MXPA05002029A

MXPA05002029A - Receptor de comunicaciones con ecualizador paralelo virtual.

Info

Publication number: MXPA05002029A
Application number: MXPA05002029A
Authority: MX
Inventors: Corbaton Ivan Jesus Fernandez
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-06-03
Also published as: KR100976746B1; JP5068932B2; JP5606864B2; CN1689292B; US20040037354A1; TWI328926B; JP2014014098A; JP2011055525A; CN1689292A; AU2003262814A1; TW200417142A; CA2495986A1; EP1540910A1; WO2004019577A1; US6968001B2; BR0313597A; JP2005536932A; KR20050058372A

Abstract

Metodo para optimizar un ecualizador en un receptor en un sistema de comunicaciones entrenando ecualizadores paralelos virtuales. Se aplican multiples configuraciones para entrenar un ecualizador, y se determina una medicion o calculo de rendimiento. Se comparan las mediciones de rendimiento de las multiples configuraciones para determinar la configuracion optima. El entrenamiento y la seleccion se realizan a una velocidad suficientemente mas alta que la velocidad de muestreo recibida a fin de permitir una optimizacion entre el procesamiento de las muestras de datos.

Description

WO 2004/019577 Al i íllll I! lililí Ull! Illil IIÜI lili I If III HUI HUI HUI lili! Illil lili nii rm For two-letter codes and other abbreviations, referió the "Guid-ance Notes on Codes andAbbrevialions" appearing al lhe begin-ning ofeach regular issue ofthe PCI Gazette.

RECEPTOR DE COMUNICACIONES CON ECUALIZADOR PARALELO VIRTUAL" CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en términos generales a la ecualización en sistemas de comunicaciones, y más específicamente, a un receptor universal que incorpora ecuali zadores paralelos virtuales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de comunicaciones se utilizan para la transmisión de información de un dispositivo a otro. Antes de la transmisión, la información se codifica en un formato adecuado para la transmisión por un canal de comunicaciones. La señal transmitida se distorsiona a medida que recorre el canal de comunicaciones; la señal experimenta también degradación derivada del ruido y la interferencia recogidos durante la transmisión. Un ejemplo de interferencia encontrada comúnmente en los canales de banda limitada es llamado interferencia de inter-símbolos (ISI) . La ISI ocurre como resultado de la dispersión de un impulso de símbolo transmitido debido a la naturaleza dispersiva del canal, el cual es resultado de un traslape de impulsos de símbolo adyacentes. La señal recibida se decodifica y traduce a la forma pre-codificada original. Tanto el transmisor como el receptor se encuentran diseñados para minimizar los efectos de las imperfecciones e interferencia de canal. Para propósitos de esta descripción, la interferencia o distorsión debidos a las imperfecciones de canal, o cualquier combinación de los mismos serán referidos en términos generales como ruido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Pueden implementarse diversos diseños de receptor para compensar el ruido ocasionado por el transmisor y el canal. A manera de ejemplo, un ecualizador es una elección común para tratar con la ISI. Un ecualizador corrige las distorsiones y genera un cálculo del símbolo transmitido. En el ambiente inalámbrico, los ecualizadores son requeridos para manejar las condiciones de canal variables en el tiempo. Idealmente, la respuesta del ecualizador se ajusta a los cambios en las características del canal. La capacidad del ecualizador para responder a las condiciones cambiantes se relaciona con el número de derivaciones del ecualizador. Más derivaciones le permiten al ecualizador ajustarse con más precisión a los cambios, mientras que menos derivaciones permiten una adaptación más rápida. Es difícil optimizar el ecualizador seleccionando el número de derivaciones, dado que esto requiere un balance de las metas de competencia. Por lo tanto, existe una necesidad de un diseño de ecualizador que optimice el rendimiento para una variedad de sistemas y condi ci ones .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A es un diagrama de bloques de componentes en un sistema de comunicaciones; La Figura IB es una porción detallada del sistema de comunicaciones como en la Figura 1 ; La Figura 2 es un diagrama de bloques de un receptor que emplea un ecualizador lineal; La Figura 3 es un diagrama de un - 4 -ecualizador lineal como en la Figura 2 ; La Figura 4 es un diagrama de una unidad de almacenamiento de memoria de muestreo; Las Figuras 5 y 6 ilustran un proceso para implementar múltiples ecuali zadores "paralelos virtuales"; La Figura 7 ilustra un proceso para implementar tres ecualizadores "paralelos virtuales"; La Figura 8 es un diagrama de bloques de una estructura de intervalos en un sistema de Datos de Alta Velocidad; Las Figuras 9 y 10 ilustran un proceso para entrenar un ecualizador para una variedad de parámetros de ecualizador; y La Figura 11 ilustra diversas configuraciones de ecualizador.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los sistemas de comunicaciones se utilizan para la transmisión de información de un dispositivo a otro. Antes de la transmisión, la información se codifica en un formato adecuado para la transmisión por un canal de comunicaciones. El canal de comunicaciones puede ser una línea de transmisión o un espacio libre entre el transmisor y el receptor. A medida que la señal se propaga por el canal, la señal transmitida se distorsiona por imperfecciones en el canal. Además, la señal experimenta degradación derivada del ruido e interferencia recogidas durante la transmisión. Un ejemplo de interferencia comúnmente encontrada en los canales de banda limitada es llamada interferencia de ínter- símbolos (ISI) . La ISI ocurre como resultado de la dispersión de un impulso de símbolo transmitido debido a la naturaleza dispersiva del canal, lo cual es resultado de un traslape de los impulsos de símbolo adyacentes. En el receptor, la señal se procesa y traduce a la forma pre-codif icada original. Tanto el transmisor como el receptor se encuentran diseñados para minimizar los efectos de las imperfecciones e interferencia de canal. Para propósitos de esta descripción, la interferencia o distorsión debidas a las imperfecciones de canal, o cualquier combinación de las mismas será referida en términos generales como ruido . Pueden implementarse diversos diseños de receptor para compensar el ruido ocasionado por el transmisor y el canal. A manera de ejemplo, un ecualizador es una elección común para tratar con la ISI. Un ecualizador puede implementarse con un filtro transversal, es decir, una linea de retraso con derivaciones segundas T (donde T es la duración del símbolo) . El contenido de las derivaciones se amplifica y se suma para generar un cálculo del símbolo transmitido. Los coeficientes de derivaciones se ajustan para reducir la interferencia de símbolos que son adyacentes en tiempo a los símbolos deseados. Comúnmente, se emplea una técnica de ecualización adaptable por la que los coeficientes de derivación se ajustan continuamente y automáticamente. El ecualizador adaptable utiliza un algoritmo preescrito, tal como el de Mínimos Cuadrados Medios (LSM) o Mínimos Cuadrados Recursivos (RLS), para determinar los coeficientes de derivación. El cálculo de símbolo se acopla a un dispositivo de toma de decisiones tal como un decodificador o un rebanador de símbolos La capacidad de un receptor para detectar una señal en presencia de ruido se basa en la relación de la potencia de señal recibida y la potencia de señal. Esta relación es comúnmente conocida como la relación de potencia de ruido por señal (SNR) , o la relación de portadora a interferencia (C/I) . El uso industrial de estos términos, frecuentemente es intercambiable, empero, el significado es el mismo. De acuerdo con lo anterior, cualquier referencia a la C/I en la presente se comprenderá por aquellos expertos en la materia que abarca el concepto amplio de medir los efectos de ruido en diversos puntos en el sistema de comunicaciones. Típicamente, la C/I puede determinarse en el receptor evaluando los cálculos de símbolo de una secuencia de símbolos transmitidos conocidos. Esto puede realizarse en el receptor al calcular la C/I para la señal piloto transmitida. Dado que la señal piloto es conocida, el receptor puede calcular la C/I con base en los cálculos de símbolo provenientes del ecualizador. El cálculo de C/I resultante puede utilizarse para un cierto número de propósitos. En los sistemas de comunicaciones que emplean un esquema de solicitud de datos de velocidad variable, el receptor puede comunicarse con el transmisor a la máxima velocidad de datos que puede soportar con base en la C/I. Además, si el receptor incluye un turbo decodificador , entonces dependiendo de la constelación transmitida, el cálculo de Relación de Probabilidad Logarítmica (LLR) necesita un cálculo preciso de la C/I. Los ecuali zadores en los sistemas de comunicaciones inalámbricas se encuentran diseñados para ajustarse a las condiciones de canal variables en el tiempo. A medida que cambian las características de canal, el ecualizador ajusta su respuesta consecuentemente. Tales cambios pueden incluir variaciones en el medio de propagación o el movimiento relativo del transmisor y el receptor, así como también otras condiciones. Como se describió con anterioridad, frecuentemente se utilizan algoritmos de filtración adaptables para modificar los coeficientes de derivación de ecualizador. Los ecuali zadores que emplean algoritmos adaptables son referidos generalmente como ecuali zadores adaptables. Los algoritmos adaptables comparten una propiedad común: la velocidad de adaptación disminuye a medida que se incrementa el número derivaciones de ecualizador. Una adaptación lenta impacta el comportamiento de rastreo de los ecualizadores adaptables. Un ecualizador "largo", es decir, un ecualizador que tiene un gran número de derivaciones, es deseable dado que los ecualizadores invierten con más precisión las distorsiones de canal dando como resultado un buen rendimiento de estado permanente. Sin embargo, los ecualizadores largos reaccionan más lentamente a las variaciones de canal que conducen a un mal comportamiento transitorio, es decir, un mal rendimiento cuando el canal varia rápidamente. Un número óptimo de derivaciones balancea tales consideraciones y compromisos entre un buen rendimiento de estado permanente y un buen rendimiento transitorio. En la práctica, determinar el número óptimo de derivaciones es difícil dado que el óptimo depende de una variedad de condiciones y metas, incluyendo pero sin limitarse a, la respuesta instantánea del canal, y la velocidad de variación del canal. De modo que es difícil - 10 -determinar, a priori, el número óptimo de derivaciones si el ecualizador se va a utilizar en una variedad de canales, en una variedad de condiciones variables con el tiempo. Como se describe en la presente, una modalidad selecciona un número óptimo de derivaciones al entrenar múltiples ecualizadores adaptables "virtuales", de diferentes largos, que operan en "paralelo" . El término paralelo como se utiliza en la presente se refiere al entrenamiento de estos múltiples ecualizadores virtuales en el mismo conjunto de muestras. El término virtual como se utiliza en la presente se refiere al hecho de que cada uno de estos ecualizadores utiliza la misma pieza de hardware físico en diferentes configuraciones. Cómo se encuentran configurado el hardware depende diferentemente de, por ejemplo, el largo del ecualizador, u otros parámetros de ecualizador. En la práctica, se utiliza un ecualizador de largo fijo, predeterminado, donde el largo eficaz del ecualizador se ajusta dinámicamente ajustando algunos coeficientes de derivación a cero. Los múltiples ecualizadores adaptables se entrenan en "paralelo", y una configuración de - 11 -ecualizador se selecciona con base en el rendimiento. Por ejemplo, la selección puede corresponder al Error de Mínimos cuadrados (MSE) entre una señal piloto transmitida y el cálculo generado por el ecualizador de un largo de terminado, o la Relación de Ruido por Señal a Interferencia (SINR) a la salida del ecualizador, o algunos otros criterios. La medición o cálculo de rendimiento proporciona un medio para comparar las diversas configuraciones de ecualizador. La configuración de ecualizador seleccionada se utiliza después para procesar la señal de datos recibida. Un receptor es denominado "universal" si el rendimiento es óptimo sobre el "universo" de posibles condiciones de canal y velocidades de variación de canal. El receptor con múltiples ecualizadores paralelos virtuales es "universal" si el ecualizador seleccionado sobre la base del cálculo de MSE o el cálculo de C/I es, de hecho, la mejor configuración de ecualizador entre todas las configuraciones evaluadas. Consecuentemente, los cálculos de MSE o cálculos de C/I precisos son necesario para hacer un receptor con múltiples - 12 -ecuali z ado r e s paralelos virtuales "universales". A continuación se describe' una modalidad a manera de ejemplo de tal receptor. La palabra "a manera de ejemplo" se utiliza en la presente para referirse a "que sirve como ejemplo, instancia, o ilustración". Cualquier modalidad descritas en la presente como "a manera de ejemplo" no necesariamente debe interpretarse como preferida o ventajosa sobre otras modalidades. La Figura 1A ilustra una porción de los componentes de un sistema 100 de comunicaciones. Otros bloques y módulos pueden incorporarse a un sistema de comunicaciones además de aquellos bloques ilustrados. Los bits producidos por una fuente (no se muestran) se configuran por trama, se codifican, y después se mapean en símbolos en una constelación de señalización. La secuencia de dígitos binarios proporcionados por la fuente es referida como la secuencia de información. La secuencia de información se codifica por el codificador 102 el cual entrega como salida una secuencia de bits. La salida del codificador 102 se proporciona a la unidad 104 de mapeo, la cual sirve como la interfase al canal de - 13 -comunicaciones. La unidad 104 de mapeo mapea la secuencia de salida del codificador en los símbolos y(x) en una constelación de señalización valuada compleja. Un procesamiento de transmisión adicional, incluyendo los bloques de modulación, así como también el canal de comunicaciones y el procesamiento de receptor análogo, se modelan por la sección 120. La Figura IB ilustra algunos de los detalles incluidos en la sección 120 de la Figura 1A. Como se ilustra en la Figura IB, los símbolos complejos y (n) se modulan sobre un impulso de señal análogo, y la forma de onda de banda base compleja resultante se modula sinusoidalmente sobre las ramas de en fase y fase en cuadratura de una señal portadora. La señal análoga resultante se transmite por una antena de RF (no se muestra) en un canal de comunicaciones. Puede implement ar s e una variedad de esquemas de modulación, tal como Manipulación por Variación de Fase M-aria (M-PS ) , Modulación por Amplitud de Cuadratura 2M-aria ( 2M QAM) , etc. Cada esquema de modulación tiene una "constelación de señalización" asociada que - 14 -mapea uno o más bits en un símbolo complejo único. Por ejemplo, en la modulación de 4-PSK, se mapean dos bits codificados en uno de cuatro posibles valores complejos {l,i,-l,-i}. Por ende, cada símbolo complejo y (n) puede tomar cuatro posibles valores. En general para M-PS , los bits codificados de log2M se mapean en uno de M posibles valores complejos que se basan en el círculo unitario complejo. Continuando con la Figura IB, en el receptor, la forma de onda análoga se sub-convierte, filtra y muestrea, tal como en un múltiplo adecuado de la tasa de Nyquist. Las muestras resultantes se procesan por el ecualizador 110 el cual corrige las distorsiones de señal y otro ruido e interferencia introducidos por el canal, como se modela por la sección 120. El ecualizador 110 entrega como salida los cálculos de los símbolos transmitidos y(n) . Los cálculos de símbolo se procesan después por un decodificador para determinar los bits de información original, es decir, los bits de fuente que se toman como entrada al codificador 102. La combinación de un filtro de impulso, - 15 -un modulador de I-Q, el canal, y un procesador análogo en el paso de guia del receptor, ilustrado en la Figura 1A y la Figura IB, se modela por un filtro lineal 106 que tiene una respuesta de impulso {h^} y una transformada z H(z), donde la interferencia y ruido introducidos por el canal se modelan como Ruido Gaussiano Blanco Aditivo (AWGN) . La Figura IB detalla la sección 120 de procesamiento al incluir una unidad 122 de procesamiento de paso de guia acoplada a los filtros 126 y 128 de banda base para procesar los componentes En fase (I) y de Cuadratura (Q), respectivamente. Cada filtro 126, 128 de banda base se acopla después a un multiplicador para la multiplicación con una portadora respectiva. Las formas de onda resultantes se suman después en el nodo 134 de suma y se transmite por el canal de comunicaciones al receptor. En el receptor, una unidad 142 de pre-procesamiento análogo recibe la señal transmitida, la cual se procesa y pasa a un filtro acoplado 144. La salida del filtro acoplado 144 se proporciona después a un convertidor Análogo/Digital (A/D) 146. Observe que pueden implementarse otros módulos de acuerdo con los criterios operacionales y de diseño. Se proporcionan los componentes y elementos de la Figura 1? y IB para una comprensión de la siguiente descripción y no pretenden ser una descripción completa de un sistema de comunicaciones.

Sistemas de Comunicaciones de Datos de Alta Velocidad Mediante la siguiente descripción · se brinda en aras de la claridad una descripción de un sistema de datos de alta velocidad especifica. Pueden implementarse sistemas alternos que proporcionen la transmisión de información de datos de alta velocidad. Para los sistemas de comunicaciones de CDMA diseñados para transmitir datos a alta velocidad, tales como el sistema de comunicaciones de Datos de Alta Velocidad (HDR) , puede utilizarse un esquema de solicitud de velocidad de datos variable para comunicarse a la máxima velocidad de datos que puede soportar la C/I. El sistema de comunicaciones de HDR se encuentra diseñado típicamente para conformarse a una o más normas tales como la "Especificación de Interfase Aérea - 17 -de Datos de Paquete de Alta Velocidad cdma2000", 3GPP2 C.S0024, Versión 2, 27 de Octubre de 2000, promulgada por el consorcio del "Proyecto de Asociación de 3a Generación". El contenido de la norma anteriormente mencionada se incorpora para referencia en la presente. Un receptor en un sistema de comunicaciones de HDR a manera de ejemplo que emplea un esquema de solicitud de datos de velocidad variable se muestra en la Figura 2. El receptor 150 es una estación suscriptora en comunicación con una red de datos basada en tierra al transmitir datos en un enlace inverso a una estación base (no se muestra) . La estación base recibe los datos y direcciona los datos mediante un controlador de estación base (BAC) (tampoco se muestra) a la red basada en tierra. Inversamente, las comunicaciones a la estación suscriptora 150 pueden direccionarse desde la red basada en tierra a la estación base mediante el BSC y se transmite desde la estación base a la unidad suscriptora 150 en un enlace en avance. El enlace en avance se refiere a la transmisión desde la estación base a la estación suscriptora y el enlace inverso se refiere a la - 18 -transmisión desde la estación suscriptora a la estación base. En el sistema de comunicaciones de HDR a manera de ejemplo, la transmisión de datos de enlace en avance desde la estación base hasta la estación suscriptora 150 debe ocurrir en o cerca de la máxima velocidad de datos la cual puede soportarse por el enlace en avance. Inicialmente, la estación suscriptora 150 establece la comunicación con la estación base utilizando un procedimiento de acceso predeterminado. En este estado conectado, la estación suscriptora 150 puede recibir datos y mensajes de control provenientes de la estación base, y es capaz de transmitir datos y mensajes de control a la estación base. La estación suscriptora 150 calcula después la C/I de la transmisión de enlace en avance desde la estación base 150. La C/I de la transmisión de enlace en avance puede obtenerse al medir la señal piloto desde la estación base. Con base en el cálculo de C/I, la estación suscriptora 150 transmite a la estación base un mensaje de solicitud de velocidad de datos como un mensaje de Control de Velocidad de Datos (DRC) en un - 19 -canal de DRC asignado. El mensaje de DRC puede contener la velocidad de datos solicitada o, alternativamente, una indicación de la calidad del canal de enlace en avance, por ejemplo, la misma medición de C/I, la velocidad de error de bit, o la velocidad de error de paquete. La estación base utiliza el mensaje de DRC proveniente de la estación suscriptora 150 a fin de transmitir eficientemente los datos de enlace en avance a la velocidad más alta posible. El BSC (no se muestra) puede realizar la interfase con una interfase de red de paquete, una PSTN y/u otras estaciones base, y sirve para coordinar la comunicación entre las estaciones suscriptoras y otros usuarios. El canal piloto de enlace en avance proporciona una señal piloto, la cual puede utilizarse por la estación suscriptora 150 para su adquisición inicial, recuperación de fase, y recuperación de sincronización. Además, la señal piloto puede utilizarse por la estación suscriptora 150 para realizar la medición de C/I. En la modalidad descrita a manera de ejemplo, cada intervalo de tiempo en el enlace en avance es de 2048 chips de largo con dos - 20 -ráfagas de piloto que ocurren al final de los cuartos primero y tercero del intervalo de tiempo. Cada ráfaga de piloto es de 96 chips de duración. Un ejemplo de intervalo en un sistema de HDR se ilustra en la Figura 8, donde cada intervalo tiene dos partes. Cada medio intervalo incluye una ráfaga de piloto. La transmisión de enlace en avance se recibe por una antena en la estación suscriptora 150. La señal recibida se direcciona desde la antena a un receptor dentro de la unidad 142 de procesamiento análogo, filtro acoplado 144, convertidor Análogo a Digital (A/D) . El receptor filtra y amplifica la señal, subconvierte la señal a banda base, demodula en cuadratura la señal de banda base, y digitaliza la señal de banda base. La señal de banda base digitalizada se acopla a un demodulador. El demodulador incluye circuitos de portadora y de recuperación de sincronización e incluye además el ecualizador 110. El ecualizador 110 compensa la ISI y genera los cálculos de símbolo provenientes de la señal de banda base digitalizada. Los cálculos de símbolo se acoplan a un controlador 154 mediante un bus 158 - 21 -de comunicaciones. El controlador genera después el mensaje de DRC . La salida del ecualizador 110 se proporciona también al decodificador 112. El decodificador 112, el ecualizador 110, y el controlador 154 se acoplan cada uno de ellos al bus 158 de comunicaciones. Además de generar el mensaje de DRC, el controlador 154 puede utilizarse para soportar transmisiones de datos y mensajes por el enlace inverso. El controlador 154 puede implementar se en un microcontrolador, un microprocesador, un chip de procesamiento de señales digitales (DSP), un ASIC programado para realizar la función descrita en la presente, o cualquier implementación conocida en la materia. Una unidad 152 de sincronización se acopla también al bus 158 de comunicaciones. La modalidad a manera de ejemplo incluye una unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo acoplada al ecualizador 110 y el controlador 154 mediante el bus 158 de comunicaciones. La unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo se ilustra en la Figura 4 y se describe a continuación. - 22 - Ecuali zadores Paralelos virtuales Como se describe a continuación, el rendimiento de un receptor universal se optimiza eficazmente por múltiples tipos de canal y para múltiples velocidades de variaciones de canal. Un método para realizar un receptor universal es utilizando ecuali zadores paralelos. Esta opción no es sin costo. En particular, el costo del hardware para impl ementar filtros de Respuesta de Impulso Finito (FIR) paralelo es prohibitivo. Sin embargo, al tomar ventaja de la velocidad y flexibilidad de procesamiento del hardware, pueden implementarse virtualmente los ecuali zadores paralelos. El ecualizador 110 se manipula en el receptor 150 a fin de actuar como un conjunto de ecuali zadores paralelos virtuales. Una porción del ecualizador 110 se ilustra adicionalment e en la Figura 3. De acuerdo con la modalidad a manera de ejemplo, las muestras recibidas xn se almacenan en una unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo antes de la aplicación al ecualizador 110. La unidad 156 de almacenamiento de memoria se encuentra diseñada para almacenar múltiples intervalos medios de - 23 -muestras concurrentemente. De esta manera, mientras se escribe un medio intervalo de muestras en la unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo, el medio intervalo anterior de muestras es leído y procesado por el ecualizador 110. Por ejemplo, para un medio intervalo que tiene una duración de T segundos, tal como en HDR donde T= 0.833 ms, pueden evitarse las colisiones de lectura/escritura de la memoria siempre y cuando cada medio intervalo de muestras pueden leerse y procesarse en menos de T segundos. Procesar un medio intervalo de muestras implica entrenar los coeficientes de ecualizador en la ráfaga de piloto dentro del medio intervalo, tal como mediante un algoritmo de filtración adaptable, y filtrar uno o más segmentos de datos en el medio intervalo que utiliza el ecualizador 110. Como el controlador 154 y la unidad 152 de sincronización. De acuerdo con la presente modalidad, el ecualizador implementa un filtro de FIR que tiene una velocidad de reloj interna más alta que la velocidad de transmisión de símbolo. De acuerdo con esta modalidad, la implementación de FIR proporciona la capacidad de implementar - 24 -ecual i zadores virtuales. Tal entrenamiento y filtración toma solamente una fracción del tiempo permisible T. Por ejemplo, puede tomar 0.1T y 0.3T segundos, respectivamente para entrenar el ecualizador y filtrar los segmentos de datos. Si no se necesitase ningún otro procesamiento de señales, el ecualizador 110 se inactivaria durante aproximadamente 0.6T segundos, permitiendo 0.4T segundos para la reutilización del ecualizador 110. La unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo es una memoria volátil que permite la escritura y lectura de información de muestreo recibida, tal como una Memoria de Acceso de Lectura { RAM) . La unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo se ilustra en la Figura 4, y tiene dos porciones: A y B. Las muestras provenientes de la salida A/D se almacenan secuencialmente en la unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo y se proporcionan desde la misma al ecualizador 110. Durante medio intervalo, las muestras provenientes de la salida A/D pueden escribirse secuencialmente en la porción de RAM denotada A. Aunque estas muestras se estén escribiendo, el - 25 -ecualizador puede leer y procesar muestras provenientes de la porción de RAM denotada B. Siempre y cuando el ecualizador toma menos tiempo para leer y procesar las muestras provenientes de la porción de RAM marcada B que el tiempo que toma rellenar la porción de RAM marcada A, no hay colisiones de lectura/escritura en la memoria. Cuando el ecualizador es terminado, el procesamiento de las muestras provenientes de B y una vez que se llena la porción de RAM A, el ecualizador procesa a continuación las muestras del siguiente medio intervalo, es decir, las muestras en la porción de RAM A, mientras que las muestras de salida de A/D se escriben ahora secuencialmente en la porción de RAM B. El ecualizador 110 incluye una pluralidad de unidades 200 de retraso. Acoplados entre las unidades 200 de retraso se encuentran los multiplicadores o derivaciones 210. Cada multiplicador tiene un coeficiente correspondiente, el cual puede considerarse como factores de ponderación para las diversas configuraciones de derivación. Los coeficientes se identifican como c±, para i=0, 1, N-l . Cada - 26 -uno de los multiplicadores 210 se acopla después a una serie de sumadores 220. Los sumadores 220 se acoplan en serie y proporcionan una salida acumulativa j>„, la cual incluye los términos para cada valor de derivación multiplicado por un valor de coeficiente correspondiente. La salida j>n del ecualizador 110 es el cálculo del símbolo transmitido. Se proporcionan una o más salidas >„ a la unidad 250 de selección de configuración, la cual almacena las salidas resultantes { j>„ } para cada configuración. Cada configuración 'tiene un conjunto diferente de valores de coeficiente. Observe que cambiar los valores de coeficiente para establecer uno o más de los coeficientes a cero cambia eficazmente el largo del ecualizador. Por ejemplo, si los coeficientes co, cíf cN_2 y CN-I se establecen en cero, el largo de ecualizador se reduce eficazmente de N derivaciones a N-4 derivaciones. Para cada medio intervalo, la unidad 250 de selección de configuración analiza las salidas, es decir, los cálculos de símbolo { j>„ } de cada configuración y determina la mejor configuración para ese medio intervalo. La unidad 250 de selección de configuración - 27 -proporciona después la información de configuración, es decir, los valores de coeficiente, al almacenamiento de memoria de coeficientes y controlador 230. El controlador 230 proporciona los valores de coeficiente apropiados a los multiplicadores 210. Observe que de acuerdo con una modalidad, la unidad 250 de selección de configuración calcula el MSE entre las salidas { j>B } y los símbolos de piloto conocidos, y determina la configuración con el MSE calculado más pequeño. En otra modalidad, la unidad 250 de selección de configuración calcula la C/I dadas las salidas { j>n } , y determina la configuración con la C/I calculada más alta proveniente de la misma. En una modalidad, el ecualizador 110 se encuentra diseñado para el largo más largo requerido por el sistema. El ecualizador 110 comprende un FIR de N derivaciones, que tiene N coeficientes, y una línea de retraso correspondiente. Los coeficientes de FIR para el ecualizador 110 se cargan con valores deseados. Un conjunto de largos de ecualizador intermedios {Ni= i= l, ... , n} se seleccionan para n ecualizadores "virtuales". El - 28 -ecuali zador virtual se refiere al ecualizador de largo completo con coeficientes establecidos en cero para cambiar eficazmente el largo del ecualizador. El conjunto seleccionado de largos se determina de acuerdo con: 0=No<l=N!<N2<... <?O=?<??^1=8 (1) Si el método supone N y cada uno de los Ni es impar, los i-ésimos coeficientes de derivación de ecualizador pueden escribirse como {hi { k) : I k \ < (N-l ) ¡2 } , con la restricción adicional : ÍJi(Jc)=0, para (N—l ) / 2< \ k | < {N-l ) /2 (2) Observe que el i-ésimo ecualizador virtual tiene solamente Ni coeficientes diferentes a cero, es decir, el i-ésimo ecualizador virtual tiene un largo Ni. El ecualizador 110 incluye el almacenamiento de memoria de coeficientes y controlador 230 para almacenar los coeficientes de ecualizador {hí(k) } para cada uno de los n ecualizadores virtuales. La Figura 5 ilustra un método 300 para procesar las muestras en un ecualizador 110. El proceso inicializa un índice como i=l en el paso 302. En el diamante 304 de decisión, el índice se compara con el número de ecualizadores - 29 -virtuales n. Para el Indice i menor que o igual a n, el procesamiento continúa en el paso 320 de la Figura 6 para recuperar los coeficientes { hi (k) : I k I < (N-l ) 12 } provenientes del almacenamiento de memoria de coeficientes y controlador 230. Los coeficientes se cargan después en el FIR en el paso 322. El proceso lee después las muestras de ráfaga de piloto provenientes de la unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo en el paso 324. El ecualizador entrena después en la ráfaga de piloto mientras implementa la restricción de la Ecuación (2) proporcionada anteriormente en el paso 326. El entrenamiento puede realizarse al deshabilitar los sumadores 220 para algunos coeficientes durante las actualizaciones de coeficiente par aun algoritmo adaptable. Observe que el tamaño de escalón de algoritmo adaptable puede necesitar también establecerse para reconocer que el ecualizador tiene Ni = N derivaciones. El receptor 150, concurrentemente con el entrenamiento del FIR del ecualizador 110, calcula la C/I o el MSE de la ráfaga de piloto en el paso 328. Después de entrenar en la ráfaga de piloto, el proceso lee los coeficientes actualizados del FIR y regresa los valores al almacenamiento 230 de memoria de coeficientes. La C/I calculada son referidos como Xi. El procesamiento regresa al paso 306 de la Figura 5, para establecer j= arg n X± . El proceso ajusta después el largo de ecualizador como el largo del j-ésimo ecualizador virtual, a saber Nj, el cual se considera óptimo en el medio intervalo actual en el paso 308. Los coeficientes correspondientes {hj (J ) : 1 k I = {N-1 ) /2 } se recuperan del almacenamien o 230 de memoria de coeficientes. Los coeficientes se cargan después al ecualizador 110 en el paso 310, estableciendo hj(k)=0, para ( N-1 ) / 2< | k | < (N-1 ) /2. las muestras de segmento de datos se leen después de la unidad 156 de almacenamiento de memoria de muestreo y se filtran utilizando el FIR en el paso 312. En los canales típicos en los sistemas de comunicaciones inalámbricas, el largo óptimo de ecualizador es propenso a cambiar solo lentamente, de manera que el largo óptimo de ecualizador será muy propenso a no cambiar en un gran número de medios intervalos consecutivos. - 31 - Considere tres ecuali zadores en paralelos, que tienen largos Nj, Nj-i, y Njtl. El largo Nj se selecciona como el largo óptimo del medio intervalo anterior, es decir, la j'-ésima configuración es óptima en el medio intervalo anterior. Los largos Nj, Nj-i, y Nj + 1 se eligen de acuerdo con la Ecuación (1) . En lugar de entrenar toda la familia de n ecualizadores virtuales en todo momento, una modalidad modificada entrena solamente tres ecualizadores virtuales. El método 400 se ilustra en la Figura 7. El proceso inicia con j establecido en n y el largo N se establece en N. Los tres ecualizadores virtuales se entrenan en 408, de largos máx (Nj-i , 1 )r Nj, y mín (Nj-! , N) , respectivamente. Establecer k de manera que la configuración de ecualizador de largo Nk entrega la C/I calculada más alta en el paso 409. En el paso 410, el proceso filtra los segmentos de datos del medio intervalo utilizando los coeficientes actualizados del ecualizador Nk . El índice j se establece igual a k en el paso 412 y el proceso regresa al diamante 402 de decisión. El proceso continúa en el siguiente medio intervalo con j establecido en k y Nj - 32 -establecido en Nk . Se proporcionan tres ecuali zadores como ejemplares, donde la extensión a cualquier número de ecuali zadores virtuales se implementa de manera similar. Aunque el ecualizador paralelo virtual descrito con anterioridad considera un ecualizador que incorpora una configuración de filtro especifico, a saber un filtro de FIR de largo fijo, predeterminado, los conceptos pueden aplicarse a cualquier configuración de ecualizador. Adi cionalment e , pueden incorporarse otros parámetros de ecualizador en el proceso de selección. Un parámetro de ecualizador abarca cualquiera de las variables que definen la función y operación del ecualizador. Los parámetros de ecualizador incluyen, pero no se limitan a, un valor de compensación de CC o un valor de compensación de fase para las muestras de entrada, o un identificador de sector. Adicionalmente , el entrenamiento puede realizarse para diversas configuraciones de ecualizador donde se cambian múltiples parámetros para cada configuración. Por ejemplo, entre las configuraciones de ecualizador entrenadas en paralelo, una - 33 -configuración podría ser un ecualizador de largo L asignado al sector M. Otra configuración podría ser un ecualizador de largo Lr asignado al sector Mr . Para cada configur ción se almacena una medición o cálculo de rendimiento, tal como MSE, C/I o SNIR. La medición de rendimiento para cada configuración se compara después y se determina una configuración óptima. El caso general se ilustra en las Figuras 9 y 10. El método 700 para procesar muestras en un ecualizador 110 inicializa un índice como i=l en el paso 702. En el diamante 704 de decisión el índice se compara con el número de ecualizadores virtuales n. Para el índice i menos que o igual a n, el procesamiento continúa en el paso 720 de la Figura 10 para recuperar parámetros de ecualizador provenientes del almacenamiento de memoria de parámetros, similar al almacenamiento de memoria y controlador 230. Los parámetros se utilizan después para configurar el ecualizador en el paso 722. El proceso lee después las muestras de ráfaga de piloto provenientes de la unidad de almacenamiento de memoria de muestras, tal como la unidad 156 de almacenamiento de memoria de - 34 -muestreo, en el paso 724. El ecualizador entrena después en la ráfaga de piloto en el paso 726. El receptor 150, concurrentemente con el entrenamiento del ecualizador 110, calcula una medición de rendimiento de la ráfaga de piloto en el paso 728. Después de entrenar en la ráfaga de piloto, el proceso lee los parámetros correspondientes y regresa los valores al almacenamiento de memoria de parámetro en el paso 730. Los parámetros de rendimiento medidos son referidos como Xj.. El procesamiento regresa al paso 706 de la Figura 9, para establecer j=arg máxi=i, ...,n Xj.. El proceso selecciona después el largo de ecualizador como el largo del ecualizador virtual Nj , el cual es óptimo en el medio intervalo actual en el paso 708. Los parámetros de ecualizador correspondientes se recuperan del almacenamiento de memoria de parámetro. Los parámetros se utilizan después para configurar el ecualizador 110 en el paso 710. Las muestras de segmento de datos se leen después de la unidad de almacenamiento de memoria de muestreo y se procesan utilizando el ecualizador configurado en el paso 712. - 35 - La o timización del ecualizador 110 puede realizarse entrenando ecuali zadores paralelos, donde cada uno de los ecuali zadores paralelos define una configuración del ecualizador 110. La configuración óptima se selecciona comparando el rendimiento de cada configuración. Los ecualizadores paralelos seleccionados para tal entrenamiento y comparación pueden definirse de acuerdo con cualquiera de los parámetros del ecualizador, o una combinación de parámetros de ecualizador. Por ejemplo, en un escenario paralelo los ecualizadores pueden impl ementars e como ecualizadores de retroaliment ación de decisión y las diferentes configuraciones pueden especificar separadamente los largos del filtro de retro al iment ación y el filtro de alimentación en avance a utilizarse en cada configuración. En otro escenario, los parámetros de ecualizador pueden incluir un identif icador de sector, donde el receptor es capaz de recibir muestras de datos provenientes de múltiples transmisores, tales como en una situación de transferencia suave. En este caso, el identif icado de sector proporciona una condición o parámetro de - 36 -ecualizador adicional para la comparación, siendo la meta seleccionar el mejor sector para la recepción. La Figura 11 ilustra una tabla de configuraciones indexadas 1 a N que pueden utilizarse para optimizar el ecualizador 110. Una primera configuración se define por el FIR 110 que tiene un largo Ll, donde el largo se refiere al número de derivaciones de filtro que tiene coeficientes diferentes a cero y el sector de identificación de sector de recepción SI. Las demás configuraciones se brindan de manera similar, donde, L2 puede no ser igual Ll, y los sectores SI y S2 pueden ser sectores diferentes en el sistema de comunicaciones . Las diversas configuraciones se aplican al ecualizador, y se realiza o calcula una medición de rendimiento. Las mediciones de rendimiento se comparan entonces para cada criterio a fin de determinar la configuración óptima. La configuración óptima se aplica entonces a los datos almacenados en el almacenamiento de memoria de uestreo. En este caso, la configuración óptima proporciona también una indicación al receptor en cuanto al mejor sector para la recepción óptima. Puede emplearse cualquier número de - 37 -parámetros y combinaciones de parámetro. En los ejemplos proporcionados con anterioridad, el uso del almacenamiento de memoria de muestreo habilita la implementación de ecuali zadores paralelos virtuales. Al almacenar las muestras recibidas a una velocidad de transmisión predeterminada, se le proporciona tiempo al receptor para entrenar el ecualizador para una variedad de configuraciones, y seleccionar asi la configuración óptima y ajustarse a la misma antes de procesar actualmente los datos de muestreo. La ráfaga de piloto se almacena también en el almacenamiento de memoria de muestreo y se recupera del mismo para su uso en el entrenamiento del ecualizador.

Medición de Rendimiento Como se describió con anterioridad, la configuración de ecualizador puede seleccionarse con base en una medición de la SNIR, la C/I u otros criterios de rendimiento. Otros criterios de rendimiento pueden incluir, por ejemplo, el Error de Mínimos Cuadrados de la configuración de ecualizador medidos en las muestras de piloto. Por ejemplo, si las salidas del - 38 -ecualizador en las muestras de piloto se determinan por { j>n : n=l , ... , K} y los símbolos de piloto deseados se denotan por {yn : n=l , ... , K} , el Error de Mínimos Cuadrados (MSE) para esta configuración se determina por: Una definición del cálculo de SNIR o C/I es la siguiente: . ( 4 ) SINR =— 1 MSE También son posibles otras definiciones o mediciones de rendimiento. Los modelos, métodos, y aparatos presentados con anterioridad sirven como ejemplos de diversas modalidades que soportan diferentes sistemas, condiciones de canal, y diseños de receptor. La aplicación de ecualizadores paralelos como se describe con anterioridad puede impl ementars e en cualquier variedad de receptores adaptados para la operación en una variedad de sistemas de comunicaciones, que incluyen pero no se limitan a sistemas de datos de alta velocidad. Aquellos expertos en la materia - 39 -apreciará que los diversos bloques lógicos ilustrativos, módulos, circuitos, y algoritmos descritos en conexión con las modalidades descritas en la presente pueden implementarse como hardware electrónico, software de computadora, o combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidad de hardware y software, diversos componentes ilustrativos, bloques, módulos, circuitos, y algoritmos se han descrito con anterioridad en términos generales en términos de su funcionalidad. Si tal funcionalidad se implementa como hardware o software depende de la aplicación particular y de las restricciones de diseño impuestas en el sistema general. Los expertos en la materia pueden implementar la funcionalidad descrita de maneras variables para cada aplicación particular, pero tales decisiones de impl ementación no deben interpretarse por ocasionar un aislamiento del alcance de la presente invención. Los diversos bloques lógicos ilustrativos, módulos, y circuitos descritos en conexión con las modalidades descritas en la presente pueden implementarse o realizarse con - 40 -un procesador de propósito general, un procesador de señales digitales (DSP), un circuito integrado de aplicación especifica (ASIC), un arreglo de compuertas de campo programable (FPGA) u otro dispositivo de lógica programable, compuerta discreta o lógica de transistores, componentes de hardware discreto, o cualquier combinación de los mismos diseñada para realizar las funciones descritas en la presente. Un procesador de propósito general puede ser un microprocesador, pero alternativamente, el procesador puede ser cualquier procesador, controlador, microcontrolador , o máquina de estados convencional. Un procesador también puede implementarse como una combinación de dispositivos de cómputo, por ejemplo, una combinación de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de microprocesadores, uno o más microprocesadores en conjunto con un núcleo de DSP, o cualquier otra de tales configuraciones. Los métodos o algoritmos descritos en conexión con las modalidades descritas en la presente pueden incorporarse directamente en hardware, en un módulo de software ejecutado por - 41 -un procesador, o en combinación de los dos. Un módulo de software puede residir en memoria RAM, memoria instantánea, memoria ROM, memoria EPROM, memoria EEPROM, registros, disco duro, un disco extraible, un CD-ROM, o cualquier otra forma de medio de almacenamiento conocido en la materia. Un medio de almacenamiento a manera de ejemplo se acopla al procesador de manera tal que el procesador puede leer información de, y escribir información en el medio de almacenamiento. Alternativamente, el medio de almacenamiento puede ser integral al procesador. El procesador y el medio de almacenamiento pueden residir en un ASIC. El ASIC puede residir en una terminal de usuario. Alternativamente, el procesador y el medio de almacenamiento pueden residir como componentes discretos en una terminal de usuario . La descripción anterior de las modalidades descritas se proporciona para habilitar a cualquier experto en la materia a utilizar la presente invención. Diversas modificaciones a estas modalidades serán fácilmente aparentes para aquellos expertos en la materia, y los principios genéricos definidos - 42 -en la presente pueden aplicarse a otras modalidades sin aislarse del espíritu o alcance de la invención. Consecuentemente, la presente invención no pretende limitarse a las modalidades mostradas en la presente sino que pretende abarcar el alcance más amplio consistente con los principios y características novedosas descritas en la presente.

Claims

- 43 - NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones. REIVINDICACIONES 1. Un método para calcular una señal trasmitida proveniente de una muestra recibida utilizando un ecualizador definido por un conjunto de parámetros, caracterizado el método porque comprende: determinar un primer conjunto de valores para el conjunto de parámetros; entrenar el ecualizador para generar un primer conjunto actualizado de valores; calcular un primer parámetro de rendimiento del ecualizador, asociado el primer parámetro de rendimiento con el primer conjunto actualizado de valores; establecer un segundo conjunto de valores para el conjunto de parámetros, donde el segundo conjunto de valores cambia eficazmente la configuración del ecualizador; entrenar el ecualizador para generar un - 44 - segundo conjunto actualizado de valores; calcular un segundo parámetro de rendimiento del ecualizador, asociado el segundo parámetro de rendimiento con el segundo conjunto actualizado de valores; comparar el primer parámetro de rendimiento con el segundo parámetro de rendimiento; seleccionar uno de los conjuntos primero y segundo de valores con base en comparar los parámetros de rendimiento primero y segundo; y configurar el ecualizador utilizando el resultado de la selección. 2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza una secuencia conocida de muestras para entrenar el ecualizador . 3. El método según la reivindicación 2, caracterizado porque el primer parámetro de rendimiento es la relación Portadora a Interferencia (C/I) del ecualizador. 4. El método según la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: recibir muestras de datos; - 45 - almacenar dichas muestras de datos en un dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo; recuperar al menos una porción de las muestras de datos; y procesar al menos una porción de las muestras de datos con el ecualizador configurado . 5. El método según la reivindicación 1, ca acterizado además porque comprende: almacenar los conjuntos primero y segundo seleccionados de coeficientes en un almacenamiento de memoria de parámetro. 6. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de parámetros incluye coeficientes de filtro para un primer filtro del ecualizador. 7. El método según la reivindicación 6, caracterizado porque el conjunto de parámetros incluye además coeficientes de filtro para un segundo filtro del ecualizador. 8. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de parámetros incluye una compensación de CC de la muestra recibida. - 46 - 9. El método según la rei indicación 1, caracterizado porque el conjunto de parámetros incluye un identificador de sector. 10. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de parámetros incluye una fase de la muestra recibida . 11. Un método para procesar muestras de señal en un receptor, recibidas las muestras a una velocidad de muestreo, incluyendo las muestras, muestras de piloto y muestras de datos, car cterizado el método porque comprende: escribir las muestras de señal en un dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo a la velocidad de muestreo; entrenar un ecualizador al: recuperar las muestras de piloto provenientes del dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo a una velocidad mayor que la velocidad de muestreo; entrenar el ecualizador al aplicar una pluralidad de conjuntos de parámetro; y seleccionar un conjunto de - 47 - parámetros de la pluralidad de conjuntos de parámetro; y procesar muestras de datos provenientes del dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo utilizando el ecualizador que aplica el conjunto de parámetros seleccionados a partir de la pluralidad de conjuntos de parámetro. 12. Un aparato para calcular una señal transmitida proveniente de una muestra recibida que utiliza un ecualizador definido por un conjunto de parámetros, caracterizado el método porque comprende: medios para determinar un primer conjunto de valores para el conjunto de parámetros ; medios para entrenar el ecualizador a fin de generar un primer conjunto actualizado de valores; medios para calcular un primer parámetro de rendimiento del ecualizador, asociado el primer parámetro de rendimiento con el primer conjunto actualizado de - 48 - valores ; medios para establecer un segundo conjunto de valores para el conjunto de parámetros, donde el segundo conjunto de valores cambia eficazmente la configuración del ecualizador; medios para entrenar el ecualizador a fin de generar un segundo conjunto actualizado de valores; medios para calcular un .segundo parámetro de rendimiento del ecualizador, asociado el segundo parámetro de rendimiento con el segundo conjunto actualizado de valores ; medios para comparar el primer parámetro de rendimiento con el segundo parámetro de rendimiento; medios para seleccionar uno de los conjuntos primero y segundo de valores con base en la comparación de los parámetros de rendimiento primero y segundo; y medios para configurar el ecualizador utilizando el resultado de la selección. 13. Un aparato para procesar muestras señal en un receptor, recibidas las muestras - 49 -a una velocidad de muestreo, incluyendo las muestras, muestras de piloto y muestras de datos, caracterizado el método porgue comprende: medios para escribir las muestras de señal en un dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo a la velocidad de muestreo ; medios para entrenar un écualizador al: recuperar las muestras de piloto provenientes del dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo a una velocidad mayor que la velocidad de muestreo; entrenar el écualizador al aplicar una pluralidad de conjuntos de parámetro; y seleccionar un conjunto de parámetros de la pluralidad de conjuntos de parámetro; y medios para procesar muestras de datos provenientes del dispositivo de almacenamiento de memoria de muestreo utilizando el écualizador que aplica el conjunto de parámetros seleccionados a partir de la pluralidad de conjuntos de - 50 - parámetro . 14. Un aparato inalámbrico, caracterizado porque comprende: una unidad de almacenamiento de memoria de muestreo para almacenar las muestras recibidas un ecualizador para procesar las muestras recibidas, comprendiendo: una unidad de selección de configuración; y una unidad de almacenamiento de memoria de parámetro, donde se utiliza una pluralidad de conjuntos de parámetro para entrenar el ecualizador, y un conjunto de parámetros seleccionado, y donde la unidad de selección de configuración aplica un conjunto de parámetros para determinar la configuración del ecualizador.