Acceso aleatorio para sistemas de comunicaciones de acceso múltiple inalámbricas.

Un artículo de fabricación configurado para su operación en un sistema de comunicaciones inalámbricas de acceso múltiple que comprende:

medios para determinar el estado operativo actual de al menos un terminal en un sistema de comunicaciones inalámbricas, en el que los medios para determinar el estado operativo actual son operativos para determinar el estado operativo actual en base a si el terminal está registrado o no con el sistema; medios para transmitir mensajes que se configuran para transmitir un primer mensaje sobre un primer canal de acceso aleatorio basado en la contención cuando el terminal está en un primer estado operativo y para transmitir un segundo mensaje sobre un segundo canal de acceso aleatorio basado en la contención cuando el terminal está en un segundo estado operativo, en el que el primer canal de acceso aleatorio está configurado para su uso por terminales registrados para el acceso al sistema y el segundo canal de acceso aleatorio está configurado para su uso por terminales registrados y no registrados para el acceso al sistema.

Acceso aleatorio para sistemas de comunicaciones de acceso múltiple inalámbricas Reivindicación de prioridad bajo 35 U.S.C. § 119

La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos Nº de Serie 60/421.309, titulada "MIMO WLAN System", presentada el 25 de octubre de 2002, asignada al cesionario de la presente solicitud.

La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos Nº de Serie 60/432.440, titulada "Random Access For Wireless Multiple-Acces Communication Systems" presentada el 10 de diciembre de 2002, asignada al cesionario de la presente solicitud.

Antecedentes La presente invención se refiere, en general, a comunicaciones de datos, y más específicamente a técnicas para facilitar el acceso aleatorio en sistemas de comunicaciones de acceso múltiple inalámbricas.

Antecedentes Los sistemas de comunicaciones inalámbricas se han desplegado ampliamente para proporcionar diversos tipos de comunicaciones tales como la voz, paquetes de datos y así sucesivamente. Estos sistemas pueden ser sistemas de acceso múltiple capaces de soportar la comunicación con múltiples terminales de usuarios compartiendo los recursos de sistema disponibles. Ejemplos de tales accesos múltiples incluyen los sistemas de acceso múltiple por división de código (CDMA) , los sistemas de acceso múltiple por división del tiempo (TDMA) , y los sistemas de acceso múltiple por división de frecuencias (FDMA) .

En un sistema de comunicaciones de acceso múltiple, varios terminales de usuario pueden desear tener acceso al sistema en instantes aleatorios. Estos terminales de usuarios pueden haberse registrado o no con el sistema, pueden tener una temporización que está sesgada con respecto a la temporización del sistema, y pueden conocer o no los retardos de propagación para sus puntos de acceso. En consecuencia, las transmisiones desde los terminales de usuario que intentan obtener acceso al sistema pueden ocurrir en instantes aleatorios y puede ser que estén o no alineadas adecuadamente en el tiempo en el punto de acceso de recepción. El punto de acceso necesitaría detectar estas transmisiones para identificar los terminales de usuario específicos que desean tener acceso al sistema.

Se encuentran diversos retos en el diseño de un esquema de acceso aleatorio para un sistema de acceso múltiple inalámbrico. Por ejemplo, el esquema de acceso aleatorio debería permitir a los terminales de usuario tener rápidamente acceso al sistema con tan pocos intentos de acceso como sea posible. Además, el esquema de acceso aleatorio debería ser eficiente y consumir tan pocos recursos del sistema como sea posible.

Hay por lo tanto una necesidad en la técnica de un esquema de acceso aleatorio efectivo y eficaz para los sistemas de comunicaciones de acceso múltiple inalámbrico. El documento EP 1 143 754 describe un sistema de comunicaciones donde un canal de acceso aleatorio proporciona una pluralidad de recursos de acceso que están divididos en al menos dos grupos de recursos de acceso.

Sumario De acuerdo con la invención se proporciona un artículo de fabricación para su operación en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple inalámbrico de acuerdo con la reivindicación 1 y se proporciona un procedimiento para el acceso de un sistema de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con la reivindicación 10. Se proporcionan técnicas en este documento para facilitar el acceso aleatorio en sistemas de comunicaciones de acceso múltiple inalámbrico. En un aspecto, se define un canal de acceso aleatorio (RACH) para abarcar un canal de acceso aleatorio "rápido" (F-RACH) y un canal de acceso aleatorio "lento" (S-RACH) . El F-RACH y el S-RACH se diseñan para soportar de forma eficaz los terminales de usuario en diferentes estados operativos y emplean diferentes diseños. El F-RACH es eficiente y puede usarse para acceder rápidamente al sistema, y el S-RACH es más robusto y puede soportar terminales de usuario en diversos estados y condiciones de funcionamiento. El F-RACH puede usarse por los terminales de usuario que se han registrado con el sistema y pueden compensar sus retardos de ida y vuelta (RTD) avanzando adecuadamente su temporización de transmisión. El S-RACH puede usarse por los terminales de usuario que pueden haberse registrado o no con el sistema, y pueden ser o no ser capaces de compensar sus RTD. Los terminales de usuario pueden usar el F-RACH o el S-RACH, o ambos para obtener acceso al sistema.

Más adelante se describen diversos aspectos y realizaciones de la invención con mayor detalle.

Breve descripción de los dibujos Las características, naturaleza y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la descripción detallada mostrada más adelante cuando se toma en conjunción con los dibujos en los que caracteres de referencia iguales identifican elementos correspondientes de principio a fin y en los que:

la FIG. 1 muestra un sistema de comunicaciones de acceso múltiple inalámbrico; la FIG. 2 muestra una estructura de trama (TDD) con duplexación por división de tiempo; la FIG. 3A y 3B muestran estructuras de ranuras temporales para el F-RACH y S-RACH, respectivamente; la FIG. 4 muestra un procedimiento global para el acceso al sistema usando el F-RACH y/o el S-RACH; las FIG. 5 y 6 muestran procedimientos para el acceso al sistema usando el F-RACH y el S-RACH, respectivamente; las FIG. 7A y 7B muestran transmisiones de ejemplo sobre el S-RACH y F-RACH, respectivamente; la FIG. 8 muestra un punto de acceso y dos terminales de usuario; la FIG. 9 muestra un diagrama de bloques de un procesador de datos de TX en un terminal; las FIG. 10A y 10B muestran diagramas de bloques de las unidades de procesamiento dentro del procesador de datos de TX, la FIG. 11 muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de TX dentro del terminal; la FIG. 12A muestra un diagrama de bloques de un modulador de OFDM; y la FIG. 12B ilustra un símbolo de OFDM

Descripción detallada La expresión "ejemplar" se usa en este documento para significar "que sirve como ejemplo, caso o ilustración". Cualquier realización o diseño descrito en este documento como "ejemplar" no necesariamente se construye como preferido o ventajoso sobre otras realizaciones o diseños.

La FIG. 1 muestra un sistema inalámbrico de comunicaciones de acceso múltiple 100 que soporta varios usuarios. El sistema 100 incluye varios puntos de acceso (AP) 110 que soportan la comunicación para varios terminales de usuario (UT) 120. Por simplicidad, solo se muestran dos puntos de acceso 110a y 110b en la FIG. 1. Un punto de acceso es generalmente una estación fija que se usa para la comunicación con los terminales de usuario. Un punto de acceso también puede denominarse como una estación base o alguna otra terminología.

Loa terminales de usuario 120 pueden dispersarse a través del sistema. Cada uno de los terminales de usuario puede ser un terminal fijo o móvil que puede comunicar con el punto de acceso. Un terminal de usuario también puede denominarse como un terminal de acceso, una estación móvil, una estación remota, un equipo de usuario (UE) , un dispositivo inalámbrico, o alguna otra terminología. Cada uno de los terminales de usuario puede comunicar con uno o posiblemente múltiples puntos de acceso sobre el enlace descendente y/o el enlace ascendente en un momento determinado. El enlace descendente (es decir, el enlace directo) , se refiere a la transmisión desde el punto de acceso al terminal de usuario y el enlace ascendente (es decir, el enlace inverso) se refiere a la transmisión desde el terminal de usuario al punto de acceso.

En la FIG. 1, el punto de acceso 110a comunica con los terminales de usuario 120a hasta 120f, y el punto de acceso 110b comunica con los terminales de usuario de 120f hasta 120k. Un controlador del sistema 130 se acopla a los puntos de acceso 110 y puede diseñarse para realizar varias funciones tales como (1) coordinación y control para los puntos de acceso acoplados al mismo, (2) encaminamiento de datos entre estos puntos de acceso, y (3) control de acceso y comunicaciones con los terminales de usuarios servidos por estos puntos de acceso.

Las técnicas de acceso aleatorio descritas en este documento pueden usarse para diversos sistemas inalámbricos de comunicaciones de acceso múltiple. Por ejemplo, estas técnicas pueden usarse para un sistema que emplea (1) una o múltiples antenas para la transmisión de datos y una o múltiples antenas para la recepción de datos, (2) diversas técnicas de modulación (por ejemplo, CDMA, OFDM, y así sucesivamente) , y (3) una o múltiples bandas de frecuencia para el enlace descendente y el enlace ascendente.... [Seguir leyendo]

1. Un artículo de fabricación configurado para su operación en un sistema de comunicaciones inalámbricas de acceso múltiple que comprende:

medios para determinar el estado operativo actual de al menos un terminal en un sistema de comunicaciones inalámbricas, en el que los medios para determinar el estado operativo actual son operativos para determinar el estado operativo actual en base a si el terminal está registrado o no con el sistema; medios para transmitir mensajes que se configuran para transmitir un primer mensaje sobre un primer canal de acceso aleatorio basado en la contención cuando el terminal está en un primer estado operativo y para transmitir un segundo mensaje sobre un segundo canal de acceso aleatorio basado en la contención cuando el terminal está en un segundo estado operativo, en el que el primer canal de acceso aleatorio está configurado para su uso por terminales registrados para el acceso al sistema y el segundo canal de acceso aleatorio está configurado para su uso por terminales registrados y no registrados para el acceso al sistema.

2. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, en el que los medios para la determinación del estado operativo actual son además operativos para determinar el estado operativo actual en base a si el terminal puede compensar

o no el retardo de propagación a un punto de acceso que recibe los mensajes enviados por el terminal.

3. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, en el que los medios para la determinación del estado operativo actual son además operativos para determinar el estado operativo actual en base a si el terminal consigue o no una relación de señal a ruido "SNR" recibida requerida.

4. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, en el que los medios para transmitir los mensajes es operativo para procesar los mensajes para incluir un identificador para el terminal.

5. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, que comprende además medios para procesar la información recibida correspondiente a los parámetros que transportan la información de configuración para al menos el primer y el segundo canales de acceso aleatorio basado en la contención.

6. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, en el que los medios para transmitir los mensajes son operativos para procesar los mensajes para la transmisión sobre un conjunto de sub-bandas del primer o el segundo canal de acceso aleatorio basados en la contención.

7. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, en el que los medios para transmitir los mensajes son operativos para procesar los mensajes, y el en que los mensajes comprenden uno o más símbolos de OFDM.

8. El artículo de fabricación de la reivindicación 1, que comprende además:

medios para recibir al menos un mensaje de difusión que incluye información con respecto a la configuración de al menos dos canales de acceso aleatorio basados en la contención para una trama, incluyendo dichos al menos dos canales de acceso aleatorio basados en la contención los canales de acceso aleatorio primero y segundo basados en la contención; medios para seleccionar un canal de acceso aleatorio basado en la contención de entre los al menos dos canales de acceso aleatorio basados en la contención en base al estado operativo actual.

9. Un procedimiento de un sistema de comunicaciones inalámbricas que comprende:

determinar si un terminal está registrado o no registrado con un sistema de comunicaciones inalámbricas; si el terminal está registrado, transmitir un primer mensaje sobre un primer canal de acceso aleatorio basado en la contención para el acceso al sistema; y si el terminal no está registrado, transmitir un segundo mensaje con un formato diferente que el primer mensaje sobre un segundo canal de acceso aleatorio basado en la contención para acceder al sistema, en el que el segundo canal de acceso aleatorio basado en la contención está configurado para su uso por terminales registrados y no registrados para el acceso al sistema.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que el primer mensaje se transmite de modo que tiene en cuenta el retardo de propagación a un punto de acceso que recibe el primer mensaje.

11. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además recibir información correspondiente a los parámetros que transportan la información de configuración para el primer canal de acceso aleatorio basado en la contención.

12. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además recibir una asignación desde una estación base, siendo la asignación sensible al primer mensaje o al segundo mensaje.

13. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende además:

recibir al meros un mensaje de difusión que incluye información con respecto a la configuración de al menos dos canales de acceso aleatorio basados en la contención para una trama, incluyendo dichos al menos dos canales de acceso aleatorio basados en la contención los canales de acceso aleatorio primero y segundo basados en la contención; seleccionar un canal de acceso aleatorio basado en la contención de entre los, al menos dos canales de acceso aleatorio basados en la contención en base al estado operativo actual.

14. El procedimiento de las reivindicacione.

9. 13, en el que al menos uno de los mensajes primero y segundo comprende uno o más símbolos de OFDM.