ES2290060T3 - Transmision de referencia piloto sincronizada para un sistema de comunicacion inalambrica. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para transmitir en un sistema (100) de comunicación inalámbrica referencias piloto desde una pluralidad de fuentes (104a-104n) de transmisión, comprendiendo el procedimiento: recibir en cada fuente (104a-104n) de transmisión una o más señales indicativas de una referencia de tiempo para el sistema (100) de comunicación; generar en cada fuente (104a-104n) de transmisión una pluralidad de ráfagas piloto para una referencia piloto, en el que las ráfagas piloto están en sincronización con la referencia de tiempo; y transmitir la pluralidad de ráfagas piloto desde cada fuente (104a-104n) de transmisión, caracterizado porque las ráfagas piloto desde la pluralidad de fuentes (104a-104n) de transmisión están alineadas en el tiempo en el momento de la transmisión.
Description
Transmisión de referencia piloto sincronizada
para un sistema de comunicación inalámbrica.
La presente invención se refiere a comunicación
de datos. Más particularmente, la presente invención se refiere a
un esquema de transmisión de referencia piloto novedoso y mejorado
para su uso en un sistema de comunicación inalámbrica.
En un sistema de comunicación inalámbrica, a
menudo se transmite una referencia piloto desde una fuente de
transmisión a un dispositivo de recepción para asistir al
dispositivo de recepción en la realización de un número de
funciones. La referencia piloto es normalmente un patrón de datos
predeterminado procesado (por ejemplo, cubierto y ensanchado) de
una manera conocida. La referencia piloto puede utilizarse en el
dispositivo de recepción para estimar la calidad del enlace de
transmisión, demodular de manera coherente las transmisiones
recibidas, y realizar otras funciones.
Un sistema de comunicación inalámbrica tal como
un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) o un
sistema de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) (por
ejemplo, un sistema de Sistema Global para Comunicaciones Móviles
(GSM)) normalmente incluye un número de estaciones base que
transmiten a un número de terminales remotos. Cada estación base
está diseñada para cubrir un área de cobertura particular y
transmite a los terminales remotos dentro de este área de
cobertura. Para sistemas en los que estaciones base vecinas
transmiten en la misma banda de frecuencia para mejorar la eficacia
espectral, tal como muchos sistema basados en CDMA, las
transmisiones desde cada estación base actúan como interferencia
para aquellas de las estaciones base vecinas, y posiblemente para
sus propias transmisiones debido a trayectoria múltiple. Esta
interferencia degrada la calidad de las transmisiones recibidas en
un terminal remoto, incluyendo la transmisión piloto.
Para el sistema CDMA IS-95
convencional, una referencia piloto se trasmite continuamente sobre
un canal piloto dedicado en un nivel de potencia de transmisión
particular (relativamente bajo). El terminal remoto recibe y
procesa la señal de enlace directo para aislar el canal piloto, y
además procesa el canal piloto para recuperar la referencia piloto.
La interferencia desde estas otras transmisiones puede afectar a la
calidad de la referencia piloto recibida. Esta interferencia es
peor cuando la ortogonalidad entre el canal piloto y los canales de
tráfico utilizados para las transmisiones de datos se pierde debido
a, por ejemplo, trayectoria múltiple.
Como alternativa, el documento US 5.920.551 da a
conocer ráfagas de transmisión de pilotos sobre un enlace inverso
desde una pluralidad de terminales remotos a una estación base.
Estas ráfagas de pilotos se transmiten a la estación base dentro de
ranuras de tiempo predeterminadas para permitir a la estación base
determinar la estructura de canal del enlace inverso.
El esquema de transmisión de referencia piloto
utilizado para el sistema CDMA IS-95 es adecuado
para comunicación de voz ya que la velocidad de transmisión de
datos es baja, lo que permite que el terminal remoto tenga más
tiempo para procesar la referencia piloto. Sin embargo, para un
sistema de transmisión de datos de alta velocidad en el que se
requiere que la condición de enlace se estime de manera precisa
dentro de un periodo corto de tiempo, esta referencia piloto de
bajo nivel continua no es adecuada.
Como puede verse, un esquema de transmisión de
referencia piloto que puede proporcionar una referencia piloto de
alta calidad a los terminales remotos y permitir a un terminal
remoto estimar de manera rápida y precisa la condición de enlace es
altamente deseable.
Varios aspectos de la invención proporcionan un
procedimiento para transmitir en un sistema de comunicación
inalámbrica, un punto de acceso y terminal de acceso para su uso en
un sistema de comunicación inalámbrica, un procedimiento para
recibir en un terminal de acceso, y un sistema de comunicación
inalámbrica como se expone en las reivindicaciones 1, 16, 20, 22 y
24 respectivamente.
Realizaciones de la invención proporcionan un
esquema de transmisión de referencia piloto novedoso y mejorado que
presenta diversas ventajas sobre los esquemas convencionales y es
muy adecuado para sistemas de comunicación inalámbrica de alta
velocidad de transmisión de datos. En una realización de la
invención, para maximizar la cantidad de interferencia de las
transmisiones desde fuentes de transmisión vecinas (por ejemplo,
puntos de acceso o estaciones base) durante el intervalo piloto, y
por tanto minimizar la cantidad de interferencia desde fuentes no
transmisoras durante los intervalos de datos, las referencias piloto
se transmiten en ráfagas a intervalos de tiempo predeterminados, y
las ráfagas piloto desde los puntos de acceso se sincronizan. La
transmisión de ráfagas piloto desde los puntos de acceso en los
mismos intervalos de tiempo predeterminados tiene como resultado
contribuciones de interferencia máxima desde puntos de acceso
vecinos no transmisores, facilitando la estimación fiable del peor
caso de C/I, y además permite que los dispositivos de recepción
(por ejemplo, terminales de acceso o terminales remotos) reconozcan
fácilmente las ráfagas como referencia piloto.
En otra realización de la invención, cada punto
de acceso trasmite las ráfagas piloto en o cerca de su nivel de
potencia de transmisión máximo, si es que transmite, y no se
transmiten datos específicos de usuario durante las ráfagas piloto.
Como resultado, las ráfagas piloto se reciben en los terminales de
acceso sólo en la presencia de pilotos desde otros puntos de acceso
y no les afectan otras transmisiones de datos. Con este esquema de
transmisión de referencia piloto, los terminales de acceso no
necesitan restar el efecto de las transmisiones de datos ya que
éstas no se producen durante las ráfagas piloto. Esto tiene como
resultado una proporción señal a ruido para la referencia piloto
que representa la proporción señal a ruido mínima durante la
transmisión de datos desde el punto de acceso dado. Esto ayuda a la
estimación rápida y fiable del peor caso de relación portadora a
interferencia (C/I).
Una realización específica de la invención
proporciona un procedimiento para transmitir referencias piloto
desde un número de fuentes de transmisión (por ejemplo, puntos de
acceso o estaciones base). Según el procedimiento, una o más
señales indicativas de una referencia de tiempo para el sistema de
comunicación se reciben en cada fuente de transmisión. La
referencia de tiempo puede derivarse a partir de una constelación de
satélites de Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Las ráfagas
piloto para una referencia piloto se generan en cada fuente de
transmisión (de una manera que se describe posteriormente) y se
transmiten. Las ráfagas piloto desde las fuentes de transmisión
están en sincronización con la referencia de tiempo de sistema y
están alineadas en el tiempo en el momento de la transmisión.
Las ráfagas piloto pueden generarse y
transmitirse a intervalos de tiempo predeterminados. Para minimizar
la interferencia desde las transmisiones de datos, las ráfagas
piloto pueden transmitirse en o cerca del nivel de potencia de
transmisión máximo de la fuente de transmisión y en la ausencia de
cualquier transmisión de datos.
Otros aspectos, realizaciones, y características
de la invención se describen con más detalle a continuación.
Las características, naturaleza, y ventajas de
la presente invención resultarán más evidentes a partir de la
descripción detallada expuesta posteriormente cuando se tome
conjuntamente con los dibujos en los que caracteres de referencia
iguales identifican de manera correspondiente a lo largo de todo y
en los que:
la figura 1 es un diagrama de un sistema de
comunicación inalámbrica que soporta un número de usuarios y
transmite referencias piloto;
la figura 2A es un diagrama de un esquema de
transmisión de referencia piloto según una realización de la
invención;
las figuras 2B y 2C son diagramas de una
realización de un formato de ranura activa y un formato de ranura
inactiva, respectivamente, para transmisión desde un punto de
acceso;
la figura 2D es un diagrama de un formato de
ranura definido por un sistema HDR y que puede utilizarse para
implementar el esquema de transmisión de referencia piloto de la
invención;
la figura 3 es un diagrama de bloques de una
realización de un sistema de comunicación, que es una implementación
específica del sistema mostrado en la figura 1 y que puede
implementar el esquema de transmisión de referencia piloto de la
invención;
la figura 4 es un diagrama de bloques
simplificado de una realización específica de un punto de acceso;
y
la figura 5 es un diagrama de bloques
simplificado de una realización específica de un terminal de
acceso.
La figura 1 es un diagrama de un sistema 100 de
comunicación inalámbrica que soporta un número de usuarios y
transmite referencias piloto. El sistema 100 proporciona
comunicación para un número de células 102a a 102g,
proporcionándose servicio a cada célula 102 mediante un punto 104 de
acceso correspondiente (que puede denominarse también como una
estación base). Diversos terminales 106 de acceso (que pueden
denominarse también como terminales remotos o estaciones móviles)
están dispersos por el sistema.
En una realización, cada terminal 106 de acceso
puede comunicarse con un punto 104 de acceso sobre el enlace
directo en cualquier momento dado, y puede comunicarse con uno o más
puntos de acceso sobre el enlace inverso dependiendo de si el
terminal de acceso está en traspaso continuo. El enlace directo (es
decir, enlace descendente) se refiere a la transmisión desde el
punto de acceso al terminal de acceso, y el enlace inverso (es
decir, enlace ascendente) se refiere a la transmisión desde el
terminal de acceso al punto de acceso. El sistema 100 puede
diseñarse para ajustarse a un diseño o norma CDMA particular, tal
como el diseño de velocidad de transmisión de datos alta (HDR)
descrito en la solicitud de patente estadounidense con número de
serie 08/963.386 mencionada anteriormente.
En la figura 1, una línea continua con una
flecha indica una transmisión de datos específicos de usuario (o
simplemente, "datos") desde un punto de acceso a un terminal de
acceso. Una línea discontinua con una flecha indica que el terminal
de acceso está recibiendo la referencia piloto y otra señalización
(en conjunto, "piloto") pero ninguna transmisión de datos
específicos de usuario desde el punto de acceso. Como se muestra en
la figura 1, el punto 104a de acceso transmite datos al terminal
106a de acceso sobre el enlace directo, el punto 104b de acceso
transmite datos al terminal 106b de acceso, la estación 104c base
transmite datos al terminal 106c de acceso, etcétera. La
comunicación de enlace ascendente no se muestra en la figura 1 para
mayor simplicidad.
Como se observó anteriormente, las referencias
piloto transmitidas desde los puntos de acceso pueden utilizarse
para un número de funciones. Para el sistema HDR, las referencias
piloto se utilizan para estimar las condiciones de enlace y para
determinar el punto de acceso particular que presenta el mejor
enlace al terminal de acceso. La referencia piloto se utiliza
también para determinar la velocidad de transmisión de datos más
alta soportada por el mejor enlace. Para el sistema HDR, un esquema
de transmisión de referencia piloto que permite al terminal de
acceso estimar de manera rápida y precisa la calidad de las
referencias piloto sería altamente beneficioso y puede proporcionar
rendimiento del sistema mejorado.
Como se muestra en la figura 1, un terminal de
acceso puede recibir transmisiones desde un número de puntos de
acceso. Por ejemplo, el terminal 106b de acceso recibe
simultáneamente transmisiones piloto y de datos desde el punto 104b
de acceso y transmisiones piloto desde los puntos 104a y 104d de
acceso. Para un sistema basado en CDMA tal como el sistema HDR, las
transmisiones desde puntos de acceso vecinos se producen sobre la
misma banda de frecuencia. Por tanto, cada transmisión desde cada
punto de acceso actúa como interferencia para otras transmisiones
desde ese punto de acceso y puntos de acceso vecinos.
Según un aspecto de la invención, para estimar
con precisión la cantidad máxima de interferencia de transmisiones
desde puntos de acceso vecinos, las referencias piloto se transmiten
en ráfagas a intervalos predeterminados, y las ráfagas piloto desde
los puntos de acceso se sincronizan. La transmisión de ráfagas
piloto desde los puntos de acceso en los mismos intervalos de
tiempo predeterminados tiene como resultado contribuciones de
interferencia máxima desde puntos de acceso vecinos no transmisores,
facilitando la estimación fiable del peor caso de proporción
portadora a interferencia (C/I). La transmisión de ráfagas piloto en
los intervalos de tiempo predeterminados permite además a los
terminales de acceso reconocer fácilmente las ráfagas como
referencia piloto.
Según otro aspecto de la invención, cada punto
de acceso transmite las ráfagas piloto en o cerca de su nivel de
potencia de transmisión máximo, si es que transmite, y no se
transmiten datos específicos de usuario durante las ráfagas piloto.
Como resultado, las ráfagas piloto se reciben en los terminales de
acceso sólo en la presencia de pilotos desde otros puntos de acceso
y no les afectan otras transmisiones de datos. Con este esquema de
transmisión de referencia piloto, los terminales de acceso no
necesitan restar el efecto de transmisiones de datos ya que éstas
no se producen durante las ráfagas piloto, lo que en general es
cierto para el sistema CDMA IS-95 convencional.
Esto tiene como resultado estimación precisa de la intensidad de
señal de un piloto dado, así como la potencia de interferencia
máxima desde otras estaciones base, lo que ayuda en la estimación
fiable del peor caso de C/I.
Cada terminal de acceso procesa las referencias
piloto desde los puntos de acceso y determina las condiciones de
enlace a estos puntos de acceso basándose en las ráfagas piloto
recibidas. Para el sistema HDR, el terminal de acceso determina el
punto de acceso que presenta la mejor calidad de señal, basándose en
las referencias piloto recibidas, y determina adicionalmente la
velocidad de transmisión de datos más alta soportada por el mejor
punto de acceso. El terminal de acceso puede entonces solicitar una
transmisión de datos a la velocidad de transmisión de datos más
alta soportada desde este mejor punto de acceso.
La figura 2A es un diagrama de un esquema de
transmisión de referencia piloto según una realización de la
invención. La figura 2A muestra la transmisión de referencias piloto
desde una serie de puntos de acceso. En esta realización, las
referencias piloto se transmiten en ráfagas de ancho (W) particular
a intervalos de tiempo predeterminados (T_{INT}). Como se indicó
en la figura 2A, la temporización de los puntos de acceso se
sincroniza de modo que las ráfagas piloto están aproximadamente
alineadas en el momento de su transmisión. En este esquema de
transmisión, las referencias piloto desde los puntos de acceso
pueden recibirse en un terminal de acceso en aproximadamente el
mismo instante en el tiempo, debiéndose cualquier desviación de
temporización entre los puntos de acceso a diferencias en retardos
de transmisión y otros factores.
Por tanto, como se muestra en la figura 2A, las
ráfagas piloto desde puntos de acceso vecinos pueden transmitirse a
intervalos de tiempo predeterminados y sincronizarse para reducir la
cantidad de interferencia de transmisiones de datos. La
sincronización de las transmisiones piloto desde puntos de acceso
vecinos puede lograrse de una manera descrita con mayor detalle
posteriormente.
En una realización, las referencias piloto desde
puntos de acceso vecinos pueden diferenciarse entre sí ensanchando
los datos piloto desde cada punto de acceso con una secuencia de
pseudorruido (PN) que presenta un desfase diferente (que se
implementa en el sistema HDR).
En el terminal de acceso, la referencia piloto
desde un punto de acceso seleccionado puede recuperarse procesando
la señal recibida de una manera complementaria a la realizada en el
punto de acceso. El procesamiento en el terminal de acceso puede
incluir: (1) correlacionar las muestras recibidas con el patrón de
datos piloto para recuperar la referencia piloto, (2) descubrir la
muestras con el mismo código ortogonal utilizado para el piloto en
el punto de acceso seleccionado, (3) desensanchar las muestras con
la misma secuencia de PN en el mismo desfase de tiempo, o una
combinación de las mismas. Este procesamiento complementario
recupera la referencia piloto desde el punto de acceso seleccionado
y elimina las referencias piloto desde otros puntos de acceso.
Normalmente, sólo cantidades residuales pequeñas de referencias
piloto no deseadas permanecen después del procesamiento
complementario y se deben generalmente a pérdida de ortogonalidad en
los enlaces de comunicación provocada por, por ejemplo, trayectoria
múltiple.
La figura 2B es un diagrama de una realización
de un formato de ranura para transmisión desde un punto de acceso y
que soporta el esquema de transmisión de referencia piloto de la
invención. Este formato de ranura se emplea ventajosamente en el
sistema HDR. Pueden utilizarse también otros formatos de ranura y
están dentro del alcance de la invención.
Como se muestra en la figura 2B, la transmisión
desde el punto de acceso se divide en ranuras, correspondiendo cada
ranura a un intervalo de tiempo particular e incluyendo un número de
elementos de código particular. Para el sistema HDR, cada ranura
tiene una duración de 1,67 ms e incluye 2048 elementos de código. En
la realización específica mostrada en la figura 2B, cada ranura
incluye dos ráfagas piloto, una ráfaga piloto para cada media
ranura y estando ubicada cada ráfaga piloto en el centro de la media
ranura a la que pertenece. En una realización, no se transmiten
datos específicos de usuario ni otra señalización durante el tiempo
en el que se transmiten las ráfagas piloto. Los datos específicos
de usuario y otra señalización pueden transmitirse en los intervalos
de tiempo restantes en la ranura no ocupada por las ráfagas
piloto.
La figura 2B muestra además transmisión activa
de datos específicos de usuario para todas las ranuras en el
periodo de tiempo mostrado. Como se ilustra también en la figura 2B,
las ráfagas piloto se transmiten en o cerca del nivel de potencia
de transmisión máximo del punto de acceso. Este nivel de potencia
alto permite a los terminales de acceso estimar de manera rápida y
precisa la calidad de la referencia piloto desde el punto de
acceso.
La figura 2C es un diagrama de una transmisión
desde un punto de acceso en el que algunas de las ranuras están
inactivas (es decir, sin transmisión de datos específicos de
usuario). Una ranura inactiva puede resultar si no se van a
transmitir datos a ningún terminal de acceso en la célula. En la
realización mostrada en la figura 2C, las ráfagas piloto se
transmiten todavía para cada ranura inactiva de modo que los
terminales de acceso pueden continuar estimando las condiciones de
enlace y solicitar transmisión desde el punto de acceso que mejor
da servicio (es decir, el punto de acceso con el mejor enlace) si se
desea posteriormente una transmisión de datos. Como se indica en la
figura 2C, las ráfagas piloto para las ranuras inactivas se
transmiten en o cerca del nivel de potencia de transmisión máximo
del punto de acceso y en los mismos intervalos de tiempo
predeterminados, como si las ranuras estuvieran activas.
La figura 2D es un diagrama de un formato de
ranura definido por el sistema HDR y que puede utilizarse para
implementar el esquema de transmisión de referencia piloto de la
invención. En la realización específica mostrada en la figura 2D,
cada ranura activa está dividida en dos medias ranuras, incluyendo
cada media ranura dos particiones 212 de datos separadas por una
ráfaga 214 piloto. Las particiones 212 de datos pueden utilizarse
para transmitir datos específicos de usuario y señalización, y
pueden utilizarse ráfagas 214 para transmitir la referencia
piloto.
La primera media ranura (es decir, izquierda)
incluye particiones 212a y 212b de datos separadas por la ráfaga
214a piloto, y la segunda media ranura (es decir, derecha) incluye
particiones 212c y 212d de datos separadas por la ráfaga 214b
piloto. El ancho de cada ráfaga piloto puede seleccionarse basándose
en diversos factores tales como, por ejemplo, la cantidad de
energía que se desea transmitir en cada ráfaga, el nivel de potencia
de transmisión máximo desde el punto de acceso, la calidad recibida
deseada para la ráfaga piloto, las condiciones de enlace esperadas
en el peor caso, la cantidad de sobrecarga que va asignarse para la
referencia piloto, etcétera. Para un nivel de potencia de
transmisión máximo particular, una ráfaga piloto más ancha
corresponde a una referencia piloto recibida de calidad más alta
pero a más sobrecarga. En una realización específica (y como se
implementó en el sistema HDR), cada ráfaga piloto comprende 96
elementos de código de un patrón de datos particular (por ejemplo,
datos de todo ceros ("0")).
En la realización mostrada en la figura 2D, la
segunda media ranura incluye además dos ráfagas 216a y 216b de
señalización colocadas en ambos lados de la ráfaga 214b piloto y se
utiliza para implementar un canal de señalización. El canal de
señalización puede utilizarse, por ejemplo, para transmitir
información de Control de Potencia Inversa (RPC) cuando la ranura
está activa e información de Control de Acceso al Medio (MAC) cuando
la ranura está inactiva. La información RPC se utiliza para dirigir
los terminales de acceso para ajustar su potencia de transmisión
bien hacia arriba o hacia abajo para lograr la calidad de señal
deseada en el punto de acceso de recepción.
Como se muestra en la mitad inferior de la
figura 2D, cada ranura inactiva también está dividida en dos medias
ranuras, y cada media ranura incluye también una ráfaga 214 piloto
del mismo ancho (por ejemplo, 96 elementos de código) y ubicada en
la misma posición en la media ranura como en la ranura activa. Las
ráfagas piloto para la ranura inactiva no pueden por tanto
distinguirse esencialmente de las ráfagas piloto para la ranura
activa.
En la realización mostrada en la figura 2D, dos
márgenes 218a y 218b están situados en ambos lados de la ráfaga
214a piloto en la primera media ranura de la ranura inactiva, y dos
ráfagas 220a y 220b de señalización están colocadas en ambos lados
de la ráfaga 214b piloto en la segunda media ranura. Los márgenes
218a y 218b pueden comprender datos piloto u otros datos (es decir,
datos pseudoaleatorios) y se utilizan para proporcionar un periodo
de transición entre la no transmisión y transmisión piloto y desde
transmisión piloto a no transmisión. Este periodo de transición
permite a la referencia piloto alcanzar o estar cerca de su valor de
estado estacionario durante la duración de la ráfaga piloto (por
ejemplo, 96 elementos de código). Si el canal MAC o algún otro
canal se transmite siempre (a la misma potencia que el piloto)
alrededor de las ráfagas piloto, entonces no serán necesarios
márgenes inactivos.
El ancho de cada margen 218 puede seleccionarse
basándose en la respuesta de etapa global de los filtros (analógico
y digital) utilizados para filtrar los datos y piloto antes de la
transmisión. En la realización mostrada en la figura 2D, cada
margen tiene duración de 64 elementos de código. Si se necesita
tiempo adicional para que la referencia piloto alcance su valor de
estado estacionario, los márgenes 218 puede ampliarse y pueden
colocarse también márgenes adicionales alrededor de las ráfagas 220a
y 220b de señalización en la segunda media ranura.
La figura 3 es un diagrama de bloques de una
realización de un sistema 100a de comunicación, que es una
implementación específica del sistema 100 en la figura 1 y que
soporta el esquema de transmisión de referencia piloto de la
invención. Como se muestra en la figura 3, un número de puntos 104
de acceso están acoplados a, y se comunican con, un número de
encaminadores 130 de agrupación. Cada punto 104 de acceso se acopla
a uno o más encaminadores 130 a través de enlaces de comunicación
de alta velocidad (es decir, T1/E1, Ethernet, o algunos otros
enlaces). Para proporcionar redundancia y mejorar la fiabilidad,
cada punto 120 de acceso puede acoplarse a dos o más encaminadores
130, y cada encaminador 130 puede acoplarse en paralelo con otro
encaminador. Cada encaminador 130 dirige tráficos entre los puntos
de acceso a los que se acopla y otros elementos de red y redes
acopladas al mismo, tal como Internet. Los encaminadores 130 se
acoplan además a una red 134 (por ejemplo, IP sobre Ethernet) que
se acopla además a un controlador 140 de concentración de módems y
un número de servidores 150.
El controlador 140 de concentración de módems
proporciona funcionalidad análoga a la de un controlador de
estación base (BSC) y un Registro de Localización de Visitantes
(RUV) en una red IS-41, y puede soportar uno o más
puntos 104 de acceso. El controlador 140 de concentración de módems
pone fin al Protocolo de Enlace de Radio (RLP) que contiene tráfico
de usuario, controla la conexión de enlace aéreo para cada usuario
conectado a medida que el usuario se mueve por el sistema,
transporta mensajes específicos de terminal de acceso, y
proporciona funciones MAC tales como, por ejemplo, sincronización de
control de potencia de bucle exterior de enlace inverso.
El controlador 140 de concentración de módems
realiza además muchas de las funciones que normalmente realiza un
BSC convencional para una sesión tales como, por ejemplo, control de
sesión, control de conexión, funciones de selección, y
mantenimiento de pila de protocolos. En una realización, para una
sesión particular entre un terminal de acceso y el sistema 100a,
sólo un controlador 140 de concentración de módems (por ejemplo, el
"ancla") tiene control de la sesión en cualquier momento
particular.
Los servidores 150 soportan el funcionamiento
del sistema 100a y puede incluir, por ejemplo, un servidor 150a de
Administración de Funcionamiento, Mantenimiento, y Suministro
(OAM&P) utilizado para configuración y gestión del sistema
100a, un servidor 150b de Sistema de Nombre de Dominio (DNS) que
traduce nombres de dominio a direcciones IP, y un Protocolo de
Configuración Dinámica de Host (DHCP) que asigna direcciones IP a
terminales de acceso si y cuando se necesitan.
Los elementos del sistema 100a se describen con
mayor detalle en la solicitud de patente estadounidense con número
de serie 09/575.073 mencionada anteriormente.
La figura 4 es un diagrama de bloques de una
realización específica del punto 104x de acceso, que es uno de los
puntos de acceso de la figura 1. En esta realización, el punto 104x
de acceso incluye una unidad 410 principal acoplada a un número de
módulos 420 de transceptor RF y a un receptor 430 GPS.
La unidad 410 principal incluye una interfaz 412
de red, un controlador 416 y un número de transceptores 418 de
concentración de módems (MPT) (en la figura 4 se muestran tres MPT).
Cada MPT 418 realiza procesamiento de datos y da soporte a un
sector respectivo de una célula. En la trayectoria directa, el MPT
418 recibe paquetes (por ejemplo, IP) desde el enlace de retroceso
(backhaul link) a través de la interfaz 412 y procesa los
paquetes para generar una señal RF modulada adecuada para la
transmisión. Cada MPT 418 se acopla además a un módulo 420 de
transceptor RF respectivo que acondiciona la señal RF y se
interconecta además con una antena asociada. La interfaz 412 de red
proporciona los protocolos y transportes para interconectar el punto
104x de acceso con la red externa (por ejemplo, el encaminador 130
en la figura 3). El controlador 416 realiza las funciones de
controlador de enlace de radio tales como, por ejemplo,
procesamiento de llamada, procesamiento de selección, y otras.
Cada MPT 418 puede diseñarse además para generar
la referencia piloto para el punto 104x de acceso. Para muchos
sistemas basados en CDMA, la referencia piloto para un punto de
acceso se genera normalmente basándose en un patrón de datos piloto
particular (por ejemplo, una secuencia de todo ceros "0" para
los sistemas IS-95 y HDR). Los datos piloto se
cubren entonces con un código ortogonal particular asignado para el
piloto (por ejemplo, una cubierta Walsh de cero "0" para los
sistemas IS-95 y HDR). Los datos cubiertos (que
constituyen una secuencia de todo ceros si se utiliza una secuencia
de datos piloto de todo ceros y una cubierta Walsh de cero) se
ensanchan entonces con una secuencia PN particular asignada al punto
de acceso.
Como se muestra en la figura 4, el punto 104x de
acceso puede incluir además un receptor 430 GPS que proporciona
sincronización con la constelación de satélites de Sistema de
Posicionamiento Global (GPS). El receptor 430 GPS recibe una o más
señales desde la constelación de satélites GPS y procesa las señales
recibidas para recuperar la información de temporización de la
constelación de satélites GPS. La información de temporización
recuperada se proporciona entonces al controlador 416 y puede
utilizarse para sincronizar el reloj interno del punto 104x de
acceso con la temporización de la constelación de satélites GPS.
Esta sincronización de temporización puede conseguirse de una
manera conocida en la técnica.
Al utilizar la constelación de satélites GPS
para proporcionar la información de temporización, la referencia de
temporización para todos los puntos de acceso en el sistema de
comunicación puede derivarse de, y sincronizarse a, una única
fuente común. Sincronizando la temporización de cada punto de acceso
a la temporización de la constelación de satélites GPS, los puntos
de acceso vecinos pueden sincronizarse y sus ráfagas piloto pueden
alinearse.
En el caso de que se pierda la sincronización
con la constelación de satélites GPS, el punto 104x de acceso puede
"moverse libremente" y mantener la sincronización con otros
puntos de acceso durante un periodo de tiempo particular (por
ejemplo, seis horas o más). Esta sincronización puede conseguirse
recibiendo señales de temporización periódicas desde el controlador
de concentración de módems, manteniendo una base de tiempo muy
precisa en el punto de acceso, mediante algunos otros mecanismos, o
una combinación de los mismos.
Los elementos del punto 104x de acceso se
describen en mayor detalle en la solicitud de patente estadounidense
con número de serie 09/575.073 anteriormente mencionada.
La figura 5 es un diagrama de bloques
simplificado de una realización específica del terminal 106x de
acceso. El terminal 106x de acceso puede ser un teléfono celular,
una unidad transceptora de datos, o algún otro dispositivo o
módulo. El terminal 106x de acceso incluye una o más antenas 510, un
módulo 520 RF, un bloque 530 de módem, un núcleo 540 de procesador,
y una unidad 550 de interfaz acoplados en serie. El núcleo 540 de
procesador se acopla además a los indicadores 560 de estado.
En una realización, el módulo 520 RF incluye dos
cadenas de recepción que pueden procesar dos señales recibidas
independientemente y una cadena de transmisión para procesar una
señal de enlace inverso. Las dos cadenas de recepción autónomas
permiten que el terminal 106x de acceso se beneficie de recibir
combinación de diversidad en el enlace directo. Cada una de las
cadenas de recepción se acopla a una antena respectiva que
proporciona una de las señales recibidas. La cadena de transmisión
comparte una antena con una de las cadenas de recepción.
El bloque 530 de módem procesa las señales en
los enlaces directo e inverso. En el enlace directo, el bloque 530
de módem recibe dos señales autónomas desde el módulo 520 RF,
demodula y decodifica las señales recibidas con la ayuda del núcleo
540 de procesador, y reenvía los datos decodificados al núcleo 540
de procesador para procesamiento adicional.
El bloque 530 de módem procesa además las
señales recibidas para recuperar las referencias piloto de los
puntos de acceso. El bloque 530 de módem digitaliza normalmente las
señales recibidas para generar muestras. Para recuperar la
referencia piloto para un punto de acceso seleccionado, las muestras
se desensanchan con una secuencia PN en el desfase particular
asociado con el punto de acceso seleccionado, que aísla a la
referencia piloto del punto de acceso seleccionado y elimina las
referencias piloto desde otros puntos de acceso. Entonces, las
muestras desensanchadas se descubren de la cubierta ortogonal
utilizada en el punto de acceso seleccionado y se correlacionan
además con el patrón de datos piloto utilizado en el punto de acceso
seleccionado. Si los datos piloto son una secuencia de todo ceros y
la cubierta ortogonal es cero, la referencia piloto puede obtenerse
acumulando las muestras desensanchadas sobre el ancho de cada ráfaga
piloto. El procesamiento piloto en un sistema basado en CDMA se
describe en mayor detalle en la patente estadounidense número
5.764.687 titulada "MOBILE DEMODULATOR ARCHITECTURE FOR A SPREAD
SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM", transferida al
cesionario de la invención e incorporada en el presente documento
por referencia.
El núcleo 540 de procesador realiza las
funciones de procesamiento de llamada, inicialización del módem y
monitorización de funciones, y realiza además las funciones de
procesamiento y tratamiento de datos para el terminal 106x de
acceso. La unidad 550 de interfaz proporciona interconexión entre el
terminal 106x de acceso y dispositivos periféricos (por ejemplo, un
ordenador). Los indicadores 560 de estado proporcionan indicaciones
de las condiciones y estado de funcionamiento del terminal 106x de
acceso.
Los elementos del terminal 106x de acceso se
describen en mayor detalle la solicitud de patente estadounidense
con número de serie 09/575.073 anteriormente mencionada.
Los elementos de los puntos de acceso y
terminales de acceso pueden implementarse de diversas maneras. Por
ejemplo, estos elementos pueden implementarse utilizando uno o más
circuitos integrados para aplicaciones específicas (ASIC),
procesadores de señales digitales (DSP), microcontroladores,
microprocesadores, otros circuitos electrónicos diseñados para
realizar las funciones descritas en el presente documento, o una
combinación de los mismos. Además, algunas de las funciones
descritas en el presente documento pueden implementarse con un
procesador de propósito general o un procesador diseñado
especialmente que se hace funcionar para ejecutar códigos de
instrucciones que logran las funciones descritas en el presente
documento. Por tanto, los elementos de los puntos de acceso y
terminales de acceso descritos en el presente documento pueden
implementarse utilizando hardware, software o una combinación de
los mismos.
La descripción anterior de las realizaciones
preferidas se proporciona para permitir a cualquier experto en la
técnica realizar o utilizar la presente invención. Diversas
modificaciones de estas realizaciones serán fácilmente evidentes
para los expertos en la técnica, y los principios generales
definidos en el presente documento pueden aplicarse a otras
realizaciones sin la utilización de la facultad inventiva. Por
tanto, la presente invención no está destinada a limitarse a las
realizaciones mostradas en el presente documento sino que debe
concedérsele el alcance más amplio compatible con las
características novedosas dadas a conocer en el presente
documento.
Claims (24)
1. Un procedimiento para transmitir en un
sistema (100) de comunicación inalámbrica referencias piloto desde
una pluralidad de fuentes (104a-104n) de
transmisión, comprendiendo el procedimiento:
recibir en cada fuente
(104a-104n) de transmisión una o más señales
indicativas de una referencia de tiempo para el sistema (100) de
comunicación;
generar en cada fuente
(104a-104n) de transmisión una pluralidad de ráfagas
piloto para una referencia piloto, en el que las ráfagas piloto
están en sincronización con la referencia de tiempo; y
transmitir la pluralidad de ráfagas piloto desde
cada fuente (104a-104n) de transmisión,
caracterizado porque las ráfagas piloto desde la pluralidad
de fuentes (104a-104n) de transmisión están
alineadas en el tiempo en el momento de la transmisión.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la pluralidad de ráfagas piloto desde cada fuente
(104a-104n) de transmisión se transmite a intervalos
de tiempo predeterminados.
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que cada una de la pluralidad de ráfagas piloto presenta un
ancho predefinido.
4. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que cada ráfaga piloto se transmite en o cerca de un nivel de
potencia de transmisión máximo de la fuente
(104a-104n) de transmisión.
5. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además interrumpir la transmisión de datos en cada
fuente (104a-104n) de transmisión durante la
transmisión de ráfagas piloto.
6. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además procesar en cada fuente
(104a-104n) de transmisión datos piloto según un
esquema de procesamiento particular de tal manera que la referencia
piloto desde cada fuente (104a-104n) de transmisión
se diferencia de las referencias piloto desde otras fuentes
(104a-104n) de transmisión.
7. El procedimiento según la reivindicación 6,
en el que el procesamiento de cada fuente
(104a-104n) de transmisión incluye ensanchar los
datos piloto con una secuencia de pseudorruido (PN) en un desfase
particular que es diferente de los desfases para otras fuentes
(104a-104n) de transmisión.
8. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además continuar la transmisión de la pluralidad de
ráfagas piloto desde una fuente (104a-104n) de
transmisión particular incluso si no van a transmitirse datos desde
la fuente (104a-104n) de transmisión.
9. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la transmisión desde cada fuente
(104a-104n) de transmisión se produce sobre
ranuras, y en el que cada ranura cubre un periodo de tiempo
particular e incluye un número particular de ráfagas (214a, 214b)
piloto.
10. El procedimiento según la reivindicación 9,
en el que cada ranura incluye dos ráfagas (214a, 214b) piloto.
11. El procedimiento según la reivindicación 9,
en el que cada ráfaga (214a, 214b) piloto está asociada con una
parte respectiva de la ranura y colocada en el centro de la parte
asociada.
12. El procedimiento según la reivindicación 9,
que comprende además rellenar ambos lados de cada ráfaga (214a,
214b) piloto en una ranura inactiva con transmisiones adicionales de
al menos un periodo mínimo particular.
13. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además transmitir inmediatamente en ambos lados de
cada ráfaga (214a, 214b) piloto para garantizar que la ráfaga (214a,
214b) piloto se recibe en o cerca de su valor de estado
estacionario.
14. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la una o más señales utilizadas para derivar la
referencia de tiempo para el sistema (100) de comunicación se
reciben desde una constelación de satélites de Sistema de
Posicionamiento Global (GPS).
15. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
recibir en cada fuente
(104a-104n) de transmisión la una o más señales
desde una constelación de satélites de Sistema de Posicionamiento
Global (GPS);
procesar la una o más señales recibidas para
derivar una referencia de tiempo para el sistema (100) de
comunicación; y
transmitir la pluralidad de ráfagas (214a, 214b)
piloto desde cada fuente (104a-104n) de transmisión
a intervalos de tiempo predeterminados y en o cerca de un nivel de
potencia de transmisión máximo de la fuente
(104a-104n) de transmisión.
16. Un punto de acceso para su uso en un sistema
(100) de comunicación inalámbrica, comprendiendo el sistema de
comunicación inalámbrica una pluralidad de puntos
(104a-104n) de acceso en el que los puntos
(104a-104n) de acceso están sincronizados por una
referencia de tiempo para el sistema (100) de comunicación, en el
que el punto de acceso comprende:
medios para configurar el punto de acceso para
recibir una o más señales indicativas de la referencia de tiempo
para el sistema (100) de comunicación;
medios para generar una pluralidad de ráfagas
(214a, 214b) piloto para una referencia piloto, en los que las
ráfagas (214a, 214b) piloto están en sincronización con la
referencia de tiempo; y
medios para transmitir la pluralidad de ráfagas
(214a, 214b) piloto, caracterizado porque las ráfagas (214a,
214b) piloto están alineadas en el tiempo con ráfagas piloto desde
la pluralidad de puntos (104a-104n) de acceso en el
momento de la transmisión.
17. El punto de acceso según la reivindicación
16, que comprende además un receptor (430) de Sistema de
Posicionamiento Global (GPS) configurado para recibir y procesar
una o más señales desde una constelación de satélites de Sistema de
Posicionamiento Global (GPS) para proporcionar una señal indicativa
de la referencia de tiempo para el sistema (100) de
comunicación.
18. El punto de acceso según la reivindicación
16, que comprende además un controlador (416) configurado para
recibir la referencia de tiempo para el sistema (100) de
comunicación y generar la pluralidad de ráfagas (214a, 214b)
piloto.
19. El punto de acceso según la reivindicación
16, estando configurado el punto de acceso para transmitir la
pluralidad de ráfagas (214a, 214b) piloto en o cerca de un nivel de
potencia de transmisión máximo para el punto de acceso.
20. Un terminal de acceso para su uso en un
sistema (100) de comunicación inalámbrica, que comprende:
un módulo (520) RF configurado para recibir una
señal modulada sobre un enlace de comunicación inalámbrica y para
acondicionar la señal recibida para generar una señal acondicionada;
y
un bloque (530) de módem acoplado al módulo
(520) RF y configurado para procesar la señal acondicionada para
recuperar una pluralidad de referencias piloto transmitidas desde
una pluralidad de puntos (104a-104n) de acceso
según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que la
referencia piloto desde cada punto (104a-104n) de
acceso se transmite en ráfagas (214a, 214b) piloto que están
sincronizadas con una referencia de tiempo de sistema, y en el que
las ráfagas (214a, 214b) piloto desde la pluralidad de puntos
(104a-104n) de acceso están alineadas en el tiempo
en el momento de la transmisión.
21. El terminal de acceso según la
reivindicación 20, en el que el bloque (530) de módem está
configurado para generar muestras a partir de la señal
acondicionada y para desensanchar las muestras con una secuencia de
pseudorruido (PN) en un desfase particular para cada uno de la
pluralidad de puntos (104a-104n) de acceso.
22. Un procedimiento para la recepción en un
terminal de acceso, comprendiendo el procedimiento:
configurar un módulo (520) RF para recibir una
señal modulada sobre un enlace de comunicación inalámbrica y para
acondicionar la señal recibida para generar una señal acondicionada,
y
configurar y procesar, con un bloque (530) de
módem acoplado al módulo (520) RF, la señal acondicionada para
recuperar una pluralidad de referencias piloto transmitidas desde
una pluralidad de puntos (104a-104n) de acceso
según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que la
referencia piloto desde cada punto (104a-104n) de
acceso se transmite en ráfagas (214a, 214b) piloto que están
sincronizadas con una referencia de tiempo de sistema, y en el que
las ráfagas (214a, 214b) piloto desde la pluralidad de puntos
(104a-104n) de acceso están alineadas en el tiempo
en el momento de la transmisión.
23. El procedimiento según la reivindicación 22,
que comprende además:
configurar el bloque (530) de módem para generar
muestras a partir de la señal acondicionada; y
desensanchar las muestras con una secuencia de
pseudorruido (PN) en un desfase particular para cada uno de la
pluralidad de puntos (104a-104n) de acceso.
\newpage
24. Un sistema de comunicación inalámbrica que
comprende una pluralidad de puntos de acceso según cualquiera de
las reivindicaciones 16 a 19 y una pluralidad de terminales de
acceso según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 21, en el que
las ráfagas (214a, 214b) piloto desde la pluralidad de puntos de
acceso están alineadas en el tiempo en el momento de la
transmisión.
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