ES2347028T3 - Procedimiento y aparatos para un control de potencia rapido de señales transmitidas por un canal de acceso multiple. - Google Patents

Procedimiento y aparatos para un control de potencia rapido de señales transmitidas por un canal de acceso multiple. Download PDF

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John W. Ketchum
Steven J. Howard
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Abstract

Un procedimiento para indicar si una estación móvil (1300) que está intentando acceder a un canal de acceso múltiple (1503) ha ganado acceso al canal de acceso múltiple, que incluye las etapas de: a) recibir en una estación de base (1400) una petición de acceso al canal de acceso múltiple (1503), petición que incluye un preámbulo (1510, 1513) y un valor hash que indica la identidad de la estación móvil (1300); b) transmitir desde la estación de base (1400) sobre un canal de control un bit de control de potencia, cuya presencia indica que el canal de acceso múltiple (1503) está ocupado, si el canal de acceso múltiple está ocupado; c) asignar el canal de acceso múltiple (1503) al valor hash sólo si el canal de acceso múltiple no está ocupado; d) radiodifundir un mensaje desde la estación de base (1400) sobre dicho canal de control, mensaje que incluye el valor hash recibido con la petición; en el que dicha radiodifusión comprende transmitir una palabra de ajuste de potencia inicial utilizando bits preasignados de una sub-mini-ventana en respuesta a un nivel de potencia del preámbulo (1510), en el que al menos uno de los bits preasignados de la palabra de ajuste de potencia inicial está preasignado para devolver por eco el valor hash recibido de la estación móvil (1300) una vez que el valor hash ha sido recibido.

Description

Procedimientos y aparatos para un control de potencia rápido de señales transmitidas por un canal de acceso múltiple.
Antecedentes de la invención I. Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a sistemas de radiotelefonía móvil. Más concretamente, la presente invención se refiere a sistemas y procedimientos para controlar rápidamente la potencia de salida transmitida de señales enviadas desde estaciones móviles a estaciones de base sobre canales de acceso múltiple en un sistema de radiotelefonía móvil y para determinar cuál de entre las muchas estaciones móviles ha conseguido un acceso adecuado al canal de acceso múltiple.
II. Descripción de la técnica relacionada
En sistemas de radiotelefonía CDMA que funcionan de acuerdo con el estándar TIA/EIA-95 (el estándar IS-95), el canal de acceso (R-ACH) se utiliza para comunicaciones de la estación móvil a la estación de base cuando la estación móvil no está asignada a un canal dedicado, tal como un canal de tráfico (TCH). El R-ACH transporta orígenes, respuestas de página, registros y aceptaciones a mensajes enviados por la estación de base sobre el canal de radiobúsqueda. El R-ACH se transmite a una tasa de transmisión constante de 4800 bps. Esto es lo contrario al canal de tráfico, que es de tasa de transmisión variable. Detalles de un sistema CDMA ejemplar pueden encontrarse en la patente norteamericana US 4.901.317 titulado "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters", asignada al solicitante de la presente invención. El estándar IS-95 se establece en el estándar provisional de TIA/EIA titulado ``Mobile Station - Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System, TIA/EIA/IS-95, fechado en julio de 1993.
En el R-ACH la estación móvil utiliza una máscara ampliada de código largo que es específica para la estación de base. En concreto, una estación de base puede tener hasta siete canales de radiobúsqueda. A cada canal de radiobúsqueda se asocia uno o más R-ACHs (se permite hasta 32). Cada R-ACH tiene una máscara de código largo que determina la secuencia de ampliación. La máscara incluye la identidad de la estación de base asociada con el canal, el canal de radiobúsqueda al que se asocia el R-ACH, y el número del R-ACH. Esto proporciona una máscara de código largo exclusiva y por tanto una secuencia de código largo exclusiva para el R-ACH concreto.
Aunque ciertamente es posible, el R-ACH no funciona en transferencia de llamada. Esto es diferente del canal de tráfico, que funciona en transferencia de llamada. Además, el R-ACH no tiene un control de potencia rápido como en el canal de tráfico IS-95. En el canal de tráfico, la estación de base transmite un tren de control de potencia a 800 bps a la estación móvil. Se utiliza modulación BPSK para el tren de bits de control de potencia. Una fase del bit indica que la estación móvil va a aumentar su potencia de transmisión; otra fase del bit indica que la estación móvil va a disminuir su potencia de transmisión. La estación de base determina si hacer que la estación móvil aumente o disminuya su potencia de transmisión controlando la densidad de energía a ruido recibida en la estación de base respecto a un umbral. Si la densidad de energía a ruido recibida es inferior al umbral, la estación de base obliga a la estación móvil a aumentar su potencia transmitida, si la densidad de energía a ruido recibida es superior al umbral, la estación de base obliga a la estación móvil a disminuir su potencia transmitida. Esto se describe en más detalle en IS-95 y en las patentes norteamericanas US 5.056.109 y 5.265.119, tituladas ambos "Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMA Cellular Telephone System" y asignadas al solicitante de la presente invención e incorporadas aquí por referencia.
Una razón para no tener un control de potencia rápido en el R-ACH es que múltiples estaciones móviles pueden transmitir sobre el mismo R-ACH, haciendo difícil el control con un tren de control de potencia. Además, si hay muchos trenes de control de potencia controlando un canal, no está claro cómo mapear el tren de control de potencia a la estación móvil. La patente norteamericana US 5.604.730, asignada al solicitante, describe cómo se puede utilizar un tren de control de potencia para controlar un número de estaciones móviles. Como se describe a continuación, la técnica enseñada en esta patente es aplicable asimismo a la invención descrita aquí.
En sistemas CDMA que funcionan de acuerdo con el estándar IS-95, la estación móvil determina un nivel en el que transmite sobre el R-ACH en base a una estimación de control de potencia de bucle abierto, ajustada por algunos parámetros de cabecera. Más concretamente, bajo el estándar IS-95, la estación móvil intenta un acceso sobre un R-ACH enviando una o más sondas de acceso. Una sonda de acceso es el mensaje que la estación móvil está intentando enviar a la estación de base. La estación móvil comienza enviando una sonda de acceso; si la estación móvil no recibe una aceptación de esta sonda de acceso, la estación móvil aumenta su potencia transmitida (en un valor dado por los mensajes de cabecera) y envía la sonda de nuevo. Esto continúa hasta que la estación móvil recibe una aceptación o la estación móvil alcanza el límite permitido de sondas de acceso.
En cualquier sistema de acceso múltiple, un aspecto clave del diseño del sistema es el control de congestión. Desde la perspectiva del R-ACH, el control de congestión es responsable de controlar el número de estaciones móviles que acceden simultáneamente a un R-ACH. El control de congestión es importante ya que cuando acceden demasiadas estaciones móviles al sistema, el sistema es incapaz de manejarlas. Específicamente, puede haber más transmisiones en el enlace invertido de las que la estación de base es capaz de recibir. Esto es un límite del soporte físico. En segundo lugar, el canal CDMA inverso tiene un límite de capacidad. Cuando el límite de capacidad se alcanza, entonces la potencia de transmisión de las estaciones móviles requerida se hace infinita, no permitiendo así comunicaciones. Así pues, es necesario mantener la carga del canal dentro de los límites. Como los R-ACHs comparten típicamente el canal inverso con canales de tráfico, una cierta fracción de la capacidad inversa se destina típicamente al R-ACH. Debe notarse que una carga excesiva sobre los R-ACHs puede crear una carga sustancial sobre el enlace invertido, limitando así el rendimiento de estaciones móviles que ya han sido asignadas a un canal de tráfico. Debe notarse asimismo que el propio R-ACH es algo inestable, ya que la capacidad real del R-ACH puede disminuir tras alcanzar una cierta carga sobre el enlace invertido. Con el fin de controlar esta carga, el estándar IS-95 tiene una serie de mecanismos de control de congestión. Éstos incluyen retrocesos de sonda de prueba, retrocesos de secuencia de acceso, aleatorizaciones de canal, y aleatorizaciones de PN. Sin embargo, el IS-95 carece de cualquier mecanismo para habilitar y deshabilitar rápidamente el acceso a un R-ACH con el fin de controlar la congestión.
Estos problemas y deficiencias son reconocidos y resueltos por medio de la presente invención del modo descrito a continuación.
Se llama la atención además con relación al documento WO-A-97/46041, que se refiere a un procedimiento para establecer una conexión y a un sistema de radio. Cuando una estación de base detecta un preámbulo procedente de un equipo de terminal de suscriptor, se inicia el ajuste de potencia de un bucle cerrado para controlar la potencia de transmisión del equipo de terminal de suscriptor. Se sincronizan señales de la estación de base y del equipo de terminal de suscriptor, y el equipo de terminal de suscriptor envía un identificador seleccionado aleatoriamente. El identificador determina un canal de tránsito al que el equipo de terminal de suscriptor sugiere desplazarse. La estación de base puede cambiar el canal de tránsito sugerido y devolver el identificador de nuevo al equipo de terminal de suscriptor, y la estación de base y el equipo de terminal de suscriptor comunican sobre el canal de tránsito desde el que se mueven a un canal de tráfico.
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Resumen de la invención
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un procedimiento para indicar si una estación móvil ha obtenido acceso, como se establece en la reivindicación 1, y un procedimiento para acceder, como se establece en la reivindicación 2. Modos de realización de la invención se reivindican en las reivindicaciones dependientes.
Un aspecto describe un procedimiento y un aparato para controlar la transmisión de señales desde una o más de una pluralidad de estaciones móviles a una estación de base sobre una pluralidad de M canales de acceso múltiple. Un paquete de información de control de potencia formado a partir de una pluralidad de bits de control de potencia se transmite desde la estación de base a una o más de las estaciones móviles. Cada uno de los bits de control de potencia en el paquete de información de control de potencia tiene una posición que se mapea a un canal de acceso seleccionado y a un desfase temporal en el canal de acceso seleccionado. El paquete de información de control de potencia es recibido en una primera estación móvil. A continuación se transmite un mensaje desde la primera estación móvil a la estación de base sobre un primer canal de acceso y un primer desfase temporal asociado con el primer canal de acceso. El mensaje se transmite desde la primera estación móvil a un nivel de potencia determinado como respuesta a un primer bit de control de potencia en el paquete de información de control de potencia. El primer bit de control de potencia se localiza en una primera posición en el paquete de información de control de potencia, siendo la primera posición mapeada al primer canal de acceso y al primer desfase temporal.
De acuerdo con un aspecto adicional, se describe un procedimiento y un aparato para controlar la transmisión de señales desde dos o más de una pluralidad de estaciones móviles a una estación de base sobre una pluralidad de M canales de acceso múltiple. Un paquete de información de control de potencia formado a partir una pluralidad de bits de control de potencia se transmite desde la estación de base a una o más de las estaciones móviles. Cada uno de los bits de control de potencia en el paquete de información de control de potencia tiene una posición que es mapeada a un canal de acceso seleccionado. El paquete de información de control de potencia es recibido en una primera estación móvil y en una segunda estación móvil. A continuación se transmiten simultáneamente mensajes desde la primera estación móvil y la segunda estación móvil a la estación de base sobre un primer canal de acceso. Los mensajes procedentes de las estaciones móviles primera y segunda se transmiten sobre el primer canal de acceso a niveles de potencia que se determinan como respuesta tan sólo a un primer bit de control de potencia en el paquete de información de control de potencia, en donde el primer bit de control de potencia se localiza en una primera posición en el paquete de información de control de potencia, y la primera posición se mapea al primer canal de acceso.
De acuerdo con un aspecto adicional, se describe un procedimiento y un aparato para controlar la transmisión de señales desde una o más de una pluralidad de estaciones móviles a una estación de base sobre uno o más de una pluralidad de canales de acceso múltiple. Un paquete de información de control de potencia formado por una pluralidad de bits de control de potencia se transmite de la estación de base a una o más estaciones móviles. Los bits de control de potencia en el paquete de información de control de potencia se transmiten utilizando una modulación que permite que cada uno de los bits de control de potencia asuma un estado de entre unos estados primero, segundo y tercero diferentes. El paquete de información de control de potencia es recibido en una primera estación móvil, y la primera estación móvil identifica entonces un estado de un primer bit de control de potencia asociado con un primer canal de acceso. A continuación se realiza una operación de entre una primera, una segunda o una tercera en la primera estación móvil si el estado del primer bit de control de potencia corresponde al primer estado, en donde la primera operación corresponde a iniciar la transmisión de información de mensaje de la primera estación móvil a la estación de base sobre el primer canal de acceso, la segunda operación corresponde a inhibir el inicio de la transmisión de información de mensaje de la primera estación móvil a la estación de base sobre el primer canal de acceso, y la tercera operación corresponde a cesar en la transmisión de información de mensaje de la primera estación móvil a la estación de base sobre el primer canal de acceso. El nivel de potencia de salida de la primera estación móvil sobre el primer canal de acceso es aumentado si el estado del primer bit de control de potencia corresponde al segundo estado, y el nivel de potencia de salida de la primera estación móvil sobre el primer canal de acceso es disminuido si el estado del primer bit de control de potencia corresponde al tercer estado.
De acuerdo con otro aspecto adiciona más, se describe un procedimiento y un aparato para controlar la transmisión de señales desde una o más de una pluralidad de estaciones móviles a una estación de base sobre una pluralidad de M canales de acceso múltiple. Un paquete de información de control de potencia formado por una pluralidad de bits de control de potencia se transmite desde la estación de base a una o más de las estaciones móviles. Cada uno de los bits de control de potencia en el paquete de información de control de potencia tiene una posición que es mapeada a un canal de acceso seleccionado y a un desfase temporal en el canal de acceso seleccionado. La estación de base determina a continuación si una estación móvil accedió a un primer canal de acceso durante un intervalo temporal que corresponde a un primer desfase temporal. Si la estación móvil accedió al primer canal de acceso durante el intervalo temporal que corresponde al primer desfase temporal, entonces un primer bit de control de potencia que tiene una primera posición en el paquete de información de control de potencia se mapea al primer canal de acceso y al primer desfase temporal. Si una estación móvil fallo al acceder al primer canal durante el intervalo temporal que corresponde al primer desfase temporal, entonces el primer bit de control de potencia que tiene la primera posición en el paquete de control de información de potencia es mapeado al primer canal de acceso, y a un segundo desfase temporal asociado con el primer canal de acceso.
De acuerdo con un aspecto adicional más, se describe un procedimiento y un aparato para llevar a cabo una transferencia del canal de acceso en una unidad de radio móvil a medida que la unidad de radio móvil se desplaza desde una primera célula en un sistema de radiotelefonía móvil a una segunda célula en el sistema de radio móvil. Se transmite al menos un bit de control de potencia desde una primera estación de base asociada con la primera célula a la unidad de radio móvil. El bit de control de potencia de la primera estación de base se transmite en un primer intervalo temporal que corresponde a un primer canal de acceso asociado con la primera estación de base. Asimismo, se transmite al menos un bit de control de potencia desde una segunda estación de base asociada con la segunda célula a la unidad de radio móvil. El bit de control de potencia de la segunda estación de base se transmite en un segundo intervalo temporal, que puede corresponder al primer intervalo temporal utilizado por la primera estación de base. El bit de control de potencia de la segunda estación de base que corresponde al canal de acceso que fue asociado con la primera estación de base. Cada uno de los bits de control de potencia en el paquete de información de control de potencia tiene una posición que es mapeada a un canal de acceso seleccionado y a una estación de base asociada con el canal de acceso seleccionado. La unidad de radio móvil recibe el paquete de control de potencia de la primera estación de base y el paquete de control de potencia de la segunda estación de base, determina los bits de control de potencia correspondientes, y a continuación determina el estado de los bits de control de potencia. Si el estado indica que se va a transmitir un mensaje y que la estación móvil tiene un mensaje que transmitir, entonces la estación móvil transmite el mensaje sobre un canal de acceso seleccionado. Cada una de un conjunto de estaciones de base prescritas intenta recibir la transmisión sobre el canal de acceso seleccionado y a continuación establece el bit correspondiente en el paquete de información de control de potencia de acuerdo con la relación señal/ruido recibida.
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Breve descripción de los dibujos
Las características, objetos y ventajas de la presente invención serán más aparentes de la descripción detallada expuesta a continuación, tomada en conjunción con los dibujos, en los cuales caracteres de referencia similares identifican correspondientemente de principio a fin, y en donde:
La figura 1 es un diagrama que muestra la estructura de un tren de bits formado a partir de una pluralidad de paquetes de información de control de potencia, de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es un diagrama temporal que ilustra un acceso ejemplar a un canal por una estación móvil que utiliza los paquetes de información de control de potencia de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama temporal que muestra el escalonamiento de ventanas de tiempo en un canal de acceso a diferentes desfases, de acuerdo con la presente invención.
La figura 4 es un diagrama que muestra la estructura de una ventana de tiempo del canal de acceso que tiene un intervalo de reposo, de acuerdo con la presente invención.
La figura 5 es un diagrama temporal que muestra un procedimiento para deshabilitar el acceso por una estación móvil a un canal de acceso, de acuerdo con la presente invención.
La figura 6 es un diagrama temporal que muestra varias ventanas de tiempo del canal de acceso escalonadas, cada una de las cuales tiene un periodo de tiempo de reposo asociado con la misma para regular el acceso a las diversas ventanas de tiempo escalonadas del canal de acceso, de acuerdo con la presente invención.
Las figuras 7, 7A, 8 y 8A son diagramas de flujo de sistemas para regular el acceso a un canal de acceso utilizando un bit de control de potencia que es capaz de asumir tres estados diferentes, de acuerdo con la presente invención.
La figura 9 es un diagrama de flujo de un sistema para reutilizar bits de control de potencia, de acuerdo con la presente invención.
La figura 10 es un diagrama que muestra varias células en un sistema de telefonía móvil, cada una de las cuales ha sido dividida en una pluralidad de segmentos, de acuerdo con la presente invención.
Las figuras 11A, 11B y 11C muestran la estructura de un tren de bits formado a partir de una pluralidad de paquetes de información de control de potencia que se utiliza para transferir transmisiones de canal de acceso de una primera estación de base a una segunda estación de base, de acuerdo con la presente invención.
La figura 12 es un diagrama de flujo de un procedimiento para transferir transmisiones de canal de acceso de una primera estación de base a una segunda estación de base, de acuerdo con la presente invención.
La figura 13 es un diagrama de bloques que muestra los componentes de una estación móvil ejemplar utilizada para implementar los sistemas de control rápido de potencia para canal de acceso de la presente invención.
La figura 14 es un diagrama de bloques que muestra los componentes de una estación de base ejemplar utilizada para implementar los sistemas de control rápido de potencia para canal de acceso de la presente invención.
La figura 15 es una ilustración del modo en que se configuran un canal de control de potencia y un canal de acceso múltiple, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
La figura 16 es un diagrama de bloques simplificado de una estación móvil 1600, de acuerdo con la presente invención.
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Descripción detallada de los modos de realización preferidos Control de potencia básico para canal de acceso rápido
En referencia a continuación a la figura 1, un diagrama muestra la estructura de un tren de bits 100 formado a partir de una pluralidad de paquetes de información de control de potencia 110, de acuerdo con la presente invención. Como se explica más detalladamente a continuación, en la presente invención la información incluida en los paquetes de información de control de potencia 110 se transmite de estaciones de base a estaciones móviles en un sistema de radiotelefonía con el fin de controlar la potencia de salida de transmisiones de las estaciones móviles a las estaciones de base sobre uno o más canales de acceso múltiple tales como, por ejemplo, un canal de acceso inverso (R-ACH) sobre un sistema celular CDMA que funciona de acuerdo con el estándar IS-95. Además, y como se explicará a continuación, la información incluida en los paquetes de información de control de potencia se utiliza para regular el acceso a los canales de acceso múltiple por las estaciones móviles. Los paquetes de control de potencia pueden ser secuenciales sobre un canal separado, como se muestra en la figura 1, o pueden estar entremezclados con datos sobre un canal separado. Este entremezclado es bien entendido por aquellos expertos en la técnica.
Cada paquete de información de control de potencia 110 comprende N bits de control de potencia 120. En el modo de realización mostrado en la figura 1, cada bit de control de potencia 120 en un paquete de información de control de potencia 110 se mapea a un R-ACH individual y se utiliza para controlar la potencia de salida sobre ese R-ACH. Así pues, el bit de control de potencia 120 etiquetado como 1 controla el nivel de potencia de salida de una estación móvil que transmite sobre un R-ACH (1), el bit de control de potencia etiquetado como 2 controla la potencia de salida de una estación móvil que transmite sobre un R-ACH (2), y así sucesivamente. En un modo de realización, cada uno de los bits de control de potencia está modulado de acuerdo con una combinación de modulación OOK (modulación de encendido - apagado) y BPSK, y por tanto puede asumir tres estados, esto es, apagado, 0 grados y 180 grados. Los estados segundo y tercero (esto es 0 grados y 180 grados) se utilizan respectivamente para transportar comandos de estado y de aumento y disminución de potencia a la estación móvil, en respuesta a lo cual la estación móvil, por ejemplo, elevará su potencia de transmisión de salida en 1 dB (si se recibe un comando de aumento de potencia), o disminuirá su potencia de transmisión de salida en 1 dB (si se recibe un comando de disminución de potencia). Se pueden utilizar otros tamaños de etapas de control de potencia para optimizar el sistema. La transmisión de un bit de control de potencia 120 en el primer estado (esto es, 0 grados) se utiliza en la presente invención para regular el acceso al R-ACH asociado (esto es, mapeado) al bit de control de potencia por estaciones móviles. En un modo de realización preferido, cada paquete de control de información de potencia 110 tiene una duración de 1,25 ms, y los paquetes de control 110 se transmiten de una estación de base a las estaciones móviles a las que da servicio la estación de base sobre un control común de enlace directo o canal de control de potencia.
De acuerdo con una versión sencilla de lo que se describe aquí, los bits de control de potencia 120 se transmiten continuamente de una estación de base como un tren de símbolos modulados BPSK. Cuando una estación móvil comienza a acceder a un R-ACH concreto, la estación móvil comienza a prestar atención al tren de bits de control de potencia 100 y, en concreto, al bit de control de potencia 120 que está mapeado al R-ACH concreto al que la estación móvil ha comenzado a acceder. Si el bit de control de potencia 120 que corresponde al R-ACH al que accede la estación móvil indica que la estación móvil va a aumentar su potencia transmitida, la estación móvil así lo hace; de modo similar, si el bit de control de potencia 120 indica que la estación móvil va a disminuir su potencia transmitida, así lo hace. En un modo de realización preferido, la estación de base transmite el bit de control de potencia 120 como un comando de aumento de potencia cuando la estación de base no está recibiendo ninguna transmisión sobre el R-ACH asociado con el bit de control de potencia (esto es, antes de que la estación móvil haya intentado acceder al R-ACH que corresponde al bit de control de potencia 120 concreto). Transmitir el bit de control de potencia 120 como un comando de aumento de potencia cuando la estación de base no está recibiendo ninguna transmisión sobre el R-ACH asociado con el bit de control de potencia provoca que la estación móvil aumente su nivel de potencia al comienzo de un acceso si, por ejemplo, la estación móvil está transmitiendo a un nivel de potencia demasiado bajo.
Utilizar un control de potencia rápido como el descrito aquí permite un control de potencia preciso de la estación móvil sobre el R-ACH, similar al que se puede realizar sobre el canal de tráfico inverso (R-TCH) de un sistema CDMA. Tal control de potencia rápido es importante para maximizar la capacidad de un sistema de telefonía móvil. Otra ventaja del control rápido es que permite que la estación móvil comience un acceso R-ACH trasmitiendo su señal con más potencia de la necesaria, para a continuación corregir rápidamente al nivel deseado de potencia una vez que la estación de base ha adquirido la transmisión de la estación móvil.
En referencia a continuación a la figura 2, se muestra un diagrama temporal que ilustra un acceso ejemplar a un R-ACH por una estación móvil que utiliza paquetes de información de control de potencia 110 de la presente invención. Como se muestra en la figura 2, el acceso por la unidad móvil al R-ACH tiene lugar durante una ventana de tiempo del canal de acceso. Aunque un modo de realización preferido utiliza ventanas de tiempo para el R-ACH, debe apuntarse que las enseñanzas de esta innovación no requieren que el R-ACH sea dividido en ventanas de tiempo, y por tanto es aplicable a sistemas sin ventanas.
Al comienzo de la ventana de tiempo del canal de acceso, la estación móvil transmite inicialmente un preámbulo de mensaje que corresponde a un nivel de potencia inicial P0. En un modo de realización, el nivel de potencia inicial utilizado durante la transmisión del preámbulo del mensaje corresponde a un nivel de potencia que es, aproximadamente, 3 dB superior al nivel de potencia de la primera sonda de acceso que se hubiera utilizado en otro caso por la estación móvil para acceder al R-ACH bajo el estándar IS-95. Después de transmitir el preámbulo de mensaje, la estación móvil comienza a desmodular los paquetes de información de control de potencia 110 y, en concreto, la estación móvil comienza a monitorizar el valor de bit de control de potencia 120 en cada uno de los paquetes de información de control de potencia que corresponden al R-ACH actualmente en uso por la estación móvil. En respuesta a los valores almacenados en esos bits de control de potencia, la estación móvil ajusta la potencia de salida de sus trasmisiones bien hacia arriba o hacia abajo (por ejemplo, en más o menos 1 dB) en respuesta a cada bit de control de potencia 120 asociado con el R-ACH en uso por la estación móvil.
De acuerdo con un aspecto adicional, la estación de base esperará hasta que detecte una transmisión de una estación móvil (esto es, la estación de base esperará hasta que detecte el preámbulo de mensaje) y haya adquirido transmisiones de una estación móvil antes de activar el tren de bits de control de potencia. La estación de base determinará si ordena a la estación móvil subir o bajar la potencia en base al nivel de potencia de la señal recibida desde la estación móvil. Más específicamente, la estación de base comparará el nivel de potencia de la señal recibida con un umbral; si la señal recibida está por debajo del umbral, la estación de base utilizará el paquete de información de control de potencia para enviar un comando de aumento de potencia a la estación móvil; en otro caso, la estación de base utilizará el paquete de información de control de potencia para enviar un comando de disminución de potencia a la estación móvil.
En los modos de realización descritos anteriormente, cada bit de control de potencia 120 en el paquete de información de control de potencia 110 está mapeado a un R-ACH individual. En tales modos de realización, si hay N bits de control de potencia 120 en cada paquete de información de control de potencia 110, se puede considerar que tales paquetes de información forman N trenes de bits cada uno de los cuales se pueden utilizar para controlar un R-ACH, como se describió anteriormente. Un aspecto de un canal de acceso múltiple tal como el R-ACH es que múltiples estaciones móviles pueden acceder y transmitir simultáneamente sobre tal canal. La patente norteamericana US 5.604.730, asignada al solicitante de la presente invención, describe un procedimiento en el que un tren de bits de control de potencia individual puede ser utilizado para controlar la potencia de múltiples estaciones móviles que funcionan simultáneamente. Las enseñanzas de la patente US 5.604.730 pueden ser combinadas por lo tanto con el modo de realización del paquete de información de control de potencia 110 descrito anteriormente (esto es, en el que hay un mapeo uno a uno de los bits de control de potencia 120 con los R-ACH) para permitir controlar simultánea y rápidamente los niveles de potencia de múltiples estaciones móviles que funcionan sobre el mismo R-ACH utilizando un único tren de bits de control de potencia.
Como alternativa al modo de realización descrito inmediatamente antes, se puede utilizar más de un tren de bits de control de potencia para controlar la potencia de funcionamiento de estaciones móviles múltiples que funcionan sobre el mismo R-ACH. En este modo de realización alternativo, se utiliza una estructura de mapeo diferente para mapear los bits de control de potencia 120 a las estaciones móviles que acceden sobre un R-ACH específico. Más concretamente, en este modo de realización alternativo las ventanas de tiempo de canal de acceso utilizadas para transmitir por las unidades móviles se escalonan en el tiempo mediante múltiples desfases dentro de cada R-ACH, como se muestra en la figura 3. Cada desfase indica un tiempo en el que una estación móvil puede comenzar a transmitir sobre un R-ACH específico. El intervalo temporal entre desfases temporales sucesivos es preferiblemente superior a intervalo de retardo de trayecto más grande (incluyendo el retado máximo para trayectos múltiples) asociado con transmisiones de la estación de base a la estación móvil con el fin de evitar ambigüedades en la determinación de qué tren de bits de control de potencia corresponde a un R-ACH y a un desfase concretos. En un modo de realización de la invención, las ventanas de canal de acceso están divididas en tramas, como se hace en el IS-95. En el caso del IS-95, una trama tiene 20 ms de duración. Así pues, una ventana comprende S tramas, de modo que la ventana tiene una duración de 20 x S ms, en donde S es bien un valor fijo o transmitido a la estación móvil en la información de cabecera del sistema. Para simplificar un diseño de sistema, puede ser preferible seleccionar el intervalo temporal entre desfases temporales para que sea un número entero W de tramas, en donde W es menor que S.
En este modo de realización, se utiliza un bit de control de potencia 120 para controlar la potencia de una (unas) estación(es) móvil(es) que comienza(n) su transmisión sobre un R-ACH en la primera ventana de acceso (esto es, tras el desfase 1), otro bit de control de potencia 120 se utiliza para controlar la potencia 120 de una (unas) estación(es) móvil(es) que comienza(n) su transmisión sobre el mismo R-ACH en la segunda ventana de acceso (esto es, tras el desfase 2), y así sucesivamente. Aunque la figura 3 muestra cuatro accesos escalonados sobre un R-ACH dado, se entenderá por aquellos expertos en la técnica que se puede utilizar cualquier número de accesos escalonados sobre un canal individual.
En referencia todavía al modo de realización discutido en el párrafo anterior, en donde cada R-ACH se divide en múltiples desfases para crear tiempos de acceso múltiples escalonados para transmisiones por estaciones móviles, un mapeo ejemplar de bits de control de potencia 120 a los R-ACHs múltiples a disposición de las estaciones móviles para transmisiones, y los tiempos de acceso escalonados disponibles para tales transmisiones se muestran en la tabla I siguiente. El mapeo mostrado en la tabla I asume que hay M R-ACHs disponibles para las estaciones móviles y K escalones (o desfases) por R-ACH, y que hay una correspondencia uno a uno entre cada bit de control de potencia 120 y cada desfase dentro de un R-ACH dado. Dado este mapeo uno a uno, se necesitan M x K bits de control de potencia 120 en cada paquete de información de control de potencia 110 en este modo de realización de la invención.
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TABLA I
1
2
Con el fin de reducir la carga de enlace directo y aumentar ligeramente la capacidad, en un modo de realización preferido, una estación de base que utiliza un sistema de control de potencia que se conforma con el mapeo mostrado en la tabla I previa se abstendrá de transmitir el bit de control de potencia asociado con un R-ACH concreto y un desfase dado hasta que la estación de base reciba una transmisión de una estación móvil sobre el R-ACH y desfase concretos. En esta situación, si la estación de base está utilizando modulación BPSK para transmitir los bits de control de potencia, la estación de base simplemente no transmitirá el símbolo modulado para un bit de control de potencia dado hasta que la estación de base reciba una transmisión de una estación móvil sobre el R-ACH y el desfase concretos asociados con el bit de control de potencia. Así pues, en referencia a la figura 2, la estación de base no comenzaría a transmitir el bit de control de potencia correspondiente hasta que hubiera detectado el preámbulo de una transmisión R-ACH. El preámbulo R-ACH se define, por ejemplo, en la sección 6.1.3.2.2.1 del estándar IS-95.
En una pequeña modificación del modo de realización descrito en el párrafo anterior, la estación de base comienza la transmisión de bits de control de potencia asociados con un R-ACH y un desfase concretos al comienzo de una ventana de tiempo del canal de acceso; si un acceso sobre el R-ACH y el desfase concretos no es detectado por la estación de base dentro de un intervalo dado, entonces la estación de base detiene la transmisión de los bits de control de potencia asociados con el R-ACH y el desfase concretos. Este modo de realización permite que la estación de base indique que la estación móvil va a aumentar su nivel de potencia de transmisión al comienzo de la transmisión sobre una ventana de tiempo del canal de acceso. Específicamente, la estación de base comenzará a transmitir comandos de incremento de potencia utilizando un desplazamiento de fase de 0 grados al comienzo de la ventana. Si se detecta un acceso, la estación de base trasmitirá entonces una secuencia de comandos de incremento y disminución de potencia según se necesite para controlar la potencia de la estación o estaciones que acceden. Si no se detecta un acceso, la estación de base detendrá la transmisión del bit de control de potencia con el fin de reducir su potencia de transmisión y aumentar así la capacidad.
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Uso de bits de control de potencia para habilitar/deshabilitar el acceso a un canal de acceso
Los bits de control de potencia 120 en el paquete de información de control de potencia se pueden utilizar para control de congestión sobre el R-ACH, esto es, los bits de control de potencia se pueden utilizar para habilitar/deshabilitar el acceso a un R-ACH por una estación móvil. En dicho modo de realización, cuando no hay una estación móvil accediendo a un R-ACH dado, la estación de base no transmite el bit de control de potencia correspondiente a un R-ACH concreto, indicando así que el canal está en reposo. Cuando hay un número aceptable de estaciones móviles accediendo al R-ACH dado, entonces la estación de base comienza a transmitir el bit de control de potencia asociado con el R-ACH dado y lo utiliza para indicar a las estaciones móviles que acceden al sistema que deben aumentar/disminuir su potencia de transmisión (esto es, si la estación de base está utilizando modulación BPSK para la transmisión de los bits de control de potencia, la estación de base simplemente transmitirá a un símbolo modulado BPSK de más o menos 180 grados para un bit de control de potencia dado). Cuando, por ejemplo, el R-ACH dado se congestione como resultado de que demasiadas estaciones móviles operan sobre el canal, la estación de base no comenzará a transmitir el bit de control de potencia asociado con el R-ACH dado, o detendrá su transmisión, para indicar a las estaciones móviles que cesen de transmitir sobre el R-ACH. Este aspecto de la invención puede extenderse fácilmente al caso en el que cada R-ACH esté dividido por múltiples desfases (como se muestra en la figura 3). En este caso, cuando no haya una estación móvil accediendo a un R-ACH dado que utilice un desfase dado, la estación de base no transmitirá el bit de control de potencia correspondiente al R-ACH y al desfase concreto, indicando así que el R-ACH y el desfase están en reposo. Cuando hay un número aceptable de estaciones móviles accediendo al R-ACH y al desfase dados, entonces la estación de base comienza a transmitir el bit de control de potencia asociado con el R-ACH y el desfase dados, y lo utiliza para indicar a las estaciones móviles que están accediendo al sistema que deben aumentar/disminuir su potencia de transmisión. Cuando el R-ACH y el desfase dados comienzan a congestionarse como resultado de que demasiadas estaciones móviles operen sobre el R-ACH y el desfase, la estación de base detiene la transmisión del bit de control de potencia asociado con el R-ACH y el desfase dados para indicar a las estaciones móviles que deben cesar de transmitir sobre el R-ACH y el desfase.
Los modos de realización descritos en el párrafo anterior se muestran generalmente en las figuras 7 y 7A, que muestran un diagrama de flujo de un sistema para regular el acceso a un canal de acceso utilizando un bit de control de potencia que es capaz de asumir tres estados diferentes. En la etapa 710, un paquete de información de control de potencia formado a partir de una pluralidad de bits de control de potencia es transmitido de la estación de base a una o más estaciones móviles. Los bits de control de potencia en el paquete de información de control de potencia se transmiten utilizando una modulación compuesta de OOK y BPSK que permite que cada uno de los bits de control de potencia asuman uno de entre un primer, un segundo y un tercer estado diferentes (esto es, estado 1 = apagado, estado 2 = 0 grados, y estado 3 = 180 grados). En la etapa 720, el paquete de información de control de potencia es recibido en una estación móvil, y en la etapa 730 la estación móvil identifica entonces el estado del bit de control de potencia asociado con un canal de acceso dado. En la etapa 740 se lleva a cabo en la estación móvil una de las operaciones primera, segunda o tercera si el estado del bit de control de potencia corresponde al primer estado, en donde la primera operación corresponde a iniciar la transmisión de información de mensaje de la estación móvil a la estación de base sobre el canal de acceso dado, la segunda operación corresponde a inhibir el inicio de la transmisión de información de mensaje de la estación móvil a la estación de base sobre el canal de acceso dado, y la tercera operación corresponde a cesar de transmitir la información de mensaje de la estación móvil a la estación de base sobre el canal de acceso dado. En el modo de realización preferido mostrado en la figura 7A (etiquetado como etapas 741a - 743a), si el bit de control de potencia está en el primer estado (no transmitido) y la estación móvil no ha comenzado todavía a transmitir sobre el canal de acceso dado, entonces en la etapa 742a se permite que la estación móvil acceda al canal; en otro caso, se ordena que la estación móvil cese de transmitir sobre el canal de acceso dado (etapa 743a). En referencia de nuevo a la figura 7, si la estación móvil está involucrada en transmisiones sobre el canal de acceso dado y la estación de base transmite el bit de control de potencia para el canal en su segundo o tercer estado, entonces el nivel de potencia de salida de la estación móvil sobre el canal de acceso es aumentado si el estado del bit de control de potencia corresponde al segundo estado (etapa 750), y el nivel de potencia de salida de la estación móvil sobre el canal de acceso dado es disminuido si el estado del bit de control de potencia corresponde al tercer estado (etapa 760).
Como se indicó anteriormente, ciertas alternativas de esta invención no necesitan que la estación de base transmita durante la porción de preámbulo de la transmisión de canal de acceso. Así pues, en el modo de realización preferido mostrado en la figura 7A (etapas etiquetadas como 741a-743a), si el bit de control de potencia está en el primer estado (el bit de control de potencia no está siendo transmitido) y la estación móvil no ha comenzado todavía a transmitir sobre el canal de acceso dado, entonces en la etapa 742a la estación móvil es autorizada a acceder al canal; si el bit de control de potencia está en el primer estado (el bit de control de potencia no está siendo transmitido) y la estación móvil está transmitiendo el preámbulo sobre el canal de acceso dado, entonces en la etapa 742a la estación móvil es autorizada a continuar transmitiendo sobre el canal de acceso dado; en otro caso, la estación móvil es obligada a cesar de transmitir sobre el canal de acceso dado (etapa 743a). En referencia de nuevo a la figura 7, si la estación móvil está involucrada en transmisiones sobre el canal de acceso dado y la estación de base transmite el bit de control de potencia para el canal en su segundo o tercer estado, entonces el nivel de potencia de salida de la estación móvil sobre el canal de acceso es aumentado si el estado del bit de control de potencia corresponde al segundo estado (etapa 750), y el nivel de potencia de salida de la estación móvil sobre el canal de acceso es disminuido si el estado del bit de control de potencia corresponde al tercer estado (etapa 760).
En referencia de nuevo a la figura 4, de acuerdo con un aspecto adicional más, se incluye preferiblemente un pequeño intervalo de reposo al final de cada ventana de tiempo del canal de acceso con el fin de que la estación de base sea capaz de desconectar los bits de control de potencia, indicando así que el canal está en reposo y las estaciones móviles pueden acceder al canal en la siguiente ventana. Si la estación de base no desconecta el bit de control de potencia que corresponde al canal durante este intervalo de reposo, entonces las estaciones móviles no son autorizadas a transmitir durante la siguiente ventana. En este modo de realización, la estación de base normalmente no transmitirá el bit de control de potencia para un R-ACH dado durante el intervalo de reposo, señalizando a las estaciones móviles que es aceptable acceder al R-ACH durante la siguiente ventana. Si una o más de las estaciones móviles comienzan a acceder al R-ACH durante la siguiente ventana de tiempo del canal de acceso, entonces la estación de base comenzará a transmitir bits de control de potencia que corresponden al R-ACH (por ejemplo, la estación de base transmitirá símbolos BPSK 0 o 180 grados para el bit de control de potencia), provocando así que la estación móvil aumente o disminuya su potencia de transmisión. En referencia todavía a la figura 4, en una situación en la que la estación de base no desea permitir el acceso al R-ACH, o en una situación en la que la estación de base deseara que una o más estaciones móviles cesaran de transmitir sobre el R-ACH, la estación de base transmitiría bits de control de potencia (por ejemplo, la estación de base transmitirá símbolos BPSK de 0 o 180 grados para el bit de control de potencia) durante el intervalo en reposo, indicando así a las estaciones móviles que no accedan al R-ACH durante la siguiente ventana. Este modo de realización de la invención se muestra generalmente en la figura 8. Un modo de realización alternativo adicional se muestra en la figura 8A. El modo de realización de la figura 8A es por lo demás idéntico al de la figura 8, excepto porque en la figura 8A la base transmite bits de control de potencia durante el intervalo en reposo con el fin de indicar que las estaciones móviles pueden acceder al R-ACH durante la siguiente ventana de tiempo.
El intervalo en reposo utilizado con los modos de realización descritos anteriormente debe tener preferiblemente una longitud de al menos varios paquetes de información de control de potencia, más algo de tiempo de proceso permitido antes de la ventana de tiempo del canal de acceso sucesiva, de modo que la estación móvil pueda determinar si está autorizada o no a transmitir durante la ventana. Esta longitud preferida es el resultado del hecho de que un bit de control de potencia individual no está codificado con información de detección o corrección de errores, y se transmite a una potencia relativamente baja para mejorar la capacidad de sistema. Así pues, un bit de control de potencia individual no es muy fiable en su transmisión. Esto es bastante aceptable para el uso de control de potencia durante una transmisión de información de mensaje en proceso (esto es, en la mitad de una ventana de tiempo del canal de acceso), ya que, aunque un error de bit individual durante este periodo provocará que la estación móvil cambie su potencia en la dirección equivocada, este error se corregirá rápidamente por medio de un bit de control de potencia sucesivo. Sin embargo, dado que la estación móvil no puede detectar de modo fiable si se ha transmitido un bit de control de potencia individual, se deben acumular varios bits de control de potencia correspondientes a un R-ACH dado durante el intervalo en reposo con el fin de determinar de modo fiable si la estación móvil está autorizada a acceder al R-ACH o ha sido obligada a cesar sus transmisiones sobre el R-ACH.
De acuerdo con un aspecto adicional de la invención más, la figura 5 ilustra un sistema para deshabilitar el acceso a un R-ACH durante la mitad de una ventana de control de acceso. Cuando hay más accesos a un R-ACH dado en una ventana de tiempo del canal de acceso de los que la estación de base desea procesar, la estación de base desconecta preferiblemente los bits control de potencia que corresponden al R-ACH tras un intervalo temporal T en la mitad de la ventana de tiempo. El intervalo temporal T es el tiempo requerido por la estación de base para determinar que hay más accesos de los deseados. Tras acumular varios de tales bits, la estación móvil determina que la estación de base no está transmitiendo bits de control de potencia correspondientes al R-ACH y la estación móvil deshabilita sus transmisiones sobre el R ACH (durante la mitad de la ventana de tiempo).
Debe notarse que en un modo de realización alternativo, el intervalo de reposo puede tener lugar durante la transmisión del preámbulo, no requiriendo así de ningún tiempo muerto sobre el canal. En este caso, la estación de base no transmite durante el preámbulo para señalizar a la estación móvil de que puede transmitir. Sin embargo, este modo de realización presenta la desventaja de que no se puede llevar a cabo el control de potencia de las estaciones móviles durante el preámbulo. Una alternativa adicional es hacer que las estaciones móviles transmitan durante el preámbulo si las estaciones móviles están autorizadas a acceder al sistema. Así pues, una estación de base que no transmite durante el preámbulo está indicando a las estaciones móviles que no están autorizadas a transmitir durante la ventana de tiempo.
El modo de realización descrito anteriormente utiliza tres estados de un bit de control de potencia individual: desconectado, aumento de potencia, y disminución de potencia. Además, la transmisión de un bit de control de potencia en momentos diferentes indica si un R-ACH dado está en reposo y las estaciones móviles pueden acceder al R-ACH, si las estaciones móviles no están autorizadas a acceder al R-ACH, y si las estaciones móviles van a dejar de transmitir sobre el R-ACH. En los modos de realización descritos anteriormente, se utilizó modulación BPSK para conseguir estos tres estados con un bit de control de potencia individual, como se describió anteriormente. Debe apreciarse que se pueden utilizar otros esquemas de modulación para indicar estos diversos estados. Por ejemplo, cada bit de control de potencia puede estar codificado utilizando modulación QPSK. Esto proporciona hasta cuatro indicaciones diferentes. Será entendido por aquellos expertos en la técnica que se podrían utilizar alternativamente otros esquemas de modulación para codificar el bit de control de potencia. En un modo de realización, se puede utilizar un bit de control de potencia individual para gobernar todos los R-ACHs, e indicará si se permite el acceso al sistema a cualquier estación móvil. Este bit individual se puede utilizar para gobernar todos los R-ACHs. Esta aproximación se puede utilizar para evitar el uso de tiempo de reposo descrito anteriormente.
Reutilización de bits de control de potencia
La figura 3 (descrita anteriormente) mostraba una disposición que usaba R-ACHs escalonados. Con estos R-ACHs escalonados se podría asignar (o mapear) un bit de control de potencia a cada ventana escalonada para cada R-ACH. De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, los bits de control de potencia que no se utilizan en una ventana de tiempo escalonada (esto es, una ventana de tiempo asociada con un desfase concreto) quedan disponibles para ser utilizados para controlar el acceso sobre una ventana escalonada subsecuente (esto es, una ventana de tiempo asociada con un desfase posterior).
La figura 6 muestra un caso en el que hay dos bits de control de potencia para cada R-ACH y cuatro tiempos de comienzo posibles para ese R-ACH (esto es, cada R-ACH tiene cuatro desfases de tiempo asociados, léase desfase 1, desfase 2, desfase 3 y desfase 4). Inicialmente, los bits de control de potencia 1 y 2 de un R-ACH dado están asignados al desfase 1 y al desfase 2 del R-ACH, respectivamente. Si una estación móvil accede al R-ACH dado durante el intervalo temporal que corresponde al desfase 1, entonces el bit de control de potencia 1 se utiliza para el desfase 1 del R-ACH dado. Alternativamente, si una estación móvil no accede al R-ACH dado en el intervalo temporal que corresponde al desfase 1, entonces el bit de control de potencia 1 se utiliza para controlar transmisiones que comienzan en el desfase 3 asociado con el R-ACH. De modo similar, el bit de control de potencia que se utiliza en el desfase 2 se puede utilizar para el desfase 4 si no hubo un acceso del R-ACH durante el desfase 2. De acuerdo con este aspecto de la invención, una estación móvil diseñada para acceder al R-ACH dado en el desfase 2 hará una comprobación durante el tiempo de reposo del desfase 2 para determinar si el bit de control de potencia que corresponde al desfase 2 está siendo transmitido. Si el bit de control de potencia está sino transmitido (por ejemplo, si la estación de base está transmitiendo símbolos BPSK 0 o 180 grados para el bit de control de potencia), entonces la estación móvil no accederá durante el desfase 2. Esto es tan sólo una extensión de la regla descrita anteriormente, esto es, si el bit de control de potencia no está siendo transmitido, entonces la estación móvil es autorizada a acceder durante el desfase 2. El procedimiento de reutilización del bit de control de potencia descrito anteriormente se muestra genéricamente en forma de un diagrama de flujo en la figura 9.
Transferencia de llamadas de un canal de control de acceso
En sistemas CDMA que funcionan de acuerdo con el estándar IS-95, un R-ACH es recibido por una estación de base individual. Por consiguiente, en tales sistemas diversas estaciones de base no recibirán el R-ACH de una estación móvil concreta en un modo de transferencia de llamadas (esto es, una transferencia de conexión antes de desconexión), tal como se lleva a cabo sobre un canal de tráfico CDMA cuando una estación móvil se mueve desde una primera estación de base a una segunda estación de base. Detalles de un sistema CDMA ejemplar que implementa una transferencia de llamadas sobre un canal de tráfico CDMA se exponen en la patente norteamericana US 5.101.501, titulada "Method and Apparatus for Providing a Soft Handoff in a Communications in a CDMA Cellular Telephone System", asignada al solicitante de la presente invención e incorporada por referencia aquí en su totalidad. Aunque una transferencia de llamadas del R-ACH no está prohibida por el estándar IS-95, no se sabe que haya sido implementada. Existen dos desventajas para no implementar una transferencia de llamadas sobre el R-ACH. La primera es que no se utiliza la diversidad de sitios, reduciendo así el rendimiento del canal. La segunda es que el control de potencia inverso no se utiliza para múltiples sitios. Como resultado, la estación móvil transmitirá más potencia de la necesaria.
Existen varias dificultades para realizar una transferencia de llamadas sobre el R-ACH. Una es que dado que el sistema no conoce a priori qué estaciones de base necesitará una estación móvil que acceda al sistema durante una transferencia, el sistema necesitaría que todas las estaciones de base en un área alrededor de la estación de base actual dieran soporte a la transferencia de llamadas. Esto se ilustra en la figura 10. Se considera el caso de una trasferencia de llamada de un R-ACH para una estación móvil en un sector A_{1}. Con el fin de completar tal transferencia, los sectores B_{3} y C_{2} tendrían que recibir probablemente el R-ACH y B_{2}, C_{3}, D_{1}, E_{1}, A_{2}, A_{3}, D_{3} y E_{2} podrían recibir el R-ACH para el sector A_{1}. Ciertamente esto implicaría un considerable número de demoduladores adicionales en cada una de estas otras células, aunque es bastante posible tener demoduladores para cada uno de los sectores o algún subconjunto de ellos. En todo caso, con el fin de obtener el máximo aprovechamiento esto requeriría que un buen número de bits de control de potencia se utilizarán en el enlace directo. Sin embargo, debe notarse que no se necesitan bits de control de potencia adicionales para sectores en el mismo sitio, por ejemplo sectores A_{2} y A_{3}. Esto es debido a que el mismo equipo recibe el R-ACH y puede así desarrollar un valor de bit de control de potencia individual en base a la recepción en la célula. Así pues, la estación de base en el sector A_{1} puede indicar que los bits de control de potencia están siendo transmitidos asimismo desde otros sectores, indicándolo así en los mensajes de cabecera junto con la localización del bit de control de potencia. Por ejemplo, considérense los trenes de bits de control de potencia mostrados en las figuras 11A, 11B y 11C. Aquí el R-ACH específico está utilizando el bit de control de potencia en posición 1 para el sector A_{1}, el bit de control de potencia en posición 2 para el sector B_{3} y el bit de control de potencia en posición 4 para el sector C_{2}. Debe notarse que estos bits de control de potencia llegarán a la estación móvil en momentos diferentes, de modo que tendrán que ser realineados. En esto difieren de los bits de control de potencia sobre el canal de tráfico en un sistema CDMA, que llegan a la estación móvil al mismo tiempo, procedentes de todas las estaciones de base.
En referencia ahora a la figura 12, se muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para trasferencia de llamada de un canal de acceso, de acuerdo con la presente invención. En la etapa 1210, al menos un bit de control de potencia de la primera estación de base se transmite a la radio móvil. El bit de control de potencia de la primera estación de base se transmite en un primer intervalo temporal en el paquete de información de control de potencia que corresponde al asociado con la primera estación de base. En la etapa 1220, se transmite asimismo al menos un bit de control de potencia de la segunda estación de base a la unidad de radio móvil. El bit de control de potencia de la segunda estación de base se transmite en un segundo intervalo temporal en una posición diferente en el paquete de información de control de potencia que corresponde al mismo canal de acceso de la primera estación de base, pero asociado con la segunda estación de base. El primer paquete de control de potencia se transmite desde la primera estación de base y el segundo paquete de control de potencia se transmite desde la segunda estación de base. En la etapa 1230, la unidad de radio móvil recibe el bit de control de potencia de la primera estación de base en el paquete de información de control de potencia (tal como se muestra en la figura 11A), y el bit de control de potencia de la segunda estación de base en un segundo paquete de información de control de potencia (tal como se muestra en la figura 11B). En la etapa 1240, la estación móvil forma un bit de control de potencia resultante realineando los bits recibidos en la etapa 1230.
Los bits de control de potencia se manejan sobre todo como se describió anteriormente. Sin embargo, hay varias diferencias. En el caso de la estación móvil que detecta si el canal está siendo transmitido, en el modo de realización referido, la estación móvil debe detectar individualmente si los bits de control de potencia están siendo transmitidos sobre cada tren de control de potencia separado. Esto se lleva a cabo mirando a una secuencia de bits como se describió anteriormente. Si todas las estaciones de base indican que la estación móvil está autorizada a transmitir, (al no transmitirse los bits de control de potencia), entonces la estación móvil puede habilitar su transmisor en el procedimiento anteriormente descrito. En el modo de realización preferido, se requiere que la estación móvil examine el tren de control de potencia separadamente para cada estación de base. Esto es así ya que una estación de base concreta puede no ser capaz de recibir la transmisión de una estación móvil sobre el R-ACH. Como ejemplo, en referencia a la figura 10, una estación móvil puede estar próxima al centro de la célula cubierta por la estación de base A2 y, por lo tanto, no puede ser recibida por ninguna otra estación de base (por ejemplo, B_{3}, C_{2}, B_{2}, C_{3}, D_{1}, E_{1}, A_{2}, A_{3}, D_{3} y E_{2}). De modo similar, cuando la estación móvil está transmitiendo sobre el R-ACH, una estación de base específica puede no estar transmitiendo el bit correspondiente al R-ACH, así pues la estación móvil no combinará el bit que está siendo transmitido por la estación de base. Debe notarse que esta última consideración es algo diferente que para los sistemas IS-95 sobre el canal de tráfico. En el sistema IS-95, la estación móvil conoce con certidumbre el conjunto de estaciones de base que están transmitiendo sobre el R-ACH. Sin embargo, en este caso la estación móvil puede tener que detectar si el tren está siendo transmitido. Una vez que la estación móvil ha realineando y determinado la fase de los bits de control de potencia (y si están siendo transmitidos), la estación móvil determina si hay que aumentar o disminuir su potencia de transmisión. Esto es una extensión del procedimiento IS-95. Si todas aquellas estaciones de base que están transmitiendo los bits de control de potencia indican que la estación móvil va a aumentar su potencia de transmisión, entonces la estación móvil aumenta su potencia de transmisión; si una cualquiera de las estaciones de base que está transmitiendo un bit de control de potencia indica que la estación móvil va a disminuir su potencia de transmisión, entonces la estación móvil disminuye su potencia de transmisión. En la etapa 1260, el mensaje se transmite durante la transferencia desde la unidad de radio móvil. Es recibido tanto por la primera como por la segunda estación de base sobre el canal de acceso.
Detalles del sistema
En referencia a continuación a la figura 13, un diagrama de bloques muestra los componentes de una estación móvil 1300 ejemplar utilizada para implementar los sistemas de control de potencia de canal de acceso rápido de la presente invención. La estación móvil incluye una antena 1330 que esta acoplada a través de un diplexor 1332 con un receptor analógico 1324 y un amplificador de potencia de transmisión 1336. La antena 1330 y el diplexor 1332 son de diseño estándar y permite la recepción y transmisión simultáneas a través de una única antena. La antena 30 recoge señales transmitidas a la estación móvil desde una o más estaciones de base y proporciona las señales a través del diplexor 1332 a un receptor analógico 1334. El receptor 1334 está dotado asimismo de un convertidor analógico digital (no mostrado). El receptor 1334 recibe señales RF del diplexor 1332, las amplifica y efectúa una conversión descendiente de frecuencia de las señales, y proporciona una señal de salida digitalizada a receptores de datos digitalizados 1340, 1342 y a un receptor de búsqueda 1344. Se entenderá que, aunque en el modo de realización de la figura 13 sólo se muestran dos receptores de datos digitales, una estación móvil de bajas prestaciones puede tener tan sólo un único receptor de datos digitales, mientras que unidades de altas prestaciones tendrán dos o más receptores de datos digitales para permitir recepción de diversidad. Las salidas de los receptores 1340 y 1342 se suministran a un circuito 1338 de diversidad y combinador, que ajusta temporalmente los dos trenes de datos recibidos de los receptores 1340 y 1342, suma los dos trenes y decodifica el resultado. Los detalles relativos al funcionamiento de los receptores de datos digitales 1340, 1342, el receptor de búsqueda 1344, y el circuito de decodificación y combinación de diversidad 1348 se describen en la patente norteamericana US 5.101.501, titulado "Method and Apparatus for Providing a Soft Handoff in a Communications in a CDMA Cellular Telephone System", asignada al solicitante de la presente invención.
El decodificador 1348 proporciona una señal de salida a un procesador de control 1346. En respuesta a esta señal de salida, el procesador de control 1346 determina los valores de los bits de control de potencia 120 proporcionados a la estación móvil por una o más de las estaciones de base. El procesador de control 1346 utiliza los bits de control de potencia recibidos de acuerdo con la presente invención para habilitar, deshabilitar y controlar la potencia de señales sobre los R-ACHs. Así pues, en respuesta a la recepción de bits de control de potencia que indican que la estación móvil debe bien aumentar la potencia o disminuir la potencia (como se describió anteriormente), el procesador de control 1346 enviará señales al controlador de potencia transmitida 1338, ordenando al controlador 1338 que, por ejemplo, bien aumente o disminuya el nivel de potencia de salida del amplificador de transmisión 1336 en más o menos 1 dB.
En referencia a continuación a la figura 14, se muestra un diagrama de bloques de los componentes de una estación de base 1400 ejemplar utilizada para implementar los sistemas de control rápido de potencia de canal de acceso de la presente invención. En la estación de base, se utilizan dos sistemas de recepción, cada uno de los cuales tiene una antena y un receptor analógico separados para la recepción de diversidad. En cada uno de los sistemas de recepción, las señales se procesan de modo idéntico hasta que las señales se someten a un proceso de combinación de diversidad. Los elementos dentro de las líneas discontinuas corresponden a elementos que corresponden a las comunicaciones entre la estación de base y una estación móvil. En referencia todavía a la figura 14, el primer sistema de recepción está compuesto de una antena 1460, un receptor analógico 1462, un receptor de búsqueda 1464 y receptores de datos digitales 1466 y 1468. El segundo sistema de recepción incluye una antena 1470, un receptor analógico 1472, un receptor de búsqueda 1474 y un receptor de datos digitales 1476. El procesador de control de célula 1478 se utiliza para el procesamiento y control de la señal durante la transferencia. Ambos sistemas de recepción están acoplados a un circuito decodificador y combinador de diversidad 1480. Un enlace digital 1482 se utiliza para comunicar señales desde y a una oficina de comunicación telefónica móvil (MTSO) bajo el control del procesador de control 1478.
Las señales recibidas por la antena 1460 se suministran al receptor analógico 1462, en donde la señal es amplificada, traducida en frecuencia y digitalizada en un proceso idéntico al descrito en conexión con el receptor analógico de estación móvil. La salida del receptor analógico 1462 se suministra a receptores de datos digitales 1466 y 1468 y a un receptor de búsqueda 1464. El segundo sistema de recepción (esto es, receptor analógico 1472, receptor de búsqueda 1474 y receptor de datos digitales 1476) procesa las señales recibidas de un modo similar al del primer sistema de recepción. Las salidas de los receptores de datos digitales 1466, 1476 se suministran a un circuito decodificador y combinador de diversidad 1480, que procesa las señales de acuerdo con un algoritmo Viterbi. Los detalles relativos al funcionamiento de los sistemas de recepción primero y segundo y el decodificador y combinador de diversidad 1480 se describen en la patente norteamericana US 5.101.501, titulado "Method and Apparatus for Providing a Soft Handoff in a Communications in a CDMA Cellular Telephone System". Las señales para su transmisión a unidades móviles se suministran a un modulador de transmisión 1484 bajo el control del procesador 1478. El modulador de transmisión 1484 modula los datos para su transmisión a la estación móvil receptora deseada. Entre otras cosas, la salida de señales de datos del modulador de transmisión 1484 incluirá los bits de información de control de potencia 120 que son el objeto de la presente invención.
Aunque los diversos modos de realización descritos anteriormente han sido descritos en conexión con canales R-ACH sobre sistemas de radio móvil CDMA, se entenderá por aquellos expertos en la técnica que las enseñanzas de la presente invención son aplicables a cualquier sistema de radiotelefonía móvil que tenga canales de acceso que deban ser accedidos por múltiples usuarios.
La figura 15 es una ilustración del modo en el que un canal de control de potencia y un canal de acceso múltiple se configuran de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. La figura 15 muestra un canal de control de detección de inhibición de potencia ("PICCH") 1501 que funciona a 9600 bits por segundo (bps), y uno de tres canales de acceso múltiple asociado con el PICCH 1501, denominándose aquí cada uno de los tres como un canal de control inverso (R-CCCH) 1503. Debe entenderse que la velocidad a la que el PICCH 1501 funciona es una cuestión de elección de diseño. Se pueden utilizar otras velocidades de bits y no se alterarían los conceptos que se están divulgando aquí. Sin embargo, existe preferiblemente una relación entre la velocidad de bit del PICCH 1501 y la velocidad a la cual se transporta la información de control de potencia sobre el PICCH 1501 a estaciones móviles que están intentando acceder a un R-CCCH 1503 concreto. De acuerdo con esta relación, la velocidad de bit debe ser un múltiplo entero de la velocidad de control de potencia con el fin de que haya un número entero de bits por "mini-ventana PICCH". Una mini-ventana PICCH es un período de tiempo que es igual al inverso de la velocidad de control de potencia.
Por ejemplo, una velocidad de control de potencia de 800 Hz (como se muestra en la figura 15) da como resultado una mini-ventana PICCH 1505 que tiene una duración de 1/800 = 1,25 ms. La figura 15 muestra un R-CCCH 1503 y un PICCH 1501. Sin embargo, de acuerdo con el modo de realización mostrado en la figura 15, el PICCH 1501 está asociado con tres R-CCCHs. El número de tales R-CCCHS 1503 que pueden ser asociados con un PICCH 1501 depende de la velocidad de bit, la velocidad de control de potencia, y un parámetro denominado aquí como "L". L es el número de bits asociados con cada R-CCCH 1503 concreto en cada mini-ventana PICCH 1505. Por ejemplo, la velocidad de bit mostrada en la figura 15 es igual a 9600 bps, la velocidad de control de potencia es 800 Hz, y el número de bits L mostrado es igual a 4. Por lo tanto, el número de R-CCCHs 1503 que pueden ser soportados es igual a 3. Esto es así ya que la velocidad de control de potencia es igual a 800 Hz. Por consiguiente, la duración de cada mini-ventana PICCH 1505 es igual a 1,25 ms. Además, la velocidad de bit es 9600 bps. Por lo tanto, en un período de 1,25 ms (esto es, en una mini-ventana PICCH) habrá 12 bits. Si hay 4 bits asociados con cada R-CCCH 1503, entonces hay suficientes bits en cada mini-ventana PICCH 1505 para tres R-CCCHs 1503.
Alternativamente, el número de R-CCCH 1503 puede ser utilizado para determinar el valor de L. En la figura 15, dado que el PICCH 1501 está funcionando a 9600 bps, y la velocidad de control de potencia se asume que es 800 Hz, hay 12 bits en cada mini-ventana PICCH 1505. Dado que hay tres R-CCCHs (sólo se muestra uno) asociados con el PICCH 1501 en la figura 15, el valor de L = 4 = 12/3. Esto es, cada mini-ventana PICCH 1505 proporciona preferiblemente un número igual de bits L para cada uno de los R-CCCHs 1503 que están asociados con el PICCH 1501. En el modo de realización mostrado en la figura 15, cada mini-ventana PICCH 1505 incluye tres "sub-mini-ventanas" 1507. Una sub-mini-ventana 1507 es igual a L bits. La primera sub-mini-ventana 1507a comienza al comienzo de la mini-ventana PICCH 1505. Cada sub-mini-ventana 1507 subsiguiente comienza en la posición de bit que sigue al último bit de la sub-mini-ventana 1507 previa. Generalmente, cada sub-mini-ventana 1507 incluye un primer bit de control de potencia 1509, seguido de L - 1 bits 1511 de valor "hash". Más adelante se proporciona una definición de los valores hash transportados por los bits 1511 de valor hash. Debe notarse que el PICCH 1501 puede estar modulado en cuadratura con otro canal del sistema.
Cada R-CCCH 1503 que está asociado con el PICCH 1501 se divide en mini-ventanas R-CCH (no mostradas). Las mini-ventanas R-CCH indican los momentos relativos en que pueden tener lugar eventos concretos en el RCCCH. Las mini-ventanas R-CCCH se alinean preferiblemente con las mini-ventanas PICCH 1505 del PICCH. Sin embargo, se puede implementar un retraso de alineamiento ("D1") que desfasa el comienzo de cada mini-ventana R-CCCH del comienzo de una mini-ventana PICCH 1505. Además, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, cada R-CCCH comienza en un momento que se determina con relación al comienzo de la sub-mini-ventana 1507 asociada con ese R-CCCH. Por lo tanto, el temporizado del RCCCH asociado con la segunda sub-mini-ventana 1507 estará desfasado respecto al temporizado del R-CCCH asociado con la primera sub-mini-ventana 1507a en la duración de una sub-mini-ventana.
Las mini-ventanas R-CCCH tienen una duración que es preferiblemente igual a la duración de las mini-ventanas PICCH 1505 del PICCH 1501. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, las mini-ventanas R-CCCH tienen una duración que es igual a un múltiplo entero de las mini-ventanas PICCH 1505. Debe notarse que algunos de los bits se muestran en la figura 15 como mayores que otros. Los bits mayores pretenden indicar que se está transmitiendo energía, mientras que bits menores pretenden indicar que no se está transmitiendo energía. La altura relativa de cada uno no pretende de ningún modo implicar la potencia relativa de un bit con respecto a otro.
La función de cada uno de los bits en la sub-mini-ventana 1507 depende del estado del R-CCCH asociado. De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, los bits está modulados utilizando modulación por desfase de fase bivalente (BPSK) encendido-apagado. BPSK significa que la energía puede ser transmitida en cada instante de bit. Esta energía está modulada típicamente como una sinusoide que tiene una o dos relaciones de fase con relación a una referencia de fase sinusoidal (por ejemplo, 0 grados desde la fase de referencia o 180 grados desde la fase de referencia). El hecho de que la información sea BPSK "encendido-apagado" se refiere además al hecho de que es posible asimismo que no se transmita energía durante el instante de bit.
Las funciones de bit de sub-mini-ventana se definen como sigue. Cada uno de los bits en la primera sub-mini-ventana 1507 de cada mini-ventana PICCH 1505 está asociado con el primer R-CCCH 1503, y está dedicado al mismo. Cada uno de los bits en la segunda sub-mini-ventana 1507 de cada mini-ventana PICCH 1505 está asociado con el segundo R-CCCH 1503, y dedicado al mismo. Cada sub-mini-ventana 1507 subsecuente está dedicada a un R-CCCH 1503 asociado.
Inicialmente, cuando el R-CCCH 1503 asociado no está en uso por cualquier estación móvil, cada uno de los bits en la sub-mini-ventana 1507 está "en reposo" (esto es, no se transmite energía durante ese instante de bit). La transmisión de un bit en reposo en la primera posición de bit 1508 de la sub-mini-ventana 1507 es indicativa del hecho de que ninguna estación móvil ha intentado todavía acceder al R-CCCH 1503 asociado.
Para acceder a un R-CCCH 1503, una estación móvil determina si el primer bit en la sub-mini-ventana 1505 asociada con ese R-CCCH 1503 está en reposo. De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, la estación móvil determina si el canal está en reposo u ocupado añadiendo valor absoluto de las decisiones blandas sobre los bits de control, computando la razón de energía a interferencia total resultante y comparando esto con un umbral específico del sistema. El canal se considera "ocupado" si la razón medida supera el umbral.
Si el primer bit en la sub-mini-ventana 1505 asociada con el R-CCCH 1503 está ocupado (si está transmitiendo energía en esa posición de bit), entonces la estación móvil busca otro R-CCCH 1503 para acceder. De acuerdo con un modo de realización, la estación móvil no hace nada durante un tiempo de retroceso aleatorio, que se selecciona de acuerdo con los parámetros del sistema, tras el cual repite el algoritmo comenzando por la selección de uno de los R-CCCH 1503.
Si el primer bit en la sub-mini-ventana 1507 asociada con el R-CCCH 1503 está en reposo, entonces la estación móvil transmite un preámbulo 1510 inicial sobre el R-CCCH 1503 al cual la estación móvil desearía acceder. De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el preámbulo inicial no se transmite cada vez que el R-CCCH 1503 se determina como en reposo. Antes bien, la estación móvil transmite el preámbulo un porcentaje de tiempo predeterminado (esto es, con una probabilidad de "p", en donde p se determina como un parámetro del sistema). Esto se denomina frecuentemente como un esquema de "persistencia-p". Tales esquemas de persistencia-p reducen la probabilidad de que más de una estación móvil vaya intentar transmitir un preámbulo a la misma vez. El preámbulo se codifica con un código de número pseudo-aleatorio (PN) que es retrasado un número aleatorio de "chips" (esto es, unidades de información). En un modo de realización, el retraso es igual a 512 chips. El preámbulo es preferiblemente un patrón conocido fijo. En un modo de realización, el preámbulo incluye alguna indicación de la velocidad de datos. Si la estación móvil no transmite en respuesta a la determinación de persistencia, la estación móvil examinará entonces el estado de ocupación de la siguiente mini-ventana para determinar si transmitir el preámbulo. Si el primer bit en la sub-mini-ventana 1507 de la siguiente mini-ventana 1505 está en reposo, entonces la estación móvil transmitirá durante la siguiente mini-ventana R-CCCH con una probabilidad de p. Este proceso se repite hasta que tiene lugar la transmisión. Si la estación móvil determina que el primer bit en la sub-mini-ventana 1507 asociada con el R-CCCH 1503 está ocupado, entonces la estación móvil se comporta del mismo modo que la estación móvil lo haría si se determinara que el R-CCCH 1503 estaba ocupado la primera vez.
De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el preámbulo puede ser transmitido en burbujas (esto es, el preámbulo puede ser enviado como un número de porciones discretas, con un retraso entre cada una de tales porciones). Alternativamente, el preámbulo puede ser repetido en su totalidad con un retraso entre la transmisión de cada repetición.
De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, una palabra de velocidad 1516 se transmite directamente tras el preámbulo 1510. La palabra de velocidad 1516 indica a la estación de base la velocidad a la cual la estación móvil requiere que se le envíe información si se ha conseguido acceder al R-CCCH 1503. Debe entenderse que la determinación de la velocidad se puede llevar a cabo de diversos modos alternativos, y que el temporizado de la transmisión de la palabra de velocidad no necesita ser tal que la palabra de velocidad 1516 siga directamente tras el preámbulo 1510. Un modo alternativo en el que se puede determinar la velocidad es codificando el preámbulo con un código que sea único para la velocidad concreto. Otra manera es codificar el preámbulo de tal modo que aumente la tasa de error si la estación de base intenta decodificar el preámbulo a la velocidad errónea. La estación de base intentará decodificar el preámbulo utilizando cada velocidad a la cual la estación móvil podría haber codificado el preámbulo. El intento de decodificar el preámbulo que da como resultado la mejor tasa de error se determina que es la velocidad correcta.
Cuando una estación móvil transmite un preámbulo 1510 inicial a la estación de base sobre el R-CCCH 1503, la estación de base recibe esa energía. Si la estación de base puede determinar la velocidad a la cual la estación móvil requiere que se le envíen datos sobre el R-CCCH 1503, entonces la estación de base responde determinando si la cantidad de energía que fue recibida es apropiada a la velocidad de bit a la cual la estación móvil requiere que se le envíe información sobre el R-CCCH 1503. Esto es, la estación de base determina si la razón señal a ruido del preámbulo es adecuada (no demasiado grande, ni demasiado pequeña) para soportar la transmisión de datos a la velocidad requerida con la tasa de error requerida. Si el nivel de potencia recibido es superior o inferior al nivel de potencia deseado para la velocidad de datos requerida, entonces la estación de base calcula el ajuste necesario para convertir el nivel de potencia en adecuado. Debe notarse que en un modo de realización de la presente invención, el control de potencia se lleva a cabo sobre la señal piloto y no sobre la señal de tráfico. La velocidad a la cual se transmiten los datos se tienen consideración por la estación móvil, que ajusta el valor de la palabra de ajuste de potencia inicial en base a la velocidad a la cual la estación móvil transmitirá el mensaje.
Una vez que la estación de base determinado cuánto ajuste es deseable en el nivel de potencia de la señal transmitida desde la estación de base (esto es, la cantidad de energía que debe ser transmitida por la estación móvil), la estación de base transmitirá una palabra de ajuste de potencia inicial 1507b sobre el PICCH 1501 utilizando bits que están "preasignados". Preasignar los bits significa que el significado de los bits en posiciones relativas dentro de la sub-mini-ventana 1507 está predeterminado. En el modo de realización mostrado en la figura 15, los cuatro bits de la sub-mini-ventana 1507b están predeterminados para transportar la palabra de ajuste de potencia inicial. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, la longitud en número de bits de la palabra de ajuste de potencia inicial 1507b no es superior a L. Si el número de bits se divide homogéneamente en el número L, pero es inferior a L, entonces de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, la palabra de ajuste de potencia inicial 1507b se repite tantas veces como sea posible en los L bits de la sub-mini-ventana 1507. La presencia de energía en el primer bit 1508 de la sub-mini-ventana 1507b indica a aquellas estaciones móviles que recibirán el PICCH 1501 que el R-CCCH 1053 asociado con aquella sub-mini-ventana 1507b está "ocupado". Debe notarse que se utiliza preferiblemente más de un bit para indicar el ajuste de potencia inicial. Por consiguiente, como se verá más adelante, al menos algunos de los bits que están preasignados a la palabra de ajuste de potencia inicial se preasignan posteriormente para devolver el valor hash una vez que la palabra hash ha sido recibida.
Un retraso, denominado como "retraso de detección de base" (D2), tiene lugar entre el fin del preámbulo inicial en la estación móvil y el comienzo de la transmisión de la palabra de ajuste de potencia inicial 1507b. Este retraso es un múltiplo entero de mini-ventanas PICCH 1505. En un modo de realización de la presente invención, el retraso de detección de base tiene una duración de entre 0 y 15 mini-ventanas PICCH. Debe notarse que al transmitir un preámbulo 1510 inicial y esperar para recibir una palabra de ajuste de control de potencia inicial 1507b, la estación de base puede fijar el nivel de potencia de la estación móvil previamente a transmisiones de información a la velocidad de bit deseada. Esto es ventajoso, ya que el preámbulo puede ser transmitido a un nivel de potencia menor que la información debido al hecho de que el patrón de bits del preámbulo es conocido y repetitivo. Esto, en combinación con el hecho de que el preámbulo se recibe coherentemente, permite que la energía sea integrada coherentemente sobre la duración del preámbulo.
Después de transmitir el preámbulo, y la palabra de velocidad, si se utiliza una, la estación móvil intentará decodificar la sub-mini-ventana asociada con el R-CCCH 1503 requerido. Como se muestra en la figura 15, no debe haber ninguna potencia transmitida en las sub-mini-ventanas 1505c que tienen lugar antes de la finalización del retraso de detección de base D2 (que es preferiblemente un parámetro predeterminado del sistema). Por lo tanto, si la estación móvil detecta potencia en una sub-mini-ventana 1505c que tiene lugar durante el retraso de detección de base D2, la estación móvil asumirá que se le ha otorgado acceso al R-CCCH asociado a esa sub-mini-ventana 1507 a otra estación móvil.
Tras el retraso de detección de base D2, la estación móvil debe ser capaz de detectar la palabra de ajuste de potencia inicial. Si la estación móvil es incapaz de detectar la palabra de ajuste de potencia inicial 1507b, entonces la estación móvil asumirá preferiblemente que ha fallado el intento de acceso e intenta acceder de nuevo, comenzando con la selección de un R-CCCH 1503 sobre el cual la estación móvil desea transmitir. Como en el caso de cualquier otra etapa del proceso, si la estación móvil determina que el intento ha fallado, entonces la estación móvil preferiblemente desistirá durante un período de tiempo aleatorio e intentará acceder de nuevo.
Si la estación móvil es capaz de detectar la palabra de ajuste de potencia inicial, entonces la estación móvil asume que la estación de base ha detectado el preámbulo 1510 transmitido por estación móvil. Sin embargo puede ser posible que el preámbulo 1510 que fue transmitido por otra estación móvil fuera detectado por estación de base. Este estado se remedia como se detalla más adelante. En cualquier caso, al final de la mini-ventana PICCH 1505d que incluye la palabra de ajuste de potencia inicial 1507b, la estación móvil comienza preferiblemente a transmitir un preámbulo de estimación de canal 1513. La potencia a la cual la estación móvil transmite el preámbulo de estimación de canal responde al valor de la palabra de ajuste de potencia inicial recibida. Además, la estación móvil ajusta su potencia de transmisión como respuesta a la velocidad de datos que se va a utilizar sobre el R-CCCH 1503. La cantidad de tiempo que pasa entre el final de la mini-ventana PICCH 1505c y el comienzo del preámbulo de estimación de canal 1513 se muestra en la figura 15 con una duración de una mini-ventana PICCH. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, se puede imponer un "retraso de retención móvil" (D3) que tiene una duración que es cualquier múltiplo entero de la duración de una mini-ventana PICCH 1505. Igualmente, el preámbulo de estimación de canal 1513 se muestra con una duración igual a una mini-ventana PICCH 1505. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, la duración del preámbulo de estimación de canal 1513 es igual a la duración de cualquier múltiplo entero de mini-ventanas PICCH 1505.
Tras la transmisión del preámbulo de estimación de canal, se transmite una palabra "hash" 1514 que tiene un valor hash derivado de información que es exclusiva de la estación móvil de transmisión. El valor hash se genera mediante una función hash que mapea información de entrada exclusiva de una primera longitud a un valor hash de salida de la longitud más corta que la longitud de la información de entrada. Por ejemplo, en un modo de realización de la presente invención, la información de entrada incluye el número de serie electrónico (ESN) de la estación móvil. El ESN es exclusivo de cada estación móvil. Sin embargo, el ESN es relativamente largo. La función hash mapea el ESN a un valor que es más corto (requiere menos bits) que el ESN. La palabra hash 1514 ayuda a la estación móvil y a la estación de base determinar qué estación móvil obtendrá acceso al R-CCCH 1503.
Dado que el valor hash se deriva de información que es exclusiva de la estación móvil, cada estación móvil generará un valor hash "casi exclusivo". Los valores hash serán casi exclusivos para cada estación móvil debido a que la longitud de la palabra hash 1514 es preferiblemente demasiado corta para permitir que un número suficiente de valores hash exclusivos alojen todas las estaciones móviles que están en funcionamiento a lo largo del mundo. No obstante, la longitud de la palabra hash 1514 es suficiente para hacer improbable que más de una estación móvil en el mismo área de funcionamiento (esto es, en comunicación con la misma estación de base) genere el mismo valor. El uso de esta palabra hash 1514 permite que se transmita menos información de la necesaria para distinguir de modo inequívoco la estación móvil que ha obtenido acceso al R-CCCH 1503 de cualquier otra estación móvil que esté actualmente en funcionamiento lo largo del mundo, mientras que distingue todavía esa estación móvil de cualquier otra en el área, en la mayoría de los casos. En un modo de realización de la presente invención, el valor hash se repite con el fin de asegurar que se decodifica correctamente en la estación móvil. Si en cualquier momento durante la recepción de la palabra hash, la estación móvil determina que el valor hash que se está recibiendo no es el valor hash que se fue transmitido por esa estación móvil, entonces la estación móvil deja de transmitir sobre el R-CCCH 1503 y asume que el intento de acceso ha fallado. Dependiendo del nivel de potencia recibida por la estación móvil, la estación móvil puede determinar cómo de fiable es cada bit del valor hash y si debe terminar la transmisión sobre el R-CCCH como respuesta a la recepción de bits erróneos en el valor hash. En algún momento, la estación móvil terminará la transmisión si el valor recibido no es el valor hash transmitido. De acuerdo con un diseño alternativo, la palabra hash puede ser suprimida (esto es, no transmitida en el R-CCCH 1503).
Una vez que la palabra hash 1514 es transmitida, la estación móvil transmite un mensaje. Este mensaje contiene el contenido de usuario que va a ser transmitido entre la estación móvil y la estación de base.
Debe mencionarse que cada una de las sub-mini-ventanas 1507c, 1507d que se transmiten durante un "retraso de control de potencia" (D4) son bits "simulados". Los bits simulados no tienen otro significado cuando son recibidos por estación móvil que el de reserva de sitio y para indicar que el R-CCCH 1503 está ocupado. El retraso de control de potencia D4 es el tiempo entre el comienzo del preámbulo de estimación de canal y el comienzo de la información de control de potencia. Este retraso está presente preferiblemente debido a la necesidad de tiempo en la estación de base para determinar el valor de control de potencia adecuado. Por lo tanto, el primer bit de control de potencia 1512 que se usa por la estación móvil se envía durante una sub-mini-ventana 1507e, lo que tiene lugar tras el retraso de control de potencia D4.
Debe mencionarse que de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, tan sólo hay un bit de control de potencia en cada sub-mini-ventana 1507, con excepción de los bits de control de potencia inicial 1508 descritos anteriormente. En el modo de realización mostrado en la figura 15, el primer bit en la sub-mini-ventana es el bit de control de potencia. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el bit de control de potencia puede ser cualquiera de los bits en la sub-mini-ventana 1507. Además, en un modo de realización alternativo, se usa más de un bit de control de potencia para indicar cuánto debe ajustar la estación móvil la potencia que se va a transmitir sobre el R-CCCH 1503. En el modo de realización en el que sólo hay un bit de control de potencia, el valor del bit de control de potencia se repite preferiblemente para cada uno de los bits remanentes en la sub-mini-ventana 1507e, ya que el valor hash no es conocido en el momento en el que la sub-mini-ventana 1507e es transmitida.
Un "retraso de código hash" D5 tiene lugar una vez que toda la palabra hash 1514 ha sido recibida. El retraso de código hash D5 se muestra como igual al resto de la mini-ventana PICCH 1505g. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el retraso de código hash se prolonga más allá del comienzo de la siguiente mini-ventana PICCH en una duración igual a la duración de un múltiplo entero de mini-ventanas PICCH. Por consiguiente, se puede especificar que el retraso de código hash D5 tenga una duración que dure hasta el comienzo de una mini-ventana PICCH 1505 que comience una vez que toda la palabra hash 1514 ha sido recibida.
Como respuesta la recepción de la palabra hash 1514 y una determinación por la estación de base de que la estación móvil que ha transmitido la palabra hash 1514 ha obtenido acceso al R-CCCH 1503, la estación de base transmite un bit de control de potencia. El bit de control de potencia indica que el R-CCCH 1503 asociado con esa sub-mini-ventana 1507 está ocupado y si la estación móvil debe ajustar la potencia de salida transmitida sobre el R-CCCH 1503 bien hacia arriba o hacia abajo. Como se muestra en la figura 15, el bit de control de potencia 1515a se transmite como el primer bit en la sub-mini-ventana 1507f. Como se indicó anteriormente, en un modo de realización alternativo, el bit de control de potencia se sitúa en una posición de bit distinta a la primera posición de bit en la sub-mini-ventana 1507f. En el modo de realización mostrado en la figura 15, un tren de bits 1517a que representa una porción de la función hash sigue al bit de control de potencia. Este tren de bits 1517a es preferiblemente de la misma longitud que la sub-mini-ventana menos uno (esto es, menos el bit de control de potencia). Por lo tanto, la combinación del bit de control de potencia y el tren de bits que representa la función hash comprende la sub-mini-ventana 1507f completa.
En el modo de realización mostrado en la figura 15, la longitud de la palabra hash 1514 es mayor que el número de bits en una sub-mini-ventana 1507. Por lo tanto, sólo los tres primeros bits 1517a de la palabra hash siguen al bit de control de potencia 1515a en la sub-mini-ventana 1507f. Los siguientes tres bits 1517b de la palabra hash 1514 siguen al bit de control de potencia 1515b en la siguiente sub-mini-ventana 1507g asociada con el mismo R-CCCH 1503 que la sub-mini-ventana 1507f. Cada sub-mini-ventana 1507 subsecuente transporta tres bits adicionales hasta que todo el valor hash es enviado. De acuerdo con un modo de realización, el valor hash es repetido con el fin de asegurar que todos las estaciones móviles saben si se les ha otorgado acceso al R-CCCH 1503 asociado con la sub-mini-ventana que transporta la palabra hash 1514. Este proceso de repetir el valor hash en el PICCH es conocido como "devolver por eco" el valor hash.
En un modo de realización de la presente invención, la palabra hash 1514 puede no haber sido recibida completamente antes del final del retraso de control de potencia D4. Por lo tanto, en un modo de realización semejante, la palabra hash no puede ser devuelta de hasta después del retraso de código hash D5.
En un modo de realización alternativo de la presente invención, cada sub-mini-ventana en el PICCH se codifica sobre toda la mini-ventana PICCH 1505 utilizando un código ortogonal diferente. Adicionalmente, el R-CCCH asociado con cada sub-mini-ventana tiene el mismo temporizado. En todavía otro modo de realización alternativo, cada R-CCCH está dedicado a una velocidad de bit concreta. Por consiguiente, uno de los factores determinantes para seleccionar sobre qué R-CCCH desea transmitir la estación móvil será la velocidad de bit que se desea. Todavía más, en un modo de realización de la presente invención, algunos, o todos los parámetros del sistema pueden ser programables. Estos parámetros incluyen: (1) persistencia; (2) retraso de transmisión (esto es, la cantidad de tiempo desde que la estación móvil encuentra que el canal está ocupado al momento en el que la trasmisión se replanifica); (3) número de canales PICCH en un sistema; (4) un código de mapeo que muestra cómo se mapean R-CCCH soportados a sub-mini-ventanas específicas; (5) desfase de mini-ventana R-CCCH (diferencia entre el comienzo de una mini-ventana PICCH y una mini-ventana R-CCCH); (6) longitud del preámbulo; (7) longitud de la palabra de velocidad, si se utiliza; (8) retraso de detección de base D2; (9) longitud de palabra de ajuste de potencia inicial; (10) retraso de retención móvil D3; (11) duración del preámbulo de estimación de canal; (12) longitud de palabra hash; (13) número de ecos de palabra hash; (14) retraso de control de potencia D4; (15) retraso de código hash D5; y (16) longitud máxima de mensaje.
En otro modo de realización de la presente invención, la tasa de control de potencia puede ser alterada con el fin de cambiar la longitud de la mini-ventana PICCH. En otro modo de realización alternativo, el uso de más de un bit de control de potencia en una sub-mini-ventana permite que la energía de más de un bit sea integrada coherentemente en el tiempo con el fin de determinar mejor el valor de los bits de control de potencia utilizando menos energía por bit.
La figura 16 es un diagrama de bloques simplificado de una estación móvil 1600 de acuerdo con la presente invención. La estación móvil 1600 incluye una antena 1601, una sección de entrada 1603 de radiofrecuencia (RF), un procesador 1605, y una memoria 1607. Esencialmente, todas las funciones de la presente invención se realizan por el procesador 1605 que recibe preferiblemente información digital de la sección de entrada RF 1603. La memoria 1607 almacena parámetros del sistema e instrucciones que son ejecutadas por el procesador 1605. El procesador 1605 transmite asimismo información sobre el R-CCCH 1503. La información es generada por el procesador 1605.
La trasferencia de llamada suave puede ser facilitada en la estación móvil transmitiendo sub-canales específicos del F-PICCH en transmisión simultánea sobre sectores (parejas o todos los sectores) de una célula. El sistema necesitaría especificar qué sub-canales F-PICCH (y los correspondientes R-CCCH) son soportados en el modo simultáneo. Uno o múltiples sub-canales simultáneos podrían ser soportados en una célula. La estación móvil toma decisiones preferiblemente para usar un canal simultáneo en base a resistencias piloto diferenciales de los sectores. El rendimiento de usuarios en esta zona de transferencia de llamada aumentará enormemente.
De acuerdo con un modo de realización, se define un F-PICCH específico auxiliar para su uso sobre otros sectores de una célula. La primera señal de ocupado se comunica, quedando en reposo inmediatamente después. Por consiguiente, la carga sería extremadamente baja, y podría ser utilizado sólo por usuarios que intentan determinar si el canal está ocupado en el momento correcto. El F-PICCH auxiliar no sería utilizado por usuarios que monitorizaran el canal para el estado de reposo inicial.
La descripción anterior de modos de realización preferidos se proporciona para permitir a cualquier persona experta en la técnica hacer o utilizar la presente invención. Las diversas modificaciones a estos modos de realización serán fácilmente aparentes para los expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos aquí pueden ser aplicados a otros modos de realización sin el uso de facultades inventivas. Así pues, la presente invención no pretende limitarse a los procedimientos y aparatos mostrados aquí, sino que esté de acuerdo con el con las reivindicaciones expuestas a continuación.

Claims (17)

1. Un procedimiento para indicar si una estación móvil (1300) que está intentando acceder a un canal de acceso múltiple (1503) ha ganado acceso al canal de acceso múltiple, que incluye las etapas de:
a)
recibir en una estación de base (1400) una petición de acceso al canal de acceso múltiple (1503), petición que incluye un preámbulo (1510, 1513) y un valor hash que indica la identidad de la estación móvil (1300);
b)
transmitir desde la estación de base (1400) sobre un canal de control un bit de control de potencia, cuya presencia indica que el canal de acceso múltiple (1503) está ocupado, si el canal de acceso múltiple está ocupado;
c)
asignar el canal de acceso múltiple (1503) al valor hash sólo si el canal de acceso múltiple no está ocupado;
d)
radiodifundir un mensaje desde la estación de base (1400) sobre dicho canal de control, mensaje que incluye el valor hash recibido con la petición;
en el que dicha radiodifusión comprende transmitir una palabra de ajuste de potencia inicial utilizando bits preasignados de una sub-mini-ventana en respuesta a un nivel de potencia del preámbulo (1510), en el que al menos uno de los bits preasignados de la palabra de ajuste de potencia inicial está preasignado para devolver por eco el valor hash recibido de la estación móvil (1300) una vez que el valor hash ha sido recibido.
2. Un procedimiento para acceder a un canal de acceso múltiple (1503), en el que el procedimiento se ejecuta mediante una estación móvil (1300) e incluye las etapas de:
a)
transmitir una petición de acceso al canal de acceso múltiple sobre un primer canal, petición que incluye un preámbulo (1510, 1513) y un valor hash que indica la identidad de la estación móvil (1300);
b)
comprobar la recepción de un bit de control de potencia sobre un canal de control indicativo de si el canal de acceso múltiple (1503) está ocupado;
c)
recibir sobre dicho canal de control un mensaje de la estación de base (1400), mensaje que incluye el valor hash transmitido con la petición, si la estación móvil ha obtenido acceso al canal de acceso múltiple (1503); en el que dicha recepción incluye recibir una palabra de ajuste de potencia inicial utilizando bits preasignados de una sub-mini-ventana, en el que al menos uno de los bits preasignados de la palabra de ajuste de potencia inicial está preasignado para devolver por eco el valor hash recibido de la estación móvil (1300) una vez que el valor hash ha sido recibido; y
d)
cesar de transmitir sobre el canal de acceso múltiple si el valor hash recibido en el mensaje no es el valor hash transmitido.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, que incluye además las etapas de:
transmitir dicho preámbulo (1510) desde la estación móvil (1300);
cesar la transmisión;
recibir dicha palabra de ajuste de control de potencia inicial; y
reanudar la transmisión, ajustando la potencia de la transmisión reanudada en respuesta al valor de la palabra de ajuste de control de potencia inicial recibida.
4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, que incluye además la etapa de transmitir una palabra de tasa de transmisión (1516) antes de cesar la transmisión.
5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el bit de control de potencia comprende una pluralidad de estados.
6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que un primer estado de la pluralidad de estados inicia la transmisión de información de mensaje desde la estación móvil (1300).
7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que un segundo estado de la pluralidad de estados inhibe el inicio de la transmisión de la información de mensaje desde la estación móvil (1300).
8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que un tercer estado de la pluralidad de estados cesa la transmisión de información de mensaje desde la estación móvil (1300).
\newpage
9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que un segundo estado de la pluralidad de estados aumenta un nivel de potencia de salida de la estación móvil (1300).
10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que un tercer estado de la pluralidad de estados disminuye un nivel de potencia de salida de la estación móvil (1300).
11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el bit de control de potencia comprende una pluralidad de estados.
12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que un primer estado de la pluralidad de estados inicia la transmisión de información de mensaje desde la estación móvil (1300).
13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que un segundo estado de la pluralidad de estados inhibe el inicio de la transmisión de información de mensaje desde la estación móvil (1300).
14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que un tercer estado de la pluralidad de estados cesa la transmisión de información de mensaje desde la estación móvil (1300).
15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que un segundo estado de la pluralidad de estados aumenta un nivel de potencia de salida de la estación móvil (1300).
16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que un tercer estado de la pluralidad de estados disminuye un nivel de potencia de salida del estación móvil (1300).
17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además continuar transmitiendo sobre el canal de acceso múltiple (1503) sólo si el valor hash es devuelto a la estación móvil (1300) dentro de un período de tiempo predeterminado.
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