ES2347028T3 - Procedimiento y aparatos para un control de potencia rapido de señales transmitidas por un canal de acceso multiple. - Google Patents
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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.
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.
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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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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
\vskip1.000000\baselineskip
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.
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.
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.
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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