PT1685659E - Sistema de comunicação rádio, método de utilização de um sistema de comunicação, e uma estação móvel - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO RÁDIO, MÉTODO DE UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO, E UMA ESTAÇÃO MÓVEL

Esta invenção refere-se a um sistema de comunicação rádio, método de utilização de um sistema de comunicação, e uma estação móvel.

Num sistema de comunicação rádio compreendendo estações base de localização fixa e estações móveis, as transmissões de uma estação base para uma estação móvel ocorre num canal de ligação descendente e as transmissões de uma estação móvel para uma estação base ocorrem num canal de ligação ascendente. É conhecido que usar o controlo de potência de transmissão de circuito fechado de ligação descendente em que a estação móvel mede a qualidade de um sinal piloto de ligação descendente controlado de potência recebida e transmite comandos de controlo de potência de transmissão (TPC) para uma estação base de modo a que um adequado, mas não excessivo, nivel de sinal recebido seja mantido na estação móvel apesar das flutuações nas condições de canal de ligação descendente. É também conhecido o usar do controlo de potência de transmissão de circuito fechado de ligação ascendente em que a estação base mede a qualidade de um sinal piloto de ligação ascendente recebido e transmite comandos de controlo de potência de transmissão (TPC) para a estação móvel base de modo a que um adequado, mas não excessivo, nivel de sinal recebido seja mantido na estação móvel apesar das flutuações nas condições de canal de ligação ascendente. 1

Quando uma pluralidade de estações móveis partilham um canal, são fornecidos para cada estação móvel activa comandos TPC separados porque cada estação móvel irá experimentar flutuações de canal únicas. De um modo similar, um sinal piloto de ligação descendente é fornecido para cada estação móvel activa; cada estação móvel descodifica o seu sinal piloto respectivo para estimar as caracteristicas prevalecentes do canal para a estação móvel e opcionalmente para gerar uma referência de fase. As caracteristicas de canal estimadas e a referência de fase são então usadas para ajudar a desmodular os sinais de transporte de informação. Os sinais piloto compreendem valores de dados predeterminados para permitirem que uma estação móvel determine prontamente a distorção introduzida pelo canal.

Os sinais de piloto e os sinais de transporte dos comandos TPC estão sujeitos a controlo de potência de transmissão. A transmissão dos sinais piloto e os comandos TPC usam recursos de sistema. Por exemplo, num Acesso Múltiplo por Divisão do Código (CDMA) códigos de canal de sistema são requeridos para os sinais piloto e comandos TPC e os intervalos de tempo do sistema Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA) são requeridos para os sinais piloto e os comandos TPC. 0 documento "HSDPA operação sem um associado DPCH (TDD)", do 3GPP TSG RAN WG1#33, descreve a necessidade de uma solução para o caso onde o controlo de potência de ligação ascendente de circuito fechado é para ser permitido. 2

Um objectivo da invenção é reduzir a exigência de recursos de sistema.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção é fornecida uma estação móvel para uso num sistema de comunicação com uma estação base, compreendendo a estação móvel: meios de recepção para receber da estação base um primeiro sinal de ligação descendente, meios de medição para medir um parâmetro do primeiro sinal de ligação descendente recebido; meios de controlo de potência para gerar uns primeiros comandos de controlo em resposta ao parâmetro medido; e meios de transmissão para transmitir os primeiros comandos de controlo de potência para a estação base; em que os meios de medição são adaptados para medir o parâmetro do primeiro sinal de ligação descendente enquanto o primeiro sinal de ligação descendente é modulado com valores de dados não predeterminados e sujeitos ao controlo de potência de transmissão de acordo com os primeiros comandos de controlo de potência.

De acordo com um segundo aspecto da invenção é fornecido um sistema e comunicação rádio compreendendo uma estação base e pelo menos uma estação móvel de acordo com um primeiro aspecto da invenção.

De acordo com um terceiro aspecto da invenção é providenciado um método de operar um sistema de comunicação compreendendo uma estação base e pelo menos uma estação móvel, que compreende, 3 na estação base, a recepção dos primeiros comandos de controlo de potência transmitidos pela estação móvel e a transmissão de um primeiro sinal de ligação descendente modulado com valores de dados não predeterminados e sujeitos ao controlo de potência de transmissão de acordo com os primeiros comandos de controlo de potência e a estação móvel, recepção do primeiro sinal de ligação descendente, medindo um parâmetro do primeiro sinal de ligação descendente modulado com valores de dados não predeterminados, gerando os primeiros comandos de controlo de potência em resposta ao parâmetro medido e transmitindo os primeiros comandos de controlo de potência. A invenção baseia-se no facto que o controlo de potência de circuito fechado de ligação descendente possa ser operado através da medição da qualidade dos símbolos de dados não predeterminados de ligação descendente recebidos ao invés de símbolos piloto predeterminados e por nalgumas circunstâncias, os sinais piloto de ligação descendente separados para cada estação móvel activa não serem necessários para avaliação de canal. Nalgumas circunstâncias, a avaliação de canal de ligação descendente não é necessária de todo e noutras circunstâncias um sinal piloto de ligação descendente comum transmitido num nível de potência constante pode ser usado ao invés de sinas piloto separados. Nalgumas circunstâncias a estação de base transmite um segundo sinal de ligação descendente de potência não controlada ou um sinal de ligação descendente de nível de potência constante, sendo a estação móvel adaptada para derivar uma avaliação de canal deste sinal. Assim sendo, são possíveis operações usando poucos recursos de sistema de ligação descendente. 4

De um modo opcional, os valores de dados predeterminados usados para medir a qualidade de um sinal recebido para controlo de potência em circuito fechado de ligação descendente pode transportar os comandos TPC de ligação descendente usados para controlo de potência de ligação ascendente. A invenção irá agora ser descrita, apenas a titulo de exemplo, fazendo referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 é um diagrama esquemático em bloco de um sistema de comunicação; e A Figura 2 é um fluxograma de um método de operar um sistema de comunicação.

Uma aplicação para a invenção é no Sistema Universal de

Comunicações Móveis (UMTS). No modo Duplicação por Divisão de Frequência (FDD) UMTS, na Publicação 5 das Especificações UMTS que pode ser vista em http: /'/www. 3gpp. org, é possível operar o Acesso de Pacotes de Ligação Descendente de Alta Velocidade (HSDPA) de modo a que o canal dedicado de ligação descendente não seja necessário para dados (utilizador ou sinalização), enquanto os dados podem ser enviados através do Canal Partilhado de Ligação Descendente de Alta Velocidade (HS-DSCH). Um canal dedicado usa um único código de canal para exactamente um utilizador, enquanto um canal partilhado permite que uma pluralidade de utilizadores partilhe um único código de canal, quer em simultâneo quer em multiplexagem de tempo rápido. Muito embora os dados possam ser enviados através de um canal partilhado, um Canal Dedicado de ligação descendente (DCH) continua a ser necessário para transmitir 5 comandos TPC para cada estação móvel activa, de modo a controlar a potência de transmissão de ligação ascendente. A existência de uma ligação descendente DCH requer a alocação de um código de canal para a duração da ligação. Uma maneira de operar a ligação descendente DHC é configurá-la como um DCH fraccionário que compreende apenas simbolos piloto e comandos TPC, com utilizadores múltiplos multiplexados no mesmo código de canal de modo a que cada utilizador use o código de canal para apenas uma fracção de cada intervalo de tempo. A sinalização é usada para especificar estações móveis para usar um código de canal particular e fracção de um intervalo de tempo, de modo a alinhar o tempo de controlo de potência da ligação descendente e ligação ascendente. Tal esquema liberta os códigos de canal que podem ser usados para aumentar a capacidade de sistema. No entanto a presente invenção requer mais alguns recursos. 0 requisito é a estação móvel para ser capaz de derivar um comando de controlo de potência a ser enviado na ligação ascendente. Isto poderá então ser usado pela estação base para ajustar a potência da parte do DHC fraccional correspondente à estação móvel. A invenção baseia-se no reconhecimento de separação dos simbolos piloto para cada estação móvel activa que não são necessários em pelo menos dois casos:

1) Onde a fase transmitida do DHC é referenciada para o sinal piloto comum, por exemplo, através do uso da mesma antena(s) e influência de antena para ambos, o DCH e o sinal piloto comum para o qual a fase do DHC 6 é referenciada. Neste caso as características do canal rádio podem ser estimadas a partir do sinal piloto comum e esta estimativa pode ser usada para descodificar os bits TPC.

Este primeiro caso é bastante provável de aplicar no HSDPA, tal como o HS-DSCH irá ser determinado um sinal piloto comum como uma referência e o mesmo sinal piloto comum pode ser usado para o DHC fraccionário. Tendo em conta que a potência total usada pelos DCHs, não é provável que sejam muito vastos, os benefícios de configuração do feixe de antena separada para DHC fraccionário não irão ser grandes. 2) Onde antenas diferentes ou pesos de antenas são usados para o sinal piloto comum e o DCH, mas a correlação entre elas é suficientemente boa que o sinal piloto comum pode ser usado para fazer com que um canal razoável estimado para o DCH, de modo a que os dados no DCH possam ser recebidos de modo seguro.

Assim, de acordo com a invenção a ligação descendente fraccional DCH pode consistir apenas em multiplexados bits de informação não predeterminados entre utilizadores. Um caso especial de particular interesse é quando estes bits de informação transportam comandos TPC. A amplitude de bits TPC individuais pode ser ajustada pela estação base de acordo com os comandos de controlo de potência recebida da estação móvel relevante. A estação móvel determina a fase de canal de rádio características a partir de um sinal piloto comum apropriado, descodifica os comandos TPC e aumenta ou diminui a potência DPCCH de ligação ascendente de estação móvel como necessário. Assim sendo, a estação móvel usa a amplitude dos bits TPC 7 recebidos para determinar quaisquer comandos TPC enviados através da ligação ascendente. A Figura 1 é um diagrama esquemático em bloco de um sistema de comunicação compreendendo uma estação de base 100 e uma estação móvel 200. Na prática deverá haver uma pluralidade de estações móveis 200, mas por questões de clareza apenas uma estação móvel 200 é ilustrada. A estação móvel 200 compreende um receptor 200 acoplado a uma antena 210 para receber sinais de rádio transmitidos pela estação base 100 acoplada a uma saida do receptor 220 são meios de medição 250 para medir um parâmetro de um sinal recebido da estação de base 100. Os meios de medição 250 são adaptados para medir o parâmetro de um sinal que é modulado com dados não predeterminados e estão sujeito à transmissão do controlo de potência através da estação de base 100. Uma saida dos meios de mediação 250 é acoplado a uma primeira entrada de meios de controlo de potência 230. Os meios de controlo de potência 230 compreendem meios de geração (TPC 1) para gerar os primeiros comandos TPC em resposta ao parâmetro medido pelos meios de medição 250. Uma primeira saida dos meios de controlo de potência 230 é acoplado a uma primeira entrada 244 de um transmissor 240 para transmitir os primeiros comandos TPC através da antena 210 para a estação de base 100. A estação base 100 compreende um transmissor 100 e um receptor 120 acoplado a uma antena 110. O receptor 120 recebe sinais de rádio transmitidos pela estação móvel 200, em particular os primeiros comandos TPC. Uma entrada de um controlador de potência (PC) 130 é acoplado a uma primeira 8 entrada 142 do transmissor 140 para controlar a potência de transmissão 140 de acordo com os primeiros comandos TPC.

De modo opcional, na estação base 100, o controlador de potência 130 mede a qualidade de um sinal recebido da estação móvel 200 e em resposta à qualidade de medida, gera segundos comandos TPC. Uma segunda saída do controlo de potência 130 é acoplada a uma segunda entrada 144 do transmissor 140 para transmissão dos segundos comandos TPC para a estação móvel 200, de modo a controlar a potência de transmissão da estação móvel 200.

De um modo opcional, na estação móvel 200, os meios de controlo 230 são acoplados a uma saída do receptor 220 e compreende uns meios de descodificação (TPC 2) 234 para descodificar os segundos comandos TPC. Uma segunda saída dos meios de controlo de potência 230 é acoplada a uma segunda entrada 242 do transmissor 240 de acordo com os segundos comandos TPC. Neste caso, os dados não predeterminados em que os meios de medição 250 medem podem ser os segundos comandos TPC.

Fazendo referência à Figura 2, as etapas do lado esquerdo do fluxograma referem-se às etapas realizadas na estação base 100 e as etapas do lado direito do fluxograma referem-se às etapas realizadas na estação móvel 200.

Na etapa 310 a estação base 100 recebe os primeiros comandos TPC da estação móvel 200.

Na etapa 320 a estação base 100 transmite para a estação móvel 200 um sinal modulado com valores de dados não 9 predeterminados e sujeitos ao controlo de potência de transmissão de acordo com os primeiros comandos TPC.

Na etapa 330 a estação móvel 200 recebe o sinal modulado com valores de dados não predeterminados.

Na etapa 340 a estação móvel 200 mede um parâmetro do sinal modulado com valores de dados não predeterminados.

Na etapa 350 a estação móvel 200 gera os primeiros comandos TPC em resposta ao parâmetro medido.

De um modo opcional, na etapa 360, os valores de dados podem compreender segundos comandos TPC e a estação móvel 220 pode descodificar os segundos comandos TPC e a etapa 370 a estação móvel pode controlar a sua potência de transmissão de acordo com os segundos comandos TPC.

Na etapa 380 a estação móvel 200 transmite os primeiros comandos TPC gerados na etapa 350. O fluxo reverte então para a etapa 310 e o processo contínua em circuito. O parâmetro de sinal medido pelos meios de medição 250 da Figura 1 e a etapa 340 da Figura 2, poderá ser, por exemplo, quaisquer uns dos sinais para a relação de ruído; sinal para relação de interferência; Eb/N0 (onde Eb é energia por bit e No é densidade de ruído). O valor mínimo de decisão para comando TPC enviado através da ligação descendente pode ser determinado para os comandos TPC recebidos na ligação descendente. Isto em contraste à prática corrente que é definir valores mínimos de decisão em termos 10 do sinal para relação de ruido requerida para ir ao encontro de um alvo de desempenho predeterminado, por exemplo uma taxa de erro de trama de um canal de dados. Uma aplicação para a invenção é um canal de controlo fraccional em modo UMTS FDD (duplex de divisão de frequência). Com um factor de espalhamento de 256 existem 10 símbolos por intervalo. Assim sendo um intervalo pode ser de um modo conveniente suportado quer por 2, 5 ou 10 utilizadores com 5, 2, ou 1 simbolo por comando TPC respectivamente.

Numa outra aplicação da invenção na UMTS o factor de espalhamento poderá ser de 128, que poderá suportar o uso da Diversidade de Transmissão de Tempo Espaço (STTD) aplicado a grupos de dois símbolos. Neste caso, há 20 símbolos por intervalo, de modo a que 10 utilizadores possam ser suportados enquanto continuam a manter os 2 símbolos por comando TPC que é requerido para o processo de codificação STTD.

De modo opcional, evitando a necessidade de transmitir um sinal piloto separado para cada utilizador, a energia que poderia ser usada para transmitir os sinais piloto separados, poderá ser reposta, aumentando o número de símbolos usados para transmitir os comandos TPC, melhorando assim a segurança dos comandos TPC.

Na presente descrição e reivindicações a palavra "a" ou "an" que precedem um elemento não excluem a presença de uma pluralidade de tais elementos. Além disso, a palavra "compreendendo" não exclui a presença de outros elementos ou etapas que as listadas. 11 A partir da leitura da presente descrição, outras modificações serão claras para pessoas peritas na matéria. Tais modificações podem envolver outras caracteristicas que são já conhecidas na técnica de comunicações móveis e que podem ser usadas ao invés ou em adição às caracteristicas aqui já descritas. 19-12-2007 12

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Estação móvel (200) para uso num sistema de comunicação numa estação base (100), a estação móvel (200) compreende: meios de recepção (220) para receber a partir da estação de base (100) um primeiro sinal de ligação descendente, meios de medição (250) para medir um parâmetro do recebido primeiro sinal de ligação descendente; meios de controlo de potência (230) para gerar os primeiros comandos de controlo de potência em resposta ao parâmetro medido; e meios de transmissão (240) para transmitir os primeiros comandos de controlo de potência para a estação base (100); em que os meios de medição (250) são adaptados para medir os parâmetro do primeiro sinal de ligação descendente enquanto o primeiro sinal de ligação descendente é modulado com valores de dados não predeterminados e está sujeito ao controlo de potência de transmissão de acordo com os primeiros comandos de controlo.
2. 2. Estação móvel (200) tal como reivindicado na reivindicação 1, em que os meios de recepção (220) estão adaptados para receber da estação base um sinal de ligação descendente de potência não controlado e para derivar um estimado canal de um segundo sinal de ligação descendente e para aplicar o estimado canal para descodificar o primeiro sinal de ligação descendente. 1
3. 3. Estação móvel tal como reivindicado na reivindicação 1 ou 2, em que os meios de controlo de potência (230) são adaptados para descodificar os valores de dados predeterminados compreendendo comandos de controlo de potência e para ajustar a potência de transmissão e para ajustar a potência de transmissão dos meios de transmissão de acordo com os segundos comandos de controlo de potência.
4. 4. Sistema de comunicação rádio compreendendo uma estação base (100) e pelo menos uma estação móvel (200) tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações, 1, 2 ou 3.
5. 5. Sistema de comunicação rádio tal como reivindicado na reivindicação 4, compreendendo a estação base (100) meios de recepção (120) para receber os primeiros comandos de controlo de potência e uns meios de transmissão (14) para transmitir o primeiro sinal de ligação descendente modulado com valores de dados não predeterminados e sujeitos ao controlo de potência de transmissão de acordo com os primeiros comandos de controlo de potência.
6. 6. Método de operar um sistema de comunicação compreendendo uma estação base (100) e pelo menos uma estação móvel (200), compreendendo na estação base (100), a recepção dos primeiros comandos de controlo de potência (200) e transmissão de um primeiro sinal de ligação descendente modulado com valores de dados não predeterminados e sujeito ao controlo de potência de transmissão de acordo com os primeiros comandos de controlo de potência, e na estação móvel (200), a recepção do primeiro sinal de ligação descendente, medindo um parâmetro do primeiro sinal de ligação descendente modulado com valores de dados não 2 predeterminados, gerando os primeiros comandos de controlo de potência em resposta ao parâmetro medido e transmissão de primeiros comandos de controlo de potência.
7. 7. Método tal como reivindicado na reivindicação 6, compreendendo na estação base (100), transmissão de um segundo sinal de ligação descendente num nivel de potência constante e na estação móvel (200), recebendo o segundo sinal, derivando um estimado canal de um segundo sinal de ligação descendente, e aplicação de estimado canal para descodificar o primeiro sinal de ligação descendente.
8. 8. Método tal como reivindicado na reivindicação 6 ou 7, compreendendo na estação base (100), um arranjo para valores de dados não predeterminados para compreender segundos comandos de controlo de potência e na estação móvel (200) descodificação dos segundos comandos de controlo de potência e ajuste da potência de transmissão da estação móvel (200) de acordo com os segundos comandos de controlo de potência. 19-12-2007 3