ES2318353T3 - Ajuste de la frecuencia en un dispositivo combinado de comunicacion movil y posicionamiento. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de comunicaciones, que comprende: medios (108) para producir una primera señal de referencia (108b) y una segunda señal de referencia (108a); medios (106) para recuperar una primera señal de información de una primera portadora usando la primera señal de referencia; medios (102) para recuperar una segunda señal de información de una segunda portadora usando la segunda señal de referencia, estando configurados los medios para recuperar la segunda señal de información para operar en un estado activo y en un estado en reposo; medios para detectar un error de frecuencia (116c) en la primera señal de información; y caracterizado porque además comprende medios (116) para sintonizar de manera periódica la primera señal de referencia para reducir el error de frecuencia, en el que los medios para sintonizar la primera señal de referencia para reducir el error de frecuencia hacen posible la sintonización de la primera señal de referencia si el error de frecuencia cruza un primer umbral, y una vez habilitado, continuar sintonizando la primera señal de referencia hasta que el error de frecuencia sea reducido por debajo de un segundo umbral, y en el que el primer umbral y el segundo umbral son una función del estado del medio para recuperar la segunda señal de información proveniente de la segunda portadora.
Description
Ajuste de la frecuencia en un dispositivo
combinado de comunicación móvil y posicionamiento.
La presente invención se refiere por lo general
a electrónica, y de manera más específica a las telecomunicaciones
que usan un oscilador sintonizable.
La demanda de los consumidores de servicios
móviles inalámbricos ha conducido al desarrollo de un número cada
vez mayor de redes celulares. Una de dichas redes se basa en la
tecnología de acceso múltiple por división de código (CDMA) que
soporta servicios de voz y de datos inalámbricos usando
comunicaciones de espectro expandido. En las comunicaciones de
espectro expandido, un gran número de señales comparten el mismo
espectro de frecuencia y, como resultado de esto, proporcionan un
alto nivel de capacidad de usuario. Esto se consigue por medio de
la transmisión de cada una de las señales con un código de
pseudorruido (PN) diferente que modula una portadora, y por lo
tanto, expande la señal. Las señales transmitidas son separadas en
el receptor por medio de un correlador que usa un código PN
correspondiente para desexpandir la señal. Las señales no deseadas,
cuyos códigos no coinciden, no son desexpandidas y solamente
contribuyen al ruido.
Una red de la competencia que se ha convertido
de factor en un estándar en Europa y en Asia es la tecnología del
Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM). A diferencia de
CDMA, GSM usa acceso múltiple por división en el tiempo de banda
estrecha (TDMA) para soportar servicios de voz y de datos
inalámbricos. Otras redes populares que se han desarrollado a lo
largo de los años usando la tecnología TDMA incluyen el Servicio
General de Radio por Paquetes (GPRS) y el EDGE, ambos soportando
servicios de datos de alta velocidad. Estas redes pueden estar
dispersas por todo el escenario geográfico, cada una de ellas con su
propio conjunto único de protocolos, servicios y velocidades de
datos.
En la actualidad, se están desarrollando
dispositivos de comunicaciones inalámbricos con tecnología que
soporta redes celulares múltiples. De manera típica, estos
dispositivos están equipados con un receptor dedicado para cada una
de las redes. Se puede usar un circuito oscilador local (LO) para
proporcionar una señal de referencia estable a cada receptor. La
señal de referencia estable puede ser usada por cada uno de los
receptores independientes para recuperar señales de información de
una portadora de alta frecuencia. El circuito LO está implementado
de manera típica con un oscilador de cristal que excita a varios
circuitos multiplicadores de frecuencia. Los circuitos
multiplicadores de frecuencia pueden estar programados de manera
individual para proporcionar una señal de referencia a cada uno de
los receptores a la frecuencia apropiada. Con el fin de mantener un
buen rendimiento del receptor, a menudo se emplea un oscilador de
cristal altamente preciso y estable. De manera alternativa, se
puede usar un oscilador sintonizable, tal como un oscilador de
cristal con compensación de temperatura controlador por tensión
(VCTCXO). Se puede usar un lazo seguidor de frecuencia para
sintonizar el oscilador para compensar las tolerancias de
fabricación, desplazamientos de frecuencia Doppler, y derivas.
En sistemas más avanzados, los dispositivos de
comunicaciones inalámbricos pueden estar equipados con un receptor
de un sistema de posicionamiento global (GPS). El GPS es parte de un
sistema de navegación basado en satélite desarrollado por el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Proporciona una
cobertura global con una capacidad de navegación bajo varias
condiciones ambientales. En un GPS completamente operativo, toda la
superficie de la Tierra está cubierta por hasta veinticuatro
satélites dispersados en seis órbitas con cuatro satélites en cada
una de las órbitas. Un receptor GPS en el dispositivo de
comunicaciones inalámbrico usa señales moduladas por un código de
ruido pseudoaleatorio (PRN) proveniente de múltiples satélites para
determinar su localización exacta sobre la Tierra. Los datos brutos
generados desde el receptor GPS se pueden usar para varias
aplicaciones. A modo de ejemplo, los datos brutos se pueden
introducir en ficheros de mapas almacenados en la memoria.
El documento WO 99/13595 A describe un terminal
móvil inalámbrico que integra un transceptor WCDMA y un receptor
GPS. El documento US-B1-6424229
describe un circuito de sintonía para un oscilador controlado por
tensión que comprende lógica de histéresis para reducir la
conmutación no deseable durante la corrección de
errores.
errores.
Para mejorar la viabilidad económica de estos
dispositivos de comunicaciones inalámbricos, el receptor GPS a
menudo comparte un circuito LO común con los receptores celulares.
El problema con esta aproximación es que el funcionamiento del
receptor GPS se puede ver degradado si el oscilador de cristal del
circuito del LO está siendo sintonizado por medio del lazo de
seguimiento de frecuencia durante el funcionamiento GPS. De acuerdo
con esto, existe una necesidad de una aproximación innovadora que se
pueda usar para sintonizar un oscilador de cristal en un circuito
de LO sin degradar el funcionamiento del receptor GPS.
En un aspecto de la presente invención, un
dispositivo de comunicaciones incluye un oscilador sintonizable
configurado para producir una señal de referencia, un receptor
configurado para recuperar una señal de información a partir de una
portadora usando la señal de referencia, y un procesador configurado
para detectar un error de frecuencia en la señal de información, y
de manera periódica sintonizar el oscilador para reducir el error
de frecuencia.
En otro aspecto de la presente invención, un
dispositivo de comunicaciones incluye un oscilador sintonizable
configurado para producir una señal de referencia, un receptor
configurado para recuperar una señal de información a partir de una
portadora usando la señal de referencia, y un procesador configurado
para detectar un error de frecuencia en la señal de información, y
sintonizar el oscilador si el error de frecuencia traspasa un
umbral.
En otro aspecto más de la presente invención, un
procedimiento de comunicaciones incluye la recuperación de una
señal de información a partir de una portadora usando una señal de
referencia, la detección de un error de frecuencia en la señal de
información y la sintonización periódica de la señal de referencia
para reducir el error en frecuencia.
En un aspecto adicional de la presente
invención, un dispositivo de comunicaciones incluye un medio para
producir una señal de referencia, un medio para recuperar una señal
de información a partir de una portadora usando la señal de
referencia, un medio para detectar un error de frecuencia en la
señal de información, y un medio para sintonizar de manera
periódica la señal de referencia para reducir el error de
frecuencia.
Los aspectos de la presente invención se
ilustran a modo de ejemplo, y no a modo de limitación, en los
dibujos que se acompañan, en los que:
La Fig. 1 es un diagrama de bloques conceptual
que ilustra un ejemplo funcional de un sistema receptor para un
dispositivo de comunicaciones inalámbrico;
La Fig. 2 es una ilustración gráfica que muestra
un ejemplo de una operación de sintonización periódica para un
circuito de LO en un dispositivo de comunicaciones inalámbrico;
La Fig. 3 es un diagrama de bloques conceptual
que ilustra un ejemplo funcional de un procesador WCDMA en un
dispositivo de comunicaciones inalámbrico; y
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un
ejemplo funcional del funcionamiento de un detector de umbral en un
procesador WCDMA que se puede usar junto con la operación de
sintonización del LO.
La descripción detallada que se declara a
continuación junto con los dibujos anejos está destinada a ser una
descripción de las varias realizaciones de la presente invención.
Cada una de las realizaciones descritas en esta descripción se
proporciona meramente como un ejemplo o como una ilustración de la
presente invención, y no debería ser necesariamente interpretada
como preferida o ventajosa sobre otras realizaciones. La descripción
detallada incluye detalles específicos para el propósito de
proporcionar una comprensión rigurosa de la presente invención. Sin
embargo, será obvio para alguien experto en la técnica que la
presente invención se puede llevar a la práctica sin estos detalles
específicos. En algunos casos, se muestran estructuras y
dispositivos bien conocidos en forma de diagrama de bloques con el
fin de evitar ocultar los conceptos de la presente invención. Los
acrónimos y otra terminología descriptiva se pueden usar meramente
por conveniencia y por claridad y no están destinados a limitar el
alcance de la invención. Además, para los propósitos de esta
descripción, el término "acoplado" quiere decir "conectado
a" y dicha conexión puede ser directa o, cuando sea apropiado en
el contexto, puede ser indirecta, por ejemplo, a través de
dispositivos intermedios o intermediarios o de otros medios.
Un dispositivo de comunicaciones inalámbrico se
puede usar para acceder a una red o para comunicar con otros
dispositivos de comunicaciones a través de una o más redes
celulares. A modo de ejemplo, el dispositivo de comunicaciones
inalámbrico puede estar diseñado para comunicar sobre una red
celular de acceso múltiple por división de código de banda ancha
(WCDMA). De manera alternativa, el dispositivo de comunicaciones
puede estar diseñado para comunicar sobre una red GSM, GPRS, EDGE o
cualquier otra red celular. En al menos una realización, el
dispositivo de comunicaciones inalámbrico puede estar diseñado para
funcionar sobre múltiples redes celulares y tener capacidad de GPS.
El dispositivo de comunicaciones inalámbrico, al que se hace
referencia de manera típica como una estación de abonado, puede ser
cualquier tipo de dispositivo inalámbrico que pueda comunicar sobre
un medio inalámbrico con una red celular que incluya, pero que no se
limite a, un teléfono o un terminal inalámbrico, un ordenador, un
módem, un asistente digital personal, etc.
En la Fig. 1 se muestra un diagrama de bloques
funcional de un sistema receptor para un dispositivo de
comunicaciones inalámbrico. El sistema receptor puede incluir un
receptor GPS 102 con una antena 104. El receptor GPS 102 puede
estar implementado con una arquitectura heterodina con una
frecuencia intermedia (IF). El sistema receptor también puede
incluir uno o más receptores celulares que incluyan, a modo de
ejemplo, un WCDMA, GSM, GPRS, EDGE y/o cualquier otro receptor
celular. Por razones de facilidad de explicación, el sistema del
receptor se muestra con un único receptor celular heterodino de
conversión directa 106 diseñado para el funcionamiento WCDMA. Los
que sean expertos en la técnica podrán rápidamente aplicar los
conceptos inventivos descritos en toda esta descripción a múltiples
diseños de receptor celular. El receptor WCDMA 106 puede compartir
la antena 104 con el receptor GPS 102, o de manera alternativa,
puede estar equipado con su propia antena. En la realización que se
muestra en la Fig. 1, tanto el receptor GPS 102 como el receptor
WCDMA 106 están acoplados a la misma antena 104 para reducir
costes.
Se puede usar un circuito LO 108 para
proporcionar una señal de referencia estable a cada uno de los
receptores a la frecuencia apropiada. El circuito LO 108 se puede
implementar con un oscilador sintonizable 110, tal como un VCTCXO u
otro circuito similar, acoplado a un par de circuitos
multiplicadores de frecuencia 112 y 114. El primer circuito
multiplicador de frecuencia 112 se puede usar para generar una señal
de referencia GPS 108a adecuada para convertir una portadora
Doppler GPS en una señal de IF. El segundo circuito multiplicador
de frecuencia 114 se puede usar para generar una señal de referencia
WCDMA 108b adecuada para convertir una portadora de radiofrecuencia
(RF) WCDMA en una señal de banda base. Se pueden usar circuitos
multiplicadores de frecuencia adicionales para soportar receptores
celulares adicionales que puedan estar presentes en realizaciones
alternativas del sistema de receptor. La tensión aplicada a la
entrada de sintonización del oscilador 110 puede estar polarizada
para compensar las tolerancias de fabricación en frecuencia.
El receptor GPS 102 puede incluir cualquier
número de etapas de amplificador y filtros para aumentar la ganancia
y para reducir el ruido de la etapa de entrada de las señales GPS
provenientes de la antena 104. Las señales GPS también se pueden
convertir a una frecuencia inferior a señales de IF a través de una
operación de mezclado con la señal de referencia GPS 108a
proveniente del circuito del LO 108 y ser muestreada para producir
una señal digital en banda base. La señal digital en banda base
puede ser entonces correlada en el código, demodulada y procesada
en señal para obtener una solución de navegación. La función de
procesado de la señal se puede realizar por medio de un algoritmo
de cálculo que es habilitado por parte del usuario, o de manera
alternativa, por la red. Cuando se habilita el algoritmo de
cálculo, el receptor GPS 102 se dice que está en un estado
"activo". Una vez que el receptor GPS 102 obtiene la solución
de navegación, entra en un estado de "en reposo" hasta que es
habilitado de nuevo por el usuario o por la red.
La función del receptor WCDMA 106 es amplificar,
filtrar y convertir a una frecuencia inferior las señales de
información provenientes de una red celular WCDMA para su
utilización por un procesador WCDMA 116. De una manera similar al
receptor GPS 102, el receptor WCDMA 108 puede usar cualquier número
de etapas de amplificador y de filtros para procesar las señales de
portadora provenientes de la antena 104. Las señales de información
se pueden recuperar a partir de la portadora a través de una
operación de mezclado con la señal de referencia WCDMA 108. La
señal en banda base proveniente del receptor WCDMA 106 se puede
proporcionar entonces al procesador WCDMA 116. El procesador WCDMA
116 se puede usar para generar datos demodulados y corregidos de
errores a partir de las señales de información. Los datos pueden
ser texto, vídeo, audio o cualquier otro tipo de datos.
El procesador WCDMA 116 puede ser responsable de
sintonizar el circuito LO 108. La operación de sintonización se
debería hacer de una manera que minimizase el impacto sobre otros
receptores. En la realización del sistema receptor descrito de esta
manera, el funcionamiento del receptor GPS 102 se puede ver
degradado durante la sintonización del LO, y el procesador WCDMA
116 se debería implementar con esto en mente. Una manera de reducir
el impacto potencial sobre los otros receptores es limitar el
período de sintonización del circuito LO 108. Los criterios para
limitar el período de sintonización pueden variar dependiendo de las
preferencias del diseñador, de la aplicación de comunicaciones
particular y de las restricciones de diseño globales. En al menos
una realización del procesador WCDMA 116, el circuito LO 108 puede
ser sintonizado durante una corta duración de tiempo a intervalos
de frecuencia repetidos. En otra realización del procesador WCDMA
116, el circuito del LO 108 puede ser sintonizado solamente cuando
el error de frecuencia en la señal de banda base sobrepase un
umbral. Los que sean expertos en la técnica serán capaces
rápidamente de determinar los criterios más adecuados para la
aplicación particular para controlar la sintonización periódica del
circuito LO 108.
Para ilustrar el funcionamiento del procesador
WCDMA 116, se describirá un algoritmo de sintonización periódica.
Para los propósitos de esta descripción, el término "periódico"
y "periódicamente" significarán "de vez en cuando" sin
relación con el período de tiempo o la frecuencia de la operación de
sintonización del LO. En la realización descrita, el procesador
WCDMA 116 puede incluir una función de seguimiento de frecuencia
para detectar errores de frecuencia en la señal de banda base. La
función de seguimiento de frecuencia se puede usar para compensar
la señal en banda base para pequeños errores de frecuencia. Para
errores más grandes de frecuencia, se puede generar una señal de
control de sintonización 116a por parte del procesador WCDMA 116
para sintonizar el circuito del LO 108 por medio del ajuste de la
tensión aplicada a la entrada de sintonización del oscilador 110.
Para asegurar un alto rendimiento, la función de seguimiento de
frecuencia debería proporcionar compensación de la señal en banda
base incluso durante la sintonización del LO. Se pueden establecer
uno o más umbrales en el procesador WCDMA 116 y compararlos frente
al error de frecuencia para determinar si el circuito de LO 108
debería ser sintonizado. Estos umbrales pueden ser diferentes
dependiendo de si el receptor GPS 102 está en el estado activo o en
el estado en reposo. Se puede proporcionar una señal indicadora del
estado 102a proveniente del receptor GPS 102 al procesador WCDMA 116
para fijar los umbrales. Los umbrales también pueden ser diferentes
dependiendo del tipo de receptor celular. A modo de ejemplo, los
umbrales para un receptor WCDMA pueden ser diferentes de los
umbrales para un receptor GSM. Los que sean expertos en la técnica
serán rápidamente capaces de determinar los umbrales apropiados para
su aplicación particular en base a las restricciones de diseño
globales y a los parámetros de funcionamiento.
En al menos una realización del procesador WCDMA
116, se usa un primer umbral para comenzar la operación de
sintonización del circuito LO 108. El primer umbral se puede
seleccionar para la mejor acomodación del funcionamiento del WCDMA
y es ajustable dependiendo de si el receptor GPS 102 está en el modo
activo o en el modo en reposo. Para evitar la degradación del
funcionamiento del GPS durante la sintonización del LO, el
procesador WCDMA 116 puede generar una señal indicadora de la
sintonización 116b y proporcionarla al receptor GPS 102 para
inhabilitar el funcionamiento GPS.
Una vez que comienza la operación de
sintonización, el procesador WCDMA 116 continúa con la sintonización
del circuito de LO 108 hasta que el error de frecuencia cae por
debajo de un segundo umbral. Como el primer umbral, el segundo
umbral se puede seleccionar para que mejor acomode el funcionamiento
WCDMA y es ajustable dependiendo de si el receptor GPS 102 está en
el modo activo o está en el modo en reposo. Una vez que el error de
frecuencia caiga por debajo del segundo umbral, la operación de
sintonización termina, y la señal indicadora de sintonización 116b
se puede usar para señalizar al receptor GPS 102 que reanude su
funcionamiento.
Antes de que el receptor GPS 102 pueda reanudar
el funcionamiento, primero debe readquirir la señal GPS. La
adquisición es un proceso de sincronización no exacto que da
estimaciones del desplazamiento de código PRN y de la portadora
Doppler. El proceso implica una búsqueda en dos dimensiones a través
del espacio y de la frecuencia en la cual, un código réplica y una
portadora están alineados con la señal GPS recibida. Se pueden
requerir múltiples hipótesis de frecuencia para completar el proceso
de adquisición. Para reducir el tiempo que dura la adquisición de
la señal, se puede proporcionar una señal de error de frecuencia
116c generada por la función de seguimiento de frecuencia del
procesador WCDMA 116 al receptor GPS 102. Esta información puede
ser usada por el receptor GPS 102 para limitar la búsqueda a través
del espectro de frecuencia de la portadora Doppler.
El primer umbral y el segundo umbral pueden ser
diferentes. El efecto de esta aproximación es añadir un elemento de
histéresis a la operación de sintonización del circuito del LO 108.
Este concepto se describirá con referencia a la Fig. 2 que traza el
funcionamiento de la sintonización del LO como una función del error
de frecuencia. Con referencia a la Fig. 2, uno puede ver
rápidamente que a medida que aumenta el error de frecuencia desde 0
Hz hasta la primera frecuencia umbral F_{1}, no se realiza la
operación de sintonización del LO. Por debajo de la primera
frecuencia umbral F_{1}, la señal en banda base se puede compensar
en el procesador WCDMA para el error de frecuencia. En el caso de
que el error de frecuencia, sin embargo, cruce la primera frecuencia
umbral F_{1}, el procesador WCDMA 116 comienza la sintonización
del circuito del LO 108 para reducir el error de frecuencia. La
operación de sintonización del LO continúa hasta que el error de
frecuencia caiga por debajo de la segunda frecuencia umbral
F_{2}. La separación entre las frecuencias umbrales F_{1} y
F_{2} puede ser optimizada por los que sean expertos en la técnica
para minimizar la duración de sintonización global del circuito del
LO 108.
En la Fig. 3 se muestra un diagrama de bloques
funcional de un procesador WCDMA. El procesador WCDMA se puede
implementar con una arquitectura compleja (I-Q). Por
motivos de facilidad de explicación, el procesador WCDMA 116 será
descrito de manera funcional en la Fig. 3 sin hacer referencia a los
canales independientes I (en fase) y Q (en cuadratura). El
procesador WCDMA 116 incluye circuitos de portadora y de
recuperación de la temporización y un receptor de barrido 302. El
receptor de barrido 302 puede usar desvanecimiento independiente de
multitrayectos resolubles para conseguir diversidad de ganancia. De
manera específica, el receptor de barrido 302 puede estar
configurado para procesar uno o más multitrayectos de una
transmisión de enlace descendente al dispositivo de comunicaciones
inalámbrico. Cada uno de los multitrayectos puede ser entregado a la
entrada de un procesador demodulador independiente para realizar la
desexpansión de código PN y el descubrimiento de código de factor
de expansión variable ortogonal (OVSF). El receptor de barrido 302
se puede usar entonces para combinar el resultado de cada
procesador demodulador para recuperar los símbolos transmitidos
sobre la transmisión de enlace descendente.
La salida del receptor de barrido se puede usar
para excitar un lazo de recuperación de la temporización 304. La
recuperación de la temporización se refiere al proceso de extraer
información de temporización de la transmisión de enlace
descendente y usar la información de temporización para sincronizar
un reloj local. Este reloj (que no se muestra) se puede usar
entonces para muestrear la señal en banda base digital proveniente
del receptor WCDMA 106 (véase la Fig. 1). De manera específica, el
lazo de recuperación de la temporización 304 se puede usar para
estimar el error de temporización entre los símbolos recuperados por
el receptor de RAKE 302 y la velocidad del reloj local, y ajustar
el reloj local para minimizar el error de temporización. El reloj
local (que no se muestra) se puede usar entonces para controlar la
fase de muestreo de un decimador 306. Los circuitos de recuperación
de la temporización son bien conocidos en la técnica.
La salida del receptor rake también se puede
usar para excitar un lazo de seguimiento de frecuencia 308. El lazo
de seguimiento de frecuencia 308 se puede usar junto con un rotador
310 para compensar los errores de frecuencia en la señal de banda
base. El rotador 310 se puede implementar con un multiplicador
complejo u otro dispositivo similar. El error de frecuencia se
puede calcular por medio de cualquiera de un número de técnicas
bien conocidas en la técnica.
El error de frecuencia calculado por el lazo de
seguimiento de la frecuencia 308 puede ser entregado a un detector
de umbral 312. De una manera que se describe con mayor detalle más
adelante, el detector de umbral 312 se puede usar para controlar la
sintonización periódica del circuito LO 108 (véase la Fig. 1). El
funcionamiento del detector de umbral 312 será descrito con
referencia al diagrama de flujo de la Fig. 4. En el paso 402, el
detector de umbral puede ser inicializado, de manera típica con la
aplicación de alimentación. El detector de umbral debería
permanecer en el estado de inicialización durante la adquisición de
la señal. Durante el estado de inicialización, el detector de
umbral se puede fijar a un primer estado. Aunque no se muestra en
la Fig. 4, en el caso de que el procesador WCDMA necesite readquirir
la señal, el detector de umbral debería ser forzado de nuevo al
estado de inicialización.
Una vez que el procesador WCDMA adquiere la
señal, el detector de umbral puede salir del estado de
inicialización y fijar el primer umbral F_{1} en el paso 404. El
primer umbral F_{1} se ajusta dependiendo de si el receptor GPS
está en el estado activo o en el estado de reposo. En el paso 406,
el detector de umbral recibe una medida de error de frecuencia
F_{e} desde el lazo de seguimiento de frecuencia y la compara con
el primer umbral F_{1} en el paso 408. Si el error de frecuencia
medido F_{e} es menor que el primer umbral F_{1}, entonces el
lazo detector de umbral vuelve al paso 406 a la espera de la
siguiente medida de error de frecuencia F_{e} proveniente del
lazo de seguimiento de frecuencia. Si, por otra parte, el error de
frecuencia medido F_{e} sobrepasa el primer umbral F_{1},
entonces se puede fijar el detector de umbral a un segundo estado en
el paso 410.
Una vez que se fija la salida del detector de
umbral en el segundo estado, el segundo umbral F_{2} se puede
fijar en el paso 412. El segundo umbral F_{2} se ajusta
dependiendo de si el receptor GPS está en el modo activo o en el
modo desocupado. En el paso 414, el detector de umbral recibe una
nueva medida de error de frecuencia F_{e} desde el lazo de
seguimiento de frecuencia y la compara con el segundo umbral F_{2}
en el paso 416. Si el error de frecuencia medido F_{e} es mayor
que el segundo umbral F_{2}, entonces el detector de umbral hace
un bucle de retorno al paso 414 a la espera de la siguiente medida
de error de frecuencia F_{e} proveniente del lazo de seguimiento
de frecuencia. Si, por otra parte, el error de frecuencia medido
F_{e} cae por debajo del umbral F_{2}, entonces la salida del
detector de umbral puede ser fijada de nuevo al primer estado en el
paso 418. El detector de umbral hace entonces un bucle de retorno al
paso 404 a la espera de la siguiente medida de error de frecuencia
F_{e} proveniente del lazo de seguimiento de frecuencia.
Volviendo a la Fig. 3, el detector de umbral 312
se puede usar para controlar un conmutador 314. El conmutador 314
se puede usar para demultiplexar el error de frecuencia calculado
por el lazo de seguimiento de frecuencia 308 sobre una de las dos
líneas de salida dependiendo del estado del detector de umbral 312.
Cuando el detector de umbral 312 esté en el primer estado, el error
de frecuencia se puede acoplar al rotador 310 a través del
conmutador 314. En este modo, el error de frecuencia se puede usar
para compensar la señal en banda base sin sintonizar el circuito LO
108 (véase la Fig. 1).
El conmutador 314 también se puede configurar
para acoplar el error de frecuencia proveniente del lazo de
seguimiento de frecuencia 308 a un conversor 318 cuando el detector
de umbral 312 esté en el segundo estado. El conversor 318 se puede
usar para generar una señal modulada en anchura de pulso
correspondiente al error de frecuencia. Se puede usar un filtro 322
para convertir la señal modulada en anchura de pulso en una tensión
analógica. La tensión analógica es la señal de control de
sintonización 116a usada para proporcionar una sintonización basta
del circuito del LO 108 (véase la Fig. 1). Se puede usar un contador
316 para producir una señal digital que se pueda aplicar al rotador
310 para proporcionar una sintonización fina en el dominio digital.
Para evitar la degradación del funcionamiento GPS, el detector de
umbral 312 se puede usar también para inhabilitar el funcionamiento
GPS a través de la señal indicadora de sintonización 116b cuando el
detector de umbral 312 esté en el segundo estado. La señal de error
de frecuencia 116c proveniente del lazo de seguimiento de frecuencia
308 también se puede entregar al receptor GPS 102 (véase la Fig. 1)
para facilitar la readquisición de la señal GPS una vez que esté
sintonizado el circuito del LO 108 (véase la Fig. 1).
El procesador WCDMA también puede incluir un
buscador 324 para la adquisición de la señal y la sincronización de
la misma. El proceso de adquisición implica una búsqueda a través de
una región desconocida del tiempo y de la frecuencia con el fin de
traer una señal piloto de espectro expandido dentro de un
alineamiento basto con un código réplica. Se puede usar un
generador de código PN 326 para secuenciar a través de los
diferentes códigos PN para múltiples hipótesis de frecuencia. El
buscador 324 se puede usar también para formar al detector de
umbral 312 dentro del primer estado durante la adquisición de la
señal. Con esta aproximación, el proceso de adquisición de la señal
se puede realizar sin la sintonización del circuito LO 108 (véase la
Fig. 1) y sin interferir el funcionamiento GPS. Una vez que se ha
completado el proceso de adquisición, el buscador 324 puede usar la
señal de piloto para identificar intensas llegadas multitrayecto y
asignar los demoduladores en el receptor de barrido 302. El
receptor de barrido 302 usa los demo-
duladores como una referencia de temporización para correlar la señal para cada reflexión multitrayecto anticipada.
duladores como una referencia de temporización para correlar la señal para cada reflexión multitrayecto anticipada.
Los que sean expertos en la técnica comprenderán
que la información y las señales pueden ser representadas usando
cualquiera de una variedad de diferentes tecnologías y técnicas. Por
ejemplo, datos, instrucciones, órdenes, información, señales, bits,
símbolos y segmentos a los que se puede hacer referencia en toda la
descripción anterior, pueden ser representados por medio de
tensiones, corrientes, ondas electromagnéticas, campos o partículas
magnéticos, campos o partículas ópticos o cualquier combinación de
los mismos.
Los que sean expertos en la técnica apreciarán
además que los varios bloques lógicos, módulos, circuitos,
procedimientos y algoritmos ilustrativos descritos junto con las
realizaciones descritas en este documento se pueden implementar
como hardware electrónico, software de ordenador o combinaciones de
ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidad de hardware
y de software, se han descrito con anterioridad por lo general en
términos de su funcionalidad varios componentes, bloques, módulos,
circuitos, procedimientos y algoritmos ilustrativos. Si dicha
funcionalidad se implementa como hardware o como software depende de
la aplicación particular y de las restricciones de diseño impuestas
sobre el sistema global. Los expertos pueden implementar la
funcionalidad descrita de maneras variables para cada aplicación
particular, pero dichas decisiones de implementación no se deberían
interpretar como causantes de salirse del alcance de la presente
invención.
Los varios bloques lógicos, módulos y circuitos
ilustrativos descritos en conexión con las realizaciones descritas
en este documento se pueden implementar o realizar con un procesador
de propósito general, un procesador digital de la señal (DSP), un
circuito integrado específico de las aplicaciones (ASIC), una matriz
de puertas programable en campo (FPGA) u otro dispositivo de lógica
programable, puerta discreta o lógica de transistores, componentes
hardware discretos o cualquier combinación de los mismos diseñada
para realizar las funciones descritas en este documento. Un
procesador de propósito general puede ser un microprocesador, pero
en la realización alternativa, el procesador puede ser cualquier
procesador convencional, controlador, microcontrolador o máquina de
estado. Un procesador también se puede implementar como una
combinación de dispositivos de cálculo, por ejemplo, una
combinación de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de
microprocesadores, uno o más microprocesadores junto con un núcleo
DSP, o cualquier otra de tales configuraciones.
Los procedimientos o los algoritmos descritos en
conexión con las realizaciones descritas en este documento se
pueden realizar directamente en hardware, en un módulo software
ejecutado por un procesador, o en una combinación de los dos. Un
módulo software puede residir en la memoria RAM, en memoria
flash, en memoria ROM, en memoria EPROM, en memoria EEPROM,
en registros, en disco duro, en un disco extraíble, en un
CD-ROM, o en cualquier otro formato de medio de
almacenamiento conocido en la técnica. Un medio de almacenamiento de
ejemplo se acopla al procesador de forma que el procesador pueda
leer la información desde, y escribir información en, el medio de
almacenamiento. En la realización alternativa, el medio de
almacenamiento puede ser integrado al procesador. El procesador y
el medio de almacenamiento pueden residir en un ASIC.
La anterior descripción de las realizaciones
descritas se proporciona para hacer posible a cualquier persona que
sea experta en la técnica que haga o que use la presente invención.
Varias modificaciones serán rápidamente obvias para los que sean
expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos en este
documento se pueden aplicar sin salirse del alcance de las
reivindicaciones anejas.
Claims (22)
1. Un dispositivo de comunicaciones, que
comprende:
medios (108) para producir una primera señal de
referencia (108b) y una segunda señal de referencia (108a);
medios (106) para recuperar una primera señal de
información de una primera portadora usando la primera señal de
referencia;
medios (102) para recuperar una segunda señal de
información de una segunda portadora usando la segunda señal de
referencia, estando configurados los medios para recuperar la
segunda señal de información para operar en un estado activo y en
un estado en reposo;
medios para detectar un error de frecuencia
(116c) en la primera señal de información; y
caracterizado porque además comprende
medios (116) para sintonizar de manera periódica la primera señal de
referencia para reducir el error de frecuencia, en el que los
medios para sintonizar la primera señal de referencia para reducir
el error de frecuencia hacen posible la sintonización de la primera
señal de referencia si el error de frecuencia cruza un primer
umbral, y una vez habilitado, continuar sintonizando la primera
señal de referencia hasta que el error de frecuencia sea reducido
por debajo de un segundo umbral, y en el que el primer umbral y el
segundo umbral son una función del estado del medio para recuperar
la segunda señal de información proveniente de la segunda
portadora.
portadora.
2. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 1 comprendiendo de manera adicional medios (312)
para inhabilitar la recuperación de la segunda señal de información
durante la sintonización de la primera señal de referencia, medios
para generar la primera señal de referencia y medios para generar la
segunda señal de referencia comprendiendo cada uno de ellos un
oscilador común.
3. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 1, en el que los medios para producir la primera
señal de referencia y la segunda señal de referencia comprenden:
un oscilador sintonizable (110) configurado para
producir una primera señal de referencia y para producir una
segunda señal de referencia;
en el que los medios para recuperar la primera
señal de información de la primera portadora usando la primera
señal de referencia comprende un primer receptor (106) configurado
para recuperar una señal de información de una portadora usando la
señal de referencia;
en el que los medios para recuperar la segunda
señal de información de la segunda portadora usando la segunda
señal de referencia comprende un segundo receptor (102) configurado
para operar en un estado activo y en un estado en reposo; y
en el que el medio para detectar el error de
frecuencia en la primera señal de información y el medio para
sintonizar la primera señal de referencia para reducir el error de
frecuencia comprende un procesador (116) configurado para detectar
un error de frecuencia en la señal de información, y de manera
periódica sintonizar el oscilador para reducir el error de
frecuencia.
4. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 3 en el que el procesador comprende de manera
adicional un rotador (310) configurado para compensar el error de
frecuencia de manera concurrente con la sintonización periódica del
oscilador.
5. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 4 en el que el procesador está configurado de manera
adicional para operar en un estado de adquisición y en un estado
sincronizado, estando el procesador además configurado para
adquirir la primera portadora sin sintonizar el oscilador durante el
estado de adquisición, y sintonizar de manera periódica el
oscilador para reducir el error de frecuencia y usar el rotador para
compensar el error de frecuencia durante el estado
sincronizado.
6. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 3 en el que el oscilador sintonizable está
configurado de manera adicional para producir una segunda señal de
referencia y el procesador está configurado de manera adicional
para inhabilitar el segundo receptor durante la sintonización del
oscilador.
7. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 6 en el que el procesador está configurado de manera
adicional para proporcionar al segundo receptor una señal (116c) que
se refiere al error de frecuencia, y en el que el segundo receptor
está configurado de manera adicional para usar la señal relacionada
con el error de frecuencia para adquirir la segunda portadora
siguiente a la sintonización del oscilador.
\newpage
8. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 3 en el que el segundo receptor comprende un receptor
de Satélite de Posicionamiento Global (102).
9. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 8 en el que el procesador comprende un procesador de
acceso múltiple por división de código de banda ancha (106).
10. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 3 en el que el primer umbral es mayor que el segundo
umbral.
11. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 3 en el que el procesador está configurado de manera
adicional para hacer de interfaz con una red de comunicaciones
particular, y en el que el primer umbral y el segundo umbral son
una función de la red de comunicaciones particular para la que está
configurado el procesador para hacer de interfaz con la misma.
12. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 1 en el que el segundo receptor comprende un receptor
de Satélite de Posicionamiento Global, estando el receptor de
Satélite de Posicionamiento Global en el estado activo cuando se
calcula una solución de navegación.
13. El dispositivo de comunicaciones de la
reivindicación 12 en el que el procesador está configurado de manera
adicional para proporcionar al segundo receptor una señal relativa
al error de frecuencia, y en el que el segundo receptor está
configurado de manera adicional para usar la señal relativa con el
error de frecuencia para adquirir la segunda portadora siguiente a
la sintonización del oscilador.
14. Un procedimiento de comunicaciones, que
comprende:
la recuperación de una primera señal de
información a partir de una primera portadora usando una primera
señal de referencia;
el cálculo de manera periódica de una solución
de navegación a partir de la segunda señal de información
proveniente de un sistema de Satélite de Posicionamiento Global,
siendo la segunda señal de información recuperada desde una segunda
portadora usando una segunda señal de referencia;
la detección de un error de frecuencia en la
primera señal de información (406); y
caracterizado por
la sintonización periódica de la primera señal
de referencia para reducir el error de frecuencia y habilitar (418)
la sintonización de la primera señal de referencia cuando el error
de frecuencia cruce un primer umbral (F2), y una vez habilitada,
continuar la sintonización de la primera señal de referencia hasta
que el error de frecuencia se reduzca por debajo de un segundo
umbral (F1), la primera señal de referencia y la segunda señal de
referencia siendo generadas a partir de un oscilador común, y en el
que el primer umbral y el segundo umbral son una función de si la
solución computacional se está calculando.
15. El procedimiento de la reivindicación 14
comprendiendo de manera adicional la rotación de la primera señal
de información para compensar el error de frecuencia de manera
concurrente con la sintonización periódica de la primera señal de
referencia.
16. El procedimiento de la reivindicación 15
comprendiendo de manera adicional la adquisición de la primera
portadora sin sintonizar la primera señal de referencia, y en el que
la sintonización periódica de la primera señal de referencia junto
con la rotación de la primera señal de información se realiza
siguiente a la adquisición de la primera portadora.
17. El procedimiento de la reivindicación 14
comprendiendo de manera adicional la inhabilitación de la
recuperación de la segunda señal de información a partir de una
segunda portadora usando una segunda señal de referencia durante la
sintonización de la primera señal de referencia, la primera señal de
referencia y la segunda señal de referencia siendo generadas a
partir de un oscilador común.
18. El procedimiento de la reivindicación 17
comprendiendo de manera adicional la generación de una señal
relativa al error de frecuencia, y el uso de la señal para adquirir
la segunda portadora siguiente a la sintonización de la primera
señal de referencia.
19. El procedimiento de la reivindicación 17 en
el que la segunda portadora con la segunda señal de información es
proveniente de un sistema de Satélite de Posicionamiento Global.
20. El procedimiento de la reivindicación 19 en
el que la primera portadora con la primera señal de información es
proveniente de una red de acceso múltiple por división de código de
banda ancha.
21. El procedimiento de la reivindicación 20 en
el que el primer umbral es mayor que el segundo umbral.
22. El procedimiento de la reivindicación 14
comprendiendo de manera adicional la recepción de la primera
portadora con la primera señal de información proveniente de una red
de comunicaciones particular, y en el que el primer umbral y el
segundo umbral son una función de la red de comunicaciones
particular desde la que se recibe la primera portadora.
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