MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA EL CONTROL DE POTENCIA EN UN SISTEMA DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS.

Un método para generar una orden de control de potencia en un transceptor (601,

602) de un sistema de comunicaciones inalámbricas, comprendiendo el método calcular un valor (306) de referencia de medición de la calidad por medio de un primer controlador (303) cada cierto periodo de tiempo, donde el periodo de tiempo está dividido en un número de sub-periodos; generar un valor estimado (307) de medición de la calidad de al menos una señal recibida en el transceptor en cada sub-periodo; generar una orden (313) de control de potencia que dependa del valor estimado (307) de medición de la calidad y del valor (306) de referencia de la medición de la calidad, por medio de un tercer controlador (312) en cada sub- periodo; caracterizado porque el método comprende además, calcular, una vez cada sub-periodo, un valor eficaz (311) de la medición de la calidad a partir de los valores estimados (307) de medición de la calidad, recogidos durante el periodo de tiempo; generar un valor ajustado (309) de referencia de medición de la calidad, por medio de un segundo controlador (302) en cada sub-periodo, que dependa de una diferencia entre el valor eficaz (311) de medición de la calidad y dicho valor (306) de referencia de medición de la calidad; y generar la orden de control de potencia por medio del tercer controlador (312) en cada sub-periodo, comparando el valor estimado (307) de medición de la calidad con el valor ajustado (309) de referencia de medición de la calidad

Campo técnico de la invención 5

La presente invención está relacionada con un método para generar una orden de control de potencia en un transceptor de un sistema de comunicaciones inalámbricas. La invención está relacionada también con una unidad de control de potencia y un medio legible por ordenador configurado para implementar el método y un transceptor de comunicaciones inalámbricas que comprende la unidad de control de potencia. La presente invención está relacionada también con un método para controlar el nivel de potencia de las señales transmitidas en un sistema de comunicaciones inalámbricas a un primer transceptor desde un segundo transceptor.

Descripción de la técnica relacionada

En sistemas de comunicaciones inalámbricas, el canal de transmisión entre un transmisor y un receptor está formado por un radioenlace. Como ejemplo, el transmisor podría ser una estación base y el receptor podría ser el equipo 15 de usuario, tal como una estación móvil (para la dirección de la transmisión por enlace descendente), o viceversa (para la dirección de la transmisión por enlace ascendente).

El control de potencia en sistemas de comunicaciones inalámbricas se emplea para compensar las variaciones en el canal (tal como los retardos de propagación y efectos del desvanecimiento) y para asegurar que se mantiene una 20 calidad de transmisión aceptable para todos los usuarios del sistema.

El desvanecimiento por caminos múltiples es debido a las reflexiones de una señal de propagación por radio enviada desde un transmisor a un receptor. Podría originar que el nivel de potencia de una señal recibida varíe muy rápidamente con profundos descensos por desvanecimiento de vez en cuando. Para compensar este efecto, se utiliza 25 típicamente un bucle cerrado de control de potencia.

En muchos sistemas de comunicaciones inalámbricas, tales como el WCDMA (Acceso Múltiple por División de Código en Banda Ancha), la potencia es el recurso más importante, ya que los distintos usuarios en diferentes canales están transmitiendo simultáneamente sobre la misma frecuencia de radio. Es por tanto importante mantener el nivel 30 de potencia transmitida sobre cada canal lo más bajo posible, al tiempo que se mantiene una aceptable calidad del rendimiento en el receptor. Además, en el WCDMA, necesita minimizarse el problema “cerca-lejos”. El cerca-lejos se refiere a la relación de la potencia de la señal desde una estación móvil cercana a una estación base, con respecto a una estación móvil lejana desde la estación base, que necesita ser tan próxima a la unidad como sea posible (es decir, la estación base necesita recibir la potencia de la señal del mismo orden desde todas las estaciones móviles, 35 independientemente de su distancia desde la estación base, para evitar que un usuario bloquee a los demás).

La solución es típicamente un bucle cerrado de control de potencia que ajuste la potencia transmitida, con el fin de mantener un valor estimado de la Relación de Señal a Interferencia (SIR) en un valor objetivo dado (un valor de referencia de la SIR). En la solución del 3GPP (Proyecto de Asociación de Tercera Generación) para un sistema 40 WCDMA con el número de especificación 25.214 “Procedimientos de la capa física (FDD)”, se describe el control de potencia para un sistema WCDMA. El bucle cerrado de control de potencia para el WCDMA, por enlace ascendente o por enlace descendente, comprende típicamente elementos para formar un bucle interno de control de potencia y un bucle externo de control de potencia, en un receptor de un dispositivo en un sistema de comunicaciones inalámbricas. 45

El bucle externo de control de potencia fija típicamente un valor de referencia de la SIR basándose en una desviación de un valor estimado de la tasa de errores de bloques (BLER) desde un valor de referencia de BLER. El bucle interno de control de potencia compara el valor SIR estimado con el valor SIR de referencia. Basándose en esta comparación, el bucle interno fija una solicitud de potencia, una orden de Control de Potencia Transmitida (TPC), 50 para ser enviada a un transmisor de otro dispositivo en un sistema de comunicaciones inalámbricas. La orden TPC indica si el cambio requerido es aumentar o disminuir la potencia transmitida. El bucle externo funciona típicamente a una velocidad mucho menor que la del bucle interno. Para un sistema WCDMA de 3GPP, el funcionamiento del bucle externo se efectúa a una velocidad de 10 - 100 Hz, mientras que el funcionamiento del bucle interno se puede realizar a una velocidad de 1500 Hz. 55

En un sistema WCDMA, se recoge típicamente un cierto número de bits de datos en un bloque de transporte, y hay varios bloques de transporte contenidos en un Intervalo del Tiempo de Transmisión (TTI). Un bloque de transporte comprende un número (1 - 8) de tramas (cada una de 10 ms) transmitidas durante un TTI. Un receptor, con el fin de descodificar los datos de un bloque de transporte, necesita típicamente recibir el TTI completo; y el bucle externo de 60 control de potencia actualiza el valor de referencia de la SIR una vez cada TTI, que es de 10 - 80 ms para el sistema WCDMA del 3GPP.

El valor real del SIR variará sin embargo dentro del TTI, aun cuando el valor de referencia de la SIR se mantenga constante dentro de ese tiempo. Así, las órdenes de TPC que se producen en base a ventanas durante un TTI, pueden ser óptimas para la primera ventana, pero no óptimas para el resto de ventanas en el mismo TTI.

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Las solicitudes de patente ya publicadas con los números WO 03/055098, WO 01/20808 y US 2002/0187802 son ejemplos de documentos de la técnica anterior en la misma área técnica.

El documento WO 03/055098 describe un método de control de potencia que es complementado con una débil estimación de la información (tal como una tasa de errores de bits no codificados) y una regulación adicional para producir una referencia de SIR basada en la comparación entre la estimación de la tasa de bits de errores y una referencia de la tasa de bits de errores no codificados.

Es un propósito de uno o más modos de realización de la presente invención, proporcionar un método para generar y actualizar o ajustar el valor de referencia de SIR varias veces durante un TTI, de tal manera que se minimiza el 15 efecto de que varíen los valores de SIR durante el TTI.

Sumario de la invención

De acuerdo con uno o más modos de realización de la invención, el problema anterior y otros problemas se resuelven con un método y una unidad de control de potencia para generar una orden de control de la potencia en un 20 transceptor (tal como una estación móvil o una estación base) en un sistema de comunicaciones inalámbricas. La presente invención está relacionada con un método de acuerdo con la reivindicación independiente 1 y una unidad de control de potencia de acuerdo con la reivindicación independiente 16. La unidad de control de potencia puede ser implementada en un transceptor de comunicaciones inalámbricas, que puede ser una estación móvil o una estación base. En las reivindicaciones dependientes se definen modos de realización ventajosos. 25

De acuerdo con uno o más modos de realización de la invención, se configura un medio legible por ordenador para implementar el método para generar una orden de control de potencia.

El método es ajustar un valor de referencia para la medición de la calidad, teniendo en cuenta las variaciones del 30 valor estimado de la medición de la calidad, generando un valor eficaz de la medición de la calidad que se corresponde con la medición de la calidad en un cierto valor constante. Para los diversos modos de realización, el valor estimado de la medición de la calidad puede ser un valor estimado de la relación de señal a interferencia (SIR) y el valor de referencia de la medición de la calidad puede ser un valor de referencia de la SIR. El valor estimado de la SIR puede estimarse basándose en símbolos piloto recibidos. De forma similar, el valor de la medición de la calidad 35 efectiva puede ser un valor de la SIR efectiva y el valor de referencia ajustado de la calidad de la medición puede ser un valor... [Seguir leyendo]

1. Un método para generar una orden de control de potencia en un transceptor (601, 602) de un sistema de comunicaciones inalámbricas, comprendiendo el método

calcular un valor (306) de referencia de medición de la calidad por medio de un primer controlador (303) cada cierto 5 periodo de tiempo, donde el periodo de tiempo está dividido en un número de sub-periodos;

generar un valor estimado (307) de medición de la calidad de al menos una señal recibida en el transceptor en cada sub-periodo;

generar una orden (313) de control de potencia que dependa del valor estimado (307) de medición de la calidad y del valor (306) de referencia de la medición de la calidad, por medio de un tercer controlador (312) en cada sub-periodo;

caracterizado porque el método comprende además,

calcular, una vez cada sub-periodo, un valor eficaz (311) de la medición de la calidad a partir de los valores estimados (307) de medición de la calidad, recogidos durante el periodo de tiempo;

generar un valor ajustado (309) de referencia de medición de la calidad, por medio de un segundo controlador (302) 15 en cada sub-periodo, que dependa de una diferencia entre el valor eficaz (311) de medición de la calidad y dicho valor (306) de referencia de medición de la calidad; y

generar la orden de control de potencia por medio del tercer controlador (312) en cada sub-periodo, comparando el valor estimado (307) de medición de la calidad con el valor ajustado (309) de referencia de medición de la calidad.

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2. El método según la reivindicación 1, donde el paso de calcular el valor eficaz (311) de la medición de la calidad comprende calcular al menos uno entre un promedio lineal, un promedio exponencial y un promedio logarítmico, a partir de los valores estimados (307) de medición de la calidad recogidos durante el periodo de tiempo.

3. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 2, en el que el valor estimado (307) de medición de la 25 calidad es un valor estimado de la relación de señal a interferencia; y el valor (306) de referencia de medición de la calidad es un valor de referencia de la relación de señal a interferencia.

4. El método según la reivindicación 3, en el que el paso de generar el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia para un periodo dado n+1, comprende calcular 30

donde SIRref es el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia, es el valor (306) de referencia de la relación de señal a interferencia, Ki es una constante y SIR(k) es el valor estimado (307) de la relación de señal a interferencia para el sub-periodo de orden k.

5. El método según la reivindicación 3, en el que el paso de generar el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia para un sub-periodo dado, n+1, comprende calcular

40

donde SIRref es el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia , es el valor (306) de referencia de la relación de señal a interferencia, Ki es una constante y SIR(k) es el valor estimado (307) de la relación de señal a interferencia para el sub-periodo de orden k. 45

6. El método según la reivindicación 3, en el que el paso de generar el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia para un sub-periodo dado n+1, comprende calcular

50

donde SIRref es el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia , es el valor (306) de referencia de la relación de señal a interferencia, Ki es una constante y SIR(k) es el valor estimado (307) de la relación de señal a interferencia para el sub-periodo de orden k.

55

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 - 6, en el que Ki = 1/(N-n); donde N es un número de

sub-periodos en el periodo de tiempo y n es un número de sub-periodo en curso.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 - 7, donde el paso de generar el valor ajustado de referencia de la relación de señal a interferencia comprende además fijar el valor ajustado de referencia de la relación de señal a interferencia en un valor umbral predeterminado para el resto del tiempo del periodo de tiempo, si el valor 5 SIRref(n+1) se hace cero o negativo.

9. El método según la reivindicación 8, en el que el valor umbral predeterminado está fijado en cero.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9, en el que el sistema de comunicaciones inalámbricas es un sistema de acceso múltiple por división de código en banda ancha.

11. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 10, en el que el periodo de tiempo es al menos un intervalo (201) de tiempo de transmisión en un sistema de acceso múltiple por división de código en banda ancha.

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12. El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 - 9, en el que el sub-periodo es una ventana (203) en un sistema de acceso múltiple por división de código en banda ancha.

13. El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 - 9, en el que el sub-periodo es una fracción de una ventana en un sistema de acceso múltiple por división de código en banda ancha. 20

14. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 13, en el que el transceptor es una estación móvil.

15. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 13, en el que el transceptor es una estación base.

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16. Una unidad (300) de control de potencia para uso en un transceptor de comunicaciones inalámbricas, donde la unidad de control de potencia comprende

un primer controlador (303) configurado para calcular, en cada periodo de tiempo, un valor (306) de referencia de la medición de la calidad; donde el periodo de tiempo está dividido en un número de sub-periodos; un estimador (308) 30 de la calidad de la medición, configurado para generar, en cada sub-periodo, un valor estimado (307) de medición de la calidad de al menos una señal recibida en el transceptor; un elemento (312) del bucle interno configurado para generar una orden (313) de control de potencia, en cada sub-periodo, dependiendo del valor estimado (307) de medición de la calidad y el valor (306) de referencia de medición de la calidad.

c a r a c t e r i z a d o porque la unidad de control de potencia comprende además un calculador (310) configurado 35 para calcular, una vez en cada sub-periodo, un valor eficaz (311) de la medición de la calidad, a partir de valores estimados (307) de medición de la calidad recogidos durante el periodo de tiempo;

un segundo controlador (302) configurado para generar, en cada sub-periodo, un valor ajustado (309) de medición de la calidad, dependiente de una diferencia entre el valor eficaz (311) de medición de la calidad y dicho valor (306) de referencia de medición de la calidad; y donde el elemento (312) del bucle interno está configurado para generar, 40 en cada sub-periodo, la orden (313) de control de potencia, comparando el valor estimado (307) de medición de la calidad con el valor ajustado (309) de medición de la calidad.

17. La unidad de control de potencia según la reivindicación 16, en la que el calculador (310) está configurado para generar el valor eficaz (311) de medición de la calidad, calculando al menos uno entre un promedio lineal, un 45 promedio exponencial y un promedio logarítmico de los valores estimados (307) de medición de la calidad recogidos durante el periodo de tiempo.

18. La unidad de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 16 - 17, en la que el valor estimado (307) de medición de la calidad es un valor estimado de la relación de señal a interferencia; y el valor (306) de referencia de medición de la calidad es un valor de referencia de la relación de señal a interferencia.

19. La unidad de control de potencia según la reivindicación 18, en la que el segundo controlador (302) está configurado para generar el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia para un periodo dado n+1, calculando 55

donde SIRref es el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia, es el valor (306) de referencia de la relación de señal a interferencia, Ki es una constante y SIR(k) es el valor estimado (307) de la relación de señal a interferencia para el sub-periodo de orden k.

20. La unidad de control de potencia según la reivindicación 18, en la que el segundo controlador está configurado para generar el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia para un sub-periodo dado, n+1, calculando 5

donde SIRref es el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia , es el valor (306) de referencia de la relación de señal a interferencia, Ki es una constante y SIR(k) es el valor estimado (307) de la 10 relación de señal a interferencia para el sub-periodo de orden k.

21. La unidad de control de potencia según la reivindicación 18, en la que el segundo controlador (302) está configurado para generar el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia para un sub-periodo dado, n+1, calculando 15

donde SIRref es el valor ajustado (309) de referencia de la relación de señal a interferencia , es el valor (306) de referencia de la relación de señal a interferencia, Ki es una constante y SIR(k) es el valor estimado (307) de la 20 relación de señal a interferencia para el sub-periodo de orden k.

22. La unidad de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 19 - 21, en la que Ki = 1/(N-n); donde N es un número de sub-periodos en el periodo de tiempo y n es un número de sub-periodo en curso.

25

23. La unidad de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 18 - 22, donde el segundo controlador (302) está configurado además para generar el valor ajustado de referencia de la relación de señal a interferencia como un valor umbral predeterminado para el resto del tiempo del periodo de tiempo, si el valor SIRref(n+1) se hace cero o negativo.

30

24. La unidad de control de potencia según la reivindicación 23, en la que el valor umbral predeterminado está fijado en cero.

25. La unidad de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 16 - 24, en la que el periodo de tiempo es al menos un intervalo (201) de tiempo de transmisión en un sistema de acceso múltiple por división de 35 código en banda ancha.

26. La unidad de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 19 - 22, en la que el sub-periodo es una ventana (203) en un sistema de acceso múltiple por división de código en banda ancha.

40

27. La unidad de control de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 19 - 22, en la que el sub-periodo es una fracción de una ventana en un sistema de acceso múltiple por división de código en banda ancha.

28. Un transceptor de comunicaciones inalámbricas que comprende una unidad de control de potencia, según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 27. 45

29. El transceptor de comunicaciones inalámbricas, según la reivindicación 28, en el que el transceptor de comunicaciones inalámbricas es una estación móvil de un sistema de comunicaciones inalámbricas.

30. El transceptor de comunicaciones inalámbricas, según la reivindicación 28, en el que el transceptor de comunicaciones inalámbricas es una estación base de un sistema de comunicaciones inalámbricas.

31. Un medio legible por ordenador, que tiene almacenado en él un código de programa para realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, cuando dicho código de programa se ejecuta en el procesador de un ordenador. 55