ES2235064T3 - Sistema y procedimiento para calcular la primera llegada de señales cdma en enlace directo. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para calcular la primera llegada de una señal en un sistema de comunicación inalámbrico que comprende una estación base y una estación móvil, incluyendo dicha estación móvil un receptor que contiene un mecanismo de correlación de buscador y por lo menos un mecanismo de correlación de correlador paralelo, estando dicho procedimiento caracterizado porque: - se detectan, en dicho receptor de estación móvil, los tiempos de llegada y los niveles de energía de una pluralidad de señales recibidas por dicha estación móvil, correspondiendo dicha pluralidad de señales recibidas a una pluralidad de señales piloto transmitidas por dicha estación base; - se elabora un histograma de buscador y un histograma de correlador paralelo asociado a cada una de dichas señales piloto, basándose en las muestras correspondientes a dichas señales recibidas que satisfacen un nivel umbral de energía predeterminado, representando cada uno de dichos histogramas de buscador e histogramas de correlador paralelo una distribución por tiempo de llegada de dichas señales recibidas; - se procesan las muestras contenidas dentro de cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo para generar una pluralidad de primeras llegadas calculadas de señales, correspondiendo cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales a una de dichas señales piloto, y - se determina de la llegada de la primera señal por estación base, basándose en la primera de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

Description

Sistema y procedimiento para calcular la primera llegada de señales CDMA en enlace directo.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a los sistemas de comunicaciones inalámbricos y, en particular, a un sistema y un procedimiento para calcular con precisión la primera llegada de las señales de radio CDMA que llegan, ya sea a través de los enlaces directos o los enlaces inversos.

2. Descripción de técnicas relacionadas y antecedentes generales

Actualmente, se están llevando a cabo intentos para mejorar los sistemas de comunicaciones inalámbricos añadiendo la capacidad de localizar la posición de una estación móvil particular (MS). La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) ha anunciado una normativa dirigida a esta capacidad (expediente nº 94-102, tercer informe y orden adoptado el 15 de septiembre de 1999 y publicado el 6 de octubre de 1999). Esta normativa exige que las portadoras inalámbricas incluyan soluciones de localización de posición de portátiles para hallar la posición de una estación móvil que efectúa una llamada de emergencia 911, hasta un radio de 50 metros para el 67% de las llamadas (y hasta un radio de 150 metros para el 95% de las llamadas) antes de octubre de 2001.

Cuando se satisface este requisito, una forma de determinar la posición de una MS puede ser utilizar la información disponible en las estaciones base (BS) y las MS de un sistema de comunicación inalámbrico que funciona según los sistemas del acceso múltiple por división del código (CDMA). La técnica CDMA es una técnica de distribución de canales de radiofrecuencias (RF) digitales que se define en el estándar provisional 95 de la Asociación de Industrias de Telecomunicación/Asociación de Industrias Electrónicas (TIA/EIA IS-95), titulado "MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEM", publicado en julio de 1993 e incorporado aquí a título de referencia. Los sistemas de comunicación inalámbricos que emplean esta tecnología asignan un código único a cada señal de comunicación diferente y aplican modulación con pseudorruido (PN) para ensanchar las señales de comunicación a través de un ancho de banda de espectro ensanchado de banda ancha común. Siempre que el aparato receptor de un sistema CDMA disponga del código correcto, podrá detectar y seleccionar de forma satisfactoria la señal deseada entre el resto de señales que se transmiten de forma simultánea por el mismo ancho de banda.

La Figura 1 (técnica anterior) ilustra un diagrama de bloques simplificado de un sistema de comunicación inalámbrico CDMA 100. El sistema 100 permite a la MS 110, que habitualmente comprende un equipo terminal móvil (dispositivo TE2 102) y un dispositivo de comunicación inalámbrico (dispositivo MT2 104) para comunicarse con una función de interfuncionamiento (IWF) 108. La función IWF 108 se utiliza como pasarela entre la red inalámbrica y otras redes, tales como la red telefónica pública conmutada (PSTN) y las redes alámbricas de paquetes de datos que permiten el acceso a Internet o Intranet. La MS 110 se comunica con la BS 106, que se asocia a una célula o sector geográfico, por medio de la interfaz inalámbrica U_{m} de la trayectoria de transmisión del enlace inverso. La BS 106 está configurada para procesar las señales de comunicación de la MS 110. La BS 106 también puede incluir, o estar asociada a, ciertos medios de procesamiento de posición (p. ej., mecanismos servidores de entidad de determinación de posición (PDE)).

En la trayectoria de transmisión del enlace directo, la BS 106 se comunica con la MS 110 por medio de la interfaz inalámbrica U_{m}. Durante las transmisiones del enlace directo, cada BS 106 es capaz de transmitir señales que contienen información así como señales de control, tales como señales piloto. Las señales piloto tienen una pluralidad de usos, siendo uno de éstos la identificación de la BS 106 más adecuada para admitir transmisiones del enlace inverso. En esencia, las señales piloto contribuyen positivamente a determinar a qué BS 106 debe "transferirse" la transmisión del enlace inverso, para mantener ininterrumpidas las comunicaciones cuando la MS 110 se desplaza por diferentes células o sectores de células. Las señales piloto también proporcionan una referencia de tiempo y fase coherente para permitir a la MS 110 obtener la sincronización inicial del sistema y facilitar la demodulación coherente en el enlace directo. Todas las señales piloto se someten al mismo código de ensanchamiento PN, pero con diferentes desfases de código, para que la MS 110 pueda diferenciar entre las diferentes señales piloto procedentes de diferentes sectores o estaciones base. Cada BS 106 puede transmitir hasta 6 señales piloto diferentes con 6 desfases PN diferentes. La utilización del mismo código de señal piloto permite a la MS 110 hallar la sincronización de tiempos del sistema, efectuando una búsqueda por todas las fases de código del mismo código de señal piloto.

Como es conocido, las transmisiones de señales que se transmiten por la interfaz aérea U_{m} pueden estar sometidas a propagación por trayectorias múltiples. De esta forma, la MS 110 puede recibir en primer lugar una señal directa (de visibilidad directa o LOS) correspondiente a la señal de enlace directo transmitida por la BS 106, seguida de versiones de la misma señal retardadas en el tiempo y atenuadas, debido a la propagación por trayectorias múltiples. En ciertas situaciones, tal vez no se reciba la primera señal LOS y sólo estén presentes los componentes de trayectorias múltiples. La MS 110 puede determinar el tiempo de llegada (TOA) y la energía de todas las señales piloto recibidas para hallar la primera señal piloto utilizable recibida.

Para determinar el TOA de la señal piloto recibida, la MS 110 puede contar y almacenar el número de segmentos (o fracciones de éstos) de las secuencias del código PN (segmentos PN) transcurridos desde un punto de referencia mientras se reciben las señales. A continuación, la MS 110 puede determinar la primera señal piloto recibida, detectando qué señal piloto se ha recibido después del número más pequeño de segmentos PN transcurridos. El punto de referencia (o tiempo de llegada cero) puede ser en general una marca arbitraria; debido a esto, las mediciones TOA aisladas no pueden utilizarse directamente en los algoritmos de determinación de la posición. Es necesario disponer de por lo menos dos mediciones TOA correspondientes a las señales piloto procedentes de diferentes puntos geográficos para subsanar este error arbitrario. Por ejemplo, restando dichas dos mediciones, se obtiene una medición proporcional a la diferencia entre las distancias radiales de la unidad móvil hasta los dos orígenes. El error común ocasionado por la ambigüedad del tiempo cero desaparece en la resta.

Para compensar los efectos de la propagación por trayectorias múltiples, los sistemas CDMA, tal como el sistema 100, emplean receptores Rake que procesan y combinan las versiones directa y de trayectorias múltiples de la señal piloto del enlace directo para generar una señal recibida mejor. La Figura 2 (técnica anterior) ilustra un diagrama de bloques funcionales de alto nivel de un receptor 200 MS 110, que incluye un demodulador de receptor Rake 225 para efectuar la demodulación coherente de las señales del enlace directo recibidas por la MS 110. Como se indica en la Figura 2, el módulo de conversión de radiofrecuencia digital 205 somete a reducción de frecuencia y digitalización la señal recibida desde la antena y genera muestras digitales. Las muestras digitales se proporcionan al demodulador del receptor Rake 225 que incluye un buscador 215.

El buscador 215 está configurado para buscar señales efectuando un barrido de todas las muestras que tienen probabilidades de contener picos de señales de trayectorias múltiples, en pasos de incrementos de uno o medio segmento PN. A continuación, el buscador 215 asigna correladores paralelos# 210A a 210C a las señales de trayectorias múltiples más intensas. Cada correlador paralelo# 210A a 210C se acopla con la señal de trayectorias múltiples que le ha sido asignada, efectúa la demodulación coherente de la señal y continúa efectuando el seguimiento de la señal hasta que ésta se desvanece o hasta que el buscador 215 reasigna el correlador paralelo 210A a 210C. Las salidas demoduladas de los correladores paralelos 210A a 210C son combinadas a continuación por el combinador 220 para formar una señal recibida más intensa.

Dada la capacidad para detectar el TOA de las señales del enlace directo, los sistemas CDMA pueden, al menos en teoría, explotar estas capacidades para obtener información de localización de la MS 110. Como se ha indicado anteriormente, la MS 110 es capaz de determinar el TOA de los componentes de trayectorias múltiples recibidos.

Tal como se ha indicado, la normativa FCC anunciada requiere localizar una MS hasta un radio de 50 metros para el 67% de las llamadas. Una de las limitaciones de los sistemas CDMA actuales es su incapacidad para calcular los TOA con la resolución necesaria para cumplir los requisitos de localización. Por ejemplo, el recuento de las secuencias PN transcurridas hasta una tolerancia de un segmento PN para determinar la primera señal piloto recibida, no tiene ninguna repercusión en el establecimiento de un enlace de comunicaciones con la BS más cercana. No obstante, debido al hecho de que un segmento PN corresponde aproximadamente a 800 ns (que se traducen en una distancia radial de 240 metros), es evidente que dicha tolerancia no puede cumplir los requisitos de localización.

Además, puesto que la señal LOS tal vez no sea la señal más intensa que llega al receptor, el aislamiento de la primera señal en llegar no es una tarea trivial. Debe observarse que la utilización de una señal de trayectorias múltiples retrasada para obtener información de medición de distancias tendrá un error intrínseco debido al retardo adicional.

En el documento nº WO9810307, se utiliza un histograma bidimensional en el que cada barra de la rejilla representa el número de casos en un cierto rango de valores de retardo temporal-intensidad de señal. El histograma resultante se proporciona a una red neuronal para la determinación del TOA.

Otra de las limitaciones de los sistemas CDMA actuales es el efecto de la variación del retardo sobre los correladores paralelos de los receptores Rake. Como se ha indicado anteriormente, el buscador de un receptor Rake de MS detecta las señales más intensas recibidas en el enlace directo y asigna un correlador paralelo para efectuar el seguimiento y la demodulación coherente de una de las señales detectadas. No obstante, debido a la resolución del hardware, los correladores paralelos pueden experimentar variación en el retardo cuando intentan efectuar el seguimiento de la señal asignada. La resolución de los correladores paralelos suele ser de 1/8 de segmento PN, lo que se traduce en saltos de variación de retardo de aproximadamente 24 metros. Cuando dichos efectos se acumulan, pueden comprometer la precisión de la información de medición de distancias.

En consecuencia, se plantea la necesidad de disponer de un sistema y un procedimiento capaces de calcular con precisión la primera llegada de señales CDMA del enlace directo y el enlace inverso.

Sumario de la invención

La presente invención hace frente a la necesidad indicada anteriormente, proporcionando un nuevo sistema y procedimiento capaces de calcular con precisión la primera llegada de señales CDMA del enlace directo e inverso.

Aunque la descripción hará referencia al enlace directo, en el que el receptor es la estación móvil y los transmisores son las estaciones base, el procedimiento y el aparato de la presente invención son igualmente aplicables al enlace inverso, en el que la estación base actúa como receptor y la estación móvil como transmisor.

El sistema y los procedimientos coherentes con los principios de la presente invención, proporcionados aquí como realizaciones concretas y descritos en términos generales, incluyen una estación base o un grupo de estaciones base que transmiten una pluralidad de señales piloto y una estación móvil configurada para recibir una pluralidad de señales correspondientes a una de las señales piloto transmitidas. La estación móvil incluye un receptor que contiene un mecanismo de correlación de buscador y por lo menos un mecanismo de correlación de correlador paralelo. Para cada señal piloto diferente, el receptor de la estación móvil detecta los tiempos de llegada y los niveles de energía de las señales de trayectorias múltiples correspondientes a dicha señal piloto y elabora un histograma de buscador y un histograma de correlador paralelo que representan una distribución de las muestras por tiempos de llegada. El receptor de la estación móvil procesa las muestras contenidas en el histograma de buscador y el histograma de correlador paralelo para generar un cálculo del TOA para el primer componente de trayectorias múltiples recibido de cada señal piloto. En ese momento, la estación móvil puede decidir comunicar todos los resultados (uno por señal piloto) a otra entidad (estación base, PDE, etc.) o, si conoce qué secuencias PN piloto transmite cada estación base, comunicar sólo una medida por estación base, correspondiente al TOA más pequeño de las señales piloto pertenecientes a dicha estación base.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 (técnica anterior) es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de comunicación inalámbrico CDMA convencional.

La figura 2 (técnica anterior) es un diagrama de bloques que ilustra un demodulador de receptor Rake CDMA convencional.

La figura 3A es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para calcular las primeras llegadas de señales CDMA, creado y utilizado según una realización de la presente invención.

Las figuras 3B y 3C ilustran los histogramas generados por una realización de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La siguiente descripción detallada hace referencia a los dibujos adjuntos que ilustran realizaciones de la presente invención. Son posibles otras realizaciones y modificaciones de las realizaciones, sin apartarse del sentido y el alcance de la presente invención. Por lo tanto, la siguiente descripción detallada no pretende limitar la presente invención, siendo en su lugar las reivindicaciones adjuntas las que delimitan el alcance de la presente invención.

Será evidente para los expertos en la materia que las realizaciones descritas más adelante pueden implementarse en numerosas realizaciones diferentes de software, firmware y hardware en las entidades ilustradas en las Figuras. El código de software o el hardware de control especializado utilizado para implementar la presente invención no limitan la presente invención. Por lo tanto, el funcionamiento y el comportamiento de las realizaciones se describirán sin referencia específica al código de software o los componentes de hardware especializados concretos. La ausencia de dichas referencias específicas es factible, ya que se sobrentiende que las personas medianamente expertas en la materia serán capaces de diseñar software y hardware de control para implementar las realizaciones de la presente invención, basándose en la descripción proporcionada aquí.

Por otra parte, los procedimientos asociados a las realizaciones presentadas pueden almacenarse en cualquier dispositivo de almacenamiento, tal como, por ejemplo, una memoria no volátil, un disco óptico, una cinta magnética o un disco magnético. Además, los procedimientos pueden programarse en el momento de la fabricación del sistema o a través de medios legibles por ordenador, en un momento posterior. Dichos medios pueden incluir cualquiera de las formas enumeradas de los dispositivos de almacenamiento y además pueden incluir, por ejemplo, una onda portadora modulada, o manipulada de otra forma, para transmitir instrucciones que pueden ser leídas, demoduladas/decodificadas y ejecutadas por un ordenador.

La Figura 3A es un diagrama de flujo de alto nivel que ilustra el procedimiento 300, creado y utilizado según una realización de la presente invención. Como se indica en el bloque B360, el procedimiento 300 establece en primer lugar, en el buscador 215 del receptor Rake de la MS 200, niveles umbral para la energía mínima de las señales piloto (E_{min}) que se van a procesar y para el número mínimo de muestras que aparecen en cada barra (T_{min}) del histograma de buscador (que se describirá más adelante). Los niveles umbral E_{min} y T_{min} se utilizarán para diferenciar entre las señales piloto, las señales de trayectorias múltiples reflejadas, el ruido, etc. y, por consiguiente, se seleccionan de tal forma que el procesamiento de las señales piloto válidas queda asegurado.

En el bloque B362, el receptor MS 200 detecta, para una BS particular (indicada por BS_{j}), el TOA_{i} relativo y el nivel de energía E_{i} para cada señal P_{i} recibida por el buscador 215 del receptor Rake MS 200. Como se ha indicado anteriormente, cada BS_{j} puede transmitir hasta 6 señales piloto diferentes y, para un desfase PN dado correspondiente a una señal piloto particular, el buscador 215 efectúa un barrido por todas las muestras correspondientes a las señales recibidas para detectar picos de señales. Para un desfase PN dado, el buscador 215 puede detectar picos de señales que comprenden una correspondiente señal LOS piloto, versiones reflejadas de la señal piloto y ruido. Tras la detección de los picos de señal, el buscador 215 mide los picos y genera dos valores: uno que indica cuándo ha llegado la señal (TOA) y otro que indica la energía de la señal (E). Como se ha indicado anteriormente, el cálculo del TOA puede llevarse a cabo, contando y almacenando el número de segmentos PN que transcurren mientras se recibe cada señal.

En el bloque B 364, el receptor MS 200 aparta del procesamiento todas las señales que tienen un nivel de energía E inferior al nivel umbral E_{min}. El rechazo de señales con niveles de energía E inferiores a E_{min} permite al procedimiento 300 asegurar que el cálculo del TOA se efectúa a partir de una señal piloto válida.

Para cada desfase PN, el receptor MS 200 elabora, en el bloque B366, un histograma de buscador 380A para las señales no rechazadas P_{m} a P_{n}, basándose en los correspondientes TOA_{m} a TOA_{n}. Es bien sabido que un histograma ilustra la distribución de una serie de valores durante un intervalo predefinido. En este caso, el histograma de buscador 390A se elabora recopilando muestras de señales que tienen intensidades superiores al nivel umbral E_{min} durante un período de búsqueda correspondiente a un desfase PN particular. Para una BS_{j} que transmite 3 señales piloto, el receptor MS 200 puede elaborar 3 histogramas de buscador independientes 390A a 390C.

En la Figura 3B, se ilustra un histograma de buscador ejemplificativo 390A para un desfase PN particular. El eje horizontal representa el TOA_{m} relativo de una señal P_{m} no rechazada, medido en barras (desde la primera -36 hasta la última 15,7) y el eje vertical representa el número de muestras presentes en el TOA_{m} relativo. Por lo general, cuánto más intensas son las señales, mayor es en número de apariciones dentro de las barras, siendo las señales débiles rechazadas más frecuentemente mediante el umbral E_{min}. Cada barra está configurada para representar una fracción de un segmento PN, que depende de la resolución del hardware. En una implementación ejemplificativa, una barra es equivalente a 1/8 de segmento PN. En la Figura 3B, el histograma de buscador 390A contiene tres picos de señal A, B y C, representados por las tres barras que contienen el número más alto de apariciones producidas en los TOA relativos de -28, -16 y -4.

Como se ha indicado anteriormente, para cada desfase PN, el buscador 215 asigna un correlador paralelo 210 a una señal para efectuar el seguimiento y el procesamiento de las correspondientes muestras y demodular la señal. Una vez que el buscador 215 ha asignado los correladores paralelos 210A a 210C a los picos de señal más intensos (p.ej., los picos A, B y C), el receptor MS 200 elabora, en el bloque B368, un histograma de correlador paralelo 395A para todas las señales asignadas P_{m} a P_{n}. De forma muy parecida al histograma de buscador 390A, para una BS_{j} que transmite tres señales piloto, el procedimiento 300 puede elaborar tres histogramas de correlador paralelo independientes 395A a 395C.

En la Figura 3C, se representa un histograma de correlador paralelo ejemplificativo 395A. Aunque el histograma de correlador paralelo 395A se elabora de forma similar al histograma de buscador 390A, debe observarse que el histograma de correlador paralelo 395A ilustra la distribución de las señales asignadas P_{m} a P_{n} con una resolución más alta que el histograma de buscador 390A. En sentido estricto, el histograma de correlador paralelo 395A es más preciso que el histograma de buscador 390A y puede indicar grupos de picos de señal hallados cuando los correladores paralelos 210A a 210C efectúan el seguimiento de las señales piloto P_{m} a P_{n}. Estos grupos de picos de señal son sintomáticos de los efectos de variación de retardo indicados anteriormente. Como se ilustra en la Figura 3C, el histograma de correlador paralelo 395A contiene un primer grupo de picos A' significativo, dispuestos en torno al TOA relativo -28, un segundo grupo de picos B' significativo, dispuestos en torno al TOA relativo -17,5 y un tercer grupo de picos C' significativo, dispuestos en torno al TOA relativo -2,9.

En el bloque B370, el receptor MS 200 localiza la primera barra de cada uno de los histogramas de buscador 390A a 390C que presenta un número de apariciones superior o igual a T_{min}. Mediante la localización de la primera barra con un número significativo de muestras, el procedimiento 300 aumenta al máximo las probabilidades de identificar las primeas señales piloto que llegan P_{k} para cada desfase PN.

En el bloque B372, el receptor MS 200 construye una ventana estrecha alrededor de la primera barra de cada uno de los histogramas de buscador 390A a 390C, así como una ventana estrecha alrededor de las muestras de cada uno de los histogramas de correlador paralelo 395A a 395C que corresponden a las primeras barras de los histogramas de buscador 390A a 390C. Las ventanas del histograma de buscador 390A a 390C y del histograma de correlador paralelo 395A a 395C compensan las diferencias de resolución entre el buscador 215 y los correladores paralelos 210A a 210C, que pueden ocasionarse por la desalineación temporal de la señal. Dicha desalineación se observa en las Figuras 3B y 3C, en las que el histograma de buscador 390A presenta picos de señales A, B y C en los respectivos TOA de -28, -16 y -4, mientras que el histograma de correlador paralelo 395A presenta grupos de picos de señal A', B' y C' centrados en los respectivos TOA de -28, -17,5 y -2,9.

Las Figuras 3B y 3C también representan las ventanas construidas para un solo conjunto de histograma de buscador 390A e histograma de correlador paralelo 395A. Las ventanas pueden centrarse en una barra concreta y presentar desfases de barras equivalentes a \pm una fracción de segmento PN (p.ej., \pm ½ segmento PN). Por ejemplo, si las barras de los histogramas de buscador 390A a 390C y los histogramas de correlador paralelo 395A a 395C representan 1/8 de un segmento PN, las ventanas abarcarán 4 barras por cada lado de las respectivas barras para una resolución de ventana de \pm ½ segmento PN.

En el bloque B374, el receptor MS 200 procesa la información de muestras contenida dentro de cada conjunto de ventanas de histograma de buscador 390A a 390C e histograma de correlador paralelo 395A a 395C para proporcionar un cálculo de los tiempos de cada una de las primeras señales piloto que llegan P_{k}. En particular, para cada conjunto de ventanas de histograma de buscador 390A a 390C e histograma de correlador paralelo 395A a 395C, el procedimiento 300 combina y calcula el promedio de todas las muestras contenidas dentro de las respectivas ventanas, para obtener un valor medio del TOA (TOA_media_{k}) para cada una de las primeras señales piloto que llegan P_{k}. Si los histogramas de correlador paralelo 395A a 395C no contienen ninguna muestra correspondiente a las primeras barras de los histogramas de buscador 390A a 390C, el receptor MS 200 simplemente combina y calcula el promedio de las muestras contenidas dentro de la ventana de los histogramas de buscador 390A a 390C para obtener el valor TOA_media_{k}.

En el bloque B376, el receptor MS 200 genera un índice de retardo D_{k} para cada una de las primeras señales piloto calculadas que llegan P_{k} transmitidas por la BS_{j}. Para cada una de las primeras señales piloto que llegan P_{k}, el índice de retardo D_{k} proporciona una métrica que cuantifica con precisión el retardo experimentado por cada señal. El índice de retardo D_{k} se obtiene restando de cada uno de los valores TOA_media_{k} calculados en el bloque B374 una correspondiente cantidad proporcional de desviación estándar. Como bien se sabe, la desviación estándar es una cantidad que mide la distribución (o dispersión) de una serie de muestras. Cuando se resta la desviación estándar del valor TOA_media_{k}, el error causado por las reflexiones, el ruido o la interferencia se reduce al mínimo, proporcionando de ese modo un cálculo más preciso de los tiempos de cada primera señal piloto que llega P_{k}. El receptor MS 200 puede, a continuación, enviar la información de índice de retardo D_{k}a la BS_{j} para determinar la primera (P_{F}) de todas las primeras señales piloto que llegan P_{k}. Debe observarse que en la descripción anterior se presupone que las estaciones móviles conocen de qué estación base procede cada señal piloto. En caso de que la estación móvil carezca de dicha información, comunicará todos los valores D_{k} y cederá el procesamiento a otra entidad.

En el bloque B378, el procedimiento 300 determina P_{F} seleccionando el mínimo de los índices de retardo transmitidos D_{k}(D_{k,min}) generados para cada una de las primeras señales piloto que llegan P_{k}. Por definición, D_{k,min} corresponde al retardo mínimo experimentado por alguna de las primeras señales piloto que llegan P_{k} correspondientes a una estación base dada BS_{j}. Por lo tanto, seleccionado D_{k,min}, el procedimiento 300 identifica la primera P_{F} de todas las primeras señales piloto que llegan P_{k}.

Debido a que la MS 110 tal vez no posea información a priori acerca de qué BS_{j} transmite cada desfase PN, la selección de D_{k,min} puede ser llevada a cabo por la BS_{j} o un servidor PDE asociado (indicado anteriormente) que posea dicha información.

Por último, en el bloque B380, el procedimiento 300 incrementa el contador y vuelve al bloque B362 para indicar una nueva BS_{j+1} y determinar la primera señal piloto que llega procedente de esta estación base. Si la estación móvil no sabe qué señales piloto corresponden a cada estación base, el procedimiento que se inicia en B362 se repetirá para todas las señales piloto (en lugar de para todas las estaciones base) y la etapa final B378 deberá efectuarse en otro lugar.

La descripción anterior de las realizaciones preferidas se proporciona para permitir a los expertos en la materia crear o utilizar la presente invención. Es posible efectuar diversas modificaciones a estas realizaciones, siendo los principios genéricos presentados aquí aplicables también a otras realizaciones. Por ejemplo, la presente invención puede implementarse en parte o por completo como un circuito cableado, como una configuración de circuito fabricada en un circuito integrado de aplicación específica o como un programa de firmware almacenado en memoria no volátil o un programa de software almacenado desde (o en) medios de almacenamiento de datos como un código legible por máquina, consistiendo dicho código en instrucciones ejecutables por un conjunto de elementos lógicos, tal como un microprocesador u otra unidad de procesamiento de señales digitales.

En sentido estricto, la presente invención no pretende limitarse a las realizaciones mostradas, sino en su lugar comprender el alcance más amplio de acuerdo con los principios y características novedosas dados a conocer en este documento.

Claims (30)

1. Procedimiento para calcular la primera llegada de una señal en un sistema de comunicación inalámbrico que comprende una estación base y una estación móvil, incluyendo dicha estación móvil un receptor que contiene un mecanismo de correlación de buscador y por lo menos un mecanismo de correlación de correlador paralelo, estando dicho procedimiento caracterizado porque:

se detectan, en dicho receptor de estación móvil, los tiempos de llegada y los niveles de energía de una pluralidad de señales recibidas por dicha estación móvil, correspondiendo dicha pluralidad de señales recibidas a una pluralidad de señales piloto transmitidas por dicha estación base;

se elabora un histograma de buscador y un histograma de correlador paralelo asociado a cada una de dichas señales piloto, basándose en las muestras correspondientes a dichas señales recibidas que satisfacen un nivel umbral de energía predeterminado, representando cada uno de dichos histogramas de buscador e histogramas de correlador paralelo una distribución por tiempo de llegada de dichas señales recibidas;

se procesan las muestras contenidas dentro de cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo para generar una pluralidad de primeras llegadas calculadas de señales, correspondiendo cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales a una de dichas señales piloto, y

se determina de la llegada de la primera señal por estación base, basándose en la primera de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la identificación de una primera barra en cada uno de dichos histogramas de buscador, que contiene un número de muestras superior a un umbral predeterminado.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, que comprende además:

la construcción de ventanas de buscador alrededor de dichas muestras contenidas dentro de cada una de dichas primeras barras de histograma de buscador, y

la construcción de ventanas de correlador paralelo alrededor de las muestras de cada uno de dichos histogramas de correlador paralelo, correspondientes a dichas muestras contenidas dentro de cada una de dichas primeras barras de histograma de buscador.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dichas ventanas de buscador y dichas ventanas de histograma de correlador paralelo están centradas en una barra y presentan un desfase de \pm una fracción de un segmento PN.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el procesamiento de muestras comprende una combinación de las muestras contenidas dentro cada una de dichas ventanas de buscador y dichas ventanas de correlador paralelo.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el procesamiento de muestras comprende además el cálculo del promedio de dichas muestras combinadas para generar cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales correspondientes a una señal piloto de dicha pluralidad de señales piloto.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, que comprende además la generación de un índice de retardo para cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que cada uno de dichos índices de retardo se genera restando una correspondiente cantidad de desviación estándar proporcional de cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la determinación de la primera llegada de señal por estación base incluye la determinación del mínimo de dichos índices de retardo que corresponde a la primera llegada de señal.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que dicha estación móvil envía dichos índices de retardo a dicha estación base o una entidad de determinación de posición para seleccionar dicho índice de retardo mínimo correspondiente a la primera llegada de señal.

11. Sistema para calcular la primera llegada de señal en un sistema de comunicación inalámbrico, caracterizado porque comprende:

una estación base (106) que transmite una pluralidad de señales piloto; y

una estación móvil (110) configurada para recibir una pluralidad de señales correspondientes a dichas señales piloto, incluyendo dicha estación móvil un receptor que contiene un mecanismo de correlación de buscador (215) y por lo menos un mecanismo de correlación de correlador paralelo (210A, 210B y 210C).

en el que dicho receptor de estación móvil está adaptado para detectar los tiempos de llegada y los niveles de energía de dichas señales recibidas, para elaborar un histograma de buscador (390A) y un histograma de correlador paralelo (395A) asociados a cada una de dichas señales piloto, representando cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo una distribución por tiempos de llegada de las muestras correspondientes a dichas señales recibidas que satisfacen un nivel umbral de energía predeterminado, y para procesar dichas muestras contenidas en cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo para generar una pluralidad de primeras llegadas calculadas de señales,

en el que la primera llegada de señal se determina basándose en la primera de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

12. Sistema según la reivindicación 11, en el que dicho receptor de estación móvil identifica una primera barra en cada uno de dichos histogramas de buscador, que contiene un número de muestras superior a un umbral predeterminado.

13. Sistema según la reivindicación 12, en el que dicho receptor de estación móvil construye ventanas de buscador alrededor de dichas muestras contenidas dentro de cada una de dichas primeras barras del histograma de buscador, y construye ventanas de correlador paralelo alrededor de las muestras de cada uno de dichos histogramas de correlador paralelo correspondientes a dichas muestras contenidas dentro de cada una de dichas primeras barras del histograma de buscador.

14. Sistema según la reivindicación 13, en el que dichas ventanas de buscador y dichas ventanas de histograma de correlador paralelo están centradas en una barra y presentan un desfase de \pm una fracción de segmento PN.

15. Sistema según la reivindicación 14, en el que dicho receptor de estación móvil procesa dichas muestras contenidas dentro de cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo, combinando las muestras contenidas dentro de cada una de dichas ventanas de buscador y dichas ventanas de correlador paralelo.

16. Sistema según la reivindicación 15, en el que dicho receptor de estación móvil procesa además dichas muestras contenidas dentro de cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo, calculando el promedio de dichas muestras combinadas para generar cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales correspondientes a una de dichas señales piloto.

17. Sistema según la reivindicación 16, en el que dicho receptor de estación móvil genera un índice de retardo para cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

18. Sistema según la reivindicación 17, en el que cada uno de dichos índices de retardo se genera restando una correspondiente cantidad de desviación estándar proporcional de cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

19. Sistema según la reivindicación 18, en el que la determinación de la primera llegada de señal comprende la determinación del mínimo de dichos índices de retardo, que corresponde a la primera llegada de señal.

20. Sistema según la reivindicación 19, en el que dicha estación móvil envía dichos índices de retardo a dicha estación base o entidad de determinación de posición para seleccionar dicho índice de retardo mínimo correspondiente a la primera llegada de señal.

21. Medio legible por una máquina codificado con una pluralidad de secuencias de instrucciones ejecutables por un procesador para calcular la primera llegada de señal en un sistema de comunicación inalámbrico que comprende una estación base y una estación móvil, comprendiendo dicha estación móvil un receptor que contiene un mecanismo de correlación de buscador y por lo menos un mecanismo de correlación de correlador paralelo, comprendiendo dichas secuencias de instrucciones las etapas siguientes:

detectar los tiempos de llegada y los niveles de energía de una pluralidad de señales recibidas por dicha estación móvil, correspondiendo dicha pluralidad de señales recibidas a una pluralidad de señales piloto transmitidas por dicha estación base;

elaborar un histograma de buscador y un histograma de correlador paralelo asociados a cada una de dichas señales piloto, basándose en las muestras correspondientes a dichas señales recibidas que satisfacen un nivel umbral de energía predeterminado, representando cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo una distribución por tiempos de llegada de dichas muestras;

procesar las muestras contenidas en de cada uno de dichos histogramas de buscador y dichos histogramas de correlador paralelo para generar una pluralidad de primeras llegadas calculadas de señales, correspondiendo cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales a una de dichas señales piloto; y

determinar la primera llegada de señal, basándose en la primera de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

22. Medio legible por una máquina según la reivindicación 21, que comprende además la identificación de una primera barra en cada uno de dichos histogramas de buscador, que contiene un número de muestras superior a un umbral predeterminado.

23. Medio legible por una máquina según la reivindicación 22, que comprende además:

construir ventanas de buscador alrededor de dichas muestras contenidas dentro de cada una de dichas primeras barras de histograma de buscador; y

construir ventanas de correlador paralelo alrededor de las muestras de cada uno de dichos histogramas de correlador paralelo, correspondientes a dichas muestras contenidas dentro de cada una de dichas primeras barras de histograma de buscador.

24. Medio legible por una máquina según la reivindicación 23, en el que dichas ventanas de buscador y dichas ventanas de correlador paralelo están centradas en una barra y presentan un desfase de \pm una fracción de segmento PN.

25. Medio legible por una máquina según la reivindicación 24, en el que dicha etapa de procesamiento de muestras comprende la combinación de las muestras contenidas dentro de cada una de dichas ventanas de buscador y dichas ventanas de correlador paralelo.

26. Medio legible por una máquina según la reivindicación 25, en el que dicho procesamiento de muestras comprende además el cálculo del promedio de dichas muestras combinadas para generar cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales correspondientes a una de dichas señales piloto.

27. Medio legible por una máquina según la reivindicación 26, que comprende además la generación de un índice de retardo para cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

28. Medio legible por una máquina según la reivindicación 27, en el que cada uno de dichos índices de retardo se genera restando una correspondiente cantidad de desviación estándar proporcional de cada una de dichas primeras llegadas calculadas de señales.

29. Medio legible por una máquina según la reivindicación 28, en el que dicha etapa de determinación de la primera llegada de señal comprende la determinación del mínimo de dichos índices de retardo, que corresponde a la primera llegada de señal.

30. Medio legible por una máquina según la reivindicación 29, en el que dicha estación móvil envía dichos índices de retardo a dicha estación base o entidad de determinación de posición para seleccionar dicho índice de retardo mínimo correspondiente a la primera llegada de señal.