ES2278645T3 - Procedimiento para la transmision de señales de datos entre una estacion de emision y varias estaciones de recepcion, estacion de emision y estacion de recepcion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la transmisión de señales de datos entre una estación de emisión (1) y varias estaciones de recepción (5, 6) a través de canales de radio (10), en el que en la estación de emisión (1) se propagan las señales de datos para diferentes estaciones de recepción (5, 6) con diferentes códigos, en el que se lleva a cabo una corrección previa de las señales de datos a transmitir y en el que durante la corrección previa se tienen en cuenta las propiedades de transmisión de todos los canales de radio (10) y todos los códigos diferentes, en el que las señales de datos a transmitir son pre-corregidas en la estación de emisión (1) a través de filtración, caracterizado porque al menos con una parte de las señales de datos se transmiten señales de referencia hacia las diferentes estaciones de recepción (5) y antes de su transmisión se filtran de la misma manera que las señales de datos.
Description
Procedimiento para la transmisión de señales de
datos entre una estación de emisión y varias estaciones de
recepción, estación de emisión y estación de recepción.
La invención parte de un procedimiento para la
transmisión de señales de datos entre una estación de emisión y
varias estaciones de recepción, de una estación de emisión y de una
estación de recepción del tipo de las reivindicaciones
independientes.
Se conoce ya a partir de la solicitud de patente
alemana DE 198 18 215 A un procedimiento para la transmisión de
señales entre una estación de base y varias estaciones móviles a
través de canales de radio, en el que los datos de diferentes
estaciones móviles son difundidos con diferentes códigos. En un
modulador se lleva a cabo una supresión previa de las
interferencias de las señales a transmitir. Durante la supresión
previa de las interferencias, se tienen en cuenta las propiedades de
transmisión de todos los canales de radio y de todos los códigos
diferentes.
El procedimiento de acuerdo con la invención, la
estación de emisión de acuerdo con la invención y la estación de
recepción de acuerdo con la invención con las características de las
reivindicaciones independientes tienen, en cambio, la ventaja de
que las señales de datos a transmitir son desprovistas de
interferencias previamente en la estación de emisión a través de
filtrado. De esta manera, la eliminación previa de las
interferencias representa una parte del canal de transmisión desde
la estación de emisión hacia la estación de recepción, de manera
que se posibilita corrección de las señales de datos a transmitir
pre-corregidas en la estación de recepción. Sobre
todo en el caso de modificaciones rápidas de las propiedades del
canal de transmisión se puede compensar, por lo tanto, a través de
la corrección en la estación de recepción una corrección previa
errónea, que no puede seguir ya con suficiente rapidez las
modificaciones de las propiedades del canal de transmisión.
A través de las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes son posibles desarrollos ventajosos y
mejoras del procedimiento, de la estación de emisión y de la
estación de recepción de acuerdo con las reivindicaciones
independientes.
Es especialmente ventajoso que al menos con una
parte de las señales de datos se transmitan señales de referencia
hacia las diferentes estaciones de recepción y sean filtradas antes
de su transmisión de la misma manera que las señales de datos. De
este modo, se pueden transmitir señales de referencia desde la
estación de emisión hacia la estación de recepción correspondiente
con la misma corrección previa que las señales de datos, de manera
que en la estación de recepción correspondiente se puede llevar a
cabo una estimación de canal teniendo en cuenta la corrección
previa con la ayuda de las señales de referencia recibidas. De este
modo se puede realizar, sobre todo en el caso de modificaciones
rápidas del canal, una corrección posterior en la estación de
recepción, cuando la corrección previa no está adaptada ya en la
estación de emisión a las nuevas propiedades del canal.
Es especialmente ventajoso que las señales de
datos y las señales de referencia sean
pre-corregidas a través de un filtro común. De este
modo se asegura la misma corrección previa para las señales de datos
y las señales de referencia y al mismo tiempo se ahorran gastos y
tiempo para la corrección previa, puesto que no es necesario
realizar una corrección previa separada para las señales de
referencia.
También es ventajoso que se transmita una señal
de referencia propia para una primera estación de recepción. De
esta manera se puede detectar a partir de las señales de referencia,
recibidas en la primera estación de recepción, la señal de
referencia, que está asociada al canal de radio desde la estación de
emisión hacia la primera estación de recepción, a través de la
recepción de correlación, de manera que la estación de recepción se
puede sincronizar a esta señal de referencia. En este caso, se tiene
en cuenta al mismo tiempo para la sincronización las propiedades de
transmisión de HF en el trayecto de transmisión de retorno desde la
estación de recepción hacia la estación de emisión en virtud de la
corrección previa de la señal de referencia, que se basa, en
efecto, en la estimación de canal del trayecto de transmisión de
retorno.
Es especialmente ventajoso que al menos una
parte de las señales de datos sea acortada después de su filtración
y antes de su transmisión en la medida de al menos un componente. De
este modo se impiden las interferencias entre ráfagas consecutivas
durante la transmisión de las señales de datos.
Es especialmente ventajoso que en la primera
estación de recepción se verifique si las señales de datos son
recibidas a través de varias vías, que se aplique en este caso un
procedimiento para la corrección y despropagación de las señales de
datos recibidas, especialmente por medio de un receptor de rastrillo
o de un procedimiento de Joint Detection y que, por, otra parte, se
lleve a cabo una detección de los datos solamente a través de
despropagación, especialmente por medio de un segundo receptor de
correlación. De esta manera, es posible adaptar la detección de los
datos en la estación de recepción correspondiente también en el caso
de recepción de señales pre-corregidas en la
estación de emisión a diferentes propiedades variables con el tiempo
del canal de radio desde la estación de emisión hacia la estación
de recepción correspondiente, sobre todo cuando en virtud de
modificaciones rápidas de estas propiedades, la corrección previa no
está ya actualizada. En este caso, se puede configurar la detección
más costosa y se puede ampliar con una corrección, de manera que no
hay que tolerar en adelante mermas en la calidad de recepción en la
estación de recepción correspondiente.
A través de la verificación de la recepción por
vías múltiples en la primera estación de recepción, no es necesaria
una señalización por parte de la estación de emisión, del tipo de
detección de datos que debe realizarse en la primera estación de
recepción.
Un ejemplo de realización de la invención se
representa en el dibujo y se explica en detalle en la descripción
siguiente. La figura 1 muestra un diagrama de bloques de una
estación de emisión de acuerdo con la invención y de una estación
de recepción de acuerdo con la invención. La figura 2 muestra un
diagrama de flujo del procedimiento de acuerdo con la invención. La
figura 3 muestra la estructura temporal de una ráfaga. La figura 4
muestra un diagrama de tiempo y potencia para la evaluación del
canal de radio desde la estación de emisión hacia la estación de
recepción y la figura 5 muestra la estructura general de un sistema
de radio móvil.
En la figura 5 se representa de forma
esquemática una célula de radio de un sistema de teléfono móvil
celular o bien de un sistema de radio móvil con una estación de
emisión 1 configurada como estación de base, con una primera
estación de recepción 5 configurada como estación móvil así como con
otras estaciones de recepción 6 configuradas de la misma manera
como estaciones móviles. En este sistema es esencial que se lleve a
cabo un intercambio de datos siempre sólo entre la estación de base
1 y las estaciones móviles 5, 6 y no sea posible ningún intercambio
de datos directo entre las estaciones móviles 5, 6. De una manera
correspondiente, la estación de base 1 se designa también como
estación central y las estaciones móviles 5, 6 se designan como
estaciones periféricas. El intercambio de datos entre la estación
de base 1 y las estaciones móviles 5, 6 se lleva a cabo a través de
transmisión por radio. La transmisión por radio desde la estación de
base 1 hacia una de las estaciones móviles 5, 6 se designa en este
caso como enlace descendente (Downlink) y la transmisión de datos
desde una de las estaciones móviles 5, 6 hacia la estación de base 1
se designa como enlace ascendente (Uplink). En un sistema de este
tipo representado en la figura 5, con una estación central o
estación de base 1 y varias estaciones periféricas o estaciones
móviles 5, 6 hay que establecer cómo se modulan los datos para las
diferentes estaciones móviles 5, 6, para que se puedan detectar de
una manera separada en los receptores de las diferentes estaciones
móviles 5, 6. En el sistema de acuerdo con la figura 5 se trata de
un llamado sistema CDMA (Acceso Múltiple por División de Código),
en el que para la transmisión de datos se dispone de una banda de
frecuencia común, donde los canales de radio individuales entre la
estación de base 1 y las estaciones móviles 5, 6 respectivas se
diferencian en lo que se refiere a un código, con el que se difunde
la señal para la estación móvil 5, 6 correspondiente. A
continuación se describe el caso, en el que varias estaciones
móviles 5, 6 están previstas junto a la estación de base 1 en la
célula de radio. A través de la difusión con el código se
distribuyen este caso cada señal, que debe intercambiarse entre la
estación de base 1 y una estación móvil 5, 6 determinada, sobre
todo el espectro que está disponible. Cada bit de información
individual a transmitir se descompone en este caso en una
pluralidad de "chips" más pequeños. De este modo se distribuye
la energía de un bit sobre todo el espectro de frecuencia, que está
disponible en el sistema CDMA. En la figura 2 se explica en detalle
un sistema CDMA con la ayuda de una transmisión de enlace
descendente.
La figura 1 muestra de nuevo la estación de
emisión 1 configurada como estación de base y la primera estación
de recepción 5 configurada como estación móvil. La estación de base
1 comprende en este caso una primera antena 100. La primera
estación de recepción 5 comprende una segunda antena 105. La
estación de base 1 y la primera estación de recepción 5
intercambian de esta manera datos a través de un primer canal de
radio 10 en la dirección de transmisión de enlace descendente desde
la estación de base 1 hacia la primera estación de recepción 5 y un
segundo canal de radio no representado en la figura en la dirección
de transmisión de enlace ascendente desde la primera estación de
recepción 5 hacia la estación de emisión 1. El primer canal de
radio 10 describe en este caso un trayecto de transmisión desde la
primera antena 100 hacia la segunda antena 105. El segundo canal de
radio describe un trayecto de transmisión desde la segunda antena
105 hacia la primera antena 100. La estación de base 1 comprende un
generador de datos 110, que representa una fuente de datos y que
genera corrientes de datos. Las corrientes de datos son alimentadas
a un modulador 30 de la estación de base 1, que acondiciona las
corrientes de datos desde la fuente de datos 110 para la transmisión
a través de primer canal de radio 10. A tal fin, el modulador 30
necesita todavía informaciones de código, que se ponen a
disposición desde un generador de código 35. El modulador 30 genera
a partir de las corrientes de datos y de las informaciones de
código una señal de datos difundida con las informaciones de
códigos, que es alimentada a un filtro 15 de la estación de base 1.
En este caso, se alimentan en el modulador 30 corrientes de datos
para diferentes estaciones de recepción con diferentes códigos. En
el filtro 15 tiene lugar una corrección previa de las corrientes de
datos teniendo en cuenta las propiedades de transmisión de todos los
canales de radio y de todos los códigos diferentes. La
consideración de los diferentes códigos se lleva a cabo por medio
de las informaciones de códigos a partir del generador de código 35,
que está conectado con esta finalidad con el filtro 15. La
consideración de las propiedades de transmisión de los canales de
radio se lleva a cabo a través de un estimador de canal 25, que
estima los canales de radio en la dirección de transmisión de enlace
ascendente desde las estaciones de recepción individuales 5, 6
hacia la estación de base 1. Esto es posible especialmente cuando
los canales de radio están realizados en el encale ascendente y en
el enlace descendente de acuerdo con un modo dúplex por división de
tiempo TDD (Dúplex por División de Tiempo). Las propiedades de
transmisión de los canales de radio entre la estación de base 1 y
una estación de recepción correspondiente son casi iguales en el
enlace ascendente y en el enlace
descendente.
descendente.
El estimador de canal 25 está conectado con un
primer dispositivo de emisión y recepción 45, en el que está
conectada la primera antena 100 como antena de emisión y recepción y
desde el que el estimador de canal recibe señales de referencia
desde las estaciones de recepción 5, 6 individuales, con el fin de
calcular las propiedades de transmisión en el enlace ascendente
respectivo y con el fin de utilizar, como estimación de las
propiedades de transmisión para el enlace descendente respectivo, en
el ejemplo de realización de acuerdo con la figura 1 por lo tanto,
el primer canal de radio 10.
El filtro 15 es con preferencia lineal. Puede
estar previsto prever un filtro de este tipo en la estación de base
1 para cada estación de recepción 5, 6, que se encuentra en la
célula de radio de la estación de base 1. Las diferentes señales
parciales codificadas de acuerdo con CDMA contenidas en la señal
general codificada a través del modulador 30 para las estaciones de
recepción 5, 6 individuales se filtran entonces de forma diferente.
En la figura 1 se representa a modo de ejemplo el filtro 15 para la
primera estación de recepción 5.
Además, como se representa en la figura 1, está
previsto que se disponga un generador de señales de referencia 40
en la estación de base 1, que genera para una o varias de las
estaciones de recepción 5, 6 en cada caso una señal de referencia.
Esta señal es filtrada con el filtro 15 de la misma manera que las
señales de datos previstas para la estación de recepción 5, 6
respectiva. Las señales de referencia son alimentadas en este caso
al filtro 15 desde el generador de señales de referencia 40 de
acuerdo con la figura 1, de manera que las señales de datos y las
señales de referencia son pre-corregidas a través
del filtro 15.
La transmisión de las señales de datos y de las
señales de referencia desde la estación de base 1 a la primera
estación de recepción 5 de acuerdo con el ejemplo descrito aquí se
lleva a cabo en forma de ráfagas 120 de la duración 85 sobre el eje
de tiempo t de acuerdo con la figura 3. Las ráfagas 120, en las que
deben transmitirse señales de referencia, son divididas de acuerdo
con el ejemplo en la figura 3 en un primer bloque 70, un segundo
bloque 75 y un tercer bloque 80, donde el segundo bloque medio 75
comprende las señales de referencia y los otros dos bloques 70, 80
comprenden las señales de datos. La ráfaga 120 se forma en este
caso en la entrada del filtro 15. El filtro 15 puede realizar ahora
la corrección previa o bien bloque por bloque, de manera que los
bloques 70, 75, 80 de la ráfaga son pre-corregidos
de forma separada, ráfaga por ráfaga, de manera que los bloques 70,
75, 80’ son pre-corregidos de una manera coherente.
El generador de señales de referencia 40 puede generar para cada
estación de recepción y, por lo tanto, de acuerdo con el ejemplo
descrito aquí, también para la primera estación de recepción 5 en la
célula de radio de la estación de base 1, una señal de referencia
propia, que es conocida en la estación de recepción correspondiente
y que se inserta como segundo bloque de datos 75 en una de las
ráfagas 120 a transmitir hacia la estación de recepción
correspondiente antes de la filtración en el filtro 15. En este
caso, no es necesario insertar una señal de referencia en cada
ráfaga 120. Las ráfagas 120 formadas de esta manera son
pre-corregidas como se ha descrito en los filtros
respectivos para las estaciones de recepción 5, 6 individuales,
teniendo lugar la corrección previa para la primera estación de
recepción 5 en el filtro 15 de acuerdo con la figura 1. Las ráfagas
120 pre-corregidas de esta manera son transmitidas
entonces desde el filtro 15 o bien desde los filtros al dispositivo
de emisión y recepción 45, desde donde son difundidas a través de la
primera antena 100 y a través de los canales de radio
correspondientes en el enlace descendente a las estaciones de
recepción correspondientes o bien en el caso de la primera estación
de recepción 5 a través del primer canal de radio 10.
En este caso, puede estar previsto que el
dispositivo de emisión y recepción 45 acorte al menos una parte de
las señales de datos a transmitir a la estación de recepción
respectiva y, dado el caso, de las señales de referencia después de
su filtración en la medida de uno o varios componentes, como máximo
a la longitud de las señales de datos o bien de las señales de
referencia antes de la filtración.
El modulador 30 genera a partir de las
corrientes de datos y de las informaciones de códigos una señal de
emisión, que es enviada a la primera estación de recepción 5 y a las
otras estaciones de recepción 6 después de la filtración en el
filtro respectivo. En la figura 1 se representa a modo de ejemplo
solamente la primera estación de recepción 5 como estación móvil de
recepción, Si estuviera prevista solamente la primera estación de
recepción 5 como estación móvil de recepción en la célula de radio
para la alimentación con una única corriente de datos, entonces
solamente sería necesaria una información de código en la estación
de base 1. La estación de base 1 emite, sin embargo, en general, al
mismo tiempo a través de canales de radio correspondientes también
a las otras estaciones de recepción 6, cuyos datos respectivos están
modulados con diferentes códigos. Las otras estaciones de recepción
no se representan en la figura 1 por razones de simplicidad.
El generador de código 35 genera códigos en
función de las comunicaciones de radio seleccionadas con las
estaciones de recepción.
Los datos a transmitir con las señales son
difundidos en el modulador 30 con estos códigos.
En la transmisión entre la estación de base 1 y
la primera estación de recepción 5 aparecen ahora una pluralidad de
interferencias. Una primera interferencia es designada en este caso
como ISI (interferencia entre símbolos) y resulta porque una señal
de radio emitida puede llegar a través de varias trayectorias
diferentes hacia el receptor, distinguiéndose los tiempos de
llegada en una media insignificante en el receptor. Por lo tanto,
se trata de una interferencia, que se produce en el canal de radio
respectivo porque las señales emitidas con anterioridad en el
tiempo interfieren sobre las señales recibidas actualmente (por lo
tanto: interferencia entre símbolos). Otra interferencia se produce
porque carias corrientes de datos son transmitidas al mismo tiempo,
las cuales solamente se diferencian en lo que se refiere al código.
Esta interferencia se produce cuando la estación de base 1 está en
contacto por radio al mismo tiempo con varias estaciones de
recepción 5, 6, lo que se representa, en general, en los sistemas
modernos de teléfonos móviles. Por lo tanto, se trata de una
interferencia, que parte de las señales de diferentes usuarios y
que, por lo tanto, se designa también como MASI (interferencia de
acceso múltiple).
MAI e ISI se eliminan a través de la corrección
previa por medio del o de los filtros en la estación de base.
A continuación se considera a modo de ejemplo la
recepción de las señales emitidas desde la estación de base 1 en la
primera estación de recepción 5. La primera estación de recepción 5
comprende a tal fin un circuito de emisión y recepción 50, en el
que está conectada la segunda antena 105 como antena de emisión y
recepción. A través de la segunda antena 105, la primera estación de
recepción recibe en este caso, en general, todas las corrientes de
datos de enlace descendente en la célula de radio de la estación de
base 1 y en concreto a través de su primer canal de radio 10. Las
señales de la estación de base 1, recibidas a través de este canal
de radio de enlace descendente, son transmitidas desde el circuito
de emisión y recepción 50 a un demultiplexor 90, que puede separar
a partir de las señales recibidas en virtud de la estructura
conocida de la ráfaga de acuerdo con la figura 3 las señales de
datos de las señales de referencia en los diferentes bloques 70, 75,
80 de las ráfagas 120 respectivas. Las señales de referencia
recibidas de esta manera y previstas, en general, para varias
estaciones de recepción, son alimentadas a uno primer receptor de
correlación 20 y son correlacionadas allí con la señal de
referencia predeterminada para la primera señal de recepción 5.
A continuación del primer receptor de
correlación 20 está conectado un dispositivo de sincronización 95,
que sincroniza a partir del resultado de la correlación las señales
de datos separadas a través del demultiplexor 90 en una unidad de
acondicionamiento de los datos 115 que está conectada a continuación
del demultiplexor 90 para las señales de datos extraídas. A tal
fin, selecciona el instante del valor de correlación máximo,
calculado por el primer receptor de correlación, como instante de
sincronización, puesto que en este instante predomina la máxima
correlación entre las señales de referencia recibidas y la señal de
referencia predeterminada para la primera estación de recepción. El
resultado de la correlación se representa en la figura 4. Allí se
registra la potencia P de los componentes \hat{h}_{i},
\hat{h}_{j} individuales calculados en la correlación sobre el
tiempo t. En el instante t_{2} se calcula en este caso el valor de
correlación máxima 100 de manera que se selecciona
el instante t_{2} como instante de la sincronización. De una
manera correspondiente, el dispositivo de sincronización 95 adapta
la fase de las señales de datos recibidas en la unidad de
acondicionamiento de los datos 115 a la fase del valor de
correlación máxima calculado en el instante t_{2}.
Por medio del primer receptor de correlación 20
se lleva a cabo también una estimación del primer canal de radio 10
a partir de las señales de referencia recibidas. La estimación del
canal se puede llevar a cabo en este caso de la misma manera a
partir de la comparación de las señales de referencia recibidas con
la señal de referencia predeterminada para la primera estación de
recepción por medio de una correlación, como se ha descrito,
resultando, como se ha descrito, las componentes \hat{h}_{i},
\hat{h}_{j} de la estimación de canal de acuerdo con la figura
4. A continuación del primer receptor de correlación 20 está
conectado ahora también un dispositivo de evaluación 65, que
verifica por medio de la estimación del canal si dentro de un
periodo de tiempo 125 predeterminado de acuerdo con la figura 4 se
excede exactamente en una trayectoria i del primer canal de radio
10 el valor de potencia predeterminado 101 , donde
c_{crit} es un factor crítico que debe fijarse. Si éste es el
caso, entonces se establece la recepción de una trayectoria en el
dispositivo de evaluación 65, en otro caso se establece la
recepción por varias trayectorias. De acuerdo con el ejemplo según
la figura 4, el valor de potencia predeterminado
101 solamente se excede en el instante t_{2}
dentro del periodo de tiempo predeterminado 125, de manera que es
emitido por la recepción de una trayectoria.
El periodo de tiempo predeterminado 125 es
seleccionado en este caso en el orden de magnitud de la diferencia
máxima de retardo de las trayectorias de los canales de una división
de tiempo. En el caso de un periodo de tiempo 125 predeterminado
demasiado corto, existe el peligro de una detección falsa de una
recepción de una trayectoria, en el caso de un periodo de tiempo
125 predeterminado demasiado largo, existe el peligro de una
detección falsa de una recepción por varias trayectorias.
La primera estación de recepción 5 comprende
ahora, además, un primer detector 55 para la realización de un
procedimiento para la corrección y despropagación de las señales de
datos recibidas.
A tal fin, se puede aplicar, por ejemplo, un
procedimiento de Joint Detection o se puede emplear un receptor de
rastrillo. El primer detector 55 se puede conectar a través de un
primer conmutador 130 controlable con la salida de la unidad de
acondicionamiento de los datos 115.
\newpage
La primera estación de recepción 5 comprende,
además, un segundo detector 60 para la realización de un
procedimiento para la detección de los datos solamente a través de
la despropagación de las señales de datos recibidas. A tal fin, se
puede utilizar, por ejemplo, un segundo receptor de correlación. El
segundo detector 60 se puede conectar de una manera alternativa al
primer detector 55 a través del primer conmutador controlable 130
con la salida de la unidad de acondicionamiento de los datos
115.
A través de un segundo conmutador controlable
135 se puede conectar de una manera opcional el primer detector 55
o el segundo detector 60 con una salida de datos 140, que conduce
los datos detectados a un procesamiento posterior.
La activación de los dos conmutadores
controlables 130, 135 se lleva a cabo a través del dispositivo de
evaluación 65. El procedimiento a realizar por el primer detector 55
para la corrección y despropagación necesita al menos para el
proceso de corrección la estimación del canal de las propiedades de
transmisión del primer canal de radio 10, que se alimenta desde el
primer receptor de correlación 20 al primer detector 55.
El dispositivo de evaluación 65 controla ahora
los dos conmutadores controlables 130, 135, de tal manera que
conecta el primer detector 55 con la unidad de acondicionamiento de
los datos 115 y con la salida de datos 140, cuando se establece la
recepción por varias trayectorias. En la recepción de una
trayectoria detectada, en cambio, el dispositivo de evaluación 65
controla los dos conmutadores controlables 130, 135, de tal manera
que conectan el segundo detector 60 con la unidad de
acondicionamiento de datos 115 y con la salida de datos 140.
Para la despropagación necesaria en cada caso a
través del primer detector 55 o del segundo detector 60 están
depositadas en la primera estación de recepción 5 las informaciones
de código asociadas a la primera estación de recepción 5 y son
alimentadas a los dos detectores. Esto no se representa en la figura
1 por razones de claridad.
Para la transmisión en el enlace ascendente, la
primera estación de recepción 5 comprende otra fuente de datos 145,
desde la que se transmiten señales de datos y, dado el caso, señales
de referencia a través del circuito de emisión y recepción 50 y a
través de la segundas antena 105 hacia la estación de base 1. Con
la ayuda de las señales de referencia transmitidas en el enlace
ascendente, el estimador de canal 25 puede estimar, por ejemplo, a
través de la relación de correlación descrita, el canal de radio no
representado en la figura 1 en el enlace ascendente y puede
utilizar la estimación para la corrección previa en el filtro 15,
como se ha descrito.
A través de la corrección previa con el filtro
15 es posible considerar el filtro 15 junto con el primer canal de
radio 10 como canal de transmisión y estimar en la primera estación
de recepción una respuesta de impulso general para este canal de
transmisión. Ésta es la condición previa para posibilitar una
corrección de las señales de datos transmitidas a través de este
canal de transmisión en la primera estación de recepción 5. La
corrección en la primera estación de recepción 5 tiene en cuenta de
esta manera también una corrección errónea a través del filtro 15,
que se obtiene especialmente cuando, por ejemplo, en virtud de un
movimiento relativo correspondientemente rápido de la primera
estación de recepción 5 con respecto a la estación de base 1, se
modifican las propiedades del primer canal de radio 10 tan
rápidamente que la estimación de las propiedades de transmisión del
primer canal de radio 10, en virtud de la determinación de las
propiedades de transmisión en el enlace ascendente no es ya actual
en el instante de la transmisión siguiente a través del primer canal
de radio 10. La corrección en la primera estación de recepción 5
elimina entonces las MAI e ISO que están presentes todavía debido a
una corrección previa errónea.
Una condición previa para la consideración de la
corrección previa durante la corrección es la utilización de un
filtro 15 con coeficientes constantes durante el periodo de tiempo
85 de una ráfaga 120, que se pueden modificar, sin embargo, de una
ráfaga a otra en función de la estimación del canal en el enlace
ascendente por medio del estimador del canal 25.
En la primera estación de recepción 5 se estima
el primer canal de radio 10 con la ayuda de la señal de referencia
asociada y pre-corregida, detectada a través del
primer receptor de correlación 20, como se ha descrito
anteriormente. La estimación no sólo describe el primer canal de
radio 10 propiamente dicho, sino, como se ha descrito, la
combinación del primer canal de radio 10 y el filtro 15.
Adicionalmente, en esta estimación se tiene en cuenta también el
procesamiento HF, que comprende en la estación de base 1 el
dispositivo de emisión y recepción 45 con un filtro HF, con un
amplificador de potencia y con un cableado, y que comprende en la
primera estación de recepción 5 el circuito de emisión y recepción
50 con un filtro HF, con un amplificador, con un filtro ZF, con un
filtro de banda de base y con un cableado. El filtro HF, el filtro
ZF, el filtro de banda de base, el amplificador y el cableado no se
representan en la figura 1.
Esto tiene la ventaja de que se pueden mantener
todas las funciones, que se basan en la estimación de canal, de la
primera estación de recepción 5, especialmente la sincronización de
la primera estación de recepción 5 a la estación de base 1, por
medio de una señal de referencia, frente a un sistema sin corrección
previa. El sistema con corrección previa de filtro es, en efecto,
equivalente a un sistema sin corrección previa, en el que el primer
canal de radio 10 está ampliado con el filtro 15. Esto significa
especialmente las siguientes ventajas:
A pesar de la corrección previa, se pueden
emplear procedimientos correctores como, por ejemplo, el
procedimiento JD (Joint Detection) o un receptor de rastrillo para
la detección. Puesto que la corrección previa se tiene en cuenta
totalmente en la estimación del canal del receptor, se tiene en
consideración de la misma manera de forma automática a través de un
procedimiento de corrección de este tipo, que utiliza la estimación
de canal total.
Se pueden continuar utilizado sin modificaciones
los mecanismos de sincronización que se basan en las señales de
referencia. La modificación de la sincronización, que es necesaria
en virtud de la corrección previa, con respecto a un sistema sin
corrección previa, se tiene en cuenta de forma automática a través
de las señales de referencia modificadas a través de la corrección
previa.
También las propiedades de transmisión de HF de
la estación de base 1 y de la primera estación de recepción están
contenidas en las estimaciones de canal de la primera estación de
recepción. Las propiedades de transmisión de HF en al trayecto de
retorno en el enlace ascendente están contenidas en el filtro 15
estimado al mismo tiempo a través del estimador de canal 25. Las
propiedades de transmisión de feb el trayecto hacia delante en el
enlace descendente son estimadas directamente al mismo tiempo en la
primera estación de recepción 5. Las diferencias del tiempo de
propagación debidas a las diferentes propiedades de transmisión de
HF en el trayecto de retorno y en el trayecto hacia delante son
tenidas en cuenta en este caso de una manera automática a través de
la sincronización que se basa en las señales de referencia.
A través de la transmisión de señales de
referencia desde la estación de base 1 hacia la primera estación de
recepción 5 se puede sincronizar la primera estación de recepción 5
a la transmisión de las señales destinadas para la primera estación
de recepción 5, siendo tenidas en cuenta a través de la corrección
previa de las señales de referencia en la estación de base 1 las
propiedades del canal de retorno en el enlace ascendente para la
sincronización, que tienen como consecuencia, en general, un giro de
las fases.
A través de la verificación en la primera
estación de recepción 5 de la recepción por trayectorias múltiples
y la selección del tipo de detección en función de ello no es
necesaria ya una señalización por parte de la estación de base 1 a
través de la detección de datos a utilizar en la primera estación de
recepción 5.
De una manera adicional o alternativa, puede
estar previsto disponer una corrección previa con filtración en una
estación de recepción 5, 6 para la transmisión en el enlace
ascendente y prever una detección de datos, descrita hasta ahora
para las estaciones de recepción 5, 6, de una manera correspondiente
en la estación de base 1 para la detección de los datos
transmitidos en el enlace ascendente en la estación de base 1.
El procedimiento de transmisión de varios
canales descrito anteriormente entre la estación de base 1 y las
estaciones de recepción 5, 6, que se designan a continuación también
como usuarios, y en el que se tienen en consideración las
propiedades de transmisión de todos los canales de radio, que son
responsables de ISI, y los códigos de todos los canales de radio,
que son responsables de MAI, se describe a continuación por medio
de fórmulas matemáticas. Estas fórmulas se pueden realizar o bien a
través de un programa correspondiente o a través de módulos de
hardware correspondientes, que ejecutan estas fórmulas.
La figura 2 muestra un diagrama de tiempo en el
modo TDD con corrección previa. En una primera etapa 200, la
primera estación de recepción 5 emite señales de referencia para la
estimación de las propiedades de transmisión del primer canal de
radio 10 a la estación de base 1. Esta estimación de canal se lleva
a cabo en una segunda etapa 205 después de la recepción de las
señales de referencia en la estación de base 1. A continuación,
tiene lugar en el modulador 30 una propagación y en el filtro 15 una
corrección previa de las señales a transmitir a la primera estación
de recepción 5 en una tercera etapa 210. Las señales
pre-corregidas son recibidas entonces por la
primera estación de recepción 5 en una cuarta etapa 215 y o bien son
corregidas y despropagadas allí después de la verificación a través
del dispositivo de evaluación 65 o solamente son despropagadas.
La figura 1 muestra, como se ha descrito, la
estación de base 1 para la estimación del canal en el trayecto de
retorno y para la emisión de las señales
pre-corregidas. La figura 2 muestra, como se ha
descrito, el diagrama de tiempo del procedimiento.
A continuación se describe un algoritmo posible
para el cálculo de los filtros pre-corregidos. La
descripción se lleva a cabo en la banda de base, es decir, de forma
discreta. Los datos son transmitidos en bloques. Por ejemplo,
supongamos que d^{(k)} = (d^{(k)}_{1},...,
d^{(k)}_{M}), k = 1,..., K es el vector de los M
símbolos de datos a transmitir del usuario k. Con los códigos CDMA
c^{(k)} = (c^{(k)}_{1},..., d^{(k)}_{Q}), k
= 1,..., K y las matrices
c^{(k)T} = vector
c^{(k)} transpuesto, se puede describir la señal de datos
codificada según CDMA del usuario k x^{(k)T}
como
Las señales son filtradas linealmente después de
la modulación en el filtro 15 o bien en los filtros para las
estaciones de recepción 5, 6 o bien los usuarios. Supongamos que los
coeficientes del filtro se designan con p^{(k)}_{v}, v = 1,...,
siendo V la longitud del filtro a establecer. La filtración se puede
describir en el modo de escritura de matriz de la siguiente
manera:
en la
que
Las señales filtradas se suman en
con
Una corrección previa general de las señales
propagadas se puede escribir como:
en la que P representa una matriz
de corrección previa. La filtración lineal descrita anteriormente
corresponde a este modo de escritura
con
y
La estructura de la matriz de corrección previa
P se selecciona en este caso de tal forma que corresponde a una
filtración lineal. Esto significa que los coeficientes
p^{(k)}_{1},..., p^{(k)}_{v} de la matriz de corrección
previa P corresponden a la representación de la matriz anterior y se
mantienen constante, como se ha descrito, durante una ráfaga
120.
A continuación se transmite esta señal de suma a
través de canales de varias trayectorias hacia las estaciones de
recepción 5, 6. Con las respuestas de impulsos h^{(k)} =
(h_{1}^{(k)},... h_{W}^{(k)} (W = longitud del canal), con
el ruido aditivo n^{(k)} = (n^{(k)}_{1},..., n^{(k)}
_{M-Q+W-1}), k = 1,..., K de los
diferentes canales de transmisión de los usuarios y las matrices de
circunvolución
el usuario K del sistema recibe por
lo tanto, la
señal
El segundo receptor de correlación 60, que puede
estar configurado como receptor de "filtro adaptado al
código", por ejemplo en forma de un llamado receptor de rastrillo
de 1 linguete, demodula las señales de datos recibidas utilizando
el código de usuario k c^{(k)}, asociado a la primera
estación de recepción, de la siguiente manera:
con R^{(k)H} = matriz
transpuesta conjugada R^{(k)}
y
Con los resúmenes
y la matriz de multiplicación
D^{T}, se obtiene como vector general de todas las señales
demoduladas:
De ello se deduce que la desviación de d
a d es mínima, cuando se selecciona para p la siguiente
solución pseudoinversa:
M' designa la pseudoinversa de la matriz M.
La señal de emisión D \cdot X \cdot pT está
prolongada con los componentes V-1, con respecto a
la señal no corregida previamente
Por lo tanto, para evitar interferencias de
ráfagas consecutivas, puede estar previsto enviar solamente la
señal reducida en los componentes V-1.
Cuando el dispositivo de evaluación 65, en
virtud de la estimación de canal en la primera estación de
recepción 5, contiene solamente una trayectoria de transmisión de
potencia significativa, se utiliza para la detección de datos, como
se ha descrito, el segundo receptor de correlación 60, por ejemplo
en forma de un filtro adaptado al código, que demodula las señales
de datos recibidas de acuerdo con la ecuación descrita
Sin embargo, si el dispositivo de evaluación 65
contiene más que una trayectoria de transmisión de potencia
significativa, se emplea para la detección un procedimiento
corrector por medio del primer detector 55, por ejemplo un
procedimiento JD o un receptor de rastrillo. Esto posibilita la
recepción de datos también en el caso de corrección previa errónea,
como aparece, según se ha descrito, sobre todo a altas velocidades,
puesto que la estimación de canal realizada en el trayecto de
retorno no coincide ya entonces con el primer canal de radio,
utilizado en un instante posterior, de la trayectoria hacia delante.
Como criterio para una trayectoria de potencia significativa se
puede adoptar, como se ha descrito, la siguiente condición de
acuerdo con la figura 4:
\newpage
Se introduce i, de manera que
En este caso, 0 < c_{crit} < 1 es el
factor crítico a establecer descrito, \hat{h}_{j} designa el
componente j de la estimación de canal.
Puesto que en virtud de la respuesta de impulso
de canal estimada en la primera estación de recepción 5 a través
del dispositivo de evaluación 65 se decide si se elimina la MAI a
través de corrección previa en la estación de base 1 solo o
adicionalmente a través de corrección en la primera estación de
recepción 5, no es necesario señalizar esto a la primera estación
de recepción 5.
La eliminación de ISI y MAI en el filtro 15 de
la estación de base 1 se designa también como corrección previa
común JP (Joint Predistorsion).
Por el concepto corrección se entiende aquí, en
general, una medida en la estación de recepción correspondiente,
que tiene en cuenta una recepción por varias trayectorias para la
detección de las señales de datos, ya sea por ejemplo a través de
la utilización de un procedimiento JD (Joint Detection) o a través
de la utilización de un receptor de rastrillo, que recibe las
señales de datos recibidas a través de varias trayectorias del
primer canal de radio 10 en cada caso en una llamada trayectoria de
rastrillo propia y que suma las señales de datos recibidas de esta
manera por separado de las trayectorias individuales del primer
canal de radio 10, de manera que resulta una recepción de
diversidad.
Claims (37)
1. Procedimiento para la transmisión de señales
de datos entre una estación de emisión (1) y varias estaciones de
recepción (5, 6) a través de canales de radio (10), en el que en la
estación de emisión (1) se propagan las señales de datos para
diferentes estaciones de recepción (5, 6) con diferentes códigos, en
el que se lleva a cabo una corrección previa de las señales de
datos a transmitir y en el que durante la corrección previa se
tienen en cuenta las propiedades de transmisión de todos los canales
de radio (10) y todos los códigos diferentes, en el que las señales
de datos a transmitir son pre-corregidas en la
estación de emisión (1) a través de filtración,
caracterizado porque al menos con una parte de las señales de
datos se transmiten señales de referencia hacia las diferentes
estaciones de recepción (5) y antes de su transmisión se filtran de
la misma manera que las señales de datos.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la filtración se
realiza con un filtro lineal (15).
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las señales de
datos para diferentes estaciones de recepción (5) son filtradas de
forma diferente.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las señales
de datos y las señales de referencia son
pre-corregidas en común.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las señales
de datos y las señales de referencia son transmitidas en bloques
(70, 75, 80) separados de una ráfaga (120).
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque la corrección previa
se realiza por bloques, de manera que los bloques (70, 75, 80) de
la ráfaga (120) son pre-corregidos por separado.
7. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque la corrección previa
se realiza por ráfagas, de manera que los bloques (70, 75, 80) son
pre-corregidos de forma coherente.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
transmite una señal de referencia propia para una primera estación
de recepción (5).
9. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
una parte de las señales de datos se acorta en al menos un
componente después de su filtración y antes de su transmisión.
10. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque en la primera
estación de recepción (5) se correlacionan las señales de
referencia recibidas en un primer receptor de correlación (20) con
la señal de referencia predeterminada para esta estación de
recepción.
11. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizado porque el instante del valor
de máxima correlación es utilizado como instante de sincronización
para la sincronización de las señales de datos transmitidas para
esta primera estación de recepción (5).
12. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la fase de las
señales de datos recibidas se adapta a la fase del valor de máxima
correlación.
13. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque a partir de las
señales de referencia recibidas en la primera estación de recepción
(5) se deriva una estimación del canal de radio (10) desde la
estación de emisión (1) hacia la primera estación de recepción
(5).
14. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 13, caracterizado porque la estimación de
canal se calcula a través de la comparación de las señales de
referencia recibidas con la señal de referencia predeterminada para
la primera estación de recepción (5) por medio de correlación.
15. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque en función de la
estimación del canal en la primera estación de recepción
(5)se selecciona un procedimiento para la detección de
datos.
16. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15, caracterizado porque en la primera
estación de recepción (5) se verifica si las señales de datos han
sido recibidas a través de varias trayectorias, porque en este caso
se aplica un procedimiento para la corrección y despropagación de
las señales de datos recibidas, especialmente por medio de un
receptor de rastrillo o de un procedimiento de Joint Detection y
porque en otro caso se lleva a cabo una detección de los datos
solamente a través de despropagación, especialmente por medio de un
segundo receptor de correlación (60).
17. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado porque el procedimiento para
la corrección y despropagación de las señales de datos recibidas se
lleva a cabo en función de una estimación de canal realizada con
las señales de referencia recibidas.
18. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque se establece una
recepción de una trayectoria cuando dentro de un tiempo
predeterminado exactamente en una trayectoria i del canal de radio
(10) desde la estación de emisión (1) hacia la estación de recepción
(5) correspondiente se excede un valor predeterminado de la
potencia (101 ) y porque en otro caso se establece
una recepción de varias trayectorias.
19. Estación de emisión (1) para la transmisión
de señales de datos hacia varias estaciones de recepción (5) a
través de canales de radio (10), en la que las señales de datos para
diferentes estaciones de recepción (5) son propagadas con
diferentes códigos, en la que están previstos un modulador (30), un
generador de códigos (35) y un estimador de canal (25), en la que
el modulador (30) lleva a cabo una propagación de las señales de
datos a transmitir en virtud de las informaciones del generador de
códigos (35) y en la que está previsto un filtro (15), con el que
la estación de emisión (1) realiza una corrección previa en virtud
de las informaciones del generador de códigos (35) y del estimador
de canal (25), caracterizada porque está previsto un
generador de señales de referencia (40), con el que la estación de
emisión (1) genera una señal de referencia al menos para una de las
estaciones de recepción (5) y porque se lleva a cabo una filtración
de la señal de referencia de la misma manera que en las señales de
datos a transmitir a esta estación de recepción (5).
20. Estación de emisión (1) de acuerdo con la
reivindicación 19, caracterizada porque el filtro (15) es
lineal.
21. Estación de emisión (1) de acuerdo con la
reivindicación 19 ó 20, caracterizada porque para cada
estación de recepción (5) está previsto un filtro (15) en la
estación de emisión (1).
22. Estación de emisión (1) de acuerdo con la
reivindicación 19, 20 ó 21, caracterizada porque el filtro
(15) pre-corrige las señales de datos y las señales
de referencia en común.
23. Estación de emisión (1) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizada porque una
instalación de emisión (45) transmite las señales de datos y las
señales de referencia en bloques (70, 75, 80) separados de una
ráfaga (120).
24. Estación de emisión (1) de acuerdo con la
reivindicación 23, caracterizada porque el filtro (15)
realiza la corrección previa por bloques, de manera que los bloques
(70, 75, 80) de las ráfagas son pre-corregidos por
separado.
25. Estación de emisión (1) de acuerdo con la
reivindicación 23, caracterizada porque el filtro (15)
realiza la corrección previa por ráfagas, de manera que los bloques
(70, 75, 80) son pre-corregidos de forma
coherente.
26. Estación de emisión (1) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 19 a 25, caracterizada porque el
generador de señales de referencia (40) inserta una señal de
referencia propia para una primera estación de recepción (5).
27. Estación de emisión (1) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 19 a 26, caracterizada porque un
dispositivo de emisión (45) de la estación de emisión (1) acorta al
menos una parte de las señales de datos al menos en un componente
después de su filtración y antes de su transmisión.
28. Estación de recepción (5) con un circuito de
recepción (50) para la recepción de señales de datos codificados de
una estación de emisión (1) y con medios (55, 60) para la detección
de las señales de datos previstas para la estación de recepción (5)
a través de la despropagación con un código asociado a la estación
de recepción (5), en la que los medios (55, 60) comprenden un
primer detector (55) para la realización de un procedimiento para
la corrección y despropagación de las señales de datos recibidas y
pre-corregidas a través de filtración,
especialmente lineal en la estación de emisión (1), especialmente
por medio de un receptor de rastrillo o de un procedimiento de
Joint Detection, caracterizada porque los medios (55, 60)
comprenden un segundo detector (60) para la realización de un
procedimiento para la detección de datos solamente a través de
despropagación, especialmente por medio de un receptor de
correlación, porque está previsto un dispositivo de evaluación (65),
que verifica, con la ayuda de las señales recibidas y
pre-corregidas a través de filtración en la estación
de emisión (1), si las señales han sido recibidas a través de
varias trayectorias, porque el dispositivo de evaluación (65)
conecta en este caso el circuito de recepción (50) con el primer
detector (55) y porque en otro caso el dispositivo de evaluación
(65) detecta el circuito de recepción (50) con el segundo detector
(60).
29. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 28, caracterizada porque está previsto un
demultiplexor (90), que separa las señales de datos y las señales de
referencia a partir de una corriente de datos recibida.
30. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 29, caracterizada porque está previsto un
primer receptor de correlación (20), que correlaciona las señales de
referencia recibidas después de la demultiplexión con una señal de
referencia predeterminada para la estación de recepción (5).
31. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 30, caracterizada porque está previsto un
dispositivo de sincronización (95), que selecciona el instante del
valor de correlación máxima como instante de sincronización para la
sincronización de las señales de datos transmitidas para la estación
de recepción (5).
32. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 30 ó 31, caracterizada porque el dispositivo
de sincronización (95) adapta la fase de las señales de datos
recibidas a la fase de valor de máxima correlación.
33. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 30, 31 ó 32, caracterizada porque el primer
receptor de correlación (20) deriva a partir de las señales de
referencia recibidas en la primera estación de recepción (5) una
estimación del canal de radio (10) desde la estación de emisión (1)
hacia la estación de recepción (5).
34. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 33, caracterizada porque el primer receptor
de correlación (20) calcula la estimación del canal a través de la
comparación de las señales de referencia recibidas con la señal de
referencia predeterminada para la estación de recepción (5) por
medio de correlación.
35. Estación de recepción (5) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 28 a 34, caracterizada porque el
dispositivo de evaluación (65) realiza la verificación con la ayuda
de una estimación del canal de radio (10) desde la estación de
emisión (1) hacia la estación de recepción, especialmente a través
de la evaluación de una señal de referencia transmitida sobre este
canal de radio (10).
36. Estación de recepción (5) de acuerdo con la
reivindicación 35, caracterizada porque por medio de la
estimación del canal se lleva a cabo la corrección de las señales
de datos en un detector (55).
37. Estación de recepción (5) de acuerdo con una
de las reivindicaciones 28 a 36, caracterizada porque el
dispositivo de evaluación (65) establece una recepción de una
trayectoria cuando dentro de un tiempo predeterminado exactamente
en una trayectoria i del canal de radio (10) desde la estación de
emisión (1) hacia la estación de recepción (5) se excede un valor
predeterminado de la potencia (101 ) y porque en otro
caso se establece una recepción de varias trayectorias.
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