ES2311081T3 - Procedimiento y aparato para llevar a cabo un control de potencia en un sistema de comunicacion movil. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para controlar la energía de transmisión de una estación (4) de comunicación, que comprende: determinar una característica de una trayectoria de propagación entre dicha estación (4) de comunicación y una segunda estación (6) de comunicación; seleccionar un tamaño de paso de control potencia según dicha característica de la trayectoria de propagación; recibir instrucciones de control de potencia de bucle cerrado en dicha estación (4) de comunicación; y ajustar dicha energía de transmisión de dicha estación (4) de comunicación según dichas instrucciones de control de potencia de bucle cerrado y dicho tamaño de paso de control de potencia.
Description
Procedimiento y aparato para llevar a cabo un
control de potencia en un sistema de comunicación móvil.
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La presente invención se refiere a sistemas de
comunicación. Más particularmente, 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 diversas técnicas
para facilitar las comunicaciones en las que están presentes un gran
número de usuarios de sistema. Se conocen en la técnica otras
técnicas de sistema de comunicación de acceso múltiple, tal como el
acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y el acceso múltiple
por división de frecuencia (FDMA). Sin embargo, la técnica de
modulación de espectro ensanchado de CDMA presenta ventajas
significativas frente a estas técnicas de modulación para sistemas
de comunicación de acceso múltiple. El uso de técnicas CDMA en un
sistema de comunicación de acceso múltiple se da a conocer en la
patente estadounidense nº 4,901,307, titulada "SPREAD SPECTRUM
MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL
REPEATERS", transferida al cesionario de la presente invención.
El uso de técnicas CDMA en un sistema de comunicación de acceso
múltiple se da a conocer además en la patente estadounidense nº
5,103,459, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL
WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONSE SYSTEM", transferida al
cesionario de la presente invención.
CDMA por su naturaleza inherente de ser una
señal de banda ancha ofrece una forma de diversidad de frecuencia
ensanchando la energía de la señal sobre un ancho de banda amplio.
Por lo tanto, el desvanecimiento selectivo en frecuencia afecta
sólo a una pequeña parte del ancho de banda de la señal CDMA. La
diversidad espacial o de trayectoria se obtiene proporcionando
múltiples trayectorias de señal a través de enlaces simultáneos
desde un usuario móvil a través de dos o más emplazamientos
celulares. Además, la diversidad de trayectoria puede obtenerse
aprovechando el entorno multitrayectoria a través de procesamiento
de espectro ensanchado permitiendo que una señal que llega con
diferentes retardos de propagación se reciba y procese por separado.
Ejemplos de diversidad de trayectoria se ilustran en la patente
estadounidense nº 5,101,501 titulada "METHOD AND SYSTEM FOR
PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR
TELEPHONE SYSTEM", y en la patente estadounidense nº 5,109,390
titulada "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM", ambas transferidas al cesionario de la presente
invención.
Un procedimiento para la transmisión de voz en
sistemas de comunicación digitales que ofrece ventajas particulares
a la hora de aumentar la capacidad mientras se mantiene una alta
calidad de voz percibida es mediante el uso de codificación de voz
a tasa variable. El procedimiento y aparato de un codificador de voz
de tasa variable particularmente útil se describe detalladamente en
la solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la
presente nº de serie 08/004,484, que es una solicitud de
continuación de la solicitud de patente estadounidense nº de serie
07/713,661, presentada el 11 de junio de 1991, titulada "VARIABLE
RATE VOCODER", transferida al cesionario de la presente
invención.
El uso de un codificador de voz de tasa variable
proporciona tramas de datos de capacidad de datos de voz máxima
cuando dicha codificación de voz proporciona datos de voz a una tasa
máxima. Cuando un codificador de voz de tasa variable proporciona
datos de voz a una tasa inferior a la máxima, hay capacidad sobrante
en las tramas de transmisión. Un procedimiento para transmitir
datos adicionales en tramas de transmisión de un tamaño
predeterminado fijo, en el que la fuente de los datos para las
tramas de datos proporciona los datos a una tasa variable se
describe detalladamente en la solicitud de patente estadounidense en
tramitación junto con la presente nº de serie 08/171,146, que es
una solicitud de continuación de la solicitud de patente
estadounidense nº de serie 07/822,164, presentada el 16 de enero de
1992, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA
FOR TRANSMISSION", transferida al cesionario de la presente
invención. En la solicitud de patente anteriormente mencionada se
da a conocer un procedimiento y aparato para combinar datos de
diferentes tipos desde diferentes fuentes en una trama de datos
para transmisión.
En tramas que contienen menos datos que una
capacidad predeterminada, el consumo de potencia puede reducirse
mediante control de transmisión mediante puerta de un amplificador
de transmisión de modo que sólo se transmiten las partes de la
trama que contienen datos. Además, pueden reducirse las colisiones
de mensajes en un sistema de comunicación si se colocan los datos
en tramas según un proceso pseudoaleatorio predeterminado. Un
procedimiento y aparato para controlar la transmisión mediante
puerta y para colocar los datos en las tramas se da a conocer en la
solicitud de patente estadounidense nº de serie 08/194,823, que es
una solicitud de continuación de la solicitud de patente
estadounidense nº de serie 07/846,312, presentada el 5 de marzo de
1992, titulada "DATA BURST RANDOMIZER", transferida al
cesionario de la presente invención.
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 una estación base.
La estación base en respuesta al nivel de potencia monitorizado
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 da a conocer en la patente
estadounidense nº 5,056,109, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR
CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM", transferida al cesionario de la presente invención.
En un sistema de comunicación que proporciona
datos utilizando un formato de modulación QPSK, puede obtenerse
información muy útil tomando el producto cruzado de las componentes
I y Q de la señal QPSK. Conociendo las fases relativas de las dos
componentes, puede determinarse de manera aproximada la velocidad de
la estación móvil en relación a la estación base. Una descripción
de un circuito para determinar el producto cruzado de las
componentes I y Q en un sistema de comunicación de modulación QPSK
se da a conocer en la solicitud de patente estadounidense nº de
serie 07/981,034, presentada el 24 de noviembre de 1992, titulada
"PILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUIT", transferida al cesionario
de la presente invención.
En una estrategia de transmisión continua
alternativa, si la tasa de transmisión de datos es inferior al
máximo predeterminado, los datos se repiten dentro de la trama de
modo que los datos ocupen toda la capacidad de la trama de datos.
Si se emplea tal estrategia, el consumo de potencia y la
interferencia con otros usuarios puede reducirse durante periodos
de transmisión de datos a menos del máximo predeterminado reduciendo
la potencia a la que se transmite la trama. Esta potencia de
transmisión reducida se compensa mediante la redundancia en el
flujo de datos y puede ofrecer beneficios en el alcance de una
potencia de transmisión máxima fija.
Un problema que aparece al controlar la potencia
de transmisión en la estrategia de transmisión continua es que el
receptor no sabe la tasa de transmisión a priori y por tanto
no conoce el nivel de potencia que debería recibirse. La presente
invención proporciona un procedimiento y aparato para controlar la
potencia de transmisión en un sistema de comunicación de
transmisión continua.
La presente invención es un procedimiento y
aparato nuevo y mejorado para controlar la potencia de transmisión
en bucle cerrado en un sistema de comunicación según las
reivindicaciones adjuntas. Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un control de potencia conveniente que es necesario
para proporcionar una calidad de enlace de comunicación robusto en
condiciones de desvanecimiento.
Además, ha de indicarse que las técnicas de
control de potencia se presentan en la realización ejemplar en un
sistema de comunicación de espectro ensanchado, sin embargo, los
procedimientos presentados pueden aplicarse igualmente para otros
sistemas de comunicación. La realización ejemplar utilizada para el
control de la potencia de transmisión en transmisiones desde una
estación base a una estación remota o móvil también puede aplicarse
al control de la potencia de transmisión en transmisiones desde una
estación remota o móvil a una estación base.
En la realización ejemplar, una estación base
transmite paquetes de datos a una estación móvil. La estación móvil
recibe, demodula y descodifica el paquete recibido. Si la estación
móvil determina que el paquete recibido no puede descodificarse de
manera fiable, ajusta el bit de control de potencia de respuesta de
calidad normalmente en "0" 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.
En la realización ejemplar de la presente
invención, cuando la estación base aumenta su potencia de
transmisión lo hace con un paso relativamente grande en potencia de
transmisión que se supone que es más que adecuado en la mayor parte
de condiciones de desvanecimiento. La estación base disminuye
entonces el nivel de potencia de transmisión a una tasa que
disminuye exponencialmente siempre que los bits de control de
potencia de respuesta de calidad se mantengan en "0". En una
realización alternativa, la estación base responde a una petición de
la estación móvil de potencia de señal adicional aumentando la
potencia de señal de manera incremental.
En una realización mejorada de este sistema de
control de potencia, la estación base determinará si el error
indicado por la estación móvil era de naturaleza aleatoria, en cuyo
caso empezará inmediatamente a disminuir la potencia de transmisión
o si el error era un error resultado de una condición de
desvanecimiento auténtica. La estación base distingue errores de
naturaleza aleatoria de los de una naturaleza prolongada examinando
los patrones de los bits de control de potencia enviados por la
estación móvil. Si el patrón de control de potencia solicita
señales y envía una respuesta de control de potencia de calidad de
un bit en los paquetes que transmite de vuelta a la estación base e
indica que hay una nueva condición de desvanecimiento presente en
la trayectoria de propagación, entonces la estación base se
abstendrá de disminuir la potencia de transmisión.
Una de las fuentes identificadas de cambios
súbitos en la trayectoria de propagación de una estación móvil es
un cambio en la velocidad relativa a la posición de la estación
base. Es decir, si la velocidad hacia la estación móvil o desde la
estación móvil cambia. En la presente invención, la estación móvil
determina que la velocidad relativa a la estación base cambia, y si
es necesario, ajusta los bits de control de potencia para solicitar
potencia adicional desde la estación base para adecuarse al cambio
de velocidad.
En una primera realización ejemplar, la estación
móvil está equipada con un sensor de movimiento que puede operar
sin información desde el velocímetro o tacómetro en el caso de una
estación móvil con base en un automóvil. La estación móvil genera
entonces la señal de control de potencia según la señal desde el
sensor de movimiento.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En una segunda realización ejemplar, la estación
móvil puede detectar un desplazamiento en la señal recibida desde
la estación base para detectar movimiento. En la realización
ejemplar, la estación móvil determina los cambios en la velocidad
relativa midiendo el desplazamiento Doppler en la señal piloto
recibida.
En una tercera realización ejemplar, la estación
base determina la presencia de movimiento detectando cambios en la
señal entrante y ajusta la potencia de transmisión según estos
cambios.
Las características, objetivos y ventajas de la
presente invención resultarán más evidentes a partir de la
descripción detallada expuesta a continuación cuando se toma junto
con los dibujos, en los que los mismos caracteres de referencia se
identifican de manera correspondiente en todos ellos y en los
que:
la figura 1 es una ilustración de un sistema de
telefonía móvil ejemplar;
las figuras 2A-2B son
ilustraciones del aparato de la presente invención; y
la figura 3 es una ilustración de una curva que
ilustra el tiempo de retardo ocurrido en un sistema de control de
potencia de bucle cerrado.
En 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 transmisiones
entre estación 4 base y estación 6 móvil. Puede proporcionarse
información hacia y desde una red de telefonía conmutada pública
(PSTN) al controlador y conmutador 2 del sistema, o puede
proporcionarse hacia 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 2 del sistema, a su
vez, proporciona datos hacia y recibe datos desde la estación 4
base. La estación 4 base transmite datos hacia y recibe datos desde
la estación 6 móvil.
En la realización ejemplar las señales
transmitidas entre estación 4 base y estación 6 móvil son señales de
comunicación de espectro ensanchado, la generación de las formas de
onda de las mismas se describen detalladamente en la patente
estadounidense nº 4,901,307 y la patente estadounidense nº 5,103,459
mencionadas anteriormente. El enlace de transmisión para la
comunicación de mensajes entre estación 6 móvil y estación 4 base se
denomina enlace inverso y el enlace de transmisión para la
comunicación de mensajes entre estación 4 base y estación 6 móvil
se denomina enlace directo. En la realización ejemplar, la presente
invención se utiliza para controlar la potencia de transmisión de
la estación 4 base. Sin embargo, los procedimientos de control de
potencia de la presente invención pueden aplicarse igualmente al
control de la potencia de transmisión de la estación 6 móvil.
En referencia a las figuras
2A-2B, la estación 50 base y la estación 30 móvil
están ilustradas en forma de diagramas de bloques que muestran el
aparato para proporcionar control de la potencia de transmisión de
la estación 50 base de la presente invención. Si un enlace de
comunicación se degrada, entonces la calidad del enlace puede
mejorarse aumentando la potencia de transmisión del dispositivo de
transmisión. En la realización ejemplar de controlar la potencia de
transmisión de la estación 50 base, algunos de los procedimientos
para determinar que la potencia de transmisión de la estación 50
base debería aumentarse incluyen:
(a) detección de la estación móvil de errores de
trama sobre el enlace directo;
(b) la estación móvil detecta que la potencia
recibida es baja sobre el enlace directo;
(c) el alcance de estación móvil a estación base
es grande;
(d) la ubicación de la estación móvil es
pobre;
(e) la estación móvil cambia de velocidad; y
(f) la estación móvil detecta que la potencia
recibida en el canal piloto es baja sobre el enlace directo.
Por el contrario, algunos de los procedimientos
para determinar que la potencia de transmisión de la estación 50
base debería disminuirse incluyen:
(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 sobre el enlace directo;
(c) el alcance estación base a estación móvil es
bajo;
(d) la ubicación de la estación móvil es buena;
y
(e) la estación móvil detecta que la potencia
recibida sobre el canal piloto de enlace directo es alta.
Cuando la estación 50 base detecta una necesidad
de modificar la potencia de transmisión del enlace directo, el
procesador 58 de control envía una señal que especifica una potencia
de transmisión modificada al transmisor 64 (TMTR). La señal de
potencia modificada puede indicar simplemente una necesidad de
aumentar o disminuir la potencia de transmisión o puede indicar una
cantidad de cambio de la potencia de señal o puede ser un nivel de
potencia de señal absoluto. En respuesta a la señal de nivel de
potencia modificado, el transmisor 64 proporciona toda la
transmisión al nivel de potencia de transmisión modificado.
Ha de indicarse que la fuente 60 de datos puede
ser la fuente de datos de módem, fax o de voz. La fuente 60 de
datos puede ser una fuente de tasa variable que varía su tasa de
transmisión trama a trama durante toda la transmisión o puede
variar las tasas sólo cuando se ordena. En la realización ejemplar,
la fuente 60 de datos es un vocoder de tasa variable. El diseño e
implementación de un vocoder de voz de tasa variable se describen
detalladamente en la solicitud nº de serie 08/004,484 anteriormente
mencionada. La salida de la fuente 60 de datos se codifica por un
codificador 62 y se introduce al modulador 63 de tráfico para la
modulación y se introduce al transmisor 64. También se introduce en
el transmisor 65 una señal piloto sincrónica para la
transmisión.
Una necesidad de modificación de la potencia de
transmisión puede indicarse mediante una de las condiciones
enumeradas anteriormente o mediante cualquier combinación de estas
condiciones. Si el procedimiento de control de potencia se basa en
un efecto relacionado con la posición tal como el alcance o la
ubicación de la estación móvil, entonces se proporciona una señal
externa (UBICACIÓN) al procesador 58 de control de la estación 50
base indicativa de la condición de ubicación. La condición de
alcance puede detectarse por la estación 50 base. En una
realización alternativa la condición de alcance puede detectarse por
la estación 30 móvil y transmitirse a la estación 50 base. En
respuesta a la condición de alcance detectada el procesador 58 de
control en la estación 50 base genera una señal de control para
modificar la potencia de transmisión del transmisor 64.
En una implementación de control de potencia de
bucle cerrado, se proporcionan señales de control de potencia desde
la estación 30 móvil a la estación 50 base. La estación 30 móvil
puede determinar la señal de control de potencia según la potencia
recibida o alternativamente según la detección de errores de trama.
La presente invención puede aplicarse igualmente a cualquier factor
de calidad de enlace.
Si el factor de calidad de enlace utilizado es
la potencia recibida, entonces la señal desde la estación 50 base
se recibe en la estación 30 móvil por la antena 38 y se proporciona
al receptor 42 (RCVR) que proporciona una indicación de la potencia
recibida al procesador 46 de control. Si el factor de calidad de
enlace utilizado es la detección de errores de trama; entonces el
receptor 42 convierte de manera descendente y amplifica la señal
proporcionando la señal recibida al demodulador 43 de tráfico. Si la
señal de tráfico va acompañada por una señal piloto con el fin de
proporcionar demodulación coherente, entonces la señal recibida
también se proporciona al demodulador 45 piloto que demodula la
señal según un formato de demodulación piloto y proporciona una
señal de sincronización al demodulador 43 de tráfico. El demodulador
43 de tráfico demodula la señal recibida según un formato de
demodulador de tráfico. En la realización ejemplar, el demodulador
43 de tráfico y el demodulador 45 piloto son demoduladores de
espectro ensanchado CDMA, cuyo diseño se describe en las patentes
estadounidenses nº 4,901,307 y 5,103,459 anteriormente mencionadas.
El demodulador 43 de tráfico proporciona la señal demodulada al
descodificador 44. En una primera realización ejemplar, el
descodificador 44 realiza descodificación con detección de errores
para determinar si se han producido errores. Los descodificadores
con detección/corrección de errores tales como el descodificador
enrejado Viterbi son muy conocidos en la técnica. En una
realización alternativa, el descodificador 44 descodifica la señal
demodulada y entonces recodifica la señal descodificada. El
descodificador 44 compara entonces la señal recodificada con la
señal demodulada para obtener una estimación de la tasa de error de
símbolo de canal. El descodificador 44 proporciona una señal que
indica una tasa de error de símbolo de canal estimada al procesador
46 de control.
El procesador 46 de control compara la potencia
recibida o la tasa de error de símbolo de canal estimada denominada
de forma genérica como el factor de calidad de enlace frente a un
umbral o conjunto de umbrales que pueden ser estáticos o variables.
El procesador 46 de control proporciona entonces la información de
control de potencia o bien al codificador 34 o al codificador 47 de
control de potencia (P.C. ENC.). Si la información de control de
potencia ha de codificarse en la trama de datos, entonces los datos
de control de potencia se proporcionan al codificador 34. Este
procedimiento requiere que se procese una trama completa de datos
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 36 (TMTR) a través del
modulador 35. En una realización alternativa, los datos de control
de potencia pueden simplemente sobrescribir partes de la trama de
datos o pueden colocarse en posiciones vacías predeterminadas en la
trama de transmisión. Si los datos de control de potencia
sobrescriben datos de tráfico, esto puede corregirse entonces
mediante técnicas de corrección de errores hacia delante en la
estación 50 base.
En implementaciones que procesan una trama
completa de datos antes de proporcionar los datos de control de
potencia, el retardo de espera a que se procese una trama completa
no es deseable en condiciones de desvanecimiento rápido. La
alternativa es proporcionar los datos de control de potencia
directamente al modulador 35 donde pueden pincharse en el flujo de
datos saliente. Si los datos de control de potencia se transmiten
sin codificación con corrección de errores, entonces el procesador
46 de control emite los datos de control de potencia directamente
al modulador 35. Si se desea codificación con corrección de errores
para los datos de control de potencia, el procesador 46 de control
emite los datos de de potencia data al codificador 47 de control de
potencia que codifica los datos de control de potencia
independientemente de los datos de tráfico salientes. El codificador
47 de control de potencia 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 salientes
proporcionados desde la fuente 32 de datos a través del codificador
34 al modulador 35. El transmisor 36 convierte de manera ascendente
y amplifica la señal y la proporciona a la antena 38 para su
transmisión a la estación 50 base.
La señal transmitida se recibe en la antena 52
de la estación 50 base y se proporciona al receptor 54 (RCVR) de
datos donde se convierte de manera descendente y se amplifica. El
receptor 54 proporciona la señal recibida al demodulador 55 que
demodula la señal recibida. En la realización ejemplar, el
demodulador 55 es un demodulador de espectro ensanchado CDMA que se
describe detalladamente en las patentes estadounidenses nº 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 de potencia se
proporcionan a un 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 están codificados con una trama completa de datos sino
más bien pinchados en el flujo de transmisión de datos, entonces el
demodulador 55 demodula la señal y extrae los datos de control de
potencia del flujo de datos entrante. Si la señal de control de
potencia no está codificada entonces el demodulador 55 proporciona
los datos de control de potencia directamente al procesador 58 de
control. Si la señal de control de potencia está codificada,
entonces el demodulador 55 proporciona los datos de control de
potencia codificados para al descodificador 55 de control de
potencia (P.C. DEC.). El descodificador 55 de control de potencia
descodifica los datos de control de potencia y proporciona los datos
de control de potencia descodificados al procesador 58 de control.
La señal de control de potencia se proporciona al procesador 58 de
control, que según la señal de control de potencia proporciona una
señal de control al transmisor 64 que indica un nivel de potencia
de transmisión modificado.
Uno de los problemas inherentes a los sistemas
de control de potencia de bucle cerrado es un tiempo de respuesta
relativamente lento, en relación a un sistema de control de potencia
de bucle abierto. Por ejemplo, en un sistema de control de potencia
de bucle cerrado, cuando la estación 50 base transmite una trama con
una energía de transmisión insuficiente a la estación 30 móvil, la
estación 30 móvil recibe y descodifica la trama, determina si la
trama es errónea, prepara un mensaje de control de potencia
indicando el error de trama, entonces transmite el mensaje de
control de potencia a la estación 50 base, que descodifica la trama,
extrae el mensaje de control de potencia y ajusta la potencia de
transmisión del transmisor 64. Esto da como resultado un registro de
tiempo de cuatro tramas antes de que la corrección sea evidente en
la estación 30 móvil. Así, si la trayectoria de propagación se ha
deteriorado, se transmitirían cuatro tramas consecutivas con la
misma energía de trama insuficiente antes de que se transmita una
trama con la energía de trama ajustada. En este periodo de retardo
la condición de desvanecimiento puede haberse mejorado o
deteriorado sustancialmente.
Los siguientes son procedimientos mediante los
cuales mejorar la capacidad de respuesta de un sistema de control
de potencia cerrado. En una primera realización ejemplar de la
presente invención, la estación base supone el peor caso. Es decir,
que la trayectoria de propagación se ha deteriorado durante el
periodo de retardo de cuatro tramas. En respuesta, la estación base
aumenta la energía de transmisión para ese usuario en una cantidad
\DeltaE relativamente significativa de modo que el ajuste será más
que adecuado para garantizar que la trama de potencia ajustada se
recibirá adecuadamente incluso si la trayectoria de propagación se
ha deteriorado entretanto. En la realización ejemplar de un sistema
de comunicación de espectro ensanchado, este aumento en la potencia
a la estación 30 móvil provoca que haya menos potencia 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 tras el aumento inicial. En la
realización ejemplar, la estación base aumenta la energía en una
cantidad \DeltaE fija, mantiene ese valor durante un periodo de
retardo para verificar que el aumento de energía de transmisión ha
sido efectivo y entonces disminuye la energía de transmisión según
una función lineal definida a trozos predeterminada como se ilustra
en la figura 3.
La figura 3 ilustra un trazado de la energía (E)
de transmisión en relación al tiempo. En el punto A la estación 50
base aumenta la energía de transmisión en respuesta a una petición
de ajuste de potencia desde la estación 30 móvil. La estación 50
base aumenta la energía de transmisión en una cantidad \DeltaE en
el punto B. La estación 50 base mantiene la transmisión a esa
energía de transmisión durante un periodo de retardo predeterminado
y entonces reduce la energía de transmisión a una tasa de reducción
rápida para un número predeterminado de tramas en el punto C. En el
punto C, al indicar todavía el mensaje de control de potencia desde
la estación 30 móvil un exceso de energía de transmisión, la
estación 50 base continúa disminuyendo la energía de transmisión,
sin embargo, la tasa de disminución es inferior. De nuevo, la
estación 50 base disminuye a una tasa intermedia de disminución
durante un número predeterminado de tramas hasta el punto D. En el
punto D la tasa de disminución se reduce de nuevo a una tasa de
disminución final a la que la energía de transmisión continuará
disminuyendo hasta que la estación 50 base alcance algún valor
mínimo o vuelva a recibir una alerta por otra petición de ajuste de
potencia desde la estación 30 móvil, lo que ocurre en el punto E.
Este ajuste de potencia continúa durante toda la duración del
servicio proporcionado.
La estación 50 base lleva a cabo el ajuste de la
energía de transmisión con el conocimiento de que después de que la
energía de transmisión se haya aumentado, habrá un retardo antes de
que la información de control de potencia recibida refleje el
cambio en la potencia de transmisión de enlace directo. Si el canal
de propagación empeora repentinamente, la estación 50 base recibirá
una serie de peticiones de control de potencia consecutivas, y
habrá un retardo antes de que las peticiones de ajuste de potencia
respondan al cambio en la energía de transmisión de enlace directo.
Durante este periodo de retardo, la estación 50 base no debería
continuar aumentando la energía de transmisión para cada petición
de ajuste de potencia recibida. Por este motivo el nivel de potencia
se mantiene constante durante un periodo de retardo predeterminado,
como se ilustra en el periodo tras el punto B de la figura 3.
Ha de indicarse también que los errores en un
sistema de comunicación móvil entran en dos tipos. Los aleatorios y
los que son resultado de un cambio en la trayectoria de propagación.
En la realización ejemplar, cuando la estación 50 base recibe una
petición de ajuste de potencia, aumenta la potencia de transmisión
en \DeltaE como se ha descrito previamente. Entonces ignora las
peticiones de ajuste de potencia y mantiene el mismo nivel de
potencia aumentada durante el periodo de retardo. En una realización
alternativa, la estación 50 base ajusta la potencia según cada
mensaje de control de potencia. Sin embargo, normalmente se
utilizarían cambios más pequeños. Esto minimiza el impacto de
errores aleatorios.
Una de las principales influencias que resultan
en cambios en las características de la trayectoria de propagación
entre estación 30 móvil y estación 50 base es el movimiento por la
estación 30 móvil hacia o desde la estación 50 base. La estación 30
móvil puede proporcionar a la estación 50 base información que
indica que la velocidad de la estación móvil está cambiando o puede
proporcionar de hecho su velocidad con respecto a la estación 50
base. Si la estación móvil proporciona simplemente una indicación de
que su velocidad está cambiando, puede proporcionar la información
como una señal de petición de ajuste de potencia en anticipación de
un cambio en la calidad de la trayectoria de propagación.
En una primera realización, la estación 30 móvil
puede detectar el cambio en la velocidad proporcionando un sensor
que opera según una señal desde el tacómetro o velocímetro de un
automóvil (no mostrado). En una realización alternativa, la
estación 30 móvil determina o un cambio en la velocidad relativa de
la estación móvil/base o la velocidad absoluta mediante cambios en
la señal recibida desde la estación 50 base. La estación 30 móvil
puede detectar un cambio en la velocidad o medir la velocidad
relativa absoluta midiendo el efecto Doppler sobre la señal
entrante desde la estación 50 base. En una realización alternativa,
la estación 50 base también puede detectar un cambio en el cambio
de velocidad relativo de la estación móvil/base o medir la velocidad
relativa absoluta midiendo el efecto Doppler sobre la señal
entrante desde la estación 30 móvil.
La señal de tráfico proporcionada por la
estación 50 base puede ir acompañada de una señal piloto con el fin
de proporcionar demodulación coherente de la señal de tráfico
recibida. El uso de una señal piloto se describe en las patentes
estadounidenses nº 4,901,307 y 5,103,459, y la estación 30 móvil
puede detectar alternativamente cambios en la velocidad relativa
del desplazamiento Doppler de la señal piloto.
En una realización preferida, cuando la estación
50 base conoce la velocidad de la estación 30 móvil y variará el
valor del cambio incremental en la energía de transmisión,
\DeltaE, variará según esta velocidad. La determinación del valor
de \DeltaE puede llevarse a cabo de manera algorítmica o mediante
una tabla de consulta en el procesador 46 de control.
Si la estación 50 base transmite una señal
piloto junto con la señal de tráfico, la señal piloto puede
considerarse como una señal de tráfico que lleva un flujo de bits
predeterminado conocido por la estación 30 móvil. La estación 30
móvil demodula el canal piloto en el demodulador 45 piloto con el
fin de obtener información de sincronización para hacer que la
estación 30 móvil lleve a cabo una demodulación coherente del canal
de tráfico. Debido a que el canal piloto y el canal de tráfico se
proporcionan a través de trayectorias de propagación similares si
no idénticas, hay una fuerte correlación entre la intensidad de la
señal piloto recibida y la intensidad 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, el retardo entre
la recepción de la señal transmitida desde la estación 50 base y la
generación de la señal de control de potencia puede reducirse.
En referencia a las figuras
2A-2B, el modulador 65 piloto proporciona una señal
piloto al transmisor 64 y el transmisor 64 de la estación 50 base
proporciona la señal piloto junto con la señal de tráfico a la
antena 52 para su radiodifusión a la estación 30 móvil. La señal
transmitida se recibe en la antena 40 y se proporciona al receptor
42. El receptor 42 convierte de manera descendente y amplifica la
señal piloto y proporciona la señal piloto recibida al demodulador
45 piloto, genera una estimación de calidad de la señal piloto
demodulada y la proporciona al procesador 46 de control. El
procesador 46 de control genera una señal de control de potencia
según la estimación de calidad de la señal piloto demodulada y la
operación procede como se ha descrito anteriormente.
La descripción anterior de las realizaciones
preferidas se proporciona para que un experto en la técnica pueda
llevar a cabo o usar la presente invención. Las diversas
modificaciones de estas realizaciones resultarán evidentes
fácilmente para los expertos en la técnica, y los principios
genéricos definidos en el presente documento pueden aplicarse a
otras realizaciones sin necesidad de realizar actividad inventiva
alguna. Por tanto, la presente invención no pretende estar limitada
a las realizaciones mostradas en el presente documento sino que ha
de concedérsele el más amplio alcance en consistencia con los
principios y características novedosas dados a conocer en el
presente documento según las reivindicaciones adjuntas.
Claims (16)
1. Un procedimiento para controlar la energía de
transmisión de una estación (4) de comunicación, que comprende:
determinar una característica de una trayectoria
de propagación entre dicha estación (4) de comunicación y una
segunda estación (6) de comunicación;
seleccionar un tamaño de paso de control
potencia según dicha característica de la trayectoria de
propagación;
recibir instrucciones de control de potencia de
bucle cerrado en dicha estación (4) de comunicación; y
ajustar dicha energía de transmisión de dicha
estación (4) de comunicación según dichas instrucciones de control
de potencia de bucle cerrado y dicho tamaño de paso de control de
potencia.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho tamaño de paso de control de potencia se determina
según la velocidad relativa entre dicha estación (4) de comunicación
y dicha segunda estación (6) de comunicación.
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho tamaño de paso de control de potencia se determina
según la detección de errores de trama en un enlace directo.
4. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho tamaño de paso de control de potencia se determina
según la detección de potencia recibida de enlace directo baja.
5. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho tamaño de paso de control de potencia se determina
según la distancia entre dicha estación (4) de comunicación y dicho
segundo sistema (6) de comunicación.
6. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho tamaño de paso de control de potencia se determina
según una determinación de que dicha segunda estación (6) de
comunicación está ubicada de manera desfavorable.
7. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho tamaño de paso de control de potencia se determina
según una determinación de que una intensidad piloto de enlace
directo recibida es baja.
8. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dichas instrucciones de control de potencia son
instrucciones de un bit que solicitan a la estación (4) de
comunicación que aumente o disminuya la energía de transmisión de
la estación (4) de comunicación.
9. Un aparato para controlar la energía de
transmisión de una estación (50) de comunicación, que comprende:
un receptor (54) configurado para recibir una
característica de una trayectoria de propagación entre dicha
estación (50) de comunicación y una segunda estación (30) de
comunicación y para recibir instrucciones de control de potencia de
bucle cerrado de la segunda estación (30) de comunicación; y
un procesador (58) configurado para ajustar la
energía de transmisión de dicha estación (50) de comunicación según
un tamaño de paso correspondiente a dicha característica y para
modificar la energía de transmisión ajustada según dichas
instrucciones de control de potencia de bucle cerrado.
10. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dicho tamaño de paso se determina según la velocidad relativa
entre dicha estación (50) de comunicación y dicha segunda estación
(30) de comunicación.
11. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dicho tamaño de paso se determina según la detección de errores
de trama sobre un enlace directo.
12. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dicho tamaño de paso se determina según la detección de
potencia recibida de enlace directo baja.
13. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dicho tamaño de paso se determina según la distancia entre
dicha estación (50) de comunicación y dicho segundo sistema (30) de
comunicación.
14. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dicho tamaño de paso se determina según una determinación de
que dicha segunda estación (30) de comunicación está ubicada de
manera desfavorable.
15. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dicho tamaño de paso se determina según una determinación de
que una intensidad piloto de enlace directo recibida es baja.
16. El aparato según la reivindicación 9, en el
que dichas instrucciones de control de potencia son instrucciones
de un bit que solicitan a la estación (50) de comunicación que
aumente o disminuya la energía de transmisión de la estación (50)
de comunicación.
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