ES2224192T3 - Procedimiento y equipo receptor para detectar datos. - Google Patents
Procedimiento y equipo receptor para detectar datos.Info
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Abstract
EN UN EQUIPO RECEPTOR CON VARIOS SENSORES DE RECEPCION PARA DETECTAR DATOS DE SEÑALES DE ABONADO TRANSMITIDOS MEDIANTE UNA INTERFAZ DE RADIO, SE DETERMINA EL SENTIDO DE INCIDENCIA DE AL MENOS UNA ONDA PARCIAL. A PARTIR DE LAS SEÑALES DE RECEPCION SE DETERMINAN RESPUESTAS DE IMPULSOS DE CANAL SELECTIVAS EN SENTIDO. POR ULTIMO, LOS DATOS SON DETECTADOS A PARTIR DE LAS SEÑALES DE RECEPCION DE SECCIONES PORTADORAS DE DATOS DE LAS SEÑALES DE ABONADO CON UTILIZACION DE LOS SENTIDOS DE INCIDENCIA ANTES DETERMINADOS Y DE LAS RESPUESTAS DE IMPULSOS DE CANAL SELECTIVAS EN SENTIDO.
Description
Procedimiento y equipo receptor para detectar
datos.
La invención se refiere a un procedimiento y un
equipo receptor para detectar datos a partir de señales de abonados
transmitidas mediante un interfaz de radio, por ejemplo para
estaciones de base en redes de telefonía móvil.
Por P. Jung, J. Blanz, "Joint detection with
coherent receiver antenna diversity in CDMA mobile radio
systems", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.
VT-44, 1995, págs. 76-88, se conocen
descripciones matemáticas, el funcionamiento y la estructura de
sistemas de transmisión por radio CDMA (Code Division Multiple
Access). Utilizando tales sistemas en la comunicación móvil, se
forma un interfaz de radio entre estaciones de base fijas y
estaciones móviles que pueden trasladarse. El tramo de transmisión
desde una estación de base hasta una estación móvil se denomina
tramo hacia abajo y el tramo de transmisión desde una estación
móvil hasta una estación de base se denomina tramo hacia
arriba.
Además, se observa que la calidad de la
transmisión en tales sistemas de transmisión por radio puede
mejorarse utilizando, en lugar de un único sensor receptor, un
sistema con varios sensores receptores. Según la terminología de los
folletos antes citados, se denomina K a la cantidad de estaciones
móviles alimentadas simultáneamente desde una estación de base en
el mismo canal de frecuencias. Ka designa la cantidad de sensores
receptores que están asignados a un equipo receptor, por ejemplo de
la estación de base. En un escenario así, existen en consecuencia
en el tramo hacia arriba K*Ka canales de radio entre las K
estaciones móviles y los Ka sensores receptores de la estación de
base. Cada uno de estos canales de radio se caracteriza por un
equivalente de banda básica discreto en el tiempo de su respuesta
de impulso de canal g ^{(k)(ka)} con k = 1...K, ka = 1...Ka.
Según el estado de la técnica, se determinan en
el procesamiento de la señal en el lado receptor las respuestas de
impulsos g ^{(k)(ka)} de los canales de radio y, conociendo ya
las respuestas de impulso g ^{(k)(ka)}, se realiza la detección de
los datos sin el conocimiento de las interrelaciones espaciales. No
obstante, mediante este procedimiento de detección no puede
suprimirse suficientemente la influencia de agentes
perturbadores.
La invención tiene en consecuencia la tarea
básica de indicar un procedimiento mejorado y un equipo receptor
mejorado para detectar datos. Esta tarea se resuelve mediante el
procedimiento con las particularidades de la reivindicación 1 y el
equipo receptor con las particularidades de la reivindicación 13.
Perfeccionamientos de la invención se deducen de las
reivindicaciones secundarias.
El procedimiento correspondiente a la invención
tiene en cuenta los conocimientos sobre las interdependencias
mutuas originadas por la falta de homogeneidad direccional de la
propagación de las ondas entre las distintas respuestas de impulso
de canal, que según el estado de la técnica se daba por supuesto
que eran independientes entre sí. Bajo falta de homogeneidad
direccional ha de entenderse que las ondas emitidas por un abonado,
debido a las propiedades de los canales de radio terrestres, por
ejemplo debido a reflexión, dispersión y curvatura, en general no
llegan al lugar receptor uniformemente desde todas las direcciones,
sino -en forma de ondas parciales individuales- a partir de
múltiples direcciones de incidencia individuales. Según el
procedimiento correspondiente a la invención, es ahora posible
aprovechar los conocimientos referentes a las interdependencias
mutuas de las señales perturbadoras originadas por la falta de
homogeneidad direccional de la propagación de las ondas, causadas
por fuentes de perturbación o por las señales de emisión de otras
estaciones móviles no asociadas a la estación de base
considerada.
En general es distinta la cantidad de direcciones
de incidencia para cada una de las K señales de abonado. Sin
limitación para la generalidad, se considera en lo que sigue de que
esta cantidad es igual para todas las K señales de abonado y que
tiene el valor Kd.
El procedimiento correspondiente a la invención
para detectar datos a partir de señales de abonado transmitidas a
través de un interfaz de radio, se refiere a un equipo receptor que
tiene asociados una cantidad Ka de sensores receptores. La cantidad
de K señales de abonado transmitidas a través del interfaz de radio,
está compuesta en cada caso por secciones portadoras de datos y
dado el caso, adicionalmente, secuencias de preparación. Una señal
de abonado del orden k, k = 1...K, se transmite entonces mediante
Kd ondas parciales que se diferencian por su dirección de incidencia
en el lugar receptor.
En una primera etapa del proceso, se determina la
dirección de incidencia de al menos una onda parcial. En un segundo
paso, se determinan, a partir de las señales receptoras, respuestas
de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección, es decir, que
pueden asociarse a direcciones de incidencia diferentes. Esta etapa
se basa en el conocimiento de que cada una de las respuestas de
impulso de canal g ^{(k)(ka)}tradicionales, no selectivas en
cuanto a dirección, se forma mediante superposición de Kd
respuestas de impulso de canal h ^{(k)(ka)}selectivas en cuanto a
dirección, con k = 1...K y kk = 1...Ka.
Rige por lo tanto:
Aquí son a^{(k)(ka)(kd)} factores complejos de
evaluación para la superposición de las respuestas de impulso de
canal selectivas en cuanto a dirección h^{(k)(ka)} con las
respuestas de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección
g^{(k)(ka)}. Para determinar las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección h pueden, dado el caso,
aprovecharse también los conocimientos sobre las direcciones de
incidencia o matrices de correlación de ondas parciales
perturbadoras.
La cantidad W*K*Ka de todos los parámetros a
estimar en g ^{(k)(ka)}, k = 1...K, ka = 1...Ka, es usualmente,
en sistemas multiantena, bastante mayor que la cantidad W*K*Kd de
todos los parámetros a estimar en h ^{(k)(kd)}, k = 1...K, kd =
1...Kd, ya que Ka > Kd. De esta manera puede reducirse el
esfuerzo del cálculo al estimar los parámetros según el
procedimiento correspondiente a la invención.
Durante la recepción de una señal de recepción
combinada em, que ventajosamente procede de las secuencias de
preparación de las señales de abonado y que contiene las señales de
recepción em^{(ka)}, ka = 1...Ka, de los Ka sensores receptores,
esta señal de recepción tiene la forma:
em = G\cdot h + n_{m} | (2) |
con G como matriz conocida
(L*Ka)\times(W*K*Kd), siendo L la cantidad de
valores de exploración discretos en el tiempo de la señal de
recepción em y W la longitud de las respuestas de impulso de canal.
Esta matriz G viene determinada por la disposición geométrica y las
características complejas de los Ka sensores receptores, por las
secuencias de preparación enviadas y las direcciones de incidencia
Kd. El vector h contiene el equivalente de banda básica discreto en
el tiempo de las respuestas de impulso de canal selectivas en
cuanto a dirección K*Kd, h^{(K)(Kd)}. n_{m} designa a un
desconocido (L*Ka) vector componente de una señal de perturbación
discreta en el
tiempo.
De la ecuación la igualdad (1) son conocidos G y
em, con lo que pueden ser determinadas las respuestas de impulso de
canal selectivas en cuanto a dirección h.
Durante las secciones que contienen datos, la
señal receptora combinada e de las señales receptoras e^{(ka)} de
los sensores receptores tiene la forma:
(3)e = A\cdot
d +
n
Aquí significa A una matriz
(M*Ka)x(N*K), siendo M la cantidad de instantes
discretos de exploración de la señal de recepción y N la cantidad de
símbolos de datos transmitidos por abonado. n es a su vez un vector
componente (M*Ka) desconocido de una señal de perturbación discreta
en el tiempo.
En la ecuación (3) son conocidos A -por las
direcciones de incidencia K*Kd, las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección h, la disposición geométrica y las
características complejas de los sensores receptores y, cuando se
utiliza una separación CDMA de abonados, por el código de abonado
utilizado- y e, de manera que los datos d pueden ser
detectados.
Por lo tanto, en una tercera etapa del
procedimiento se detectan los datos d a partir de las señales de
recepción e que proceden de las secciones que contienen datos de
las K señales de abonado, utilizando las direcciones de incidencia
previamente determinadas y las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección h. En esta etapa pueden utilizarse
también, dado el caso, los conocimientos relativos a las direcciones
de incidencia, la potencia, el espectro o la matriz de covarianza
de las señales perturbadoras.
El procedimiento correspondiente a la invención
permite una mejora de la calidad de la recepción, ya que como
conocimiento adicional para la detección de datos se utiliza la
interdependencia entre las respuestas de impulso de canal no
selectivas en cuanto a dirección g y las respuestas de impulso de
canal selectivas en cuanto a dirección h. Todas las respuestas de
impulso de canal g no selectivas en cuanto a dirección de los
distintos Ka sensores receptores pueden atribuirse a las mismas
respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección
h.
Según un perfeccionamiento ventajoso de la
invención para determinar las direcciones de incidencia, se
determinan las respuestas de impulso de canal no selectivas en
cuanto a dirección g de K*Ka canales y, a partir de estas respuestas
de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección g, la
dirección de incidencia de al menos una onda parcial. Las
respuestas de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección
g, forman un buen fundamento para la estimación de la dirección,
puesto que en el equipo receptor son conocidas las secuencias de
preparación de las señales de abonado y es posible una estimación
más precisa que con datos desconocidos, aún por detectar.
En el caso más sencillo, puede recurrirse a
informaciones sobre direcciones procedentes de un conocimiento a
priori, que por ejemplo resultan a partir de consideraciones
geométrico-geográficas sobre los lugares de
localización de las estaciones móviles o bien estaciones de base o
también de fuentes de perturbaciones.
Un perfeccionamiento del procedimiento
correspondiente a la invención prevé utilizar procedimientos de
estimación de dirección de alta resolución para determinar las
direcciones de incidencia de las ondas parciales. Tales
procedimientos de estimación de dirección de alta resolución, como
por ejemplo el MUSIC (Multiple Signal Classification) o el ESPRIT
(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance
Techniques), utilizan conocimientos de la característica compleja de
emisión de los sensores receptores o bien determinadas premisas
geométricas para la disposición de los sensores receptores, para
realizar una estimación de dirección exacta y practicable con un
bajo coste en cuanto al tratamiento de la señal.
La determinación de las respuestas de impulso de
canal selectivas en cuanto a dirección h, se realiza de manera
ventajosa según el procedimiento de la estimación
Gauss-Markov, pudiendo calcularse un valor
estimativo \hat{h} para las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección h a partir de:
(4)\hat{h}=(G^{\text{*}T} \cdot
\tilde{R}^{-1}_{n}G) ^{-1} \cdot G^{\text{*}T} \cdot
\tilde{R}^{-1}_{n} \cdot
em
\tilde{R}_{n} describe la matriz de covarianza
de la señal de perturbación n_{m}, que viene determinada por las
direcciones de incidencia y las potencias relativas de las ondas
parciales perturbadoras, los espectros de las señales perturbadoras,
así como por la disposición geométrica y la característica compleja
de emisión de los sensores receptores. Este procedimiento
corresponde a la estimación Maximum-Likelihood de
las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección
h, y puede realizarse mediante una resolución recursiva de (4) con
un bajo coste.
Otros perfeccionamientos ventajosos del
procedimiento correspondiente a la invención se refieren a la
detección de datos, eligiéndose, ventajosamente, un procedimiento de
la estimación Maximum-Likelihood o bien el
procedimiento Zero-Forcing o bien el procedimiento
MMSE (Minimum Mean Square Error).
En el procedimiento Zero-Forcing
pueden determinarse valores estimativos \hat{d} de los
datos d a partir de:
(5)\hat{d}
=(A^{\text{*}T} \cdot R^{-1}_{n}A) ^{-1} \cdot A^{\text{*}T} \cdot
R^{-1}_{n} \cdot
e
siendo R_{n} la matriz de
covarianza de la señal de perturbación n, que viene determinada por
las direcciones de incidencia y las potencias relativas de las ondas
parciales de perturbación, los espectros de las señales de
perturbación, así como por la disposición geométrica y la
característica compleja de emisión de los sensores
receptores.
En el procedimiento MMSE pueden determinarse los
valores estimativos de \hat{d} los datos d a partir de:
(6)\hat{d}=(A^{\text{*}T} \cdot
R^{-1}_{n}A+R^{-1} _{d})^{-1} \cdot A^{\text{*}T} \cdot R^{-1}_{n}
\cdot
e
siendo R_{n} la matriz de
covarianza de la señal de perturbación n y R_{d} la matriz de
covarianza de los datos
d.
Para detectar los datos o bien para la estimación
de la dirección, se utilizan ventajosamente métodos para el
acoplamiento regenerativo de la decisión. Con ello pueden mejorarse
iterativamente las estimaciones y la detección.
Para determinar las direcciones de incidencia de
las ondas parciales, se establece, según otro perfeccionamiento de
la invención, un valor medio de los valores determinados a lo largo
de un intervalo de tiempo. Dentro de un intervalo de tiempo que
puede corresponder a un múltiple del tiempo de coherencia de las
respuestas de impulso de canal, varía poco la dirección de
incidencia. Establecer un valor medio mejora la estimación de la
dirección, puesto que se reducen los errores aleatorios. En una
transmisión de datos en bloques de señales radioeléctricos, puede
establecerse el valor medio de la información para un bloque de
señales radioeléctricos o también para varios bloques radio
eléctricos. La cantidad de bloques de señales radioeléctricos para
establecer un valor medio, es decir, el intervalo de tiempo, puede
ser entonces ajustable, provocando variaciones de las direcciones de
incidencia una modificación del intervalo de tiempo. Si cambian
rápidamente las condiciones de canal, por ejemplo en una aceleración
del movimiento de una estación móvil, entonces puede limitarse la
estimación de dirección a un intervalo de tiempo más breve.
Según perfeccionamientos ventajosos de la
invención, se aprovechan interrelaciones entre la determinación de
las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección
y la detección de datos.
Según un perfeccionamiento, las K señales de
abonado están compuestas por secciones que contienen datos y
secuencias de preparación, determinándose entonces a partir de las
señales de recepción procedentes de las secuencias de preparación
de las K señales de abonado las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección, y detectándose los datos a partir
de las señales de recepción que proceden de las secciones que
contienen datos.
La determinación de las respuestas de impulso de
canal selectivas en cuanto a dirección y la detección de los datos,
puede entonces realizarse a partir de señales de abonado de un
bloque de señales radioeléctricos. De esta manera se dispone para
la detección de datos de una estimación de canal lo más actual
posible.
Como alternativa al respecto, la determinación de
las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección
y la detección de los datos pueden realizarse a partir de señales
de abonado de distintos bloques de señales radioeléctricos. De esta
manera puede por ejemplo generarse un procesamiento en paralelo para
la estimación de canal y la detección de datos o bien puede
reducirse así el esfuerzo de cálculos para la estimación de canal,
para que se repita este último solo en intervalos mayores de
tiempo.
Así, las direcciones de incidencia y/o las
respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección
pueden determinarse de nuevo mediante un procedimiento de
seguimiento tras un periodo que es más largo que una estructura de
marco referida al bloque de señales radioeléctricos o bien pueden
estar almacenadas permanentemente informaciones sobre las
direcciones de incidencia y/o las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección en el equipo receptor, en el caso
de que éstas no sean o sean escasamente dependientes del tiempo.
Una actualización de estas informaciones sobre las direcciones de
incidencia, las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto
a dirección y/o relativas a los agentes perturbadores, pueden
realizarse ventajosamente desde un centro de operaciones o bien de
mantenimiento.
A continuación se describe más en detalle el
objeto de la invención, en base a representaciones de dibujos.
Se muestra en
Fig. 1 un diagrama eléctrico de bloques de una
red de telefonía móvil,
Fig. 2 un diagrama eléctrico de bloques de una
estructura de marco de los bloques de radio para el interfaz de
radio,
Fig. 3 un diagrama eléctrico de bloques de un
equipo receptor con sensores receptores asociados,
Fig. 4 un diagrama eléctrico de bloques de un
sistema de estimación de canal selectivo, en cuanto a la dirección
y
Fig. 5 un diagrama de bloques de un equipo de
detección.
El sistema de comunicación móvil representado en
la figura 1 corresponde en su estructura a una red de telefonía
móvil GSM conocida, compuesta por múltiples puntos de conmutación
móvil MSC, interconectados entre ellos o bien que establecen el
acceso hacia una red fija PSTN. Además, estos puntos de conmutación
móviles MSC están unidos en cada caso con al menos un controlador
de estación de base BSC. Cada controlador de estaciones de base BSC
permite a su vez una conexión con al menos una estación de base BS.
Una estación de base BS de este tipo es una estación de radio, que a
través de un interfaz de radio puede establecer una conexión de
informaciones con estaciones móviles MS. En la figura 1 se han
representado a modo de ejemplo tres uniones por radio entre tres
estaciones móviles MS y una estación de base BS. Un centro de
operación y mantenimiento OMC realiza funciones de control o
mantenimiento de la red de telefonía móvil o bien para partes de la
misma. Esta estructura puede transferirse a otras redes de
telefonía móvil en las que puede utilizarse la invención.
Las conexiones de comunicación entre la estación
de base BS y las estaciones móviles MS están sometidas a una
propagación multitrayecto, provocada por reflexiones por ejemplo en
edificios o plantaciones adicionalmente al trayecto directo de
propagación. Si se parte de un movimiento de las estaciones móviles
MS, entonces la propagación multitrayecto, juntamente con otras
perturbaciones, da lugar a que en la estación de base receptora BS
se superpongan en función del tiempo las componentes de señal de
los distintos trayectos de propagación de una señal de abonado.
Además, se supone que las señales de abonado de distintas
estaciones móviles MS se superponen en el punto receptor para
formar una señal de recepción e, em. La tarea de la estación de base
receptora BS es detectar en las señales de abonado los datos
transmitidos d y asignarlos a distintas conexiones de comunicación
individuales de abonado.
En la figura 2 se muestra la transmisión de las
señales de abonado a través del interfaz de radio. El interfaz de
radio tiene entonces una componente multiplexada en frecuencia
(FDMA), una componente multiplexada en tiempo (TDMA) y una
componente multiplexada en código (CDMA). Se prevén varias bandas de
frecuencias a lo largo del eje de frecuencias f para la red de
telefonía móvil. Además, el eje de tiempos t está dividido de tal
manera en una retícula de tiempos compuesta por varias ventanas de
tiempo por cada marco de tiempo, que se realiza una transmisión en
bloques de señales radioeléctricos. Las señales de abonado de
varias estaciones móviles MS están asignadas a un grupo de abonados
Tln1, Tln2...Tln120, es decir, durante el bloque de radio de un
grupo de abonados, por ejemplo, Tln3, para las tres estaciones
móviles MS de la figura 1, se superponen las señales de abonado
para formar una señal de recepción e, em, que ha de ser evaluada
por un equipo receptor en la estación de base BS.
Dentro de un bloque de señales radioeléctricos,
una señal de abonado está compuesta por dos secciones de soportes de
datos que contienen datos d, en cuyo centro está alojada una
secuencia de preparación individual de abonado tseq1 a tseqK. El
bloque de señales radioeléctricos finaliza mediante un tiempo de
protección gp. Las señales de abonado se distinguen por un código
de abonado c, mediante el cual están determinadas dentro de las
secciones de soportes de datos que contienen datos mediante
estructuras finas específicas de abonado, que vienen determinadas
por códigos CDMA específicos de abonado c^{(k)}, k = 1...K.
Mediante estos códigos CDMA c, denominados en lo sucesivo códigos
de abonado, conocidos en el lado de recepción, es posible una
separación de las señales de abonado.
En la figura 3 se representa un equipo receptor
con sensores receptores asociados A. Este equipo receptor es parte
de la estación de base BS y recibe de las estaciones móviles MS que
emiten de la red de telefonía móvil, señales de recepción e, em. En
lo que sigue, se representa para la estación de base BS el caso de
recepción, pero no obstante existe usualmente una conexión de
comunicación por ambas partes, es decir, la estación de base BS
presenta también un equipo emisor.
Los Ka=4 sensores receptores A forman un equipo
de antena, configurado como equipo de antena inteligente, es decir,
varios sensores receptores A de este equipo de antena inteligente
reciben en el mismo instante señales de recepción e o em, que se
combinan de tal manera entre sí que la calidad de transmisión mejora
respecto a sistemas con una antena receptora.
A partir de las señales de recepción e, em, se
generan, por ejemplo mediante una transmisión en la banda básica y
subsiguiente transformación analógico/digital, señales digitales y
se evalúan en el equipo receptor.
El equipo receptor incluye varios sistemas de
estimación de canal JCE, varios sistemas de estimación de dirección
DOAE, un sistema de estimación de canal selectivo en cuanto a
dirección JDCE y un equipo de detección JDD. Adicionalmente a las
señales de recepción e, em, existe en el equipo receptor una
información de conocimiento a priori sobre la cantidad K de
abonados, sus secuencias de preparación tseq1,...,tseqK y su código
de abonado c, pudiéndose disponer también dado el caso de
informaciones relativas a señales de perturbación.
A los sistemas de estimación de canal JCE se
llevan las señales de recepción em, ya digitalizadas, de los
sensores de recepción A. En los sistemas de estimación de canal JCE
tiene lugar una determinación de las respuestas de impulso de canal
no selectivas en cuanto a dirección g, mediante una estimación
Gauss-Markov o bien
Maximum-Likelihood. Por cada sistema de estimación
de canal JCE se evalúa la señal de recepción de un sensor receptor
A, disponiéndose en las salidas de los sistemas de estimación de
canal JCE en cada caso de K respuestas de impulso de canal no
selectivas en cuanto a dirección g. El cálculo de estas respuestas
de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección g tiene
lugar a partir de las señales de recepción em^{(ka)}, ka = 1...Ka,
que proceden de las secuencias de preparación tseq1 a tseqK de las
K = 3 señales de abonado.
Las respuestas de impulso de canal no selectivas
en cuanto a dirección g se llevan en cada caso a los K sistemas de
estimación de dirección DOAE, que llevan a cabo, específicamente
para cada abonado, una estimación de dirección basada en estas
respuestas de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección
g. La cantidad de direcciones de incidencia determinadas por cada
señal de abonado se denomina Kd. Esta cantidad Kd puede ser
diferente de una señal de abonado a otra señal de abonado. Al
determinar las direcciones de incidencia (también denominadas DOA
Direction of Arrival) se utiliza el algoritmo mono o
multidimensional UNITARY-ESPRIT.
En el sistema de estimación de canal selectivo en
cuanto a dirección JDCE, se procesan las señales de recepción
em^{(ka)} de los sensores receptores A, que se basan en las
secuencias de preparación tseq1 a tseqK, así como las direcciones de
incidencia DOA determinadas de las ondas parciales y a partir de
ello se determinan respuestas de impulso de canal selectivas en
cuanto a dirección h. Esta estimación de canal se basa en el
procedimiento de Maximum-Likelihood.
Finalmente, se llevan al equipo de detección JDD
las Ka señales de recepción e^{(ka)}, ka = 1...Ka, las respuestas
de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección h determinadas
y las direcciones de incidencia determinadas DOA, procesando este
equipo los códigos de abonado c y la información adicional del
conocimiento a priori acerca de la dirección de incidencia
de señales perturbadoras en forma de R_{n} o bien la posición
geográfica de estaciones móviles MS respecto a la estación de base
BS.
En este equipo de detección JDD tiene lugar,
basándose en las señales de recepción e^{(ka)}, que proceden de
las secciones que contienen datos, la detección de los datos d.
Para ello se utiliza un procedimiento Zero-Forcing.
Procedimientos alternativos ventajosos son la estimación
Maximum-Likelihood o bien un procedimiento MMSE. En
el resultado de la detección de datos se llevan los datos
detectados d de las K señales de abonado para un bloque de señales
radioeléctricos a las salidas del equipo de detección JDD.
La figura 4 muestra un sistema de estimación
selectivo en cuanto a dirección JDCE, que contiene conformadores de
la emisión BF, que realizan para las Ka señales receptoras
em^{(ka)} en cada caso una ponderación mediante factores de
ponderación individuales de los conformadores de la emisión w_{1}
a w_{4} o bien w_{5} a w_{8}, así como una suma de los
componentes de señal en un equipo sumador S, para formar una señal,
para la que se maximiza la relación señal-ruido,
llevándose a continuación esta señal a un filtro DMF adaptado a la
señal y decorrelador. En un equipo IC para la eliminación de
interferencias, se compensan las interferencias SI propias e
interferencias cruzadas CI y se obtienen respuestas de impulso de
canal selectivas en cuanto a dirección h.
En los conformadores de la emisión BF se procesan
adicionalmente las informaciones sobre las direcciones de incidencia
DOA de las ondas parciales y las direcciones y potencias relativas
de las ondas parciales perturbadoras. Estas direcciones influyen
sobre los factores de ponderación w_{1} a w_{4} y w_{5} o bien
w_{8} para cada conformador de la emisión BF individualmente. Los
conformadores de la emisión BF y los filtros DMF adaptados a la
señal y decorreladores funcionan como un filtro adaptado a la señal
y decorrelador de resolución espacial, utilizándose en cada caso
sobre una onda parcial, por lo tanto K*Kd.
En la figura 5 se muestra el equipo de detección
JDD. Este equipo de detección JDD procesa las secciones que
contienen datos de las señales de recepción e, donde en función de
la forma de proceder, descrita en relación con el sistema estimador
de canal selectivo en cuanto a dirección JDCE, un filtro adaptado a
la señal, decorrelador de resolución espacial, superpone las K*Kd
ondas parciales de las señales de recepción e para maximizar la
relación señal-ruido. Esta maximización de la
relación señal-ruido se realiza para cada dirección
de incidencia DOA de cada señal de abonado, superponiéndose los Kd
componentes de la señal a las distintas ondas parciales de una señal
de abonado según el procedimiento
Maximum-Ratio-Combining en los
equipos sumadores S1 a SK.
Las señales de abonado se llevan a continuación a
un equipo IC para la eliminación de las interferencias, que
compensa las interferencias intersímbolo ISI, así como las
multiacceso (Multiple Access) MAI. Entonces se procesan también las
informaciones sobre los códigos de abonado c, las direcciones de
incidencia DOA, las respuestas de impulso de canal selectivas en
cuanto a dirección h y, dado el caso, el conocimiento a
priori sobre los agentes perturbadores en forma de R_{n}. En
una salida del equipo IC para la eliminación de interferencias, se
encuentran separadamente los datos d detectados de las señales de
abonado. En la eliminación de interferencias se utiliza el llamado
procedimiento JD (Joint Detection).
Mediante el equipo receptor correspondiente a la
invención, se reduce la dispersión en el tiempo y la varianza de
las señales de recepción. Además, pueden alimentarse, debido a la
resolución espacial, una cantidad mayor de estaciones móviles MS en
una gama de radio de una estación de base BS o bien puede
configurarse la gama de radio, mediante la acción direccional, de
tal manera que también se reduzcan claramente las potencias de
emisión de las estaciones móviles MS.
Claims (20)
1. Procedimiento para detectar datos (d) a partir
de señales de abonado transmitidas a través de un interfaz de
radio, en el que
- -
- un equipo receptor está asociado a una cierta cantidad de sensores receptores Ka (A),
- -
- una señal de abonado de orden k, k = 1...K, se transmite mediante Kd ondas parciales que se distinguen en cuanto a su dirección de incidencia DOA en el punto de recepción,
- -
- se determina la dirección de incidencia (DOA) de al menos una onda parcial,
- -
- se determinan respuestas de impulso de canal (h^{(k)(kd)}) asignables a direcciones de incidencia (DOA) selectivas en cuanto a dirección, es decir, distintas y
- -
- a partir de las señales de recepción (e^{(ka)}) procedentes de las K señales de abonado utilizando las direcciones de incidencia (DOA) previamente determinadas y las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}), se detectan los datos (d^{(k)}).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que
- -
- las K señales de abonado están compuestas por secciones que contienen datos y secuencias de preparación (tseq1, tseq2, tseqK),
- -
- a partir de las señales de recepción (em^{(ka)}) procedentes de las secuencias de preparación (tseq1, tseq2, tseqK) de las K señales de abonado, se determinan las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}), y
- -
- se detectan los datos (d^{(k)}) a partir de las señales de recepción (e^{(ka)}) procedentes de las secciones que contienen datos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que se realiza la determinación de las respuestas de impulso
de canal selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}) y la
detección de datos a partir de las señales de abonado de un bloque
de señales radioeléctricos.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que se realiza la determinación de las respuestas de impulso
de canal selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}), así como
la detección de datos a partir de las señales de abonado de
diferentes bloques de señales radio eléctricos.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el
que se determinan de nuevo las direcciones de incidencia (DOA) y/o
las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección
(h^{(k)(kd)}) con un procedimiento de seguimiento tras un periodo
que es más largo que una estructura de marco referida al bloque de
señales radioeléctricos.
6. Procedimiento según la reivindicación 4, en el
que están permanentemente almacenadas en el equipo receptor
informaciones (informaciones a priori) sobre las direcciones
de incidencia (DOA) y/o las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}) en la dirección de
recepción.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que las informaciones (informaciones a priori) sobre las
direcciones de incidencia (DOA), las respuestas de impulso de canal
selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}) y/o sobre agentes
perturbadores pueden ser ajustadas desde un centro de operación y
mantenimiento (OMC).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que para determinar las
direcciones de incidencia (DOA)
- -
- se determinan las respuestas de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección (g), y
- -
- a partir de las respuestas de impulso de canal no selectivas en cuanto a dirección (g) se determina la dirección de incidencia (DOA) de al menos una onda parcial.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que para determinar las
direcciones de incidencia (DOA) de las ondas parciales se utilizan
procedimientos de estimación de dirección de alta resolución.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que para detectar los datos (d)
se utilizan métodos para el acoplamiento regenerativo de la
decisión.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que para determinar las
direcciones de incidencia (DOA) establece un valor medio de los
valores determinados a lo largo de un intervalo de tiempo.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que puede ajustarse el intervalo de tiempo, provocando las
variaciones de las direcciones de incidencia (DOA) una modificación
del intervalo de tiempo.
13. Equipo receptor para detectar datos (d) a
partir de señales de abonado transmitidas a través de un interfaz
de radio, transmitiéndose una señal de abonado del orden k, k =
1...K, mediante Kd ondas parciales que se diferencian por su
dirección de incidencia (DOA) en el lugar receptor,
- -
- con Ka sensores receptores (A) asociados,
- -
- con al menos un sistema estimador de direcciones (DOAE) para determinar las direcciones de incidencia (DOA) de al menos una onda parcial,
- -
- con un sistema estimador de canal (JDCE) para determinar respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}), es decir, asociables a distintas direcciones de incidencia (DOA).
- -
- con un equipo detector (JDD) para detectar los datos (d) de señales de recepción (e^{(ka)}) procedentes de tramos portadores de datos de las K señales de abonado, utilizando las direcciones de incidencia (DOA) previamente determinadas y las respuestas de impulso de canal selectivas en cuanto a dirección (h^{(k)(kd)}).
14. Equipo receptor según la reivindicación 13,
con al menos un sistema estimador de canal (JCE) para estimar
respuestas de impulso canal no selectivas en cuanto a dirección
(g).
15. Equipo receptor según la reivindicación 13 ó
14, en el que para una separación de abonados se utiliza un
procedimiento CDMA y el equipo detector (JDD) realiza la detección
de datos en base a códigos individuales de abonado (c).
16. Equipo receptor según la reivindicación 15,
en el que el equipo detector (JDD) tiene en cuenta, durante la
detección de datos, la influencia de las demás señales de
abonado.
17. Equipo receptor según una de las
reivindicaciones 13 a 16, en el que se utiliza una separación de
abonados según un procedimiento TDMA y/o FDMA.
18. Equipo receptor según una de las
reivindicaciones 13 a 17, en el que utilizando el conocimiento
sobre direcciones de incidencia, potencias, espectro o una matriz de
correlación de señales perturbadoras, se realiza una supresión de
perturbaciones mediante el equipo detector (JDD).
19. Equipo receptor según una de las
reivindicaciones 13 a 18, en el que, tras la estimación de las
direcciones de incidencia (DOA) de señales perturbadoras en el
sentido de una iteración, se realiza una estimación de canal
mejorada, así como una supresión de perturbaciones, mediante el
equipo detector (JDD).
20. Equipo receptor según una de las
reivindicaciones 13 a 19, que está configurado como parte de una
estación de base (BS) de un sistema de comunicación móvil.
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