APARATO Y MÉTODO ASOCIADO PARA FILTRAR UNA SEÑAL DE RECEPCIÓN
MEDIANTE LA OPERACIÓN ADAPTABLE DE UN FILTRO DE BLANQUEADO DE
RUIDO DE ENTRADA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a una forma para una estación de recepción, tal como la parte de recepción de un transceptor de sistema celular, mediante la cual se suprime interferencia incluida en una señal de receptor. Más particularmente, la presente invención se refiere a un aparato y método asociado, mediante los cuales se opera un filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable de la estación de recepción. El filtro se enciende, o de otra forma se opera para blanquear la interferencia cuando la señal de recepción contiene un componente de interferencia importante y de otra manera no inyecta blanqueado . Un umbral se utiliza para seleccionar si se opera el filtro de blanqueado de ruido de entrada. A través del ajuste apropiado del umbral, el filtro se puede operar para cuando el blanqueado facilita la recuperación de información de datos recibidos y para poder operar no para inyectar el blanqueado cuando no se necesita inyección o es útil para la recuperación de información. Sistemas de radiocomunicación digitales, celulares y otros se despliegan para abarcar porciones importantes de
áreas pobladas del mundo. Para muchos, el acceso a tal sistema de comunicación es una necesidad práctica. Comunicaciones de dos vías generalmente se proporcionan en un sistema de comunicación celular para efectuar servicios de comunicación de voz y servicios de comunicación de datos. Un sistema de comunicación celular vuelve relativamente eficiente al uso de su ancho de banda asignado, es decir, la porción del espectro electromagnético asignado al sistema de comunicación para comunicaciones entre la infraestructura de red y una estación móvil utilizada conforme a la realización de un servicio de comunicación. El área geográfica abarcada por el sistema de comunicación celular se divide en partes referidas como celdas, referida cada una por una estación de transceptor base. Las señales de potencia relativamente bajas se generan para efectuar comunicaciones entre una estación de transceptor base y una estación móvil colocada dentro de la celda asociada. Y se utilizan los esquemas de reutilización de celdas en los cuales los mismos canales se reutilizan en las diferentes de las celdas de acuerdo con un patrón o esquema de reutilización de celdas. Mientras asignaciones de canal hechas conforme a un esquema de reutilización de celda se hacen para limitar la interferencia entre las señales concurrentemente generadas entre las diferentes celdas, algunas veces ocurre interferencia. La interferencia incluye
tanto interferencia de co-canal como interferencia de canal adyacente. Si la interferencia es importante y no se suprime, o de otra manera se compensa, la interferencia degrada al rendimiento de comunicación de la estación de recepción. La interferencia de co-canal se refiere a la interferencia provocada por las señales concurrentemente generadas enviadas en otra celda que utiliza, es decir, "reutiliza" los mismos canales que aquellos canales utilizados en la celda en la cual se detectan las señales de interferencia. Y la interferencia de canal adyacente se refiere a la interferencia provocada por la señal concurrentemente generada enviada, típicamente en otra, por ejemplo, celda adyacente que utiliza diferentes canales. Pero, las resistencias de señal de las señales enviadas en otras celdas son tan grandes como para provocar submuestreo que resulta en interferencia. Varios mecanismos se utilizan, y otros se proponen, mediante los cuales se compensa la interferencia incluida en una señal de recepción recibida en una estación de recepción. Por ejemplo, se ha propuesto el uso de un filtro de blanqueado de ruido entrada (INWF) adaptable para suprimir la interferencia. El INWF se utiliza junto con un filtro de recepción. El filtro de recepción tiene un ancho de banda de paso lo suficiente para pasar cierta interferencia de canal adyacente y el INWF opera para blanquear la interferencia.
Mientras un filtro de receptor estrecho puede rechazar cantidades más grandes de interferencia de canal adyacente, su estrechamiento empeora la operación del ecualizador en la estación de recepción para compensar la interferencia de co-canal . En breve, el uso del filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable en la mejor forma para suprimir la interferencia de canal adyacente compite con la capacidad de otros elementos de estación de recepción para suprimir o compensar la interferencia de co-canal. Por lo tanto, existe una necesidad de proporcionar una forma mejorada, en una estación de recepción, para compensar o para suprimir la interferencia que forma parte de una señal de recepción recibida en una estación de recepción. Es en vista de esta información antecedente relacionada con estaciones de recepción que pueden operar en un sistema de radiocomunicación u otra, que las mejoras importantes de la presente invención han evolucionado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 ilustra un diagrama de bloque funcional de un sistema de radiocomunicación en el cual se puede operar una modalidad de la presente invención. La Figura 2 ilustra un diagrama de bloque funcional de un ensamble de filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable de una modalidad de la presente invención.
La Figura 3 ilustra un diagrama de proceso que representa el proceso de operación de una modalidad de la presente invención. La presente invención, por consiguiente, proporciona ventajosamente aparato y un método asociado para una estación de recepción, tal como la parte de recepción de un transceptor de sistema celular, mediante el cual se compensa interferencia incluida en una señal de recepción recibida en la estación de recepción. A través de la operación de una modalidad de la presente invención, un ensamble de filtro de blanqueado de ruido de entrada se proporciona para facilitar la recuperación de información en la estación de recepción. A través de la operación adicional de una modalidad de la presente invención, se proporciona una forma por la cual se opera el filtro de blanqueado de ruido de entrada (INWF) adaptable de la estación de recepción. En un aspecto de la presente invención, el filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable se hace operar cuando la interferencia forma una parte importante de la señal de recepción. Y, el filtro se hace encender o de otra forma no inyecta el ruido blanco cuando el nivel de interferencia de canal adyacente o de co-canal es relativamente bajo. En otro aspecto de la presente invención, se
detecta una secuencia de recepción en una estación de recepción. Un estimador de ruido estima el componente de ruido de la secuencia de recepción. La estimación del componente de ruido se forma, por ejemplo, al utilizar una respuesta de impulso de canal y una secuencia de impulso conocida . En otro aspecto de la presente invención, una estimación de auto-correlación se forma del componente de ruido estimado. Una alta estimación de auto-correlación es indicativa de un componente de ruido importante de la señal de recepción. Y, inversamente, una estimación de la auto-correlación que es de un valor bajo es indicativa de una señal de recepción que tiene un componente de ruido pequeño o negligible . En otro aspecto de la presente invención, una estimación de auto-correlación se proporciona a un selector de característica de filtro. El selector de característica de filtro compara la estimación de auto-correlación con un valor de umbral. En respuesta a la comparación, se hace la selección en cuanto a las características del filtro que van a mostrarse por un filtro colocado en línea para recibir una representación de la secuencia de recepción. El selector de característica de filtro selecciona las características de filtro para mostrarse por un filtro si la estimación de auto-correlación excede el umbral. De otra manera, ninguna
característica de filtro, es decir, una característica sin filtración, se selecciona por el selector de característica de filtro. Las características seleccionadas por el selector de característica de filtro provocan, por ejemplo, que la característica de filtro sea de un Filtro de Error de Predicción Lineal (LPF) . En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable que provoca selectivamente el blanqueado de ruido o que sea de característica que no provoque blanqueado de ruido de una secuencia de recepción aplicada al mismo. Es decir, el filtro es adaptable de características que blanquean la interferencia de entrada más el ruido y, alternativamente, no blanquean una secuencia de recepción. En otro aspecto de la presente invención, el filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable que, cuando se opera en una forma para mostrar otras características de filtración diferentes a las unitarias, nivelar el espectro de la señal de secuencia recibida. Cuando la señal de secuencia recibida no muestra un ruido importante, ya sea canal adyacente o de co-canal, componente, operación de filtro de blanqueado no se requieren para nivelar el espectro de la señal de secuencia recibida. Y, el filtro de blanqueado de ruido de entrada no es operativo para proporcionar la
filtración de blanqueado de la señal de entrada. En otro aspecto de la presente invención, la cadena de recepción de la parte de recepción de una estación de recepción incluye un filtro receptor colocado en línea con un filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable y los filtros se colocan juntos en línea con un elemento ecualizador. El uso del filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable permite que el filtro receptor sea de una banda de paso de ancho de banda más ancho que el que de otra forma puede permitirse. Mientras el filtro receptor pasa mayores cantidades de interferencia de canal adyacente, si es importante la interferencia, el INWF se hace operar para blanquear la señal, suprimiendo, por consiguiente, la interferencia adyacente al blanquear la interferencia de entrada más el ruido. Tal operación facilita la operación del ecualizador mediante el cual se recupera el contenido de información de una secuencia recibida en la porción de cadena de recepción. En estos y otros aspectos, por lo tanto, el aparato y un método asociado, se proporcionan para un circuito de recepción que recibe una secuencia de recepción. Un determinador de característica de componente de ruido se adapta para recibir una indicación de un componente de ruido de la secuencia de recepción. El determinador de característica de componente de ruido se configura para
determinar una característica de componente de ruido que es característica de un componente de ruido. Un selector de característica de filtro se adapta para recibir una indicación de la característica del componente de ruido determinado por el determinador de característica de componente de ruido. El selector de característica de filtro se configura para seleccionar una característica de filtro en respuesta a la característica de componentes de ruido. Primero, con referencia a la Figura 1, se busca generalmente en 10 un sistema de radiocomunicación que proporciona comunicaciones con estaciones móviles, tales como la estación 12 móvil. En la implementación ejemplar, el sistema de comunicación forma un sistema de comunicación celular, un sistema de radiocomunicación móvil de acceso múltiple, que tiene una infraestructura de red que incluye una pluralidad de estaciones espaciales separadas. Aquí, la infraestructura de red se representa en 14, y una estación de transceptor base (BTS) 16 sencilla se representa para ser parte de la infraestructura de red. Más generalmente, el sistema 10 de comunicación es representativo de cualquiera de varios sistemas de comunicación formados de un conjunto de estaciones de comunicación, aquí las estaciones 12 y 16 en las cuales una señal comunicada es susceptible a tener distorsión introducida en la misma. Adicionalmente , la siguiente descripción de la operación ejemplar se describirá
con respecto a la comunicación de enlace descendente, es decir, la comunicación de datos desde la estación de transceptor base hasta la estación 12 móvil . La descripción de la operación de los datos comunicados en la dirección opuesta, es decir, enlace ascendente, es análoga. Por consiguiente, la siguiente descripción solamente es ejemplar. Modalidades de la presente invención, se pueden implementar análogamente en cualquiera de varios sistemas de radiocomunicación y otros. La flecha 24 es representativa de la comunicación de datos, aquí una secuencia de símbolo de datos, mediante la estación de transceptor base hasta la estación 12 móvil. Las flechas 26 y 28 son representativas, respectivamente, de la interferencia de canal adyacente y la interferencia de co-canal introducida con los datos durante su comunicación a la estación móvil. La secuencia de datos, cuando se recibe en la estación móvil, referida en la presente a veces, como una secuencia de recepción, incluye porciones de componente formadas de la secuencia de datos, la interferencia de canal adyacente, y la interferencia de co-canal. La interferencia de canal adyacente y de co-canal forma, colectivamente, el componente de interferencia. Como se observa previamente, el componente de interferencia interfiere con la recuperación del contenido de información de la secuencia de datos comunicada. Se hacen esfuerzos para suprimir o compensar la
interferencia incluida en la secuencia de recepción. La parte de recepción, es decir, la cadena de recepción de la estación móvil se muestra en la Figura 1. La parte de recepción incluye un elemento 34 de RF (Radio Frecuencia) que opera con indicaciones de la secuencia de recepción, una vez transducidas en forma eléctrica por la antena 36. El elemento de RF además es representativo de por ejemplo, la circuitería de conversión descendente que convierte descendentemente la energía de radiofrecuencia en niveles de banda base. La cadena de recepción además incluye un filtro 38 receptor, un filtro de ancho de banda de banda ancha que suprime las porciones de componente de la señal recibida que está más allá de la banda de paso del filtro. El filtro, mientras se muestra como un elemento sencillo se forma de, por ejemplo, una combinación de filtros análogos y digitales que definen en conjunto la banda de tarea del elemento 38 de filtro. La señal pasada por el filtro 38 de receptor, aquí incluyendo muestras I/Q en la línea 42, se proporciona en un elemento 44 de desrotación. Las operaciones de desrotación se realizan por el desrotador, y los valores desrotados, x(n) se generan en la línea 46. La línea 46 se extiende a un filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable, el ensamble 48 de INWF de una modalidad de la presente invención y a un estimador 52 de canal.
En general, el ensamble de INWF opera selectivamente dependiendo del componente de interferencia de la secuencia de recepción para agregar ruido blanco a la señal aplicada al mismo. La operación de INWF se describirá en mayor detalle en lo siguiente. Y, una señal de salida de filtros se genera en la línea 56 que se extiende a un ecualizador, tal como un ecualizador 58 de GMSK (Modificación por Desplazamiento Mínimo Gaussiano) . Las decisiones temporales de valores de símbolos se hacen por el ecualizador. Los valores representativos de los valores decididos se generan en la línea 62 y se proporcionan a otros elementos de cadena de recepción (no mostrados) . El estimador 52 de canal forma una estimación de canal, una respuesta de impulso de canal (CIR) en respuesta a los valores de entrada proporcionados en la línea 46 y también la secuencia de entrenamiento (TS) proporcionada en la línea 64. El valor de respuesta de impulso de canal y un valor de desplazamiento de tiempos, n0l se proporcionan al ensamble de INWF aquí representado por medio de las líneas 66 y 68, respectivamente. En operación, el ensamble de INWF se puede operar para proporcionar blanqueado de señal que actúa para suprimir la interferencia de canal adyacente al blanquear la interferencia de entrada y el ruido. El blanqueado se proporciona sólo cuando la secuencia recibida es de
características tales que la adición es útil . Cuando existen niveles bajos de interferencia, el IN F no proporciona el blanqueado, tal como al ser apagado o encendido actuando, por consiguiente, como un filtro unitario que pasa todos los componentes de la señal aplicada al filtro. La Figura 2 ilustra el ensamble 48 de INWF que forma parte de la parte de recepción de la estación 12 móvil mostrada en la Figura 1. Los valores muestreados x(n) nuevamente se muestran para proporcionarse al ensamble en la línea 42. El ensamble aquí se muestra para incluir un elemento 74 de estimación de muestra de ruido, un elemento 76 de estimación de auto-correlación, un selector 78 de característica de filtro, y el elemento 82 de filtro. Los elementos del ensamble de INWF se representan funcionalmente , se pueden implementar en cualquier forma deseada, tal como por ejemplo, mediante algoritmos que se pueden ejecutar por circuitería de procesamiento. El elemento 74 de estimación de muestra de ruido también recibe indicaciones de la secuencia de entrenamiento, la respuesta de impulso de canal y el desplazamiento de tiempos, aquí por medio de las líneas 54, 66 y 68 respectivamente. El operador de estimación de muestra de ruido forma una estimación de ruido w(n) de la secuencia recibida. La estimación de ruido se proporciona aquí, por medio de la línea 84 al elemento 76 de estimación de auto-
correlación. Las auto-correlaciones se realizan por el elemento 76, y un valor de la estimación de auto-correlación, r(n) se proporciona, aquí representado por medio de la línea 86, en el selector 78 de característica de filtro. En una implementación, la auto-correlación se estima como el valor absoluto de una muestra r(l) . El selector 78 de característica de filtro opera para seleccionar las características de INWF, aquí el elemento 82 de filtro. La característica de filtro se selecciona en respuesta a la comparación de una estimación de auto-correlación con un valor de umbral, aquí proporcionado por medio de la línea 88. La característica de filtro que se selecciona es dependiente de una determinación de si la estimación de auto-correlación es mayor que, o no mayor que el valor de umbral. Si la estimación de auto-correlación es menor que el valor de umbral, indicativo de los niveles bajos de interferencia en la secuencia de recepción, entonces el selector de característica de filtro selecciona las características de filtro de modo que no se agrega ruido blanco, es decir, b=l . Si, inversamente, la estimación de auto-correlación es mayor que el umbral, entonces la selección de características de filtro hecha por el selector es para el elemento de filtro que puede operar para inyectar ruido blanco en la secuencia recibida. Es decir, b=[l,-a] . El
valor de b se proporciona aquí, por medio de la línea 92, al elemento 82 de filtro, y el filtro se opera en una forma de acuerdo con el mismo. El elemento de filtro también se acopla para recibir la secuencia de recepción en la línea 42 que forma una secuencia de salida en la línea 94, junto con una estimación de respuesta de impulso de canal (CIR) en la línea 96. Representaciones matemáticas de los elementos 74-82 del INWF son como sigue. Después de que se estima la respuesta de canal sobre la secuencia de entrenamiento, las muestras de ruido pueden estimarse al restar la secuencia de entrenamientos re-modulada de la señal recibida, es decir: .-1 w(«) = j(n0 + n)- h(k)s(L-l + - k) . (1)
donde w(n) es la estimación de muestra de ruido, x(n) es la muestra recibida, h(k) es la estimación de respuesta de impulso de canal (CIR) y s(k) es la secuencia de entrenamiento conocida (TS) . n0 es el desplazamiento de tiempo de las muestras recibidas de la parte de TS . L es la longitud de la CIR. 0 < n = P-L y P es la longitud de la TS . Las muestras de ruido pueden blanquearse por un filtro de error de predicción lineal (LPF) cuyos coeficientes son b=[l;a] y a es la solución para la ecuación normal:
Ta = -? (2)
donde
'
y = [r(l),r(2),-r(A )]r (4)
M es el orden de LPF y r(m) es la estimación de la auto-correlación de las muestras de ruido
La Figura 3 ilustra un proceso , mostrado generalmente en 112 en forma representativa de un proceso de operación de la modalidad de la presente invención. Primero, y como se indica por el bloque 114, una secuencia de recepción se detecta en una estación de recepción. Después, y como se indica por el bloque 116, una estimación de muestra de ruido se forma. La muestra de ruido es indicativa del componente de ruido de la secuencia recibida. Después, y como se indica por el bloque 118, una estimación de auto-correlación se forma de la estimación de muestra de ruido. Una determinación se hace, indicada por el bloque 122 de decisión, en cuanto a si la auto-correlación estimada excede un umbral. Si es así, la ramificación si es llevada al bloque
124, y una característica de filtro de un INWF se selecciona para interponer ruido blanco en la secuencia de recepción. Si, inversamente, el nivel de auto-correlación estimado es menor que el umbral, la ramificación no es llevada al bloque 126, y la característica de filtro se selecciona para ser de un valor unitario, es decir, b=l. Las trayectorias se toman de los bloques 124 y 126 al bloque 128, y el INWF se opera de acuerdo con las características de filtro seleccionado. Las características de filtro se seleccionan en una mejor forma para facilitar la recuperación del contenido de información de la secuencia de recepción. Cuando la secuencia de recepción incluye componentes de interferencia importantes, entonces el filtro obliga a interponer ruido blanco. De otra manera, el filtro se obliga a no ser operable, es decir, a no mostrar una respuesta de filtro unitaria. El filtro de blanqueado de ruido de entrada adaptable, se utiliza junto con el filtro de receptor de paso de banda ancha, bueno para proporcionar un ecualizador con los componentes recibidos de secuencia para formar operaciones de ecualización en los mismos.