ES2172487T3 - Sistema de comunicaciones multicanal con decodificador. - Google Patents
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Abstract
Un método para recibir simultáneamente una pluralidad de señales de canal en un espectro compartido de un sistema de comunicación inalámbrico de acceso múltiple de división de código de amplio espectro, transmitiendo el sistema las señales del canal que utilizan modulación por desplazamiento de fase en cuadratura, teniendo las señales del canal velocidades de datos diferentes y una misma velocidad de datos de transmisión, comprendiendo el método: - recibir las señales transmitidas sobre el espectro compartido; - demodular las señales recibidas para producir una señal de frecuencia intermedia en fase y una señal de frecuencia intermedia de fase en cuadratura; - despropagar con un código asociado con cada señal del canal las señales de frecuencia intermedia en fase y de fase en cuadratura para producir una señal de fase en fase despropagada y de fase en cuadratura despropagada para cada señal del canal; teniendo para cada señal del canal su velocidad de datos por debajo de la velocidad de datos de transmisión, combinando los símbolos recibidos de las señales despropagadas en fase y de fase en cuadratura, de forma que después de la combinación de estas señales de fase en fase y de fase en cuadratura despropagadas en el canal tienen esta velocidad de datos del canal; y procesar simultáneamente cada una de las señales despropagadas de fase en fase y de fase en cuadratura de la señal del canal después de la combinación para recuperar los datos para cada señal del canal.
Description
Sistema de comunicaciones multicanal con
decodificador.
El presente invento se refiere en general a las
comunicaciones digitales. Más específicamente, el invento se refiere
a un sistema en el que se transmiten datos a una velocidad variable
de transmisión y se reciben en un receptor de comunicaciones donde
los datos de velocidad variable de transmisión se descodifican en un
descodificador multicanal eficiente de datos de múltiples
velocidades de transmisión.
La tecnología de telecomunicaciones más avanzada
en la actualidad hace uso de la modulación de espectro ampliado o
acceso múltiple con división de código (en adelante CDMA) para
telecomunicaciones punto a multipunto. Desde la década de los 50, se
ha utilizado el CDMA en aplicaciones militares, debido a la
dificultad de detectar y perturbar la transmisión de comunicaciones.
Este atributo se debe a una técnica de comunicación sin hilos que
utiliza un ancho de banda de transmisión modulada mucho mayor que
el ancho de banda de información de la señal transmitida.
En la Figura 1 se muestra un esquema simplificado
de comunicación CDMA. Un canal único de comunicación de un ancho de
banda determinado se mezcla con un código de ampliación. La señal
modulada de banda relativamente estrecha se amplía secuencialmente
para ocupar un ancho de banda trasmitida mucho más amplio mediante
la multiplicación con un código único de ampliación. El código de
ampliación comprende una secuencia o un código seudoaleatorios de
alta velocidad de transmisión similares a ruido que se convierten en
parte de los datos transmitidos. La apariencia similar al ruido de
bajo nivel de la señal resultante transmitida es tal que no es
probable que interfiera con otros usuarios del espectro.
En el receptor, la señal se reduce mediante la
correlación de la señal recibida de banda ancha con una secuencia
idéntica seudoaleatoria generada localmente para resolver los datos
de una pluralidad de señales de datos que ocupan el mismo ancho de
banda de transmisión. Esto disminuye intensamente la señal
volviéndola a su ancho de banda original, y también amplía
cualesquiera señales de radio de banda estrecha presentes en el
espectro ocupado, de modo que ahora aparecen como ruido que entra al
receptor. Mediante la utilización de muchas secuencias
seudoaleatorias diferentes de código, se pueden acomodar múltiples
usuarios dentro del mismo espectro de transmisión.
Las mismas características que han permitido que
las técnicas de comunicación CDMA hayan tenido éxito en las
aplicaciones militares han hecho de uso obligatorio los sistemas de
comunicación CDMA, en particular los sistemas
B-CDMA^{R} de acceso múltiple con división de
código de banda ancha para la utilización eficiente del poblado
espectro de frecuencias de la radio comercial. Entre los muchos
atributos del sistema CDMA se encuentra su capacidad prácticamente
ilimitada. Como cada usuario de un sistema de comunicación CDMA
transmite y recibe señales sobre el mismo ancho de banda de
transmisión, hay requisitos menos rigurosos de banda de protección y
canalización. A diferencia de los sistemas FDMA y TDMA, cuya
capacidad está limitada por el número de canales discretos, la
capacidad de los sistemas CDMA está limitada por interferencia. En
consecuencia, aumenta significativamente el número de usuarios
capaces de comunicar simultáneamente sobre ese ancho de banda
determinado de transmisión.
Además de información de voz, se puede transmitir
al receptor información no vocal, sola o una combinación de las dos.
Ciertos estándares de comunicaciones como la red digital de
servicios integrados (en adelante ISDN) requieren una velocidad de
transmisión de datos mucho mayor que la voz digitalizada. Para
optimizar el sistema de comunicación, se transmiten varias
velocidades de datos con el fin de aumentar la relación señal/ruido
(en adelante SNR) a todos los receptores.
Una medida del comportamiento del espectro
ampliado es la ganancia de proceso del sistema, G_{p,}, que viene
determinada por la relación entre la velocidad de transmisión de
bits de canal y la velocidad de transmisión de bits de información,
R_{c}/R_{i}. Las relaciones señal/ruido entre la entrada y la
salida vienen determinadas por:
Ecuación
1\frac{S}{N_{0}}=G_{p}*\left(\frac{S}{N_{0}}\right)_{i}
De la ecuación 1 se deduce que cuanto mayor es la
velocidad de transmisión de datos, más interferencia se produce, lo
que deteriora la relación señal/ruido. La reducción de interferencia
se traduce directamente en un aumento de capacidad.
La mayoría de los sistemas de telecomunicaciones
CDMA transmiten datos de velocidad variable de transmisión para
mantener la SNR en el máximo valor posible. Para lograrlo, o bien se
identifica la velocidad de transmisión de datos dentro del mensaje
de control de nivel del sistema que es parte del canal de señal, o
bien un receptor determinado debe ser capaz de detectar la velocidad
de los datos transmitidos.
Puesto que hay muchos usuarios que comparten este
mismo canal de transmisión espectral, se puede inducir interferencia
de uno a otro usuario cuando no hay suficiente aislamiento de código
entre los usuarios. Más aún, debe conocerse la velocidad de
transmisión de datos antes de la descodificación convolucional de la
corrección de error en el transmisor o en el receptor.
La mayor parte de los receptores de la técnica
anterior hacen uso de descodificadores independientes de
circunvolución de una sola velocidad de transmisión para reconstruir
adecuadamente los datos digitales una vez recibidos y reducidos.
Como se transmite información de velocidad de transmisión de datos
para cada cuadro, el receptor no tiene que determinar a partir del
cuadro recibido de datos la velocidad de transmisión a la que se
codificaron los datos, disminuyendo de ese modo la complejidad del
receptor y aumentando la velocidad global del sistema. Sin embargo,
el uso de descodificadores convolucionales dedicados a cada
velocidad de transmisión de datos transmitidos reduce el rendimiento
total del proceso y aumenta los costes del sistema.
El documento
JP-A-8-195683
describe un dispositivo de recepción de datos en un tiempo breve y
sin usar ninguna memoria intermedia de datos.
De acuerdo con lo anterior, existe una necesidad
de un descodificador convolucional eficaz que pueda manejar
velocidades variables de transmisión de datos.
El presente invento proporciona un método de
recibir una pluralidad de señales en un espectro compartido de un
sistema de comunicaciones CDMA inalámbrico de espectro ampliado, de
acuerdo con la reivindicación 1. Se provee también un receptor para
recibir una pluralidad de señales recibidas en un espectro
compartido de un sistema de comunicaciones CDMA inalámbrico de
espectro ampliado, de acuerdo con la reivindicación 9. Los aspectos
preferidos del invento se proveen de acuerdo con las
reivindicaciones subordinadas.
El presente invento está relacionado con un
sistema de comunicación en el que la velocidad de transmisión de
datos de una transmisión determinada se codifica mediante un
transmisor y luego se utiliza para ajustar una pluralidad de
descodificadores convolucionales que comparten una memoria común. El
sistema utiliza recursos comunes de proceso para proporcionar hasta
cuatro canales discretos que tienen descodificación convolucional de
múltiples velocidades con corrección de error, lo que resulta en una
menor área de silicio y en un funcionamiento a baja potencia. El
sistema es capaz de soportar comunicación de voz a 8 kb/s hasta 64
kb/s para comunicación ISDN de alta velocidad de transmisión.
Aunque el presente invento se puede utilizar en una variedad de
sistemas de comunicación, los sistemas de comunicación preferentes
incluyen teléfonos celulares o portátiles, PCS, comunicación sin
hilos de bucle local y comunicación CDMA. El presente invento puede
usarse en los receptores de emplazamientos tanto de estación base
como de unidad de consumidor.
De acuerdo con lo anterior, un objeto del
presente invento es proporcionar un descodificador convolucional
eficiente de múltiples velocidades de transmisión para aplicaciones
multicanal.
Un objeto adicional del presente invento es
proporcionar una arquitectura de descodificador convolucional
multicanal de menor complejidad y mejor comportamiento.
Otros objetos y ventajas del sistema y del método
resultarán evidentes para los expertos en la técnica tras la lectura
de la descripción detallada de la realización preferida.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema típico de comunicaciones CDMA de la técnica anterior.
La Figura 2 es un diagrama detallado de bloques
de un sistema de comunicaciones CDMA.
La Figura 3a es la primera sección de un diagrama
detallado de bloques de la realización preferida.
La Figura 3b es la segunda sección de un diagrama
detallado de bloques de la realización preferida.
La Figura 4 es un diagrama global de bloques de
la realización preferida.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de la
interfaz entre un procesador central de señal digital y la
realización preferida.
La Figura 6 es un diagrama de la constelación de
manipulación para cambio fase-cuadratura (en
adelante QPSK).
La Figura 7 es un diagrama detallado de bloques
de un canal de
"suma-comparación-selección".
La Figura 8a es la primera sección de un diagrama
de flujo del secuenciador de
"suma-comparación-selección".
La Figura 8b es la segunda sección de un diagrama
de flujo del secuenciador de
"suma-comparación-selección".
La Figura 9 es un diagrama detallado de bloques
del secuenciador de
"suma-comparación-selección".
La Figura 10 es un diagrama de flujo del
procedimiento de retrolocalización.
La Figura 11 es un diagrama de flujo del
procedimiento de velocidad de transmisión de errores de bit.
La Figura 12 es una representación gráfica del
comportamiento de la velocidad de transmisión de errores de bit (en
adelante BER) en función de la relación señal/ruido.
El presente invento se describe con referencia a
las figuras de los dibujos, en las que los números análogos
representan elementos análogos en toda su extensión.
El descodificador Viterbi multicanal de múltiples
velocidades de transmisión construido de acuerdo con el presente
invento se ha realizado dentro del contexto de un sistema CDMA 17
de teléfono celular. Tales descodificadores se usan en estaciones
multicanal de comunicaciones sin hilos con la recepción de señales
de comunicación. El sistema 17 como se muestra en la Figura 2
incluye un transmisor 19 y un receptor 21, que pueden estar
instalados o bien en un receptor de estación base o en un receptor
de usuario móvil.
El transmisor 19 incluye un procesador de señal
23 que codifica datos 25 de voz y no vocales en cuadros de diversas
velocidades de transmisión de datos, por ejemplo, cuadros de
velocidades de 8 kb/s, 16 kb/s, 32 kb/s ó 64 kb/s. El procesador de
señal 23 selecciona una velocidad de transmisión que depende de la
actividad de voz, si los datos son de voz, o en respuesta a una
velocidad establecida de transmisión de datos.
En la generación de una señal transmitida en un
entorno de acceso múltiple están implicadas dos etapas. En primer
lugar, los datos 25 de entrada que se pueden considerar como una
señal modulada bifásica se codifican utilizando codificación "con
corrección de error directo" (en adelante FEC) 27. Como se usa un
código de convolución R=1/2, la señal única bifásica modulada de
datos se convierte en dos señales bifásicas moduladas. Una señal se
ha designado como el canal I de señal en fase. La otra señal se
designa como el canal de señal en cuadratura Q. Al conjunto de las
dos señales bifásicas moduladas I y Q se hace referencia usualmente
como "manipulación para cambio de señal en fase a señal en
cuadratura" (QPSK). En la realización preferente, los polinomios
29,31 de generador de derivaciones para una longitud restringida de
K=7 y una velocidad de transmisión de código convolucional de R=1/2
son:
G_{1} =
171_{8} \ y \ G_{2}=
133_{8}
En la segunda etapa, los dos datos o símbolos
bifásicos modulados 33a,33b se amplían con las secuencias
seudoaleatorias QPSK en fase 35a (I) y en cuadratura (Q) 35b. Las
señales ampliadas resultantes I 37a y Q 37b se mezclan con una
frecuencia de portadora 43, se combinan en 45 con otras señales
ampliadas (canales) que tienen diferentes códigos de ampliación, y
se transmiten en 47. La transmisión 47 puede contener una pluralidad
de canales individuales que tengan diferentes velocidades de
transmisión de datos.
El receptor 21 incluye un desmodulador 49a,49b
que mezcla la señal transmitida 47 de banda ancha en una frecuencia
intermedia de portadora 51a,51b. Las señales QPSK se filtran a
continuación (53) y se mezclan 55a,55b con el código seudoaleatorio
35a,35b generado localmente que se adapta al código transmitido.
Solamente se reducirán de modo efectivo las formas de onda
originales que se ampliaron por el mismo código en el transmisor 19.
Las otras señales aparecerán como ruido al receptor 21. Los datos
57a,57b se pasan luego a un procesador 59 de señal donde se lleva a
cabo la descodificación FEC en los datos codificados de forma
convolucional.
El presente invento 61 realiza la descodificación
usando un eficiente descodificador Viterbi multicanal 61 de varias
velocidades de transmisión como se muestra en las Figuras 3a y 3b.
El descodificador 61 comprende un procesador de la señal digital (en
adelante DSP) que entra a la interfaz 63 de descodificador Viterbi,
una calculadora común 65 de distancia euclídiana, una pluralidad de
canales 67a,67b,67c y 67d (ACS) de
suma-comparación-selección, una
agrupación 69 de memoria de valores métricos de estado, un
secuenciador de ACS 71, un conjunto ordenado 73 de memoria de
retrolocalización, un procesador 75 de retrolocalización y un
descodificador a la interfaz 77 de sistema. El sistema como se
muestra en las Figuras 3a y 3b se puede ensamblar en forma discreta
o bien realizar como un eficiente circuito integrado específico de
aplicación (en adelante ASIC) 79.
En la realización preferida, uno cualquiera de
los cuatro canales (0,1,2 y 3) del descodificador 61 puede procesar
una pluralidad de velocidades de transmisión de datos: 8 kb/s, 16
kb/s, 32 kb/s ó 64 kb/s. En realizaciones alternativas se pueden
usar otras velocidades de transmisión de datos. Las velocidades de
transmisión de datos de valor menor se consiguen mediante la
habilitación de una función combinadora de diversidades de factores
de multiplicación que trabaja sobre símbolos recibidos de modo
redundante. Esto aumenta de forma efectiva la SNR de las señales
recibidas de diversidad de factores de multiplicación. Para aquellos
símbolos en cuadros correspondientes a velocidades de transmisión de
datos menores que la máxima velocidad esperada de transmisión de
datos, los datos de símbolo se repiten para mantener una velocidad
constante de transmisión del símbolo para el cuadro.
Para la velocidad de transmisión de datos de 64
kb/s, se envía un símbolo QPSK cada 15,625 \mus. Para la velocidad
de transmisión de datos de 32 kb/s, el correspondiente símbolo QPSK
se envía dos veces a través de un canal. Los símbolos se envían
todavía en la velocidad de transmisión de datos de 64 kb/s, pero con
doble redundancia, reduciendo de ese modo de forma efectiva la
velocidad de transmisión de información a 32 kb/s. Para una
velocidad de transmisión de datos de 16 kb/s, los correspondientes
símbolos QPSK se envían a través del canal con diversidad de un
factor de multiplicación igual a 4 . Para un canal de datos de 8
kb/s, se utiliza una diversidad con un factor de multiplicación
igual a 8.
Refiriéndose a las Figuras 3a y 3b, el
descodificador multicanal 61 comparte recursos comunes para
minimizar el área de silicio. Como se muestra en la figuras, la
memoria de valores métricos de estado 69 y la memoria de
retrolocalización 73 son de acceso aleatorio estático (en adelante
SRAM) y se utilizan comúnmente para cada canal. Se aumenta
adicionalmente el rendimiento con la calculadora común 65 de
geometría de distancia euclidiana que calcula el cuadrado de la
distancia euclidiana entre el símbolo QPSK recibido y los cuatro
puntos posibles de constelación en el espacio QPSK para los cuatro
canales.
La arquitectura del sistema como se muestra en
las figuras implementa el algoritmo Viterbi y descodifica los datos
codificados convolucionalmente. Los polinomios de generador de
derivación correspondientes para una longitud restringida de K=7 y
una velocidad de transmisión de código de R=1/2 son G_{1} =
171_{8}(29) y G_{2} = 133_{8} (31). Debe entenderse que
se pueden utilizar otros polinomios de generador de derivación en
realizaciones alternativas, dependiendo de diferentes longitudes
restringidas y códigos de velocidad de transmisión. Por ejemplo,
para una longitud restringida de K=9 y una velocidad de código de
R=1/2, los polinomios de generador de derivación son G_{1} =
753_{8} y G_{2} = 561_{8}. El uso de generadores de derivación
es bien conocido para los expertos en telecomunicaciones, y se
emplean en el codificador FEC 27.
En la Figura 4 se muestra una arquitectura global
del sistema. Un microcontrolador central 81 programa un módulo de
control y temporización 83 (en adelante TCM) situado en el ASIC 79
por medio de líneas 85 de datos de microcontrolador, líneas 87 de
acceso y marcador 89 de escritura. El microcontrolador 81 determina
a partir del cuadro transmitido el factor de diversidad de factor de
multiplicación para un canal determinado. La combinación de
diversidades se controla afirmando y negando selectivamente las
señales 91a,91b,91c y 91d de combinación de diversidades para los
canales 0 a 3 respectivamente. Una salida 93 de datos sale de un DSP
central 95 y transporta las señales I y Q para los cuatro canales a
la interfaz 63 de descodificador Viterbi. El DSP central 95 que
activa a la señal 97 y las líneas 99 de acceso están acoplados
también a la interfaz 63 de descodificador Viterbi. El
microcontrolador central 81 controla cada señal 91a,91b,91c y 91d de
combinación de diversidades. El DSP central 95 controla los datos 93
de canal individual que entran a la interfaz 63 de
descodificador.
El TCM 83 acepta una señal de referencia de alta
frecuencia 103 derivada externamente para la temporización global
del sistema. El TCM 83 utiliza la señal de referencia 103 y deriva
unas señales de alta frecuencia 105 de vaciado y 107 de reloj
Viterbi. El TCM 83 produce también una reposición global 109 de
descodificador.
La velocidad de transmisión de datos de un canal
particular se disminuye mediante el microcontrolador 81 que activa
la respectiva señal combinadora de diversidades 91a, 91b,91c y 91d.
Para una velocidad de transmisión de datos de 32 kb/s, se combinan
dos símbolos adyacentes; para una velocidad de transmisión de datos
de 16 kb/s, se combi combinan cuatro símbolos, y para una de 8 kb/s,
se combinan ocho símbolos.
La realización preferida usa la diversidad de
factores de multiplicación para procesar los datos de múltiples
velocidades de transmisión. A una velocidad de transmisión de datos
de 64 kb/s se usa cada bit individual transmitido. Sin embargo, a
la velocidad mínima de transmisión de datos, 8 kb/s, cada bit se
duplica por un factor de 8. Cuando se procesa a la mínima velocidad
de transmisión de datos, los símbolos redundantes simplemente se
suman juntos. Como se ha expuesto en los antecedentes del invento,
cada vez que se envía un símbolo a través de un respectivo canal se
recibe una ganancia y cifra de ruido determinadas. Por tanto, si se
envía dos veces la misma señal a través del canal, la relación
señal/ruido (SNR) se ha duplicado efectivamente. La razón estriba en
que los símbolos redundantes se suman coherentemente, mientras que
el ruido aleatorio introducido no se suma coherentemente. Desde la
máxima velocidad de transmisión de datos de 64 kb/s hasta la mínima
de 8 kb/s la ganancia de la señal se multiplica efectivamente por un
factor de 8.
Mediante la disminución de la velocidad de
transmisión de bits de datos y la utilización de la diversidad de
factores de multiplicación se puede disminuir de modo conmensurable
la potencia de transmisión de señal, puesto que la ganancia se
recuperará cuando se ensamblen los diversos símbolos. Con el uso de
la combinación de diversidades se logran menores velocidades de
transmisión de datos sin sufrir efectos perjudiciales para menores
relaciones señal/ruido.
Para la máxima salida de datos de 64 kb/s, se
debe desactivar la función de combinación de diversidades, lo que se
realiza manteniendo elevadas las señales combinadoras de diversidad
91a, 91b,91c y 91d para ese canal particular. Cuando el
descodificador multicanal 61 funciona a bajas velocidades de
transmisión de datos, las señales combinadoras de diversidad
91a,91b,91c y 91d controlan qué símbolos adyacentes se combinan,
cuándo se activa el descodificador, y cuándo se libera la interfaz
para un nuevo conjunto de símbolos.
Como se muestra en la Figura 5, la interfaz 63 de
decodificador acepta dos muestras de cumplimiento I y Q de 8 bits
sobre el bus de datos 93 del DSP central 95. Los datos procedentes
del DSP central 95 se hacen entrar en el bus de datos 93 a un
descodificador 111 de accesos. El bus de datos 93 es un bus de
entradas en paralelo, pero los datos llegan en forma secuencial
entre todos los cuatro canales. A continuación, los datos se separan
en los componentes individuales de señal en fase y señal en
cuadratura para cada canal y salen a cada circuito de vaciado y de
integración de saturación 113I,113Q,115I,115Q,117I,117Q,119I y 119Q
sobre las líneas 121I,121Q,123I,123Q,125I,125Q,127I y 127Q, para los
canales 0 a 3 respectivamente. La interfaz 63 incluye acumuladores
de 8 bits que tienen lógica de saturación. El máximo valor positivo
de saturación es 0x7f_{16} y el máximo valor negativo de
saturación es 0x80_{16}.
En la interfaz 63 de descodificador Viterbi, la
combinación de diversidades de factores de multiplicación se realiza
utilizando dos operaciones binarias de cumplimiento. Todas las
muestras redundantes I y Q se suman cuando se trabaja a las
velocidades de transmisión de datos más bajas. Similarmente, se usan
sumadores de saturación para eliminar el cambio de signo si se
produce un exceso de capacidad. En lugar de que la función
combinadora de diversidades resida en un circuito integrado separado
del DSP, se ha incluido en el ASIC la característica "según
especificaciones del cliente" . Una vez que se ha realizado la
función combinadora de diversidades, los resultados se introducen
como salidas en las líneas 129I,129Q,131I,131Q,133I,133Q,135I y
135Q para los canales 0 a 3 respectivamente. Los circuitos de
vaciado y de integración de saturación controlan también las líneas
de activación 137a, 137b,137c y 137d de la calculadora de distancia
euclidiana 65 para los canales 0 a 3 respectivamente.
Refiriéndose de nuevo a las Figuras 3a y 3b,
todos los procesadores internos del descodificador multicanal 61
están sincronizados con el reloj Viterbi 107. El DSP central 95 se
sincroniza mediante su propio reloj asíncrono (no mostrado). El
reloj del DSP y la señal de vaciado 105 se resincronizan con
respecto al reloj Viterbi 107. El descodificador 61 requiere que el
reloj Viterbi 107 deba ser marginalmente más rápido que la señal de
vaciado 105.
Todos los canales se acoplan desde la interfaz 63
de descodificador a la calculadora de distancia euclidiana 65 en
líneas individuales I y Q y líneas individuales de activación como
se muestra en la Figura 4. Con referencia a la Figura 3a, la
calculadora de distancia euclidiana 65 calcula los cuatro cuadrados
de las distancias euclidianas entre cada símbolo recibido I y Q y
los cuatro puntos posibles de constelación QPSK. Una calculadora
común calcula las distancias para cada canal solamente cuando la
activan sus respectivos canales.
Como se muestra en la Figura 6, la calculadora de
distancia euclidiana 65 compara todos los símbolos recibidos
p por canal estableciendo sus correspondencias en una
constelación x_{00}, x_{01}, x_{10} y x_{11}. Es necesario
examinar cada punto recibido p debido a la corrupción durante
la transmisión 47 por ruido y distorsión, ya sea de frecuencia
multicamino o de radiofrecuencia. La calculadora geométrica 65
calcula las cuatro distancias d_{00},d_{01},d_{10} y d_{11}
desde el símbolo recibido p y elige la mínima distancia
d_{00}.
El mecanismo activador utilizado se basa en la
velocidad de transmisión de los datos transmitidos para un canal
particular. Se obtiene una ganancia en el rendimiento total del
proceso, puesto que los cálculos se realizan en la calculadora de
distancia euclidiana 65 solamente si se le ha entregado un nuevo
símbolo I y Q y se ha activado adecuadamente la citada calculadora
65. El rendimiento aumenta, puesto que no se desecha ningún cálculo
cuando se procesan datos de las velocidades de transmisión más
bajas.
Refiriéndose de nuevo a las Figuras 3a y 3b, una
vez calculadas las distancias euclidianas, las salidas discretas de
12 bits 139a,139b,139c y 139d para cada canal junto con las señales
de habilitación asociadas 141a,141b,141c y 141d se acoplan en
serie a cuatro circuitos discretos ACS 67a,67b,67c y 67d, donde se
establecen las correspondencias de las distancias euclidianas en un
diagrama Trellis basado en el codificador. El uso de un esquema de
Trellis para descodificar datos FEC codificados convolucionalmente
es bien conocido para los familiarizados con la técnica.
El presente invento normaliza cada símbolo y
calcula la mínima distancia Trellis utilizando lógica de
saturación. A cada símbolo transmitido que se haya recibido
recientemente se le añaden los datos anteriores de valores métricos
de estado. Cada punto individual de datos por canal desarrolla y
actualiza el diagrama Trellis. Los datos de valores métricos de
estado se leen de la memoria 69 de valores métricos de estado . Los
circuitos ACS 67a,67b,67c y 67d implementan el algoritmo Viterbi. El
descodificador de máxima probabilidad se basa en el diagrama
Trellis, que es una réplica infinita de un diagrama de estado.
Cualquier palabra de código de un código convolucional corresponde a
los símbolos a lo largo de un camino en el diagrama Trellis. En
cada estado y en cada nivel del diagrama Trellis está implicada una
operación del ACS. La implementación de un descodificador basado en
el algoritmo Viterbi requiere el almacenamiento de dos conjuntos de
datos diferentes. El primer almacenamiento es para la memoria 69 de
estado de camino o memoria de valores métricos actualizada para
cada nivel sucesivo del Trellis. El segundo conjunto de datos lo
constituyen las selecciones de cada nodo o estado en el Trellis,
denominada memoria 73 de camino.
En la técnica anterior, cada respectivo
descodificador o circuito ACS requeriría el almacenamiento
individual para los dos conjuntos de datos. En el presente invento,
tanto el conjunto ordenado de memoria 69 de valores métricos como
la de memoria 73 de camino están consolidadas en una memoria común
para cada canal de una manera original, para reducir
significativamente el tamaño del área de silicio. Asimismo, la
transmisión común de accesos y datos se combina adicionalmente,
aumentando el rendimiento. Los datos de valores métricos de estado
se escriben en 143a,143b,143c y 143d, y se leen de la memoria 69 de
valores métricos de estado en 145a,145b,145c y 145d.
Hay dos posibles caminos de Trellis que terminan
en cada estado. En los circuitos ACS 67a,67b,67c y 67d se realiza
una operación de depuración donde el mejor valor métrico termina en
un estado dado. El mejor valor métrico se determina eligiendo la
mínima distancia acumulada de Trellis. El camino elegido, superior o
inferior, viene representado por 0 o por 1, respectivamente. Esta
información se escribe en la memoria de retrolocalización 73 en las
líneas 149a,149b,149c y 149d.
El diagrama Trellis se ensambla sobre muchos
símbolos recibidos. La realización preferida requiere 35 símbolos en
tiempo discreto, y se actualiza tras la recepción de cada símbolo
sincronizado. Después de haberse acumulado 35 símbolos, una
determinación halla el camino Trellis que tenga el error mínimo.
Este método de descodificación determina qué símbolo QPSK se ha
transmitido. La estructura de Trellis introduce redundancia y
acumula la historia anterior.
En la Figura 7 se muestra un circuito de ACS 67a
para el canal 0. Cada símbolo nuevo que representa un punto de
constelación QPSK es la entrada 139a. Puesto que cada nodo en el
diagrama Trellis tiene dos caminos que entran y salen, los valores
se escinden y seleccionan basándose en el estado actual en el
diagrama Trellis y en lo que se ha codificado. Cada valor de
constelación se introduce como entrada en multiplexadores separados
de 4 entradas 189u,1891. La salida 191u,1911 de cada multiplexador
189u,1891 se basa en el presente estado en el diagrama Trellis y en
el codificador. Esta decisión 153a se origina en el secuenciador de
ACS 71, que se describe posteriormente en la presente memoria. El
valor métrico de estado 145a se lee de la memoria 69, se escinde
similarmente para los caminos superior e inferior, y se introduce
como entrada en los flip-flops especulares de 8 bits
193u y 1931. Las salidas de los flip-flops 193u y
1931 entran en los sustractores de saturación 197u y 1971 con el
mejor valor métrico anterior 201, y se combinan con el nuevo valor
de símbolo 191u y 1911 con los sustractores de saturación 199u y
1991. Ambos caminos superior e inferior de cada nodo de diagrama
Trellis se comparan con un comparador 203 de magnitud de 8 bits.
Cada canal ACS procesa 64 estados de diagrama Trellis para cada
símbolo particular. Se examina cada camino para determinar qué
distancia o trayectoria es la más corta. Ambos caminos superior e
inferior 205u y 2051 se introducen como entradas en un multiplexador
207 de 2 entradas en el que se elige la distancia o valor métrico de
estado mínimos 145a y se guarda en la memoria 209. Este valor se
utiliza para normalización con la próxima entrada de símbolo. En el
presente invento se normalizan a posteriori todas las
entradas para cada operación.
En la técnica anterior, la normalización se
realizaba típicamente sobre una base de bloque o después de haberse
procesado muchos símbolos de información. Sin embargo, mediante la
normalización a posteriori después de elegirse cada valor
métrico de estado, el rendimiento mejora notablemente. Esta
post-normalización requiere lógica de saturación,
puesto que el proceso de normalización puede dar lugar a exceso de
capacidad. Si no se emplease dicha lógica, el número podría rebosar
al final y el número binario podría variar drásticamente con
respecto al valor deseado. El sistema no puede determinar si el
valor es realista. Utilizando lógica de saturación, el valor por
último corresponde a un punto de aplanamiento.
Como cada nodo del diagrama Trellis tiene dos
caminos que terminan en él y dos caminos que se originan en él, el
proceso se va depurando constantemente. El diagrama Trellis
representa los valores métricos para dos caminos en los que una
decisión elige un camino que se base en la distancia más corta. El
mejor camino o el mejor valor métrico se guardan en la memoria 69 de
valores métricos de estado, y el bit de camino o de decisión se
guardan en la memoria de retrolocalización 149a,149b,149c y
149d.
Al comenzar un símbolo, cada canal ACS
67a,67b,67c y 67d recibe una señal de comienzo de descodificador
141a,141b,141c y 141d para inicializar el canal. Como se ha descrito
anteriormente, el valor ganador de la operación de depuración que se
ha guardado en la memoria se confronta con el primero; si el segundo
valor ganador es menor que el primero, entonces se escoge ese valor
particular como el mejor valor métrico. Esta operación es similar
para las 63 salidas restantes del diagrama Trellis.
La dependencia histórica de los símbolos a medida
que entran en un descodificador Viterbi acumula energía de los
muchos símbolos dando lugar a una ganancia muy elevada. La ganancia
de energía se basa en la integración de la energía de más de 35
símbolos, lo que en efecto estrecha el ancho de banda.
La secuencialización del funcionamiento de los
circuitos 67a, 67b, 67c y 67d del ACS se controla mediante el
secuenciador ACS 71 sobre las líneas 151a,151b,151c y 151d. Se
utiliza un solo secuenciador ACS 71 para controlar los circuitos
individuales de ACS 67a, 67b, 67c y 67d para cada canal que se
descodifica. Cuando un canal particular no se ha habilitado 141a,
141b, 141c y 141d, bien debido a una velocidad más baja de
transmisión de datos o si el canal está vacante, las operaciones de
escritura a las memorias de valores métricos 69 y de camino 73
para ese canal particular se inhiben a través de las líneas
153a,153b,153c y 153d.
El secuenciador ACS 71 controla todo el
funcionamiento del presente invento. Su función es similar a la de
un equipo de estado. Sin embargo, en lugar de utilizar un
dispositivo programable y un código ejecutable de descarga que
normalmente se ven en la técnica anterior, el secuenciador ACS 71 se
ejecuta estrictamente en hardware, dando lugar a un rendimiento
inesperado.
El funcionamiento del secuenciador ACS 71 es
similar al de un contador accionado por un contador, y controla los
cuatro circuitos independientes de ACS 67a, 67b, 67c y 67d en
paralelo con una memoria común 69. El secuenciador de ACS 71
funciona también como un procesador de agrupaciones de rebanadas de
bits. En las Figuras 8a y 8b se muestra un diagrama de flujo para el
secuenciador de ACS 71. Tras la inicialización (etapa 401), el
secuenciador de ACS 71 establece una cuenta de base que es igual a
cero (etapa 403). Puesto que un secuenciador es esencialmente un
contador, se requiere un camino de retorno para contar (etapa 415).
Una decisión (etapa 405) determina si el proceso se ha completado
dependiendo del incremento desde 0 hasta 127, contrastando las 64
operaciones de lectura y las 64 operaciones de escritura de los
diagramas Trellis. El secuenciador se sincroniza a la velocidad
Viterbi que acciona el acceso (etapas 411,419,425 y 429) y
secuencialización de los accesos, y la secuencialización de las
operaciones de lectura (etapas 413 y 421) y escritura (etapas 427 y
431). El secuenciador de ACS 71 procesa cada canal de ACS
67a,67b,67c y 67d en paralelo con una memoria común 69.
El conjunto ordenado 69 de memoria de valores
métricos de estado tiene 64 bits de anchura y está dispuesto en un
segmento "ping" y un segmento "pong". Los primeros 32 bits
de la palabra de 64 bits son el segmento "ping" y los segundos
32 bits son el segmento "pong". Cada uno de los segmentos de 8
bits del segmento de 32 bits representa un canal diferente (0,1,2 y
3). Cuando el secuenciador de ACS 71 está leyendo del segmento
"pong", está escribiendo en secuencia en el segmento
"ping". El secuenciador lee del "ping" y escribe en el
"pong", y, con el próximo símbolo, lee del "pong" y
escribe en el "ping". Este método de acceso compartido de
memoria es conocido para los expertos en la técnica.
El secuenciador de ACS 71 manipula cuatro canales
que pueden estar procesando datos a diferentes velocidades de
transmisión de datos, de tal manera que dicho secuenciador 71 puede
estar leyendo del "ping" para el canal 0, leyendo del
"pong" para el canal 1, sin efectuar ninguna lectura ni
escritura para el canal 2, y leyendo del "ping" para el canal
3. Este método de acceso de memoria es extremadamente flexible, lo
cual se logra porque cada canal tiene una señal asignada de comienzo
141a,141b,141c y 141d.
El secuenciador de ACS 71 accede al conjunto
ordenado 69 de memorias de valores métricos de estado y a cada
circuito de ACS 67a, 67b, 67c y 67d examinando la cuenta de base
(etapa 405) y observando los dos bits menos significativos (en
adelante LSB) de la cuenta de base (etapa 407). Los dos primeros
estados de la secuencia son siempre operaciones de lectura (etapas
413 y 421), y los dos últimos estados de la secuencia son las
operaciones de escritura (etapas 427 y 431). Las operaciones de
escritura envían los resultados a la memoria 69 de valores métricos
de estado.
Como se muestra en la Figura 9, la implementación
del secuenciador de ACS 71 se realiza con un hardware mínimo. El
contador 211 proporciona a la cuenta base los
flip-flops 213a,213b,213c,213d,215a,
215b,215c y 215d que proveen las operaciones de cambio y la escritura y lectura para los cuatro canales de datos variables de velocidad de transmisión. Un multiplexador 217 de 4 entradas activa los accesos de valores métricos de estado para todos los canales.
215b,215c y 215d que proveen las operaciones de cambio y la escritura y lectura para los cuatro canales de datos variables de velocidad de transmisión. Un multiplexador 217 de 4 entradas activa los accesos de valores métricos de estado para todos los canales.
El conjunto ordenado 69 de memorias de valores
métricos de estado tiene suficiente capacidad de almacenamiento para
64 valores métricos de estado por canal. Para facilitar la lectura
de 145a,145b,145c y 145d y la escritura en 143a,143b,143c y 143d en
el conjunto ordenado 69 de memorias de valores métricos de estado,
la estructura "ping-pong" para la memoria
facilita ambas operaciones durante las operaciones individuales de
ACS coordinadas por el secuenciador ACS 71 sobre la línea
"ping-pong" 155 y bus de accesos 157. La
capacidad total de la memoria SRAM 69 de valores métricos de estado
es de 4.096 bits.
El conjunto ordenado de memorias de
retrolocalización 73 se utiliza para registrar qué camino ha
sobrevivido en cada estado para cada símbolo descodificado. Puesto
que un diagrama Trellis es en teoría una réplica infinita de un
diagrama de estado, se necesitaría una cantidad infinita de memoria
para registrar toda la información para cada símbolo transmitido.
Sin embargo, la historia retrolocalizada se mantiene únicamente para
35 símbolos consecutivos y se sobrescribe de los circuitos de ACS
67a, 67b, 67c y 67d sobre las líneas 149a,149b,149c y 149d. La
memoria de retrolocalización 73 requiere 8.960 bits de SRAM
organizados en una agrupación de 32 x 280. La retrolocalización
tiene una profundidad de 35 símbolos; por tanto, antes de que se dé
salida a un símbolo descodificado, ha tenido lugar una acumulación
de 35 símbolos de información. El símbolo de entrada que produce una
salida determinada ha ocurrido 35 símbolos antes en el tiempo.
La memoria de retrolocalización 73 está dispuesta
como una memoria intermedia circular. Cada vez que se escribe un
símbolo nuevo a la memoria de retrolocalización 73, todos los
símbolos guardados anteriormente se desplazan, descartando el valor
de símbolo más antiguo. La memoria requerida se basa en la regla de
5 veces la longitud restringida, por lo que se necesitan 35 símbolos
de memoria para una longitud restringida K=7.
En la Figura 10 se muestra el funcionamiento de
la memoria de retrolocalización. El procesador de retrolocalización
75 es una operación recurrente similar al procesador de ACS 71, en
el sentido de que se inicializa un contador (etapa 501) y se
configura (etapa 503) asignando un valor de 34 como se ha descrito
anteriormente (5 veces la longitud restringida). A continuación se
asigna el mejor valor métrico local al mejor valor métrico (etapa
505). Se debe tomar una decisión si la cuenta de retrolocalización
es igual a 0 (etapa 507). Si es así, el proceso se ha acabado (etapa
531) y es conocida la trayectoria que fue más probable, y el
decodificador da como salida un bit (etapa 529). Si la cuenta de
retrolocalización no es igual a 0, la operación vuelve a empezar
hasta llegar al mejor valor métrico.
Como se pueden procesar cuatro velocidades
diferentes de transmisión de datos, la memoria de retrolocalización
73 se consume de acuerdo con ello, es decir, si el canal 0 está
trabajando a 64 kb/s, después de 35 símbolos en el canal 0 la
memoria de retrolocalización estará llena para ese canal particular;
sin embargo, si el canal 2 está trabajando a la mitad de la
velocidad, es decir, a 32 kb/s, el canal 2 solamente llenaría la
mitad de la memoria de retrolocalización 73.
La memoria de retrolocalización 73 está asignada
en secuencia, puesto que un canal puede estar muy retrasado con
respecto a otro canal. El proceso de retrolocalización 75 es único
para cada canal, puesto que los datos que se han codificado en el
transmisor son únicos. En consecuencia, la operación de
retrolocalización para cada uno de los cuatro canales será única.
Además, pueden ser diferentes las velocidades de transmisión de
datos entre los cuatro canales.
El proceso de retrolocalización es en serie, y el
procesador 75 funciona secuencialmente para el canal 0, luego para
el canal 1, luego para el canal 2 y finalmente para el canal 3,
puesto que los accesos no son comunes. El almacenamiento de la
información de retrolocalización depende de los accesos, requiriendo
segregar cada proceso para cada canal en el tiempo. Si se transmiten
los cuatro canales a la máxima velocidad, la memoria todavía
necesitaría segregación, puesto que los datos que se codificaron en
el transmisor crearon un diagrama Trellis o trayectoria de
retrolocalización diferentes entre cada uno de los cuatro canales.
El proceso aún se complicaría más si se procesasen a diferentes
velocidades de transmisión de datos.
Refiriéndose al diagrama de flujo de la Figura
10, si la cuenta de retrolocalización no es igual a 0 (etapa 507) el
proceso debe retrolocalizarse en el tiempo para la trayectoria que
sea más probable. El procesador lee el acceso de 9 bits que incluye
un campo, un acceso de un byte y un acceso de 1 bit. Esto se
realiza desplazando a la derecha el acceso en 4 bits (etapa 509),
luego desplazando a la derecha en 1 bit (etapa 511), y ocultando los
3 bits menos significativos (etapa 513). El mejor valor métrico
local es un número de 7 bits. Los 4 bits más significativos se
convertirán en el acceso de 1 byte, los 3 bits siguientes se
convertirán en el número de bits, y los 4 bits menos significativos
se ignoran. Se examina el bit de camino (etapa 515) para ver si es
un 1 ó un 0. Si el bit de camino es un 0, el mejor valor métrico
local anterior se desplaza a la derecha en 1, lo que le divide
efectivamente por 2. Si el bit de camino es igual a 0, el mejor
valor métrico local se desplaza a la derecha en 1 (etapa 517). Si el
bit de camino no es igual a 0, se suman 64 al mejor valor métrico
local, situando de ese modo el resultado entre un valor de 32 y 63.
El procesador 75 sigue la pista (etapas 521,523,525 y 527) de todas
las trayectorias y su operación se repite hasta que se encuentre el
bit codificado.
El procesador halla la trayectoria que termina en
los 64 estados con la mínima energía que indica el mínimo error. La
memoria de retrolocalización guarda las 35 trayectorias asociadas
con los 64 estados con un bit que indica si la trayectoria viene de
arriba o de abajo, puesto que hay solamente dos caminos en un estado
determinado. Por tanto, un 0 o un 1 indican el camino. El camino
asociado de bit para el mejor valor métrico local se guarda junto
con el acceso de 1 byte y el acceso de bit. Como toda la información
se guarda en bytes, se lleva a cabo una descomposición puesto que
hay 64 estados, con 8 bytes, con 8 bits por byte. Puesto que hay 8
bits dentro del primer byte, los 8 bits indicarían los estados 0 a
7, lo cual indica qué mejor valor métrico local está apuntando a
estos estados. El siguiente byte sería para los estados 8 a 15, y
así sucesivamente hasta el estado 63º.
El proceso descarta siempre el bit menos
significativo del número de 7 bits. Los 3 bits más significativos,
como se ha expuesto anteriormente, apuntan a un acceso particular de
byte. Los 3 bits que siguen a los 3 más significativos apuntan a un
bit particular en el acceso de byte. Este es el "bit de
camino", que se utiliza para modificar el mejor valor métrico
local.
El proceso de retrolocalización funciona 512
veces más deprisa que la máxima velocidad de salida. El control del
bus de accesos se coordina entre el secuenciador ACS 71 y el
procesador de retrolocalización 75. Durante la fase de ACS del
funcionamiento del descodificador, el secuenciador ACS controla a
través de las líneas 151a,151b,151c y 151d al bus de accesos 159 de
las dos memorias de valores métricos de estado y de
retrolocalización. Una vez finalizado el funcionamiento del ACS, el
control del bus de accesos de la memoria de retrolocalización se
entrega al procesador de retrolocalización 75.
La memoria de retrolocalización 73 se usa en un
procedimiento denominado "reencadenamiento" o retrolocalización
que comienza en el último nodo del diagrama Trellis, siguiendo en
orden inverso el camino de decisión desde la última decisión hasta
la primera. Este proceso determina el símbolo descodificado que se
va a liberar como una salida 161a,161b,161c y 161d. El proceso de
retrolocalización para los cuatro canales no se puede llevar a cabo
en paralelo dentro de un bloque común 69, 75 de SRAM, puesto que se
supone que son independientes las características de acceso del
proceso de retrolocalización para los canales separados de datos. Es
necesario secuenciar dicho proceso para cada canal individual. Si
un canal particular no se ha habilitado para un intervalo particular
de símbolo, se pasa por alto el proceso de retrolocalización para
ese canal. El proceso requiere un mínimo de 35 ciclos de reloj para
realizar el proceso de retrolocalización para un canal
determinado.
El presente invento tiene también una
característica de diagnóstico de comportamiento que calcula la
velocidad de transmisión de error de bit (en adelante BER). La
calculadora 65 de distancia euclidiana da salida a una decisión
difícil 163 que entra al procesador de retrolocalización 75. Esta
decisión difícil se separa en una memoria del tipo "primero que
entra-primero que sale" (en adelante FIFO) de 35
símbolos, y luego se compara con la salida de símbolo codificado
reconvolucionalmente 161a,161b,161c y 161d que fue liberada por el
procesador de retrolocalización 75. Las diferencias de bits entre
las dos se acumulan. Después de 256 símbolos, el acumulador del
procesador de retrolocalización 75 se vacía 165 a un circuito 77 de
salida de BER mostrado en la figura 7. Cuando un nuevo valor
acumulado de BER de 8 bits está preparado para que lo lea el
microprocesador central, se activa la señal 167 de "preparado"
BER para ese canal particular.
Como se muestra en el diagrama de flujo de la
figura 11, se describe el proceso de diagnóstico de la BER. Para el
cálculo de la BER, el proceso requiere una parte de transmisor y una
parte de receptor. Los datos se introducen (etapa 601) al transmisor
y soportarán codificación con corrección de error directo,
modulación QSPK, y ampliación de la señal en cuadratura. La señal no
se transmite, sino que se introduce directamente como entrada a la
parte de receptor, donde se reduce dicha señal. La salida del
proceso reductor pone en derivación al descodificador Viterbi
(etapa 603) y se retarda durante 35 símbolos (etapas 607, 609 y 611)
para permitir que el descodificador Viterbi descodifique la
información (etapa 605). Los datos que han soportado la decisión
difícil (no descodificados) se comparan con la salida del
descodificador Viterbi, lo cual proporciona una indicación del
comportamiento de la relación señal/ruido (SNR) y del
procesador.
En la Figura 12 se muestra el comportamiento del
presente invento. Dicha Figura 12 muestra una representación gráfica
de la probabilidad de la BER en función de la relación señal/ruido
comparando datos codificados en forma no convolucional y datos
codificados. Se presentan dos realizaciones del invento. En la
primera realización se utiliza una longitud restringida de K=7. Una
realización alternativa usa una longitud restringida de K=9. Como
puede verse en el gráfico, cuando la relación señal/ruido aumenta
hasta 5, el comportamiento de los datos codificados no
convolucionalmente presenta una probabilidad de error de bit del
0,05%. Sin embargo, para la misma relación señal/ruido, los datos
codificados convolucionalmente presentan un drástico aumento en
comportamiento hacia arriba de un error de bit en un millón. El
gráfico muestra también un perfeccionamiento sobre la longitud
restringida de 7 cuando se usa una realización alternativa que
emplea una longitud restringida de 9.
En lugar de ensamblar un descodificador Viterbi
en cuadratura que tenga cuatro canales de entrada, cada uno con dos
pares de señales I y Q, se usa una calculadora de distancia para dar
entrada a cuatro canales y salida a 16 distancias. A continuación se
acoplan las 16 distancias a bloques de ACS. Después, las salidas del
bloque calculador de distancia euclidiana se prorratean por bloque
individual ACS sobre una base por canal.
En una realización alternativa, en lugar de
disponer de cuatro bloques discretos de ACS para cada canal
individual, se podría conseguir una reducción drástica con un
aumento lineal en la velocidad de reloj. La característica ACS que
incorpora la operación del diagrama Trellis se puede reducir a dos
o incluso a un circuito de ACS mediante la multiplexación de la
entrada de datos, junto con un aumento en la velocidad de
reloj.
Aunque se han mostrado y descrito realizaciones
específicas del presente invento, los expertos en la técnica podrían
llevar a cabo muchas modificaciones y variaciones.
Claims (16)
1. Un método para recibir una pluralidad de
señales en un espectro compartido de un sistema de comunicación
inalámbrico de espectro ampliado de acceso múltiple con división de
código, cuyo sistema transmite las señales usando modulación de
manipulación para cambio de señal en fase a señal en cuadratura,
teniendo las señales diferentes velocidades de datos y la misma
velocidad de transmisión, cuyo método comprende: recibir señales
transmitidas sobre el espectro compartido; desmodular las señales
recibidas para producir una señal de frecuencia intermedia en fase y
una señal de frecuencia intermedia en cuadratura; reducir con un
código asociado con cada señal recibida las señales de frecuencia
intermedia en fase y en cuadratura para producir una señal reducida
en fase y una señal reducida en cuadratura para cada señal
recibida;
para cada señal recibida que tiene su velocidad
de datos menor que la velocidad de transmisión de datos, combinar
los símbolos recibidos de las señales reducidas en fase y de las
señales reducidas en cuadratura, de tal manera que, después de
combinarlos, las señales reducidas en fase y en cuadratura de dicha
señal recibida tienen la velocidad de datos de dicha señal recibida;
cuyo método se caracteriza por:
tratar las señales reducidas en fase y las
señales reducidas en cuadratura de cada señal recibida después de su
combinación usando una memoria común (69, 73) para recuperar datos
para cada señal recibida, cuya una memoria común (69,73) tiene
conjuntos ordenados de memoria de valores métricos de estado y de
memoria de camino.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
la desmodulación se realiza usando una portadora en fase y una
portadora en cuadratura.
3. El método de la reivindicación 1, en el que
la reducción con el código asociado con cada señal de canal se
realiza respectivamente mezclando las señales de frecuencia
intermedia en fase y en cuadratura con un código en fase y en
cuadratura asociado con cada señal de canal.
4. El método de la reivindicación 1, en el que
la combinación de los símbolos recibidos para cada señal de canal se
realiza combinando los símbolos adyacentes de la señal reducida en
fase y de la señal reducida en cuadratura.
5. El método de la reivindicación 4, en el que
los símbolos adyacentes se combinan mediante la adición de los
símbolos adyacentes.
6. El método de la reivindicación 1, en el que
la velocidad de transmisión de datos es 64 Kbps y las diferentes
velocidades de datos son 64 Kbps, 32 Kbps, 16 Kbps y 8 Kbps.
7. El método de la reivindicación 1, en el que
la señal de datos de cada señal recibida se codifica
convolucionalmente, y el tratamiento simultáneo de cada canal
comprende descodificar simultáneamente la señal reducida en fase y
la señal reducida en cuadratura de cada canal mediante un
descodificador Viterbi.
8. El método de la reivindicación 1, en el que
la pluralidad de señales recibidas son cuatro señales recibidas.
9. Un receptor para recibir una pluralidad de
señales en un espectro compartido de un sistema inalámbrico de
comunicación de espectro ampliado de acceso múltiple con división de
código, cuyo sistema transmite las señales usando modulación de
manipulación para cambio de señal en fase a señal en cuadratura,
teniendo las señales velocidades diferentes de datos y la misma
velocidad de transmisión, cuyo receptor comprende: una antena (47)
para recibir las señales transmitidas sobre el espectro compartido;
un primer mezclador (49 a, 49 b) de señal en fase y señal en
cuadratura para desmodular las señales recibidas con el fin de
producir una señal de frecuencia intermedia en fase y una señal de
frecuencia intermedia en cuadratura; para cada señal recibida, un
segundo mezclador (55 a, 55 b) de señal en fase y señal en
cuadratura para mezclar un código asociado con dicha señal recibida
con las señales de frecuencia intermedia en fase y en cuadratura
para producir una señal reducida en fase y una señal reducida en
cuadratura para cada señal recibida;
una interfaz (63) para cada señal recibida que
tiene la velocidad de datos menor que la velocidad de transmisión de
datos, para combinar los símbolos recibidos de la señal reducida en
fase y de la señal reducida en cuadratura de tal manera que, después
de combinarlos, la señal reducida en fase y la señal reducida en
cuadratura de dicha señal recibida tengan la velocidad de datos de
dicha señal; cuyo receptor se caracteriza por
un descodificador (61) para tratar
simultáneamente la señal reducida en fase y la señal reducida en
cuadratura de cada señal recibida después de combinarlas usando una
memoria común (69, 73) para recuperar datos para cada señal
recibida, cuya memoria común (69, 73) tiene conjuntos ordenados de
memoria de valor métrico de estado y de memoria de camino.
10. El receptor de la reivindicación 9, en el
que el primer mezclador (49 a) de señal en fase mezcla la señal
recibida con una portadora en fase, y el primer mezclador de señal
en cuadratura (49 b) mezcla la señal recibida con una portadora en
cuadratura.
11. El receptor de la reivindicación 9, en el
que, para cada señal recibida, el segundo mezclador (55 a) de señal
en fase mezcla la señal de frecuencia intermedia en fase con un
código en fase de dicha señal recibida, y el segundo mezclador (55
b) de señal en cuadratura mezcla la señal de frecuencia intermedia
en cuadratura con un código en cuadratura de dicha señal
recibida.
12. El receptor de la reivindicación 9, en el
que la interfaz (63) combina los símbolos recibidos para cada señal
mediante la combinación de los símbolos adyacentes de la señal
reducida en fase y de la señal reducida en cuadratura.
13. El receptor de la reivindicación 12, en el
que los símbolos adyacentes se combinan mediante la adición de
símbolos adyacentes.
14. El receptor de la reivindicación 9, en el
que la velocidad de transmisión de datos es 64 Kbps y las diferentes
velocidades de datos son 64 Kbps, 32 Kbps, 16 Kbps y 8 Kbps.
15. El receptor de la reivindicación 9, en el
que la señal de datos de cada señal recibida se codifica
convolucionalmente y el descodificador (61) es un descodificador
Viterbi.
16. El receptor de la reivindicación 9, en el que
la pluralidad de señales recibidas son cuatro señales recibidas.
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