MXPA98004503A - Sistema de comunicacion con unidades de transceptor de estacion de base y de radiocomunicacion - Google Patents

Abstract

Como se ejemplifica, el procesamiento de señal para los múltiples cabezales de radiofrecuencia (RF) (162, 172) de un sistema de comunicaciones (160) se localiza en una unidad de control central (158), por ejemplo, un transceptor de estación base. Más particularmente, en el caso en donde el cabezal RF requiere de capacidades de transmisión y recepción (por ejemplo, en un ambiente pico-celular TDM), la unidad de control central estádispuesta para efectuar la codificación y decodificación de canal con gran consumo de energía, para cada uno de los cabezales RF mientras queéstos contienen principalmente la circuitería RF requerida para las comunicaciones. De esta manera, el consumo de energía y la generación de calor provenientes del procesamiento de señal se restringen hacia la unidad de control central, permitiendo asíuna reducción en el costo y tamaño físico de los cabezales RF (162-172).

Description

SISTEMA DE COMUNICACIÓN CON UNIDADES DE TRANSCEPTOR DE ESTACIÓN DE BASE Y DE RADIOCOMUNICACIÓN CAMPO DB LA INVENCIÓN En general, la invención se refiere a un sistema de comunicación y, en particular, aunque no exclusivamente, a un sistema de comunicación celular (como un sistema de comunicación picocelular, que tiene un transceptor de estación de base y unidades múltiples de comunicación de radio que responden al mismo sistema.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En sistemas de comunicación, como el sistema de comunicación celular de multiplexión por división de tiempo (TDM) Sistema Global Pan. Europeo Móvil (GSM) y otros sistemas de reutilización de frecuencias, existe un gran interés tanto por reducir el consumo de potencia como por reducir de tamaño el equipo de infraestructura. En particular, con el equipo de infraestructura los avances en la tecnología del sistema y en la arquitectura han llevado a un procesamiento mayor de la señal y a la necesidad de arreglos de Procesadores de Señal Digital dedicados, (DSPs) que consumen cantidades considerables de energía. En consecuencia, las cajas para el equipo de infraestructura, como se podrá entender, han P1362/98MX # necesitado ser más grandes para facilitar el proceso de enfriamiento. Además, el consumo de energía es un factor principal con respecto a los aparatos de carga por baterías de ubicación remota, ya que cualquier derrame de corriente 5 desde la batería reduce su vida de operación. En un intento por reducir el tamaño de las cajas, las estaciones repetidoras se han desarrollado para cooperar con (y extender la cobertura mediante) Unidades de Canal de Radio (RCUs) . Las estaciones repetidoras contienen una cadena de antena amplificadora-duplicadora que está acoplada (mediante un cable blindado de baja pérdida, costoso) a una primera o última etapa de amplificador de un transceptor de un RCU. Más particularmente, cuando se considera un trayecto de transmisión en una estación repetidora, una señal, que de otra forma se transmitiría directamente desde el RCU, se radiodifunde desde la antena de la estación repetidora después de haber sido amplificada a un nivel apropiado, para compensar cualquier pérdida ocurrida en el cable blindado. De esta forma, el uso de las estaciones repetidoras ha segregado una porción de la circuitería análoga desde un RCU convencional. Sin embargo, esta solución no está dirigida a los problemas relacionados con el consumo de potencia y la generación de calor que surgen, principalmente, de los requerimientos necesarios para el P1362/98MX procesamiento de una señal del RCU.

SUMARIO DB LA INVENCIÓN De acuerdo con un primer aspecto de la presente 5 invención, se proporciona un sistema de comunicación que tiene una unidad central de control y por lo menos una unidad de radiofrecuencia que interactúa con la unidad central de control, en donde la unidad central de control * consta de por lo menos una unidad de procesamiento responsable de procesar por lo menos una función de codificación de canal y una función de decodificación de canal para la unidad de radio de control remoto. En una modalidad preferida, la unidad central de control está acoplada a una pluralidad de unidades de radiofrecuencias de control remoto y por lo menos una unidad de procesamiento es responsable de procesar por lo menos una función de codificación de canal y una función de decodificación de canal, desde las unidades de frecuencias de radio de control remoto. 20 En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una unidad central de control que tiene por lo menos una unidad de procesamiento arreglada para procesar la función de codificación de canal y la función de decodificación de canal de una unidad de radiofrecuencia de control remoto, que interactúa con la P1362/98MX * unidad central de control. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona una unidad de transceptor de radiofrecuencia de control remoto para la recepción y transmisión de señales de información, que consta de mecanismos para procesar en forma parcial las señales de información para su recepción y transmisión, y mecanismos para interactuar de manera selectiva con la unidad central de control, para así permitir la codificación de canal y la decodificación de canal de las señales de información, para que estén presentes en la unidad de central de control. Una modalidad de ejemplo de la presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos acompañantes . 15 BREVE DESCRIPCIÓN DB LO DIBUJOS La FIG. 1 muestra un sistema previo de comunicación celular. La FIG. 2 muestra una sitio seccionado que se usaba típicamente en el sistema previo de comunicación celular de la FIG. 1. La FIG. 3 muestra una Unidad de Canal de Radio previa (RCU) , y su interface con la Estación de Base (BS) anterior. 25 La FIG. 4 ilustra la división de un sistema de P1362/98MX comunicación celular de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La FIG. 1 muestra un típico sistema 10 de comunicación celular de la tecnología previa, en donde el área de cobertura está definida por un número de sitios (o celdas) 12-22 representados en un modo hexagonal convencional. Cada sitio 12-22 tiene una estación 24-34 base responsable de controlar el flujo de tráfico de comunicación de una sola dirección o bidireccional en el sitio respectivo. Típicamente, las estaciones base 24-34 estarán localizadas en el centro, aunque son deseables otras posiciones sujetas al terreno circundante, o las condiciones de propagación (que se ven afectadas por las paredes en/dentro de los edificios, valles o áreas de boscosas, o semejante) . Se puede entender que cada estación base 24-34 puede recibir 38 y/o transmitir señales 40 desde/hacia los aparatos 41-46 de comunicación ubicados en su área de cobertura. Típicamente, cada estación base (BS) 24-34 responde además al centro de operaciones y mantenimiento (OMC) 49 arreglado para tener un control total del sistema, cuyo OMC 49 puede estar sobre una base regional o de sistema (dependiendo del tamaño del sistema 10 de comunicación) . Con respecto a los aparatos de P1362/98MX * comunicación 42-46, éstos pueden tener la capacidad de comunicación de una vía, simple o duplicada, y pueden tener la capacidad de rastreo (que permite el movimiento entre los sitios) , o puede estar localizada en un lugar fijo. 5 Por ejemplo, las unidades 42, 44 y 46 de comunicación pueden ser radioteléfonos celulares análogos o digitales que tienen la capacidad de voz y datos. Ciertamente, el radioteléfono 42 celular puede proporcionar acceso a una > computadora portátil a través de una tarjeta de interface para Computadora Personal (PC) o algún dispositivo semejante. Además, la unidad de comunicación 43 puede ser un lector de mensajes, en donde la unidad 45 de comunicación puede estar ubicada en un aparato de Control de Supervisión y Adquisición de datos (SCADA) , responsable de registrar una velocidad de flujo o el control 47 de una válvula de una tubería. Tomando un sistema de telefonía celular como ejemplo, el sitio 12-22 del sistema 10 de comunicación celular de la FIG. 1 está típicamente dividido en una pluralidad de sectores 50-60 de operación (como se muestra en la FIG. 2) , con cada sector 50-60 operado por una unidad de canal de radio (RCU) 62-72 y antenas 74-84 asociadas de transmisión y/o recepción, respectivamente. De forma usual, cada sector de operación está definido por un área de servicio (cubierta) por un Canal de Control de P1362/98MX Radiodifusión (BCCH) . Con referencia a la FIG. 3, se ilustran una unidad de canal de radio (RCU) 90 de la tecnología anterior y su interface 92, con una estación base 94 previa. Para 5 propósitos de brevedad, la RCU 90 de ia tecnología previa muestra algunos de sus bloques funcionales principales y se describe en el contexto de un arreglo de transceptor que tiene una cadena 96 discreta transmisora y una cadena 98 receptora, cada una contiene diferentes cantidades de circuitería RF (identificados como bloques 100 y 102, respectivamente) . La cadena 96 transmisora de la RCU 90 consta de un codificador 104 de canal que responde a una señal 106 de frecuencia intermedia (IF) que emana desde la estación 94 base (en este caso en un transceptor de estación base) . Una señal 108 codificada de salida se proporciona a un modulador 110 que está arreglado para generar una señal 112 modulada de salida. Un primer mezclador 114, que responde a la primera señal 116 de frecuencia (generada por un primer oscilador 118) y a una señal 112 modulada de salida, produce una salida 120 de señal que subsecuentemente se amplifica en un amplificador 122 antes de tomar su ruta, a través de un interruptor 124 (duplicador) de antena, hacia una antena 124 para su transmisión. En la cadena 96 de transmisión, la circuitería 100 de transmisión RF está P1362/98MX representada por un modulador 110, primer mezclador 114, primer oscilador 118 y un amplificador 122. En la cadena 98 de recepción, una señal recibida se enruta a través del interruptor 124 de antena hacia un amplificador 128 para su amplificación. Después de la amplificación, una señal 130 amplificada recibida proporciona una primera entrada a un segundo mezclador 132. Una segunda señal 133 (proporcionada mediante un segundo oscilador 134) se combina en el segundo mezclador 132 con la señal 130 recibida amplificada. Como se podrá apreciar, la frecuencia f2 típicamente será diferente a la frecuencia fl. Después de la combinación en el segundo mezclador 132, se digitaliza una señal 136 de salida en un convertidor 138 analógico a digital (A/D) , que da como resultado una señal digital de salida 140 proporcionada a un decodificador 142 de canal, a través del ecualizador 146 de canal. Una salida desde el decodificador 142 de canal representa una señal 146 de entrada de frecuencia intermedia (IF) , que se proporciona a la estación 94 base. En la cadena 96 receptora, la circuitería 102 de recepción RF está representada por el amplificador 128, segundo mezclador 132, segundo oscilador 134, convertidor 138 A/D, y ecualizador 144. Como se podrá entender, el uso aislado de la cadena 96 de transmisión o de la cadena 98 de recepción es P1362/98MX suficiente para realizar una transmisión o una recepción, ninguno de las dos requiere estrictamente del uso del interruptor 124 de antena. Con referencia a la figura, se puede observar que la interface 92 entre el RCU 90 y la estación 94 base se logra mediante una división, después del codificador 104 de canal y del decodificador 142 de canal, i.e., a una velocidad de datos de banda base de las señales .106 y 146 de frecuencia intermedia (típicamente, 270 símbolos por segundo (sps) para GSM) . Además, se puede apreciar que la velocidad de datos entre el ecualizador 144 y el decodificador de canal (en la cadena de recepción 98) puede ser de 270k sps a 1 bit para los datos de hardware o de 270k sps a 4 bits para los datos de software, mientras que la velocidad de datos entre el codificador 104 de canal y el modulador 110 serán de 270k a 1 bit. Adicionalmente, la velocidad de datos entre el convertidor 139 A/D y el ecualizador 144 para el sistema de comunicación celular GSM está representada por un sobremuestreo de cuatro veces de 8 bits a 270k símbolos por segundo. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la FIG. 4 ilustra una división de las responsabilidades funcionales entre una unidad 158 central de control y por lo menos una unidad de radio de control remoto (icabeza EÜ) ^e un sistema 159 de comunicación. La P1362/98MX ^ unidad central de control contiene por lo menos una unidad 160 de procesamiento (como una DSP) que está arreglada para acomodar toda la codificación y decodificación de canal para la cabeza RF de control remoto del sistema 160 de comunicación. La DSP 160 (o el banco de DSP, si se requiere) está acoplado a una interface 161 de salida de la unidad 158 central de control para permitir el acceso a la información necesaria del sistema o la comunicación del sistema. De hecho, en la modalidad preferida, se desarrolla la codificación múltiple de canal y la decodi icación múltiple de canal en una sola DSP. En el caso específico de la FIG. 4, se muestra el sistema 160 de comunicación con seis cabezas RF 162-172 idénticas, solamente una (cabeza RF 162) se ha mostrado amplificada con detalles. Básicamente, cada cabeza RF 162- 172 consta de una cadena 180 transmisora, una cadena 182 ^^í- receptora y un interruptor 124 de antena, para acoplar de manera selectiva la cadena 180 de transmisión y la cadena 182 receptora a la antena 126. La cadena 180 de transmisión y la cadena 182 de recepción, respectivamente, contienen circuitería 100 de transmisión RF y circuitería 102 de recepción RF (incluyendo el ecualizador de canal) , como se describió anteriormente en relación a la FIG. 3. Además, cada cabeza RF contiene un controlador 184, como un microprocesador, para el control de operaciones de la P1362/98MX # circuitería 100 de transmisión RF y la circuitería 102 de recepción RF. Adicionalmente, un multiplexor 190 también responde operacionalmente al controlador 184, y proporciona selectivamente un puerto sobre una fuente 192 de comunicación (y fuentes 193-196 de comunicación para las cabezas 164-172 RF, respectivamente) , para permitir el flujo de información entre cada cabeza RF y la unidad 158 central de comunicación. En la modalidad preferida, la fuente 192 de comunicación es una Línea Subscriptora de alta densidad (HDSL) , de par trenzado, que permite la multiplexación duplicada a 768K símbolos por segundo. La fuente de comunicación también permite el multiplexar la información del canal de control, cuyo requerimiento se entenderá. 15 Como tal, el sistema de comunicación de la modalidad preferida de la presente invención está dividido en un punto de BTS convencional, en donde la velocidad de datos en el trayecto de recepción es de -27Ok sps y la velocidad de datos en el trayecto de transmisión es de - 20 270k sps, en donde la unidad 158 central de control está arreglada para efectuar la codificación y decodificación de canal por procesamiento intensivo de la señal (y por lo tanto de potencia intensiva) para cada cabeza RF, mientras que las cabezas RF contienen, principalmente, únicamente la circuitería RF requerida para la comunicación. En este P1362/98MX '§ punto, los datos demodulados están a una velocidad de banda base con uno o más bits por símbolo. Para mantener la sincronía entre las diferentes cabezas RF 162-172 y la unidad 158 central de control, la modalidad preferida de la presente invención utiliza la instalación de corrección de tiempo provista por la fuente de comunicación HDSL. Esta instalación de corrección de tiempo permite la corrección de los retrasos de propagación # que surgen debido a las longitudes variantes del HDSL entre las cabezas 162-172 RF y la unidad 158 central de control. Más particularmente, la modalidad preferida de la presente invención contempla la transmisión periódica de una palabra de sincronización en una intervalo de tiempo identificada del enlace HDSL. Por ejemplo, la intervalo cero de tiempo (de los doce disponibles en el HDSL) puede utilizarse con base a las horas. Como se puede apreciar, se requiere alguna forma de sincronización debido a que los datos ecualizados asociados con una intervalo de tiempo de un marco TDM (por ejemplo) , deben ser decodificados con referencia al número de la intervalo de tiempo. Por lo tanto, dividir el sistema 159 de comunicación de acuerdo con la modalidad preferida de la presente invención tiene el efecto de encubrir el número de intervalo de tiempo desde el ecualizador de canal. Además, con particular interés para GSM, existe la necesidad de tener la habilidad P1362/98MX de sincronizar las transmisiones entre los sitios. Se podrá apreciar que la presente invención es particularmente apropiada para usarse dentro de un ambiente pico-celular (como en los pisos de un edificio en cuyas sitios (o celdas) tienen áreas de cobertura de comunicación de cientos de metros o menos) debido a que la unidad de canal de radio (cabeza RF) es menos compleja, más pequeña y de menor costo de fabricación en comparación con los RCUs convencionales que tienen circuitería para codificación y decodificación de canal. Realmente, la presente invención proporciona una unidad de radio de menor potencia con una línea independiente de interface. Por supuesto, se entenderá que la anterior descripción se ha dado a manera de ejemplo y que las modificaciones en los detalles, como el número de cabezas RF operadas por una sola unidad central de control, se pueden realizar dentro del alcance de la presente invención. En realidad, aunque las cabezas RF de la FIG. 4, se han descrito con relación a un transceptor, la presente invención se puede aplicar a receptores o transmisores separados, ya que el usuario con habilidad apreciará la necesidad de la eliminación de una cadena receptora o una cadena transmisora de la configuración de cabezas RF ilustrada. Además, se pueden sustituir otras formas de fuentes de comunicación (192-196) , e.g. cables P1362/98MX coaxiales, enlaces de fibra óptica, enlaces El (i.e. Europeos o líneas rentadas (CEPTl) 32 x 64k bps) o enlaces de radio) . En todos los casos, las fuentes de comunicación 192-196 permiten el entrelazado de los datos de banda de base codificados desde la unidad central de control 158 hacia las cabezas RF (162-172) .

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Claims (13)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES . 1. Un sistema de comunicación que tiene una unidad central de control y por lo menos una unidad de radiofrecuencias de control remoto que interactúa con la unidad central de control, en donde la unidad central de 10 control consta de por lo menos una unidad responsable de procesar por lo menos una función de codificación de canal y una función de decodificación de canal para la unidad de radio de control remoto, el sistema además consta de una Línea Subscriptora de Alta Densidad, acoplada entre la 15 unidad de radiofrecuencia de control remoto y la unidad central de control, arreglada para permitir la interacción.
2. 2. Un sistema de comunicación que tiene una unidad central de control y por lo menos una unidad de radiofrecuencia de control remoto que interactúa con la 20 unidad central de control, en donde la unidad central de control consta de por lo menos una unidad de procesamiento responsable de procesar una función de codificación de canal y una función de decodificación de canal para la unidad de radiofrecuencia de control remoto, y en donde la 25 unidad de radiofrecuencia remoto consta de mecanismos para P1362/98MX procesar de manera parcial las señales de información recibidas y/o transmitidas por la misma.
3. 3. Un sistema de comunicación según la reivindicación 2 , en donde los mecanismos para procesar de manera parcial constan de por lo menos un modulador y un ecualizador.
4. 4. El sistema de comunicación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad central de control está acoplada a una pluralidad de unidades de radiofrecuencia de control remoto y por lo menos una unidad de procesamiento es responsable de procesar una función de codificación de canal y una función de decodificación de canal para la pluralidad de unidades de radiofrecuencia de control remoto.
5. 5. El sistema de comunicación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada unidad de procesamiento de la unidad de procesamiento está arreglada para desarrollar una codificación múltiple de canal y una decodificación múltiple de canal.
6. 6. El sistema de comunicación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de comunicación es un sistema de comunicación pico-celular.
7. 7. El sistema de comunicación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de radiofrecuencia de control remoto es un transceptor. =1362/ 98MX
8. 8. El sistema de comunicación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de radiofrecuencia de control remoto es un receptor.
9. 9. El sistema de comunicación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de radiofrecuencia de control remoto es un transmisor.
10. 10. Una unidad central de control que tiene por lo menos una unidad de procesamiento arreglada para procesar una función de codificación de canal y una función de decodificación de canal de una unidad de radiofrecuencia de control remoto con la unidad central de control mediante una Línea suscriptora de alta densidad.
11. 11. Una unidad de transceptor de radiofrecuencia de control remoto para la recepción y/o transmisión de señales de información, que consta de mecanismos para interactuar de manera selectiva con la unidad central de control, para permitir la codificación de canal y la decodificación de canal de las señales de información, para que estén presentes en la unidad central de control, y mecanismos para permitir que se desarrolle la interacción a través de la Línea Suscriptora de Alta Densidad.
12. 12. Una unidad de transceptor de radiofrecuencia de control remoto para la recepción y/o transmisión de señales de información, que consta de mecanismos para procesar de manera parcial las señales de información para P1362/9ÜMX la recepción y la transmisión, y mecanismos para interactuar de manera selectiva con una unidad central de comunicación para permitir la codificación y decodificación de canal de las señales de información para que se presenten en la unidad central de control.
13. 13. La unidad transceptora de radiofrecuencia de control remoto según la reivindicación 12, en donde los mecanismos para procesar parcialmente constan de por lo menos un modulador y un ecualizador. P1362/98MX