. 0 método da Reivindicação 8 incluindo ainda o passo de terminar (58) a transmissão do dito sinal de radiodifusão de ligação directa se o dito nivel de potência for igual ao dito valor mínimo por mais do que um segundo valor de tempo.
10. O método da Reivindicação 9 incluindo ainda o passo de retomar a transmissão do dito sinal de radiodifusão de ligação directa em resposta a uma mensagem de acesso de pedido de potência recebida subsequentemente.
11. Um sistema para conservar recursos de estações base num sistema de envio configurado para fornecer serviço a unidades remotas incluindo: uma estação base (30, 32, 34) que monitoriza um canal de acesso e ciclicamente reduz um nível de potência de um sinal de radiodifusão de ligação directa se nenhuma mensagem de acesso de pedido de potência for detectada no dito canal de acesso; e uma unidade remota (20, 22, 24) que recebe o dito sinal de radiodifusão de ligação directa e transmite a dita mensagem de acesso de pedido de potência se um nível de sinal do dito sinal de radiodifusão de ligação directa ultrapassar um valor de limiar.
12. Um equipamento para controlo de potência e alocação eficiente de recursos de uma estação base num -4- ΡΕ903017 sistema de envio incluindo: meios para monitorizar um canal de comunicação de acesso de múltiplos utilizadores; meios para detectar uma mensagem de acesso de pedido de potência sobre o dito canal de comunicação de acesso de múltiplos utilizadores; e meios para diminuir um nível de potência ao qual um sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido se nenhuma mensagem de acesso de pedido de potência for detectada durante um primeiro período de tempo. 13. 0 equipamento da Reivindicação 12 incluindo ainda meios para aumentar o dito nível de potência ao qual o dito sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido se a dita mensagem de acesso de pedido de potência for detectada. 14. 0 equipamento da Reivindicação 12 incluindo ainda meios para aumentar o dito nível de potência ao qual o dito sinal de radiodifusão de ligação directa é transmitido apenas em resposta a uma de duas mensagens de acesso de pedido de potência recebidos em sucessão próxima. 15. 0 equipamento da Reivindicação 13 em que a -5- ΡΕ903017 dita mensagem de acesso de pedido de potência inclui uma indicação de um nivel de sinal ao qual uma unidade remota correspondente recebeu o dito sinal de radiodifusão de ligação directa e em que um valor de potência pelo qual o dito nível de potência é aumentado, é determinado, com base na dita indicação. Lisboa, 19 de Novembro de 2007