ES2172489T3 - Utilizacion de codigos cortos para linealizar la subida de potencia inicial de los sistemas cdma. - Google Patents

Utilizacion de codigos cortos para linealizar la subida de potencia inicial de los sistemas cdma.

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ES2172489T3 ES01124286T ES01124286T ES2172489T3 ES 2172489 T3 ES2172489 T3 ES 2172489T3 ES 01124286 T ES01124286 T ES 01124286T ES 01124286 T ES01124286 T ES 01124286T ES 2172489 T3 ES2172489 T3 ES 2172489T3
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Abstract

Una unidad de abonado (16) para comunicar con una estación de base (14), teniendo dicha unidad de abonado (16) medios (70, 52) para transmitir y detectar las señales, caracterizada dicha unidad de abonado (16) por: medios (74) para transmitir selectivamente un código corto a un nivel de potencia de transmisión seleccionado; medios para detectar una señal de confirmación de dicha estación de base (14); indicando la señal de confirmación que dicha estación de base (14) detectó dicho código corto; medios de control (74), sensibles a dichos medios de detección (78) para hacer variar dicho nivel de potencia de transmisión; donde dichos medios de control (74) incrementan dicho nivel de potencia de transmisión a una primera velocidad antes de la recepción de una señal de confirmación; medios (74) para cesar la transmisión del código corto y transmitir un código de acceso que es más largo que dicho código corto a una segunda velocidad inferior a dicha primera velocidad cuando es recibida dicha señal de confirmación; y medios (78) para cesar el incremento de la rampa ascendente de potencia de transmisión a la segunda velocidad de rampa ascendente, en respuesta a la recepción de una señal de conocimiento que indica que dicha estación de base (14) detectó dicho código de acceso.

Description

Utilización de códigos cortos para linealizar la subida de potencia inicial de los sistemas CDMA.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a sistemas de comunicaciones CDMA. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema de comunicaciones CDMA que utiliza la transmisión de códigos cortos desde unidades de abonado a una estación base para reducir el tiempo requerido para que la estación base detecte la señal procedente de una unidad de abonado. El mejor tiempo de detección permite un crecimiento más rápido de la potencia de transmisión inicial de las unidades de abonado al tiempo que se reduce el sobrepasamiento de potencia innecesario.
Descripción de la técnica relacionada
El uso de sistemas de telecomunicaciones inalámbricas ha crecido drásticamente en la última década a medida que ha mejorado la fiabilidad y la capacidad de los sistemas. Los sistemas de comunicaciones inalámbricas están siendo utilizados en diversas aplicaciones en las que los sistemas basados en líneas terrestres no son prácticos o son imposibles de usar. Las aplicaciones de las comunicaciones inalámbricas incluyen las comunicaciones telefónicas celulares, las comunicaciones en emplazamientos remotos y las comunicaciones temporales para recuperación de catástrofes. Los sistemas de comunicaciones inalámbricas se han transformado también en una alternativa económicamente viable para sustituir a las envejecidas líneas telefónicas y a los equipos telefónicos anticuados.
La parte del espectro de RF disponible para ser utilizado por los sistemas de comunicaciones inalámbricos es un recurso crítico. El espectro de RF debe ser compartido entre todas las aplicaciones comerciales, gubernamentales y militares. Hay un deseo constante de mejorar la eficacia de los sistemas de comunicaciones inalámbricas con el fin de aumentar la capacidad de los sistemas.
Los sistemas de comunicaciones inalámbricas de acceso múltiple por división del código (CDMA) han mostrado que son particularmente prometedores en este campo. Aunque los sistemas más tradicionales de acceso múltiple por división en el tiempo 
\hbox{(TDMA)}
y de acceso múltiple por división de frecuencia 
\hbox{(FDMA)}
han mejorado utilizando los más recientes avances tecnológicos, los sistemas CDMA, en particular los sistemas de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha™ (B-CDMA™), tienen importantes ventajas sobre los sistemas TDMA y FDMA. Esta eficacia es debida a la mejor codificación y densidad de modulación, rechazo de interferencias y tolerancia de multitrayectos de los sistemas 
\hbox{B-CDMA™,}
así como a la reutilización del mismo espectro en cada célula de comunicaciones. El formato de las señales de comunicaciones CDMA hace también sumamente difícil interceptar llamadas, asegurando con ello una mayor privacidad para los llamantes y proporcionando una mayor inmunidad contra el fraude.
En un sistema CDMA la misma parte del espectro de frecuencias es utilizada para la comunicación por todas las unidades de abonado. Cada señal de datos en la banda de base de la unidad de abonado es multiplicada por una secuencia de códigos, llamada el "código de ensanchamiento", que tiene una velocidad mucho mayor que los datos. La relación de la velocidad del código de ensanchamiento a la velocidad del símbolo de los datos se llama el "factor de ensanchamiento" o la "ganancia de procesamiento". Esta codificación da lugar a un espectro de transmisión mucho más ancho que el espectro de la señal de datos en la banda de base, por lo que la técnica se llama "espectro ensanchado". Las unidades de abonado y sus comunicaciones pueden discriminarse asignando un código de ensanchamiento único a cada enlace de comunicación, que se llama un canal CDMA. Como todas las comunicaciones se cursan en la misma banda de frecuencias, cada comunicación CDMA solapa comunicaciones de otras unidades de abonado y señales relacionadas con ruidos tanto en frecuencia como en tiempo.
El uso del mismo espectro de frecuencias por una pluralidad de unidades de abonado aumenta la eficacia del sistema. Sin embargo, también provoca una degradación gradual del funcionamiento del sistema ya que aumenta el número de usuarios. Cada unidad de abonado detecta las señales de comunicación con su código de ensanchamiento único como señales válidas y todas las demás señales son vistas como ruidos. Cuanto más fuerte sea la señal procedente de una unidad de abonado que llega a la estación base, más interferencias sufre la estación base al recibir y demodular señales de otras unidades de abonado. Finalmente, la potencia de una unidad de abonado puede ser lo bastante grande como para provocar la terminación de las comunicaciones de otras unidades de abonado. En consecuencia, es sumamente importante, en los sistemas de comunicaciones CDMA inalámbricos, controlar la potencia de transmisión de todas las unidades de abonado. Esto se consigue mejor utilizando un algoritmo de control de potencia en bucle cerrado una vez establecido un enlace de comunicaciones.
El control de la potencia de transmisión es especialmente crítico cuando una unidad de abonado está intentando iniciar comunicaciones con una estación base y no se ha establecido aún un bucle de control de potencia. Normalmente, la potencia de transmisión requerida de una unidad de abonado cambia continuamente en función de la pérdida de propagación, las interferencias de otros abonados, el ruido en el canal, el desvanecimiento y otras características del canal. Por consiguiente, una unidad de abonado no conoce el nivel de potencia con el que debe empezar a transmitir. Si la unidad de abonado empieza a transmitir con un nivel de potencia que es demasiado alto, puede interferir las comunicaciones de otras unidades de abonado e incluso puede provocar la terminación de las comunicaciones de otras unidades de abonado. Si el nivel inicial de potencia de transmisión es demasiado bajo, la unidad de abonado no será detectada por la estación base y no se establecerá un enlace de comunicaciones.
Hay muchos métodos para controlar la potencia de transmisión en un sistema de comunicaciones CDMA. Por ejemplo, la patente de los EE.UU. nº 5.056.109 (Gilhousen y otros) describe un sistema de control de la potencia de transmisión en el que la potencia de transmisión de la unidad de abonado está basada en medidas de señales periódicas procedentes de la unidad de abonado y de la estación base. La estación base transmite una señal piloto a todas las unidades de abonado que analizan la señal piloto recibida, estiman la pérdida de potencia en la señal transmitida y ajustan su potencia de transmisión en consecuencia. Cada unidad de abonado incluye un filtro de salida de pérdida no lineal que impide aumentos bruscos de potencia que provocarían interferencias con otras unidades de abonado. Este método es demasiado complejo para permitir que una estación base adquiera rápidamente una unidad de abonado al tiempo que se limita las interferencias con otras unidades de abonado. Además, las pérdidas de propagación, las interferencias y los niveles de ruido experimentados en un enlace de ida (transmisión desde la estación base a la unidad de abonado) no son a menudo los mismos en un enlace de vuelta (transmisión desde una unidad de abonado a la estación base). Las estimaciones de la potencia en el enlace de vuelta basadas en las pérdidas en el enlace de ida no son precisas.
La patente europea EP 0565507 describe un método de control de potencia en el que una estación móvil inicia un acceso aleatorio con el nivel de potencia más bajo y aumenta el nivel de potencia de transmisión hasta que la estación base detecta la señal de acceso. Una vez detectada, se mantiene el nivel de potencia del mensaje en el nivel detectado de modo que se evitan las interferencias de señales.
Otros muchos tipos de sistemas de control de la potencia de transmisión según la técnica anterior exigen una señalización de control compleja entre las unidades en comunicación o unos valores de transmisión preseleccionados para controlar la potencia de transmisión. Estas técnicas de control de potencia son inflexibles y a menudo su implantación no es práctica.
En consecuencia, existe la necesidad de un método eficaz para controlar el crecimiento inicial de la potencia de transmisión por parte de las unidades de abonado en un sistema de comunicaciones CDMA inalámbrico.
Resumen de la invención
La invención presenta un método para controlar la potencia de transmisión según la reivindicación 1 y una red que incluye un sistema para el control de potencia inicial según la reivindicación 15.
Se presentan otros aspectos de la invención de acuerdo con las reivindicaciones correspondientes.
La presente invención comprende un método novedoso para controlar la potencia de transmisión durante el establecimiento de un canal en un sistema de comunicaciones CDMA utilizando la transmisión de un código corto desde una unidad de abonado a una estación base durante el crecimiento inicial de la potencia. El código corto es una secuencia para su detección por la estación base que tiene un período mucho más corto que un código de ensanchamiento convencional. El crecimiento empieza en un nivel de potencia que se garantiza que es inferior al nivel de potencia requerido para la detección por la estación base. La unidad de abonado aumenta rápidamente la potencia de transmisión mientras que transmite repetidamente el código corto hasta que la señal es detectada por la estación base. Una vez que la estación base detecta el código corto, envía una indicación a la unidad de abonado para que deje de aumentar la potencia de transmisión. El uso de códigos cortos limita el sobrepasamiento de potencia y las interferencias con otras estaciones de abonado y permite que la estación base se sincronice rápidamente con el código de ensanchamiento utilizado por la unidad de abonado.
En consecuencia, es un objeto de la presente invención presentar una técnica mejorada para controlar el crecimiento de la potencia durante el establecimiento de un canal de comunicación entre una unidad de abonado CDMA y la estación base.
Otros objetos y ventajas de la presente invención quedarán claros después de leer la descripción de una realización preferida en la actualidad.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un resumen esquemático de un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de código de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 es un diagrama que muestra el alcance de funcionamiento de una estación base;
La Figura 3 es un diagrama de tiempos de señales de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado;
La Figura 4 es un diagrama de flujo del establecimiento de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado;
La Figura 5 es un gráfico de la salida de potencia de transmisión de una unidad de abonado;
Las Figuras 6A y 6B son diagramas de flujo del establecimiento de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado de acuerdo con la realización preferida de la presente invención utilizando códigos cortos;
La Figura 7 es un gráfico de la salida de potencia de transmisión de una unidad de abonado utilizando códigos cortos;
La Figura 8 muestra la selección adaptativa de los códigos cortos;
La Figura 9 es un diagrama de bloques de una estación base de acuerdo con la presente invención;
La Figura 10 es un diagrama de bloques de la unidad de abonado de acuerdo con la presente invención;
Las Figuras 11A y 11B son diagramas de flujo del procedimiento de crecimiento de la potencia realizado de acuerdo con la presente invención;
La Figura 12 es un diagrama que muestra la propagación de señales entre una estación base y una pluralidad de unidades de abonado;
La Figura 13 es un diagrama de flujo de la realización preferida del establecimiento inicial de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado utilizando una adquisición inicial lenta;
La Figura 14 es un diagrama de flujo de la realización preferida del restablecimiento de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado utilizando una readquisición rápida;
La Figura 15A es un diagrama de las comunicaciones entre una estación base y una pluralidad de unidades de abonado;
La Figura 15B es un diagrama de la estación base y una unidad de abonado que ha sido situada virtualmente;
La Figura 16 es una vista esquemática de una pluralidad de unidades de abonado que han sido situadas virtualmente;
La Figura 17 es una unidad de abonado hecha de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención;
La Figura 18 es un diagrama de flujo de una realización alternativa del establecimiento inicial de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado utilizando una adquisición inicial lenta;
La Figura 19 es un diagrama de flujo de una realización alternativa del restablecimiento de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado utilizando una readquisición rápida; y
La Figura 20 es un diagrama de flujo de una segunda realización alternativa del establecimiento inicial de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado utilizando una adquisición inicial lenta.
Descripción detallada de la realización preferida
La realización preferida se describirá haciendo referencia a las figuras de los dibujos donde números idénticos representan elementos similares en todos ellos.
En la Figura 1 se muestra una red de comunicaciones 10 que realiza la presente invención. La red de comunicaciones 10 comprende generalmente una o más estaciones base 14, cada una de las cuales está en comunicación inalámbrica con una pluralidad de unidades de abonado 16, que pueden ser fijas o móviles. Cada unidad de abonado 16 se comunica con la estación base más cercana 14 o con la estación base 14 que proporciona la señal de comunicación más fuerte. Las estaciones base 14 se comunican también con un controlador de estaciones base 20, que coordina las comunicaciones entre las estaciones base 14. La red de comunicaciones 10 puede conectarse también a una red telefónica pública conmutada (RTPC) 22, donde el controlador de estaciones base 20 coordina también las comunicaciones entre las estaciones base 14 y la RTPC 22. Preferentemente, cada estación base 14 se comunica con el controlador de estaciones base 20 por un enlace inalámbrico, aunque también puede utilizarse una línea terrestre. Una línea terrestre es especialmente aplicable cuando una estación base 14 está muy cerca del controlador de estaciones base 20.
El controlador de estaciones base 20 realiza varias funciones. Fundamentalmente, el controlador de estaciones base 20 proporciona toda la señalización de operaciones, administrativa y de mantenimiento (OA&M) asociada con el establecimiento y el mantenimiento de todas las comunicaciones inalámbricas entre las unidades de abonado 16, las estaciones base 14 y el controlador de estaciones base 20. El controlador de estaciones base 20 proporciona también un interfaz entre el sistema de comunicaciones inalámbricas 10 y la RTPC 22. Este interfaz incluye la multiplexación y demultiplexación de las señales de comunicación que entran y dejan el sistema 10 a través del controlador de estaciones base 20. Aunque el sistema de comunicaciones inalámbricas 10 se muestra utilizando antenas para transmitir señales de RF, un experto en la técnica debe reconocer que las comunicaciones pueden efectuarse por enlaces de microondas o enlaces ascendentes con satélites. Además, las funciones del controlador de estaciones base 20 pueden combinarse con una estación base 14 para formar una "estación base principal".
Con referencia a la Figura 2, se muestra la propagación de señales entre una estación base 14 y una pluralidad de unidades de abonado 16. Un canal (enlace) de comunicación bidireccional 18 comprende una señal transmitida 20 (Tx) desde la estación base 14 a la unidad de abonado 16 y una señal recibida 22 (Rx) por la estación base 14 desde la unidad de abonado 16. La señal Tx 20 es transmitida desde la estación base 14 y es recibida por la unidad de abonado 16 después de un retardo de propagación \Deltat. De forma similar, la señal Rx 22 se origina en la unidad de abonado 16 y termina en la estación base 14 después de otro retardo de propagación \Deltat. En consecuencia, el retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta es 2 \Deltat. En la realización preferida la estación base 14 tiene un alcance de funcionamiento de aproximadamente 30 kilómetros. El retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta 24 asociado con una unidad de abonado 16 para el alcance de funcionamiento máximo es de 200 microsegundos.
Debe resultar claro para los expertos en la técnica que el establecimiento de un canal de comunicación entre una estación base y una unidad de abonado es un procedimiento complejo que implica muchas tareas realizadas por la estación base 14 y la unidad de abonado 16, que están fuera del alcance de la presente invención. La presente invención está dirigida al crecimiento inicial de la potencia y a la sincronización durante el establecimiento de un canal de comunicación.
Con referencia a la Figura 3, se muestra la señalización entre una estación base 14 y una unidad de abonado 16. De acuerdo con la presente invención, la estación base 14 transmite continuamente un código piloto 40 a todas las unidades de abonado 16 situadas dentro del alcance de transmisión de la estación base 14. El código piloto 40 es un código de ensanchamiento que no lleva ningún bit de datos. El código piloto 40 se utiliza para la adquisición y sincronización de la unidad de abonado 16, así como para determinar los parámetros del filtro adaptado adaptativo utilizado en el receptor.
La unidad de abonado 16 debe adquirir el código piloto 40 transmitido por la estación base 14 antes de que pueda recibir o transmitir ningún dato. La adquisición es el proceso por el que la unidad de abonado 16 alinea su código de ensanchamiento generado localmente con el código piloto recibido 40. La unidad de abonado 16 busca en todas las fases posibles del código piloto recibido 40 hasta que detecta la fase correcta (el comienzo del código piloto 40).
La unidad de abonado 16 sincroniza entonces su código de ensanchamiento de transmisión con el código piloto recibido 40 alineando el comienzo de su código de ensanchamiento de transmisión con el comienzo del código piloto 40. Una implicación de esta sincronización de recepción y transmisión es que la unidad de abonado 16 no introduce ningún retardo adicional en lo que se refiere a la fase de los códigos de ensanchamiento. En consecuencia, como se muestra en la Figura 3, el retardo relativo entre el código piloto 40 transmitido desde la estación base 14 y el código de ensanchamiento de transmisión de la unidad de abonado 42, recibido en la estación base 14, es 2 \Deltat, lo que se debe únicamente al retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta.
En la realización preferida el código piloto tiene 29.877.120 segmentos de longitud y necesita aproximadamente de 2 a 5 segundos para su transmisión, dependiendo del factor de ensanchamiento. La longitud del código piloto 40 se eligió para que fuera un múltiplo del símbolo de datos, con independencia del tipo de velocidad de datos o de la anchura de banda que se utilice. Como es bien conocido por los expertos en la técnica, un código piloto 40 más largo tiene mejores propiedades de aleatoriedad y la respuesta de frecuencia del código piloto 40 es más uniforme. Además, un código piloto 40 más largo proporciona una baja correlación cruzada de canales, aumentando así la capacidad del sistema 10 para soportar más unidades de abonado 16 con menos interferencias. El uso de un código piloto 40 largo soporta también un mayor número de códigos cortos aleatorios. A efectos de sincronización, se elige el código piloto 40 para que tenga el mismo período que todos los demás códigos de ensanchamiento utilizados por el sistema 10. Así, una vez que la unidad de abonado 16 adquiere el código piloto 40, está sincronizada con todas las demás señales transmitidas desde la estación base 14.
Durante los períodos de reposo, cuando no hay en curso ni pendiente una llamada, la unidad de abonado 16 se mantiene sincronizada con la estación base 14 volviendo a adquirir periódicamente el código piloto 40. Esto es necesario para que la unidad de abonado 16 reciba y demodule las transmisiones de enlaces descendentes, en particular los mensajes de búsqueda que indiquen llamadas entrantes.
Cuando se desea un enlace de comunicación, la estación base 14 debe adquirir la señal transmitida desde la unidad de abonado 16 antes de poder demodular los datos. La unidad de abonado 16 debe transmitir una señal de enlace ascendente para su adquisición por la estación base 14 para empezar a establecer el enlace de comunicación bidireccional. Un parámetro crítico de este procedimiento es el nivel de la potencia de transmisión de la unidad de abonado 16. Un nivel de potencia de transmisión que sea demasiado alto puede poner en peligro las comunicaciones en toda la zona de servicio, mientras que un nivel de potencia de transmisión que sea demasiado bajo puede impedir que la estación base 14 detecte la señal de enlace ascendente.
En una primera realización de la presente invención la unidad de abonado 16 comienza a transmitir con un nivel de potencia que se garantiza que es inferior al que se requiere y aumenta la salida de potencia de transmisión hasta que se consigue el nivel de potencia correcto. Esto impide la introducción brusca de una interferencia fuerte, por lo que se mejora la capacidad del sistema 10.
El establecimiento de un canal de comunicación de acuerdo con la presente invención y las tareas realizadas por la estación base 14 y una unidad de abonado 16 se muestran en la Figura 4. Aunque puede haber muchas unidades de abonado 16 situadas dentro del alcance de funcionamiento de la estación base 14, se hará referencia en lo sucesivo a una sola unidad de abonado 16 por razones de simplicidad para explicar el funcionamiento de la presente invención.
La estación base 14 comienza transmitiendo continuamente un código piloto 40 a todas las unidades de abonado 16 situadas dentro del alcance de funcionamiento de la estación base 14 (paso 100). Cuando la estación base 14 transmite el código piloto 40 (paso 100), la estación base 14 busca (paso 101) un "código de acceso" 42 transmitido por una unidad de abonado 16. El código de acceso 42 es un código de ensanchamiento conocido trasmitido desde una unidad de abonado 16 a la estación base 14 durante la iniciación de las comunicaciones y el crecimiento de la potencia. La estación base 14 debe buscar en todas las posibles fases (diferencias de tiempo) del código de acceso 42 transmitido desde la unidad de abonado 16 para encontrar la fase correcta. A esto se le llama el proceso de "adquisición" o de "detección" (paso 101). Cuanto más largo sea el código de acceso 42, más tiempo tardará la estación base 14 en buscar entre las fases y adquirir la fase correcta.
Como se ha explicado anteriormente, el retardo relativo entre las señales transmitidas desde la estación base 14 y las señales de vuelta recibidas en la estación base 14 corresponde al retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta 2 \Deltat. El retardo máximo se produce con el alcance de funcionamiento máximo de la estación base 14, conocido como el límite de la célula. En consecuencia, la estación base 14 debe buscar hasta tantas fases de código como haya en el retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta máximo, que normalmente son menos fases de código que las que hay en un período de código.
Para una velocidad de datos Rb y una velocidad de código de ensanchamiento Rc, la relación L = Rc/Rb es denominada el factor de ensanchamiento o la ganancia de procesamiento. En la realización preferida de la presente invención el radio del límite de la célula es 30 km, que corresponde a aproximadamente entre 1000 y 2500 fases de código en el retardo del trayecto de ida y vuelta máximo, dependiendo de la ganancia de procesamiento.
Si la estación base 14 no ha detectado el código de acceso después de buscar en las fases de código correspondientes al máximo retardo del trayecto de ida y vuelta, se repite la búsqueda empezando por la fase del código piloto 40 que corresponde al retardo cero (paso 102).
Durante los períodos de reposo, el código piloto 40 procedente de la estación base 14 es recibido en la unidad de abonado 16 que sincroniza periódicamente su generador de código de ensanchamiento de transmisión con ella (paso 103). Si se pierde la sincronización con el código piloto 40, la unidad de abonado 16 vuelve a adquirir el código piloto 40 y vuelve a sincronizarse (paso 104).
Cuando se desea iniciar un enlace de comunicación, la unidad de abonado 16 empieza a transmitir el código de acceso 42 a la estación base 14 (paso 106). La unidad de abonado 16 aumenta continuamente la potencia de transmisión mientras retransmite el código de acceso 42 (paso 108) hasta que recibe un acuse de recibo de la estación base 14. La estación base 14 detecta el código de acceso 42 en la fase correcta una vez que se ha alcanzado el nivel de potencia mínimo para la recepción (paso 110). La estación base 14 trasmite después una señal de acuse de recibo de la detección del código de acceso (paso 112) a la unidad de abonado 16. Al recibir el acuse de recibo, la unidad de abonado deja de aumentar la potencia de transmisión (paso 114). Con el crecimiento de potencia completado, se realiza la señalización de control de potencia en bucle cerrado y de establecimiento de la llamada (paso 116) para establecer el enlace de comunicación bidireccional.
Aunque esta realización limita la potencia de transmisión de la unidad de abonado 16, la adquisición de la unidad de abonado 16 por la estación base 14 de esta manera puede conducir a un innecesario sobrepasamiento de la potencia de la unidad de abonado 16, reduciendo con ello la calidad de funcionamiento del sistema 10.
En la Figura 5 se muestra el perfil de la salida de potencia de transmisión de la unidad de abonado 16. En t_{0} la unidad de abonado 16 empieza a transmitir con el nivel de potencia de transmisión inicial P_{0}, que es un nivel de potencia que se garantiza que es menor que el nivel de potencia requerido para la detección por la estación base 14. La unidad de abonado 16 aumenta continuamente el nivel de potencia de transmisión hasta que recibe la indicación de detección de la estación base 14. Para que la estación base 14 detecte debidamente el código de acceso 42 de la unidad de abonado 16, el código de acceso 42 debe ser: 1) recibido con un nivel de potencia suficiente, y 2) detectado en la fase correcta. En consecuencia, con referencia a la Figura 5, aunque el código de acceso 42 tenga un nivel de potencia suficiente para su detección por la estación base 14 en t_{p}, la estación base 14 debe seguir buscando la fase correcta del código de acceso 42, lo que ocurre en t_{A}.
Como la unidad de abonado 16 sigue aumentando el nivel de potencia de transmisión de salida hasta que recibe la indicación de detección de la estación base 14, la potencia de transmisión del código de acceso 42 supera el nivel de potencia requerido para su detección por la estación base 14. Esto da lugar a interferencias innecesarias con todas las demás unidades de abonado 16. Si el sobrepasamiento de potencia es demasiado grande, las interferencias con las otras unidades de abonado 16 pueden ser tan graves que provoquen la terminación de comunicaciones en curso de otras unidades de abonado 16.
La velocidad con la que la unidad de abonado 16 aumenta la potencia de transmisión para evitar el sobrepasamiento puede reducirse, pero esto da lugar a un tiempo de establecimiento de la llamada más largo. Los expertos en la técnica apreciarían que también pueden utilizarse velocidades de crecimiento adaptables, pero estas velocidades tienen inconvenientes y no eliminarán de modo apreciable el sobrepasamiento de potencia en todas las situaciones.
La realización preferida de la presente invención utiliza "códigos cortos" y un procedimiento de establecimiento del enlace de comunicación en dos etapas para conseguir un rápido crecimiento de potencia sin grandes sobrepasamientos de potencia. El código de ensanchamiento transmitido por la unidad de abonado 16 es mucho más corto que el resto de los códigos de ensanchamiento (de ahí el término código corto), de manera que el número de fases está limitado y la estación base 14 puede buscar rápidamente en el código. El código corto utilizado con este fin no lleva ningún dato.
En las Figuras 6A y 6B se muestran las tareas realizadas por la estación base 14 y la unidad de abonado 16 para establecer un canal de comunicación utilizando códigos cortos de acuerdo con la realización preferida de la presente invención. Durante los períodos de reposo, la estación base 14 transmite periódica y continuamente el código piloto a todas las unidades de abonado 16 situadas dentro del alcance de funcionamiento de la estación base 14 (paso 150). La estación base 14 busca continuamente también un código corto transmitido por la unidad de abonado 16 (paso 152). La unidad de abonado 16 adquiere el código piloto y sincroniza su generador de códigos de ensanchamiento de transmisión con el código piloto. La unidad de abonado 16 hace comprobaciones periódicas también para asegurarse de que está sincronizada. Si se pierde la sincronización, la unidad de abonado 16 vuelve a adquirir la señal piloto transmitida por la estación base (paso 156).
Cuando se desea un enlace de comunicación, la unidad de abonado 16 empieza a transmitir un código corto con el nivel de potencia mínimo P_{0} (paso 158) y aumenta continuamente el nivel de la potencia de transmisión mientras retransmite el código corto (paso 160) hasta que recibe de la estación base 14 un acuse de recibo de que el código corto ha sido detectado por la estación base 14.
El código de acceso en la realización preferida, como se ha descrito anteriormente aquí, tiene una longitud aproximada de 30 millones de segmentos. Sin embargo, el código corto es mucho más pequeño. Puede elegirse el código corto para que tenga cualquier longitud que sea suficientemente corta para permitir una detección rápida. Hay una ventaja en elegir una longitud de código corto tal que divida el período del código de acceso de manera uniforme. Para el código de acceso descrito aquí, el código corto se elige preferentemente para que tenga una longitud de 32, 64 ó 128 segmentos. Alternativamente, el código corto puede ser tan corto como la longitud de un símbolo, como se describirá en detalle a continuación.
Como el comienzo del código corto y el comienzo del código de acceso están sincronizados, una vez que la estación base 14 adquiere el código corto, la estación base 14 conoce que la fase correspondiente del código de acceso es un múltiplo entero de N segmentos a partir de la fase del código corto, donde N es la longitud del código corto. En consecuencia, la estación base 14 no tiene que buscar todas las fases posibles correspondientes al retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta máximo.
Utilizando el código corto, la fase correcta para la detección por la estación base 14 se presenta mucho más frecuentemente. Cuando se ha alcanzado el nivel de potencia mínimo para la recepción, se detecta rápidamente el código corto (paso 162) y se limita el sobrepasamiento de la potencia de transmisión. La velocidad de crecimiento de la potencia de transmisión puede aumentarse considerablemente sin preocuparse por un gran sobrepasamiento de la potencia. En la realización preferida de la presente invención la velocidad de crecimiento de la potencia utilizando el código corto es de 1 dB por milisegundo.
La estación base 14 transmite después una señal de indicación de detección del código corto (paso 164) a la unidad de abonado 16 que entra en la segunda etapa de crecimiento de la potencia al recibir esta indicación. En esta etapa la unidad de abonado 16 deja de transmitir el código corto (paso 166) y empieza a transmitir continuamente un código de acceso periódico (paso 166). La unidad de abonado 16 continúa aumentando su potencia de transmisión mientras transmite el código de acceso, pero la velocidad de crecimiento es ahora mucho más lenta que la velocidad de crecimiento anterior utilizada con el código corto (paso 168). La velocidad de crecimiento con el código de acceso es preferentemente de 0,05 dB por milisegundo. El crecimiento lento evita la pérdida de la sincronización con la estación base 14 debido a pequeños cambios en las características de propagación del canal.
En este punto la estación base 14 ha detectado el código corto con la fase y el nivel de potencia correctos (paso 162). La estación base 14 debe sincronizarse ahora con el código de acceso que tiene la misma longitud que todos los demás códigos de ensanchamiento y es mucho más largo que el código corto. Utilizando el código corto, la estación base 14 es capaz de detectar la fase correcta del código de acceso mucho más rápidamente. La estación base 14 empieza a buscar la fase correcta del código de acceso (paso 170). No obstante, como el comienzo del código de acceso está sincronizado con el comienzo del código corto, la estación base 14 sólo tiene que buscar cada N segmentos, donde N es la longitud del código corto. En resumen, la estación base 14 adquiere rápidamente el código de acceso con la fase y el nivel de potencia correctos mediante: 1) la detección del código corto, y 2) la determinación de la fase correcta del código de acceso buscando cada N segmentos del código de acceso desde el principio del código corto.
Si no se ha detectado la fase correcta del código de acceso después de buscar el número de fases que hay en el retardo del trayecto de ida y vuelta máximo, la estación base 14 vuelve a comenzar la búsqueda del código de acceso buscando cada segmento en lugar de cada N segmentos (paso 172). Cuando se ha detectado la fase correcta del código de acceso (paso 174), la estación base 14 transmite un acuse de recibo de detección del código de acceso (paso 176) a la unidad de abonado 16, que deja de aumentar la potencia de transmisión (paso 178) al recibir este acuse de recibo. Con el crecimiento de la potencia completado, se realiza la señalización de control de potencia en bucle cerrado y de establecimiento de la llamada (paso 180) para establecer el enlace de comunicación bidireccional.
Con referencia a la Figura 7, aunque el nivel de potencia inicial P_{0} es el mismo que en la realización anterior, la unidad de abonado 16 puede hacer crecer el nivel de la potencia de transmisión a una velocidad mucho mayor utilizando un código corto. El código corto se detecta rápidamente después de que el nivel de la potencia de transmisión supera el nivel de detección mínimo, minimizando así la cantidad de sobrepasamiento de la potencia de transmisión.
Aunque el mismo código corto puede volver a ser utilizado por la unidad de abonado 16, en la realización preferida de la presente invención los códigos cortos se seleccionan y actualizan dinámicamente de acuerdo con el siguiente procedimiento. Con referencia a la Figura 8, el período del código corto es igual a la longitud de un símbolo y el comienzo de cada período está alineado con el límite de un símbolo. Los códigos cortos se generan a partir de un código de ensanchamiento de longitud normal. Se almacena una parte de la longitud del símbolo desde el principio del código de ensanchamiento y se utiliza como código corto para los siguientes 3 milisegundos. Cada 3 milisegundos una nueva parte de la longitud del símbolo del código de ensanchamiento sustituye al código corto antiguo. Como el período del código de ensanchamiento es un múltiplo entero de 3 milisegundos, los mismos códigos cortos se repiten una vez en cada período del código de ensanchamiento. La actualización periódica del código corto promedia la interferencia creada por el código corto en todo el espectro.
En la Figura 9 se muestra un diagrama de bloques de la estación base 14. Descrita brevemente, la estación base 14 comprende una sección de receptor 50, una sección de transmisor 52 y un diplexor 54. Un receptor de RF 56 recibe y convierte a una frecuencia inferior la señal de RF recibida del diplexor 54. El generador de códigos de ensanchamiento de recepción 58 proporciona un código de ensanchamiento al receptor de datos 60 y al detector de código 62. En el receptor de datos 60 el código de ensanchamiento es correlacionado con la señal de la banda de base para extraer la señal de datos que se envía hacia adelante para su procesamiento posterior. La señal de banda de base recibida se pasa también al detector de código 62 que detecta el código de acceso o el código corto de la unidad de abonado 16 y ajusta la temporización del generador de códigos de ensanchamiento 58 para establecer un canal de comunicación 18.
En la sección de transmisor 52 de la estación base 14, el generador de códigos de ensanchamiento de transmisión 64 proporciona un código de ensanchamiento al transmisor de datos 66 y al transmisor de código piloto 68. El transmisor del código piloto 68 transmite continuamente el código piloto periódico. El transmisor de datos 66 transmite la indicación de detección del código corto y el acuse de recibo de detección del código de acceso después de que el detector de código 62 haya detectado el código corto o el código de acceso, respectivamente. El transmisor de datos envía también otras señales de mensajes y datos. Las señales procedentes del transmisor de datos 66 y del transmisor del código piloto 68 son combinadas y convertidas a una frecuencia superior por el transmisor de RF 70 para su transmisión a las unidades de abonado 16.
En la Figura 10 se muestra un diagrama de bloques de la unidad de abonado 16. Descrita brevemente, la unidad de abonado 16 comprende una sección de receptor 72, una sección de transmisor 74 y un diplexor 84. Un receptor de RF 76 recibe y convierte a una frecuencia inferior la señal de RF recibida del diplexor 84. Un detector del código piloto 80 correlaciona el código de ensanchamiento con la señal de la banda de base para adquirir el código piloto transmitido por la estación base 16. De esta manera, el detector del código piloto 80 mantiene la sincronización con el código piloto. El generador de códigos de ensanchamiento del receptor 82 genera y proporciona un código de ensanchamiento al receptor de datos 78 y al detector de código piloto 80. El receptor de datos 78 correlaciona el código de ensanchamiento con la señal de la banda de base para procesar la indicación de detección del código corto y el acuse de recibo de detección del código de acceso transmitidos por la estación base 16.
La sección del transmisor 74 comprende un generador de códigos de ensanchamiento 86 que genera y proporciona códigos de ensanchamiento a un transmisor de datos 88 y a un transmisor de códigos cortos y códigos de acceso 90. El transmisor de códigos cortos y códigos de acceso 90 transmite estos códigos en diferentes etapas del procedimiento de crecimiento de la potencia como se ha descrito anteriormente. La salida de señales del transmisor de datos 88 y del transmisor de códigos cortos y códigos de acceso 90 son combinadas y convertidas a una frecuencia superior por el transmisor de RF 92 para su transmisión a la estación base 14. La temporización del generador de códigos de ensanchamiento del receptor 82 es ajustada por el detector de código piloto 80 mediante el proceso de adquisición. Los generadores de códigos de ensanchamiento del receptor y del transmisor 82, 86 están también sincronizados.
En las Figuras 11A y 11B se hace un resumen del procedimiento de crecimiento de la potencia de acuerdo con la invención preferida actual. La estación base 14 transmite un código piloto mientras busca el código corto (paso 200). La unidad de abonado 16 adquiere el código piloto transmitido desde la estación base 14 (paso 202), empieza a transmitir un código corto que comienza con el nivel de potencia mínimo P_{0}, que se garantiza que es menor que la potencia requerida, y aumenta rápidamente la potencia de transmisión (paso 204). Una vez que el nivel de potencia recibido en la estación base 14 alcanza el nivel mínimo necesario para la detección del código corto (paso 206), la estación base 14 adquiere la fase correcta del código corto, transmite una indicación de esta detección y empieza a buscar el código de acceso (paso 208). Al recibir la indicación de detección, la unidad de abonado 16 deja de transmitir el código corto y empieza a transmitir un código de acceso. La unidad de abonado 16 inicia un crecimiento lento de la potencia de transmisión mientras envía el código de acceso (paso 210). La estación base 14 busca la fase correcta del código de acceso buscando solamente una fase en cada parte del código de acceso que tiene la longitud del código corto (paso 212). Si la estación base 14 busca las fases del código de acceso hasta el máximo retardo del trayecto de ida y vuelta y no ha detectado la fase correcta, se repite la búsqueda buscando cada fase (paso 214). Al detectar la fase correcta del código de acceso en la estación base 14, la estación base 14 envía un acuse de recibo a la unidad de abonado 16 (paso 216). La recepción del acuse de recibo por la unidad de abonado 16 concluye el proceso de crecimiento de la potencia. Se establece un control de la potencia en bucle cerrado y la unidad de abonado 16 continúa el proceso de establecimiento de la llamada enviando los mensajes de establecimiento de llamada asociados (paso 218).
Con referencia a la Figura 12 se describirá una realización alternativa de la presente invención en el restablecimiento de un enlace de comunicación. Se muestra la propagación de determinadas señales en el establecimiento de un canal de comunicación 318 entre una estación base 314 y una pluralidad de unidades de abonado 316. La señal piloto hacia adelante 320 es transmitida desde la estación base 314 en el momento t0 y es recibida por una unidad de abonado 316 después de un retardo de propagación \Deltat. Para ser adquirida por la estación base 314, la unidad de abonado 316 transmite una señal de acceso 322 que es recibida por la estación base 314 después de otro retardo de propagación de \Deltat. En consecuencia, el retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta es 2\Deltat. La señal de acceso 322 es transmitida alineada en un instante de referencia con la señal piloto hacia adelante 320, lo que significa que la fase del código de la señal de acceso 322, cuando se transmite, es idéntica a la fase del código de la señal piloto hacia adelante 320 recibida.
El retardo de propagación del trayecto de ida y vuelta depende de la situación de una unidad de abonado 316 con respecto a la estación de base 314. Las señales de comunicaciones transmitidas entre una unidad de abonado 317 situada más cerca de la estación base 314 experimentarán un retardo de propagación más corto que una unidad de abonado 316 situada más lejos de la estación base 314. Como la estación base 314 debe poder adquirir unidades de abonado 316 situadas en cualquier posición dentro de la célula 330, la estación base 314 debe buscar todas las fases del código de la señal de acceso que correspondan a toda la gama de retardos de propagación de la célula 330.
Haciendo referencia a la Figura 13, se muestran las tareas asociadas con la adquisición inicial de una unidad de abonado 316 por una estación base 314. Cuando una unidad de abonado 316 desea el establecimiento de un canal 318 con una estación base 314 con la que nunca ha establecido un canal, la unidad de abonado 316 no tiene ningún conocimiento del retardo de propagación bidireccional. En consecuencia, la unidad de abonado 316 entra en el proceso inicial de establecimiento de un canal de adquisición.
La unidad de abonado 316 selecciona un nivel de potencia inicial bajo y un retardo de fase del código cero (alineando en un instante de referencia la fase del código de la señal de acceso 322 transmitida con la fase del código de la señal piloto hacia adelante 320 recibida) y comienza a transmitir la señal de acceso 322 mientras que hace crecer lentamente (0,05-0,1 dB/ms) la potencia de transmisión (paso 400). Mientras la unidad de abonado 316 está esperando la recepción de la señal de confirmación de la estación base 314, varía el retardo de fase del código en pasos predeterminados desde cero hasta el retardo correspondiente a la periferia de la célula 330 (el retardo de fase de código máximo), dejando un tiempo suficiente entre los pasos para que la estación base 314 detecte la señal de acceso 322 (paso 402). Si la unidad de abonado 316 alcanza el retardo de fase del código correspondiente a la periferia de la célula 330, repite el proceso de variar el retardo de fase del código mientras que continúa el crecimiento de potencia lento (paso 402).
Con el fin de adquirir las unidades de abonado 316 que deseen acceso, la estación base 314 transmite continuamente una señal piloto hacia adelante 320 e intenta detectar las señales de acceso 322 procedentes de las unidades de abonado 316 (paso 404). En lugar de comprobar las señales de acceso 322 para todos los retardos de fase del código dentro de la célula 330 como con los sistemas actuales, la estación base 314 sólo necesita comprobar los retardos de fase de código centrados alrededor de la periferia de la célula 330.
La estación base 314 detecta la señal de acceso 322 (paso 406) cuando la unidad de abonado 316 empieza a transmitir con suficiente potencia con el retardo de fase del código que hace que la unidad de abonado 316 parezca estar en la periferia de la célula 330, situando "virtualmente" con ello a la unidad de abonado 316 en la periferia de la célula 330. La estación base 314 transmite entonces una señal a la unidad de abonado 316 que confirma que la señal de acceso 322 ha sido recibida (paso 408) y sigue con el proceso de establecimiento del canal (paso 410).
Una vez que la unidad de abonado 316 recibe la señal de confirmación (paso 412), deja de hacer crecer la potencia de transmisión, deja de variar el retardo de fase del código (paso 414) y registra el valor del retardo de fase del código para readquisiciones posteriores (paso 416). La unidad de abonado 316 continúa entonces con el proceso de establecimiento del canal incluyendo el control de transmisión de potencia en bucle cerrado (paso 418).
En readquisiciones posteriores, cuando una unidad de abonado 316 desea el establecimiento de un canal 318 con una estación base 314, la unidad de abonado 316 entra en el proceso de establecimiento de un canal de readquisición que se muestra en la Figura 14. La unidad de abonado 316 selecciona un nivel de potencia inicial bajo y el retardo de fase del código registrado durante el proceso de adquisición inicial (que se muestra en la Figura 13) y comienza a transmitir de manera continua la señal de acceso 322 mientras que hace crecer rápidamente (1 dB/ms) la potencia de transmisión (paso 420). Mientras la unidad de abonado 316 está esperando la recepción de la señal de confirmación procedente de la estación base 314, varía ligeramente el retardo de fase del código de la señal de acceso 322 alrededor del retardo de fase del código registrado, dejando un tiempo suficiente para que la estación base 314 detecte la señal de acceso 322 antes de cambiar el retardo (paso 422). La estación base 314, como en la Figura 13, transmite una señal piloto hacia delante 320 y comprueba solamente los retardos de fase de código en la periferia de la célula 330 en un intento de adquirir las unidades de abonado 316 dentro de su alcance de funcionamiento (paso 424). La estación base 314 detecta la señal de acceso 322 cuando la unidad de abonado 316 transmite con suficiente potencia con el retardo de fase del código que hace que la unidad de abonado 316 parezca estar en la periferia de la célula 330 (paso 426). La estación base 314 transmite una señal a la unidad de abonado 316 que confirma que la señal de acceso 322 ha sido recibida (paso 428) y sigue con el proceso de establecimiento del canal (paso 430).
Cuando la unidad de abonado 316 recibe la señal de confirmación (paso 432), deja de hacer crecer la potencia, deja de variar el retardo de fase del código (paso 434) y registra el valor presente del retardo de fase del código para readquisiciones posteriores (paso 436). Este retardo de fase del código puede ser ligeramente diferente del retardo de fase del código inicialmente utilizado al empezar el proceso de readquisición (paso 422). La unidad de abonado 316 continúa entonces el proceso de establecimiento del canal con el nivel de potencia presente (paso 438). Si una unidad de abonado 316 no ha recibido una señal de confirmación de la estación base 314 después de un tiempo predeterminado, la unidad de abonado 316 vuelve al proceso de adquisición inicial descrito en la Figura 13.
El efecto de introducir un retardo de fase del código en las comunicaciones de transmisión 320 y recepción 322 entre la estación base 314 y una unidad de abonado 316 se explicará con referencia a las Figuras 15A y 15B. Haciendo referencia a la Figura 15A, una estación base 460 se comunica con dos unidades de abonado 462, 464. La primera unidad de abonado 462 está situada a 30 km de la estación base 460 en el máximo alcance de funcionamiento. La segunda unidad de abonado 464 está situada a 15 km de la estación base 460. El retardo de propagación de las comunicaciones de transmisión y recepción entre la primera unidad de abonado 462 y la estación base 460 será el doble del de las comunicaciones entre la segunda unidad de abonado 464 y la estación base 460.
Haciendo referencia a la Figura 15B, después de que se introduce un valor de retardo añadido 466 en el generador PN de transmisión de la segunda unidad de abonado 464, el retardo de propagación de las comunicaciones entre la primera unidad de abonado 462 y la estación base 460 será el mismo que el retardo de propagación de las comunicaciones entre la segunda unidad de abonado 464 y la estación base 460. Visto desde la estación base 460, parece como si la segunda unidad de abonado 464 estuviera situada en el alcance virtual 464'.
Haciendo referencia a la Figura 16, puede verse que, cuando una pluralidad de unidades de abonado S1 - S7 son resituadas virtualmente como S1' - S7' en el alcance virtual 475, la estación base B debe comprobar solamente los retardos de fase de código centrados alrededor del alcance virtual 475.
Utilizando la presente invención, una unidad de abonado 316 que haya alcanzado un nivel de potencia suficiente será adquirida por la estación base 314 en aproximadamente 2 ms. Debido al tiempo de adquisición más corto, la unidad de abonado 316 puede hacer crecer la potencia a una velocidad mucho más rápida (del orden de 1 dB/ms), sin sobrepasar de manera importante el nivel de potencia deseado. Suponiendo la misma reducción de potencia de 20 dB, llevaría a la unidad de abonado 316 aproximadamente 20 ms alcanzar el nivel de potencia suficiente para la detección por la estación base 314. En consecuencia, toda la duración del proceso de readquisición de la presente invención es de aproximadamente 22 ms, que es una reducción de un orden de magnitud respecto a los métodos de readquisición de la técnica anterior.
En la Figura 17 se muestra una unidad de abonado 500 hecha de acuerdo con esta realización de la presente invención. La unidad de abonado 500 incluye una sección de receptor 502 y una sección de transmisor 504. Una antena 506 recibe una señal de la estación base 514, que es filtrada por un filtro de paso banda 508 que tiene una anchura de banda igual al doble de la frecuencia de segmentos y una frecuencia central igual a la frecuencia central de la anchura de banda del sistema de espectro ensanchado. La salida del filtro 508 es convertida a una frecuencia inferior por un mezclador 510 a una señal de banda de base utilizando un oscilador local de frecuencia constante (Fc). La salida del mezclador 510 es entonces decodificada en espectro ensanchado aplicando una secuencia PN a un mezclador 512 dentro del generador PN de recepción 514. La salida del mezclador 512 se aplica a un filtro de paso bajo 516 que tiene una frecuencia de corte a la velocidad de datos (Fb) de la secuencia de datos de PCM. La salida del filtro 516 se aplica a un codificador/decodificador (codec) 518 que está interconectado con la entidad de comunicaciones 520.
Una señal de banda de base procedente de la entidad de comunicaciones 520 es modulada por impulsos codificados por el codec 518. Preferentemente, se utiliza una modulación por impulsos codificados adaptativa (ADPCM) de 32 kilobits por segundo. La señal PCM se aplica a un mezclador 522 dentro de un generador PN de transmisión 524. El mezclador 522 multiplica la señal de datos de PCM con la secuencia PN. La salida del mezclador 522 se aplica al filtro de paso bajo 526 cuya frecuencia de corte es igual a la frecuencia de segmentos del sistema. La salida del filtro 526 se aplica entonces a un mezclador 528 y se convierte a una frecuencia superior adecuada, determinada por la frecuencia portadora Fc aplicada al otro terminal. La señal convertida a frecuencia superior pasa entonces a través de un filtro de paso banda 530 y a un amplificador de RF de banda ancha 532 que excita una antena 534.
El microprocesador 536 controla el proceso de adquisición así como a los generadores PN de recepción y transmisión 514, 524. El microprocesador 536 controla el retardo de fase del código añadido a los generadores PN de recepción y transmisión 514, 524 para adquirir la señal piloto hacia adelante 520 y para que la unidad de abonado 500 sea adquirida por la estación base 314 y registra la diferencia de las fases de código entre estos generadores PN. Para la readquisición, el microprocesador 536 añade el retardo registrado al generador PN de transmisión 524.
La estación base 314 utiliza una configuración similar a la unidad de abonado 316 para detectar las señales codificadas de PN procedentes de la unidad de abonado 500. El microprocesador (que no se muestra) de la estación base 314 controla el generador PN de recepción de una manera similar para hacer la diferencia de fases de código entre el generador PN de recepción y el generador PN de transmisión equivalente al retardo de propagación bidireccional de la situación virtual de la unidad de abonado 316. Una vez que la estación base 314 adquiere la señal de acceso 322 de la unidad de abonado 316, todas las demás señales desde la unidad de abonado 316 a la estación base 314 (tráfico, piloto, etc.) utilizan el mismo retardo de fase de código determinado durante el proceso de adquisición.
Debe advertirse que, aunque la invención ha sido descrita aquí considerando la situación virtual de las unidades de abonado 316 en la periferia de la célula 330, la situación virtual puede estar a cualquier distancia fija de la estación base 314.
Haciendo referencia a la Figura 18, se muestran las tareas asociadas con la adquisición inicial de una unidad de abonado 316 "nunca adquirida" por una estación base 314 de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención. La unidad de abonado 316 transmite de manera continua una señal de acceso alineada en un instante de referencia 322 a la estación base 314 (paso 600) cuando se desea establecer un canal 318. Mientras la unidad de abonado 316 está esperando la recepción de una señal de confirmación procedente de la estación base 314, aumenta continuamente la potencia de transmisión a medida que continúa la transmisión de la señal de acceso 322 (paso 602).
Para detectar unidades de abonado que no han sido adquiridas nunca, la estación base 314 transmite una señal piloto hacia adelante 320 y barre la célula buscando todas las fases de código correspondientes a toda la gama de retardos de propagación de la célula (paso 604) y detecta la señal de acceso alineada en un instante de referencia 322 enviada desde la unidad de abonado 316 después de que la transmisión ha alcanzado suficiente potencia para su detección (paso 606). La estación base 314 transmite una señal a la unidad de abonado 316 (paso 608) que confirma que la señal de acceso 322 ha sido recibida. La unidad de abonado 316 recibe la señal de confirmación (paso 610) y deja de aumentar la potencia de transmisión (paso 612).
La estación base 314 determina el retardo de fase de código deseado de la unidad de abonado 316 tomando nota de la diferencia (paso 614) entre los generadores PN de transmisión y recepción 524, 514 después de adquirir la unidad de abonado 316. El valor del retardo de fase de código deseado se envía a la unidad de abonado 316 (paso 616) como mensaje de OA &M, que recibe y almacena el valor (paso 618) para su utilización durante la readquisición y continúa con el proceso de establecimiento del canal (pasos 622 y 624).
Haciendo referencia a la Figura 19, se muestra un método alternativo de adquisición rápida de acuerdo con la presente invención. Cuando hay que restablecer un canal de comunicación entre la unidad de abonado 316 y la estación base 314, la unidad de abonado 316 transmite la señal de acceso 322 con el retardo de fase de código deseado como en la realización preferida.
Con todas las unidades de abonado 316 anteriormente adquiridas en el mismo alcance virtual, la estación base 314 necesita solamente buscar los retardos de fase de código centrados alrededor de la periferia de la célula para adquirir las señales de acceso 322 de esas unidades de abonado 316 (paso 630). Por lo tanto, una unidad de abonado 316 puede hacer crecer la potencia rápidamente para aprovechar las oportunidades de adquisición más frecuentes. La unidad de abonado 316 implementa el retardo de la misma manera que en la realización preferida. La estación base 314 detecta posteriormente la unidad de abonado 316 en la periferia de la célula (paso 636), envía una señal de confirmación a la unidad de abonado (paso 637) y vuelve a calcular el valor de retardo de fase de código deseado, si es necesario. El nuevo cálculo (paso 638) compensa los cambios en el trayecto de propagación, la deriva de los osciladores y otras variables de las comunicaciones. La unidad de abonado 316 recibe la señal de confirmación de la estación base 314 (paso 639).
La estación base 314 envía el valor del retardo de fase de código deseado actualizado a la unidad de abonado 316 (paso 640) que recibe y almacena el valor actualizado (paso 642). La unidad de abonado 316 y la estación base 314 continúan entonces las comunicaciones del proceso de establecimiento del canal (pasos 644 y 646).
Adviértase que la realización alternativa exige que la estación base busque tanto los retardos de fase de código centrados en la periferia de la célula para readquirir unidades de abonado adquiridas anteriormente como los retardos de fase de código para toda la célula para adquirir unidades de abonado que no han sido adquiridas nunca.
Haciendo referencia a la Figura 20, se muestran las tareas asociadas con la adquisición inicial de una unidad de abonado 316 nunca adquirida por una estación base 314 de acuerdo con una segunda realización alternativa de la presente invención. En la realización que se muestra en la Figura 18, cuando se adquiere una unidad de abonado 316 nunca adquirida, la señal de acceso 320 se mantiene alineada en un instante de referencia con la señal piloto hacia adelante 320. En esta realización la estación base 314 y la unidad de abonado 316 cambian la alineación de fase de código de la señal de acceso 322 de la alineación en un instante de referencia a retardada (por el retardo de fase de código) para hacer que la unidad de abonado 316 parezca que está en la periferia de la célula. Este cambio se realiza en un momento designado.
Los pasos 700 a 718 son los mismos que los pasos correspondientes 600 a 618 que se muestran en la Figura 18. Sin embargo, después de que la estación base 314 envía el valor de retardo deseado a la unidad de abonado 316 (paso 716), la estación base 314 envía un mensaje a la unidad de abonado 316 para cambiar al valor de retardo deseado en un momento referido a un instante de subreferencia de la señal piloto hacia adelante 320 (paso 720). La unidad de abonado 316 recibe este mensaje (paso 722) y las dos unidades 314, 316 esperan hasta que se alcanza el momento de conmutación (pasos 724, 730). En ese momento, la estación base 314 añade el valor de retardo deseado a su generador PN de recepción (paso 732) y la unidad de abonado 316 añade el mismo valor de retardo deseado a su generador PN de transmisión (paso 726). La unidad de abonado 316 y la estación base 314 continúan entonces la comunicación del proceso de establecimiento del canal (pasos 728, 734).
Aunque la invención ha sido descrita en parte haciendo referencia detallada a la realización preferida, se pretende que ese detalle sea instructivo más que restrictivo. Los expertos en la técnica apreciarán que pueden hacerse muchas variaciones en la estructura y modo de funcionamiento sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.

Claims (13)

1. Una unidad de abonado (16) para comunicarse con una estación base (14), teniendo dicha unidad de abonado (16) medios (70, 52) para transmitir y detectar señales, estando dicha unidad de abonado (16) caracterizada por:
un medio (74) para transmitir selectivamente un código corto con un nivel de potencia de transmisión seleccionado;
un medio para detectar una señal de confirmación de dicha estación base (14); indicando la señal de confirmación que dicha estación base (14) detectó dicho código corto;
un medio de control (74), que responde a dicho medio de detección (78), para variar dicho nivel de potencia de transmisión; en donde dicho medio de control (74) aumenta dicho nivel de potencia de transmisión con una primera velocidad anterior a la recepción de una señal de confirmación;
un medio (74) para dejar de transmitir el código corto y transmitir un código de acceso que es más largo que dicho código corto con una segunda velocidad inferior a dicha primera velocidad cuando se recibe dicha señal de confirmación; y
un medio (78) para dejar de aumentar el crecimiento de la potencia de transmisión con la segunda velocidad de crecimiento, en respuesta a la recepción de una señal de acuse de recibo que indica que dicha estación base (14) detectó dicho código de acceso.
2. La unidad de abonado (16) según la reivindicación 1, en la que dicho código de acceso es transmitido inicialmente con un nivel de potencia inferior al nivel de potencia requerido para su detección por dicha estación base (14).
3. La unidad de abonado (16) según una de las reivindicaciones 1-2, en la que dicha primera velocidad es de aproximadamente 1,0 dB/ms y dicha segunda velocidad es de aproximadamente 0,05 dB/ms.
4. La unidad de abonado (16) según una de las reivindicaciones 1-3, en la que dicho código corto es una porción de dicho código de acceso.
5. La unidad de abonado (16) según una de las reivindicaciones 1-4, en la que el período de dicho código de acceso es un múltiplo par del período de dicho código corto.
6. La unidad de abonado (16) según una de las reivindicaciones 1-4, en la que un comienzo de dicho código de acceso está sincronizado con un comienzo de dicho código corto.
7. Un método para controlar la potencia de transmisión de una unidad de abonado (16) durante el establecimiento de comunicaciones entre una estación base (14) y la unidad de abonado (16), estando caracterizado el método porque:
dicha unidad de abonado (16) transmite un código corto con un nivel de potencia inicial predeterminado (158);
se aumenta dicho nivel de potencia con una primera velocidad de crecimiento predeterminada (160);
se recibe una señal de confirmación en dicha unidad de abonado (16), indicando dicha señal de confirmación que dicha estación base (14) detectó dicho código corto;
se deja de transmitir el código corto y se transmite un código de acceso que es más largo que dicho código corto con una segunda velocidad de crecimiento predeterminada inferior a dicha primera velocidad cuando se recibe dicha señal de confirmación (166); y
en respuesta a la recepción de la señal de acuse de recibo, se deja de aumentar el crecimiento de la potencia de transmisión con la segunda velocidad de crecimiento (178), indicando la señal de acuse de recibo que dicha estación base (14) detectó dicho código de acceso.
8. El método según la reivindicación 7, en el que dicho nivel de potencia inicial predeterminado es inferior al nivel de potencia requerido para su detección por dicha estación base (14).
9. El método según la reivindicación 8, en el que dicha primera velocidad es de aproximadamente 1,0 dB/ms y dicha segunda velocidad es de aproximadamente 0,05 dB/ms.
10. El método según una de las reivindicaciones 7-9, en el que dicho código corto está sincronizado con una señal piloto recibida.
11. El método según una de las reivindicaciones 7-10, en el que dicho código de acceso tiene un período que es un múltiplo de un período de dicho código corto.
12. El método según una de las reivindicaciones 7-11, en el que dicho código corto tiene un período que es una sola longitud de símbolo.
13. El método según una de las reivindicaciones 7-12, en el que un comienzo de dicho código de acceso está sincronizado con un comienzo de dicho código corto.
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