ES2217817T3 - Metodo y aparato para el control de la potencia de transmision. - Google Patents

Abstract

Un método de control de la potencia en un sistema de comunicaciones capaz de transmitir una trama que tiene una pluralidad de intervalos de tiempo, comprendiendo el tema las etapas de: 1. Seleccionar un intervalo de tiempo con respecto al cual se tiene que determinar el nivel de potencia; sumar cualesquiera niveles de potencia medidos previamente con respecto a cualesquiera intervalos de tiempo anteriores al intervalo de tiempo seleccionado en la trama en curso; determinar el número de cualesquiera intervalos de tiempo restantes en la trama en curso; y ajustar el nivel de potencia con respecto al intervalo de tiempo seleccionado basándose en la suma de los niveles de potencia medidos previamente, y el número de intervalos restantes, a fin de obtener una relación señal/ruido promedio predeterminada a través de la trama. 2. Un método, en el que el periodo de tiempo es un intervalo de tiempo. 3. Un método, en el que el sistema de comunicaciones es un sistema de comunicaciones de espectro ensanchado. 4. Un método, en el que el sistema de comunicaciones de espectro ensanchado es un sistema de comunicaciones CDMA. 5. Un método, en el que la etapa del ajuste del nivel de potencia obtiene una relación de señal/ruido, la cual está dada por la fórmula: en donde i es la relación S/R recibida en la estación base en el intervalo de orden; es la suma de las relaciones S/R recibidas correspondientes a los intervalos de tiempo previos; y Nd es la suma de las relaciones S/R totales deseadas a través de la trama.

Description

Método y aparato para el control de la potencia de transmisión.

La presente invención está relacionada con un método y aparato para el control de la potencia, del tipo utilizado en un sistema de comunicaciones, por ejemplo en un sistema de comunicaciones de espectro ensanchado, tal como el sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de códigos (CDMA).

En un sistema de comunicaciones celulares CDMA, el control de la potencia se utiliza para ecualizar las relaciones de señal/ruido (S/R) de las señales recibidas en una estación base desde varios terminales móviles. En el término de "relación de señal/ruido" se pretende que el término "ruido" incluye la interferencia en la forma de señales de otros terminales móviles, así como también el ruido de fondo.

Una técnica conocida incluye la medida de la relación S/R con respecto a las señales recibidas de un terminal móvil dado a través del intervalo de medida y comparando la relación S/R medida con respecto a un umbral deseado. Si la relación S/R medida excede al umbral deseado, se transmite un 1 binario (o un 0 binario, dependiendo del convenio utilizado) (dentro de la pluralidad de señales transmitidas desde la estación base) al terminal móvil que originó la señal dada. Si la relación S/R medida es inferior al umbral deseado, se transmite un 0 binario (o un 1 binario, dependiendo del convenio utilizado) al termina móvil dado. El terminal móvil, a su vez, responde mediante la reducción de su potencia de transmisión, por ejemplo, en 1 dB si se ha recibido un 1 binario (o un 0 binario), o mediante el incremento de su potencia en 1 dB si se ha recibido un 0 binario (o un 1 binario). De esta forma, la relación S/R recibida se mantiene aproximadamente constante conforme varíe la pérdida del trayecto de transmisión entre la estación móvil dada y la estación base, y/o conforme varíe el nivel de interferencia en la estación base desde otros terminales móviles.

La técnica anterior es efectiva en la transmisión de datos continuos, en donde pueden despreciarse cualesquiera transitorios asociados con la configuración inicial de la potencia del transmisor en el terminal móvil. No obstante, si se transmiten ráfagas individuales (tramas) de datos, por ejemplo datos en paquetes, el terminal móvil tiene que ajustar inicialmente su potencia del transmisor de acuerdo con la denominada técnica de control de potencia en bucle abierto. En esta técnica, la estación base efectúa la señalización para el/los terminal/terminales móvil/móviles de la potencia a la cual está transmitiendo la estación base; esta puede ser la potencia total recibida o la potencia de una señal en particular que esté recibiendo la estación/estaciones móvil/móviles, y el nivel de interferencia en la estación base. El terminal móvil mide el nivel de potencia de la señal correspondiente recibida desde la estación base y utiliza esta información señalizada, es decir, la información relativa a la intensidad de la señal en la estación base, para determinar la potencia a la cual tiene que transmitir el terminal móvil con el fin de generar una relación S/R requerida en la estación base. Como valor promedio, esto deberá ser la potencia correcta. No obstante, en muchos sistemas CDMA la frecuencia utilizada para la transmisión desde la estación base hacia el terminal móvil (enlace descendente) es diferente de la frecuencia utilizada para la transmisión del terminal móvil a la estación base (enlace ascendente). Dicho esquema se conoce como la técnica de Dúplex por División de Frecuencias (FDD). En la técnica FDD, la propagación de las señales no es recíproca expresado en pocas palabras, por ejemplo, el debilitamiento por el multitrayecto del enlace descendente no está correlacionado con el debilitamiento por el multitrayecto en el enlace ascendente. Este efecto puede ser mitigado en parte mediante el promediado de las medidas de la potencia en el terminal móvil a través del periodo del probable debilitamiento. No obstante, esto no responde a las fluctuaciones instantáneas del nivel de trayecto en la dirección del enlace ascendente, dando lugar a que la potencia transmitida por el terminal móvil sea demasiado alta o baja en el inicio de la trama.

En un sistema CDMA típico, se utiliza la Corrección de Errores sin Canal de Retorno (FEC), con el fin de mitigar los efectos del debilitamiento y de la interferencia de otras señales que operen en la misma frecuencia. Si se utiliza la técnica conocida de decodificación de decisión por software, el efecto de la intercalación es hacer que la probabilidad de errores no corregibles en una trama intercalada sea una función más de la relación S/R con respecto a la trama, más bien que, por ejemplo, la relación S/R del peor caso. Consecuentemente, si la relación S/R en el inicio de la trama es demasiado alta, la implementación del control de potencia reduce la relación S/R al umbral deseado al final de la trama, pero el promedio global será más alto que el necesario. De forma inversa, si la relación S/R en el inicio de la trama es demasiado baja, la implementación del control de potencia incrementa la relación S/R al umbral requerido al final de la trama, pero el promedio global será inferior al necesario.

Es por tanto un objeto de la invención el evitar o al menos mitigar los inconvenientes anteriormente descritos.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de control de la potencia en un sistema de comunicaciones, capaz de transmitir una trama que tenga una pluralidad de intervalos de tiempo, comprendiendo el método las etapas de: seleccionar un intervalo de tiempo con respecto al cual se pueda determinar un nivel de potencia; sumar cualesquiera niveles de potencia medidos previamente con respecto a cualesquiera intervalos de tiempo anteriores al intervalo de tiempo seleccionado; determinar el número de cualesquiera intervalos de tiempo en la trama en curso, y ajustando el nivel de potencia con respecto al intervalo de tiempo seleccionado, basándose en la suma de los niveles de potencia medidos previamente, y del número de los intervalos restantes, con el fin de obtener una relación S/R promedio a través de la trama.

Preferiblemente, el nivel de potencia se ajusta durante la transmisión de la trama de una forma tal que se tienda a mantener promediada la relación S/R recibida a través de las tramas en forma constante.

Así pues, si la señal se recibe con una relación S/R más alta que lo necesario al comienzo de una trama, el método asegurará que la señal será recibida a un nivel inferior a la relación S/R nominal al final de la trama. Si se produce un debilitamiento por multitrayecto, el uso de este método dará lugar a una menor variación en la potencia promedio a través de la trama, conduciendo a una mejora en la capacidad del sistema.

Esto difiere de las técnicas conocidas que tratan de modificar el nivel de la potencia dentro de cada intervalo de tiempo, a fin mantener substancialmente la relación S/R predeterminada durante cada intervalo.

Preferiblemente, el periodo de tiempo es un intervalo de tiempo.

Se describirá ahora al menos una realización de la invención a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama esquemático de las entidades utilizadas en un sistema de comunicación,

la figura 2 es un diagrama esquemático de una trama utilizada por el sistema de la figura 1, y

la figura 3 es un diagrama de flujo de un método que constituye una realización de la presente invención.

Con referencia a la figura 1, el sistema CDMA comprende al menos una estación base 102 que soporta una célula 104, estando configurada la estación base 102 para comunicarse con un terminal móvil 106 a través de una interfaz de radiofrecuencia (RF) 108 que transmite una trama 200 de datos (figura 2). La trama 200 comprende N intervalos de tiempo ts_{o}, .., ts_{N-1}.

Durante el funcionamiento, la trama 2000 es transmitida desde el terminal móvil 106 a la estación base 102, durante el cual el control de la potencia se consigue mediante N ajustes de la potencia correspondientes a las N intervalos de tiempo en la trama 2000.

Con referencia a la figura 3, se determina y se ajusta inicialmente la relación S/R promedio requerida \gamma_{d} en la estación base 102 a través de la duración de la trama 2000 (etapa 300). Se ajusta entonces el nivel de potencia, de forma que la relación S/R promedio \gamma_{d} por cada intervalo de tiempo en la estación base 102 se cumpla substancialmente (etapa 300).

El intervalo de tiempo subsiguiente, ts_{j}, para el cual el nivel de potencia ha de ajustarse, se selecciona entonces (etapa 302) y se determina el número de los intervalos de tiempo restantes, N-j (etapa 304).. Si el número de intervalos de tiempo restantes, N-j es cero, no se ajustarán más niveles de potencia para la trama 200 (etapa 306). No obstante, si restan uno o más intervalos de tiempo, se calcula la suma de los niveles de potencia medidos respectivos recibidos en la estación base 102 durante los intervalos de tiempo previos (etapa 308). El cálculo puede ser expresado generalmente como:

\sum\limits_{i=0} ^{j-1}\gamma _{i}

en donde \gamma_{i} es la relación S/R recibida en el intervalo de orden i.

Utilizando la suma de los niveles de potencia medidos, la relación S/R \gamma_{d} promedio determinada y con el conocimiento del número de los intervalos de tiempo restantes, se calcula entonces una relación S/R \gamma_{p} de predicción (etapa 310), y se utiliza el valor de \gamma_{p} para calcular el nivel de potencia al cual el terminal móvil 106 transmite señales a la estación base 102. La ecuación utilizada para calcular la relación S/R \gamma_{p} de predicción se deduce tal como se expone a continuación.

La relación S/R \gamma_{p} de predicción se calcula basándose en la suposición de que cumplirá con un objetivo de la relación S/R \gamma_{p} promedio, a través de la trama 200, si la relación S/R \gamma_{p} de predicción calculada se mantiene a través del resto de la trama 200, manteniendo por tanto la relación S/R \gamma_{p} promedio substancialmente constante a través de la trama 200.

Puesto que los N-j intervalos de control de potencia (periodos de tiempo) permanecen en la trama 200 durante los cuales el nivel de potencia se tiene que predecir, con el fin de cumplir con el requisito de la relación S/R de N\gamma_{d} para la trama completa 200, la relación S/R \gamma_{p} para los intervalos restantes, se necesita que \gamma_{p} satisfaga la siguiente ecuación:

\sum\limits_{i=0} ^{j-1}\gamma _{i} + (N - j)\gamma _{p} = N\gamma _{d}

Así pues, la ecuación anterior se resuelve para \gamma_{p}, y por tanto el nivel de potencia requerido pronosticado (y por tanto el siguiente umbral) se calcula utilizando la ecuación siguiente:

\gamma _{p} = \frac{N\gamma _{d} - \sum\limits_{i=0} ^{j-1}\gamma _{i}}{N-j}

Durante el intervalo de tiempo seleccionado, ts_{j}, el terminal móvil 106 transmite en el ajuste del nivel de potencia (etapa 312) correspondiente a la relación S/R \gamma_{p} pronosticada asociada.

Se selecciona entonces un intervalo de tiempo subsiguiente (etapa 302) y se repite el procedimiento anteriormente descrito para calcular y ajustar los niveles de potencia (etapas 304 a 312).

Pueden efectuarse modificaciones menores evidentes dentro de la capacidad normal de un técnico especializado en el arte, para tener en cuenta los periodos no nulos de medida y para la señalización dentro del subsistema de control de la potencia.

Claims (5)

1. Un método de control de la potencia en un sistema de comunicaciones capaz de transmitir una trama que tiene una pluralidad de intervalos de tiempo, comprendiendo el tema las etapas de:

seleccionar un intervalo de tiempo con respecto al cual se tiene que determinar el nivel de potencia;

sumar cualesquiera niveles de potencia medidos previamente con respecto a cualesquiera intervalos de tiempo anteriores al intervalo de tiempo seleccionado en la trama en curso;

determinar el número de cualesquiera intervalos de tiempo restantes en la trama en curso; y

ajustar el nivel de potencia con respecto al intervalo de tiempo seleccionado basándose en la suma de los niveles de potencia medidos previamente, y el número de intervalos restantes, a fin de obtener una relación señal/ruido promedio predeterminada a través de la trama.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el periodo de tiempo es un intervalo de tiempo.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de comunicaciones es un sistema de comunicaciones de espectro ensanchado.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el sistema de comunicaciones de espectro ensanchado es un sistema de comunicaciones CDMA.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la etapa del ajuste del nivel de potencia obtiene una relación de señal/ruido, \gamma_{p}, la cual está dada por la fórmula:

\gamma _{p} = \frac{N\gamma _{d} - \sum\limits _{i=0} ^{j-1}\gamma _{i}}{N-j}

en donde \gamma_{i} es la relación S/R recibida en la estación base en el intervalo de orden i; \sum\limits _{i=0} ^{j-1}\gamma _{i} es la suma de las relaciones S/R recibidas correspondientes a los intervalos de tiempo previos; y N\gamma_{d} es la suma de las relaciones S/R totales deseadas a través de la trama.