ES2315553T3

ES2315553T3 - Metodo de busqueda multitrayecto de un sistema de acceso multiple por division de codigo.

Info

Publication number: ES2315553T3
Application number: ES03785469T
Authority: ES
Inventors: Jiewei Ding
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: DE60324613D1; EP1699154A4; CN1879338A; EP1699154A1; EP1699154B1; CN1879338B; ATE413740T1; EP1699154B8; AU2003296211A1; WO2005064833A1

Abstract

Método de búsqueda multitrayecto en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de código, que comprende las etapas en las que: se calcula el perfil de potencia-retardo de una señal recibida; se seleccionan, de dicho perfil de potencia-retardo, múltiples picos que tienen una energía comparativamente mayor; caracterizado porque además comprende: fijar un umbral, lo cual comprende: determinar 2N umbrales Th(n) según el requisito de la precisión de búsqueda del sistema, los cuales se disponen por tamaño, en donde N es un número natural y n se expresa como: n=-N,...,-1, 1,2,..., N, y en donde cuanto menor es el número de la serie, menor es el valor del umbral; dividir un número real en 2N+1 secciones de número real usando los 2N umbrales, y el número de secuencia para las secciones es: -N, N+1,..., 0, 1,..., N; considerar un pico situado en la sección de número real 0 como la posición de retardo multitrayecto real, para otra sección de número real n, la desviación de posición correspondiente al multitrayecto real es DerivaDelta(n), y el factor de desviación de energía correspondiente al pico real es EnergíaAlfa(n); determinar el valor de la desviación de posición y el factor de desviación de energía según una forma de pico ideal; realizar una comparación con umbrales y una interpolación para dichos picos seleccionados con el fin de determinar la posición del retardo multitrayecto y la energía multitrayecto, en las que dicha etapa de realización de la comparación con umbrales y la interpolación para los picos seleccionados comprende además: calcular la relación de la diferencia de energía entre la energía en una posición de retardo antes que un pico seleccionado y la energía en una posición de retardo después del pico seleccionado y la energía del pico seleccionado; comparar dicha relación con dichos umbrales para determinar la sección de número real en la que se sitúa dicha relación; determinar la posición del retardo multitrayecto real y la energía multitrayecto del mismo correspondiente al pico seleccionado según el valor de la sección de número real determinada; repetir las etapas anteriores para completar la comparación con umbrales y la interpolación para todos los picos seleccionados; determinar el retardo multitrayecto según los resultados de dichas interpolaciones.

Description

Método de búsqueda multitrayecto de un sistema de acceso múltiple por división de código.

Campo técnico

La presente invención se refiere a la tecnología de recepción de señales en un sistema de comunicaciones de Acceso Múltiple por División de Código (para abreviar se usa CDMA), y particularmente, a un método de búsqueda multitrayecto durante el periodo de recepción de una señal. La presente invención se puede aplicar para cualquier sistema de comunicaciones que aplique la tecnología de Acceso Múltiple por División de Código.

Antecedentes de la invención

Uno de los métodos de búsqueda multitrayecto en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de código, conocido a partir del documento EP-A2-0 820 156, comprende las etapas en las que: se calcula la correlación con un código de modulación por ensanchamiento generado localmente de una señal recibida; se seleccionan múltiples picos que tienen una energía comparativamente mayor de dicho perfil potencia-retardo; se realiza una comparación con umbrales y una interpolación para dichos picos seleccionados con el fin de determinar la posición del retardo de multitrayecto; y se determina el retardo de multitrayecto según los resultados de dicha interpolación.

Se conocen métodos similares a partir de los documentos WO 03/021806 A y EP-A-1 089 452.

El Acceso Múltiple por División de Código es un método de acceso múltiple en la tecnología del espectro ensanchado, el cual se ha convertido en otro método de acceso múltiple aplicado en sistemas de comunicaciones en los últimos años además del acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). En comparación con las tecnologías de acceso múltiple por división de frecuencia y de acceso múltiple por división de tiempo, la tecnología CDMA presenta una gran cantidad de ventajas, tales como un alto índice de utilización de espectros de frecuencia, sencillez de planificación y otras. El sistema de comunicaciones que aplica una tecnología CDMA incluye: el sistema CDMA de banda estrecha, es decir, sistema IS-95; el sistema CDMA de banda ancha, es decir, sistema WCDMA; el sistema CDMA 2000, el sistema TD-SCDMA y el sistema TD-CDMA, etcétera.

Todos los sistemas de comunicaciones antes mencionados han adoptado la tecnología del espectro ensanchado multicódigo, a la que se le denomina también tecnología de diseño con código de ensanchamiento, de dos etapas. De este modo, el proceso del espectro ensanchado del enlace inverso desde una estación móvil a una estación base se puede dividir en dos etapas. La primera etapa comprende la realización del espectro ensanchado para la señal usando la función ortogonal (tal como función Walsh, código OVSF, etcétera) denominada código de canalización cuyo valor de correlación cruzada es cero cuando el retardo está alineado. A la primera etapa se le denomina operación de canalización. La segunda etapa comprende multiplicar un código seudoaleatorio (tal como una secuencia PN, una secuencia M, una secuencia Gold, etcétera), asignado exclusivamente por cada estación móvil, el cual tiene un buen rendimiento tanto de autocorrelación como de correlación cruzada, por la señal. A la segunda etapa se le denomina operación de aleatorización. Por otro lado, al código seudoaleatorio antes mencionado se le denomina código de aleatorización. En la segunda etapa, el código de aleatorización se usa para distinguir estaciones móviles diferentes. A un valor en la secuencia del código de aleatorización se le denomina también segmento. Además, en estos sistemas, el proceso de espectro ensanchado del enlace directo desde la estación base a la estación móvil se divide también en las mismas dos etapas, en las que la única diferencia es que en el enlace directo se usa el código de aleatorización para distinguir la estación base o célula, y una estación base o célula diferente tiene un código de aleatorización diferente. Al proceso de recuperación que se produce en el lado receptor correspondiente se le denomina proceso de demodulación en ensanchamiento. Al producto del código de canalización y el código de aleatorización se le asigna la denominación de código de ensanchamiento.

En un sistema genérico de comunicaciones móviles, las señales entre una estación base y una estación móvil se propagan a lo largo de múltiples trayectos entre el transmisor y el receptor. Este fenómeno de transmisión multitrayecto es el resultado principalmente de la reflexión de la señal provocada por la superficie de objetos alrededor del transmisor y el receptor. Como el trayecto de propagación es diferente, los retardos de propagación de los diferentes componentes multitrayecto que llegan al receptor son diferentes, en donde los componentes multitrayecto son generados por la misma señal que se propaga por un trayecto diferente, lo cual da como resultado una interferencia multitrayecto y un desvanecimiento de la señal.

El receptor en el sistema CDMA tiene una estructura de múltiples ramas, en la que cada rama es un elemento receptor individual. El receptor se usa para demodular el componente de la señal recibida deseada y combinar las señales de diferentes elementos receptores, lo cual puede mejorar la calidad de la señal recibida. Cada rama está sincronizada con el multitrayecto que tiene casi el mismo retardo de propagación. A este tipo de receptor se le denomina también receptor Rake, el cual puede mejorar la energía multitrayecto de retardo diferente correspondiente a la misma estación móvil según una cierta regla, mejorando de este modo el rendimiento del receptor.

La sincronización del código de ensanchamiento local y el código de ensanchamiento en la señal recibida es un prerrequisito para que el sistema CDMA realice una comunicación normal. Si no se puede conseguir la sincronización del código, el proceso de demodulación de ensanchamiento no se puede efectuar correctamente; por lo tanto, la información original no se puede demodular correctamente. Cuanto más precisa es la sincronización del código, mejor será el rendimiento de demodulación del receptor. La búsqueda multitrayecto incluye la detección del retardo de propagación de una señal multitrayecto a partir de señales recibidas, y a continuación el ajuste del código de ensanchamiento local según el retardo de transmisión para conseguir que el mismo se sincronice con el código de ensanchamiento de cada señal multitrayecto de señales recibidas. Si el retardo multitrayecto no se puede buscar de forma precisa mediante la búsqueda multitrayecto, entonces el rendimiento de demodulación del receptor Rake que viene a continuación experimentará una pérdida.

Los métodos de búsqueda multitrayecto según la técnica anterior comprenden las siguientes etapas: en primer lugar, se realiza una integral de correlación deslizante de la señal recibida con el código de ensanchamiento para obtener la Función de Relación Compleja (CRF) de la señal de usuario esperada; a continuación, se obtiene el Perfil Potencia-Retardo (PDP) calculando la suma del cuadrado de la parte real y el cuadrado de la parte imaginaria de CRF, es decir, PDP es el módulo al cuadrado de la función de correlación de un código de ensanchamiento y una señal recibida; y a continuación, del perfil de potencia-retardo PDP, se escogen picos que tienen un valor de perfil comparativamente mayor (es decir, valor de correlación comparativamente mayor, potencia comparativamente mayor) o que tienen un valor de perfil que es mayor que un umbral predeterminado, en donde la posición de los picos son exactamente las posiciones de los retardos multitrayecto. El método antes mencionado es el método tradicional de búsqueda multitrayecto, que se ha descrito en los siguientes libros y publicaciones, "Modern Mobile Communication Systems" (People's Post & Telecomm Press, de Qi Yusheng y Shao Shixiang), "CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication" (Addison-WeSley Publishing Company, de Andrew J. Viterbi), "Optimal Decision Strategies for Acquisition of Spread-Spectrum Signals in Frequency-Selective Fading Channels" (IEEE Transactions on communications Vol. 46. n.º 5, de Roland R. Rick y Laurence B. Milstein.).

En realidad, la búsqueda multitrayecto es exactamente equivalente a realizar un proceso de demodulación en ensanchamiento para cada retardo diferente de la señal recibida usando un código de ensanchamiento para seleccionar el retardo multitrayecto real. Habitualmente, es necesario demodular en ensanchamiento cientos de posiciones de retardos, aunque únicamente algunas de ellas son las posiciones multitrayecto reales, habitualmente menos de diez. Para los receptores Rake que vienen a continuación es suficiente con demodular en ensanchamiento únicamente las posiciones multitrayecto reales seleccionadas.

El entorno de las comunicaciones inalámbricas cambia continuamente, de manera que es necesario llevar a cabo continuamente la búsqueda multitrayecto para reflejar el entorno actual de los canales con el paso del tiempo. Para reducir el tiempo de la búsqueda multitrayecto, se adopta un método de búsqueda en paralelo. De este modo, en el receptor, la búsqueda multitrayecto acumula gran parte del total de operaciones, cuya realización es además compleja. Si se reducen las operaciones para la búsqueda multitrayecto, la precisión correspondiente de búsqueda multitrayecto será también más baja que la habitual, y la separación entre dos puntos de retardo adyacentes es habitualmente igual a un periodo de la mitad de un segmento, a saber, la precisión es solamente 1/2 segmento, mientras que la demodulación necesita una precisión de 1/4 segmento o incluso 1/8 segmento. Para mejorar la precisión, habitualmente se aplica un método denominado método de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada, el cual comprende las siguientes etapas: en primer lugar, en cada rama del receptor Rake, se demodula la energía de la señal en la posición del retardo multitrayecto (denominado trayecto a tiempo) y se demodula también al mismo tiempo la de la señal que está medio segmento antes (denominada trayecto anticipado) que el retardo multitrayecto así como la de la señal que está medio segmento después (denominada trayecto retrasado) que el retardo multitrayecto; a continuación, se comparan estas señales de tres trayectos, es decir, la señal del trayecto anticipado, la señal del trayecto retrasado así como la señal del trayecto a tiempo, y se deslizan 1/8 segmento ó 1/4 segmento las posiciones de retardo multitrayecto de estos tres canales en la dirección del trayecto retrasado si la energía de la señal del trayecto retrasado supera un umbral predeterminado; o se deslizan 1/8 segmento ó 1/4 segmento las posiciones de retardo multitrayecto de estos tres canales en la dirección del trayecto anticipado si la energía de la señal del trayecto anticipado supera un umbral predeterminado; o se considera la posición de retardo multitrayecto actual como una posición relativamente correcta y no hay ninguna necesidad de realizar un deslizamiento, si las energías de la señal tanto del trayecto anticipado como del trayecto retrasado son casi iguales. A este proceso se le denomina seguimiento con compuerta anticipada-retrasada. Este método consigue un ajuste más fino para el resultado buscado, que funciona sustancialmente como un buscador con una ventana de búsqueda más pequeña (que tiene solamente tres posiciones de retardo). Aunque el rendimiento de demodulación del receptor se puede mejorar notablemente usando el método de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada, esto al mismo tiempo hace que se doble la complejidad del receptor Rake. Adicionalmente, en el método de asignación multitrayecto, habitualmente no es necesario sintetizar el resultado de la búsqueda multitrayecto y el resultado del seguimiento con compuerta anticipada-retrasada, y se debería seleccionar y asignar el apropiado de los mismos para el receptor Rake con el fin de asignar una posición de retardo relativamente precisa cuando se lleva a cabo la asignación multitrayecto. Además, el método de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada ha hecho que aumente la complejidad de la gestión de la asignación multitrayecto. El método de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada ya ha sido descrito de forma detallada en el siguiente libro "CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication" (Addison-WeSley Publishing Company, de Andrew J. Viterbi).

En resumen, el método de búsqueda multitrayecto según la técnica anterior solamente puede ofrecer una búsqueda con una precisión relativamente baja. Para mejorar la precisión, se aplica el método de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada, aunque el mismo resulta complicado.

Sumario de la invención

Por lo tanto, uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un método de búsqueda multitrayecto aplicado en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de código, capaz de mejorar la precisión del resultado de la búsqueda multitrayecto casi sin incrementar la complejidad del cálculo, que supera los inconvenientes de la realización complicada de la búsqueda con compuerta anticipada-retrasada, y que al mismo tiempo simplifica la complejidad del receptor Rake.

Un método de búsqueda multitrayecto proporcionado en la presente invención comprende las siguientes etapas:

: calcular el perfil de potencia-retardo de una señal recibida;

: seleccionar, de dicho perfil de potencia-retardo, múltiples picos que tienen una energía comparativamente mayor;

: fijar un umbral, lo cual comprende: determinar 2N umbrales Th(n) según el requisito de la precisión de búsqueda del sistema, los cuales se disponen por tamaño, en donde N es un número natural y n se expresa como: n=-N,..., -1, 1,2, N, y en donde cuanto menor es el número de la serie, menor es el valor del umbral; dividir un número real en 2N+1 secciones de número real usando los 2N umbrales, y el número de secuencia para las secciones es: -N, -N+1,..., 0, 1,..., N; considerar un pico situado en la sección de número real 0 como la posición de retardo multitrayecto real, para otra sección de número real n, la desviación de posición correspondiente al multitrayecto real es DerivaDelta(n), y el factor de desviación de energía correspondiente al pico real es EnergíaAlfa(n); determinar el valor de la desviación de posición y el factor de desviación de energía según una forma de pico ideal;

: realizar una comparación con umbrales y una interpolación para dichos picos seleccionados con el fin de determinar la posición del retardo multitrayecto y la energía multitrayecto, en las que dicha etapa de realización de la comparación de umbrales y la interpolación para los picos seleccionados comprende: calcular la relación de la diferencia de energía entre la energía en una posición de retardo antes que un pico seleccionado y la energía en una posición de retardo después del pico seleccionado con respecto a la energía del pico seleccionado; comparar dicha relación con dichos umbrales para determinar la sección de número real en la que se sitúa dicha relación; determinar la posición del retardo multitrayecto real y la energía multitrayecto del mismo correspondiente al pico seleccionado según el valor de la sección de número real determinada; repetir las etapas anteriores para completar la comparación con umbrales y la interpolación para todos los picos seleccionados; determinar el retardo multitrayecto según los resultados de dichas interpolaciones.

Método de búsqueda multitrayecto, en el que la etapa en la que se calcula el perfil de potencia-retardo comprende además: realizar la correlación comparativa de una señal recibida con el código de ensanchamiento local para obtener una función de correlación; y calcular el cuadrado del módulo de la función de correlación antes mencionada para obtener el perfil de potencia-retardo.

Método de búsqueda multitrayecto, en el que la etapa en la que se determina el retardo multitrayecto comprende además: seleccionar múltiples trayectos que tienen una energía comparativamente mayor de entre los multitrayectos obtenidos mediante la etapa de comparación de umbrales e interpolación, y el retardo correspondiente es el retardo multitrayecto.

En comparación con métodos de búsqueda multitrayecto según la técnica anterior, el método de búsqueda multitrayecto descrito en la presente invención puede garantizar que se mejore considerablemente la precisión de la búsqueda multitrayecto casi sin cambiar la complejidad de cálculo, en la que la precisión de la búsqueda puede llegar hasta 1/4 segmento, 1/8 segmento o incluso 1/16 segmento. Al mismo tiempo, en la presente invención no es necesario el módulo de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada, es decir, no es necesario además ningún algoritmo de seguimiento complicado, lo cual simplifica la complejidad de la realización del receptor Rake y la complejidad de la gestión de la asignación multitrayecto. El método según la presente invención se puede aplicar para estaciones base y estaciones móviles en varios sistemas de comunicación de acceso múltiple por división de código.

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Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema CDMA típico;

la Fig. 2 es un diagrama de bloques esquemático del sistema CDMA que aplica el método de búsqueda multitrayecto según la presente invención;

la Fig. 3 es un diagrama de flujo del método de búsqueda multitrayecto según la presente invención;

la Fig. 4 es una gráfica que ilustra la forma ideal del valor de pico multitrayecto;

la Fig. 5 es una gráfica que muestra la relación entre la desviación de la posición del pico real con respecto a la posición del pico buscado y la relación de la diferencia de energía entre la energía del punto de muestreo antes que el pico buscado y la energía del punto de muestreo después del pico buscado con respecto a la energía del pico buscado;

la Fig. 6 es una gráfica que muestra la relación entre el factor de desviación de energía del valor del pico real y el valor del pico buscado y la relación de la diferencia de energía entre la energía del punto de muestreo antes que el pico buscado y la energía del punto de muestreo después del pico buscado con respecto a la energía del pico buscado.

Descripción detallada de la forma de realización preferida

A continuación en la presente memoria se combinan los dibujos adjuntos y formas de realización para obtener una descripción adicional, según la cual se puede realizar fácilmente la presente invención para aquellos expertos en la materia.

La Fig. 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema CDMA típico existente. En referencia a la fig. 1, el aparato transmisor incluye la fuente de señales 101, el filtro de transmisión 102, el módulo de modulación radiofrecuencia (RF) y la antena 104. Antes de ser modulada por radiofrecuencia, la señal en primer lugar pasa a través de un filtro de transmisión de banda base 102, al que se le denomina también filtro conformador de impulsos, que convierte la señal digital de espectro ensanchado en una señal que está adaptada para la modulación RF. A continuación, la señal adaptada para la modulación RF se modula por parte del módulo de modulación RF 103, y a continuación es transmitida al aire por la antena 104. En general, la característica del filtro de transmisión 102 es estable, por ejemplo, para estaciones móviles en el sistema WCDMA, el filtro es un filtro de raíz de coseno alzado, siendo su factor de redondeo 0,22. El aparato receptor incluye una antena 105, un canal RF 106, un módulo de búsqueda multitrayecto 107, un módulo de gestión multitrayecto 108 y un receptor Rake 109. Después de que la antena 105 reciba la señal, esta señal pasa a través del canal RF 106 y entra en el módulo de búsqueda multitrayecto 107, en el que se lleva a cabo el proceso de búsqueda multitrayecto, dándose salida a la señal a través de otra vía desde el canal RF 106 y entrando directamente en el receptor Rake. El módulo de búsqueda multitrayecto aplica un método de búsqueda multitrayecto existente, tal como el método de seguimiento con compuerta anticipada-retrasada, y al retardo multitrayecto se le da salida hacia el módulo de gestión multitrayecto 108, y a continuación la salida del módulo de gestión multitrayecto 108 entra en el receptor Rake. El receptor Rake incluye múltiples elementos receptores relativamente independientes 109. Cada elemento receptor 109 incluye un módulo de ajuste de retardo 1091, un módulo de demodulación 1092 de trayecto anticipado, un módulo de demodulación 1093 de trayecto a tiempo y un módulo de demodulación 1094 de trayecto retrasado. Las señales del módulo de gestión multitrayecto 108 y el canal RF 106 son recibidas por el módulo de ajuste de retardo 1091, el cual a continuación ajusta el retardo de la señal y transmite las salidas hacia el módulo de demodulación 1092 de trayecto anticipado, el módulo de demodulación 1093 de trayecto a tiempo y el módulo de demodulación 1094 de trayecto retrasado. Es necesario realimentar los resultados demodulados de estos tres trayectos anticipado, a tiempo y retrasado hacia el módulo de ajuste de retardo 1091, que forma un bucle de realimentación. Al mismo tiempo, es necesario también que el módulo de ajuste de retardo 1091 reciba información del módulo de gestión multitrayecto 108, y el primero realimenta la información sobre el ajuste del retardo hacia el módulo de gestión multitrayecto 108, el cual forma también un bucle de realimentación. No obstante, el bucle de realimentación hará que el método de búsqueda multitrayecto resulte complejo.

La Fig. 2 es el diagrama de bloques esquemático del sistema CDMA que aplica el método de búsqueda multitrayecto según la presente invención. Igual que en la Fig. 1, el aparato transmisor incluye una fuente de señales 101, un filtro de transmisión 102, un módulo modulador RF 103 y una antena 104. El aparato receptor incluye una antena 105, un canal RF 106, un módulo de búsqueda multitrayecto 207 y un receptor Rake. Después de que la antena 105 reciba la señal, esta señal pasa por el canal RF 106 y entra en el módulo de búsqueda multitrayecto 207, el módulo de búsqueda multitrayecto 207 aplica el método de búsqueda multitrayecto según la presente invención para llevar a cabo la búsqueda multitrayecto. Además, al retardo multitrayecto buscado se le da salida hacia el receptor Rake. La salida de la señal a través de otra vía desde el canal RF 106 entra directamente en el receptor Rake. El receptor Rake incluye múltiples elementos receptores relativamente independientes 209. En los mismos, cada elemento receptor 209 solamente incluye el módulo de demodulación 2091 del trayecto a tiempo. En comparación con la Fig. 1, la estructura del elemento receptor Rake se ha simplificado considerablemente, se han omitido el módulo de ajuste de retardo, el módulo de demodulación del trayecto anticipado así como el módulo de demodulación del trayecto retrasado, y el módulo de demodulación 2091 del trayecto a tiempo es completamente igual al módulo de demodulación original 1091 del trayecto a tiempo. Con la presente invención, en el sistema de recepción tampoco es necesario un módulo complicado de gestión multitrayecto. En comparación con la Fig. 1, en el sistema de recepción no hay ningún bucle de realimentación, lo cual simplifica notablemente el sistema.

La idea central del método de búsqueda multitrayecto de la presente invención comprende: se calcula el perfil de potencia-retardo PDP sin cambiar la precisión de la integral de correlación de búsqueda multitrayecto, a continuación se seleccionan datos de pico del PDP con una energía comparativamente mayor para realizar una interpolación basada en la decisión sobre umbrales, lo cual específicamente, por ejemplo, calcula la relación de la diferencia de energía entre la energía del punto de muestreo antes que el pico buscado y la energía del punto de muestreo después del pico buscado con respecto a la energía del pico, la cual a continuación se compara con un umbral predeterminado para calcular una posición y una energía de retardo multitrayecto más precisas. El pico en el presente caso y en adelante se define como la posición cuya energía es mayor que la energía de las posiciones a ambos lados del mismo. El diagrama de flujo de la presente invención se muestra en forma de la Fig. 3.

El método de la presente invención es un método de interpolación que se basa en una decisión sobre umbrales, de manera que es necesario fijar el umbral. La fijación del umbral se puede completar durante el periodo de configuración del sistema, tal como se muestra en el bloque 301 de la Fig. 3. El número y valor de los umbrales, la desviación de posición de retardo correspondiente y la desviación de energía del mismo se pueden determinar según el requisito de precisión de búsqueda del sistema. Según el requisito de precisión de búsqueda, se determinan 2N umbrales Th(n) que se disponen por tamaño, en los que n=\pm1, \pm2, ... \pmN, en los que N es un número natural, para obtener una descripción más sencilla, se excluye el número cero. Cuanto menor sea el número de la serie, menor será el valor de umbral correspondiente, es decir, el orden de clasificación del umbral es Th (-N), Th (-N+1), ....., Th (-1), Th (+1), ..... Th (N). Por ejemplo, si el sistema necesita interpolar la precisión de búsqueda desde 1/2 segmento a 1/8 segmento, son necesarios por lo menos cuatro umbrales, de modo que en este caso N es igual a 2. Si el sistema necesita interpolar la precisión de búsqueda desde 1/2 segmento a 1/4 segmento, en ese caso son necesarios dos umbrales, por lo tanto aquí N es igual a 1. 2N umbrales dividen el número real en 2N+1 secciones de número real, definiéndose el número de secuencia para las mismas del modo siguiente: -N, -N+1, ..., 0, 1, ..., N. Si la relación calculada R obtenida en la interpolación por umbrales del pico actual se sitúa en la sección del número real entre Th (-1) y Th (1), es decir, se sitúa en la sección de número real n.º0, entonces se puede considerar que la posición del pico actual es la posición del retardo multitrayecto real y la energía del pico actual es la energía multitrayecto real. Para otra sección del número real, si el número de la sección es n, entonces la desviación de la posición correspondiente a la posición multitrayecto real es DerivaDelta (n), y el factor de desviación de energía correspondiente al pico real es EnergíaAlfa (n), en donde n=\pm1, \pm2, ..., \pmN, n representa el número de sección del número real. En general, la unidad de la posición de retardo es 1/2 segmento. Por ejemplo, durante la operación de la interpolación por umbral del pico actual, la relación calculada R se sitúa en la sección entre el umbral Th (1) y Th (2), es decir, la sección de número real 1, a continuación la posición del pico real se obtiene sumando la posición del pico actual y DerivaDelta (1), la energía del pico real se obtiene multiplicando la energía del pico actual por EnergíaAlfa (1). A continuación, se pueden determinar la desviación de la posición DerivaDelta(n) y el factor de desviación de energía EnergíaAlfa (n) según la forma ideal del pico, en donde el factor de desviación de energía EnergíaAlfa(n) se define de manera que es la relación de la energía del pico real con respecto a la energía del pico buscado. Por ejemplo, en la forma de realización antes mencionada, que tiene 4 umbrales, las desviaciones de posición correspondientes son DerivaDelta(-2)=-0,25 segmento, DerivaDelta
(-1)=-0,125 segmento, DerivaDelta(1)=+0,125 segmento, DerivaDelta(2)=+0,25 segmento. Mientras que en la forma de realización que tiene 2 umbrales, las desviaciones de posición correspondientes son DerivaDelta(-1)=-0,25 segmento, DerivaDelta(1)=+0,25 segmento.

El método específico de búsqueda multitrayecto basado en la interpolación sobre umbrales se lleva a cabo durante el periodo de funcionamiento del sistema. En primer lugar, se calcula el perfil de potencia-retardo PDP (tal como se muestra en el bloque 302), que es la etapa básica para la búsqueda multitrayecto. Existen muchos métodos para calcular el perfil de potencia-retardo según la técnica anterior, aunque la longitud de la integral adoptada puede presentar alguna diferencia, lo cual influye muy poco en el método de la presente invención. En la presente invención, la función de correlación se obtiene mediante correlación comparativa de la señal recibida con el código aleatorizado local y a continuación se puede obtener la potencia en el retardo diferente calculando el cuadrado del módulo de la función de correlación, en donde el cuadrado del módulo es la suma del cuadrado de la parte real y el cuadrado de la parte imaginaria.

A continuación, se lleva a cabo la interpolación sobre umbrales (tal como se muestra en el bloque 303). En primer lugar, se seleccionan múltiples picos con una energía comparativamente mayor según el valor del perfil de potencia-retardo PDP. Habitualmente, según un umbral de energía que es definido o calculado por el propio sistema, el número máximo de multitrayecto seleccionado cuya energía supera el umbral de energía es menor que o igual a Mtrayecto. En donde el valor de Mtrayecto puede ser definido o calculado por cada sistema, estando comprendido típicamente el valor de Mtrayecto en el intervalo de entre 4 y 16. A continuación, se calcula la relación de la diferencia de energía entre la energía de la posición del retardo antes que el pico buscado y la energía de la posición del retardo después del pico seleccionado con respecto a la energía del pico seleccionado. Si la energía del pico seleccionado es PDP (k), en donde k es la posición del retardo, entonces la relación R se obtiene mediante la siguiente fórmula: R=[PDP(k-1)-PDP(k+1)]/PDP(k). Comparando la relación R con el umbral definido para determinar la sección del número real en la que se sitúa la relación R, a continuación se pueden determinar la posición del retardo multitrayecto real y la energía multitrayecto correspondiente del mismo según el valor de esa sección del número real. Si la sección del número real en la que se sitúa la relación R es p, entonces la posición del retardo multitrayecto real es la suma de la posición del retardo del pico seleccionado y la desviación de la posición DerivaDelta(p) de la sección del número real en la que está situada la relación R, en donde la energía multitrayecto del mismo se obtiene multiplicando PDP(k) por EnergíaAlfa (p). En todos los picos seleccionados se aplican dicha comparación con umbrales y operación de interpolación según las etapas anteriores para obtener la posición del retardo multitrayecto real correspondiente y la energía multitrayecto del mismo.

Finalmente, se determina el retardo multitrayecto (tal como se muestra en el bloque 304). Después de la operación de interpolación sobre umbrales antes mencionada, se obtienen varias posiciones de retardo multitrayecto reales y energías multitrayecto. Se compara la energía del retardo multitrayecto real y de entre los multitrayectos reales antes mencionados se seleccionan M multitrayectos, cuya energía es comparativamente mayor. El valor específico de M puede ser decidido por cada sistema de forma independiente, típicamente, M puede ser cualquier valor entre 1 y 8. Además, la posición del retardo t_{m} que se corresponde con la energía es el retardo multitrayecto, en donde m= 1, 2,..., M.

Llevando a cabo las etapas mencionadas anteriormente, se completa el proceso total de búsqueda multitrayecto; de este modo se obtiene el retardo multitrayecto.

La Fig. 4 es una gráfica de la forma ideal del valor de pico multitrayecto. Este pico ideal se obtiene usando 256 segmentos como longitud de la integral de correlación y 1/8 segmento como precisión del muestreo, en donde la posición del pico real es 15 y la energía multitrayecto real es aproximadamente 4.600. Si se adopta otra longitud de la integral, la forma del pico obtenido presentará alguna diferencia. En la presente forma de realización, se describirá como ejemplo la longitud de la integral coherente con 256 segmentos.

La Fig. 5 es una gráfica que muestra la relación entre la desviación de la posición del pico real con respecto a la posición del pico buscado y la relación de la diferencia de energía entre la energía del punto de muestreo antes que el pico buscado y la energía del punto de muestreo después del pico buscado con respecto a la energía del pico buscado. Tomando como ejemplo una longitud de la integral de 256 segmentos y suponiendo que la precisión de búsqueda multitrayecto es 1/2 segmento, entonces como posición del punto de muestreo se debería seleccionar un punto por cada 4 puntos adyacentes en la curva de la Fig. 4. No obstante puede que no se seleccione la posición del pico real 15, y por lo tanto el pico buscado se puede desviar con respecto a la posición del pico real. La desviación y el pico buscado presentan las siguientes características: cuanto mayor sea el valor absoluto de la desviación de la posición, mayor será el valor absoluto de la relación R de la diferencia de energía entre el punto de muestreo anticipado y el punto de muestreo retrasado en torno al pico buscado con respecto a la energía del pico buscado, y el símbolo de la relación, es decir, positiva o negativa, se corresponde con la dirección de la desviación. La relación específica se muestra como la curva de la Fig. 5. Por ejemplo, si la desviación de la posición es 0, entonces la relación R es igual a 0; si la desviación de la posición es 1/8 segmento, entonces la relación R es igual 0,43; si la desviación de la posición es -1/8 segmento, entonces la relación R es igual a -0,43; si la desviación de la posición es 1/4 segmento, entonces la relación R es igual a 0,94.

Si se requiere mejorar la precisión de la búsqueda desde 1/2 segmento, o 1/8 segmento según el requisito del sistema, entonces se pueden definir cuatro umbrales basándose en la curva de la fig. 5, que son respectivamente -0,68, -0,21, 0,21, y 0,68, y las correspondientes cuatro desviaciones de la posición de retardo de los mismos DerivaDelta son -0,25, -0,125, 0,125 y 0,25.

La Fig. 6 es una gráfica que muestra la relación entre el factor de desviación de energía correspondiente a la energía del pico real con respecto a la energía del pico buscado y la relación de la diferencia de energía entre la energía del punto de muestreo antes que el pico buscado y la energía del punto de muestreo después del pico buscado con respecto a la energía del pico buscado. Tomando como ejemplo una longitud de la integral de 256 segmentos y suponiendo que la precisión de búsqueda multitrayecto es 1/2 segmento, en la curva de la Fig. 4, como posición del punto de muestreo, se debería seleccionar un punto por cada 4 puntos adyacentes. No obstante, puede que no se seleccione la posición de pico real 15, y por lo tanto la energía del pico buscado puede ser menor que la energía del pico real. Además, la relación entre la magnitud de la desviación de la energía y el pico buscado presenta la siguiente característica: cuanto mayor es el valor absoluto de la desviación de energía, mayor será el valor absoluto de la relación R de la diferencia de energía entre la energía del punto de muestreo anticipado y la correspondiente al punto de muestreo retrasado en torno al pico buscado con respecto a la energía del pico buscado. En la Fig. 6 se muestra la relación real en forma de una curva. Por ejemplo, si la desviación de la posición es 0, entonces la desviación de energía es igual a 0 y la relación R es igual a 0; y si la desviación de la posición es 1/8 segmento, la energía del pico real es 1,06 veces la energía del pico buscado, y la relación R es igual a 0,43; y si la desviación de la posición es 1/4 segmento, la energía del pico real es 1,28 veces la energía del pico buscado, y la relación R es igual a 0,94.

Suponiendo que el sistema requiera que se mejore la precisión de búsqueda desde 1/2 segmento a 1/8 segmento, entonces se pueden definir cuatro umbrales según la curva de la fig. 5, que son respectivamente -0,68, -0,21, 0,21 y 0,68, y las correspondientes cuatro desviaciones de la posición de retardo DerivaDelta son -0,25, -0,125, 0,125, y 0,25, y la relación de la energía real con respecto a la energía buscada, es decir, EnergíaAlfa es 1,28, 1,06, 1,06 y 1,28.

A partir del análisis mencionado anteriormente, en la presente forma de realización, es suficiente únicamente con conservar dos datos del factor de desviación de la energía EnergíaAlfa, y entre los cuatro datos de la desviación de la posición de retardo DerivaDelta y el umbral Th, si no se considera el signo, hay solamente dos datos diferentes, lo cual facilita la realización específica.

En resumen, en comparación con el sistema de recepción CDMA según la técnica anterior, el sistema de recepción CDMA que aplica el método de búsqueda multitrayecto según la presente invención puede reducir considerablemente la complejidad del sistema de recepción sin que disminuya el rendimiento del sistema, que resulta sencillo de realizar y tiene un efecto evidente y se puede aplicar para varios sistemas de comunicaciones de acceso múltiple por división de código.

Debería entenderse que las formas de realización descritas anteriormente se usan para explicar, aunque no limitar, la presente invención. Aunque la presente invención se ha explicado detalladamente en referencia a las formas de realización, debería resultar evidente para los expertos en la materia que en la presente invención se pueden realizar varias modificaciones y variaciones sin desviarse con respecto al alcance de la invención. De este modo, se pretende que la presente invención comprenda las modificaciones y variaciones de la misma siempre que éstas se incluyan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims

1. Método de búsqueda multitrayecto en un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de código, que comprende las etapas en las que:

se calcula el perfil de potencia-retardo de una señal recibida;

se seleccionan, de dicho perfil de potencia-retardo, múltiples picos que tienen una energía comparativamente mayor;

caracterizado porque además comprende:

\quad: fijar un umbral, lo cual comprende: determinar 2N umbrales Th(n) según el requisito de la precisión de búsqueda del sistema, los cuales se disponen por tamaño, en donde N es un número natural y n se expresa como: n=-N,...,-1, 1,2,..., N, y en donde cuanto menor es el número de la serie, menor es el valor del umbral; dividir un número real en 2N+1 secciones de número real usando los 2N umbrales, y el número de secuencia para las secciones es: -N, N+1,..., 0, 1,..., N; considerar un pico situado en la sección de número real 0 como la posición de retardo multitrayecto real, para otra sección de número real n, la desviación de posición correspondiente al multitrayecto real es DerivaDelta(n), y el factor de desviación de energía correspondiente al pico real es EnergíaAlfa(n); determinar el valor de la desviación de posición y el factor de desviación de energía según una forma de pico ideal;

\quad: realizar una comparación con umbrales y una interpolación para dichos picos seleccionados con el fin de determinar la posición del retardo multitrayecto y la energía multitrayecto, en las que dicha etapa de realización de la comparación con umbrales y la interpolación para los picos seleccionados comprende además: calcular la relación de la diferencia de energía entre la energía en una posición de retardo antes que un pico seleccionado y la energía en una posición de retardo después del pico seleccionado y la energía del pico seleccionado; comparar dicha relación con dichos umbrales para determinar la sección de número real en la que se sitúa dicha relación; determinar la posición del retardo multitrayecto real y la energía multitrayecto del mismo correspondiente al pico seleccionado según el valor de la sección de número real determinada; repetir las etapas anteriores para completar la comparación con umbrales y la interpolación para todos los picos seleccionados;

\quad: determinar el retardo multitrayecto según los resultados de dichas interpolaciones.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa en la que se calcula el perfil de potencia-retardo comprende además:

\quad: realizar una correlación comparativa de dicha señal recibida con el código de ensanchamiento local para obtener una función de correlación; y

\quad: calcular el cuadrado del módulo de dicha función de correlación para obtener el perfil de potencia-retardo.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa en la que se seleccionan múltiples picos que tienen una energía comparativamente mayor comprende además:

\quad: seleccionar no más de Mtrayecto multitrayectos según un umbral de energía establecido o calculado por el sistema, en el que la energía de los multitrayectos seleccionados supera el umbral de energía, en donde el número máximo de multitrayecto Mtrayecto seleccionado es establecido o calculado por el sistema.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho Mtrayecto está comprendido en el intervalo de entre 4 y 16.

5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa en la que se determinan la posición del retardo multitrayecto real y la energía multitrayecto del mismo correspondiente al pico seleccionado comprende además:

\quad: sumar la desviación de la posición de la sección de número real en la que se sitúa la relación del pico al pico para obtener la posición de retardo multitrayecto real;

\quad: multiplicar la energía del pico y el factor de desviación de energía de la sección de número real en la que se sitúa la relación del pico para obtener la energía multitrayecto real.

6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa en la que se determina el retardo multitrayecto según los resultados de dicha interpolación comprende además:

\quad: comparar la energía de los multitrayectos reales obtenidos llevando a cabo la etapa de comparación con umbrales e interpolación;

\quad: seleccionar M multitrayectos de entre dichos multitrayectos reales, cuya energía es comparativamente mayor, en donde M es determinado por el sistema;

\quad: obtener retardos multitrayecto que son los retardos correspondientes a los M multitrayectos.

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho M puede ser cualquier entero entre 1 y 8.