SE PRESENTA UN APARATO Y UN METODO QUE REDUCE LA INTERFERENCIA DE CO-CANAL EN SISTEMAS DE COMUNICACIONES CELULARES DE ACCESO MULTIPLE EN EL CUAL LA TRAMA DE TIEMPO O LOS SEGMENTOS DE FRECUENCIA SON ASIGNADOS ENTRE EL ESTABLECIMIENTO Y EL DESESTABLECIMIENTO DEL ENLACE.

SE UTILIZA UNA ANTENA OMNIDIRECCIONAL O UN CONJUNTO DE ANTENAS DIRECCIONALES EN CADA ESTACION BASE CELULAR PARA COMUNICAR CON LOS USUARIOS. LOS SEGMENTOS DE LA TRAMA (710, 715, 720) EN LOS CUALES LAS ANTENAS COMUNICAN LA INFORMACION DE ESTABLECIMIENTO Y DE DESESTABLECIMIENTO DEL ENLACE SON DISPUESTOS DE ACUERDO CON UNA ORGANIZACION DE TRAMAS PREDETERMINADA PARA REDUCIR LAS INTERFERENCIAS DE CO-CANAL (CCI). SE PRODUCE LAS CCI CUANDO UNA TRANSMISION DE DESESTABLECIMIENTO DE ENLACE DE UNA ANTENA DE UNA ESTACION BASE EN UNA CELULA DADA INTERFIERE CON LA RECEPCION DE UN ESTABLECIMIENTO DE ENLACE EN OTRA ANTENA DE LA ESTACION BASE EN UNA CELULA DE REUTILIZACION DE FRECUENCIA (FR). UNA ANTENA POTENCIALMENTE INTERFIRIENTE EN UNA CELULA DADA SE DIRIGE POR LO TANTO PARA QUE TRANSMITA LA INFORMACION DE DESESTABLECIMIENTO DEL ENLACE EN UNA PARTE DE LA TRAMA DIFERENTE DE LA QUE UNA ANTENA CON INTERFERENCIA POTENCIAL EN LA REULITIZACION DE FRECUENCIA LA CELULA QUE RECIBE LA INFORMACION DE ESTABLECIMIENTO DE ENLACE. LOS SEGMENTOS DE TRAMA PUEDEN SER ASIGNADOS DE MANERA QUE SOLAMENTE UNA PARTE (720) DE LOS SEGMENTOS DISPONIBLES SEAN DINAMICAMENTE ASIGNADOS DE ACUERDO CON LAS PETICIONES DEL USUARIO, MIENTRAS QUE LAS PARTES RESTANTES SON ASIGNADAS A LAS COMUNICACIONES BIEN DE ESTABLECIMIENTO DE ENLACE (710) O BIEN DE DESESTABLECIMIENTO DE ENLACE (715)

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una técnica de acceso múltiple para un sistema de comunicación. Más concretamente la presente invención se refiere a los sistemas de comunicación inalámbrica que utilizan técnicas de acceso múltiple que implican, por ejemplo, la asignación de intervalos de tiempo de tramas a la comunicación de enlace ascendente y enlace descendente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El diseño de una red o sistema de comunicación implica la evaluación de las restricciones, por ejemplo, las características de un canal de comunicación dado, y las restricciones del sistema, por ejemplo, el ancho de banda disponible por canal, para lograr una red con las características de rendimiento deseadas, tal como la fiabilidad de la información recibida. Los sistemas celulares típicamente requieren bajo retardo del flujo de datos de la información y alta fiabilidad de la transferencia de información y alta capacidad mientras que restringe el ancho de banda de cada banda de frecuencia celular.

Las redes inalámbricas actuales utilizan técnicas de acceso múltiple que multiplexan los usuarios juntos para utilizar eficientemente los recursos de la red. En particular, estas redes usan o bien TDMA (acceso múltiple por división en el tiempo) con FDD (duplexación por división en frecuencia) como en el sistema GSM paneuropeo (ahora también conocido como Sistema Global para Comunicación Móvil) y el sistema IS-54 norteamericano, o como variante, la TDMA/TDD (duplexación por división en el tiempo), como en el sistema Digital Europeo de Telecomunicaciones sin Hilos (DECT). Ver D.J. Goodman, “Redes de Información Inalámbricas de Segunda Generación”, Tec. Veh. Trans. del IEEE, VT-40, Nº 2, páginas 366-374, mayo de 1991.

Para los sistemas de acceso múltiple aquí descritos, las tramas de tiempo son la unidad de transmisión básica. Cada trama se divide en una pluralidad de intervalos de tiempo. Algunos intervalos se usan para propósitos de control y algunos intervalos se usan para la transferencia de información como se describe más adelante. La información se transmite durante los intervalos en la trama donde se asignan los intervalos a un usuario específico. A través de esta revelación, se entiende que el término “información” se refiere a datos que representan habla, texto, vídeo u otra información digital.

Otras técnicas de acceso múltiple, tales como PRMA (Acceso Múltiple de Reserva de Paquetes) y R-ALOHA (Reserva ALOHA), reconocen la naturaleza a ráfagas de los paquetes de habla y aumentan la capacidad del sistema teniendo un mecanismo de reserva para los intervalos de tiempo. Ver D.J. Goodman, R.A. Valenzuela, K.T. Gayliard y

B. Ramamurthi, “Acceso Múltiple de Reserva de Paquetes para Comunicaciones Inalámbricas Locales,” Com. Trans. del IEEE, COM-37, Nº 8, páginas 885-890, agosto de 1989; y S.S. Lam, “Red de Difusión de Paquetes – Un Análisis del Rendimiento del Protocolo RALOHA”, Com. Trans. del IEEE, COMP-29, Nº 7, páginas 596-603, julio de 1980. Aunque capaces de soportar un gran número de usuarios en un ancho de banda de canal dado, estos planteamientos tiene limitados márgenes de funcionamiento, y en el caso de PRMA, funcionan mal bajo restricciones de retardo bajo. Además, las técnicas de PRMA se basan en la transmisión del habla real, es decir, el usuario debe estar hablando activamente, para asignar los intervalos en lugar de depender de un mecanismo de control separado para la asignación de intervalos. Este método de asignación conduce a colisiones entre paquetes de datos y aumenta de esta manera el retardo y reduce el flujo de datos. Otros sistemas reconocen que en una conversación en dos sentidos, a menudo sucede que solamente un usuario está activo, haciendo posible obtener por ello una ganancia de multiplexación estadística alta incluso con un número de usuarios bajo cuando la información de ambos trayectos de la conversación se multiplexa en un canal común. Ver L. M. Paratz y E. V. Jones, “Transmisión de Habla Usando una Técnica Adaptativa de Modo de Ráfaga”, Com. Trans. del IEEE, COM-33, Nº 6, páginas 588-591, junio de 1985; y S. Nanda y

O.C. Yue, “Duplexación de Partición Variable para Comunicaciones Inalámbricas”, GLOBECOM '91, páginas 32.6.1

32.6.7. No obstante, tales sistemas se han usado típicamente para variar dinámicamente el ancho de banda asignado a las dos partes en una conversación única (enlace de voz dúplex). Esto reduce la calidad del habla cuando ambas partes están hablando simultáneamente o cuando su habla se superpone. Además, la gestión de la asignación de intervalos es difícil dado que es necesaria la asignación fraccional de intervalos. De esta manera, hay una necesidad de un sistema de acceso múltiple capaz de proporcionar alta capacidad, alta calidad y comunicaciones de bajo retardo, particularmente para los sistemas comunicaciones personales inalámbricas que compiten con los sistemas cableados.

El “Control Dinámico de Trama para LAN Inalámbrica basado en TDD” por Yong Hoon Kim, Hong Yoon Kim, y Kyoon Ha Lee, Conferencia Internacional de Singapur del IEEE sobre Sistemas de Comunicación, Vol. 1, 14 de noviembre de 1994, páginas 571-575 aborda un planteamiento para la comunicación inalámbrica en el que los terminales LAN comunican con una estación base en la que los intervalos se pueden asignar dinámicamente para la transmisión del enlace ascendente y la transmisión del enlace descendente. Los intervalos se dividen en un grupo único de intervalos dedicados y un grupo de intervalos compartibles.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un método de acuerdo con la presente invención se expone en la reivindicación independiente 1, a la que se refiere ahora al lector. Los rasgos preferentes se presentan en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se describe una técnica de acceso múltiple en la que se asignan dinámicamente los intervalos entre los usuarios del enlace ascendente y del enlace descendente. En una realización preferente, se presenta un método para asignar los intervalos en un sistema de comunicación adaptado para comunicar la información en un intervalo asignado sobre los enlaces ascendentes y los enlaces descendentes entre una pareja de usuarios en un conjunto de N parejas de usuarios. El método genera un conjunto de tramas, donde cada trama contiene S intervalos de información, S = US + DS + A, que tiene US intervalos asignados para comunicar la información sobre el enlace ascendente, que tiene DS intervalos asignados para comunicar la información sobre el enlace descendente, y que tiene A, A>0, intervalos sin usar. US y DS varían dinámicamente de tal manera que mejora la calidad y capacidad del sistema total.

Otras realizaciones de la presente invención pueden asignar permanentemente una parte de los intervalos de información disponibles en una trama dada o bien a los usuarios del enlace ascendente o bien del enlace descendente. Los intervalos restantes no asignados se asignan entonces dinámicamente entre los usuarios del enlace ascendente y del enlace descendente de acuerdo con la demanda. Estas otras realizaciones se conocen aquí dentro como realizaciones de duplexación por división en el tiempo parcialmente compartida (PSTDD). La PSTDD se puede usar para reducir los efectos de ciertos tipos de interferencia co-canal (CCI) que puede surgir, por ejemplo, en un sistema tipo de acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) con asignación dinámica de intervalos.

Otro aspecto de la presente invención implica la utilización de una pluralidad de antenas direccionales de estación base en conjunto con una asignación adecuada de los intervalos de tiempo o frecuencia de trama a una antena direccional particular. Las antenas direccionales y la organización de la dirección del intervalo correspondiente de la trama puede minimizar el impacto de la CCI que resulta, por ejemplo, de los intervalos compartidos del enlace ascendente y del enlace descendente en las celdas de reutilización de frecuencias (FR) colindantes de un sistema de comunicación celular STDD o PSTDD. En otras realizaciones, se puede usar una antena omnidireccional en lugar de un conjunto de antenas direccionales de estación base.

Los rasgos tratados anteriormente, así como rasgos y ventajas adicionales de la presente invención, llegarán a ser evidentes con referencia a la siguiente descripción detallada... [Seguir leyendo]

1. Un método de asignación de intervalos en una trama que tiene una pluralidad de intervalos entre los usuarios de enlace ascendente y del enlace ascendente, el método que comprende los pasos de:

comunicar la información en los intervalos de la trama asignados sobre un enlace ascendente y enlace descendente entre un usuario y una estación base en una celda,

asignar una primer parte fija de la pluralidad de intervalos en una trama para la comunicación del habla, datos, datos de vídeo y/o datos de audio en el enlace ascendente (710); y

asignar una segunda parte fija de la pluralidad de intervalos para la comunicación del habla, datos, datos de vídeo y/o datos de audio en el enlace descendente (715); el método caracterizado por:

asignar dinámicamente intervalos en una tercera parte de una pluralidad de intervalos a la comunicación del enlace ascendente o la comunicación del enlace descendente de acuerdo con la demanda (720).

2. El método de la reivindicación 1 en el que al menos una parte de dicha información comunicada se comunica en intervalos sobre los enlaces ascendentes y los enlaces descendentes entre una pareja de usuarios en un conjunto de N parejas de usuarios.

3. El método de la reivindicación 1 en el que los intervalos en la tercera parte de la pluralidad de intervalos se asignan dinámicamente a cada trama.

4. El método de la reivindicación 1 en el que la trama además comprende una sección de control de enlace ascendente.

5. El método de la reivindicación 1 en el que la trama además comprende una sección de control de enlace descendente.

6. El método de la reivindicación 1 en el que la trama además comprende una sección de control de enlace ascendente y una sección de control de enlace descendente.

7. El método de la reivindicación 1 en el que están disponibles un total de s intervalos de tiempo para la transmisión de la información, una fracción del total de los intervalos de información disponibles que se comparten en los designados por una fracción de compartición parcial ŋ, hay (s/2)(1-ŋ) intervalos disponibles solamente para comunicar sobre el enlace ascendente, (s/2)(1-ŋ) intervalos disponibles solamente para la comunicación sobre el enlace descendente y sŋ intervalos se comparten de acuerdo con la demanda.

8. El método de la reivindicación 1 en el que el factor de compartición parcial ŋ está entre el 15% y el 25%.

9. El método de la reivindicación 1, 7 u 8 en el que la tercera parte de la pluralidad de intervalos se ubica en la trama entre la primera y segunda partes.

10. El método de la reivindicación 9 en el que si la demanda de intervalos de enlace ascendente e intervalos de enlace descendente es menor que los intervalos de información disponibles totales, entonces los intervalos no asignados se ubican en una parte central de la trama.