MXPA02001440A - Metodo y sistema para realizar una transferencia en un sistema inalambrico de comunicaciones, tal como una transferencia dura. - Google Patents
Metodo y sistema para realizar una transferencia en un sistema inalambrico de comunicaciones, tal como una transferencia dura.Info
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Abstract
Una estacion movil (102) transmite una pluralidad de canales que incluyen un canal piloto y al menos un canal de informacion. En la modalidad a manera de ejemplo, la estacion base (106) determina la adecuacion de la energia de transmision de la senal de enlace inverso de acuerdo con la energia recibida de la senal piloto de enlace inverso. En la presente invencion, la potencia de transmision del canal piloto se mantiene en el nivel en el que se encontraba antes de la excursion de busqueda de frecuencia, mientras que aumenta la energia de transmision de al menos otro canal transmitido por la estacion movil. Ademas, cuando la estacion movil (102) no es capaz de aumentar la energia de transmision de todos los canales de informacion, la estacion movil (102) genera una clasificacion de la importancia de los diferentes canales de informacion y aumenta selectivamente la potencia de transmision de esos canales.
Description
"MÉTODO Y SISTEMA PARA REALIZAR UNA TRANSFERENCIA EN UN SISTEMA INALÁMBRICO DE
COMUNICACIONES, TAL COMO UNA TRANSFERENCIA DURA"
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un sistema inalámbrico de comunicaciones, y más particularmente, a los métodos y aparatos para proporcionar transferencias duras entre celdas en tales sistemas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA), la gran mayoría de las transferencias ocurren entre celdas del mismo canal de CDMA y utilizan procedimientos de transferencia suave. Algunas ocasiones, las estaciones móviles requieren realizar una transferencia entre celdas en diferentes canales de CDMA en donde tales canales se encuentran a diferentes radiofrecuencias (RF), frecuentemente denotadas como transferencia dura de interfrecuencia. Tales situaciones son tipicamente, pero no se limitan a, una t ansferencia entre diferentes operadores, una transferencia entre diferentes canales de RF distribuidos por razones de capacidad, o una transferencia entre diferentes tecnologías de modulación de señal. Antes de efectuar una transferencia dura de int er- frecuencia , la estación móvil es instruida por la estación base para ajustarse a la nueva frecuencia objetivo, medir el ambiente de radio (po r ej empl o , resistencia de la señal piloto de las señales recibidas, etc.), y reportar la medición a la estación base. Se especifica tal procedimiento en TIA/EIA-95-B y mejora enormemente la probabilidad de éxito de una transferencia de inter- frecuencia . Un requisito esencial de la medición en la frecuencia objetivo, frecuentemente referida como "excursión de búsqueda", es minimizar la interrupción del servicio actual en la frecuencia de origen. Las transferencias a una segunda frecuencia sin adecuar el muestreo anterior podrían dar como resultado un rendimiento de señal malo. Por otra parte, el muestreo durante periodos de tiempo largos puede ocasionar que la señal en la primera frecuencia se pierda completamente. El método descrito a continuación le permite a la estación móvil minimizar el tiempo de búsqueda y limitar la interrupción del servicio.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una estación móvil transmite una pluralidad de canales que incluyen un canal piloto y al menos un canal de información. En la modalidad a manera de ejemplo, la estación base determina la adecuación de la energía de transmisión de la señal de enlace inverso de acuerdo con la energía recibida de la señal piloto de enlace inverso. En la presente invención, la potencia de transmisión del canal piloto se mantiene en el nivel en el que se encontraba antes de la excursión de búsqueda de frecuencia, mientras aumenta la energía de transmisión de al menos otro canal transmitido por la estación móvil. Además, cuando la estación móvil no es capaz de aumentar la energía de transmisión de todos los canales de información, la estación móvil genera una clasificación de la importancia de los diferentes canales de información y aumenta selectivamente la potencia de transmisión de esos canales.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En las figuras, los números de referencia similares identifican elementos similares. Para facilidad de identificación de la descripción de cualquier elemento particular, el dígito más significativo en un número de referencia se refiere al número de la figura en el cual ese elemento se introduce primero (por ej empl o , el elemento 204 se introduce y describe primero con respecto a la Figura 2) . La Figura 1 ilustra un sistema inalámbrico de comunicaciones tipico que puede emplear la invención. La Figura 2 es un diagrama de bloques de componentes típicos encontrados en el sistema inalámbrico de comunicaciones de la Figura 1 que puede emplear la invención. La Figura 3 es un diagrama de sincronización de una excursión de búsqueda de inter- frecuencia . La Figura 4 es un diagrama de flujo de un método para realizar una excursión de búsqueda de frecuencia bajo una modalidad de la invención .
La Figura 5 es una gráfica de potencia contra tiempo que ilustra la sucesión de los niveles de potencia de enlace en avance relacionados con las excursiones de búsqueda de inter- frecuencia . La Figura 6 es una gráfica de potencia contra el tiempo que ilustra un aumento de la potencia de enlace inverso durante la excursión de búsqueda . La Figura 7 es un diagrama de flujo de un método para realizar una excursión de búsqueda de frecuencia mientras minimiza la interrupción del servicio de acuerdo con otra modalidad de la invención. La Figura 8 es un diagrama que ilustra la estación remota de canal múltiple de la presente invención; y La Figura 9 es un diagrama que ilustra el modulador de enlace inverso de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un s i s t ema inalámbrico de comunicaciones, y, en particular, un método y aparato para minimizar el tiempo de excursión de búsqueda en una frecuencia objetivo, se describe detalladamente en la presente. En la siguiente descripción, se proporcionan numerosos detalles específicos para brindar una comprensión plena de la invención. Sin embargo, el experto en la materia, reconocerá fácilmente que la invención puede llevarse a cabo sin estos detalles específicos o con elementos o pasos alternos. En otros casos, no se muestran las estructuras y métodos conocidos detalladamente a fin de evitar obscurecer la invención. La Figura 1 ilustra un sistema de comunicaciones de subscriptor celular 100 que utiliza técnicas de acceso múltiple, tal como acceso múltiple por división de código (CDMA) para comunicarse entre los usuarios de las estaciones de usuario (por ej empl o , teléfonos móviles) y sitios de celda o estaciones base. En la Figura 1, estación de usuario móvil 102 se comunica con un controlador de estación base 104 por medio de una o más estaciones base 106a, 106b, etc. De manera similar, una estación de usuario fijo 108 se comunica con el controlador de estación base 104, pero por medio de solamente una o más estaciones base - 1 -predeterminadas y próximas, tales como las estaciones base 106a y 106b. El controlador de estación base 104 se acopla a e incluye típicamente la inferíase y circuiteria de procesamiento para proporcionarle al sistema control a las estaciones base 106a y 106b. El controlador de estación base 104 puede acoplarse también a y comunicarse con otras estaciones base, y posiblemente incluso a otros controladores de estación base. El controlador de estación base 104 se acopla a un centro de conmutación móvil 110 que a su vez se acopla a un registro de posición inicial 112. Durante el registro de cada estación de usuario al inicio de cada llamada, el controlador de estación base 104 y el centro de conmutación móvil 110 comparan las señales de registro recibidas provenientes de las estaciones de usuario con los datos contenidos en el registro de posición inicial 112, como se conoce en la materia. Las transferencias pueden ocurrir entre el controlador de la estación base 104 y otros controladores base, e incluso entre el centro de conmutación móvil 110 y otros centros de conmutación móvil, como conocen aquellos expertos en la materia. Cuando el sistema 100 procesa llamadas de voz o tráfico de datos, el controlador de la estación base 104 establece, mantiene, y termina el enlace inalámbrico con la estación móvil 102 y la estación fija 108, mientras el centro de conmutación móvil 110 establece, mantiene, y termina las comunicaciones con una red telefónica pública conmutada (PSTN) . Mientras la descripción a continuación se enfoca en la señales transmitidas entre la estación base 106a y la estación móvil 102, aquellos expertos en la materia reconocerán que la descripción aplica igualmente a otras estaciones base y a la estación fija 108. Los términos "celda" y "estación base" generalmente se utilizan de manera intercambiable en la presente. Refiriéndose a la Figura 2, la estación móvil 10 incluye una antena 202 que transmite señales a, y que recibe señales provenientes de la estación base 106a. Un duplexor 203 proporciona un canal o señal de enlace en avance proveniente de la estación base 106a hacia un sistema receptor móvil 204. El sistema receptor 204 subconviert e , desmodula, y descodifica la señal recibida. El sistema receptor 204 proporciona después un parámetro predeterminado o conjunto de parámetros a un circuito de medición de calidad 206. Los ejemplos de parámetros pudieren incluir tasa señal a ruido medida (SNR), potencia recibida medida, o parámetros de descodificador tales como tasa de error de símbolo, métrica de Yamamoto, o indicación de verificación de bit de paridad. Puede incluirse una memoria intermedia 207 para el uso con la invención descrita en la presente. Se encuentran detalles adicionales referentes a la operación de la estación móvil 102 (y la estación base 106a), por ejemplo, en la Patente de E.U. No. 5,751,725, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUN ICAT I ON SYSTEM", asignada al cesionario de la presente invención, e incorporada para referencia en la presente. El circuito de medición de calidad 206 recibe los parámetros provenientes del sistema receptor 204 y determina una señal de medición de calidad o nivel de potencia de la señal recibida. El circuito de medición de calidad 206 puede generar mediciones de energía por bit (Eb) o energía por símbolo (Es) a partir de porciones o ventanas de cada trama. Preferentemente, se normalizan las mediciones de energía por bit o energía por símbolo (por ej empl o , Eb/No) , o se normalizan e incluyen factores de interferencia (po r ej empl o , Eb/Nt), como se conoce en la materia. Con base en estas mediciones, el circuito de medición de calidad 206 produce una señal de nivel de potencia. Un procesador de control de potencia
208 recibe la señal de nivel de potencia proveniente del circuito de medición de calidad 206, compara la señal con un umbral, y produce un mensaje de control de potencia con base en la comparación. Cada mensaje de control de potencia puede indicar un cambio en la potencia para la señal de enlace en avance. Alternativamente, el procesador de control de potencia 208 produce mensajes de control de potencia que representan la potencia absoluta de la señal recibida de enlace en avance, como se conoce en la materia. El procesador de control de potencia 208 produce preferentemente varios (por ej empl o , dieciséis) mensajes de control de potencia en respuesta a varias señales de nivel de potencia por trama. Mientras que la circuiteria de medición de calidad 206 y el procesador de control de potencia 208 se describen generalmente en la presente como componentes separados, tales componentes pueden integrarse monolíticamente, o las operaciones realizadas por tales componentes pueden realizarse por un solo microprocesador. Un sistema de transmisión móvil 210 codifica, modula, amplifica, y sobreconviert e los mensajes de control de potencia, a través del duplexor 203 y la antena 202. En la modalidad ilustrada, el sistema de transmisión móvil 210 proporciona el mensaje de control de potencia en una posición predeterminada de una trama de enlace inverso saliente. El sistema de transmisión móvil 210 recibe también datos de tráfico de enlace inverso, tales como voz o datos de computadora en general, provenientes del usuario de la estación móvil. El sistema de transmisión móvil 210 solicita un servicio particular (que incluye pot encía /tasa ) proveniente de la estación base 106a con base en los datos de tráfico a transmitirse En particular, el sistema de transmisión móvil 210 solicita distribución de ancho de banda apropiada para el servicio en particular. Después, la estación base 106a programa o distribuye recursos de ancho de banda ( pot encia / 1 a sa ) con base en solicitudes provenientes de la estación móvil 102 y de otros usuarios para optimizar tal distribución de recursos, dadas las restricciones de potencia del sistema. Por consiguiente, el administrar eficazmente la potencia de transmisión en el sistema permitirá un uso de ancho de banda más eficaz . La estación móvil 106a incluye una antena de recepción 230 que recibe las tramas de enlace inverso provenientes de la estación móvil 102. Un sistema receptor 232 de la estación base 106a subconviert e , amplifica, desmodula, y descodifica el tráfico de enlace inverso. Un transceptor de regreso 233 recibe y envia el tráfico de enlace inverso en avance hacia el controlador de estación base 104. El sistema receptor 232 separa también los mensajes de control de potencia provenientes de cada trama de tráfico de enlace inverso y proporciona mensajes de control de potencia a un procesador
de control de potencia 234. El procesador de control de potencia 234 monitorea los mensajes de control de potencia y produce una señal de potencia de transmisor de enlace en avance hacia un sistema transmisor de enlace en avance 236. El sistema transmisor de enlace en avance 236, en respuesta a ello, aumenta, mantiene, o disminuye la potencia de la señal de enlace en avance. La señal de enlace en avance se transmite después a través de una antena de transmisión 238. Además, el procesador de control de potencia 234 analiza la calidad de la señal de enlace inverso proveniente de la estación móvil 102 y proporciona mensajes de control de retroalimentación apropiados al sistema transmisor de enlace en avance 236. El sistema transmisor de enlace en avance 236, en respuesta a ello, transmite mensajes de control de ret roal íment ación a través de la antena de transmisión 238 por el canal de enlace en avance hacia la estación móvil 102. El sistema transmisor 236 recibe también datos de trafico de enlace en avance provenientes del controlador de estación base 104 a través del transceptor de regreso 233. El sistema de transmisor de enlace en avance 236 codifica, modula, y transmite a través de la antena 238 y envia en avance los datos de tráfico de enlace en avance. A menos que se describa de otra manera en la presente, la construcción y operación de los diversos bloques y elementos mostrados en las Figuras 1 y 2 y las demás figuras son de diseño y operación convencionales. Por consiguiente, no requieren describirse tales bloques o elementos detalladamente porque se comprenderán por aquellos expertos en la materia. Se omite cualquier descripción adicional por brevedad y para evitar obscurecer la descripción detallada de la invención. Cualquier modificación necesaria a los bloques del sistema de comunicaciones 100 de las Figuras 1 y 2, o los demás sistemas mostrados en la presente pueden elaborarse fácilmente por el experto en la materia con base en la descripción detallada de la invención proporcionada en la presente . El sistema de control de potencia de lazo cerrado para las estaciones de usuario, que incluyen la estación móvil 102 y la estación base 106a, ajusta dinámicamente la potencia de transmisión para cada usuario con base en las condiciones de propagación del usuario para entregar la misma tasa de error de trama (FER) para cada usuario de para servicios de voz ( po r ej empl o , una FER de 1%) . Sin embargo, como se observa con anterioridad, muchos usuarios pueden solicitar la transmisión de servicios de datos en lugar de servicios de voz, tales como facsímil, correo electrónico, y datos de computadora en general, todos los cuales son insensibles a retrasos pero requieren una FER menor (o tasa de error de bit (BER) menor) . Un usuario puede incluso solicitar servicios de video, los cuales no solamente requieren una FER menor sino que son sensibles a retrasos. La estación base 106a asigna dinámicamente tasas de transmisión con base en solicitudes provenientes de cada usuario bajo técnicas conocidas. Bajo una norma de CDMA, descrita en la TIA/EIA-95A Mobile Stat ions-Base Station Compatibiity Standard For Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System de la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones, cada estación base transmite los canales piloto, de
sincronización, de localización, y de tráfico en avance a sus usuarios. El canal piloto es una señal de espectro disperso de secuencia directa, no modulada, transmitida continuamente por cada estación base. El canal piloto le permite a cada usuario adquirir la sincronización de los canales transmitidos por la estación base, y proporciona una referencia de fase para la desmodulación coherente. El canal piloto proporciona también un medio para las comparaciones de resistencia de señal entre las estaciones base para determinar cuando transferir entre las estaciones base (tal como cuando se mueve entre las celdas Se han propuesto técnicas de modulación de CDMA recientes que utilizan símbolos de piloto muí t iplexados de tiempo dedicado ("DTMP") . Bajo el planteamiento de DTMP, los símbolos de piloto separados se multiplexan en el tiempo en cada canal de tráfico del usuario. Cada usuario agrupa secuencialment e los símbolos de piloto (y símbolos de información) . Existe también un planteamiento de piloto multiplexado de código común alterno ("CCMP"), en donde se dedica un co-canal a transmitir una señal piloto. No se multiplexan símbolos de piloto con canales dedicados, y todos los usuarios agrupan tanto los símbolos de piloto como las señales de información moduladas en paralelo. Tales sistemas se describen más detalladamente en la Solicitud de Patente de E.U. No. 09/144,402, presentada el 31 de Agosto de 1998, titulada METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING AMPLITUDE VARIATIONS AND INTERFERENCE IN COMMUN I CAT I ON SIGNALS, SUCH AS WIRELESS COMMUN ICAT ION SIGNALS EMPLOYING INSERTED PILOT SYMBOLS, asignada al cesionario de la presente invención. Búsqueda de inter-frecuencia Refiriéndose después a la Figura 3, se muestra un diagrama de la diferente sincronización involucrada al realizar una excursión de búsqueda. Aunque la Figura 3 seria explicativa para el experto en la materia, se proporciona una breve explicación. La referencia tbusqueda corresponde al tiempo requerido para recoger las N muestras en la frecuencia f 2. El tiempo total será tbúsqueda roas el tiempo que le toma para procesar las muestras después de regresar a la frecuencia original fl. Los tiempos ts?nt y tasent corresponden al tiempo i requerido para conmutar y asentarse en una nueva frecuencia, respecti amente. El periodo de tiempo de Ns * Tc representa el tiempo de muestreo para Nmuestras/ y tproceso representa el tiempo para procesar las muestras. Un método para minimizar el tiempo de búsqueda en otra frecuencia puede describirse como se explica a continuación: Primero, la estación móvil se encuentra desmodulando actualmente una primera frecuencia fl o frecuencia original. Pudiera requerirse una transferencia dura de int er- frecuencia a una frecuencia objetivo f2, tal como cuando algunas mediciones de calidad de señal (por ej empl o , aquellas observadas con anterioridad) caen debajo de los umbrales predeterminados. Cuando se reporta tal calidad de caida a la estación base 106a, la estación móvil 102 es instruida por la estación base (por ej empl o , a través de una Solicitud de Búsqueda de Frecuencia Candidata/Mensa j e de control ("CFSCM")) para realizar una excursión de búsqueda a una frecuencia objetivo f2. La estación móvil se ajusta a una frecuencia f2 y recoge N muestras de chip
(siendo un chip un bit de pseudorruido en, por ejemplo, 1024 bps para símbolos codificados ortogonalmente) . Las muestras se almacenan en una memoria intermedia; la estación móvil no realiza las búsquedas de piloto y las mediciones de resistencia de piloto mientras se encuentra en la frecuencia f 2. La estación móvil se ajusta nuevamente a la frecuencia original fl, continúa la recepción del enlace en avance y la transmisión del enlace inverso, y procesa las N muestras recogidas en la frecuencia f2 simult éneamente . La estación móvil procesa las muestras recogidas en la frecuencia f2 utilizando un buscador que procesa las muestras almacenadas mientras que procesa simultáneamente la señal recibida en la frecuencia original fl. La estación móvil reporta a la estación base las mediciones de resistencia de piloto correspondientes provenientes de la frecuencia f2. El experto en la materia reconocerá el buscador referido con anterioridad y tendrá la experiencia requerida para proporcionar u obtener el mismo. El método anterior se ilustra en la Figura 4 como una rutina 400 que comienza en el paso 410 en donde la estación base 106a transmite un comando de cambio de frecuencia a la estación móvil 102 bajo un Mensaje de Control de Solicitud de Búsqueda de Frecuencia Candidata como se define por la Norma TIA/EIA-95-B incorporada para referencia. En respuesta a este comando, la estación móvil 102 se ajusta a la frecuencia objetivo f2 bajo el paso 420. En el paso 430, la estación móvil 102 recoge las muestras de señal en la frecuencia objetivo f2 y almacena localmente las muestras en la memoria intermedia 207. Bajo el paso 440, la estación móvil 102 se ajusta nuevamente a la primera frecuencia fl y procesa las muestras de señal almacenadas en la memoria intermedia 207 bajo el paso 450. Observe, los pasos 440 y 450 pueden realizarse concurrentemente. Después de que se procesan las muestras de señal como se describió anteriormente, la estación móvil 102 bajo el paso 460 transmite los resultados del procesamiento de muestra de señal a la estación base 106a. Minimizar el impacto en la excursión de búsqueda en la trama actual .
Cuando la estación móvil se ajusta a otra frecuencia f2 para realizar un búsqueda de int er- frecuencia , los símbolos de enlace en avance transmitidos por la estación base durante el periodo de tiempo t usqueda no pueden recibirse por la estación móvil. De manera similar, la estación móvil no transmite durante tbusqUeda y la estación base pierde los símbolos de enlace inverso durante el periodo de tiempo tbusqueda-Para minimizar el impacto de esta pérdida en ambas tramas de enlace en avance y de enlace inverso actuales, las estaciones móvil y base aumentan la cantidad de potencia distribuida a los otros símbolos de la trama distribuida y codificada con corrección de error en avance de los símbolos impactados por la excursión de búsqueda. Para que pueda desmodularse correctamente la trama, la cantidad adicional de potencia requerida por los símbolos no impactados por la excursión de búsqueda es una función del tiempo de excursión de búsqueda busque aí como se observa en la presente. Control de potencia de enlace en avance durante la visita de búsqueda Para superar la pérdida de los símbolos
de enlace en avance durante el periodo de tiempo tbusqueda? la estación móvil aumenta el Eb/N0 objetivo del control de potencia rápido de lazo cerrado de enlace en avance por ?0b]et? o dB . Este nuevo Eb/N0 objetivo se establece en K grupos de control de potencia (PCG) antes de la excursión de búsqueda. El número requerido K de PCGs anteriores afectados antes de la excursión de búsqueda y el aumento requerido en el Eb/N0 objetivo (?ob]et?vo) depende de la duración de la excursión de búsqueda tbusqueda; entre más grande sea tbUsqueda. más grande será K. Como resultado del aumento en el Eb/N0 objetivo, la potencia del enlace en avance aumentará hasta antes de la búsqueda de interfrecuencia . La Figura 5 ilustra la sucesión de los niveles de potencia de enlace en avance relacionados con una excursión de búsqueda de inter-f recuencia . Aunque la Figura 5 es explicativa para el experto en la materia, se proporciona una breve explicación. Después de la excursión de búsqueda, la estación móvil 102 continúa la desmodulación de los símbolos de enlace en avance de la trama actual. En esta etapa la estación móvil 102 conoce la energía de símbolo total recibida en la trama actual y puede comparar esta con la energía requerida por trama para alcanzar la tasa de error de trama objetivo. La estación móvil 102 puede utilizar esta métrica par aumentar o disminuir el Eb/N0 objetivo para los grupos de control de potencia restantes de la trama. Si la excursión de búsqueda se expande a través de una frontera de trama, la estación móvil 102 puede aumentar su Eb/Ns objetivo durante la siguiente trama al configurarse para los símbolos perdidos en la primera parte de la trama. Los detalles referentes al control de potencia de lazo cerrado pueden encontrarse, por ejemplo, en las Solicitudes de Patente de E.U. Nos. 08/752,860 y 08/879,274, titulada METHOD AND APPARATUS FOR ADJUSTING THRESHOLDS AND MEASUREMENTS OF RECEIVED SIGNALS BY ANTICIPATING POWER CONTROL COMMANDS YET TO BE EXECUTED y METHOD AND APPARATUS FOR POWER ADAPTATION CONTROL AND CLOSED-LOOP COMMUNICATIO S presentadas el 20 de Noviembre de 1996, y el 20 de Junio de 1997, respectivamente, y asignadas al cesionario de esta invención.
Control de potencia de enlace inverso durante la visita de búsqueda Mientras busca en la frecuencia objetivo f2, la estación base 106a perderá comunicación con la estación móvil 102 y no recibirá símbolos durante el periodo de tiempo tbusqueda- Para superar la pérdida de estos símbolos, la estación móvil 102 puede aumentar la potencia de transmisión total en el enlace inverso por una cantidad ?búsqueda dB La cantidad ?bUsqueda dB depende de la duración de la búsqueda tbUsqueda y corresponde a la energía de símbolo requerida adicional en el resto de la trama para superar la pérdida de símbolos durante el tbUsqueda y le permite aún a la estación base 106a desmodular la trama correctamente. La estación base 106a puede informarle a la estación base 102 del máximo aumento tolerable ?busqueda dB en el mensaje que le indica a la estación móvil realizar una búsqueda de int er- frecuencia ( por ej empl o , en la
("FCSM")) . Este valor puede depender de la máxima interferencia tolerable determinada actualmente por la estación base 106a. La Figura 6 ilustra la sucesión de los X$ X aumentos de potencia de enlace inverso durante una excursión de búsqueda. Aunque la Figura 6 es explicativa para el experto en la materia, se proporciona una breve explicación. Durante la 5 trama de búsqueda de int er- frecuencia , transmitida con un aumento de potencia, la estación base 106a enviará comandos descendentes ordenándole a la estación móvil 102 que reduzca su potencia. La estación móvil 102 ignora
10 simplemente estos comandos descendentes hasta el fin de la trama de búsqueda de inter- frecuencia , como se muestra en la Figura 6. Estos comandos ascendentes y descendentes se representan por las flechas oscuras grandes 602, 604,
15 respectivamente, en la Figura 6. Si la excursión de búsqueda se expande en una frontera de trama, la estación móvil 102 puede aumentar su potencia de transmisión total durante la siguiente trama de manera similar a la observada
20 con anterioridad para superar la pérdida de los símbolos iniciales de la siguiente trama. El control de potencia regular continúa después de la frontera de trama, como se muestra en la Figura 6. 25 Por consiguiente, el método descrito con anterioridad con respecto a la Figura 4 puede modificarse para asegurar la comunicación ininte rumpida ' durante una excursión de búsqueda. La Figura 7 muestra los pasos del método modificado, comenzando con el paso 710, en donde la estación base 106a transmite el comando de cambio de frecuencia (FCSM) a la estación móvil 102. Antes de que la estación móvil 102 se ajuste a la frecuencia objetivo, el Eb/N0 objetivo del control de potencia rápido de lazo cerrado del enlace en avance aumenta desde un primer nivel hasta un segundo nivel como se describe con anterioridad. La estación móvil 102 aumenta la potencia de transmisión total en el enlace inverso por una cantidad ?bUsqueda dB, como se describe también con anterioridad y como se ilustra en el paso 720. La estación móvil se ajusta después a la frecuencia objetivo y recoge muestras de señal de frecuencia objetivo, tal como datos de muestra de chip, y almacena las muestras de señal en la memoria 207, bajo los pasos 730-740. En el paso 750, la estación móvil 102 se ajusta nuevamente a la primera frecuencia cuando se encuentra completa la recolección de muestras de señal. La estación móvil 102 procesa las muestras de señal en la memoria intermedia y continúa la comunicación con la estación base 106a, en la primera frecuencia fl. Al continuar las comunicaciones, la estación móvil 102 ajusta el Eb/N0 objetivo de los grupos de control de potencia restantes en la trama, y reduce después el Eb/N0 objetivo en ?obDet?vo y Ia potencia de transmisión total de enlace inverso reanuda el control regular, como se ilustra en el paso 760. Finalmente, bajo 780, los resultados de procesamiento de muestras de señal, tal como en las mediciones de resistencia de piloto, se transmiten a la estación base. Método de búsqueda fuera de linea con enlace inverso de canal múltiple. Un problema que puede encontrarse en aplicación de lo anteriormente mencionado es un resultado del control de potencia de lazo cerrado. Durante el periodo en el cual la estación móvil aumenta su energía de transmisión para compensar el periodo de tiempo en el cual se encuentra fuera de linea, la estación base receptora detectará que la energía de la señal recibida es demasiada. En respuesta, la estación base transmitirá una serie de comandos descendentes hacia la estación base que pueden ocasionar que la energía del aumento de transmisión del enlace inverso se reduzca tempranamente para compensar totalmente el periodo de tiempo en el cual la estación móvil está realizando la búsqueda fuera de linea. En la presente modalidad a manera de ejemplo, la estación móvil 850 transmite una pluralidad de canales que incluyen un canal piloto y al menos un canal de información. En la modalidad a manera de ejemplo, la estación base 106 determina la adecuación de la energía de transmisión de la señal de enlace inverso de acuerdo con la energía recibida de la señal piloto de enlace inverso. La razón que, en la modalidad a manera de ejemplo, la energía de canal piloto se utiliza para determinar los comandos de control de potencia de lazo cerrado es que la energía de canal piloto no es dependiente de la tasa. Por consiguiente, en la modalidad preferida de la presente invención, se mantiene la potencia de transmisión del canal
piloto en el nivel en el que se hallaba antes de la excursión de búsqueda de frecuencia, mientras que aumenta la energía de transmisión de al menos otro canal transmitido por la estación móvi 1. La Figura 1 ilustra un diagrama de bloques funcional de una modalidad a manera de ejemplo de la estación móvil 850. Se comprenderá que varios de los bloques funcionales mostrados en la Figura 1 pueden no estar presentes en otras modalidades de la presente invención. El diagrama de bloques funcional de la Figura 1 corresponde a una modalidad que es útil para la operación de acuerdo con la Norma IS-95C de la TIA/EIA, referida también como IS-2000. Otras modalidades de la presente invención son útiles para otras normas que incluyen normas de CDMA de Banda Ancha (WCDMA) como se proponen por los organismos de normas ETSI y ARIB. El experto en la materia comprenderá que debido a la gran similitud entre la modulación de enlace inverso en las normas de WCDMA y la modulación de enlace inverso en la norma IS-95-C, la extensión de la presente invención a las normas WCDMA se realiza
fáci lment e . En la modalidad a manera de ejemplo de la Figura 8, el dispositivo inalámbrico de comunicaciones transmite una pluralidad de distintos canales de información los cuales se distinguen uno de otro por breves secuencias de dispersión ortogonal como las descritas en la Solicitud de Patente de E.U. No. de Serie 08/886,604 anteriormente mencionada. Se transmiten cinco canales de código separados por el dispositivo inalámbrico de comunicaciones: 1) un primer canal de datos complementario 838, 2) un canal multiplexado en tiempo de símbolos de piloto y de control de potencia 840, 3) un canal de control dedicado 842, 4) un segundo canal de datos complementarios 844, y 5) un canal fundamental 846. El primer canal de datos complementario 838 y el segundo canal de datos complementario 844 transportan datos digitales que exceden la capacidad del canal fundamental 846 tal como un facsímil, aplicaciones de multimedia, video, mensajes de correo electrónico u otras formas de datos digitales. El canal multiplexado de los símbolos de piloto y control de potencia 840 transporta símbolos de piloto para permitir la desmodulación coherente de los canales de datos por la estación base y los bits de control de potencia para controlar la energía de las transmisiones de la estación base o de las estaciones base en comunicación con la estación móvil 850. El canal de control 842 transporta información de control a la estación base tal como los modos de operación del dispositivo inalámbrico de comunicaciones 850 y otra información de señalización necesaria. El canal fundamental 846 es el canal utilizado para transportar información primaria desde la estación móvil hasta la estación base. En el caso de las transmisiones de voz, el canal fundamental 846 transporta los datos de voz. Los canales de datos complementarios 838 y 844 se codifican y procesan para la transmisión por medios no mostrados y proporcionados al modulador 826. Los bits de control de potencia se proporcionan al generador de repetición 822, el cual proporciona la repetición de los bits de control de potencia antes de proporcionar los bits al multiplexor (MUX) 824. En el multiplexor 824, los bits de control de potencia redundantes se multiplexan en el tiempo con los símbolos de piloto y se proporcionan en linea 840 al modulador 826. El generador de mensajes 812 genera los mensajes de información de control necesarios y proporciona el mensaje de control al CRC y al generador de bit de cola 814. El CRC y el generador de bit de cola 814 agrega un conjunto de bits de verificación de redundancia cíclica los cuales son bits de paridad utilizados para verificar la precisión de la descodificación en la estación base y agrega un conjunto predeterminado de bits de cola al mensaje de control para limpiar la memoria del descodificador en el subsistema receptor de la estación base. El mensaje se proporciona después al codificador 816, el cual proporciona codificación de corrección de error en avance después del mensaje de control. Los símbolos codificados se proporcionan al generador de repetición 820 el cual repite los símbolos codificados para proporcionar diversidad de tiempo adicional en la transmisión. Después del generador de repetición algunos símbolos se perforan de acuerdo con algún patrón de perforación predeterminado al perforar el elemento (PUNC) 819 para proporcionar un número predeterminado de símbolos dentro de la trama. Los símbolos se proporcionan después al distribuidor 818 el cual reordena los símbolos de acuerdo con un formato de distribución iredeterminado Los símbolos distribuidos se proporcionan en linea 842 al modulador 826. La fuente de datos de tasa variable 801 genera datos de tasa variable. En la modalidad a manera de ejemplo, la fuente de datos de tasa variable 801 es un codificador de voz de tasa variable tal como el descrito en la Patente de E.U. No. 5,414,796, anteriormente mencionada. Los codificadores de voz de tasa variable son populares en las comunicaciones inalámbricas porque su uso aumenta la vida de la batería de los dispositivos inalámbricos de comunicaciones y aumenta la capacidad del sistema con impacto minimo en la calidad de la voz percibida. La Asociación de la Industria de las
Telecomunicaciones na codi f icado los codificadores de voz de tasa variable más populares en normas tales como la Norma
Provisional IS-96 y la Norma Provisional IS-733. Estos codificadores de voz de tasa variable codifican la señal de voz en cuatro tasas posibles referidas como tasa total, media tasa, cuarto de tasa, u octavo de tasa de acuerdo con el nivel de actividad de voz. La tasa indica el número de bits utilizados para codificar una trama de voz y varia en una base de trama por trama. La tasa total utiliza un número máximo predeterminado de bits para codificar la trama, la media tasa utiliza la mitad del número máximo predeterminado de bits para codificar la trama, el cuarto de tasa utiliza un cuarto del número máximo predeterminado de bits para codificar la trama y el octavo de tasa utiliza un octavo del número máximo predeterminado de bits para codificar la trama. La fuente de datos de tasa variable 801 proporciona la trama de voz codificada al CRC y al generador de bit de cola 802. El CRC y el generador de bit de cola 802 agrega un conjunto de bits de verificación de redundancia cíclica los cuales son bits de paridad utilizados para verificar la precisión de la descodificación en la estación base y agrega un conjunto predeterminado de bits de cola al mensaje de control con objeto de limpiar la memoria del descodificador en la estación base. La trama se proporciona después al codificador 804, el cual proporciona codificación de corrección de error en avance en la trama de voz. Los símbolos codificados se proporcionan al generador de repetición 808 el cual proporciona la repetición del símbolo codificado. Después del generador de repetición se perforan algunos símbolos por el elemento de perforación 809 de cuerdo con un patrón de perforación predeterminado para proporcionar un número predeterminado de símbolos dentro de la trama. Los símbolos se proporcionan después al distribuidor 806 el cual reordena los símbolos de acuerdo con un formato de distribución predeterminado. Los símbolos distribuidos se proporcionan en linea 846 al modulador 826. En la modalidad a manera de ejemplo, el modulador 826 modula los canales de datos de acuerdo con un formato de modulación de acceso múltiple por división de código y le proporciona información modulada al transmisor (TMTR) 828, el cual amplifica y filtra la señal y proporciona la señal a través del duplexor 830 para la transmisión a través de la antena 832.
En los sistemas IS-95 y cdma2000, se divide un trama de 20 ms en dieciséis conjuntos de números iguales de símbolos, referidos como grupos de control de potencia. La referencia al control de potencia se basa en el hecho de que para cada grupo de control de potencia, la estación base que recibe la trama emite un comando de control de potencia en respuesta a una determinación de la suficiencia de la señal de enlace inverso recibida en la estación base. La Figura 2 ilustra un diagrama de bloques funcional de una modalidad a manera de ejemplo del modulador 826 de la Figura 1. Los datos del primer canal de datos complementarios se proporcionan en linea 838 al elemento de dispersión 952, el cual cubre los datos de canal complementarios de acuerdo con una secuencia de dispersión predeterminada. En la modalidad a manera de ejemplo, el elemento de dispersión 952 dispersa los datos de canal complementarios con una breve secuencia de Walsh (++ --) . Los datos dispersos se proporcionan al elemento de ganancia relativa 954, el cual ajusta la ganancia de los datos de canal complementarios distribuidos con relación a la energía de los símbolos de piloto y de control de potencia. Los datos de canal complementarios de ganancia ajustada se proporcionan a una primera entrada de sumatoria del sumador 956. Los símbolos de piloto y muí t iplexados por el control de potencia se proporcionan en linea 840 a una segunda entrada de sumatoria del elemento sumador 956. Los datos de canal de control se proporciona en linea 842 al elemento de dispersión 958 el cual cubre los datos de canal complementarios de acuerdo con una secuencia de dispersión predeterminada. En la modalidad a manera de ejemplo, el elemento de dispersión 958 dispersa los datos de canal complementarios con una breve secuencia de Walsh (++ + + + + + + ) .
Los datos dispersos se proporcionan con relación al elemento de ganancia 960, el cual ajusta la ganancia de los datos de canal de control dispersos con relación a la energía de los símbolos de piloto y de control de potencia. Los datos de control de ganancia ajustada se proporcionan a una tercera entrada de sumatoria del sumador 956. El elemento sumador 956 suma los
símbolos de datos de control de ganancia ajustada, los símbolos de canal complementarios de ganancia ajustada y los símbolos de piloto muí t iplexados en el tiempo y de control de potencia y proporciona la suma a una primera entrada del multiplicador 972 y a una primera entrada del multiplicador 978. El segundo canal complementario se proporciona en linea 844 al elemento de dispersión 962, el cual cubre los datos de canal complementarios de acuerdo con una secuencia de dispersión predeterminada. En la modalidad a manera de ejemplo, el elemento de dispersión 962 dispersa los datos de canal complementarios con una breve secuencia de Walsh (++--) . Los datos dispersos se proporcionan al elemento de ganancia relativa 964, el cual ajusta la ganancia de los datos de canal complementarios dispersos. Los datos de canal complementarios dispersos de ganancia ajustada se proporcionan a una primera entrada de sumatoria del sumador 966. Los datos de canal fundamentales se proporcionan en linea 846 al elemento de dispersión 968 el cual cubre los datos de canal fundamental de acuerdo con una secuencia de dispersión predeterminada. En la modalidad a manera de ejemplo, el elemento de dispersión 968 dispersa los datos de canal fundamental con una breve secuencia de Walsh (++ + + + + + + ) .
Los datos dispersos se proporcionan al elemento de ganancia relativa 970, el cual ajusta la ganancia de los datos de canal fundamental de dispersión. Los datos de canal fundamental de ganancia ajustada se proporcionan a una segunda entrada de sumatoria del sumador 966. El elemento de sumatoria 966 suma los segundos símbolos de datos de canal complementarios de ganancia ajustada y los símbolos de datos de canal fundamental y proporciona la suma a una primera entrada del multiplicador 974 y a una primera entrada del multiplicador 976. En la modalidad a manera de ejemplo, se utiliza una dispersión de pseudorruido que utiliza dos diferentes secuencias breves de PN
(PNi y PNQ) para dispersar los datos. En la modalidad a manera de ejemplo se multiplican las secuencias breves de PN, PNT y PNQ, por un código de PN largo a fin de proporcionar privacidad adicional. La generación de secuencias de pseudorruido es bien conocida en la materia y se describe detalladamente en la Patente de E.U. No. 5,103,459 anteriormente mencionada. Se proporciona una secuencia de PN larga a una primera entrada de multiplicadores 980 y 982. La secuencia de PN, PNl? se proporciona a una segunda entrada del multiplicador 980 y la breve secuencia de PN, PNQ, se proporciona a una segunda entrada del multiplicador 982. La secuencia de PN resultante del multiplicador 980 se proporciona a las segundas entradas respectivas de los multiplicadores 972 y 974. La secuencia de PN resultante proveniente del multiplicador 982 se proporciona a las segundas entradas respectivas de los multiplicadores 976 y 978. La secuencia producto proveniente del multiplicador 972 se proporciona a la entrada de sumatoria del restador 984. La secuencia producto proveniente del multiplicador 974 se proporciona a una primera entrada de sumatoria del sumador 986. La secuencia producto proveniente del multiplicador 976 se proporciona a la entrada de
resta del restador 984. La secuencia producto proveniente del multiplicador 978 se proporciona a una segunda entrada de sumatoria del sumador 986. La secuencia de diferencia proveniente del restador 984 se proporciona al filtro de banda base 988. El filtro de banda base 988 realiza la filtración necesaria sobre la secuencia de diferencia y proporciona la secuencia filtrada al elemento de ganancia 992. El elemento de ganancia 992 ajusta la ganancia de la señal al sobreconvert idor 996. El sobreconvert idor 996 sobreconvierte la señal de ganancia ajustada de acuerdo con un formato de modulación QPSK y proporciona la señal sobreconvert ida a una primera entrada del sumador 1000. La secuencia de suma proveniente del sumador 986 se proporciona al filtro de banda base 990. El filtro de banda base 990 realiza la filtración necesaria sobre la secuencia de diferencia y proporciona la secuencia filtrada al elemento de ganancia 994. El elemento de ganancia 994 ajusta la ganancia de la señal y proporciona la señal de ganancia ajustada al
sobreconvert idor 998. El sobreconvert idor 998 sobreconviert e la señal de ganancia ajustada de acuerdo con un formato de modulación QPSK y proporciona la señal sobreconvert ida a una segunda entrada del sumador 1000. El sumador 1000 suma las dos señales moduladas QPSK y proporciona el resultado al transmisor 828. Como se describió con anterioridad, cuando la estación móvil 850 se ajusta a otra frecuencia f2 para realizar una búsqueda de int er- frecuencia , los símbolos de enlace en avance transmitidos por la estación base durante el periodo de tiempo tbUsqueda no pueden recibirse por la estación móvil. De manera similar, la estación móvil 850 no transmite durante el tbusqueda y la estación base pierde los símbolos de enlace inverso durante el periodo de tiempo t bus queda • Mientras busca en la frecuencia objetivo f2, la estación base 106a perderá comunicación con la estación móvil 850 y no recibirá símbolos durante el periodo de tiempo tbusque a- Para superar la pérdida de estos símbolos, la estación móvil 850 aumenta la potencia de transmisión de los canales de información, incluyendo el primer canal complementario 838, el segundo canal complementario 844, el canal de control 84 __ y el canal fundamental 846, mientras que mantiene la potencia de transmisión del comando de control de potencia multiplexada y el canal de símbolo de piloto 840 e los niveles previos a la búsqueda fuera de linea. La cantidad de ?bUsqueda depende de la duración del tb sque a de búsqueda y corresponde a la energía de simbo o requerida adicional sobre el resto de la trama para superar la pérdida de símbolos durante tbusaueda y le permite aún a la estacón base 106a desmod?lar la trama correctamente. La estación base 106a puede informarle a la estación móvil 850 del máximo aumento tolerable ?bUsqueda dB en el mensaje que le indica a la estación móvil realizar una búsqueda de int er- frecuencia (por ej empl o , en el ("FCSM")) . Este valor puede depender de la máxima búsqueda de ínter - frecuencia determinada actualmente por la estación base 106a. Después de regresar del algoritmo de búsqueda fuera de linea, los elementos de ganancia 954, 960, 964 y 970 se proporcionan con señales de control que aumentan las ganancias de aquellos canales en ?bUsqueda dB . Sin embargo, la energía de transmisión del canal piloto no se lleva a cabo. Debido a que los comandos de control de potencia de enlace inverso se generan de acuerdo con la energía recibida de la señal piloto de enlace inverso, los comandos de control de potencia de lazo cerrado no serán sensibles al aumento ?busqueda dB proporcionado para compensar la búsqueda fuera de linea. En una modalidad preferida, la estación móvil 850 es capaz de responder a la condición en la cual aunque no puede aumentar la potencia de trasmisión de todos sus canales de información transmitidos en ?bUsque a dB. La estación móvil 850 puede no ser capaz de aumentar la energía de transmisión de los canales de información debido a los limites en su suministro de energía. En la modalidad preferida, la estación móvil 850 clasifica los canales que transmite de acuerdo con la importancia de que no se interrumpa la transmisión del enlace inverso. Los factores que pueden figurar dentro de la clasificación pueden incluir la clase de datos que se transmiten, la disponibilidad de los protocolos de retransmisión, el tipo de conexión de error en avance que se proporciona, etc. La estación móvil 850 aumenta después la potencia de transmisión de estos canales de acuerdo con su clasificación . La estación base 106a y las estaciones móviles 102 y 850 pueden configurarse para llevar a cabo el proceso anteriormente mencionado. El código fuente para realizar lo anterior puede generarse fácilmente por aquellos expertos en la materia basados en la descripción detallada proporcionada en la presente . Aunque se ha ilustrado y descrito una modalidad preferida de la invención con anterioridad, se comprende que pueden hacerse diversos cambios sin aislarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, las estaciones móviles 102 y 850 pueden utilizar el estado de esta máscara de código largo para seleccionar una posición inicial dentro de una trama para llevar a cabo la búsqueda de interfrecuencia. Las estaciones móviles 102 y 850 pueden seleccionar un periodo de aleatori zación de manera tal que la búsqueda de interfrecuencia no se expanda tipicamente sobre una trama. El aleatorizar la posición de excursión de búsqueda entre las diferentes estaciones móviles reducirá la interferencia de enlace inverso y disminuirá la potencia total requerida en el enlace en avance. Consecuentemente, la invención se limita solamente por el alcance de las reivindicaciones que proceden. Aunque en la presente se describen modalidades especificas de, y ejemplos para, la invención para propósitos ilustrativos, pueden realizarse diversas modificaciones equivalentes sin aislarse del alcance de la invención, como reconocerán los expertos en la materia. Por ejemplo, las modalidades se muestran generalmente y se describen implementadas en software y se llevan a cabo por un procesador. Tal software puede almacenarse en cualquier medio adecuado legible por computadora, tal como macrocódigo almacenado en un chip de semiconductor, disco legible por computadora, o descargarse y almacenarse de un servidor. La invención podria implementarse igualmente en hardware, tal como por un DSP o un ASIC.
Las enseñanzas provistas en la presente invención pueden aplicarse a otros sistemas de comunicaciones, no necesariamente el sistema de comunicaciones descrito con anterioridad. Por ejemplo, aunque la invención se ha descrito en términos generales con anterioridad empleando el sistema de comunicaciones de CDMA 100, la invención es igualmente aplicable a otros sistemas de comunicaciones celulares digitales o analógicos. La invención puede modificarse para emplear aspectos de los sistemas, circuitos y conceptos de las diversas patentes y normas descritas con anterioridad, las cuales se incorporan para referencia. Estos y otros cambios pueden hacérsele a la invención a la luz de la descripción detallada anteriormente citada. En general, en las siguientes reivindicaciones los términos no deben interpretarse como limitantes de la invención a las modalidades especificas descritas en la especificación y las rei indicaciones. De acuerdo con lo anterior, la invención no se encuentra limitada por la descripción, pero en lugar de ello su alcance se determina completamente por la siguientes
reivindicaciones
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