ES2269559T3 - Procedimiento y aparato para procesar señales en un sistema de radiocomunicaciones cdma. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para procesar señales en un sistema de comunicación WCDMA por radio, que tiene una pluralidad de antenas (1-N), y que comprende: - extraer señales de control (DPCCH) desplegando señales transmitidas a un usuario especificado a través de la pluralidad de antenas, utilizando un factor de despliegue predeterminado (SFDPCCH); - estimar valores de ponderación (W1-WN) de las respectivas antenas, utilizando señales anteriores al despliegue de las señales de control (DPCCH) y señales posteriores al despliegue de las señales de control (DPCCH); caracterizado porque - los valores de ponderación (W1-WN) se estiman utilizando una razón entre las señales (x) anteriores al despliegue de las señales de control (DPCCH) y las señales (y) posteriores al despliegue de las señales de control (DPCCH); - la extracción de señales de datos (DPDCH) por despliegue de las señales restantes, excepto las señales de control (DPCCH), entre las señales (DPCH) transmitidas al usuario especificado utilizando información de control (SFDPDCH, TFCI) proporcionada a partir de las señales de control extraídas (DPCCH); - la multiplicación de las señales de datos extraídas (DPDCH) por los valores de ponderación (W1-WN) de las respectivas antenas (1-N); y - la combinación y emisión de las señales de datos (datos) multiplicadas por los valores de ponderación (W1-WN).
Description
Procedimiento y aparato para procesar señales en
un sistema de radiocomunicaciones CDMA.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y aparato para procesar señales en un sistema de
comunicación por radio con CDMA (Acceso Múltiple por División de
Código).
A fin de implementar una antena múltiple
adaptable, para llevar a cabo procesos espaciales y temporales, un
sistema CDMA, típicamente, utiliza un convertidor descendente de
frecuencias, para convertir una señal de muy alta frecuencia en una
señal de banda básica, un convertidor de analógico a digital (A / D)
para convertir una señal analógica en una señal digital, un
formador de haces para realizar el proceso espacial, un receptor
rastrillo para efectuar el despliegue y el proceso temporal, y un
demodulador digital para demodular una señal digitalmente
modulada.
La Fig. 1 muestra la construcción de un receptor
rastrillo convencional de un sistema CDMA, para realizar sólo el
proceso temporal. En el entorno de desvanecimiento selectivo de
frecuencia, el grado de retardo de los múltiples caminos se hace
mayor que un periodo simbólico. En el sistema CDMA, el proceso de
señales se realiza en la unidad de un chip, y se basa en la
hipótesis de que un símbolo corresponde a un chip; una interferencia
intersímbolo (ISI) que es mayor que un periodo de chip puede
discriminarse a través del receptor rastrillo.
Como se muestra en la Fig. 1, en caso de que
existan múltiples caminos, los L múltiples caminos que tengan
diferencias temporales pueden discriminarse utilizando L dedos 101,
102 y 103. Cada dedo incluye un retardo temporal 101, un
correlacionador 102 y un integrador 103. Más específicamente, a fin
de discriminar los respectivos caminos, el receptor rastrillo está
compuesto por varios correlacionadores que aparean los respectivos
retardos temporales de los múltiples caminos, y sus salidas son
sumadas entre sí por el receptor rastrillo a fin de maximizar la
razón entre señal y ruido (SNR). Generalmente, los componentes de
los múltiples caminos tienen distintos retardos temporales y
distintos ángulos de incidencia.
Un receptor que emplea una única antena
existente puede analizar señales sólo sobre bases temporales, y por
esto sólo el proceso temporal se lleva a cabo utilizando el
receptor rastrillo. Sin embargo, en un sistema inteligente de
transceptor básico, que tiene diversas antenas instaladas en el
mismo, también pueden analizarse las señales sobre bases
espaciales.
La Fig. 2 muestra un sistema convencional de
transceptor básico inteligente, en la forma de un receptor rastrillo
bidimensional. En este receptor, las señales de los respectivos
caminos, recibidas a través de las antenas, son convertidas en
frecuencias descendentes por los convertidores descendientes 201 de
frecuencias (etapa 201), y sus correlaciones se obtienen a través
de los correlacionadores 202.
A fin de utilizar los respectivos caminos
múltiples que tienen distintos ángulos de incidencia, el receptor
rastrillo bidimensional asigna un formador 204 de haces a cada
camino, realiza el proceso espacial utilizando vectores de
ponderación calculados por una sección 203 de cálculo de ponderación
de la formación de haces, y combina las señales procesadas a través
de un combinador rastrillo 206. Luego, el receptor rastrillo
bidimensional procesa la señal combinada utilizando el receptor
rastrillo existente, y luego combina las señales de los respectivos
caminos cuyos procesos espaciales y temporales estén
completados.
En el sistema CDMA convencional, es claro, por
lo tanto, que un dedo sólo se encarga de los procesos temporales de
manera tal que le sea asignado un camino que tenga un retardo
temporal distinto al utilizar una señal recibida a través de una
antena individual. Por otra parte, el receptor rastrillo
bidimensional se encarga del proceso espacial, de tal manera que un
dedo genera vectores de ponderación basándose en señales recibidas a
través de una pluralidad de antenas, combina las respectivas
señales de antena, y luego se encarga del proceso temporal. Por
supuesto, al receptor rastrillo bidimensional se asignan señales que
tienen distintos retardos temporales a través de los dedos
respectivos, y luego combina todas las señales cuyos procesos han
sido completados de la misma manera que el sistema
convencional.
Sin embargo, hay una gran diferencia entre
realizar solamente el proceso temporal y realizar simultáneamente
el proceso temporal y el proceso espacial.
Un algoritmo de formación de haces (es decir,
llevado a cabo por la sección 203 de cálculo de vectores de
ponderación de la formación de haces) en el receptor rastrillo
bidimensional se refiere a la obtención de un autovector que
corresponda al máximo autovalor de una matriz de autocorrelación,
utilizando la matriz de autocorrelación compuesta por vectores de
señal. En este momento, a fin de obtener vectores de ponderación a
aplicar al formador de haces para un sistema CDMA
IS-95, el receptor convencional lleva a cabo el
algoritmo formador de haces utilizando tanto una señal de alta
velocidad antes de ser desplegada a un código predefinido, como una
señal de baja velocidad después de ser desplegada al código
predefinido.
Como se ha descrito anteriormente, está ahora en
consideración la aplicación del receptor rastrillo bidimensional
utilizado en el sistema CDMA a un sistema CDMA de banda ancha
(WCDMA). Sin embargo, el principio del receptor rastrillo no puede
aplicarse al sistema WCDMA tal como está, sino que su procedimiento
para procesar señales debería cambiarse para adaptarse al sistema
WCDMA, incluso aunque el receptor rastrillo pueda utilizarse en el
sistema WCDMA.
El documento WO 01 / 13530 A describe un
procedimiento para procesar señales en un sistema de comunicación
WCDMA por radio que tiene una pluralidad de antenas. Se propone
extraer señales de control que contienen una señal piloto,
comprendidas en el canal de control, desplegando señales
transmitidas a los usuarios especificados, que están utilizando una
pluralidad de antenas que emplean un factor de despliegue
predeterminado. Los valores de ponderación se estiman basándose en
una señal separada de las señales de control extraídas. Las señales
de datos extraídas se multiplican por los valores de ponderación
calculados de las respectivas antenas. Las señales de datos se
multiplican por los valores de ponderación, se combinan y se
emiten.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y dispositivo para procesar señales en
un sistema CDMA que obvia en gran medida uno o más problemas
debidos a las limitaciones y desventajas de la tecnología
asociada.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y dispositivo para procesar señales
en un sistema de comunicación CDMA por radio, utilizando una antena
múltiple adaptable que permite la realización adecuada de procesos
espaciales y temporales.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente
invención se logran proporcionando un procedimiento para procesar
señales en un sistema de comunicación WCDMA por radio que tiene una
pluralidad de antenas, que comprende: extraer señales desplegando
las señales transmitidas a un usuario especificado a través de la
pluralidad de antenas, utilizando un factor de despliegue
predeterminado; en donde se estiman valores de ponderación de las
respectivas antenas utilizando una razón entre señales anteriores al
despliegue de las señales de control, y señales posteriores al
despliegue de las señales de control; extraer señales de datos
desplegando las señales restantes, excepto las señales de control,
entre las señales transmitidas al usuario especificado utilizando
la información de control proporcionada por las señales de control
extraídas; multiplicar las señales de datos extraídas por los
valores de ponderación de las antenas respectivas; y combinar y
emitir las señales de datos multiplicadas por los valores de
ponderación.
Según un aspecto de la invención, el
procedimiento comprende adicionalmente las etapas de calcular una
primera matriz de autocorrelación de las respectivas antenas,
utilizando señales anteriores al despliegue de las señales de
control; calcular una segunda matriz de autocorrelación de las
respectivas antenas, utilizando señales posteriores al despliegue
de las señales de control; estimar valores de ponderación de las
respectivas antenas, utilizando la matriz de correlación primera y
segunda.
Según otro aspecto de la invención, la señal
anterior al despliegue se separa de las señales de control
extraídas.
Según otro aspecto de la invención, el
procedimiento comprende adicionalmente las etapas de calcular un
vector de señal de interferencia, restando la señal posterior al
despliegue de las señales de control a la señal anterior al
despliegue de las señales de control; y estimar valores de
ponderación utilizando la razón entre una señal deseada extraída de
la señal de control posterior al despliegue y el vector de señal de
interferencia.
Según un aspecto de la invención, la etapa de
extracción de señales de datos comprende: almacenar temporalmente
las señales restantes, excepto las señales de control, entre las
señales transmitidas al usuario especificado; juzgar si un periodo
temporal de los valores de ponderación estimados es un periodo de
una trama; y extraer las señales de datos aplicando los valores de
ponderación estimados a las restantes señales almacenadas, si se
juzga que el periodo temporal es un periodo de una trama.
Según un aspecto de la invención, los valores de
ponderación estimados se actualizan durante el periodo de
actualización de cada ponderación, y se acumulan durante el periodo
de una trama.
Según un aspecto de la invención, el
procedimiento comprende adicionalmente las etapas de aplicar los
valores de ponderación estimados a los canales de control; y
obtener la información de control de los canales de control a los
cuales se aplican los valores de ponderación.
Según un aspecto de la invención, la etapa de
estimación de valores de ponderación comprende adicionalmente las
etapas de estimar valores de ponderación de los miembros respectivos
de la pluralidad de antenas, utilizando una señal separada de las
señales de control extraídas antes de desplegar la señal de control
y después de desplegar la señal de control en la unidad de un
símbolo o ranura; aplicar los valores de ponderación estimados a
los canales de control en la unidad correspondiente y acumular los
valores de ponderación durante el periodo de una trama; obtener
información de control del canal de control al cual se aplican los
valores de ponderación estimados durante el periodo de una trama;
extraer señales de datos desplegando las señales restantes, excepto
las señales de control, entre las señales transmitidas al usuario
especificado utilizando la información de control; multiplicar las
señales de datos extraídas por los valores de ponderación acumulados
de las respectivas antenas; y combinar y emitir las señales de
datos multiplicadas por los valores de ponderación.
Adicionalmente, los objetos y ventajas de la
presente invención se alcanzan proporcionando un sistema de
comunicación WCDMA por radio que tiene una pluralidad de antenas;
el dispositivo comprende al menos un dedo y al menos un estimador
de canal; el dedo comprende un primer desplegador de señal que
extrae señales de control desplegando señales transmitidas a un
usuario especificado a través de la pluralidad de antenas,
utilizando un factor de despliegue predeterminado; en donde hay una
unidad de estimación de valores de ponderación, que estima valores
de ponderación utilizando una razón entre las señales anteriores al
despliegue del canal de control y las señales posteriores al
despliegue del canal de control; un segundo desplegador de señal que
extrae señales de datos desplegando las señales restantes, excepto
las señales de control, entre las señales transmitidas al usuario
especificado utilizando las señales de control; una unidad de
aplicación de valores de ponderación, que multiplica las señales de
datos extraídas por los valores de ponderación de las respectivas
antenas; y un combinador que combina y emite las señales de datos
multiplicadas por los valores de ponderación.
Según un aspecto del sistema de comunicación
WCDMA por radio, el sistema comprende adicionalmente un almacén
temporal para almacenar temporalmente las señales restantes, excepto
las señales de control, entre las señales transmitidas al usuario
especificado; y un discriminador para juzgar si un periodo de tiempo
de los valores ponderados estimados es un periodo de una trama; en
donde, si se juzga que el periodo de tiempo es un periodo de una
trama, el segundo desplegador extrae las señales de datos aplicando
los valores de ponderación estimados a las restantes señales
almacenadas.
Según otro aspecto de la invención, los valores
de ponderación estimados se actualizan durante cada periodo de
actualización de valores de ponderación, y se acumulan durante el
periodo de una trama.
Según otro aspecto de la invención, el estimador
de valores de ponderación calcula un vector de señal de
interferencia restando la señal posterior al despliegue de las
señales de control a la señal anterior al despliegue de las señales
de control, y estima el valor de ponderación utilizando la razón
entre una señal deseada extraída de la señal posterior al
despliegue y el vector de señal de interferencia.
Según otro aspecto de la invención, el primer
desplegador de señales aplica los valores de ponderación estimados
a los canales de control, y proporciona al segundo desplegador de
señales la información de control de los canales de control a los
cuales se aplican los valores de ponderación.
Ha de entenderse que tanto la descripción
general precedente, como la siguiente descripción detallada, de la
presente invención, son a modo de ejemplo y explicación, y están
concebidas para proporcionar una explicación adicional de la
invención según lo reivindicado.
Las ventajas, objetos y características
adicionales de la invención se estipularán, en parte, en la
descripción siguiente y, en parte, se harán obvias para aquellos
medianamente versados en la tecnología, al examinar lo que sigue, o
bien puede aprenderse en la puesta en práctica de la invención. Los
objetos y ventajas de la invención pueden realizarse y lograrse
como se señala específicamente en las reivindicaciones adjuntas.
La invención se describirá en detalle, con
referencia a los siguientes dibujos, en los cuales los números
iguales se refieren a elementos iguales, y en donde:
Los dibujos adjuntos, que se incluyen para
proporcionar una comprensión adicional de la invención, y que se
incorporan a, y constituyen una parte de esta solicitud, ilustran la
realización o realizaciones de la invención y, junto con la
descripción, sirven para explicar el principio de la invención. En
los dibujos:
La Fig. 1 es una vista que ilustra un receptor
rastrillo convencional para un proceso temporal.
La Fig. 2 es una vista que ilustra un receptor
rastrillo convencional para procesos espaciales y temporales.
La Fig. 3 es una vista que ilustra la estructura
de un DPDCH y un DPCCH utilizados según la presente invención.
La Fig. 4 es una vista que ilustra un proceso de
señales del DPDCH y del DPCCH utilizados según la presente
invención.
La Fig. 5 es un diagrama de un sistema de
procesamiento de señales según las realizaciones primera y segunda
de la presente invención.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que ilustra un
procedimiento de formación de haces de un sistema de antenas
múltiples adaptables según una realización de la presente
invención.
Con referencia a la Fig. 3, en una estructura de
canal de un sistema WCDMA al cual se aplica una realización de la
presente invención, un canal físico dedicado (DPCH), que es un canal
de retroceso desde un terminal a un sistema transceptor básico, con
respecto a ranuras de una trama de radio (Tf=10 ms), está compuesto
por un canal físico dedicado de control (DPCCH) y un canal físico
dedicado de datos (DPDCH).
El DPCCH está compuesto por símbolos piloto para
estimar la información de canal, un campo indicador de combinación
de formato de transporte (TFCI) que incluye información del factor
de despliegue (SF) del canal de retroceso, etc., un campo de
información de respuesta (FBI) que es una señal de respuesta para
una diversidad de transmisiones, y así sucesivamente en el
terminal, y un campo de control de potencia de transmisión (TPC) que
incluye información de control de potencia.
El DPDCH es un canal que incluye datos efectivos
de un usuario.
La Fig. 4 es un diagrama que ilustra un proceso
de señales del DPDCH y del DPCCH utilizados en la presente
invención y, más específicamente, un proceso de despliegue de los
canales de retroceso, el DPCCH y el DPDCH. En esta figura, Cd y Cc
indican códigos de canalización del DPDCH y del DPCCH, y Sdpch
indica un código de cifrado para el DPCH.
Al desplegar el DPDCH y el DPCCH, los
correspondientes códigos de canalización Cd y Cc, y las ganancias de
canal _d y _c se aplican a los respectivos datos a transmitir. Las
señales de Enfase (I) y Cuadratura (Q) se suman entonces al sumar
todos los datos, y se produce una señal S aplicando nuevamente el
código de cifrado Sdpch,n a un resultado de la suma. El DPCCH se
incluye sólo en la señal Q.
La señal de retroceso que se transmite a través
del DPCH y que se recibe en el sistema transceptor básico se llama
s(t), dada por la siguiente ecuación 1.
(1)s(t)
=
[(b^{d}_{i}(t)+jb^{d}_{q}(t))C_{d}(t)\beta_{d}+jb^{c}_{q}(t)C_{c}(t)\beta_{c}]s_{dpch}(t)
En este momento, b^{d}_{i}(t),
b^{d}_{q}(t) representan los componentes de datos I y Q
del DPDCH de un usuario especificado, b^{c}_{q}(t)
representa el componente Q del DPCCH, y \beta_{d}, \beta_{c}
representan ganancias de canal del DPDCH y del DPCCH,
respectivamente. s_{dpch}(t) representa un código de
cifrado de todo el DPCH.
La Fig. 5 es un diagrama de un sistema de
procesamiento de señales según las realizaciones primera y segunda
de la presente invención.
Primera
Realización
Con referencia a la Fig. 5, al implementar un
sistema de antenas múltiples adaptables para procesos espaciales y
temporales para un sistema CDMA según la primera realización de la
presente invención, se proporciona un dispositivo de procesamiento
de señales que incluye convertidores descendentes de frecuencia (no
ilustrados) para convertir una señal recibida de frecuencia muy
alta en una señal de banda básica, convertidores de analógico a
digital (A / D) (no ilustrados) para convertir una señal analógica
de la banda básica en una señal digital, los filtros
301-1 a 301-N de paso bajo para
quitar un ruido de la señal recibida, los dedos
322-1 a 322-L para llevar a cabo
los procesos espaciales y temporales, un buscador multisendero 320
de DPCH, y un controlador multisendero 321.
El dispositivo de procesamiento de señales
incluye adicionalmente los almacenes temporales 312a y 312b, los
estimadores de canal 313a y 313b, los combinadores 315, 316 y 318,
un estimador 317 de SIR, y un bloque 319 de información de
mediciones, para llevar a cabo sus correspondientes funciones
utilizando las salidas del controlador multisendero 321 y de los
dedos 322-1 a 322-L,
respectivamente.
Los dedos 322-1 a
322-L incluyen un formador 306 de haces para llevar
a cabo el proceso espacial con respecto a L senderos (L es un
entero no menor que 2), las secciones 302, 303-1 a
303-N y 304-1 a
304-N de procesamiento de señales, para el proceso
temporal que incluye el despliegue del sistema WCDMA, y una sección
305 de cálculo de vectores de ponderación para la formación de
haces.
Ahora, se explicarán sucesivamente los procesos
espaciales y temporales en el sistema WCDMA que emplean una
formación de antenas adaptables según la presente invención.
Primero, los filtros 301-1 a
301-N de paso bajo quitan el ruido de las señales
recibidas, respectivamente, a través de la formación de N
antenas.
El buscador multisendero 320 separa las señales
multisendero distribuidas utilizando la característica del código
según las diferencias temporales recibidas de las señales
multisendero, y luego mide las potencias de señal de los
respectivos senderos. El buscador multisendero también proporciona
información de temporización de las señales multisendero separadas,
y un resultado de la medición de las potencias de señal, al
controlador multisendero 321.
El controlador multisendero 321 transfiere la
información de temporización de las señales de los respectivos
senderos y el estado del código a los dedos 322-1 a
322-L, y asigna los senderos a los respectivos dedos
según el orden de la potencia de señal de los respectivos senderos,
a fin de que los respectivos dedos puedan continuar el proceso de
señales en sincronía con el código designado. Además, el controlador
multisendero 321 proporciona la información de temporización a un
bucle 302 de bloqueo de retardo (DLL), a fin de que el bucle 302 de
bloqueo de retardo ajuste la temporización de una antena de
referencia, y proporciona la información de temporización y la
información de adjudicación de sendero a un módulo 306 formador de
haces y al bloque 319 de información de mediciones.
Específicamente, el módulo 306 de formación de
haces comparte la información de temporización del buscador
multisendero 320 del DPCH, y la información en cuanto a cuál
sendero, entre los múltiples senderos, se recibe con los
respectivos dedos 322-1 a 322-L,
para que pueda reconocer por adelantado la información sobre el
tiempo de ejecución de la formación de haces, y así
sucesivamente.
Las señales filtradas de paso bajo son
descifrados a través de los descifradores 303-1 a
303-N, por un código de descifrado del DPCH según
la temporización, y luego son desplegados a través de los
desplegadores 304-1 a 304-N, por un
código de despliegue del canal DPCCH.
El factor de despliegue (SF) del DPDCH y el
indicador de combinación de formato de transporte (TFCI) del DPCCH
pueden reconocerse después de recibir y descodificar completamente
una trama del DPCCH. En consecuencia, el DPDCH debería almacenarse
en una memoria, tal como un almacén temporal, hasta que se obtenga
la información del TFCI desplegando una trama del DPCCH.
Por otra parte, dado que el SF del DPCCH está
fijado en 256 y que el código de canalización (es decir, el código
de diseminación o el código de despliegue) se conoce por adelantado,
el DPCCH puede desplegarse sin la necesidad de almacenar una trama
del DPCCH. En consecuencia, los desplegadores y almacenes temporales
304-1 a 304-N del DPCCH almacenan
en sí el DPDCH hasta que se actualizan los vectores de ponderación,
y luego despliegan el DPCCH utilizando el SF (=256) y el código de
canalización conocido.
La sección 305 de cálculo de vectores de
ponderación calcula los vectores de ponderación para la formación
de haces, utilizando las señales anteriores y posteriores al
despliegue del DPCCH.
El algoritmo de formación de haces para calcular
los vectores de ponderación estima las matrices de autocorrelación
(\underline{\underline{R}}_{xx},
\underline{\underline{R}}_{yy}) de los respectivos vectores de
señales, utilizando un vector x de señales anteriores al
despliegue del DPCCH y un vector y de señales posteriores al
despliegue del DPCCH.
Se obtiene el máximo autovector correspondiente
al máximo autovalor de una expresión matricial compuesta por las
dos matrices, y luego se estiman los respectivos componentes del
autovector, como los vectores de ponderación a aplicar,
respectivamente, al DPCCH y al DPDCH.
Esto está dado por la siguiente ecuación.
(2)\underline{\underline{R}}_{yy}w = \lambda \underline{\underline{R}} _{xx}
w
Por supuesto, dado que las señales ingresadas a
los respectivos dedos son distintas entre sí, los distintos
vectores de ponderación se obtienen por medio de los respectivos
dedos 322-1 a 322-L. De esta manera,
se emplea el mismo algoritmo de formación de haces para los
respectivos dedos, pero son ejecutados independientemente en los
respectivos dedos, ya que las señales de entrada son distintas entre
sí.
Aunque se utiliza la misma ecuación en el caso
de emplear el algoritmo de formación de haces según la presente
invención, debería cambiarse la estructura de módems para una antena
inteligente, ya que las señales de entrada para construir las
respectivas matrices difieren entre sí, según el sistema.
Se explicará ahora el proceso de formación de
haces en el nivel simbólico del DPDCH que utiliza los vectores de
ponderación, estimados utilizando el vector de señales anteriores al
despliegue del DPCCH, y el vector de señales posteriores al
despliegue del DPCCH.
En primer lugar, mientras que la sección 305 de
cálculo de vectores de ponderación obtiene los vectores de
ponderación utilizando la señal anterior al despliegue de la señal
del DPCCH, y la señal posterior al despliegue de la señal del
DPCCH, los datos del DPDCH se almacenan continuamente en el almacén
temporal hasta que se despliegue completamente una trama del
DPCCH.
Los vectores de ponderación (es decir, los
valores actualizados de vectores de ponderación para una trama),
estimados por la sección 305 de cálculo de vectores de ponderación,
son aplicados al canal DPCCH por las secciones
307-1 a 307-N, que aplican los
primeros valores de ponderación. Un acumulador 308 del DPCCH acumula
el DPCCH al cual se aplican los valores de ponderación durante un
tiempo predeterminado.
\newpage
Los desplegadores 309-1 a
309-N del DPDCH reciben información de control
requerida para el despliegue desde el DPCCH, acumulada durante el
tiempo predeterminado, y despliegan el DPDCH almacenado en el
almacén temporal. Las secciones 310-1 a
310-N, de aplicación de los segundos valores de
ponderación, aplican los vectores de ponderación estimados al
DPDCH. Un acumulador 311 de DPDCH acumula el DPDCH al cual se
aplican los valores de ponderación durante un tiempo
predeterminado.
La operación de las secciones
307-1 a 307-N, de aplicación del
primer valor de ponderación, y las secciones 309-1
a 309-N, de aplicación del segundo valor de
ponderación, representan el proceso de realización del proceso
espacial.
El proceso espacial se lleva a cabo después de
que se han obtenido completamente los vectores de ponderación
utilizando la señal del DPCCH para una trama, y los valores de
vectores de ponderación también deberían estar almacenados según se
realiza la actualización de los vectores de ponderación en la unidad
de un símbolo, una ranura, u otra unidad (por ejemplo, en la unidad
de una trama).
Si la señal del DPCCH se recibe por completo
para una trama, el TFCI se descodifica para el despliegue del
DPDCH, y el DPDCH se despliega efectivamente utilizando la
información descodificada del TFCI. Es decir, la señal del DPCCH se
emplea a fin de actualizar los vectores de ponderación para la
formación de haces, ya que se despliega continuamente.
Básicamente, la formación de haces del DPDCH se
realiza en la unidad de una trama, por medio del producto vectorial
de los valores actualizados de los vectores de ponderación obtenidos
para una trama y almacenados, y los valores almacenados de los
datos del DPDCH que coinciden con el periodo actualizado del vector
de ponderación.
Como se ha descrito anteriormente, el DPCCH que
incluye la información de despliegue del DPDCH se recibe primero
con buena calidad a través de la formación de haces, y luego el
DPDCH forma su haz y se despliega. Esto puede brindar mejores
prestaciones que en el caso en que los vectores de ponderación del
DPCCH y del DPDCH se obtienen por separado utilizando,
respectivamente, las señales del DPCCH y del DPDCH.
Como se ha descrito anteriormente, la formación
de haces se lleva a cabo simultáneamente y por separado en los
respectivos dedos, considerando que los vectores de ponderación de
los respectivos dedos son distintos entre sí, debido a los
distintos ángulos de incidencia de los respectivos caminos.
A continuación, los estimadores 313a y 313b de
canal detectan el tamaño y la fase del desplazamiento de señal, a
través de los respectivos caminos de los dedos desde el DPCCH y el
DPDCH, a los cuales se aplican los valores de ponderación. Las
secciones 314a a 314c, de aplicación de la compensación por
distorsión, compensan las señales del DPCCH y del DPDCH a los
cuales se aplican los valores de ponderación, según el tamaño y fase
detectados.
Las señales de los respectivos dedos, cuyas
fases y tamaños se compensan, son sumadas por los combinadores 316
y 318, y un estimador 317 de SIR, y los valores finales de TFCI,
SIR, FBI y TPC se emiten al bloque 319 de información de medición
para el control de potencia, la estimación de SIR, etc.
Las señales del DPDCH de los respectivos dedos,
cuyas fases y tamaños se compensan, se suman por medio de otro
combinador 315, y se emiten los datos finales.
Segunda
Realización
En caso de que la sección 305 de cálculo de
vectores de ponderación utilice el algoritmo de formación de haces,
las matrices de autocorrelación de un vector v de señales,
donde sólo existe un componente de señal deseada, y un vector
u de señales, donde sólo existe un componente de señal de
interferencia, se obtienen analizando el componente de señal
deseada y el componente de señal de interferencia de la señal del
DPCCH.
Como el componente de señal deseada ya ha sido
desplegado por el código de la señal deseada en la señal desplegada
del DPCCH, el componente de señal deseada puede obtenerse procesando
la señal desplegada por el código correspondiente, y sumando la
señal procesada en un periodo de ganancia. Además, el componente de
la fuente de señal de interferencia puede obtenerse restando el
valor estimado del componente de señal deseada a la señal anterior
al despliegue.
Si las matrices de autocorrelación se obtienen
estimando el vector de componentes de señal deseada y el vector de
componentes de señal de interferencia, pueden obtenerse la matriz de
autocorrelación de la fuente de señal deseada y la matriz de
autocorrelación de la señal de interferencia, y luego pueden
obtenerse los vectores de ponderación para el sistema de antenas
inteligentes, utilizando las matrices obtenidas.
(3)\underline{\underline{R}}_{vv}w = \lambda \underline{\underline{R}} _{uu}
w
\newpage
En esta expresión matricial, puede suponerse que
\underline{\underline{R}} _{vv}, \underline{\underline{R}}
_{uu} corresponden a \underline{\underline{R}} _{yy},
\underline{\underline{R}} _{xx} de la ecuación 2. Como sólo el
procedimiento para obtener \underline{\underline{R}} _{vv},
\underline{\underline{R}} _{uu} es distinto, el sistema
ilustrado en la Fig. 5 puede utilizarse tal como está, excepto por
la porción correspondiente a la estimación de las dos matrices.
En consecuencia, excepto porque el procedimiento
de obtención de la matriz de autocorrelación de la fuente de señal
deseada y la matriz de autocorrelación de la señal de interferencia
ha cambiado, el procedimiento de procesamiento de señales para los
procesos espaciales y temporales básicos es el mismo que el
ilustrado en la Fig. 5.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que muestra
las etapas incluidas en un proceso de formación de haces del
sistema de antenas múltiples adaptables según las realizaciones de
la presente invención.
Con referencia a la Fig. 6, las señales
recibidas a través de una pluralidad de antenas son separadas en
caminos múltiples por el buscador multisendero 320 o 420 del DPCH,
y luego son asignadas a los respectivos dedos (etapa S10).
El dedo respectivo detecta una señal para un
usuario especificado descifrando la señal separada, y extrae una
señal de control desplegando la señal detectada según un factor de
despliegue predeterminado (aquí, a fin de extraer la señal de
control cuya razón de despliegue está fijada en 256) (etapa
S11).
El dedo respectivo también almacena en el
almacén temporal las señales restantes, excepto la señal de control
extraída, entre las señales descifradas (etapa S12). En este
momento, el almacén temporal almacena continuamente las señales
hasta que se obtienen los vectores de ponderación para un periodo de
trama de la señal de control extraída.
En cada camino respectivo, correspondiente a un
respectivo dedo, se extraen un vector de señal deseada y un vector
de señal de interferencia, desplegando la señal de control extraída
(etapa S13). El vector de señal de interferencia se extrae restando
la señal anterior al despliegue a la señal de control de la señal
desplegada del canal de control (etapa S13). El canal de control
tiene un factor de despliegue fijo (por ejemplo, 256) y un código
de canalización (o código de despliegue) predeterminado entre las
partes transmisoras y receptoras.
Los vectores de ponderación son actualizados por
caminos, en la unidad de un símbolo, ranura o trama según la
primera realización, que utiliza la señal posterior al despliegue
del canal de control y la señal anterior al despliegue de la señal
de control; la segunda realización, que utiliza la señal deseada y
la señal de interferencia; y la tercera realización, que utiliza
sólo la señal posterior al despliegue del canal de control (etapa
S14).
El vector de ponderación actualizado se aplica
al canal de control (etapa S15) en la unidad correspondiente.
Se juzga si el periodo del vector de ponderación
actualizado es el periodo de una trama (etapa S17) y, si no es así,
el vector de ponderación actualizado se acumula por caminos, y las
restantes señales almacenadas se almacenan continuamente (etapa
S16). Luego, se juzga si el periodo del vector de ponderación
acumulada es el periodo de una trama (etapa S17) y, si no es así,
se mantiene el almacenamiento del vector de ponderación acumulada y
las restantes señales almacenadas (etapa S16).
Sin embargo, si se juzga que el periodo del
vector de ponderación actualizada o acumulada es el periodo de una
trama, se aplica el vector de ponderación actualizada o acumulada a
un canal de datos (etapa S18). En otras palabras, se extrae una
señal de datos especificados desplegando por caminos las restantes
señales almacenadas en el almacén temporal, utilizando la
información de control (es decir, SF, código de canalización, etc.)
del canal de control al cual se aplica el vector de ponderación
durante el periodo de una trama. El vector de ponderación aplicado
a la señal de control de la misma fuente de señal se aplica a la
señal de datos extraídos (etapa S18).
Luego, se emite una señal deseada por medio de
la combinación de las señales de datos a las cuales se aplican los
vectores de ponderación en los caminos respectivos (etapa S19).
Mientras tanto, según la presente invención, los
vectores de ponderación obtenidos para cada periodo de actualización
de valores de ponderación, utilizando el DPCCH, sin utilizar el
almacén temporal, pueden aplicarse secuencialmente a las restantes
señales, y luego el canal de datos puede extraerse desplegando
secuencialmente las señales a las cuales se aplican los vectores de
ponderación.
Como se ha descrito anteriormente, según la
presente invención, los procesos espaciales y temporales se realizan
utilizando adecuadamente las características del sistema WCDMA, de
manera tal que se lleva a cabo no sólo el proceso temporal que
emplea la característica del código, sino también el proceso
espacial que utiliza la formación de antenas y, de tal manera,
puede obtenerse la ganancia en las prestaciones obtenida de la
formación de antenas, así como la ganancia en las prestaciones del
sistema WCDMA existente, mejorando por ello la calidad de la
comunicación.
Será obvio para aquellos versados en la
tecnología que pueden hacerse diversas modificaciones y variaciones
en la presente invención. Por ello, se pretende que la presente
invención cubra las modificaciones y variaciones de esta invención,
siempre que estén dentro del alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
Las realizaciones y ventajas precedentes son a
modo de mero ejemplo, y no deben interpretarse como limitadoras de
la presente invención. La presente exposición puede aplicarse
inmediatamente a otros tipos de dispositivos. Se pretende que la
descripción de la presente invención sea ilustrativa, y no
limitativa, del alcance de las reivindicaciones. Muchas
alternativas, modificaciones y variaciones serán obvias para
aquellos versados en la tecnología.
Claims (12)
1. Un procedimiento para procesar señales en un
sistema de comunicación WCDMA por radio, que tiene una pluralidad
de antenas (1-N), y que comprende:
- extraer señales de control (DPCCH)
desplegando señales transmitidas a un usuario especificado a través
de la pluralidad de antenas, utilizando un factor de despliegue
predeterminado (SF_{DPCCH});
- estimar valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) de las respectivas antenas,
utilizando señales anteriores al despliegue de las señales de
control (DPCCH) y señales posteriores al despliegue de las señales
de control (DPCCH);
caracterizado porque
- los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) se estiman utilizando una razón
entre las señales (x) anteriores al despliegue de las señales de
control (DPCCH) y las señales (y) posteriores al despliegue de las
señales de control (DPCCH);
- la extracción de señales de datos (DPDCH) por
despliegue de las señales restantes, excepto las señales de control
(DPCCH), entre las señales (DPCH) transmitidas al usuario
especificado utilizando información de control (SF_{DPDCH}, TFCI)
proporcionada a partir de las señales de control extraídas
(DPCCH);
- la multiplicación de las señales de datos
extraídas (DPDCH) por los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) de las respectivas antenas
(1-N); y
- la combinación y emisión de las señales de
datos (datos) multiplicadas por los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}).
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende las etapas de:
- calcular una primera matriz de autocorrelación
(R_{xx}) de las respectivas antenas (1-N),
utilizando señales (x) anteriores al despliegue de las señales de
control (DPCCH);
- calcular una segunda matriz de autocorrelación
(R_{yy}) de las respectivas antenas (1-N),
utilizando señales (y) posteriores al despliegue de las señales de
control (DPCCH);
- estimar valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) de las respectivas antenas
(1-N), utilizando las matrices de autocorrelación
primera y segunda (R_{xx}, R_{yy}).
3. Un procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende las etapas de:
- calcular un vector de señal de interferencia
(u) restando la señal posterior al despliegue de las señales de
control (DPCCH) de la señal anterior al despliegue de las señales de
control (DPCCH); y
- estimar valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) utilizando la razón entre una
señal deseada (v) extraída de la señal de control (DPCCH) posterior
al despliegue y un vector de señal de interferencia (u).
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual la etapa de extracción de la señal de datos (DPDCH)
comprende:
- almacenar temporalmente las señales restantes,
excepto las señales de control (DPCCH), entre las señales (DPCH)
transmitidas al usuario especificado;
- juzgar si un periodo temporal de los valores
de ponderación estimados (W_{1}-W_{N}) es un
periodo de una trama; y
- extraer las señales de datos (DPDCH) aplicando
los valores de ponderación estimados
(W_{1}-W_{N}) a las restantes señales
almacenadas, si se juzga que el periodo de tiempo es el periodo de
una trama.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en
el cual los valores de ponderación estimados
(W_{1}-W_{N}) se actualizan durante cada
periodo de actualización de ponderaciones, y se acumulan durante el
periodo de una trama.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente:
- aplicar los valores de ponderación estimados
(W_{1}-W_{N}) a los canales de control
(DPCCH);
- obtener la información de control
(SF_{DPDCH}, TFCI) de los canales de control (DPCCH) a los cuales
se aplican los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}).
7. Un procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual la etapa de estimación de los valores de ponderación
comprende adicionalmente:
\newpage
\global\parskip0.950000\baselineskip
- estimar valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) de las respectivas antenas
(1-N) en la pluralidad de antenas, utilizando una
señal separada de las señales de control extraídas (DPCCH)
anteriores al despliegue de la señal de control (DPCCH) y
posteriores al despliegue de la señal de control (DPCCH) en la
unidad de un símbolo o ranura;
- aplicar los valores de ponderación estimados
(W_{1}-W_{N}) a los canales de control (DPCCH)
en la unidad correspondiente, y acumular los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) durante el periodo de una
trama;
- obtener información de control (SF_{DPDCH},
TFCI) del canal de control (DPCCH) al cual se aplican los valores
de ponderación estimados (W_{1}-W_{N}) durante
el periodo de una trama;
- extraer señales de datos (DPDCH) desplegando
las restantes señales, excepto las señales de control (DPCCH),
entre las señales (DPCH) transmitidas al usuario especificado,
utilizando la información de control (SF_{DPDCH}, TFCI);
- multiplicar las señales de datos extraídas
(DPDCH) por los valores de ponderación acumulados
(W_{1}-W_{N}) de las respectivas antenas
(1-N); y
- combinar y emitir las señales de datos (datos)
multiplicadas por los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}).
8. Un sistema de comunicación WCDMA por radio
que tiene una pluralidad de antenas, comprendiendo el
dispositivo:
- al menos un dedo (322) y al menos un estimador
de canal (313a), comprendiendo el dedo (322):
- un primer desplegador (304-1 -
304-N) de señal, adaptado para extraer señales de
control (DPCCH) desplegando señales (DPCH) transmitidas a un
usuario especificado a través de la pluralidad de antenas
(1-N), utilizando un factor de despliegue
predeterminado (SF_{DPCCH});
caracterizado por
- una unidad (305) de estimación de valores de
ponderación, adaptada para estimar valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}) utilizando una razón entre
señales (x) anteriores al despliegue del canal de control (DPCCH) y
señales (y) posteriores al despliegue del canal de control
(DPCCH);
- un segundo desplegador de señales
(309-1, ..., 309-N9) adaptado para
extraer señales de datos desplegando las restantes señales, excepto
las señales de control, entre las señales transmitidas al usuario
especificado utilizando las señales de control;
- una unidad (310-1, ...,
310-N) de aplicación de valores de ponderación,
adaptada para multiplicar las señales de datos extraídas (DPDCH)
por los valores de ponderación (W_{1}-W_{N}) de
las respectivas antenas (1-N); y
- un combinador (315) adaptado para combinar y
emitir las señales de datos (datos) multiplicadas por los valores
de ponderación (W_{1}-W_{N}).
9. Un sistema de comunicación WCDMA por radio
según la reivindicación 8, que comprende adicionalmente:
- un almacén temporal (304-1,
..., 304-N) para almacenar temporalmente las señales
restantes, excepto las señales de control (DPCCH), entre las
señales (DPCH) transmitidas al usuario especificado; y
- un discriminador (321) para juzgar si un
periodo de tiempo de los valores de ponderación estimados
(W_{1}-W_{N}) es un periodo de una trama;
- en donde, si se juzga que el periodo de tiempo
es un periodo de una trama, el segundo desplegador de señales
(309-1, ..., 309-N9) extrae las
señales de datos (DPDCH) aplicando los valores de ponderación
estimados (W_{1}-W_{N}) a las restantes señales
almacenadas.
10. Un sistema de comunicación WCDMA por radio
según las reivindicaciones 8 o 9, en el cual los valores de
ponderación estimados (W_{1}-W_{N}) se
actualizan durante cada periodo de actualización de ponderaciones,
y se acumulan durante el periodo de una trama.
11. Un sistema de comunicación WCDMA por radio
de la reivindicación 8, en el cual el estimador (305) de valores de
ponderación calcula un vector (u) de señal de interferencia restando
la señal posterior al despliegue de las señales de control (DPCCH)
a la señal anterior al despliegue de las señales de control (DPCCH),
y estima el valor de ponderación (W_{1}-W_{N})
utilizando la razón entre una señal deseada (v) extraída de la señal
posterior al despliegue, y el vector (u) de señal de
interferencia.
12. Un sistema de comunicación WCDMA por radio
de la reivindicación 8, en el cual el primer desplegador
(304-1, ..., 304-N) de señales
aplica los valores de ponderación estimados
(W_{1}-W_{N}) a los canales de control (DPCCH)
y proporciona al segundo desplegador (309-1, ...,
309-N) de señales la información de control
(SF_{DPDCH}, TFCI) de los canales de control (DPCCH) a los cuales
se aplican los valores de ponderación
(W_{1}-W_{N}).
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