Un procedimiento para la transmisión de información de tráfico,

en un sistema de comunicaciones de radio que tiene una estación base (820, 822) y una pluralidad de estaciones móviles (830), desde la estación base (820, 822) a una de dicha pluralidad de estaciones móviles (830), comprendiendo dicho procedimiento: transmitir intencionalmente información de tráfico desde la estación base (820, 822) con una primera cantidad de energía de símbolo que es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830); determinar, en la estación móvil (830), el valor de la energía recibida correspondiente a la información de tráfico transmitida desde la estación base (820, 822) con la primera cantidad de energía; y transmitir el valor de la energía recibida desde la estación móvil (830) a la estación base (820, 822); determinar, en la estación base (820, 822) una cantidad adicional de energía de símbolo de acuerdo con el valor de la energía recibida transmitida desde la estación móvil (830), en donde la cantidad adicional de energía de símbolo es también insuficiente por sí misma para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830); retransmitir la información de tráfico inicialmente transmitida con la primera cantidad de energía de símbolo desde la estación base (820, 822) a la estación móvil (830), en donde la información de tráfico se retransmite con la cantidad de energía de símbolo adicional determinada

Antecedentes de la invención

I. Campo de la invención

Esta invención se refiere al campo de los sistemas de comunicaciones y, en particular, a maximizar el uso de la capacidad disponible en un sistema de comunicaciones donde las señales asociadas con usuarios múltiples pueden transmitirse simultáneamente sobre un canal común.

II. Descripción de la técnica anterior

El tráfico de telecomunicaciones puede dividirse en varias clases. Un esquema de clasificación divide el tráfico en base a la tasa a la cual se transmite el tráfico y la prioridad del tráfico. De acuerdo con este esquema de clasificación, el tráfico se clasifica como tráfico de tasa de bits constante (CBR), tráfico de tasa de bits variable (VBR), o tráfico de tasa de bits disponible (ABR). El tráfico (CBR) permite una tasa de bits fija independientemente de los requisitos de los datos que se van a transmitir. Este es el tipo más caro de los servicios disponibles. El tráfico VBR permite al usuario decidir la tasa a la cual se envía el tráfico para cada una de las comunicaciones. El tráfico ABR es el tráfico de la prioridad más baja. El tráfico ABR se transmite a cualquier tasa que esté disponible. Por consiguiente el servicio ABR es relativamente barato.

Un ejemplo de tráfico que mejor se envía usando el servicio CBR es el tráfico convencional de circuitos conmutados de tasa fija. Ejemplos de señales que tienen demandas variables adecuadas para el servicio VBR son los servicios de voz y de video de Internet. Tanto el tráfico de CBR como VBR son usualmente en tiempo real con una calidad de requisitos del servicio relativamente alta. La calidad de servicio es una indicación de la fiabilidad de que los datos se recibirán satisfactoriamente así como el retardo involucrado en la recepción. El tráfico ABR tiene una prioridad más baja y no proporciona una probabilidad alta de que el tráfico se suministrará dentro de un corto intervalo de tiempo. El tráfico adecuado para el servicio ABR incluye transferencias de ficheros y transferencias de correos electrónicos. Si la carga no es alta, y el retardo por lo tanto no es alto, la mayor parte de las transmisiones web de ámbito mundial usan el servicio ABR.

La capacidad del enlace directo de un sistema de comunicaciones celulares (es decir, el número de usuarios y la tasa de bits de cada uno de los usuarios) se controla en parte por las capacidades del amplificador de potencia utilizado para amplificar las señales transmitidas desde las estaciones base del sistema. Por ejemplo, en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de código (CDMA), cada uno de los flujos de tráfico transmitidos se asigna a un canal de código. Detalles de un sistema CDMA de ejemplo pueden encontrarse en la Patente de los Estados Unidos Nº 4.901.307 titulada "Sistema de Comunicaciones de Acceso Múltiple de Espectro Difundido que Usa Satélites o Repetidores Terrestres", transferida al cesionario de la presente invención. Cada uno de los canales en un sistema CDMA se modula sobre una banda de frecuencias (que es la misma para cada uno de los canales de código) y se combina para formar un canal CDMA. La cantidad de potencia requerida en cada uno de los canales de código depende de la tasa de bits del tráfico transmitida sobre ese canal de código, la ganancia de las antenas en la estación de recepción (tal como una estación móvil) y la estación de transmisión (tal como una estación base), las pérdidas de la trayectoria (es decir, la magnitud de la atenuación de la señal) entre la estación base y la estación remota a la cual se envía la información, el nivel de ruido en la estación móvil, y el rendimiento del esquema de modulación utilizado. El nivel de ruido en la estación móvil incluye el ruido térmico, el ruido de otras células de las que no está recibiendo la estación móvil y el ruido de componentes de señal no ortogonales desde la célula de la que está recibiendo la estación móvil. El canal de CDMA se amplifica por el amplificador de potencia dentro de la estación base. La estación base debe transmitir una potencia total suficiente para que una estación móvil receptora de destino reciba las señales dirigidas a la misma con las tasas de error deseadas. La estación base usa diversos procedimientos de modo que la cantidad total de potencia requerida por el canal de CDMA no exceda la cantidad de potencia que el amplificador de potencia puede proporcionar sin una distorsión no deseable.

La capacidad del enlace directo de un sistema de comunicaciones celular está también limitada por la cantidad de interferencia procedente de la propia célula del usuario (de componentes no ortogonales si la forma de onda se transmite de forma ortogonal como en la normativa TIA / EIA-95) y por la interferencia de señales transmitidas por otras células. Esto proporciona un límite independientemente de la cantidad de potencia que transmita la estación base. En esta situación, el aumento de la potencia de transmisión de la estación base por encima de ciertos límites solo aumenta marginalmente la capacidad del sistema.

El nivel máximo de potencia de salida de una estación base se determina por varios parámetros de diseño relativos al amplificador de potencia de la estación base. Dos parámetros relevantes del amplificador de potencia incluyen la disipación de potencia y las emisiones no deseadas. Las emisiones no deseadas son emisiones que están fuera del ancho de banda de la señal transmitida. Una gran proporción de emisiones no deseadas ocurren debido a la intermodulación dentro del amplificador de potencia. La intermodulación es una forma de distorsión. La distorsión de intermodulación aumenta a medida que el amplificador de potencia se lleva más cerca de la salida máxima del amplificador. Los organismos reguladores tales como la Comisión Federal de Comunicaciones, a menudo limitan las emisiones no deseadas. Las normativas de la industria pueden también fijar límites sobre las emisiones no deseadas para evitar las interferencias con el mismo sistema y con otros sistemas.

Para mantener las emisiones no deseadas dentro de los límites requeridos, la capacidad de potencia de salida de un amplificador de potencia se selecciona para proporcionar una probabilidad muy pequeña de que las emisiones no deseadas excederán el límite requerido. Cuando la potencia solicitada excede la potencia máxima de salida, la estación base puede limitar la potencia de salida para mantener las emisiones no deseadas dentro de los límites prescritos. Sin embargo, la demanda sobre el amplificador de potencia se determina por el número de flujos de tráfico que se están transmitiendo al mismo tiempo. Cada uno de los flujos de tráfico transmitidos puede comenzar y terminar arbitrariamente. Por lo tanto es difícil determinar la cantidad de potencia que se requiere que transmita la estación base en cualquier instante particular.

Una medida importante en un sistema de comunicaciones es la proporción de señal a ruido. En un sistema de comunicaciones digital, la proporción de señal a ruido requerida es igual al producto de la tasa de bits y la energía requerida por bit dividido entre la densidad espectral del ruido total. La tasa de error del sistema de comunicaciones a menudo se expresa en términos de la tasa de errores de bit o la tasa de errores de trama. La tasa de errores es una función decreciente con la proporción de señal a ruido. Si la proporción de la señal recibida al ruido es demasiado baja, entonces la probabilidad de que se produzca un error es muy alta. De este modo, un sistema de comunicaciones intenta mantener la proporción de señal a ruido recibida en un valor o por encima de la proporción de señal a ruido requerida para la tasa de error deseada.

Por consiguiente, en sistemas de comunicaciones de radio móviles tales como los sistemas CDMA, donde múltiples usuarios transmiten simultáneamente sobre un canal común, el número de usuarios simultáneos de VBR y CBR permitidos dentro del sistema de telecomunicaciones será usualmente limitado. El límite se selecciona para mantener una baja probabilidad de exceder la potencia máxima de salida. Cuando se seleccionan los límites sobre el número de usuarios, debe considerarse la naturaleza de la tasa variable de los servicios VBR y el control de potencia dinámico sobe el enlace directo.

La Patente de los Estados Unidos Nº 5.581.575 describe la transmisión de datos de tasa variable. Se añade redundancia a los datos de tasa variable para proporcionar repetición de símbolos que se transmiten con una energía de símbolo puesta a escala de acuerdo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la transmisión de información de tráfico, en un sistema de comunicaciones de radio que tiene una estación base (820, 822) y una pluralidad de estaciones móviles (830), desde la estación base (820, 822) a una de dicha pluralidad de estaciones móviles (830), comprendiendo dicho procedimiento:

transmitir intencionalmente información de tráfico desde la estación base (820, 822) con una primera cantidad de energía de símbolo que es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830); determinar, en la estación móvil (830), el valor de la energía recibida correspondiente a la información de tráfico transmitida desde la estación base (820, 822) con la primera cantidad de energía; y transmitir el valor de la energía recibida desde la estación móvil (830) a la estación base (820, 822); determinar, en la estación base (820, 822) una cantidad adicional de energía de símbolo de acuerdo con el valor de la energía recibida transmitida desde la estación móvil (830), en donde la cantidad adicional de energía de símbolo es también insuficiente por sí misma para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830); retransmitir la información de tráfico inicialmente transmitida con la primera cantidad de energía de símbolo desde la estación base (820, 822) a la estación móvil (830), en donde la información de tráfico se retransmite con la cantidad de energía de símbolo adicional determinada.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el valor de la energía recibida se transmite desde la estación móvil (830) a la estación base (820, 822) usando un protocolo de acuse de recibo.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el protocolo de acuse de recibo se transmite entre la estación base (820, 822) y la estación móvil (830) usando los canales de control directo e inverso.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la transmisión de la información de tráfico con la primera cantidad de energía de símbolo y la retransmisión de la información de tráfico con la cantidad de energía de símbolo adicional se realizan sobre un canal suplementario, y los canales de control directo e inverso tienen una tasa de error más baja que el canal suplementario.

5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que dicho protocolo de acuse de recibo es un protocolo de acuse de recibo negativo.

6. Un procedimiento para transmitir información de tráfico, en un sistema de comunicaciones de radio que tiene una estación base (820, 822) y una pluralidad de estaciones móviles (830), desde la estación base (820, 822) a una de dicha pluralidad de estaciones móviles (830), comprendiendo dicho procedimiento:

transmitir intencionalmente información de tráfico desde la estación base (820, 822) con una primera cantidad de energía de símbolo que es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830); recibir una indicación de que la primera cantidad de energía de símbolo es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830); estimación, en la estación base (820, 822) en respuesta a dicha indicación, de un valor de energía de la información de tráfico recibida en la estación móvil (830) para la información de tráfico transmitida desde la estación base (820, 822) con la primera cantidad de energía de símbolo; determinar, en la estación base (820, 822), una cantidad de energía de símbolo adicional de acuerdo con el valor estimado de la energía, en donde la cantidad de energía de símbolo adicional también es insuficiente por sí misma para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830); y retransmitir la información de tráfico inicialmente transmitida con la primera cantidad de energía de símbolo desde la estación desde la estación base (820, 822) a la estación móvil (830), en donde la información de tráfico se retransmite con la cantidad de energía de símbolo adicional determinada.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la etapa de recibir una indicación recibe un acuse de recibo negativo desde la estación móvil (830) de que es incapaz de demodular correctamente la información de tráfico.

8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la etapa de recibir una indicación recibe una indicación de que la primera cantidad de energía de símbolo es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830) en ausencia de un acuse de recibo positivo desde la estación móvil (830) de que es capaz de demodular correctamente la información de tráfico.

9. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el valor de energía estimado se determina en base a la cantidad de potencia transmitida sobre el canal de código utilizado para la transmisión de la información de tráfico desde la estación base (820, 822) a la estación móvil (830) con la primera cantidad de energía de símbolo.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende sumar las energías de símbolos codificados transmitidas sobre el canal de código.

11. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 6, en el que la determinación de la cantidad de energía de símbolo adicional utilizada para la retransmisión de la información de tráfico comprende usar un control rápido de potencia directa.

12. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

sumar la información de tráfico transmitida con la primera cantidad de energía de símbolo con la información de tráfico transmitida con la cantidad de energía de símbolo adicional combinando la energía recibida asociada con la información de tráfico transmitida con la primera cantidad de energía de símbolo con la energía recibida asociada con la información de tráfico transmitida con la cantidad de energía de símbolo adicional en una memoria intermedia en la estación móvil (830); y demodular la información de tráfico en la estación móvil (830) de acuerdo con el resultado de dicha suma de la información de tráfico transmitida con la primera cantidad de energía de símbolo con la información de tráfico transmitida con la cantidad de energía de símbolo adicional.

13. Un aparato para transmitir información de tráfico desde una estación base (820, 822) a una estación móvil (830) en un sistema de teléfonos de radio móviles que tiene la estación base (820, 822) y una pluralidad de estaciones móviles (830), comprendiendo dicho aparato:

un medio para transmitir intencionalmente información de tráfico desde la estación base (820, 822) con una primera cantidad de energía de símbolo que es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830); un medio para recibir, en la estación base (820, 822) un valor de la energía recibida correspondiente a la información de tráfico transmitida desde la estación base (820, 822) con la primera cantidad de energía de símbolo y recibida en la estación móvil (830), determinándose dicho valor de energía recibida en la estación móvil (830); un medio para determinar, en la estación base (820, 822) una cantidad de energía de símbolo adicional de acuerdo con el valor de la energía recibida transmitida desde la estación móvil (830), en donde la cantidad de energía de símbolo adicional es también insuficiente por sí misma para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830); un medio para retransmitir la información de tráfico con la cantidad de energía de símbolo adicional determinada por el medio de determinación de la cantidad de energía de símbolo adicional.

14. El aparato de la reivindicación 13, en el que el sistema de teléfonos de radio móviles comprende un controlador de estación base (800) para dar servicio a una pluralidad de estaciones base (820, 822), que incluye dicha estación base (820, 822), comprendiendo además el aparato:

una unidad de asignación de potencia en el controlador de la estación base (800) adaptada para seleccionar la primera cantidad de energía de símbolo para la transmisión de la información de tráfico desde la estación base (820, 822) a la estación móvil (830), en la que:

la unidad de asignación de potencia comprende el medio para la determinación de la cantidad de energía de símbolo adicional; y el medio para la transmisión intencional y el medio para la retransmisión comprenden un transmisor de la estación base.

15. El aparato de la reivindicación 13, que comprende:

una unidad de asignación de potencia (821) en la estación base (820, 822) adaptada para seleccionar la primera cantidad de energía de símbolo para la transmisión de la información de tráfico desde la estación base (820, 822) a la estación móvil (830), en la que :

la unidad de asignación de potencia (821) comprende el medio para determinar la cantidad de energía de símbolo adicional; y el medio para transmitir intencionalmente y el medio para retransmitir comprenden una transmisor de estación base.

16. Un aparato para transmitir información desde una estación base (820, 822) a una estación móvil (830) en un sistema de teléfonos de radio móviles que tiene la estación base (820, 822) y una pluralidad de estaciones móviles (830), que incluye dicha estación móvil (830), comprendiendo dicho aparato:

un medio para transmitir intencionalmente información de tráfico desde la estación base (820,822) con una primera cantidad de energía de símbolo que es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830); un medio para recibir una indicación de que la primera cantidad de energía de símbolo es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por una estación móvil (830); un medio para la estimación en la estación base (820, 822), de un valor de energía de la información de tráfico recibida en la estación móvil (830) para la información de tráfico transmitida desde la estación base (820, 822) con la primera cantidad de energía de símbolo. un medio para determinar, en la estación base (820, 822), una cantidad de energía de símbolo adicional de acuerdo con el valor de energía estimado, en el que la cantidad de energía de símbolo adicional es también insuficiente por sí misma para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830); y un medio para la retransmisión de la información de tráfico con la cantidad de energía de símbolo adicional

5 determinada por el medio de determinación de la cantidad de energía de símbolo adicional.

17. El aparato de la reivindicación 16, en el que el medio para la recepción de una indicación está dispuesto para recibir un acuse de recibo negativo desde la estación móvil (830) de que es incapaz de demodular correctamente la información de tráfico.

18. El aparato de la reivindicación 16, en el que el medio para la recepción de una indicación está dispuesto para

10 recibir una indicación de que la primera cantidad de energía de símbolo es insuficiente para la correcta demodulación de la información de tráfico por la estación móvil (830) en ausencia de un acuse de recibo positivo desde la estación móvil (830) de que es capaz de demodular correctamente la información de tráfico.