ES2329066T3 - Dispositivo de recepcion y procedimiento para la recepcion de una secuencia de recepcion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de recepción para la determinación de un lugar de un dispositivo de emisión (200), con las siguientes características: una unidad de evaluación (105) que está conformada para determinar a partir de un instante de llegada (120) de una primera secuencia de recepción (110) un primer lugar (128) del dispositivo de emisión, y a partir de un instante de llegada (122) de una segunda secuencia de recepción (112) un segundo lugar (129) del dispositivo de emisión, correspondiéndose las secuencias de recepción (110, 112) con secuencias de emisión (240, 242) transmitidas diferentes del dispositivo de emisión; y un combinador (106), que está conformado para determinar el lugar (105) del dispositivo de emisión a partir del primer lugar y del segundo lugar.
Description
Dispositivo de recepción y procedimiento para la
recepción de una secuencia de recepción.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de recepción y a un procedimiento para la recepción, así
como a un dispositivo de comunicación con un dispositivo de emisión
y un dispositivo de recepción, que se pueden emplear, en
particular, en sistemas de comunicación digitales, como sistemas de
localización para la determinación del lugar de emisión o para la
determinación de un instante de entrada de una secuencia de
recepción en un receptor.
Para que un receptor en un sistema de
transmisión digital se pueda sincronizar con una señal digital
emitida por un emisor, el emisor radia una señal digital que es
conocida para el receptor. El objetivo del receptor reside en
determinar el instante preciso de llegada TOA (TOA; TOA = Time of
Arrival) de la señal emitida.
Para determinar el instante de entrada se
calcula la correlación cruzada entre la señal de recepción digital
y la señal de emisión digital conocida.
En sistemas de localización, el emisor radia
igualmente una señal digital que es recibida por varios receptores.
A partir de los instantes de llegada de la señal en los receptores
se puede determinar, a través de la medición de la duración del
recorrido, la posición del emisor.
En particular, como consecuencia de la
propagación por trayectorias múltiples, el instante de llegada de
una señal sólo se puede determinar de un modo impreciso. Esto
lleva, por ejemplo, en sistemas de comunicación, a errores de
sincronización, o en sistemas de localización a una determinación
incorrecta del lugar.
Según el documento US 2003/0128161 A1 se
determina el lugar de un dispositivo móvil haciendo que el
dispositivo móvil emita una única señal que es recibida por un gran
número de receptores. Cada receptor determina el instante de
llegada de la señal y transmite éste a un centro de localización. No
se usan diferentes secuencias de emisión a ser transmitidas para la
determinación del lugar.
El documento US 6,009,334 describe una
posibilidad de determinar a través de una medición de tiempo una
distancia entre un emisor y un receptor. Para ello, el emisor emite
una señal de ráfagas que son recibidas por un receptor.
A partir de ello se determina un instante de llegada resultante, que determina la distancia entre el emisor y el receptor.
A partir de ello se determina un instante de llegada resultante, que determina la distancia entre el emisor y el receptor.
El documento LI X y col.:
"Super-Resolution TOA Estimation with Diversity
for Indoor Geolocation" IEEE Transactions on Wireless
Communications, IEEE Service Center, Piscataway, NJ, US, Vol. 3, Nº
1, enero de 2004 (2004-01), páginas
224-234, XP01046543 ISSN: 1536-1276
se ocupa de la determinación del instante de llegada de una
secuencia de recepción con la ayuda de técnicas de diversidad.
El documento US 2003/227895 A1 se ocupa de un
procedimiento mejorado para la determinación del punto de llegada
basado en el uso de respuestas de impulso especiales.
El documento US 2004/072579 A1 describe una
posibilidad para la determinación del lugar de un emisor, haciendo
que a partir de señales recibidas se conforme una firma espacial, a
partir de la que se derivan informaciones sobre el lugar de un
emisor.
El objetivo de la presente invención es crear un
dispositivo y un procedimiento que hagan posible una posibilidad de
evaluación mejorada de secuencias de recepción.
Este objetivo se consigue mediante un
dispositivo de recepción según la reivindicación 1, un sistema de
comunicación según la reivindicación 17, un procedimiento según la
reivindicación 20 así como un programa de ordenador según la
reivindicación 21.
La presente invención crea un dispositivo de
recepción para la determinación de un lugar de un dispositivo de
emisión con las siguientes características:
Un dispositivo de evaluación que está conformado
para determinar a partir de un instante de llegada de una primera
secuencia de recepción un primer lugar del dispositivo de emisión y
a partir de un instante de llegada de una segunda secuencia de
recepción determinar un segundo lugar del dispositivo de emisión,
correspondiéndose las secuencias de recepción con las secuencias de
emisión del dispositivo de emisión; y
Un combinador, que está conformado para
determinar el lugar del dispositivo de emisión a partir del primer
lugar y del segundo lugar.
La presente invención consigue además un
procedimiento para la determinación de un lugar de un dispositivo
de emisión, que presenta las siguientes etapas:
Recepción de un primer instante de llegada de
una primera secuencia de recepción y un segundo instante de llegada
de una segunda secuencia de recepción, correspondiéndose las
secuencias de recepción con las secuencias de emisión transmitidas
del dispositivo de emisión; determinación de un primer lugar del
dispositivo de emisión a partir del instante de llegada de la
primera secuencia de recepción y de un segundo lugar del dispositivo
de emisión a partir del instante de llegada de la segunda secuencia
de recepción; y
Determinación del lugar del dispositivo de
emisión a partir del primer y del segundo lugar.
La invención consigue además un dispositivo de
recepción con las siguientes características:
Un receptor que está conformado para recibir una
primera secuencia de recepción y una segunda secuencia de
recepción, presentando cada una de las secuencias de recepción un
gran número de valores consecutivos, y diferenciándose los valores
consecutivos de la primera secuencia de recepción de los valores
consecutivos de la segunda secuencia de recepción;
Un correlacionador, que está conformado para
determinar un primer instante de llegada de la primera secuencia de
recepción y un segundo instante de llegada de la segunda secuencia
de recepción; y
Un dispositivo de combinación que está
conformado para determinar un instante de llegada promediado a
partir del primer y del segundo instante de llegada.
Tanto el dispositivo de recepción conforme a la
invención como el procedimiento de recepción conforme a la
invención se pueden emplear de modo ventajoso en un sistema de
recepción para la determinación de un lugar de un dispositivo de
emisión, así como en un sistema de comunicación.
Cuando el emisor radia una ráfaga a través de
una antena, entonces esto suele llevar, por regla general, por
medio de la propagación por trayectorias múltiples, a un error
sistemático en la estimación del instante de llegada de la ráfaga
en el receptor. El error depende en este caso del lugar del emisor,
de la orientación de su antena y de la ráfaga usada.
Puesto que la propagación por trayectorias
múltiples lleva a un canal selectivo en frecuencia, el instante de
llegada estimado e incorrecto también depende en la práctica, de
hecho, de la ráfaga usada. En caso de que se emita otra ráfaga con
otras características espectrales, entonces también se modifica el
error sistemático del instante de llegada. Del mismo modo se
modifica este error cuando, en lugar de una primera antena emisora,
se usa otra antena emisora, ya que entonces se realiza una
propagación por trayectorias múltiples, es decir, se usa otro canal
de transmisión.
Esto resulta a partir del hecho de que,
dependiendo de hacia dónde ha orientado en ese momento la antena
emisora su lóbulo principal de la característica direccional se
producen más o menos fenómenos de propagación por trayectorias
múltiples.
La presente invención se basa en el conocimiento
de que una influencia de la propagación por trayectorias múltiples
en la determinación del instante de llegada de una secuencia de
recepción se puede reducir estadísticamente usando para ello en el
emisor más de una señal de emisión, en lo sucesivo denominada
también ráfaga, fijándose las señales de emisión usadas por medio
de un esquema de múltiplex prefijado. Cada señal de emisión posee
una señal temporal diferente y un espectro diferente.
Alternativamente, se puede emplear más de una antena de emisión,
usándose en un momento dado sólo una antena, o emitiendo ambas
antenas al mismo tiempo. Cómo se conmuta entre las antenas se puede
determinar así mismo por medio de un esquema de múltiplex.
Gracias a ello se consigue una diversidad en
forma de onda, o bien una diversidad de antena emisora. El principio
básico de la diversidad reside en el hecho de que la misma
información, por ejemplo del lugar de emisión, se recibe a través
de múltiples recorridos independientes entre ellos, es decir,
diferentes parejas de ráfagas o diferentes parejas de antenas
emisoras, falseándose esta información en cada recorrido desde el
emisor al receptor de manera diferente, es decir, existiendo un
error sistemático del instante de llegada. Por medio de la
combinación de la información falseada, por ejemplo por medio de la
premediación de los lugares de emisión estimados falseados se puede
recibir la información original con un error que en media,
promediado a lo largo de todos los lugares posibles, es menor que
las informaciones recibidas por cada uno de los recorridos
individuales. Para un sistema de localización, por cada pareja
seleccionada de ráfaga específicas y antenas emisoras se obtiene un
error de instante de llegada sistemático diferente para cada lugar
de emisión. Algunas parejas de ráfaga o parejas de antenas de
emisión son óptimas para lugares especiales, es decir, producen el
menor error sistemático. En otros lugares de emisión se producen
igualmente, sin embargo, errores sistemáticos muy elevados. En
estos lugares, otras parejas de ráfagas o parejas de antenas de
emisión darían menores errores sistemáticos.
Según un ejemplo de realización, la ráfaga
recibida en el receptor se pondera con valores de calidad antes de
usarla para la determinación del instante de llegada promediado.
Gracias a ello se reduce la influencia errónea de secuencias de
recepción perturbadas en el cálculo del instante de llegada
promediado.
Los ejemplos de realización preferidos de la
presente invención se explican a continuación con más detalle
haciendo referencia a los dibujos anexos. Se muestra:
Fig. 1 un diagrama de bloques de un
dispositivo de recepción según la presente invención;
Fig. 2 y 3 diagramas de bloques para
dispositivos de emisión según ejemplos de realización de la presente
invención;
Fig. 4a - 4g a 7a - 7f representaciones gráficas
de un error de estimación de los instantes de llegada de diferentes
secuencias de recepción según ejemplos de realización de la presente
invención;
Fig. 8 representación gráfica de un retardo
de una ráfaga de sincronización según un ejemplo de realización de
la presente invención;
Fig. 9 representación gráfica de un esquema
múltiple de ráfagas;
Fig. 10a - 10f definición de las variables
usadas en el ejemplo de realización; y
Fig. 11 un diagrama de bloques de un
dispositivo de recepción según la presente invención;
Fig. 12 un diagrama de bloques de un
dispositivo de comunicación según un ejemplo de realización de la
presente invención.
En la siguiente descripción de los ejemplos de
realización preferidos de la presente invención se usan para los
elementos representados en los diferentes dibujos y que actúan de
modo similar los mismos o similares símbolos de referencia,
prescindiéndose de una descripción repetida de estos elementos.
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques de un
dispositivo de recepción para la determinación de un lugar de un
dispositivo de emisión según un ejemplo de realización de la
presente invención. El dispositivo de recepción está conformado
para recibir una primera secuencia de recepción y una segunda
secuencia de recepción 110, 112. Las secuencias de recepción 110,
112 son secuencias de emisión que han sido emitidas por un
dispositivo de emisión (no mostrado en la Fig. 1). El dispositivo
de recepción está conformado para determinar el lugar 115 del
emisor. Según este ejemplo de realización, el dispositivo de
recepción presenta dos receptores 102, cada uno de los cuales
presenta correlacionadores 104. Adicionalmente, el dispositivo de
recepción presenta un dispositivo de evaluación 105 y un combinador
106. Los receptores 102 están conformados para recibir las
secuencias de recepción 110, 112 y para determinar los instantes de
llegada 120, 122, 124, 126 de las secuencias de recepción. Para
ello, los correlacionadores 104 están conformados para recibir las
secuencias de emisión 140, 142 que han sido emitidas por el
dispositivo de emisión y que se corresponden con las secuencias de
recepción 110, 112. El receptor 102 está conformado para determinar
el primer instante de llegada 120 de la primera secuencia de
recepción y el segundo instante de llegada 122 de la segunda
secuencia de recepción 112, y proporcionárselos al dispositivo de
evaluación 105. El otro receptor 102 está conformado para determinar
el otro primer instante de llegada 124 de la primera secuencia de
recepción 110 en el otro receptor, y determinar el otro segundo
instante de llegada 126 de la segunda secuencia de recepción 112 en
el otro receptor 112, y proporcionárselos a la unidad de evaluación
105.
El dispositivo de evaluación 105 está conformado
para a partir del primer instante de llegada 120 y del otro primer
instante de llegada 124 determinar un lugar 128 del dispositivo de
emisión, y proporcionárselo al combinador 106. Además, el
dispositivo de evaluación 105 está conformado para, a partir del
segundo instante de llegada 122 y del otro segundo instante de
llegada 126, determinar un segundo lugar 129 del dispositivo de
emisión, y proporcionárselo al combinador 106. El combinador 106
está conformado para, a partir del primer lugar 128 y del segundo
lugar 129 determinar el lugar 115 del dispositivo de emisión. Para
ello, el combinador puede estar conformado para llevar a cabo una
premediación de los lugares 128, 129.
Dependiendo del campo de aplicación, el
dispositivo de recepción puede presentar un único receptor 102 o un
gran número de receptores 102, puede proporcionar los primeros
instantes de llegada y los segundos instantes de llegada al
dispositivo de evaluación. En caso de que se combine el dispositivo
de recepción conforme a la invención con receptores conocidos,
entonces el dispositivo de recepción puede estar formado únicamente
por el dispositivo de evaluación y el combinador 106, estando
conformado el dispositivo de evaluación 105 para recibir de los
receptores empleados la información sobre los instantes de llegada.
El dispositivo de evaluación 105 puede determinar los lugares 128,
129 a través de análisis de duración de recorrido. Las informaciones
de lugar 128, 129 pueden estar en forma de valores estandarizados
correspondientes, por ejemplo en forma de coordenadas, y se pueden
procesar posteriormente de esta manera.
El algoritmo usado en el dispositivo de
recepción viene dado por el hecho de que los dos instantes de
llegada son dados por los receptores a un ordenador central, que
está representado en la Fig. 1 por medio del dispositivo de
evaluación y el combinador. A continuación, a partir de los primeros
instantes de llegada, pertenecientes a la primera secuencia de
emisión y secuencia de recepción de todos los receptores, se
determina un primer lugar del emisor, y a continuación, a partir de
los segundos instantes de llegada, pertenecientes a la segunda
secuencia de emisión y segunda secuencia de recepción de todos los
receptores, se determina un segundo lugar del emisor. A
continuación se realiza un promediado entre los lugares
determinados. Así pues, en el ordenador central se calculan los
lugares promediados.
En el caso de las secuencias de recepción 110,
112 se puede tratar de ráfagas que han sido transmitidas por un
receptor a través de un canal de transmisión a los receptores 102.
En el caso del canal de transmisión se puede tratar de un canal de
transmisión con hilos o sin hilos.
En el caso de los receptores 102 se puede tratar
de una unidad de antena que está conformada para determinar la
información digital, en forma de las secuencias de recepción
recibidas, a partir de las secuencias de recepción 110, 112
emitidas a través del canal de transmisión..
El receptor 102, o alternativamente, el
correlacionador 104, pueden estar conformados para determinar
valores de calidad 130, 132, 134, 136 que representan una calidad
de las secuencias de recepción 110, 112 o bien de los instantes de
llegada 120, 122, 124, 126. Los valores de calidad 130, 132, 134,
136 indican la influencia momentánea de la propagación por
trayectorias múltiples sobre los instantes de llegada 120, 122, 124,
126, es decir, son valores de calidad de los instantes de llegada
estimados referidos al falseamiento de la propagación por
trayectorias múltiples. Según un ejemplo de realización, en el caso
de los valores de calidad calculados en el dispositivo de recepción
se trata de una relación
señal-a-ruido estimada, también
denominada SNIR, de las secuencias de recepción 110, 112.
Alternativamente, en el caso de los valores de calidad 130, 132,
134, 136 se puede tratar de un parámetro que caracteriza la
influencia de las trayectorias múltiples. Como consecuencia de la
diversidad, es decir, como consecuencia de las diferentes secuencias
de recepción 110, 112, el primer instante de llegada 120, 124 y el
segundo instante de llegada 122, 126 tienen diferentes valores de
calidad.
Según un ejemplo de realización, en el receptor
sólo se usan los instantes de llegada que poseen elevador valores
de calidad. Alternativamente, los valores de calidad son
considerados en el combinador a través de una ponderación en el
cálculo del lugar 115 promediado. Es decir, el coeficiente de
ponderación depende de los valores de calidad 130, 132, 134, 136.
Cuando mejor es la calidad de las secuencias de recepción 110, 112,
o de los instantes de llegada 120, 122, 124, 126 determinados a
partir de ellas, mayor resulta la ponderación en un promediado para
la determinación del lugar 115 promediado.
El lugar 115 promediado se puede realizar a
partir de una premediación aritmética de los lugares 128, 129. En
caso de que se tengan en cuenta los valores de calidad 130, 132,
134, 136 en la determinación del lugar 115 promediado, entonces la
determinación del lugar 115 promediado se puede determinar a partir
de una media aritmética a partir de los lugares 128, 129
promediados. Para ello se puede ponderar el primer instante de
llegada 120, 124 con el primer valor de calidad 130, 134 y el
segundo instante de llegada 122, 126 con el segundo valor de
calidad 132, 136.
Según este ejemplo de realización, el
correlacionador 104 está conformado para determinar los instantes de
llegada 120, 122 por medio de una correlación de las secuencias de
recepción recibidas con secuencias de emisión 140, 142. Las
secuencias de emisión 140, 142 se corresponden con secuencias de
emisión que han sido emitidas desde un dispositivo de emisión (no
mostrado en la Fig. 1), y que son recibidas después de la
transmisión del dispositivo de recepción 100 como secuencias de
recepción 110, 112, y que son proporcionadas por el receptor 102
como secuencias de recepción recibidas al correlacionador 104.
En el caso de que en la primera secuencia de
recepción 110 y en la segunda secuencia de recepción 112 se trate
de secuencias de recepción que sólo se diferencian entre ellas
porque se ha emitido una secuencia de emisión base a través de una
primera antena para la primera secuencia de recepción 110 y a través
de una segunda antena de emisión para la segunda secuencia de
recepción 112, entonces el correlacionador 104 puede llevar a cabo
una correlación continua de las secuencias de recepción recibidas
con una secuencia de emisión. En el caso de que en las secuencias
de recepción 110, 112, sin embargo, se trate de secuencias de
recepción que proceden de diferentes secuencias de emisión,
entonces el correlación 104 realiza tanto una correlación de las
secuencias de recepción recibidas con la primera secuencia de
emisión 140 como con la segunda secuencia de emisión 142. Al usar
un esquema de múltiplex, no es necesaria una correlación de la
secuencia de recepción con las dos secuencias de emisión, ya que en
primer lugar se produce una sincronización con el esquema de
múltiples, y a continuación se produce una correlación con la
secuencia de emisión correcta. Según un ejemplo de realización, el
dispositivo de recepción 100 presenta una unidad de control (no
mostrada en las figuras), que se puede sincronizar con un esquema
de múltiples empleado por el emisor. En este caso, el esquema de
múltiplex entrega una sucesión de las secuencias de emisión usadas,
y con ello una sucesión de las secuencias de recepción 110, 112.
Una sincronización se puede realizar por medio de preámbulos
especiales, o por medio de otras medidas. Por ejemplo, el
dispositivo de recepción puede estar conformado para, de modo
correspondiente, proporcionar al recibir una secuencia de
sincronización, por ejemplo el preámbulo especial, proporcionar la
primera secuencia de emisión 140 y la segunda secuencia de emisión
142 en una sucesión predeterminadla correlacionador 104.
En éste y en los siguientes ejemplos de
realización, el lugar 115 promediado se determina a partir de una
primera secuencia de recepción 110 y una segunda secuencia de
recepción 112. No es posible un uso de más de dos secuencias de
recepción o bien de más de dos antenas de emisión. Esto representa
una ventaja, ya que gracias a ello resulta una mayor
diversidad.
La Fig. 2 muestra un diagrama de bloques de un
dispositivo de emisión 200, que se puede usar en combinación con el
dispositivo de recepción mostrado en la Fig. 1. El dispositivo de
emisión 200 está conformado para emitir una primera secuencia de
emisión 240 y una segunda secuencia de emisión 242. Para ello, el
dispositivo de emisión 200 presenta un emisor 252 y una antena 254.
El emisor 252 está conformado para proporcionar secuencias de
emisión que han de ser emitidas a las antenas 254, y emitirlas a
través de ellas. Las secuencias de emisión 204, 242 se transmiten a
través del canal de transmisión al dispositivo de recepción. Según
este ejemplo de realización, la primera secuencia de emisión 240 y
la segunda secuencia de emisión 242 se transmiten temporalmente una
tras otra. Para conseguir una mayor diversidad, en el caso de las
secuencias de emisión 240, 242 se trata de ráfagas con diferentes
características espectrales. Esto quiere decir que las secuencias de
emisión 240, 242 están formadas, por ejemplo, por diferentes
secuencias de valores, o se radian en diferentes frecuencias.
La Fig. 3 muestra un diagrama de bloques de otro
dispositivo de emisión 200, que se puede emplear igualmente en
combinación con el dispositivo de recepción mostrado en la Fig. 1. A
diferencia del dispositivo de emisión mostrado en la Fig. 2, el
dispositivo de emisión 200 mostrado en la Fig. 3 muestra una primera
antena 254 y una segunda antena 256. El emisor 252 está conformado
para emitir las secuencias de emisión que se han de emitir tanto a
través de la primera antena 254 como a través de la segunda antena
256. Según este ejemplo de realización, la primera secuencia de
emisión 240 se emite a través de la primera antena 254, y la segunda
secuencia de emisión 242 a través de la segunda antena 256. Las
secuencias de emisión 240, 242 pueden ser idénticas, ya que como
consecuencia de las dos antenas 254, 256 está garantizada una
diversidad de antenas. Para ello, en el caso de las antenas 254,
256 se puede tratar de antenas con diferentes características, o de
antenas idénticas con diferentes orientaciones del lóbulo principal
o diferentes posiciones, dado el caso, con la misma orientación.
Gracias a ello se consigue una diversidad de antenas.
Para un sistema de comunicación se puede
combinar el dispositivo de recepción mostrado en la Fig. 1 con un
dispositivo de emisión 200 mostrado en las Fig. 2 y 3. Los instantes
de llegada, en este caso, se pueden usar, ventajosamente, para
llevar a cabo una sincronización entre el dispositivo de recepción y
el dispositivo de emisión 200.
Dependiendo del dispositivo de emisión 200 se
puede hacer uso de la diversidad de antenas o de la diversidad de
forma de onda, es decir, de la diversidad de ráfagas, o también se
puede hacer uso de una combinación de la diversidad de antenas y la
diversidad de forma de onda. El patrón de las parejas de ráfagas o
de las parejas de antenas de emisión, en el caso del uso de dos
ráfagas diferentes o de dos antenas de emisión diferentes, se puede
seleccionar de modo arbitrario. Por ejemplo, para una primera antena
de emisión fija se puede transmitir de modo alternante una primera
ráfaga y una segunda ráfaga, o bien dos veces una primera ráfaga a
través de la primera antena, y a continuación dos veces la segunda
ráfaga a través de la segunda antena. El patrón base, en este caso,
se puede programar libremente. En el dispositivo de recepción se ha
de conocer el patrón de la ráfaga, ya que se ha de llevar a cabo
aquí una correlación cruzada con las ráfagas enviadas correctas,
correspondientemente. Se puede realizar una sincronización con el
patrón seleccionado haciendo que se detecte una ráfaga de
sincronización, a la que siempre sigue el mismo patrón programado.
El patrón de las antenas de emisión puede ser ignorado por el
receptor.
En el caso de la diversidad de antenas, las
antenas de emisión pueden emitir a la vez, o bien pueden estar
multiplexadas temporalmente.
A continuación se representan posibles impulsos
de emisión, es decir, ráfagas o formas de onda, que se pueden usar
según el enfoque conforme a la invención para la estimación del
instante de llegada de los impulsos de emisión en el dispositivo de
recepción.
RRC003 describe un conformador de impulsos de
emisión de raíz de coseno elevado (root raised cosine) con un
parámetro de caída progresiva ("roll-off") de
0,03. El factor de cresta para esta forma de onda tiene un valor,
para señales reales, de 8 dB, y para señales complejas de 7 dB.
RRC024 designa un conformador de impulsos de
emisión de raíz de coseno elevado con un parámetro de caída
progresiva de 0,24. El factor de cresta tiene un valor, para
señales reales, de 5 dB, y para señales complejas de 4,3 dB.
RRC10 designa un conformador de impulsos de
emisión de raíz de coseno elevado con un parámetro de caída
progresiva de 1.0. El factor de cresta tiene un valor, para señales
reales, de 3,6 dB, y para señales complejas de 3,4 dB.
Gauss054 designa un impulso de Gauss blando
limitado en banda con un ancho de banda normalizado de 0,54. El
factor de cresta tiene un valor, para señales reales, de 1,9 dB, y
para señales complejas de 1,8 dB.
Las Fig. 4a a 4f, 5a a 5f, 6a a 6f, 7a a 7f
muestran las envolventes del error de estimación del instante de
llegada, es decir, el error de estimación del instante de llegada de
una forma de onda en el dispositivo de recepción en el caso de una
transmisión de dos recorridos caracterizada de la siguiente
manera:
Se reciben exactamente dos caminos en forma de
delta de Dirac.
El segundo camino está atenuado respecto al
primer camino por un factor constante de atenuación, lo que quiere
decir que el canal es invariante en el tiempo, es decir, no se
atenúa. El valor de atenuación dB está indicado en el título de
cada figura, examinándose los valores 0 dB, es decir, dos caminos
igual de fuertes, 6 dB y 10 dB. En los dos últimos valores domina
el primer camino que llega.
El retraso entre los dos caminos varía en el eje
x de las figuras desde 1 ns a 80 ns.
La diferencia de fase constante entre los dos
caminos (indicada en las figuras como fase) varía desde 0 grados a
180 grados en pasos de 30 grados. Este grupo de curvas resulta en la
envolvente.
En la transmisión no se añade ningún ruido
térmico, es decir, la relación
señal-a-ruido es extremadamente
grande.
El eje y de cada figura reproduce el error de
estimación determinado para el TOA (TOA; TOA = Time of Arrival) en
ps para la configuración examinada en cada caso. Como TOA ideal se
observa en este caso el valor que se determinaría en la transmisión
a través de un canal de propagación de una única trayectoria si sólo
existiera el primero de los dos caminos.
En los dibujos consecutivos se representan los
errores para dos métodos diferentes de la estimación de TOA. En
primer lugar se muestra el resultado de un denominado método de
punto de inflexión, en el que a partir de la posición del punto de
inflexión del segundo flanco en el primer pico visible se determina
el TOA. El segundo dibujo muestra los resultados para un denominado
método de máximo, en el que en el máximo del primer pico visible se
determina el TOA. En la línea del título se puede leer qué método se
ha examinado en el dibujo.
El primer pico visible es el primer pico cuyo
valor es mayor que un valor de pico prefijado umbral en relación al
valor máximo de la correlación. Para ciertas formas de onda y
ciertas constelaciones, éste puede ser el pico principal, para
otras es, dado el caso, la onda secundaria izquierda, pudiendo
ofrecer una ventaja la selección de la onda secundaria izquierda en
ciertas formas de onda en el algoritmo de estimación. En caso de
una estimación incorrecta, el algoritmo, incorrectamente, también
pueden encontrar una onda secundaria izquierdo o derecho. Esto se
puede reconocer en las figuras como un error de TOA muy grande, que
habitualmente, aunque no siempre, en el caso de fuertes retrasos se
puede hacer más pequeño de golpe. El umbral del pico tiene un
valor, por regla general, de ½, si bien, dado el caso, se puede
variar. Su valor está contenido en la línea del título de cada
figura.
Las realizaciones relativas a las Fig. 4 a 7 se
concretan a continuación a partir de las Fig. 4A - 4F. Las Fig. 4a
a 4f se refieren a la forma de onda RRC003.
En la Fig. 4A está indicado en el eje x el
retraso en ns, y en el eje y el error de estimación del TOA. La
atenuación tiene un valor de 0 dB, para la determinación del
instante de llegada se hace uso del método del punto de inflexión,
y el umbral de pico tiene un valor de 1/2. La curva 891 representa
una diferencia de fase de 0 grados. La curva 892 representa una
diferencia de fase de 30 grados, la curva 893 representa una
diferencia de fase de 60 grados, la curva 894 representa una
diferencia de fase de 90 grados, la curva 895 representa una
diferencia de fase de 120 grados, la curva 896 representa una
diferencia de fase de 150 grados, y la curva 897 representa una
diferencia de fase de 180 grados. Las curvas 891 y 897, con ello,
representan las envolventes del error de estimación del TOA.
La Fig. 4B se corresponde con la representación
mostrada en la Fig. 4A, en la que para la determinación del TOA se
hace uso de método del máximo.
Las representaciones gráficas en las Fig. 4C y E
se corresponden con las representaciones en la Fig. 4A, poniéndose
como base en la Fig. 4C una atenuación de 6 dB, y en la Fig. 4E una
atenuación de 10 dB. En las Fig. 4C y 4E se ilustran de nuevo las
envolventes 891, 897. Según esto, la representación en las Fig. 4D y
4F se corresponden con la representación de la Fig. 4B, poniéndose
como base en la Fig. 4D, de nuevo, una atenuación de 6 dB, y en la
Fig. 4F una atenuación de 10 dB. En las Fig. 4D y 4F se ilustran,
así mismo, las envolventes 891, 897.
De modo correspondiente a las Fig. 4A a 4F, las
Fig. 5A a 5F muestran el error de estimación del TOA tomando como
base la forma de onda RRC024, las Fig. 6A a 6F tomando como base la
forma de onda RRC10, y las Fig. 7A a 7F tomando como base Gauss054.
En las Fig. 5 a 7, únicamente en las primeras Fig. 5A, B, a 7A, B
las envolventes de error 891, 897 están provistas de símbolos de
referencia.
En casi todas las configuraciones examinadas en
las Fig. 4 a 7 se puede reconocer que el criterio del punto de
inflexión ofrece errores de estimación del TOA claramente inferiores
que el criterio del máximo. En caso de que el segundo camino esté
fuertemente atenuado respecto al primero, entonces es menor su
influencia sobre el error del TOA. Este efecto se puede observar,
sin embargo, en primera línea en el caso de grandes retardos. En el
caso de retardos pequeños, un segundo camino fuertemente atenuado
también ocasiona un error de TOA considerable.
El error de TOA es siempre el mayor cuando el
camino retardado tiene únicamente un retardo de menos de 30 ns
respecto al primer camino. Esto es así al usar el criterio adecuado
del punto de inflexión y una forma de onda ventajosa. A partir de
esto se puede partir del hecho de que este resultado también se
puede generalizar a más caminos de propagación. Sólo son críticos
los caminos con retardos por debajo de 30 ns.
A continuación se consideran las ráfagas
RRC.
En todas las ráfagas RRC, en el caso de caminos
igual de fuertes, es decir, con una atenuación de 0dB, y para fases
menores de 180 grados, el error de TOA crece de un modo
prácticamente lineal, en el método del punto de inflexión, o bien
de un modo prácticamente lineal en el caso del método del máximo.
Esto reside en el hecho de que el segundo camino desplaza el máximo
principal o bien el punto de inflexión de la curva de correlación
hacia la derecha. En el caso del método del máximo, el error, de
golpe, pasa a ser 0 en algún momento. Esto ocurre con el retardo en
el que el pico principal se divide en dos picos, y el algoritmo
entonces detecta súbitamente el primer pico correcto que pertenece
al primer camino.
Para la fase de 180 grados, e igualmente una
atenuación de 0 dB, el error de TOA, ya en el caso de un retardo
muy pequeño de 1 ns, es fuertemente negativo. Esto significa que en
este caso la curva de correlación posee una onda secundaria
izquierda fuerte, y el algoritmo, incorrectamente, evalúa este pico
principal. A medida que crece el retardo se funde la onda
secundaria izquierda poco a poco con el pico principal, de manera
que el error de TOA negativo crece y desaparece.
Para atenuación \geq 6 dB se puede observar
una oscilación de un lado para otro del error de TOA entre valores
negativos y positivos. En este caso existen también valores de
retardo individuales que llevan a un error de TOA de 0.
Con la ráfaga RRC003, el error de TOA se
desvanece a medida que aumenta el retardo de un modo muy lento.
Incluso después de 80 ns de retardo entre los dos caminos, el error
todavía es considerable, por ejemplo en el caso de 1.000 ps para
una atenuación de 0 dB, ya que la respuesta al impulso de la ráfaga
RRC003, y con ello la influencia del segundo camino retardado sólo
desaparece muy despacio.
En el caso de un parámetro de caída progresiva
creciente se puede reconocer que el error de TOA a medida que
aumenta el retardo se desvanece mucho más rápido, lo que tiene que
ver con la respuesta al impulso más plana y más rápida. Por el
contrario, para retardos pequeños no se puede constatar ninguna
tendencia inequívoca. En este caso, la ráfaga RRC024 ocasiona el
mayor error de TOA.
Para la determinación del instante de llegada en
el correlacionador se usa, en caso de que sea posible, el método
del punto de inflexión, ya que éste lleva a mejores resultados en la
estimación del punto de llegada.
En el caso de caminos igual de fuertes y
pequeños retardos, el impulso gauss limitado en banda Gauss054
ofrece ventajas. El error, ciertamente, puede ser de hasta -12 ns,
si bien un error positivo es en todo momento menor que
+2 ns.
+2 ns.
Partiendo de las características descritas se
podrían diseñar formas de onda todavía más ventajosas, que se
podrían emplear de modo ventajoso como secuencias de emisión para el
enfoque conforme a la invención.
Dependiendo de las condiciones de contorno en
las que se emplean los dispositivos conformes a la invención,
pueden ser ventajosas varias de las formas de onda representadas. De
modo ventajoso para la primera y la segunda secuencia de emisión se
emplean diferentes formas de ondas que proporcionan un punto de
llegada promediado, cuyo error, como consecuencia del promediado,
está compensado lo más posible hacia 0.
A continuación se describen otros ejemplos de
realización del enfoque conforme a la invención.
En el siguiente ejemplo de realización se
designan las secuencias de recepción como Ráfaga-T,
la secuencia de sincronización como ráfaga-A, el
dispositivo de recepción como receptor, y el dispositivo de emisión
como emisor.
Según este ejemplo de realización, las
ráfagas-T se pueden programar en el emisor. Después
de la radiación están caracterizadas porque,
su ancho de banda no sobrepasa el valor
t_burstbw (mostrado en la Fig. 10u),
su duración temporal tiene aproximadamente el
valor ajustable t_burstlen (mostrado en la Fig. 10v) de B_cycles,
más una expansión temporal adicional al pasar desde los B_samples
programados a la señal física, por ejemplo interpolación, circuitos
analógicos dispersivos,
la máxima duración temporal t_burstmaxlen
(mostrada en la Fig. 10w) tiene un valor de B_cycles, más las
expansiones mencionadas anteriormente, que se prefijan por medio de
la implementación del emisor,
su SNIR, después de la salida del emisor, tiene
el valor senderSNIR (mostrado en la Fig. 10s) o mejor.
En el emisor pueden estar programadas dos
ráfagas-T, que son irradiadas según un esquema de
selección programable. Estas dos ráfagas-T se
designan en lo sucesivo como ráfaga T 0 y ráfaga-T
1. Cada una de las dos ráfagas-T está en B_samples
complejas, es decir, la señal de ráfaga T que se ha de radiar se
muestrea en componentes I y Q, respectivamente, con la frecuencia
de muestreo B_clock.
Las ráfagas-T se generan de tal
manera que se modulan en una cuantificación 6 usada de modo óptimo.
Es decir, se toma en realidad el valor representable máximo +31 de
señal.
En el caso de múltiplex a partir de las
ráfagas-A y las ráfagas-T, dentro de
un periodo de adquisición se envía siempre precisamente una
ráfaga-A y a continuación at_multipl_len (mostrado
en la Fig. 10f) ráfagas-T, pudiéndose ajustar el
valor at_multipl_len. Este esquema se continua de modo periódico.
Entre la ráfaga-A y la primera
ráfaga-T dentro de un periodo, entre las
ráfagas-T individuales y entre la última
ráfaga-T de un periodo y la
ráfaga-A del siguiente periodo se pueden mantener
distancias ajustables.
En el emisor existe un contador at_multipl_cntr,
que siempre se pone a cero antes del comienzo de la
ráfaga-A, y después de cada
ráfaga-T completamente radiada se incrementa en 1.
El valor máximo de at_multipl_cntr, con ello, tiene un valor de
at_multipl_len.
Para el múltiplex temporal se observa la
ráfaga-A que se encuentra en B_samples.
Cuando en lo sucesivo se habla de
"ráfaga-A correspondiente", siempre en
B_samples, entonces, con ello, sólo se quiere hacer referencia a la
parte descrita más debajo de la "ráfaga-A
generada", siempre en B_samples, que ha sido generada partiendo
de una ráfaga-A existente en B_samples_48 por medio
de conformación de impulsos de envío, muestreado al alza y
conversión al alza, por ejemplo directamente en el propio emisor,
tal y como está en la entrada del multiplexor.
La Fig. 9 pone de manifiesto a qué parte de la
ráfaga-A generada se hace referencia con
"ráfaga-A correspondiente". La mitad superior
del dibujo muestra la "ráfaga-A que se toma como
base" en B_samples_48, la distancia (1) entre dos muestras, con
ello, es B_cycle_48. Su longitud (6) total es a_burstlen, en
B_cycles_48.
La Fig. 9 muestra retardos y duraciones
temporales de la ráfaga-A almacenada en
B_samples_48, de la ráfaga-A generada por medio de
conformación de impulso de emisión, muestreado al alza y conversión
al alza en B_samples, así como de la ráfaga-A
correspondiente.
La mitad inferior muestra la
ráfaga-A generada en B_samples. La distancia (2)
entre dos muestras, con ello, es B_cycle.
En el instante t0, el primer B_sample_48 de la
ráfaga-A almacenada se da a la generación de señal,
conformación de impulso de emisión, muestreado al alza y conversión
al alza. Dependiendo de la implementación, este primer B_sample_48
de la ráfaga-A almacenada aparece por primera vez en
el instante t2 en la ráfaga-A generada, es decir,
después de un retardo (3). Este retardo está formado por dos
componentes. Mediante regulación en la generación de la señal para
canalización ("pipelining"), etc., se origina un retardo (4)
inicial desde el instante t0, donde el primer B_sample_48 de la
ráfaga-A almacenada se introduce en la generación de
señal, hasta el instante ti, donde se realiza el primer B_sample
válido de la ráfaga-A generada se entrega por parte
de esta generación de señal. Además, todos los filtros usados,
conformadores de impulso de emisión y filtros paso bajo de
muestreado al alza tienen tiempos de propagación de grupo que se
acumulan hasta un tiempo de propagación de filtro (5). Cuando la
ráfaga-A generada se realiza sin conexión, entonces
el retardo (4) = 0, en caso de que el emisor no introduzca ninguna
canalización adicional. El retardo por oscilación de los filtros,
es decir, sus tiempos de propagación de grupo, sin embargo, siempre
están ahí y han de ser considerados.
Cuando el último B_sample_48 de la ráfaga A
almacenada es entregado en el instante t3 a la generación de señal,
entonces aparece igualmente en primer lugar en el instante t4
después del retardo (3) como B_sample en la salida de la generación
de señal. El último B_sample válido de la ráfaga-A
generada es entregado en el instante t5 por la generación de señal.
Después de la duración de señal (7), es decir, t5 - t4, todos los
filtros han dejado de oscilar. En los filtros usados habitualmente
con respuesta al impulso simétrica, la duración temporal (7) es
igual a los tiempos de propagación de grupo (5) acumulados.
Las propagaciones de impulso acumuladas a través
de filtros dispersivos, es decir, la suma de los tiempos de
oscilación y de extinción de la oscilación (5)-+-(7) no han de
sobrepasar el valor a_maximpwiden B_samples, para que esté
garantizado un funcionamiento adecuado del sistema en su conjunto,
en particular del receptor.
La longitud total, expresada en B_samples
válidos de la ráfaga-A generada, con ello (8) es,
así pues, la suma de (5), (6) y (7). Puesto que (5) y (7) dependen
de la implementación, en lo sucesivo se considera en todo momento
(6) (es decir a_burstlen, expresado en B_samples_48) como la
longitud de la ráfaga-A correspondiente. En otra
representación, en la unidad B_samples a_burstlen_B es la distancia
desde el primero al último B_sample, que corresponden
respectivamente al primer y al último B_sample_48 de la ráfaga A
almacenada.
La longitud observada en lo sucesivo de la
ráfaga-A correspondiente no contiene, con ello,
ningún tipo de propagación de señal a través de los dispersivos
filtros- respuestas al impulso en la generación de señal,
conformadores de impulsos de emisión y filtros de paso bajo para el
muestreo al alza, así como ningún tipo de otras propagaciones de
señal condicionadas por la implementación.
El esquema mostrado en la Fig. 10 visualiza el
múltiplex, las duraciones de las ráfagas y las distancias.
Todas las relaciones de tiempo indicadas a
partir de la Fig. 10 son válidas en el multiplexor que conmuta en
el emisor entre la ráfaga-A y la
ráfaga-T.
Las ráfagas A y T están en la misma posición, es
decir, ambas en B_samples.
Todas las indicaciones de tiempo son válidas
siempre para la ráfaga-A correspondiente.
Cuando en lo sucesivo se habla de
ráfaga-T, con ello se hace referencia a una de las
dos ráfagas-T programadas.
La Fig. 10 muestra duraciones temporales y
distancias en el múltiplex de ráfagas.
\newpage
La ráfaga-A correspondiente
posee la longitud a_burstlen, en B_cycles_48, que ha de ser más
corta que la longitud máxima a_burstmaxlen en B_cycles_48 de la
ráfaga-A.
La ráfaga-T posee la longitud
t_burstlen en B_cycles, que ha de ser más corta que la longitud
máxima de T_Burst t_burstmaxlen en B_cycles.
La pausa entre el extremo posterior de la
ráfaga-A correspondiente y el comienzo de la
ráfaga-T debería tener un valor fijo, incluso
cuando las ráfagas-A y T usan diferentes longitudes
en el sistema. Cuando la ráfaga-A correspondiente
se hace más corta o más larga, entonces sólo se debería desplazar su
comienzo, su tope delantero, de modo correspondiente. Cuando la
ráfaga-T se hace más corta o más larga, entonces,
así pues, sólo se debería desplazar de modo correspondiente su tope
posterior.
La distancia desde el comienzo de la
ráfaga-A correspondiente respecto al comienzo de la
ráfaga-T posterior se puede ajustar con la ayuda de
dos parámetros. La distancia at_dist desde el disparo para la
generación de la ráfaga-A hasta el comienzo de la
siguiente ráfaga-T se puede ajustar en la unidad
S_cycles. Adicionalmente, el retardo inicial a_initdel desde el
disparo hasta el comienzo de la ráfaga-A
correspondiente, según la definición anterior, se puede ajustar en
la unidad B_cycles. La distancia real desde el comienzo de la
ráfaga-A correspondiente al comienzo de la
ráfaga-T, con ello, es at_dist [S_cycles] -
a_initdel [B_cycles].
La distancia at_dist se encuentra, por razones
de implementación, en la unidad S_cycles.
La distancia t_burstperiod entre los comienzos
de dos ráfagas-T consecutivas de un periodo de
adquisición, por razones de implementación, se puede ajustar
igualmente en la unidad S_cycles.
Las tres distancias de ráfaga no se pueden
ajustar libremente, sino que han de cumplir con el siguiente
requerimiento:
ta_dist +
at_dist =
t_burstperiod.
La distancia a_burstperiod entre los comienzos
de las ráfagas-A de dos periodos de adquisición
consecutivos no se puede ajustar en el emisor, sino que resulta por
medio de los otros parámetros ajustables:
a_burstperiod[S_cycles] =
at_multipl_len * t_burstperiod
[S_cycles]
Según un esquema que se toma como base, que se
basa en un "algoritmo de números primos", al emisor se le
asignan tasas de repetición de ráfagas fijas, que, sin embargo, son
ligeramente diferentes de emisor a emisor, patrones
pseudoaleatorios no sincronizados. Este, así pues, es un
procedimiento según el cual la distancia entre ráfagas de un emisor
se escoge de modo aleatorio para que no haya ningún patrón de
solapes de ráfagas.
De las dos ráfagas-T almacenadas
en el emisor siempre se selecciona una para la radiación. La
selección se realiza por medio de un bit t_choice, que se obtiene
con la ayuda de una máscara programable t_choice_mask, a partir del
contador at_multipl_contr según la siguiente ecuación:
t_choice =
(t_choice_mask[0] AND at_multipl_cntr[0]) OR
(t_choice_mask[1] AND
at_multipl_cntr[1].
En este caso, la variable[0] representa
del bit número 0 (es decir, el LSB) de una variable, y la variable
[1] representa el bit número 1, y además AND y OR representan la
función Y y O bit a bit.
En caso de que t_choice tenga el valor 0,
entonces se radia la ráfaga-T 0, con t_choice ==1,
se radia la ráfaga-T 1.
Para t_choice_mask==00 (LSB derecha), con ello,
se radia siempre la ráfaga 0.
Para t_choice_mask==01, se cambia después de
cada ráfaga-T entre ráfaga-T 0 y
ráfaga-T 1, comenzando con ráfaga-T
0 después de la ráfaga-A.
Para t_choice_mask==10, se cambia después de
cada segunda ráfaga-T entre ráfaga-T
0 y ráfaga-T 1, comenzando con
ráfaga-T 0 después de la ráfaga-A,
es decir, se radia: ráfaga-T 0,
ráfaga-T 0, ráfaga-T 1,
ráfaga-T 1, ráfaga-T 0,
ráfaga-T 0, ráfaga-T 1, ...
t_choice_mask==11 no es una selección que tenga
sentido, y no se debe poner.
En el receptor puede haber dos antenas de
emisión. Se pueden o bien usar las dos simultáneamente, o bien se
puede seleccionar sólo una de las dos. En caso de que se hayan de
usar las dos, entonces se pone un bit programable bit two_ants
(mostrado en la Fig. 16af) al valor 1. En caso de que two_ants==0,
entonces se selecciona siempre sólo una de las dos antenas de
emisión para la radiación. La selección se realiza por medio de un
bit ant_choice, que se obtiene con la ayuda de una máscara
programable ant_choice_mask (mostrada en la Fig. 16d) a partir del
contador at_multipl_cntr según la siguiente ecuación
ant_choice =
(ant_choice_mask[0] AND
at_multipl_cntr[0])
ó
(ant_choice_mask[1] AND
at_multipl_cntr[1]).
En este caso, la variable[0] representa
del bit número 0, es decir, el LSB de una variable, y la variable
[1] representa el bit número 1, y además AND y OR representan la
función Y y O bit a bit.
En caso de que ant_choice posea el valor 0,
entonces se radia en la antena 0, con ant_choice==1, se radia en la
antena 1.
Esto, sin embargo, sólo es válido para
two_ants==0. En el caso de two_ants==1, cada ráfaga se radia en la
dos antenas. Para two_ants==0, resulta el siguiente esquema.
Para ant_choice_mask==00 (LSB derecha), con
ello, la antena 0 radia en todo momento.
Para ant_choice_mask==01, después de cada
ráfaga-T se cambia entre la antena 0 y la antena 1,
comenzando con la antena 0 para la ráfaga A y la siguiente
ráfaga-T, es decir, se radia consecutivamente:
antena 0, antena 0, antena 1, antena 1, antena 0, antena 0, antena
1, ...
ant_choice_mask==11 no es una selección que
tenga sentido, y no se debe poner.
Las Fig. 10a - 10af definen las variables
definidas en el ejemplo de realización previo.
La fig. 11 muestra un diagrama de bloques de un
dispositivo de recepción según un ejemplo de realización de la
presente invención con un receptor 1102, un correlacionador 1104 y
un combinador 1106. El receptor 1102 del dispositivo de recepción
1100 está conformado para recibir secuencias de recepción de un
receptor. En este ejemplo de realización, el receptor 1102 está
conformado para recibir una primera secuencia de recepción 1110 y
una segunda secuencia de recepción 112. El receptor 1102 está
conformado para proporcionar las secuencias de recepción recibidas
al correlacionador. El correlacionador 1104 está conformado para
determina un primer instante de llegada 1120 de la primera
secuencia de recepción 1110 en el dispositivo de recepción 1100, y
un segundo instante de llegada 122 de la segunda secuencia de
recepción 1112 en el dispositivo de recepción 1100, y
proporcionárselas al combinador 106. El combinador 1106 está
conformado para combinar los instantes de llegada 1120, 1122 entre
ellos, y determinar un instante de llegada combinado, en este caso
un instante de llegada promediado 1125, y proporcionarlo para el
procesado posterior.
Según un ejemplo de realización, en el receptor
sólo se siguen usando los instantes de llegada 1120, 1122 que
poseen elevados valores de calidad. Alternativamente se tienen en
cuenta los valores de calidad 1130, 1132 en el combinador 1106 a
través de una ponderación en el cálculo del instante de llegada 1125
promediado. Esto significa que el coeficiente de ponderación
depende de los dos valores de calidad 1130, 1132. Cuando mejor es
la calidad de las secuencias de recepción 1110, 1112, o bien de los
instantes de llegada 1120, 1122 determinados a partir de ellas,
mayor es la ponderación en la premediación para la determinación del
instante de llegada 125 promediado.
El instante de llegada 1125 promediado se puede
realizar a partir de una media aritmética a partir de los instantes
de llegada 1120, 1122. En caso de que se tengan en cuenta los
valores de calidad 1130, 1132 en la determinación del instante de
llegada 1125 promediado, entonces la determinación del instante de
llegada 1125 promediado se puede determinar a partir de una media
aritmética a partir de los instantes de llegada ponderados. Para
ello, el primer instante de llegada 1120 se puede ponderar con el
primer valor de calidad 1130, y el segundo instante de llegada 1122
con el segundo valor de calidad 1132.
Para un uso de navegación para la determinación
del lugar de emisión se pueden combinar entre ellos varios de los
dispositivos de de recepción 1100 mostrados en la Fig. 11. Un
sistema de localización de este tipo puede tener entonces uno de
los dispositivos de emisión 200 mostrados en las Fig. 2 y 3, así
como un sistema de recepción formado por un gran número de los
dispositivos de recepción 100 mostrados en la Fig. 1. Un sistema de
este tipo para la determinación de un lugar del dispositivo de
emisión 200 se muestra en la Fig. 12.
Según este ejemplo de realización el sistema de
recepción presenta un primer dispositivo de recepción 1100a y un
segundo dispositivo de recepción 1100b. Los dos dispositivos de
recepción 1100a, 1100b están conformados para recibir la primera
secuencia de recepción 110 y la segunda secuencia de recepción 1112.
Las secuencias de recepción 1110, 1112 se corresponden con las
secuencias de emisión 1240, 1242, que son radiadas por el
dispositivo de emisión 1220, y que son transmitidas a través de
canales de transmisión a los dispositivos de recepción 1100a,
1100b. El primer dispositivo de recepción 1100a está conformado para
proporcionar un primer instante de llegada 1125a promediado a la
unidad de evaluación 1472, y el segundo dispositivo de recepción
1100b está conformado para proporcionar un segundo instante de
llegada 1125b promediado a la unidad de evaluación 1472. El
dispositivo de evaluación 1472 está conformado para determinar a
partir de los instantes de llegada 1125a, 1125b promediados el
lugar del emisor 1474. La determinación del lugar por medio del
dispositivo de evaluación 1472 se puede realizar por medio de una
comparación de las duraciones de recorrido de las secuencias de
recepción 1110, 1112 desde el dispositivo de emisión 1200 a los
dispositivos de recepción 1100a, 1100b. Típicamente, un sistema de
localización presenta más de dos dispositivos de recepción.
Según un ejemplo de realización, el sistema de
recepción presenta un generador de reloj y un generador de disparo,
cuyas señales son proporcionadas a través de una red óptica a los
dispositivos de recepción 1100a, 1100b. El objetivo del disparador
es dejar que todos los contadores de tiempo del instante de llegada
corran de modo sincronizado en los dispositivos de recepción 1100a,
1100b.
En la aplicación de localización mostrada en la
Fig. 12 se pueden calcular de nuevo valores de calidad para juzgar
la influencia de las trayectorias múltiples, y se pueden usar para
la selección de los instantes de llegada usados.
Los instantes de llegada 1125a, 1125b estimados
en los receptores 1100a, 1100b se combinan en el dispositivo de
evaluación 1472 para el cálculo del lugar del dispositivo de
emisión.
Los dispositivos de emisión descritos, los
dispositivos de recepción y los dispositivos de recepción se pueden
combinar entre ellos. También se pueden transmitir las
características especiales, que sólo están descritas para ejemplos
de realización individuales, a ejemplos de realización
correspondientes.
Dependiendo de las particularidades, el
procedimiento conforme a la invención se puede implementar en
hardware o en software. La implementación se puede realizar sobre
un medio de almacenamiento digital, en particular un disquete o un
CD con señales de control que se puedan leer por medios
electrónicos, que de este modo pueden actuar conjuntamente con un
sistema de ordenador programable, de modo que se ejecute el
procedimiento correspondiente. Por lo general, con ello, la
invención también se refiere a un producto de programa de ordenador
con un código de programa almacenado en un soporte legible por
medio de una máquina para la realización del procedimiento conforme
a la invención cuando el producto del programa de ordenador se
ejecuta en un ordenador. Expresado con otras palabras, con ello, la
invención se puede realizar como un programa de ordenador con un
código de programa para la realización del procedimiento cuando el
programa de ordenador se ejecuta en un ordenador.
Claims (21)
1. Dispositivo de recepción para la
determinación de un lugar de un dispositivo de emisión (200), con
las siguientes características:
una unidad de evaluación (105) que está
conformada para determinar a partir de un instante de llegada (120)
de una primera secuencia de recepción (110) un primer lugar (128)
del dispositivo de emisión, y a partir de un instante de llegada
(122) de una segunda secuencia de recepción (112) un segundo lugar
(129) del dispositivo de emisión, correspondiéndose las secuencias
de recepción (110, 112) con secuencias de emisión (240, 242)
transmitidas diferentes del dispositivo de emisión; y
un combinador (106), que está conformado para
determinar el lugar (105) del dispositivo de emisión a partir del
primer lugar y del segundo lugar.
2. Dispositivo se recepción según la
reivindicación 1 ó 2, adicionalmente con:
un receptor (102), que está conformado para
recibir la primera secuencia de recepción (110) y la segunda
secuencia de recepción (112), presentando cada una de las
secuencias de recepción una pluralidad de valores consecutivos, y
en el que el receptor presenta un correlacionador (104) que está
conformado para determinar el instante de llegada (120) de la
primera secuencia de recepción y el instante de llegada (122) de la
segunda secuencia de recepción.
3. Dispositivo se recepción según la
reivindicación 1, en el que el combinador (104) está conformado para
determinar el lugar (115) a partir de una media aritmética del
primer lugar (128) y del segundo lugar (129).
4. Dispositivo se recepción según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el correlacionador (104)
está conformado para determinar un primer valor de calidad (130) de
la primera secuencia de recepción (110), y un segundo valor de
calidad (132) de la segunda secuencia de recepción (112), y en el
que el combinador (106) está conformado para integrar los valores
de calidad a través de una ponderación en la determinación del
lugar (115).
5. Dispositivo se recepción según la
reivindicación 4, en el que el combinador (106) está conformado para
ponderar el primer lugar (128) con el primer valor de calidad (130)
y el segundo lugar (129) con el segundo valor de calidad (132), y
determinar el lugar (115) a partir de un promedio del primer lugar
ponderado y del segundo lugar ponderado.
6. Dispositivo se recepción según una de las
reivindicaciones 4 ó 5, en el que el correlacionador (104) está
conformado para determinar una relación
señal-a-ruido de las secuencias de
recepción (110, 112), y proporcionarla como valor de calidad (130,
132).
7. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones 4 ó 5, en el que el correlacionador (104) está
conformado para proporcionar una influencia de las trayectorias
múltiples en las secuencias de recepción (110, 112), y
proporcionarlas como valor de calidad (130, 132).
8. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el correlacionador (104)
está conformado para determinar el primer instante de llegada (120)
a partir de una correlación de la primera secuencia de recepción
(110) con una primera secuencia de emisión (140) y el segundo
instante de llegada (122) a partir de una correlación de la segunda
secuencia de recepción (112) con una segunda secuencia de emisión
(142).
9. Dispositivo de recepción según la
reivindicación 8, en el que la primera secuencia de recepción (110)
y la segunda secuencia de recepción (112) llegan en una secuencia
predeterminada al receptor (102), y en el que el correlacionador
(104) está conformado para proporcionar la primera secuencia de
emisión (140) y la segunda secuencia de emisión (142) en la
secuencia predeterminada.
10. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones 8 ó 9, en el que el receptor (102) está conformado
para recibir una secuencia de sincronización, y en el que el
correlacionador (104) está conformado para proporcionar,
reaccionando a una recepción de la secuencia de sincronización, la
primera secuencia de emisión (140) y la segunda secuencia de
emisión (142) en la secuencia predeterminada para la
correlación.
11. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones 2 a 10, en el que los valores consecutivos de la
primera secuencia de recepción (110) se diferencian de los valores
consecutivos de la segunda secuencia de recepción (112).
12. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que la primera secuencia de
recepción (110) y la segunda secuencia de recepción (112) presentan
diferentes características espectrales.
13. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que la primera secuencia de
recepción (110) y/o la segunda secuencia de recepción (112) se
corresponde con un impulso de emisión de Gauss diferenciado, un
impulso de emisión de Gauss limitado en banda, o una ráfaga de raíz
de coseno elevado.
14. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el receptor, además, está
conformado para recibir otra secuencia de recepción, y en el que el
correlacionador está conformado para determinar otro instante de
llegada de la otra secuencia de recepción, y en el que el
dispositivo de evaluación está conformado para determinar a partir
del instante de llegada de la otra secuencia de recepción otro lugar
del dispositivo de emisión, y en el que el combinador está
conformado para determinar el lugar del dispositivo de emisión a
partir del primer, del segundo y del otro lugar.
15. Dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de evaluación
(105) está conformada para determinar a partir del instante de
llegada (120) de la primera secuencia de recepción y a partir de
otro instante de llegada (124) de la primera secuencia de recepción
(110) el primer lugar (128) del dispositivo de emisión (200), y a
partir del instante de llegada (122) de la segunda secuencia de
recepción (112), y a partir de otro instante de llegada (126) de la
segunda secuencia de recepción (112) el segundo lugar (129) del
dispositivo de emisión.
16. Dispositivo se recepción según la
reivindicación 15, con otro receptor (102) que está conformado para
recibir la primera secuencia de recepción (110) y la segunda
secuencia de recepción (112), en el que el otro receptor presenta
otro correlacionador (104) que está conformado para determinar el
otro instante de llegada (124) de la primera secuencia de recepción
y el otro instante de llegada (126) de la segunda secuencia de
recepción.
17. Sistema de comunicación con las siguientes
características:
un dispositivo de recepción según una de las
reivindicaciones 1 a 16; y
un dispositivo de emisión (200) con un emisor
(252) para la emisión de una primera secuencia de emisión (240), y
una segunda secuencia de emisión (242), correspondiéndose las
secuencias de recepción (110, 112) con las secuencias de emisión
transmitidas.
18. Sistema de comunicación según la
reivindicación 17, en el que el dispositivo de emisión presenta una
primera antena (254), y en el que el emisor (152) está conformado
para emitir la primera secuencia de emisión (240) y la segunda
secuencia de emisión (242) según una sucesión predeterminada a
través de la primera antena.
19. Sistema de comunicación según la
reivindicación 15, en el que el dispositivo de emisión presenta una
primera antena (254) y una segunda antena (256), y en el que el
emisor (252) está conformado para emitir según una sucesión
predeterminada la primera secuencia de emisión (240) a través de la
primera antena y la segunda secuencia de emisión (242) a través de
la segunda antena.
20. Procedimiento para la determinación de un
lugar de un dispositivo de emisión (200), que presenta los
siguientes pasos:
recepción de un primer instante de llegada (120)
de una primera secuencia de recepción (110) y de un segundo
instante de llegada (122) de una segunda secuencia de recepción
(112), en el que las secuencias de recepción (110, 112) se
corresponden con secuencias de emisión (240, 242) diferentes
transmitidas del dispositivo de emisión;
determinación de un primer lugar (128) del
dispositivo de emisión a partir del instante de llegada de la
primera secuencia de recepción, y de un segundo lugar (129) del
dispositivo de emisión a partir del instante de llegada de la
segunda secuencia de recepción; y
determinación del lugar (115) del dispositivo de
emisión a partir del primero y del segundo lugar.
21. Programa de ordenador con código de programa
para la realización del procedimiento según la reivindicación 20
cuando el programa del ordenador se ejecuta en un ordenador.
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