MXPA02007218A

MXPA02007218A - Circuito de rastreo de frecuencia ajustado por doppler de trayectoria multiple.

Info

Publication number: MXPA02007218A
Application number: MXPA02007218A
Authority: MX
Inventors: Brian Butler
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2003-02-12
Also published as: HK1053201A1; IL150606A0; WO2001059937A2; KR100756567B1; AU3655901A; JP4657558B2; CN1188958C; AU774691B2; IL150606A; CA2397390A1; HK1053201B; CN1416622A; US6608858B1; WO2001059937A3; EP1250763A2; KR20020068408A; JP2003523125A; EP1250763B1

Abstract

Cada dedo de un receptor de INCIDENCIA computarizara un error de frecuencia para dicho dedo. El promedio ponderado de todos estos errores de frecuencia se calcula y filtra para proporcionar una se+- al de control para variar la frecuencia de los sintetizadores de frecuencia IF y RF, tomando en cuenta la compensacion de frecuencia comun observada en cada dedo. Ademas, cada dedo esta equipado con un rotador para proporcionar un ajuste de frecuencia especifico a dicho dedo. La frecuencia de cada dedo es ajustado a traves de la retro-alimentacion del error de frecuencia de dicho dedo.

Description

CIRCUITO DE RASTREO DE FRECUENCIA AJUSTADO POR DOPPLER DE TRAYECTORIA MÚLTIPLE Campo del Invento La presente invención se refiere a comunicaciones. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método y aparato novedoso y mejorado para el rastreo de frecuencia de señales de trayectoria múltiple que han sido sometidas a cambios Doppler.

Antecedentes del Invento Los circuitos de rastreo de frecuencia se utilizan comúnmente en sistemas de comunicación de espectro de difusión de secuencia directa, tales como los descritos en el estándar IS-95 con respecto al estándar de interfase de aire y sus derivados, tales como IS-95-A y ANSÍ J-STD-008 (referidos en lo sucesivo en forma colectiva como el estándar IS-95) promulgado por la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TÍA) y que se utilizan principalmente dentro de sistemas de telecomunicaciones celulares. El estándar IS-95 incorpora técnicas de modulación de señal de acceso múltiple de división de código (CDMA) para llevar a cabo múltiples comunicaciones en forma simultánea en el mismo ancho de banda RF. Cuando se combina con un control de potencia completo, se pueden llevar a cabo la conducción de comunicaciones múltiples en el mismo ancho de banda que incrementa el número total de llamadas y otras comunicaciones, en un sistema de comunicación inalámbrica, entre otras cosas, mediante el incremento de la reutilización de frecuencia en comparación con otras tecnologías de telecomunicación inalámbrica. El uso de técnicas CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple, se describe en la Patente Norteamericana No. 4,901,307, titulada "SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE ESPECTRO DE DIFUSIÓN QUE UTILIZA REPETIDORAS SATELITALES O TERRESTRES" y en la Patente Norteamericana No. 5,103,459, titulada "SISTEMA Y MÉTODO PARA GENERAR FORMAS DE ONDA DE SEÑAL EN UN SISTEMA DE TELÉFONO CELULAR CDMA", las cuales ambas están asignadas al cesionario de la presente invención e incorporadas a la misma como referencia . La figura 1, proporciona una ilustración altamente simplificada de un sistema de teléfono celular configurado de acuerdo con el uso del estándar IS-95. Durante la operación, un grupo de unidades suscriptoras lOa-d lleva a cabo comunicaciones inalámbricas estableciendo una o más interfases RF con una o más estaciones base 12a-d utilizando señales RF moduladas por CDMA. Cada interfase RF entre una estación base 12 y una unidad subscriptora 10, está comprendida de una señal de enlace directo transmitida desde la estación base 12, y una señal de enlace inverso transmitida desde la unidad suscriptora. Utilizando estas interfases RF, se lleva a cabo generalmente una comunicación con otro usuario por medio de una oficina de conmutación de teléfono móvil (MTSO) 14 y una red de telefonía pública conmutada (PSTN) 16. Los enlaces entre estaciones base 12, MTSO 14 y PSTN 16, se forman usualmente por medio de conexiones de línea cableada, aunque también se conoce el uso de una RF adicional o enlaces micro-ondas. Cada unidad suscriptora 10 se comunica con una o más estaciones base 12, utilizando un receptor de incidencia. En la Patente Norteamericana No. 5,109,390 titulada "RECEPTOR DE DIVERSIDAD EN UN SISTEMA DE TELÉFONO CELULAR CDMA", asignada al cesionario de la presente invención e incorporada a la misma como referencia, se describe un receptor de incidencia. Normalmente, un receptor de incidencia está elaborado de uno o más buscadores para localizar un piloto directo y de una trayectoria múltiple procedente de estaciones base vecinas, y dos o más dedos para recibir y combinar señales de información procedentes de dichas estaciones base. Los buscadores se describen en la solicitud de Patente Norteamericana también pendiente serie No. 08/316,177, titulada "PROCESADOR DE BÚSQUEDA DE TRAYECTORIA MÚLTIPLE PARA SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DE ACCESO MÚLTIPLE DE ESPECTRO DE DIFUSIÓN", presentada el 30 de Septiembre de 1994, asignada al cesionario de la presente invención e incorporada a la misma como referencia. En cualquier sistema de comunicación digital de banda de paso, tal como el que describe anteriormente en relación con la figura 1, existe la necesidad de una sincronización transportadora. El enviador modula información en un transportador en la frecuencia fc, y el receptor debe recuperar esta frecuencia de modo que la constelación de la señal recibida no gire y degrade la relación de señal a ruido (SNR) de los símbolos desmodulados.

En la siguiente descripción, el enviador es una estación base CDMA y el receptor es una unidad suscriptora CDMA. Aunque el receptor conoce la frecuencia transportadora nominal, existen dos fuentes de error principales que contribuyen a la diferencia de frecuencia entre el transportador recibido procedente de la estación base y el transportador producido en la unidad suscriptora. Primero, la unidad suscriptora produce el transportador utilizando un sintetizador de frecuencia que utiliza un reloj local como su referencia de temporización. En la figura 2, se muestra un ejemplo de la sección RF/IF de un receptor CDMA heterodina convencional. La señal recibida en la antena 200 pasa a través de un amplificador de ruido bajo (LNA) 202 y se filtra en el filtro 204 antes de ser mezclada en forma descendente a IF mediante el mezclador RF 206. Esta señal IF es filtrada en el filtro 208, pasa a través de un amplificador de ganancia variable (VGA) 210 y posteriormente es mezclada en forma descendente a banda base mediante el mezclador IF 212. Posteriormente, la señal de banda base es filtrada en el filtro 214 y pasada a través del convertidor análogo a digital 216 para producir símbolos IQ en la banda base . Las formas de onda transportadoras enviadas a los mezcladores RF e IF 206 y 208, son producidas utilizando sintetizadores de frecuencia 218 y 220, respectivamente, que utilizan el reloj local de la unidad suscriptora como una referencia de temporización. Este reloj tiene un error de temporización desconocida, normalmente expresado en partes por millón (ppm) . En la implementación de ejemplo, este reloj es un oscilador de cristal compensado por temperatura controlada por voltaje (VCTCXO) 222, cuya frecuencia es de 19.68MHz y está nominado a +/-5ppm. Esto significa que la forma de onda deseada es un transportador celular de 800MHz, el transportador sintetizado aplicado al mezclador RF puede ser de 800MHz +/-4000Hz. De manera similar, si la forma de onda deseada es un transportador PCS de 1900MHz, el transportador sintetizado puede ser de 1900MHz +/-9500Hz. Para corregir este error, los receptores CDMA utilizan un circuito de rastreo de frecuencia que monitorea el error de frecuencia y aplica un voltaje de sintonización a VCTCXO 222 para corregirlo.

La segunda fuente de error, se debe al Doppler de frecuencia creado a partir del movimiento de la estación de la unidad suscriptora. El efecto Doppler se manifiesta como un cambio aparente en la frecuencia de una señal recibida debido a una velocidad relativa entre el transmisor y el receptor. La contribución Doppler puede ser computarizada como: ? en donde v es la velocidad de la unidad suscriptora, ? es la longitud de onda del transportador, f es la frecuencia transportadora, y c es la velocidad de la luz . La variable ? representa la dirección de recorrido de la unidad suscriptora con relación a la dirección de la trayectoria recibida de la estación base. Si la unidad suscriptora está viajando directamente hacia la estación base, ? = 0 grados. Si la unidad suscriptora está viajando directamente lejos de la estación base, ? = 180 grados. Por lo tanto, la frecuencia transportadora recibida en la unidad suscriptora cambia dependiendo de la velocidad de dirección de la unidad suscriptora con relación a la trayectoria de señal recibida.

Tal como se mencionó anteriormente, los sistemas CDMA utilizan receptores de INCIDENCIA que combinan energía de símbolos de diferentes trayectorias. Cada trayectoria fuerte es rastreada mediante un dedo que lleva a cabo la des-separación, des-cobertura y acumulación Walsh, rastreo de tiempo y frecuencia piloto, y desmodulación de símbolos. En la figura 3, se muestra una arquitectura de dedo de ejemplo, en donde cada dedo N 3A-3N produce símbolos piloto y de datos obtenidos por la trayectoria que está rastreando el procesador de señal digital (DSP) 300. El DSP 300 lleva a cabo la desmodulación de símbolo e implementa los circuitos de rastreo de tiempo y frecuencia. Las muestras de banda base IQ son des-separadas en los des-separadores PN 310A-310N, y las muestras piloto I y Q y de datos son producidas en los bloques de des-cobertura y acumulación Walsh 320A-320N y 330A-330N, respectivamente. Un receptor CDMA IS-95A de ejemplo tiene cuatro dedos para rastrear cuatro trayectorias, mientras que un receptor CDMA cdma2000 de ejemplo tiene 12 dedos para manipular el caso del transportador múltiple 3x. El cdma2000 se describe en el TIA/EIA/IS-2000-2 , titulado "ESTÁNDAR DE CAPA FÍSICA PARA SISTEMAS DE ESPECTRO DE DIFUSIÓN CDMA2000", incorporado a la presente invención como referencia. Una unidad suscriptora puede estar rastreando trayectorias procedentes de diferentes estaciones base (en una conexión temporal), así como trayectorias retrasadas por tiempo procedentes de la misma estación base, creadas de reflexiones fuera de objetos locales. Ya que el ángulo ? puede ser diferente para cada trayectoria que la unidad suscriptora está rastreando, el Doppler de frecuencia observado por cada dedo puede ser diferente, tal como se ilustra en la figura 4, lo cual muestra la unidad suscriptora 400 en una conexión temporal de 3 direcciones con las estaciones base 410A-410C. La unidad suscriptora 400 está viajando a la velocidad v y recibiendo señales de una variedad de trayectorias marcadas de la Trayectoria 1 a la Trayectoria 4. La trayectoria 1 viene de la estación base 410A al ángulo ?i igual a p. La trayectoria 2 viene de la estación base 410B en el ángulo ?2. La trayectoria 3 también viene de la estación base 410B pero se refleja fuera de la construcción 420 y llega con el ángulo ?3. La trayectoria 4 viene de la estación base 410C y llega con el ángulo ?4 igual a 0. Si asumimos que la unidad suscriptora tiene cuatro dedos (marcados del dedo 1 al dedo 4) y que el dedo i está rastreando la trayectoria i, podemos observar que el Doppler observado por el dedo 1 es vf/C el Doppler observado por el dedo 2 es vf/C(cos ?2), el Doppler observado por el dedo 3 es vf/C(cos ?3) , y el Doppler observado por el dedo 4 es + vf/C , en donde v es la velocidad de la unidad suscriptora, f es la frecuencia transportadora, c es la velocidad de la luz, y ?i es el ángulo de incidencia de la trayectoria con respecto a la dirección de la unidad suscriptora 400. Para reducir el error de frecuencia, los receptores CDMA normalmente utilizan un circuito de frecuencia cerrada que puede ser modelado tal como se muestra en la figura 5. El detector de error de frecuencia 500 computariza una medida de la diferencia entre la frecuencia transportadora recibida ?(n) y la frecuencia transportadora sintetizada tp(n) . Esta señal de error e (n) es filtrada en el filtro del circuito 510 y alimentada de regreso como c(n) a un oscilador controlado por voltaje (VCO) 520 que modifica la frecuencia del transportador sintetizado ts(n) . Este circuito de retroalimentación cerrada corrige el error del transportador. Podemos aplicar este principio a un receptor CDMA tal como se muestra en las figuras de la 6A y 6B. Las muestras de la banda base IQ son pasadas en los dedos N, marcadas 600A-600N en la figura 6B . La figura 6A detalla la función de discriminación de error de frecuencia del dedo 600 que produce la medida de error de frecuencia e(n) . Esta funcionalidad es replicada en los dedos 600A-600N para producir medidas de error de frecuencia ß?(n) - eN(N), respectivamente. La des-separación PN y la acumulación Walsh para desmodular los símbolos piloto, se llevan a cabo en el bloque 610. El I (n) y Q(n) resultante son retrasados en los bloques 620 y 630, respectivamente. El error de frecuencia se mide computarizando la rotación de fase entre símbolos piloto sucesivos en el bloque de medición de rotación de fase 640, para producir la medida de error e(n) . Haciendo referencia a la figura 6B, las medidas de error de frecuencia e?(n) - eN (n) de los dedos 600A-600N, se agregan juntas en el sumador 650 y la suma se pasa a través del filtro del circuito 660 con a de ganancia ajustable. El resultado se envía al oscilador controlado por voltaje 680 utilizando el modulador de densidad de pulsación (PDM) 670. La modulación de densidad de pulsación es un método, conocido en el arte, para convertir una señal digital en un voltaje de control análogo. Este método aplica una sola corrección de frecuencia (cambiando la frecuencia de reloj) que afecta a todos los dedos. Al hacer esto, se desatiende básicamente el componente de error de frecuencia Doppler individual que afecta a cada dedo . Tal como se manifestó anteriormente, el error de frecuencia tiene un componente de error de reloj local que es el mismo a través de todos los dedos, y un componente Doppler que es diferente a través de los dedos. El método convencional antes descrito, no se dirige al componente Doppler. Aunque el Doppler de frecuencia no es un problema serio a velocidades bajas, se puede volver un gran problema cuando viaja a velocidades altas, tal como en un tren bala. Para trenes bala que viajan a 500 km/hr, el Doppler máximo es de alrededor 880Hz, lo cual puede degradar en forma severa los símbolos desmodulados y conducir a llamadas interrumpidas. Por lo tanto, para viajar en vehículos de movimiento rápido tal como trenes bala, y en cualquier otra aplicación en donde varían los efectos Doppler en trayectorias individuales, existe la necesidad de un circuito de rastreo de frecuencia mejorado en un receptor CDMA que considere el efecto Doppler en cada dedo.

Sumario del Invento Se describe un método y aparato novedoso para el rastreo de frecuencia. El rastreo de frecuencia normalmente se utiliza para proporcionar sincronización entre transportadores generados en forma local en un receptor y transportadores utilizados en la estación base para modular las señales que son recibidas . Dos fuentes de error principales que contribuyen a la diferencia de frecuencia, incluyen compensación de frecuencia entre dos fuentes de temporización y efectos Doppler debido al movimiento de un receptor móvil. En un sistema CDMA que utiliza un receptor de INCIDENCIA para desmodular señales de trayectoria múltiple, cada señal de trayectoria múltiple recibida puede contener un efecto Doppler único, así como un componente de compensación de frecuencia común. La presente invención, proporciona un mecanismo de rastreo para remover los efectos del error debido a la compensación de frecuencia, así como una compensación para el error de frecuencia debido al Doppler en una pluralidad de señales de trayectoria múltiple. Cada dedo de un receptor de incidencia que utiliza la presente invención, computariza un error de frecuencia para cada dicho dedo. El promedio ponderado de todos estos errores de frecuencia, se calcula y filtra para proporcionar una señal de control para variar la frecuencia de los sintetizadores de frecuencia IF y RF . Esta característica de la presente invención, se toma en cuenta para la compensación de frecuencia común observada en cada dedo. Adicionalmente, cada dedo está equipado con un rotador para proporcionar un ajuste de frecuencia específico a dicho dedo. La frecuencia en cada dedo se ajusta a través de la retro-alimentación del error de frecuencia para dicho dedo. Una modalidad de la presente invención logra esto, substrayendo el componente de error de frecuencia de un dedo del promedio ponderado general, filtrando el resto, y con dicho resto filtrado controlando el rotador para dicho dedo. De este modo, el promedio ponderado de todos los errores se utiliza para conducir la síntesis de frecuencia común, y la diferencia entre el promedio del error específico de cada dedo se utiliza para conducir cada rotador individual del dedo y de este modo su compensación de frecuencia Doppler. Una modalidad alternativa utiliza el error de frecuencia independiente para cada dedo filtrándolo directamente y utilizándolo para conducir el rotador para dicho dedo. Por lo tanto, se utilizan los errores de frecuencia independientes para compensar directamente el Doppler en cada dedo. Estos errores de frecuencia, ahora Doppler ajustado, posteriormente son ponderados y promediados, cuyo resultado es filtrado y utilizado para conducir los sintetizadores de frecuencia. Este promedio ponderado acomoda el componente de compensación de frecuencia del error de frecuencia, así como el promedio de los componentes Doppler de los diversos dedos. Las ganancias de los filtros de circuito individual pueden ser ajustadas en relación con la ganancia del filtro del circuito que conduce los sintetizadores de frecuencia de modo que las velocidades de rastreo de los circuitos de compensación Doppler individual son adecuadas en relación a la velocidad del circuito de rastreo de compensación de frecuencia general. Esta modalidad alternativa puede ser refinada adicionalmente para proporcionar un sistema que asegure que los sintetizadores de frecuencia están rastreando el error de frecuencia promedio de todos los dedos. En las modalidades anteriores, si el circuito rotador compensa parte del error de frecuencia antes de que su contribución sea incluida en el circuito del sintetizador, el circuito del sintetizador puede no rastrear el promedio ponderado real. El refinamiento es para computarizar un segundo promedio ponderado de las versiones filtradas de los errores de frecuencia individual. Este segundo peso ponderado posteriormente es multiplicado por un factor y se utiliza para conducir el circuito de síntesis de frecuencia. Por lo tanto, aún si el error de frecuencia para un dedo es conducido a cero, removiendo en forma efectiva dicha contribución del dedo al promedio ponderado de los errores de frecuencia, su error de frecuencia filtrado contribuirá al segundo promedio ponderado, y el circuito del sintetizador será conducido por este. Por lo tanto, el circuito del sintetizador será conducido de acuerdo con el promedio ponderado real de los errores de frecuencia de dedo. La temporización basada en el error de frecuencia promedio es una característica útil cuando se utiliza en otras partes de un sistema. Por ejemplo, un temporizador del receptor puede ser útil para temporizar un transmisor al cual será acoplado .

Breve Descripción de los Dibujos Las características, objetos y ventajas de la presente invención serán más aparentes a partir de la descripción detallada que se encuentra a continuación, cuando se toma en conjunto con los dibujos en los cuales los caracteres de referencia similar identifican de manera correspondiente a través de dicha descripción, y en donde: La figura 1, es un diagrama de bloque de un sistema del teléfono celular; La figura 2, es una sección RF/IF de la técnica anterior de un receptor CDMA hetoridina convencional ; La figura 3, es un diagrama de bloque de una arquitectura de dedo de la técnica anterior de un receptor de INCIDENCIA; La figura 4, ilustra una unidad suscriptora que utiliza trayectorias múltiples en un receptor de INCIDENCIA; La figura 5, es un circuito de frecuencia cerrada de la técnica anterior; Las figuras 6A y 6B describen el circuito de frecuencia cerrada de la figura 5, tal como aplica para un sistema CDMA que emplea un receptor de INCIDENCIA; La figura 7, ilustra un circuito de rastreo de frecuencia configurado de acuerdo con la presente invención; La figura 8, ilustra una modalidad alternativa de un circuito de rastreo de frecuencia configurado de acuerdo con la presente invención; y La figura 9, es un refinamiento de la modalidad alternativa descrita en relación con la figura 8.

Descripción Detallada del Invento En la figura 7 se muestra un diagrama de bloque configurado de acuerdo con la presente invención. Las muestras de banda base I y Q son proporcionadas a los rotadores 706A-706N. Las muestras I y Q rotadas son proporcionadas a los dedos 700A-700N, respectivamente. Los errores de frecuencia e?(n)-eN(n) respectivamente, son computarizados en cada uno de los dedos 700A-700N, de acuerdo con el dedo 600 en la figura 6A, descrito anteriormente. Un promedio ponderado de errores de frecuencia ß?(n)-eN(n) es computarizado en el bloque 710. En la implementación de ejemplo, el peso del error de frecuencia de cada dedo es una proporción con la fuerza del piloto del dedo, aunque son posibles otras ponderaciones, tal como una ponderación uniforme para cada uno. Este promedio ponderado pasa a través del filtro del circuito 720, con una ganancia a ajustable, y se envía a través del PDM 730 al oscilador controlado por voltaje 740, produciendo una frecuencia la cual ha sido corregida para el error de reloj local, así como el Doppler promedio que ha sido computarizado en el bloque 710 (se debe observar que esto no es necesariamente el error de frecuencia promedio real-una modificación con esta característica se describe más adelante) . La salida del oscilador controlado por voltaje 740 se utiliza en los sintetizadores de frecuencia RF e IF (no mostrados ) . Para corregir el balance del error en cada dedo, se computariza la diferencia entre el error de frecuencia de dedo y el promedio ponderado en los sumadores 702A-702N, respectivamente. Estas diferencias son filtradas, con la ganancia ß ajustable, en los filtros del circuito 704A-704N, cuyas salidas controlan los rotadores 706A-706N, respectivamente, al frente de cada dedo 700A-700N. Tal como se sabe en la técnica, los filtros del circuito 704A-704N pueden ser simplemente acumuladores. Cada rotador 706A-706N rota las muestras IQ de entrada para corregir el resto del error de frecuencia debido al Doppler. Tomando en cuenta el Doppler en cada dedo individual, se mejora la calidad de desmodulación del símbolo cuando se viaja a altas velocidades. En la figura 8, se muestra una modalidad alternativa. En forma similar a la descrita en la figura 7, las muestras de banda base I y Q son proporcionadas a los rotadores 806A-806N. Las muestras I y Q rotadas son proporcionadas a los dedos 800A-800N, respectivamente. Los errores de frecuencia ei (n) - eN(n) respectivamente, son computarizados en cada uno de los dedos 800A-800N, de acuerdo con el dedo 600 en la figura 6A, descrito anteriormente. Un promedio ponderado de errores de frecuencia e?(n) - eN(n) es computarizada en el bloque 810, en forma similar a la descrita anteriormente con respecto al bloque 710. Este promedio ponderado pasa a través del filtro del circuito 820, con una ganancia a ajustable, y se envía a través del PDM 830 al oscilador controlado por voltaje 740, produciendo una frecuencia que ha sido corregida para el error de reloj local, así como el Doppler promedio que ha sido computarizado en el bloque 810 (se debe observar nuevamente, que este no es necesariamente el error de frecuencia promedio real-una modificación con esta característica se muestra más adelante) . La salida del oscilador controlado por voltaje 840 se utiliza en los sintetizadores de frecuencia RF e IF (no mostrados ) .

Para corregir el balance del error en cada dedo, los errores de frecuencia ei (n) - eN(n) se utilizan directamente. No se computariza diferencia entre el error de frecuencia de dedo y el promedio ponderado, tal como se realizó en los sumadores 702A-702N anteriores. Los errores de frecuencia e?(n)-eN(n) son filtrados, con la ganancia ß ajustable, en los filtros del circuito 804A-804N, cuyas salidas controlan los rotadores 806A-806N, respectivamente, al frente de cada dedo 800A-800N. Cada rotador 806A-806N rota las muestras IQ de entrada para corregir el resto del error de frecuencia debido al Doppler. En este caso, existen varios circuitos de rastreo de frecuencia que corren en forma simultánea. Cada dedo tiene su propio circuito de rastreo de frecuencia que opera utilizando su propio rotador, y existe un circuito de rastreo de frecuencia general que ajusta el reloj local con base en el promedio ponderado de todos los errores de frecuencia de dedo. Para permitir que estos circuitos operen en forma simultánea, ajustamos las ganancias a y ß del circuito, de modo que el circuito de rastreo de frecuencia de cada dedo opera mucho más rápido que el circuito de rastreo general que utiliza el promedio ponderado (ßxx) . De este modo, el circuito de rastreo general ajusta gradualmente el valor correcto para corregir el reloj local, mientras que los circuitos de rastreo individual se ajustan rápidamente para tomar en cuenta el cambio introducido mediante el circuito de rastreo general. Esta implementación convergerá con la misma solución que la implementación mostrada en la figura 7, de modo que se proporcionan los mismos beneficios. La figura 9, ilustra una modalidad refinada de la descrita con relación a la figura 8. Este refinamiento se introduce para asegurar que la temporización creada por el oscilador controlado por voltaje 940, sea corregida para el promedio de los errores de frecuencia a través de todos los dedos. Esta es una característica útil cuando se utiliza la temporización para más de una desmodulación en el receptor que hemos descrito. Por ejemplo, es común que un transmisor y receptor estén incluidos en una unidad suscriptora, y con frecuencia es conveniente que el transmisor dependa del tiempo del sistema, según sea derivado por el receptor.

Para observar porqué el promedio ponderado computarizado en el bloque 810 (y también en el bloque 710), descrito anteriormente, no es necesariamente el promedio de los errores de frecuencia reales, se debe considerar un ejemplo simple. Es común en un receptor de INCIDENCIA que se le asigne una trayectoria a un dedo y se le dé una oportunidad de rastrearlo antes de que se incluyan los resultados de la trayectoria en el rastreo y desmodulación general. En este caso, los errores de frecuencia ei (n) - eN(n) son incluidos en forma selectiva en la computarización del promedio ponderado en el bloque 810. Para este ejemplo, se asume que inicialmente no se están desmodulando dedos en forma corriente, y no se incluyen errores de frecuencia en el promedio ponderado. Ahora, por ejemplo a un dedo 800A se le asigna una trayectoria para comenzar el rastreo. Es posible que el filtro del circuito 804A junto con el rotador 806A conducirá el error e?(n) a cero antes de que se determine incluir el dedo 800A en el promedio ponderado en el bloque 810. Una vez que se incluye ei (n) en el promedio (de únicamente una señal en este ejemplo), el promedio ponderado permanecerá en cero y los sintetizadores de frecuencia RF e IF (no mostrados) no serán ajustados mediante el oscilador controlado por voltaje 840. De este modo, queda claro que la temporización general producida por el oscilador controlado por voltaje 840 no es indicativa del error de frecuencia promedio de todos los dedos (el promedio en este ejemplo es únicamente para el dedo 800A y el error de promedio se indica mediante la salida del filtro de circuito 804A) . Volviendo ahora a la figura 9, se observan las modificaciones que se pueden realizar para proporcionar una referencia de temporización que se basa en el error de frecuencia promedio. Tal como se indicó anteriormente, las muestras de banda base I y Q son proporcionadas a los rotadores 906A-906N. Las muestras I y Q rotadas son proporcionadas a los dedos 900A-900N, respectivamente. Los errores de frecuencia, e?(n)-eN(n) respectivamente, son computarizados en cada uno de los dedos 900A- 900N, de acuerdo con el dedo 600 en la figura 6A, descrito anteriormente. Los errores de frecuencia ei (n) -eN(n) son filtrados, con la ganancia ß ajustable, en los filtros de circuito 904A-904N, cuyas salidas controlan los rotadores 906A-906N, respectivamente, al frente de cada dedo 900A-900N. Cada rotador 906A-906N rota las muestras IQ de entrada para corregir el error de frecuencia específico del dedo debido al Doppler. Los componentes de la figura 9 descritos, no han sido cambiados de sus contrapartes en la figura 8. Tal como se indicó anteriormente, se computariza en el bloque 910 un primer promedio ponderado de errores de frecuencia e?(n)-eN(n) . Sin embargo, esta modalidad también incluye un segundo promedio ponderado, computarizado en el bloque 914, el cual promedia las versiones filtradas de e?(n)-eN(n) producidas en los filtros de circuito 904A-904N, respectivamente. El método para computarizar cada promedio ponderado puede ser el mismo que los descritos anteriormente. El segundo promedio ponderado, computarizado en el bloque 914, es modificado mediante la ganancia ? ajustable en el bloque 916. Este resultado se agrega al sumador 918 para el primer promedio ponderado, computarizado en el bloque 910. El resto de la figura 9, es similar a la figura 8. La suma del sumador 918 pasa a través del filtro de circuito 920, con la ganancia a ajustable, y se envía a través del PDM 930 al oscilador controlado por voltaje 940, produciendo una frecuencia que ha sido corregida para el error de frecuencia promedio real a través de todos los dedos. La salida del oscilador controlado por voltaje 940 se utiliza en los sintetizadores de frecuencia RF e IF (no mostrados) . Debido a las conexiones adicionales antes descritas, el diseño de la figura 9 siempre asegurará que el oscilador controlado por voltaje se estabilice en el promedio de los errores Doppler procedentes de todos lo dedos-no siempre es el caso con las dos implementaciones previas tal como se demuestra en el ejemplo previo. En el ejemplo previo, antes de que se incluya un dedo, fue probable que su error de frecuencia ya fuera conducido a cero por su rotador y el filtro de circuito. Cuando finalmente se agrega al sistema descrito a la figura 8, dicha implementación no asegura que el oscilador controlado por voltaje sea movido a un valor igual al error de frecuencia promedio con base en todos los dedos . Por otra parte, en la modalidad ilustrada en la figura 9, las nuevas conexiones procedentes de las salidas de los filtros de circuito 904A-904N no son cero y por lo tanto contribuirán al proceso de promediación. Como resultado, el oscilador controlado por voltaje 940 se moverá eventualmente a su valor pretendido de la frecuencia promedio de todos los dedos N. Por lo que de este modo se ha descrito un método y aparato para rastreo de frecuencia. Se proporciona la descripción para permitir a cualquier experto en el arte hacer uso de la presente invención. De las diversas modificaciones a estas modalidades serán apreciadas por los expertos en el arte, y los principios genéricos aquí definidos pueden ser aplicados a otras modalidades sin el uso de la facultad inventiva. De este modo, la presente invención no pretende estar limitada a las modalidades aquí mostradas, sino estar de acuerdo con el alcance más amplio consistente con los principios y características novedosas aquí descritas .

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad de la invención y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: R E I V I N D I C A C I O N E S 1. Un receptor de INCIDENCIA que comprende: una pluralidad de dedos para recibir una señal, comprendiendo cada dedo: un calculador de error de frecuencia para computarizar un error de frecuencia; y un ajustador de temporización para ajustar la temporización de la señal recibida en respuesta al error de frecuencia para utilizarse en dicho dedo; un calculador de promedio ponderado para computarizar un promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; y un ajustador de temporización para ajustar la temporización de las señales recibidas en respuesta al promedio ponderado para utilizarse en la pluralidad de dedos .
2. Un receptor de INCIDENCIA que comprende: una fuente de temporización; una pluralidad de ajustadores de temporización de dedos para recibir señales y ajustar su temporización en respuesta a una pluralidad de señales de ajuste para producir señales de dedo ajustadas; una pluralidad de dedos para recibir las señales de dedo ajustadas y calcular una pluralidad de errores de frecuencia con relación a la fuente de temporización; un medio para calcular un promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; un ajustador de temporización para ajustar la temporización de la fuente de temporización en respuesta al promedio ponderado; y una pluralidad de sumadores para sustraer cada una de la pluralidad de errores de frecuencia del promedio ponderado para producir una pluralidad de diferencias para conectar a la pluralidad de señales de ajuste de los ajustadores de temporización de dedos.
3. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 2, en donde cada uno de los ajustadores de temporización de dedos, comprende: un filtro de circuito para recibir una de las señales de ajuste y producir una señal de ajuste filtrada y un rotador para recibir las señales y rotarlas en respuesta a la señal de ajuste filtrada para producir las señales de dedo ajustadas;
4. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 3, en donde cada uno de los dedos comprende: un desmodulador piloto y un medidor de rotación de fase.
5. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 4, en donde el ajustador de temporización comprende: un filtro del circuito; un modulador de densidad de pulsación; y un oscilador controlado por voltaje.
6. Un receptor de INCIDENCIA que comprende: una fuente de temporización; una pluralidad de ajustadores de temporización de dedos para recibir señales y ajustar su temporización en respuesta a una pluralidad de señales de ajuste para producir señales de dedo aj ustadas ; una pluralidad de dedos para recibir las señales de dedo ajustadas y calcular una pluralidad de errores de frecuencia con relación a la fuente de temporización y en donde los errores de frecuencia están conectados a la pluralidad de señales de ajuste de los ajustadores de temporización de dedos; un medio para calcular un promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; y un ajustador de temporización para ajustar la temporización de la fuente de temporización en respuesta al promedio ponderado.
7. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 6, en donde cada uno de los ajustadores de temporización de dedos comprende: un filtro del circuito para recibir una de las señales de ajuste y producir una señal de ajuste filtrada y un rotador para recibir las señales y rotarlas en respuesta a la señal de ajuste filtrada para producir las señales de dedo ajustadas;
8. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 7, en donde cada uno de los dedos comprende: un desmodulador piloto y un medidor de rotación de fase .
9. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 8, en donde el ajustador de temporización comprende: un filtro del circuito; un modulador de densidad de pulsación; y un oscilador controlado por voltaje.
10. Un receptor de INCIDENCIA que comprende: una fuente de temporización; una pluralidad de ajustadores de temporización de dedos para recibir señales y ajustar su temporización en respuesta a una pluralidad de señales de ajuste para producir señales de dedos ajustadas ; una pluralidad de dedos para recibir las señales de dedos ajustadas y calcular una pluralidad de errores de frecuencia en relación con la fuente de temporización; una pluralidad de filtros de circuito para filtrar los errores de frecuencia y para conectar la pluralidad de errores de frecuencia filtrados a la pluralidad de ajustadores de temporización de dedos en la forma de una pluralidad de señales de ajuste; un medio para calcular un primer promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; un medio para calcular un segundo promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia filtrados; un medio para combinar el primero y segundo promedios ponderados para producir una señal ajustadora de temporización; un ajustador de temporización para ajustar la temporización de la fuente de temporización en respuesta a la señal de ajuste de temporización;
11. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 10, en donde cada uno de los ajustadores de temporización de dedos comprende un rotador para recibir las señales y rotarlas en respuesta a los errores de frecuencia filtrados para producir las señales de dedos ajustadas;
12. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 11, en donde cada uno de los dedos comprende: un desmodulador piloto y un medidor de rotación de fase .
13. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 1|2, en donde el ajustador de temporización comprende: un filtro del circuito; un modulador de densidad de pulsación; y un oscilador controlado por voltaje.
14. El receptor de INCIDENCIA de conformidad con la reivindicación 11, en donde el medio para combinar el primero y segundo promedios ponderados comprende : un bloque de ganancia ajustable para multiplicar el segundo promedio ponderado mediante una ganancia ajustable para producir un promedio ponderado ajustado por ganancia y un adicionador para sumar el primer promedio ponderado y el promedio ponderado ajustado por ganancia para producir la señal de ajuste de temporización .
15. Un método para el rastreo de frecuencia en un receptor de INCIDENCIA que comprende los pasos de : a) calcular una pluralidad de errores de frecuencia; b) ajustar la temporización para cada una de una pluralidad de dedos en respuesta a una de una pluralidad de errores de frecuencia; c) computarizar un promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; y d) ajustar la temporización para la pluralidad de dedos en respuesta al promedio ponderado .
16. Un método para el rastreo de frecuencia en receptor de INCIDENCIA que comprende los pasos de : a) calcular una pluralidad de errores de frecuencia ; b) filtrar la pluralidad de frecuencia de errores para producir una pluralidad de errores de frecuencia filtrados; c) ajustar la temporización para cada pluralidad de dedos en respuesta a una pluralidad de errores de frecuencia filtrados; d) computarizar un promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; y e) ajustar la temporización para la pluralidad de dedos en respuesta al promedio ponderado .
17. El método de conformidad con la reivindicación 16, que comprende además el paso de filtrar el promedio ponderado antes de ajustar la temporización para la pluralidad de dedos.
18. Un método para el rastreo de frecuencia en un receptor de INCIDENCIA que comprende los pasos de : a) calcular una pluralidad de errores de frecuencia ; b) filtrar la pluralidad de frecuencia de errores para producir una pluralidad de errores de frecuencia filtrados; c) ajustar la temporización de cada una de la pluralidad de dedos en respuesta a una pluralidad de errores de frecuencia filtrados; d) computarizar un primer promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; e) computarizar un segundo promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia filtrados; f) sumar el primero y segundo promedios ponderados; y g) ajustar la temporización a la pluralidad de dedos en respuesta al promedio ponderado.
19. El método de conformidad con la reivindicación 18, que comprende además el paso de multiplicar el segundo promedio ponderado por un factor de ganancia antes de la suma del primero y segundo promedios ponderados .
20. El método de conformidad con la reivindicación 19, que comprende además el paso de filtrar la suma de promedios ponderados antes de ajustar la temporización para la pluralidad de dedos .
21. Un método para el rastreo de frecuencia en un receptor de INCIDENCIA, que comprende los pasos de : a) calcular una pluralidad de errores de frecuencia; b) computarizar un promedio ponderado de la pluralidad de errores de frecuencia; c) ajustar la temporización para la pluralidad de dedos en respuesta al promedio ponderado; d) substraer cada pluralidad de errores de frecuencia del promedio ponderado para producir una pluralidad de diferencias; e) filtrar la pluralidad de diferencias para producir una pluralidad de diferencias filtradas; f) ajustar la temporización de cada pluralidad de dedos en respuesta a la pluralidad de diferencias filtradas;
22. El método de conformidad con la reivindicación 21, que comprende además el paso de filtrar el promedio ponderado antes de ajustar la temporización o la pluralidad de dedos. R E S U M E Cada dedo de un receptor de INCIDENCIA computarizará un error de frecuencia para dicho dedo. El promedio ponderado de todos estos errores de frecuencia se calcula y filtra para proporcionar una señal de control para variar la frecuencia de los sintetizadores de frecuencia IF y RF, tomando en cuenta la compensación de frecuencia común observada en cada dedo. Además, cada dedo está equipado con un rotador para proporcionar un ajuste de frecuencia específico a dicho dedo. La frecuencia de cada dedo es ajustado a través de la retro-alimentación del error de frecuencia de dicho dedo. PA/a/ 2002 \ ?2 \