MÉTODO Y SISTEMA PARA COMUNICACIÓN EN CDMA USANDO MODO DE RANURAS.

Un método para comunicar información en un sistema de acceso múltiple mediante la división de códigos que comprende las operaciones de:

transmitir información en tramas (1...7) desde una primera estación a una segunda estación en un primer enlace; transmitir información en tramas (1...7) desde dicha segunda estación a dicha primera estación en un segundo enlace; entrar, en una trama particular (4) un formato de transmisión (10) en modo de ranuras en dicha primera estación; y entrar en dicha misma trama particular (4), dicho formato de transmisión (60) en modo de ranuras en dicha segunda estación

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere al uso de técnicas de comunicaciones con Acceso Múltiple mediante la División de Códigos (CDMA, en sus siglas en inglés) en sistemas celulares de comunicaciones telefónicas por radio y, más particularmente, a métodos y sistemas relacionados con el control de la potencia en sistemas que usan transmisiones discontinuas de Acceso Múltiple mediante División de Códigos de Secuencia Directa (DS-CDMA, en sus siglas en inglés).

DS-CDMA es un tipo de comunicación mediante espectro ensanchado. Las comunicaciones mediante espectro ensanchado han existido desde los días de la Segunda Guerra Mundial. Las primeras aplicaciones estaban orientadas predominantemente al ámbito militar. Sin embargo, hoy ha habido un interés creciente en usar sistemas de espectro ensanchado en aplicaciones comerciales. Algunos ejemplos incluyen la radio celular digital, la radio móvil terrestre, los sistemas de satélites y las redes de comunicaciones personales interiores y exteriores denominadas colectivamente, en este documento, sistemas celulares.

Actualmente, el acceso al canal en sistemas celulares se logra usando métodos de Acceso Múltiple mediante la División de la Frecuencia (FDMA, en sus siglas en inglés) y de Acceso Múltiple mediante la División del Tiempo (TDMA, en sus siglas en inglés). En el FDMA, un canal de comunicaciones es una única banda de frecuencias de radio, en la que se concentra la potencia de transmisión de una señal. La interferencia con canales adyacentes está limitada por el uso de filtros de paso de banda que pasan energía sustancial de la señal solamente dentro de la banda de frecuencias especificada. De este modo, con cada canal que está asignado a una banda de frecuencias diferente, la capacidad del sistema está limitada por el número de bandas de frecuencias disponibles, así como por las limitaciones impuestas por la reutilización de la frecuencia.

En sistemas de TDMA que no emplean salto de frecuencia, un canal consiste en un intervalo de tiempo en un tren periódico de intervalos de tiempo sobre la misma banda de frecuencias. Cada periodo de ranuras de tiempo es llamado una trama. La energía de una señal dada está confinada a una de estas ranuras de tiempo. La interferencia del canal adyacente está limitada por el uso de una puerta electrónica de tiempo o de otro elemento de sincronización que pasa energía de la señal recibida en el momento apropiado. De esta manera, se reduce el problema de la interferencia para diferentes niveles relativos de intensidad de la señal.

Con los sistemas de FDMA o de TDMA (o con los sistemas híbridos de FDMA/TDMA), un objetivo es asegurar que dos señales potencialmente interferentes no ocupan la misma frecuencia al mismo tiempo. En cambio, el Acceso Múltiple mediante la División de Códigos (CDMA) es una técnica de acceso que utiliza modulación de espectro ensanchado para permitir que las señales se solapen en el tiempo y en la frecuencia. Hay diversas ventajas potenciales asociadas con las técnicas de comunicación con CDMA. Los límites de la capacidad de los sistemas celulares basados en CDMA están diseñados para ser más elevados que los de la tecnología analógica existente, como resultado de las propiedades de los sistemas de CDMA de banda ancha, tales como la diversidad de interferencias mejorada y el bloqueo de la actividad de la voz.

En un sistema de CDMA de secuencia directa (DS, en sus siglas en inglés), la corriente de símbolos que se va a transmitir (es decir, la corriente de símbolos que ha sufrido la codificación del canal, etc.) es impuesta sobre un corriente de datos de velocidad de transmisión mucho más elevada, conocida como secuencia de la firma. Típicamente, los datos de la secuencia de la firma (denominados comúnmente "chips") son binarios o cuaternarios, proporcionan una corriente de chips que es generada a una velocidad de transmisión que es denominada, comúnmente, "velocidad de transmisión de los chips". Una forma de generar esta secuencia de la firma es mediante un procedimiento de pseudo-ruido (PN, en sus siglas en inglés) que aparece aleatoriamente, pero que puede ser reproducido por un receptor autorizado. La corriente de símbolos y la corriente de la secuencia de la firma pueden ser combinadas mediante la multiplicación de las dos corrientes juntas. Esta combinación de la corriente de la secuencia de la firma con el corriente de símbolos es denominada ensanchamiento de la señal de la corriente de símbolos. A cada corriente de símbolos o canal se le asigna, típicamente, un único código de ensanchamiento. La relación entre la velocidad de transmisión de chips y la velocidad de transmisión de los símbolos es denominada relación de ensanchamiento.

Una pluralidad de señales de ensanchamiento modula una portadora de radiofrecuencia, por ejemplo, mediante modulación por desplazamiento de fase cuadrivalente (QPSK, en sus siglas en inglés), y son recibidas conjuntamente como una señal compuesta en un receptor. Cada una de las señales de ensanchamiento solapa todas las otras señales de ensanchamiento, así como a las señales relacionadas con el ruido, tanto en la frecuencia como en el tiempo. Si el receptor está autorizado, entonces la señal compuesta está correlacionada con uno de los códigos únicos, y la señal correspondiente puede ser aislada y descodificada.

Para sistemas celulares futuros, el uso de estructuras celulares jerárquicas resultará valioso, incluso en el aumento adicional de la capacidad de los sistemas. En estructuras celulares jerárquicas, existen células más pequeñas o microcélulas dentro de una célula más grande o macrocélula. Por ejemplo, las estaciones de base de las microcélulas pueden ser ubicadas en el nivel de las farolas a lo largo de las calles de las ciudades para gestionar el nivel creciente del tráfico en áreas congestionadas. Cada microcélula puede cubrir distintos bloques de una calle o un túnel, por ejemplo, mientras una macrocélula podría cubrir un radio de 3-5 kilómetros. Incluso en sistemas de CDMA, es probable que diferentes tipos de células (macro y micro) funcionarán a diferentes frecuencias para aumentar la capacidad de todo el sistema. Véase, H. Eriksson y otros., “Multiple Access options for cellular based personal comm.” (Opciones de acceso múltiple para comunicaciones personales basadas en celulares), Proc. 43 Vehic. Tech. Soc. Conf., Secaucus, 1993. Deben soportarse procedimientos de traspaso fiables entre los diferentes tipos de células y, por tanto, entre diferentes frecuencias, de modo que las estaciones móviles que se desplazan entre las células tendrán soporte continuado de sus conexiones.

Hay varias técnicas convencionales para determinar qué código, frecuencia y célula nuevos deberían ser seleccionados entre los diversos candidatos al traspaso. Por ejemplo, la estación móvil puede ayudar en la determinación del mejor candidato al traspaso (y a la nueva estación de base asociada) al que van a ser transferidas las comunicaciones. Este procedimiento, denominado típicamente transferencia entre células asistida por el móvil (MAHO, en sus siglas en inglés), conlleva que la estación móvil, periódicamente (o bajo solicitud), toma mediciones en cada una de las distintas frecuencias candidatas para ayudar a determinar una candidata mejor al traspaso, basándose en algunos criterios de selección predeterminados (por ejemplo, la RSSI recibida más fuerte, la BER mejor, etc.). En sistemas de TDMA, por ejemplo, la estación móvil puede ser dirigida para explorar una lista de frecuencias candidatas durante la ranura (o ranuras) de tiempo inactiva(s), de modo que el sistema determinará un candidato al traspaso fiable si la calidad de la señal en su enlace actual se degrada por debajo de un umbral de calidad predeterminado.

En sistemas de CDMA convencionales, sin embargo, la estación móvil está ocupada continuamente con información que recibe de la red. De hecho, las estaciones móviles de CDMA reciben y transmiten normalmente continuamente en las direcciones del enlace ascendente y del enlace descendente. A diferencia del TDMA, no hay ranuras de tiempo inactivas disponibles para conmutar a otras frecuencias portadoras, lo que crea un problema al considerar cómo determinar si el traspaso a una estación de base dada en una frecuencia dada es apropiado en un instante concreto. Puesto que la estación móvil no puede proporcionar ninguna medición entre frecuencias a un algoritmo de evaluación del traspaso que funciona bien en la red o en la estación móvil, la decisión del traspaso se tomará sin el conocimiento... [Seguir leyendo]

1. Un método para comunicar información en un sistema de acceso múltiple mediante la división de códigos que comprende las operaciones de:

transmitir información en tramas (1...7) desde una primera estación a una segunda estación en un primer enlace;

transmitir información en tramas (1...7) desde dicha segunda estación a dicha primera estación en un segundo enlace;

entrar, en una trama particular (4) un formato de transmisión (10) en modo de ranuras en dicha primera estación; y

entrar en dicha misma trama particular (4), dicho formato de transmisión (60) en modo de ranuras en dicha segunda estación.

2. El método de la reivindicación 1, en el que ambas de dichas operaciones de entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras comprende además la operación de:

aumentar una velocidad de dicha transmisión en al menos una porción de dicha trama particular (4); y proporcionar una porción inactiva durante otra porción de dicha al menos una trama particular.

3. El método de la reivindicación 1, en el que al menos una de dichas operaciones de entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras, comprende además la operación de:

ajustar un factor de ensanchamiento asociado con dicha transmisión.

4. El método de la reivindicación 1, en el que al menos una de dichas operaciones de entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras comprende además la operación de:

pinchar un código asociado con dicha transmisión.

5. El método de la reivindicación 1, en el que al menos una de dichas operaciones de entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras, comprende además la operación de:

cambiar un número de códigos de ensanchamiento asociados con dicha transmisión.

6. Un sistema para comunicación de información en un sistema de acceso múltiple mediante la división de códigos que comprende:

medios para transmitir información en tramas (1...7) desde una primera estación a una segunda estación en un primer enlace;

medios para transmitir información en tramas (1...7) desde dicha segunda estación a dicha primera estación en un segundo enlace;

medios para entrar, en una trama particular (4) un formato de transmisión (10) en modo de ranuras en dicha primera estación; y

medios para entrar en dicha misma trama particular (4), dicho formato de transmisión (60) en modo de ranuras en dicha segunda estación.

7. El sistema de la reivindicación 6, en el que ambos de dichos medios de operaciones para entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras comprende además:

medios para aumentar una velocidad de dicha transmisión en al menos una porción de dicha trama particular (4); y

medios para proporcionar una porción inactiva durante otra porción de dicha al menos una trama particular.

8. El sistema de la reivindicación 6, en el que al menos uno de dichos medios para entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras, comprende además:

medios para ajustar un factor de ensanchamiento asociado con dicha transmisión.

9. El sistema de la reivindicación 6, en el que al menos uno de dichos medios para entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras comprende además:

medios para pinchar un código asociado con dicha transmisión.

10. El sistema de la reivindicación 6, en el que al menos uno de dichos medios para entrar dicho formato de transmisión en modo de ranuras, comprende además:

medios para cambiar un número de códigos de ensanchamiento asociados con dicha transmisión. .