Asignación de recursos en bucle cerrado en una red de comunicaciones inalámbrica de alta velocidad.

Un procedimiento para determinar la velocidad de transmisión en enlace inverso en una estación (206) deabonado que comprende las etapas de:

seleccionar una velocidad inicial de acuerdo con la cantidad de datos en fila a transmitir mediante dichaestación (206) de abonado; y caracterizado por:

ajustar dicha velocidad inicial de acuerdo con al menos un valor de tono de ocupación recibido, recibido desdeuna estación (202) base.

Asignación de recursos en bucle cerrado en una red de comunicaciones inalámbrica de alta velocidad

Antecedentes de la invención I. Campo de la invención La presente invención se refiere a comunicaciones inalámbricas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato nuevo y mejorado para determinar las velocidades de datos de transmisión en un sistema de comunicación inalámbrica de alta velocidad.

II. Descripción de la técnica relacionada Hoy en día se requiere un sistema de comunicación para soportar una diversidad de aplicaciones. Un sistema de comunicación tal es un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) que está de acuerdo con “TIA/EIA/IS-95 Estándar de Compatibilidad de Estación Base-estación de Abonado para Sistema Celular de Espectro Ensanchado de Banda Ancha de Modo Dual”, en lo sucesivo en el presente documento denominado el estándar IS-95. El sistema CDMA permite comunicaciones de voz y datos entre usuarios sobre un enlace terrestre. Se desvela el uso de técnicas CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple en la Patente de Estados Unidos Nº 4.901307, titulada “SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”, y en la Patente de Estados Unidos Nº 5.103.459, titulada “SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”, ambas cedidas al cesionario de la presente invención.

En la presente memoria descriptiva, estación base se refiere al hardware con el que se comunican las estaciones de abonado. Celda se refiere al hardware o al área de cobertura geográfica, dependiendo del contexto en el que se use el término. Un sector es una partición de una celda. Debido a que un sector de un sistema CDMA tiene los atributos de una celda, las enseñanzas descritas en términos de celdas se extienden fácilmente a sectores.

En el sistema CDMA, las comunicaciones entre usuarios se dirigen a través de una o más estaciones base. Un primer usuario en una estación de abonado se comunica con un segundo usuario en una segunda estación de abonado transmitiendo datos en el enlace inverso a una estación base. La estación base recibe los datos y puede enrutar los datos a otra estación base. Los datos se transmiten en el enlace directo de la misma estación base, o una segunda estación base, a la segunda estación de abonado. El enlace directo se refiere a la transmisión desde la estación base a una estación de abonado y el enlace inverso se refiere a la transmisión desde la estación de abonado a una estación base. En sistemas IS-95, se asignan frecuencias separadas al enlace directo y al enlace inverso.

La estación de abonado se comunica con al menos una estación base durante una comunicación, las estaciones de abonado CDMA son capaces de comunicarse con múltiples estaciones base simultáneamente durante la transferencia de llamada. La transferencia de llamada es el procedimiento de establecer un enlace con una nueva estación base antes de cortar el enlace con la estación base anterior. La transferencia de llamada minimiza la probabilidad de llamadas interrumpidas. Se desvela el procedimiento y sistema para proporcionar una comunicación con una estación de abonado a través de más de una estación base durante el procedimiento de transferencia de llamada en la Patente de Estados Unidos Nº 5.267.261, titulada “MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”, cedida al cesionario de la presente invención. Transferir llamadas es el procedimiento en el cual la comunicación ocurre sobre múltiples sectores que se sirven mediante la misma estación base. Se describe en detalle el procedimiento de transferir llamadas en la Solicitud Patente de Estados Unidos en trámite junto con la presente con Nº de Serie 08/763.498, titulada “METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION”, presentada el 11 de diciembre de 1996, cedida al cesionario de la presente invención.

Dada la creciente demanda para aplicaciones de datos inalámbricas, la necesidad de sistemas de comunicación de datos inalámbricos muy eficaces se ha vuelto cada vez más significativa. El estándar IS-95 es capaz de transmitir datos de tráfico y datos de voz sobre los enlaces directo e inverso. Se describe en detalle un procedimiento para transmitir datos de tráfico en tramas de canal de código de tamaño fijo en la Patente de Estados Unidos Nº 5.504.773, titulada “METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION”, cedida al cesionario de la presente invención. De acuerdo con el estándar IS-95, se subdividen los datos de tráfico o datos de voz en tramas de canal de código que son de 20 ms de ancho con velocidades de datos tan altas como 14, 4 Kbps.

Se desvela un sistema completamente especializado para comunicaciones inalámbricas a alta velocidad en la Solicitud de Patente de Estados Unidos en trámite junto con la presente con Nº de serie 08/963.386 (la solicitud ’386) , presentada el 3 de noviembre de 1997, titulada, “METHOD AND APPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATA TRANSMISSION”, cedida al cesionario de la presente invención. En la solicitud ‘386, la estación base transmite a las estaciones de abonado enviando tramas que incluyen una ráfaga piloto multiplexada en tiempo en la trama y se transmiten a una velocidad en base a la información de canal transmitida desde la estación de abonado a

la estación base.

Una diferencia significativa entre servicios de voz y servicios de datos es el hecho que la primera impone requisitos de retardo estrictos y fijos. Típicamente, el retardo unidireccional global de tramas de conversación debe ser menor que 100 ms. Por el contrario, el retardo de datos puede convertirse en un parámetro variable usado para optimizar la eficacia del sistema de comunicación de datos. Específicamente, se pueden utilizar técnicas de codificación de corrección de errores más eficaces que requieren retardos significativamente mayores que los que se pueden tolerar por los servicios de voz. Se desvela un esquema de codificación eficaz ejemplar para datos en la Solicitud de Patente de Estados Unidos con Nº de Serie: 08/743.688, titulada “SOFT DECISION OUTPUT DECODER FOR DECODING CONVOLUTIONALLY ENCODED CODEWORDS”, presentada el 6 de noviembre de 1996, cedida al cesionario de la presente invención.

Otra diferencia significativa entre servicios de voz y servicios de datos es que los primeros requieren una calidad de servicio (QOS) común y fija para todos los usuarios. Típicamente, para sistemas digitales que proporcionan servicios de voz, esto se traduce en una velocidad de transmisión igual y fija para todos los usuarios y un valor máximo tolerable para las tasas de error de las tramas de conversación. Por el contrario, para servicios de datos, la QOS puede ser diferente de usuario a usuario, se puede negociar, y se debería someter a algunas restricciones de equidad. Se describe típicamente la QOS que proporciona un sistema de comunicación de datos a un abonado mediante el retardo, caudal medio, probabilidad de bloqueo, probabilidad de pérdida de conexión experimentada durante el tiempo de servicio.

Un sistema de comunicación de datos inalámbrico puede proporcionar típicamente un intervalo de velocidades de datos de transmisión tanto en el enlace directo como inverso. Estas velocidades de datos de transmisión se asignan a las diversas fuentes de tráfico activas de acuerdo con una estrategia, identificada como control de acceso al medio, que debe tener en cuenta el hecho que los recursos típicamente ofrecen diferentes velocidades de datos de información de entrada, dependiendo esencialmente de la aplicación de datos seleccionada. También, se deben considerar las condiciones de canal y carga del sistema global cuando se asigna la velocidad de datos de transmisión a un abonado específico.

El control de acceso al medio cuenta para asignar el recurso a las estaciones de abonado activas en la red de una manera que optimiza el intercambio entre caudal del sistema global, QOS y complejidad de algoritmo. Mientras que en el enlace directo puede aprovecharse la naturaleza “uno a muchos” de la transmisión para realizar asignación de recursos centralizada óptima en la estación base, en el enlace inverso “muchos a uno” el problema de optimización de la estrategia de control de acceso al medio es complejo, y se puede resolver con un enfoque centralizado en la estación base, o con un enfoque distribuido en las estaciones de abonado. Aunque se pueden extender muchas de las técnicas descritas en el presente documento al control de acceso al... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para determinar la velocidad de transmisión en enlace inverso en una estación (206) de abonado que comprende las etapas de:

seleccionar una velocidad inicial de acuerdo con la cantidad de datos en fila a transmitir mediante dicha estación (206) de abonado; y caracterizado por: ajustar dicha velocidad inicial de acuerdo con al menos un valor de tono de ocupación recibido, recibido desde una estación (202) base.

2. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente la etapa de:

determinar una cantidad de margen de potencia en la estación de abonado; ajustar dicha velocidad inicial de acuerdo con dicho margen de potencia para proporcionar una segunda velocidad ajustada; y en el que dicha etapa de ajustar dicha velocidad inicial se realiza en dicha segunda velocidad ajustada.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente la etapa de:

determinar una métrica de diferencia de energía de acuerdo con intensidades se señal de estaciones base candidatas y estaciones base del conjunto activo; ajustar dicha velocidad inicial de acuerdo con dicha métrica de diferencia de energía para proporcionar una segunda velocidad ajustada; y en el que dicha etapa de ajustar dicha velocidad inicial se realiza a dicha segunda velocidad ajustada.

4. El procedimiento de la reivindicación 2 que comprende adicionalmente la etapa de:

determinar una métrica de diferencia de energía de acuerdo con intensidades de señal de estaciones base candidatas y estaciones base del conjunto activo; ajustar dicha segunda velocidad ajustada de acuerdo con dicha métrica de diferencia de energía para proporcionar una tercera velocidad ajustada; y en el que dicha etapa de ajustar dicha velocidad inicial se realiza a dicha tercera velocidad ajustada.

5. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que dicha etapa de seleccionar una velocidad incial de acuerdo con la cantidad de datos en fila a transmitir mediante dicha estación de abonado, comprende las etapas de:

determinar si la cantidad de datos en fila a transmitir se puede llevar en un paquete transmitido a la velocidad máxima de datos predeterminada; establecer dicha velocidad inicial a la velocidad máxima predeterminada cuando la cantidad de datos en fila a transmitir excede la cantidad de informacion que se puede llevar en un paquete transmitido a la velocidad máxima de datos predeterminada; establecer dicha velocidad inicial a una segunda velocidad que es menor que dicha velocidad máxima predeterminada cuando la cantidad de datos en fila a transmitir es menor que la cantidad de informacion que se puede llevar en un paquete transmitido a la velocidad máxima de datos predeterminada; y establecer dicha velocidad inicial al menor valor actual de la velocidad inicial o a dos veces la velocidad a la que se transmitió una trama previa.

6. El procedimiento de la reivindicación 2 en el dicha etapa de ajustar dicha velocidad inicial de acuerdo con dicho margen de potencia para proporcionar una segunda velocidad ajustada, comprende las etapas de:

seleccionar la velocidad máxima capaz de transmisión fiable mediante dicha estación de abonado de acuerdo con dicho margen de potencia; y seleccionar la menor de la velocidad inicial y dicha velocidad máxima capaz de transmisión fiable mediante dicha estación de abonado como dicha segunda velocidad ajustada.

7. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente, antes de la etapa de ajuste, las etapas de:

modificar dicha velocidad inicial de acuerdo con un valor de margen de potencia para proporcionar una primera velocidad ajustada; modificar dicha primera velocidad ajustada de acuerdo con un valor de protección del conjunto de cantidato para proporcionar una segunda velocidad ajustada; y en el que dicha etapa de ajustar dicha velocidad inicial comprende modificar dicha segunda velocidad ajustada de acuerdo con al menos un valor de tono de ocupación recibido para proporcionar dicha velocidad de transmisión de enlace inverso seleccionada.

8. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente las etapas de:

determinar una cantidad de margen de potencia en la estación de abonado; ajustar dicha velocidad inicial ajustada de acuerdo con dicho margen de potencia para proporcionar una segunda velocidad ajustada; en el que dicha etapa de ajustar dicha velocidad incial ajustada se realiza en dicha segunda velocidad ajustada; determinar una métrica de diferencia de energía de acuerdo con intensidades de señal desde estaciones base candidatas y estaciones base de conjunto activo; ajustar dicha segunda velocidad ajustada de acuerdo con dicha métrica de diferencia de energía para proporcionar una tercera velocidad ajustada; y en el que dicha etapa de ajustar dicha velocidad inicial ajustada se realiza en dicha tercera velocidad ajustada.

9. Una estación (206) de abonado para transmitir datos digitales a alta velocidad que comprende:

medios para seleccionar una velocidad inicial de acuerdo con la cantidad de datos en fila a transmitir mediante dicha estación (206) de abonado; y caracterizada por:

medios para ajustar dicha velocidad inicial de acuerdo con al menos un valor de tono de ocupación recibido desde una estación (202) base.

10. La estación de abonado de la reivindicación 9 que comprende adicionalmente:

una memoria intermedia (524) para almacenar datos para transmisión mediante dicha estación de abonado; un receptor para recibir una señal de tono de ocupación indicativa de la carga del enlace inverso de cada estación base en el conjunto activo de dicha estación; y un procesador (522) de control para seleccionar una de dichas señales de tono de ocupación y determinar

dicha velocidad de transmisión de enlace inverso de acuerdo con dicha seleccionada de dichas señales de tono de ocupación y la cantidad de datos en dicha memoria intermedia.

11. La estación de abonado de la reivindicación 10 en la que dicho procesador de control está adaptado adicionalmente para seleccionar una velocidad incial de acuerdo con la cantidad de datos en una memoria intermedia de transmisión, modificar dicha velocidad inicial de acuerdo con un valor de margen de potencia para proporcionar una primera velocidad ajustada, modificar dicha primera velocidad ajustada de acuerdo con un valor de protección del conjunto candidato para proporcionar una segunda velocidad ajustada, y modfiicar dicha segunda velocidad ajustada de acuerdo con un valor de tono de ocupación recibido para proporcionar dicha velocidad de transmisión de enlace inverso seleccionada; y en el que la estación de abonado comprende adicionalmente un transmisor para transmitir datos a dicha velocidad

de datos seleccionada.

12. Una estación (202) base que comprende:

medios para medir la carga del enlace inverso; y caracterizada por:

medios para transmitir una señal de tono de ocupación multi-bit indicativa de dicha carga de enlace inverso.