For two-letter cades and other abbreviations, refer to the "Guid-ance Notes on Codes andAbbreviations "appearing at the begin-ning ofeach regular issue ofthe PCT Gazette.
1 MÉTODO Y APARATO PARA UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN CELULAR
ESPECTRALMENTE ADAPTANTE
Antecedentes de la Invención La evolución de las tecnologías de comunicación continúa impulsando las preferencias de los usuarios en la manera de tener acceso a las redes. Las redes inalámbricas, especialmente para comunic ciones de voz, proporcionan ahora cobertura en la mayoría de las áreas del mundo industrializado. En realidad, las comunicaciones inalámbricas de voz están llegando a ser un método preferido en muchos casos debido a su conveniencia. En ciertas situaciones, puede aun ser menos costoso usar un teléfono inalámbrico. Por ejemplo, el servicio de telefonía inalámbrica puede llegar hacer realmente menos costoso que llevar un segundo teléfono alámbrico en un hogar, o en áreas remotas . Al mismo tiempo, también está creciendo la demanda de servicios de comunicación de datos, y en particular la demanda para acceso confiable a alta velocidad a la Internet. Esta demanda está creciendo rápido de modo que las compañías de interconexión local (LES) están preocupadas porque la demanda provoque que caigan sus redes . Se espera que conforme el tiempo avance, al menos algo de esta demanda se desplazará eventualmente al lado de inalámbrico, especialmente con el incremento de la popularidad de las computadoras portátiles, asistentes digitales personales y otros dispositivos portátiles de cómputo. En el momento actual, existen dificultades en la integración de los sistemas inalámbricos disponibles de datos con la infraestructura existente de las redes de computadora. Para proporcionar cobertura a un área se requiere la planificación de varios componentes de red, así como de la obtención de las licencias ' ecesarias para tener acceso a las ondas áreas de las autoridades gubernamentales . En particular, no sólo se deben elegir los esquemas de modulación inalámbrica de entre la miríada de posibilidades, que incluyen normas de modulación analógica tal como AMPS, TASC y MT, sino también de las emergentes normas digitales, que incluyen los esquemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) tal como el sistema global para comunicaciones móviles (GSM) , y acceso múltiple por división de código (CDMA) . Además, se deben elegir y adquirir las ubicaciones laterales para el equipo de la estación base. Frecuentemente, se requiere ingeniería adicional para determinar las alturas apropiadas de las torres, los niveles efectivos de la potencia radiada y la asignación de un plan de frecuencia a un área dentro de la cual se desea el servicio inalámbrico. Aunque proporciona casi cobertura ubicua, la 3 infraestructura celular existente de voz ha sido muy costosa de construir. Por lo tanto, el método más común de usar la infraestructura celular para enviar datos es completamente análogo a como las computadoras usan actualmente los teléfonos alámbricos. En particular, primero se formatean señales digitales de datos por el equipo de módem para generar tonos de audio de la misma manera como se usa para la red alámbrica. Los tonos de audio entonces se alimentan al equipo transceptor de voz celular que modula estos tonos de acuerdo al esquema de interconexión en uso. Por ejemplo, una corriente de datos de entrada tal como se produce por una computadora se modula primero para generar señales moduladas por desplazamiento de frecuencia (FSK) a las frecuencias de audio. Las señales de audio de FSK entonces se modulan usando, por ejemplo, la norma IS-95B para modulación por CDMA tal como prevalece en los Estados Unidos . Este esquema de modulación imprime un par de códigos en una señal dada de radiofrecuencia que incluye un código de propagación de ruido pseudoaleatorio (PN) y un código ortogonal para definir múltiples canales de tráfico. También es posible usar redes separadas construidas de forma específica para servicios de datos tal como las llamadas redes de datos de paquetes celulares (CDPD) . Sin embargo, la cobertura de CDPD no es casi tan ubicua como la cobertura actualmente provista por las 4 comunicaciones celulares de voz. Esto es más probablemente debido a que la construcción de una red de CDPV requiere todos los costos asociados con la construcción de una red separada, incluyendo la planificación de los sitios de las estaciones base, la obtención de licencias, la adquisición de estos sitios e ingeniería de las alturas de las torres y las potencias radiadas y la planificación de la frecuencia. Como se menciona anteriormente, el esquema más popular de comunicación para redes celulares de voz en la actualidad se basa en la modulación de CDMA. Estas normas dictan un ancho de banda de canal de radiofrecuencia (RF) de 1.2288 megahercios (MHz) . Por lo tanto, los ingenieros de planificación del sistema de RF y las industrias componentes han estandarizado sus productos en base a este ancho de banda particular, y estas redes se han construido con equipo radioeléctrico, ubicaciones de sitio, alturas de torre y planes de frecuencia que asumen este espaciado de canal. Desdichadamente, estas normas de CDMA también especifican otros parámetros para la comunicación que no se optimizan para el tráfico de datos. Estos incluyen el procesamiento de transferencia suave necesario para transferir el control de una llamada desde una estación base a otra con la cooperación de la unidad suscriptora. Los requerimientos reducen la capacidad total del sistema puesto que los usuarios individuales pueden estar comunicándose con 5 dos o más estaciones base en cualquier momento dado. Adicionalmente, los protocolos existentes de CDMA para el servicio inalámbrico asumen que las condiciones se van a mantener durante la duración de una llamada. Esto es bastante improbable para la conexión típica de Internet que es bastante regular en su demanda real de información. Por ejemplo, después de pedir una página web, el usuario típico de Internet espera entonces una cantidad relativamente grande de datos para ser descargados. Sin embargo, el usuario entonces pasa muchos segundos o minutos viendo la página web antes de que se necesite transmitir información adicional .
Breve Descripción de la Invención De forma breve, la presente invención es un sistema para transmisión inalámbrica de datos que usa un ancho de banda de canal , separación de canal y espectro de potencia de radiofrecuencia que son compatibles, con las implementaciones existentes de las redes inalámbricas de voz y de datos. Sin embargo, el protocolo inalámbrico de datos especifica la codificación digital, modulación, asignación de uso de canal, y los esquemas de control de potencia que se optimizan para comunicaciones de datos. De esta manera, las formas de onda transmitidas, aunque parecen ser de un formato diferente cuando se ven desde una perspectiva de 6 dominio de tiempo son, en general, compatibles desde una perspectiva de dominio de frecuencia con las redes celulares existentes . Como resultado, un sistema de comunicación de datos que utiliza este protocolo inalámbrico de datos tiene la misma apariencia desde una perspectiva de planificación de red de radiofrecuencia como un sistema celular normal. De esta manera, desde el punto de vista del proveedor de servicio, se puede implementar un servicio optimizado de datos usando las mismas ubicaciones de las estaciones bases, alturas de torres, sitios de celdas, y radios de celdas, así como planes de reutilización de frecuencia que ya se desarrollaron para las redes existentes de voz y de datos. Sin embargo, desde la perspectiva del proveedor del servicio de Internet y del usuario, el sistema se optimiza para la transición de datos .
Breve Descripción de las Figuras Los objetos, características y ventajas anteriores y otras de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción más particular de las modalidades preferidas de la invención, como se ilustra en las Figuras anexas en las cuales caracteres de referencia similares se refieren a las mismas partes de principio a fin de las diferentes vistas. Las figuras no están necesariamente a escala, el énfasis que se coloca en cambio en ilustrar los principios de la invención. La Figura 1 es un diagrama de bloques de alto nivel de un sistema para proporcionar servicio inalámbrico de datos de acuerdo con la invención. La Figura 2 es una gráfica de dominio de frecuencia del espaciado de canal usado con la invención. La Figura 3 es una vista más detallada de los componentes de un procesador de estación base . La Figura 4 es un diagrama detallado de los componentes de una estación base y una unidad suscriptora usada para xmplementar la comunicación de enlace directo. La Figura 5 es un diagrama que representa como se pueden soportar diferentes velocidades seleccionables de datos . La Figura 6 es un diagrama detallado de los componentes usados para implementar la comunicación de enlace invertido .
Descripción Detallada de una Modalidad Preferida La Figura 1 ilustra un sistema 10 de comunicación celular de radio-teléfono. Como la técnica anterior, el sistema 10 incluye uno o más usuarios o suscriptores 12 móviles, que incluyen una unidad 12-1 suscriptora de voz tal como se asocia con un vehículo móvil, y una unidad 12-2 8 suscriptora de datos tal como se asocia con una computadora portátil. Las estaciones base 14-1, 14-2, 14-n se asocian cada una con una de varias celdas 16-1, 16-2, ... 16-n con cada celda 16 que representa porciones de un área dentro de la cual esta proporcionando comunicación inalámbrica el sistema 10. Cada estación base 14 también tiene un procesador BSP 18 de estación base, asociado. Una central 20 de interconexión telefónica móvil acopla la señalización de control y de "tráfico entre otras redes 30, 36 y cada uno de los procesadores 18 de estación base. Aunque solo se muestran en la Figura 1 tres celdas 16, un sistema 10 típico puede incluir cientos de estaciones base 14 y celdas 16 y miles de unidades suscriptoras 12. La red celular 10 proporciona un enlace 22 de radio-comunicación dúplex entre cada procesador 18 de estación base y las unidades suscriptoras móviles 12 que viajan dentro de la celta asociada 16. La función del procesador 18 de estación base es gestionar principalmente la radiocomunicación con la unidad suscriptora 12. En esta capacidad, los procesadores 18 de estación base sirven principalmente como estaciones relevadoras para señales tanto de datos como de voz. Sin embargo, con la presente invención, el procesador 18 de estación base maneja de manera separada el tráfico de voz y de datos. En particular, los radio-canales asociados con el servicio a las unidades 12-1 de voz se manejan de manera diferente de los radio-canales asociados con el manejo de tráfico de datos para el usuario 12-2 de datos. De esta manera, estos radio-canales se acoplan respectivamente a diferentes circuitos en la central 20 de interconexión telefónica móvil. Por ejemplo, los diferentes radio-canales se asocian con el servicio a la unidad 12-1 de voz móvil que los canales asociados con el servicio a la unidad suscriptora 12-2 de datos. De manera más específica, los circuitos 24-1 asociados con el tráfico de voz se conectan a un procesador 2S de tráfico de voz dentro de la central 20 de interconexión telefónica móvil. Las señales de voz entonces se encaminan a través de un conmutador 27 de voz a una red de voz tal como la red telefónica conmutada pública (PSTN) 30 y a un teléfono 32 de destino. El encabezado del tráfico de voz en la dirección directa desde el teléfono 32 a la unidad móvil 127 se maneja de manera análoga, pero en orden invertido. Por otra parte, las señales de datos asociadas con la unidad 12-2 suscriptora de datos acoplan primero un diferente circuito 24-2 a un procesador 28 de tráfico de datos. Las señales de datos a su vez se alimentan a través de una compuerta 29 tal como puede ser un ruteador, conmutador de datos, concentrador u otro punto de presencia de red para proporcionar conexiones a una red de datos tal 10 como la Internet 36. Las señales de datos se acoplan eventualmente a y desde un destino tal como una computadora 38 que puede ser, por ejemplo, un servidor de Internet. Los sistemas de teléfonos celular han empleado de forma tradicional esquemas dé- modulación analógica tal como acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) para transportar señales de entre las unidades suscriptoras 12 y la estación base 13 en donde un canal de comunicación radiotelefónica incluye una o más bandas de frecuencia portadora que están dedicadas a cada usuario durante la duración de una llamada particular. Para proporcionar mayor capacidad de canal y uso más eficiente del espectro radioeléctrico, sin embargo, las presentes redes emergentes ahora operan usando esquemas de modulación digital tal como acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) o acceso múltiple por división . de código (CDMA) . Las comunicaciones en un sistema de TDMA se presentan al asignar una serie de intervalos de tiempo en cada banda de frecuencia portadora, con unidades suscriptoras individuales que se ubican típicamente en uno o más intervalos de tiempo. De interés a la presente invención son los sistemas de CDMA, en los cuales cada usuario se asigna a uno o más códigos únicos de canal . Cada código de canal corresponde a una secuencia de modulación digital usada para la propagación de la energía de transmisión de la señales de comunicación sobre un ancho 11 de banda amplio. Una estación receptora usa el mismo código para despropagar la señal codificada y para recuperar la información de la banda base. Un esquema de CDMA en uso extendido en los Estados Unidos se especifica como la norma de Telecommunications Industry Association (TIA) IS-95B. Como se muestra en la Figura 2, la norma IS-95B especifica que un canal 40-1, 40-2, 40-n de voz de IS-95A ocupa un ancho de panda de
1.2288 MHz, aunque esta señal de voz pueda haberse originado como una señal de ancho de banda de varios kilohercios. De esta manera, el efecto de los códigos de propagación es incrementar en su mayor parte el ancho de banda requerido en cada canal aunque muchos suscriptores 12 diferentes pueden estar compartiendo el canal en cualquier momento dado. De acuerdo con la invención, ciertos canales 40-1, 40-2, 40n de tráfico codificados, se asocian con unidades 12-1 móviles de voz de servicio en tanto que otros canales 42-1 de tráfico codificado se asocian a con suscriptores 12-2 de datos de servicio. De manera más específica, la codificación de canal, la asignación de canal, y el control de potencia, y el esquema de transferencia usados para los canales 40 de voz puede ser adaptante con la norma industrial IS-95B. Sin embargo, los canales 42 de datos, también son adaptantes con los canales 40 de voz desde la 12 perspectiva de un ancho de banda de frecuencia y un espectro de potencia. En particular, los canales 42 de datos aparecen como se muestra en la Figura 2 que son idénticos a los canales de voz desde una perspectiva de dominio de frecuencia. Sin embargo, usan una codificación de canal, asignación de canal, transferencia y esquema de control de potencia que se optimiza para acceso de datos tipo protocolo de Internet (IP) y que es diferente de la codificación de canal usada para los canales de voz . En tanto que los canales de datos pueden usar una codificación del tipo CDMA, no es el mismo como la codificación de CDMA usada para los canales de voz. Aunque el acatamiento con los anchos de banda de frecuencia y el espectro de potencia de la norma de interfaz aérea IS-95B se proporciona como un ejemplo, la invención no se propone que se limite. Las modalidades de la invención se pueden emplear con una variedad de normas de interfaz digitales para comunicación de señales de voz y de datos . Por ejemplo, las modalidades de la invención se pueden emplear con la norma de interfaz aérea digital TIA IS-2000, que proporciona sistemas de telecomunicaciones móviles celulares de 800 MHz y sistema de servicios de comunicación personal (PCS) de 1.8 y 2.0 GHz . Igualmente, también se pueden emplear modalidades de la invención con la norma de interfaz aérea digital CDMA2000 (IS-856) para sistemas de 13 espectro extendido, o aun otras normas de interfaz aérea, en tanto que tengan un ancho de banda de canal definido. La Figura 3 es una vista más detallada de como un procesador 18 de estación base típico maneja las señales de voz y de datos de manera diferente de acuerdo con la invención. El procesador 18 de estación base consiste de un procesador 310 de tráfico de voz que incluye un controlador 312 de canal de voz, y componentes de enlace directo, que incluye un codificador 314 de enlace directo, y el modulador 316 de transmisión así como los componentes de enlace invertido, que incluyen un desmodulador 317 de recepción y el descodificador 318 de enlace invertido. La complementación de los circuitos que procesan canales de voz son un convertidor ascendente 320 de radiofrecuencia (RF) de canal de voz y convertidor descendente 322 de RF. También incluido dentro del procesador 18 de estación base está un procesador 330 de tráfico de datos que incluye un controlador 332 de canal de datos, codificador 334 de enlace directo, modulador 346 de transmisión, descodificador 348 de enlace invertido, y desmodulador 349 de recepción. También formando parte de los circuitos de manejo de datos están un convertidor ascendente 340 de RF y convertidor descendente 342 de RF de canal de datos. El procesador 310 de tráfico de voz y los circuitos 320 y 322 de convertidor ascendente y descendente 14 de RF operan esencialmente como la técnica anterior. Por ejemplo, estos circuitos se implementan de acuerdo con la norma de interfaz aérea IS-95B, para proporcionar comunicaciones dúplex de voz entre la unidad suscriptora móvil 12 y la central 20 de interconexión telefónica móvil. En particular, la dirección directa, es decir, para señales de voz que bajan desde la TSTN a través de la MTSO 20 hacia la unidad suscriptora 12, las señales de canal recibidas sobre la conexión 24-1 de red se alimentan al codificador 314 de enlace directo. La conexión 24-1 de red puede usar por ejemplo un circuito múltiplex con grado de portador sobre cableado de transporte digital tal como circuitos portadores TI . La norma IS-95 especifica que el codificador 314 de enlace directo codifica la señal con un código de propagación de ruido pseudoaleatorio (PN) y código ortogonal de Walsh para definir el canal de voz. Un modulador de voz entonces imprime la modulación deseada tal como la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) en esta señal, que entonces envía al convertidor ascendente 320 de RF. Aunque se proporciona como un ejemplo el uso de la modulación por espectro extendido de la norma IS-95, no se propone que se limite. Por ejemplo, las modalidades de la invención pueden emplear un modulador que usa dúplex por división de tiempo (TDD) de portador individual para 15 proporcionar múltiples canales con intervalos en un portador de radiofrecuencia. En la dirección de enlace invertido, es decir, para señales que viajan desde la unidad móvil 12 a través de la estación base 18 hacia la central 20 de interconexión telefónica móvil, las señales recibidas del convertidor descendentes 322 de RF se hacen pasar al desmodulador 317 de recepción y los circuitos 318 de descodificación de enlace invertido. El desmodulador 317 de recepción remueve la modulación de las señales, con el descodificador 318 de enlace invertido luego extrae el ruido pseudoaleatorio y la codificación de canal de alsh para proporcionar una señal de voz digitalizada a la conexión 24-1 de red. El convertidor ascendente 320 de RF y el convertidor descendente 322 de RF del canal de voz se sintonizan a los canales 40 que están dedicados al tráfico de voz. De manera especifica, solo los canales dedicados al tráfico de voz se les permite que se asignen por el controlador 312 de canal de voz al procesador 310 de tráfico de voz. Además, el controlador 312 de canal de voz también controla el resto de los circuitos del procesador 310 de tráfico de voz de acuerdo con la norma IS-9533. Por ejemplo, los radiocanales 40 se asignan en una base por llamada. Es decir, cuando quiera que un usuario de una unidad suscriptora móvil 12 desee colocar una llamada al marcar un 16 número telefónico del teléfono 32 de destino, el controlador 312 de canal abre y mantiene un canal de enlace directo de RF y el canal de enlace invertido de RF al activar el codificador 314, el descodificador 318, el modulador y los circuitos desmoduladores del procesador 310 de tráfico, dedicando estos canales a esta llamada en tanto que la llamada esta en progreso. Además, las funciones asociadas con la movilidad, tal como la transferencia de la llamada, en particular los algoritmos de transferencia suave dictados por IS-95B se realizan también por el controlador 312 de canal de voz. Regresando la atención ahora del procesador 330 de tráfico de datos, ahora se explicará como estos circuitos manejan su señalización de manera diferente del procesador 310 de tráfico de voz. En la dirección de enlace directo, las señales se reciben de un medio 24-2 de transporte de datos y se alimentan a un codificador 334 de enlace directo y modulador 346 de transmisión. Sin embargo, el codificador 334 de enlace directo y el modulador 346 de transmisión operan de manera diferente que los componentes 314 y 316 correspondientes en el procesador 310 de tráfico de voz. Esta diferencia se relaciona al hecho que (como se describirá en mayor detalle con respecto a las Figuras 4 y 5) se adaptan las velocidades de codificación de corrección directa de errores (FEC) para canales individuales para 17 permitir que se asignen diferentes velocidades de codificación a cada usuario. Además, el codificador de enlace directo y los moduladores de transmisión se asignan solo en una base a demanda instantánea. De esta manera, se toman los pasos para asegurar que los radio-canales de datos codificados solo se asignen a los suscriptores 12-2 de datos que tienen datos listos para ser transmitidos o recibidos. El controlador 332 de canal de datos responsable de asignar los radiocanales al suscriptor 12-2 de datos también maneja la movilidad y la transferencia de las llamadas de datos de una manera que es diferente del controlador 312 de canal asociado con el procesamiento 310 de tráfico de voz. En particular, el controlador 332 de canal de datos en la modalidad preferida soporta solo la movilidad tipo nómada. Es decir, los usuarios 12-2 de datos no se espera que crucen un límite entre dos celdas 16-1 y 16-2, por ejemplo, durante la duración de una conexión activa, sin embargo, el sistema 10 proporciona servicio si, por ejemplo, un usuario 12-2 de datos desconecta, al menos la radio-conexión, se mueve a una celda diferente y entonces reestablece la radio-conexión. El procesador 330 de tráfico de datos se describirá en mayor detalle ahora en unión con la Figura 4. Esta Figura ilustra una vista detallada del procesamiento de enlace directo usado para transmitir señales de datos desde 18 la exposición base 18 a las unidades 12-2 suscriptoras de datos. En la estación base 18, estas incluyen un controlador 450 de transmisión de enlace directo y los circuitos de procesamiento de señal que generan las varias señales que constituyen las señales transmitidas de enlace directo. Estas incluyen circuitos para implementar funciones tal como el canal 432 piloto, el canal 434 de radiolocalización, y uno o más canales 436 de tráfico. Como se conoce en la técnica, el canal 432 piloto es capaz de generar señales piloto continuas conocidas que permiten a los circuitos del receptor en la unidad suscriptora 12 sincronizarse apropiadamente a las señales transmitidas por la estación base 18. El canal 434 de radiolocalización envía señales de control a la unidad suscriptora 12 para asignar, por ejemplo la capacidad de canal de tráfico sobre el enlace directo 416. Por ejemplo, el canal 434 de radiolocalización se usa para enviar mensajes a la unidad suscriptora 12 cuando se necesita asignar un canal de tráfico en el enlace directo para enviar mensajes. El canal 436 de tráfico proporciona una estructura de capa física para enviar datos de carga útil sobre el enlace directo. En una modalidad preferida, la codificación de CDMA se usa para definir los canales piloto 432, los canales 434 de radiolocalización, así como los canales 436 de tráfico. De manera más específica, la circuitería 436 de 19 canal de tráfico, incluye la función 440 de alineación en trama de símbolos, el circuito lógico 442 de corrección directa de errores, un multiplexor 444, un adicionador 450, u los convertidores ascendentes 452 de radiofrecuencia (RF) . Los datos que se van a enviar sobre el enlace directo 416 se alimentan primero a la función 440 de alineación en trama. La función 440 de alineación en trama impacta los datos de carga útil de entrada en tamaños de grupo conveniente referidos como cuadros . El tamaño de estos cuadros pre-codificados variará dependiendo del esquema de codificación de corrección directa de errores (FEC) particular seleccionado en cualquier momento dado por el codificador 442 de FEC. , Lo que es importante es que la combinación de los aparatos 440 de alineación en trama y el codificador 442 de FEC produzca un número fijo de símbolos de FEC de salida en cada cuadro transmitido, dado. La Figura 5 es un diagrama que muestra como los aparatos 440 de alineación en trama y los codificadores 442 de FEC se seleccionan en pares para lograr este resultado final. El tamaño de cuadro de FEC de salida fijo en la modalidad ilustrada es de 4096 símbolos. Esta modalidad usa cuatro diferentes codificadores de símbolos de FEC 442-1, 442-2, 443-3 y 442-4 que proporcionan, respectivamente, una codificación de 1/4, 1/3, 1/2 y 7/8 de velocidad. La velocidad de codificación de cada codificador 442 de 20 símbolos de FEC que indica la relación del número de bits de entrada al número de bits de salida. Los códigos actuales usados por los codificadores 442 de FEC pueden ser cualquiera de un número de diferentes tipos de códigos de corrección de error tal como , de esta manera, se obtiene una mayor velocidad de información con código de FEC de mayor velocidad. Esta modalidad también usa cuatro circuitos 440-1, 440-2, 440-3, 440-4 de aparato de alineación en trama que corresponde a los cuatro codificadores 442-1, 442-2, 443-3 y 442-4 de FEC. Por ejemplo, el codificador 442-1 de 1/4 de velocidad requiere un circuito 440-1 de alineación en trama de ½ de velocidad que agrupa los bits entrantes en grupos pre-codificados de FEC de 1024 bits, que producen los 4096 símbolos de salida. De manera similar, el codificador 442-2 de 1/3 de velocidad requiere un aparato 440-2 de velocidad en trama de 1/3 de velocidad para agrupar los bits entrantes en los conjuntos pre-codificados de 1300 bits. El codificador 442-3 de 1/4 de velocidad usa un aparato 440-3 de alineación en trama con un tamaño de conjunto pre-codificado de 2040, y el codificador 442-4 de 7/8 usa un circuito 440-4 de alineación en trama con el tamaño pre-codificado de 3584 bits. El circuito 440 de alineación en trama y el codificador 442 de FEC utilizan de esta manera sólo uno de 21 los aparatos específicos 440-1, 440-2, 440-3 ó 440-4 de alineación en trama y uno de los codificadores específicos 442-1, 442-2, 443-3 y 442-4 en cualquier punto dado en el tiempo. Que circuito 440 particular en trama y codificador 442 de FEC se activa, se controla por la señal 456 de control de velocidad de codificación introducida a cada uno de los circuitos 440 de alineación en trama y el codificador 442. La señal 456 de selección de velocidad de código se genera por el controlador 450 de transmisión de enlace directo. Una conexión dada puede requerir que se asignen múltiples canales de tráfico en un momento particular. Por ejemplo, el desmultiplexor 444 acepta la señal producida por el codificador 442 de FEC que es a los circuitos 436-1 de propagación múltiple y moduladores 448-1 de canal que imprime no solo la desmodulación por desplazamiento de fase de cuadratura (QPSK) , sino también la codificación de ruidos pseudoaleatorio (PN) y/o ortogonal de Walsh apropiada a fin de producir múltiples señales 439-1, ... ,439-n de canal de CDMA. Como se menciona anteriormente, los propagadores 436 de QPSK y los moduladores 438 aseguran que el ancho de banda modulado y el espectro de potencia de la señal de enlace directo producida por el procesador 330 de tráfico de datos es el mismo como el ancho de banda modulado y el espectro de potencia de las señales de voz modulada producidas por el 22 procesador de tráfico de voz. Estas múltiples señales de tráfico de CDMA entonces se suman por el adicionador 440, junto con la señal de canal piloto producida por los circuitos 432 de canal piloto y la señal de radiolocalización producida por el circuito 434 de canal de radiolocalización antes de que se alimente al convertidor ascendente 442 de RF. Aunque el uso de CDMA se proporciona como un ejemplo, no se propone que se limite. Por ejemplo, las modalidades de la invención pueden emplear un modulador que usa dúplex por división de tiempo (TDD) de portador individual para proporcionar múltiples canales con intervalos en un portador de radiofrecuencia. El controlador 450 de transmisión de enlace directo puede ser cualquier microcontrolador o microprocesador adecuado conveniente, tiene entre sus programas un proceso referido como el gestor 455 de capacidad. El gestor 455 de capacidad no solo asigna uno o más de los moduladores 448 de canal a un canal de tráfico de enlace directo específico, sino también establece el valor para las señales 456 de selección de velocidad de código. Además, el gestor 455 de capacidad ajusta los niveles de potencia para una señal 416 de enlace directo, particular. Un gestor 455 de capacidad, individual en un procesador 12 de estación base puede gestionar múltiples circuitos de canal de tráfico, establecer su señal 456 de 23 selección de velocidad de código respectiva de acuerdo a las condiciones observadas en un canal de tráfico correspondiente. Estos ajustes a las características de la capa física de canal se hacen de manera preferente en respuesta a la determinación de un valor de fuerza de señal, tal como al medir una relación de la energía por bit de datos dividido por un nivel de potencia de ruido normalizado (Eb/No) en el receptor. De esta manera, además de cambiar el nivel de potencia de las señales moduladas, individuales generadas por los moduladores 448, también es posible con un sistema de acuerdo con la invención controlar la Eb/No en el receptor al ajustar el valor de la señal 456 de selección de velocidad de código a fin de seleccionar diferentes velocidades de código bajo diferentes condiciones. Por ejemplo, si una unidad 12 de acceso remoto localizada dentro de la construcción esta experimentando condiciones de distorsión de muíti-ruta o cuotas particularmente adversas, en el pasado se habría pensado que es necesario incrementar el nivel de potencia del enlace directo 16-n a fin de obtener un nivel apropiado de la señal recibida en la unidad 12 de acceso. Sin embargo, con la invención, que no se necesita una velocidad máxima completa de datos, entonces se puede disminuir la velocidad de codificación implementada por el codificador 442 de FEC.
24
En otros ambientes donde es mínima la distorsión por multi-ruta tal como una situación de línea directa de vista, se puede seleccionar el generador 442-4 de alta velocidad de código en tanto que al mismo tiempo se reduce el nivel de potencia radiada en el enlace directo para ese canal particular. Por lo tanto, esto aumenta al máximo la velocidad disponible de datos para el usuario dado en tanto que también reduce al mínimo la interferencia generada a otros usuarios del mismo radio-canal. De esta manera, en ambientes donde es buena la propagación, el sistema 10 puede incrementar la velocidad de datos a un usuario dado sin introducir interferencia adicional a otros usuarios. Sin embargo, en un ambiente de mala señalización, también se obtiene una ventaja puesto que cada canal de usuario particular se puede hacer más fuerte sin incrementar su nivel de potencia. Continuando con la atención a la Figura 4, se analizaran en más detalle varios componentes de la porción receptora de la unidad 12 de acceso. Estos consisten de un convertidor descendente 460 de REF, ecualizador 462, múltiples receptores 464-1, 464-n tipo rastrillo, múltiples desmoduladores 466-1, ... 466-n de canal, un multiplexor 468, un descodificador 460 de FEC y el circuito 472 de alineación en trama. El convertidor descendente 460 de REF acepta la señal de enlace directo, que produce una señal digitalizada de banda base. El ecualizador 462 de chip proporciona ecualización de chips individuales de la señal recibida, ajust ndolos al circuito 464-1 de cancelación de interferencia y de varios dedos de rastrillo. Estos circuitos cooperan con el desmodulador 466-1 de múltiples canales de una manera que se conoce en la técnica anterior y extraen la codificación de CDMA en cada canal. El circuito 474 de recepción piloto y el circuito 476 de recepción de señal de radiolocalización se adaptan de manera similar para recibir la señal de canal piloto generada y la señal de radiolocalización generada por el procesador 12 de estación base. El multiplexor 468 reconstruye las señales en la situación donde se asignan múltiples canales de tráfico a la conexión particular. Un controlador 480 de recepción de enlace directo ejecuta programas que ajustan varios parámetros de los componentes de circuito 58 de canal de tráfico. De interés particular aqui es el hecho que este controlador 480 ejecuta un proceso 482 de gestión que determina la señal 484 de selección de velocidad de codificación para ser enviada al descodificador 470 de FEC. De manera específica, la velocidad de codificación seleccionada por el descodificador 470 de FEC en la porción de recepción de la unidad 12 de acceso debe ser la misma como la velocidad de codificación de la codificación de FEC en el procesador 18 de estación base de transmisión a fin de que el circuito 472 de alineación en trama de alineación reproduzca correctamente la señal de datos de entrada. De esta manera, a fin de que el sistema 10 se adapte a condiciones cambiantes en el enlace de RF, es necesario que el procesador 18 de estación comunique esta información a la unidad 12 de acceso de alguna manera. Por ejemplo, si se desea permitir que la velocidad de codificación cambie durante la duración de una conexión, que es el caso en la modalidad preferida, el canal 434 de radiolocalización puede incluir inicialmente, durante una secuencia de adquisición de canal u órdenes para informar a la unidad 12 de acceso no solo de las diferentes secuencias portadoras codificadas y moduladas en las cuales se comunicará, sino también para informar de la velocidad de codificación particular que se usará. Entonces, como una conexión permanece abierta y las velocidades de codificación que son óptimas cambian durante el tiempo, se pueden incrustar mensajes de control adicionales en el canal de tráfico mismo. En la modalidad preferida, esto se logra al incrustar un mensaje de orden dentro de los lados recibidos que se retroalimenta al controlador 480 vía una entrada 486 de señal de orden. Se debe entender que también se pueden determinar 27 las medidas de la calidad del enlace por el controlador 480 de la señal 486 de salida y enviar periódicamente de regreso al controlador 450 en la estación base 18 vía una estructura de órdenes en un canal de enlace invertido (no mostrado) . Esto permite que el controlador 450 en el procesador 12 de estación base ajuste de manera apropiada las velocidades óptimas de codificación de FEC que se van a usar por el codificador 442 de FEC y el descodificador 470 de FEC para conexiones particulares . Regresando ahora la atención en la Figura 6, se describirá en más detalle la implementación del enlace invertido . El controlador 430 de enlace invertido usa un gestor 436 de capacidad que basa la asignación de los canales de tráfico en el enlace directo 416 dependiendo de la demanda, y continúa las bases de la demanda en lugar de una base por llamada. Es decir, conforme un usuario viene en línea se puede usar una conexión entre un usuario y una computadora de conectador de capa de red. Sin embargo, esta conexión se mantiene en un sentido lógico aunque no se puedan asignar los radiocanales al usuario cuando no se necesiten enviar los datos . Se proporciona funciones análogas a aquellas proporcionadas por en enlace directo por enlace invertido. De manera específica, en la dirección de transmisión, en el 28 enlace invertido, un circuito 640 de alineación en trama, un codificador 642 de EFC operan para un enlace directo descrito anteriormente en unión con la Figura 4. Sin embargo, el enlace invertido, no hay canal piloto específico dedicado para la transmisión de una señal piloto continua. En cambio, se insertan símbolos piloto entre los datos por la marca 643 de inserción de símbolos piloto. El modulador 644 de canal, el propagador 646 de QPSK y el convertidor ascendente 652 de RF proporcionan la señal 655 transmitida de enlace invertido. La señal 655 de enlace invertido, entonces se propaga desde la unidad de enlace hacia la base que se recibe primero por el descodificador descendente 660 de RF. El convertidor descendente de RF dirige la señal de acceso al bloque 674 de canal de acceso y las señales de canal de mantenimiento al bloque 675 de señal de canal de mantenimiento. Estos proporcionan información al controlador 680 de receptor de enlace invertido para permitir que el resto de los componentes desmodulen de forma exacta los datos para determinar las velocidades de codificación y descodificación de FEC, y otras funciones. Estos componentes incluyen un ecualizador 662 de chip, que proporciona una función análoga al ecualizador 462 de chip en el receptor de enlace directo como se describe anteriormente, un filtro 663 correspondido, que ayuda en la 29
separación de los símbolos piloto, y un conjunto de despropagadores 664-1, 664-n de dedos de rastrillo que proporcionan una función análoga a los receptores 464 de dedos de rastrillo descritos anteriormente . El desmodulador 666 de canal de velocidad variable opera de manera similar al desmodulador 466 de canal descrito anteriormente. Finalmente, un descodificador 670 de FEC y desmultiplexor 674 de símbolos pilotos remueven los símbolos de datos en la señal descodificada, y en unión con el circuito lógico 672 de alineación en trama, producen los datos de salida. Debe ser evidente que se pueda proporcionar cualquier servicio optimizado de datos sobre los canales de datos, en tanto que los canales de datos dedicados estén adaptantes al ancho de banda de frecuencia y al espectro de potencia . Por ejemplo, la norma IS-856, referida en general como "especificación de interfaz aérea de datos en paquetes de alta velocidad CDMA2000" especifica un servicio optimizado de datos para datos en paquete de alta velocidad que se puede proporcionar sobre canales de datos dedicados. Para más información, referirse a la norma IS-856 como se publica por la Telecommunication Industry
Association/Electronic Industries Alliance (TIA/EIA) . La norma T1.PP.723, se refiere en general como la "Norma de Interfaz Aérea de Sistemas de Especto Extendido I- 30 CDMA" , especifica un servicio optimizado de datos que se puede proporcionar sobre los canales dedicados de datos . Para más información, referirse a la norma T1.PP.723 disponible de Telecommunications Industry Solutions. Otra norma emergente, referida en general como "Acceso Inalámbrico de Banda Amplia Móvil (MBWA) " del Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEE) 802.20 también proporciona servicios optimizados de datos para el transporte de servicios basados en IP y se puede proporcionar sobre canales dedicados de datos. Para más información, referirse a la norma IEEE 802.20 disponible del Mobile Broadband ireless Access (MBWA) Working Group. La norma del sistema de telecomunicaciones móviles universales-dúplex por división de frecuencia (U TS-FDD) especifica servicios optimizados de datos que se pueden proporcionar sobre los canales dedicados de datos . Un ejemplo de un servicio de datos de UNTS-SDD son la variante optimizada de datos de W-CMDA de 5 megahercios (MHz) disponible de SOMA Networks de San Francisco, California. Para más información, referirse al a norma UMTS-SDD disponible del 3d Generation Partnership Project (3GPP) . La norma del sistema de telecomunicaciones móviles universales-dúplex por división de tiempo (UMTS-TDD) también especifica servicios optimizados de datos que se pueden proporcionar sobre los canales dedicados de datos .
IPWireless, Inc de San Bruno California proporciona una implementación de datos en paquete de la norma UTMS-TDD para su tecnología de banda amplia móvil. Para más información, referirse también a la norma UMTS-SDD disponible de 3d Generation Partnership Project (3GPP) . Aunque estas normas se proporcionan como ejemplos de servicios optimizados de datos que se pueden proporcionar sobre canales dedicados de datos, estos ejemplos no se proponen que sean limitantes. En tanto que esta invención se ha mostrado y descrito de forma particular con referencias a modalidades preferidas de la misma, se entenderá por aquellos expertos en la técnica que varios cambios en la forma y detalles se pueden hacer en la misma sin apartarse del alcance de la invención abarcado por las reivindicaciones anexas .