ES2310827T3 - Metodos y aparatos para la deteccion de sincronizacion y el control de potencia durante una transferencia suave. - Google Patents

Metodos y aparatos para la deteccion de sincronizacion y el control de potencia durante una transferencia suave. Download PDF

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Abstract

Un terminal (200) en un sistema de comunicación, comprendiendo: un dispositivo (206) que recupera los símbolos de control destinados al terminal, en el que los símbolos de control incluyen las órdenes de control de potencia de transmisión (TPC: transmit power control) dirigidas al terminal (200) desde al menos un nodo transmisor al que el terminal está conectado y al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado simultáneamente; un combinador de TPC (210) adaptado APRA recibir las órdenes de TPC desde el dispositivo (206) y, basado en las órdenes, generar una orden combinada de TPC que es usada para aumentar o reducir una potencia de transmisión del terminal (200); caracterizado por un detector (216) de sincronización de enlace ascendente adaptado para reconocer un modelo de órdenes de TPC esperado que sea dirigido al terminal (200) desde el al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado hasta que la sincronización es conseguida en un canal de enlace ascendente entre el terminal (200) y el al menos un nodo; en el que, si el modelo esperado de órdenes de TPC es reconocido, la orden combinada de TPC no está basada en las órdenes de TPC procedentes del nodo al que el terminal (200) estaría conectado.

Description

Métodos y aparatos para la detección de sincronización y el control de potencia durante una transferencia suave.
Antecedentes
Esta invención se refiere a la detección de sincronización de transmisor-receptor en sistemas de comunicación y, más particularmente, a la detección de sincronización de terminales en sistemas radiotelefónicos.
Los sistemas de comunicación digital incluyen sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA: time-division múltiple access), tales como sistemas radiotelefónicos celulares que cumplen la norma de telecomunicación GSM (Global System for Mobile Communications) y sus mejoras como GSM/EDGE (Global System for Mobile Communications/Enhanced Data for GSM Evolution), y sistemas de acceso múltiple por división de código (CDMA: code-division multiple access), tales como sistemas radiotelefónicos celulares que cumplen las normas de telecomunicación IS-95, CDMA 2000 y WCDMA (wideband CDMA). Los sistemas de comunicación digital también incluyen sistemas de TDMA y CDMA "mezclados" tales como sistemas radiotelefónicos celulares que cumplen la norma UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), que especifica un sistema móvil de tercera generación (3G) que es desarrollada por el European Telecommunications Standards Institute (ETSI) dentro del marco de IMT-200 (International Mobile Telecommunication 2000) de la International Telecommunication Union (ITU). El Third Generation Partnership Project (3GPP) promulga la norma UMTS. Esta solicitud se concentra en sistemas WCDMA por sencillez pero se comprenderá que los principios descritos en esta solicitud pueden ser implementados en otros sistemas de comunicación digital.
WCDMA (wideband CDMA) está basado en técnicas de espectro extendido de secuencia directa, con códigos de mezcladura de seudo-ruido y códigos de canalización ortogonal que separan las estaciones base y los canales físicos (terminales o usuarios), respectivamente, en la dirección de enlace descendente (base a terminal). Como todos los usuarios comparten el mismo recurso de radio en sistemas de CDMA, es importante que cada canal físico no use más potencia que la necesaria. Esto es conseguido por un mecanismo de control de potencia de transmisión (TPC: transmit power control) en el que, entre otras cosas, estaciones base envían órdenes de control de potencia de transmisión (TPC) a usuarios. Las órdenes de TPC causan que los usuarios aumenten o disminuyan sus niveles de potencia transmitida por incrementos, manteniendo de tal modo las relaciones señal/interferencia de objetivo (SIRs: signal-to-inter-ference ratios) para los canales físicos dedicados entre las estaciones base y los usuarios. La terminología de WCDMA es usada aquí pero se apreciará que otros sistemas tienen terminología correspondiente. Los códigos de mezcladura y canalización y el control de potencia de transmisión son bien conocidos en la técnica.
La Figura 1 representa un sistema 10 de telecomunicación celular de radio móvil que puede ser, por ejemplo, un sistema de comunicación de CDMA o WCDMA. Los controladores de red de radio (RNCs: radio network controllers) 12, 14 controlan diversas funciones de red de radio incluyendo, por ejemplo, establecimiento de portadores de acceso por radio, transferencia en diversidad, etc. Más generalmente, cada controlador de red de radio (RNC) dirige llamadas de estación móvil (MS: Mobile Station), o terminal remoto, por vía de la(s) estación(es) base (BSs: base stations) apropiadas, que comunican entre sí a través de canales de enlace descendente (o sea, base a móvil o directo) y enlace ascendente (o sea, móvil a base o inverso). El controlador de red de radio (RNC) 12 se muestra acoplado a las estaciones base (BSs) 16, 18, 20 y el RNC 14 se muestra acoplado las BSs 22, 24, 26. Cada BS sirve a un área geográfica que puede estar dividida en una o más células. La BS 26 se muestra teniendo cinco sectores S1-S5 de antenas que puede decirse forman la célula de la BS 26. Las BSs están acopladas a sus RNCs correspondientes por líneas telefónicas dedicadas, enlaces de fibra óptica, enlaces de microondas, etc. Ambos RNCs 12, 14 están conectados con redes externas tal como la red telefónica conmutada pública, Internet, etc. a través de uno o más nodos de red de núcleo como un centro conmutador móvil (no mostrado) y/o un nodo de radioservicio en paquetes (no mostrado).
Cuando los terminales de usuarios se mueven con respecto a las estaciones base, y viceversa posiblemente, las conexiones en curso son mantenidas mediante un proceso de traspaso o transferencia. Por ejemplo, en un sistema telefónico celular, cuando un usuario se mueve desde una célula a otra, la conexión de usuario es transferida desde una estación base a otra. Los primeros sistemas de comunicación usaban transferencias duras en la que una estación base de primera célula (que cubre la célula de la que el usuario estaba saliendo) dejaría de comunicar con el usuario justo cuando la segunda estación base (que cubre la célula en la que el usuario estaba entrando) comenzó la comunicación. Los sistemas modernos usan típicamente transferencias suaves en las que un usuario está conectado simultáneamente a dos o más estaciones base. En la Figura 1, las estaciones móviles (MSs) 28, 30 son mostradas comunicando con varias estaciones base (BSs) en situaciones de transferencia en diversidad, MS 28 comunica con las BSs 16, 18, 20 y MS 30 comunica con las BSs 20, 22. Un enlace de control entre los controladores de red de radio (RNCs) 12, 14 permite comunicaciones en diversidad hacia/desde la MS 30 por vía de las BS 20, 22.
Durante las transferencias suaves, los terminales reciben órdenes de control de potencia de transmisión (TPC) desde más de una estación base, y se han desarrollado métodos para manejar conflictos entre órdenes de TCP procedentes de estaciones base diferentes. Se esperan conflictos porque cuando el terminal de usuario sale de una célula, la estación base de esa célula recibe una señal progresivamente más débil y, por tanto, las órdenes de TPC de esa estación base exigen más potencia y, al mismo tiempo, el terminal de usuario puede estar entrando en una célula nueva, y la estación base de la célula nueva recibe una señal progresivamente más fuerte y, por tanto, las órdenes de TPC de la nueva estación base exige menos potencia. En un sistema conforme con 3GPP, el equipo de usuario (UE) combina las órdenes de TPC procedentes de enlaces descendentes fiables con una función O lógica, lo que produce potencia de transmisión reducida de UE si cualquiera de las órdenes fiables dice "HACIA ABAJO" ("DOWN"). Esto se describe en la Sección 5.1.2.2.2.3 de la Publicación 5 (2003) de Especificación Técnica 25.214 (V5.6.0) de 3GPP, Procedimientos de capa física (FDD).
La combinación fiable de TPC de tipo "O" puede ser implementada de modos diferentes en un UE, por ejemplo usando umbrales de fiabilidad que son descritos en "Combinación de órdenes de control de potencia durante transferencia suave en WCDMA" de N. Wilberg, H. Rong, F. Gunnarson y B. Lindoff, Actas de decimocuarto simposio internacional sobre radio comunicación personal, interior y móvil, 2003. Otros aspectos del TPC son descritos en la Patente de EE.UU. nº 6.594.499, de A. Anderson y otros, para "Control de potencia de enlace descendente en una red celular de telecomunicaciones".
La transferencia suave en WCDMA y otros sistemas de comunicación de tercera generación (SG) implica un procedimiento de "Active Set Update-ADD" ("Actualización de equipo activo-SUMAR") que es descrito, por ejemplo, en la Especificación Técnica (TS) 25.214 de 3GPP citada anteriormente. El UE comunica el caso 1A (adición de radioenlace) a la red y el RNC informa a la nueva estación base, nodo B, que comience la sincronización de enlace ascendente (UL: uplink). Cuando un mensaje de acuse de recibo procedente del nodo B es recibido en el RNC, un mensaje de "Active Set Update-ADD" ("Actualización de equipo activo-SUMAR") es transmitido al UE y, simultáneamente, el nuevo nodo B empieza a transmitir en el enlace descendente (DL: downlink). Hasta que la sincronización de enlace ascendente (UL) es conseguida, las órdenes de TPC transmitidas por el nodo B en el nuevo enlace descendente (DL) exigen que el UE aumente su potencia transmitida; según la sección 5.1.2.2.1.2 de la Especificación Técnica (TS) 25.214, la secuencia de órdenes de TPC es ...11111.... El UE recibe y descodifica el mensaje de "Active Set Update-ADD" ("Actualización de equipo activo-SUMAR"), y después de eso la capa física de terminal empieza a combinar la información de enlace descendente (DL), incluyendo las órdenes de TPC, procedente del nodo B y de la estación base "antigua", nodo A.
La sincronización de enlace ascendente (UL) cuando se establece o añade un enlace en transferencia suave puede requerir 100 milisegundos (ms) o incluso más, dependiendo de las condiciones del canal. Este retardo es debido principalmente a que el nodo B no tiene conocimiento del UE, lo que obliga al nodo B a buscar por toda su célula, y a la potencia típicamente baja de la señal de enlace ascendente (UL) recibida por el nodo B y al número reducido de pilotos de canal de control físico dedicado (DPCCH; dedicated physical control channel) de UL, lo que obliga a que un gran número de símbolos sean usados para obtener estimaciones fiables de canal y trayecto.
Para reducir este retardo de tiempo, que contribuye al período durante el que el TPC en el enlace ascendente y el enlace descendente nuevos está en bucle abierto, la capa física (Capa 1) en el nodo B obtiene información de Capa-3 desde el RNC para iniciar la sincronización de UL antes de que el mensaje de "Active Set Update" ("Actualización de equipo activo") de Capa-3 sea transmitido al UE. Aunque la cantidad de mejora debida a esto para el nodo B no es calculada fácilmente, ha habido una indicación en al menos un registro de RNC de un retardo de solo 30 a 40 ms. El UL (nodo B) tiene al menos otras dos ventajas de temporización respecto al DL al establecer la sincronización: el propio mensaje de actualización de conjunto activo tiene una longitud de 20 ms y después el UE necesita tiempo para procesarlo. El tiempo de procesamiento de UE depende de la arquitectura de UE y de la carga actual en las unidades de procesamiento en tiempo real en el terminal. Un retardo adicional de 30 a 50 ms podría ocurrir en un terminal antes de que el terminal empiece a combinar la información de DL en la Capa 1. La suma de estos retardos en el DL es de unos 100 ms, lo que significa que puede esperarse que el comienzo de la sincronización de UL ocurra al menos unos 100 ms antes de que ocurra la sincronización de DL. Sin embargo, el final de la sincronización de UL puede ocurrir después de que el UE ha recibido el mensaje de actualización de conjunto activo y ha comenzado a combinar las órdenes de control de potencia procedentes de la nueva estación base. En esta situación, hay un riesgo de problemas de bucle de control en la forma de picos de potencia de UL, o sea potencia demasiado grande de UL, o depresiones de potencia de UL, o sea potencia demasiado baja de UL.
Experimentos reales (de campo) han mostrado un fenómeno durante transferencias suaves que no es impedido aparentemente por los métodos actuales de TCP. Cuando un terminal o equipo de usuario (UE) establece o añade un enlace de comunicación en una transferencia suave, picos de 20-40 dB en la potencia transmitida de enlace ascendente (UE a base) pueden ser observados si la potencia inicial de enlace descendente (DL) en el enlace nuevo es dispuesta demasiado alta y si el nodo B nuevo falla en conseguir la sincronización de enlace ascendente (UL) dentro de 30 a 40 ms desde el momento que el UE comienza a combinar órdenes de TPC de enlace descendente (o sea, después de recibir y procesar el mensaje de "actualización de conjunto activo").
Los solicitantes han reconocido que el TPC en el UL y el DL de una conexión nueva en una transferencia suave puede funcionar en bucle abierto durante 100 a 200 ms debido al tiempo necesario para sincronización de UL, y tales retardos prolongados parecen ser la causa principal de los picos en la potencia transmitida. Estos picos de potencia son interferencia para otros usuarios y, por tanto, pueden causar problemas para los usuarios y el sistema como un
todo.
Otro problema que parece ser causado por retardos en la sincronización es depresiones en la potencia transmitida de UL. Si es usada potencia demasiado baja de UL, el UL es "suprimido", lo que es un problema de conexión para el UE.
El documento US 2004/0038698 describe un método y aparato que transmite bits de TPC con información inherente de fuera de sincronización y diferencia de potencia de transmisión determinada sobre la base de información de estatus de transferencia suave e información de estatus de fuera de sincronización. Además, también son descritos un método y un aparato asociados que reciben los bits de TPC y controlan la potencia de transmisión consiguientemente.
Sumario
En un aspecto de esta invención, se proporciona un método cuando se establece o añade un enlace en transferencia suave a un nodo B nuevo para detectar si el nodo B ha conseguido la sincronización de enlace ascendente (UL: up-link). Las órdenes de TPC procedentes del enlace nuevo no son incluidas en una combinación de órdenes de TPC hasta que un detector de sincronización de enlace ascendente (UL) no determina que la sincronización de UL ha sido conseguida. Como en muchos sistemas de comunicación, un modelo de órdenes de TCP es transmitido en el nuevo enlace descendente (DL: downlink) mientras el enlace ascendente (UL) del nodo B no esté sincronizado, el detector de sincronización de UL puede determinar si la sincronización ha sido conseguida determinando si el modelo de órdenes de TPC está presente en el nuevo enlace descendente (DL). De este modo, el detector de sincronización de UL reduce la existencia y la magnitud de picos y depresiones indeseados en la potencia transmitida de UL.
En otro aspecto de la invención de los solicitantes, un terminal en un sistema de comunicación incluye un dispositivo que recupera los símbolos de control destinados al terminal, donde los símbolos de control incluyen órdenes de TPC dirigidas al terminal desde al menos un nodo transmisor al que está conectado el terminal y al menos un nodo al que el terminal estaría conectado simultáneamente. El terminal también incluye un combinador de TPC adaptado para recibir órdenes de TPC desde el dispositivo y, basado en las órdenes, generar una orden combinada de TPC que es usada para aumentar o reducir una potencia de transmisión del terminal, y un detector de sincronización de enlace ascendente (UL) adaptado para reconocer un modelo de órdenes de TPC esperado que sea dirigido al terminal desde el al menos un nodo al que el terminal estaría conectado hasta que la sincronización es conseguida en un canal de enlace ascendente (UL) entre el terminal y el al menos un nodo. Si el modelo esperado de órdenes de TPC es reconocido, la orden combinada de TPC no está basada en las órdenes de TPC procedentes del nodo al que el terminal estaría conectado.
En otro aspecto de la invención de los solicitantes, se proporciona un método en un terminal de comunicación para reducir los picos y las depresiones en la potencia transmitida en el enlace ascendente (UL) en un sistema de comunicación cuando el terminal establece o añade un enlace de comunicación en una transferencia suave. El método incluye los pasos de recibir y combinar órdenes de control de potencia de transmisión (TPC) procedentes de un número n-1 de enlaces de comunicación; determinar si la sincronización de enlace ascendente (UL) ha sido conseguida para un enlace de comunicación a ser añadido; si la sincronización de enlace ascendente (UL) no ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser añadido, continuar combinando las órdenes de TPC procedentes de al menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación; y si la sincronización de enlace ascendente (UL) ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser añadido, combinar las órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido con las órdenes de TPC procedentes de al menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación.
En otro aspecto de la invención de los solicitantes, un soporte legible por ordenador contiene un programa de ordenador para reducir los picos y las depresiones en la potencia transmitida en un enlace ascendente (UL) en un sistema de comunicación cuando un terminal establece o añade un enlace de comunicación en una transferencia suave. El programa de ordenador realiza los pasos de determinar si la sincronización de enlace ascendente (UL) ha sido conseguida para un enlace de comunicación a ser añadido; si la sincronización de enlace ascendente (UL) no ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser añadido, causar que sean combinadas las órdenes de control de potencia de transmisión (TPC) procedentes de al menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación; y si la sincronización de enlace ascendente (UL) ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser añadido, causar que las órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido sean combinadas con las órdenes de TPC procedentes de al menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación.
Descripción breve de los dibujos
Las diversas características, objetos y ventajas de la invención de los solicitantes serán comprendidas leyendo esta descripción en conjunción con los dibujos, en los que:
la Figura 1 representa un sistema de comunicación;
la Figura 2 es un esquema de bloques de un receptor de acuerdo con la invención de los solicitantes;
la Figura 3 es un organigrama de un método de acuerdo con la invención de los solicitantes;
las Figuras 4A y 4B muestran la potencia transmitida de UE simulado en un intervalo de ranuras sin y con detección de sincronización de enlace ascendente, respectivamente; y
las Figuras 5A y 5B representan mediciones de campo (reales) por un detector de secuencia de órdenes de TPC.
Descripción detallada
Los solicitantes han reconocido que un modelo previsible de órdenes de TPC es transmitido en el enlace descendente (DL) desde un nuevo nodo B hasta que la sincronización de enlace ascendente (UL) es conseguida en un UE. En un sistema de comunicación según las especificaciones 3GPP, por ejemplo, el modelo puede ser "... 11111 ..." que significa "potencia de transmisión ... hacia arriba, hacia arriba, hacia arriba, hacia arriba, hacia arriba, ...". También puede esperarse que otros sistemas de comunicación tengan modelos previsibles de órdenes de TPC. Por tanto, un UE puede filtrar las órdenes de TPC procedentes del enlace nuevo y después usar el resultado como un detector para la sincronización de UL. Mientras el detector señalice que el UL nuevo no está sincronizado, las órdenes de TPC procedentes de ese enlace no deberían ser combinadas con órdenes de TPC procedentes de otros enlaces.
La Figura 2 es un esquema de bloques de un receptor 200 de acuerdo con la invención de los solicitantes. El receptor 200, tal como un terminal móvil en un sistema de comunicación WCDMA, recibe radioseñales a través de una antena 202 y reduce en frecuencia y muestrea las señales recibidas en un receptor frontal (Fe RX) 204. Las muestras de salida son alimentadas desde el receptor frontal (Fe RX) 204 a un combinador en rastrillo (rake) y estimador 206 de canal que contrae el canal piloto, estima la respuesta a impulso del radiocanal y contrae y combina los ecos recibidos de los datos y símbolos de control recibidos. Una salida del combinador/estimador 2006 es suministrada a un detector 2008 de símbolos que produce información que es procesada adicionalmente como sea apropiado para el sistema de comunicación particular.
La combinación en rastrillo y la estimación de canal son bien conocidas en la técnica. Diversos aspectos de los receptores en rastrillo son descritos en la "Introducción a técnicas contra trayectos múltiples de espectro extendido y su aplicación a la radio digital urbana" de G. Turin, Actas del IEEE, volumen 68, páginas 328 a 353 (marzo de 1.980); la Patente de EE.UU. nº 5.305.349, de Dent, para "Receptor en rastrillo coherente cuantificado"; la Publicación de solicitud de patente de EE.UU. nº 2001/0028677, de Wang y otros, para "Aparato y métodos para selección de retardo de dedos en receptores en rastrillo"; y las Patentes de EE.UU. nº 6.363.104, de G. Bottpmley, para "Método y aparato para cancelación de interferencia en un receptor en rastrillo" y nº 6.801.565, de Wang y otros, para "Métodos y aparato de combinación en rastrillo de etapas múltiples". La estimación de canal es descrita, por ejemplo, en la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. nº 60/519.261, de L. Wilhelmsson, para "Estimación de canal por interpolación adaptable".
El combinador/estimador 206 también recupera símbolos de control, incluyendo las órdenes de TPC procedentes de cada nodo, tal como una estación base, al que el terminal está conectado, y alimenta las corrientes TPC_{1}, TPC_{2}, ..., TPC_{N} de órdenes de TPC a un combinador 210 de TPC que detecta las órdenes de TPC procedentes de cada enlace en el equipo activo. Basado en las órdenes detectadas, el combinador 210 genera una orden combinada de TPC que es usada para aumentar o reducir la potencia de transmisión del terminal. Si solo hay un enlace en el equipo activo, la orden combinada de TPC es justamente la corriente detectada de órdenes de TPC para ese enlace particular. Son conocidos varios métodos para determinar y para combinar órdenes de TPC, como los descritos en la Publicación de solicitud de patente de EE.UU. nº US 2004/0058700, de Nilsson y otros, para "Métodos, receptores y producto de programa de ordenador" para determinar órdenes de control de potencia de transmisión usando interpretación predispuesta.
De vez en cuando, el terminal 200 puede recibir un mensaje de Active Set Update - ADD (ASU ADD) procedente de capas de señalización más altas (Capa 3 o L3), exponiendo que el terminal debería empezar a escuchar y combinar un nuevo enlace descendente. En otras palabras, el terminal entra en transferencia suave si el número de enlaces se hace N=2 o añade un enlace en transferencia suave si el número de enlaces es N>2. Como se ve en la Figura 2, la información de L3 es alimentada al combinador/estimador 206 que empieza a recibir y contraer el enlace descendente (DL) desde el nuevo nodo B, y también al combinador 210 de TPC que se prepara para detectar la corriente de órdenes de TPC procedente del nuevo enlace descendente (DL). Es importante observar que las órdenes de TPC del nuevo DL no están incluidas en la combinación de TPC del combinador 210.
Como se ve en la Figura 2, la información de ASU ADD de L3 también es transmitida a un filtro 212 de sincronización de enlace ascendente (UL), que es un filtro adaptado al modelo de órdenes de TPC esperado desde el nuevo nodo B hasta que es conseguida la sincronización de enlace ascendente (UL). Las órdenes detectadas filtradas de TPC procedentes del enlace nuevo son alimentadas a una unidad 214 de control que decide, basada en las órdenes filtradas, si la sincronización de UL ha sido conseguida o no. Como es indicado por las líneas de trazos, el filtro 212 y la unidad 214 de control, en la realización ejemplar representada en la Figura 2, pueden ser considerados un detector 216 de sincronización de UL. Mientras se determina que la sincronización de UL no ha sido conseguida, la combinación de TPC implementada por el combinador 210 incluye solo los N-1 enlaces "antiguos"; cuando la unidad 214 de control determina que la sincronización de UL ha sido conseguida, la unidad de control proporciona una señal adecuada al combinador 210. En respuesta a la señal procedente de la unidad 214 de control, el combinador 210 empieza a incluir las órdenes de TPC procedentes del enlace nuevo en su combinación de TPC. Por supuesto, se apreciará que la presencia o ausencia de una señal procedente de la unidad 214 de control como una indicación de sincronización o no es simplemente una cuestión de elección de diseño. Por consiguiente, se reduce el riesgo de picos de potencia de enlace ascendente (UL) cuando se establece o añade un enlace en transferencia suave.
La Figura 3 es un organigrama de un método de acuerdo con la invención de los solicitantes. En un estado inicial, las órdenes de TPC procedentes de un número N-1 de enlaces pueden ser recibidas y combinadas (bloque 302). Un mensaje, tal como un mensaje de ASU ADD, es recibido (bloque 304) y es iniciado o habilitado un detector de sincronización de UL para el enlace a ser añadido (bloque 306). En el bloque 308, se toma una decisión sobre si la sincronización de Ul ha sido detectada; si no, el flujo de proceso vuelve en bucle así que la decisión es tomada nuevamente con un intervalo de tiempo adecuado, por ejemplo dos ranuras de tiempo. Si la decisión indica que la sincronización de UL ha sido detectada, el flujo de proceso avanza tal que las corrientes de órdenes de TPC procedentes de N enlaces son combinadas (bloque 310).
Se apreciará que el filtro 212 de sincronización es un filtro adaptado porque está adaptado a un modelo esperado de órdenes de TPC y, por tanto, el filtro 212 puede tener cualquiera de muchas formas disponibles para filtros adaptados. Por ejemplo, el filtro 212 puede incluir un correlacionador que compara la corriente de órdenes de TPC con una copia de la corriente esperada de órdenes. Tal filtro podría ser implementado convenientemente en pasos de programa ejecutados por un procesador en el receptor 200 o incluso por circuitos empleados por el combinador/estimador 206.
En otra forma de detector de sincronización de UL, el filtro 212 de sincronización puede incluir un acumulador y la unidad 214 de control puede incluir un dispositivo de umbral que funcionan del modo siguiente. Según la especificación de 3GPP, las órdenes de TPC de enlace descendente (DL) puede ser "1", o sea "hacia arriba", hasta que el nuevo enlace ascendente (UL) ha conseguido la sincronización de radioenlace. El acumulador puede formar así la suma, o una indicación de la suma, de un número M de órdenes de TPC, y la unidad de control puede implementar un comparador que compara la suma o su indicación con un umbral. Mientras la suma está próxima a M (supóngase, suma>M-L), el dispositivo de umbral no (o sí) proporciona una señal al combinador 210 para indicar que el nuevo UL no ha conseguido la sincronización. La cantidad M-L es un umbral que puede ser fijado de cualquier modo adecuado (por ejemplo, por software ejecutado por la unidad de control), y los valores de M y L son elegidos basados en un compromiso entre la tasa de error de detección de TPC y la detección fallada.
Suponiendo una tasa de error de detección de TPC (caso más desfavorable) de 15%, actualmente se cree que M=15 (o sea, 15 órdenes "hacia arriba") y L=4 pueden ser buenas elecciones, pero se apreciará que otros valores también pueden ser elegidos. Entonces, el filtro de sincronización puede ser descrito por:
1
donde x_{t} es la salida del acumulador y TPC_{t-k} son estimaciones de las órdenes de TPC (por ejemplo, \pm1) para el enlace nuevo en los instantes t-k. El acumulador (filtro) es inicializado a cero e iniciado en el instante t=t_{0}, donde t_{0} es el instante en el que la información de ASU ADD es conocida para el receptor. Además, como un dispositivo de umbral se puede usar el criterio de decisión lógica siguiente:
la sincronización de UL es conseguida si x_{t-1}\geq11 y x_{t}<11
Si el criterio es así, el acumulador puede ser desconectado y las nuevas órdenes de TPC ser incluidas en la combinación de TPC.
Las Figuras 4A y 4B muestran los resultados de una simulación en la que se supone un canal con desvanecimiento Rayleigh de un trayecto, 3 Km/h, un enlace nuevo es añadido en el número 750 de ranura (o sea, un mensaje de ASU ADD es recibido y procesado en el número 750 de ranura) y la sincronización de UL es conseguida en el número 900 de ranura (o sea, el control de potencia de DL es iniciado en el enlace nuevo). La Figura 4A muestra los resultados de simulación cuando las órdenes de TPC para el enlace nuevo son usadas en la combinación de TPC directamente después de que el TPC ADD es procesado; en otras palabras, la Figura 4A representa técnicas anteriores. La Figura 4B muestra los resultados de simulación cuando las órdenes de enlace nuevo son incluidas en la combinación de TPC solo después de que un detector de sincronización de UL determina que el UL está en sincronización. Como puede verse por una comparación de las Figuras 4A y 4B, el pico de UL durante el tiempo de bucle abierto (números 750-900 de ranuras) es reducido en unos 30 dB, desde un nivel de unos 20 dB hasta un nivel de unos -10 dB.
Como se observó antes y como se describió en la Solicitud de patente de EE.UU. nº 10/445.759 citada anteriormente, el modelo de TPC de DL enviado por un nodo, tal como un nodo B, al UE para control de la potencia de UL puede ser diferente en redes diferentes. Por ejemplo, aunque la especificación de 3GPP indique que debería usarse un modelo de TPC de todas hacia arriba, en cambio una red puede enviar un modelo de basculación, o sea una secuencia de pares (hacia arriba - hacia abajo) que puede incluir órdenes hacia arriba "extra" de vez en cuando. Los modelos de basculación son tratados en la Sección 5.1.2.2.1.2 de la Especificación Técnica (TS) 25.214 de 3GPP. Tal modelo de basculación puede ser un problema para el UE, produciendo una potencia decreciente de UL y finalmente un enlace ascendente (UL) "suprimido", o sea una potencia de transmisión demasiado baja de UL. Los modelos de basculación han sido populares en algunas redes a pesar de su contribución al problema de llamadas perdidas en algunos casos, y tales modelos de basculación pueden continuar siendo usados en el futuro. Como un modelo de todas hacia arriba, un modelo de basculación puede ser detectado por el UE y ser emprendida acción apropiada, lo que producirá un ajuste apropiado de la potencia de UL y una llamada continuada. En esta situación, el ajuste apropiado de la potencia de UL ocurre cuando las órdenes de TPC procedentes del enlace que ha sido detectado en bucle abierto no son combinadas con las órdenes de TPC procedentes de otros enlaces que están en bucle cerrado.
Como antes, supóngase que +1 designa una orden hacia arriba y que -1 designa una orden hacia abajo, y supóngase que x(k) designa órdenes de TPC de DL (que controlan la potencia de UL) procedentes de un nodo B, donde k es un índice de tiempo (por ejemplo, una ranura de tiempo). Puede observarse que en una red 3GPP, x(k)x(k-1)=-1 si las dos órdenes son diferentes y +1 en caso contrario.
Una secuencia de basculación de órdenes de TPC es detectable formando una señal de detección, que puede ser designada por d(k), donde d(k) = x(k)x(k-1), y alisando la señal de detección con un filtro de paso bajo. Un filtro de paso bajo puede ser implementado convenientemente en software según la expresión siguiente:
df(k)= \alpha df(k-1)+(1- \alpha)d(k)
en la que \alpha es la constante de tiempo del filtro. Se cree actualmente que un valor típico de la constante de tiempo es \alpha = 0,99. El valor de la señal de detección filtrada df(k) estará alrededor de cero si el enlace ascendente (UL) está en sincronización, y adaptará valores negativos cuando empieza un modelo de basculación, con una respuesta determinada por la constante \alpha de tiempo. Por tanto, un umbral es fijado, por ejemplo df(k) \leq- 0,4, y cuando df(k) cruza el umbral, la pérdida de sincronización de UL y el uso de un modelo de basculación son detectados; el UL es considerado en sincronización si df(k)>-0,4.
Se comprenderá que pueden ser usados valores de umbral para la transición en sincronización/fuera de sincronización que difieren de -0,4 y que los valores de señal no necesitan estar en un intervalo de +1 a -1 como se describió. Además, se reconocerá que esta forma de procesamiento puede ser considerada una clase de filtración adaptada y, por tanto, formar la señal d(k) de detección y filtrar en paso bajo puede ser realizado por el filtro 212 de sincronización de UL y comparar la señal de detección filtrada df(k) con un umbral y generar una indicación del resultado de la comparación puede ser realizado por la unidad 214 de control, tanto si estas funcionalidades son implementadas en lógica y circuito o en software ejecutado por un procesador adecuado.
Tal detector de basculación ha sido construido y probado en la realidad con los resultados de medición representados en las Figuras 5A y 5B. El trazo en la Figura 5A indica órdenes x(k) de TPC (filtradas) enviadas por el enlace descendente (DL), y el trazo en la Figura 5B indica la señal de detección filtrada df(k). En la Figura 5B puede verse que la sincronización de enlace ascendente (UL) se pierde en el índice k de tiempo = 90.000. Detectando la pérdida de sincronización de UL, el UE detecta qué nodo B está enviando un modelo de basculación de órdenes de TPC que puede "suprimir" su UL, y el UE puede excluir de o reducir su uso de esas órdenes de TPC en la combinación de TPC.
Hasta el punto que los detectores de secuencias de órdenes de TPC de los solicitantes son filtros adaptados, es necesario que el equipo de usuario (UE) conozca qué filtro adaptado usar, o sea, qué secuencia de órdenes de TPC es esperada. Como se describió antes, las secuencias corrientes son todas hacia arriba y de basculación. El UE puede ser informado de que secuencia esperar de varios modos, por ejemplo mediante inclusión de un elemento de información adecuado en mensajes de descripción de red que pueden ser enviados durante el registro y la autenticación del UE, aunque tal inclusión no es necesaria. Un UE podría procesar órdenes de TPC con varios filtros adaptados diferentes simultáneamente, o incluso en serie, y actuar según el filtro que tiene una respuesta.
Como los picos de potencia de UL son vistos principalmente cuando la potencia de DL nuevo es dispuesta demasiado alta como se describió antes, puede ser ventajoso activar un detector de sincronización de UL solo en tales casos. Refiriéndose nuevamente a la Figura 2, el receptor 200 puede incluir un estimador 402 de relación señal/interferencia (SIR) y una unidad 404 de control que pueden ser usados para comprobar si este es el caso, o sea, si es necesario un detector de sincronización de UL. El estimador 402 de SIR recibe información desde el combinador/estimador 206 que es adecuada para estimar la relación señal/interferencia (SIR) combinada de DL. El estimador 402 proporciona las estimaciones de SIR a una unidad 404 de control que genera una señal de conexión/desconexión (ON/OFF) de detector de sincronización de UL basada en la información de SIR como se describe a continuación, y proporciona la señal de control de conexión/desconexión al filtro 212 de sincronización de UL.
Supóngase que SIR_{t} representa la SIR combinada recibida después de la combinación de n-1 mensajes en su instante t antes de que sea recibido un mensaje de ASU ADD. Supóngase también que un mensaje de ASU ADD es recibido en un instante t+1 y supóngase que la SIR combinada recibida de los N enlaces (o sea, la SIR que incluye el enlace nuevo) es representada por SIR_{t+1}.
Si SIR_{t+1} >> SIR_{t}, es probable que la nueva SIR procedente del DL nuevo sea muy grande y que el filtro de sincronización de UL pueda ser iniciado, lo que es decir que la órdenes de TPC procedentes del enlace nuevo no son incluidas hasta que la sincronización de UL no ha sido detectada. Por consiguiente, la unidad 404 de control proporciona una señal de conexión (ON) al filtro 212 de sincronización de UL. Por otra parte, si SIR_{t+1} < SIR_{t}, es probable que la nueva SIR procedente del DL nuevo esté en un nivel aceptable, y las órdenes de TPC del enlace nuevo pueden ser incluidas. Por consiguiente, la unidad 404 de control proporciona una señal de desconexión (OFF) al filtro 212. Como las estimaciones de SIR pueden ser ruidosas, se apreciará que la unidad 404 de control podría necesitar tomar decisiones de conexión/desconexión (ON/OFF) basadas en versiones filtradas de las estimaciones de SIR.
Métodos para estimar SIRs son bien conocidos en la técnica. La potencia S de señal y la potencia I de interferencia son estimadas usualmente usando símbolos piloto, o sea símbolos conocidos transmitidos por uno o más canales. La estimación de SIR es descrita, por ejemplo, en la Solicitud de patente de EE.UU. nº 10/700.855, de J. Nilsson y otros, para "Estimación de interferencia en sistemas CDMA que usan códigos de mezcladura alternativos", que es incorporada aquí por referencia.
También se ha observado en pruebas de campo (reales) que hay un riesgo no nulo de que un enlace en una transferencia suave (SHO) salga de sincronización después de que el enlace ha estado en sincronización. Si sucede esto, el enlace sería resincronizado usualmente en un procedimiento que es igual que el procedimiento en el caso de sincronización inicial y, por tanto, habrá un riesgo de picos o depresiones grandes de potencia de transmisión de UL. Por tanto, para un receptor puede ser útil detectar si un UL en transferencia suave (SHO) está fuera de sincronización (OoS: out of sync) y, si tal fuera de sincronización (OoS) de UL es detectada, emplear el detector de sincronización de UL descrito anteriormente. Tal detección de fuera de sincronización (OoS) es descrita en la Solicitud de patente de EE.UU. nº 10/840.518, de J. Nilsson y otros, para "Métodos y aparato para información de enlace descendente rápido de fuera de sincronización de enlace ascendente", que fue presentada el 6 de mayo de 2.004.
Otro modo de detectar el fuera de sincronización de UL es hacer funcionar el filtro de fuera de sincronización (OoS) durante, o en paralelo con, la recepción de datos después de que el primer enlace en una transferencia suave está en sincronización. Los parámetros de los filtros de fuera de sincronización (OoS) son ajustados para longitudes mayores de filtros, etc. porque la detección en esta situación es más difícil que la detección de sincronización inicial. Cuando la salida de un filtro correspondiente a un DL particular supera el umbral de fuera de sincronización (OoS), la órdenes de TPC procedentes de ese DL son excluidas de o limitadas en la combinación de TPC. Se apreciará que aunque la Figura 2 representa un filtro 216 de fuera de sincronización (OoS), puede proporcionarse una pluralidad de tales filtros.
Se apreciará que los procedimientos descritos anteriormente son realizados repetitivamente como sea necesario, por ejemplo, para responder a las características variables en el tiempo de canales de comunicación entre transmisores y un receptor. Para facilitar la comprensión, muchos aspectos de la invención de los solicitantes son descritos en términos de secuencias de acciones que pueden ser realizadas, por ejemplo, por elementos de un sistema de ordenador programable. Se reconocerá que diversas acciones podrían ser realizadas por circuitos especializados (por ejemplo, puertas lógicas discretas interconectadas para realizar una función especializada o circuitos integrados específicos de aplicaciones), por instrucciones de programa ejecutadas por uno o más procesadores o por un combinación de ambos.
Además, la invención de los solicitantes puede ser considerada adicionalmente que está materializada totalmente dentro de cualquier forma de soporte de almacenamiento legible por ordenador que tiene almacenado en él un conjunto apropiado de instrucciones para uso por o en conexión con un sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones tal como un sistema basado en ordenador, sistema que contiene procesador u otro sistema que puede traer instrucciones desde un soporte y ejecutar las instrucciones. Como se usa aquí, un "soporte legible por ordenador" puede ser cualquier medio que puede contener, almacenar, comunicar, propagar o transportar el programa para uso por o en conexión con el sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones. El soporte legible por ordenador puede ser, por ejemplo pero no limitado a, un sistema, aparato, dispositivo o soporte de propagación electrónico, magnético, óptico, electromagnético, de infrarrojos o de semiconductor. Ejemplos más específicos (una lista no completa) del soporte legible por ordenador incluyen una conexión eléctrica que tiene uno o más conductores, un disquete de ordenador portátil, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable borrable (EPROM o memoria Flash) y una fibra óptica.
Así, la invención puede ser materializada en muchas formas diferentes, no todas las cuales son descritas anteriormente, y se considera que todas formas tales están dentro del alcance de la invención. Para cada uno de los diversos aspectos de la invención, cualquier forma tal puede ser denominada como "lógica configurada para" realizar una acción descrita o, alternativamente, como "lógica que" realiza una acción descrita.
Se subraya que los términos "comprende" y "comprendiendo", cuando son usados en esta solicitud, especifican la presencia de características, números enteros, pasos o componentes establecidos y no excluyen la presencia o adición de una o más otras características, números enteros, pasos, componentes o grupos de ellos.
Las realizaciones particulares descritas anteriormente son simplemente ilustrativas y no deberían ser consideradas restrictivas de ningún modo. El alcance de la invención es determinado por las reivindicaciones siguientes y todas las variaciones y las equivalentes que caen dentro del intervalo de las reivindicaciones están destinadas a ser incluidas en él.

Claims (21)

1. Un terminal (200) en un sistema de comunicación, comprendiendo:
un dispositivo (206) que recupera los símbolos de control destinados al terminal, en el que los símbolos de control incluyen las órdenes de control de potencia de transmisión (TPC: transmit power control) dirigidas al terminal (200) desde al menos un nodo transmisor al que el terminal está conectado y al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado simultáneamente;
un combinador de TPC (210) adaptado APRA recibir las órdenes de TPC desde el dispositivo (206) y, basado en las órdenes, generar una orden combinada de TPC que es usada para aumentar o reducir una potencia de transmisión del terminal (200);
caracterizado por
un detector (216) de sincronización de enlace ascendente adaptado para reconocer un modelo de órdenes de TPC esperado que sea dirigido al terminal (200) desde el al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado hasta que la sincronización es conseguida en un canal de enlace ascendente entre el terminal (200) y el al menos un nodo;
en el que, si el modelo esperado de órdenes de TPC es reconocido, la orden combinada de TPC no está basada en las órdenes de TPC procedentes del nodo al que el terminal (200) estaría conectado.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El terminal (200) de la reivindicación 1, en el que el detector (216) de sincronización de enlace ascendente es habilitado en respuesta a un mensaje predeterminado dirigido al terminal (200).
3. El terminal (200) de la reivindicación 2, en el que el detector (216) de sincronización de enlace ascendente comprende un filtro (212) adaptado al modelo esperado de órdenes de TPC y una unidad de control (214) que determina, basada en una salida del filtro, si la sincronización de enlace ascendente ha sido conseguida y que proporciona una señal correspondiente al combinador de TPC (210).
4. El terminal (200) de la reivindicación 2, en el que el detector (216) de sincronización de enlace ascendente incluye un filtro y un dispositivo de umbral; el filtro acumula una pluralidad de órdenes de TPC y genera una señal de salida basada en las órdenes acumuladas; y el dispositivo de umbral compara la señal de salida del filtro con un umbral y genera, basado en la señal de salida, una indicación de si la sincronización de enlace ascendente ha sido conse-
guida.
5. El terminal (200) de la reivindicación 2, en el que el detector (216) de sincronización de enlace ascendente incluye un filtro y dispositivo de umbral; el filtro alisa una señal de detección basado en una pluralidad de órdenes de TPC y genera una señal de salida basado en la señal de detección; y el dispositivo de umbral compara la señal de salida del filtro con un umbral y genera, basado en la señal de salida, una indicación de si la sincronización de enlace ascendente ha sido conseguida.
6. El terminal (200) de la reivindicación 1, en el que el detector (216) de sincronización de enlace ascendente es habilitado cuando una potencia de enlace descendente desde el al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado supera un nivel predeterminado.
7. El terminal (200) de la reivindicación 6, comprendiendo además un estimador (402) de relación señal/interferen-
cia (SIR: signal to inteference ratio) y una segunda unidad de control (404), en el que el estimador (402) de SIR genera estimaciones de la SIR en el enlace descendente desde el al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado, y la segunda unidad de control (404) genera una señal de conexión/desconexión (ON/OFF) para el detector (216) de sincronización de enlace ascendente basada en las estimaciones de SIR.
8. El terminal (200) de la reivindicación 7, comprendiendo además un filtro que alisa las estimaciones de SIR.
9. El terminal (200) de la reivindicación 1, en el que el modelo de órdenes de TPC es esperado que sea dirigido al terminal desde el al menos un nodo al que el terminal (200) estaría conectado hasta que la resincronización es conseguida en el canal de enlace ascendente entre el terminal (200) y el al menos un nodo.
10. El terminal (200) de la reivindicación 1, en el que el dispositivo (206) comprende un receptor en rastrillo (rake).
11. El terminal de la reivindicación 1, en el que el terminal (200) es un teléfono móvil.
12. Un método en un terminal (200) de comunicación para reducir los picos y las depresiones en la potencia transmitida en un enlace ascendente en un sistema de comunicación cuando el terminal (200) establece o añade un enlace de comunicación en una transferencia suave, comprendiendo los pasos de:
recibir y combinar las órdenes de control de potencia de transmisión (TPC) procedentes de un número n-1 de enlaces de comunicación;
caracterizado por
determinar si sincronización de enlace ascendente ha sido conseguida para un enlace de comunicación a ser añadido;
si la sincronización de enlace ascendente no ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser añadido, continuar combinando las órdenes de TPC procedentes de al menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación; y
si la sincronización de enlace ascendente ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser añadido, combinar las órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido con las órdenes de TPC procedentes de al menos algunos de las n-1 enlaces de comunicación.
13. El método de la reivindicación 12, en el que el paso de determinar incluye el paso de filtrar las órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido y es realizado en respuesta a un mensaje predeterminado recibido por el terminal (200).
14. El método de la reivindicación 13, en el que el paso de filtrar incluye el paso de reconocer un modelo de órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido.
15. El método de la reivindicación 12, en el que el paso de determinar incluye los pasos de acumular una pluralidad de órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido, generar una señal de salida basada en las órdenes acumuladas y comparar la señal de salida con un valor de umbral.
16. El método de la reivindicación 12, en el que el paso de determinar incluye los pasos de formar una señal de detección basada en una pluralidad de órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser añadido, alisar la señal de detección, generar una señal de salida basada en la señal de detección alisada y comparar la señal de salida con un valor de umbral.
17. El método de la reivindicación 12, comprendiendo además el paso de estimar una relación señal/interferencia (SIR) en el enlace descendente desde el al menos un nodo al que el terminal estaría conectado, en el que el paso de determinar es realizado basado en la SIR estimada.
18. El método de la reivindicación 17, comprendiendo además el paso de alisar la SIR estimada.
19. El método de la reivindicación 12, en el que el paso de determinar incluye determinar si la sincronización de enlace ascendente ha sido conseguida para un enlace de comunicación a ser resincronizado; si la sincronización de enlace ascendente no ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser resincronizado, continuar combinando las órdenes de TPC procedentes de la menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación; y si la sincronización de enlace ascendente ha sido conseguida para el enlace de comunicación a ser resincronizado, combinar las órdenes de TPC asociadas con el enlace de comunicación a ser resincronizado con las órdenes de TPC procedentes de al menos algunos de los n-1 enlaces de comunicación.
20. El método de la reivindicación 12, en el que el terminal (200) es un teléfono móvil.
21. Un soporte legible por ordenador que contiene un programa de ordenador para realizar el método según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 20.
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