ES2302757T3 - Busqueda de señales en un sistema de comunicaciones. - Google Patents
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Abstract
Un método para localizar el emplazamiento de los rayos de trayectoria de señal en un sistema de comunicaciones, que comprende las etapas de: recibir (605) una señal; diezmar (615) dicha señal para producir una señal diezmada; procesar (625) dicha señal diezmada para obtener al menos un primer emplazamiento; y procesar (630) dicha señal y un código generado usando dicho al menos un primer emplazamiento para obtener al menos un segundo emplazamiento, caracterizado porque dicha etapa de procesar dicha señal y un código generado usando al menos un primer emplazamiento para obtener al menos un segundo emplazamiento comprende las etapas de desplazar (635, 640) uno de dicha señal y dicho código generado en respuesta a dicho al menos un primer emplazamiento para crear una variable desplazada y una variable no desplazada; correlacionar (645, 650) dicha variable desplazada con dicha variable no desplazada para obtener una pluralidad de valores de correlación; y comparar (655, 660) dicha pluralidad de valores de correlación para seleccionar el valor de correlación de entre los valores de correlación que resulte el mayor como dicho al menos un segundo emplazamiento.
Description
Búsqueda de señales en un sistema de
comunicaciones.
La presente invención se refiere en general al
campo de las comunicaciones, y en particular, a modo de ejemplo
pero no limitativo, a la sintonización de rayos de trayectoria de
señal en un sistema inalámbrico de comunicaciones tal como un
sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA).
La comunicación inalámbrica móvil está llegando
a ser cada vez más importante para proporcionar seguridad,
conveniencia, productividad mejorada, y el simple placer de la
conversación a los abonados de los servicios inalámbricos de
comunicaciones. Una opción de comunicación inalámbrica móvil
extendida es la comunicación celular. Los teléfonos portátiles, por
ejemplo, se pueden encontrar en coches, maletines, carteras, e
incluso bolsillos. Con la proliferación de los usuarios de los
teléfonos portátiles y de los tipos de servicios ofrecidos, se
están desarrollando nuevas normas de sistemas inalámbricos para
resolver estas demandas.
Por ejemplo, CDMA, Wideband-CDMA
(W-CDMA, CDMA de Banda Ancha), etc. se están
poniendo en ejecución para mejorar la eficiencia espectral y para
introducir nuevas características. En CDMA o W-CDMA
(designados conjuntamente "CDMA" de aquí en adelante), el
desvanecimiento de la señal es combatido combinando diversos rayos
de trayectoria de señal recibidos de manera múltiple en un receptor
RASTRILLO. Se encuentran los emplazamientos (en el tiempo) de los
rayos de trayectoria de señal en primer lugar usando un buscador.
Posteriormente, estos rayos de trayectoria son combinados usando un
combinador de coeficiente máximo (MRC). Los buscadores se realizan
convencionalmente como unos o varios filtros conjuntados y un
detector de picos. Los rayos de trayectoria de la señal se hacen
coincidir con una cierta secuencia física, lo cual da lugar a unos
picos que indican los emplazamientos de los diversos rayos de
trayectoria. El detector de picos detecta estos picos
resultantes.
Realizar un buscador es un esfuerzo
informáticamente complejo; por lo tanto, es deseable detectar los
rayos de trayectoria solamente una vez. Después de la detección,
los rayos de trayectoria son seguidos consecuentemente tanto tiempo
como sea posible usando un seguidor de rayos de trayectoria. Se
continúa el seguimiento hasta que la calidad de la señal recibida
alcanza (es decir, cae) a un umbral predeterminado. Después de eso,
se cesa el seguimiento y se inicia una nueva búsqueda. La
complejidad informática de un buscador resulta, al menos en parte,
del número de candidatos de retraso que el buscador debe considerar
para localizar los rayos de trayectoria. Cuanto mayor es el número
de candidatos de retraso, cuanto mayor es el costo en términos de
hardware, tiempo de procesamiento, consumo de energía, parque de
silicio, etc. Por lo tanto, hay una necesidad de unos medios para
reducir el número total de candidatos de retraso que deben ser
\hbox{considerados por el buscador al localizar los diversos
rayos de trayectoria de la señal.}
El documento WO 00121 201 describe un receptor
de espectro ensanchado con un buscador y seguidores de retraso, y
con una unidad de control de retraso adicional que determina si debe
reasignar o no las trayectorias más fuertes encontradas por el
buscador a los dedos respectivos del RASTRILLO. El buscador recibe
una señal poco muestreada e identifica los retrasos de las
trayectorias de retraso más fuerte. El controlador de retraso
compara los retrasos así identificados con los retrasos actualmente
seguidos y realiza una reasignación si la diferencia de retrasos
está más allá de un cierto umbral.
Las necesidades de la técnica anterior se
satisfacen por el método según la reivindicación 1 y el sistema
según la reivindicación 11 de la presente invención. Por ejemplo,
como hasta ahora no se ha reconocido, sería beneficioso reducir el
número total de candidatos de retraso que deben ser considerados por
un buscador de un receptor al localizar los diversos rayos de
trayectoria de la señal. De hecho, sería beneficioso que un
buscador dividiera en un proceso de establecimiento de coincidencia
de señal grueso y un proceso de establecimiento de coincidencia de
señal fino para reducir el número de elementos de retrasa implicados
en el cómputo de el emplazamiento de los rayos de trayectoria de
señal.
La presente invención se refiere, en una
realización, a la búsqueda de rayos de trayectoria de señal en un
sistema de CDMA. La invención se dirige a llevar a cabo una búsqueda
gruesa primaria de rayos de trayectoria de señal para determinar
sus emplazamiento(s) general(es) y después de la misma
a realizar una búsqueda fina secundaria para determinar sus
emplazamiento(s) exacto(s).
El método y el sistema de la presente invención
se dirigen, en general, a simplificar los filtros conjuntados en un
receptor de CDMA. Los filtros conjuntados se simplifican reduciendo
el número de candidatos de retrasan que deben ser considerados al
buscar el(los) rayos de trayectoria de una señal a recibir.
La simplificación de los filtros conjuntados se logra instalando un
buscador de localización de rayos de trayectoria de señal de dos
etapas. Una primera etapa gruesa localiza un emplazamiento
aproximado de un rayo de trayectoria de señal. Una segunda etapa
más fina localiza el rayo de trayectoria de señal con más exactitud.
El(los) emplazamiento(s) más exacto(s) se
pueden remitir posteriormente a un sistema de dedos de rastrillo en
un receptor de espectro ensanchado.
En una realización, una señal analógica recibida
es muestreada en exceso en una conversión de analógico a digital.
Es decir, la señal analógica se muestrea más de una vez por chip.
Esta señal muestreada en exceso se diezma entonces para reducir el
número de entradas en la señal digital. La señal diezmada se aplica
a los filtros conjuntados, los cuales pueden estar compuestos al
menos por un filtro de respuesta de impulso finito (FIR). Un
detector de pico detecta un emplazamiento aproximado de la salida
del filtro FIR.
La señal muestreada en exceso es desplazada en
respuesta al (a los) emplazamiento(s) aproximado(s)
determi-
nado(s). Un generador de código genera un código que corresponde a los datos previstos que se van a recibir. La señal muestreada en exceso desplazada se correlaciona con el código generado, y un comparador selecciona el emplazamiento más exacto a partir de los resultados del conjunto de correlaciones. En otra realización, el código generado es desplazado y luego correlacionado con la señal muestreada en exceso. Una vez más, un comparador selecciona el emplazamiento más exacto a partir de los resultados del conjunto de correlaciones.
nado(s). Un generador de código genera un código que corresponde a los datos previstos que se van a recibir. La señal muestreada en exceso desplazada se correlaciona con el código generado, y un comparador selecciona el emplazamiento más exacto a partir de los resultados del conjunto de correlaciones. En otra realización, el código generado es desplazado y luego correlacionado con la señal muestreada en exceso. Una vez más, un comparador selecciona el emplazamiento más exacto a partir de los resultados del conjunto de correlaciones.
Las ventajas técnicas de la presente invención
incluyen las siguientes, pero no se limitan a las mismas. Debe
entenderse que las realizaciones particulares pueden no implicar a
cualesquiera de las ventajas técnicas siguientes a título de
ejempla, y mucho menos a todas ellas.
Una ventaja técnica importante de la presente
invención es que reduce la complejidad de un buscador en un
receptor de CDMA reduciendo el número de elementos de retraso que
debe utilizar el buscador. Esto reduce, por consiguiente, el
consumo de energía y disminuye la magnitud del espacio de elementos
de silicio ocupado por el buscador.
Otra ventaja técnica importante de la presente
invención es que permite efectuar la búsqueda usando un esquema de
dos etapas, simplificando de este modo la complejidad de los
cómputos asociados a la primera etapa.
Otra ventaja técnica importante más de la
presente invención es la capacidad de detectar en primer lugar los
rayos de trayectoria con una resolución de tiempo gruesa y
determinar posteriormente los emplazamientos de los rayos de
trayectoria sintonizándolos con una resolución mejor.
Las características descritas anteriormente y
otras de la presente invención se explican con detalle a
continuación haciendo referencia a los ejemplos ilustrativos
mostrados en los dibujos anexos. Los expertos en la técnica
apreciarán que las realizaciones descritas se proporcionan a título
ilustrativo y con fines de comprensión y que aquí se contemplan
numerosas realizaciones equivalentes.
Se puede tener una comprensión más completa del
método y del sistema de la presente invención haciendo referencia a
la siguiente descripción detallada cuando se toma conjuntamente con
los dibujos anexos en los cuales:
la Figura 1 ilustra una sección a título de
ejemplo de un sistema inalámbrico de comunicaciones de acuerdo con
la presente invención;
la Figura 2 ilustra un aparato de
transmisión/recepción a título de ejemplar para el sistema
inalámbrico de comunicaciones de la Figura 1 de acuerdo con la
presente invención;
la Figura 3 ilustra un formato de interfaz de
aire a título de ejemplo para una realización de acuerdo con la
presente invención;
la Figura 4A ilustra la detección de un rayo
trayectoria de señal para una realización a título de ejemplo de
acuerdo con la presente invención;
la Figura 4B ilustra la detección de un rayo
trayectoria de señal para otra realización a título de ejemplo de
acuerdo con la presente invención;
la Figura 5A ilustra un diagrama de alto nivel a
título de ejemplo de detección de un rayo trayectoria de señal para
las realizaciones a título de ejemplo de las Figuras 4A y 4B de
acuerdo con la presente invención;
la Figura 5B ilustra otro diagrama de alto nivel
a título de ejemplo de detección de un rayo trayectoria de señal
para las realizaciones a título de ejemplo de las Figuras 4A y 4B de
acuerdo con la presente invención; y
la Figura 6 ilustra un método a título de
ejemplo en forma de un diagrama de flujo para detectar rayos de
trayectoria de señal en dos etapas de acuerdo con la presente
invención.
En la descripción siguiente, para fines
explicativos y no limitativos, se establecen unos detalles
específicos, tales como circuitos concretos, módulos lógicos
(realizados, por ejemplo, en software, hardware, o soportes lógicos
de empresa, etc.), técnicas, etc., para proporcionar una comprensión
completa de la invención. Sin embargo, será evidente para alguien
con habilidad ordinaria en la técnica que la presente invención se
puede practicar en otras realizaciones que se apartan de estos
detalles específicos. En otros casos, se omiten las descripciones
detalladas de métodos bien conocidos, dispositivos, códigos lógicos
(hardware, software, soportes lógicos de empresa, etc.), etc., para
no obscurecer la descripción de la presente invención con detalles
innecesarios.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención y sus ventajas se entienden mejor haciendo referencia a
las Figuras 1-6 de los dibujos, utilizándose números
análogos para las partes análogas y correspondientes de los
diversos dibujos. Debería entenderse que las Figuras reflejan tanto
la parte real (I) como la compleja (Q) las porciones complejas del
(de los) valor(es) total(es) de la señal (I+jQ).
Se utilizan aspectos de la interfaz de aire para
la Telecomunicaciones Móviles Internacionales 2000
(IMT-2000), una norma así llamada de tercera
generación, para describir una realización de la presente invención.
Sin embargo, debería entenderse que los principios de la presente
invención son aplicables a otras normas (o sistemas) de
comunicación inalámbrica (o con hilos), especialmente aquellos que
empleen tecnología de espectro ensanchado, tal como los basados en
algún tipo de esquema de Acceso Múltiple por División de código
(CDMA), tal como el CDMA de Secuencia Directa (DS) (por ejemplo,
W-CDMA, IS-95-A,
etc.), el CDMA con salto de frecuencia (FH), el CDMA con evasión de
tiempo, el CDMA con evasión de frecuencia y tiempo
(F-TD), etc., a todos los cuales se hace referencia
generalmente en lo sucesivo como CDMA.
Haciendo ahora referencia a la Figura 1, se
ilustra generalmente como 100 una sección a título de ejemplo de un
sistema inalámbrico de comunicaciones de acuerdo con la presente
invención. El sistema (o la sección del sistema) inalámbrico de
comunicaciones 100 incluye una antena 105 de una estación
transmisora/receptora, un transmisor/receptor de estación de base
(es decir, una sección 110 de transceptor (TRX), y múltiples
estaciones móviles 115 y 125. Aunque solamente se muestran en la
Figura 1 dos estaciones móviles 115 y 125, debería entenderse que
el sistema inalámbrico de comunicaciones 100 puede incluir más de
dos estaciones móviles. También se ilustran la transmisión 120 (de
la estación móvil 115) y la transmisión 130 (de la estación móvil
125). Como es conocido en la técnica, las reflexiones, retrasos,
etc. causan que se reciban señales múltiples (por ejemplo, las
señales de transmisión 130A, 130B, y 130C) de una transmisión (por
ejemplo, de la transmisión 130) por la antena 105
transmisora/receptora de la estación de base y que sean procesadas
posteriormente por la sección TRX 110 de la estación de
base.
base.
Haciendo ahora referencia a la Figura 2, el
aparato de transmisión/recepción a título de ejemplo para el sistema
inalámbrico de comunicaciones de la Figura 1 de acuerdo con la
presente invención es ilustrado generalmente como 200. Se introduce
una señal portadora de información 205 en un ensanchador 210, que
ensancha la señal 205 sobre una gama de frecuencia ancha. La señal
ensanchada se modula en un modulador 215 y se transmite
posteriormente desde una antena 220. La antena 220 puede ser, por
ejemplo, una antena de una de las estaciones móvil 115 y 125. La
transmisión 225 se recibe (en varias señales diferentes (es decir,
rayos de trayectoria de señal) que llegan en tiempos distintos) en
una antena 230. La antena 230 puede ser, por ejemplo, la antena
transmisora/receptora 105 de la estación de base. Debería
observarse, sin embargo, que la antena (receptora) 230 puede
corresponder a una estación móvil y la antena (transmisora) 220
puede corresponder a una estación de base de acuerdo con los
principios de la presente invención. Así, los principios de búsqueda
en dos etapas de la presente invención se pueden también poner en
ejecución conjuntamente con un receptor de una estación móvil,
por
ejemplo.
ejemplo.
Haciendo ahora referencia a continuación a la
Figura 2, la antena 230 recibe la transmisión 225, la cual puede
incluir señales múltiples. La transmisión 225 es procesada por la
parte 235 de radiofrecuencia (RF), que remite una señal 240 a un
receptor 245 de rastrillo. El receptor 245 de rastrillo combina las
señales múltiples para lograr una señal mejorada 280; la señal
mejorada 280 se remite después al procesamiento posterior 290. El
receptor 245 de rastrillo incluye los dedos 255 de rastrillo y un
combinador 275. Como parte, o quizás asociado solamente, al
receptor 245 de rastrillo se encuentran un buscador 250 y un
seguidor 260 de trayectoria. El buscador 250, los dedos 255 de
rastrillo, y el seguidor 260 de trayectoria reciben como
entrada(s) la(s) señal(es) 240, las cuales
incluyen las señales múltiples de transmisión 225.
El buscador 250, de acuerdo con la presente
invención, realiza un esquema de búsqueda de dos etapas para
localizar una o varias de las señales múltiples de la(s)
señal(es) 240 como se describe con mayor detalle más adelante
haciendo referencia a las Figuras 4-6. El buscador
250 comunica el (los) emplazamiento(s) determinado(s)
a los dedos 255 del rastrillo a lo largo de la línea 265. Una vez
que el buscador 250 haya localizado los rayos de trayectoria de
señal, el seguidor 260 de trayectoria procura seguirlos mientras que
sea posible. Los diversos ajustes que se hacen para continuar
siguiendo los rayos de trayectoria de señal se comunican a los dedos
255 de rastrillo del seguidor 260 de trayectoria a lo largo de la
línea 270. Usando el emplazamiento y la información de seguimiento
de las líneas 265 y 270, respectivamente, los dedos 255 de rastrillo
extraen los rayos de trayectoria de la señal eliminando el ensanche
de la información recibida según manera(s) conocidas en la
técnica. Los rayos de trayectoria de señal extraídos se hacen salir
a un combinador 275, el cual puede utilizar la combinación de
coeficiente máximo (MRC) para producir la señal mejorada 280.
Haciendo ahora referencia a la Figura 3, se
ilustra generalmente en 300un formato de interfaz de aire a título
de ejemplo para una realización de acuerdo con la presente
invención. En los sistemas de CDMA, los datos se dividen en
segmentos formando unas porciones con duraciones predeterminadas
según lo especificado por la norma de CDMA dada. Estas porciones a
su vez se dividen en segmentos formando partes cada vez más pequeñas
hasta que se alcanza la parte más pequeña, el chip.
Específicamente, la segmentación de la información en el Canal de
Difusión (BCCH) según el norma IMT-2000, que es un
norma de W-CDMA, se ilustra en 300. Una supertrama
305 tiene una duración de 720 ms y se divide en setenta y dos (72)
tramas 310. Cada trama 310 se segmenta en quince (15) ranuras 315,
mientras que cada ranura 315 se segmentos adicionalmente en diez
(10) símbolos 320. En última instancia, los símbolos 320 están
integrados cada uno por doscientos cincuenta y seis (256)
chips
325.
325.
Las ondas de radio se propagan a una distancia
calculable durante cada chip dependiendo de la duración del chip.
Por ejemplo, las ondas de radio se propagan aproximadamente 78,0 m
en una duración correspondiente a un chip 325 bajo la norma
W-CDMA IMT2000. En la norma W-CDMA
IMT2000, se define una duración de chip 325 de forma que tenga una
extensión de 0,26 \mus. Así, 3\cdot10^{8} m/s x
0,26\cdot10^{-6} s = 78,0 m, donde la cantidad 3\cdot10^{8}
m/s es igual a la velocidad de las ondas de radio. Dentro de una
distancia tal como 78,0 m, pueden llegar varios rayos de
trayectoria a un receptor de CDMA. Por consiguiente, los datos
recibidos se convierten a digital típicamente por toma de muestras
en exceso de los chips a fin de aumentar la resolución para la
detección de los tiempos de llegada de los rayos de trayectoria.
Aunque la toma de muestras en exceso mejora las características de
funcionamiento del buscador, también aumenta desafortunadamente su
complejidad porque los filtros conjuntados deben tratar
consecuentemente un mayor número de elementos de retraso como
resultado de la toma de muestras en exceso. Esta complejidad es
desventajosa en la medida en que aumenta las necesidades de
hardware y/o de tiempo de
procesamiento.
procesamiento.
Haciendo ahora referencia a la Figura 4A, se
ilustra generalmente en 250A la detección del rayo trayectoria de
señal para una realización a título de ejemplo de acuerdo con la
presente invención. El buscador 250A detecta los rayos de
trayectoria de señal cuando los datos recibidos no diezmados se
desplazan y correlacionan con el código generado. Haciendo ahora
referencia a la Figura 4B, se ilustra generalmente en 250B la
detección del rayo de trayectoria de señal para otra realización a
título de ejemplo de acuerdo con la presente invención. El buscador
250B detecta rayos de trayectoria de señal cuando se desplaza el
código generado y se correlaciona con los datos recibidos no
diezmados.
diezmados.
Según lo observado arriba, a fin de aumentar la
resolución para la detección de los tiempos de llegada de los rayos
de trayectoria en un sistema de CDMA, los datos recibidos son
preferiblemente muestreados en exceso varias veces (por ejemplo, al
menos más de una vez) por chip. La tasa de toma de muestras en
exceso se puede definir como el número de veces por chip que es
muestreada una señal recibida. Esta toma de muestras en exceso
causa una necesidad de una complejidad creciente del (de los)
filtro(s) conjuntado(s) porque se requieren más
elementos de retraso para su puesta en práctica. De acuerdo con los
principios de la presente invención, sin embargo, se evita esta
complejidad creciente (es decir, se reduce) dividiendo el
proceso/dispositivo de establecimiento de coincidencia en dos (2)
etapas: establecimiento de coincidencia de señal grueso (denominada
"Etapa 1") y establecimiento de coincidencia de señal fino
(denominada "Etapa 2").
Continuando ahora con los buscadores 250A y 250B
de las Figuras 4A y 4B, respectivamente, se describe el
establecimiento de coincidencia de señal grueso ("Etapa 1").
Una finalidad del establecimiento de coincidencia de señal grueso
es localizar los rayos de trayectoria de señal aproximadamente. Sin
embargo, en primer lugar, la(s) transmisión(es)
entrante(s) 225 de señal (de la Figura 2) se convierten de
analógico a digital usando un convertidor de A/D 405 tomando
muestras en exceso varias veces por chip. Este convertidor de A/D
405 puede, por ejemplo, ser parte de la parte 235 de RF, del
receptor de rastrillo 245, o de cualquier otra parte (no mostrada).
(Por lo tanto, la señal 240 puede ser siempre digital (por ejemplo,
si el convertidor A/D 405 es parte de la parte 235 de RF (de la
Figura 2)) o puede ser análogo en un punto y digital en un punto más
avanzado (por ejemplo, si el convertidor A/D 405 es parte del
receptor 245 de rastrillo).) La señal 240 (ahora digital) se diezma
en una parte 410 de diezmo a fin de producir una señal diezmada 415,
la cual tiene menos elementos en comparación con el número de
elementos de los cuales se compone la señal 240. La señal diezmada
415 se aplica entonces a los filtros conjuntados 420. Los filtros
conjuntados 420 se pueden establecer en coincidencia con la señal
piloto de la(s) transmisión(es) 225 de
señal.
señal.
Los filtros conjuntados 420 pueden emplear al
menos un filtro FIR 425 para localizar los rayos de trayectoria de
señal aproximadamente. Alternativamente, podrían emplear, por
ejemplo, un banco de correladores, etc. La señal diezmada 415 (por
ejemplo, en vez de la señal (digital) 240) se proporciona al filtro
FIR 425 para reducir el número total de elementos de retraso que se
tratarán por el filtro FIR 425. El emplazamiento aproximado de los
rayos de trayectoria de señal puede ser determinado aplicando un
detector de pico 427 a la salida de los filtros 420 conjuntados.
Los filtros 420 conjuntados del establecimiento de coincidencia de
la señal grueso producen una localización aproximada detectada 460
(por ejemplo, a partir de la salida del detector de pico 427).
El coeficiente de diezmado para la parte 410 de
diezmo es preferiblemente igual o menor que la tasa de toma de
muestras en exceso del convertidor A/D 405. Si el coeficiente de
diezmado es menor que la tasa toma de muestras en exceso, entonces
los filtros conjuntados FIR pueden detectar todavía los rayos de
trayectoria de señal con una resolución que es más alta que la
resolución del chip. Si, por otra parte, el coeficiente de diezmado
es igual a la tasa de toma de muestras en exceso o mayor que ésta
última, el filtro detecta los rayos de trayectoria de señal con una
resolución que es, respectivamente, igual o menor que la resolución
del chip.
\newpage
Continuando ahora con los buscadores 250A y 250B
de las Figuras 4A y 4B, respectivamente, se describe el
establecimiento de coincidencia de señal fino ("Etapa 2"). El
establecimiento de coincidencia de señal fino se realiza usando el
(los) emplazamiento(s) aproximado(s) de los rayos de
trayectoria de señal detectados por el establecimiento de
coincidencia de señal grueso. El (Los) emplazamiento(s)
aproximado(s) se proporciona(n) como uno o varios
candidatos de retraso (según se representa por "D") del
establecimiento de coincidencia de señal grueso. Un generador de
código genera un patrón de los datos previstos en estos
emplazamiento(s) aproximado(s), y este patrón de
código generado se correlaciona con los datos recibidos no diezmados
que tienen la resolución muestreada (en exceso). En una realización
a título de ejemplo (por ejemplo, como se ilustra en el buscador
250A de la Figura 4A), se puede detectar el emplazamiento(s)
exacto(s) de los rayos de trayectoria de señal desplazando
los datos recibidos no diezmados que tienen la resolución muestreada
(en exceso) y correlacionando después con el patrón de código
generado. El emplazamiento exacto de los rayos de trayectoria de
señal se puede determinar comparando los valores de correlación
resultantes. En otra realización a título de ejemplo (por ejemplo,
como se ilustra en el buscador 250B de la Figura 4B), se puede
detectar el(los) emplazamiento(s) exacto(s) de
los rayos de trayectoria de señal desplazando el patrón de código
generado y correlacionando entonces con los datos recibidos no
diezmados que tienen la resolución muestreada (en exceso). El
emplazamiento exacto de los rayos de trayectoria de señal se puede
determinar comparando los valores de correlación resultantes,
pudiéndose remitir como salida(s) el (los) que haya(n)
sido seleccionado(s) de
éstos.
éstos.
Continuando ahora con las Figuras 4A y 4B, el
establecimiento de coincidencia de señal fino ("Etapa 2") se
realiza usando el (los) emplazamiento(s) aproximado(s)
detectado(s) 460 (por ejemplo, el (los) candidato(s)
de retraso "D") de los rayos de trayectoria de señal recibidos
a partir del establecimiento de coincidencia de señal grueso
("etapa 1"). Un generador de código 435 genera un patrón de los
datos previstos como los datos de código generados 440. Haciendo
ahora referencia solamente a la Figura 4A, se aplica el (los)
emplazamiento(s) aproximado(s) detectado(s)
460 ("D") y la señal 240 muestreada (en exceso) a las unidades
de desplazamiento 430(D-M/C)...
430(D)... 430(D+M/C), que retrasan (por ejemplo, por
desplazamiento) (la señal 240 muestreada (en exceso) desde
"-M/C" a "+M/C" unidades. La unidad "C", según lo
explicado aquí más adelante haciendo referencia a las tablas
1-3, se refiere a la resolución del
(sub)chip. Más específicamente, en alguna(s)
realización(es), "C" es proporcional al inverso de la
resolución del (sub)chip. Por ejemplo, si una realización
particular funciona en base a una resolución de un cuarto de chip,
entonces "C" es igual a cuatro (4) en esa realización
particular. Las unidades de desplazamiento
430(D-M/C)... 430(D)...
430(D+M/C), producen como salida las señales muestreadas (en
exceso) 400(D-M/C)... 400(D)...
400(D+M/C). Las señales desplazadas muestreadas (en exceso)
400(D-M/C)... 400(D)...
400(D+M/C) y los datos generados de código 440 se
correlaciona en los elementos de correlación 445. Haciendo ahora
referencia solamente a la Figura 4B, el (los)
emplazamiento(s) aproximado(s) detectado(s)
460 ("D") y los datos generados de código 440 se aplican a las
unidades de desplazamiento 430(D-M/C)...
430(D)... 430(D+M/C), que retrasan (por ejemplo, por
desplazamiento) los datos 440 generados de código de "-M/C" a
"+M/C" unidades. Las unidades de desplazamiento
430(D-M/C)... 430(D)...
430(D+M/C) producen como salida los datos de código
generados 460(D-M/C)... 460(D)...
460(D+M/C). Los datos generados de código desplazados
460(D-M/C)... 460(D)...
460(D+M/C) y la señal 240 muestreada (en exceso) se
correlaciona en los elementos 445 de correlación.
Continuando ahora conjuntamente con los
buscadores 250A y 250B de las Figuras 4A y 4B, respectivamente, los
valores a correlacionar (por ejemplo, las señales muestreadas (en
exceso)400(D-M/C)... 400(D) ...
400(D+M/C) y los datos 440 de código generados en el
buscador 250A, y los datos 460 de código generados desplazados
430(D-M/C)... 460(D)...
460(D+M/C) y la señal 240 muestreada (en exceso) en el
buscador 250B) se aplican a los elementos de correlación 445.
Específicamente, asociado a cada una de las unidades de
desplazamiento 430(D-M/C)... 430(D)...
430(D+M/C) se encuentra un detector de mezclado
445(D-M/C)'... 445(D)'...
445(D+M/C)' (por ejemplo, que puede ser un mezclador
multiplicador, etc.) que recibe los valores a ser correlacionados.
La correlación es lograda aplicando la(s) salida(s)
de los detectores de mezclado 445(D-M/C)'...
445(D)'... 445(D+M/C)' a un conjunto correspondiente
de (i) integradores coherentes 445(D-M/C)''
445(D)''... 445(D+M/C)'' (por ejemplo, cada uno de
los cuales puede ser un filtro de banda estrecha de etapa bajo o de
etapa de banda con amortiguación, etc.), (ii) partes tomadoras de
magnitud - 445(D-M/C)'''...
445(D)'''... 445(D+M/C)''', y (iii) integradores no
coherentes 445(D-M/C)''''...
445(D)''''... 445(D+M/C)''''.
Las partes tomadoras de magnitud
445(D-MIC)'''... 445(D)'''...
445(D+M/C)''' toman la magnitud de la señal si el n=l, la
magnitud elevada al cuadrado si n=2, etc. La parte tomadora de
magnitud se utiliza para permitir la integración no coherente
quitando la fase de la señal. Por consiguiente, se puede lograr una
integración robusta porque las variaciones de fase en el canal no
afectan al resultado. Esta protección contra las variaciones de
fase se puede lograr, por ejemplo, elevando la señal al cuadrado
(cuando n=2) o simplemente tomando la magnitud (cuando n=l). Esto
último (es decir, la toma de magnitud) es de manera ventajosa más
barato de poner en ejecución en términos de superficie de silicio y
de consumo de energía mientras que lo anterior (es decir, elevar al
cuadrado) proporciona ventajosamente unas características de
funcionamiento levemente mejores. Los valores de correlación
450(D-M/C)... 450(D)...
450(D+M/C) se extraen de los integradores no coherentes
445(D-M/C)''''... 445(D)''''...
445(D+M/C)''''. Una parte de comparación 455 selecciona el
valor más alto de correlación entre los valores de correlación
450(D-M/C)... 450(D)...
450(D+M/C) y lo remite como una salida de emplazamiento más
exacta, fina sobre la línea 265. La parte 455 de comparación puede
seleccionar el valor de correlación entre los valores de
correlación 450(D-MIC)... 450(D)...
450(D+M/C) que resulte ser el valor mayor. Alternativamente,
se puede emplear un esquema más complicado, por ejemplo, para elegir
al mejor candidato.
\newpage
Haciendo ahora referencia a la Figura 5A, se
ilustra generalmente en 500 un diagrama de alto nivel a título de
ejemplo de la detección del rayo de trayectoria de señal para las
realizaciones a título de ejemplo de las Figuras 4A y 4B de acuerdo
con la presente invención. El buscador 500 funciona en paralelo.
Haciendo ahora referencia a la Figura 5B, se ilustra generalmente
en 550 otro diagrama de alto nivel a título de ejemplo de la
detección del rayo de trayectoria de señal para las realizaciones a
título de ejemplo de las Figuras 4A y 4B de acuerdo con la presente
invención. El buscador 550 funciona en serie. Cada uno de los
buscadores 500 y 550 comienza con los bloques 505 y 555 de la
"Etapa 1" (según lo identificado arriba haciendo referencia a
las Figuras 4A y 4B), respectivamente. Cada uno de los buscadores
500 y 550 incluye una o varias "Etapas 2". Debería observarse
que la "Etapa 2" para los buscadores 500 y 550 no necesita
incluir las partes 455 de comparación de los buscadores 250A y 250B
(de las Figuras 4A y 4B, respectivamente) porque su función se puede
lograr por las partes de comparación 515 y 570 de los buscadores
500 y 550, respectivamente.
Los bloques 505 y 555 de la "Etapa 1"
producen un número de candidatos de retraso D_{1}... D_{k}. El
valor de "k" puede ser, por ejemplo, cinco (5) o seis (6). En
el buscador 500, los candidatos de retraso D_{1}... D_{k} son
producidos por el bloque 505 de la "Etapa 1" aproximadamente de
manera simultánea y enviados como un vector a bloques 510 de la
"Etapa 2" (según se identifica arriba haciendo referencia a las
Figuras 4A y 4B). Los bloques 510(1)... 510(k) de la
"Etapa 2" producen cada uno una salida para un total de
"k" salidas que se comparan posteriormente en la parte 515 de
comparación, que también recibe como entrada los candidatos de
retraso D_{1}... D_{k}. En el buscador 550, los candidatos de
retraso D_{1}... D_{k} son producidos por el bloque 555 de la
"Etapa 1" aproximadamente de manera simultánea y enviados como
un vector al bloque 560 de la "Etapa 2". El bloque 560 de la
"Etapa 2" se hace funcionar en repetidas ocasiones (por
ejemplo, en serie) "k" veces. Las "k" salidas producidas
en serie-del bloque 560 de la "Etapa 2" se
guardan en una memoria 565 en los emplazamientos 1... k,
respectivamente. Debido a que cada una de estas "k" salidas
incluye realmente "2M+l" (sub)salidas, cada posición de
memoria 1... k de la memoria 565 puede contener "2M+l" ranuras
de memoria. Estas "k" salidas (o, más exactamente, estas "k *
(2M+1)" salidas) se hacen pasar a continuación en paralelo a la
parte 570 de comparación, que también recibe como entrada los
candidatos de retraso D_{1}... D_{k}.
Con respecto a ambos buscadores 500 y 550, estos
"k" (o "k *(2M-1)" salidas de los bloques
múltiples 510(1)... 510(k) de la "Etapa 2" o del
bloque 560 único de la "Etapa 2" (por ejemplo, a través de la
memoria 565) se comparan en las partes de comparación 515 y 570,
respectivamente. Las partes de comparación 515 y 570 pueden, por
ejemplo, seleccionar la mayor "L" de las "k" (o "k *
(2M+1)") salidas que corresponden a unos candidatos de retraso
que son los rayos de trayectoria más significativos, por ejemplo,
estudiando sus amplitudes, especialmente aquéllos que estén
separados más de medio chip, como se explica aquí a continuación con
mayor detalle haciendo referencia a la Tabla 3. Estas salidas
seleccionadas "L " se pueden emplear en un receptor de
rastrillo (por ejemplo, el receptor 245 de rastrillo de la Figura
2) a fin de combinar los rayos de trayectoria de señal
correspondientes usando, por ejemplo,
MRC.
MRC.
Una comparación a título de ejemplo para las
partes de comparación 515 y 570 se describe ahora haciendo
referencia a las Tablas 1-3 con fines explicativos,
pero no limitativos. Se supone que la intención es localizar dos
picos (por ejemplo, "L=2") usando dos (2) bloques de la
"Etapa 2" (por ejemplo, los dos bloques de la "Etapa 2"
510(1) y 510(2) o el bloque único 560 de la "Etapa
2" haciéndolo funcionar dos veces) funcionando cada bloque de la
"Etapa 2" con una resolución de un cuarto de chip (es decir,
"C=4"). Considerando el caso en el que "M=2" (y por tanto
cada "Etapa 2" tiene "2M+l" salidas), el número de
correladores y por tanto las salidas por etapa es igual a cinco
(5). En la tabla 1 a continuación, la salida de un bloque 505 ó 555
de "Etapa 1" precedente se da como [1,2]. Las salidas
consecuenciales de los dos bloques de la "Etapa 2" son por
tanto:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En otro ejemplo, se considera que la salida del
correlador "j"^{ésimo} del bloque "i"^{ésimo} de la
"Etapa 2" se denomina OUT (i, j), como en la Tabla 2 a
continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Los valores finales de retraso a utilizar por el
receptor de rastrillo se pueden seleccionar observando e
investigando estos valores a título de ejemplo. En este ejemplo,
asuma que el objetivo es seleccionar los dos (2) (por ejemplo, L=2)
mejores candidatos de retraso. Un enfoque directo es determinar en
primer lugar el valor de retraso que tiene la mayor salida, el cual
es el candidato de retraso OUT (1, 1) que tiene un retraso de 0,50
chips. A continuación, se hacen iguales a cero todas las salidas más
próximas a medio chip. la Tabla 3 a continuación refleja esta
puesta a cero:
\vskip1.000000\baselineskip
De los valores de la Tabla 3, se selecciona el
valor próximo superior de salida, que son los candidatos de retraso
OUT(1,5) y OUT(2, l), en los cuales el retraso es
igual a 1,5 chips. Este proceso puede ser repetido si se determinan
más candidatos de retraso. En este ejemplo, las dos etapas de la
"Etapa 2" se solapan en los retrasos de 1,5 chips. Debería
observarse que este solape se puede evitar posiblemente ajustando
cuidadosamente los retrasos cuando se proporcionan a las etapas de
la "Etapa 2".
Debería entenderse que los elementos de los
Figuras 2 y 4-5 no tienen que ser dispositivos
físicos discretos. Alternativamente, pueden ser, por ejemplo,
módulos lógicos en los cuales las se realizan diversas funciones
por entidades separadas, entidades que se solapan, alguna
combinación de las mismas, etc. Además, pueden estar compuestos
también por unos o más programas de software o rutinas que corren en
un microprocesador de uso general, tal como un procesador de
señales digitales (DSP), o una unidad de proceso especializada.
Otras posibilidades para realizar los principios de la presente
invención llegarán a ser evidentes a las personas con habilidad
normal en la técnica después de la lectura de esta descripción,
especialmente con respecto a las Figuras 2 y 4-6 y
al texto relacionado con las mismas.
Haciendo ahora referencia a la Figura 6, se
ilustra generalmente en 600 un método a título de ejemplo en forma
de diagrama de flujo para detectar rayos de trayectoria de señal en
dos etapas de acuerdo con la presente invención. El diagrama de
flujo 600 comienza con la recepción de una señal (bloque 605). La
señal se puede convertir de analógica a digital, preferiblemente
por toma de muestras en exceso múltiples veces por chip. La etapa
de establecimiento de coincidencia de señal grueso (bloque 610)
sigue a continuación. Como parte de la etapa de establecimiento de
coincidencia de señal grueso (bloque 610), (se diezma la señal
muestreada (en exceso) (bloque 615). La señal diezmada se puede
aplicar entonces a un filtro (bloque 620). El filtro puede ser, por
ejemplo, un filtro FIR que es parte de un conjunto de filtros
conjuntados. La señal filtrada puede ser aplicada posteriormente a
un detector para determinar el (los) emplazamiento(s)
aproximado(s) de los rayos de trayectoria de señal (bloque
625). El detector puede ser, por ejemplo, un detector de picos.
Debería entenderse que aunque la presente invención se dirige a
dividir el proceso/dispositivo de búsqueda en dos etapas, al menos
las porciones de las etapas de establecimiento de coincidencia de
señal grueso y fino pueden tener lugar en paralelo.
La etapa de establecimiento de coincidencia de
señal fino (bloque 630) puede utilizar el (los)
emplazamiento(s) aproximado(s) como pauta para
desplazar al menos uno de los valores que se van a correlacionar. En
una realización a título de ejemplo, la señal muestreada (en
exceso) no diezmada puede ser desplazada (bloque 635), y se puede
correlacionar la señal no diezmada muestreada (en exceso) desplazada
con el código generado (bloque 645). Se puede comparar entonces los
resultados de la correlación, y se puede seleccionar el valor más
alto de correlación para determinar el (los)
emplazamiento(s) fino(s) de los rayos de trayectoria
de señal (bloque 655). En otra realización a título de ejemplo, el
código generado puede ser desplazado (bloque 640), y el código
generado desplazado se puede correlacionar con la señal no diezmada
muestreada (en exceso) (bloque 650). Los resultados de correlación
pueden ser comparados entonces, y se puede seleccionar el valor más
alto de correlación para determinar el (los)
emplazamiento(s)
fino(s) de los rayos de trayectoria de señal (bloque 660). Después de determinar el (los) emplazamiento(s) finos de los rayos de trayectoria de señal como parte de la etapa establecimiento de coincidencia de señal fino (bloque 630), se puede proporcionar el (los) emplazamiento(s) fino(s) de los rayos de trayectoria de señal a los dedos del rastrillo (bloque 665) para procesar adicionalmente la señal recibida.
fino(s) de los rayos de trayectoria de señal (bloque 660). Después de determinar el (los) emplazamiento(s) finos de los rayos de trayectoria de señal como parte de la etapa establecimiento de coincidencia de señal fino (bloque 630), se puede proporcionar el (los) emplazamiento(s) fino(s) de los rayos de trayectoria de señal a los dedos del rastrillo (bloque 665) para procesar adicionalmente la señal recibida.
Claims (23)
1. Un método para localizar el emplazamiento de
los rayos de trayectoria de señal en un sistema de comunicaciones,
que comprende las etapas de:
recibir (605) una señal;
diezmar (615) dicha señal para producir una
señal diezmada;
procesar (625) dicha señal diezmada para obtener
al menos un primer emplazamiento; y
procesar (630) dicha señal y un código generado
usando dicho al menos un primer emplazamiento para obtener al menos
un segundo emplazamiento,
caracterizado porque dicha etapa de
procesar dicha señal y un código generado usando al menos un primer
emplazamiento para obtener al menos un segundo emplazamiento
comprende las etapas de desplazar (635, 640) uno de dicha señal y
dicho código generado en respuesta a dicho al menos un primer
emplazamiento para crear una variable desplazada y una variable no
desplazada;
correlacionar (645, 650) dicha variable
desplazada con dicha variable no desplazada para obtener una
pluralidad de valores de correlación; y
comparar (655, 660) dicha pluralidad de valores
de correlación para seleccionar el valor de correlación de entre
los valores de correlación que resulte el mayor como dicho al menos
un segundo emplazamiento.
2. El método según la reivindicación 1, en el
que:
Dicha etapa de procesar dicha señal diezmada
para obtener al menos un primer emplazamiento comprende la etapa de
procesar dicha señal diezmada para obtener dicho al menos un primer
emplazamiento que tiene una primera precisión;
dicha etapa de procesar dicha señal y un código
generado usando dicho al menos un primer emplazamiento para obtener
al menos un segundo emplazamiento comprende la etapa de procesar
dicha señal y dicho código generado usando dicho al menos un primer
emplazamiento que tiene dicha primera precisión para obtener dicho
al menos un segundo emplazamiento que tiene una segunda precisión;
y
siendo dicha primera precisión menos exacta que
dicha segunda precisión.
3. El método según la reivindicación 1, que
comprende la etapa adicional de:
tomar muestras de dicha señal en una conversión
de analógica a digital una pluralidad de veces por chip antes de
dicha etapa de diezmar; y
donde dicha señal en dicha etapa de diezmar
comprende la señal muestreada.
4. El método según la reivindicación 1, en el
que dicho sistema de comunicaciones comprende un sistema de
comunicaciones inalámbrico de Acceso Múltiple por División de Código
(CDMA).
5. El método según la reivindicación 1, en el
que dicha etapa de procesar dicha señal diezmada para obtener al
menos un primer emplazamiento comprende la etapa de aplicar dicha
señal diezmada a al menos un filtro para obtener al menos un primer
emplazamiento.
6. El método según la reivindicación 5, en el
que dicha etapa de aplicar dicha señal diezmada a al menos un
filtro para obtener dicho al menos un primer emplazamiento comprende
la etapa de aplicar dicha señal diezmada a al menos un filtro de
respuesta de impulso finito (FIR) de al menos un filtro
conjuntado.
7. El método según la reivindicación 5, en el
que dicha etapa de procesar dicha señal diezmada para obtener al
menos un primer emplazamiento comprende además la etapa de aplicar
una salida de dicho al menos un filtro a un detector de picos para
determinar dicho al menos un primer emplazamiento.
8. El método según la reivindicación 1, en el
que dicha variable desplazada comprende dicha señal y dicha
variable no desplazada comprende dicho código generado.
9. El método según la reivindicación 1, en el
que dicha variable desplazada comprende dicho código generado y
dicha variable no desplazada comprende dicha señal.
\newpage
10. El método según la reivindicación 1, que
comprende además la etapa de remitir dicho al menos un segundo
emplazamiento a unos dedos de rastrillo para permitir la
subsiguiente combinación de coeficiente máximo (MRC) de dicha
señal.
11. Un sistema de receptor para localizar rayos
de trayectoria de señal en un sistema de comunicaciones, que
comprende:
una parte de diezmado (410) adaptada para
diezmar una señal recibida (240) para producir una señal diezmada
(415);
unos medios (420, 425, 427) para procesar dicha
señal diezmada a fin de producir al menos una primera localización
(460) de dicha señal;
unos medios para procesar dicha señal y un
código (440) generado usando dicho al menos un primer emplazamiento
para producir al menos un segundo emplazamiento;
caracterizado porque dichos medios para
procesar dicha señal y dicho código generado comprenden
al menos una unidad de desplazamiento adaptada
para desplazar a uno de dicha señal y dicho código generado en
respuesta a dicho primer emplazamiento para crear una variable
desplazada y una variable no desplazada;
al menos una unidad de correlación (445)
adaptada para correlacionar dicha variable desplazada con dicha
variable no desplazada para producir una pluralidad de valores de
correlación (450); y
una parte de comparación (455) adaptada para
comparar dicha pluralidad de valores de correlación para seleccionar
el valor de correlación entre los valores de correlación que
resulte ser el mayor como dicho al menos un segundo
emplazamiento.
12. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, en el que dicha unidad de desplazamiento está
adaptada para desplazar dicha señal, dicha variable desplazada es
una versión desplazada de dicha señal, y dicha variable no
desplazada es una versión no desplazada de dicho código
generado.
13. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, en el que dicha unidad de desplazamiento está
adaptada para desplazar dicho código generado, dicha variable no
desplazada es una versión no desplazada de dicha señal, y dicha
variable desplazada es una versión desplazada de dicho código
generado.
14. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, que comprende además un convertidor de analógico
a digital, convirtiendo señal dicho convertidor de analógico a
digital dicha señal en una digital muestreada, antes de que dicha
parte de diezmado diezme dicha señal.
15. El sistema de receptor según la
reivindicación 14, en el que una tasa de muestreo de dicho
convertidor de analógico a digital es tal que se muestrea una
versión analógica de dicha señal una pluralidad de veces por
chip.
16. El sistema de receptor según la
reivindicación 15, en el que el dicha tasa de muestreo y un
coeficiente de diezmado de dicha parte de diezmado son
determinativos, al menos en parte, de la precisión de dicho primer
emplazamiento.
17. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, que comprende además un detector de picos; y
en el que dichos medios para procesar dicha
señal y dicho código generado comprenden una pluralidad de filtros
conjuntados, dicha pluralidad de filtros conjuntados incluye al
menos un filtro de respuesta de impulso finito (FIR), una entrada
de dicho detector de picos comprende de una salida de dicho al menos
un filtro de FIR, y dicho primer emplazamiento comprende una salida
de dicho detector de picos.
18. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, en el que dicho al menos un correlador comprende
una pluralidad de correladores, incluyendo cada uno de dicha
pluralidad de correladores un mezclador multiplicador y un
integrador.
19. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, en el que dicho al menos un correlador comprende
una pluralidad de correladores, estando adaptado cada uno de dicha
pluralidad de correladores para dar como salida un valor de
correlación; estando adaptada dicha parte de comparación para
seleccionar el valor más alto entre los valores de correlación de
salida, y comprendiendo una segunda salida de emplazamiento de dicha
parte de comparación dicho valor más alto o un valor relacionado
con el mismo.
20. El sistema de receptor de la reivindicación
19, en el que una primera precisión de dicho primer emplazamiento
es menos exacta que una segunda precisión de dicho segundo
emplazamiento.
\newpage
21. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, en el que dicho sistema de comunicaciones
comprende un sistema inalámbrico de comunicaciones de Acceso
Múltiple por División de Código (CDMA).
22. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, que comprende además una pluralidad de dedos de
rastrillo, recibiendo dicha parte de comparación al menos una
salida de dicho al menos un correlador y proporcionando un segundo
emplazamiento a al menos uno de dicha pluralidad de dedos de
rastrillo.
23. El sistema de receptor según la
reivindicación 11, que comprende un componente de buscador y un
seguidor de trayectoria, en el que el componente de buscador
comprende dicha parte de diezmado, dichos medios para procesar
dicha señal diezmada, y dichos medios para procesar dicha señal y
dicho código generado.
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