ES2342062T3

ES2342062T3 - Cancelacion de interferencias en un sistema de comunicacion de espectro expandido.

Info

Publication number: ES2342062T3
Application number: ES04018949T
Authority: ES
Inventors: David K. Mesecher; Alexander Reznik; Donald Grieco; Gary Cheung
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: HK1067916A1; EP2267917A2; WO2001018986A1; EP3206308A1; CN1373941A; CN1237737C; EP2267917B1; NO20021177D0; CA2383178C; EP1210775A1; CN1770657A; NO20084277L; PT1210777E; JP2003509894A; DE1210775T1; EP2267917A3; EP1475900A2; CN1881832B; US7813413B2; EP1475900A3

Abstract

Método para recibir una señal de tráfico en un sistema de comunicación de acceso múltiple por división de código, el sistema transmitiendo una señal de tráfico sobre un espectro compartido, la señal de tráfico teniendo un código asociado, el método comprendiendo: recibir (502) las señales sobre el espectro compartido que incluyen la señal de tráfico y una señal de referencia, la señal de referencia teniendo un código de referencia asociado, donde la señal de referencia incluye una señal piloto y el código de referencia incluye un código piloto; muestrear (512; 514) las señales recibidas a una velocidad de chip para producir primeras muestras y muestras que son igualmente retrasadas por un intervalo de medio chip la una con respecto a la otra; desexpandir (504; 508) las respectivas primera y segunda muestras con el código de referencia y producir respectivos componentes desexpandidos de la señal recibida a partir de éstas; determinar un peso para cada componente desexpandido usando un algoritmo adaptativo (506), el algoritmo adaptativo proporcionando una determinación de un peso refinado para cada componentes desexpandido para minimizar la interferencia en la señal piloto recibida; y filtrar adaptativamente (510) las señales recibidas utilizando el código asociado de la señal de tráfico y los pesos refinados para producir los datos de la señal de tráfico.

Description

Cancelación de interferencias en un sistema de comunicación de espectro expandido.

La presente invención se refiere generalmente a la transmisión y recepción de señales en un sistema de comunicación de acceso múltiple por división de código (CDMA) inalámbrico. Más específicamente, la invención se refiere a la recepción de señales para reducir la interferencia en un sistema de comunicación CDMA inalámbrico.

En la Figura 1 se muestra un sistema de comunicación CDMA de la técnica anterior. El sistema de comunicación tiene una pluralidad de estaciones base 20-32. Cada estación base 20 se comunica utilizando CDMA de espectro expandido con el equipo de usuario (UE) 34-38 dentro de su área de operación. Las comunicaciones desde la estación base 20 a cada UE 34-38 son conocidas como comunicaciones de conexión de bajada y las comunicaciones desde cada UE 34-38 a la estación base 20 son conocidas como comunicaciones de enlace ascendente.

En la Figura 2 se muestra un transmisor y receptor CDMA simplificado. Una señal de datos que tiene un ancho de banda determinado es mezclada por un mezclador 40 con una secuencia de códigos chip pseudoaleatoria que produce una señal digital de espectro expandido para la transmisión por una antena 42. Tras la recepción en una antena 44, los datos son reproducidos después de la correlación en un mezclador 46 con la misma secuencia de códigos chip pseudoaleatoria que es utilizada para transmitir los datos. Al utilizar secuencias de códigos chip pseudoaleatorias diferentes, muchas señales de datos utilizan el mismo ancho de banda del canal. En particular, una estación base 20 comunicará las señales a múltiples UE 34-38 sobre el mismo ancho de banda.

Para cronometrar la sincronización con un receptor se usa una señal piloto no modulada. La señal piloto permite a los respectivos receptores sincronizar con un transmisor dado que permite desexpandir una señal de datos en el receptor. En un sistema típico de CDMA, cada estación base 20 envía una señal piloto única recibida por todas las UE 34-38 dentro del rango de comunicación para sincronizar las transmisiones de conexión directa. Por otro lado, en algunos sistemas de CDMA, por ejemplo en el interfaz de aire B-CDMA™, cada UE 34-38 transmite una señal piloto asignada única para sincronizar las transmisiones de conexión inversa.

Cuando un UE 34-36 o una estación base 20-32 recibe una señal específica, todas las otras señales dentro del mismo ancho de banda son como ruido en relación a la señal específica. El aumento del nivel de potencia de una señal degrada todas las otras señales dentro del mismo ancho de banda. Sin embargo, reducir demasiado el nivel de potencia tiene como resultado una calidad indeseable de la señal recibida. Un indicador que es utilizado para medir la calidad de la señal recibida es la relación señal a ruido (SNR). En el receptor, la magnitud de la señal recibida deseada es comparada con la magnitud del ruido recibido. Los datos dentro de una señal transmitida recibida con una alta SNR son recuperados fácilmente en el receptor. Un SNR bajo conlleva la pérdida de datos.

Para mantener una relación de señal a ruido deseada en el nivel mínimo de potencia de transmisión, la mayoría de los sistemas de CDMA utilizan alguna forma de control de adaptación de potencia. Al minimizar la potencia de transmisión se reduce el ruido entre señales dentro del mismo ancho de banda. Por consiguiente se aumenta el número máximo de señales recibidas en la relación deseada de señal a ruido dentro del mismo ancho de banda.

Aunque el control de adaptación de potencia reduzca la interferencia entre señales en el mismo ancho de banda, sigue habiendo interferencia limitando la capacidad del sistema. Una técnica para aumentar el número de señales utilizando el mismo espectro de radiofrecuencia (RF) es la de utilizar la sectorización. En la sectorización, una estación base utiliza antenas direccionales para dividir el área de operación de la estación base en varios sectores. Como resultado se reduce la interferencia entre señales de sectores diferentes. Sin embargo, las señales dentro del mismo ancho de banda dentro del mismo sector interfieren entre sí. Adicionalmente, las estaciones bases sectorizadas suelen asignar frecuencias diferentes a sectores adyacentes disminuyendo la eficiencia espectral para un ancho de banda de frecuencia dado. Por consiguiente, existe una demanda de un sistema que mejore aún más la calidad de la señal de las señales recibidas sin aumentar los niveles de potencia del transmisor.

WO-A-96/21295 divulga un sistema de espectro expandido y un método para proporcionar comunicaciones de alta capacidad por compensación multicamino, para controlar automática y adaptativamente el nivel de potencia del transmisor de espectro expandido del móvil de un usuario al operar en una red de comunicaciones celular y proporcionar capacidades variables o ajustables de ancho de banda de señal en un transmisor de espectro expandido. US-A-5,809,020 divulga un método para ajustar adaptativamente coeficientes de ponderación en un receptor de radio de CDMA.

Las demandas indicadas arriba son satisfechas por un método según la reivindicación 1 y un equipo de usuario de un sistema de CDMA según la reivindicación 7.

Descripción breve de los dibujos

Figura 1 es un sistema inalámbrico de comunicación CDMA de espectro expandido de la técnica anterior.

Figura 2 es un transmisor y receptor CDMA de espectro expandido de la técnica anterior.

Figura 3 es el transmisor de la invención.

Figura 4 es el transmisor de la invención transmitiendo múltiples señales de datos.

Figura 5 es el circuito de recepción de la señal piloto de la invención.

Figura 6 es el circuito de recepción de la señal de datos de la invención.

Figura 7 es una forma de realización del circuito de recepción de la señal piloto.

Figura 8 es un circuito de ponderación del mínimo cuadrático medio.

Figura 9 es el circuito de recepción de la señal de datos usada con el circuito de recepción de la señal piloto de la Figura 7.

Figura 10 es una forma de realización del circuito de recepción de la señal piloto donde la salida de cada RAKE es ponderada.

Figura 11 es el circuito de recepción de la señal de datos usada con el circuito de recepción de la señal piloto de la Figura 10.

Figura 12 es una forma de realización del circuito de recepción de la señal piloto donde las antenas del sistema de transmisión están muy próximas.

Figura 13 es el circuito de recepción de la señal de datos usada con el circuito de recepción de la señal piloto de la Figura 12.

Figura 14 es una ilustración de orientación de haz en un sistema de comunicación CDMA.

Figura 15 es un transmisor de orientación de haz.

Figura 16 es el transmisor de orientación de haz transmitiendo múltiples señales de datos.

Figura 17 es el circuito de recepción de la señal de datos usado con el transmisor de la Figura 14.

Figura 18 es el circuito de recepción de la señal piloto usado cuando las señales de enlace ascendente y enlace descendente usan la misma frecuencia.

Figura 19 es el circuito de transmisión usado con el circuito de recepción de la señal piloto de la Figura 18.

Figura 20 es el circuito de recepción de la señal de datos usado con el circuito de recepción de la señal piloto de la Figura 18.

Figura 21 es un receptor simplificado para reducir la interferencia.

Figura 22 es una ilustración de un correlador de vectores/bloque de algoritmo adaptativo usando al menos un algoritmo de error cuadrático medio mínimo.

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Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Las formas de realización preferidas serán descritas con referencia a las figuras del dibujo donde los mismos números representan los mismos elementos. La Figura 3 es un transmisor de la invención. El transmisor tiene una red de antenas 48-52, preferiblemente 3 ó 4 antenas. Para el uso en la distinción de cada antena 48-52, se asocia una señal diferente a cada antena 56-60. La señal preferida a asociar a cada antena es una señal piloto como se muestra en la Figura 3. Cada señal piloto expandida es generada por un generador de señales piloto 56-60 usando una secuencia de código chip pseudoaleatoria diferente y es combinada por combinadores 62-66 con la respectiva señal de datos expandida. Cada señal de datos expandida es generada utilizando el generador de señales de datos 54 mezclando en los mezcladores 378-382 las señales de datos generadas con una secuencia de código chip pseudoaleatoria diferente por antena 48-52, D_{1}-D_{N}. Las señales combinadas son moduladas a una frecuencia portadora deseada y radiada por las antenas 48-52 de la red.

Al utilizar una red de antenas, el transmisor utiliza la diversidad espacial. Si están lo suficientemente separadas, las señales radiadas por cada antena 48-52 experimentarán una distorsión multicamino diferente al viajar a un receptor dado. Como cada señal enviada por una antena 48-52 seguirá múltiples trayectorias hasta un receptor dado, cada señal recibida tendrá muchos componentes multicamino. Estos componentes crean un canal de comunicación virtual entre cada antena 48-52 del transmisor y el receptor. Efectivamente, cuando las señales transmitidas por una antena 48-52 sobre un canal virtual a un receptor dado desaparecen, las señales de las otras antenas 48-52 son utilizadas para mantener una elevada SNR recibida. Este efecto es logrado por la combinación adaptativa de las señales transmitidas en el receptor.

La Figura 4 muestra el transmisor como se usa en una estación base 20 para enviar múltiples señales de datos. Cada señal de datos expandida es generada mezclando en los mezcladores 360-376 una señal de datos correspondiente de los generadores 74-78 con secuencias de código chip pseudoaleatorias diferentes D_{11}D_{N}. Por consiguiente, cada señal de datos es expandida utilizando una secuencia de código chip pseudoaleatoria diferente por antena 48-52, totalizando N x M secuencias de código. N es el número de antenas y M es el número de señales de datos. Posteriormente, cada señal de datos expandida es combinada con la señal piloto expandida asociada a la antena 48-52. Las señales combinadas son moduladas y radiadas por las antenas 48-52 de la red.

En la Figura 5 se muestra el circuito de recepción de señales piloto. Cada una de las señales piloto transmitidas es recibida por la antena 80. Para cada señal piloto se utiliza un dispositivo de desexpansión, como un RAKE 82-86 como se muestra en la Figura 5 o un ajustador del vector para desexpandir cada señal piloto utilizando una réplica de la correspondiente secuencia de código chip pseudoaleatoria de la señal piloto correspondiente. El dispositivo de desexpansión también compensa el multicamino en el canal de comunicación. Cada una de las señales piloto recuperadas es ponderada por el dispositivo de ponderación 88-92. El peso se refiere a tanto a la magnitud como a la fase de la señal. Aunque se ha mostrado el dispositivo de ponderación acoplado a un RAKE, el dispositivo de ponderación preferiblemente también pondera cada dedo del RAKE. Tras la ponderación, todas las señales piloto recuperadas y ponderadas son combinadas en un combinador 94. Utilizando un generador de señales de error 98, se usa una estimación de la señal piloto proporcionada por la combinación ponderada para crear una señal de error. En base a la señal de error, las ponderaciones de cada dispositivo de ponderación 88-92 son ajustadas para minimizar la señal de error utilizando un algoritmo adaptativo, tal como el mínimo cuadrático medio (LMS) o mínimos cuadrados recursivos (RLS). Como resultado, la calidad de la señal, de la señal combinada, es llevada al máximo.

La Figura 6 es el circuito de recepción de la señal de datos usando los pesos determinados por el circuito de recuperación de la señal piloto. La señal de datos transmitida es recibida por la antena 80. Para cada antena 48-52 de la red de transmisión las ponderaciones de un dispositivo de desexpansión correspondiente, mostrado como un RAKE 82-86, son utilizadas para filtrar las señales de datos utilizando una réplica del código de expansión de la señal de datos utilizado para la antena de transmisión correspondiente. Utilizando los pesos determinados para cada señal piloto de la antena, cada dispositivo de ponderación 106-110 pondera la señal de desexpansión del RAKE con el peso asociado al piloto correspondiente. Por ejemplo el dispositivo de ponderación 88 corresponde a la antena de transmisión 48 para la señal piloto 1. El peso determinado por el RAKE piloto 82 para la señal piloto 1 también es aplicado en el dispositivo de ponderación 106 de la Figura 6. Adicionalmente, si las ponderaciones de los dedos del RAKE fueron ajustadas para el RALE de la correspondiente señal piloto 82-86, se aplicarán los mismos pesos a los dedos de RAKE de la señal de datos 100-104. Después de la ponderación, las señales ponderadas son combinadas por el combinador 112 para recuperar la señal de datos original.

Utilizando los mismos pesos para la señal de datos que se utilizan con cada señal piloto de la antena, cada RAKE 82-86 compensa la distorsión del canal experimentada por las señales de cada antena. Como resultado, el circuito de recepción de las señales de datos optimiza la recepción de las señales de datos sobre cada canal virtual. Combinando óptimamente cada señal optimizada del canal virtual se aumenta la calidad de la señal de la señal de datos recibida.

La figura 7 muestra una forma de realización del circuito de recuperación de la señal piloto. Cada una de las señales piloto transmitida es recuperada por la antena del receptor 80. Para desexpandir cada uno de los pilotos, cada RAKE 82-86 utiliza una réplica de la correspondiente secuencia de código chip pseudoaleatoria del piloto, P_{1}-P_{N}. Las versiones retrasadas de cada señal piloto son producidas por dispositivos de retraso 114-124. Cada versión retrasada es mezclada por un mezclar 126-142 con la señal recibida. Las señales mezcladas pasan por circuitos de suma y descarga 424-440 y son ponderadas utilizando mezcladores 144-160 por una cantidad determinada por el dispositivo de ajuste de ponderación 170. Los componentes multicamino ponderados para cada piloto son combinados por un combinador 162-164. Cada salida combinada del piloto es combinada por un combinador 94. Como una señal piloto no tiene datos, la señal piloto combinada debe tener un valor de 1+j0. La señal piloto combinada es comparada con el valor ideal, 1+j0, en un restador 168. En base a la desviación de la señal piloto combinada del ideal, se ajusta el peso de los dispositivos de ponderación 144-160 utilizando un algoritmo adaptativo por el dispositivo de ajuste de ponderación 170.

En la Figura 8 se muestra un algoritmo LMS usado para generar un peso. La salida del restador 168 es multiplicada utilizando un mezclador 172 con la versión retrasada desexpandida correspondiente del piloto. El resultado multiplicado es amplificado por un amplificador 174 e integrado por un integrador 176. El resultado integrado es utilizado para ponderar, W_{1M}, el dedo del RAKE.

En la Figura 9 se muestra el circuito de recepción de datos utilizado con la forma de realización de la Figura 7 para un receptor de la estación base. La señal recibida es enviada a un conjunto de RAKEs 100-104 respectivamente asociado con cada antena 48-52 de la red. Cada RAKE 100-104, produce versiones retrasadas de la señal recibida usando dispositivos de retraso 178-188. Las versiones retrasadas son ponderadas utilizando mezcladores 190-206 en base a los pesos determinados para la correspondiente señal piloto de la antena. Las señales de datos ponderadas para un determinado RAKE 100-104 son combinadas por un combinador 208-212. Un combinador 208-212 es asociado a cada una de las N antenas de transmisión 48-52. Cada señal combinada es desexpandida M veces mezclando en un mezclador 214-230 la señal combinada con una réplica de los códigos de expansión utilizados para producir las M señales de datos expandidas en el transmisor, D_{11}-D_{NM}. Cada señal de datos desexpandida pasa por un circuito de suma y descarga 232-248. Para cada señal de datos, los resultados de los correspondientes circuitos de suma y descarga son combinados por un combinador 250-254 para recuperar cada señal de datos.

En la Figura 10 se muestra otro circuito de recepción de señales piloto. Los circuitos de desexpansión 82-86 de este circuito receptor son iguales que los de la Figura 7. La salida de cada RAKE 82-86 es ponderada utilizando un mezclador 256- 260 antes de combinar las señales piloto desexpandidas. Después de combinar, la señal piloto combinada es comparada al valor ideal y el resultado de la comparación es utilizado para ajustar el peso de cada salida del RAKE utilizado un algoritmo adaptativo. Para ajustar los pesos dentro de cada RAKE 82-86, la salida de cada RAKE 82-86 es comparada al valor ideal utilizando un restador 262-266. En base al resultado de la comparación, se determina el peso de cada dispositivo de ponderación 144-160 por los dispositivos de ajuste de ponderación 268-272.

En la Figura 11 se muestra el circuito de recepción de señales de datos utilizado con la forma de realización de la figura 10. Este circuito es semejante al circuito de recepción de señales de datos de la Figura 9 con la adición de mezcladores 274-290 para ponderar la salida de cada circuito de suma y descarga 232-248. La salida de cada circuito de suma y descarga 232-248 es ponderada por la misma cantidad que se ponderó el correspondiente RAKE 82-86 del piloto. Alternativamente, la salida del combinador de cada RAKE 208-212 puede ser ponderada antes de ser mezclada por los mezcladores 214-230 por la cantidad del RAKE 82-86 correspondiente del piloto en vez de ponderar después de mezclar.

Si la separación entre las antenas 48-52 de la red de transmisión es pequeña, las señales de cada antena experimentará un entorno multicamino similar. En tales casos se puede utilizar el circuito de recepción del piloto de la Figura 12. Los pesos para una de las señales piloto seleccionada se determinan de la misma manera como en la Figura 10. Sin embargo, como cada piloto viaja por el mismo canal virtual, para simplificar el circuito, se utilizan los mismos pesos para desexpandir las otras señales piloto. Los dispositivos de retraso 292-294 producen versiones retrasadas de la señal recibida. Cada versión retrasada es ponderada por un mezclador 296-300 por el mismo peso que la versión retrasada correspondiente de la señal piloto fue ponderada. Las salidas de los dispositivos de ponderación son combinadas por un combinador 302. La señal combinada es desexpandida usando réplicas de las secuencias de código chip pseudoaleatorias de las señales piloto, P_{2}-P_{N}, por los mezcladores 304-306. La salida de cada mezclador 304-306 es pasada por un circuito de suma y descarga 308-310. De la misma manera como en la Figura 10, cada piloto desexpandido es ponderado y combinado.

En la Figura 13 se muestra el circuito de recuperación de señales de datos utilizado con la forma de realización de la Figura 12. Los dispositivos de retraso 178-180 producen versiones retrasadas de la señal recibida. Cada versión retrasada es ponderada utilizando un mezclador 190-194 por el mismo peso utilizado por las señales piloto de la Figura 12. Las salidas de los mezcladores son combinadas por un combinador 208. La salida del combinador 208 es introducida en cada desexpandidor de señales de datos de la Figura 13.

La invención también proporciona una técnica para la orientación adaptativa del haz como se ilustra en la Figura 14. Cada señal enviada por la red de antenas interferirá constructiva y destructivamente en un patrón basado en las ponderaciones proporcionadas por cada antena 48-52 de la red. Como resultado, seleccionando los pesos apropiados, el haz 312-316 de la red de antenas es dirigido en una dirección deseada.

La Figura 15 muestra un circuito transmisor de orientación de haz. Este circuito es similar al circuito de recepción de la Figura 3 con la adición de dispositivos de ponderación 318-322. Un receptor objetivo recibirá las señales piloto transmitidas por la red. Utilizando el circuito de recepción de las señales piloto de la Figura 5, el receptor objetivo determina los pesos para ajustar la salida de cada RAKE del piloto. Estos pesos también son enviados al transmisor, como utilizando un canal de señalización. Estos pesos son aplicados a las señales de datos expandidas como se muestra en la Figura 15. Para cada antena, los dispositivos de ponderación 318-322 dan a la señal de datos expandida un peso correspondiente al peso utilizado para ajustar la señal piloto de la antena en el receptor objetivo proporcionando ganancia espacial. Como resultado, la señal de datos radiada se dirigirá hacia el receptor objetivo. La Figura 16 muestra el transmisor de orientación de haz como se utiliza en una estación base que envía múltiples señales de datos a diferentes receptores objetivo. Los pesos recibidos por el receptor objetivo son aplicados a las correspondientes señales de datos por los dispositivos de ponderación 324-340.

La Figura 17 representa el circuito de recepción de la señal de datos para el transmisor de orientación de haz de las Figuras 15 y 16. Como la señal transmitida ya ha sido ponderada, el circuito de recepción de señales de datos no requiere los dispositivos de ponderación 106-110 de la Figura 6.

La ventaja de la orientación de haz de la invención se duplica. La señal de datos transmitida se dirige hacia el receptor objetivo mejorando la calidad de la señal de la señal recibida. Por otro lado, la señal se dirige lejos de otros receptores reduciendo la interferencia a sus señales. Debido a estos dos factores se aumenta la capacidad de un sistema que utilice la orientación de haz de la invención. Adicionalmente, debido al algoritmo adaptativo utilizado por la circuitería de recepción de señales piloto, los pesos son ajustados dinámicamente. Al ajustar los pesos, un haz con la señal de datos responderá dinámicamente a un receptor o transmisor móviles así como a cambios en el entorno multicamino.

En un sistema que utilice la misma frecuencia para señales de enlace descendente y enlace ascendente, tal como un dúplex por división de tiempo (TDD), se utiliza una forma de realización alternativa. Debido a la reciprocidad, las señales de conexión de bajada experimentan el mismo entorno multicamino que las señales de enlace ascendente enviadas por la misma frecuencia. Para aprovechar la reciprocidad se aplican los pesos determinados por el receptor de la estación base al transmisor de la estación base. En tal sistema, el circuito de recepción de la estación base de la Figura 18 es situado, como dentro de una estación base, con el circuito de transmisión de la Figura 19.

En el circuito de recepción de la Figura 18, cada antena 48-52 recibe una respectiva señal piloto enviada por el UE. Cada piloto es filtrado por un RAKE 406-410 y ponderado por el dispositivo de ponderación 412-416. Las señales piloto filtradas y ponderadas son combinadas por un combinador 418. Utilizando el generador de señales de error 420 y el dispositivo de ajuste de ponderación 422, los pesos asociados a los dispositivos de ponderación 412-416 son ajustados utilizando un algoritmo adaptativo.

El circuito de transmisión de la Figura 19 tiene un generador de señales de datos 342 para generar una señal de datos. La señal de datos es expandida usando el mezclador 384. Las señales de datos expandidas son ponderadas por dispositivos de ponderación 344-348 como fueron determinadas por el circuito de recepción de la Figura 19 para cada canal virtual.

El circuito de la Figura 20 se usa como circuito de recepción de señales de datos en la estación base. La señal de datos transmitida es recibida por las múltiples antenas 48-52. Un RAKE de datos 392-396 es acoplado a cada antena 48-52 para filtrar la señal de datos. Las señales de datos filtradas son ponderadas por dispositivos de ponderación 398-402 por los pesos determinados para el correspondiente piloto recibido de la antena y son combinados en el combinador 404 para recuperar la señal de datos. Como el circuito transmisor de la Figura 19 transmite la señal de datos con los pesos óptimos, la señal de datos recuperada en el UE tendrá una calidad más alta de la señal que la proporcionada por la técnica anterior.

También se puede utilizar un algoritmo adaptativo para reducir la interferencia en las señales recibidas para un sistema de comunicación de espectro expandido. Un transmisor en el sistema de comunicación, que puede ser situado o en una estación base 20 a 32 o en el UE 34 a 36, transmite una señal piloto expandida y una señal de tráfico sobre el mismo espectro de frecuencia. La señal piloto es expandida utilizando un código piloto, P, y la señal de tráfico es expandida utilizando un código de tráfico, C.

El receptor simplificado 500 de la Figura 21 recibe ambas señales piloto y de tráfico utilizando una antena 502. Las señales recibidas son desmoduladas a una señal de banda base por un demodulador 518. La señal de banda base es convertida en muestras digitales, como por dos convertidores de analógico a digital (ADC) 512, 514. Cada ADC 512, 514 suele muestrear a la velocidad de chip. Para obtener una resolución de medio chip, un ADC 514 es retrasado con respecto al otro ADC 512 por un retraso de medio chip. Las muestras son procesadas por un dispositivo de filtrado, tal como dos correladores de vectores 504, 508 como se muestra en la Figura 21 o un RAKE, para procesar la señal piloto. Los correladores de vectores 504, 508, son utilizados para desexpandir varios componentes multicamino de la señal piloto recibida utilizando el código piloto, P. Al usar dos correladores de vectores 504, 508 como en la Figura 21, cada componente de medio chip es desexpandido, tal como para una ventana de 10 chips para desexpandir 21 componentes. Cada componente desexpandido es enviado a un bloque de algoritmo adaptativo 506 para determinar un peso óptimo para cada componente desexpandido para minimizar la interferencia en la señal piloto recibida. El bloque de algoritmo adaptativo 506 puede utilizar un algoritmo de error cuadrático medio mínimo (MMSE) como un algoritmo de menor error cuadrático medio.

En la Figura 22 se muestra una combinación del correlador de vectores/bloque de algoritmo adaptativo usando un algoritmo LSM y resolución de medio chip. El código piloto es retrasado por un grupo de dispositivos de retraso 520_{1} a 520_{N} y 522_{1} a 522_{N}. Cada una de las muestras de ADC es desexpandida por ejemplo mezclándolas con versiones temporizadas del código piloto, P, por mezcladores 524_{1} a 524_{N} y 526_{1} a 526_{N}. Las señales mezcladas son procesadas por circuitos de suma y descarga 528_{1} a 528_{N} y 530_{1} a 530_{N} para producir componentes desexpandidos de la señal piloto. Utilizando dos ADC 512, 514 con un retraso de muestreo de medio chip y dos correladores del vector 504, 508, los componentes desexpandidos en intervalos de medio chip son producidos como 21 componentes para una ventana de 10 chips. Cada versión desexpandida es ponderada por una ponderación, W_{11} a W_{2N}, por ejemplo utilizando un dispositivo de ponderación, 544_{1} a 544_{N} y 546_{1} a 546_{N}. Las versiones ponderadas son combinadas, por ejemplo utilizando un sumador 528. La señal combinada es comparada con el valor transmitido del complejo de la señal piloto, como 1 + j para una señal piloto en el estándar inalámbrico de tercera generación, para producir una señal de error, e. La comparación puede ser realizada por un restador 550 restando la señal combinada del ideal, 1 + j. La señal de error, e, es mezclada utilizando mezcladores 532_{1} a 532_{N} y 534_{1} a 534_{N} con cada versión desexpandida. Cada versión mezclada es amplificada e integrada, por ejemplo utilizando un amplificador 536_{1} a 536_{N} y 538_{1} a 538_{N} y un integrador 540_{1} a 540_{N} y 542_{1} a 542_{N}. Los resultados amplificados e integrados son pesos refinados, W_{11} a W_{2N}, para ponderar aún más las versiones desexpandidas. Usando el algoritmo del mínimo cuadrático medio, se seleccionarán los pesos, W_{11} a W_{2N}, para llevar la señal combinada a su valor ideal.

La señal recibida también es procesada por un filtro adaptativo 510 con los pesos, W_{11} a W_{2N} de la señal piloto. Como la señal piloto y la señal de tráfico sontransmitidas sobre el mismo espectro de frecuencia, las dos señales experimentan las mismas características de canal. Como resultado, los pesos de los pilotos, W_{11} a W_{2N}, aplicados a los componentes de la señal de tráfico reducen la interferencia en la señal de tráfico recibida. Adicionalmente, si las señales piloto y del canal fueron enviadas utilizando códigos de expansión ortogonales, la ortogonalidad de la señal de canal recibida es restaurada después de la ponderación. La ortogonalidad restaurada reduce substancialmente la interferencia correlacionada de otros canales de tráfico que ocurre como consecuencia de la desortogonalización debido a la distorsión del canal. La señal ponderada recibida es desexpandida por un desexpandidor del tráfico 516 usando el correspondiente código de tráfico para recuperar los datos de tráfico.

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Aspectos preferidos de la invención

1.: Método para reducir la interferencia en una señal de datos de espectro expandido recibida en un sistema de comunicación de espectro expandido comprendiendo:

: transmitir una señal piloto y una señal de datos de espectro expandido, cada una teniendo un código chip asociado;

: recibir en un receptor las señales piloto y de datos transmitidas;

: filtrar la señal piloto recibida utilizando el código chip de la señal piloto y determinar los pesos de los componentes de la señal piloto recibida utilizando un algoritmo adaptativo; y

: filtrar la señal de datos recibida con el código chip de la señal de datos y ponderar los componentes de la señal de datos recibida con los pesos determinados de la señal piloto para recuperar los datos de la señal de datos recibida.

2.: Método según el aspecto 1 donde el algoritmo adaptativo es un algoritmo de error cuadrático medio mínimo.

3.: Método según el aspecto 1 donde el algoritmo adaptativo es un algoritmo de mínimo cuadrático medio.

4.: Método según el aspecto 1 donde el algoritmo adaptativo comprende comparar la señal combinada con un valor ideal para producir una señal de error y determinar el peso de cada señal piloto basado en parte en la señal de error.

5.: Método según el aspecto 4 donde el valor ideal es 1 + j.

6.: Método según el aspecto 1 donde la ponderación de los componentes de la señal de datos recibida ocurre antes de filtrar la señal de datos recibida.

7.: Método según el aspecto 1 donde la filtración de la señal piloto recibida es realizada por un correlador de vectores.

8.: Método según el aspecto 1 donde la filtración de la señal piloto recibida es realizada por un RAKE.

9.: Receptor para usar en un sistema de comunicación de espectro expandido, donde un transmisor dentro del sistema de comunicación transmite una señal piloto y de datos de espectro expandido para la recepción por el receptor, la señal piloto y de datos teniendo asociados códigos chip, el receptor comprendiendo:

: una antena para recibir la señal piloto y de datos

: un medio para filtrar la señal piloto recibida utilizando el código chip de la señal piloto;

: un medio para determinar los pesos de los componentes de la señal piloto recibida utilizando un algoritmo adaptativo; y

: un medio para filtrar la señal de datos recibida con el código chip de la señal de datos y ponderar los componentes de la señal de datos recibida con los pesos determinados de la señal piloto para recuperar los datos de la señal de datos recibida.

10.: Receptor según el aspecto 9 donde el algoritmo adaptativo es un algoritmo de error cuadrático medio mínimo.

11.: Receptor según el aspecto 9 donde el algoritmo adaptativo es un algoritmo del mínimo cuadrático medio.

12.: Receptor según el aspecto 9 donde el algoritmo adaptativo comprende comparar la señal combinada con un valor ideal para producir una señal de error y los pesos determinados basados en parte en la señal de error.

13.: Receptor según el aspecto 9 donde el medio de filtración de la señal piloto comprende un correlador de vectores.

14.: Receptor según el aspecto 9 donde el medio de filtración de la señal piloto comprende un RAKE.

15.: Equipo de usuario para usar en un sistema de comunicación de espectro expandido, el sistema de comunicación teniendo una estación base que transmite una señal piloto y de datos de espectro expandido para la recepción por el equipo de usuario, la señal piloto y de datos teniendo asociados códigos chip, el equipo de usuario comprendiendo:

: una antena para recibir la señal piloto y de datos;

: un correlador de vectores para filtrar la señal piloto recibida utilizando el código chip de la señal piloto;

: un bloque de algoritmo adaptativo para determinar los pesos de los componentes de la señal piloto recibida utilizando un algoritmo adaptativo; un filtro adaptativo para ponderar los componentes de la señal de datos recibida con los pesos determinados de la señal piloto; y

: un desexpandidor para filtrar la señal de datos ponderada recibida usando el código chip de la señal de datos para recuperar los datos de la señal de datos recibida.

16.: Equipo de usuario según el aspecto 15 donde el algoritmo adaptativo es un algoritmo de error cuadrático medio mínimo.

17.: Equipo de usuario según el aspecto 15 donde el algoritmo adaptativo es un algoritmo del mínimo cuadrático medio.

18.: Equipo de usuario según el aspecto 15 donde el algoritmo adaptativo comprende comparar la señal combinada con un valor ideal para producir una señal de error y los pesos determinados basados en parte en la señal de error.

Claims

1. Método para recibir una señal de tráfico en un sistema de comunicación de acceso múltiple por división de código, el sistema transmitiendo una señal de tráfico sobre un espectro compartido, la señal de tráfico teniendo un código asociado, el método comprendiendo:

: recibir (502) las señales sobre el espectro compartido que incluyen la señal de tráfico y una señal de referencia, la señal de referencia teniendo un código de referencia asociado,

: donde la señal de referencia incluye una señal piloto y el código de referencia incluye un código piloto;

: muestrear (512; 514) las señales recibidas a una velocidad de chip para producir primeras muestras y muestras que son igualmente retrasadas por un intervalo de medio chip la una con respecto a la otra;

: desexpandir (504; 508) las respectivas primera y segunda muestras con el código de referencia y producir respectivos componentes desexpandidos de la señal recibida a partir de éstas;

: determinar un peso para cada componente desexpandido usando un algoritmo adaptativo (506), el algoritmo adaptativo proporcionando una determinación de un peso refinado para cada componentes desexpandido para minimizar la interferencia en la señal piloto recibida; y

: filtrar adaptativamente (510) las señales recibidas utilizando el código asociado de la señal de tráfico y los pesos refinados para producir los datos de la señal de tráfico.

2. Método según la reivindicación 1 donde la determinación del peso para cada componente desexpandido utilizando el algoritmo adaptativo incluye comparar (550) una combinación de los componentes de código de referencia desexpandidos con un valor ideal para producir una señal de error y utilizar la señal de error para determinar el peso refinado para cada componente de código de referencia desexpandido.

3. Método según la reivindicación 1 donde:

: la recepción (502) de señales incluye recibir una señal piloto y la señal de tráfico, la señal piloto teniendo un código piloto asociado; y

: la desexpansión (504; 508) incluye desexpandir primeras (524_{1} ... 524_{n}) y segundas (526_{1} ... 526_{n}) muestras con el código piloto de modo que la determinación del peso para cada componente desexpandido proporcione un peso refinado para cada uno de la pluralidad de componentes desexpandidos, donde el algoritmo adaptativo incluye comparar (550) una combinación de los componentes de código piloto desexpandidos con un valor ideal para producir una señal de error y utilizar la señal de error para determinar el peso refinado para cada componente de código piloto desexpandido.

4. Método según la reivindicación 2 ó 3 donde la comparación (550) utiliza un valor ideal igual a 1 + j.

5. Método según la reivindicación 1 donde la determinación de un peso para cada componente desexpandido utilizando el algoritmo adaptativo (506) es realizada según un algoritmo de error cuadrático medio mínimo.

6. Método según la reivindicación 1 donde la determinación de un peso para cada componente desexpandido utilizando el algoritmo adaptativo (506) es realizada según un algoritmo del menor error cuadrático medio.

7. Equipo de usuario configurado para recibir una señal de tráfico en un sistema de comunicación de acceso múltiple por división de código, la señal de tráfico teniendo un código asociado, el equipo de usuario estando caracterizado por:

: medios (502) para recibir señales sobre un espectro compartido que incluyen la señal de tráfico y una señal de referencia, la señal de referencia teniendo un código de referencia asociado;

donde la señal de referencia incluye una señal piloto y el código de referencia incluye un código piloto;

un primer medio (512) para muestrear las señales recibidas a una velocidad de chip para producir primeras muestras;

un segundo medio (514) para muestrear las señales recibidas a una velocidad de chip, retrasado con respecto al primer medio de muestreo (512), para producir segundas muestras igualmente retrasadas por el intervalo de medio chip con respecto a las primeras muestras;

medios de desextensión (504; 508) de las primeras y segundas muestras con el código de referencia para producir respectivos componentes desexpandidos de la señal recibida;

un medio (506) para determinar un peso para cada componente desexpandido utilizando un algoritmo adaptativo (506), el algoritmo adaptativo proporcionando una determinación de un peso refinado para cada uno de los componentes desexpandidos; y

un medio para filtrar adaptativamente (510) las señales recibidas utilizando el código asociado de la señal de tráfico y los pesos refinados para producir los datos de la señal de tráfico.

8. Equipo de usuario según la reivindicación 7 donde el medio para determinar el peso de cada componente desexpandido utilizando el algoritmo adaptativo (506) es adaptado para comparar (550) una combinación de los componentes de código de referencia desexpandidos con un valor ideal para producir una señal de error y utilizar la señal de error para determinar el peso refinado para cada componente de código de referencia desexpandido.

9. Equipo de usuario según la reivindicación 7 donde:

: el medio de recepción (502) de señales es adaptado para recibir una señal piloto y la señal de tráfico, la señal piloto teniendo un código piloto asociado;

: el medio de desexpansión (504; 508) es adaptado para desexpandir con el código piloto; y

: el medio para determinar el peso de cada componente desexpandido (506) es adaptado para proporcionar un peso refinado para cada uno de los componentes desexpandidos, donde el algoritmo adaptativo incluye comparar (550) una combinación de los componentes de código de piloto desexpandidos con un valor ideal para producir una señal de error y utilizar la señal de error para determinar el peso refinado para cada componente de código piloto desexpandido.

10. Equipo del usuario según la reivindicación 8 ó 9 donde el medio para determinar el peso es adaptado para comparar (550) cada componente desexpandido con un valor ideal iguala a 1 + j.

11. Equipo del usuario según la reivindicación 7 donde el medio para determinar un peso para cada componente desexpandido es adaptado para utilizar el algoritmo adaptativo (506) según un algoritmo de error cuadrático medio mínimo.

12. Equipo de usuario según la reivindicación 7 donde el medio para determinar un peso para cada componente desexpandido es adaptado para utilizar el algoritmo adaptativo (506) según un algoritmo del menor error cuadrático medio.

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Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante se ha elaborado únicamente como ayuda para el lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha puesto mucha atención en la compilación de las referencias, no se pueden evitar errores u omisiones, por lo que la OEP declina toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet WO 9621295 A [0008]: \bullet US 5809020 A [0008]