ES2255237T3 - Metodo y aparato para acceso multiple en un sistema de comunicaciones. - Google Patents

Abstract

Método de acceso múltiple para uso en una red de comunicaciones en la que una estación central (CS) está acoplada a una pluralidad de terminales de red (T1, ..., Ti, ..., Tn) en un modo de punto a multipunto a través de la conexión en cascada de un enlace común (L) y respectivos enlaces de terminales de red individuales (L1, ..., Li, ..., Ln), incluyendo dicho método un paso de asignar una variable singular respectiva (1, ..., i, ..., n) a cada terminal de red respectivo de dicha pluralidad (T1, ..., Ti, ..., Tn), incluyendo dicho método una primera operación de filtrado sobre al menos un símbolo sobremuestreado que se deriva de información de aguas arriba que ha de ser transmitida por un terminal (Ti) de dicha pluralidad a dicha estación central (CS), incluyendo dicho método un paso siguiente de filtrar un flujo de símbolos sobremuestreados recibido en dicha estación central (CS) para permitir que dicha estación central discrimine a partir del mismo dicho al menos un símbolo sobremuestreado que fue transmito antes por dicho terminal de red (Ti) a dicha estación central (CS), caracterizado porque dicha primera operación de filtrado consiste en una operación de filtrado pasatodo de dicho al menos un símbolo sobremuestreado, teniendo dicha operación de filtrado pasatodo una función de transferencia de transformada z (i(z)) de tal manera que los ceros de la misma corresponden a dichas variables singulares respectivas asignadas a todos los demás terminales de red, excepto la variable singular (1; i) asignada a dicho terminal de red (Ti), dicho paso siguiente de filtrado consiste en realizar la transformada z en dicho flujo de símbolos sobremuestreados recibido y evaluar dicha transformada z en la variable singular (i) asignada a dicho terminal de red (Ti).

Description

Método y aparato para acceso múltiple en un sistema de comunicaciones.

La presente invención se refiere a un método de acceso múltiple, a un transmisor y a un receptor adaptados para poner en práctica tal método de acceso múltiple, tal como se describen, respectivamente, en el preámbulo de las reivindicaciones 1, 4 y 6.

Tal método de acceso múltiple, así como un transmisor y un receptor adaptados para poner en práctica tal método son ya conocidos en la técnica, por ejemplo por el artículo "A New Look of Digital Orthogonal Transmultiplexers for CDMA Communications", de A. N. Akansu, M. V. Tazebay y R. A. Haddad, IEEE Trans. On Signal Processing, Vol. 45, No. 1, Enero de 1997''. En este artículo se muestran en la figura 1b un acceso múltiple por división de código, abreviado seguidamente con CDMA, transmisores y receptores. Dentro de un sistema de comunicaciones CDMA se asigna a cada terminal de la red del usuario un código singular para permitir que la estación central que está acoplada a él en un modo de punto a multipunto discrimine los datos procedentes de cada uno de estos terminales de la red sobre la base de este código singular. Antes de la transmisión de datos aguas arriba por un terminal de la red, este código es multiplicado por los símbolos de datos sobremuestreados por medio de un cambio de signo, cuya operación puede considerarse como equivalente a un filtrado de tiempo discreto de este símbolo sobremuestreado con un filtro que tenga este código como su respuesta de impulsos. En el receptor ilustrado en la figura 1b de la técnica anterior están presentes una pluralidad de filtros de recepción, con lo que cada uno de ellos se enlaza con un respectivo terminal de la red del usuario, después de lo cual se submuestrea de nuevo la señal.

Obsérvese que en todo este documento el sobremuestreo ha de considerarse como una operación sobre una forma de onda discreta, insertando un número predeterminado de ceros entre dos valores sucesivos de esta forma de onda discreta.

El método CDMA ha demostrado ser una eficaz técnica de espectro plano con acceso múltiple. Sin embargo, pierde eficacia cuando los usuarios no son síncronos. Además, cuando los canales de comunicación son dispersivos, se desvanece la capacidad para discriminar entre varios usuarios.

Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un método de acceso múltiple, así como un transmisor y un receptor del tipo anteriormente conocido, pero en donde se resuelven los problemas antes mencionados de pérdida de ortogonalidad en presencia de canales dispersivos o usuarios no síncronos, al tiempo que se sigue manteniendo la ventaja del espectro plano.

Según la invención, este objeto se consigue debido al hecho de que el método incluye las operaciones descritas en la parte caracterizante de la primera reivindicación y de que el transmisor y el receptor están adaptados adicionalmente en la forma que se describe en las reivindicaciones 4 y 6.

De esta manera, como se demostrará con más profundidad en la parte descriptiva de este documento, trabajando ahora en el dominio z, usando filtros pasatodo para la transmisión y realizando directamente una transformada z en el receptor, con lo que los ceros de estos filtros corresponden a las variables discriminativas de los terminales del usuario, es posible en el receptor recuperar el flujo de datos original transmitido por un usuario particular, al tiempo que se anula la contribución de todos los demás incluso en presencia de usuarios no síncronos y canales dispersivos. Además, debido a las características de filtro pasatodo del transmisor, se preserva un espectro plano.

Otra característica distintiva de la presente invención se describe en las reivindicaciones 2, 5 y 7.

Mediante esto se incrementa incluso la robustez con respecto al ruido. De hecho, mediante la asignación de una pluralidad de ceros en lugar de solamente uno, es posible un promediado sobre varias señales recibidas transmitidas por el mismo usuario, incrementando así la relación de señal a ruido.

La presente invención se refiere también a un terminal de red y a una estación central que incluyen un transmisor y un receptor antes descritos, respectivamente, tal como se indica adicionalmente por medio de las reivindicacio-
nes 8 y 9.

La presente invención se refiere además a una red de comunicaciones en la que se aplica el método antes mencionado, tal como se describe en las reivindicaciones 10 y 11.

Una característica distintiva adicional de la presente invención se menciona en las reivindicaciones 3 y 12. Ésta permite compensar los desplazamientos de frecuencia o de fase en el canal de comunicaciones, por ejemplo debido al efecto Doppler, ya que este parámetro puede ser medido y se utilizará para determinar la pluralidad de ceros asignados a al menos un terminal. Comunicando los ceros así determinados a la pluralidad de terminales y al receptor según se indica en la reivindicación 13, y ejecutando estas operaciones a intervalos regulares según se describe en la reivindicación 14, se puede obtener incluso una asignación dinámica de ceros, permitiendo un mecanismo de acceso múltiple dinámico.

Los anteriores y otros objetos y características de la invención resultarán más evidentes y la propia invención se entenderá mejor haciendo referencia a la descripción siguiente de una realización tomada en unión de los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 representa esquemáticamente una red de comunicaciones de punto a multipunto en la que es aplicable el presente método,

La figura 2 representa esquemáticamente un terminal de red Ti de la figura 1 que incluye un transmisor TXi según la invención, y

La figura 3 representa esquemáticamente la estación central CS de la figura 1 que incluye un receptor RX según la invención.

La red de comunicaciones de la figura 1 está compuesta de una estación central CS y una primera pluralidad de terminales de red T1, ..., Ti, ... a Tn. La estación central está acoplada a estos terminales de red a través de la conexión en cascada de un enlace de transmisión común denotado con L y consistente, por ejemplo, en un enlace de cobre para una red de comunicaciones por línea de potencia, abreviada con PLC, y respectivos enlaces de terminal de red individuales L1, ... Li..., Ln, consistentes también, por ejemplo, en cables de cobre en el caso de la red PLC antes mencionada. En otros entornos, por ejemplo en redes UMTS, que significa redes de servicios universales por telefonía móvil, el canal de transmisión común y los canales individuales consisten en radioenlaces. Esto es cierto también para redes por satélite. Por tanto, la red de comunicaciones tiene una arquitectura de punto a multipunto en la dirección aguas abajo, que es la dirección desde la estación central CS hasta los terminales de red T1 a Tn, y una arquitectura de multipunto a punto en la dirección aguas arriba, es decir, la dirección desde los terminales de red T1 a Tn hacia la estación central CS.

Redes que tienen tal arquitectura de punto a multipunto en la dirección de aguas abajo son, por ejemplo, las redes PLC, las redes UMTS y las redes por satélite ya mencionadas.

En la dirección de aguas arriba los terminales de red T1 a Tn comparten corrientemente el enlace de transmisión común L en un modo multiplexado. En la redes actuales este multiplexado cosiste, por ejemplo, en multiplexar en el dominio del tiempo, llamado TDMA, que representa acceso múltiple por dominio de tiempo y que significa que terminales de red diferentes transmiten información a la estación central CS en segmentos de tiempo diferentes. Este método se utiliza actualmente en, por ejemplo, la red óptica pasiva asíncrona, abreviada con APON, y en redes GSM. En este método se asignan segmentos de tiempo a los terminales individuales de la red del usuario. Otro método de acceso múltiple, llamado multiplexado por división de frecuencia ortogonal, consiste en asignar frecuencias específicas o subbandas de frecuencia del espectro de frecuencia total del canal común a los terminales de red individuales. Todavía otro método de acceso múltiple consiste en el acceso múltiple por división de código, abreviado en lo que sigue con CDMA, que se utiliza actualmente en las redes UMTS y las redes por satélite antes mencionadas. Cuando se utiliza este método, la banda de frecuencia entera del canal común es compartida por la multitud de terminales de red codificando la información de tal manera que un transmisor y un receptor puedan discriminar solamente los datos transmitidos y los datos recibidos sobre la base del código. Por tanto, el uso de códigos ortogonales permite en teoría una discriminación perfecta entre los diferentes usuarios. Sin embargo, como es bien sabido en la técnica, incluso el uso de estos códigos ortogonales no siempre garantiza una sincronización perfecta, especialmente en presencia del efecto Doppler, interferencia de terminales, etc., en donde datos codificados de forma diferente son corrompidos y mal interpretados como provenientes de otro terminal.

En el presente método de acceso múltiple, que se denomina acceso múltiple por división de fase y que sea abrevia con \varphiDMA o PHIDMA, se asigna una variable distinta y singular a cada terminal de red, siendo esto similar al método CDMA. Contrariamente al método CDMA, en el que esta variable consiste en un código singular, para codificar los símbolos esta variable singular consiste en un número o vector complejo en el plano z para el método PHIDMA. En el método CDMA el código es utilizado para codificar los símbolos a transmitir, con lo que esta operación completa puede considerarse como un sobremuestreo seguido por un filtro, cuya respuesta de impulsos finita es igual al código. En el método PHIDMA el vector complejo asignado a cada terminal ha de entenderse como un cero complejo de un filtro pasatodo, con lo que todos los terminales de red activos realizan tal operación de filtrado pasatodo utilizando todos los ceros de todos los demás terminales, excepto su propio terminal. Esto significa que, por ejemplo, en el terminal Ti, al cual se asigna la variable compleja ri, se realiza una función de filtro pasatodo que tiene la función de transferencia siguiente \overline{c}_{i}(z):

(1)\overline{c}_{i}(z) = C_{i} \frac{(1 - \rho_{1}z^{-1})...(1 - \rho_{i-1}z^{-1})(1 - \rho_{i+1}z^{-1})...(1 - \rho_{n}z^{-1})}{(1 - \rho^{-1*}_{1}z^{-1})...(1 - \rho^{-1*}_{i-1}z^{-1})( 1 - \rho^{-1*}_{i+1}z^{-1})...(1 - \rho^{-1*}_{n}z^{-1})}

Esta fórmula puede escribirse también en forma abreviada como:

(2)\overline{c}_{i}(z) = C_{i} \prod\limits^{n}_{a\neq i} \frac{(1 - \rho_{a}z^{-1})}{(1 - \rho^{-1*}_{a}z^{-1})}

en donde \rho_{i}, \rho_{i-1}, \rho_{i}, \rho_{i+1}, \rho_{n}, \rho_{i}^{-1*}, \rho_{i-1}^{-1*}, \rho_{i}^{-1*}, \rho_{i+1}^{-1*}, \rho_{n}^{-1*} denotan, respectivamente, las variables complejas singulares y el conjugado complejo de su valor inverso, que se asignan a respectivos terminales de red T1, ..., Ti-1, Ti,
Ti+1, ..., Tn del sistema de comunicaciones, y C_{i} es un parámetro de normalización.

Como es bien sabido por un experto en la materia, los polos de un filtro pasatodo son los conjugados complejos de los valores inversos de los ceros de este filtro pasatodo, por definición de un filtro pasatodo. Así, el conocimiento de los ceros revela implícitamente el conocimiento de los polos de tal manera que se conoce la función de transferencia completa en el plano z. Los ceros están situados fuera del círculo unidad, que es el círculo de radio uno, en el plano z a fin de asegurar que los conjugados complejos de sus valores inversos, que son los polos del filtro pasatodo, estén situados dentro de este círculo unidad, garantizando la estabilidad de operación de tal
filtro.

La asignación de las respectivas variables singulares a los respectivos terminales del sistema de comunicaciones es realizada usualmente por el administrador o gestor del sistema, que tiene un conocimiento completo de la red de comunicaciones completa. Un método posible puede consistir en seleccionar estos ceros como puntos equidistantes en el plano z complejo sobre un círculo de radio 2, dividiendo así la circunferencia por n y seleccionando los vectores así obtenidos para su atribución. Estos se almacenan entonces dentro de los terminales de red, así como dentro de la estación central. Por supuesto, existen otros numerosos modos de seleccionar n números complejos dentro del plano z fuera del círculo de radio unidad. Sin embargo, el módulo del cero seleccionado influye directamente sobre la longitud de la respuesta, la relación de pico a promedio de la señal y la relación de señal a interferencia más ruido después de la desmodulación.

El paso de filtrado pasatodo se realiza dentro de un transmisor incluido en cada terminal de red, por ejemplo el terminal de red Ti, el cual se ilustra esquemáticamente en la figura 2. En esta figura se indican todos los bloques diferentes que pueden ser necesarios para la transmisión de mensajes generados por un generador de datos 11 a la estación central a través del canal de comunicaciones consistente en la conexión en cascada del enlace individual y el enlace común. Dependiendo de las propiedades específicas del medio que constituye este canal de comunicación y de esquemas de modulación específica escogidos para la transmisión a través de este medio, algunos módulos no estarán presentes en algunas variantes de realización de estos terminales. Sin embargo, éstos se incluirán y describirán en aras de una exposición completa.

El generador de datos 11 genera en general mensajes que contienen cada uno de ellos varios símbolos. Esto serán convertidos en un flujo binario por medio del codificador de fuente 12, que los entregará seguidamente al codificador de canal 13. Este último dispositivo puede añadir bits adicionales por mensaje, por ejemplo para una codificación de control de error. Así, para aplicaciones en las que el generador de datos 11 genera directamente un flujo binario y no se realiza una codificación de control de error, ambos módulos 12 y 13 no están presentes en los terminales de red. Este flujo binario es convertido en un nuevo flujo de símbolos por el modulador de símbolos o mapeador 14, que asigna un símbolo de un juego predeterminado de símbolos a juegos sucesivos de bits. El flujo de símbolos entra después en el transmisor TXi, el cual está adaptado para transformar este flujo de símbolos en una señal eléctrica que tiene las características apropiadas para su transmisión por el canal de comunicación. A este fin, el flujo de símbolos experimenta primero un sobremuestreado que en todo este documento ha de considerarse como un proceso de añadir ceros entre valores sucesivos de los símbolos, correspondiendo así el período entre ceros sucesivos a un período de sobremuestreo que es la inversa de la frecuencia de sobremuestreo. El flujo de símbolos sobremuestreados resultante puede ser considerado entonces como una sucesión de trenes de impulsos de Dirac independientes y sucesivos, separados uno de otro por el período de símbolos y multiplicados por el valor del propio símbolo en este momento particular. La operación de sobremuestreo, que se realiza en una unidad sobremuestreadora OSi, es seguida después por un paso de filtrado dentro de un primer filtro APFi, que es el filtro pasatodo antes mencionado con una transformada z dada por la fórmula (2). Esta operación va seguida por el filtro de transmisión o de configuración 15 que transforma el flujo de símbolos digitales sobremuestreados y filtrados en una señal eléctrica analógica de banda de base. Dependiendo de las propiedades específicas del canal de comunicación, esta señal eléctrica analógica de banda de base puede ser modulada adicionalmente a frecuencias más altas por medio del modulador de frecuencia 16. Sin embargo, esto no es necesario para algunos canales de transmisión.

El primer filtro APFi incluido dentro del transmisor TXi de un sistema de comunicaciones PHIDMA consiste así en un filtro pasatodo APFi que realiza el paso de filtrado pasatodo ya mencionado para este terminal específico, teniendo así la función de transferencia de la ecuación (2).

Es importante observar que este filtrado pasatodo se realiza en el flujo de símbolos sobremuestreados, que tiene así una frecuencia mucho más alta que la del flujo de símbolos original. El paso de filtrado se repite a cada llegada de un nuevo símbolo sobremuestreado y así en el período de símbolos original. La señal de entrada para cada una de estas sucesivas operaciones de filtrado consiste en una sucesión de impulsos de Dirac a la frecuencia sobremuestreada, multiplicada por el respectivo valor de símbolo en ese instante particular.

La realización de tal filtro pasatodo con una función de transferencia conocida en el plano z puede ser efectuada, por ejemplo, por medio de un procesador de señal digital, abreviado seguidamente con DSP, o bien por otras técnicas que se describen, por ejemplo, en el manual "Digital Filters and Signal Processing", de L. B. Jackson, Kluwer Academic Publisher.

El flujo de símbolos de salida así generado es transmitido seguidamente por el filtro pasatodo al filtro de configuración 15, después del cual puede efectuarse una modulación final de RF o de frecuencia con ayuda del mó-
dulo 16.

En el receptor RX de la estación central CS han de realizarse en principio los pasos de procesamiento inversos. Esto significa realizar una desmodulación de frecuencia en caso de que haya una modulación de frecuencia en el lado del transmisor, cuya desmodulación es realizada por el desmodulador de frecuencia 26. La señal de banda de base eléctrica es transformada entonces nuevamente en un flujo de símbolos, todavía a la frecuencia sobremuestreada, por medio de un filtro adaptado 25 que entrega, además, los símbolos a un segundo filtro Z. En el caso CDMA, este segundo filtro consistía en un grupo de filtros con tantos filtros individuales como terminales de red hay en el sistema de comunicación, con lo que cada filtro del grupo de filtros realiza la multiplicación de la señal recibida por el código atribuido al terminal de red específico. Esta operación va seguida en CDMA por el submuestreo del flujo de datos digitales realizado dentro del módulo US. En caso de códigos ortogonales y de un sistema de comunicación completamente sincronizado, cada filtro combinado con una unidad de submuestreo recupera así los datos originales transmitidos por el terminal de red específico al cual está asignado. Sin embargo, en presencia de canales dispersivos, en donde no se obtiene esta perfecta sincronización, no se garantiza la discriminación de los datos de terminales de red individuales respecto de la señal compuesta.

Sin embargo, para el sistema PHIDMA el segundo filtro del receptor en la estación central está adaptado para realizar la transformada z, cada vez que un nuevo flujo de símbolos sobremuestreados llega al segundo filtro, en este flujo de símbolos sobremuestreados recibido. Además, tiene que evaluar esta transformada z en los ceros específicos que fueron asignados a los terminales de red individuales diferentes. En una realización este segundo filtro Z consiste así en n módulos de filtro individuales para realizar la transformada z, en donde n es igual a la cantidad de terminales de red acoplados a la estación central. Cada uno de estos filtros Zi a Zn realiza así esta transformación z en el cero específico atribuido al terminal de red asociado T1 a Tn. Como se demostrará matemáticamente en un párrafo siguiente de este documento, cada filtro, por ejemplo el filtro Zi, obtiene así en su salida el flujo de símbolos original que fue generado previamente por la unidad de modulación de símbolos 14 del terminal Ti, pero a la frecuencia sobremuestreada. La frecuencia de este flujo de símbolos sobremuestreados es devuelta a su valor original por medio del submuestreador asociado USi incluido en el sobremuestreador US. Las siguientes operaciones de desmapeado o desmodulación de símbolos, descodificación de canal y descodificación de fuente final son realizadas por el respectivo desmodulador de símbolos 24, descodificador de canal 23 y descodificador de fuente 22. En la realización ilustrada en la figura 3 el desmapeador 24 consiste en n desmapeadores individuales 241 a 24n; el descodificador de canal 23 consiste en n descodificadores individuales denotados 231, ..., 23i, ..., 23n y el descodificador de fuente 22 consiste en n descodificadores individuales denotados 221, ...
22i, ..., 22n.

Se demostrará ahora matemáticamente que esta técnica PHIDMA cancela de una manera muy simple la contribución de los demás terminales dentro del receptor.

Cada vez que llega un nuevo símbolo a la entrada del transmisor TXi, éste es sobremuestreado dentro de Osi, dando así como resultado un impulso de Dirac multiplicado por el valor de símbolo original a_{i}[k] en un determinado momento k. La transformada z de tal impulso de Dirac multiplicado por una constante es igual a esta constante
a_{i}[k]. Ésta es la transformada z de la señal que entra en el filtro pasatodo APFi. Como es bien sabido, tal operación de filtrado dará como resultado una señal de salida cuya transformada z, denotada \overline{x}_{i}(z), viene dada como el producto de la función de transferencia de filtro \overline{c}_{i}(z), y la señal de entrada de filtro en el dominio z, dando como resultado la ecuación siguiente.

(3)\overline{x}_{i}(z) = \overline{c}_{i}(z)a_{i}[k]

Esta es la transformada z de la señal que sale del filtro pasatodo APFi de la figura 2, con lo que este filtro pasatodo tiene la función de transferencia que se describe por medio de la ecuación (2).

Si denotamos con \overline{g}_{i}(z) la función de transferencia del total del filtro de configuración, el canal de comunicación individual Li, el enlace común y el filtro adaptado de la figura 3, podemos indicar que la transformada z de la señal que se originó en el terminal Ti y que llega a la entrada del receptor 24 viene dada por (3).

La transformada z de la señal completa que llega a la entrada del receptor 24 es la suma de todas las transformadas z de todas las contribuciones de todos los terminales T1 a Tn debido a la característica lineal de la transformada z y debido al supuesto de primer orden generalmente aceptado en la técnica de que no hay influencia de un terminal sobre la transmisión de los otros. La transformada z de la señal \overline{r}(z) que llega a la entrada de Z de la figura 3 viene así
dada por

(4)\overline{r}(z) = \sum\limits^{n}_{i=1}a_{i}[k]\overline{c}_{i}(z)\overline{g}_{i}(z) + \overline{w}(z)

\newpage

en donde \overline{g}_{i}(z) denota la transformada z del total del filtro de configuración, el canal de comunicación individual Li, el enlace común y el filtro adaptado de cualquier terminal arbitrario Ti. Esta función puede ser determinada por el sistema de comunicaciones durante, por ejemplo, una fase de aprendizaje.

\overline{w}(z) denota la transformada z del ruido, que es una función estocástica de z.

La función de Z es meramente realizar esta transformada z en el flujo de símbolos recibido que llega a Z y evaluar esto en los diferentes ceros. Esto significa que, por ejemplo, en Zi, en donde se evalúa (4) en r_{i}, el resultado de esta evaluación viene dado por

(5)a_{i}[k]\overline{c}_{i}(\rho_{i})\overline{g}_{i}(\rho_{i}) + \overline{w}(\rho_{i})

dado que \overline{c}_{i}(\rho_{i}) y \overline{g}_{i}(\rho_{i}) son conocidos y dado que, en una primera aproximación, se supone que es despreciable la contribución del ruido, el valor original a_{i}[k] del símbolo puede ser recuperado dentro de Zi como es evidente por (5).

Es importante observar que el tiempo entre dos valores sucesivos del flujo de símbolos de cualquier terminal en el sistema de comunicaciones ha de ser mayor que el retardo máximo de la transmisión entre cualquier terminal y la estación central. Símbolos sucesivos de un terminal pueden no entrar en el filtro Z mientras este último esté todavía ocupado discriminando entre los símbolos recibidos transmitidos durante un intervalo de tiempo predeterminado, por ejemplo entre k+1 y k.

En otra mejora del método la variable singular, por ejemplo la variable r1 asignada a un terminal de red particular, por ejemplo T1, consiste en una pluralidad de variables singulares denotadas (\rho11,..., \rho1j,... \rho1m). Dentro de todos los demás terminales se realiza entonces el filtrado pasatodo, con lo que el factor original z-r1 es sustituido por la pluralidad de factores (z-\rho11)... (z-\rho1j)... (z-\rho1m). Análogamente, el factor correspondiente para los polos dentro de este filtro pasatodo (z-\rho_{1}^{-1*}) consiste también en una pluralidad de factores (z-\rho_{11}^{-1*})... (z-\rho_{1j}^{-1*})... (z-\rho_{1m}^{-1*}). En el filtro Z del receptor el filtro individual Z1 asociado al terminal T1 consiste a su vez en un grupo de filtros, uno para cada uno de los ceros individuales r11 a r1m. Por supuesto, esta técnica aumenta la complejidad del transmisor y el receptor, especialmente cuando se asigna a todos los terminales de la red del usuario tal pluralidad de ceros. Por otra parte, esto mejora la precisión, ya que en el receptor cada uno de estos filtros del grupo de filtros asociado a un terminal particular va seguido entonces por un promediador para promediar el resultado de todos ellos. La señal promedio así obtenida tendrá una relación más alta de señal a ruido que en el caso de que hubiera solamente un cero atribuido al terminal en consideración. Por razones de implementación, los valores típicos de m no excederán de 5. Esto mejorará ya la relación de señal a ruido con un factor de a lo sumo 10Log(5) dB.

Este principio puede ser utilizado adicionalmente para compensar desplazamientos de frecuencia o de fase en el canal de aguas arriba. Estos desplazamientos de frecuencia pueden tener su origen en impedimentos del canal, tales como el efecto Doppler, pero pueden deberse también a una adaptación no perfecta del oscilador local en los módulos 16 y 26 del transmisor y el receptor, respectivamente. En caso de que se conozca el límite superior de este desplazamiento, se puede obtener la pluralidad de ceros por terminal distribuyéndolos por igual sobre parte de la circunferencia de un círculo en el plano z, por ejemplo un círculo con un radio de 2. Esta parte del contorno de este círculo se denomina región de fase por terminal y es tal que el desplazamiento de fase entre los dos puntos extremos de esta parte es mayor o igual que el límite superior de este desplazamiento de frecuencia. En caso de que se aplique esta técnica a todos los terminales, dos regiones de fase en este círculo tienen que estar separadas por al menos el máximo desplazamiento de frecuencia que se produzca para todos los terminales. En caso de que no se conozca de antemano tal límite de frecuencia superior, tal como ocurre, por ejemplo, en el caso del efecto Doppler, se tiene que medir éste en primer lugar.

A este fin, un parámetro característico, por ejemplo un desplazamiento de fase máximo entre la señal transmitida y la señal recibida del canal de comunicación entre, por ejemplo, el terminal T1 y la estación central CS, ha de ser medido por un dispositivo específico dedicado a ello. Tales dispositivos son conocidos para un experto en la materia y van desde un radar clásico hasta dispositivos más sofisticados que utilizan métodos de máxima probabilidad basados en la función de ambigüedad implementada con un DSP.

Una vez que este parámetro de canal C1, tal como el límite superior del desplazamiento Doppler, es conocido para un canal de comunicación particular entre un terminal de red particular y la estación central, se determina a partir de este parámetro un juego o una pluralidad de variables singulares asignadas a este terminal de red particular. Este juego de variables, que son ceros para los otros filtros pasatodo en los otros terminales de red, es entregado después a estos terminales de red, así como al receptor de la estación central. Por supuesto, están disponibles varias opciones para implementar este dispositivo. La medición del parámetro puede realizarse dentro de la estación central, dentro de los propios terminales o incluso en forma distribuida. La derivación de la pluralidad de variables del mismo puede ocurrir también dentro de la estación central o dentro de los terminales. En cualquier caso, ha de preverse una comunicación de estos valores a los dispositivos relevantes que los necesiten.

Un modo posible de determinar la pluralidad de estas variables singulares a partir del desplazamiento Doppler máximo medido consiste en distribuirlas por igual sobre parte de la circunferencia de un círculo en el plano z, por ejemplo un círculo con un radio de 2, de tal manera que el desplazamiento de fase entre los dos puntos extremos de esta parte sea mayor o igual que el desplazamiento de fase Doppler medido. En el caso de que esta técnica de determinación de variables múltiples a partir de un desplazamiento Doppler medido sea aplicada a todos los terminales, dos regiones de fase en este círculo han de estar separadas también por al menos el límite Doppler máximo medido para todos los terminales.

En algunas realizaciones del dispositivo se mide inicialmente este desplazamiento Doppler antes de la activación del terminal. En una variante más operativa del dispositivo este parámetro es medido en instantes predeterminados, seguido por una actualización regular y una comunicación a los terminales de red y a la estación central de los valores de estas variables singulares derivadas del mismo. Se obtiene de este modo un método de acceso múltiple adaptativo que sigue los desplazamientos Doppler y que, por consiguiente, adapta los valores de los ceros de todos los filtros pasatodo para mejorar las prestaciones.

Además, es de hacer notar que la medición, la determinación de la pluralidad asociada de variables y la comunicación a los otros terminales y a la estación central ha de estar sincronizada para dejar que el sistema funcione apropiadamente, en especial en caso de que hayan de determinarse y proveerse actualizaciones de las variables. Sin embargo, un experto en la materia es capaz de materializar tal sincronización, la cual, por consiguiente, no se describirá con más detalle, ya que no es relevante para la propia invención.

Aunque se han descrito anteriormente los principios de la invención en relación con un aparato específico, ha de entenderse claramente que esta descripción se ha hecho solamente a título de ejemplo y no como limitación del alcance de la invención, tal como queda definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

1. Método de acceso múltiple para uso en una red de comunicaciones en la que una estación central (CS) está acoplada a una pluralidad de terminales de red (T1,..., Ti,..., Tn) en un modo de punto a multipunto a través de la conexión en cascada de un enlace común (L) y respectivos enlaces de terminales de red individuales (L1, ..., Li, ..., Ln), incluyendo dicho método un paso de asignar una variable singular respectiva (\rho1, ..., \rhoi, ..., \rhon) a cada terminal de red respectivo de dicha pluralidad (T1, ..., Ti, ..., Tn), incluyendo dicho método una primera operación de filtrado sobre al menos un símbolo sobremuestreado que se deriva de información de aguas arriba que ha de ser transmitida por un terminal (Ti) de dicha pluralidad a dicha estación central (CS), incluyendo dicho método un paso siguiente de filtrar un flujo de símbolos sobremuestreados recibido en dicha estación central (CS) para permitir que dicha estación central discrimine a partir del mismo dicho al menos un símbolo sobremuestreado que fue transmito antes por dicho terminal de red (Ti) a dicha estación central (CS),

caracterizado porque

dicha primera operación de filtrado consiste en una operación de filtrado pasatodo de dicho al menos un símbolo sobremuestreado, teniendo dicha operación de filtrado pasatodo una función de transferencia de transformada z (\overline{c}_{i}(z)) de tal manera que los ceros de la misma corresponden a dichas variables singulares respectivas asignadas a todos los demás terminales de red, excepto la variable singular (\rho1; \rhoi) asignada a dicho terminal de red (Ti),

dicho paso siguiente de filtrado consiste en realizar la transformada z en dicho flujo de símbolos sobremuestreados recibido y evaluar dicha transformada z en la variable singular (ri) asignada a dicho terminal de red (Ti).

2. Método de acceso múltiple según la reivindicación 1, caracterizado porque

al menos una respectiva variable singular (\rho1) asignada a al menos un terminal de red (T1) de dicha pluralidad consiste en una pluralidad de variables singulares asignadas a dicho al menos un terminal de red (T1),

el factor cero de la transformada z de dicha primera operación de filtrado realizada en todos los demás terminales de red (T2, ..., Tn) y que tiene como cero dicha al menos una respectiva variable singular de dicho al menos un terminal de red (T1) consiste así en una pluralidad de factores cero, con dicha pluralidad de variables singulares como
ceros,

con lo que en dicha estación central se evalúa dicha transformada z en cada variable singular de dicha pluralidad asignada a al menos un terminal de red (T1)

3. Método de acceso múltiple según la reivindicación 2, caracterizado porque

dicho método incluye un paso adicional de medir un parámetro de canal del canal de comunicación entre dicho al menos un terminal de red (T1) y dicha estación central (CS),

dicha pluralidad de variables singulares asignadas a dicho al menos un terminal de red (T1) se deriva así de dicho parámetro de canal.

4. Un transmisor (TXi) para uso en un terminal de red (Ti) de una pluralidad de terminales de red (T1, ..., Ti, ..., Tn) que están acoplados a una estación central (CS) de una red de comunicaciones en un modo de multipunto a punto a través de la conexión en cascada de respectivos enlaces de terminales de red individuales (L1, ..., Li, ..., Ln) y un enlace común (L),

estando asignada a cada terminal de red respectivo de dicha pluralidad (T1, ..., Ti, ..., Tn) una respectiva variable singular (\rho1, ..., \rhoi, ..., \rhon),

incluyendo dicho transmisor (TXi) un primer filtro (APFi) adaptado para realizar una primera operación de filtrado sobre al menos un símbolo sobremuestreado que se deriva de información de aguas arriba que ha de ser transmitida por dicho terminal de red (Ti),

caracterizado porque

dicho primer filtro (APFi) consiste en un filtro pasatodo, en el que los ceros de la función de transferencia de la transformada z consisten en todas las citadas variables singulares respectivas, excepto la variable singular (ri) asignada a dicho terminal de red (Ti).

5. Transmisor (TXi) según la reivindicación 4, caracterizado porque

al menos una respectiva variable singular (r1) asignada a al menos otro terminal de red (T1) consiste en una pluralidad de variables singulares asignadas a dicho al menos otro terminal de red (T1),

el factor cero de la transformada z de dicho filtro pasatodo de dicho transmisor que está relacionado con dicha al menos una respectiva variable única consiste así en una pluralidad de factores cero, con dicha pluralidad de variables singulares como ceros.

6. Receptor (RX) para uso en una estación central (CS) que esta acoplada en un modo de punto a multipunto a una pluralidad de terminales de red (T1, ..., Ti, ..., Tn) de un red de comunicaciones a través de la conexión en cascada de un enlace común (L) y respectivos enlaces de terminales de red individuales (L1, ..., Li, ..., Ln),

estando asignada a cada respectivo terminal de red de dicha pluralidad (T1, ..., Ti, ..., Tn) una respectiva variable singular (\rho1, ..., \rhoi, ..., \rhon),

incluyendo dicho receptor (RX) unos segundos medios de filtro (Z) adaptados pare realizar una operación de filtrado sobre un flujo de símbolos sobremuestreados recibido en dicha estación central (CS) para permitir que dicha estación central discrimine qué parte de dicho flujo de símbolos sobremuestreados recibido fue transmitida previamente por un terminal de red (T1) de dicha pluralidad (T1, ..., Ti, ..., Tn),

caracterizado porque

dichos segundos medios de filtro (Z) consisten en unos medios de transformada z adaptados para realizar la transformada z en dicho flujo de símbolos sobremuestreados recibido y para evaluar dicha transformada z en la respectiva variable singular (r1) asignada a dicho terminal de red (T1).

7. Receptor (RX) según la reivindicación 6, caracterizado porque

dicha respectiva variable singular (\rho1) asignada a dicho terminal de red (T1) consiste en una pluralidad de variables singulares asignadas a dicho terminal de red (T1),

con lo que dichos medios de transformada z (Z) están adaptados, además, para evaluar dicha transformada z en cada variable singular de dicha pluralidad asignada a dicho terminal de red (T1).

8. Terminal de red (Ti) de una red de comunicaciones en la que una estación central (CS) está acoplada a una pluralidad de terminales de red (T1, ..., Ti, ..., Tn), incluido dicho terminal de red, en un modo de punto a multipunto desde dicha estación central hasta dicha pluralidad de terminales de red a través de la conexión en cascada de un enlace común (L) y respectivos enlaces de terminales de red individuales (L1, ..., Li, ..., Ln),

caracterizado porque

dicho terminal de red (Ti) incluye un transmisor (TXi) según las reivindicaciones 4 ó 5.

9. Estación central (CS) de una red de comunicaciones en la que dicha estación central (CS) está acoplada a una pluralidad de terminales de red (T1, ..., Ti, ..., Tn) en un modo de punto a multipunto desde dicha estación central hasta dichos terminales de red a través de la conexión en cascada de un enlace común (L) y respectivos enlaces de terminales de red individuales (L1, ..., Li, ..., Ln),

caracterizada porque

dicha estación central (CS) incluye un receptor (RX) según las reivindicaciones 6 ó 7.

10. Red de comunicaciones que incluye una estación central (CS) que esta acoplada en un modo de punto a multipunto a una pluralidad de terminales de red (T1, ... Ti, ..., Tn) incluidos dentro de dicha red de comunicaciones a través de la conexión en cascada de un enlace común (L) y respectivos enlaces de terminales de red individuales
(L1, ..., Li, ..., Ln),

caracterizada porque

dicha estación central (CS) incluye un receptor según la reivindicación 6, y al menos un terminal de red (Ti) incluye un transmisor (TXi) según la reivindicación 4.

11. Red de comunicaciones según la reivindicación 10, caracterizada porque

dicho receptor (RX) tiene, además, características como las descritas en la reivindicación 7 y dicho transmisor (TXi) tiene, además, características como las descritas en la reivindicación 5.

12. Red de comunicaciones según la reivindicación 11, caracterizada porque

dicha red de comunicaciones incluye un dispositivo adaptado para medir un parámetro de canal del canal de comunicaciones entre al menos un terminal de red y dicha estación central (CS) y para derivar del mismo la pluralidad de variables singulares asignadas a dicho al menos un terminal de red.

13. Red de comunicaciones según la reivindicación 12, caracterizada porque

dicho dispositivo está adaptado, además, para entregar dicha pluralidad de variables singulares asignadas a dicho al menos un terminal de red a dicho receptor dentro de dicha estación central y a dicha pluralidad de terminales de red.

14. Red de comunicaciones según la reivindicación 13, caracterizada porque

dicho dispositivo está adaptado, además, para medir dicho al menos un parámetro de canal en instantes predeterminados, calcular a partir del mismo valores actualizados de dichas variables singulares de dicha pluralidad y entregar dichos valores actualizados a dicho receptor y a dicha pluralidad de terminales de red.