Reserva de acceso múltiple.

Un procedimiento de acceso a una estación de base (14) desde una estación móvil (12),

que comprende lasetapas de:

seleccionar de forma aleatoria un primer canal de control común de enlace inverso (202) de un conjunto decanales de acceso aleatorio sujetos a conflicto;

transmitir una porción de solicitud (210) de una sonda de acceso por el citado primer canal de controlcomún de enlace inverso, comprendiendo la citada porción de solicitud una identificación de hash basadaen la información de identificación de la citada estación móvil;

recibir un mensaje de asignación de canal (212) de la citada estación de base designando la citada identificación y un canal de acceso reservado (204), proporcionando el citado canal de acceso reservado comunicacióncon una baja probabilidad de conflicto, y

transmitir una porción de mensaje (214) de la citada sonda de acceso sobre el citado canal de acceso reservado.

Reserva de acceso múltiple I. Campo de la invención La invención se refiere, en general, a comunicaciones inalámbricas. Más en particular, la invención se refiere al acceso múltiple en un sistema de comunicación inalámbrica.

II. Descripción de la técnica relacionada En un sistema de comunicación inalámbrica típico, una pluralidad de estaciones móviles se comunican a través de una estación de base común. Debido a que la estación de base tiene disponible unos recursos finitos, las estaciones móviles compiten por el acceso a los recursos de la estación de base. La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un típico sistema de comunicación inalámbrica moderno 10. El sistema está compuesto por una serie de estaciones de base 14. Un conjunto de estaciones móviles 12 se comunican con las estaciones de base 14. Las estaciones móviles 12 se comunican con las estaciones de base 14 sobre un canal de enlace directo 18 y un canal de enlace inverso 20. Como se usa en la presente memoria descriptiva, el término "canal" se refiere tanto a un único enlace de comunicación entre la estación de base y una estación móvil específica, como a una agrupación de enlaces de comunicación que normalmente tienen una función común. La figura 1 muestra una variedad de tipos de estaciones móviles. Por ejemplo, la figura 1 muestra un teléfono portátil de mano, un teléfono móvil montado en un vehículo y un teléfono de bucle local inalámbrico de ubicación fija. Los sistemas de estos tipos ofrecen servicios de voz y de datos. Otros sistemas de comunicación modernos operan a través de enlaces inalámbricos por satélite en lugar de hacerlo a través de estaciones de base terrestres.

Un estándar de la industria para un sistema inalámbrico usando el acceso múltiple por división de código (CDMA) se establece en el Estándar Provisional TIA / EIA titulado "Estándar de Compatibilidad de Estación Móvil - Estación de Base para un Sistema Celular de Espectro Expandido de Banda Ancha en Modo Dual", TIA / EIA / IS - 95, y su descendencia (referida en su conjunto en la presente memoria descriptiva como IS - 95) . Entre otros canales, IS - 95 define un canal de acceso aleatorio de enlace inverso que es utilizado por las estaciones móviles para comunicarse con una estación de base. El canal de acceso se utiliza para el intercambio de mensajes de señalización cortos tales como los originadores de llamadas, respuestas a búsquedas y registros. Por ejemplo, para las comunicaciones bidireccionales prolongadas, se establece un par de canales de tráfico de enlace directo y de enlace inverso dedicados entre la estación móvil y la estación de base. El canal de acceso se puede utilizar para transferir información desde la estación móvil a la estación de base antes de establecer el canal de tráfico con el fin de facilitar el establecimiento.

El canal de acceso definido por IS - 95 es un canal de acceso aleatorio, lo que significa que una estación móvil elige de forma aleatoria una porción de los recursos del canal de acceso sobre el cual transmite una sonda de acceso. Debido a la naturaleza aleatoria del canal de acceso, no hay garantía de que solamente una única estación móvil intente el acceso en la porción elegida. Por lo tanto, cuando se envía una sonda de acceso, su recepción por la estación de base puede fallar por una de entre varias razones. Puede fallar debido a que el nivel de potencia recibida en la estación de base sea demasiado bajo en comparación con los niveles de interferencia existentes. Puede fallar debido a que otra estación móvil intenta utilizar la misma porción de los recursos del canal de acceso al mismo tiempo, produciendo una colisión. En cualquier caso, cuando la sonda de acceso no es recibida en la estación de base, la estación móvil selecciona de forma aleatoria otra porción de los recursos del canal de acceso e intenta acceder al sistema, quizás usando un nivel de señal más alto. Con el fin de evitar una serie de fallos simultáneos entre dos estaciones móviles después de una colisión inicial, también se aleatoriza el proceso de retransmisión.

Con el fin de seleccionar una porción de los recursos del canal de acceso, de acuerdo con IS - 95, la estación móvil selecciona de forma aleatoria uno de entre un conjunto de uno o más canales de acceso definidos por técnicas de CDMA. Una vez que se selecciona un canal de acceso, la estación móvil se ve limitada a comenzar la transmisión de la sonda de acceso en uno de entre un conjunto de límites de ranura recurrentes. La estación móvil selecciona de forma aleatoria un límite de ranura y comienza la transmisión. La citada operación se denomina operación aloha ranurada y es bien conocida en la técnica.

Uno de los aspectos clave de un sistema de acceso aleatorio es el control de carga. El control de carga se utiliza para controlar estadísticamente la velocidad con la que las sondas de acceso se reciben en la estación de base. El control de carga en un sistema de aloha ranurada es importante debido a que, a medida que el número de intentos de acceso aumenta, el número de colisiones también aumenta. A medida que la carga aumenta adicionalmente, el número de intentos de acceso con éxito en realidad comienza a descender debido a que los recursos del sistema se consumen con las colisiones. Por lo tanto, en un sistema de aloha ranurada, es ventajoso mantener la carga del sistema inferior al 18% de la capacidad de carga completa, pues de lo contrario se puede producir un comportamiento inestable.

La carga es también una función de la cantidad de interferencia en el sistema. La capacidad disponible de un sistema disminuye a medida que aumenta la interferencia. Cuando la carga en el canal de acceso aleatorio aumenta, puede causar una interferencia significativa con otros canales en el sistema, tales como los canales de tráfico. De acuerdo con IS - 95, la carga en el canal de acceso es controlada por la inserción de un retardo aleatorio (denominado retroceso de la sonda de acceso) entre un intento de acceso fallido y un intento de seguimiento. Sin embargo, IS - 95 carece de cualquier mecanismo para habilitar y deshabilitar rápidamente el acceso al canal de acceso con el fin de controlar la carga.

De acuerdo con IS - 95, cuando una estación móvil envía una sonda de acceso, transmite un número de identificación único, tal como el número de serie electrónico (ESN) de la estación móvil junto con otra información en un preámbulo. Además, la sonda de acceso comprende un mensaje que especifica el propósito de la sonda o transporta datos de usuario. Por ejemplo, el mensaje puede designar un número de teléfono para su uso en un origen de llamada. Una sonda de acceso tiene una duración típicamente de entre 80 y 150 milisegundos (mseg) .

De acuerdo con IS - 95, la estación móvil transmite inicialmente la sonda de acceso con un primer nivel. Si la estación de base no responde con un acuse de recibo después de una cantidad de tiempo predeterminada, la estación móvil continúa repitiendo la sonda de acceso a niveles de potencia cada vez más altos.

Este procedimiento de acceso no produce un uso muy eficiente de los recursos del sistema. En primer lugar, la sonda de acceso es bastante larga y la estación móvil continúa transmitiendo la sonda de acceso completa, incluso si la estación de base no puede recibir la sonda de acceso, por lo tanto, por lo tanto vertiendo energía no útil en el sistema, gastando inútilmente los recursos de la estación móvil y reduciendo la capacidad del sistema. De acuerdo con IS - 95, una vez que la estación móvil ha comenzado a transmitir, no existe ningún mecanismo de control de potencia por el cual la estación de base puede aumentar o disminuir la potencia de transmisión. Si el enlace inverso está sometido a un desvanecimiento profundo, la transmisión puede fallar y la estación móvil retransmite el mensaje con un nivel de potencia mayor que puede no ser necesario en ausencia del desvanecimiento. La estación de base no dispone de un medio para solicitar más potencia durante el desvanecimiento profundo, ni para solicitar una reducción de la potencia durante la retransmisión posterior. Además de consumir recursos significativos del sistema, el procedimiento de acceso de acuerdo con IS - 95 se puede ampliar de manera que cubre una cantidad significativa de tiempo, que se añade al retraso del sistema. De acuerdo con IS - 95, los datos son transmitidos sobre el canal de acceso solamente a una velocidad de datos con independencia de la cantidad de datos o de la calidad de la conexión entre la estación móvil y la estación de base.

Por lo tanto, ha habido una necesidad en la técnica de desarrollar un sistema de acceso múltiple que introduzca menos retardo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de acceso a una estación de base (14) desde una estación móvil (12) , que comprende las etapas de:

seleccionar de forma aleatoria un primer canal de control común de enlace inverso (202) de un conjunto de 5 canales de acceso aleatorio sujetos a conflicto;

transmitir una porción de solicitud (210) de una sonda de acceso por el citado primer canal de control común de enlace inverso, comprendiendo la citada porción de solicitud una identificación de hash basada en la información de identificación de la citada estación móvil;

recibir un mensaje de asignación de canal (212) de la citada estación de base designando la citada identifi10 cación y un canal de acceso reservado (204) , proporcionando el citado canal de acceso reservado comunicación con una baja probabilidad de conflicto, y

transmitir una porción de mensaje (214) de la citada sonda de acceso sobre el citado canal de acceso reservado.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada etapa de transmisión de la citada porción de mensaje facilita la recepción de la citada porción de mensaje por una pluralidad de sectores (272A - 272C, 274A - 274C) asociados con una única estación de base (14, 270) .

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada etapa de transmitir la citada porción de mensaje facilita la recepción de la citada porción de mensaje por una pluralidad de estaciones de base (14, 270) .

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada porción de mensaje comprende un mensaje de enca20 bezado.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada porción de mensaje comprende datos de usuario.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada etapa de transmisión de la citada porción de mensaje se produce en uno de un conjunto de velocidades de datos disponibles.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada porción de mensaje comprende un mensaje de origen 25 de llamada.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la citada porción de mensaje es significativamente más larga que la citada porción de solicitud.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende, además, la etapa de determinar la citada identificación

de hash que identifica de forma casi única la citada estación móvil desde un número de identificación único aso30 ciado con la citada estación móvil usando una función de hash.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende, además, la etapa de seleccionar de forma aleatoria la citada identificación de hash que identifica de forma casi única la citada estación móvil.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el citado mensaje de asignación de canal especifica un perío

do de espera a ser observado, y en el que el procedimiento comprende, además, la etapa de retardar la citada 35 etapa de transmitir la citada porción de mensaje con referencia al citado período de espera.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el citado mensaje de asignación de canal (212) especifica una cantidad de corrección de control de potencia, y en el que el procedimiento comprende, además, la etapa de determinar un nivel de potencia con el que transmitir la citada porción de mensaje (210) con referencia a la citada cantidad de corrección del control de potencia.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende, además, las etapas de:

recibir un comando de control de potencia (206) sobre un canal de enlace directo (18) asociado con el citado canal de acceso reservado (204) ; y

responder al citado comando de control de potencia incrementando o disminuyendo un nivel de potencia con el que la citada estación móvil (12) transmite la citada porción de mensaje (210) .

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que el citado canal de enlace directo (18) es especificado expresamente en el citado mensaje de asignación de canal (212) .

15. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que el citado comando de control de potencia (206) es recibido desde una pluralidad de sectores (272A - 272C, 274A - 274 - C) asociados a una única estación de base (14, 270) .

16. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que el citado comando de control de potencia (206) es recibido desde una pluralidad de estaciones de base (14, 270) .

17. Un aparato para acceder a un sistema desde una estación móvil, que comprende:

un medio para seleccionar de manera aleatoria un primer canal de control común de enlace inverso desde un conjunto de canales de acceso aleatorios que están sujetos a conflicto;

un medio para transmitir una porción de solicitud de una sonda de acceso sobre el citado primer canal de control común de enlace inverso, comprendiendo la citada porción de solicitud una identificación de hash que está basada en información de identificación de la citada estación móvil;

un medio para recibir un mensaje de asignación de canal que designa la citada identificación y un canal de acceso reservado, proporcionando el citado canal de acceso reservado comunicación con una baja probabilidad de conflicto, y

un medio para transmitir una porción de mensaje de la citada sonda de acceso sobre un canal de acceso reservado.

18. El aparato de la reivindicación 17, en el que el citado medio para transmitir la citada porción de mensaje está configurado para permitir la demodulación de la citada porción de mensaje por una pluralidad de sectores asociados a una única estación de base.

19. El aparato de la reivindicación 17, en el que el citado medio para transmitir la citada porción de mensaje está configurado para permitir la demodulación de la citada porción de mensaje por una pluralidad de estaciones de base.

20. El aparato de la reivindicación 17, en el que el citado medio para transmitir la citada porción de mensaje opera en uno de un conjunto de velocidades de datos disponibles.

21. El aparato de la reivindicación 17, en el que la citada porción de mensaje es significativamente más larga que la citada porción de solicitud.

22. El aparato de la reivindicación 17, que comprende, además, un medio para determinar la citada identificación que identifica de manera casi única la citada estación móvil a partir de un número de identificación único asociado con la citada estación móvil usando una función de hash.

23. El aparato de la reivindicación 17, que comprende, además, un medio para seleccionar de manera aleatoria la citada identificación, que identifica de manera casi única la citada estación móvil.

24. El aparato de la reivindicación 17, en el que el citado mensaje de asignación de canal especifica un período de espera, y en el que el aparato comprende, además, un medio para retardar la transmisión de la citada porción de mensaje con referencia al citado período de espera.

25. El aparato de la reivindicación 17, que comprende, además:

un medio para recibir un comando de control de potencia sobre un canal de enlace directo asociado con el citado canal de acceso reservado; y

un medio para responder al citado comando de control. de potencia por medio del aumento o la disminución de un nivel de potencia con el que la citada estación móvil transmite la citada porción de mensaje.

26. El aparato de la reivindicación 25, en el que el citado medio para recibir el citado comando de control de potencia comprende un medio para recibir el citado comando de control de potencia de una pluralidad de sectores asociados a una única estación de base.

27. El aparato de la reivindicación 25, en el que el citado medio para recibir el citado comando de control de potencia comprende un medio para recibir el citado comando de control de potencia de una pluralidad de estaciones de base.

28. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 27, en el que el citado aparato es una estación móvil.

29. El aparato de la reivindicación 28, en el que

el citado medio para seleccionar de manera aleatoria un primer canal de control común de enlace inverso comprende un controlador;

el citado medio para transmitir una porción de solicitud comprende un modulador acoplado al citado controlador 5 y una unidad de procesamiento de señal de radio frecuencia acoplada al citado modulador;

el citado medio para recibir un mensaje de asignación de canal comprende un demodulador acoplado al citado controlador y a la citada unidad de procesamiento de señal de radio frecuencia; y

el citado medio para transmitir una porción de mensaje comprende la citada unidad de procesamiento de señal de radio frecuencia.

30. El aparato de la reivindicación 29 cuando está combinado con cualquiera de las reivindicaciones 22 y 23, en el que el citado medio para determinar la citada identificación y el citado medio para seleccionar de manera aleatoria la citada identificación comprende el citado controlador.

31. El aparato de la reivindicación 29 cuando está combinado con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27, en el que el citado medio para recibir un comando de control de potencia y para responder al citado comando de con

trol de potencia comprende un aparato de control de potencia de la citada unidad de procesamiento de señal de radio frecuencia.