ES2199161T3 - Control de potencia combinado lazo abierto/lazo cerrado en un sistema de comunicaciones duplex por division de tiempo. - Google Patents

Abstract

Un método para controlar niveles de potencia de transmisión en un sistema de comunicación dúplex por división de tiempo con espectro extendido que tiene tramas con segmentos de tiempo para comunicación, recibiendo una primera estación de comunicación unas comunicaciones procedentes de una segunda estación de comunicación y transmitiendo desde la primera estación órdenes de potencia basadas en parte en una calidad de recepción de las comunicaciones recibidas (38, 40), transmitiendo la primera estación de comunicación una primera comunicación que tiene un nivel de potencia de transmisión en un primer segmento de tiempo (40), y recibiendo la segunda estación de comunicación la primera comunicación y las órdenes de potencia, en donde se mide (42) un nivel de potencia de la primera comunicación según se recibe, se determina una estimación de la pérdida de propagación basándose en parte en el nivel de potencia medido de la primera comunicación recibida y en el nivel de potencia de transmisión (44) de la primera comunicación, caracterizándose el método por: establecer un nivel de potencia de transmisión para una segunda comunicación en un segundo segmento de tiempo desde la segunda estación hasta la primera estación basándose en parte en la estimación de la pérdida de propagación ponderada por un factor de calidad y las órdenes de potencia (48), en donde el factor de calidad disminuye a medida que aumenta el número de segmentos de tiempo entre los segmentos de tiempo primero y segundo.

Description

Control de potencia combinado lazo abierto/lazocerrado en un sistema de comunicaciones dúplex por división detiempo.

Antecedentes

Este invención se refiere generalmente a sistemasde comunicación dúplex por división de tiempo (TDD) con espectro extendido. Más particularmente, la presente invención se refiere aun sistema y a un método para controlar la potencia de transmisiónen sistemas de comunicación TDD.

La figura 1 representa un sistema de comunicación inalámbrico dúplex por división de tiempo (TDD) con espectro extendido. El sistema tiene una serie de estaciones base30_{1}-30_{7}. Cada estación base 30_{1} secomunica con equipos de usuario (UEs)32_{1}-32_{3} en su área operativa. Lascomunicaciones transmitidas desde una estación base 30_{1} a unUE 32_{1} se denominan como comunicaciones descendentes y las comunicaciones transmitidas desde un UE 32_{1} a una estación base 30_{1} se denominan comunicaciones ascendentes.

Además de comunicar en espectros de frecuencia diferentes, los sistemas TDD de espectro extendido portan comunicaciones múltiples en el mismo espectro. Las señales múltiples se distinguen por sus secuencias de código de chip respectivas (códigos). Asimismo, para utilizar más eficientementeel espectro extendido, los sistemas TDD según se ilustra en lafigura 2 utilizan tramas de repetición 34 divididas en segmentos detiempo 36_{1}-36_{n}, tal como quince segmentosde tiempo. En sistemas de esta clase, se envía una comunicación ensegmentos de tiempo seleccionados 36_{1}-36_{n}, utilizando códigos seleccionados. En consecuencia, una trama 34 escapaz de portar comunicaciones múltiples diferenciadas tanto por unsegmento de tiempo 36_{1}-36_{n} como por uncódigo. La combinación de un único código en un único segmento de tiempo se denomina unidad de recursos. Basándose en el ancho debanda requerido para soportar una comunicación, se asignan una omúltiples unidades de recursos a esa comunicación.

La mayor parte de los sistemas TDD controlan adaptativamente niveles de potencia de transmisión. En un sistemaTDD, muchas comunicaciones pueden compartir el mismo segmento detiempo y espectro. Cuando un UE 32_{1} o una estación base30_{1} está recibiendo una comunicación específica, todas lasotras comunicaciones que utilizan el mismo segmento de tiempo yespectro provocan interferencias con la comunicación específica.Cuando se aumenta el nivel de potencia de transmisión de unacomunicación se degrada la calidad de señal en todas las otrascomunicaciones dentro de ese segmento de tiempo y espectro. Sinembargo, reducir demasiado el nivel de potencia de transmisión dacomo resultado relaciones de señal ruido (SNRs) no deseadas y tasas de error de bit (BERs) en los receptores. Para mantener tantola calidad de señal de las comunicaciones como niveles de potenciade transmisión bajos, se utiliza un control de potencia detransmisión.

Una aproximación para controlar niveles depotencia de transmisión es abrir un control de potencia de bucle.En un control de potencia de bucle abierto, típicamente una estación base 30_{1} transmite a un UE 32_{1} una comunicación descendente de referencia y el nivel de potencia de transmisión deesa comunicación. El UE 32_{1} recibe la comunicación dereferencia y mide su nivel de potencia recibido. Restando el nivelde potencia recibido al nivel de potencia de transmisión, sedetermina una pérdida de propagación para la comunicación dereferencia. Para determinar un nivel de potencia de transmisiónpara la comunicación ascendente, se suma la pérdida de propagación descendente a un nivel de potencia recibido deseado en la estaciónbase 30_{1}. El nivel de potencia de transmisión de los UE's seestablece para el nivel de potencia de transmisión ascendentedeterminada.

Otra aproximación al control del nivel depotencia de transmisión es un control de potencia de bucle cerrado.En un control de potencia de bucle cerrado, típicamente la estación base 30_{1} determina la relación señal interferencia (SIR) de una comunicación recibida desde el UE 32_{1}. La SIR determinada se compara con una SIR objetivo (SIR_{OBJ}). Basándose en la comparación, la estación base 30_{1} transmite una orden de potencia b_{TPC}. Después de recibir la orden de potencia, el UE 32_{1} aumenta o disminuye su nivel de potencia de transmisión basándose en la orden de potencia recibida.

Tanto el control de potencia de bucle cerradocomo de bucle abierto tienen desventajas. En ciertascircunstancias, se degrada el rendimiento de sistemas de buclecerrado. Por ejemplo, si las comunicaciones enviadas entre una UE yuna estación base se realizan en un ambiente altamente dinámico, tal como debido a una UE en movimiento, sistemas de esta clasepueden no ser capaces de adaptarse lo suficientemente rápido paracompensar los cambios. La tasa de actualización de un control depotencia de bucle cerrado en TDD es de 100 ciclos por segundo locual no es suficiente para canales de desvanecimiento rápido. Elcontrol de potencia de bucle abierto es sensible a lasincertidumbres en las cadenas de ganancia ascendente y descendentey en los niveles de interferencia.

Una aproximación para combinar un control depotencia de bucle cerrado y bucle abierto se propuso por laAssociation of Radio Industries and Business (ARIB) y utiliza las ecuaciones 1, 2 y 3.

\newpage

Ecuación 1	T_{UE} = P_{BS}(n) +L
Ecuación 2	P_{BS}(n) = P_{BS}(n-1) +b_{TPC}\Delta_{TPC}
	\hskip1cm {1: si SIR_{BS} < SIR_{OBJ}
Ecuación3	b_{TPC} =
	\hskip1cm {1: si SIR_{BS} > SIR_{OBJ}

T_{UE} es el nivel de potencia de transmisióndeterminado del UE32_{1}. L es la pérdida de propagaciónestimada. P_{BS}(n) es el nivel de potencia recibidodeseado de la estación base 30_{1} ajustado por la ecuación 2.Para cada orden de potencia recibida, b_{TPC}, se aumenta o sedisminuye el nivel de potencia recibido por \Delta_{TPC}.\Delta_{TPC} es típicamente un decibelio (dB). La orden depotencia, b_{TPC}, es uno, cuando el SIR de la comunicaciónascendente del UE se mide en la estación base 30, SIR_{BS}, esmenor que un SIR objetivo, SIR_{OBJ}. Por el contrario, la ordende potencia es menos de uno, cuando SIR_{BS} es mayor queSIR_{OBJ}.

Bajo ciertas condiciones, el rendimiento de estos sistemas se degrada. Por ejemplo, si las comunicaciones enviadasentre un UE 32 y una estación base 30 se realizan en un ambientealtamente dinámico, debido a que el UE 32 esté en movimiento, lapérdida de propagación estimada para el bucle abierto degradaseveramente el rendimiento global del sistema.

El documento WO 97/49197 describe un sistema GSMpara controlar de potencia de datos conmutados en paquete. El sistema de control de potencia utiliza un aspecto de bucle abiertoy una aspecto de bucle cerrado. El aspecto de bucle abierto es unavariable de bucle abierto SI(ti), en la que ti es el tiempode la última actualización de bucle abierto. El aspecto de buclecerrado es una variable de bucle cerrado Sc (tc) determinada desdepaquetes de confirmación recibidos, en donde tc es el tiempo de laúltima actualización de bucle cerrado. La potencia de transmisiónde una transmisión controlada de potencia se determina por:

S(t) = Si(ti) +(Sc(tc)-Si(ti))*e^{- \alpha(t-tc)}

\alpha es un parámetropositivo.

En consecuencia, existe una necesidad deaproximaciones alternas para mantener la calidad de señal y nivelesde potencia de transmisión bajos en todos los ambientes y escenarios.

Resumen

Un control de potencia de bucle cerrado/bucleabierto combinado controla niveles de potencia de transmisión enuna estación de comunicación dúplex por división de tiempo con espectro extendido. Una primera estación de comunicaciones recibecomunicaciones desde una segunda estación de comunicaciones. Laprimera estación transmite órdenes de potencia basándose en parteen una calidad de recepción de las comunicaciones recibidas. Laprimera estación transmite una primera comunicación que tiene unnivel de potencia de transmisión en un primer segmento de tiempo.La segunda estación recibe la primera comunicación y las órdenes de potencia. Se mide un nivel de potencia, según se recibe, de laprimera comunicación. Se determina una pérdida de propagaciónestimada basándose en parte en el nivel de potencia medido de lasegunda comunicación recibida y en el nivel de potencia detransmisión de la primera comunicación. La segunda estacióntransmite una segunda comunicación a la primera estación en unsegundo segmento de tiempo. El nivel de potencia de transmisión dela segunda comunicación se establece basándose en parte en lapérdida de propagación estimada ponderada por un factor y lasórdenes de potencia. El factor es una función de una separación detiempo de los segmentos de tiempo primero y segundo y disminuyecuando aumenta el número de segmentos de tiempo entre los segmentos de tiempo primero y segundo.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra un sistema TDD de la técnica anterior.

La figura 2 ilustra segmentos de tiempo en tramasde repetición de un sistema TDD.

La figura 3 es un diagrama de flujos de uncontrol de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado.

La figura 4 es un diagrama de componentes de dos estaciones de comunicación que utilizan un control de potencia debucle cerrado/bucle abierto combinado.

Las figuras 5-10 representangráficas del rendimiento de un bucle cerrado, propuesta de la ARIBy dos (2) esquemas de un control de potencia de bucle cerrado/bucleabierto combinado.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Se describirán las realizaciones preferidas con referencia a las figuras de los dibujos en las que números igualesrepresentan elementos iguales en todas ellas. Se explicará uncontrol de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinadoutilizando el diagrama de flujos de la figura 3 y los componentesde dos estaciones de comunicación simplificadas 50, 52, según semuestra en la figura 4. En la siguiente exposición, la estación decomunicación que tiene su potencia de transmisión controlada sedenomina la estación transmisora 52 y la estación de comunicaciónque recibe comunicaciones de potencia controlada se denomina laestación receptora 50. Dado que el control de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado puede utilizarse para comunicaciones ascendentes, descendentes o de ambos tipos, el transmisor que tiene su potencia controlada puede situarse en unaestación base 30_{1}, el UE 32_{1} o en ambos. En consecuencia, si se emplea un control de potencia ascendente o descendente, loscomponentes de las estaciones receptoras y transmisoras se sitúantanto en la estación base 30_{1} como en el UE 32_{1}.

La estación receptora 50 recibe diversas señalesde radiofrecuencia que incluyen comunicaciones desde la estación transmisora 52 que utiliza una antena 56 o, alternativamente, unadisposición de antenas. Las señales recibidas se pasan a través deun aislador 60 hasta un desmodulador 68 para producir una señal debanda base. La señal de banda base se procesa, tal como con undispositivo de estimación de canal 96 y un dispositivo deestimación de datos 98, en los segmentos de tiempo y con loscódigos adecuados asignados a la comunicación de la estacióntransmisora. El dispositivo de estimación de canal 96 utilizacomúnmente el componente de secuencia de entrenamiento en la señalde banda base para proporcionar información de canal, tal comorespuestas de impulso de canal. La información de canal se utilizapor el dispositivo de estimación de datos 98, el dispositivo de medición de interferencias 90, el dispositivo de medición de potencia de señal 92 y el dispositivo de cálculo de potencia detransmisión 94. El dispositivo de estimación de datos 98 recuperadatos del canal estimando símbolos blandos que utilizan lainformación de canal. Al utilizar los símbolos blandos y lainformación de canal, el dispositivo de cálculo de potencia detransmisión 94 controla el nivel de potencia de transmisión de lasestación receptora controlando la ganancia de un amplificador76.

El dispositivo de medición de potencia de señal92 utiliza bien los símbolos blandos bien la información de canal,o ambos, para determinar la potencia de señal recibida de lacomunicación en decibelios (dB). El dispositivo de medición deinterferencias 90 determina el nivel de interferencias en dB,I_{RS}, dentro del canal, basándose bien en la información decanal o en los símbolos blandos generados por el dispositivo deestimación de datos 102, o en ambos.

El generador de orden de potencia de buclecerrado 88 utiliza el nivel de potencia recibido de la comunicacióny el nivel de interferencia, I_{RS}, para determinar la RelaciónSeñal Interferencia (SIR) de la comunicación recibida. Basándose en una comparación de la SIR determinada con una SIR objetivo (SIR_{OBJ}), se genera una orden de potencia de bucle cerrado, b_{TPC}, tal como un bit de orden de potencia, b_{TPC}, paso 38.Alternativamente, la orden de potencia puede basarse en cualquiermedición de calidad de la señal recibida.

Para uso en la estimación de la pérdida depropagación entre las estaciones receptoras y transmisoras 50, 52 yen el envío de datos, la estación receptora 50 envía una comunicación a la estación transmisora 58, paso 40. La comunicaciónpuede enviarse en uno cualquiera de los diversos canales.Típicamente, en un sistema TDD, los canales utilizados para estimarla pérdida de propagación se denominan canales de referencia,aunque se pueden utilizar otros canales. Si la estación receptora50 es una estación base 30_{1}, se envía preferiblemente lacomunicación por un canal común descendente o un canal físico decontrol común (CCPCH). Los datos que se han de transmitir a laestación transmisora 52 por el canal de referencia se denominandatos de canal de referencia. Los datos de referencia pueden incluir, como se muestra, el nivel de interferencia, I_{RS}, multiplexado con otros datos de referencia, tales como el nivel depotencia de transmisión del canal de referencia, T_{RS}. El nivelde interferencia, I_{RS}, y el nivel de potencia del canal dereferencia, T_{RS}, pueden enviarse en otros canales, tal como uncanal de señalización, paso 40. La orden de control de potencia debucle cerrado, b_{TPC}, se envía típicamente por un canaldedicado, dedicado a la comunicación entre la estación receptora 50y la estación transmisora 52.

Los datos de canal de referencia se generan porun generador de datos de canal de referencia 86. Los datos de referencia se asignan a una o a múltiples unidades de recursosbasándose en los requisitos de ancho de banda de la comunicación.Un dispositivo 82 de inserción de secuencia de extensión yentrenamiento extiende los datos de canal de referencia y hace quelos datos de referencia extendidos sean multiplexados en tiempo conuna secuencia de entrenamiento en los segmentos de tiempo y códigosadecuados de las unidades de recursos asignados. La secuenciaresultante se denomina ráfaga de comunicación. La ráfaga decomunicación se amplifica subsiguientemente por un amplificador 78.La ráfaga de comunicación amplificada se puede sumar por undispositivo de suma 72 con otra ráfaga de comunicación creadamediante dispositivos, tal como un generador de datos 84, un dispositivo de inserción de secuencia de extensión y entrenamientoy un amplificador 76.

Las ráfagas de comunicación sumadas se modulanpor un modulador 64. La señal modulada se hace pasar a través de un aislador 60 y se radia por una antena 56, como se muestra, o alternativamente, a través de una disposición de antenas. La señalradiada se hace pasar a través de un canal de radio inalámbrico 54hacia una antena 58 de la estación transmisora 52. El tipo demodulación utilizado para la comunicación transmitida puede sercualquiera de los conocidos por los versados en la técnica, talcomo manipulación por desplazamiento de fase directa (DPSK) omanipulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK).

La antena 58 o, alternativamente, la disposiciónde antenas de la estación transmisora 52 recibe diversas señales de radiofrecuencia. Las señales recibidas se hacen pasar a travésde un aislador 2 hacia un desmodulador 66 para producir una señalde banda base. La señal de banda base se procesa, por ejemplo porun dispositivo de estimación de canal 100 y un dispositivo deestimación de datos 102, en los segmentos de tiempo y con loscódigos adecuados asignados a la perturbación de comunicación de laestación receptora 50. El dispositivo de estimación de canal 100utiliza comúnmente el componente de secuencia de entrenamiento enla señal de banda base para proporcionar información de canal, talcomo respuestas de impulso de canal. La información de canal se utiliza por el dispositivo de estimación de datos 102 y un dispositivo de medición de potencia 110.

El nivel de potencia de la comunicación procesada correspondiente al canal de referencia, R_{TS}, se mide por el dispositivo de medición de potencia 110 y se envía a un dispositivode estimación de pérdida de propagación 112, paso 42. Tanto eldispositivo de estimación de canal 100 como el dispositivo deestimación de datos 102 son capaces de separar el canal dereferencia de todos los otros canales. Si se utiliza un dispositivode control de ganancia automático o un amplificador para procesarlas señales recibidas, se ajusta el nivel de potencia medido paracorregir la ganancia de estos dispositivos bien en el dispositivode medición de potencia 110 bien en el dispositivo de estimación depérdida de propagación 112. El dispositivo de medición de potencia 110 es un componente del controlador de bucle cerrado/bucle abiertocombinado 108. Como se ilustra en la figura 4, el controlador depotencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado 108 consta deldispositivo de medición de potencia 110, el dispositivo deestimación de pérdida de propagación 112, el dispositivo demedición de calidad 114 y el dispositivo de cálculo de potencia detransmisión 116.

Para determinar la pérdida de propagación, L, la estación transmisora 52 también requiere el nivel de potencia transmitido de la comunicación, T_{RS}. El nivel de potencia transmitido, T_{RS}, puede enviarse junto con los datos de la comunicación o en un canal de señalización. Si el nivel de potencia, T_{RS}, es enviado junto con los datos de la comunicación, el dispositivo de estimación de datos 102 interpretael nivel de potencia y envía el nivel de potencia interpretado aldispositivo de estimación de pérdida de propagación 112. Si laestación receptora 50 es una estación base 30_{1}, se envíapreferiblemente el nivel de potencia transmitido, T_{RS}, através de un canal de emisión (BCH) desde la estación base30_{1}. Restando el nivel de potencia de la comunicaciónrecibido, R_{TS} en dB, al nivel de potencia transmitido de lacomunicación, T_{RS} en dB, el dispositivo de estimación depérdida de propagación 112 estima la pérdida de propagación, L,entre las dos estaciones, 50, 52, paso 42. En ciertas situaciones,en vez de transmitir el nivel de potencia transmitido, T_{RS}, laestación receptora 50 puede transmitir una referencia del nivel depotencia transmitido. En ese caso, el dispositivo de estimación depérdida de propagación 112 proporciona niveles de referencia a la pérdida de propagación L.

Si existe un retardo temporal entre la pérdida de propagación estimada y la comunicación transmitida, la pérdida depropagación experimentada por la comunicación transmitida puedediferenciarse de la pérdida calculada. En sistemas TDD en los quelas comunicaciones se envían en segmentos de tiempos diferentes36_{1}-36_{n}, el retardo del segmento detiempo entre comunicaciones recibidas y transmitidas puede degradarel rendimiento de un sistema de control de potencia de bucleabierto. El control de potencia de bucle cerrado/bucle abiertocombinado utiliza ambos aspectos de control de potencia de buclecerrado y bucle abierto. Si la calidad de la medición de la pérdidade propagación es alta, el sistema actúa primariamente como un sistema de bucle abierto. Si la calidad de la medición de la pérdida de propagación es baja, el sistema actúa primariamente comoun sistema de bucle cerrado. Para combinar los dos aspectos delcontrol de potencia, el sistema pondera el aspecto de bucle abiertobasándose en la calidad de la medición de la pérdida depropagación.

Un dispositivo de medición de la calidad 114 enun controlador de potencia de bucle abierto ponderado 108 determina la calidad de la pérdida de propagación estimada, paso46. La calidad puede determinarse utilizando la información decanal generada por el dispositivo de estimación de canal 100, lossímbolos blandos generados por el dispositivo de estimación dedatos 102 u otras técnicas de medición de la calidad. La calidad dela pérdida de propagación estimada se utiliza para ponderar laestimación de la pérdida de propagación por el dispositivo decálculo de potencia de transmisión 116. Si la orden de potencia,b_{TPC}, se envió en los datos de la comunicación, el dispositivode estimación de datos 102 interpreta la orden de potencia de bucle cerrado, b_{TPC}. Utilizando la orden de potencia de bucle cerrado, b_{TPC}, y la pérdida de propagación ponderada, el dispositivo de cálculo de potencia de transmisión 116 establece elnivel de potencia de transmisión de la estación receptora 50, paso48.

Lo siguiente es uno de los algoritmos de controlde potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado preferido. Elnivel de potencia de la estación transmisora en decibelios,P_{TS}, se determina utilizando las ecuaciones 4 y 6.

Ecuación 4

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P_{TS} =P_{o} = G(n) + \alphaL

P_{o} es el nivel de potencia que la estaciónreceptora 50 desea que reciba la comunicación de la estacióntransmisora en dB. P_{o} se determina por la SIR deseada en laestación receptora 50, SIR_{OBJ}, y el nivel de interferencia,I_{RS}, en la estación receptora 50 utilizando la ecuación 5.

Ecuación 5

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P_{o} = SIR_{OBJ} + I_{RS}

I_{RS} se señala o se emite desde la estaciónreceptora 50 a la estación transmisora 52. Para el control depotencia descendente, se conoce la SIR_{OBJ} en la estacióntransmisora 52. Para control de potencia ascendente, se señala laSIR_{OBJ} desde la estación receptora 50 a la estacióntransmisora 52. G(n) es el factor de control de potencia debucle cerrado. La ecuación 6 es una ecuación para determinarG(n).

Ecuación 6

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G(n)= G(n-1) + b_{TPC} + \Delta_{TPC}

G(n-1) es el factor decontrol de potencia de bucle cerrado anterior. La orden depotencia, b_{TPC}, para uso en la ecuación 6 es o +1 o -1. Unatécnica para determinar la orden de potencia, b_{TPC}, es laecuación 3. La orden de potencia, b_{TPC}, se actualizatípicamente a una tasa de 100 ms en un sistema TDD, aunque puedeutilizarse otras tasas de actualización. \Delta_{TPC} es elcambio del nivel de potencia. El cambio del nivel de potencia estípicamente de 1 dB aunque puede usarse otros valores. Comoresultado, el factor de bucle cerrado aumenta en 1 dB si b_{TPC}es +1 y disminuye 1 dB si b_{TPC} es -1.

El valor de ponderación, \alpha, se determinapor el dispositivo de medición de la calidad 114, \alpha es unamedida de la calidad de la pérdida de propagación estimada y sebasa preferiblemente en el número de segmentos de tiempo, D, entre el segmento de tiempo de la última estimación de pérdida de propagación y el primer segmento de tiempo de la comunicación transmitida por la estación transmisora 52. El valor de \alpha es de cero a uno. Generalmente, si la diferencia de tiempo, D, entrelos segmentos de tiempo es pequeña, la estimación de la pérdida depropagación será bastante precisa y \alpha se establece en unvalor próximo a uno. Por el contrario, si la diferencia de tiempoes grande, la estimación de la pérdida de propagación puede no serprecisa y el aspecto de bucle cerrado es muy probablemente máspreciso. En consecuencia, \alpha se establece en un valor máspróximo a cero.

La ecuación 7 es una ecuación para determinar\alpha, aunque se pueden utilizar otras.

Ecuación 7

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\alpha= 1 - (D-1)/D_{max}

D_{max} es el retardo posible máximo. Un valortípico para una trama que tenga quince segmentos de tiempo es seis.Si el retardo es D_{max} o mayor, \alpha se aproxima a cero.Utilizando el nivel de potencia de transmisión calculado, P_{TS},determinado por un dispositivo de cálculo de potencia detransmisión 116, el controlador de potencia de bucle cerrado/bucleabierto combinado 108 establece la potencia de transmisión de la comunicación transmitida.

Los datos que se han de transmitir en unacomunicación desde la estación transmisora 52 se producen por ungenerador de datos 106. Los datos de comunicación se amplían y se multiplexan por tiempos con una secuencia de entrenamiento por eldispositivo de inserción de secuencia de ampliación y entrenamientoen los segmentos de tiempo y códigos apropiados de las unidades derecursos asignadas que provocan una perturbación de comunicación.La señal amplia se amplifica por el amplificador 74 y se modula porel desmodulador 70 a radiofrecuencia.

El controlador de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado 108 controla la ganancia del amplificador 74para lograr el nivel de potencia de transmisión determinado,P_{TS}, para la comunicación. La comunicación de potenciacontrolada se hace pasar a través del aislador 62 y se radia por laantena 58.

Las ecuaciones 8 y 9 son otros algoritmos decontrol de potencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado.

Ecuación 8

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P_{TS} =P_{o} + K(n)

Ecuación 9

\hskip1cm

K(n) = k(n-1) +b_{TPC}\Delta_{TPC} + \alphaL

K(n) es el factor de bucle cerrado/bucleabierto combinado. Como se muestra, este factor incluye ambosaspectos de control de potencia de bucle cerrado y bucle abierto.Las ecuaciones 4 y 5 segregan los dos aspectos.

Aunque los dos algoritmos anteriores únicamenteponderan el factor de bucle abierto, la ponderación puede aplicarseal factor de bucle cerrado o a ambos factores de bucle abierto ycerrado.

Las figuras 5-10 representangráficas que ilustran el rendimiento de un sistema de control depotencia de bucle cerrado/bucle abierto combinado. Estas gráficasrepresentan los resultados de simulaciones que comparan elrendimiento del sistema propuesto por la ARIB, un bucle cerrado, un sistema de bucle abierto/bucle cerrado combinado que utiliza lasecuaciones 4 y 6 (esquema I) y un sistema combinado que utiliza lasecuaciones 8 y 9 (esquema II). Las simulaciones se realizaron en latasa de símbolo. Se utilizó un factor de ampliación de dieciséistanto para los canales ascendentes como descendentes. Los canalesascendentes y descendentes son el modelo de Canal[ITU-R M.1225, vehicular, tipo B] de la International Telecommunication Union (ITU). Se simularon ruidosaditivos como independientes de los ruidos gaussianos blancos conuna varianza de una unidad. La pérdida de propagación se estima enla estación transmisora 52 que es un UE 32_{1} y, en particular,una estación móvil. El canal BCH se utilizó para la estimación depérdida de propagación. Se estimó la pérdida de propagación dosveces por trama a una tasa de 200 ciclos por segundo. La estaciónreceptora 50, que era una estación base 30_{1}, envió el nivel depotencia de transmisión del BCH por el BCH. Se utilizó combinaciónRAKE tanto por el UE 32_{1} como para la estación base 30_{1}.Se utilizó combinación de diversidad de antena en la estación base30_{1}.

Las figuras 5, 7 y 9 representan la desviaciónestándar de la relación señal ruido (SNR) recibida en la estaciónbase 30_{1} de la comunicación de potencia controlada del UE comouna función del retardo del segmento de tiempo, D. Las figuras 6, 8 y 10 representan la polarización normalizada de la SNR recibidacomo una función del retardo, D. La normalización se realizó conrespecto a la SNR deseado. Cada punto de las gráficas representa lamedia de 3000 carreras de Montecarlo.

Las figuras 5 y 6 representan el resultado de un\alpha establecido en uno. Para retardos bajos de segmentos de tiempo (D<4), los esquemas I y II funcionan mejor que el controlde potencia de bucle cerrado. Para retardos mayores (D\geq4), elbucle cerrado funciona mejor que ambos esquemas I y II, lo cualdemuestra la importancia de la ponderación de los aspectos de bucleabierto y bucle cerrado.

Las figuras 7 y 8 representan los resultados deun \alpha establecido a 0,5. Como se muestra, para todos losretardos excepto el máximo, los esquemas I y II funcionan mejor queel control de potencia de bucle cerrado. La propuesta de la ARIB únicamente funciona mejor que los otros en el retardo más bajo(D=1).

Las figuras 9 y 10 representan los resultadospara un \alpha establecida utilizando la Ecuación 7 con D_{max}igual a seis. Como se muestra, los esquemas I y II funcionan mejorque el bucle cerrado y la propuesta de la ARIB en todos los retardos, D.

Claims (23)

1. Un método para controlar niveles de potenciade transmisión en un sistema de comunicación dúplex por división de tiempo con espectro extendido que tiene tramas con segmentos detiempo para comunicación, recibiendo una primera estación decomunicación unas comunicaciones procedentes de una segundaestación de comunicación y transmitiendo desde la primera estaciónórdenes de potencia basadas en parte en una calidad de recepción delas comunicaciones recibidas (38, 40), transmitiendo la primeraestación de comunicación una primera comunicación que tiene unnivel de potencia de transmisión en un primer segmento de tiempo(40), y recibiendo la segunda estación de comunicación la primera comunicación y las órdenes de potencia, en donde se mide (42) unnivel de potencia de la primera comunicación según se recibe, sedetermina una estimación de la pérdida de propagación basándose enparte en el nivel de potencia medido de la primera comunicaciónrecibida y en el nivel de potencia de transmisión (44) de laprimera comunicación,caracterizándose el método por:establecer un nivel de potencia de transmisión para una segundacomunicación en un segundo segmento de tiempo desde la segundaestación hasta la primera estación basándose en parte en laestimación de la pérdida de propagación ponderada por un factor decalidad y las órdenes de potencia (48), en donde el factor decalidad disminuye a medida que aumenta el número de segmentos de tiempo entre los segmentos de tiempo primero y segundo.

2. El método de la reivindicación 1,caracterizado además porque comprende: determinar el factorde calidad, \alpha, de la estimación (46) de la pérdida depropagación basándose en parte en un número de segmentos de tiempo,D, entre los segmentos de tiempo primero y segundo.

3. El método de la reivindicación 2, en el que un retardo de segmento de tiempo máximo es D_{max} y el factor de calidad determinado, \alpha, se determina por \alpha = 1 -(D-1)/D_{max}.

4. El método de la reivindicación 1, en el que elnivel de potencia de transmisión fijado se basa en parte en un nivel de potencia recibido deseado en la primera estación, un factor de bucle cerrado y un factor de bucle abierto; en el que elfactor de bucle cerrado se basa en parte en las órdenes de potenciarecibidas y el factor de bucle abierto se basa en parte en laestimación de la pérdida de propagación ponderada por el factor decalidad.

5. El método de la reivindicación 1, en el que elnivel de potencia de transmisión fijado se basa en parte en un nivel de potencia recibido deseado en la primera estación y unfactor de bucle cerrado/bucle abierto combinado; en el que elfactor de bucle cerrado/bucle abierto combinado se basa en parte enlas órdenes de potencia recibidas y en la estimación de la pérdidade propagación ponderada por el factor de calidad.

6. El método de la reivindicación 4, en el que el factor de bucle cerrado se actualiza para cada orden de potenciarecibida.

7. El método de la reivindicación 5, en el que el factor combinado se actualiza para cada orden de potencia recibida.

8. El método de la reivindicación 4, en el que elnivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una relación de señal objetivo a interferencia y en un nivel de interferenciamedido en la primera estación.

9. El método de la reivindicación 5, en el que elnivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una relación de señal objetivo a interferencia y en un nivel de interferenciamedido en la primera estación.

10. El método de la reivindicación 1, en el quela primera estación es una estación base y la segunda estación esun equipo de usuario.

11. El método de la reivindicación 1, en el quela primera estación es un equipo de usuario y la segunda estaciónes una estación base.

12. Un sistema de comunicación dúplex pordivisión de tiempo con espectro extendido que tiene unas estacionesde comunicación primera (50) y segunda (52), utilizando el sistematramas con segmentos de tiempo para comunicación, recibiendo laprimera estación (50) comunicaciones procedentes de la segundaestación de comunicación (52) y transmitiendo órdenes de potenciabasándose en parte en una calidad de recepción de lascomunicaciones recibidas y transmitiendo una primera comunicaciónque tiene un nivel de potencia de transmisión en un primer segmentode tiempo, recibiendo la segunda estación (52) la primeracomunicación y las órdenes de potencia, midiendo un nivel depotencia de la primera comunicación según se recibe y determinandouna estimación de la pérdida de propagación basándose en parte en el nivel de potencia medido de la primera comunicación recibida yen el nivel de potencia de transmisión de la primera comunicación,caracterizándose el sistema porque la segunda estación (52)comprende unos medios (108) para establecer un nivel de potencia detransmisión para una segunda comunicación en un segundo segmento detiempo procedente de la segunda estación hacia la primera estación basándose en parte en la estimación de la pérdida de propagaciónponderada por un factor de calidad y las órdenes de potencia, endonde el factor de calidad disminuye a medida que aumenta el númerode segmentos de tiempo entre los segmentos de tiempo primero ysegundo.

13. El sistema de la reivindicación 12, en el quela segunda estación (52) comprende además medios para determinar el factor de calidad, \alpha, de la estimación de la pérdida de propagación basándose en parte en un número de segmentos de tiempo,D, entre el segmento de tiempo primero y segundo.

14. El sistema de la reivindicación 13, en el queun retardo de segmento de tiempo máximo es D_{max} y el factor de calidad determinado, \alpha, se determina por \alpha = 1 -(D-1)/D_{max}.

15. El sistema de la reivindicación 12, en el quelos medios de fijación (108) fijan el nivel de potencia de transmisión basándose en parte en un nivel de potencia recibidodeseado en la primera estación (50), en un factor de bucle cerradoy en un factor de bucle abierto, basándose el factor de buclecerrado en parte en las órdenes de potencia recibidas y el factorde bucle abierto se basa en parte en la estimación de la pérdida depropagación ponderada por el factor de calidad.

16. El sistema de la reivindicación 12, en el quelos medios de fijación (108) fijan el nivel de potencia de transmisión basándose en parte en un nivel de potencia recibidodeseado en la primera estación (850) y en un factor de buclecerrado/bucle abierto combinado; el factor de bucle cerrado/bucleabierto combinado se basa en parte en las órdenes de potenciarecibidas y en la estimación de la pérdida de propagación ponderadapor el factor de calidad.

17. El sistema de la reivindicación 15, en el queel factor de bucle cerrado se actualiza para cada orden de potencia recibida.

18. El sistema de la reivindicación 16, en el queel factor combinado se actualiza para cada orden de potencia recibida.

19. El sistema de la reivindicación 15, en el queel nivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una relación de señal objetivo a interferencia y en un nivel de interferencia medido en la primera estación (50).

20. El sistema de la reivindicación 16, en el queel nivel de potencia recibido deseado se basa en parte en una relación de señal objetivo a interferencia y en un nivel de interferencia medido en la primera estación (50).

21. El sistema de la reivindicación 12, en el quela primera estación (50) es una estación base (30) y la segunda estación (52) es un equipo de usuario (32).

22. El sistema de la reivindicación 12, en el quela primera estación (50) es un equipo de usuario (32) y la segundaestación (52) es una estación base (30).

23. Una estación de comunicación (52) que tienesu nivel de potencia de transmisión controlado en un sistema de comunicación dúplex por división de tiempos con espectro extendido,utilizando el sistema tramas con segmentos de tiempo paracomunicación y que tiene una segunda estación de comunicación (50)que transmite una primera comunicación en un primer segmento detiempo y órdenes de potencia, comprendiendo la estación decomunicación: al menos una antena (58) para recibir la primeracomunicación y las órdenes de potencia y transmitir una segundacomunicación amplificada en un segundo segmento de tiempo, undispositivo de estimación de canal (100) que tiene una entrada configurada para recibir la primera comunicación para producirinformación de canal, un dispositivo de estimación de datos (102)que tiene entradas configuradas para recibir la primeracomunicación recibida, las órdenes de potencia y la información decanal para producir símbolos blandos y recuperar las órdenes depotencia, y un dispositivo de medición de potencia (110) que tieneuna entrada configurada para recibir la información de canal paraproducir una medición de un nivel de potencia recibido paraproducir una estimación de pérdida de propagación para la primera comunicación basándose en parte en el nivel de potencia recibidomedido y en un nivel de potencia de transmisión de la primeracomunicación, y un amplificador (74) que tiene entradasconfiguradas para recibir una señal de control de potencia y unasegunda comunicación que se ha de transmitir en un segundo segmentode tiempo para amplificar la segunda comunicación en respuesta a laseñal de control de potencia para producir la segunda comunicaciónamplificada,caracterizándose la estación de comunicaciónpor comprender: un dispositivo de medición de la calidad (114) paraproducir una medición de la calidad basándose al menos en parte enel número de segmentos de tiempo entre el primer segmento de tiempo y un segundo segmento de tiempo, disminuyendo el valor de lamedición de la calidad a medida que este número aumenta; y undispositivo de cálculo de potencia de transmisión (116) que tieneentradas configuradas para recibir la estimación de pérdida depropagación, las órdenes de potencia recuperadas y la medición dela calidad para producir una señal de control de potencia basada enparte en la estimación de la pérdida de propagación ponderada porla medición de la calidad y las órdenes de potenciarecuperadas.