Estación base y unidad de abonado en sistemas de comunicación CDMA.

Una unidad de abonado CDMA inalámbrica (16) que comprende:

medio (76) para recibir y convertir de forma descendente una señal RF;

medio (82) para generar y dar salida a un código de ensanchamiento de recepción a un medio detector del código piloto (80) y un medio receptor de datos (78);

el medio detector del código piloto (80) correlacionando una señal de la base de banda con el código de ensanchamiento de recepción y manteniendo la sincronización con el código piloto;

el medio del receptor de datos (78) correlacionando la señal de la banda base con el código de ensanchamiento de recepción para procesar la indicación de detección del código corto y la confirmación del código de acceso trasmitida por una estación base (14);

medio (86) para generar y dar salida a un código de ensanchamiento de trasmisión a un medio trasmisor de datos (88) y un medio (90) para trasmitir un código corto y un código de acceso, en donde los medio que trasmite el código corto y el código de acceso trasmite el código corto y el código de acceso en diferentes etapas de un procedimiento de crecimiento de potencia, en donde el código corto es mucho más corto que un código de ensanchamiento convencional; en donde el código corto es trasmitido repetidamente en una primera etapa y en respuesta a la recepción de la indicación de detección del código corto cesa la trasmisión del código corto y trasmite el código de acceso en una segunda etapa; en donde una tasa de crecimiento de potencia en la primera etapa es mucho más alta que en la segunda etapa;

medio (92) para combinar y convertir de forma ascendente a una trasmisión RF la salida de señales por el medio trasmisor de datos y los medios de trasmisión del código corto y el código de acceso; y

medio para sincronizar el medio de generación y salida del código de ensanchamiento de recepción y trasmisión (82, 86).

Estacion base y unidad de abonado en sistemas de comunicacion CDMA.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Campo de la Invención La presente invención se refiere de forma general a sistemas de comunicación CDMA. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema de comunicación CDMA que utiliza la trasmisión de códigos cortos de unidades de abonado a una estación base para reducir el tiempo requerido para la estación base para detectar la señal de una unidad de abonado. El tiempo de detección mejorado permite un crecimiento más rápido de la potencia de trasmisión inicial de las unidades de abonado mientras que reduce los excesos de potencia innecesarios.

Descripción de la Técnica Relacionada El uso de sistemas de comunicación inalámbricos ha crecido dramáticamente en la última década a medida que la fiabilidad y capacidad de los sistemas ha mejorado. Los sistemas de comunicación inalámbricos se han utilizado en una variedad de aplicaciones donde los sistemas basados en líneas terrestres no son prácticos o son imposibles de utilizar. Las aplicaciones de comunicaciones inalámbricas incluyen las comunicaciones de teléfonos móviles, comunicaciones en localizaciones remotas, y comunicaciones temporales para recuperación de desastres. Los sistemas de comunicación inalámbrica también se han vuelto una alternativa económicamente viable para reemplazar líneas telefónicas viejas y equipo telefónico anticuado.

La parte del espectro RF disponible para el uso por sistemas de comunicación inalámbricos es un recurso crítico. El espectro RF debe ser compartido entre todas las aplicaciones comerciales, gubernamentales y militares. Es un deseo constante el mejorar la eficiencia de los sistemas de comunicación inalámbricos para mejorar la capacidad del sistema.

Los sistemas de comunicación inalámbricos por acceso múltiple por división de código (CDMA) han demostrado ser particularmente prometedores en este área. Aunque los sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) más tradicionales han mejorado usando los últimos avances tecnológicos, los sistemas CDMA, en particular los sistemas Broadband Code Division Multiple AccessTM (B-CDMATM) , tienen ventajas significativas sobre los sistemas TDMA y FDMA. Esta eficiencia se debe a la codificación y densidad de modulación mejoradas, el rechazo de interferencias y la tolerancia a la multiruta de los sistemas B-CDMATM, así como a la reutilización del mismo espectro en cada célula de comunicación. El formato de las señales de comunicación CDMA también hace extremadamente difícil el interceptar llamadas, asegurando de este modo una mayor privacidad para los comunicantes y proporcionando una mayor inmunidad contra el fraude.

En un sistema CDMA, se usa la misma porción del espectro de frecuencia para la comunicación por todas las unidades de abonados. Cada señal de datos de la banda base de la unidad de abonado se multiplica por una secuencia de código, llamada "código de ensanchamiento", que tiene una tasa mucho más alta que la de los datos. La proporción de la tasa del código de ensanchamiento a la tasa del símbolo de datos se llama "factor de ensanchamiento" o "ganancia de procesamiento". Esta codificación resulta en un espectro de transmisión mucho más amplia que el espectro de la señal de datos de la banda base, por los que la técnica se llama "espectro ensanchado". Las unidades de abonado y sus comunicaciones pueden ser discriminadas asignando un código de ensanchamiento único a cada enlace de comunicación que se llama un canal CDMA. Como todas las comunicaciones se envían sobre la misma banda de frecuencia, cada comunicación CDMA se superpone a las comunicaciones de otras unidades de abonado y señales relacionadas con el ruido tanto en frecuencia como en tiempo.

El uso del mismo espectro de frecuencia por una pluralidad de unidades de abonado aumenta la eficiencia del sistema. Sin embargo, también causa una degradación gradual del rendimiento del sistema a medida que aumenta el número de usuarios. Cada unidad de abonado detecta las señales de comunicación con su código de ensanchamiento único como señales válidas y todas las otras señales se ven como ruido. Cuanto más fuerte llega la señal de una unidad de abonado a la estación base, más interferencias experimenta la estación base cuando recibe y desmodula señales de otras unidades de abonado. Al final, la potencia de una unidad de abonado puede ser lo suficientemente grande para terminar las comunicaciones de otras unidades de abonado. Por consiguiente, es extremadamente importante en los sistemas de comunicación CDMA inalámbricos controlar la potencia de trasmisión de todas las unidades de abonado. Esto se consigue mejor usando un algoritmo de control de potencia de bucle cerrado una vez que se establece un enlace de comunicación.

El control de la potencia de trasmisión es particularmente crítico cuando una unidad de abonado está intentando iniciar comunicaciones con una estación base y no se ha establecido todavía un bucle de control de potencia. Típicamente, la potencia de trasmisión requerida de una unidad de abonado cambia continuamente a como una función de la pérdida de propagación, interferencia de otros abonados, ruido del canal, desvanecimiento y otras características del canal. Por lo tanto, una unidad de abonado no conoce el nivel de potencia al que debe comenzar a trasmitir. Si la unidad de abonado empieza a trasmitir a un nivel de potencia que es demasiado alto, puede interferir con las comunicaciones de otras unidades de abonado y puede incluso terminar las comunicaciones de otras unidades de abonado. Si el nivel de potencia de trasmisión inicial es demasiado bajo, la unidad de abonado no será detectada por la estación base y no se establecerá un enlace de comunicación.

Hay muchos métodos para controlar la potencia de trasmisión en un sistema de comunicación CDMA. Por ejemplo, la Patente U.S. Nº 5.056.019 (Gilhousen y otros) divulga un sistema de control de potencia de trasmisión en donde la potencia de trasmisión de la unidad de abonado se base en mediciones de señal periódicas desde tanto la unidad de abonado como la estación base. La estación base trasmite una señal piloto a todas las unidades de abonado que analizan la señal piloto recibida, estiman la pérdida de potencia en la señal trasmitida y ajustan su potencia de trasmisión en consecuencia. Cada unidad de abonado incluye un filtro de salida de pérdida no lineal que evita incrementes súbitos en la potencia que podrían causar interferencias a otras unidades de abonado. Este método es demasiado complejo para permitir que una estación base adquiera rápidamente una unidad de abonado mientras limita la interferencia con otras unidades de abonado. Además, las pérdidas de propagación, niveles de interferencia y ruidos experimentados en un enlace ascendente (trasmisión desde la estación base a una unidad de abonado) no es a menudo el mismo que en un enlace inverso (trasmisión desde una unidad de abonado a la estación base) . Las estimaciones de potencia del enlace inverso en base a las pérdidas del enlace ascendente no son precisas.

Muchos otros tipos de sistemas de control de potencia de trasmisión del estado de la técnica requieren señalización compleja entre las unidades de comunicación o valores de trasmisión preseleccionados para controlar la potencia de trasmisión. Estas técnicas de control de potencia no son flexibles y a menudo son poco prácticas de implementar.

Adicionalmente, la EP0 565 507 A2 divulga un sistema para minimizar interferencias entre dos estaciones de radio al inicio de las comunicaciones de radio. Una estación móvil inicia la señal de acceso de bajo nivel que tiene una secuencia que incluye una secuencia más corta AA o BB y aumenta gradualmente el nivel de potencia de trasmisión hasta que la estación base detecta la señal de acceso y trasmite un mensaje de respuesta a la señal de acceso en su conjunto. Una vez detectado, el nivel de potencia del mensaje se mantiene al nivel detectado de tal forma que se evita la interferencia de la señal. La EP 0 565 507 A2 también divulga un método para sincronizar comunicaciones de acceso aleatorio entre estaciones móviles y la estación base a pesar de las variaciones en la distancia entre ellas.

En consecuencia, hay una necesidad para un método eficiente de controlar el crecimiento inicial de la potencia de trasmisión por unidades de abonado en un sistema de comunicación CDMA inalámbrico.

RESUMEN DE LA INVENCION

La invención proporciona una unidad de abonado CDMA inalámbrica de acuerdo con la reivindicación 1 y una estación base CDMA inalámbrica de... [Seguir leyendo]

1. Una unidad de abonado CDMA inalámbrica (16) que comprende:

medio (76) para recibir y convertir de forma descendente una señal RF;

medio (82) para generar y dar salida a un código de ensanchamiento de recepción a un medio detector del código piloto (80) y un medio receptor de datos (78) ;

el medio detector del código piloto (80) correlacionando una señal de la base de banda con el código de ensanchamiento de recepción y manteniendo la sincronización con el código piloto;

el medio del receptor de datos (78) correlacionando la señal de la banda base con el código de ensanchamiento de recepción para procesar la indicación de detección del código corto y la confirmación del código de acceso trasmitida por una estación base (14) ;

medio (86) para generar y dar salida a un código de ensanchamiento de trasmisión a un medio trasmisor de datos (88) y un medio (90) para trasmitir un código corto y un código de acceso, en donde los medio que trasmite el código corto y el código de acceso trasmite el código corto y el código de acceso en diferentes etapas de un procedimiento de crecimiento de potencia, en donde el código corto es mucho más corto que un código de ensanchamiento convencional; en donde el código corto es trasmitido repetidamente en una primera etapa y en respuesta a la recepción de la indicación de detección del código corto cesa la trasmisión del código corto y trasmite el código de acceso en una segunda etapa; en donde una tasa de crecimiento de potencia en la primera etapa es mucho más alta que en la segunda etapa;

medio (92) para combinar y convertir de forma ascendente a una trasmisión RF la salida de señales por el medio trasmisor de datos y los medios de trasmisión del código corto y el código de acceso; y

medio para sincronizar el medio de generación y salida del código de ensanchamiento de recepción y trasmisión (82, 86) .

2. Una estación base CDMA inalámbrica (14) que comprende:

medio (56) para recibir y convertir de forma descendente una señal RF;

medio (58) para generar y dar salida a un código de ensanchamiento de recepción a un medio receptor de datos (60) y un medio detector de código (62) ;

en donde el medio receptor de datos (60) correlaciona el código de ensanchamiento de recepción con una señal de base de banda para extraer una señal de datos envía la señal de datos extraída para procesamiento adicional;

en donde el medio detector de código (62) detecta un código de acceso y un código corto de una unidad de abonado de la señal de la banda base y ajusta un ritmo del medio de salida del código de ensanchamiento de recepción (58) para establecer un canal de comunicación; en donde el código corto es mucho más corto que un código de ensanchamiento convencional;

medio (64) para generar y dar salida a un código de ensanchamiento de trasmisión a un medio transmisor de datos (66) y un medio trasmisor de código piloto (68) ;

en donde el medio trasmisor de código piloto (68) trasmite continuamente un código piloto periódico;

en donde el medio trasmisor de datos (66) trasmite una indicación de detección del código corto después de que el medio detector del código ha detectado el código corto t trasmite una confirmación de detección del código de acceso después de que el medio detector de código ha detectado el código de acceso y trasmite otro mensaje y señales de datos; y

medio (70) para combinar y convertir de forma ascendente una salida del medio trasmisor de datos (66) y el medio trasmisor del código piloto (68) para la trasmisión a las unidades de abonado.

3. Un sistema CDMA inalámbrico que comprende una unidad de abonado CDMA inalámbrica de la reivindicación 1 y 3 una estación base de la reivindicación 2.