Un procedimiento para controlar un nivel de potencia del enlace directo en un sistema celular CDMA,

y el procedimiento caracterizado porque comprende las etapas de: definición de un umbral de ajuste (110) para el nivel de potencia del enlace directo; recepción de una instrucción de control de potencia de lazo interno (120) procedente de un emisor remoto, en la que la instrucción de control de potencia define una solicitud de un ajuste por incrementos en el nivel de potencia del enlace directo; seguimiento de un ajuste de potencia acumulativa (131) del nivel de potencia del enlace directo; comparación de un ajuste de potencia acumulativa (132) con el umbral de ajuste; y definición de una respuesta de capa física (133) a la solicitud cuando la potencia acumulativa no supera el umbral de ajuste; y definición de una respuesta de capa superior (136) a la solicitud cuando la potencia acumulativa supera el umbral de ajuste

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente al control de potencia en sistemas celulares de acceso múltiple por división de código (CDMA). Más particularmente, la presente invención se refiere al control de potencia del enlace directo en sistemas celulares CDMA.

Exposición

Con la creciente movilidad de la sociedad actual, los teléfonos celulares han pasado a formar parte de la vida cotidiana. Para sostener este crecimiento, se han elaborado estándares tales como el IS-95, para proporcionar compatibilidad entre estaciones base y abonados móviles. Los sistemas de tercera generación (3G) tales como los CDMA 2000 y W-CDMA constituyen una evolución de los sistemas IS-95, y pretenden ofrecer una ruta de migración sin interrupciones, compatible con actualizaciones a servicios y prestaciones 3G. Estas prestaciones y servicios se encuentran normalmente dentro de unas asignaciones de espectro existentes para operadores tanto celulares como PCS.

Como parte del crecimiento de la tecnología celular, se ha producido una transición del TDMA a CDMA. Tras la digitalización de los datos, el CDMA extiende los datos a través de todo el ancho de banda disponible, a diferencia de las transmisiones de pequeño ancho de banda relacionadas con el TDMA. Múltiples llamadas ocupan un canal común, y a cada una de ellas se le asigna un código de secuencia exclusivo. El objetivo del ensanchamiento del espectro consiste en proporcionar un aumento sustancial en el ancho de banda de una señal portadora de información, más allá de lo necesario para una comunicación básica. Aunque no es necesario para la comunicación, el aumento en el ancho de banda puede atenuar los efectos perjudiciales de la interferencia, tanto deliberada (es decir, un dispositivo de interferencia militar), como inadvertida (es decir, usuarios cocanal). De hecho, la atenuación de la interferencia es una conocida propiedad de todos los sistemas de ensanchamiento de espectro. No obstante, antes, el CDMA (y el ensanchamiento de espectro en general) se desechaba por resultar impracticable en el entorno de radio móvil debido a lo que se denominó “problema cerca-lejos” (near-far). Esto se debe a que siempre se supuso que todas las estaciones base transmitían una potencia constante. No obstante, en el entorno de radio móvil, algunos usuarios pueden estar situados cerca de la estación base y otros pueden estar situados en un punto alejado. La diferencia de las pérdidas en la ruta de propagación entre estos usuarios extremos puede ser de varias decenas de dB. La consecuencia es que, para adaptarse a los usuarios más alejados, se sacrifica la eficacia espectral para los usuarios más cercanos.

En respuesta al anterior problema cerca-lejos, el “control de potencia” ha evolucionado para permitir que los transmisores controlen la potencia transmitida de manera que las potencias recibidas desde todos los usuarios sean más o menos iguales. Esto permite obtener las ventajas de las técnicas de ensanchamiento de espectro. Si se controla la potencia recibida, los abonados del sistema móvil pueden ocupar el mismo espectro, y se obtendrán los beneficios del promediado de la interferencia descritos anteriormente.

Con las técnicas convencionales de control de potencia, un emisor local puede ajustar directamente su propia potencia basándose en una señal recibida (lazo abierto), o bien ajustar indirectamente su propia potencia basándose en la señal transmitida a un receptor lejano por el emisor local (lazo cerrado). En el caso del lazo cerrado, el receptor remoto es también un emisor y devuelve una instrucción de control de potencia basada en una proporción de errores de trama (FER -- lazo externo), o bien una relación señal-interferencia (SIR -- lazo interno) de la señal emitida por el emisor local.

En el caso del lazo externo, el emisor remoto (por ejemplo, el abonado móvil) determina la instrucción de control de potencia basándose en la cantidad de error en cada entramado recibido. Tras recibir la instrucción de control de potencia procedente del emisor remoto, el emisor local (por ejemplo, estación base) puede definir una respuesta de capa física a la solicitud. Con los sistemas IS-95, la capa física llevará a cabo funciones de modulación, codificación, control de potencia y sincronización. Las capas superiores (es decir, la capa de enlace de datos y la capa de red) llevan a cabo funciones tales como tráfico, señal piloto, radiobúsqueda, acceso, mensajería, movilidad y gestión de recursos de radio.

No obstante, una dificultad relacionada con el control de potencia de lazo externo se refiere al hecho de que el tamaño típico de entramado de un canal de tráfico de un sistema CDMA 2000 es de 20 ms, mientras que se transmite una instrucción de control de potencia cada 1,25 ms. Por lo tanto, se desarrolló el control de potencia de lazo interno para enfrentarse al problema del control de potencia durante la adquisición de entramados. El control de potencia de lazo interno permite al emisor remoto determinar la instrucción de control de potencia basándose en una medida de la SIR. De este modo, al recibir la instrucción de control de potencia, la estación base puede continuar definiendo una respuesta de capa física a la solicitud. Si se puede obtener una perfecta ortogonalidad de la señal, el emisor remoto podrá identificar muy bien su propia señal. No obstante, debido al efecto de trayectos múltiples en las transmisiones por aire, la ortogonalidad quedará a menudo destruida en el lado del emisor remoto. En estos casos, el emisor remoto no puede identificar claramente su propia señal diferenciada de la interferencia. Debido a que cada entramado de 20 ms incluye 16 instrucciones de potencia, un emisor remoto de alta velocidad podría enviar instrucciones de encendido consecutivas para todo el entramado cuando el nivel de potencia transmitida sea verdaderamente el suficiente. Si la estación base sigue la regla convencional de aumentar el nivel de potencia de transmisión basándose en la instrucción de potencia, el ajuste de potencia acumulativa podría provocar graves problemas para toda la célula. Por lo tanto, resulta muy deseable proporcionar un procedimiento para controlar un nivel de potencia de enlace directo en un sistema celular CDMA que no esté sometido a los efectos de trayectos múltiples.

La patente XP 00900538, “power control in UMTS release 1999” de MPJ Baker et al., 3G Mobile Communication Technologies, conferencia publicada con el número 471 IEE 2000, se describe un mecanismo para el control de potencia para equipos de usuarios de terminales móviles. Se describe un mecanismo de control de potencia de lazo interno para controlar la potencia transmitida del equipo del usuario para contrarrestar el desvanecimiento de los canales de radio, y para alcanzar el objetivo de la SIR en la estación base, establecido por el lazo externo.

La patente XP 00900538 se refiere también al denominado “Algoritmo 2”, mediante el cual el UE (equipo de usuario) no cambia su potencia de transmisión hasta que haya recibido 5 instrucciones de TPC consecutivas y al final de los 5 intervalos, el UE ajusta su potencia de transmisión del siguiente modo: si todas las instrucciones de TPC son “0”, la potencia de transmisión se reduce 1 dB; si las 5 instrucciones de TPC son todas “1”, la potencia de transmisión se aumenta 1dB; en cualquier otro caso, la potencia de transmisión no cambia.

En la patente EP 0.936.752, se describe un aparato de control de potencia de transmisión aplicable a un sistema CDMA en el cual no es necesario que la información sobre la potencia de recepción se transmita desde la parte correspondiente de la comunicación en el enlace ascendente y el enlace descendente, sino que, en lugar de ello, la potencia de transmisión se puede controlar con precisión almacenando la potencia de recepción de la comunicación precedente, y calculando la potencia de transmisión desde una diferencia con respecto a la potencia de recepción real de la comunicación, sin usar la potencia de transmisión recibida de la estación base, y el nivel de recepción deseado de la estación base.

En la patente WO 98/23044, se describe un procedimiento y un aparato para proporcionar un control de potencia mejorado en un sistema de comunicaciones tal como un sistema CDMA, el cual depende de que una estación o receptor móvil ajuste sus umbrales de niveles de potencia del enlace directo, con los que compara entramados o partes de entramados entrantes para reflejar la calidad o nivel de potencia que espera recibir... [Seguir leyendo]

R E I V I N D I C AC I O N E S

1. Un procedimiento para controlar un nivel de potencia del enlace directo en un sistema celular CDMA, y el procedimiento caracterizado porque comprende las etapas de:

definición de un umbral de ajuste (110) para el nivel de potencia del enlace directo; recepción de una instrucción de control de potencia de lazo interno (120) procedente de un emisor remoto, en la que la instrucción de control de potencia define una solicitud de un ajuste por incrementos en el nivel de potencia del enlace directo;

seguimiento de un ajuste de potencia acumulativa (131) del nivel de potencia del enlace directo; comparación de un ajuste de potencia acumulativa (132) con el umbral de ajuste; y definición de una respuesta de capa física (133) a la solicitud cuando la potencia acumulativa no supera el

umbral de ajuste; y definición de una respuesta de capa superior (136) a la solicitud cuando la potencia acumulativa supera el umbral de ajuste.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye además las etapas de: denegación de la solicitud (134) en la capa física; entrega de datos (135) relativos a la solicitud a una capa superior; y definición de una respuesta de capa superior (136) a la solicitud.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, que incluye además la etapa de definición de la respuesta de capa superior basada en parámetros de servicio para el sistema celular CDMA.

4. El procedimiento de la reivindicación 2, que incluye además la etapa de definición de la respuesta de capa superior basada en parámetros de carga de célula para el sistema celular CDMA.

5. El procedimiento de la reivindicación 2, que incluye además la etapa de modificación del umbral de ajuste.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el ajuste de potencia acumulativa no supera el umbral de ajuste, y el procedimiento incluye además la etapa de concesión de la solicitud.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye además las etapas de: definición de un contador (140) para el nivel de potencia del enlace directo; incremento del contador (141) cuando la instrucción de control de potencia define una solicitud de

un incremento de la potencia del enlace directo; y disminución en el contador (142) cuando la instrucción de control de potencia define una solicitud de una disminución de la potencia del enlace directo.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye además la etapa de definición del umbral de ajuste basada en datos de iniciación de llamada.

9. Un controlador de estación base (10) para controlar un nivel de potencia de enlace directo para controlar un nivel de potencia en el enlace directo en un sistema celular CDMA, y el sistema de control comprendiendo:

una unidad microcontroladora (20) para definir un umbral de ajuste para el nivel de potencia del enlace directo;

un sistema de procesamiento de señales (30) para recibir una instrucción de control de potencia de lazo interno procedente de un emisor remoto, y la instrucción de control de potencia define una solicitud de un ajuste por incrementos en la potencia del enlace directo; y

un sistema de control de potencia (40) que se puede utilizar para realizar un seguimiento del nivel de potencia del enlace directo y comparar el umbral de ajuste de potencia acumulativa, y el sistema de control de potencia también se puede utilizar para definir una respuesta de capa física a la solicitud cuando la potencia acumulativa no supera el umbral de ajuste y para proporcionar a la unidad microcontroladora los datos relativos a la solicitud para la definición de una respuesta de capa superior a la solicitud cuando la potencia acumulativa supera el umbral de ajuste.

10. El controlador de estación base de la reivindicación 9, en el que el sistema de control de potencia (40) incluye: un contador (41) para llevar el seguimiento de un ajuste de potencia acumulativa del nivel de potencia del enlace directo;

un comparador (42) para comparar el ajuste de potencia acumulativa con el umbral de ajuste; y

un submódulo de control de potencia (43) para definir una respuesta de capa física a la solicitud, 5 basada en la comparación.

11. El controlador de estación base de la reivindicación 9, en el que el ajuste de potencia acumulativa supera el umbral de ajuste, y el submódulo de control de potencia (43) proporciona a la unidad microcontroladora (20) información sobre un indicador y un nivel de potencia del enlace directo actual.

12. El controlador de estación base de la reivindicación 9, en el que la unidad microcontroladora (20) modifica 10 el umbral de ajuste.