ES2251221T3 - Procedimiento y aparato para reducir las variaciones de amplitud en señales de comunicacion que utilizan simbolos piloto insertados. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para reducir la potencia de transmisión de señal de las señales de comunicación transmitidas para ser utilizado en un sistema de comunicación que presenta una estación base y una pluralidad de estaciones de usuario que intercambian señales de comunicación con la estación base, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las etapas siguientes: recibir datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales, incluyendo los datos de canales datos de símbolos piloto; combinar códigos ortogonales con los datos de canales recibidos, presentando cada código ortogonal por lo menos una posición de segmento común, y presentando la posición de segmento común un mismo valor para cada código ortogonal; y antes de transmitir los datos de canales combinados con los códigos ortogonales, alterar la posición de segmento común de por lo menos uno de los códigos ortogonales para reducir la amplitud combinada resultante de la transmisión y la suma simultáneas de la posición de segmento común de la pluralidad de canales.

Description

Procedimiento y aparato para reducir las variaciones de amplitud en señales de comunicación que utilizan símbolos piloto insertados.

Antecedentes de la invención I. Campo de la invención

La presente invención se refiere a los sistemas de comunicación. Más particularmente, la presente invención se refiere a procedimientos y aparatos para reducir la amplitud y las interferencias en los sistemas de comunicación inalámbrica que utilizan símbolos piloto insertados.

II. Descripción de la técnica relacionada

Se conocen varias técnicas de comunicación de acceso múltiple, tales como el acceso múltiple por división del tiempo (TDMA) y el acceso múltiple por división de la frecuencia (FDMA). No obstante, las técnicas de modulación de espectro ensanchado de acceso múltiple por división del código (CDMA) proporcionan ventajas significativas respecto de las otras diversas técnicas de modulación de acceso múltiple existentes. Se dan a conocer técnicas CDMA en un sistema de comunicación en la patente US nº 4.901.307, titulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" y en la patente US nº 5.103.459, titulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", cedidas ambas al cesionario de la presente invención.

Las técnicas de modulación CDMA proporcionan mejoras de capacidad respecto de otras técnicas, basadas en parte en la utilización por la técnica CDMA de funciones ortogonales. Los códigos CDMA se generan, por ejemplo, mediante funciones de Walsh que forman matemáticamente un conjunto ortogonal. De este modo, pues, dos funciones de Walsh cualesquiera serán ortogonales entre sí, y las señales codificadas con dos funciones de Walsh separadas no provocarán interferencias mutuas si están alineadas en el tiempo. Un ejemplo de funciones de Walsh empleadas en un sistema de comunicación CDMA es el dado a conocer en la patente US nº 5.602.883, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR USING WALSH SHIFT KEYING IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM", cedida al cesionario de la presente invención.

Puesto que en la técnica CDMA se emplea una señal de banda ancha, esta técnica distribuye la energía de la señal a través de un gran ancho de banda. Por consiguiente, el desvanecimiento selectivo en frecuencia afecta sólo a una pequeña parte del ancho de banda de la señal CDMA. La técnica CDMA también proporciona diversidad de espacio o de trayectoria a través de varias trayectorias de señal que enlazan de forma simultánea una estación móvil o un usuario con dos o más sitios celulares. Además, la técnica CDMA puede explotar el entorno de trayectorias múltiples, permitiendo que las señales lleguen con retardos de propagación diferentes para ser recibidas y procesadas por separado. Se proporcionan ejemplos de diversidad de trayectoria en la patente US nº 5.101.501, titulada "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", y en la patente US nº 5.109.390, titulada "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", cedidas ambas al cesionario de la presente invención.

Según la regla CDMA, descrita en la regla de Telecommunications Industry Association TIA/EIA/IS-95-A de compatibilidad entre las estaciones móviles y la estación base para un sistema celular de espectro ensanchado de banda ancha de modalidad dual, cada estación base transmite canales piloto, de sincronización, de radiobúsqueda y de tráfico de ida sus usuarios. El canal piloto es una señal de espectro ensanchado de secuencia directa no modulada transmitida ininterrumpidamente por cada estación base. El canal piloto permite, a cada usuario, obtener la temporización de los canales transmitidos por la estación base, y proporciona una referencia de fase para la demodulación coherente. El canal piloto proporciona asimismo medios para efectuar comparaciones de potencia de señal entre las estaciones base para determinar cuándo debe efectuarse un traspaso entre estaciones base (por ejemplo, cuando el usuario se desplaza de una célula a otra).

Las técnicas de modulación CDMA exigen que todos los transmisores estén sometidos a un preciso control de potencia para hacer frente a las interferencias del sistema. Si la potencia de transmisión de las señales transmitidas a un usuario por una estación base (el enlace directo) es demasiado alta, pueden crearse problemas, tales como la interferencia con otros usuarios. Por consiguiente, la mayor parte de estaciones base presenta una cantidad fija de potencia para transmitir las señales y, en consecuencia, pueden transmitir sólo a un número limitado de usuarios. En cambio, si la potencia de transmisión de las señales transmitidas por la estación base es demasiado baja, entonces algunos usuarios pueden recibir varias tramas transmitidas erróneas. El desvanecimiento del canal terrestre y otros factores conocidos afectan también a la potencia de transmisión de las señales transmitidas por la estación base. Por lo tanto, cada estación base necesita ajustar la potencia de transmisión de las señales que transmite a los usuarios. Se da a conocer un procedimiento y un aparato para controlar la potencia de transmisión en la patente US nº 5.056.109, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", cedida al cesionario de la presente invención.

Se han propuesto técnicas de modulación CDMA recientes en las que se utilizan símbolos piloto multiplexados en el tiempo ("DTMP") dedicados. Según el procedimiento DTMP, los diferentes símbolos piloto son sometidos a multiplexación en el tiempo en el canal de tráfico de cada usuario. Cada usuario desensancha en secuencia los símbolos piloto (y los símbolos de información). Según un procedimiento alternativo de señal piloto multiplexada con un código común ("CCMP"), se destina un cocanal a la difusión de una señal piloto, no se multiplexa ningún símbolo piloto con canales dedicados y todos los usuarios desensanchan tanto los símbolos piloto como las señales de información modulada en paralelo.

Según el procedimiento DTMP, la estación base debe emplear una fracción de su potencia total en los símbolos piloto y los datos piloto para cada usuario. La cantidad de potencia total necesaria para los símbolos piloto y los datos piloto se basa en la suma de la potencia necesaria para todos los símbolos piloto y datos piloto de todos los usuarios de la estación base. En el procedimiento CCMP, sólo se necesita asignar una fracción de la potencia total a la señal piloto común, basándose en la potencia piloto máxima necesaria para el peor caso de usuario. Además, el procedimiento DTMP puede presentar otras deficiencias.

La patente US nº 5.742.595, cedida a "DSC Communications Corporation", da a conocer una técnica de procesamiento general de señales y un aparato para procesar señales CDMA en un sistema de telecomunicaciones, para incrementar la potencia de la banda de frecuencias y reducir las interferencias entre símbolos. La patente US nº 5.793.797, cedida a "Unisys Corporation", da a conocer un sistema electrónico de transmisión de datos que presenta una baja relación de potencia de pico/potencia media, gracias a la inclusión de un circuito transmisor que recibe una señal de entrada y, en respuesta a ésta, genera una señal de salida distorsionada. La patente US nº 5.668.806, cedida a "Canon Kabushiki Kaisha", da a conocer un aparato de comunicación para la multiplexación por división del código en una trayectoria de transmisión que incluye un transmisor y un receptor de espectro ensanchado.

Sumario de la invención

Los presentes inventores han comprobado que, como se expone en las reivindicaciones adjuntas, con símbolos piloto insertados (en contraposición a una señal piloto continua común), los símbolos piloto, transmitidos a diferentes estaciones móviles o usuarios en el procedimiento DTMP, se suman linealmente y ocasionan grandes variaciones de amplitud de pico/amplitud media. Dichas variaciones de amplitud requieren amplificadores de gran potencia o provocan interferencias en el sistema. Como se describirá en mayor profundidad más adelante, el signo o el valor de una posición de cada código ortogonal asignado a los usuarios concurrentes (la "posición de segmento de signo común") es idéntico, pudiéndose sumar linealmente para proporcionar una gran amplitud.

Los presentes inventores han identificado por lo menos cuatro clases de soluciones a este problema. Según una primera solución, la estación base multiplica las señales de cada usuario por una variable aleatoria positiva o negativa o una rotación de fase entre 0 y 360 grados (por ejemplo, de 0 a 180 grados). Tras dicha multiplicación, todavía se conserva la ortogonalidad de los códigos entre las funciones ortogonales, pero el valor de la posición del segmento de signo común de algunos códigos ha variado. La estación del usuario puede determinar el valor de la variable aleatoria, observando el signo de la demodulación de Walsh o recibiendo datos adicionales desde la estación base.

Según una segunda clase de soluciones, la estación base transmite símbolos o segmentos vacíos en la posición de signo común de cada función ortogonal. A continuación, la estación de usuario reinserta el segmento ausente tras recibir el resto de la secuencia de la función ortogonal. La estación del usuario puede reconstruir el primer segmento con las funciones de Walsh. Por ejemplo, si todas las funciones de Walsh transmitidas suman 0 cuando se han recibido completas, entonces la estación de usuario suma todas las funciones de Walsh recibidas (sin los primeros segmentos) en todos los segmentos de Walsh. El negativo de esta suma es el valor que hubiera tenido la señal recibida si las funciones de Walsh se hubieran transmitido completas. Si una de las funciones de Walsh no suma 0 (por ejemplo, todos los segmentos son iguales a 1), una primera demodulación de Walsh de todas las funciones de Walsh recibidas proporciona ecuaciones simultáneas para hallar las amplitudes del primer segmento de Walsh.

Según una tercera clase de soluciones que no forma parte de la presente invención reivindicada, en lugar de proporcionar a cada estación de usuario sus propios símbolos piloto, la estación base identifica, en primer lugar, las posiciones de símbolos comunes a diferentes usuarios. Por ejemplo, puede ocurrir que cuatro usuarios esperen recibir un símbolo piloto en la posición de símbolo seis. En lugar de transmitir cuatro símbolos piloto separados, la estación base transmite sólo un símbolo piloto que va a ser utilizado por los cuatro usuarios. Este procedimiento es un procedimiento híbrido DTMP y CCMP. De hecho, los símbolos piloto individuales son compartidos o combinados entre los usuarios para proporcionar los símbolos piloto necesarios para todas las estaciones de usuario. No se envía ningún símbolo piloto en las posiciones de símbolo donde las estaciones base no esperan hallar ningún símbolo piloto. Esta tercera clase de soluciones no sólo reduce el problema de la relación de amplitud de pico/amplitud media, sino que también reduce el número de símbolos transmitidos, reduciendo de ese modo las interferencias entre los canales transmitidos.

Según una cuarta clase de soluciones, la estación base aplica un desplazamiento aleatorio a cada código ortogonal. La estación de usuario recibe información referente a los desplazamientos aleatorios de cada canal, para deshacer de ese modo el desplazamiento de los canales y conservar la ortogonalidad. Lo que en realidad hacen dichos desplazamientos aleatorios es "transponer" la posición de segmento de signo común de los códigos ortogonales, reduciendo de ese modo el problema de la relación de amplitud de pico/amplitud media indicado anteriormente.

Desde un punto de vista general, un aspecto de la presente invención es operativo para su utilización en un sistema de comunicación que presenta una estación base y varias estaciones de usuario que intercambian señales de comunicación con la estación base. Un procedimiento para reducir la potencia de transmisión de señal de las señales de comunicación transmitidas incluye las etapas siguientes: (a) recibir datos de canales para transmitirlos en varios canales, incluyendo los datos de canales datos de símbolos piloto; (b) combinar códigos ortogonales con los datos de canales recibidos, presentando cada código ortogonal por lo menos una posición de segmento común y presentando la posición de segmento común el mismo valor para cada código ortogonal y (c) antes de transmitir los datos de canales combinados con los códigos ortogonales, alterar la posición de segmento común de por lo menos uno de los códigos ortogonales para reducir la amplitud combinada resultante de la transmisión y la suma simultánea de la posición de segmento común de los diversos canales.

En otro aspecto de la presente invención, una estación de usuario incluye un receptor y un procesador. La estación de usuario es operativa para ser utilizada en un sistema de comunicaciones que presenta una estación base y varias estaciones de usuario diferentes. Todas las estaciones de usuario intercambian señales de comunicación con la estación base. El receptor recibe datos de canales desde uno de los diversos canales, incluyendo los datos de canales datos de símbolos piloto codificados con uno de los diversos códigos ortogonales, y presentando cada código ortogonal por lo menos una posición de segmento común. La posición de segmento común tiene el mismo valor en cada código ortogonal. La posición de segmento común del código ortogonal recibido se ha alterado. El procesador, que está acoplado al receptor, cambia el código ortogonal alterado a su estado original.

Breve descripción de los dibujos

En las Figuras, se utilizarán números de referencia similares para referirse a elementos similares. Para facilitar la identificación de la descripción de cualquier elemento particular, el dígito más significativo de un número de referencia se refiere al número de la Figura en la que ese elemento aparece en primer lugar (por ejemplo, el elemento 204 aparece y se describe en primer lugar con referencia a la Figura 2).

La Figura 1 ilustra un sistema de comunicaciones inalámbricas en el que se emplea la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de una parte de una estación base del sistema de comunicaciones inalámbricas de la Figura 1, adecuada para la primera clase de soluciones.

La Figura 3 es una tabla que representa la esquina superior izquierda de una matriz de Walsh de dimensión 128.

La Figura 4 es una tabla que representa una suma acumulativa de las filas de la matriz de Walsh de la Figura 3.

La Figura 5 es un gráfico que representa la probabilidad de que una amplitud sobrepase la amplitud media cuadrada cuando se incluyen símbolos piloto, en comparación con la potencia de un canal piloto separado, basándose en 20 llamadas simultáneas.

La Figura 6 es un gráfico que representa la probabilidad de que una amplitud sobrepase la amplitud media cuadrada cuando se incluyen símbolos piloto, en comparación con la potencia de un canal piloto separado, basándose en 120 llamadas simultáneas.

La Figura 7 es un diagrama de bloques de una estación móvil del sistema de comunicaciones inalámbricas del sistema de la Figura 1.

La Figura 8 es un diagrama de bloques de una parte de la estación base del sistema de comunicaciones inalámbricas de la Figura 1, según una primera forma de realización alternativa, adecuada para la segunda clase de soluciones.

La Figura 9 representa unos diagramas esquemáticos de forma de onda que representan un aspecto de una segunda forma de realización alternativa.

La Figura 10 es un diagrama de bloques de una parte de la estación base del sistema de comunicaciones inalámbricas de la Figura 1, según una segunda forma de realización alternativa, adecuada para la tercera clase de soluciones.

La Figura 11 es un ejemplo de diagrama de flujo de un procedimiento para generar símbolos piloto según la segunda forma de realización alternativa.

La Figura 12 es un diagrama de bloques de una parte de la estación base del sistema de comunicaciones inalámbricas de la Figura 1, según una tercera forma de realización alternativa, adecuada para la cuarta clase de soluciones.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

A continuación, se describirá en detalle un sistema de comunicación y, en particular, un aparato y un procedimiento para controlar la potencia y las interferencias de señal en el sistema. En la descripción siguiente, se proporcionan numerosos detalles específicos para permitir una comprensión exhaustiva de la presente invención. Sin embargo, los expertos en la materia relacionada comprenderán fácilmente que la presente invención puede llevarse a la práctica sin dichos detalles específicos, o con elementos o etapas alternativas. En algunos casos, las estructuras y los procedimientos bien conocidos no se representan en detalle para mayor claridad.

La Figura 1 ilustra un ejemplo de sistema de comunicación de abonados celulares 100, en el que se utilizan técnicas de acceso múltiple, tales como la CDMA, para la comunicación entre los usuarios de las estaciones de usuario (por ejemplo, los teléfonos móviles) y los sitios celulares o las estaciones base. En la Figura 1, una estación de usuario móvil 102 se comunica con el controlador de una estación base 104 por medio de una o más estaciones base 106a, 106b, etc. Del mismo modo, una estación de usuario fijo 108 se comunica con el controlador de la estación base 104, aunque sólo por medio de una o más estaciones base predeterminadas y próximas, tales como las estaciones base 106a y 106b.

El controlador de estación base 104 está acoplado con, y habitualmente incluye, una interfaz y unos circuitos de procesamiento para proporcionar el control del sistema a las estaciones base 106a y 106b. El controlador de la estación base 104 puede acoplarse también y comunicarse con otras estaciones base, y posiblemente incluso con otros controladores de estación base. El controlador de estación base 104 está acoplado a un centro de conmutación móvil 110, que a su vez está acoplado a un registro de abonados locales 112. Durante el registro de cada estación de usuario al principio de cada llamada, el controlador de estación base 104 y el centro de conmutación móvil 110 comparan las señales de registro recibidas desde las estaciones de usuario con los datos contenidos en el registro de abonados locales 112, de la forma conocida en la técnica. Se pueden realizar traspasos con continuidad entre el controlador de la estación base 104 y otros controladores de estación base, e incluso entre el centro de conmutación móvil 110 y otros centros de conmutación móvil, de la forma conocida por los expertos en la materia.

Cuando el sistema 100 procesa llamadas telefónicas o de tráfico de datos, el controlador de la estación base 104 establece, mantiene y termina el enlace inalámbrico con la estación móvil 102 y la estación fija 108, mientras el centro de conmutación móvil 110 establece, mantiene y termina las comunicaciones con la red telefónica pública conmutada (PSTN). Aunque la descripción siguiente se centra en las señales transmitidas entre la estación base 106a y la estación móvil 102, los expertos en la materia sobrentenderán que la descripción puede aplicarse igualmente a otras estaciones base y a la estación fija 108.

En la Figura 2, se representa un modulador y codificador 200 para utilizar en la estación base 106a, que incluye un convertidor serie-paralelo 202 que recibe un tren de datos de canales en serie y proporciona un tren de datos de canales en fase ("I") y en cuadratura de fase ("Q") en paralelo. Un generador de códigos ortogonales 204 genera códigos ortogonales, tales como los códigos de Walsh. Como se describe más ampliamente a continuación, un rotador de fase 206 genera una rotación de fase diferente de entre 0 y 360 grados para los códigos de Walsh proporcionados por el generador de códigos ortogonales 204. Por ejemplo, según una forma de realización más simple, el rotador de fase 206 genera rotaciones de fase de 0 ó 180 grados. Como consecuencia de esto, el rotador de fase 206 multiplica aleatoriamente los códigos de Walsh por un valor uno positivo o negativo. Aunque el rotador de fase 206 representado está acoplado al generador de códigos ortogonales 204, el rotador de fase puede acoplarse a otros elementos del codificador 200.

Un primer par de multiplicadores 208 y 210 multiplican los códigos de Walsh invertidos aleatoriamente con las señales en fase y en cuadratura de fase, respectivamente. Es importante tener en cuenta, que los datos de canales introducidos en el modulador 200 incluyen símbolos piloto insertados que se multiplican por los códigos ortogonales del generador de códigos ortogonales 204. En todos los códigos ortogonales, por lo menos una fila o una columna de una matriz de códigos ortogonales presentan el mismo signo (la "posición de segmento de signo común"). Los símbolos piloto suelen incluir una serie de valores +1 para todas las posiciones de segmento del símbolo. Por lo tanto, sin el rotador de fase 206, los símbolos piloto de valor uno positivo de las diversas estaciones móviles se sumarán unos con otros para incrementar la relación de amplitud de pico/amplitud media, cuando las posiciones de segmento de signo común de los códigos ortogonales estén alineadas, de la forma descrita más adelante.

Un segundo par de multiplicadores 212 y 214 multiplican un código de aleatorización, proporcionado por un generador de códigos de aleatorización 216, por las señales obtenidas de los multiplicadores 208 y 210, respectivamente. Aunque sólo se representa un canal, el codificador 200 combina las señales de todos los canales de Walsh (con cierta ganancia en cada canal) antes de ser aleatorizadas o ensanchadas por el generador de códigos de aleatorización 216. Un par de filtros 218 y 220, tales como los filtros de impulsos, filtran las salidas de los multiplicadores 212 y 214 en los canales en fase y en cuadratura de fase, respectivamente. Un tercer par de multiplicadores 222 y 224 multiplican las señales filtradas por las frecuencias portadoras proporcionadas por los generadores de cos (\omegat) y de sen (\omegat) 226 y 228 en los canales en fase y en cuadratura de fase, respectivamente. Por último, un sumador 230 suma las señales del tercer par de multiplicadores 222 y 224, antes de la amplificación y la transmisión a la estación móvil 102.

A menos que se indique lo contrario, la construcción y el funcionamiento de los diversos bloques representados en las Figuras 1, 2 y el resto de Figuras son de diseño y funcionamiento convencional. Por lo tanto, no se considera necesario describir en mayor detalle dichos bloques, ya que éstos serán bien interpretados por los expertos en la materia relacionada. Se omite cualquier descripción complementaria para mayor brevedad y mayor claridad de la descripción detallada de la presente invención. Toda modificación necesaria a los bloques del sistema de comunicación 100 de la Figura 1, el codificador 200 de la Figura 2 u otros sistemas podrá ser realizada fácilmente por los expertos en la materia relacionada, basándose en la descripción detallada proporcionada en la presente memoria.

Haciendo referencia a la Figura 3, se representa una parte de las primeras 14 filas y 11 columnas de una matriz de Walsh 128, que constituye un ejemplo de los códigos ortogonales generados por el generador de códigos ortogonales 204. Como se representa en la Figura 3, la primera posición de segmento (es decir, la primera columna) contiene sólo valores "1". Otros códigos ortogonales pueden emplear matrices que presentan una posición de segmento de signo común que no se halla necesariamente en la primera columna (es decir, no se halla en la posición del primer segmento).

Haciendo referencia a la Figura 4, aunque en el ejemplo ilustrativo se presupone que se utiliza la misma potencia para cada estación móvil, es posible sacar conclusiones parecidas del ejemplo siguiente de un caso más real de envío de potencias diferentes a cada estación de usuario diferente. Es importante observar, que los primeros segmentos de Walsh se suman linealmente. La k-ésima fila es la suma de las primeras (k+1) filas de la matriz de Walsh, lo cual corresponde a la suma de (k+1) símbolos piloto de estaciones móviles diferentes. Por lo tanto, si se presupone que los símbolos piloto están correctamente alineados, los primeros segmentos de Walsh se sumarán y alcanzarán un valor de 16 con 16 estaciones móviles. Como se representa más abajo, la potencia de la posición del primer segmento de Walsh aumenta aproximadamente con el cuadrado del número N de estaciones móviles, mientras que la varianza de todos los canales aumenta linealmente con N, obteniéndose por lo tanto peores resultados a medida que N se incrementa. Aunque la amplitud se hace más uniforme a medida que N se incrementa, se observa que un incremento de N sólo provoca el desvío del crecimiento lineal en amplitud.

Los presentes inventores no sólo han identificado el problema de la inclusión de símbolos piloto, sino que también han cuantificado dicho problema de la forma indicada a continuación. En un ejemplo de dicha cuantificación, se presupone que cada trama incluye 16 intervalos de tiempo, y que una llamada de velocidad completa presenta intervalos de tiempo que constan de cuatro símbolos piloto, un bit de control de potencia y 15 símbolos de datos, mientras que las llamadas de 1/8 de velocidad incluyen cuatro símbolos piloto, un bit de control de potencia, dos símbolos de datos y 13 símbolos vacíos transmitidos de forma aleatoria como ráfagas relacionadas entre sí. A las llamadas, se les asignan posiciones de trama (e intervalo de tiempo) desplazadas con una resolución de un símbolo. Por comodidad, el intervalo de referencia presenta un desplazamiento igual a cero y todas las llamadas de 1/8 de velocidad presentan desplazamientos de intervalos de tiempo de 0 a 19 con respecto al intervalo de tiempo de referencia. Matemáticamente se establecen las siguientes igualdades:

x18 = número de llamadas de 1/8 de velocidad establecido por la estación base correspondiente a la estación móvil

x1f = número de llamadas de velocidad completa establecido por la estación base correspondiente a la estación móvil

x28 = número de llamadas de 1/8 de velocidad servidas por la estación base, pero establecidas en otra estación base

x2f = número de llamadas de velocidad completa servidas por la estación base, pero establecidas en otra estación base

x18_{i} = número de llamadas de 1/8 de velocidad establecidas por la estación base correspondiente a la estación móvil con desplazamiento i

y18_{i} = número de llamadas de 1/8 de velocidad establecidas por la estación base correspondiente a la estación móvil, que presentan símbolos en el desplazamiento i, etc.

Todas las llamadas establecidas por otra estación base ("llamadas-2") se sitúan aleatoriamente en los 20 desplazamientos. Para todas las llamadas establecidas por la estación base correspondiente a la estación móvil ("llamadas-1"), la estación base elige los desplazamientos cuando las llamadas se originan de una manera, descrita más adelante, que reduce al mínimo las interferencias con las llamadas de 1/8 de velocidad.

El número total de símbolos de llamada en una posición de símbolo i se determina de la manera siguiente. Las llamadas de velocidad completa ocupan todas las posiciones de símbolo, mientras que el número de llamadas de 1/8 de velocidad, que presentan desplazamientos de i-6, i-5, i-4, i-3, i-2, i-1, i, presentan símbolos entre llamadas que se superponen en la posición i. Cuando i-j < 0, se presupone que dichos símbolos son el resultado de una ráfaga que se inicia en un intervalo de tiempo anterior. De ahí que:

y18_{i} = \sum\limits_{j=0}^{i} x18_{i-j} + \sum\limits_{j=i+1}^{6} x18_{20+i-j}, i=0,...,6

y18_{i}=\sum\limits_{j=0}^{6} x18_{i-j},i=7,...,19

y de forma similar para los otros casos.

La señal x para N canales puede modelizarse bien con una aproximación gaussiana. Los componentes I y Q una vez multiplicados por las secuencias \pm 1 dependientes a_{1} y a_{Q} son x_{1} = a_{1}x y x_{Q} = a_{Q}x. El cuadrado de la envolvente es:

A^{2} = x_{1}^{2} + x_{Q}^{2}

Entonces,

P\{10 \ log \ A^{2}> \varepsilon\} = P\{10 \ log(2x^{2})> \varepsilon\} = P \left\{x^{2}> \frac{10^{\varepsilon/10}}{2} \right\}

En este caso, x^{2} es una variable aleatoria chi-cuadrado no central con el parámetro de no centralidad p.

Para una llamada de 1/8 de velocidad normalizada en la amplitud unitaria para todos los símbolos, existen 4 símbolos piloto de signo constante y otros 3 símbolos iguales a \pm1. Si una posición dada está ocupada, la media y la varianza para una posición de símbolo particular son \mu = 4/7 y \sigma^{2} = 1-16/49, respectivamente. Análogamente, para una llamada de velocidad completa con cuatro símbolos piloto de signo constante, la media y la varianza son, respectivamente, \mu = 4/20 y \sigma^{2} = 1 - \mu^{2}. Para llamadas y8 e yf fijas de una posición de símbolo particular, siendo y8 = y18 + y28 e yf = y1f + y2f, la media y la varianza de una posición de símbolo particular es \mu = 4/7* y8 + 1/5* yf y \sigma^{2} =y8(1 - 16/49) + yf(1 - 1/25), respectivamente. Utilizando la aproximación chi-cuadrado para un número fijo de llamadas,

P\{10 log A^{2} > \varepsilon\} = \sum\limits_{y8} \sum\limits_{yf} P\{10log A^{2} > \varepsilon \ | \ \mu (y8, yf), \sigma ^{2}(y8, yf) \} p (y8, yf)

siendo p(y8,yf) la función de masa de probabilidad conjunta de las variables aleatorias.

Construyendo una simulación basada en los resultados matemáticos anteriores, se obtienen los gráficos de las Figuras 5 y 6. Esta simulación se basa en los siguientes supuestos:

(1)

todas las llamadas llegan de forma aleatoria (Poisson);

(2)

para un número fijo de llamadas, cada llamada que llega provoca la terminación de una llamada del mismo tipo (por ejemplo, una nueva llamada de 1/8 de velocidad provoca la terminación de una llamada de 1/8 de velocidad existente);

(3)

para un número aleatorio de llamadas, las llamadas terminan de forma aleatoria (tiempos de ocupación exponenciales);

(4)

a las llamadas-2 se les asigna un desplazamiento de forma aleatoria;

(5)

a las llamadas-1 se les asigna un desplazamiento para proporcionar una suma mínima de símbolos-1 y símbolos-2, y18 + y1f + y28 + y2f;

(6)

las llamadas de velocidad completa se convierten en llamadas de 1/8 de velocidad, y viceversa, a la velocidad seleccionada;

(7)

se utiliza un número fijo de llamadas-1 y llamadas-2;

(8)

se establecen velocidades de transacción, de tal forma que las llamadas tengan, por término medio, la misma duración que las llamadas de velocidad completa o de 1/8 de velocidad;

(9)

el número medio de cada tipo de llamada (18, 1f, 28 y 2f) es de 5 ó 30 (es decir, el número total de llamadas N es igual a 20 ó 120) y

(10)

todos los símbolos, ya sean piloto o bien de cualquier otro tipo, presentan la misma amplitud.

Como se representa en las Figuras 5 y 6, las amplitudes de los símbolos piloto insertados se suman, incrementándose de ese modo la relación de potencia de pico/potencia media para un número N igual a 20 y 120 llamadas, respectivamente. Con una probabilidad estadísticamente razonable de 1 x 10^{-4}, la relación de valor de pico/valor medio de los símbolos piloto incluidos es de aproximadamente 15 y 17 dB, como se indica en las Figuras 5 y 6, respectivamente. Esta relación se compara con una relación de alrededor de 12 dB para una señal piloto separada transmitida ininterrumpidamente a velocidad completa (representada mediante el gráfico en línea discontinua de las Figuras 5 y 6).

Como se ha indicado anteriormente, este incremento de la relación de valor de pico/valor medio se obtiene como consecuencia de la posición de segmento de signo común de los códigos ortogonales utilizados en la codificación CDMA. Para atenuar este incremento de la relación de valor de pico/valor medio, según una primera clase de soluciones, el modulador 200 de la Figura 2 emplea el rotador de fase 206 para multiplicar aleatoriamente un valor uno positivo o negativo por los códigos ortogonales obtenidos del generador de códigos ortogonales 204. Se supone, por ejemplo, que se asigna a tres llamadas los códigos de Walsh siguientes: 11-1-11-1-111-1-1..., 11-1-1-1-11111-1-1... y 1-11-1-11-11-11-1..., correspondientes, respectivamente, a las filas 2, 6 y 13 de la matriz de Walsh de la Figura 3. Suponiendo que el rotador de fase 206 multiplique los valores -1, -1 y 1 por los tres códigos, se obtendrán por resultado los siguientes códigos de Walsh alterados: -1-111-1-111-1-111..., -1-11111-1-1-1-111... y 1-11-1-11-11-11-11... Como puede observarse en este ejemplo con sólo tres llamadas, la primera posición de chip para las primeras dos llamadas presentan el valor uno cambiado a -1. Cuando dichos códigos de Walsh alterados se multiplican por símbolos piloto para llamadas concurrentes, dichos símbolos piloto no proporcionan una amplitud tan grande como la que proporcionan cuando están alineados y se suman.

El generador de códigos ortogonales 204 puede generar algorítmicamente los códigos ortogonales (por ejemplo, los códigos de Walsh). El rotador de fase 206 puede ser un generador de números pseudoaleatorios. Como alternativa, el generador de códigos ortogonales 204 y el rotador de fase 206 pueden combinarse para formar una sola unidad que genera aleatoriamente códigos ortogonales que presentan variaciones de fase. En otra alternativa, el generador de códigos ortogonales 204 puede estar constituido por una tabla de códigos ortogonales almacenada.

La estación base 106a proporciona un desfase arbitrario para cada canal, incluidos los canales recibidos por la estación móvil 102. La estación móvil 102 decodifica los símbolos de datos, comparándolos con la fase de los símbolos piloto recibidos. La estación móvil 102 no determina necesariamente la fase original del código ortogonal (antes de ser multiplicado por un uno positivo o negativo del rotador de fase 206), sino que en su lugar determina el desfase relativo entre los símbolos piloto y los símbolos de datos. La estación móvil 102 multiplica todos los símbolos recibidos en un canal por el mismo multiplicador, y el desfase relativo se mantiene.

Haciendo referencia a la Figura 7, un ejemplo de estación móvil 102 incluye una antena 710 que transmite señales a la estación base 106a y recibe señales desde ésta. Un duplexor 712 proporciona un canal o una señal de enlace directo de la estación base 106a a un sistema receptor 714. El sistema receptor 714 realiza gran parte de la demodulación y la decodificación del canal del enlace directo del receptor. Por ejemplo, el sistema receptor 714 realiza la demodulación de códigos de Walsh y puede realizar mediciones de la potencia y la calidad de la señal.

Un procesador de control 716 proporciona gran parte del procesamiento del canal de enlace directo, de la forma descrita más adelante. Una memoria 718 almacena permanentemente las rutinas efectuadas por el procesador de control 716, y proporciona el almacenamiento temporal de los datos, tales como las tramas recibidas. Un sistema transmisor 720 codifica, modula, amplifica y eleva la frecuencia de una señal de datos de tráfico de enlace inverso para la transmisión a la estación base 106a.

Cuando se establece la llamada con la estación móvil 102, la estación base 106a puede transmitir, a la estación móvil, información que indica a la estación móvil el valor de fase proporcionado por el rotador de fase 206. La estación base 106a puede enviar información de valor de fase a la estación móvil 102 (1) cuando se da un desfase a los símbolos piloto sólo, (2) cuando se utilizan varios canales de código de Walsh para proporcionar a un usuario altas velocidades de transmisión de datos y se dan a estos canales unos desfases diferentes y los símbolos piloto de estos canales se combinan coherentemente y (3) cuando los símbolos piloto de los diferentes canales de código de Walsh van a ser combinados y utilizados por la estación móvil y se dan desfases diferentes a estos canales de código. A continuación, el procesador de control 716 puede corregir los cambios de fase en los intervalos de tiempo recibidos, basándose en el valor de fase transmitido previamente. Por lo tanto, si el valor de fase es 180º (es decir, 1), entonces el demodulador del sistema receptor 714 de la estación móvil 102 multiplica el código por -1 para corregir la fase.

En una forma de realización alternativa, en lugar de generar una cadena aleatoria de valores uno positivos y negativos, el rotador de fase 206 genera una secuencia ordenada de valores uno positivos y negativos alternos (es decir, 1, -1, 1, -1, 1, ...) que se aplica a los nuevos usuarios. Esta forma de realización alternativa, y las descritas en la presente memoria, son similares a las formas de realización descritas previamente; por este motivo, sólo se describirán en detalle las diferencias significativas. A continuación, el generador de códigos ortogonales 204 del modulador 200 según esta forma de realización alternativa asigna aleatoriamente códigos ortogonales a cada llamante nuevo. En consecuencia, la fase de los códigos ortogonales multiplicados por los símbolos piloto permanece aleatoria y, de ese modo, los códigos ortogonales aleatorios de la matriz de Walsh se invierten (es decir, se multiplican por -1).

En una primera forma de realización alternativa ilustrada, según una segunda clase de soluciones representada en la Figura 8, el codificador 800 es similar al codificador 200, excepto porque el rotador de fase 206 es sustituido por un diezmador de segmentos piloto 806. El diezmador de segmentos 806 identifica los símbolos piloto y elimina la posición de segmento de signo común de los códigos ortogonales obtenidos del generador de códigos ortogonales 204 para los símbolos piloto. Por lo tanto, con los códigos de Walsh de la Figura 3, el diezmador de segmentos 806 elimina la posición del primer segmento de dichos códigos (elimina los segmentos de la columna 0). En consecuencia, el codificador 800 envía símbolos piloto vacíos en la posición del primer segmento de Walsh.

Aunque el generador de códigos ortogonales 204 y el diezmador de segmentos 806 se representan como bloques separados, estos bloques pueden combinarse para formar un solo generador de códigos ortogonales que proporciona códigos ortogonales, en los cuales se ha eliminado la posición de segmento de signo común. Otra posibilidad es que el generador de códigos ortogonales 204 sea una tabla almacenada que carece de la posición de segmento de signo común para cada código. En esta alternativa, el diezmador de segmentos 806 no es necesario y puede eliminarse.

Para recuperar la ortogonalidad, la estación móvil 102 sustituye el segmento diezmado de los símbolos recibidos de una o dos maneras por lo menos. En primer lugar, la estación móvil 102 reconoce que, excepto la primera fila, todos los códigos de Walsh suman el valor cero cuando se emplea una rotación 1/-1, en lugar de una rotación 1/0. Por lo tanto, la estación móvil 102 puede determinar un valor uno positivo o negativo observando el signo de la demodulación de Walsh. La estación de usuario 102 puede reconstruir el primer segmento con las funciones de Walsh. Por ejemplo, si todas las funciones de Walsh transmitidas suman 0 si se envían completas, entonces la estación de usuario 102 suma todas las funciones de Walsh recibidas (sin los primeros segmentos) en todos los segmentos de Walsh. El valor negativo de esta suma es el valor que la señal recibida hubiera tenido si las funciones de Walsh se hubieran transmitido completas. Si una de las funciones de Walsh no ha sumado 0 (por ejemplo, todos los segmentos eran iguales a 1), entonces una primera demodulación de Walsh de todas las funciones de Walsh recibidas proporciona ecuaciones simultáneas para hallar las amplitudes de los primeros segmentos de Walsh. Por lo tanto, el procesador de control 716 de la estación móvil 102 analiza la suma de los segmentos recibidos para determinar el valor de la posición del primer segmento.

Como alternativa, al establecer inicialmente una llamada nueva, la estación base 106a transmite, a la estación móvil 102, información que refleja el valor del segmento diezmado. Este procedimiento es sustancialmente similar al descrito anteriormente con referencia a la Figura 7.

En una forma de realización alternativa, el diezmador de segmentos 806 es sustituido por un atenuador de segmentos comunes (no representado). El atenuador de segmentos comunes aplica una atenuación de valor seleccionado a la posición de segmento de signo común. A continuación, el valor seleccionado se transmite a la estación móvil 102 (habitualmente cuando se establece una nueva llamada). Entonces, la estación móvil 102 aplica una refuerza o amplifica la posición de segmento de signo común en el valor seleccionado para recuperar la ortogonalidad. Esta forma de realización alternativa es una aplicación más general de la primera forma de realización alternativa descrita anteriormente con referencia a la Figura 8.

En una segunda forma de realización alternativa ilustrada, según una tercera clase de soluciones, la estación base 106a envía símbolos piloto y los somete eficazmente a multiplexación en el tiempo para los usuarios concurrentes. Aparte de reducir el problema de la relación de amplitud de pico/amplitud media, esta tercera clase de soluciones reduce el número de símbolos transmitidos, reduciendo de ese modo las interferencias entre los canales transmitidos. Los diversos usuarios efectúan las búsquedas de símbolos piloto en tiempos seleccionados. La estación base 106a no envía ningún símbolo piloto en los momentos (es decir, durante los intervalos de tiempo) en que los usuarios no están realizando ninguna búsqueda de símbolos piloto.

Suponiendo, por ejemplo, que existen 16 intervalos de tiempo por trama y 20 símbolos por intervalo de tiempo (y 128 ó 256 posiciones de segmento por símbolo), si cada intervalo de tiempo incluye cuatro símbolos piloto 0 a 3, la estación base 106a transmite los cuatro símbolos piloto 0 a 3 en las primeras cuatro posiciones de símbolo 0 a 3 del intervalo de tiempo 0, como se representa en la Figura 9. Aunque los símbolos piloto 0 a 3 se representan en posiciones de símbolo consecutivas del intervalo de tiempo, no es necesario que estén situados así. El usuario 1 busca y recupera los cuatro símbolos piloto 0 a 3 de las posiciones de símbolo 0 a 3. Los intervalos de tiempo de los usuarios subsiguientes presentan un desplazamiento de un valor fijo de entre 0 y k posiciones de símbolo. Los desplazamientos de los intervalos de tiempo para los usuarios deberán producirse con una resolución igual a la longitud de un símbolo, de tal forma que los límites de los símbolos queden alineados.

El usuario 2 presenta un desplazamiento de dos posiciones de símbolo con respecto al usuario 1, mientras que el usuario 3 presenta un desplazamiento de ocho posiciones de símbolo con respecto al usuario 2 (diez posiciones de símbolo desde el usuario 1). El usuario 2 busca y recupera dos de sus cuatro símbolos piloto en las posiciones de símbolo 2 y 3 del intervalo de tiempo 0. Como se sabe que el usuario 2 presenta un desplazamiento de dos posiciones de símbolo desde el principio del intervalo de tiempo, la estación base 106a incluye dos símbolos piloto en las posiciones de símbolo 4 y 5, donde el usuario 2 busca y obtiene dichos símbolos.

Como se sabe que el usuario 3 presenta un desplazamiento de diez posiciones de símbolo desde el principio del intervalo de tiempo, la estación móvil 106a incluye los símbolos piloto 0 a 3 en las posiciones de símbolo 11 a 14. Por consiguiente, el usuario 3 busca en las posiciones de símbolo 11 a 14 para obtener sus símbolos piloto. El usuario 4 presenta el mismo desplazamiento que el usuario 3. En consecuencia, no es necesario que la estación base 106a envíe ningún símbolo piloto adicional, ya que el usuario 4 busca sus símbolos piloto en las mismas posiciones de símbolo que el usuario 3.

Es importante señalar que la estación base 106a no transmite ningún símbolo piloto cuando sabe que los usuarios no están buscando dichos símbolos piloto. Por consiguiente, como se representa en la Figura 9, la estación base 106a no transmite ningún símbolo piloto en las posiciones de símbolo 6 a 9. Por lo tanto, en lugar de transmitir cuatro símbolos para cada uno de los cuatro usuarios de este ejemplo (para un total de 16 símbolos), la estación base 106a transmite sólo diez símbolos para los cuatro usuarios. Enviando menos símbolos piloto, la relación de valor pico/valor medio indicada anteriormente se reduce. Dicho sistema es posible, porque los símbolos piloto son sustancialmente similares. Por otra parte, la estación base 106a según esta segunda forma de realización alternativa puede emplear el mismo código de Walsh de cada usuario para los símbolos piloto. No obstante, la estación base 106a codifica datos para cada usuario con un código de Walsh diferente. El procesador de control 716 de la estación móvil 102 conmuta entre un código de Walsh para demodular los símbolos piloto, y otro código de Walsh para demodular el tráfico de datos.

Otra cuestión tal vez más importante es que, simplemente reduciendo el número de símbolos piloto transmitidos, la interferencia entre los canales transmitidos, incluidos los canales de tráfico, se reduce. Si se deja de transmitir símbolos piloto durante ciertas posiciones de símbolo, puede reducirse la potencia asignada para los símbolos piloto.

Haciendo referencia a la Figura 10, el codificador 1000 para implementar esta segunda forma de realización alternativa es similar al codificador 200, aunque se elimina el rotador de fase 206. El codificador 1000 incluye el generador de símbolos piloto 1010 que proporciona símbolos piloto a los datos de canales que se introducen en el convertidor serie-paralelo 202. Un procesador de la estación base 1012 identifica todos los usuarios a los cuales el codificador 1000 transmite, y determina las posiciones de símbolo de cada intervalo de tiempo donde los usuarios buscarán los símbolos piloto. El procesador de la estación base 1012 ordena al generador de símbolos piloto 1010 que sólo incluya símbolos piloto en los datos de canales cuando se espera que los usuarios reciban dichos símbolos. Los datos referentes a los usuarios pueden almacenarse temporalmente en una memoria 1014. El procesador de la estación base 1012 ordena al generador de símbolos piloto 1010 que no proporcione ningún símbolo piloto en las posiciones piloto donde los usuarios no esperan obtener dichos símbolos. En resumen, el procesador de la estación base 1012 determina en qué posiciones de símbolo deben enviarse los símbolos piloto.

A continuación, el generador de códigos ortogonales 204 asigna y multiplica el mismo código de Walsh para todos los símbolos piloto. Por otra parte, el procesador de la estación base 1012 ordena al generador de códigos ortogonales 204 que genere varios códigos de Walsh para los símbolos piloto. El procesador de estación base 1012 determina también que el codificador 1000 transmita información a la estación móvil 102 para que, de este modo, la estación móvil sepa qué códigos de Walsh se han asignado a los símbolos piloto.

Haciendo referencia a la Figura 11, una rutina básica 1100 realizada por el procesador de la estación base 1012 según esta segunda forma de realización alternativa empieza en la etapa 1110, identificando todos los usuarios actuales a los cuales la estación base 106a transmite. Los expertos en la materia relacionada pueden crear un código fuente basándose en el diagrama de flujo de la Figura 11 y la descripción detallada proporcionada en la presente memoria. La rutina 1100 se almacena preferentemente en la memoria 1014.

En la etapa 1112, el procesador de la estación base 1012 determina las posiciones de símbolo donde el usuario actual espera hallar los símbolos piloto. En la etapa 1114, el procesador de la estación base 1012 proporciona señales al generador de símbolos piloto 1010 para que se generen símbolos piloto sólo en las posiciones de símbolo donde los usuarios esperan hallar símbolos piloto. Este procedimiento puede repetirse para cada trama.

En una tercera forma de realización alternativa ilustrada, según una cuarta clase de soluciones representada en la Figura 12, el codificador 1200 es similar al codificador 200, pero el rotador de fase 206 es sustituido por un generador de desplazamientos aleatorios 1206. El generador de desplazamientos aleatorios 1206 aplica aleatoriamente, a cada código ortogonal obtenido del generador de códigos ortogonales 204, un desplazamiento de un valor aleatorio entre 0 y n, siendo n la enésima posición de segmento del código ortogonal. Por lo tanto, con la matriz de Walsh de la Figura 3, el generador de desplazamientos aleatorios 1206 aplica, a cada código de Walsh, un desplazamiento de un valor aleatorio entre 0 y 127. En consecuencia, la posición de segmento de signo común (primera posición de segmento de la Figura 3) desaparece, puesto que cada código ortogonal ha sido desplazado aleatoriamente. Por ejemplo, si las primeras cuatro y las últimas seis posiciones de segmento de un código de Walsh dado son 1-1-11..., 1-1-111-1 y el código se ha desplazado una posición de segmento hacia la derecha, las primeras y las últimas cuatro posiciones de segmento son -11-1-1..., -1-111. Debe observarse que las posiciones de segmento desplazadas del extremo derecho del código se sitúan al principio, es decir, en el extremo izquierdo del código.

El generador de desplazamientos aleatorios 1206 puede ser un generador de números pseudoaleatorios que genera aleatoriamente números del 0 al 127 para la matriz de Walsh de la Figura 3. También esta vez, el generador de códigos ortogonales 204 puede ser una tabla almacenada. Como alternativa, el generador de desplazamientos aleatorios 1206 y el generador de códigos ortogonales 204 pueden combinarse como un solo circuito que genera aleatoriamente códigos ortogonales con desplazamientos de valores iguales al número de posiciones de segmento para el código ortogonal.

La estación base 106a transmite, además del valor de desplazamiento para el canal de la estación móvil 102, los códigos de desplazamiento de todos los usuarios a los cuales la estación base transmite. Aunque se requiere una carga general de procesamiento significativa para el procesador de control 716, la estación móvil 102 deshace el desplazamiento de todos los canales para recuperar la ortogonalidad. A continuación, la estación móvil 102 puede demodular y decodificar su canal.

Aunque se han descrito formas de realización específicas y ejemplos de la presente invención para finalidades ilustrativas, es posible realizar modificaciones equivalentes sin apartarse del alcance de la presente invención, como sobrentenderán los expertos en la técnica relacionada. Por ejemplo, aunque muchas de las formas de realización anteriores representadas y descritas están implementadas en hardware, dichas formas de realización pueden implementarse igualmente en software y pueden ser realizadas mediante un procesador. Dicho software puede almacenarse en cualquier tipo de medios legibles por ordenador adecuado, tal como un microcódigo almacenado en un chip semiconductor o un disco legible por ordenador, o puede descargarse desde un servidor y almacenarse. Las diversas formas de realización descritas anteriormente pueden combinarse para proporcionar otras formas de realización. En general, las técnicas de alteración de códigos ortogonales descritas en detalle anteriormente son ejemplos, y los expertos en la materia relacionada podrán crear técnicas similares de conformidad con la información y los conceptos de la presente invención.

La información de la presente invención proporcionada en la presente memoria puede aplicarse a otros sistemas de comunicación, que no son necesariamente como el ejemplo de sistema de comunicación descrito anteriormente. Por ejemplo, aunque la presente invención descrita en general anteriormente se emplea en el sistema de comunicación CDMA 100, la presente invención puede aplicarse igualmente a otros sistemas de comunicación celular digitales o analógicos. Aunque en la descripción anterior, la estación base 106a es la encargada de alterar los códigos ortogonales o transmitir selectivamente símbolos piloto, dichas técnicas pueden aplicarse a una estación de usuario. La presente invención también puede modificarse, si es necesario, para emplear los sistemas, circuitos y conceptos de las diversas patentes descritas anteriormente, todas las cuales se incorporan en la presente memoria a título de referencia.

La presente invención admite estos y otros cambios a tenor de la descripción detallada anterior. En general, las reivindicaciones siguientes no pretenden dar a entender que los términos utilizados limitan la presente invención a las formas de realización específicas dadas a conocer en la memoria y las reivindicaciones, sino que incluyen cualquier sistema de comunicación que funciona según las reivindicaciones para reducir la amplitud de las señales transmitidas o las distorsiones entre éstas.

Claims (45)

1. Procedimiento para reducir la potencia de transmisión de señal de las señales de comunicación transmitidas para ser utilizado en un sistema de comunicación que presenta una estación base y una pluralidad de estaciones de usuario que intercambian señales de comunicación con la estación base, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las etapas siguientes:

recibir datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales, incluyendo los datos de canales datos de símbolos piloto;

combinar códigos ortogonales con los datos de canales recibidos, presentando cada código ortogonal por lo menos una posición de segmento común, y presentando la posición de segmento común un mismo valor para cada código ortogonal; y

antes de transmitir los datos de canales combinados con los códigos ortogonales, alterar la posición de segmento común de por lo menos uno de los códigos ortogonales para reducir la amplitud combinada resultante de la transmisión y la suma simultáneas de la posición de segmento común de la pluralidad de canales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh y en el que la posición de segmento común presenta el mismo signo para cada código de Walsh, y:

en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye multiplicar un valor aleatorio de +1 ó -1 por cada código de Walsh antes de combinar el código ortogonal con los datos de símbolos piloto recibidos,

en el que la etapa de recibir datos de canales incluye recibir datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales a la pluralidad de estaciones de usuario, y en el que las etapas de combinar códigos ortogonales y alterar la posición de segmento común se realizan en la estación base.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye alterar cada código ortogonal con un valor de fase de entre 0 y 360 grados.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye multiplicar en secuencia cada código ortogonal por un valor seleccionado de entre la serie +1, -1, +1, -1, +1, ..., pero no asignar en secuencia códigos ortogonales a cada nuevo conjunto de datos de canales para cada nuevo usuario.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh, en el que la posición de segmento común es el primer segmento de cada código de Walsh y en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye omitir la primera posición de segmento de cada código de Walsh.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye omitir la posición de segmento común en por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye atenuar la posición de segmento común en por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de alterar la posición de segmento común incluye desplazar las posiciones de segmentos de por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas siguientes:

en la estación base, transmitir a la estación de usuario información relativa a la alteración de la posición de segmento común; y

en la estación de usuario, anular la alteración de la posición del segmento común.

10. Aparato para reducir la potencia de transmisión de señal de las señales de comunicación transmitidas, para ser utilizado en un sistema de comunicación (100) que presenta una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102) que intercambian unas señales de comunicación con la estación base (106), caracterizado porque el aparato comprende:

unos medios (202) para recibir datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales, incluyendo los datos de canales datos de símbolos piloto;

unos medios (204) para combinar códigos ortogonales con los datos de canales recibidos, presentando cada código ortogonal por lo menos una posición de segmento común, y presentando la posición de segmento común el mismo valor para cada código ortogonal; y

unos medios (206), acoplados a los medios para combinar, para alterar la posición de segmento común de por lo menos uno de los códigos ortogonales para reducir la amplitud combinada resultante de la transmisión y la suma simultánea de la posición de segmento común de la pluralidad de canales.

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh y en el que la posición de segmento común presenta el mismo signo para cada código de Walsh:

en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen unos medios para multiplicar un valor aleatorio de +1 ó -1 por cada código de Walsh antes de combinar el código ortogonal con los datos de símbolos piloto recibidos; y

los medios (202) para recibir datos de canales incluyen unos medios para recibir datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales a la pluralidad de estaciones de usuario (102).

12. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen la alteración de cada código ortogonal, o de cada código ortogonal combinado con los datos de canales recibidos, con un valor de fase comprendido entre 0 y 360 grados.

13. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen unos medios para multiplicar en secuencia cada nuevo conjunto de datos de canales para cada nueva estación de usuario por un valor seleccionado de entre la serie +1, -1, +1, -1, +1, ..., pero no asignar en secuencia códigos ortogonales a cada nuevo conjunto de datos de canales para cada nuevo usuario.

14. Aparato según la reivindicación 10, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh, en el que la primera posición de segmento comunes el primer segmento de cada código de Walsh, y en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen unos medios para omitir la primera posición de segmento de cada código de Walsh.

15. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen unos medios para omitir la posición de segmento común en por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

16. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen unos medios para atenuar la posición de segmento común en por lo menos algunos de los códigos ortogo-
nales.

17. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios (206) para alterar la posición de segmento común incluyen unos medios para desplazar las posiciones de segmentos de por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

18. Aparato según la reivindicación 10, que comprende además unos medios para transmitir a la estación de usuario (102) información relativa a la alteración de la posición de segmento común, de tal forma que la estación de usuario pueda anular la alteración de la posición de segmento común.

19. Aparato según la reivindicación 10, en el que dichos medios de recepción (202), dichos medios de combinación (204) y dichos medios de alteración (206) comprenden:

un nodo de entrada que recibe datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales, incluyendo los datos de canales datos de símbolos piloto;

un generador de códigos ortogonales (204) que combina códigos ortogonales, en el que cada código ortogonal presenta por lo menos una posición de segmento común, y en el que la posición de segmento común presenta el mismo valor para cada código ortogonal; y

un circuito de alteración de la posición de segmento común (206), acoplado al nodo de entrada y al generador de códigos ortogonales, que altera la posición de segmento común de por lo menos uno de los códigos ortogonales antes de combinar los datos de canales combinados con los códigos ortogonales para reducir la amplitud combinada resultante de la suma de la posición de segmento común de la pluralidad de canales.

20. Aparato según la reivindicación 19, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh y en el que la posición de segmento común presenta el mismo signo para cada código de Walsh:

en el que el circuito de alteración (206) incluye un multiplicador que multiplica un valor aleatorio de +1 ó -1 por cada código de Walsh antes de combinar el código ortogonal con los datos de símbolos piloto recibidos y

en el que el nodo de entrada (202) recibe datos de canales para la transmisión en una pluralidad de canales a la pluralidad de estaciones de usuario, y en el que el generador de código y el circuito de alteración forman parte de la estación base.

21. Aparato según la reivindicación 19, en el que el circuito de alteración (206) incluye un combinador que combina un valor de fase comprendido entre 0 y 360 grados con cada código ortogonal o con cada código ortogonal combinado con los datos de canales recibidos.

22. Aparato según la reivindicación 19, en el que el circuito de alteración (206) incluye un multiplicador que multiplica en secuencia cada código ortogonal para cada nueva estación de usuario por un valor seleccionado de entre la serie +1, -1, +1, -1, +1, ..., pero no asigna en secuencia códigos ortogonales a cada nuevo conjunto de datos de canales para cada nuevo usuario.

23. Aparato según la reivindicación 19, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh, en el que la posición de segmento común es el primer segmento de cada código de Walsh y en el que el circuito de alteración (206) incluye un diezmador que omite la primera posición de segmento de cada código de Walsh.

24. Aparato según la reivindicación 19, en el que el circuito de alteración (206) incluye un diezmador que omite la posición de segmento común de por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

25. Aparato según la reivindicación 19, en el que el circuito de alteración (206) incluye un circuito de desplazamiento de segmentos que desplaza las posiciones de segmentos de por lo menos algunos de los códigos ortogonales.

26. Aparato según la reivindicación 19, que comprende además un procesador que transmite, a la estación de usuario (102), información relativa a la alteración de la posición de segmento común.

27. Aparato según la reivindicación 19, en el que el generador de códigos ortogonales y el circuito de alteración (206) forman un único circuito generador de códigos.

28. Aparato según la reivindicación 19, en el que el generador de códigos ortogonales incluye una tabla de códigos ortogonales almacenada en la memoria, y en el que el circuito de alteración (206) incluye un generador de números pseudoaleatorios.

29. Aparato según la reivindicación 10, en el que dichos medios de recepción (202), dichos medios de alteración (206) y dichos medios de combinación (204) comprenden:

un nodo de entrada que recibe datos para la transmisión en una pluralidad de canales, en el que los datos incluyen símbolos piloto;

un generador de códigos ortogonales alterados, en el que cada código ortogonal no alterado de una pluralidad presenta por lo menos una posición de segmento común que presenta el mismo valor, y en el que el generador de códigos ortogonales alterados altera por lo menos algunos de los códigos ortogonales no alterados con un valor de fase de entre 0 y 360 grados para proporcionar códigos ortogonales de fase alterada; y

un circuito de combinación que combina por lo menos algunos de los símbolos piloto de algunos de los canales de la pluralidad con los códigos ortogonales de fase alterada, para reducir la amplitud combinada resultante de la suma de la posición de segmento común de la pluralidad de canales.

30. Aparato según la reivindicación 29, en el que la pluralidad de códigos ortogonales no alterados son códigos de Walsh y en el que la posición de segmento común presenta el mismo signo para cada código de Walsh, y en el que el generador de códigos ortogonales alterados multiplica un valor aleatorio de +1 ó -1 por cada código de Walsh.

31. Aparato según la reivindicación 29, en el que el generador de códigos ortogonales alterados multiplica en secuencia cada código ortogonal no alterado por un valor seleccionado de entre la serie +1, -1, +1, -1, +1, ..., pero no asigna en secuencia códigos ortogonales de fase alterada a cada nuevo conjunto de datos de canales para cada nuevo usuario.

32. Aparato según la reivindicación 29, que comprende además un transmisor que transmite, a la estación de usuario, información relativa al valor de fase del código ortogonal de fase alterada.

33. Aparato según la reivindicación 29, en el que el generador de códigos ortogonales alterados incluye un generador que genera los códigos ortogonales no alterados, y un circuito de generación de fases aleatorias.

34. Aparato según la reivindicación 29, en el que el generador de códigos ortogonales alterados incluye una tabla de códigos ortogonales no alterados almacenada en la memoria y un generador de números pseudoaleatorios.

35. Aparato según la reivindicación 10, en el que dichos medios de recepción (202), dichos medios de alteración (206) y dichos medios de combinación (204) comprenden:

un nodo de entrada que recibe datos para la transmisión en una pluralidad de canales, en el que los datos incluyen símbolos piloto;

un generador de códigos ortogonales alterados, en el que cada uno de los códigos ortogonales no alterados de una pluralidad presenta por lo menos una posición de segmento común que presenta el mismo valor, y en el que el generador de códigos ortogonales alterados atenúa la posición de segmento común de por lo menos algunos de los códigos ortogonales no alterados para proporcionar códigos ortogonales alterados; y

un circuito de combinación que combina por lo menos algunos de los símbolos piloto de algunos de los canales de la pluralidad con los códigos ortogonales alterados para reducir la amplitud combinada resultante de la suma de la posición de segmento común de la pluralidad de canales.

36. Aparato según la reivindicación 35, en el que la pluralidad de códigos ortogonales no alterados son códigos de Walsh y en el que la posición de segmento común presenta el mismo signo para cada código de Walsh, y en el que el generador de códigos ortogonales alterados elimina la posición de segmento común de cada código de Walsh.

37. Aparato según la reivindicación 35, que comprende además un transmisor que transmite, a la estación de usuario, información relativa al valor de atenuación del código ortogonal alterado.

38. Aparato según la reivindicación 35, en el que el generador de códigos ortogonales alterados incluye un generador que genera los códigos ortogonales no alterados, y un circuito diezmador de posiciones de segmento común.

39. Aparato según la reivindicación 35, en el que el generador de códigos ortogonales alterados incluye una tabla de códigos ortogonales no alterados almacenada en la memoria.

40. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 39 para ser utilizado en una de dichas estaciones de usuario, comprendiendo dicha estación de usuario (102):

un receptor que recibe datos de canales de uno de los canales de la pluralidad, en el que los datos de canales incluyen datos de símbolos piloto codificados con un código ortogonal de una pluralidad, en el que cada código ortogonal presenta por lo menos una posición de segmento común, en el que la posición de segmento común presenta el mismo valor para cada código ortogonal y en el que la posición de segmento común del código ortogonal recibido está alterada; y

un procesador, acoplado al receptor, que cambia el código ortogonal alterado recibido al estado original.

41. Aparato según la reivindicación 40, en el que los códigos ortogonales son códigos de Walsh y en el que la posición de segmento común presenta el mismo signo para cada código de Walsh, y en el que el procesador determina que el código ortogonal recibido ha sido multiplicado por un valor de +1 ó -1.

42. Aparato según la reivindicación 40, en el que el procesador determina que el código ortogonal recibido ha sido combinado con un valor de fase comprendido entre 0 y 360 grados.

43. Aparato según la reivindicación 40, en el que el procesador determina que la posición de segmento común del código ortogonal recibido ha sido eliminada.

44. Aparato según la reivindicación 40, en el que el procesador determina que las posiciones de los segmentos del código ortogonal recibido han sido desplazadas.

45. Aparato según la reivindicación 40, en el que el receptor recibe información relativa a la alteración de la posición de segmento común en el código ortogonal recibido.