Procedimiento y aparato para transmisión de paquetes de datos de alta velocidad.

Un procedimiento utilizado en un sistema de comunicaciones inalámbricas,

que comprende: medir la calidad del enlace directo en el sistema de comunicaciones inalámbricas por parte de una estación móvil (6) en base a una señal de piloto de enlace directo;

transmitir por parte de la estación móvil (6) un mensaje de solicitud de datos que incluye una indicación de la calidad de enlace directo a una estación base (4); y

recibir, en la estación móvil (6), datos transmitidos por parte de la estación base (4) a una tasa de datos mediante el enlace directo, en donde la tasa de datos es determinada por la estación base en base a la indicación.

Procedimiento y aparato para transmisión de paquetes de datos de alta velocidad ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

I. Campo de la Invención

La presente invención se refiere a la comunicación de datos. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato novedosos y mejorados para la transmisión de datos por paquetes a alta velocidad.

II. Descripción de la Técnica Relacionada

Para soportar una variedad de aplicaciones, se requiere un sistema de comunicación moderno. Un sistema de comunicación tal es un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) que cumple con la norma "TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", a la que se hace referencia en lo sucesivo como la norma IS-95. El sistema CDMA permite comunicaciones de datos y por voz entre usuarios sobre un enlace terrestre. La utilización de técnicas CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se divulga en la patente estadounidense n° 4.901.307 titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", y en la patente estadounidense n° 5.103.459, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ambas transferidas al cesionario de la presente invención.

En esta memoria descriptiva, la estación base se refiere al hardware con el que las estaciones móviles se comunican. La célula se refiere al hardware o a la zona de cobertura geográfica, dependiendo del contexto en el que se utiliza el término. Un sector es una partición de la célula. Puesto que un sector de un sistema CDMA tiene los atributos de una célula, las enseñanzas descritas en términos de célula se extienden fácilmente a los sectores.

En un sistema CDMA, las comunicaciones entre los usuarios se llevan a cabo a través de una o más estaciones base. Un primer usuario en una estación móvil se comunica con un segundo usuario en una segunda estación móvil transmitiendo datos sobre el enlace inverso a una estación base. La estación base recibe los datos y puede encaminar los datos a otra estación base. Los datos se transmiten sobre el enlace directo de la misma estación base, o una segunda estación base, a la segunda estación móvil. El enlace directo se refiere a una transmisión desde la estación base a una estación móvil y el enlace inverso se refiere a una transmisión desde la estación móvil a una estación base. En sistemas IS-95, al enlace directo y al enlace inverso están asignadas frecuencias separadas.

La estación móvil se comunica con al menos una estación base durante una comunicación. Las estaciones móviles CDMA pueden comunicarse con múltiples estaciones base simultáneamente durante el traspaso continuo ("soft handoff"). El traspaso continuo es el proceso de establecer un enlace entre una estación base nueva antes de interrumpir el enlace con la estación base previa. El traspaso continuo minimiza la probabilidad de llamadas interrumpidas. El procedimiento y sistema para proporcionar una comunicación con una estación móvil a través de más de una estación base durante el proceso de traspaso continuo se divulga en la patente estadounidense n° 5.267.261, titulada "MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", transferida al cesionario de la presente invención. El traspaso continuo es el proceso por el que la comunicación se produce sobre múltiples sectores mantenidos por la misma estación base. El proceso de traspaso continuo se describe en detalle en la solicitud de patente estadounidense, en tramitación junto con la presente, n° de serie 08/763,498, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION", presentada el 11 de diciembre de 1996, trasferida al cesionario de la presente invención y publicada el 3 de agosto de 1999, con n° de publicación US 5 933 787.

Dada la creciente demanda de aplicaciones de datos inalámbricas, la necesidad de sistemas de comunicación de datos inalámbricos muy eficaces ha pasado a ser cada vez más importante. La norma IS-95 puede transmitir datos de tráfico y datos de voz sobre los enlaces directos e inversos. Un procedimiento para transmitir datos de tráfico en tramas de canal de código de tamaño fijado se describe en detalle en la patente estadounidense n° 5.504.773, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISION", transferida al cesionario de la presente invención. Según la norma IS-95, los datos de tráfico o los datos de voz se dividen en tramas de canal de código que tienen un ancho de 20 ms con velocidades de transferencia de datos de hasta 14,4 Kbps.

Una diferencia importante entre los servicios de voz y los servicios de datos es el hecho de que los primeros imponen requisitos de retardo fijos y rigurosos. Normalmente, el retardo unidireccional global de las tramas de voz debe ser inferior a 100 ms. Por el contrario, el retardo de datos puede llegar a ser un parámetro variable utilizado para optimizar la eficiencia del sistema de comunicación de datos. Específicamente, pueden utilizarse técnicas de codificación de corrección de errores más eficientes que requieren retardos significativamente mayores que aquellos que pueden tolerarse por los servicios de voz. Un esquema de codificación eficiente a modo de ejemplo para datos

se divulga en la solicitud de patente estadounidense n° de serle 08/743.688 titulada "SOFT DECISION OUTPUT DECODER FOR DECODING CONVOLUTIONALLY ENCODED CODEWORDS", presentada el 6 de noviembre de 1996, transferida al cesionario de la presente invención y publicada el 14 de mayo de 1998 con el n° de publicación WO 9820617 A1.

Otra diferencia Importante entre los servicios de voz y los servicios de datos es que los primeros requieren un grado de servicio (GOS) común y fijo para todos los usuarios. Normalmente, para los sistemas digitales que proporcionan servicios de voz, esto se traduce en una velocidad igual y fija para todos los usuarios y un valor tolerable máximo para las tasas de error de las tramas de voz. Por el contrario, para los servicios de datos, el GOS puede ser diferente de usuario a usuario y puede ser un parámetro optimizado para Incrementar la eficiencia total del sistema de comunicación de datos. El GOS de un sistema de comunicación de datos se define normalmente como el retardo total provocado en la transferencia de una cantidad predeterminada de datos, al que se hace referencia en lo sucesivo como un paquete de datos.

Otra diferencia Importante más entre servicios de voz y servicios de datos es que los primeros requieren un enlace de comunicación fiable que, en el sistema de comunicación CDMA a modo de ejemplo, se proporciona mediante el traspaso continuo. El traspaso continuo da como resultado transmisiones redundantes desde dos o más estaciones base para mejorar la fiabilidad. Sin embargo, esta fiabilidad adicional no se requiere para la transmisión de datos ya que los paquetes de datos recibidos por error pueden retransmitirse. Para los servicios de datos, la potencia de transmisión utilizada para soportar el traspaso continuo puede utilizarse más eficazmente para transmitir datos adicionales.

Los parámetros que miden la calidad y eficiencia de un sistema de comunicación de datos son el retardo de transmisión necesario para transferir un paquete de datos y la tasa de rendimiento global media del sistema. El retardo de transmisión no tiene el mismo Impacto en la comunicación de datos como el que tiene para la comunicación por voz, pero es una métrica Importante para medir la calidad del sistema de comunicación de datos. La tasa de rendimiento global media es una medida de la eficiencia de la capacidad de la transmisión de datos del sistema de comunicación.

Es bien conocido que en sistemas celulares la relación señal/ruldo e Interferencia C/l de un usuario dado es una función de la ubicación del usuario dentro de la zona de cobertura. Para mantener un nivel de servicio dado, los sistemas TDMA y FDMA recurren a técnicas de reutilización de frecuencia, es decir, no todos los canales de frecuencia y/o ranuras de tiempo se utilizan en cada estación base. En un sistema CDMA, se reutiliza la misma asignación de frecuencia en cada célula del sistema, mejorando de este modo la eficiencia global. La relación C/l que cualquier estación móvil del usuario consigue determina la tasa de información que puede soportarse para este enlace particular desde la estación base a la estación móvil del usuario. Dada la modulación específica y el procedimiento de corrección de errores utilizados para la transmisión, que la presente invención busca optimizar para transmisiones de datos, se consigue un nivel de rendimiento... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento utilizado en un sistema de comunicaciones inalámbricas, que comprende:

medir la calidad del enlace directo en el sistema de comunicaciones inalámbricas por parte de una estación móvil (6) en base a una señal de piloto de enlace directo;

transmitir por parte de la estación móvil (6) un mensaje de solicitud de datos que incluye una indicación de la calidad de enlace directo a una estación base (4); y

recibir, en la estación móvil (6), datos transmitidos por parte de la estación base (4) a una tasa de datos mediante el enlace directo, en donde la tasa de datos es determinada por la estación base en base a la indicación.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho medir la calidad del enlace directo comprende medir la relación portadora a interferencia, C/l, en el enlace directo.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho medir la calidad del enlace directo comprende medir periódicamente la calidad del canal de piloto de enlace directo.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el canal de piloto de enlace directo es un canal de piloto común compartido por una pluralidad de estaciones móviles (6).

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la tasa de datos está asociada con un formato de modulación QPSK, por desplazamiento de cuadratura de fase.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la tasa de datos está asociada con un formato de modulación 16-QAM, por desplazamiento de cuadratura de fase.

7. Una estación móvil (6) para un sistema de comunicaciones inalámbricas, que comprende:

medios para medir la calidad del enlace directo en el sistema de comunicaciones inalámbricas por parte de una estación móvil (6) en base a una señal de piloto de enlace directo;

medios para transmitir por parte de la estación móvil (6) un mensaje de solicitud de datos que incluye una indicación de la calidad de enlace directo a una estación base (4); y

medios para recibir, en la estación móvil (6), datos transmitidos por parte de la estación base (4) a una tasa de datos mediante el enlace directo, en donde la tasa de datos es determinada por la estación base en base a la indicación.

8. La estación móvil de la reivindicación 7, en la que dicho medir la calidad del enlace directo comprende medir la relación portadora a interferencia, C/l, en el enlace directo.

9. La estación móvil de la reivindicación 7, en la que dicho medir la calidad del enlace directo comprende medir periódicamente la calidad del canal de piloto de enlace directo.

10. La estación móvil de la reivindicación 7, en la que el canal de piloto de enlace directo es un canal de piloto común compartido por una pluralidad de estaciones móviles (6).

11. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que la tasa de datos está asociada con un formato de modulación QPSK, por desplazamiento de cuadratura de fase.

12. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que la tasa de datos está asociada con un formato de modulación 16-QAM, por desplazamiento de 16-cuadratura de fase.

13. Un programa de ordenador adaptado para llevar a cabo los pasos de un procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 cuando se ejecuta el programa en un ordenador.

14. Un procedimiento utilizando en un sistema de comunicaciones inalámbricas que comprende:

recibir, en la estación base (4), desde una estación móvil (6), un mensaje de solicitud de datos que incluye una indicación de la calidad de enlace directo, determinada en base a la señal de piloto en el enlace directo por parte de la estación móvil (6);

determinar, por la estación base, una velocidad de datos basada en la indicación; y transmitir, desde la estación base (4), los datos a la velocidad de datos a través del enlace directo a la estación móvil (6).

15. Una estación base (4), en un sistema de comunicaciones inalámbricas, que comprende:

medios para recibir, desde una estación móvil (6), un mensaje de solicitud de datos que incluye una indicación de la calidad de enlace directo, determinada en base a la señal de piloto en el enlace directo por parte de la estación móvil (6);

medios para determinar una tasa de datos en base a la indicación;

medios para transmitir datos a la tasa de datos por el enlace directo a la estación móvil (6).

16. Un programa de ordenador adaptado para llevar a cabo los pasos del procedimiento de la reivindicación 14 cuando se ejecuta el programa en un ordenador.