ES2632502T3 - Receptor de radio y procedimiento asociado - Google Patents
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Abstract
Un receptor de radio (200), que comprende: una unidad de radio (220), que incluye: un filtro (224); un selector de ancho de banda (227) para seleccionar un ancho de banda del filtro (224); un amplificador de receptor (225) acoplado de manera operativa a una salida del filtro (224); un convertidor de analógico a digital (226) que presenta una entrada acoplada de manera operativa a una salida del amplificador de receptor (225); y una primera unidad de medición de potencia (228) para proporcionar una primera medición de la potencia de una señal recibida en la entrada del convertidor de analógico a digital (226); y una unidad de banda base digital (250), que incluye: una segunda unidad de medición de potencia (258) para proporcionar una segunda medición de al menos una parte de una componente de señal de canal asignado de la señal recibida; y un controlador automático de ganancia (256) para ajustar la ganancia del amplificador de receptor (225) según la primera y la segunda medición, en el que el selector de ancho de banda (227) selecciona el ancho de banda del filtro basándose en una comparación entre la primera y la segunda medición; y en el que el convertidor de analógico a digital (226) comprende un convertidor de analógico a digital sigma-delta.
Description
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DESCRIPCION
Receptor de radio y procedimiento asociado Antecedentes de la invencion
Un receptor de acceso multiple por division de codigo de banda ancha (WCDMA) puede incluir una unidad de radio (RU) y una unidad de banda base digital (DBBU). La RU puede incluir, entre otros componentes, un filtro analogico y un convertidor de analogico a digital sigma-delta (SD-ADC). El filtro analogico puede usarse como un filtro antisolapamiento (AAF) con capacidades de seleccion de canal limitadas.
La DBBU puede incluir un filtro de diezmado acoplado a un filtro adaptado y una unidad de medicion de potencia para medir el nivel de potencia de una senal en la salida del filtro adaptado. Un controlador automatico de ganancia (AGC) puede recibir la medicion de potencia y puede ajustar la ganancia de los amplificadores de la RU para conseguir una senal optima ensanchada en una entrada del ADC sigma-delta.
Mas espedficamente, la unidad de medicion puede medir una potencia de canal asignado despues del filtro adaptado digital. Esta medicion puede compararse con una potencia predeterminada (por ejemplo, un umbral). El AGC puede compensar la diferencia entre la medicion de la senal asignada y el umbral mediante el envfo de un comando de ganancia a los amplificadores de la RU. Como resultado de la limitada selectividad de las RU, en la entrada del ADC puede haber altas interferencias de canales adyacentes. La potencia de estas interferencias no se refleja en la medicion de potencia en la salida del filtro adaptado y, por tanto, la ganancia no vana y la senal de entrada ADC puede truncarse.
Las arquitecturas de receptor de radio conocidas pueden impedir el efecto no deseado antes descrito ampliando la gama dinamica del SD-ADC y utilizando un AGC que deje un margen en la parte superior de la amplitud de la senal de entrada del SD-ADC para interferencias de canales adyacentes. Sin embargo, las arquitecturas de receptor de radio conocidas pueden tener al menos dos desventajas. La primera desventaja puede ser que la arquitectura de receptor de radio necesite un ADC sigma-delta con una alta gama dinamica (por ejemplo, ~70dB). La segunda desventaja puede ser que una senal deseada siempre se ensanche en la parte inferior de la gama dinamica SD-ADC, donde la senal puede ser mas susceptible a deficiencias de implementacion. El documento EP1303053 da a conocer un aparato para determinar de manera continua la gama dinamica requerida para un convertidor de analogico a digital determinando el RSSI.
Breve descripcion de los dibujos
El contenido considerado como la invencion se describe de manera particular y se reivindica de manera distintiva en la parte final de la memoria descriptiva. Sin embargo, la invencion, en lo que se refiere tanto a su organizacion como a su procedimiento de funcionamiento, junto con los objetos, caractensticas y ventajas de la misma, puede entenderse mejor haciendo referencia a la siguiente descripcion detallada cuando se lee con los dibujos adjuntos, en los que:
la FIG. 1 es una ilustracion esquematica de un sistema de comunicacion inalambrica segun una forma de realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion;
la FIG. 2 es una ilustracion esquematica de un diagrama de bloques de un receptor segun algunas formas de realizacion de la presente invencion;
la FIG. 3 es una ilustracion esquematica de un diagrama de bloques de una unidad de medicion de potencia segun una forma de realizacion de la presente invencion; y
la FIG. 4 es un diagrama de flujo de un procedimiento para ajustar el nivel de potencia de una senal de entrada de un convertidor de analogico a digital segun formas de realizacion a modo de ejemplo de la invencion.
Debe observarse que por simplicidad y claridad de ilustracion, los elementos mostrados en las figuras no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos pueden haberse exagerado con respecto a otros elementos para ofrecer una mayor claridad. Ademas, de manera conveniente, los numeros de referencia pueden repetirse entre las figuras para indicar elementos correspondientes o analogos.
Descripcion detallada de la invencion
En la siguiente descripcion detallada se exponen numerosos detalles espedficos para proporcionar un entendimiento minucioso de la invencion. Sin embargo, los expertos en la tecnica entenderan que la presente invencion puede llevarse a la practica sin estos detalles espedficos. En otros casos no se describen en detalle metodos, procedimientos, componentes y circuitos ampliamente conocidos para no oscurecer la presente invencion.
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La presente invencion esta definida por las caractensticas de las reivindicaciones independientes.
Algunas partes de la siguiente descripcion detallada se presentan en forma de algoritmos y representaciones simbolicas de operaciones en bits de datos o senales digitales binarias almacenados en una memoria de ordenador. Estas descripciones y representaciones algontmicas pueden ser las tecnicas usadas por los expertos en la tecnica del procesamiento de datos para transmitir los principios de su trabajo a otros expertos en la tecnica.
Debe entenderse que la presente invencion puede usarse en varias aplicaciones. Aunque la presente invencion no esta limitada a este aspecto, los circuitos y las tecnicas dados a conocer en el presente documento pueden usarse en muchos aparatos, tales como los transmisores de un sistema de radio. Los receptores que pueden incluirse dentro del alcance de la presente invencion incluyen, solamente a modo de ejemplo, receptores de radiotelefonos celulares, receptores de radio bidireccionales, receptores de un sistema digital, receptores de una red inalambrica de area local, receptores de banda ancha, receptores de banda ultra-ancha y similares.
Los tipos de receptores de radiotelefonos celulares que pueden estar dentro del alcance de la presente invencion pueden incluir, pero sin limitarse a, receptores de radiotelefonos celulares de acceso multiple por division de codigo (CDMA), CDmA-2000 y CDMA de banda ancha (WCDMA) para recibir senales de espectro ensanchado, receptores para el sistema global de comunicaciones moviles (GSM), receptores para sistemas celulares de tercera generacion (3G), receptores de multiplexacion por division ortogonal de frecuencia (OFDM) y similares.
Haciendo referencia en primer lugar a la FIG. 1, se muestra una ilustracion esquematica de un sistema de comunicacion inalambrica 100 segun una forma de realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion. Aunque el alcance de la presente invencion no esta limitado a este ejemplo, el sistema de comunicacion inalambrica 100 puede ser un sistema de radiotelefoma celular WCDMA. El sistema de comunicacion inalambrica 100 puede incluir, al menos, estaciones base 110 y al menos una estacion movil 140. La al menos una estacion movil 140 puede incluir un receptor 150. La estacion base 110 puede transmitir a traves de un canal inalambrico una senal 160 a la estacion movil 140. La estacion base 120 puede transmitir a traves de un canal inalambrico una senal 170 a otra estacion movil (no mostrada) en una frecuencia de portadora adyacente. La transmision simultanea de las senales 160 y 170 por parte de las estaciones base 110 y 120, respectivamente, puede provocar una interferencia de canal adyacente en el receptor 150 de la estacion movil 140.
Segun las formas de realizacion de la presente invencion, la senal 160 puede incluir una componente de senal de canal asignado y una componente de ruido. La componente de ruido puede incluir la interferencia de canal adyacente, ruido termico, ruido de cuantificacion o similar.
Haciendo referencia a la FIG. 2, se muestra un diagrama de bloques de un receptor 200 de un dispositivo de comunicacion movil (por ejemplo, la estacion movil 140) segun alguna forma de realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion. Aunque el alcance de la presente invencion no esta limitado a este respecto, el receptor 200 puede incluir al menos una antena 210, una unidad de radio (RU) 220 y una unidad de banda base digital (DBBU) 250.
Segun esta forma de realizacion a modo de ejemplo, la RU 220 puede incluir un filtro de seleccion de banda 221, un amplificador de bajo ruido (LNA) 222, un desmodulador en fase/cuadratura (IQ) 223, un filtro paso bajo 224, un amplificador 225, un convertidor de analogico a digital sigma-delta (SD ADC) 226 y una unidad de medicion de potencia 228. En algunas otras formas de realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion, el receptor 220 puede incluir ademas un selector de ancho de banda 227, aunque debe entenderse que el alcance de la presente invencion no esta limitado a este aspecto.
Una forma de realizacion a modo de ejemplo de la DBBU 250 puede incluir un filtro de diezmado 252, un filtro adaptado 254, un controlador automatico de ganancia (AGC) 256 y una unidad de medicion de potencia 258.
Aunque el alcance de la presente invencion no esta limitado a este aspecto, los tipos de antenas que pueden usarse para la antena 210 pueden incluir una antena interna, una antena dipolar, una antena omnidireccional, una antena monopolar, una antena alimentada por un extremo, una antena polarizada circular, una antena de microbanda, una antena de diversidad y similares.
Segun esta forma de realizacion a modo de ejemplo, la antena 210 puede recibir una senal a traves de un canal inalambrico. La senal puede incluir, al menos, una senal de canal asignado y ruido. El filtro de seleccion de banda 221 puede filtrar al menos algunas de las componentes de ruido de la senal para proporcionar una senal filtrada. El filtro de seleccion de banda 221 puede ser un filtro tipo SAW, un filtro paso banda o similar. El LNA 222 puede amplificar la senal filtrada y el desmodulador IQ 223 puede desmodular la senal de filtro para proporcionar, por ejemplo, senales desmoduladas en fase (I) y cuadratura (Q). El LPF 224 puede filtrar otras componentes de ruido de las senales desmoduladas I y Q para proporcionar una senal filtrada IQ. El amplificador 225 puede ser un amplificador variable de ganancia. Por ejemplo, la ganancia del amplificador 225 puede controlarse por el AGC 256, si se desea.
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El amplificador 225 puede amplificar la senal filtrada IQ y el SD-ADC 226 puede convertir la senal filtrada IQ en una senal de banda base digital. El filtro de diezmado 252 y el filtro adaptado 254 pueden filtrar y ajustar la interferencia de canal de la senal de banda base digital para proporcionar una componente de senal de canal asignado 270, si se desea. La unidad de medicion 258 puede medir la potencia de salida de la componente de senal de canal asignado 270 y la unidad de medicion 228 puede medir la potencia de entrada de la senal de entrada del SD-ADC 226. Ambas unidades de medicion 228 y 258 pueden proporcionar mediciones de potencia al AGC 256. El AGC 256 puede ajustar las ganancias del LNA 222 y del amplificador 225 segun las mediciones de las unidades de medicion 228 y 258. En algunas formas de realizacion de la invencion, el AGC 256 puede ajustar las ganancias del LNA 222 y del amplificador 225 segun las mediciones proporcionadas por las unidades de medicion 228 y 258 y/o segun la selectividad del LPF 224 y la gama dinamica del SD-ADC 226, si se desea. Por ejemplo, la gama dinamica del SD- ADC 226 puede ser de 40 dB aproximadamente o de cualquier otro valor adecuado.
Mas espedficamente, segun esta forma de realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion, el AGC 256 puede controlar la potencia de la senal de entrada del SD-ADC 226. Por ejemplo, el AGC 256 puede fijar una potencia de entrada del SD-ADC 226 a una potencia de entrada predeterminada, si se desea. Fijar la potencia de entrada a la potencia predeterminada puede impedir el truncamiento del SD-ADC, independientemente de la potencia de las interferencias de canales adyacentes.
Segun las formas de realizacion de la invencion, el filtro adaptado 254 puede atenuar las interferencias de canales adyacentes a niveles insignificantes, si se desea. Sin embargo, la componente de senal de canal asignado 270 puede incluir ruido en banda, que puede estar compuesto por ruido termico, ruido de cuantificacion y cualquier ruido externo.
Segun otra forma de realizacion de la presente invencion, por ejemplo, en un receptor (por ejemplo el receptor 200) configurado para funcionar segun la norma WCDMA, el selector de ancho de banda 227 puede fijar un ancho de banda deseado para el LPF 224 segun una relacion de potencia de una potencia compuesta, que incluye ademas la potencia de canales adyacentes, con respecto a un canal en banda. Segun este ejemplo, cuando la relacion de potencia es alta, el ancho de banda del LPF 224 puede reducirse.
Segun esta forma de realizacion de la presente invencion, la presencia de interferencias de canales adyacentes en la entrada del SD-ADC 226 puede identificarse seleccionando de manera ocasional un amplio ancho de banda de LPF y midiendo la diferencia de potencia entre la potencia de entrada del SD-ADC 226 y la potencia de salida del filtro adaptado 254. Si la potencia de entrada del SD-ADC 226 es superior a la potencia de salida del filtro adaptado 254, entonces el selector de banda 227 puede fijar el LPF 224 con un ancho de banda mas estrecho. Si la potencia de entrada del SD-ADC 226 es igual y/o equitativa a la potencia de salida del filtro adaptado 254, entonces el selector de banda 227 puede fijarse a un amplio ancho de banda con respecto al LPF 224, aunque el alcance de esta forma de realizacion a modo de ejemplo de la invencion no esta limitado a este aspecto.
Segun otra forma de realizacion de la invencion, el selector de ancho de banda 227 puede usar solamente las mediciones de la unidad de medicion de potencia 258 para seleccionar el ancho de banda del LPF 224, si se desea.
Un ejemplo de los ajustes de parametro del receptor WCDMA se presenta en la Tabla 1 siguiente. Segun la Tabla 1, el LPF 226 puede ser un LPF de Butterworth de tercer orden y el SD-ADC 226 puede ser un convertidor sigma-delta de tercer orden que funciona a una frecuencia de 30,72 MHz, si se desea. Los valores presentados en la Tabla 1 estan basados en un LPF ideal y en un SD-ADC ideal. Tambien se supone que, en todas las pruebas de las caractensticas del receptor, el factor de ruido (NF) no supera el nivel requerido para una prueba de sensibilidad, por ejemplo, NF < 9dB. La gama dinamica (DR) del SD-ADC, en el ejemplo anterior, es una seleccion comun para la desmodulacion de un canal de datos de alta velocidad deseado sin la presencia de interferencias de canales adyacentes. Esto significa que, en este diseno, la DR no puede aumentarse para permitir la presencia de canales adyacentes mas alla de un nivel requerido de desmodulacion del canal deseado.
Tabla 1
- Parametro
- Valor
- LPF
- Tipo Butterworth
- Orden
- 3
- Ancho de banda [MHz]
- 2,5
- Convertidor sigma-delta de 1 bit
- Sobremuestreo 8
- Frecuencia de muestreo [MHz]
- 30,72
- Orden
- 3
- Gama dinamica [dB]
- 45
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- Parametro
- Valor
- Transparencia de unidad de radio medida mediante la magnitud del vector de error (EVM) [dBc]
- -28
- Selectividad de canal adyacente (ACS) - margenes respecto a requisitos estandar [dB]
- >10
- Bloqueador de banda ancha de 10 MHz - margenes respecto a requisitos estandar [dB]
- >10
- Bloqueador de banda ancha de 10 MHz - margenes respecto a requisitos estandar [dB]
- >10
- Bloqueador de banda estrecha de 2,7MHz - margenes respecto a requisitos estandar [dB]
- >3
- Bloqueador de banda estrecha de 2,8 MHz - margenes respecto a requisitos estandar [dB]
- >3
- Atenuacion de senal plegada debido al muestreo [dB]
- 65
Haciendo referencia a la FIG. 3, se muestra una ilustracion esquematica de un diagrama de bloques de una unidad de medicion de potencia 300 segun una forma de realizacion de la presente invencion. La unidad de medicion de potencia 300 puede incluir un comparador 310, un contador 320 y un comparador 330.
Segun formas de realizacion a modo de ejemplo de la invencion, la unidad de medicion de potencia 300 puede medir la potencia de la senal de entrada del SD-ADC 226 usando una medicion de tasa de cruces por nivel durante un intervalo de tiempo predeterminado. El comparador 310 puede comparar la senal de entrada del SD-ADC 226 con un nivel umbral predeterminado. El contador 320 puede contar los cruces por nivel de potencia durante un intervalo de tiempo predeterminado, y el comparador 330 puede comparar el numero de cruces por nivel de potencia con un umbral de tasa de cruces por nivel de potencia deseado.
Segun algunas formas de realizacion de la presente invencion, la tasa de cruces de potencia puede indicar el nivel de potencia de la senal de entrada del SD-ADC 226. Esta medicion de potencia puede transferirse directamente a la DBBU 250. La unidad de medicion de potencia 300 puede proporcionar al AGC 256 una indicacion de la cantidad de una tasa dada que ya se ha superado, si se desea.
Segun algunas otras formas de realizacion a modo de ejemplo de la invencion, la medicion de potencia de la unidad de medicion de potencia 300 puede transferirse a la dBbU 250 usando una interfaz de control serie 340. En otras formas de realizacion opcionales de la invencion, la medicion de potencia de la unidad de medicion de potencia 300 puede transferirse a la DBBU 250 introduciendo la medicion en un interfaz de datos (no mostrada) o mediante una patilla de interfaz dedicada, si se desea. Por ejemplo, el uso de un SD-ADC de baja gama dinamica puede permitir el uso de una interfaz convencional con terminacion unica que funciona a una velocidad relativamente baja (por ejemplo, inferior a 50 MHz). La interfaz de baja velocidad puede reducir el consumo de potencia de interfaz, aunque el alcance de la presente invencion no esta limitado a esta forma de realizacion a modo de ejemplo de la invencion.
Haciendo referencia a la FIG. 4, se muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para ajustar el nivel de potencia de una senal de entrada de un convertidor de analogico a digital segun formas de realizacion a modo de ejemplo de la invencion. Segun algunas formas de realizacion a modo de ejemplo de la invencion, un receptor (por ejemplo, el receptor 200) puede recibir una senal que incluye al menos una interferencia de canal asignado y una interferencia de canal adyacente (bloque de texto 400). Para reducir al menos una parte de la interferencia de canal adyacente, pueden realizarse dos mediciones de potencia. Una primera medicion de potencia puede realizarse en una entrada de un ADC de una unidad de radio del receptor (bloque de texto 410) y una segunda medicion de potencia de una senal de salida puede realizarse en una unidad de banda base digital del receptor (bloque de texto 420).
Aunque el alcance de la presente invencion no esta limitado a este procedimiento, las mediciones pueden usarse para ajustar la potencia de la senal de entrada ADC (bloque de texto 430) o, como alternativa, para ajustar la potencia de la senal de entrada ADC segun las mediciones y las caractensticas ffsicas de los componentes de receptor (bloque de texto 440). Por ejemplo, las caractensticas ffsicas pueden ser la gama dinamica del ADC, la frecuencia de muestreo del ADC, parametros de conformacion de ruido de un SD-ADC, el ancho de banda de un filtro, la ganancia de un amplificador, ruido o similares.
Segun algunas otras formas de realizacion de la invencion, para reducir el ruido de la senal de entrada, un ancho de banda de un filtro puede fijarse segun las mediciones de potencia de la senal de salida de la unidad de banda base digital (bloque de texto 450).
Aunque determinadas caractensticas de la invencion se han ilustrado y descrito en el presente documento, los expertos en la tecnica pueden concebir muchas modificaciones, sustituciones, cambios y equivalencias.
Claims (8)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Un receptor de radio (200), que comprende:una unidad de radio (220), que incluye: un filtro (224);un selector de ancho de banda (227) para seleccionar un ancho de banda del filtro (224);un amplificador de receptor (225) acoplado de manera operativa a una salida del filtro (224);un convertidor de analogico a digital (226) que presenta una entrada acoplada de manera operativa a una salida del amplificador de receptor (225); yuna primera unidad de medicion de potencia (228) para proporcionar una primera medicion de la potencia de una senal recibida en la entrada del convertidor de analogico a digital (226); yuna unidad de banda base digital (250), que incluye:una segunda unidad de medicion de potencia (258) para proporcionar una segunda medicion de al menos una parte de una componente de senal de canal asignado de la senal recibida; yun controlador automatico de ganancia (256) para ajustar la ganancia del amplificador de receptor (225) segun la primera y la segunda medicion,en el que el selector de ancho de banda (227) selecciona el ancho de banda del filtro basandose en una comparacion entre la primera y la segunda medicion; yen el que el convertidor de analogico a digital (226) comprende un convertidor de analogico a digital sigma-delta.
- 2. El receptor de radio segun la reivindicacion 1, que comprende:un amplificador de bajo ruido (222) acoplado de manera operativa a una entrada del filtro (224), en el que el controlador automatico de ganancia (256) puede ajustar la ganancia del amplificador de bajo ruido (222) y del amplificador de receptor (225) segun la selectividad del filtro (224) y la gama dinamica del convertidor de analogico a digital (226).
- 3. El receptor de radio segun una cualquiera de las reivindicaciones 1, en el que el selector de ancho de banda (227) fija el ancho de banda del filtro (224) a un primer ancho de banda, si la primera medicion es superior a la segunda medicion; y fija el ancho de banda del filtro (224) a un segundo ancho de banda, mas amplio que el primer ancho de banda, si la primera medicion es igual o inferior a la segunda medicion.
- 4. El receptor de radio segun la reivindicacion 1, en el que la unidad de banda base digital (250) incluye:un filtro de diezmado (252) acoplado de manera operativa a una salida del convertidor de analogico a digital (226), y un filtro adaptado (254) acoplado de manera operativa a una salida del filtro de diezmado (252), donde la segunda unidad de medicion de potencia (258) realiza la segunda medicion en una salida del filtro adaptado (254).
- 5. Un procedimiento de ajuste de un nivel de potencia de una senal de entrada en un receptor, comprendiendo el procedimiento:filtrar una senal inalambrica recibida, usando un filtro, para proporcionar una senal recibida filtrada; amplificar la senal recibida filtrada usando un amplificador de receptor;convertir una senal amplificada proporcionada por el amplificador de receptor en una senal digital usando un convertidor de analogico a digital;medir la potencia de la senal recibida filtrada en la entrada del convertidor de analogico a digital para proporcionar una primera medicion;medir la potencia de una componente de senal de canal asignado para proporcionar una segunda medicion; ajustar la ganancia del amplificador de receptor en funcion de la primera y la segunda medicion de potencia; yfijar un ancho de banda del filtro en funcion de una comparacion entre la primera y la segunda medicion de potencia.
- 6. El procedimiento segun la reivindicacion 5, que comprende:ajustar la ganancia del amplificador de receptor y la ganancia de un amplificador de bajo ruido acoplado de 5 manera operativa a una entrada del filtro segun la selectividad del filtro y la gama dinamica del convertidor deanalogico a digital.
- 7. El procedimiento segun la reivindicacion 5 o 6, que comprende fijar el ancho de banda del filtro a un primer ancho de banda, si la primera medicion es superior a la segunda medicion; y fijar el ancho de banda del filtro a un segundo ancho de banda, mas amplio que el primer ancho de banda, si la primera medicion es igual o inferior a la segunda10 medicion.
- 8. Un dispositivo de comunicacion inalambrica, que comprende:el receptor de radio segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4; yal menos una antena (210) acoplada de manera operativa a dicho receptor de radio (200) para recibir dicha senal recibida.15 9. Un sistema de comunicacion inalambrica, que comprende:una estacion movil (140), que incluye el receptor de radio (200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la estacion movil (140) puede recibir dicha senal recibida, que incluye una primera senal de una primera estacion base que incluye dicha componente de senal de canal asignado y una segunda senal de una segunda estacion base que genera interferencias en la primera senal.20
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