ES2199161T3 - Control de potencia combinado lazo abierto/lazo cerrado en un sistema de comunicaciones duplex por division de tiempo. - Google Patents
Control de potencia combinado lazo abierto/lazo cerrado en un sistema de comunicaciones duplex por division de tiempo.Info
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Abstract
Un método para controlar niveles de potencia de transmisión en un sistema de comunicación dúplex por división de tiempo con espectro extendido que tiene tramas con segmentos de tiempo para comunicación, recibiendo una primera estación de comunicación unas comunicaciones procedentes de una segunda estación de comunicación y transmitiendo desde la primera estación órdenes de potencia basadas en parte en una calidad de recepción de las comunicaciones recibidas (38, 40), transmitiendo la primera estación de comunicación una primera comunicación que tiene un nivel de potencia de transmisión en un primer segmento de tiempo (40), y recibiendo la segunda estación de comunicación la primera comunicación y las órdenes de potencia, en donde se mide (42) un nivel de potencia de la primera comunicación según se recibe, se determina una estimación de la pérdida de propagación basándose en parte en el nivel de potencia medido de la primera comunicación recibida y en el nivel de potencia de transmisión (44) de la primera comunicación, caracterizándose el método por: establecer un nivel de potencia de transmisión para una segunda comunicación en un segundo segmento de tiempo desde la segunda estación hasta la primera estación basándose en parte en la estimación de la pérdida de propagación ponderada por un factor de calidad y las órdenes de potencia (48), en donde el factor de calidad disminuye a medida que aumenta el número de segmentos de tiempo entre los segmentos de tiempo primero y segundo.
Description
Control de potencia combinado lazo abierto/lazo
cerrado en un sistema de comunicaciones dúplex por división de
tiempo.
Este invención se refiere generalmente a sistemas
de comunicación dúplex por división de tiempo (TDD) con espectro
extendido. Más particularmente, la presente invención se refiere a
un sistema y a un método para controlar la potencia de transmisión
en sistemas de comunicación TDD.
La figura 1 representa un sistema de comunicación
inalámbrico dúplex por división de tiempo (TDD) con espectro
extendido. El sistema tiene una serie de estaciones base
30_{1}-30_{7}. Cada estación base 30_{1} se
comunica con equipos de usuario (UEs)
32_{1}-32_{3} en su área operativa. Las
comunicaciones transmitidas desde una estación base 30_{1} a un
UE 32_{1} se denominan como comunicaciones descendentes y las
comunicaciones transmitidas desde un UE 32_{1} a una estación
base 30_{1} se denominan comunicaciones ascendentes.
Además de comunicar en espectros de frecuencia
diferentes, los sistemas TDD de espectro extendido portan
comunicaciones múltiples en el mismo espectro. Las señales
múltiples se distinguen por sus secuencias de código de chip
respectivas (códigos). Asimismo, para utilizar más eficientemente
el espectro extendido, los sistemas TDD según se ilustra en la
figura 2 utilizan tramas de repetición 34 divididas en segmentos de
tiempo 36_{1}-36_{n}, tal como quince segmentos
de tiempo. En sistemas de esta clase, se envía una comunicación en
segmentos de tiempo seleccionados 36_{1}-36_{n},
utilizando códigos seleccionados. En consecuencia, una trama 34 es
capaz de portar comunicaciones múltiples diferenciadas tanto por un
segmento de tiempo 36_{1}-36_{n} como por un
código. La combinación de un único código en un único segmento de
tiempo se denomina unidad de recursos. Basándose en el ancho de
banda requerido para soportar una comunicación, se asignan una o
múltiples unidades de recursos a esa comunicación.
La mayor parte de los sistemas TDD controlan
adaptativamente niveles de potencia de transmisión. En un sistema
TDD, muchas comunicaciones pueden compartir el mismo segmento de
tiempo y espectro. Cuando un UE 32_{1} o una estación base
30_{1} está recibiendo una comunicación específica, todas las
otras comunicaciones que utilizan el mismo segmento de tiempo y
espectro provocan interferencias con la comunicación específica.
Cuando se aumenta el nivel de potencia de transmisión de una
comunicación se degrada la calidad de señal en todas las otras
comunicaciones dentro de ese segmento de tiempo y espectro. Sin
embargo, reducir demasiado el nivel de potencia de transmisión da
como resultado relaciones de señal ruido (SNRs) no deseadas y
tasas de error de bit (BERs) en los receptores. Para mantener tanto
la calidad de señal de las comunicaciones como niveles de potencia
de transmisión bajos, se utiliza un control de potencia de
transmisión.
Una aproximación para controlar niveles de
potencia de transmisión es abrir un control de potencia de bucle.
En un control de potencia de bucle abierto, típicamente una
estación base 30_{1} transmite a un UE 32_{1} una comunicación
descendente de referencia y el nivel de potencia de transmisión de
esa comunicación. El UE 32_{1} recibe la comunicación de
referencia y mide su nivel de potencia recibido. Restando el nivel
de potencia recibido al nivel de potencia de transmisión, se
determina una pérdida de propagación para la comunicación de
referencia. Para determinar un nivel de potencia de transmisión
para la comunicación ascendente, se suma la pérdida de propagación
descendente a un nivel de potencia recibido deseado en la estación
base 30_{1}. El nivel de potencia de transmisión de los UE's se
establece para el nivel de potencia de transmisión ascendente
determinada.
Otra aproximación al control del nivel de
potencia de transmisión es un control de potencia de bucle cerrado.
En un control de potencia de bucle cerrado, típicamente la estación
base 30_{1} determina la relación señal interferencia (SIR) de
una comunicación recibida desde el UE 32_{1}. La SIR determinada
se compara con una SIR objetivo (SIR_{OBJ}). Basándose en la
comparación, la estación base 30_{1} transmite una orden de
potencia b_{TPC}. Después de recibir la orden de potencia, el UE
32_{1} aumenta o disminuye su nivel de potencia de transmisión
basándose en la orden de potencia recibida.
Tanto el control de potencia de bucle cerrado
como de bucle abierto tienen desventajas. En ciertas
circunstancias, se degrada el rendimiento de sistemas de bucle
cerrado. Por ejemplo, si las comunicaciones enviadas entre una UE y
una estación base se realizan en un ambiente altamente dinámico,
tal como debido a una UE en movimiento, sistemas de esta clase
pueden no ser capaces de adaptarse lo suficientemente rápido para
compensar los cambios. La tasa de actualización de un control de
potencia de bucle cerrado en TDD es de 100 ciclos por segundo lo
cual no es suficiente para canales de desvanecimiento rápido. El
control de potencia de bucle abierto es sensible a las
incertidumbres en las cadenas de ganancia ascendente y descendente
y en los niveles de interferencia.
Una aproximación para combinar un control de
potencia de bucle cerrado y bucle abierto se propuso por la
Association of Radio Industries and Business (ARIB) y utiliza las
ecuaciones 1, 2 y 3.
\newpage
Ecuación 1 | T_{UE} = P_{BS}(n) + L |
Ecuación 2 | P_{BS}(n) = P_{BS}(n-1) + b_{TPC}\Delta_{TPC} |
\hskip1cm {1: si SIR_{BS} < SIR_{OBJ} | |
Ecuación 3 | b_{TPC} = |
\hskip1cm {1: si SIR_{BS} > SIR_{OBJ} |
T_{UE} es el nivel de potencia de transmisión
determinado del UE32_{1}. L es la pérdida de propagación
estimada. P_{BS}(n) es el nivel de potencia recibido
deseado de la estación base 30_{1} ajustado por la ecuación 2.
Para cada orden de potencia recibida, b_{TPC}, se aumenta o se
disminuye el nivel de potencia recibido por \Delta_{TPC}.
\Delta_{TPC} es típicamente un decibelio (dB). La orden de
potencia, b_{TPC}, es uno, cuando el SIR de la comunicación
ascendente del UE se mide en la estación base 30, SIR_{BS}, es
menor que un SIR objetivo, SIR_{OBJ}. Por el contrario, la orden
de potencia es menos de uno, cuando SIR_{BS} es mayor que
SIR_{OBJ}.
Bajo ciertas condiciones, el rendimiento de estos
sistemas se degrada. Por ejemplo, si las comunicaciones enviadas
entre un UE 32 y una estación base 30 se realizan en un ambiente
altamente dinámico, debido a que el UE 32 esté en movimiento, la
pérdida de propagación estimada para el bucle abierto degrada
severamente el rendimiento global del sistema.
El documento WO 97/49197 describe un sistema GSM
para controlar de potencia de datos conmutados en paquete. El
sistema de control de potencia utiliza un aspecto de bucle abierto
y una aspecto de bucle cerrado. El aspecto de bucle abierto es una
variable de bucle abierto SI(ti), en la que ti es el tiempo
de la última actualización de bucle abierto. El aspecto de bucle
cerrado es una variable de bucle cerrado Sc (tc) determinada desde
paquetes de confirmación recibidos, en donde tc es el tiempo de la
última actualización de bucle cerrado. La potencia de transmisión
de una transmisión controlada de potencia se determina por:
S(t) = Si(ti) +
(Sc(tc)-Si(ti))*e^{- \alpha
(t-tc)}
\alpha es un parámetro
positivo.
En consecuencia, existe una necesidad de
aproximaciones alternas para mantener la calidad de señal y niveles
de potencia de transmisión bajos en todos los ambientes y
escenarios.
Un control de potencia de bucle cerrado/bucle
abierto combinado controla niveles de potencia de transmisión en
una estación de comunicación dúplex por división de tiempo con
espectro extendido. Una primera estación de comunicaciones recibe
comunicaciones desde una segunda estación de comunicaciones. La
primera estación transmite órdenes de potencia basándose en parte
en una calidad de recepción de las comunicaciones recibidas. La
primera estación transmite una primera comunicación que tiene un
nivel de potencia de transmisión en un primer segmento de tiempo.
La segunda estación recibe la primera comunicación y las órdenes de
potencia. Se mide un nivel de potencia, según se recibe, de la
primera comunicación. Se determina una pérdida de propagación
estimada basándose en parte en el nivel de potencia medido de la
segunda comunicación recibida y en el nivel de potencia de
transmisión de la primera comunicación. La segunda estación
transmite una segunda comunicación a la primera estación en un
segundo segmento de tiempo. El nivel de potencia de transmisión de
la segunda comunicación se establece basándose en parte en la
pérdida de propagación estimada ponderada por un factor y las
órdenes de potencia. El factor es una función de una separación de
tiempo de los segmentos de tiempo primero y segundo y disminuye
cuando aumenta el número de segmentos de tiempo entre los segmentos
de tiempo primero y segundo.
La figura 1 ilustra un sistema TDD de la técnica
anterior.
La figura 2 ilustra segmentos de tiempo en tramas
de repetición de un sistema TDD.
La figura 3 es un diagrama de flujos de un
control de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado.
La figura 4 es un diagrama de componentes de dos
estaciones de comunicación que utilizan un control de potencia de
bucle cerrado/bucle abierto combinado.
Las figuras 5-10 representan
gráficas del rendimiento de un bucle cerrado, propuesta de la ARIB
y dos (2) esquemas de un control de potencia de bucle cerrado/bucle
abierto combinado.
Se describirán las realizaciones preferidas con
referencia a las figuras de los dibujos en las que números iguales
representan elementos iguales en todas ellas. Se explicará un
control de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado
utilizando el diagrama de flujos de la figura 3 y los componentes
de dos estaciones de comunicación simplificadas 50, 52, según se
muestra en la figura 4. En la siguiente exposición, la estación de
comunicación que tiene su potencia de transmisión controlada se
denomina la estación transmisora 52 y la estación de comunicación
que recibe comunicaciones de potencia controlada se denomina la
estación receptora 50. Dado que el control de potencia de bucle
cerrado/bucle abierto combinado puede utilizarse para
comunicaciones ascendentes, descendentes o de ambos tipos, el
transmisor que tiene su potencia controlada puede situarse en una
estación base 30_{1}, el UE 32_{1} o en ambos. En consecuencia,
si se emplea un control de potencia ascendente o descendente, los
componentes de las estaciones receptoras y transmisoras se sitúan
tanto en la estación base 30_{1} como en el UE 32_{1}.
La estación receptora 50 recibe diversas señales
de radiofrecuencia que incluyen comunicaciones desde la estación
transmisora 52 que utiliza una antena 56 o, alternativamente, una
disposición de antenas. Las señales recibidas se pasan a través de
un aislador 60 hasta un desmodulador 68 para producir una señal de
banda base. La señal de banda base se procesa, tal como con un
dispositivo de estimación de canal 96 y un dispositivo de
estimación de datos 98, en los segmentos de tiempo y con los
códigos adecuados asignados a la comunicación de la estación
transmisora. El dispositivo de estimación de canal 96 utiliza
comúnmente el componente de secuencia de entrenamiento en la señal
de banda base para proporcionar información de canal, tal como
respuestas de impulso de canal. La información de canal se utiliza
por el dispositivo de estimación de datos 98, el dispositivo de
medición de interferencias 90, el dispositivo de medición de
potencia de señal 92 y el dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 94. El dispositivo de estimación de datos 98 recupera
datos del canal estimando símbolos blandos que utilizan la
información de canal. Al utilizar los símbolos blandos y la
información de canal, el dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 94 controla el nivel de potencia de transmisión de las
estación receptora controlando la ganancia de un amplificador
76.
El dispositivo de medición de potencia de señal
92 utiliza bien los símbolos blandos bien la información de canal,
o ambos, para determinar la potencia de señal recibida de la
comunicación en decibelios (dB). El dispositivo de medición de
interferencias 90 determina el nivel de interferencias en dB,
I_{RS}, dentro del canal, basándose bien en la información de
canal o en los símbolos blandos generados por el dispositivo de
estimación de datos 102, o en ambos.
El generador de orden de potencia de bucle
cerrado 88 utiliza el nivel de potencia recibido de la comunicación
y el nivel de interferencia, I_{RS}, para determinar la Relación
Señal Interferencia (SIR) de la comunicación recibida. Basándose en
una comparación de la SIR determinada con una SIR objetivo
(SIR_{OBJ}), se genera una orden de potencia de bucle cerrado,
b_{TPC}, tal como un bit de orden de potencia, b_{TPC}, paso 38.
Alternativamente, la orden de potencia puede basarse en cualquier
medición de calidad de la señal recibida.
Para uso en la estimación de la pérdida de
propagación entre las estaciones receptoras y transmisoras 50, 52 y
en el envío de datos, la estación receptora 50 envía una
comunicación a la estación transmisora 58, paso 40. La comunicación
puede enviarse en uno cualquiera de los diversos canales.
Típicamente, en un sistema TDD, los canales utilizados para estimar
la pérdida de propagación se denominan canales de referencia,
aunque se pueden utilizar otros canales. Si la estación receptora
50 es una estación base 30_{1}, se envía preferiblemente la
comunicación por un canal común descendente o un canal físico de
control común (CCPCH). Los datos que se han de transmitir a la
estación transmisora 52 por el canal de referencia se denominan
datos de canal de referencia. Los datos de referencia pueden
incluir, como se muestra, el nivel de interferencia, I_{RS},
multiplexado con otros datos de referencia, tales como el nivel de
potencia de transmisión del canal de referencia, T_{RS}. El nivel
de interferencia, I_{RS}, y el nivel de potencia del canal de
referencia, T_{RS}, pueden enviarse en otros canales, tal como un
canal de señalización, paso 40. La orden de control de potencia de
bucle cerrado, b_{TPC}, se envía típicamente por un canal
dedicado, dedicado a la comunicación entre la estación receptora 50
y la estación transmisora 52.
Los datos de canal de referencia se generan por
un generador de datos de canal de referencia 86. Los datos de
referencia se asignan a una o a múltiples unidades de recursos
basándose en los requisitos de ancho de banda de la comunicación.
Un dispositivo 82 de inserción de secuencia de extensión y
entrenamiento extiende los datos de canal de referencia y hace que
los datos de referencia extendidos sean multiplexados en tiempo con
una secuencia de entrenamiento en los segmentos de tiempo y códigos
adecuados de las unidades de recursos asignados. La secuencia
resultante se denomina ráfaga de comunicación. La ráfaga de
comunicación se amplifica subsiguientemente por un amplificador 78.
La ráfaga de comunicación amplificada se puede sumar por un
dispositivo de suma 72 con otra ráfaga de comunicación creada
mediante dispositivos, tal como un generador de datos 84, un
dispositivo de inserción de secuencia de extensión y entrenamiento
y un amplificador 76.
Las ráfagas de comunicación sumadas se modulan
por un modulador 64. La señal modulada se hace pasar a través de un
aislador 60 y se radia por una antena 56, como se muestra, o
alternativamente, a través de una disposición de antenas. La señal
radiada se hace pasar a través de un canal de radio inalámbrico 54
hacia una antena 58 de la estación transmisora 52. El tipo de
modulación utilizado para la comunicación transmitida puede ser
cualquiera de los conocidos por los versados en la técnica, tal
como manipulación por desplazamiento de fase directa (DPSK) o
manipulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK).
La antena 58 o, alternativamente, la disposición
de antenas de la estación transmisora 52 recibe diversas señales
de radiofrecuencia. Las señales recibidas se hacen pasar a través
de un aislador 2 hacia un desmodulador 66 para producir una señal
de banda base. La señal de banda base se procesa, por ejemplo por
un dispositivo de estimación de canal 100 y un dispositivo de
estimación de datos 102, en los segmentos de tiempo y con los
códigos adecuados asignados a la perturbación de comunicación de la
estación receptora 50. El dispositivo de estimación de canal 100
utiliza comúnmente el componente de secuencia de entrenamiento en
la señal de banda base para proporcionar información de canal, tal
como respuestas de impulso de canal. La información de canal se
utiliza por el dispositivo de estimación de datos 102 y un
dispositivo de medición de potencia 110.
El nivel de potencia de la comunicación procesada
correspondiente al canal de referencia, R_{TS}, se mide por el
dispositivo de medición de potencia 110 y se envía a un dispositivo
de estimación de pérdida de propagación 112, paso 42. Tanto el
dispositivo de estimación de canal 100 como el dispositivo de
estimación de datos 102 son capaces de separar el canal de
referencia de todos los otros canales. Si se utiliza un dispositivo
de control de ganancia automático o un amplificador para procesar
las señales recibidas, se ajusta el nivel de potencia medido para
corregir la ganancia de estos dispositivos bien en el dispositivo
de medición de potencia 110 bien en el dispositivo de estimación de
pérdida de propagación 112. El dispositivo de medición de potencia
110 es un componente del controlador de bucle cerrado/bucle abierto
combinado 108. Como se ilustra en la figura 4, el controlador de
potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado 108 consta del
dispositivo de medición de potencia 110, el dispositivo de
estimación de pérdida de propagación 112, el dispositivo de
medición de calidad 114 y el dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 116.
Para determinar la pérdida de propagación, L, la
estación transmisora 52 también requiere el nivel de potencia
transmitido de la comunicación, T_{RS}. El nivel de potencia
transmitido, T_{RS}, puede enviarse junto con los datos de la
comunicación o en un canal de señalización. Si el nivel de
potencia, T_{RS}, es enviado junto con los datos de la
comunicación, el dispositivo de estimación de datos 102 interpreta
el nivel de potencia y envía el nivel de potencia interpretado al
dispositivo de estimación de pérdida de propagación 112. Si la
estación receptora 50 es una estación base 30_{1}, se envía
preferiblemente el nivel de potencia transmitido, T_{RS}, a
través de un canal de emisión (BCH) desde la estación base
30_{1}. Restando el nivel de potencia de la comunicación
recibido, R_{TS} en dB, al nivel de potencia transmitido de la
comunicación, T_{RS} en dB, el dispositivo de estimación de
pérdida de propagación 112 estima la pérdida de propagación, L,
entre las dos estaciones, 50, 52, paso 42. En ciertas situaciones,
en vez de transmitir el nivel de potencia transmitido, T_{RS}, la
estación receptora 50 puede transmitir una referencia del nivel de
potencia transmitido. En ese caso, el dispositivo de estimación de
pérdida de propagación 112 proporciona niveles de referencia a la
pérdida de propagación L.
Si existe un retardo temporal entre la pérdida de
propagación estimada y la comunicación transmitida, la pérdida de
propagación experimentada por la comunicación transmitida puede
diferenciarse de la pérdida calculada. En sistemas TDD en los que
las comunicaciones se envían en segmentos de tiempos diferentes
36_{1}-36_{n}, el retardo del segmento de
tiempo entre comunicaciones recibidas y transmitidas puede degradar
el rendimiento de un sistema de control de potencia de bucle
abierto. El control de potencia de bucle cerrado/bucle abierto
combinado utiliza ambos aspectos de control de potencia de bucle
cerrado y bucle abierto. Si la calidad de la medición de la pérdida
de propagación es alta, el sistema actúa primariamente como un
sistema de bucle abierto. Si la calidad de la medición de la
pérdida de propagación es baja, el sistema actúa primariamente como
un sistema de bucle cerrado. Para combinar los dos aspectos del
control de potencia, el sistema pondera el aspecto de bucle abierto
basándose en la calidad de la medición de la pérdida de
propagación.
Un dispositivo de medición de la calidad 114 en
un controlador de potencia de bucle abierto ponderado 108
determina la calidad de la pérdida de propagación estimada, paso
46. La calidad puede determinarse utilizando la información de
canal generada por el dispositivo de estimación de canal 100, los
símbolos blandos generados por el dispositivo de estimación de
datos 102 u otras técnicas de medición de la calidad. La calidad de
la pérdida de propagación estimada se utiliza para ponderar la
estimación de la pérdida de propagación por el dispositivo de
cálculo de potencia de transmisión 116. Si la orden de potencia,
b_{TPC}, se envió en los datos de la comunicación, el dispositivo
de estimación de datos 102 interpreta la orden de potencia de
bucle cerrado, b_{TPC}. Utilizando la orden de potencia de bucle
cerrado, b_{TPC}, y la pérdida de propagación ponderada, el
dispositivo de cálculo de potencia de transmisión 116 establece el
nivel de potencia de transmisión de la estación receptora 50, paso
48.
Lo siguiente es uno de los algoritmos de control
de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado preferido. El
nivel de potencia de la estación transmisora en decibelios,
P_{TS}, se determina utilizando las ecuaciones 4 y 6.
Ecuación 4
\hskip1cmP_{TS} = P_{o} = G(n) + \alphaL
P_{o} es el nivel de potencia que la estación
receptora 50 desea que reciba la comunicación de la estación
transmisora en dB. P_{o} se determina por la SIR deseada en la
estación receptora 50, SIR_{OBJ}, y el nivel de interferencia,
I_{RS}, en la estación receptora 50 utilizando la ecuación 5.
Ecuación 5
\hskip1cmP_{o} = SIR_{OBJ} + I_{RS}
I_{RS} se señala o se emite desde la estación
receptora 50 a la estación transmisora 52. Para el control de
potencia descendente, se conoce la SIR_{OBJ} en la estación
transmisora 52. Para control de potencia ascendente, se señala la
SIR_{OBJ} desde la estación receptora 50 a la estación
transmisora 52. G(n) es el factor de control de potencia de
bucle cerrado. La ecuación 6 es una ecuación para determinar
G(n).
Ecuación 6
\hskip1cmG(n) = G(n-1) + b_{TPC} + \Delta_{TPC}
G(n-1) es el factor de
control de potencia de bucle cerrado anterior. La orden de
potencia, b_{TPC}, para uso en la ecuación 6 es o +1 o -1. Una
técnica para determinar la orden de potencia, b_{TPC}, es la
ecuación 3. La orden de potencia, b_{TPC}, se actualiza
típicamente a una tasa de 100 ms en un sistema TDD, aunque puede
utilizarse otras tasas de actualización. \Delta_{TPC} es el
cambio del nivel de potencia. El cambio del nivel de potencia es
típicamente de 1 dB aunque puede usarse otros valores. Como
resultado, el factor de bucle cerrado aumenta en 1 dB si b_{TPC}
es +1 y disminuye 1 dB si b_{TPC} es -1.
El valor de ponderación, \alpha, se determina
por el dispositivo de medición de la calidad 114, \alpha es una
medida de la calidad de la pérdida de propagación estimada y se
basa preferiblemente en el número de segmentos de tiempo, D, entre
el segmento de tiempo de la última estimación de pérdida de
propagación y el primer segmento de tiempo de la comunicación
transmitida por la estación transmisora 52. El valor de \alpha es
de cero a uno. Generalmente, si la diferencia de tiempo, D, entre
los segmentos de tiempo es pequeña, la estimación de la pérdida de
propagación será bastante precisa y \alpha se establece en un
valor próximo a uno. Por el contrario, si la diferencia de tiempo
es grande, la estimación de la pérdida de propagación puede no ser
precisa y el aspecto de bucle cerrado es muy probablemente más
preciso. En consecuencia, \alpha se establece en un valor más
próximo a cero.
La ecuación 7 es una ecuación para determinar
\alpha, aunque se pueden utilizar otras.
Ecuación 7
\hskip1cm\alpha = 1 - (D-1)/D_{max}
D_{max} es el retardo posible máximo. Un valor
típico para una trama que tenga quince segmentos de tiempo es seis.
Si el retardo es D_{max} o mayor, \alpha se aproxima a cero.
Utilizando el nivel de potencia de transmisión calculado, P_{TS},
determinado por un dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 116, el controlador de potencia de bucle cerrado/bucle
abierto combinado 108 establece la potencia de transmisión de la
comunicación transmitida.
Los datos que se han de transmitir en una
comunicación desde la estación transmisora 52 se producen por un
generador de datos 106. Los datos de comunicación se amplían y se
multiplexan por tiempos con una secuencia de entrenamiento por el
dispositivo de inserción de secuencia de ampliación y entrenamiento
en los segmentos de tiempo y códigos apropiados de las unidades de
recursos asignadas que provocan una perturbación de comunicación.
La señal amplia se amplifica por el amplificador 74 y se modula por
el desmodulador 70 a radiofrecuencia.
El controlador de potencia de bucle cerrado/bucle
abierto combinado 108 controla la ganancia del amplificador 74
para lograr el nivel de potencia de transmisión determinado,
P_{TS}, para la comunicación. La comunicación de potencia
controlada se hace pasar a través del aislador 62 y se radia por la
antena 58.
Las ecuaciones 8 y 9 son otros algoritmos de
control de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado.
Ecuación 8
\hskip1cmP_{TS} = P_{o} + K(n)
Ecuación 9
\hskip1cmK(n) = k(n-1) + b_{TPC}\Delta_{TPC} + \alphaL
K(n) es el factor de bucle cerrado/bucle
abierto combinado. Como se muestra, este factor incluye ambos
aspectos de control de potencia de bucle cerrado y bucle abierto.
Las ecuaciones 4 y 5 segregan los dos aspectos.
Aunque los dos algoritmos anteriores únicamente
ponderan el factor de bucle abierto, la ponderación puede aplicarse
al factor de bucle cerrado o a ambos factores de bucle abierto y
cerrado.
Las figuras 5-10 representan
gráficas que ilustran el rendimiento de un sistema de control de
potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado. Estas gráficas
representan los resultados de simulaciones que comparan el
rendimiento del sistema propuesto por la ARIB, un bucle cerrado, un
sistema de bucle abierto/bucle cerrado combinado que utiliza las
ecuaciones 4 y 6 (esquema I) y un sistema combinado que utiliza las
ecuaciones 8 y 9 (esquema II). Las simulaciones se realizaron en la
tasa de símbolo. Se utilizó un factor de ampliación de dieciséis
tanto para los canales ascendentes como descendentes. Los canales
ascendentes y descendentes son el modelo de Canal
[ITU-R M.1225, vehicular, tipo B] de la
International Telecommunication Union (ITU). Se simularon ruidos
aditivos como independientes de los ruidos gaussianos blancos con
una varianza de una unidad. La pérdida de propagación se estima en
la estación transmisora 52 que es un UE 32_{1} y, en particular,
una estación móvil. El canal BCH se utilizó para la estimación de
pérdida de propagación. Se estimó la pérdida de propagación dos
veces por trama a una tasa de 200 ciclos por segundo. La estación
receptora 50, que era una estación base 30_{1}, envió el nivel de
potencia de transmisión del BCH por el BCH. Se utilizó combinación
RAKE tanto por el UE 32_{1} como para la estación base 30_{1}.
Se utilizó combinación de diversidad de antena en la estación base
30_{1}.
Las figuras 5, 7 y 9 representan la desviación
estándar de la relación señal ruido (SNR) recibida en la estación
base 30_{1} de la comunicación de potencia controlada del UE como
una función del retardo del segmento de tiempo, D. Las figuras 6,
8 y 10 representan la polarización normalizada de la SNR recibida
como una función del retardo, D. La normalización se realizó con
respecto a la SNR deseado. Cada punto de las gráficas representa la
media de 3000 carreras de Montecarlo.
Las figuras 5 y 6 representan el resultado de un
\alpha establecido en uno. Para retardos bajos de segmentos de
tiempo (D<4), los esquemas I y II funcionan mejor que el control
de potencia de bucle cerrado. Para retardos mayores (D\geq4), el
bucle cerrado funciona mejor que ambos esquemas I y II, lo cual
demuestra la importancia de la ponderación de los aspectos de bucle
abierto y bucle cerrado.
Las figuras 7 y 8 representan los resultados de
un \alpha establecido a 0,5. Como se muestra, para todos los
retardos excepto el máximo, los esquemas I y II funcionan mejor que
el control de potencia de bucle cerrado. La propuesta de la ARIB
únicamente funciona mejor que los otros en el retardo más bajo
(D=1).
Las figuras 9 y 10 representan los resultados
para un \alpha establecida utilizando la Ecuación 7 con D_{max}
igual a seis. Como se muestra, los esquemas I y II funcionan mejor
que el bucle cerrado y la propuesta de la ARIB en todos los
retardos, D.
Claims (23)
1. Un método para controlar niveles de potencia
de transmisión en un sistema de comunicación dúplex por división
de tiempo con espectro extendido que tiene tramas con segmentos de
tiempo para comunicación, recibiendo una primera estación de
comunicación unas comunicaciones procedentes de una segunda
estación de comunicación y transmitiendo desde la primera estación
órdenes de potencia basadas en parte en una calidad de recepción de
las comunicaciones recibidas (38, 40), transmitiendo la primera
estación de comunicación una primera comunicación que tiene un
nivel de potencia de transmisión en un primer segmento de tiempo
(40), y recibiendo la segunda estación de comunicación la primera
comunicación y las órdenes de potencia, en donde se mide (42) un
nivel de potencia de la primera comunicación según se recibe, se
determina una estimación de la pérdida de propagación basándose en
parte en el nivel de potencia medido de la primera comunicación
recibida y en el nivel de potencia de transmisión (44) de la
primera comunicación, caracterizándose el método por:
establecer un nivel de potencia de transmisión para una segunda
comunicación en un segundo segmento de tiempo desde la segunda
estación hasta la primera estación basándose en parte en la
estimación de la pérdida de propagación ponderada por un factor de
calidad y las órdenes de potencia (48), en donde el factor de
calidad disminuye a medida que aumenta el número de segmentos de
tiempo entre los segmentos de tiempo primero y segundo.
2. El método de la reivindicación 1,
caracterizado además porque comprende: determinar el factor
de calidad, \alpha, de la estimación (46) de la pérdida de
propagación basándose en parte en un número de segmentos de tiempo,
D, entre los segmentos de tiempo primero y segundo.
3. El método de la reivindicación 2, en el que un
retardo de segmento de tiempo máximo es D_{max} y el factor de
calidad determinado, \alpha, se determina por \alpha = 1 -
(D-1)/D_{max}.
4. El método de la reivindicación 1, en el que el
nivel de potencia de transmisión fijado se basa en parte en un
nivel de potencia recibido deseado en la primera estación, un
factor de bucle cerrado y un factor de bucle abierto; en el que el
factor de bucle cerrado se basa en parte en las órdenes de potencia
recibidas y el factor de bucle abierto se basa en parte en la
estimación de la pérdida de propagación ponderada por el factor de
calidad.
5. El método de la reivindicación 1, en el que el
nivel de potencia de transmisión fijado se basa en parte en un
nivel de potencia recibido deseado en la primera estación y un
factor de bucle cerrado/bucle abierto combinado; en el que el
factor de bucle cerrado/bucle abierto combinado se basa en parte en
las órdenes de potencia recibidas y en la estimación de la pérdida
de propagación ponderada por el factor de calidad.
6. El método de la reivindicación 4, en el que el
factor de bucle cerrado se actualiza para cada orden de potencia
recibida.
7. El método de la reivindicación 5, en el que el
factor combinado se actualiza para cada orden de potencia
recibida.
8. El método de la reivindicación 4, en el que el
nivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una relación
de señal objetivo a interferencia y en un nivel de interferencia
medido en la primera estación.
9. El método de la reivindicación 5, en el que el
nivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una relación
de señal objetivo a interferencia y en un nivel de interferencia
medido en la primera estación.
10. El método de la reivindicación 1, en el que
la primera estación es una estación base y la segunda estación es
un equipo de usuario.
11. El método de la reivindicación 1, en el que
la primera estación es un equipo de usuario y la segunda estación
es una estación base.
12. Un sistema de comunicación dúplex por
división de tiempo con espectro extendido que tiene unas estaciones
de comunicación primera (50) y segunda (52), utilizando el sistema
tramas con segmentos de tiempo para comunicación, recibiendo la
primera estación (50) comunicaciones procedentes de la segunda
estación de comunicación (52) y transmitiendo órdenes de potencia
basándose en parte en una calidad de recepción de las
comunicaciones recibidas y transmitiendo una primera comunicación
que tiene un nivel de potencia de transmisión en un primer segmento
de tiempo, recibiendo la segunda estación (52) la primera
comunicación y las órdenes de potencia, midiendo un nivel de
potencia de la primera comunicación según se recibe y determinando
una estimación de la pérdida de propagación basándose en parte en
el nivel de potencia medido de la primera comunicación recibida y
en el nivel de potencia de transmisión de la primera comunicación,
caracterizándose el sistema porque la segunda estación (52)
comprende unos medios (108) para establecer un nivel de potencia de
transmisión para una segunda comunicación en un segundo segmento de
tiempo procedente de la segunda estación hacia la primera estación
basándose en parte en la estimación de la pérdida de propagación
ponderada por un factor de calidad y las órdenes de potencia, en
donde el factor de calidad disminuye a medida que aumenta el número
de segmentos de tiempo entre los segmentos de tiempo primero y
segundo.
13. El sistema de la reivindicación 12, en el que
la segunda estación (52) comprende además medios para determinar
el factor de calidad, \alpha, de la estimación de la pérdida de
propagación basándose en parte en un número de segmentos de tiempo,
D, entre el segmento de tiempo primero y segundo.
14. El sistema de la reivindicación 13, en el que
un retardo de segmento de tiempo máximo es D_{max} y el factor de
calidad determinado, \alpha, se determina por \alpha = 1 -
(D-1)/D_{max}.
15. El sistema de la reivindicación 12, en el que
los medios de fijación (108) fijan el nivel de potencia de
transmisión basándose en parte en un nivel de potencia recibido
deseado en la primera estación (50), en un factor de bucle cerrado
y en un factor de bucle abierto, basándose el factor de bucle
cerrado en parte en las órdenes de potencia recibidas y el factor
de bucle abierto se basa en parte en la estimación de la pérdida de
propagación ponderada por el factor de calidad.
16. El sistema de la reivindicación 12, en el que
los medios de fijación (108) fijan el nivel de potencia de
transmisión basándose en parte en un nivel de potencia recibido
deseado en la primera estación (850) y en un factor de bucle
cerrado/bucle abierto combinado; el factor de bucle cerrado/bucle
abierto combinado se basa en parte en las órdenes de potencia
recibidas y en la estimación de la pérdida de propagación ponderada
por el factor de calidad.
17. El sistema de la reivindicación 15, en el que
el factor de bucle cerrado se actualiza para cada orden de
potencia recibida.
18. El sistema de la reivindicación 16, en el que
el factor combinado se actualiza para cada orden de potencia
recibida.
19. El sistema de la reivindicación 15, en el que
el nivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una
relación de señal objetivo a interferencia y en un nivel de
interferencia medido en la primera estación (50).
20. El sistema de la reivindicación 16, en el que
el nivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una
relación de señal objetivo a interferencia y en un nivel de
interferencia medido en la primera estación (50).
21. El sistema de la reivindicación 12, en el que
la primera estación (50) es una estación base (30) y la segunda
estación (52) es un equipo de usuario (32).
22. El sistema de la reivindicación 12, en el que
la primera estación (50) es un equipo de usuario (32) y la segunda
estación (52) es una estación base (30).
23. Una estación de comunicación (52) que tiene
su nivel de potencia de transmisión controlado en un sistema de
comunicación dúplex por división de tiempos con espectro extendido,
utilizando el sistema tramas con segmentos de tiempo para
comunicación y que tiene una segunda estación de comunicación (50)
que transmite una primera comunicación en un primer segmento de
tiempo y órdenes de potencia, comprendiendo la estación de
comunicación: al menos una antena (58) para recibir la primera
comunicación y las órdenes de potencia y transmitir una segunda
comunicación amplificada en un segundo segmento de tiempo, un
dispositivo de estimación de canal (100) que tiene una entrada
configurada para recibir la primera comunicación para producir
información de canal, un dispositivo de estimación de datos (102)
que tiene entradas configuradas para recibir la primera
comunicación recibida, las órdenes de potencia y la información de
canal para producir símbolos blandos y recuperar las órdenes de
potencia, y un dispositivo de medición de potencia (110) que tiene
una entrada configurada para recibir la información de canal para
producir una medición de un nivel de potencia recibido para
producir una estimación de pérdida de propagación para la primera
comunicación basándose en parte en el nivel de potencia recibido
medido y en un nivel de potencia de transmisión de la primera
comunicación, y un amplificador (74) que tiene entradas
configuradas para recibir una señal de control de potencia y una
segunda comunicación que se ha de transmitir en un segundo segmento
de tiempo para amplificar la segunda comunicación en respuesta a la
señal de control de potencia para producir la segunda comunicación
amplificada, caracterizándose la estación de comunicación
por comprender: un dispositivo de medición de la calidad (114) para
producir una medición de la calidad basándose al menos en parte en
el número de segmentos de tiempo entre el primer segmento de
tiempo y un segundo segmento de tiempo, disminuyendo el valor de la
medición de la calidad a medida que este número aumenta; y un
dispositivo de cálculo de potencia de transmisión (116) que tiene
entradas configuradas para recibir la estimación de pérdida de
propagación, las órdenes de potencia recuperadas y la medición de
la calidad para producir una señal de control de potencia basada en
parte en la estimación de la pérdida de propagación ponderada por
la medición de la calidad y las órdenes de potencia
recuperadas.
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