ES2235900T3 - Dispositivo y metodo de deteccion de la velocidad de datos para un sistema de comunicaciones moviles. - Google Patents
Dispositivo y metodo de deteccion de la velocidad de datos para un sistema de comunicaciones moviles.Info
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Abstract
Un método para detectar una velocidad de datos en un sistema de comunicaciones móviles, que comprende las etapas de: (a) dividir un intervalo de señales recibidas en una pluralidad de m intervalos de discriminación no solapados, correspondiente a una pluralidad de velocidades de datos predeterminadas entre una velocidad de datos más baja y una más alta, en donde m es un entero; (b) calcular (402) una primera energía promedio de las señales recibidas primeramente en un primer intervalo de discriminación no solapado de los m intervalos de discriminación; (c) calcular (402) una segunda energía promedio de las segundas señales recibidas en un segundo intervalo de discriminación no solapado a continuación del primer intervalo de discriminación no solapado; (d) calcular (403) una diferencia entre las energías promedio obtenidas en las etapas (b) y (c); y (e) estimar (404) que las señales recibidas son transmitidas a una velocidad de datos correspondiente al primer intervalo de discriminación no solapado, cuando la diferencia entre las energías promedio sea mayor o igual a un valor de umbral.
Description
Dispositivo y método de detección de la velocidad
de datos para un sistema de comunicaciones móviles.
La presente invención está relacionada con un
dispositivo y método de recepción de señales de un canal para un
sistema de comunicaciones móviles, y más particularmente con un
dispositivo y método para detectar la velocidad de datos de una
señal recibida.
Los sistemas de comunicaciones móviles de acceso
múltiple por división de código (CDMA) se ha desarrollado a partir
del estándar convencional de comunicaciones móviles, el cual está
dirigido al servicio de voz, al estándar IMT-2000,
el cual proporciona una transmisión de datos de alta velocidad. El
estándar IMT-2000 abarca varios servicios,
incluyendo la voz de alta calidad, imágenes en movimiento, y la
navegación por Internet. Los enlaces de comunicaciones provistos
entre una estación móvil y una estación base en el sistema de
comunicaciones móviles CDMA están clasificados generalmente en un
enlace descendente (DL), direccionamiento de los datos a la estación
móvil desde la estación base, y un enlace ascendente (UL),
direccionando los datos a la estación base desde la estación
móvil.
Para la transmisión de voz o datos en el enlace
descendente o en el enlace ascendente, la velocidad de los datos
puede variar periódicamente en forma dinámica, en donde el periodo
es un tiempo predeterminado, por ejemplo, 10 mseg, que depende del
tipo de servicio. Usualmente, la información sobre la velocidad de
datos se transmite a un receptor y se utiliza para la
decodificación. No obstante, en el caso de que el receptor falle en
la recepción de la información sobre la velocidad de datos, el
receptor tiene que detectar la velocidad de la señal recibida
transmitida en curso desde el transmisor mediante el análisis de la
señal recibida. Este procedimiento, en donde el receptor detecta la
velocidad de datos a partir de la señal recibida, se denomina como
"detección de velocidad ciega (BRD)".
Se proporciona una descripción aquí más delante
de una operación BRD de acuerdo con el arte previo, que se ejecuta
en el caso de la transmisión de voz utilizando códigos
convolucionales con el fin de conseguir la corrección de errores sin
canal de retorno (FEC).
En primer lugar, se supone que un conjunto de
velocidades de datos de los datos de voz que utiliza un receptor
(es decir, una estación móvil) para operar con un transmisor (es
decir, una estación base) está diseñado como R = {R_{1}, R_{2},
... R_{n}}, en donde las velocidades de datos están listadas en
orden ascendente. Para detectar una velocidad de datos en curso
R_{a} comunicada por el transmisor, el receptor ejecuta una
decodificación Viterbi de los datos, a partir de la velocidad de
datos más inferior R_{1}, y después comprueba los códigos de
redundancia cíclica (CRC). Si el resultado de la comprobación de CRC
para R_{1} es "correcto", existe una alta probabilidad de que
R_{a} = R_{1}, y R_{a}se determina como la velocidad de datos
transmitida en curso correspondiente a R_{1}. Si el resultado de
la comprobación CRC para R_{a} es "incorrecto", el receptor
continua realización la decodificación Viterbi de datos adicionales
hasta la siguiente velocidad de datos R_{2}, es decir, a una
velocidad de datos (R_{2} - R_{1}) seguida por las
comprobaciones CRC. Como un intento para reducir una falsa alarma
potencial de la operación BRD, el receptor comprueba una métrica
interna de la decodificación Viterbi, además de la comprobación
CRC.
Tal como se ha descrito anteriormente, el
receptor ejecuta primeramente una decodificación Viterbi y después
una comprobación CRC con el fin de detectar una velocidad de los
datos de voz codificados por convolución. La operación BRD, no
obstante, no es fácil de aplicar en el caso de la transmisión de
datos utilizando turbo-códigos. Esto es porque, a
diferencia del decodificador Viterbi, el
turbo-decodificador tiene un
de-entrelazador turbo interno del tipo que es
dependiente de la velocidad de datos. Específicamente, cuando el
resultado de la comprobación CRC a una velocidad de datos dada es
"incorrecto", el turbo-decodificador tiene que
repetir el proceso de decodificación de datos a partir de la
primera velocidad de datos con el fin de comprobar el CRC para la
siguiente velocidad de datos, mientras que el decodificador Viterbi
solo tiene que leer datos adicionales en la siguiente velocidad de
datos y después continuar la decodificación de los datos. Otra razón
por la que la operación BRD es inadecuada para el
turbo-decodificador es porque la
turbo-decodificación se ejecuta usualmente en forma
iterativa, con el número máximo de iteraciones para una velocidad de
datos que se encuentre aproximadamente de 8 a 12, lo que conduce a
un incremento en la complejidad del decodificador y que requerirá un
tiempo de retardo más largo cuando la decodificación iterativa se
ejecute en las comprobaciones CRC para todas las velocidades de
datos.
El documento
EP-A-0713305 expone un detector de
velocidad de datos para una estación terminal. Describe un detector
de velocidad de datos que puede ser utilizado en un sistema CDMA, el
cual incluye un generador de bits de control de potencia para
generar un bit de control de potencia a insertar en una trama del
canal de información, para controlar la potencia de transmisión
suministrada a la estación terminal. El detector de velocidad de
datos proporciona procesos de integración que reducen la influencia
del ruido añadido a una señal en la línea de comunicaciones y
también reduciendo en forma promedia la influencia de las
variaciones de la potencia, debidas al debilitamiento multitrayecto
en la línea de comunicaciones. Un comparador compara los resultados
obtenidos mediante la integración de los valores de la potencia de
un bit de control de potencia y un símbolo de información, por
ejemplo por cada trama de información.
El documento
WO-A-97/05717 describe un aparato y
un método para la determinación de la velocidad en sistemas de
comunicaciones de velocidad variable de
activación-desactivación. Expone que dentro de una
trama del canal de tráfico de 20 mseg los datos pueden ser
transmitidos a diferentes velocidades de datos y en diferentes
tamaños de los paquetes.
Es por tanto un objeto de la presente invención
el proporcionar un dispositivo y un método para detectar una
velocidad de los datos a partir de una señal recibida al producirse
el fallo de la información recibida sobre la velocidad de datos en
un sistema de comunicaciones móviles.
Este objeto se resuelve mediante el tema del
sujeto de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones
preferidas están definidas por las reivindicaciones
dependientes.
Es otro aspecto de la presente invención el
proporcionar un dispositivo y un método para detectar una velocidad
de datos al producirse un fallo en la información recibida sobre la
velocidad de los datos turbo-codificados.
Es otro aspecto incluso de la presente invención
el proporcionar un dispositivo y un método para detectar una
velocidad de datos no recibida durante la transmisión de los datos
codificados convolucionalmente o
turbo-codificados.
Es otro aspecto incluso de la presente invención
el proporcionar un dispositivo y un método para reducir la
complejidad de una operación de detección de la velocidad de los
datos al producirse un fallo para recibir información sobre la
velocidad de datos.
Para conseguir los anteriores aspectos de la
presente invención, se proporciona un dispositivo de detección de la
velocidad de datos, el cual detecta una velocidad de datos de una
señal recibida basándose en una variación de la energía de las
señales recibidas respectivas entre dos intervalos adyacentes al
producirse un fallo para recibir información sobre la velocidad de
datos, y ejecutando la decodificación del canal de la información de
la velocidad de datos detectada.
El dispositivo de detección de la velocidad de
datos divide un intervalo definido que está situado entre una
posición más baja y más alta de una pluralidad de velocidades de
datos dadas en m intervalos de discriminación. A
continuación, el dispositivo calcula una diferencia entre una
energía promedio de las señales recibidas hasta un intervalo de
orden i de discriminación y una energía promedio de las
señales recibidas para un intervalo de discriminación de orden
(i+1), en donde i es un entero e inferior a m. Si la diferencia
entre las energías promedio es mayor o igual a un umbral, el
dispositivo determina que la señal recibida en el intervalo de
discriminación de orden (i+1) se transmite a una velocidad de datos
correspondiente al intervalo de discriminación i.
Los objetos anteriores y otros, así como las
características y ventajas de la presente invención llegarán a ser
más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada al
tenerla en cuenta junto con los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama de bloques que
muestra un decodificador para un sistema de comunicaciones móviles
que incluye un detector de la velocidad de datos de acuerdo con la
presente invención;
la figura 2 es un diagrama que muestra una
operación de detección de la velocidad de datos de acuerdo con la
presente invención;
la figura 3 es un diagrama de bloques detallado
que muestra el detector de la velocidad de datos mostrado en la
figura 1;
la figura 4 es un diagrama de flujo que muestra
la operación de detección de la velocidad de datos en el intervalo
de orden (i+1), de acuerdo con la presente invención; y
la figura 5 es un diagrama de flujo que muestra
la operación de detección de la velocidad de datos en el intervalo
de orden i.
Volviendo a los dibujos, se describe mas adelante
con detalle una realización preferida de la presente invención con
referencia a los dibujos adjuntos. En la siguiente descripción no se
describen con detalle las funciones o construcciones bien
conocidas para no obscurecer la invención con detalles
innecesarios.
La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático
de un decodificador de un receptor de una estación móvil en un
sistema de comunicaciones móviles que incluye un detector de la
velocidad de datos de acuerdo con la presente invención. La
invención es aplicable a cualquier sistema de comunicaciones móviles
CDMA, tal como el sistema universal de telecomunicaciones móviles
(UMTS, CDMA2000, etc.).
Con referencia a la figura 1, un desentrelazador
110 desentrelaza una señal recibida para generar una señal
desentrelazada (símbolo) X_{k}. El extractor 120 de transmisión
discontinua (DTX) extrae, a partir de la señal desentrelazada
X_{k}, los bits que indican un modo de transmisión discontinua
recibida de una estación base en un modo de transmisión discontinua
del sistema de comunicaciones móviles. El detector de velocidad de
datos 150 detecta una velocidad de datos variable de la señal
recibida (símbolo) X_{k} desentrelazada en el desentrelazador 110,
detectando finalmente la velocidad de los datos recibidos al
producirse un fallo de la recepción de la información con respecto a
la velocidad de datos. Específicamente, el detector de la velocidad
de datos 150 mide las variaciones de la energía de cada señal
recibida en dos intervalos adyacentes, y detecta la velocidad de
datos de la señal recibida basándose en el resultado de la
detección. La información sobre la velocidad de datos detectada en
el detector de velocidad de datos 150 se aplica a un bloque de
coincidencia de velocidades 130 y a un decodificador de canal 140.
El bloque de coincidencia de velocidades 130 recibe los símbolos
desentrelazados para ejecutar un proceso inverso de perforación, es
decir, la inserción de los símbolos, y un proceso inverso de
repetición, es decir, la combinación de símbolos, generado así los
símbolos de coincidencia de la velocidad. El decodificador de canal
140 decodifica los símbolos de coincidencia de velocidad recibidos
desde el bloque de coincidencia de velocidades 130. El decodificador
de canal 140 puede ser implementado con un decodificador
convolucional o un turbo-decodificador. El bloque de
coincidencia de velocidades 130 y el decodificador de canal 140
utilizan la información de la velocidad de datos recibida a partir
del detector de velocidad de datos 150 para ejecutar las operaciones
de coincidencia de velocidad y la decodificación de canales.
La figura 2 es una ilustración para explicar una
operación de detección de la velocidad de datos de la presente
invención ejecutada en el detector de velocidad de datos 150
mostrado en la figura 1.
En primer lugar, se supone que el número de
símbolos recibidos en el receptor de la estación móvil varía en el
orden de R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4} y R_{5} a través del
tiempo, tal como se muestra en la figura 2. Un cambio en el número
de símbolos en el intervalo, por ejemplo de 10 mseg, significa que
la velocidad de datos es variable. Así pues, se observará que el
término "número de símbolos" es substancialmente intercambiable
con el término "velocidad de datos".
La figura 2 muestra un caso en el que el
transmisor de la estación base transmite correctamente datos en los
intervalos 1 a 4, pero falla al transmitir datos entre los
intervalos 4 y 5. Los símbolos de los datos en los intervalos de
transmisión 1 a 4 son desentrelazados en el desentrelazador 110
mostrado en la figura 1, y siendo almacenados en una memoria
temporal interna del extractor de bits DTX (Transmisión Discontinua)
120. Entre los intervalos 4 y 5, el transmisor de la estación base
envía bits DTX en un modo DTX. Para dicho intervalo DTX, el
transmisor de la estación base inhabilita la potencia de transmisión
y solo existe un ruido gaussiano blanco aditivo (AWGN). Así pues,
la velocidad de datos es R_{4} para el intervalo DTX 5. Como tal,
la presente invención utiliza un principio fundamental que incluye
la determinación de una presencia de datos en los intervalos
substancialmente sin transmisión de la información de datos o de la
velocidad de los datos, y finalmente la detección de la velocidad de
datos.
A continuación se proporcionará una descripción
detallada del principio de la detección de datos de acuerdo con la
presente invención.
En la forma oportuna, se supone que existen dos
velocidades de datos R_{1} y R_{2}. En dicho caso, pueden ser
utilizadas las siguientes ecuaciones con el fin de determinar, sin
recibir ninguna información de la velocidad de datos, si una señal
ha sido transmitida con R_{1} o R_{2}. Cuando la señal recibida
desde la posición 1 a la posición R_{1} sea X_{1}, y la señal
recibida desde la posición de bit (R+1) a la posición de bit R_{2}
sea X_{2}, las señales X_{1} y X_{2} se expresan mediante:
Ecuación
1
X_{1} =
A_{1} x a_{1} +
n_{1}
X_{2} =
A_{2} x a_{2} +
n_{2}
En la ecuación 1, A_{1} y A_{2} representan
niveles de potencia de transmisión de las señales transferidas desde
el transmisor de la estación base al receptor de la estación móvil,
y corresponden a \pmA en la presencia de las señales o "0"
para DTX; a_{1} y a_{2} representan las variables aleatorias de
Rayleigh que tienen una función de probabilidad de p(a_{1})
= 2 x a_{1} x exp(-a_{1}^{2}) ó p(a_{2}) = 2 x
a_{2} x exp(-a_{2}^{2}), respectivamente; y n_{1} y n_{2}
representan variables aleatorias AWGN con un valor medio "0" y
una variancia \sigma^{2}. Si la variancia del ruido del canal de
transmisión es \sigma^{2}, la energía basada en el intervalo
(potencia) de la señal recibida está dada por:
Ecuación
2
E
{X_{1}^{2}} = A_{1}^{2} +
\sigma^{2}
E
{X_{2}^{2}} = A_{2}^{2} +
\sigma^{2}
La ecuación diferencial de las energías E
{X_{1}^{2}} y E {X_{2}^{2}} de las señales recibidas
proporciona D_{1} que se expresa mediante:
Ecuación
3
D_{1} = | E
{X_{1}^{2}} -- E {X_{2}^{2}}| = |A_{1}^{2} -
A_{2}^{2}|
En la ecuación 3, si A_{1}^{2} =
A_{2}^{2}, D_{1} es "0", de lo contrario, si
A_{2}^{2} = 0 (es decir, para DTX), D_{1} es
"A_{1}^{2}". Es decir, cuando la velocidad de datos en
curso es R_{2}, casi se alcanza el valor "0"; de lo
contrario, cuando la velocidad de datos en curso sea R_{1},
D_{1} llega a ser casi "A_{1}^{2}".
Las ecuaciones anteriores pueden ser aplicadas
solo si se conoce la desviación media \sigma^{2} de la
característica de probabilidad secundaria, independientemente de las
funciones de probabilidad p(a_{1}) y p(a_{2}) de
las variables aleatorias de Rayleigh. Se supone por supuesto que
las variables aleatorias no varían en el tiempo. Como referencia,
el resultado de diferenciación de las energías de las señales
recibidas D_{1} = | E {X_{1}^{2}} - E {X_{2}^{2}}| puede
ser calculado a partir de la energía basada en el intervalo de las
señales recibidas individuales. La variable más importante en la
determinación de D_{1} puede ser la acumulación de datos
suficiente para determinar el valor de la energía promedio. Una
velocidad de datos con precisión puede ser determinada cuando la
velocidad mínima de datos R_{1} sea de 32 kbps, es decir, cuando
los datos transmitidos en el intervalo de una trama de 10 mseg sea
superior a 320 bits.
La operación de detección de la velocidad de
datos anteriormente expuesta puede se generalizada de la forma
siguiente.
Primeramente, se supone que un conjunto de
velocidades de datos de servicio están designadas como R = {R_{1},
R_{2}, ..., R_{n}}, en el cual las velocidades de datos están
listadas en el orden ascendente. La información sobre las
velocidades de datos de servicio se denomina como "conjunto de
formato de transporte (TSF)" dada a la estación móvil por la
estación base en una fase de configuración de la llamada. Si la
información sobre las n velocidades de datos se ha proporcionado, un
intervalo se asigna primeramente a la velocidad de datos mayor
R_{n}, y los (n-1) intervalos se asignan a las
otras velocidades de datos. Para estar diferenciados del intervalo
asignado a la velocidad de datos mayor R_{n}, los
(n-1) intervalos de las demás velocidades de datos
están definidos como intervalos de discriminación. Es detectable la
velocidad de datos de la señal recibida para un caso individual. Por
ejemplo, una energía promedio de la señal recibida hasta el
intervalo de discriminación de orden i se resta de una
energía promedio de las señales recibidas hasta el intervalo de
discriminación de orden (i+1). El valor restado resultante se
compara con un umbral predeterminado para detectar la velocidad de
datos de la señal recibida para el intervalo de orden (i+1).
A continuación se describe la operación de
detección de la velocidad de datos de la señal recibida para el
intervalo (i+1), en relación con expresiones generalizadas de la
forma que siguen a continuación. La señal recibida hasta el
intervalo de orden i designadas como X_{i} pueden
definirse como:
Ecuación
4
X_{i} =
A_{i} x a_{i} +
n_{i}
En la ecuación 4, A_{i} representa el nivel de
potencia de transmisión del transmisor de la estación base y que
corresponde a \pmA en la presencia de la señal u "0" para
DTX; y a_{i} y n_{i} representan la variable aleatoria de
Rayleigh y la variable aleatoria AWGN según lo definido
anteriormente, respectivamente. A partir de la ecuación 3, puede
definirse un criterio de decisión como en la Ecuación 5 inferior, de
1 a n. Cuando la señal recibida hasta el intervalo de orden i
es X_{i}, y la señal recibida en el intervalo de orden (i+1) es
X_{i+1}, el resultado de la diferenciación de las energías
E{X_{i}^{2}} y E{X_{i+1}^{2}} de las señales recibidas
proporciona D_{i} según lo expresado por:
Ecuación
5
D_{i} = | E
{X_{i}^{2}} -- E {X_{i+1}^{2}}| = |Ai^{2} --
A_{i+1}^{2}|
En la ecuación 5, si los datos se transmiten
continuamente hasta el intervalo de orden (i+1), es decir,
A_{i}^{2} = A_{i+1}^{2}, entonces D_{i} es "0"; de lo
contrario, si los datos se transmiten hasta el intervalo i
pero no se transmiten desde el intervalo i hasta el intervalo
(i+1) (para DTX), es decir, A_{i+1}^{2} = 0, entonces D_{i} es
"A_{i}^{2}". En consecuencia, durante DTX (A_{i+1}^{2}
= 0), el receptor de la estación móvil busca el índice inicial
i y tiene en cuenta la R correspondiente como la velocidad de
datos en curso de los datos recibidos del transmisor de la estación
base.
La figura 3 es un diagrama de bloques
esquemáticos del detector de velocidad de datos 150 mostrado en la
figura 1, en el cual el detector de velocidad de datos 150 comprende
un calculador de energía 152, un diferenciador de energía 154; y un
bloque de decisión de la velocidad de datos 156.
Con referencia a la figura 3, el calculador de
energía 152 mide la energía E_{i} de una señal recibida X_{i}
hasta el intervalo de orden i, y la energía E_{i+1} para
una señal recibida X_{i+1} desde el intervalo de orden i
hasta el intervalo de orden (i+1). Es decir, el calculado de energía
152 acumula las señales recibidas hasta el intervalo de orden
i y las señales recibidas hasta el intervalo (i+1) para
calcular las energías E_{i} y E_{i+1} de las señales respectivas
recibidas X_{i} y X_{i+1}, de acuerdo con la Ecuación 6
inferior, la cual se utiliza para calcular la energía E_{i+1} de
la señal recibida X_{i+1}.
Ecuación
6
El diferenciador de energía 154 calcula una
diferencia (D_{i}) entre la energía E{X_{i}^{2}} en el
intervalo de orden i, y la energía E{X_{i+1}^{2}} en el
intervalo de orden (i+1), según lo obtenido en la Ecuación 6. La
diferencia entre las energías E{X_{i}^{2}} y E{X_{i+1}^{2}}
puede ser expresada como una diferencia entre los cuadrados de los
niveles de potencia de la transmisión, según lo definido en las
Ecuaciones 3 y 5, es decir, una diferencia entre el cuadrado
A_{i}^{2} del nivel de potencia de transmisión de una seña
recibida para el intervalo de orden i en el intervalo de
orden i, y el cuadrado A_{i+1}^{2} del nivel de potencia
de transmisión de una señal recibida para el intervalo de orden
(i+1). El bloque de decisión 156 de la velocidad de datos determina
la velocidad de los datos de transmisión, utilizando la diferencia
de energías D_{i} calculada en el diferenciador de energía 154. Si
D_{i} es un valor idéntico al valor A_{i}^{2} como en la
Ecuación 5, el bloque de decisión 156 de la velocidad de datos
determina la velocidad de datos R_{i} para el intervalo de orden
i como la velocidad de los datos transmitidos en curso.
No obstante, considerando el entorno del canal en
curso, es imposible que la diferencia de energía entre los dos
intervalos según lo designado por D_{i} sea "0" ó
A_{i}^{2}. Es decir, la diferencia D_{i} en si misma es una
variable de probabilidad, en donde la expectativa condicional de
D_{i} satisface a E{D_{i}}| A_{i}^{2} = A_{i+1}^{2}} =
0, y E{D_{i}| A_{i}^{2} = \neq A_{i+1}^{2}} = A^{2}.
Así pues, el bloque de decisión 156 de la velocidad de datos compara
la diferencia de energía D_{i} entre dos intervalos adyacentes con
un valor de un umbral para determinar la velocidad de datos. Más
particularmente, el bloque de decisión 156 de la velocidad de datos
determina la velocidad de datos R_{i} para el intervalo previo, el
intervalo de orden i como la velocidad de datos para el
intervalo en curso cuando la diferencia de energía D_{i} entre los
dos intervalos adyacentes sea menor o igual al valor del umbral. El
valor del umbral puede estar designado como un valor medio entre
"0" y A^{2}, es decir, A^{2}/2 de acuerdo con el principio
de la probabilidad máxima (ML). En este caso, A denota el nivel de
la potencia de transmisión de la señal recibida desde el transmisor
de la estación base, y A^{2}/2 es la mitad del nivel de potencia
de transmisión de la señal recibida. La información sobre la
velocidad de datos determinada por el bloque de decisión 156 de la
velocidad de datos se aplica al bloque de coincidencia de
velocidades 130 y al decodificador de canales 140, tal como se
muestra en la figura 1.
El diagrama de flujo de las figuras 4 y 5
muestran una operación de detección de la velocidad de datos, que
utilizan las anteriores ecuaciones, lo cual se ejecuta en el
detector de velocidad de datos 150 mostrado en la figura 3. La
figura 4 es un diagrama de flujo que muestra la operación de la
detección de la velocidad de datos para el intervalo de orden (i+1)
a partir de las energías de las señales recibidas para los dos
intervalos adyacentes, los intervalos i e (i+1). La figura 5
es un diagrama de flujo que muestra una operación general de
detección de la velocidad de datos para el intervalo de orden
i.
Con referencia la figura 4, el detector de la
velocidad de datos 150 mostrado en la figura 1 calcula la diferencia
de energía D_{i} entre los dos intervalos adyacentes para cada
iteración y compara la diferencia de energía D_{i} con el valor
del umbral A^{2}/2. El detector 150 de la velocidad de datos
estima la velocidad de datos R_{i} para el intervalo de orden
i como una velocidad de datos en curso R_{est} en la etapa
405, cuando la diferencia de energía D_{i} es mayor o igual que el
valor del umbral.
Específicamente, el calculador de energía 152
mostrado en la figura 3 acumula la señal recibida X_{i} entre el
intervalo de orden (i-1) y el intervalo de orden
i en la etapa 401, y calcula la energía E{X_{i}^{2}} para
la señal recibida X_{i} en la etapa 402. Así mismo, el calculador
de energía 152 acumula la señal recibida X_{i+1} entre el
intervalo de orden i y el intervalo (i+1), y calcula la
energía E{X_{i+1}^{2}) para la señal recibida X_{i+1} en la
etapa 402. El diferenciador de energía 154 calcula una diferencia
de energía entre los dos intervalos adyacentes, en la etapa 403. Es
decir, el diferenciador de energía 154 determina la diferencia de
energía entre los dos intervalos de la forma D_{i} = | E
{X_{i}^{2}} - E {X_{i+1}^{2}}|. Tal como se expuso
anteriormente, la diferencia de energía puede ser expresada también
como D_{i} = |A_{i}^{2} - A_{i+1}^{2}|. En la etapa 404,
el bloque de decisión 156 de la velocidad de datos compara la
diferencia de energía entre los dos intervalos adyacentes con un
valor de umbral, es decir, determina si la diferencia de energía
D_{r} es superior o igual al valor del umbral A^{2}/2. Cuando la
diferencia de energía D_{i} es superior o igual al valor del
umbral A^{2}/2, el bloque de decisión 156 de la velocidad de datos
estima la velocidad de datos R_{i} para el intervalo de orden
i como la velocidad de datos en curso R_{est} para el
intervalo de orden (i+1) en curso,en la etapa 405. La velocidad de
datos estimada es suministrada al extractor de bits DTX 120, al
bloque de coincidencias de velocidad 130 y al decodificador de canal
140, tal como se muestra en la figura 1, y utilizada para las
operaciones de coincidencia y de decodificación del canal.
Con referencia a la figura 5 en la etapa 501, el
detector de la velocidad de datos inicializa el intervalo de
búsqueda i a "1", y la potencia promedio (energía) para
el intervalo previo E{X_{i-1}^{2}} a "0".
El calculador de energía 152 mostrado en la figura 3 calcula en la
etapa 502 la potencia promedio del intervalo de búsqueda i, es
decir, calcula primero la potencia promedio para el intervalo en
curso E{X_{i}^{2}}. En la etapa 503, el diferenciador de
energía 154 calcula (un segundo cálculo) una diferencia de energía
entre el intervalo previo y el intervalo en curso de acuerdo con la
ecuación de discriminación D_{i-1}. Si el bloque
de decisión de la velocidad de datos 156 determina en la etapa 504
que el resultado de la ecuación de discriminación
D_{i-1} es mayor o igual que el valor de umbral
A^{2}/2 (en donde la velocidad de datos significa "0" kbps
para i = 1), el bloque de decisión de la velocidad de datos 156
estima que la velocidad de datos para el intervalo en curso
R_{est} como la velocidad de datos para el intervalo previo
(R_{i-1}) en la etapa 508.
De lo contrario, es decir, si se determina en la
etapa 504 que el resultado de la ecuación de discriminación D es
inferior al valor de umbral A^{2}/2, el bloque de decisión de la
velocidad de datos 156 almacena la potencia promedio
E{X_{i}^{2}} para el intervalo en curso en la potencia promedio
E{X_{i-1}^{2}} para el intervalo previo en la
etapa 505, e incrementa i en una unidad para la búsqueda del
siguiente intervalo en la etapa 506. El calculador de energía 162
en la etapa 507 calcula (un tercer cálculo) la potencia promedio en
el intervalo i+1 y después almacena la potencia promedio calculada
en la potencia promedio E{X_{i}^{2}} para el intervalo en curso.
El proceso retorna a la etapa 503 para calcular la ecuación de
discriminación D_{i-1} basándose en la potencia
promedio E{X_{i}^{2}} y se compara en la etapa 504 el valor del
resultado de la ecuación de discriminación D_{i-1}
con el valor de umbral.
Aunque se repiten los procedimientos anteriores,
cuando se determina que D \geq A^{2}/2 en la etapa 504, el
bloque de decisión 156 de la velocidad de datos estima que la
velocidad de datos R_{est} del intervalo en curso como la
velocidad de datos R_{i-1} hasta el intervalo
previo.
Tal como se ha descrito anteriormente, la
presente invención estima una velocidad de datos para un señal
recibida con antelación a la operación de decodificación incluso
cuando no se reciba información sobre la velocidad de datos del
transmisor de la estación base, lo cual reduce la complejidad en
comparación con la operación BRD convencional que detecta la
velocidad de datos después de la decodificación Viterbi y la
comprobación CRC. La presente invención reduce por tanto la
complejidad en la detección de la velocidad de los datos
turbo-codificados sin necesidad de una operación de
decodificación basada en la velocidad, que en el peor de los casos,
es tan frecuente como el número máximo de iteraciones.
Adicionalmente, la presente invención determina
la velocidad de datos utilizando solamente estadísticas acumuladas,
independientemente del tipo de codificador del canal, y siendo por
tanto compatible con cualquier codificador de canal. Por ejemplo,
incluso utilizándose un codificador convolucional, la presente
invención hace posible estimar la velocidad de datos con fiabilidad
para una trama cuya velocidad de datos no sea inferior a un valor de
umbral.
Claims (8)
1. Un método para detectar una velocidad de datos
en un sistema de comunicaciones móviles, que comprende las etapas
de:
- (a)
- dividir un intervalo de señales recibidas en una pluralidad de m intervalos de discriminación no solapados, correspondiente a una pluralidad de velocidades de datos predeterminadas entre una velocidad de datos más baja y una más alta, en donde m es un entero;
- (b)
- calcular (402) una primera energía promedio de las señales recibidas primeramente en un primer intervalo de discriminación no solapado de los m intervalos de discriminación;
- (c)
- calcular (402) una segunda energía promedio de las segundas señales recibidas en un segundo intervalo de discriminación no solapado a continuación del primer intervalo de discriminación no solapado;
- (d)
- calcular (403) una diferencia entre las energías promedio obtenidas en las etapas (b) y (c); y
- (e)
- estimar (404) que las señales recibidas son transmitidas a una velocidad de datos correspondiente al primer intervalo de discriminación no solapado, cuando la diferencia entre las energías promedio sea mayor o igual a un valor de umbral.
2. El método según la reivindicación 1, en el que
los intervalos de discriminación no solapados están definidos como
desde la posición de bits 1 a R_{1}, (R + 1) a R_{2}, ... y
(R_{m-1} + 1) a R_{m}, respectivamente del
intervalo de las señales recibidas, en donde R_{i} corresponde a
la pluralidad de velocidades de datos predeterminadas r_{i}
listadas en un orden ascendente para i = 1, 2, ... m.
3. El método según la reivindicación 1 y 2, en el
que el valor del umbral está definido como A^{2}/2, en el que A
representa un nivel de potencia de transmisión de las primeras
señales recibidas.
4. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el sistema de comunicaciones
móviles comprende una estación base, la cual ha sido provista
previamente con una estación móvil con información sobre una
pluralidad de velocidades de datos que varían según el servicio, y
en el que la estación móvil detecta una velocidad de la pluralidad
de velocidades de datos como la velocidad de datos de una señal
recibida.
5. El método según las reivindicaciones 1 a 4,
que comprende además:
- (f)
- si la diferencia entre las energías promedio es inferior al valor de umbral;
calcular (502) una siguiente energía promedio
E{X_{i}^{2}} de las siguientes señales recibidas en el siguiente
intervalo de discriminación no solapado, a continuación del
intervalo previo de discriminación no solapado,
calcular (503) una nueva diferencia entre la
siguiente energía promedio E{X_{i}^{2}} y la energía promedio
previa E{X_{i-1}^{2}} y
repetir (504) la etapa (f) para nuevo intervalo
de solapado de discriminación configurado a continuación hasta que
la diferencia sea mayor o igual al valor de umbral A^{'2}/2, en el
que A' representa un nivel de potencia de transmisión de la señal
recibida hasta el intervalo previo de discriminación no solapado;
y
- (g)
- estimar (508) que las señales recibidas sean transmitidas a una velocidad de datos correspondiente al intervalo previo de discriminación no solapado, cuando la nueva diferencia sea mayor o igual al valor de umbral A'^{2}/2.
6. Un dispositivo (150) para detectar una
velocidad de datos en un sistema de comunicaciones móviles, en el
cual un intervalo de señales recibidas se divide en una pluralidad
de m intervalos no solapados de discriminación correspondientes a
una pluralidad de velocidades de datos predeterminados entre una
velocidad de datos más baja y una más alta, en el que m es un
entero, comprendiendo el dispositivo:
un calculador de energía (152) configurado para
calcular una primera energía promedio de las primeras señales
recibidas en un primer intervalo no solapado de discriminación fuera
de los m intervalos de discriminación y una segunda energía promedio
de segundas señales recibidas en un segundo intervalo no solapado de
discriminación siguiente al primer intervalo no solapado de
discriminación;
un diferenciador de energía (154) configurado
para calcular una diferencia entre la primera energía promedio
calculada y la segunda energía promedio calculada; y
un bloque de decisión de la velocidad de datos
(156) configurado para determinar que las señales recibidas se
transmiten a una velocidad de datos correspondiente al primer
intervalo no solapado de discriminación, cuando la diferencia entre
las energías promedio sea mayor o igual que un valor de umbral.
7. El dispositivo según la reivindicación 6, en
el que el calcular de energía está configurado para definir los
intervalos no solapados de discriminación desde la posición de bit 1
a R_{1}, (R_{1} + 1) a R_{2}, ... y (R_{m-1}
+1) a R_{m} respectivamente del intervalo de las señales
recibidas, en el que R_{i} corresponde a la pluralidad de
velocidades de datos predeterminadas r_{i} listadas en un orden
ascendente para i = 1, 2, ... m.
8. El dispositivo según la reivindicación 5, en
el que el valor de umbral está definido como A^{2}/2, en donde A
representa un nivel de potencia de transmisión de las primeras
señales recibidas.
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