BRPI9910770B1

BRPI9910770B1 - processos de comunicação entre uma estação base de radiotelefone celular e uma central de rádio celular, de comunicação para uma estação base de radiotelefone celular que se comunica com uma central de rádio celular e com uma pluralidade de radiotelefones celulares, e de comunicação para uma central de rádio celular que se comunica com uma estação base de radiotelefone celular, sistema de comunicação de radiotelefone celular, estação base de radiotelefone celular, e, central de rádio celular

Info

Publication number: BRPI9910770B1
Application number: BRPI9910770A
Authority: BR
Inventors: Olof Thomas Backstrom; Ronald L Bexten
Original assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2016-08-30
Also published as: WO1999063775A1; KR100717220B1; CA2332778C; KR20010052362A; US6792267B1; AR018398A1; CA2332778A1; BR9910770A; AU4080799A; AU749710B2

Abstract

"processos de comunicação entre uma estação de base de radiotelefone celular e uma central de rádio celular, de comunicação para uma estação de base de radiotelefone celular que se comunica com uma central de rádio celular e com uma pluralidade de radiotelefones celulares, e de comunicação para uma central de rádio celular que se comunica com um estação de base de radiotelefone celular, sistema de comunicação de radiotelefone celular, estação de base de radiotelefone celular, e, central de rádio celular". sistemas e processos de comunicação de radiotelefone celular, fala codificada digital de ligação descendente de uma central de rádio celular para uma estação de base de radiotelefone celular e sinais de radiotelefone amostrados descendentemente de ligação ascendente (isto é, sub-amostrados relativo à taxa de nyquist de duas amostras por símbolo) da estação de base de radiotelefone celular para a central de rádio celular. os sinais de radiotelefone amostrados descendentemente são demodulados na central de rádio celular e a fala codificada digital é modulada na estação de base de radiotelefone celular. uma demodulação de diversidade pode ser usada na central de rádio celular, para a diversidade demodular os sinais de radiotelefone amostrados descendentemente na central de rádio celular. ligando-se descendentemente a fala codificada digital de uma central de rádio celular com uma estação de base de radiotelefone celular, e ligando-se ascendentemente os sinais de radiotelefone amostrados descendentemente da estação de base de radiotelefone celular com uma central de rádio celular, ligações descendentes e ligações ascendentes de faixa estreita podem ser fornecidas entre as estações de base e a central de rádio celular, para assim, reduzir o custo. além disso, uma vez que a demodulação ocorre na central de rádio celular do que nas estações de base, estações de base de baixo custo podem ser fornecidas. no entanto, uma vez que o sinais de radiotelefone amostrados descendentemente são transmitidos das estações de base para a central de rádio celular, uma demodulação de diversidade pode ser executada na central de rádio celular, para assim, melhorar a qualidade de voz das comunicações de radiotelefone celular.

Description

"PROCESSOS DF COMUNICAÇÃO ENTRE UMA ESTAÇÃO BASE DE RADIOTELEFONE CELULAR E UMA CENTRAL DE RÁDIO CELULAR, DE COMUNICAÇÃO PARA UMA ESTAÇÃO BASE DE RADIOTELEFONE CELULAR QUE SE COMUNICA COM UMA CENTRAL DE RÁDIO CELULAR E COM UMA PLURALIDADE DE RADIOTELEFONES CELULARES, E DE COMUNICAÇÃO PARA UMA CENTRAL DE RÁDIO CELULAR QUE SE COMUNICA COM UMA ESTAÇÃO BASE DE RADIOTELEFONE CELULAR, SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE RADIOTELEFONE CELULAR, ESTAÇÃO BASE DE RADIOTELEFONE CELULAR, E, CENTRAL DE RÁDIO CELULAR".

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção diz respeito aos sistemas e processos de comunicações e, em particular, aos sistemas e processos de comunicações de radiotelefone.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Os sistemas de radiotelefone celular são comumente empregados para fornecer comunicações de voz e dados para uma pluralidade de assinantes. Por exemplo, sistemas de radiotelefone celular analógicos, tais como designados AMPS, ETACS, NMT-450 e NMT-900, foram empregados com sucesso em todo o mundo. Mais recentemente, os sistemas de radiotelefone celular tais como designados IS-54B na América do Norte e o sistema GMS pan-europeu foram introduzidos. Estes sistemas, e outros, são descritos, por exemplo, no livro intitulado Cellular Radio Systems por Balston, et al., publicado pela Artech House, Norwood, MA., 1993. A Figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema de comunicação de radiotelefone celular convencional. Como apresentado na Figura 1, o sistema de comunicação de radiotelefone celular 100 inclui uma pluralidade de células 170 cada uma destas inclui uma estação base 120a-120n. Embora duas células sejam apresentadas na Figura 1, será entendido que um grande número de células e um grande número de estações base 120a-120n são, no geral, incluídos no sistema de comunicação de radiotelefone celular. Os radiotelefones celulares 130 nas células 170 comunicam com as estações base 120a-i20n. A central de rádio celular 110 é conectada com cada uma das estações base 120a-120n através de uma respectiva ligação ascendente 140a-140n e uma respectiva ligação descendente 150a-150n. A central de rádio celular 110 controla a comunicação entre os radiotelefones celulares através das estações base. A central de rádio celular também controla as comunicações entre os radiotelefones celulares 130 e os telefones a fio através de uma conexão 160 à Rede de Telefonia Pública Comutada (“Public Switched Telephone Network” - PSTN). O projeto do sistema de comunicação de radiotelefone celular 100 é bem conhecido para aqueles que têm habilidade na técnica e não necessita ser também aqui descrito.

Os sistemas de comunicação de radiotelefone celular são frequentemente instalados para comunicações sobre uma área geográfica grande usando-se células grandes, como mostrado pelas estações celulares de base de radiotelefone, que agora têm se tomado uma visão comum ao longo das rodovias. No entanto, nas cidades densamente populadas, as células podem ser pequenas, cobrindo vários blocos de cidades ou menos. Recentemente, foi também proposto fornecer sistemas de comunicação celular de rádio dentro de um prédio em um “DAMPS Wireless Office System” (DWOS). Em tal sistema comercial sem fio, as estações base podem ser localizadas em localizações separadamente espaçadas em um ou mais pavimentos de um prédio comercial, para assim fornecer comunicações sem fio dentro de um prédio comercial usando-se radiotelefones celulares convencionais.

Em sistemas celulares, podem existir exigências conflitantes que podem afetar a arquitetura da central de rádio celular e as estações base.

Por exemplo, é, no geral, desejável produzir estações base e centrais de rádio celular de baixo custo. Por outro lado, as comunicações de voz de alta qualidade devem ser fornecidas pelo sistema de radiotelefone celular.

Mais especifícamente, em um sistema comercial sem fio, é, no geral, desejado manter baixo custo das estações base porque muitas estações base são usadas no sistema comparado com a central de rádio celular. Para suportar uma comunicação de voz de alta qualidade, é, no geral, desejado usar diversidade macro, em que as comunicações de radiofreqüência de um radiotelefone celular são recebidas por mais de um receptor em uma estação base, para assim permitir recepção de diversidade e melhorar a qualidade de ligação (“link”) de rádio. A Figura 2 ilustra um sistema celular de radiotelefone convencional com transmissões de banda larga entre as estações base e a central de rádio celular. Mais especifícamente, na Figura 2, o sistema celular de radiotelefone 200 inclui uma estação base 120’ e uma central de rádio celular 110’, em que os sinais de banda larga são transmitidos por ligação ascendente (“uplinked”) da estação base 120’ para uma central de rádio celular 110’ através da ligação ascendente (“uplink”) 140’, e os sinais de banda larga são transmitidos por ligação descendente (“downlinked”) de uma central de rádio celular 110’ para uma estação base 120’ através da ligação descendente (“downlink”) 150’. Será entendido que, embora a Figura 2 ilustre apenas uma estação base 120’, muitas estações base convencionalmente são usadas. Além do mais, mais do que uma central de rádio celular 110’ pode ser usada. A ligação ascendente 140’ e a ligação descendente 150’ podem ser fornecidas por uma ligação ascendente e uma ligação descendente de radiofreqüência, ou uma ligação ascendente e uma ligação descendente cabeadas, como é bem conhecido para os versados na técnica.

Mais especifícamente, a arquitetura de banda larga da Figura 2 usa distribuição digital de banda larga de sinais digitais de freqüência Intermediária (Digital IF), por exemplo, em uma taxa de 10 a 1000 megabits por segundo (Mbps). Na arquitetura de banda larga, a banda ou faixa de frequência integral de comunicações de radiotelefone celular recebidas é amostrada e estas amostras são transmitidas por ligação ascendente a uma central de rádio celular 110’ para processar. Desse modo, as estações base necessitam apenas agir como relés, para que as estações base possam ser simples e de baixo custo. A complexidade de processamento de sinal acontece na central de rádio celular 110’, onde a potência de processamento central pode ser compartilhada e usada eficientemente para também diminuir o custo.

Mais especificamente, referindo-se à Figura 2, a estação base 120’ inclui um conversor de digital para analógico (DAC) 202 que recebe os sinais de distribuição digital de banda larga, por exemplo, em taxas entre 10 a 1000 Mbps, de ligação descendente 150’. Um primeiro filtro de canal de banda larga 204 filtra o sinal analógico. O sinal analógico filtrado é fornecido para um transmissor/receptor de radiofreqüência (transceptor) 230 que inclui um primeiro modulador 206, um oscilador local de transmissão (TXLO) 208, um amplificador de força 210 e um isolador 212. O sinal de radiofreqüência amplificado do amplificador de força 210 é transmitido através da antena 224, para fornecer comunicações de radiotelefone com um radiotelefone 130.

Comunicações de radiotelefone que são recebidas de um radiotelefone 130 em antena 24 são roteadas ou direcionadas para o amplificador de baixo ruído 214 pelo isolador 212 e são então convertidas descendentemente de radiofreqüência por um segundo modulador 216 usando-se um oscilador local receptor (RXLO) 218. A saída do segundo modulador 216 é fornecida para um segundo filtro de canal de banda larga 220 e para um conversor analógico para digital (ADC) 222. A saída digitalizada do conversor analógico para digital 222 é ligada ascendentemente à central de rádio celular 100 através de uma ligação ascendente de banda larga 140’. Consequentemente, similar a ligação descendente 150’, a ligação ascendente 140’ é uma ligação ascendente digital de banda larga, por exemplo, em taxas emre 10 a 1000 Mbps.

Na central de rádio celular 110’, a ligação ascendente de banda larga 140 é recebida pelo canalizador digital 252 e separada em dois ou mais canais digitais que são fornecidos para um demodulador 250. O demodulador 250 inclui pelo menos dois sincronizadores/sub-amostradores (“downsamplers”) 254a e 254b que são sincronizam e sub-amostram os canais digitais pelo canalizador digital 252. Os sinais sincronizados e sub-amostrados são então fornecidos para um combinador/equalizador de diversidade 256 que pode executar combinação de diversidade macro. A saída do combinador/equalizador de diversidade 256 é fornecida para um decodificador de canal 258, a saída deste é fornecida para o decodificador de fala 260. A fala decodificada é então fornecida para um processador 270, por exemplo, a 64 quilobits por segundo (Kbps) por chamada (isto é, por comunicação de radiotelefone), que pode executar funções de controle, tais como roteamento de sinais para a PSTN 160 e outras funções de processamento de banda de base e sinal tais como cancelamento de eco.

Quando um sinal é recebido pelo processador 270 que é para ser transmitido para um radiotelefone 130, o sinal é fornecido para o codificador de fala 272 (por exemplo, a 8 Kbps/chamada) e o decodificador de canal 274. O codificador de canal 274 pode fornecer símbolos I/Q a 48,6 Kbps por chamada. O sinal codificado de fala é então fornecido para o modulador 276 para produzir o sinal de banda larga que é transmitido por ligação descendente à estação base 120’ acima da ligação descendente 150’. O projeto geral da estação base 120’ e central de rádio celular 110’, bem como o projeto dos componentes individuais deste, como apresentado na Figura 2 são bem conhecidos para os versados na técnica e não necessitam ser aqui descritos pormenorizadamente. Exemplos de arquiteturas de banda larga são descritos no Pedido Norte-Americano No. Série 08/753.437 depositado em 25 de novembro de 1996, da Bexten, intitulado “Arquitetura de Banda Larga Flexível para uso em Sistemas de Comunicação de Rádio” (“A Flexible Wideband Architecture for Use in Radio Communications Systems”), e no Pedido Norte-Americano No. Série ___________, depositado em______________da Wallstedt et al., intitulado “Sistema de Telefonia Celular de Acesso Múltiplo Indoor Distribuído” (“Distributed Indoor Digital Multiple-Access Cellular Telephone System”), as descrições dos quais são aqui incorporadas por referência.

Consequentemente, em um sistema de banda larga como descrito acima, uma arquitetura de baixo custo pode ser fornecida porque as estações base 120’ são relativamente simples, enquanto que as funções de processamento primárias são executadas na central de rádio celular 110’. Além do mais, a qualidade de voz pode ser alta porque a demodulação de diversidade pode acontecer na central de rádio celular 110’. Infelizmente, uma arquitetura de banda larga da Figura 2 pode exigir o uso de tecnologia de transporte de alta velocidade, por exemplo, na faixa de 10 a 1000 Mbps, sobre distâncias moderadamente longas até 100 metros ou mais. Isto pode ser difícil e dispendioso para transportar amostras da estação base para a central de rádio celular usando-se tecnologia convencional tais como fibras óticas, cobre de alta velocidade e xDSL. Em muitos pedidos de patente, o custo adicional do sistema de transporte de amostra pode tornar a arquitetura de banda larga não interessante. A Figura 3 ilustra uma arquitetura de banda estreita para um sistema de comunicação de radiotelefone celular. Como apresentado na Figura 3, o sistema de comunicação de radiotelefone celular de banda estreita 300 inclui uma ligação descendente de banda estreita 150” que transmite por ligação descendente informação digital de banda estreita, por exemplo, a 16,1 Kbps por chamada e uma ligação ascendente de banda estreita 140” que transmite por ligação ascendente sinais digitais de banda estreita a 16J Kbps/chamada da estação base 120’ para a central de rádio celular 110. Comparado com a Figura 3, o moduiador 276 é transferido da central de rádio celular 110” para a estação base 120” e os filtros 204’ e 220’ são filtros de banda estreita. Além do mais, o demodulador 250’ é transferido da central de rádio celular 110’ para a estação base 120”. Como também apresentado na Figura 3, o demodulador 250’ inclui um sincronizador/sub-amostrador simples 245’ e um equalizador 256’. Uma vez que os canais de diversidade separados não foram canalizados, a combinação de diversidade macro não é, no geral, executada na estação base 120’. A diversidade macro pode ser executada na central de rádio celular por adicionar informação de qualidade de rádio ao sinal de banda estreita. Infelizmente, este tipo de diversidade macro pode ter o desempenho de um receptor de diversidade comutado, que pode ser menos do que o desempenho da diversidade adicional em fase em um sinal de banda larga. O projeto geral da estação base 120” e da central de rádio celularllO”, bem como o projeto do componente individual destas, como apresentado na Figura 3 são bem conhecidos para os versados na técnica e não necessitam ser aqui descritos pormenorizadamente. A arquitetura de banda estreita, como descrita na Figura 3, é estreitamente usada em muitas arquiteturas celular de radiotelefone incluindo DECT, GSM, PDC e AMPS/DAMPS. A arquitetura de banda estreita permite que ligações ascendentes 140” e ligações descendentes 150” de banda estreita de padrões ISDN, TI ou El sejam usadas entre as estações base 120” e a central de rádio celular 110”. Consequentemente, as amostras podem ser transportadas a baixo custo. A complexidade do processamento de sinal na central de rádio celular 110” pode também ser reduzida comparada com a central de rádio celular 110’ da Figura 2, de modo que o custo desta possa ser reduzido.

Tnfelizmente, a arquitetura de banda estreita desloca o processamento da central de rádio celular 110” para as estações base 120’ o que pode tomar as estações base mais caras. Uma vez que há, no geral, muito mais estações base 120” do que centrais celulares de base 110”, o custo total do sistema de comunicação de radiotelefone celular de banda estreita 300 pode aumentar dramaticamente.

Além do mais, a arquitetura de banda estreita, no geral, não usa diversidade macro. A falta de diversidade macro pode também aumentar os custos devido ao aumento do número de estações base que pode ser necessário para melhorar a cobertura. A falta de diversidade macro pode também diminuir a qualidade de voz devido às transmissões fracas de comunicação de radiotelefone entre os radiotelefones e as estações base.

Consequentemente, apesar do uso de arquiteturas de banda larga e de banda estreita entre a central de rádio celular e as estações base de um sistema de comunicação de radiotelefone celular, continua existindo uma necessidade de arquiteturas de sistemas de radiotelefone celular que possa prover redução no custo, processamento de diversidade e alta qualidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO E, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer sistemas e processos de comunicações de radiotelefone celular que possam incluir estações base de baixo custo. E outro objetivo da presente invenção fornecer sistemas e processos de comunicações de radiotelefone celular que possam incluir estações de baixo custo sem a necessidade de ligações ascendentes e ligações descendentes caras entre as estações base e a central de rádio celular. E ainda outro objetivo da presente invenção fornecer sistemas e processos de comunicações de radiotelefone celular que possam incluir estações base de baixo custo sem a necessidade de ligações ascendentes e ligações descendentes caras entre as estações base e a central celular de radio, e que também possam executar processamento de diversidade, para, assim, melhorar a qualidade de voz das comunicações de radiotelefone celular.

Estes e outros objetivos são fornecidos de acordo com a presente invenção, por sistemas e processos de comunicações de radiotelefone celular que transmitem por ligação descendente fala codificada digital da central de rádio celular com a estação base de radiotelefone celular e transmitem por ligação ascendente sinais de radiotelefone sub-amostrados (isto é, sub-amostrados em relação à taxa de Nyquist de duas amostras por símbolo) da estação base de radiotelefone celular para a central de rádio celular. Os sinais de radiotelefone sub-amostrados são demodulados na central de rádio celular e a fala codificada digital é modulada na estação base de radiotelefone celular. A demodulação de diversidade pode ser usada na central de rádio celular, para a diversidade demodular os sinais de radiotelefone sub-amostrados.

Pela transmissão por ligação descendente da fala digital codificada da central de rádio celular para a estação base de radiotelefone celular, pela transmissão por ligação ascendente de sinais de radiotelefone sub-amostrados da estação base de radiotelefone celular para a central de rádio celular, ligações descendentes e ligações ascendentes de banda estreita podem ser fornecidas entre as estações base e a central de rádio celular, para assim, reduzir o custo. Além do mais, uma vez que a demodulação acontece na central de rádio celular em vez de nas estações base, estações de baixo custo podem ser fornecidas. No entanto, uma vez que sinais de radiotelefone sub-amostrados são transmitidos das estações base para a central de rádio celular, demodulação de diversidade pode ser executada na central de rádio celular, para assim melhorar a qualidade de voz das comunicações de radiotelefone celular. Desse modo, por exemplo, transmissão por ligação ascendente e transmissão por ligação descendente podem ser executadas em taxas que estão em uma ordem de magnitude de Kbps por comunicação de radiotelefone. Consequentemente, sistemas e processos de comunicação de radiotelefone celular de baixo custo e alta qualidade podem ser fornecidos.

Em modalidades preferidas da presente invenção, a transmissão por ligação ascendente os sinais de radiotelefone sub-amostrados da estação base de radiotelefone celular para a central de rádio celular é obtida por sub-amostragem dos sinais de radiotelefone recebidos na estação base de radiotelefone celular. Sub-amostragem é executada em um receptor de banda estreita na estação base de radiotelefone celular. Sub-amostragem é preferivelmente executada por primeiro sobre-amostrar (em relação à taxa de Nyquist) os sinais de radiotelefone recebidos na estação base de radiotelefone celular e usar estas amostras para executar a sincronização. Em seguida, os sinais de radiotelefone recebidos sincronizados são sub-amostrados (em relação à taxa de Nyquist) e os sinais de radiotelefone recebidos sub-amostrados são transmitidos por ligação ascendente à central de rádio celular.

Os sistemas de comunicação de radiotelefone celular de acordo com a presente invenção incluem uma pluralidade de estações base celulares de radiotelefone que se comunica com uma pluralidade de radiotelefones celulares e que transmite por ligação ascendente sinais de radiotelefone sub-amostrados. Uma central de rádio celular recebe os sinais de radiotelefone sub-amostrados transmitidos por ligação ascendente e transmite por ligação descendente fala codificada digital para a pluralidade de estações base de radiotelefone celular. A central de rádio celular também inclui um demodulador que demodula os sinais de radiotelefone sub-amostrados e as estações base de radiotelefone celular incluem um modulador que modula a fala codificada digital. A central de rádio celular também inclui um decodificador que é responsivo ao demodulador, para decodificar a fala dos sinais de radiotelefone sub-amostrados demodulados. As estações base de radiotelefone celular incluem um transmissor/receptor de radiofreqüência (transceptor) que é responsivo ao modulador, para transmitir a fala digital codificada modulada como um sinal dc radiofreqüência que é recebido pelos radiotelefones celulares.

Preferivelmente, o demodulador na central de rádio celular é um demodulador dc diversidade de banda estreita. A estação base de radiotelefone celular também preferivelmente inclui um sub-amostrador de banda estreita que sub-amostra os sinais de radiotelefone. O sub-amostrador preferivelmente compreende um sobre-amostrador (“oversampler”) que sobre-amostra os sinais de radiotelefone recebidos para estabelecer a sincronização e um sub-amostrador que é responsivo ao sobre-amostrador para sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos sincronizados. Consequentemente, a ligação ascendente das estações base para a central de rádio celular é relativamente de banda estreita, para assim, permitir ligação ascendente de baixo custo. No entanto, a ligação ascendente é preferivelmente sinais de radiotelefone sincronizados sub-amostrados, para que demodulação de diversidade seja executada na central de rádio celular.

Por conseguinte, uma ligação ascendente de baixo custo pode ser fornecida, enquanto ainda retém muito da potência de processamento na central de rádio celular. A demodulação de diversidade pode ser usada para qualidade de voz melhorada. Será entendido que a presente invenção pode ser fornecida como processos de comunicações entre uma estação base de radiotelefone celular e uma central de rádio celular, processos de comunicações por uma estação base de radiotelefone celular, processos de comunicações por uma central de rádio celular e também pode ser fornecida como sistemas de comunicações de radiotelefone celular, estações base de radiotelefone celular e centrais de rádio celular.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de radiotelefone celular convencional. A Figura 2 é um diagrama de blocos de um sistema de radiotelefone celular de banda larga. A Figura 3 é um diagrama de blocos de um sistema de comunicação de radiotelefone celular de banda estreita. A Figura 4 c um diagrama de blocos de sistemas e processos celulares de radiotelefone de acordo com a presente invenção. A Figura 5 é um fluxograma ilustrando sincronização e sub-amostragem de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A presente invenção será agora descrita mais inteiramente daqui em diante com referência aos desenhos anexos, nos quais as modalidades preferidas da invenção são apresentadas. Esta invenção pode, no entanto, ser expressa de muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades aqui apresentadas; de preferência, estas modalidades são fornecidas de modo que esta apresentação será perfeita e completa, e transmitirá completamente o escopo da invenção para aqueles habilitados na técnica. Tais números referem-se a tais elementos completamente.

Referindo-se agora à Figura 4, os sistemas e processos de radiotelefone celular de acordo com a presente invenção serão agora descritos. Como apresentado na figura 4, uma ligação ascendente de banda estreita 440a, 440b é fornecida entre a estação base 420 e a central de rádio celular 410. Uma ligação descendente de banda estreita 450a, 450b é fornecida da central de rádio celular 410 para a estação base 420. A ligação descendente de banda estreita 450a, 450b pode ser fala codificada digital, por exemplo, a 16,1 Kbps/chamada. A estação base 420 transmite por ligação ascendente os sinais de radiotelefone sub-amostrados (IF digital sub-amostrado) para a central de rádio celular 410 em uma taxa, por exemplo, 120 Kbps/chamada. Desse modo, a transmissão por ligação ascendente e a transmissão por ligação descendente são executadas em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone. Isto contrasta com uma ligação ascendente ou ligação descendente de largura de banda larga que tem taxas que estão em uma ordem de magnitude de Mbps por comunicação de radioteletone.

Na Figura 4, a ligação ascendente é apresentada como dois canais de ligação ascendente 440a e 440b, e a ligação descendente é apresentada como dois canais de ligação descendente 450a e 450b. Isto permite transmissão de diversidade e recepção de diversidade pela base de estação, como será descrito abaixo. No entanto, será entendido que os dois canais pode ser combinados em um único canal para a ligação ascendente e ligação descendente e então separados para transmissão e recepção de diversidade. Será também entendido que a ligação ascendente e/ou a ligação descendente podem ser fornecidas por uma conexão de radiofreqüência ou uma conexão a fio. Quando a fio, a presente invenção permite o uso de conexões de padrão ISDN, Tl, ou El entre a central de rádio celular 410 e a estação base 420. Altemativamente, conexões sem fio de largura de banda estreita podem ser usadas incluindo conexões RF e infravermelho.

Referindo-se ainda à Figura 4, quando a comunicação de radiotelefone está para ser transmitida pela estação base 420 para um radiotelefone 130, a comunicação é fornecida pelo processador 270 para o codificador de fala 272 e o codificador de canal 274. A fala codificada digital do codificador de canal 274 é transmitida por ligação descendente à estação base 420 através da ligação descendente 450a, 450b. Para transmissão de diversidade, um par de transmissores de banda estreita 490a, 490b respectivamente rotulados “Transmissores de banda estreita A” e “Transmissores de banda estreita B” é fornecido. Os respectivos transmissores de banda estreita cada um inclui um modulador 276a, 276b, um conversor digital para analógico 202a, 202b e um filtro de banda estreita 204a’, 204b’. As respectivas saídas dos filtros de banda estreita 204a’, 204b’ são fornecidas aos respectivos transccptores 230a, 230b, para transmissão de diversidade através das respectivas antenas 224a, 224b. Cada transceptor de freqüência 230a, 230b inclui um modulador 206a, 206b, um oscilador local de transmissão (TXLO) 208a, 208b, um amplificador de potência 210a, 210b e um isolador 212a, 212b. Consequentemente, os transceptores de radiofreqüência 230a, 230b executam conversão ascendente de radiofreqüência do sinal de fala digital codificado modulado.

Continuando com a descrição da Figura 4, uma comunicação de um radiotelefone celular é recebida em antenas 224a e 224b que agem como antenas de diversidade. A comunicação recebida é direcionada para um respectivo amplificador de baixo ruído 214a, 214b pelo respectivo isolador 212a, 212b e é convertida descendentemente pelo respectivo demodulador 216a, 216b e respectivos osciladores locais de recepção (RXLO) 218a, 218b. Os sinais de comunicação de radiotelefone convertidos descendentemente recebidos são fornecidos para os respectivos receptores de banda estreita 480a, 480 b, também respectivamente rotulados “Receptor de Banda estreita A” e “Receptor de Banda estreita B” na Figura 4. Os receptores de banda estreita incluem os respectivos filtros de canais de banda estreita 220a’, 220b’ que fornecem a entrada de espectro correta para os respectivos conversores analógico para digital (ADC) 222a, 222b. Os conversores analógico para digital fornecem uma função de amostra para sobre-amostrar o sinal de comunicação de radiotelefone recebido convertido descendentemente.

Os sinais sobre-amostrados dos conversores analógico para digital 222a, 222b são fornecidos para um respectivo sincronizador/sub-amostrador 470a, 470b. Como é também conhecido para os versados na técnica, um sincronizador constata uma temporização e fase ópticas para o sinal amostrado e recebido. O sub-amostrador então usa o resultado da temporização para reduzir a quantidade de dados que necessitam ser transmitidos por ligação ascendente com o combinador de diversidade 456 na central de radio celular 410.

Mais especificamente, os sistemas de comunicação convencionais usam amostra de taxa Nyquist (duas amostras por símbolo). F.stas duas amostras por símbolo são no geral suficientes para executar medidor coerente e cobertura e detecção condutora. No geral, uma amostra é usada para detecção e é assim obtida no meio de um símbolo e a outra amostra é obtida no cruzamento zero e usada para cobertura de temporização. Em contraste nítido, de acordo com a invenção, o sinal é inicialmente sobre amostrado, por exemplo, em oito amostras por símbolo. Todas as oito amostras podem então ser usadas para determinar o deslocamento de freqüência portadora correto e temporização de sincronização. Uma vez que a sincronização esteja determinada, apenas uma de todas as oito amostras pode ser retida. Consequentemente, a taxa de amostra pode cair de 200 kHz para 24 kHz. Esta ótima amostra pode ser determinada por uma função de probabilidade máxima.

Consequentemente, a amostragem é inicialmente executada acima da taxa de Nyquist (sobre-amostra) para obter sincronização e em seguida é amostrada abaixo da taxa de Nyquist (sub-amostragem). Consequentemente, os sinais de radiotelefone sub-amostrados podem ser transmitidos por ligação ascendente à central de rádio celular 410 usando-se uma ligação ascendente de banda estreita 440a, 440b, enquanto ainda permite-se demodulação de diversidade na central de rádio celular 410, como será descrito abaixo. A demodulação diversificada na central de rádio celular pode diminuir o custo total do sistema de comunicação de radiotelefone celular e facilitar transferência de controle suave entre as estações base. A Figura 5 é um fluxograma que ilustra a sincronização e sub-amostragem (Bloco 470a, 470b da Figura 4). Como apresentado na Figura 5, os sinais de radiotelefone recebidos são sobre-amostrados no Bloco 510 a uma taxa que é maior do que a taxa de Nyquist, tais como oito amostras por símbolo. No Bloco 520, um teste é feito se a sincronização foi obtida. Senão, então, a sobre-amostragem continua. Se a sincronização foi obtida, então, no Bloco 530, os sinais de radiotelefone sincronizados são sub-amostrados, por exemplo, retendo apenas urna ue Iodas as oito amostras por símbolo (sub-amostrado). Esta uma amostra por símbolo é transmitida por ligação ascendente à central de rádio celular no Bloco 540. Consequentemente, a sub-amostragem de Nyquist é usada após a sincronização ter sido obtida.

Referindo-se novamente à Figura 4, os sinais de radiotelefone sub-amostrados ou sobre-amostrados são transmitidos por ligação ascendente à central de rádio celular 410 através de uma ligação ascendente 440a, 440b. Na central de rádio celular 410, um demodulador 450, preferivelmente incluindo um combinador/equalizador de diversidade 456, é usado para a diversidade combinar a saída dos dois receptores, para desse modo permitir qualidade de recepção intensificada. A saída combinada é então usada para detectar os dados. A saída do demodulador 450 é então fornecida para o decodificador de canal 255, que usa uma redundância específica nos dados detectados para também melhorar qualidade de recepção. O decodificador de fala 260 fornece a voz ou dados desejados para servir ao usuário. O processador 270 pode fornecer funções adicionais, como foi descrito com relação às Figuras 2 e 3, e também com relação à PSTN 160. As comunicações de radiotelefone que são recebidas na central de rádio celular 410 são transmitidas para os radiotelefones através do decodificador de fala 272 e codificador de canal 274.

Consequentemente, ligações ascendentes e ligações descendentes de baixa taxa de bit podem ser fornecidas entre a central de rádio celular e as estações base de sistemas de comunicação de radiotelefone celular, enquanto ainda permitindo a transmissão e recepção de diversidade. Sistemas e processos de radiotelefone celular de baixo custo e/ou alta qualidade podem ser, desse modo, fornecidos.

Nos desenhos e reivindicações, foram apresentadas modalidades preferidas típicas da invenção e, embora termos específicos sejam empregados, eles são usados em um senso genérico e descritivo apenas não para propósitos dc limitação, o escopo da invenção sendo apresentado nas reivindicações a seguir.

Claims

1. Processo de comunicação entre uma estação base de radiotelefone celular e uma central de rádio celular, compreendendo as etapas de: transmitir por ligação descendente fala codificada digital da central de rádio celular para a estação base de radiotelefone celular; e o processo sendo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: transmitir por ligação ascendente sinais de radiotelefone sub-amostrados da estação base de radiotelefone celular para a central de rádio celular.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de transmissão por ligação ascendente é seguida pela etapa de: demodular os sinais de radiotelefone sub-amostrados na central de rádio celular.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de transmissão por ligação descendente é seguida pela etapa de: modular a fala codificada digital na estação base de radiotelefone celular.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de demodulação é seguida pela etapa de: decodificar fala dos sinais de radiotelefone sub-amostrados e demodulados na central de rádio celular.

5. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de modulação é seguida pela etapa de: transmitir a fala codificada digital modulada como um sinal de radiofreqüência na estação base de radiotelefone celular.

6. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de demodulação compreende a etapa de: demodular com diversidade os sinais de radiotelefone sub-amosírados na cenirai de rádio celular.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de transmissão por ligação descendente e a etapa de transmissão por ligação ascendente são executadas em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone.

8. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de modulação compreende a etapa de: modular a fala codificada digital em um transmissor de banda estreita na estação base de radiotelefone celular.

9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de transmissão por ligação ascendente é precedida pela etapa de: sub-amostrar sinais de radiotelefone recebidos na estação base de radiotelefone celular.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de sub-amostragem compreende a etapa de sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos em um receptor de banda estreita na estação base de radiotelefone celular.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de sub-amostragem compreende as etapas de: sobre-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos na estação base de radiotelefone celular para executar sincronização; e em seguida, sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos sincronizados na estação base de radiotelefone celular.

12. Processo de comunicação para uma estação base de radiotelefone celular que se comunica com uma centrai de radio celular e com uma pluralidade de radiotelefones celulares, compreendendo a etapa de: receber fala codificada digital da central de rádio celular; o processo sendo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: sub-amostrar sinais de radiotelefone que são recebidos da pluralidade de radiotelefones; e transmitir os sinais de radiotelefone sub-amostrados para a central de rádio celular.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de recepção é seguida pela etapa de: modular a fala codificada digital.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de modulação é seguida pela etapa de: transmitir a fala codificada digital modulada para pelo menos um dos radiotelefones celulares.

15. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de recepção e a etapa de transmissão são executadas em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone.

16. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de modulação compreende a etapa de: modular a fala codificada digital em um transmissor de banda estreita.

17. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de sub-amostragem compreende a etapa de sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos em um receptor de banda estreita.

18. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de sub-amostragem eompreende as etapas de: sobre-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos para executar sincronização; e em seguida, sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos sincronizados.

19. Processo de comunicação para uma central de rádio celular que se comunica com uma estação base de radiotelefone celular, compreendendo a etapa de: transmitir fala codificada digital para a estação base de radiotelefone celular; e o processo sendo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: receber sinais de radiotelefone sub-amostrados da estação base de radiotelefone celular.

20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a etapa de recepção é seguida pela etapa de: demodular os sinais de radiotelefone sub-amostrados.

21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a etapa de demodulação é seguida pela etapa de: decodificar fala dos sinais de radiotelefone sub-amostrados demodulados.

22. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a etapa de demodulação compreende a etapa de: demodular com diversidade os sinais de radiotelefone sub- amostrados.

23. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a etapa de transmissão e a etapa de recepção são executadas em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone.

24. Sistema de comunicação de radioteiefone celular, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de estações base de radioteiefone celular que se comunicam com uma pluralidade de radiotelefones celulares e que transmitem por ligação ascendente sinais de radioteiefone sub-amostrados; e uma central de rádio celular que recebe os sinais de radioteiefone sub-amostrados transmitidos por ligação ascendente e que transmite por ligação descendente fala codificada digital para a pluralidade de estações base de radioteiefone celular.

25. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a central de rádio celular também compreende: um demodulador que demodula os sinais de radioteiefone sub- amostrados.

26. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que as estações base de radioteiefone celular compreendem cada uma: um modulador que modula a fala codificada digital.

27. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a central de rádio celular compreende adicionalmente: um decodificador que é responsivo ao demodulador para decodificar fala dos sinais de radioteiefone sub-amostrados demodulados.

28. Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que as estações base de radioteiefone celular compreendem adicionalmente: um transmissor de radiofrequência que é responsivo ao modulador para transmitir a fala codificada digital modulada como um sinal de radiofreqüência.

29. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o demodulador é um demodulador de diversidade.

30 Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de estações base de radiotelefone celular transmite por ligação ascendente sinais de radiotelefone sub-amostrados para a central de rádio celular e a centrai de rádio ceiular transmite por ligação descendente fala codificada digital para a pluralidade de estações base de radiotelefone celular em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone.

31. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o modulador é um modulador de banda estreita.

32. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a estação base de radiotelefone celular também compreende: um sub-amostrador que sub-amostra sinais de radiotelefone recebidos.

33. Sistema de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o sub-amostrador é um sub-amostrador de banda estreita.

34. Sistema de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o sub-amostrador compreende: um sobre-amostrador que sobre-amostra os sinais de radiotelefone recebidos para executar sincronização; e um sub-amostrador que é responsivo ao sobre-amostrador para sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos sincronizados.

35. Estação base de radiotelefone celular, caracterizada pelo fato de que compreende: um transmissor que transmite sinais de radiotelefone sub-amostrados para uma central de rádio celular; e um receptor que recebe fala codificada digital da central de rádio celular.

36. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que também compreende: um modulador que modula a fala codificada digital.

37. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de que também compreende: um transmissor de radiofrequência que é responsivo ao modulador para transmitir a fala codificada digital modulada como um sinal de radiofrequência.

38. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que o transmissor transmite sinais de radiotelefone sub-amostrados para a central de rádio celular e o receptor recebe fala codificada digital da central de rádio celular em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone.

39. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de que o modulador é um modulador de banda estreita.

40. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que também compreende: um sub-amostrador que sub-amostra os sinais de radiotelefones recebidos, o transmissor sendo responsivo ao sub-amostrador.

41. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 40, caracterizada pelo fato de que o sub-amostrador é um sub-amostrador de banda estreita.

42. Estação base de radiotelefone celular de acordo com a reivindicação 40, caracterizada pelo fato de que o sub-amostrador compreende: um sobre-amostrador que sobre-amostra os sinais de radiotelefone recebidos para executar sincronização; e um sub-amostrador que é responsivo ao sobre-amostrador para sub-amostrar os sinais de radiotelefone recebidos sincronizados.

43. Central de rádio eelular, caracterizada pelo tato de que compreende: um receptor que recebe sinais de radiotelefone sub-amostrados de uma estação base de radiotelefone celular; e um transmissor que transmite fala codificada digital para a estação base de radiotelefone celular.

44. Central de rádio celular de acordo com a reivindicação 43, caracterizada pelo fato de que também compreende: um demodulador que é responsivo ao receptor para demodular os sinais de radiotelefone sub-amostrados.

45. Central de rádio celular de acordo com a reivindicação 44, caracterizada pelo fato de que também compreende: um decodificador que é responsivo ao demodulador para decodificar fala dos sinais de radiotelefone sub-amostrados demodulados.

46. Central de rádio celular de acordo com a reivindicação 45, caracterizada pelo fato de que o demodulador é um demodulador de diversidade.

47. Central de rádio celular de acordo com a reivindicação 43, caracterizada pelo fato de que o receptor recebe sinais de radiotelefone sub-amostrados da estação da base de radiotelefone celular e o transmissor transmite fala codificada digital para o sistema de estação base de radiotelefone celular em taxas que estão em uma ordem de magnitude de quilobits por segundo por comunicação de radiotelefone.