Procedimiento para incrementar la capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones,

comprendiendo las etapas de: generar una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos en un punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500), y donde los segmentos huecos no transportan ningún dato; transmitir la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) a un terminal de acceso (701), y recibir al menos un mensaje indicador transmitido por el terminal de acceso durante periodos asociados a los segmentos huecos en el punto de acceso (700), indicando el mensaje indicador un estado de recepción de la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) recibidos en el terminal de acceso (701)

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

I. Campo de la Invención

La presente invención se refiere a la comunicación de datos. Más concretamente, la presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo novedosos y mejorados para la realización de la adaptación de velocidad en lazo cerrado rápido en una transmisión de datos por paquetes a alta velocidad.

I. Descripción de los antecedentes de la técnica

El acceso a la informática móvil o “mobile computing” y al acceso a datos móvil se está consolidando para un número de usuarios cada vez mayor. En la actualidad se están sucediendo el desarrollo y la introducción de nuevos servicios de datos y nuevas tecnologías que proporcionan una conectividad de datos continua y un acceso total a la información. En la actualidad los usuarios pueden utilizar una variedad de dispositivos electrónicos para acceder a datos de voz o información almacenados en otros dispositivos electrónicos o en redes de datos. Algunos de estos dispositivos electrónicos pueden conectarse a fuentes de datos a través de cable y otros pueden conectarse a fuentes de datos a través de soluciones inalámbricas. Tal como se utiliza en la presente memoria, un terminal de acceso es un dispositivo que proporciona conectividad de datos a un usuario. Un terminal de acceso puede estar acoplado a un dispositivo informático como, por ejemplo, un ordenador de sobremesa, un ordenador portátil, o un asistente digital personal (PDA), o puede estar físicamente incorporado en cualquiera de dichos dispositivos. Un punto de acceso es un equipo que proporciona conectividad de datos entre una red de datos de conmutación de paquetes y terminales de acceso.

Un ejemplo de un terminal de acceso que puede utilizarse para proporcionar conectividad inalámbrica es un teléfono móvil que es parte de un sistema de comunicaciones capaz de soportar una diversidad de aplicaciones. Uno de estos sistemas de comunicaciones es un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) que cumple con el estándar de comunicación "TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", denominado en lo sucesivo estándar de comunicación IS-95. El sistema CDMA permite la comunicación de voz y datos entre usuarios a través de un enlace terrestre. El uso de las técnicas de CDMA en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple se describe en la patente estadounidense US nº 4.901.307, con título “SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”, y en la patente estadounidense US nº 5.103.459, con título “SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”, ambas cedidas al titular de la presente invención e incorporadas por referencia en la presente memoria. Debe entenderse que la presente invención es igualmente aplicable a otros tipos de sistemas de comunicaciones. Los sistemas que utilizan otros esquemas de modulación de la transmisión bien conocidos como TDMA y FDMA así como otros sistemas de espectro ensanchado pueden utilizar la presente invención.

Dada la creciente demanda de aplicaciones de datos inalámbricas, la necesidad de sistemas de comunicación de datos inalámbricos muy eficaces es cada vez más importante. El estándar de comunicación IS-95 es capaz de transmitir datos de tráfico y datos de voz a través de los enlaces directo e inverso. Un procedimiento para la transmisión de datos de tráfico en tramas de canal de código de tamaño fijo se describe al detalle en la patente estadounidense US nº 5.504.773, con título “METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION”, cedida al titular de la presente invención e incorporada por referencia en la presente memoria. De acuerdo con el estándar de comunicación IS-95, los datos de tráfico o los datos de voz son divididos en tramas de canal de código con un ancho de 20 mseg y con velocidades de transmisión de datos de hasta 14,4 Kbps.

Una diferencia importante entre los servicios de voz y los servicios de datos es el hecho de que los primeros imponen unos requerimientos de retardo fijos y estrictos. Por lo general, el retardo total en un sentido de las tramas de voz debe ser inferior a 100 mseg. Por el contrario, el retardo de datos puede convertirse en un parámetro variable utilizado para optimizar la eficacia de un sistema de comunicación de datos. Concretamente, pueden utilizarse técnicas de codificación para corrección de errores más eficaces que requieren retardos considerablemente más largos que los que pueden ser tolerados por los servicios de voz. Un esquema de codificación eficaz ejemplar para datos se describe en la patente estadounidense US nº 5.760.735, con título “SOFT DECISION OUTPUT DECODER FOR DECODING CONVOLUTIONALLY ENCODED CODEWORDS”, depositada el 6 de noviembre de 1996, cedida al titular de la presente invención e incorporada por referencia en la presente memoria.

Otra diferencia importante entre los servicios de voz y los servicios de datos es que los primeros requieren una calidad de servicio (GOS) fija y común para todos los usuarios. Por lo general, para los sistemas digitales que ofrecen servicios de voz, esto se traduce en una velocidad de transmisión igual y fija para todos los usuarios y un valor tolerable máximo para las tasas de error de las tramas de voz. Por el contrario, para los servicios de datos, la GOS puede ser diferente de un usuario a otro y puede ser un parámetro optimizado para aumentar la eficacia total del sistema de comunicación de datos. La GOS del sistema de comunicación de datos por lo general se define como el retardo total incurrido en la transferencia de una cantidad de datos predeterminada, denominada en lo sucesivo paquete de datos.

Todavía otra diferencia importante entre los servicios de voz y los servicios de datos es que los primeros requieren un enlace de comunicación fiable que, en el sistema de comunicaciones CDMA ejemplar, se proporciona mediante “soft handoff”. El “soft handoff” resulta en transmisiones redundantes desde dos o más estaciones base para mejorar la fiabilidad. Sin embargo, esta fiabilidad adicional no se requiere para la transmisión de datos debido a que los paquetes de datos recibidos con errores pueden ser retransmitidos. Para los servicios de datos, la potencia de transmisión utilizada para soportar “soft handoff” puede utilizarse de manera más eficaz para transmitir datos adicionales.

El retardo de transmisión requerido para transferir un paquete de datos y la capacidad de transmisión media de un sistema de comunicaciones son parámetros que miden la calidad y la efectividad del sistema de comunicación de datos. El retardo de transmisión no tiene el mismo impacto en la comunicación de datos que en la comunicación de voz, pero es una medida importante para la medición de la calidad del sistema de comunicación de datos. La capacidad de transmisión media es una medida de la eficacia de la capacidad de transmisión de datos del sistema de comunicaciones.

Es bien conocido que en los sistemas celulares, la relación señal/interferencia más ruido (SINR) de cualquier usuario dado es una función de la ubicación del usuario dentro de la zona de cobertura. Para mantener un nivel de servicio dado, los sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y los sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) recurren a técnicas de reutilización de frecuencia, es decir, no todos los canales de frecuencia y/o intervalos de tiempo son utilizados en cada estación base. En un sistema CDMA, se reutiliza la misma asignación de frecuencia en cada célula del sistema, mejorando de esa manera la eficacia total. La SINR medida en la estación móvil de cualquier usuario dado determina la tasa de información que puede ser soportada para este enlace particular desde la estación base a la estación móvil del usuario. Dado un procedimiento específico de modulación y de corrección de errores utilizado para la transmisión, se alcanza un rendimiento de un nivel determinado a un correspondiente nivel de SINR. Para un sistema celular ideal con configuración de células hexagonal y que utilice una frecuencia común en todas las células, puede calcularse la distribución de SINR alcanzada en las células ideales.

En un sistema que es capaz de transmitir datos a altas velocidades, que en lo sucesivo se denominará Sistema de Transmisión de Datos de Alta Velocidad (HDR), se utiliza un algoritmo de adaptación de velocidad en lazo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para incrementar la capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, comprendiendo las etapas de:

generar una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos en un punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500), y donde los segmentos huecos no transportan ningún dato; transmitir la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) a un terminal de acceso (701), y recibir al menos un mensaje indicador transmitido por el terminal de acceso durante periodos asociados a los segmentos huecos en el punto de acceso (700), indicando el mensaje indicador un estado de recepción de la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) recibidos en el terminal de acceso (701).

2. El procedimiento de la Reivindicación 1, donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos según un patrón alterno.

3. El procedimiento de la Reivindicación 1, donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos de manera que cada Nésimo segmento es un segmento hueco.

4. El procedimiento de la Reivindicación 1, donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos de acuerdo con una estructura no periódica.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

generar una pluralidad de paquetes de datos en el punto de acceso para transmisión al terminal de acceso, donde cada uno de la pluralidad de paquetes de datos comprende al menos un segmento, y el punto de acceso (700) designa cada segmento en cada uno de la pluralidad de paquetes de datos como un segmento de datos o un segmento hueco; transmitir la pluralidad de paquetes de datos al terminal de acceso (701) a una velocidad de transmisión de datos inicial; transmitir un mensaje de solicitud de datos (210, 310, 510, 520) al punto de acceso (700) en base al conjunto de parámetros de canal estimados, donde la etapa de transmitir la pluralidad de paquetes de datos (100, 200, 300, 400, 500) al terminal de acceso (701) se lleva a cabo de acuerdo con el mensaje de solicitud de datos; y modificar un paquete de datos subsiguiente para su transmisión al terminal de acceso (701) de acuerdo con el mensaje indicador recibido en el punto de acceso (700).

6. El procedimiento de la Reivindicación 5, donde el mensaje indicador es un mensaje indicador de parada

(220) si el conjunto de parámetros de canal reales indica un nivel de ruido inferior a un nivel de ruido asociado al conjunto de parámetros de canal estimados.

7. El procedimiento de la Reivindicación 5, donde el mensaje indicador es un mensaje indicador de extensión (320, 340) si el conjunto de parámetros de canal reales indica un nivel de ruido superior a un nivel de ruido asociado al conjunto de parámetros de canal estimados.

8. El procedimiento de la Reivindicación 5, donde el mensaje indicador comprende un bit recibido durante un segmento n, y el punto de acceso (700) designa cada segmento de la pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un patrón alterno, donde la etapa de modificar el paquete de datos subsiguiente para la transmisión al terminal de acceso comprende las etapas de:

decidir que el bit es una solicitud de fin de transmisión si una repetición de uno de la pluralidad de paquetes de datos ya está previsto para el segmento n+1; decidir que el bit es una solicitud de retransmisión si un paquete ya transmitido terminó la transmisión en el segmento n-1; decidir que el bit es una solicitud de retransmisión si un bit indicador previo causó una retransmisión de un paquete ya transmitido en el segmento n-1, y menos que un número predeterminado de retransmisiones ya se han procesado para la pluralidad de paquetes de datos; y decidir que el bit es una falsa alarma si no se satisface ninguna condición.

9. El procedimiento de la Reivindicación 5, donde el mensaje indicador comprende un bit recibido durante un segmento n, y el punto de acceso (700) designa cada segmento de la pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un periodo p, donde la etapa de modificar el paquete de datos subsiguiente para la transmisión al terminal de acceso (701) comprende las etapas de:

decidir que el bit es una solicitud de fin de transmisión si una repetición de uno de la pluralidad de paquetes de datos ya está previsto para el segmento n+1; decidir que el bit es una solicitud de retransmisión si un paquete ya transmitido terminó la transmisión en el segmento n-p+1; decidir que el bit es una solicitud de retransmisión si un bit indicador previo causó una retransmisión de un paquete ya transmitido en el segmento n-p+1, y menos que un número predeterminado de retransmisiones ya se han procesado para la pluralidad de paquetes de datos; y decidir que el bit es una falsa alarma si no se satisface ninguna condición.

10. El procedimiento de la Reivindicación 5, donde el mensaje indicador comprende un bit recibido durante un segmento n, donde la etapa de modificar el paquete de datos subsiguiente para la transmisión al terminal de acceso (701) comprende las etapas de:

decidir que el bit es una solicitud de fin de transmisión si una repetición de uno de la pluralidad de paquetes de datos ya está previsto para el segmento n+1; decidir que el bit es una solicitud de retransmisión si un paquete ya transmitido terminó la transmisión en el segmento n-N(i), donde N(i) es un número de segmentos huecos entre segmentos de datos e i indica un número de índice de velocidad de transmisión; decidir que el bit es una solicitud de retransmisión si un bit indicador previo causó una retransmisión de un paquete ya transmitido en el segmento n-N(i), y menos que un número predeterminado de retransmisiones ya se han procesado para la pluralidad de paquetes de datos; y decidir que el bit es una falsa alarma si no se satisface ninguna condición.

11. Procedimiento para incrementar la capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, comprendiendo las etapas de:

recibir una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) en un terminal de acceso (701), donde la pluralidad de paquetes comprende una pluralidad de segmentos de datos intercalados con la pluralidad de segmentos huecos, y donde los segmentos huecos no transportan ningún dato; y transmitir al menos un mensaje indicador indicando un estado de recepción de la pluralidad de paquetes, donde el mensaje indicador se transmite durante periodos asociados a los segmentos huecos.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, comprendiendo además:

descodificar los datos portados en segmentos de datos durante periodos asociados con el hueco, y

donde el al menos un mensaje indicador está basado en los datos descodificados.

13. El procedimiento de la Reivindicación 11, donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos según un patrón alterno.

14. El procedimiento de la Reivindicación 11, donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos de manera que cada Nésimo segmento es un segmento hueco.

15. El procedimiento de la Reivindicación 11, donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos de acuerdo con una estructura no periódica.

16. El procedimiento de la reivindicación 11, comprendiendo además:

recibir la pluralidad de paquetes de datos en el terminal de acceso (701) a una velocidad de transmisión inicial; determinar un conjunto de parámetros de canal estimados en el terminal de acceso (701); transmitir un mensaje de solicitud de datos (210, 310, 510, 520) al punto de acceso (700) en base al conjunto de parámetros de canal estimados, donde la etapa de transmitir la pluralidad de paquetes de datos al terminal de acceso (701) se lleva a cabo de acuerdo con el mensaje de solicitud de datos (210, 310, 510, 520); determinar un conjunto de parámetros de canal reales en el terminal de acceso (701); transmitir un mensaje indicador al punto de acceso (701) si el conjunto de parámetros de canal reales supera un umbral de calidad predeterminado, donde la etapa de transmitir se lleva a cabo durante un periodo de tiempo asociado a al menos un segmento hueco.

17. El procedimiento de la Reivindicación 16, donde el mensaje indicador es un mensaje indicador de parada

(220) si el conjunto de parámetros de canal reales indica un nivel de ruido inferior a un nivel de ruido asociado al conjunto de parámetros de canal estimados.

18. El procedimiento de la Reivindicación 16, donde el mensaje indicador es un mensaje indicador de extensión (320, 340) si el conjunto de parámetros de canal reales indica un nivel de ruido superior a un nivel de ruido asociado al conjunto de parámetros de canal estimados.

19. El procedimiento de la Reivindicación 16, donde el conjunto de parámetros de canal reales incluye una relación señal a interferencia y ruido.

20. El procedimiento de la Reivindicación 16, donde la etapa de transmisión del mensaje indicador al punto de acceso comprende las etapas de:

procesar símbolos de código para determinar un valor de probabilidad de errores de transmisión; y transmitir un mensaje indicador de extensión (320, 340) si el valor de probabilidad de errores de transmisión es mayor que un umbral predeterminado.

21. El procedimiento de la Reivindicación 16, donde la etapa de determinar un conjunto de parámetros de canal reales comprende la etapa de descodificar la pluralidad de paquetes de datos (100, 200, 300, 400, 500) en el terminal de acceso (701) para determinar un caso de error de paquete, donde el caso de error de paquete indica una buena recepción de paquete de datos o una mala recepción de paquete de datos.

22. El procedimiento de la Reivindicación 21, donde la etapa de descodificar la pluralidad de paquetes de datos en el terminal de acceso comprende las etapas de:

descodificar una pluralidad de bits de comprobación de redundancia cíclica (CRC); y comparar la pluralidad descodificada de bits CRC con una medida de calidad estimada, donde la medida de calidad estimada se calcula a partir del conjunto de parámetros de canal estimados.

23. Punto de acceso (700) para aumentar la capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, que comprende:

medios para generar una pluralidad de segmentos de datos y una pluralidad de segmentos huecos en un punto de acceso (700), donde la pluralidad de segmentos de datos están intercalados con la pluralidad de segmentos huecos para formar una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500), y donde los segmentos huecos no transportan ningún dato; medios para transmitir la pluralidad de paquetes a un terminal de acceso (701), y medios para recibir por lo menos un mensaje indicador transmitido por el terminal de acceso durante periodos asociados a los segmentos huecos en el punto de acceso (700), indicando el mensaje indicador un estado de recepción de la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) recibidos en el terminal de acceso (701).

24. El punto de acceso (700) de la reivindicación 23, comprendiendo además:

un planificador (712) en el punto de acceso para programar la pluralidad de segmentos de datos y segmentos huecos intercalados, donde el planificador está acoplado a por lo menos una memoria intermedia que almacena datos a ser transmitidos en un canal de enlace directo; un descodificador de mensajes de solicitud de transmisión de datos (713) acoplado al planificador

(712) para descodificar una pluralidad de mensajes de solicitud de datos (210, 310, 510, 520) recibidos en un canal de enlace inverso, y para alimentar información de solicitud de transmisión de datos al planificador (712); y un descodificador de mensajes indicadores (714) acoplado al planificador (712) para descodificar la pluralidad de mensajes indicadores recibidos en el canal de enlace inverso y para alimentar mensajes indicadores descodificados al planificador.

25. Terminal de acceso (701) para aumentar la capacidad de transmisión de datos de una red de comunicaciones, comprendiendo:

medios para recibir una pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500) al terminal de acceso (701), donde la pluralidad de paquetes comprende una pluralidad de segmentos de datos intercalados con la pluralidad de segmentos huecos, y donde los segmentos huecos no transportan ningún dato; y medios para transmitir por lo menos un mensaje indicador que indique un estado de recepción de la pluralidad de paquetes (100, 200, 300, 400, 500), donde el mensaje indicador se transmite durante periodos asociados a los segmentos huecos.

26. El terminal de acceso (701) de la reivindicación 25, comprendiendo además:

un elemento de estimación (722) en el terminal de acceso (701) para determinar un valor de calidad asociado con un canal de enlace directo; un elemento de control de velocidad en lazo abierto (723) acoplado al elemento de estimación para generar una pluralidad de mensajes de solicitud de transmisión de datos (210, 310, 510, 520), donde el elemento de control de velocidad en lazo abierto utiliza el valor de calidad recibido del elemento de estimación (722) para determinar el contenido de la pluralidad de mensajes de solicitud de transmisión de datos; un elemento de control de velocidad en lazo cerrado (725) acoplado al elemento de estimación (722) y un descodificador (720) para generar una pluralidad de mensajes indicadores en base tanto al valor de calidad del elemento de estimación como a un valor de error del descodificador, donde el descodificador está configurado para descodificar una pluralidad de segmentos de datos intercalados y segmentos huecos recibidos en el canal de enlace directo; un controlador acoplado al descodificador (720) y al elemento de estimación (722) para activar el elemento de control de velocidad en lazo cerrado (725) de acuerdo con un conjunto de valores umbral.