ES2199161T3

ES2199161T3 - Control de potencia combinado lazo abierto/lazo cerrado en un sistema de comunicaciones duplex por division de tiempo.

Info

Publication number: ES2199161T3
Application number: ES00921419T
Authority: ES
Inventors: Ariela Zeira; Fatih M. Ozluturk; Sung-Hyuk Shin
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: EP1163737B1; IL176873A0; EP1578030A2; DK1163738T3; AU756316B2; NO325301B1; KR20010108362A; EP1313233A3; HK1106346A1; ATE255790T1; ES2209677T1; HK1059344A1; CN1956344A; AU4174400A; CA2700656C; TW459452B; JP3621888B2; EP2015466A3; CA2700656A1; HK1117284A1

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.

Antecedentes

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.

Resumen

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.

Breve descripción de los dibujos

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.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

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

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P_{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

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P_{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

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G(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

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\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

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P_{TS} = P_{o} + K(n)

Ecuación 9

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K(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

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.