PT1381171E

PT1381171E - Processo de comunicações num sistema de radiotelefone

Info

Publication number: PT1381171E
Application number: PT03023108T
Authority: PT
Inventors: Charles E Wheatley; Roberto Padovani; Ephraim Zehavi
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 2007-05-31
Also published as: ATE419684T1; FI953501A0; HK1128836A1; EP1492262A3; DK1492262T3; EP2017971A2; FI20061119L; EP0680675B1; HK1073542A1; JPH08506467A; EP1487130A2; CN1065995C; IL121886A0; EP2017971A3; FI20030904A7; ES2316908T3; EP1487130B1; TW328192B; PT680675E; WO1995015038A3

Description

ΡΕ1381171 - 1 -

DESCRIÇÃO "PROCESSO DE COMUNICAÇÕES NUM SISTEMA DE RADIOTELEFONE"

Antecedentes da Invenção Área Técnica da Invenção A presente invenção refere-se em geral a sistemas de comunicações e em particular ao controlo de potência num sistema de comunicações de acesso múltiplo por divisão de código.

Descrição da Arte Relacionada A "Federal Communications Commission" (FCC) faz a administração da utilização do espectro de radiofrequência (RF), decidindo que frequências cada indústria obtém. Uma vez que o espectro de RF é limitado, apenas uma pequena parte do espectro pode ser atribuído a cada indústria. 0 espectro atribuído tem, consequentemente, de ser utilizado eficientemente a fim de permitir que um maior número de utilizadores de frequência possivel tenha acesso ao espectro.

As técnicas de modulação de acesso múltiplo são algumas das técnicas mais eficientes de utilização do -2- ΡΕ1381171 espectro de RF. Exemplos de tais técnicas de modulação incluem acesso múltiplo por divisão (distribuição) no tempo (TDMA), acesso múltiplo por divisão de frequência (FDMA) e acesso múltiplo por divisão de código (CDMA). A modulação de CDMA emprega uma técnica de espectro de dispersão para a transmissão de informação. Um sistema de espectro de dispersão utiliza uma técnica de modulação que dispersa o sinal transmitido numa larga banda de frequência. Esta banda de frequência é típica e substancialmente mais larga que a largura de banda mínima requerida para transmitir o sinal. A técnica de espectro de dispersão é conseguida através da modulação de cada sinal de dados de banda-base a ser transmitido com um código de dispersão de banda larga único. Utilizando esta técnica, um sinal tendo uma largura de banda de apenas poucos kHz pode ser dispersado sobre uma largura de banda de mais de um MHz. Exemplos típicos de técnicas de espectro de dispersão podem ser encontradas em "Spread Spectrum Communications", Volume i, Μ. K. Simon, Capítulo 5, páginas 262-358.

Uma forma de diversidade de frequência é obtida através da dispersão do sinal transmitido sobre uma larga amplitude de frequência. Uma vez que só 200-300 kHz de um sinal é tipicamente afectado por um desvanecimento selectivo de frequência, o espectro remanescente do sinal transmitido não é afectado. Um receptor que receba o sinal de espectro de dispersão será consequentemente menos afectado pela condição de desvanecimento. -3- ΡΕ1381171

Num sistema de radiotelefone do tipo CDMA, múltiplos sinais são transmitidos simultaneamente na mesma frequência. Um receptor em particular determina então que sinal se destina àquele receptor através do código de dispersão único no sinal. Os sinais naquela frequência sem o código de dispersão particular destinado àquele receptor em particular são interpretados como sendo ruído aquele receptor e são ignorados. A Fig. 1 mostra um típico transmissor de CDMA do estado da arte para utilização no canal de retorno de um sistema de radiotelefone, o canal de retorno sendo a ligação da estação móvel para a estação de base. Um sinal de banda-base digital é primeiro gerado por um vocoder (codificador/descodificador vocal). 0 vocoder (100) digitaliza um sinal de voz analógico ou sinal de dados utilizando um processo de codificação como o do processo de "Code Excited Linear Prediction" (CELP) que é bem conhecido no estado da arte. O sinal de banda-base digital é dado como entrada a um codificador de convolução (101) a uma dada velocidade, como a 9600 bps. O codificador (101) faz a codificação por convolução dos bits dos dados de entrada em símbolos de dados a uma velocidade de codificação fixa. Por exemplo, o codificador (101) poderia codificar os bits de dados a uma velocidade de codificação fixa de um bit de dados para três símbolos de dados para que o codificador (101) dê de saída símbolos de dados a uma velocidade de 28,8 ksym/s com uma -4- ΡΕ1381171 velocidade de entrada de 9600 bps.

Os símbolos de dados vindos do codificador são dados como entrada a um dispositivo de entrelaçamento (102) . O dispositivo de entrelaçamento (102) mistura os símbolos para que os símbolos perdidos não venham a ser contíguos. Assim, se mais do que um símbolo for perdido no canal de comunicações, o código de correcção de erro é capaz de recuperar a informação. Os símbolos de dados são dados como entrada no dispositivo de entrelaçamento (102) numa matriz de coluna a coluna e dados como saída da matriz de linha a linha. O entrelaçamento ocorre à mesma velocidade de símbolos de dados de 28,8 ksym/s a que os símbolos de dados foram dados como entrada.

Os símbolos de dados entrelaçados são dados como entrada a um modulador (104). O modulador (104) obtém uma sequência de códigos de Walsh de comprimento fixo vindos dos símbolos de dados entrelaçados. Na sinalização de código ortogonal de 64° grau, os símbolos de dados entrelaçados são agrupados em conjuntos de seis para seleccionar um de entre os 64 códigos ortogonais para representar o conjunto de seis símbolos de dados. Estes 64 códigos ortogonais correspondem a códigos de Walsh vindos de uma matriz de Hadamard de 64 por 64 em que um código de Walsh é uma única linha ou coluna da matriz. O modulador dá de saída uma sequência de códigos de Walsh, correspondendo aos símbolos de dados de entrada a uma velocidade de símbolos fixa, para uma entrada de um combinador de OU- -5- ΡΕ1381171 EXCLUSIVO (107).

Um gerador (103) de pseudo ruído aleatório (PN) utiliza uma sequência de PN longa para gerar uma sequência de símbolos específica do utilizador. Num radiotelefone móvel tendo um número de série electrónico (ESN), o ESN pode ser passado por um OU-EXCLUSIVO com a sequência de PN longa para gerar a sequência, tornando a sequência específica daquele utilizador de radiotelefone. O gerador (103) de PN longo dá como entrada e como saída dados à velocidade de dispersão do sistema. A saída do gerador (103) de PN é acoplada ao combinador de OU-EXCLUSIVO (107).

Os símbolos de dispersão do código de Walsh vindo do combinador (107) são de seguida dispersados em quadratura. Os símbolos são dados como entrada a dois combinadores de OU-EXCLUSIVO (108 e 109) que geram um par de sequências de PN curtas. O primeiro combinador (108) faz o OU-EXCLUSIVO dos símbolos de dispersão do código de Walsh com a sequência de "em fase" (I) (105) enquanto o segundo combinador (109) faz o OU-EXCLUSIVO dos símbolos de dispersão do código de Walsh com a sequência de fase de quadratura (Q) (106).

As resultantes sequências de dispersão de código de canal I e Q são utilizadas para modular em bi-fase um par em quadratura de sinusoidais comandando o nível de potência do par de sinusoidais Os sinais de saída sinusoidais são então somados, filtrados em banda de -6- ΡΕ1381171 passagem, transformados para uma frequência de RF, amplificados, filtrados e emitidos por uma antena. 0 típico transmissor CDMA do estado da arte utilizado no canal de ida de um sistema de radiotelefone a ligação da estação de base para a unidade móvel é semelhante ao do canal de retorno. Este transmissor é ilustrado na Fig. 4. A diferença entre os transmissores do canal de ida e do canal de retorno é a adição de um gerador (401) de código de Walsh e um multiplexador (420) de bits de controlo de potência entre o combinador (107) de gerador de PN e os combinadores (108 e 109) de dispersão em quadratura para o transmissor do canal de ida. O multiplexador (420) de bits de controlo de potência faz o multiplex de um bit de controlo de potência em substituição de outro bit no enquadramento. A unidade móvel sabe a localização deste bit e procura este bit de controlo de potência naquela localização. Como exemplo, a bit "0" informa a unidade móvel a aumentar o seu nível de potência de saída médio num valor predeterminado e um bit "1" informa a unidade móvel a diminuir o seu nível de saída médio num valor predeterminado.

Um gerador (401) de selecção de canal de divisão de código é acoplado a um combinador (402) e proporciona um código de Walsh em particular ao combinador (402). O gerador (401) proporciona um dos 64 códigos ortogonais correspondendo a 64 códigos de Walsh de uma matriz de -7- ΡΕ1381171

Hadamard de 64 por 64 em que um código de Walsh é uma única linha ou coluna da matriz. 0 combinador (402) utiliza o código de Walsh em particular dado como entrada pelo gerador (401) de canal de divisão de código para dispersar os símbolos de dados misturados dados como entrada em símbolos de dados de dispersão de códigos de Walsh. Os símbolos de dados de dispersão de códigos de Walsh são dados como saida do combinador de OU-EXCLUSIVO (402) e para dentro dos combinadores de dispersão de quadratura a uma velocidade de chip fixa de 1,2288 Mchp/s. A unidade móvel pode ajudar a estação de base no controlo da potência no canal de ida transmitindo uma mensagem de controlo de potência à estação de base na ligação de retorno. A unidade móvel reúne estatísticas sobre o seu desempenho de erros e informa a estação de base via a mensagem de controlo de potência. A estação de base poderá então ajustar a sua potência ao utilizador específico de acordo com estas indicações. O problema com o tipo de controlo de potência acima descrito é que, para o controlo de ligação de ida, a mensagem de controlo de potência substitui bits de voz ou de dados, reduzindo assim a qualidade do envio da voz ou dos dados. Isto limita fundamentalmente a velocidade a que as estações móveis podem enviar mensagens de controlo de potência à estação de base e por sua vez a velocidade a que a estação de base pode ajustar a potência de saída destinada a esta unidade móvel específica. Uma elevada -8- ΡΕ1381171 velocidade de actualização de ajuste de potência de transmissão permitiria à estação de base ajustar a potência de transmissão destinada a cada estação móvel a um nivel mínimo necessário para manter uma ligação com uma qualidade especificada. Ao minimizar cada potência de transmissão individual, a interferência total gerada também é minimizada, melhorando assim a capacidade do sistema. Existe uma consequente necessidade de actualizar a potência de saída de um transmissor a uma velocidade mais elevada sem degradar substancialmente a qualidade dos dados na transmissão.

Chama-se ainda a atenção para o documento EP-A2-0 428 099 que se refere a um sistema de ligação via rádio digital e a um método de ajuste da potência de transmissão num sistema de ligação via rádio digital. O sistema compreende numa extremidade de recepção primeiros meios de monitorização da estimativa da taxa de erro e de produção de um primeiro sinal de controlo se a estimativa da taxa de erro exceder um valor limiar predeterminado. Numa extremidade de transmissão o sistema compreende meios de ajuste da potência de transmissão, os referidos meios respondendo à ocorrência do primeiro sinal de controlo através do aumento da potência de transmissão. O sistema está ainda dotado na extremidade de recepção com segundos meios de monitorização da velocidade de alteração do nível do sinal recebido e de produção de um segundo sinal de controlo se a velocidade de alteração exceder um valor limiar predeterminado. Os meios de ajuste da potência de -9- ΡΕ1381171 transmissão respondem à ocorrência do primeiro ou do segundo sinal de controlo aumentando temporariamente a potência de transmissão até próximo da potência de transmissão máxima.

Chama-se ainda a atenção para o documento EP-A-0 548 939 que se refere a um sistema de controlo da potência de transmissão em que, para proporcionar uma rede de comunicações móveis do tipo celular, um sistema de controlo da potência de transmissão é capaz de manter constante a qualidade de um sinal, é medida uma taxa média y de erro de bit num lado de recepção em relação a um canal de comunicação que está a ser utilizado. Se a taxa média y de erro de bit não for maior que um primeiro valor limiar LVl da taxa, a potência de transmissão é reduzida numa quantidade predeterminada num lado da transmissão. Se a taxa média y de erro de bit não for inferior a um segundo valor limiar LV2 da taxa que é maior que o primeiro valor limiar LVl da taxa, a potência de transmissão é aumentada numa quantidade predeterminada no lado da transmissão. De um modo preferido, é ainda medido um nivel médio de recepção para ajustar a potência de transmissão quando a taxa de erro de bit é inferior ou superior ao primeiro ou ao segundo valor limiar da taxa. 0 primeiro e/ou o segundo valor limiar da taxa é ajustado adaptativamente através da contagem do número de vezes que a taxa de erro de bit excede uma taxa máxima permitida predeterminada. É possível utilizar um valor médio do rácio de portadora para interferência com valores limiares do rácio substituídos -10- ΡΕ1381171 pelos valores limiares do rácio e com um rácio mínimo permitido predeterminado utilizado.

Sumário da Invenção

De acordo com a presente invenção, é proporcionado um método e um aparelho para controlar a potência, conforme apresentado nas reivindicações 1 e 5. As formas de realização estão descritas nas reivindicações dependentes. O processo da presente invenção permite que um transmissor actualize a potência de saída de cada estação móvel com a qual esteja a comunicar numa base de enquadramento em enquadramento. O processo é conseguido através de um mecanismo de retorno da estação móvel para a estação de base. Através deste mecanismo de retorno a estação móvel informa a estação de base sobre se esta está a receber enquadramentos correcta ou incorrectamente através da inclusão de tal informação em cada enquadramento de dados transmitidos para a estação de base. O processo determina primeiro se a potência de saída do transmissor com a qual está estabelecida a comunicação deverá ser aumentada ou reduzida. O processo informa então aquele transmissor para alterar a sua potência de acordo com a informação através da inclusão de bits de controlo de potência em cada enquadramento de dados transmitidos. -11 - ΡΕ1381171

Uma outra forma de realização do processo da presente invenção permite que uma ligação de comunicações tenha um sinal de entrada com velocidade de dados mais elevada enquanto mantém um sinal de saida com velocidade de dados constante. 0 método faz primeiro a codificação de convolução do sinal de dados de entrada para produzir uma pluralidade de sinais de codificação de convolução. Cada um dos sinais de codificação de convolução compreende uma pluralidade de símbolos de dados. Cada símbolo de dados é repetido um número predeterminado de vezes para produzir uma sequência de dados de repetição do código a uma velocidade predeterminada e fixa. A sequência de dados é então perfurada para que os símbolos em predeterminadas localizações da sequência de dados sejam eliminados gerando assim uma sequência de dados a uma velocidade predeterminada e fixa que é inferior àquela da sequência de dados original. Os sinais codificados com os símbolos de dados repetidos são multiplexados para produzir uma sequência de dados.

Breve Descrição dos Desenhos

Fig. 1 mostra um típico transmissor de ligação de retorno de CDMA do estado da arte para utilização num sistema de radiotelefone;

Fig. 2 mostra o processo da ligação de comunicações de ida do desenho conforme utilizado num sistema de radiotelefone de CDMA;

Fig. 3 mostra o processo de rádio móvel do -12- ΡΕ1381171 desenho conforme utilizado num sistema de radiotelefone de CDMA;

Fig. 4 mostra um tipico transmissor de ligação de ida de CDMA do estado da arte para utilização num sistema de radiotelefone;

Fig. 5 mostra o processo de controlo de potência da ligação de ida da presente invenção.

Descrição Detalhada da Forma de Realização Preferida 0 processo de ligação de comunicações de velocidade de dados variável do desenho permite que a velocidade de dados de uma entrada de sinal para um codificador de convolução seja variável sem alterar a velocidade de dados do sinal codificado. Isto permite um canal de voz com mais qualidade ou um facsimile mais rápido ou que canais de dados sejam utilizados sem aumentar a velocidade de saída fixa de 19,2 kbps. A velocidade de dados variável é obtida através da perfuração de um código de convolução a 1/2 velocidade para obter um código de convolução a 3/4 de velocidade. Por exemplo, uma velocidade de dados de entrada fixa de 9600 bps codificada por um código de convolução de 1/2 velocidade produz uma velocidade de dados de saída fixa de 9600 x 2 = 19,2 kbps. Da mesma maneira, uma velocidade de dados de entrada fixa de 14400 bps codificada por um código de convolução de 3/4 de velocidade produz uma velocidade de dados de saída fixa de 14400 x 4/3 = 19,2 kbps. -13- ΡΕ1381171 0 processo de ligação de comunicação de ida do desenho é ilustrado na Fig. 2. 0 processo começa com um sinal de dados, I(D), sendo dado como entrada num codificador de convolução (201) . O processo permite que a velocidade de dados deste sinal seja variável e tão elevado como 14,4 kbps. O codificador de convolução (201), na forma de realização preferida, é um codificador de 1/2 velocidade. O código de convolução tem os polinómios de geração Gi = 753 e G2 = 561. Em notação de polinomial, os polinómios de geração aparecem como:

Gi (D) = 1 + D + d2+ d3+ d5+ d7+ d g2 (D) = 1 + d2+ d3+ d4+ D8

Em virtude de isto ser um codificador de 1/2 velocidade (201), para cada entrada de um bit para o codificador (201), a sequência de símbolos de saida são: Cu, C12, C13, Ci4, C15, Ci6 . . . para Gi e C2i, C22, C23, C24, C25, C26 ... para G2. Assim, sem o processo, a entrada tem de ser 9,6 kbps a fim de manter o padrão 19,2 kbps de saída do codificador de 1/2 velocidade. O próximo passo do processo insere uma repetição (202 e 203) de cada um dos símbolos de saída dentro da sequência de símbolo. A velocidade de dados é definida pelo codificador de voz ou pelo controlador de serviço de dados por isso este sabe quantas repetições de símbolos têm de -14- ΡΕ1381171 ser inseridas para obter a efectiva velocidade de dados. No desenho, os símbolos são repetidos uma vez para que as sequências de símbolos de saída sejam:

Cu, C11, C12, C12, Cl3, Cl3, Cl4, C14, Cl5, Cl5, Ci6, Ci6 · · · para Gi e C21, C21, C22, C22, C23, C23, C24, C24, C25, C25, C26, C26 · · · para G2.

Uma conversão de paralelo para série é efectuada nestas sequências de símbolos por um multiplexador (204). As duas sequências de símbolos são dadas como entrada no multiplexador (204) a uma velocidade de 14,4 kbps e são dadas de saída do multiplexador como uma única sequência tendo uma velocidade de dados de 28,8 kbps. Este passo de multiplex gera a sequência de símbolos:

Cll, C2I, Cll, C21, C12, C22/ C12, C22/ C13, C23/ C13, C23, Cl4, C24/ C14, C24/ C15, C25, c 15/ C25/ Ci6, C26/ Ci6, C26/ · · ·

Esta sequência é então perfurada (205) utilizando 110101 como padrão de perfuração, cada 0 sendo o bit de perfuração. Este padrão é implementado eliminando da sequência de símbolos todos os bits que estiverem nas localizações 6n+3 e 6n+5, onde n é um número inteiro na amplitude de 0 a 00. Desenhos alternativos podem perfurar a sequência de símbolos em diferentes localizações e a uma velocidade diferente. O resultado desta operação é a seguinte sequência de símbolos:

Cll, C2I, C2I, C22, C12, C22, C23, C23, C14, C24, C24, C25, C15, C25/ C26, C26, ... -15- ΡΕ1381171

Os símbolos são então dados como entrada num bloco de dispositivo de entrelaçamento (207) . Será apreciado pelos peritos na arte que outros tipos de entrelaçamentos podem ser utilizados em desenhos alternativos. Os símbolos de dados entrelaçados são dados como saída pelo dispositivo de entrelaçamento (207) à mesma velocidade de símbolo de dados com que estes foram dados como entrada, 19,2 kbps. A sequência de símbolos entrelaçada é dada como entrada para uma entrada do combinador de OU-EXCLUSIVO (226) . O entrelaçamento é necessário para reduzir a probabilidade de um desvanecimento ou uma interferência provocar um intervalo grande na sequência de dados. No caso em que símbolos também são repetidos, a perda de um símbolo não provocará necessariamente uma perda total dos dados, proporcionando assim um desempenho melhorado.

Um gerador (220) de pseudo ruído (PN) longo é acoplado à outra entrada do combinador de OU-EXCLUSIVO (226) para proporcionar uma sequência de dispersão ao combinador de OU-EXCLUSIVO (226) . O gerador (220) de PN longo utiliza uma sequência de PN longa para gerar uma sequência de símbolos específica do utilizador ou um código de utilizador único a uma velocidade fixa, 19,2 kbps no desenho. Para além de proporcionar uma identificação sobre qual o utilizador que enviou os bits de dados do canal de tráfico através do canal de comunicações, o código de utilizador único aumenta a privacidade da comunicação no -16- ΡΕ1381171 canal de comunicação misturando os bits de dados do canal de tráfico. 0 combinador de OU-EXCLUSIVO (226) utiliza o código de utilizador único fornecido pelo gerador (220) de PN longo para dispersar os símbolos de dados de código de Walsh dados como entrada em símbolos de dados dispersados pelo código do utilizador. Esta dispersão pelo combinador de OU-EXCLUSIVO (226) proporciona um aumento de factor na dispersão total dos bits de dados do canal de tráfico para os símbolos de dados. Os símbolos dispersados pelo código de utilizador são dados como saída do combinador de OU-EXCLUSIVO (226) a uma velocidade de chip fixa, 1,228 Mchp/s no desenho preferido.

Os símbolos dispersados pelo código são dados como entrada num combinador (260) que também é acoplado a um gerador (250) de selecção de canal de divisão de código que proporciona um código de Walsh de comprimento particular ao combinador (260) . O gerador (250) proporciona um dos 64 códigos ortogonais correspondendo a 64 códigos de Walsh de uma matriz de Hadamard de 64 por 64 em que um código de Walsh é uma única linha ou coluna da matriz. O combinador (260) utiliza o código de Walsh em particular dado como entrada pelo gerador (250) de canal de divisão de código para dispersar os símbolos de dados misturados dados como entrada em símbolos de dados de cobertura de código de Walsh. Os símbolos de dados de cobertura de código de Walsh são dados como saída do combinador de OU-EXCLUSIVO (260) e para dentro dos combinadores (227 e 229) de cobertura de quadratura a uma velocidade de chip fixa de 1,2288 Mchp/s. -17- ΡΕ1381171

Um par de sequências de PN curto (isto é, curto quando comparadas com a sequência de PN longa utilizada pelo gerador (220) de PN longo) é gerado por um gerador (225) de PN de canal I e um gerador (228) de PN de canal Q. Estes geradores (225 e 228) de PN poderão gerar a mesma ou diferentes sequências de PN curtas. Os combinadores de OU-EXCLUSIVO (227 e 229) dispersão ainda mais os dados de dispersão do código de Walsh dados como entrada com as sequências de PN curtas geradas pelo gerador (225) de PN de canal I e o gerador (228) de PN de canal Q, respectivamente. A resultante sequência de dispersão de código de canal I e a sequência de dispersão de código de canal Q são utilizadas para modular em bi-fase um par de quadratura de sinusoidais ao comandar os controlos do nível de potência do par de sinusoidais. Os sinusoidais são somados, filtrados em banda de passagem, transformados para uma frequência de RF, amplificados, filtrados e emitidos por uma antena para completar a transmissão da sequência de símbolos na ligação de comunicações de ida.

Num sistema de radiotelefone celular de CDMA é requerido um processo na unidade móvel de rádio para interpretar a sequência de símbolos transmitida na ligação de comunicações de ida. Este processo da unidade móvel do desenho é ilustrado na Fig. 3. O processo da unidade móvel faz primeiro a desmodulação da sequência de símbolos recebida (301). O sinal desmodulado é então dado como entrada num processo de -18- ΡΕ1381171 inversão do entrelaçamento (302) para inverter o entrelaçamento do processo da ligação de ida. O resultado desta operação é a sequência de símbolos original, incluindo os símbolos repetidos, conforme esta fora dada como entrada no dispositivo de entrelaçamento do processo de ligação de ida. A sequência de símbolos de saída é então processada para preencher os símbolos que foram eliminados no processo de perfuração da ligação de ida (303). Uma vez que a unidade móvel receptora tem o mesmo padrão de perfuração que a estação de base, esta sabe quais os símbolos que foram eliminados e pode assim substituir estes símbolos eliminados com espaços vazios, também conhecidos por rasuras. A saída desta operação é conforme se segue, onde E é a rasura:

Cu, C2U E, C21, E, C22 r C121 C22 r E, C23, E, C23, C14, C24, E, C24 ! E, C25 r Cl5, C25 r E, co CM O E, C26 r · · ·

Esta sequência é então dada como entrada numa memória temporária intermédia (304) para armazenamento temporário. A memória temporária intermédia permite ao descodificador de Viterbi processar a sequência de símbolos múltiplas vezes para determinar a velocidade de dados. O descodificador de Viterbi (305) também atribui uma métrica nula aos bits de rasura como é bem conhecido no estado da arte. A saída do descodificador de Viterbi são dados digitais que são convertidos num sinal analógico por -19- ΡΕ1381171 um conversor digital para analógico (306). O sinal analógico pode então ser utilizado para comandar um altifalante (307) na unidade móvel.

Os símbolos transmitidos nos canais de ida e de retorno são formatados em enquadramentos, cada enquadramento tendo um comprimento de 20 milissegundos. O pedido de patente pendente U.S. n° 07/822,164 de Padovani et al, apresenta uma descrição mais detalhada destes enquadramentos. A quantidade de dados transmitidos em cada enquadramento depende da velocidade dos dados. A composição do enquadramento para cada velocidade de dados para os canais de ida e de retorno é ilustrada na tabela que se segue: # bruto CRC Cauda Rsrvd Bit de Velocidad de bits informação e 288 12 8 3 265 13250 144 10 8 2 124 6200 72 8 8 2 54 2700 36 6 8 2 20 1000 A velocidade apresentada na tabela é a velocidade do bit de informação. Os bits reservados para os canais de ida e de retorno, no desenho, destinam-se à sinalização, ao controlo de potência e para utilizações futuras. A potência de transmissão dos transmissores do canal de ida pode ser controlada no canal de retorno pelo -20- ΡΕ1381171 processo de controlo de potência da presente invenção, ilustrado na Fig. 5. O processo de controlo de potência será descrito como sendo utilizado no sistema de radiotelefone celular de CDMA, mas o processo pode ser utilizado noutros sistemas de comunicações. O selector da rede terrestre determina a velocidade a que um enquadramento é enviado para uma unidade móvel (501) e envia o enquadramento a todas as estações de base em comunicação com aquela unidade móvel em particular. O selector faz parte da estação de base e é responsável pelos requisitos de processamento da chamada da estação de base.

Durante a transferência macia, mais do que uma estação de base está a comunicar com uma unidade móvel. As estações de base transmitem o enquadramento à unidade móvel (505). Depois de combinar os dados vindos possivelmente de múltiplas estações de base, a unidade móvel determina se o último enquadramento (510) fora recebido e descodificado correctamente. Se a unidade móvel descodificar correctamente o último enquadramento, a unidade móvel configura o bit de controlo de potência no próximo enquadramento (520) que é transmitido às estações de base.

Uma vez que o selector sabe a velocidade a que este transmitiu o último enquadramento à unidade móvel e este tem agora uma resposta da unidade móvel sobre se aquele enquadramento fora correctamente descodificado, o -21 - ΡΕ1381171 selector compila uma tabela de estatísticas (525) sobre as taxas de erro que a unidade móvel está a incorrer em cada velocidade. As entradas de "recebido correctamente" na tabela são incrementadas apenas se o enquadramento da ligação de retorno vindo da unidade móvel, contendo o bit de resposta, fora recebido e descodificado correctamente (515) .

Transmissão a velocidade máxima Transmissão a 1/2 da velocidade Transmissão a 1/4 da velocidade Transmissão a 1/8 da velocidade Recebido 11 J1 Kl LI correctamente Apagado 12 J2 K2 L2 Total 1=11+12 J=J1+J2 K=K1+K2 L=L1+L2 Taxa de erro I2/I J2/J K2/K L2/L 0 selector mantém também uma tabela de taxas de erros alvo predeterminadas Tl, T2, T3 e T4, uma para cada taxa. Se a presente invenção for utilizada num sistema de radiotelefone celular, estas taxas de erro podem ser definidas pela portadora do serviço celular a fim de proporcionar um grau específico de serviço. 0 selector calcula de seguida as seguintes diferenças: EI = I2/I - Tl E2 = J2/J - T2 -22- ΡΕ1381171 Ε3 = Κ2/Κ - Τ3 Ε4 = L2/L - Τ4 Ο selector determina ο nível de potência a que o próximo enquadramento deve ser transmitido comparando com zero a respectiva diferença acabada de ser calculada. Por exemplo, se o enquadramento for para ser transmitido a uma velocidade máxima e E1>0 (530), o nível de potência será Pnominal + P (535), onde P é uma função do valor de EI e P nominal é o nível de potência definido pela portadora para aquela área geográfica. Se El=0 (540), o nível de potência será Pnominai (545) . Se El<0, o nível de potência é Pn0minai -P (550) . As outras velocidades de dados seguem o mesmo procedimento. O selector envia o próximo enquadramento a ser transmitido para a unidade móvel às estações de base que estiverem em comunicação com a unidade móvel. Uma indicação do nível de potência a que o enquadramento é para ser transmitido é incluída com este enquadramento.

As formas de realização alternativas da presente invenção inserem mais do que uma repetição de cada símbolo na sequência de símbolos, dependendo da velocidade de dados dada como entrada no codificador. Por exemplo, se uma velocidade de dados de 2,4 kbps for dada como entrada no codificador, os símbolos deverão ser repetidos mais três vezes, para um total de 4 dos mesmos símbolos, na sequência de saída para manter uma velocidade de dados de saída de 19,2 kbps. Ao adicionar mais ou menos repetições, a velocidade de dados de entrada pode ser variada enquanto é mantida a saída a 19,2 kbps conforme requerido pela -23- ΡΕ1381171 especificação interina de CDMA da "Electronic Industries Association"/"Telephone Industries Association", IS-95.

Formas de realização alternativas poderão primeiro perfurar e repetir depois do processo de perfuração. Todavia, a forma de realização preferida não destrói o símbolo como aconteceria se os símbolos fossem perfurados antes do processo de repetição. Ao repetir primeiro, a repetição do símbolo ainda existe depois da perfuração e, consequentemente, esta informação pode ainda ser transmitida.

Formas de realização alternativas poderão também requerer uma velocidade de saída diferente dos 19,2 kbps requeridos pela especificação de CDMA para a ligação da estação de base à estação móvel. Um exemplo de uma tal forma de realização é a ligação da estação móvel à estação de base em que a especificação determina uma velocidade de 28800 bps. Neste caso, uma velocidade de informação de 14400 bps acoplada a um código de convolução a 1/2 velocidade consegue a velocidade desejada de 14400 x 2 = 28800 bps.

Ao perfurar um código a 1/2 velocidade para obter um código a 3/4 da velocidade o processo da presente invenção permite que uma velocidade de dados mais elevada seja suportada por um codificador enquanto a saída permanece constante. O processo de perfuração e o processo de repetição do símbolo de código também permitem ao -24- ΡΕ1381171 codificador suportar velocidades de dados variáveis, como 14,4, 7,2, 3,6 e 1,8 kbps, enquanto mantém a saída do codificador estável a 19,2 kbps através do aumento do número de repetições dos símbolos. Ao utilizar o processo de perfuração num radiotelefone tendo a capacidade de operar no sistema de radiotelefone de CDMA, são conseguidas uma melhor qualidade de voz e transmissões mais rápidas de dados e de facsimile. 0 processo de controlo de potência de avanço rápido da presente invenção permite a uma unidade móvel informar a uma estação de base para mudar a sua saída de potência a uma velocidade mais rápida. Este processo permite à unidade móvel enviar um comando de alteração de potência em todos os enquadramentos de dados sem degradar a qualidade de voz ou de dados. A degradação de desempenho associada ao processo de perfuração de um código a 1/2 velocidade na ligação da estação de base à unidade móvel é mais do que compensada pelo processo de controlo de potência de avanço rápido da presente invenção. 0 processo de controlo de potência de avanço rápido da presente invenção permite a uma unidade móvel informar às estações de base para ajustarem as suas potências de saída a um velocidade de 50 Hz (cada enquadramento) em comparação com as velocidades de 0,2 Hz que podem ser atingidas através de outros métodos de sinalização que substituem enquadramentos completos com informação de controlo de potência. Este processo permite à -25- ΡΕ1381171 unidade móvel enviar um pedido de alteração de potência em cada enquadramento de dados utilizando um único bit de informação por enquadramento e, consequentemente, sem degradar a qualidade de voz ou reduzir consideravelmente produtividade operacional de dados.

Lisboaq, 9 de Maio de 2007

Claims

ΡΕ1381171 -1 - REIVINDICAÇÕES 1. Método para controlar a potência de um primeiro dispositivo de comunicação por um segundo dispositivo de comunicação, o primeiro dispositivo de comunicação transmitindo através de um canal de comunicação de ida a, pelo menos, uma velocidade de dados e o segundo dispositivo de comunicação transmitindo através de um canal de comunicação de retorno, o método compreendendo os passos de: o primeiro dispositivo de comunicação transmitir (505) uma pluralidade de enquadramentos num canal de comunicação de ida, cada enquadramento sendo transmitido a uma velocidade de dados predeterminada de entre a, pelo menos, uma velocidade de dados; o segundo dispositivo de comunicação descodificar (510) a pluralidade de enquadramentos; caracterizado por: o segundo dispositivo de comunicação transmitir (520) uma indicação de descodificação ao primeiro dispositivo de comunicação em resposta a se cada enquadramento foi descodificado com sucesso; determinar (560) uma taxa de erro no enquadramento para cada velocidade de dados predeterminada em resposta à indicação de descodificação; gerar (525) uma diferença para cada velocidade de dados predeterminada, entre a taxa de erro no enquadramento e uma taxa de erro alvo predeterminada; -2- ΡΕ1381171 se a diferença for maior que um valor limiar predeterminado (530), ajustar (535) a potência do primeiro dispositivo de comunicação até um primeiro nível predeterminado; se a diferença for igual ao valor limiar predeterminado (540), ajustar (545) a potência do primeiro dispositivo de comunicação até um segundo nível predeterminado; e se a diferença for inferior ao valor limiar predeterminado, ajustar (550) a potência do primeiro dispositivo de comunicação até um terceiro nível predeterminado.
2. Método da reivindicação 1 em que o valor limiar predeterminado é 0.
3. Método da reivindicação 1 em que a taxa de erro alvo predeterminada é diferente para cada velocidade de dados.
4. Método da reivindicação 1 em que o primeiro dispositivo de comunicação é uma estação de base e o segundo dispositivo de comunicação é uma estação móvel.
5. Método da reivindicação 4 em que a estação de base realiza o passo de determinar uma taxa de erro no enquadramento. -3- ΡΕ1381171
6. Método da reivindicação 4 em que a estação de base realiza o passo de gerar uma diferença entre a taxa de erro no enquadramento e a taxa de erro alvo predeterminada.
7. Aparelho para controlar a potência de um primeiro dispositivo de comunicação por um segundo dispositivo de comunicação, o primeiro dispositivo de comunicação transmitindo através de um canal de comunicação de ida a, pelo menos, uma velocidade de dados e o segundo dispositivo de comunicação transmitindo através de um canal de comunicação de retorno, o aparelho compreendendo: meios para transmitir a partir do primeiro dispositivo de comunicação uma pluralidade de enquadramentos no canal de comunicação de ida, cada enquadramento sendo transmitido a uma velocidade de dados predeterminada de entre a, pelo menos, uma velocidade de dados; meios para descodificar no segundo dispositivo de comunicação a pluralidade de enquadramentos; caracterizado por compreende ainda: meios para transmitir a partir do segundo dispositivo de comunicação de uma indicação de descodificação ao primeiro dispositivo de comunicação em resposta a se cada enquadramento foi descodificado com sucesso; meios para determinar uma taxa de erro no enquadramento para cada velocidade de dados predeterminada em resposta à indicação de descodificação; meios para gerar uma diferença, para cada velocidade de dados predeterminada, entre a taxa de erro no enquadramento e uma taxa de erro alvo predeterminada; -4- ΡΕ1381171 meios para ajustar a potência do primeiro dispositivo de comunicação até um primeiro, um segundo ou um terceiro nivel predeterminado relativamente a um valor limiar predeterminado.
8. Aparelho da reivindicação 7 em que o valor limiar predeterminado é 0.
9. Aparelho da reivindicação 7 em que a taxa de erro alvo predeterminada é diferente para cada velocidade de dados.
10. Aparelho da reivindicação 7 em que o primeiro dispositivo de comunicação é uma estação de base e o segundo dispositivo de comunicação é uma estação móvel.
11. Aparelho da reivindicação 10 em que a estação de base realiza o passo de determinar uma taxa de erro no enquadramento.
12. Aparelho da reivindicação 10 em que a estação de base realiza o passo de gerar uma diferença entre a taxa de erro no enquadramento e a taxa de erro alvo predeterminada. Lisboa, 9 de Maio de 2007