ES2277006T3 - Procedimiento y aparato para efectuar un control de potencia en un sistema de comunicacion movil. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para controlar niveles de potencia de transmisión, que comprende: determinar una velocidad de una primera estación (6); usar la velocidad de la primera estación en una segunda estación (4) para determinar un ajuste de potencia anticipado; y hacer el ajuste de potencia anticipado en la segunda estación antes de recibir una señal de petición de ajuste de potencia desde la primera estación (6).
Description
Procedimiento y aparato para efectuar un control
de potencia en un sistema de comunicación móvil.
La presente invención se refiere a sistemas de
comunicación. Más especialmente, la presente invención se refiere a
un procedimiento y aparato nuevo y mejorado para controlar la
potencia de transmisión en un sistema de comunicación móvil.
El uso de técnicas de modulación de acceso
múltiple por división de código (CDMA) es una de varias técnicas
para facilitar las comunicaciones en las que un amplio número de
usuarios del sistema están presentes. Otras técnicas de sistema de
comunicación de acceso múltiple, como acceso múltiple por división
de tiempo (TDMA) y acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)
son conocidas en la técnica. Sin embargo, la técnica de modulación
de espectro ensanchado de CDMA tiene ventajas significativas sobre
estas técnicas de modulación para sistemas de comunicación de acceso
múltiple. El uso de técnicas de CDMA en un sistema de comunicación
de acceso múltiple se describe en la patente estadounidense número
4.901.307, titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS
COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS",
concedida al cesionario de la presente invención. El uso de técnicas
de CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se describe
además en la patente estadounidense número 5.103.459, titulada
"SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA
CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", concedida al cesionario de la
presente invención.
CDMA por su naturaleza inherente de ser una
señal de banda ancha ofrece una forma de diversidad de frecuencias
ensanchando la energía de señal sobre un ancho de banda amplio. Por
tanto, el desvanecimiento selectivo de frecuencia afecta sólo a una
pequeña parte del ancho de banda de la señal de CDMA. La diversidad
de espacio o trayecto se obtiene proporcionando múltiples trayectos
de señal a través de enlaces simultáneos de un usuario móvil a
través de dos o más emplazamientos de celda. Además, la diversidad
de trayecto se puede obtener aprovechando el entorno de trayectos
múltiples a través del procesamiento de espectro ensanchado
permitiendo que una señal que llega con propagación diferente se
demore para ser recibida y procesada de forma separada. Se ilustran
ejemplos de diversidad de trayecto en la patente estadounidense
número 5.101.501 titulada "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT
HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", y
la patente estadounidense número 5.109.390 titulada "DIVERSITY
RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ambas concedidas
al cesionario de la presente invención.
Un procedimiento para la transmisión de voz en
sistemas de comunicación digital que ofrece ventajas particulares en
el aumento de la capacidad mientras que mantiene una alta calidad de
la voz percibida es por el uso de una codificación de voz de tasa
variable. El procedimiento y aparato de un codificador de voz de
tasa variable especialmente útil se describe en detalle en la
solicitud de patente estadounidense en tramitación número de serie
08/004.484, que es una solicitud de continuación de la solicitud de
patente estadounidense número de serie 07/713.661, presentada el 11
de junio de 1991, titulada "VARIABLE RATE VOCODER", concedida
al cesionario de la presente invención.
El uso de un codificador de voz de tasa variable
permite tramas de datos de máxima capacidad de datos de voz cuando
dicho codificador de voz está proporcionando datos de voz a una tasa
máxima. Cuando un codificador de voz de tasa variable está
proporcionando datos de voz a una tasa menor que la máxima, hay
exceso de capacidad en las tramas de transmisión. Un procedimiento
para transmitir datos adicionales en tramas de transmisión de un
tamaño fijo predeterminado, en el que la fuente de los datos para
las tramas de datos está proporcionando los datos a una tasa
variable se describe en detalle en la solicitud de patente
estadounidense en tramitación número de serie 08/171.146, que es una
solicitud de continuación de la solicitud de patente estadounidense
número de serie 07/822.164, presentada el 16 de enero de 1992,
titulada "METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR
TRANSMISSION", concedida al cesionario de la presente invención.
En la solicitud de patente anteriormente mencionada se describe un
procedimiento y aparato para combinar datos de diferentes tipos
desde diferentes fuentes en una trama de datos para la
transmisión.
En tramas que contienen menos datos que una
capacidad predeterminada, el consumo de potencia se puede disminuir
por la transmisión seleccionando parte de un amplificador de
transmisión de modo que sólo las partes de la trama que contienen
datos se transmiten. Además, las colisiones de mensajes en un
sistema de comunicación se pueden reducir si los datos se introducen
en tramas de acuerdo con un proceso pseudo aleatorio predeterminado.
Un procedimiento y aparato para seleccionar parte de la transmisión
y para posicionar los datos en las tramas se describe en la
solicitud de patente estadounidense número de serie 08/194.823, que
es una solicitud de continuación de la solicitud de patente
estadounidense número de serie 07/846.312, presentada el 5 de marzo
de 1992, titulada "DATA BURST RANDOMIZER", concedida al
cesionario de la presente invención.
\newpage
Un procedimiento útil de control de potencia de
un móvil en un sistema de comunicación es monitorizar la potencia de
la señal recibida desde la estación móvil en la estación base. La
estación base en respuesta al nivel de potencia monitorizada
transmite bits de control de potencia a la estación móvil a
intervalos regulares. Un procedimiento y aparato para controlar la
potencia de transmisión de este modo se describe en la patente
estadounidense número 5.056.109, titulada "METHOD AND APPARATUS
FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM", concedida al cesionario de la presente invención.
En un sistema de comunicación que proporciona
datos usando un formato de modulación QPSK, se puede obtener
información muy útil tomando el producto cruzado de los componentes
I y Q de la señal QPSK. Conociendo las fases relativas de los dos
componentes, se puede determinar aproximadamente la velocidad de la
estación móvil en relación a la estación base. Una descripción de un
circuito para determinar el producto cruzado de los componentes I y
Q en un sistema de comunicación de modulación QPSK se describe en la
solicitud de patente estadounidense número de serie 07/981.034,
presentada el 24 de noviembre de 1992, titulada "PILOT CARRIER DOT
PRODUCT CIRCUIT", concedida al cesionario de la presente
invención.
En una estrategia de transmisión continua
alternativa, si la tasa de datos es menor que la máxima
predeterminada se repiten los datos dentro de la trama de modo que
los datos ocupan la capacidad completa de la trama de datos. Si se
emplea una estrategia como tal, el consumo de potencia y la
interferencia a otros usuarios se pueden reducir durante periodos de
transmisión de datos a menos que la máxima predeterminada reduciendo
la potencia a la que se transmite la trama. Esta potencia de
transmisión reducida se compensa por la redundancia en el flujo de
datos y puede ofrecer beneficios en el intervalo para una potencia
de transmisión fija máxima.
Un problema que es encontrado al controlar la
potencia de transmisión en la estrategia de transmisión continua es
que el receptor no conoce la tasa de transmisión a priori y por
tanto no conoce el nivel de potencia que se debería recibir. La
presente invención proporciona un procedimiento y aparato para
controlar la potencia de transmisión en un sistema de comunicación
de transmisión continua.
Se presta atención adicional al documento
US-4.811.421, que describe que la potencia
transmitida por una estación transmisora y receptora de r.f., como
una estación móvil, a una estación base fija, es controlada como una
función de potencia recibida por la estación móvil para obtener un
nivel de potencia receptora constante en la estación fija a pesar de
las variaciones en la localización relativa de las estaciones. La
potencia recibida por la estación móvil es medida y muestreada en
instantes predeterminados. En cada instante predeterminado, la
potencia que va a ser recibida por la estación móvil en un instante
siguiente predeterminado es estimada como una función de la
potencia medida, para derivar una potencia estimada. La potencia de
señal de r.f. transmitida por la estación móvil es reducida entre
los instantes sucesivos en proporción a la potencia estimada.
De acuerdo con la presente invención se describe
un procedimiento para controlar niveles de potencia según las
reivindicaciones adjuntas. Se describen formas de realización de la
presente invención en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención es un procedimiento nuevo
y mejorado para el control de potencia de transmisión en bucle
cerrado en un sistema de comunicación. Es un objeto de la presente
invención proporcionar un control de potencia temporal que es
necesario para proporcionar una calidad robusta del enlace de
comunicación en estados de desvanecimiento.
Además, se debería observar que las técnicas de
control de potencia se presentan en la forma de realización ejemplar
en un sistema de comunicación de espectro ensanchado, sin embargo,
los procedimientos presentados son igualmente aplicables para otros
sistemas de comunicación. También, la forma de realización ejemplar
usada para el control de potencia de transmisión en transmisiones
desde una estación base a una estación remota o móvil se puede
aplicar al control de potencia de transmisión en transmisiones desde
una estación remota o móvil a una estación base.
De acuerdo con un diseño particular una estación
base transmite paquetes de datos a una estación móvil. La estación
móvil recibe, desmodula y descodifica el paquete recibido. Si la
estación móvil determina que el paquete recibido no se puede
descodificar de forma fiable, fija el bit de control de potencia de
respuesta de calidad de "0" normalmente a "1" indicando la
situación a la estación base. En respuesta, la estación base aumenta
la potencia de transmisión de la señal a la estación móvil.
De acuerdo con otro diseño cuando la estación
base aumenta su potencia de transmisión lo hace con un grado
relativamente amplio en la potencia de transmisión que se asume que
es más que adecuado en la mayoría de los estados de desvanecimiento.
La estación base entonces disminuye el nivel de potencia de
transmisión a una tasa exponencialmente decreciente mientras que los
bits de control de potencia de respuesta de calidad permanezcan a
"0". En un diseño alternativo, la estación base responde a una
petición desde la estación móvil > de potencia de señal adicional
aumentando la potencia de señal de forma incremental.
En un diseño mejorado de este sistema de control
de potencia, la estación base determinará si el error notificado por
la estación móvil fue de una naturaleza aleatoria en cuyo caso
empezará inmediatamente a reducir la potencia de transmisión o si el
error fue un error que resultó de un auténtico estado de
desvanecimiento. La estación base distingue los errores de una
naturaleza aleatoria de aquellos de una naturaleza prolongada
examinando los patrones de bits de control de potencia enviados por
la estación móvil. Si el patrón de petición de control de potencia
da señales y envía una respuesta de control de potencia de calidad
de 1 bit en los paquetes que vuelve a transmitir a la estación base
e indica que hay un nuevo estado de desvanecimiento presente en el
trayecto de propagación, la estación base entonces se abstendrá de
disminuir la potencia de transmisión.
Una de las fuentes identificadas de cambios
repentinos en el trayecto de propagación de una estación móvil es un
cambio de velocidad relativa a la posición de la estación base. Esto
es, si la velocidad hacia la estación móvil o en sentido contrario a
la estación móvil está cambiando. En la presente invención, la
estación móvil determina que la velocidad relativa a la estación
base está cambiando, y si necesariamente hace un ajuste de potencia
anticipado antes de recibir una señal de petición de ajuste de
potencia desde la primera estación.
En una primera forma de realización ejemplar, la
estación móvil está equipada con un sensor de movimiento que puede
funcionar por la información del velocímetro o tacómetro en el caso
de una estación móvil basada en automóviles. La estación móvil
entonces genera la señal de control de potencia de acuerdo con la
señal del sensor de movimiento.
En una segunda forma de realización ejemplar, la
estación móvil puede captar un desplazamiento en la señal recibida
de la estación base para captar movimiento. En la forma de
realización ejemplar, la estación móvil determina los cambios de
velocidad relativa midiendo el desplazamiento Doppler en la señal
piloto recibida.
En una tercera forma de realización ejemplar, la
estación base determina la presencia de movimiento captando cambios
de la señal de entrada y ajusta la potencia de transmisión de
acuerdo con estos cambios.
Las características, objetos, y ventajas de la
presente invención se harán más evidentes de la descripción
detallada expuesta a continuación cuando se tome conjuntamente con
los dibujos en los que caracteres de referencia similares se
identifican de forma correspondiente desde el principio hasta el fin
y en los que:
la fig. 1 es una ilustración de un sistema de
telefonía móvil ejemplar;
las fig. 2A-2B son ilustraciones
del aparato de la presente invención; y
la fig. 3 es una ilustración de una curva que
ilustra el tiempo de demora implicado en un sistema de control de
potencia en bucle cerrado.
Con referencia a la figura 1, la presente
invención se ilustra en una implementación ejemplar en un sistema de
comunicación móvil para controlar la potencia de las transmisiones
entre la estación base 4 y la estación móvil 6. Se puede
proporcionar información a y desde una red telefónica pública
conmutada (PSTN) al controlador y conmutador del sistema 2, o se
puede proporcionar a y desde el controlador y conmutador 2 por otra
estación base si la llamada es una comunicación de estación móvil a
estación móvil. El controlador y conmutador del sistema 2, a su vez,
proporciona datos a y recibe datos de la estación base 4. La
estación base 4 transmite datos a y recibe datos de la estación
móvil 6.
En la forma de realización ejemplar las señales
transmitidas entre la estación base 4 y la estación móvil 6 son
señales de comunicación de espectro ensanchado, la generación de
cuyas formas de onda se describen en detalle en la patente
estadounidense número 4.901.307 y la patente estadounidense número
5.103.459 anteriormente mencionadas. El enlace de transmisión para
la comunicación de mensajes entre la estación móvil 6 y la estación
base 4 es denominado el enlace inverso y el enlace de transmisión
para la comunicación de mensajes entre la estación base 4 y la
estación móvil 6 es denominado el enlace directo. En la forma de
realización ejemplar, la presente invención se usa para controlar
la potencia de transmisión de la estación base 4. Sin embargo, los
procedimientos de control de potencia de la presente invención son
igualmente aplicables para controlar la potencia de transmisión de
la estación móvil 6.
Con referencia a las figuras
2A-2-B, la estación base 50 y la
estación móvil 30 se ilustran en forma de diagrama de bloques que
muestra el aparato para proporcionar el control de la potencia de
transmisión de la estación base 50 de la presente invención. Si un
enlace de comunicación se degrada, entonces la calidad del enlace se
puede mejorar aumentando la potencia de transmisión del dispositivo
transmisor. En un diseño ejemplar del control de la potencia de
transmisión de la estación base 50, algunos de los procedimientos
para determinar que la potencia de transmisión de la estación base
50 se debería aumentar incluyen:
(a) detección de la estación móvil de errores de
trama en el enlace directo;
(b) la estación móvil detecta que la potencia
recibida es baja en el enlace directo;
(c) el intervalo de la estación móvil a la
estación base es amplio;
(d) la localización de la estación móvil es
pobre;
(e) cambio de velocidad de la estación móvil;
y
(f) la estación móvil detecta que la potencia
recibida en el canal piloto es baja en el enlace directo.
En cambio, algunos de los procedimientos para
determinar que la potencia de transmisión de la estación base 50 se
debería disminuir incluye:
(a) las respuestas de calidad de la estación
móvil a la estación base muestran una tasa de error de trama baja
para el enlace directo;
(b) la estación móvil detecta que la potencia
recibida es alta en el enlace directo;
(c) el intervalo de la estación base a la
estación móvil es bajo;
(d) la localización de la estación móvil es
buena; y
(e) la estación móvil detecta que la potencia
recibida en el canal piloto del enlace directo es alta.
Cuando la estación base 50 detecta una necesidad
de modificar la potencia de transmisión del enlace directo, un
procesador de control 58 envía una señal especificando una potencia
de transmisión modificada al transmisor (TMTR) 64. La señal de
potencia modificada puede indicar simplemente una necesidad de
aumentar o disminuir la potencia de transmisión o puede indicar una
cantidad para cambiar la potencia de señal o puede ser un nivel
absoluto de potencia de señal. En respuesta a la señal del nivel de
potencia modificada, el transmisor 64 proporciona toda la
transmisión en el nivel de potencia de transmisión modificada.
Se debería observar que la fuente de datos 60
puede suministrar a un módem, facsímil o datos de voz. La fuente de
datos 60 puede ser una fuente de tasa variable que varía su tasa de
transmisión en base de trama a trama desde el principio hasta el fin
de la transmisión o puede ser capaz de variar tasas sólo por
comandos. En la forma de realización ejemplar, la fuente de datos 60
es un vocodificador de tasa variable. El diseño e implementación de
un vocodificador de voz de tasa variable se describe en detalle en
la solicitud anteriormente mencionada número de serie 08/004.484. La
salida de la fuente de datos 60 es codificada por un codificador 62
y entra al modulador de tráfico 63 para la modulación y entra al
transmisor 64. También la entrada al transmisor 65 es una señal
piloto sincrónica para la transmisión.
Una necesidad de modificación de la potencia de
transmisión se puede indicar por cualquiera de los estados
enumerados anteriormente o por cualquier combinación de esos
estados. Si el procedimiento de control de potencia está basado en
un efecto relacionado con la posición como la localización del
intervalo o de la estación móvil, entonces una señal externa
(LOCALIZACIÓN) se proporciona al procesador de control 58 de la
estación base 50 indicativa del estado de la localización. El
estado del intervalo puede ser detectado por la estación base 50. En
un diseño alternativo el estado del intervalo puede ser detectado
por la estación móvil 30 y transmitido a la estación base 50. En
respuesta al estado del intervalo detectado el procesador de control
58 en la estación base 50 genera una señal de control para modificar
la potencia de transmisión del transmisor 64.
En una implementación de control de potencia en
bucle cerrado, se proporcionan señales de control de potencia desde
la estación móvil 30 a la estación base 50. La estación móvil 30
puede determinar la señal de control de potencia de acuerdo con la
potencia recibida o alternativamente de acuerdo con la detección de
errores de trama. La presente invención es igualmente aplicable a
cualquier factor de calidad del enlace.
Si el factor de calidad del enlace usado es la
potencia recibida, entonces la señal de la estación base 50 recibida
en la estación móvil 30 por una antena 38 y proporcionada al
receptor (RCVR) 42 que proporciona una indicación de la potencia
recibida al procesador de control 46. Si el factor de calidad del
enlace usado es la detección de errores de trama, entonces el
receptor 42 reduce la frecuencia y amplifica la señal proporcionando
la señal recibida al modulador de tráfico 43. Si la señal de tráfico
está acompañada por una señal piloto para permitir una desmodulación
coherente entonces la señal recibida se proporciona también al
desmodulador piloto 45 que desmodula la señal de acuerdo con un
formato de desmodulación piloto y proporciona una señal de
sincronización al desmodulador de tráfico 43. El desmodulador de
tráfico 43 desmodula la señal recibida de acuerdo con un formato de
desmodulador de tráfico. En la forma de realización ejemplar, el
desmodulador de tráfico 43 y el desmodulador piloto 45 son
desmoduladores de espectro ensanchado de CDMA, cuyo diseño se
describe en las patentes estadounidenses números 4.901.307 y
5.103.459 anteriormente mencionadas. El desmodulador de tráfico 43
proporciona la señal desmodulada al descodificador 44. En una
primera forma de realización ejemplar, el descodificador 44 efectúa
una descodificación de detección de errores para determinar si han
ocurrido errores. Los descodificadores de detección/corrección de
errores como el descodificador de enrejado Viterbi son bien
conocidos en la técnica. En una forma de realización alternativa,
el descodificador 44 descodifica la señal desmodulada y entonces
vuelve a codificar la señal descodificada. El descodificador 44
entonces compara la señal que se ha vuelto a codificar con la señal
desmodulada para obtener una estimación de la tasa de error del
símbolo de canal. El descodificador 44 proporciona una señal que
indica una tasa de error del símbolo de canal estimada al procesador
de control 46.
El procesador de control 46 compara la potencia
recibida o la tasa de error del símbolo de canal estimada denominada
genéricamente el factor de calidad del enlace con un umbral o
conjunto de umbrales que pueden ser estáticos o variables. El
procesador de control 46, entonces proporciona la información del
control de potencia al codificador 34 o bien al codificador de
control de potencia (P.C. ENC.) 47. Si la información del control de
potencia se va a codificar en la trama de datos, entonces los datos
de control de potencia se proporcionan al codificador 34. Este
procedimiento requiere que una trama completa de datos se procese
antes de transmitir los datos de control de potencia, entonces los
datos de tráfico codificados que contienen datos de control de
potencia se proporcionan al transmisor (TMTR) 36 a través del
modulador 35. En una forma de realización alternativa, los datos de
control de potencia pueden simplemente sobrescribir porciones de la
trama de datos o se pueden colocar en posiciones vacantes
predeterminadas en la trama de transmisión. Si los datos de control
de potencia sobrescriben los datos de tráfico, entonces esto se
puede corregir por técnicas de corrección de errores sin canal de
retorno en la estación base 50.
En implementaciones que procesan una trama
completa de datos antes de proporcionar los datos de control de
potencia, la demora que espera que se procese una trama completa no
es deseable en estados de desvanecimiento rápido. La alternativa es
proporcionar los datos de control de potencia directamente al
modulador 35 donde se pueden perforar en el flujo de datos de
salida. Si los datos de control de potencia se transmiten sin
codificación de corrección de errores entonces el procesador de
control 46 emite los datos de control de potencia directamente al
modulador 35. Si se desea la codificación de corrección de errores
para los datos de control de potencia, el procesador de control 46
emite los datos de control de potencia al codificador de control de
potencia 47 que codifica los datos de control de potencia sin tener
en cuenta los datos de tráfico de salida. El codificador de control
de potencia 47 proporciona la señal de control de potencia
codificada al modulador 35 que combina la señal de control de
potencia codificada con los datos de tráfico de salida
proporcionados desde la fuente de datos 32 a través del codificador
34 al modulador 35. El transmisor 36 eleva la frecuencia y amplifica
la señal y la proporciona a la antena 38 para la transmisión a la
estación base 50.
La señal transmitida es recibida en la antena 52
de la estación base 50 y proporcionada al receptor de datos (RCVR)
54 en el que se reduce su la frecuencia y se amplifica. El receptor
54 proporciona la señal recibida al desmodulador 55 que desmodula la
señal recibida. En la forma de realización ejemplar, el desmodulador
55 es un desmodulador de espectro ensanchado de CDMA que se describe
en detalle en las patentes estadounidenses números 4.901.307 y
5.103.459 anteriormente mencionadas. Si los datos de control de
potencia se codifican dentro de una trama de datos de tráfico,
entonces los datos de tráfico y de control potencia se proporcionan
al descodificador 56. El descodificador 56 descodifica la señal y
separa la señal de control de potencia de los datos de tráfico.
Si, por otro lado los datos de control de
potencia no son codificados con una trama completa de datos sino más
bien perforados en el flujo de transmisión de datos, entonces el
desmodulador 55 desmodula la señal y extrae los datos de control de
potencia del flujo de datos de entrada. Si la señal de control de
potencia no se codifica entonces el desmodulador 55 proporciona los
datos de control de potencia directamente al procesador de control
58. Si la señal de control de potencia se codifica entonces el
desmodulador 55 proporciona los datos de control de potencia
codificados al descodificador de control de potencia (P.C. DEC.)
55. El descodificador de control de potencia 55 descodifica los
datos de control de potencia y proporciona los datos de control de
potencia descodificados al procesador de control 58. La señal de
control de potencia se proporciona al procesador de control 58, que
de acuerdo con la señal de control de potencia proporciona una
señal de control al transmisor 64 indicativa de un nivel de potencia
de transmisión modificado.
Uno de los problemas inherentes con los sistemas
de control de potencia en bucle cerrado es un tiempo de respuesta
relativamente lento, relativo a un sistema de control de potencia en
bucle abierto. Por ejemplo, en un sistema de control de potencia en
bucle cerrado, cuando la estación base 50 transmite una trama en una
energía de transmisión insuficiente a la estación móvil 30, la
estación móvil 30 recibe y descodifica la trama, determina si la
trama está equivocada, prepara un mensaje de control de potencia que
indica el error de la trama, entonces transmite el mensaje de
control de potencia a la estación base 50, que descodifica la trama,
extrae el mensaje de control de potencia y ajusta la potencia de
transmisión al transmisor 64. Esto resulta en un registro de tiempo
de cuatro tramas antes de que la corrección sea evidente en la
estación móvil 30. Así, si el trayecto de propagación se ha
deteriorado, cuatro tramas consecutivas se transmitirían en la misma
energía de trama insuficiente antes de que una trama se transmita en
la energía de trama ajustada. En este periodo de demora el estado de
desvanecimiento puede haberse mejorado o deteriorado
sustancialmente.
Los siguientes son procedimientos por los que
mejorar la capacidad de respuesta de un sistema de control de
potencia cerrado. En un primer diseño de la presente invención, la
estación base asume el peor caso. Esto es que el trayecto de
propagación se ha deteriorado durante el periodo de demora de cuatro
tramas. En respuesta la estación base aumenta la energía de
transmisión a ese usuario por una cantidad \DeltaE relativamente
significativa para que el ajuste sea más que adecuado para asegurar
que la trama ajustada de potencia se reciba correctamente incluso si
el trayecto de propagación se ha deteriorado en el ínterin. En la
forma de realización ejemplar de un sistema de comunicación de
espectro ensanchado, este aumento de potencia a la estación móvil 30
provoca que menos potencia esté disponible para otros usuarios que
comparten el enlace directo. Por tanto el transmisor de la estación
base reduce rápidamente la energía de transmisión para ese usuario
siguiendo el aumento inicial. En el diseño la estación base aumenta
la energía por una cantidad \DeltaE fija mantiene ese valor
durante un periodo de demora para verificar que el aumento de la
energía de transmisión ha sido efectivo y entonces disminuye la
energía de transmisión de acuerdo con una función lineal por tramos
predeterminada como se ilustra en la figura 3.
La figura 3 ilustra un gráfico de la energía de
transmisión (E) frente al tiempo. En el punto A la estación base 50
aumenta la energía de transmisión en respuesta a una petición de
ajuste de potencia desde la estación móvil 30. La estación base 50
aumenta la energía de transmisión por una cantidad \DeltaE al
punto B. La estación base 50 mantiene la transmisión en esa energía
de transmisión durante un periodo de demora predeterminado entonces
reduce la energía de transmisión a una tasa velozmente decreciente
durante un número predeterminado de tramas al punto C. En el punto
C, el mensaje de control de potencia desde la estación móvil 30 que
aún indica un exceso de energía de transmisión, la estación base 50
continúa disminuyendo la energía de transmisión, sin embargo, la
tasa de la disminución es menor. De nuevo, la estación base 50
disminuye a esta tasa intermedia de disminución durante un número
predeterminado de tramas hasta el punto D. En el punto D la tasa de
disminución es reducida de nuevo a una tasa decreciente final en la
que la energía de transmisión continuará disminuyéndose hasta que la
estación base 50 alcance algún valor mínimo o sea alertada de nuevo
por otra petición de ajuste de potencia desde la estación móvil 30,
que ocurre en el punto E. Este ajuste de potencia continúa durante
toda la duración del servicio proporcionado.
La estación base 50 efectúa el ajuste de la
energía de transmisión con el conocimiento de que después de que la
energía de transmisión se haya aumentado habrá una demora antes de
que la información de control de potencia recibida refleje el cambio
de la potencia de transmisión de enlace directo. Si el canal de
propagación empeora repentinamente, la estación base 50 recibirá una
serie de peticiones de control de potencia consecutivas, y habrá una
demora antes de que las peticiones de ajuste de potencia sean
sensibles al cambio de la energía de transmisión de enlace directo.
Durante este periodo de demora, la estación base 50 no debería
continuar aumentando la energía de transmisión para cada petición de
ajuste de potencia recibida. Esta es la razón por la que el nivel
de potencia se mantiene constante durante un periodo de demora
predeterminado como se ilustra en el periodo que sigue al punto B de
la figura 3.
También se debería observar que los errores en
un sistema de comunicación móvil son dos tipos. Aquellos que son
aleatorios y aquellos que son el resultado de un cambio del trayecto
de propagación. En el diseño, cuando la estación base 50 recibe una
petición de ajuste de potencia, aumenta la potencia de transmisión
por \DeltaE como se describe previamente. Entonces ignora las
peticiones de ajuste de potencia y retiene el mismo nivel de
potencia aumentada durante el periodo de demora. En un diseño
alternativo, la estación base 50 ajusta la potencia de acuerdo con
cada mensaje de control de potencia. Sin embargo, se podrían usar
típicamente cambios menores. Esto minimiza el impacto de los
errores aleatorios.
Una de las principales influencias que resultan
en cambios de las características del trayecto de propagación entre
la estación móvil 30 y la estación base 50 es el movimiento por la
estación móvil 30 hacia o en sentido contrario a la estación base
50. La estación móvil 30 puede proveer a la estación base 50 de
información que indica que la velocidad de la estación móvil está
cambiando o puede realmente proporcionar su velocidad relativa a la
estación base 50. Si la estación móvil está simplemente
proporcionando una indicación de que su velocidad está cambiando,
puede proporcionar esa información como una señal de petición de
ajuste de potencia en anticipación a un cambio de la calidad del
trayecto de propagación.
En una primera forma de realización, la estación
móvil 30 puede captar el cambio de velocidad proporcionando un
sensor para funcionar de acuerdo con una señal desde el tacómetro o
velocímetro del automóvil (no mostrado). En una forma de realización
alternativa, la estación móvil 30 determina un cambio de velocidad
relativa o bien velocidad absoluta de la estación móvil/base por
cambios de la señal recibida desde la estación base 50. La estación
móvil 30 puede detectar un cambio de velocidad o medir la velocidad
relativa absoluta midiendo el efecto Doppler en la señal de entrada
de la estación base 50. En una forma de realización alternativa, la
estación base 50 también puede detectar un cambio en el cambio
relativo de la estación móvil/base de velocidad o medir la
velocidad relativa absoluta midiendo el efecto Doppler en la señal
de entrada de la estación móvil 30.
La señal de tráfico proporcionada por la
estación base 50 puede estar acompañada por una señal piloto para
permitir una desmodulación coherente de la señal de tráfico
recibida. El uso de una señal piloto se describe en las patentes
estadounidenses números 4.901.307 y 5.103.459, y la estación móvil
30 de forma alternativa puede captar cambios de la velocidad
relativa del desplazamiento Doppler de la señal piloto.
En una forma de realización preferida, cuando la
estación base 50 conoce la velocidad de la estación móvil 30 y varía
el valor del cambio incremental de la energía de transmisión,
\DeltaE, variará de acuerdo con esta velocidad. La determinación
del valor de \DeltaE se puede efectuar algorítmicamente o por una
tabla de consulta en el procesador de control 46.
Si la estación base 50 transmite una señal
piloto junto con la señal de tráfico, la señal piloto puede ser
considerada como una señal de tráfico que lleva un flujo de bits
predeterminado conocido por la estación móvil 30. La estación móvil
30 desmodula el canal piloto en el desmodulador piloto 45 para
conseguir información de sincronización para permitir a la estación
móvil 30 efectuar una modulación coherente del canal de tráfico.
Debido a que el canal piloto y el canal de tráfico son
proporcionados a través de trayectos de propagación similares si no
idénticos, hay una fuerte correlación entre la fuerza de la señal
piloto recibida y la fuerza de la señal de tráfico recibida.
Basando la generación de la señal de control de potencia en el canal
piloto en lugar del canal de tráfico, la demora entre la recepción
de la señal transmitida desde la estación base 50 y la generación de
la señal de control de potencia se puede reducir.
Con referencia a las figuras
2A-2B, el modulador piloto 65 proporciona una señal
piloto al transmisor 64 y el transmisor 64 de la estación base 50
proporciona la señal piloto junto con la señal de tráfico a la
antena 52 para la difusión a la estación móvil 30. La señal
transmitida es recibida en la antena 40 y proporcionada al receptor
42. El receptor 42 reduce la frecuencia y amplifica la señal piloto
y proporciona la señal piloto recibida al desmodulador piloto 45
genera una estimación de la calidad de la señal piloto desmodulada y
la proporciona al procesador de control 46. El procesador de control
46 genera una señal de control de potencia de acuerdo con la
estimación de la calidad de la señal piloto desmodulada y la
operación avanza como se describe previamente.
La descripción previa de las formas de
realización preferidas se proporciona para permitir a cualquier
persona experta en la materia realizar o usar la presente invención.
Las diversas modificaciones a estas formas de realización serán
fácilmente evidentes para aquellos expertos en la materia, y los
principios genéricos definidos en esta invención se pueden aplicar a
otras formas de realización sin el uso de la facultad inventiva.
Así, la presente invención no está destinada a limitarse a las
formas de realización mostradas en esta invención sino que se le
conferirá el alcance más amplio consecuente con las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (8)
1. Un procedimiento para controlar
niveles de potencia de transmisión, que comprende:
determinar una velocidad de una primera estación
(6);
usar la velocidad de la primera estación en una
segunda estación (4) para determinar un ajuste de potencia
anticipado; y
hacer el ajuste de potencia anticipado en la
segunda estación antes de recibir una señal de petición de ajuste de
potencia desde la primera estación (6).
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la segunda estación (4) está equipada con un sensor para
determinar cualquier desplazamiento en una señal de tráfico de
entrada desde la primera estación (6), y en el que el desplazamiento
en la señal de tráfico de entrada se usa para determinar la
velocidad de la primera estación (6).
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la segunda estación (4) está equipada con un sensor para
determinar cambios seleccionados en una señal de tráfico de entrada
recibida desde la primera estación (6) y en el que un cambio de la
señal de tráfico de entrada se usa para determinar la velocidad de
la primera estación (6).
4. El procedimiento según la reivindicación 2,
en el que la segunda estación (4) está equipada con un sensor para
determinar cambios de la velocidad relativa de las estaciones
midiendo el desplazamiento Doppler en una señal piloto.
5. Un aparato para controlar los niveles de
potencia de transmisión, que comprende:
medios para determinar una velocidad de una
primera estación (6);
medios para usar la velocidad de la primera
estación en una segunda estación (4) para determinar un ajuste de
potencia anticipado; y
medios para hacer el ajuste de potencia
anticipado en la segunda estación antes de recibir una señal de
petición de ajuste de potencia desde una primera estación (6).
6. Aparato según la reivindicación 5, en el que
la segunda estación (4) está equipada con un sensor para determinar
cualquier desplazamiento en una señal de tráfico de entrada desde la
primera estación (6) y en el que el desplazamiento en la señal de
tráfico de entrada se usa para determinar la velocidad de la primera
estación (6).
7. Aparato según la reivindicación 5, en el que
la segunda estación (4) está equipada con un sensor para determinar
cambios seleccionados de la señal de tráfico de entrada recibida
desde la primera estación (6), y en el que el cambio de la señal de
tráfico de entrada se usa para determinar la velocidad de la primera
estación (6).
8. Aparato según la reivindicación 6, en el que
la segunda estación (4) está equipada con un sensor para determinar
cambios de la velocidad relativa de una estación midiendo el
desplazamiento Doppler en una señal piloto.
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