ES2317545T3 - Seleccion de retransmision asistida por movil en un sistema de telecomunicaciones. - Google Patents

Seleccion de retransmision asistida por movil en un sistema de telecomunicaciones. Download PDF

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ES2317545T3 ES06755025T ES06755025T ES2317545T3 ES 2317545 T3 ES2317545 T3 ES 2317545T3 ES 06755025 T ES06755025 T ES 06755025T ES 06755025 T ES06755025 T ES 06755025T ES 2317545 T3 ES2317545 T3 ES 2317545T3
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Abstract

Un método para operar una estación móvil (240) en un sistema de telecomunicaciones (225), comprendiendo el método: comunicarse directamente con una estación base (220) a través de un primer canal; caracterizado por recibir una instrucción para difundir una ráfaga; difundir una ráfaga (513) para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235), usándose la ráfaga para medir características indicativas de una calidad de recepción que permita la selección de la estación de retransmisión más pertinente; y establecer una conexión por un segundo canal con una de la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235); comunicarse indirectamente con la estación base (220) a través del segundo canal establecido con dicha una de la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).

Description

Selección de retransmisión asistida por móvil en un sistema de telecomunicaciones.
Antecedentes
La invención se refiere a sistemas de telecomunicación móvil, más particularmente a sistemas de telecomunicación móvil en los que unos terminales móviles se comunican con estaciones base fijas por medio de estaciones de retransmisión, e, incluso más particularmente, a la selección de la más adecuada de entre una serie de estaciones de retransmisión para uso en comunicaciones entre un terminal móvil y una estación base. Otros aspectos se refieren a arquitecturas para sistemas de telecomunicación móvil que emplean estaciones base y estaciones de retrans-
misión.
Los sistemas de comunicación celular que han evolucionado a partir de sistemas de tercera generación (3G) y de cuarta generación (4G) pueden proporcionar velocidades de datos que superan ampliamente 25 Mb/s, quizá incluso superando 100 Mb/s. Para que un receptor en un sistema de esta clase sea capaz de funcionar con una tasa de error aceptable, se requiere una relación señal/ruido (SNR) por bit (Eb/N0) mínima. Cuál es la Eb/N0 mínima depende de los esquemas de modulación y codificación empleados, y ésta es del orden de 5dB para sistemas de Manipulación de Desplazamiento de Fase en Cuadratura (QPSK), pero puede ser tan alta como 25dB para esquemas de modulación complejos como una Modulación de Amplitud en Cuadratura-64 (64-QAM). La energía por bit, Eb, es proporcional a la potencia recibida P_{rx} e inversamente proporcional a la velocidad de datos R según:
Eb = P_{rx} - R \ dB \ Julio
La potencia recibida P_{rx} está relacionada con la potencia transmitida P_{tx}, la ganancia de antena G y la pérdida de propagación PL causada por la distancia y otros efectos de propagación de radio según:
P_{rx} = P_{tx} + G - PL \ dB \ Julio
Cuanto mayor es la velocidad de datos R, más se ha de aumentar la potencia recibida P_{rx} para mantener la energía recibida por bit Eb a un nivel mínimo aceptable a fin de garantizar una tasa de error de bit (BER) aceptable. Dado que la potencia de salida P_{tx} de los transmisores es limitada (especialmente en estaciones móviles debido a limitaciones de batería y capacidades de disipación de calor limitadas), la potencia recibida aumentada debe lograrse aumentando la ganancia o disminuyendo la pérdida de la ruta. La ganancia puede aumentarse usando antenas direccionales. Se requieren antenas adaptativas inteligentes dado que la posición de la estación móvil cambia con respecto a estación base. Alternativamente, o además, se despliegan estaciones base extras para reducir la distancia entre el terminal móvil y la estación base más cercana.
La escisión en células es un método conocido para disminuir la distancia entre la estación base (BS) y la estación móvil (MS). La idea de la escisión en células es hacer que más de un emplazamiento de célula sirva a un área geográfica particular. Cada emplazamiento de célula puede cubrir así un área más pequeña y, en consecuencia, emplear niveles de potencia inferiores, lo cual, a su vez, crea la oportunidad de reutilizar más veces frecuencias dentro de un sistema dado. Hasta ahora, los operadores de área geográfica han aplicado la escisión en células para aumentar la capacidad de sus sistemas. En la siguiente generación de sistemas celulares, la escisión en células se aplicará para reducir la distancia de estación móvil a estación base.
La escisión en células es costosa para los operadores de sistemas. Requiere equipo de estación base adicional así como bienes inmobiliarios en los cuales colocar las estaciones base. Por tanto, se está considerando el uso de estaciones de retransmisión (RSs) como un sustitutivo del equipo de estación base adicional. En vez de una estación base totalmente funcional, la estación de retransmisión recibe y reenvía simplemente las señales entre la estación base y la estación móvil. La figura 1 ilustra una disposición ejemplar que comprende una célula 125 que tiene una estación base 120, una estación móvil 140 y varias estaciones de retransmisión 130,...,135. Dado que las posiciones relativas de las estaciones de retransmisión con respecto a la estación base son fijas, pueden usarse antenas direccionales sencillas entre la estación base 120 y cada una de las estaciones de retransmisión 130,...,135. Cada una de las estaciones de retransmisión 130,...,135 y la estación base 120 pueden comunicarse, por tanto, con velocidades de datos muy altas sin necesidad de una potencia de transmisión excesiva. Dado que la distancia entre la estación móvil 140 y la más cercana de las estaciones de retransmisión 130,...,135 es limitada, puede soportarse una comunicación de alta velocidad de datos entre la estación móvil 140 y la estación de retransmisión 130,...,135 sin el uso de una potencia de transmisión excesiva. Pueden encontrarse más antecedentes de sistemas celulares con estaciones de retransmisión en R. Pabst y otros, "Conceptos de despliegue basado en retransmisión para radio inalámbrica y de banda ancha móvil", IEEE Comm. Magazine, volumen 42, número 9, páginas 80-89, 2004. Al usar antenas direccionales para la ruta larga (relativamente) entre la estación base 120 y cada una de las estaciones de retransmisión 130,...,135 y al usar antenas omnidireccionales para la ruta corta (relativamente) entre la estación de retransmisión 130,...,135 y la estación móvil 140, se aumentan la capacidad y el rendimiento por usuario al tiempo que se minimiza la interferencia mutua entre estaciones base y estaciones de retransmisión.
\newpage
Se ha estudiado en el pasado la selección de una estación de retransmisión. Véase, por ejemplo, V. Sreng y otros, "Estrategias de selección de retransmisión en redes celulares con retransmisión de par a par", IEEE VTC Otoño 2003, Orlando, FL, Octubre 2003. Los criterios de selección pueden ser la distancia, la ruta de propagación, la relación portadora/ruido (C/N) o la relación portadora/interferencia (C/I) o una combinación de cualquiera de éstas. Sin embargo, con el fin de realizar el proceso de selección, ha de implementarse una característica de red que incluya procedimientos de medición para soportar el proceso de selección.
El documento D1 WO2005/025110 describe un método y un aparato para comunicaciones posibilitadas por retransmisión. Tras la recepción de una petición procedente de una estación móvil en un emplazamiento base, éste selecciona, basándose, por ejemplo, en las necesidades de una aplicación dada, ciertos recursos de retransmisión para comunicación.
El documento D2 EP1126636 describe un método de selección de repetidor para un sistema de comunicación por radio. La selección se ejecuta por un repetidor principal. Una estación móvil difunde una petición de conexión a todos los repetidores y se envían condiciones de recepción al repetidor principal y éstas se emplean para seleccionar el repetidor más adecuado para comunicación.
En una red celular convencional, las estaciones base difunden una canal de control (BCCH) o un canal baliza. La estación móvil puede usar este BCCH para obtener información necesaria para sincronizarse ella misma con la red, registrarse en el sistema y realizar y aceptar llamadas. El indicador de intensidad de señal recibida (RSSI) y la calidad del BCCH pueden usarse como parámetros en el procedimiento de selección de estación base. Para una selección adecuada de la estación de retransmisión, ésta podría también difundir un BCCH. Sin embargo, esto cargaría innecesariamente el sistema y emplearía pródigamente recursos de espectro escasos. Aunque únicamente se requiere para soporte de establecimiento y conmutación de llamada, que son eventos relativamente infrecuentes, el BCCH se transmitiría continuamente por las estaciones de retransmisión.
Además, la planificación del canal BCCH (asignación de frecuencia o de código) para las estaciones de retransmisión sería una pesadilla para los operadores.
En consecuencia, es deseable proporcionar un mecanismo alternativo para seleccionar adecuadamente una estación de retransmisión de entre una serie de estaciones de retransmisión para que sea usada como un conducto para comunicaciones entre estaciones móviles y estaciones base.
Sumario
Se deberá enfatizar que los términos "comprende" y "que comprende", cuando se emplean en esta memoria, se usan para especificar la presencia de características, números enteros, pasos o componentes enunciados; pero el uso de estos términos no impide la presencia o adición de una o más de otras características, números enteros, pasos, componentes o grupos de los mismos.
Según un aspecto de la presente invención, los anteriores y otros objetos se logran con métodos y aparatos para operar de manera diversa estaciones móviles, estaciones de retransmisión y estaciones base de un sistema de telecomunicaciones. Según un aspecto, un método para operar una estación móvil comprende comunicarse directamente con una estación base a través de un primer canal; recibir una instrucción para difundir una ráfaga; difundir una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión; usándose la ráfaga para medir características indicativas de una calidad de recepción que permita la selección de la estación de retransmisión más pertinente; establecer una conexión con una de la pluralidad de estaciones de retransmisión; y comunicarse indirectamente con la estación base a través del segundo canal establecido con dicha una de la pluralidad de estaciones de retransmisión.
En algunas realizaciones, la comunicación a través del primer canal se desarrolla a una primera velocidad; la comunicación a través del segundo canal se desarrolla a una segunda velocidad; y la segunda velocidad es más alta que la primera velocidad.
En otro aspecto, antes de difundir la ráfaga para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión, la estación móvil solicita una conexión de mayor velocidad a la estación base. La estación base puede responde proporcionando instrucciones a la estación móvil, en donde las instrucciones enseñan a la estación móvil a difundir la ráfaga para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión.
La ráfaga puede transmitirse por un canal que está dedicado a transmisiones de ráfagas para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión. Alternativamente, la ráfaga puede retransmitirse durante un segmento de tiempo fijo que está dedicado a transmisiones de ráfagas para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión.
En aún otro aspecto, el primer canal puede mantenerse de manera concurrente con el segundo canal, y el primer canal puede ser usado para comunicar información de control directamente con la estación base. En algunas realizaciones, se usa el primer canal para comunicar toda la señalización de control entre la estación móvil y la estación base; y el segundo canal se usa para comunicar únicamente tráfico de usuario entre la estación móvil y la estación base. Alternativamente, el primer canal puede usarse para comunicar únicamente señalización de control relacionada con la movilidad y el establecimiento/liberación de conexión entre la estación móvil y la estación base; y puede usarse el segundo canal para comunicar tráfico de usuario y señalización de control asociada con el tráfico de usuario entre la estación móvil y la estación base.
En otros aspectos, el funcionamiento de un estación de retransmisión en un sistema de telecomunicaciones comprende explorar en busca de una ráfaga que se difundió por una estación móvil; recibir la ráfaga; medir una o más características de la ráfaga recibida que sean indicativas de una calidad de recepción; y usar un enlace directo con una estación base de un sistema de telecomunicaciones para comunicar información indicativa de la calidad de recepción.
En otro aspecto relacionado con el funcionamiento de una estación de retransmisión, tras comunicar información indicativa de la calidad de recepción a la estación base, la estación de retransmisión recibe instrucciones procedentes de la estación base, en donde las instrucciones enseñan a la estación de retransmisión a establecer una conexión directa con la estación móvil, en donde la estación de retransmisión usa la conexión directa con la estación móvil para retransmitir comunicaciones intercambiadas entre la estación móvil y la estación base.
La exploración en busca de la ráfaga puede comprender, por ejemplo, explorar continuadamente en un canal de acceso aleatorio en busca de ráfagas procedentes de la estación móvil. Alternativamente, la exploración en busca de la ráfaga puede comprender recibir una o más instrucciones desde la estación base y, en respuesta a las una o más instrucciones, explorar en un canal de acceso aleatorio buscando ráfagas procedentes de la estación móvil.
En otros aspectos, el funcionamiento de una estación base en un sistema de telecomunicación móvil comprende comunicar directamente con una estación móvil a través de un primer canal; recibir una petición de una conexión de mayor velocidad desde la estación móvil; instruir a la estación móvil para que difunda una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión; recibir, desde cada una de las una o más estaciones de retransmisión, información indicativa de una calidad de recepción de la ráfaga procedente de la estación móvil; usar la información de cada una de las una o más estaciones de retransmisión como base para seleccionar una de cada una o más de las estaciones de retransmisión; y comunicar indirectamente con la estación móvil a través de la estación de retransmisión seleccionada.
En otro aspecto, antes de comunicar indirectamente con la estación móvil a través de la estación de retransmisión seleccionada, la estación base da instrucciones a la estación de retransmisión seleccionada para que establezca una conexión directa con la estación móvil.
En aún otro aspecto, en respuesta la recepción de la petición de la conexión de mayor velocidad procedente de la estación móvil, la estación base da instrucciones a una o más estaciones de retransmisión para que exploren en busca de una ráfaga que ha de ser difundida por la estación móvil.
Las una o más estaciones de retransmisión pueden ser, por ejemplo, todas las estaciones de retransmisión con las que puede comunicarse la estación base. Alternativamente, las una o más estaciones de retransmisión pueden seleccionarse de entre todas las estaciones de retransmisión con las que la estación base puede comunicarse basándose en la localización de una estación de retransmisión con respecto a la localización de una estación móvil.
En aún otro aspecto relacionado con el funcionamiento de una estación base, una estación base se comunica indirectamente con un estación móvil a través de una primera estación de retransmisión; da instrucciones a la estación móvil para que difunda una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión; recibe, desde cada una de las una o más estaciones de retransmisión, información indicativa de una calidad de recepción de la ráfaga procedente de la estación móvil; y usa la información de cada una de las una o más estaciones de retransmisión como base para seleccionar una de las una o más estaciones de retransmisión. Si la estación de retransmisión seleccionada no es la primera estación de retransmisión, la estación base proporciona a la estación móvil instrucciones que harán que la estación móvil se comunique indirectamente con la estación base a través de la estación de retransmisión seleccionada.
En aún otro aspecto, las instrucciones que harán que la estación móvil se comunique indirectamente con la estación base a través de la estación de retransmisión seleccionada identifican un canal físico que se ha de usar por la estación móvil.
Breve descripción de los dibujos
Los objetos y ventajas de la invención se comprenderán leyendo la siguiente descripción detallada junto con los dibujos, en los que:
La figura 1 ilustra una disposición ejemplar en un sistema de telecomunicaciones móviles que comprende una célula 125 con una estación base 120, una estación móvil 140 y varias estaciones de retransmisión 130,...,135.
La figura 2 es un diagrama de una estación móvil que funciona en una célula que incluye una estación base y una serie de estaciones de retransmisión.
La figura 3 es un diagrama de una estación móvil que transmite paquetes de acceso aleatorio según un aspecto de la invención.
La figura 4 es un diagrama de dos conexiones de alta velocidad que están estableciéndose - una primera conexión entre una estación base y una estación de retransmisión, y una segunda conexión entre una estación de retransmisión y una estación móvil.
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra unos pasos realizados según una realización ejemplar.
Descripción detallada
Las diversas características de la invención se describirán ahora con referencia a las figuras, en las que partes iguales son identificadas con los mismos caracteres de referencia.
Los diversos aspectos de la invención se describirán ahora con mayor detalle en relación con una serie de realizaciones ejemplares. Para facilitar una comprensión de la invención, se describen muchos aspectos de la invención en términos de secuencias de acciones a ejecutar por elementos de un sistema de ordenador. Se reconocerá que en cada una de las realizaciones, las diversas acciones podrían ejecutarse por circuitos especializados (por ejemplo, puertas de lógica discreta interconectadas para realizar una función especializada), por instrucciones de programa que se ejecutan por uno o más procesadores, o por una combinación de ambos. Además, puede considerarse adicionalmente que la invención se materialice en cualquier forma de soporte legible por ordenador, tal como un memoria de estado sólido, disco magnético, disco óptico u onda portadora (tal como frecuencia de radio, frecuencia de audio u ondas portadores de frecuencia óptica) que contengan un conjunto adecuado de instrucciones de ordenador que hagan que un procesador realice la técnicas aquí descritas. Por tanto, los diversos aspectos de la invención pueden materializarse de muchas formas diferentes y se contempla que todas estas formas estén dentro del alcance de la invención. Para cada uno de los diversos aspectos de la invención, cualquiera de tales formas de realizaciones puede denominarse en el presente documento como una "lógica configurada para" ejecutar una acción descrita o alternativamente como una "lógica que" ejecuta una acción descrita.
En un aspecto, se presenta un método en el que la estación móvil juega un papel esencial en el procedimiento de selección de estación de retransmisión. Se representa en la figura 2 una estación móvil 240 que funciona según la invención. El sistema en el que opera la estación móvil 240 comprende una estación base 220 y varias estaciones de retransmisión 230,...,235. Preferiblemente, la estación móvil 240 está enganchada al BCCH 2110 de la estación base 220 según se ilustra esquemática en la figura 2. La estación base 220 crea una macro-célula 225 en la que están colocadas las estaciones de retransmisión 230,...,235. Ha de observarse que la estación base 220 podría ser ella misma una mini-estación base o una pico-estación base dentro de la jerarquía global del sistema celular. Las estaciones de retransmisión 230-235 están enganchadas a la estación base 220 a través de una conexión conmutada de paquetes, por ejemplo GPRS.
Usando un protocolo celular convencional como GSM, GPRS o WCDMA, la estación móvil 240 puede solicitar un canal de datos de alta velocidad (por ejemplo, HSDPA en sistemas 3G mejorados). Como se mencionó anteriormente en la sección Antecedentes, la comunicación a esta alta velocidad de datos requerirá una potencia recibida mínima más alta P_{rx} con el fin de mantener unas tasas BER aceptables. En consecuencia, con el fin de reducir efectivamente la distancia entre antenas transmisoras y receptoras para este servicio, la red usará una estación de retransmisión.
La selección de cuál de las estaciones de retransmisión 230-235 hay que usar para el canal de alta velocidad de datos se basará en algún criterio o criterios predeterminados. Sin embargo, en vez de que la red envíe señales de control de difusión para permitir que la estación móvil realice una medición, se aplica la técnica inversa. Haciendo referencia a la figura 3, la estación móvil 240 difunde un paquete de acceso aleatorio (RA) 310. Se pretende que cierto número de las estaciones de retransmisión circundantes 230,..., 235 reciban el paquete RA y analicen la calidad. Por tanto, las estaciones de retransmisión 230,..., 235 deben explorar el canal de acceso aleatorio. Esto se puede ejecutar continuamente por las estaciones de retransmisión 230,..., 235. El canal de acceso aleatorio puede definirse según cualquiera de una serie de maneras, no siendo la manera particular seleccionada un aspecto esencial de la invención. Por ejemplo, el canal de acceso aleatorio puede caracterizarse por una frecuencia dedicada en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA). Alternativamente, el canal de acceso aleatorio puede caracterizarse como uno o más segmentos de tiempo dedicados en un sistema de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). En aún otra alternativa, el canal de acceso aleatorio puede caracterizarse por un código de propagación dedicado en un sistema de espectro extendido. No obstante, pueden derivarse otras alternativas al combinar, por ejemplo, algunas de estas técnicas de acceso a canal descritas. Cuando se usan segmentos de tiempo dedicados, las estaciones de retransmisión necesitan estar alineadas en tiempo con la estación base 220, pero esto no es un problema porque las estaciones de retransmisión 230,..., 235 ya están enganchadas a la BS 220, según se describió anteriormente.
Alternativamente, la exploración por las estaciones de retransmisión 230,..., 235 puede hacerse bajo demanda: la estación base 220 sabe cuándo la estación móvil 240 lanzará un paquete de acceso aleatorio 310 y, por tanto, puede dar instrucciones a las estaciones de retransmisión 230,..., 235 para que exploren el canal de acceso aleatorio durante una ventana de tiempo limitada. Por ejemplo, la estación base 220 puede dar instrucciones a todas las estaciones de retransmisión 230,..., 235 para que realicen una exploración cuando no tiene información de localización sobre la estación móvil 240. Alternativamente, si la estación base 220 tiene información sobre la localización de la estación móvil 240, puede dar instrucciones únicamente a las estaciones de retransmisión 230,..., 235 que estén próximas a la estación móvil 240 para que realicen una exploración. Por ejemplo, en la figura 3, la estación base 220 puede tener información angular que advierte de que la estación móvil 240 está en el plano medio derecho de la célula 225. La estación base 220 podría entonces dar instrucciones únicamente a las estaciones de retransmisión 233, 234 y 235 para que exploren el canal de acceso aleatorio.
Cada estación de retransmisión que recibe la ráfaga de acceso aleatorio 310 responde determinando la calidad de la recepción y reenviando esta información a la estación base 220. La información de calidad puede incluir, por ejemplo, un nivel de intensidad de señal, una indicación de BER, información de software u otras características de señal. Además, la información puede incluir un reloj fechador y un número de identificación (por ejemplo, un número de identificación aleatorio) que podría incluirse en el paquete de acceso aleatorio.
Basándose en la información obtenida desde diferentes estaciones de retransmisión, la estación base 220 decide cuál de las estaciones de retransmisión 230,..., 235 es óptima para conectarla a la estación móvil 240. En la figura 4, se asume que la calidad de señal era la mejor para la estación de retransmisión 235. La estación base 220 establece entonces una primera conexión de alta velocidad 410 con la estación de retransmisión 235 (preferiblemente mediante antenas direccionales) y se establece un segundo canal de alta velocidad 420 entre la estación de retransmisión 235 y la estación móvil 240. El establecimiento del segundo canal de alta velocidad 240 puede realizarse bajo la dirección de la estación base 220. Alternativamente, éste puede disponerse localmente mediante una señalización adecuada entre la estación de retransmisión 235 y la estación móvil 240.
En otro aspecto, el procedimiento según se describió anteriormente también puede realizarse durante la conmutación. Durante la conexión de alta velocidad (o durante una pausa en las comunicaciones de alta velocidad), el paquete de acceso aleatorio 310 es enviado por la estación móvil 240 y es recogido por alguna próxima de las estaciones de retransmisión 230,...,235. La estación base 220 puede dar entonces instrucciones a la actual estación de retransmisión para que conmute la conexión a otra estación de retransmisión. Las instrucciones pueden identificar, por ejemplo, un canal físico (por ejemplo, caracterizado por frecuencia, segmento de tiempo, y/o código de propagación, dependiendo del tipo de sistema en uso) que se ha de usar por la estación móvil.
Preferiblemente, la estación móvil 240 permanece en comunicación con la estación base 220 para señalización de control. Es decir, mientras se intercambia indirectamente información de usuario con la estación base 220 a través de la estación de retransmisión usando el segundo canal 420, la estación móvil 240 permanece enganchada a la estación base 220 mediante el primer canal 430. En una realización, toda la señalización de control puede enviarse por el primer canal 430. En una realización alternativa, únicamente puede enviarse por el primer canal 430 señalización de control relacionada con movilidad y establecimiento/liberación de conexión, mientras que la señalización de control asociada con el tráfico de usuario es retransmitida a través de la estación de retransmisión por el segundo canal 240.
La estación móvil 240 permanece enganchada a la red nuclear del sistema móvil a través del primer canal 430. Esto facilita conmutaciones no sólo entre estaciones de retransmisión pertenecientes a la actual estación base 220, sino también entre estaciones de retransmisión pertenecientes a diferentes estaciones base. Además, cuando se libera el segundo canal 420, la estación móvil 240 permanece enganchada al sistema móvil y no tiene que realizar un procedimiento de establecimiento y/o registro de conexión.
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra unos pasos realizados según una de las muchas realizaciones ejemplares posibles. En la figura, los pasos realizados por una estación móvil están alineados bajo el encabezamiento "MS"; los pasos realizados por una estación de retransmisión están alineados bajo el encabezamiento "RS"; y los pasos realizados por una estación base están alienados bajo el encabezamiento "BS". Asimismo, unas casillas representadas en líneas de rayas indican pasos/acciones que pueden no estar presentes en todas las realizaciones. (Las casillas representadas con líneas de rayas se han de distinguir de las líneas de rayas que pretenden indicar enlaces entre acciones ejecutadas por diversas entidades en los puntos terminales de las líneas de rayas).
Para comenzar este ejemplo, se asume que una estación móvil está comunicando con la estación base por medio de un canal de velocidad inferior (paso 501). La estación móvil hace una comprobación para determinar si es necesario un canal de mayor velocidad (bloque de decisión 503). Si no lo es (ruta "NO" del bloque de decisión 503), entonces el procesamiento vuelve a comunicación a través del canal de velocidad inferior en el paso 501.
Si es necesario un canal de mayor velocidad (ruta "SÍ" del bloque de decisión 503), entonces la estación móvil solicita una conexión de mayor velocidad a la estación base (paso 505). La estación base recibe esta petición (paso 507) y da instrucciones a la estación móvil para difundir un paquete de acceso aleatorio por el canal de acceso aleatorio y también da instrucciones a las estaciones de retransmisión (por ejemplo, todas las estaciones de retransmisión o alternativamente sólo aquellas estaciones de retransmisión que se sabe están próximas a la estación móvil) para que exploren en busca del paquete de acceso aleatorio que se ha de difundir por la estación móvil (paso 509).
En respuesta a las instrucciones de la estación, cada estación de retransmisión explora en busca de un paquete de acceso aleatorio (paso 510). La estación móvil también recibe las instrucciones de la estación base (paso 511). Cuando la estación base difunde su paquete de acceso aleatorio (paso 513), éste es recibido por una o más de las estaciones de retransmisión (paso 515). Una estación de retransmisión que recibe una ráfaga de acceso aleatorio desde una estación móvil realiza una o más mediciones para determinar la calidad de recepción (paso 517). A continuación se reenvía información acerca de la calidad por la estación de retransmisión a la estación base (paso 519).
La estación base recoge la información de calidad de recepción de la una o más estaciones de retransmisión que la suministran (paso 521). Basándose en estos datos recogidos, la estación base decide qué estación de retransmisión sería la mejor elección para su uso por la estación móvil (paso 523). La estación base selecciona entonces esta estación de retransmisión para uso por la estación móvil y da instrucciones para que esa estación de retransmisión establezca las necesarias conexiones de alta velocidad (paso 525).
La estación de retransmisión seleccionada recibe las instrucciones (paso 527) y responde estableciendo una primera conexión de alta velocidad con la estación base (paso 529). Esto puede implicar cierta señalización entre la estación de retransmisión seleccionada y la estación base (paso 531).
La estación de retransmisión seleccionada también intercambia las señales necesarias con la estación móvil para establecer una segunda conexión de alta velocidad entre la estación de retransmisión y la estación móvil (pasos 533 y 535). Las señales pueden, por ejemplo, identificar un canal físico (por ejemplo, caracterizado por frecuencia, segmento de tiempo y/o código de propagación, dependiendo del tipo de sistema en uso) que se ha de usar por la estación móvil.
Habiendo establecido las conexiones de alta velocidad primera y segunda, la estación móvil puede comunicarse entonces con la estación base por medio de un canal de mayor velocidad a través de la estación de retransmisión.
Los diversos aspectos de la invención proporcionan una serie de ventajas. Por ejemplo, se reduce la carga de señalización asociada con la selección de una estación de retransmisión en comparación con técnicas convencionales. Asimismo, no tienen que implicarse estaciones de retransmisión en el esquema de difusión de la red celular. Una ventaja adicional es que la calidad de recepción se determina en las estaciones de retransmisión en vez de en las estaciones móviles. Dado que las estaciones de retransmisión tienden a estar colocadas en posiciones estratégicas respecto de la cobertura, están más expuestas a interferencias. Por tanto, la selección del canal de enlace ascendente es más crítica. Una selección basada en mediciones en las estaciones de retransmisión producirá, por tanto, una conexión más robusta.
La invención se ha descrito con referencia a realizaciones particulares. Sin embargo, será fácilmente evidente para los expertos en la técnica que es posible materializar la invención en formas específicas distintas de las de la realización descrita anteriormente. Las realizaciones descritas son meramente ilustrativas y no deben considerarse restrictivas de ninguna manera. El alcance de la invención está dado por las reivindicaciones adjuntas, en vez de por la descripción antecedente, y se pretende que todas las variaciones y equivalentes que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones queden abarcados por ellas.

Claims (44)

1. Un método para operar una estación móvil (240) en un sistema de telecomunicaciones (225), comprendiendo el método:
comunicarse directamente con una estación base (220) a través de un primer canal;
caracterizado por
recibir una instrucción para difundir una ráfaga;
difundir una ráfaga (513) para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235), usándose la ráfaga para medir características indicativas de una calidad de recepción que permita la selección de la estación de retransmisión más pertinente;
establecer una conexión por un segundo canal con una de la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235); y
comunicarse indirectamente con la estación base (220) a través del segundo canal establecido con dicha una de la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
\vskip1.000000\baselineskip
2. El método según la reivindicación 1, en el que:
la comunicación a través del primer canal se desarrolla a una primera velocidad;
la comunicación a través del segundo canal se desarrolla a una segunda velocidad; y
la segunda velocidad es mayor que la primera velocidad.
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3. El método según la reivindicación 2, que comprende:
antes de difundir la ráfaga (513) para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235), solicitar una conexión de mayor velocidad (505) desde la estación base (220).
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4. El método según la reivindicación 3, que comprende:
después de solicitar la conexión de mayor velocidad desde la estación base (220), recibir instrucciones (511) desde la estación base (220), en donde las instrucciones enseñan a la estación móvil (240) a difundir la ráfaga para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
\vskip1.000000\baselineskip
5. El método según la reivindicación 1, en el que la difusión de la ráfaga (513) comprende:
transmitir la ráfaga por un canal que está dedicado a transmisiones de ráfagas para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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6. El método según la reivindicación 1, en el que la difusión de la ráfaga (513) comprende:
transmitir la ráfaga durante un segmento de tiempo fijo que está dedicado a transmisiones de ráfagas para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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7. El método según la reivindicación 1, que comprende:
mantener el primer canal de manera concurrente con el segundo canal; y
usar el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación base (220).
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8. El método según la reivindicación 7, en el que:
el primer canal se usa para comunicar toda la señalización de control entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
el segundo canal se usa para comunicar únicamente tráfico de usuario entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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9. El método según la reivindicación 7, en el que:
el primer canal se usa para comunicar únicamente señalización de control relacionada con la movilidad y el establecimiento/liberación de conexión entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
el segundo canal se usa para comunicar tráfico de usuario y señalización de control asociada con el tráfico de usuario entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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10. Un método para operar una estación de retransmisión (230-235) en un sistema de telecomunicaciones (225), comprendiendo el método:
explorar en busca de una ráfaga (510) que fue difundida por una estación móvil (240);
recibir la ráfaga (515); y
medir una o más características de la ráfaga recibida (517) que sean indicativas de una calidad de recepción;
caracterizado por:
usar un enlace directo con una estación base (220) de un sistema de telecomunicaciones (225) para comunicar información (519) indicativa de la calidad de recepción,
después de comunicar información indicativa de la calidad de recepción a la estación base (220), recibir instrucciones (527) desde la estación base (220), en donde las instrucciones enseñan a la estación de retransmisión (230-235) a establecer una conexión directa con la estación móvil (240),
en donde la estación de retransmisión (230-235) usa la conexión directa con la estación móvil (240) para retransmitir comunicaciones intercambiadas entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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11. El método según la reivindicación 10, en el que la exploración en busca de la ráfaga comprende:
explorar continuamente en un canal de acceso aleatorio en busca de ráfagas procedentes de la estación móvil (240).
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12. El método según la reivindicación 10, en el que la exploración en busca de la ráfaga comprende:
recibir una o más instrucciones (510) desde la estación base (220); y
en respuesta a las una o más instrucciones, explorar en un canal de acceso aleatorio buscando ráfagas procedentes de la estación móvil (240).
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13. Un método para operar una estación base (220) en un sistema de telecomunicaciones móviles (225), comprendiendo el método:
comunicarse directamente con una estación móvil (240) a través de un primer canal; y
recibir una petición (507) de una conexión de mayor velocidad desde la estación móvil (240);
caracterizado por:
instruir a la estación móvil (240) para que difunda (509) una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235);
recibir, desde cada una de una o más estaciones de retransmisión (230-235), información (521) indicativa de una calidad de recepción de la ráfaga procedente la estación móvil (240);
usar la información de cada una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235) como base para seleccionar (523) una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235); y
comunicarse indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235).
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14. El método según la reivindicación 13, que comprende:
antes de comunicarse indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235), dar instrucciones a la estación de retransmisión seleccionada (230-235) para que establezca una conexión directa con la estación móvil (240).
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15. El método según la reivindicación 13, que comprende:
en respuesta a la recepción de la petición de una conexión de mayor velocidad procedente de la estación móvil (240), instruir a una o más de las estaciones de retransmisión (230-235) para que exploren (509) en busca de una ráfaga que haya de ser difundida por la estación móvil (240).
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16. El método según la reivindicación 15, en el que las una o más estaciones de retransmisión (230-235) son todas las estaciones de retransmisión (230-235) con las cuales puede comunicarse la estación base (220).
17. El método según la reivindicación 15, en el que las una o más estaciones de retransmisión (230-235) se seleccionan de entre todas las estaciones de retransmisión (230-235) con las que la estación base (220) puede comunicarse basándose en la localización de una estación de retransmisión con respecto a la localización de la estación móvil (240).
18. El método según la reivindicación 13, que comprende:
mantener el primer canal de manera concurrente mientras se comunica indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235); y
usar el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación móvil (240).
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19. El método según la reivindicación 18, en el que:
el primer canal se usa para comunicar toda la señalización de control entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
únicamente se comunica tráfico de usuario de manera indirecta entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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20. El método según la reivindicación 18, en el que:
el primer canal se usa para comunicar únicamente señalización de control relacionada con la movilidad y el establecimiento/liberación de conexión entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
se comunican tráfico de usuario y señalización de control asociada con el tráfico de usuario de manera indirecta entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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21. Un método para operar una estación base (220) en un sistema de telecomunicaciones móviles (225), comprendiendo el método:
comunicarse de manera indirecta con una estación móvil (240) a través de una primera estación de retransmisión (230-235),
caracterizado por:
instruir a la estación móvil (240) para que difunda una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235);
recibir, desde cada una de una o más estaciones de retransmisión (230-235), información (521) indicativa de una calidad de recepción de la ráfaga procedente de la estación móvil (240);
usar la información de cada una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235) como base para seleccionar (523) una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235); y
si la estación de retransmisión seleccionada (230-235) no es la primera estación de retransmisión (230-235), a continuación proporcionar a la estación móvil (240) instrucciones que harán que la estación móvil (240) se comunique indirectamente con la estación base (220) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235).
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22. El método según la reivindicación 21, en el que las instrucciones que harán que la estación móvil (240) se comunique indirectamente con la estación base (220) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235) identifican un canal físico que se ha de usar por la estación móvil (240).
23. Un aparato para operar una estación móvil (240) en un sistema de telecomunicaciones (225), comprendiendo el aparato:
una lógica que se comunica directamente con una estación base (220) a través de un primer canal,
caracterizado por:
una lógica que recibe una instrucción para difundir una ráfaga;
una lógica que difunde una ráfaga (513) para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235), usándose la ráfaga para medir características indicativas de una calidad de recepción que permita la selección de la estación de retransmisión más pertinente;
una lógica que establece una conexión por un segundo canal con una de la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235); y
una lógica que se comunica indirectamente con la estación base (220) a través del segundo canal establecido con dicha una de la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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24. El aparato según la reivindicación 23, en el que:
la comunicación a través del primer canal se desarrolla a una primera velocidad;
la comunicación a través del segundo canal se desarrolla a una segunda velocidad; y
la segunda velocidad es mayor que la primera velocidad.
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25. El aparato según la reivindicación 24, que comprende:
una lógica que solicita una conexión (505) de mayor velocidad desde la estación base (220) antes de que la ráfaga sea difundida para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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26. El aparato según la reivindicación 25, que comprende:
una lógica que, después de haber solicitado la conexión de mayor velocidad desde la estación base (220), recibe instrucciones (511) desde la estación base (220), en donde las instrucciones enseñan a la estación móvil (240) a difundir la ráfaga para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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27. El aparato según la reivindicación 23, en el que la lógica que difunde la ráfaga (513) comprende:
una lógica que transmite la ráfaga por un canal que está dedicado a transmisiones de ráfagas para su recepción por la pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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28. El aparato según la reivindicación 23, en el que la lógica que difunde la ráfaga (513) comprende:
una lógica que transmite la ráfaga durante un segmento de tiempo fijo que está dedicado a transmisiones de ráfagas para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235).
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29. El aparato según la reivindicación 23, que comprende:
una lógica que mantiene el primer canal de manera concurrente con el segundo canal; y
una lógica que usa el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación base (220).
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30. El aparato según la reivindicación 29, en el que:
la lógica que usa el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación base (220) usa el primer canal para comunicar toda la señalización de control entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
\global\parskip1.000000\baselineskip
la lógica que se comunica indirectamente con la estación base (220) a través del segundo canal usa el segundo canal para comunicar únicamente tráfico de usuario entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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31. El aparato según la reivindicación 29, en el que:
la lógica que usa el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación base (220) usa el primer canal para comunicar únicamente señalización de control relacionada con la movilidad y el establecimiento/liberación de conexión entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
la lógica que se comunica indirectamente con la estación base (220) a través del segundo canal usa el segundo canal para comunicar tráfico de usuario y señalización de control asociada con el tráfico de usuario entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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32. Un aparato para operar una estación de retransmisión (230-235) en un sistema de telecomunicaciones (225), comprendiendo el aparato:
una lógica que explora en busca de una ráfaga (510) que fue difundida por una estación móvil (240);
una lógica que recibe la ráfaga (515); y
una lógica que mide una o más características de la ráfaga recibida (517) que sean indicativas de una calidad de recepción;
caracterizado por:
una lógica que usa un enlace directo con una estación base (220) de un sistema de telecomunicaciones (225) para comunicar información (519) indicativa de la calidad de recepción,
una lógica que, después de que se ha comunicado información indicativa de la calidad de recepción a la estación base (220), recibe instrucciones (527) desde la estación base (220), en donde las instrucciones enseñan a la estación de retransmisión (230-235) a establecer una conexión directa con la estación móvil (240),
en donde la estación de retransmisión (230-235) usa la conexión directa con la estación móvil (240) para retransmitir comunicaciones intercambiadas entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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33. El aparato según la reivindicación 32, en el que la lógica que explora en busca de la ráfaga comprende:
una lógica que explora continuamente en un canal de acceso aleatorio en busca de ráfagas procedentes de la estación móvil (240).
\vskip1.000000\baselineskip
34. El aparato según la reivindicación 32, en el que la lógica que explora en busca de la ráfaga comprende:
una lógica que recibe una o más instrucciones (510) desde la estación base (220); y
una lógica que, en respuesta a las una o más instrucciones, explora en un canal de acceso aleatorio buscando ráfagas procedentes de la estación móvil (240).
\vskip1.000000\baselineskip
35. Un aparato para operar una estación base (220) en un sistema de telecomunicaciones móviles (225), comprendiendo el aparato:
una lógica que se comunica directamente con una estación móvil (240) a través de un primer canal; y
una lógica que recibe una petición (507) de una conexión de mayor velocidad desde la estación móvil (240);
caracterizado por:
una lógica que instruye a la estación móvil (240) para que difunda (509) una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235);
una lógica que recibe, desde cada una de una o más estaciones de retransmisión (230-235), información (521) indicativa de una calidad de recepción de la ráfaga procedente de la estación móvil (240);
\newpage
una lógica que usa la información de cada una de las una o más de estaciones de retransmisión (230-235) como base para seleccionar (523) una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235); y
una lógica que se comunica indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235).
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36. El aparato según la reivindicación 35, que comprende:
una lógica que, antes de comunicarse indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235), instruye (525) a la estación de retransmisión seleccionada (230-235) para que establezca una conexión directa con la estación móvil (240).
37. El aparato según la reivindicación 35, que comprende:
una lógica que, en respuesta a la recepción de la petición de una conexión de mayor velocidad procedente de la estación móvil (240), instruye a una o más estaciones de retransmisión (230-235) para que exploren (509) en busca de una ráfaga que haya de ser difundida por la estación móvil (240).
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38. El aparato según la reivindicación 37, en el que las una o más estaciones de retransmisión (230-235) son todas las estaciones de retransmisión (230-235) con las cuales puede comunicarse la estación base (220).
39. El aparato según la reivindicación 37, en el que las una o más estaciones de retransmisión (230-235) se seleccionan de entre todas las estaciones de retransmisión (230-235) con las que la estación base (220) puede comunicarse basándose en la localización de una estación de retransmisión con respecto a la localización de la estación móvil (240).
40. El aparato según la reivindicación 35, que comprende:
una lógica que mantiene el primer canal de manera concurrente mientras se comunica indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235); y
una lógica que usa el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación móvil (240).
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41. El aparato según la reivindicación 35, en el que:
la lógica que usa el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación móvil (240) usa el primer canal para comunicar toda la señalización de control entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
la lógica que se comunica indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235) únicamente comunica tráfico de usuario de manera indirecta entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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42. El aparato según la reivindicación 35, en el que:
la lógica que usa el primer canal para comunicar información de control directamente con la estación móvil (240) usa el primer canal para comunicar únicamente señalización de control relacionada con la movilidad y el establecimiento/liberación de conexión entre la estación móvil (240) y la estación base (220); y
la lógica que se comunica indirectamente con la estación móvil (240) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235) comunica de manera indirecta únicamente tráfico de usuario y señalización de control asociada con el tráfico de usuario entre la estación móvil (240) y la estación base (220).
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43. Un aparato para operar una estación base (220) en un sistema de telecomunicaciones móviles (225), comprendiendo el aparato:
una lógica que se comunica indirectamente con una estación móvil (240) a través de una primera estación de retransmisión (230-235);
caracterizado por:
una lógica que instruye a la estación móvil (240) para que difunda una ráfaga para su recepción por una pluralidad de estaciones de retransmisión (230-235);
una lógica que recibe, desde cada una de una o más estaciones de retransmisión (230-235), información (521) indicativa de una calidad de recepción de la ráfaga procedente de la estación móvil (240);
una lógica que usa la información de cada una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235) como base para seleccionar (523) una de las una o más estaciones de retransmisión (230-235); y
una lógica, si la estación de retransmisión seleccionada (230-235) no es la primera estación de retransmisión (230-235), proporciona a la estación móvil (240) instrucciones que harán que la estación móvil (240) se comunique indirectamente con la estación base (220) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235).
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44. El aparato según la reivindicación 43, en el que las instrucciones que harán que la estación móvil (240) se comunique indirectamente con la estación base (220) a través de la estación de retransmisión seleccionada (230-235) identifican un canal físico que se ha de usar por la estación móvil (240).
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