Procedimiento y aparato para la arquitectura de un canal de enlace inverso para un sistema de comunicación inalámbrica.

Un procedimiento para transmitir datos por un enlace inverso de un sistema de comunicación inalámbrica,

quecomprende:

transmitir una trama de datos por el enlace inverso mediante un canal de datos,

caracterizado porque dicha transmisión de una trama de datos comprende transmitir según una primera velocidad dedatos, si una razón actual entre tráfico y piloto es menor que un nivel correspondiente a la primera velocidad de datos,o a una segunda velocidad de datos si la razón actual entre tráfico y piloto es mayor que un nivel correspondiente a lasegunda velocidad de datos, en donde la segunda velocidad de datos es mayor que la primera velocidad de datos, y endonde la razón entre tráfico y piloto es la razón entre el nivel de potencia del canal de datos y el nivel de potencia de uncanal piloto inverso;

en el que el procedimiento comprende adicionalmente:

retener temporalmente la trama de datos en un almacén temporal;

monitorizar en busca de un mensaje por un enlace directo que indique un estado recibido de la trama de datostransmitida; y

procesar la trama de datos en base al mensaje recibido.

Procedimiento y aparato para la arquitectura de un canal de enlace inverso para un sistema de comunicación inalámbrica

Antecedentes

Campo

La presente invención se refiere, en general, a la comunicación de datos y, más específicamente, a una arquitectura novedosa y mejorada del enlace inverso para un sistema de comunicación inalámbrica.

Antecedentes

Los sistemas de comunicación inalámbrica están ampliamente extendidos para proporcionar diversos tipos de comunicación, incluso servicios de voz y de datos en paquetes. Estos sistemas pueden basarse en el acceso múltiple por división de código (CDMA) , el acceso múltiple por división del tiempo (TDMA) o algunas otras técnicas de modulación. Los sistemas de CDMA pueden proporcionar ciertas ventajas sobre otros tipos de sistemas, incluso una capacidad de sistema aumentada.

En un sistema de comunicación inalámbrica, un usuario con un terminal remoto (p. ej., un teléfono celular) se comunica con otro usuario por medio de transmisiones por los enlaces directo e inverso, mediante una o más estaciones base. El enlace directo (es decir, el enlace descendente) se refiere a la transmisión desde la estación base al terminal de usuario, y el enlace inverso (es decir, el enlace ascendente) se refiere a la transmisión desde el terminal de usuario a la estación base. A los enlaces directo e inverso se adjudican habitualmente distintas frecuencias, un procedimiento llamado multiplexado por división de frecuencia (FDM) .

Las características de la transmisión de datos en paquetes por los enlaces directo e inverso son habitualmente muy distintas. En el enlace directo, la estación base conoce usualmente si tiene o no datos para transmitir, la cantidad de datos y la identidad de los terminales remotos destinatarios. La estación base puede dotarse adicionalmente de la “eficacia” lograda por cada terminal remoto destinatario, que puede cuantificarse como la cantidad de potencia de transmisión necesaria por bit. En base a la información conocida, la estación base puede ser capaz de programar eficazmente transmisiones de datos a los terminales remotos en los momentos y a las velocidades de datos seleccionados para lograr las prestaciones deseadas.

En el enlace inverso, la estación base habitualmente no conoce a priori qué terminales remotos tienen datos en paquetes para transmitir, o cuántos. La estación base es habitualmente consciente de la eficacia de cada terminal remoto recibido, lo que puede cuantificarse por la razón entre la energía por bit y el ruido total más la interfaz, Ec/ (No+Io) , necesaria en la estación base para recibir correctamente una transmisión de datos. La estación base puede entonces adjudicar recursos a los terminales remotos toda vez que se soliciten y según su disponibilidad.

Debido a la incertidumbre en las demandas de usuarios, el uso del enlace inverso puede variar extensamente. Si muchos terminales remotos transmiten al mismo tiempo, se genera una alta interferencia en la estación base. La potencia transmisora desde los terminales remotos necesitaría ser aumentada para mantener la razón Ec/ (No+Io) deseada, lo que daría luego como resultado mayores niveles de interferencia. Si la potencia transmisora se aumenta adicionalmente de esta manera, puede obtenerse un “apagón” como resultado en última instancia, y las transmisiones desde todos, o un gran porcentaje de, los terminales remotos pueden no ser recibidas debidamente. Esto se debe a que el terminal remoto no es capaz de transmitir a una potencia suficiente como para cerrar el enlace con la estación base.

En un sistema de CDMA, la carga de canal en el enlace inverso se caracteriza a menudo por lo que se denomina “aumento-sobre-térmico”. El aumento-sobre-térmico es la razón entre la potencia recibida total en el receptor de una estación base y la potencia del ruido térmico. En base a cálculos de capacidad teórica para un enlace inverso de CDMA, hay una curva teórica que muestra al aumento-sobre-térmico aumentando con la carga. La carga en la cual el aumento-sobre-térmico es infinito se denomina a menudo el “polo”. Una carga que tiene un aumento-sobre-térmico de 3 dB corresponde a una carga de alrededor del 50%, o alrededor de la mitad del número de usuarios que pueden disponer de soporte cuando se alcanza el polo. Según aumenta el número de usuarios y según aumentan las velocidades de datos de los usuarios, la carga se vuelve mayor. En correspondencia, según aumenta la carga, aumenta la magnitud de la potencia que debe transmitir un terminal remoto. El aumento-sobre-térmico y la carga de canal son descritos en mayor detalle por A. J. Viterbi en “CDMA: Principios de Comunicación de Espectro Expandido”, Serie de Comunicaciones Inalámbricas de Addison-Wesley, mayo de 1995, ISBN: 0201 633744.

La referencia de Viterbi proporciona ecuaciones clásicas que muestran la relación entre el aumento-sobre-térmico, el número de usuarios y las velocidades de datos de los usuarios. Las ecuaciones también muestran que hay una mayor capacidad (en bits / segundo) si unos pocos usuarios transmiten a una alta velocidad, que si un número mayor de

usuarios transmiten a una velocidad mayor. Esto se debe a la interferencia entre los usuarios transmisores.

En un típico sistema de CDMA, las velocidades de datos de muchos usuarios están cambiando continuamente. Por ejemplo, en un sistema IS-95 o cdma2000, un usuario de voz transmite habitualmente a una entre cuatro velocidades, correspondientes a la actividad de la voz en el terminal remoto, según lo descrito en las Patentes Estadounidenses con números 5.657.420 y 5.778.338, ambas tituladas “VOCODIFICADOR DE VELOCIDAD VARIABLE”, y la Patente Estadounidense Nº 5.742.734, titulada “SELECCIÓN DE VELOCIDAD DE CODIFICACIÓN EN UN VOCODIFICADOR DE VELOCIDAD VARIABLE”. De manera similar, muchos usuarios de datos están variando continuamente sus velocidades de datos. Todo esto crea un considerable volumen de variación en la cantidad de datos que están siendo transmitidos simultáneamente y, por tanto, una considerable variación en el aumento-sobre-térmico.

Como puede verse de lo anterior, hay una necesidad en la técnica de una estructura de canal de enlace inverso capaz de lograr altas prestaciones para la transmisión de datos en paquetes, y que tenga en consideración las características de la transmisión de datos de los enlaces inversos.

El documento EP 0 887 948 se refiere a un procedimiento de operación de una estación móvil en el cual se establece una comunicación de datos inalámbricos desde un transmisor de la estación móvil hasta un receptor de una estación base a una velocidad de datos predeterminada, simultáneamente a través de un canal de datos fundamentales y de un canal de datos suplementarios. Se recibe un comando desde la estación base para aumentar la potencia de transmisión de la estación móvil, y se determina si la potencia aumentada superará o no un valor de umbral. Si es así, se reduce la velocidad de datos inhabilitando la transmisión a través de al menos un canal suplementario y se aumenta la potencia de transmisión. La estación móvil es capaz de determinar una velocidad de datos requerida en base al uso del almacenamiento temporal de datos.

Resumen

Según la invención, se proporciona: un procedimiento para transmitir datos por un enlace inverso, según la reivindicación 1; un medio legible por procesador según la reivindicación 10; y un aparato para transmitir datos por un enlace inverso según la reivindicación 11.

Aspectos de la invención proporcionan mecanismos que dan soporte a una adjudicación y utilización efectivas y eficaces de los recursos del enlace inverso. En un aspecto, se proporcionan mecanismos para asignar rápidamente recursos (p. ej., canales suplementarios) según se necesiten, y para desasignar rápidamente los recursos cuando no se necesitan o para mantener la estabilidad del sistema. Los recursos del enlace inverso pueden asignarse y desasignarse rápidamente mediante mensajes cortos intercambiados por canales de control en los enlaces directo e inverso. En otro aspecto, se proporcionan mecanismos para facilitar la transmisión eficaz y fiable de los datos. En particular, se proporcionan un esquema fiable de acuse de recibo y de acuse negativo de recibo, y un esquema eficaz de retransmisión. En otro aspecto más, se proporcionan mecanismos para controlar la potencia... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para transmitir datos por un enlace inverso de un sistema de comunicación inalámbrica, que comprende:

transmitir una trama de datos por el enlace inverso mediante un canal de datos,

caracterizado porque dicha transmisión de una trama de datos comprende transmitir según una primera velocidad de datos, si una razón actual entre tráfico y piloto es menor que un nivel correspondiente a la primera velocidad de datos,

o a una segunda velocidad de datos si la razón actual entre tráfico y piloto es mayor que un nivel correspondiente a la segunda velocidad de datos, en donde la segunda velocidad de datos es mayor que la primera velocidad de datos, y en donde la razón entre tráfico y piloto es la razón entre el nivel de potencia del canal de datos y el nivel de potencia de un canal piloto inverso;

en el que el procedimiento comprende adicionalmente:

retener temporalmente la trama de datos en un almacén temporal;

monitorizar en busca de un mensaje por un enlace directo que indique un estado recibido de la trama de datos transmitida; y

procesar la trama de datos en base al mensaje recibido.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el procesamiento incluye:

retransmitir la trama de datos si el mensaje indica que la trama de datos transmitida fue recibida incorrectamente.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el procesamiento incluye:

descartar la trama de datos del almacén temporal si el mensaje indica que la trama de datos transmitida fue correctamente recibida.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el procesamiento incluye: retener la trama de datos en el almacén temporal si el mensaje no es detectado debidamente.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: monitorizar en busca de una segunda transmisión del mensaje; en el que el procesamiento de la trama de datos se basa en uno o más mensajes recibidos para la trama de

datos.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente: combinar los mensajes recibidos para la trama de datos, para proporcionar un mensaje más fiable.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: identificar la trama de datos transmitida con un número de secuencia.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente: transmitir el número de secuencia de la trama de datos transmitida mediante un canal de señalización.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: identificar la trama de datos transmitida, bien como una primera transmisión o bien como una retransmisión.

10. Un medio legible por procesador, que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, causan que el procesador realice un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

11. Un aparato para transmitir datos por un enlace inverso de un sistema de comunicación inalámbrica, que comprende:

un medio para transmitir una trama de datos por el enlace inverso, mediante un canal de datos, caracterizado porque el medio para transmitir es operable para transmitir según una primera velocidad de

datos, si una razón actual entre tráfico y piloto es menor que un nivel correspondiente a la primera velocidad de datos, o a una segunda velocidad de datos si la razón actual entre tráfico y piloto es mayor que un nivel correspondiente a la segunda velocidad de datos, en el que la segunda velocidad de datos es mayor que la primera velocidad de datos, y en el que la razón entre tráfico y piloto es la razón entre el nivel de potencia del

canal de datos y el nivel de potencia de un canal piloto inverso;

en el que el aparato comprende adicionalmente:

un medio para retener temporalmente la trama de datos en un almacén temporal;

un medio para monitorizar en busca de un mensaje en un enlace directo, que indica un estado recibido de la trama de datos transmitida; y

un medio para procesar la trama de datos en base al mensaje recibido.

12. El aparato de la reivindicación 11, en el cual el aparato comprende un terminal remoto (106) , comprendiendo el terminal remoto (106) ; un transmisor (216) para transmitir la trama de datos por el enlace inverso, mediante el canal de datos; un procesador (212) que incluye el almacén temporal para retener temporalmente la trama de datos en el 15 mismo;

un receptor (222) para monitorizar en busca del mensaje por el enlace directo; y un controlador (230) para procesar la trama de datos en base al mensaje recibido.

13. El aparato de la reivindicación 11, en el cual el medio para el procesamiento incluye:

un medio para retransmitir la trama de datos si el mensaje indica que la trama de datos transmitida fue recibida 20 incorrectamente.

14. El aparato de la reivindicación 11, en el cual el medio para el procesamiento incluye:

un medio para descartar la trama de datos del almacén temporal si el mensaje indica que la trama de datos transmitida fue correctamente recibida.

15. El aparato de la reivindicación 11, en el cual el medio para el procesamiento incluye: 25 un medio para retener la trama de datos en el almacén temporal si el mensaje no es detectado debidamente.