ES2314566T3 - Control de potencia en bucle externo/bucle abierto ponderado en un sistema de comunicacion duplex por division en el tiempo. - Google Patents
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Abstract
Una estación de base dúplex con división de tiempo de espectro ensanchado que usa tramas con intervalos de tiempo para comunicación, comprendiendo la estación de base: medios (82, 88) para recibir, en un primer intervalo de tiempo, una primera comunicación que tiene un nivel de potencia de transmisión y para recibir el nivel de potencia de transmisión, un nivel de interferencia y unos ajustes de objetivo de un equipo de usuario; medios (92) para medir un nivel de potencia de dicha primera comunicación; medios (94) para determinar una estimación de pérdidas en el camino basadas en dicho nivel de potencia medido y en dicho nivel de potencia de transmisión de dicha primera comunicación: medios (108, 82) para transmitir una segunda comunicación en un segundo intervalo de tiempo a un nivel de potencia de transmisión al equipo de usuario; estando caracterizada la estación de base porque comprende: medios (101) para actualizar una señal objetivo a la relación de interferencia basada en los ajustes de objetivo recibidos; medios (96, 98, 106) para establecer el nivel de potencia de transmisión para la transmisión de la segunda comunicación en el segundo intervalo de tiempo añadiendo la estimación de las pérdidas en el camino ponderada por un primer factor alfa, que tiene un valor entre cero y uno, y una estimación de pérdidas en el camino a largo plazo ponderada por un segundo factor (1 - alfa) al nivel de interferencia, a la señal de objetivo actualizada a la relación de interferencia y a un valor constante, siendo alfa una cualidad de la estimación de las pérdidas en el camino determinadas.
Description
Control de potencia en bucle externo/bucle
abierto ponderado en un sistema de comunicación dúplex por división
en el tiempo.
Esta invención se refiere en términos generales
a los sistemas de comunicaciones dúplex con división de tiempo
(TDD) de espectro ensanchado. Más en particular, la presente
invención se refiere a una estación de base dúplex de espectro
ensanchado con división de tiempo que comprende medios para
controlar la potencia de transmisión.
La Figura 1 representa un sistema de
comunicaciones dúplex con división de tiempo (TDD) de espectro
ensanchado sin hilos. El sistema tiene una pluralidad de estaciones
base 30_{1}-30_{7}. Cada estación base 30_{1}
se comunica con el equipo de usuario (UE)
32_{1}-32_{3} en su área de operaciones. Las
comunicaciones transmitidas desde una estación base 30_{1} a un
UE32_{1} se denominan comunicaciones de enlace descendente, y las
comunicaciones transmitidas desde un UE32_{1} a una estación base
30_{1} se denominan comunicaciones de enlace ascendente.
Además de comunicarse sobre espectros de
frecuencias diferentes, los sistemas de espectro ensanchado TDD
realizan comunicaciones múltiples sobre el mismo espectro. Las
señales múltiples se distinguen mediante sus respectivas secuencias
de código de chip (códigos). También, para usar el espectro
ensanchado en forma más eficiente, los sistemas TDD como el
ilustrado en la Figura 2 usan tramas de repetición 34 divididas en
cierto número de intervalos de tiempo
36_{1}-36_{n}, por ejemplo en dieciséis
intervalos de tiempo. En sistemas de este tipo, se envía una
comunicación en intervalos de tiempo seleccionados
36_{1}-36_{n} usando códigos seleccionados. En
consecuencia, una trama 34 es capaz de transportar comunicaciones
múltiples que se distinguen tanto por intervalo de tiempo como por
código. La combinación de un único código en un único tiempo se
denomina una unidad de recursos. Con base en la anchura de banda
requerida para dar soporte a una comunicación, se asigna una o
múltiples unidades de recursos a dicha comunicación.
La mayoría de los sistemas TDD controlan los
niveles de potencia de transmisión en forma adaptada. En un sistema
TDD, muchas comunicaciones pueden compartir el mismo intervalo de
tiempo y espectro. Cuando un UE 32_{1} o una estación de base
30_{1} está recibiendo una comunicación específica, todas las
demás comunicaciones que utilicen el mismo intervalo de tiempo y
espectro causan interferencias a la comunicación específica.
Aumentar el nivel de potencia de transmisión de una comunicación
degrada la calidad de señal de todas las demás comunicaciones
dentro del mismo intervalo de tiempo y espectro. Sin embargo,
reducir el nivel de potencia de transmisión demasiado da lugar a
unas relaciones de señal a ruido (SNR) y a unas tasas de error
binario (BER) no deseables en los receptores. Para mantener tanto
la calidad de la señal de comunicaciones como los niveles de
potencia de transmisión bajos, se utilizan controles de potencia de
transmisión.
En la patente U.S. Nº 5,056,109 (Gilhousen y
otros) se describe un enfoque que utiliza control de potencia de
transmisión en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple con
división de código (CDMA). Un transmisor envía una comunicación a
un receptor particular. Al recibirla, se mide la potencia de la
señal recibida. La potencia de la señal recibida se compara con una
potencia de señal recibida deseada. En base a esta comparación, se
envía un bit de control al transmisor, bien aumentando o bien
disminuyendo la potencia de transmisión en una cuantía fija. Puesto
que el receptor envía una señal de control al transmisor para
controlar el nivel de potencia del transmisor, dichas técnicas de
control de potencia se denominan comúnmente de bucle cerrado.
La solicitud de patente europea con el número de
publicación 0 462 952 se refiere a un método para regular o ajustar
la potencia de transmisión cuando se transmiten señales entre una
estación móvil y una estación base en un sistema de telefonía
móvil digital. La potencia de salida se regula con la intención de
mantener constantemente la potencia de transmisión en un nivel
óptimo, por el cual se entiende que la potencia de transmisión es
tan baja como sea posible de manera que se eviten las perturbaciones
innecesarias de los canales vecinos que transmiten información en
la misma frecuencia, pero suficientemente alta para que la
información transmitida sea interpretada por el receptor.
La solicitud de patente internacional WO
97/49197 describe, en la transmisión de datos por paquetes de un
sistema de radio celular, un control de bucle cerrado así como un
control de bucle abierto de la potencia de transmisión. Antes de
formar una conexión y durante las largas pausas entre los paquetes,
un dispositivo de terminal mide una señal de control transmitida
por una estación de base y compara su señal de potencia con un
nivel objetivo que se incluye por la estación de base en la señal de
control como parámetro. La estación de base informa de la potencia
de transmisión en la señal de control, con lo cual el dispositivo de
terminal establece la misma potencia para que sea su potencia de
transmisión corregida por la diferencia ente el nivel objetivo y
una calidad medida del enlace.
Bajo determinadas condiciones, las prestaciones
de los sistemas de bucle cerrado se degradan. Por ejemplo, si las
comunicaciones enviadas entre un UE y una estación base se
encuentran en un entorno altamente dinámico, tal como en el caso de
que el UE esté en movimiento, dichos sistemas pueden no ser capaces
de adaptarse con la suficiente rapidez para compensar los cambios.
La tasa de actualización de los controles de potencia de bucle
cerrado en TDD es típicamente de 100 ciclos por segundo, lo cual no
es suficiente para canales de desvanecimiento rápido. Por
consiguiente existe una necesidad de enfoques alternativos para
mantener la calidad de la señal y niveles de potencia de
transmisión bajos.
Para la estación de base, esto se logra con el
asunto objeto de la reivindicación 1.
La Figura 1 ilustra un sistema TDD de la técnica
anterior.
La Figura 2 ilustra intervalos de tiempo en
tramas que se repiten de un sistema TDD.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de un
control de potencia de bucle exterior/bucle abierto ponderado.
La Figura 4 es un diagrama de componentes de dos
estaciones de comunicaciones que usan control de potencia de bucle
exterior/bucle abierto ponderado.
La Figura 5 es un gráfico de prestaciones de los
sistemas de control de potencia de bucle exterior/bucle abierto
ponderado, bucle abierto ponderado y bucle cerrado.
La Figura 6 es un gráfico de prestaciones de los
tres sistemas en términos de Tasa de Error de Bloque (BLER).
Las realizaciones preferidas se describirán
haciendo referencia a las figuras de los dibujos en las que números
de referencia análogos representan en todas ellas a elementos
análogos. Se explicará el control de potencia de bucle
exterior/bucle abierto ponderado usando el diagrama de flujo de la
Figura 3 y los componentes de dos estaciones de comunicaciones
simplificadas 110, 112 tal como se muestra en la Figura 4. Para las
discusiones siguientes, la estación de comunicaciones cuya potencia
de transmisión está siendo controlada se denomina la estación
transmisora 112 y la estación de comunicaciones que recibe
comunicaciones controladas en potencia se denomina estación
receptora 110. Puesto que el control de potencia de bucle
exterior/bucle abierto ponderado se puede usar para enlace
ascendente, para enlace descendente o para ambos tipos de
comunicaciones, el transmisor cuya potencia se está controlando se
puede asociar con la estación base 30_{1}, el UE32_{1}, o con
ambos. Por consiguiente, si se usan tanto control de potencia en
enlace ascendente como en enlace descendente, los componentes de la
estación receptora y de la estación transmisora se asocian tanto con
la estación base 30_{1} como con el UE 32_{1}.
La estación receptora 110 recibe diversas
señales de radiofrecuencia que incluyen comunicaciones desde la
estación transmisora 112 usando una antena 78, o alternativamente,
un conjunto de antenas, paso 38. Las señales recibidas se hacen
pasar a través de un aislador 66 a un desmodulador 68 para producir
una señal de banda base. Se procesa la señal de banda base, por
ejemplo mediante un dispositivo de estimación de canal 70 y de un
dispositivo de estimación de datos 72, en los intervalos de tiempo y
con los códigos apropiados asignados a la comunicación de la
estación transmisora. El dispositivo de estimación de canal 70, usa
comúnmente el componente de secuencia de encaminamiento de la señal
de banda base para proporcionar información de canal, tal como
respuestas de impulsos de canal. La información de canal se usa por
el dispositivo de estimación de datos 72, el dispositivo de
medición de interferencias 74, y el dispositivo de cálculo de
potencia de transmisión 76. El dispositivo de estimación de datos
72 recupera datos del canal por estimación de los símbolos de
software utilizando la información de canal.
Antes de la transmisión de la comunicación desde
la estación transmisora 112, la señal de datos de la comunicación
se codifica en cuanto a errores usando un codificador de
detección/corrección de errores 110. El esquema de codificación de
errores es típicamente un código de redundancia circular (CRC)
seguido del envío de una codificación de corrección de error,
aunque se pueden utilizar otros tipos de esquemas de codificación de
errores.
Usando los símbolos de software producidos por
el dispositivo de estimación de datos 72, un dispositivo de
detección de errores 112 detecta errores en los símbolos de
software. Un procesador 111 analiza el error detectado y determina
una tasa de errores para la comunicación recibida, paso 39. En base
a la tasa de errores, el procesador 111 determina la cuantía, si
hubiera, en que hay que cambiar un nivel objetivo, tal como una
relación objetivo de señal a interferencia (STR_{TARGET}), en la
estación transmisora 112, paso 40. En base a la cuantía determinada,
se genera una señal de ajuste objetivo por el generador de ajuste
objetivo 114. El ajuste objetivo se envía subsiguientemente a la
estación transmisora, paso 41. El ajuste objetivo se señala a la
estación transmisora 112, por ejemplo usando un canal exclusivo o
un canal de referencia, como se muestra en la Figura 4, paso
41.
Una técnica para determinar la cuantía de ajuste
en el nivel objetivo usa un umbral superior e inferior. Si la tasa
de error determinada excede un umbral superior, el nivel objetivo se
establece a un nivel inaceptablemente bajo y tiene que ser
aumentado. Se envía una señal de ajuste de nivel objetivo que indica
un aumento en el nivel objetivo. Si la tasa de error determinada
está por debajo de un segundo umbral, el nivel objetivo está
establecido en un valor innecesariamente elevado y se puede
disminuir el nivel objetivo. Reduciendo el nivel objetivo, se
disminuye el nivel de potencia de la estación transmisora,
reduciendo la interferencia a otras comunicaciones que usan el
mismo intervalo de tiempo y espectro. Para mejorar las prestaciones,
tan pronto como la tasa de error excede del límite superior, se
envía un ajuste objetivo. Como resultado, se mejoran las tasas de
error elevadas rápidamente, y se ajustan las tasas de error bajas
lentamente, por ejemplo una vez cada 10 segundos. Si la tasa de
error está comprendida entre los umbrales, no se envía un ajuste
objetivo, manteniendo el mismo nivel objetivo.
A continuación sigue la aplicación de la técnica
anterior a un sistema que usa codificación CRC y FEC. Cada bloque
CRC se comprueba en cuanto a errores. Cada vez que se determina que
una trama tiene un error, se incrementa un contador. Tan pronto el
contador excede un umbral superior, tal como 1,5 a 2 veces la tasa
de error de bloque deseada (BLER), se envía un ajuste objetivo
aumentando el nivel objetivo. Para ajustar el SIR_{TARGET} en la
estación transmisora 112, se envía el SIR_{TARGET} incremental
(SIR_{INC}), que es típicamente del orden de 0,25 dB a 4
dB. Si el número de tramas CRC encontrado excede de un límite
predeterminado, tal como por ejemplo 1000 bloques, se compara el
nivel del contador con un umbral inferior, tal como 0,2 a 0,6 veces
el BLER deseado. Si el número de errores de bloque contado está por
debajo de un umbral inferior, se envía una señal de ajuste de
objetivo disminuyendo el nivel objetivo, SIR_{DEC}. Un intervalo
típico de SIR_{DEC} es de 0,25 a 0,4 dB. El valor de SIR_{DEC}
puede estar basado en SIR_{INC} y en una tasa de error de bloque
objetivo, BLER_{TARGET}. El BLER_{TARGET} está basado en el tipo
de servicio. Un rango típico para el BLER_{TARGET} es de 0,1% a
10%. La Ecuación 1 ilustra un enfoque de este tipo para la
determinación de SIR_{DEC}.
Ecuación
1SIR_{DEC} = SIR_{INC} \times BLER_{TARGET} \ (1 -
BLER_{TARGET})
Si el recuento está entre los umbrales para el
límite de bloque predeterminado, no se envía una señal de
ajuste.
Alternativamente se puede usar un único umbral.
Si la tasa de error excede el umbral, se aumenta el nivel objetivo.
Si la tasa de error está por debajo del umbral, se disminuye el
nivel objetivo. Adicionalmente, la señal de ajuste de nivel
objetivo puede tener diversos niveles de ajuste, por ejemplo desde 0
dB a \pm4 dB en incrementos de 0,25 dB, en base a las diferencias
entre la tasa de error determinada y la tasa de error deseada.
El dispositivo de medición de interferencias 74
de la estación receptora 110 determina el nivel de interferencias
en dB, I_{RS}, dentro del canal, basado en la información de canal
o bien en los símbolos de software generados por el dispositivo de
estimación de datos 72, o en ambos. Usando los símbolos de software
y la información de canal, el dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 76 controla el nivel de potencia de transmisión de la
estación receptora, controlando la ganancia de un amplificador
54.
Para su uso en la estimación de la pérdidas en
el camino entre las estaciones receptora y transmisora 110, 112, y
para el envío de datos, la estación receptora 110 envía una
comunicación a la estación transmisora 112, paso 41. Se puede
enviar la comunicación en cualquiera de los diversos canales.
Típicamente, en un sistema TDD los canales usados para estimar las
pérdidas en el camino se denominan canales de referencia, aunque se
pueden usar otros canales. Si la estación receptora 110 es una
estación base 30_{1}, se envía preferentemente la comunicación
sobre un enlace descendente común o un canal físico de control común
(CCPCH). Los datos a ser comunicados a la estación transmisora 112
a través del canal de referencia se denominan datos de canal de
referencia. Tal como se muestra, los datos pueden incluir el nivel
de interferencias, I_{RS}, multiplexado con otros datos de
referencia, tales como el nivel de potencia de transmisión,
T_{RS}. El nivel de interferencias, I_{RS}, y el nivel de
potencia del canal de referencia, T_{RS} se pueden enviar en otros
canales, tales como un canal de señalización.
Los datos del canal de referencia se generan por
un generador de datos de canal de referencia 56. Se asignan a los
datos de referencia una o múltiples unidades de recursos en base a
los requisitos de anchura de banda de la comunicación. Un
dispositivo de ensanchamiento e inserción de secuencia de
encaminamiento 58 ensancha los datos de canal de referencia y hace
los datos de referencia multiplexados en el tiempo con una secuencia
de encaminamiento en los intervalos de tiempo y códigos apropiados
de las unidades de recursos asignadas. La secuencia resultante se
denomina una ráfaga de comunicación. La ráfaga de comunicación se
amplifica subsiguientemente por un amplificador 60. La ráfaga de
comunicación amplificada se puede sumar por un dispositivo sumador
62 con cualquier otra ráfaga de comunicaciones creada a través de
dispositivos, tales como un generador de datos 50, un dispositivo
de ensanchamiento e inserción de secuencia de encaminamiento 52 y un
amplificador 54.
Las ráfagas de comunicaciones sumadas se modulan
por un modulador 64. La señal modulada se hace pasar a través de un
aislador 66 y se radia por una antena 78, tal como se muestra, o
alternativamente a través de un conjunto de antenas. La señal
radiada se hace pasar a través de un canal de radio sin hilos 80 a
una antena 82 de la estación transmisora 112. El tipo de modulación
usado para la comunicación transmitida puede ser uno de los
conocidos para los expertos en la técnica, tal como una manipulación
por desplazamiento de fase directa (DSPK) o una manipulación por
desplazamiento de fase en cuadratura (QSPK).
La antena 82, o alternativamente el conjunto de
antenas de la estación transmisora 112, recibe diversas señales en
frecuencia radio, que incluyen los ajustes de objetivo. Las señales
recibidas se hacen pasar a través de un aislador 84 a un
desmodulador 86 para producir una señal de banda base. Se procesa la
señal de banda base, por ejemplo mediante un dispositivo de
estimación de canal 88 y un dispositivo de estimación de datos 90,
en los intervalos de tiempo y con los códigos apropiados asignados a
la ráfaga de comunicaciones de la estación receptora 110. El
dispositivo de estimación de canal 88 utiliza comúnmente el
componente de la secuencia de encaminamiento de la señal de banda
base para proporcionar información de canal, tal como respuestas de
impulso de canal. La información de canal se usa por el dispositivo
de estimación de datos 90 y por un dispositivo de medición de
potencia 92.
El nivel de potencia de la comunicación
procesada correspondiente al canal de referencia, R_{TS}, se mide
mediante el dispositivo de medición de potencia 92 y se envía a un
dispositivo de estimación de pérdidas en el camino 94, paso 42.
Tanto el dispositivo de estimación de canal 88 como el dispositivo
de estimación de datos 90 son capaces de separar el canal de
referencia de todos los demás canales. Si su usa un dispositivo de
control de ganancia automático o amplificador para el procesamiento
de las señales recibidas, se ajusta el nivel de potencia medido
para corregir la ganancia de estos dispositivos bien en dispositivo
de medición de potencia 92 o bien en el dispositivo de estimación
de pérdidas en el camino 94. El dispositivo de medición de potencia
es un componente de un controlador de bucle exterior/bucle abierto
ponderado 100. Tal como se muestra en la Figura 4, el controlador
de bucle exterior/bucle abierto ponderado 100 comprende el
dispositivo de medición de potencia 92, el dispositivo de
estimación de pérdidas en el camino 94, el dispositivo de medición
de calidad 94, el dispositivo de actualización de objetivo 101, y el
dispositivo de cálculo de potencia de transmisión 98.
Para determinar las pérdidas en el camino, L, la
estación de transmisión 112 necesita también el nivel de potencia
transmitida de la comunicación, T_{RS}. El nivel de potencia
transmitida de la comunicación, T_{RS} puede ser enviado junto
con los datos de la comunicación o en un canal de señalización. Si
el nivel de potencia, T_{RS} se envía junto con los datos de la
comunicación, el dispositivo de estimación de datos 90 interpreta
el nivel de potencia y envía el nivel de potencia interpretado a un
dispositivo de estimación de pérdidas en el camino 94. Si la
estación receptora 110 es una estación base 30_{1}, se envía
preferiblemente el nivel de potencia transmitida T_{RS} por medio
del canal de emisión (BCH) desde la estación base 30_{1}. Restando
el nivel de potencia de la comunicación, R_{TS}, del nivel de
potencia transmitida de la comunicación, T_{RS}, el dispositivo
de estimación de pérdidas en el camino 94 estima las pérdidas en el
camino, L, entre las dos estaciones 110, 112, paso 43.
Adicionalmente, se actualiza una media de las pérdidas en el camino
de largo plazo, L_{0}, paso 44. El valor medio de las pérdidas en
el camino de largo plazo, L_{0}, es una media de las estimaciones
de las pérdidas en el camino. En determinadas situaciones, en vez de
transmitir el nivel de potencia transmitida, T_{RS}, la estación
receptora 110 puede transmitir una referencia correspondiente al
nivel de potencia transmitida. En este caso, el dispositivo de
estimación de pérdidas en el camino 94 proporciona niveles de
referencia para las pérdidas en el camino, L.
Puesto que los sistemas TDD transmiten
comunicaciones de enlace descendente y de enlace ascendente en el
mismo espectro de frecuencia, las condiciones que experimentan
estas comunicaciones son similares. Este fenómeno se denomina
reciprocidad. Debido a la reciprocidad, las pérdidas en el camino
experimentadas por el enlace descendente serán también
experimentadas por el enlace ascendente y viceversa. Sumando las
pérdidas en el camino estimadas a un nivel objetivo, se determina
un nivel de potencia de transmisión para una comunicación desde la
estación transmisora 112 a la estación receptora 110.
Si existe un retraso en el tiempo entre las
pérdidas en el camino estimadas y la comunicación transmitida, las
pérdidas en el camino experimentadas por la comunicación transmitida
pueden diferir de las pérdidas calculadas. En los sistemas TDD en
los que se envían comunicaciones en intervalos de tiempo diferentes,
36_{1}-36_{n}, el retraso en el intervalo de
tiempo entre las comunicaciones recibida y transmitida puede
degradar las prestaciones de un sistema de control de potencia en
bucle abierto. Para superar estas desventajas, el control de
potencia de bucle abierto ponderado determina la calidad de las
pérdidas en el camino estimadas usando un dispositivo de medición
de calidad 96, paso 45, y pondera las pérdidas en el camino
estimadas en consecuencia, L, y las pérdidas medias en el camino a
largo plazo, L_{0}.
Para mejorar las prestaciones todavía más en
bucle exterior/bucle abierto ponderado, se ajusta un nivel objetivo.
Un procesador 103 convierte los símbolos de software producidos por
el dispositivo de estimación de datos 90 en bits y extrae
información de ajuste objetivo, tal como un ajuste
SIR_{TARGET}. Un dispositivo de actualización de objetivo 101
ajusta el nivel de objetivo usando los ajustes objetivo, paso 46. El
nivel de objetivo puede ser un SIR_{TARGET} o un nivel de
potencia recibida objetivo en la estación receptora 110.
El dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 98 combina el nivel objetivo ajustado con la estimación
de pérdidas en el camino ponderada, L, y con la estimación de
pérdidas en el camino medias a largo plazo, L_{0}, para
determinar el nivel de potencia de transmisión de la estación
transmisora, paso 47.
Los datos a transmitir en una comunicación desde
la estación transmisora 112 se producen por el generador de datos
102. Los datos son detección/corrección de errores codificados por
parte del codificador de detección/corrección de errores 110. Los
datos codificados de errores se ensanchan y multiplexan en el tiempo
con una secuencia de encaminamiento mediante el dispositivo de
inserción de secuencia de encaminamiento 104 en los intervalos de
tiempo y códigos apropiados de las unidades de recursos asignadas
que producen una ráfaga de comunicación. La señal ensanchada se
amplifica mediante un amplificador 106 y se modula mediante un
modulador 108 a frecuencia radio. La ganancia del amplificador está
controlada por el dispositivo de cálculo de potencia de transmisión
98 para lograr el nivel de potencia de transmisión determinado. La
ráfaga de comunicación de potencia controlada se hace pasar a
través de un aislador 84 y se radia por la antena 82.
A continuación se indica uno de los algoritmos
de control de potencia de bucle exterior/bucle abierto ponderado.
El nivel de potencia de transmisión de la estación transmisora en
decibelios, P_{TS}, se determina utilizando la Ecuación 2
Ecuación
2P_{TS} = SIR_{TARGET} + I_{RS} +
\alpha(L-L_{0}) + L_{0} + VALOR \
CONSTANTE
El SIR_{TARGET} tiene un valor ajustado basado
en las señales de ajuste objetivo recibidas. Para el enlace
descendente, se conoce el valor inicial de SIR_{TARGET} en la
estación transmisora 112. Para el control del enlace ascendente
SIR_{TARGET} se señala desde la estación receptora 110 a la
estación transmisora 112. Adicionalmente, se puede señalar también
un valor máximo y mínimo para un SIR_{TARGET} ajustado. El
SIR_{TARGET} ajustado se limita a los valores máximo y mínimo.
I_{RS} es la medida del nivel de potencia de la interferencia en
la estación receptora 110.
L es la estimación de pérdidas en el camino en
decibelios, T_{RS} - R_{TS} para el intervalo de tiempo más
reciente 36_{1} - 36_{n} en el que se estimaron las pérdidas en
el camino. L_{0}, la media a largo plazo de las pérdidas en el
camino en decibelios, es la media móvil de la estimación de pérdidas
en el camino, L. El VALOR CONSTANTE es un término de corrección. El
VALOR CONSTANTE corrige las diferencias en los canales de enlace
ascendente y de enlace descendente, de tal manera que compensa las
diferencias en ganancia del enlace ascendente y del enlace
descendente. Adicionalmente, el valor constante puede proporcionar
una corrección si se transmite el nivel de referencia de la
potencia de transmisión de la estación receptora en vez de la
potencia de transmisión real, T_{RS}. Si la estación receptora 110
es una estación base, el VALOR CONSTANTE se envía preferentemente
mediante un mensaje de Capa 3.
El valor de ponderación, \alpha, es una medida
de la calidad de las pérdidas estimadas en el camino, y se basa
preferentemente en el número de intervalos de tiempo 36_{1} -
36_{n} entre el intervalo de tiempo n de la estimación de
pérdidas en el camino y el primer intervalo de tiempo de la
comunicación transmitida por la estación de transmisión 112. El
valor de \alpha se encuentra entre cero y uno. Generalmente, si la
diferencia de tiempo entre los intervalos de tiempo es pequeña, la
estimación reciente de pérdidas en el camino será bastante precisa
y \alpha se establece en un valor próximo a la unidad. Por el
contrario, si la diferencia de tiempo es grande, la estimación de
pérdidas en el camino puede no ser precisa y la medición de pérdidas
en el camino media es probable que resulte una mejor estimación
para las pérdidas en el camino. En consecuencia, se establece
\alpha en un valor más próximo a la unidad.
Las ecuaciones 3 y 4 son ecuaciones para
determinar \alpha.
- \alpha = 1 - (D-1)/(D_{max}-1)
- Ecuación 3
- \alpha = max [1-(D-1)/(D_{max-permitido}-1), \ 0]
- Ecuación 4
El valor, D, es el número de intervalos de
tiempo, 36_{1} - 36_{n}, entre el intervalo de tiempo
correspondiente a la última estimación de pérdidas en el camino y
el primer intervalo de tiempo de la comunicación transmitida, que
se denomina el retraso de intervalo de tiempo. Si el retraso es un
intervalo de tiempo, \alpha es uno. D_{max} es el retraso
máximo posible. Un valor típico para una trama que tenga quince
intervalos de tiempo es siete. Si el retraso es D_{max}, \alpha
es cero. D_{max-permitido} es el retraso de
intervalo de tiempo máximo permitido para la utilización del
control de potencia de bucle abierto. Si el retraso excede de
D_{max-permitido}, se desconecta efectivamente el
control de potencia de bucle abierto haciendo que \alpha sea
igual a cero. Usando el nivel de potencia de transmisión, P_{TS},
determinado por un dispositivo de cálculo de potencia de
transmisión 98, se establece la potencia de transmisión de la
comunicación
transmitida.
transmitida.
Las figuras 5 y 6 comparan las prestaciones de
los sistemas de bucle exterior/bucle abierto ponderado, bucle
abierto y bucle cerrado. Las simulaciones de las Figuras 5 y 6 se
realizaron para una versión ligeramente diferente del algoritmo de
bucle exterior/bucle abierto ponderado. En esta versión, el SIR
objetivo se actualiza en cada bloque. Se aumenta un SIR_{TARGET}
si se detectara un error de bloque y se disminuye si no se detectara
error de bloque alguno. El sistema de bucle exterior/bucle abierto
ponderado usó la Ecuación 2. La Ecuación 3 se utilizó para calcular
\alpha. Las simulaciones compararon las prestaciones de los
sistemas controlando el nivel de potencia de transmisión de un UE
32_{1}. Para las simulaciones, se agruparon 16 bits CRC en cada
bloque. En la simulación, cada bloque tenía 4 tramas. Se declaró un
error de bloque cuando se produjeron al menos dos errores de bit en
bruto en un bloque. Se asigna al canal de comunicación de enlace
ascendente un intervalo de tiempo por trama. El objetivo en cuanto
a la tasa de error de bloque es del 10%. El SIR_{TARGET} se
actualiza cada cuatro tramas. Las simulaciones dirigen las
prestaciones de estos sistemas para un UE32_{1} que se desplaza a
30 kilómetros por hora. La estación base simulada utilizó una
diversidad de dos antenas para la recepción, teniendo cada antena
un receptor RAKE de tres dedos. La simulación aproximó una
estimación realista de canal y de SIR basadas en una secuencia
ambulatoria media de campo de ráfaga de tipo 1 en presencia de
ruido gaussiano blanco aditivo (AWGN), La simulación usó un canal de
tipo Peatón B de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)
y modulación QPSK. Se supuso que los niveles de interferencia no
tienen incertidumbre. No se consideraron esquemas de código de
canal. L_{0} se estableció en cero
db.
db.
El gráfico 120 de la Figura 5 muestra las
prestaciones en la forma esperada en términos de la E_{S}/N_{0}
requerida para un BLER de 10^{-1} en función del retraso de tiempo
entre el intervalo de tiempo del enlace ascendente y el intervalo
de tiempo del enlace descendente más reciente. El retraso viene
expresado por el número de intervalos de tiempo. E_{S} es la
energía del símbolo complejo. La Figura 5 demuestra que, cuando se
ignoran las incertidumbres ganancia/interferencia, las prestaciones
del sistema combinado son casi idénticas a las de los sistemas de
bucle abierto ponderado. El sistema combinado supera al sistema de
bucle cerrado para todos los retrasos.
En presencia de incertidumbres de ganancia e
interferencia, el nivel de potencia transmitida del sistema de
bucle abierto es o demasiado alto o demasiado bajo en su valor
nominal. En el gráfico 122 de la Figura 6, se utilizó una
incertidumbre de ganancia de -2 dB. La Figura 6 muestra el BLER en
función del retraso. La referencia inicial SIR_{TARGET} para cada
sistema se estableció para su valor nominal correspondiente obtenido
a partir de la Figura 5, a fin de lograr un BLER de 10^{-1}. La
Figura 6 muestra que, en presencia de incertidumbre de ganancia,
tanto los sistemas de bucle combinado como los de bucle cerrado
logran el BLER deseado. Las prestaciones del sistema de bucle
abierto ponderado se degradan severamente.
Claims (5)
1. Una estación de base dúplex con división de
tiempo de espectro ensanchado que usa tramas con intervalos de
tiempo para comunicación, comprendiendo la estación de base:
- \quad
- medios (82, 88) para recibir, en un primer intervalo de tiempo, una primera comunicación que tiene un nivel de potencia de transmisión y para recibir el nivel de potencia de transmisión, un nivel de interferencia y unos ajustes de objetivo de un equipo de usuario;
- \quad
- medios (92) para medir un nivel de potencia de dicha primera comunicación;
- \quad
- medios (94) para determinar una estimación de pérdidas en el camino basadas en dicho nivel de potencia medido y en dicho nivel de potencia de transmisión de dicha primera comunicación:
- \quad
- medios (108, 82) para transmitir una segunda comunicación en un segundo intervalo de tiempo a un nivel de potencia de transmisión al equipo de usuario;
- \quad
- estando caracterizada la estación de base porque comprende:
- medios (101) para actualizar una señal objetivo a la relación de interferencia basada en los ajustes de objetivo recibidos;
- medios (96, 98, 106) para establecer el nivel de potencia de transmisión para la transmisión de la segunda comunicación en el segundo intervalo de tiempo añadiendo la estimación de las pérdidas en el camino ponderada por un primer factor \alpha, que tiene un valor entre cero y uno, y una estimación de pérdidas en el camino a largo plazo ponderada por un segundo factor (1 - \alpha) al nivel de interferencia, a la señal de objetivo actualizada a la relación de interferencia y a un valor constante, siendo \alpha una cualidad de la estimación de las pérdidas en el camino determinadas.
2. La estación de base de la reivindicación 1,
comprendiendo además:
- \quad
- medios (94) para determinar la estimación de pérdidas en el camino a largo plazo basadas en una media de estimaciones de pérdidas en el camino medias de las comunicaciones recibidas.
3. La estación de base de la reivindicación 2,
comprendiendo además:
- \quad
- medios (96) para determinar la calidad, \alpha, de la estimación de pérdidas en el camino la cual se basa en parte en un número de intervalos, D, entre el primer intervalo de tiempo y el segundo.
4. La estación de base de la reivindicación 3,
en la que un retraso máximo de intervalo de tiempo es D_{max} y
\alpha está determinado por:
\alpha = 1 -
(D-1) / (D_{max} -
1)
5. La estación de base de la reivindicación 3,
en la que un retraso máximo admisible de intervalo de tiempo es
D_{max-allowed} y la calidad determinada,
\alpha se establece por:
\alpha = max
\{1 - (D-1) / (D_{max-allowed} - 1),
0\}.
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