Método y disposición en un sistema de comunicación.

Método en un nodo repetidor (140) para cancelar autointerferencias,

estando el nodo repetidor (140)conectado al menos a dos antenas de recepción (201, 202), cuyas antenas de recepción (201, 202) estánconfiguradas para recibir señales inalámbricas, comprendiendo el método las etapas de:

recibir (401) una señal de entrada analógica desde cada antena de recepción (201, 202) respectiva,convertir (403) cada señal de entrada analógica recibida en una señal digital respectiva,procesar digitalmente (404) cada señal digital respectiva en una unidad de procesamiento de señal (260),extraer (405) una señal de cancelación digital respectiva desde cada respectiva señal digital procesadadigitalmente,

combinar y filtrar (406) las respectivas señales de cancelación digital extraídas en filtros de múltiple entradaúnica salida (241, 242), comprendidos en el nodo repetidor (140), en un número de señales de cancelacióndigital combinadas, cuyo número corresponde al número de antenas de recepción (201, 202), obteniendo cadafiltro de múltiple entrada única salida (241, 242) entradas de cada señal procesada digitalmente respectiva,convertir (407) cada señal de cancelación digital combinada en una señal de cancelación analógica, ysustraer (408) cada señal de cancelación analógica de la señal de entrada analógica correspondiente, demanera que se obtiene una señal de entrada analógica corregida, que a su vez es convertida en una respectivaseñal digital.

Método y disposición en un sistema de comunicación.

CAMPO TÉCNICO

La invención se refiere a un método y a una disposición en un nodo repetidor comprendido en un sistema de comunicación inalámbrica. En particular se refiere a un mecanismo para la cancelación de autointerferencias dentro del nodo repetidor.

ANTECEDENTES

La Evolución a Largo Plazo (LTE – Long Term Evolution, en inglés) , denominada también UTRAN evolucionada (E-UTRAN – Evolved UTRAN, en inglés) , ha sido definida por el Proyecto de Colaboración de 3ª Generación (3GPP – 3rd Generation Partnership Project. Una de las áreas de mejora más importante en la LTE Avanzada es el aumento de las tasas de datos disponibles para los usuarios en el borde de la celda.

Una técnica muy prometedora para lograr este objetivo es el despliegue de nodos repetidores. Los nodos repetidores pueden clasificarse de manera amplia en nodos repetidores de Capa 1, nodos repetidores de Capa 2 y nodos repetidores de capa 3. Los nodos repetidores de capa 1, también conocidos como repetidores no descodifican la señal, sino que generalmente sólo llevan a cabo una operación de amplificar y transmitir. Estos repetidores sólo tienen funcionalidad de plano de usuario de Capa 1

Los repetidores de capa 2 desmodulan la señal, y típicamente llevan a cabo también la corrección del error transmisión. Dependiendo de la capa física subyacente este proceso de desmodulación introduce un retardo no despreciable. En el caso de la LTE Avanzada este retardo es de al menos 1 ms y la señal retardada, repetida, interfiere con nuevas transmisiones. Por otro lado, el proceso de desmodulación elimina el ruido y transmite una señal “limpia”. Los repetidores de capa 2 tienen en el plano de usuario además de la funcionalidad de Capa 1, también la funcionalidad de Capa 2.

Los repetidores de capa 3, en el contexto de la LTE, tienen la misma funcionalidad que un eNodoB, pero la conexión de la estación de base con la red se realiza por medio de un enlace inalámbrico utilizando la interfaz aérea de LTE. Por lo tanto los repetidores de Capa 3 se denominan también redes de retorno. Los repetidores de Capa 3 pueden englobar funcionalidad de encaminamiento.

En la LTE de Versión 8, pero también en Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA – Wideband Code Division Multiple Access, en inglés) y en otras tecnologías de acceso inalámbrico, la Múltiple Entrada Múltiple Salida (MIMO – Multiple Input Multiple Output, en inglés) ) es un concepto fundamental para aumentar las tasas de datos mediante multiplexación espacial, llamada también transmisión de multicapa. La MIMO se utiliza también para aumentar la diversidad, es decir, la robustez del enlace inalámbrico en el caso de flujos de datos múltiples de transmisión de multicapa se transmitan simultáneamente sobre canales correlativos para aumentar las tasas de datos, al menos hasta un cierto grado. Los canales no correlativos se logran por ejemplo para cada polarización separando suficientemente las múltiples antenas de recepción en el espacio en el transmisor y el receptor, respectivamente. Otra posibilidad es utilizar antenas polarizadas. El número de cuántas capas, es decir, flujos multiplexados en el espacio, pueden ser transmitidas simultáneamente sobre un canal de MIMO es determinado por el rango del canal. Para poder transmitir N capas, se requieren al menos N antenas de transmisión y de recepción. Con el fin de aprovechar de manera óptima las antenas de emisión y de recepción, así como para mantener canales correlativos incluso sobre un enlace de salto múltiple por medio de un repetidor, se requiere que el repetidor mantenga el intervalo del canal. Para ello, el repetidor necesita al menos tantas antenas de transmisión y de recepción como el intervalo de canal de fin a fin deseado. Un repetidor equipado con un número insuficiente de antenas colapsa el canal y reduce el intervalo, lo que se conoce y denota como un efecto de cerradura.

Si las antenas de entrada y de salida de un repetidor no están suficientemente aisladas, entonces una cierta parte de las señales de salida amplificadas es recibida por las antenas de recepción y amplificada incluso más. Este efecto se denomina autointerferencia. En el peor de los casos el sistema se hace inestable y empieza a oscilar. No obstante, incluso en el caso de que los sistemas sigan siendo estables el requisito en el intervalo dinámico del Convertidor de Analógico a Digital (ADC – Analog to Digital Converter, en inglés) aumenta, puesto que la señal de entrada, que probablemente es bastante débil, es interferida por la señal de salida amplificada, que posiblemente es bastante fuerte. Para resolver la señal de entrada, se requiere generalmente una mayor resolución del ADC.

Para mitigar el impacto de la autointerferencia, puede aprovecharse la llamada cancelación de autointerferencia.

En el planteamiento clásico, la cancelación se lleva a cabo completamente en el dominio digital. Este planteamiento puede implicar una baja complejidad de hardware y pocos componentes. No obstante, este método dicta un ADC potencialmente costoso con la suficiente resolución para manejar el alto intervalo dinámico y la velocidad que deben usarse.

El método existente presenta también debilidad en lo que respecta a un manejo de intervalo dinámico, es decir, cuando la señal de entrada deseada puede ser más débil que la señal de retroalimentación que debe ser cancelada. También, el ruido de cuantificación no deseado de la señal de retroalimentación debe ser evitado.

Un repetidor que soporta transmisiones de MIMO tiene en el caso general N antenas de transmisión y M antenas de recepción. En el caso de que la cancelación de autointerferencia tenga lugar en el dominio digital, se requieren M ADCs, uno para cada antena de recepción, con alta resolución.

En el caso de que la cancelación se lleve a cabo en el dominio analógico, deben cancelarse N-M canales de retroalimentación puesto que existen en total N-M canales entre las M antenas de recepción y las N antenas de transmisión. Un planteamiento natural para un experto en la materia sería por ello utilizar un Convertidor de Digital a Analógico (DAC – Digital to Analogue Converter, en inglés) para cada señal que se debe cancelar. Incluso aunque el ADC pueda tener así menor resolución, el coste para los N-M DAC es substancial cuando el número de antenas aumenta.

Es así un problema evitar la autointerferencia y al menos tiempo evitar el aumento del coste implicado.

El documento EP-A-1538762 describe un método para cancelar la autointerferencia en un nodo repetidor.

COMPENDIO

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un mayor rendimiento de un sistema de comunicación inalámbrica.

El objeto se logra mediante un método en un nodo repetidor o en un nodo de repetición, llamado en esta memoria nodo repetidor, para cancelar la autointerferencia. El nodo repetidor está conectado a una o a más antenas de recepción. Las antenas de recepción están configuradas para recibir señales inalámbricas. De acuerdo con el presente método, una señal de entrada analógica es recibida desde cada respectiva antena de recepción. La señal de entrada analógica recibida es convertida en una señal digital. Cundo la señal es convertida en una señal digital, es digitalmente procesada en una unidad de procesamiento de señal. Una señal de cancelación es a continuación extraída de cada respectiva señal digital procesada digitalmente. Las señales de cancelación extraídas son a continuación combinadas entre sí y filtradas en un filtro de múltiple entrada-única salida. El filtro de múltiple entradaúnica salida está comprendido dentro del nodo repetidor. Las señales de cancelación son así combinadas en un número correspondiente al número de antenas de recepción. Esta o estas señales de cancelación combinadas son a continuación convertidas en una señal de cancelación analógica. Cada señal de cancelación analógica es a continuación sustraída de la correspondiente señal de entrada analógica.

El objeto se logra también mediante una disposición en un nodo repetidor para cancelar la autointerferencia. El nodo repetidor está conectado a una o más antenas de recepción. Las antenas de recepción están configuradas para recibir señales inalámbricas. La disposición comprende una cadena de recepción de RF. La cadena de recepción de RF está configurada para recibir una señal de entrada analógica de cada antena de recepción. La disposición también comprende un convertidor. El convertidor está configurado para convertir... [Seguir leyendo]

1. Método en un nodo repetidor (140) para cancelar autointerferencias, estando el nodo repetidor (140) conectado al menos a dos antenas de recepción (201, 202) , cuyas antenas de recepción (201, 202) están configuradas para recibir señales inalámbricas, comprendiendo el método las etapas de:

recibir (401) una señal de entrada analógica desde cada antena de recepción (201, 202) respectiva,

convertir (403) cada señal de entrada analógica recibida en una señal digital respectiva,

procesar digitalmente (404) cada señal digital respectiva en una unidad de procesamiento de señal (260) ,

extraer (405) una señal de cancelación digital respectiva desde cada respectiva señal digital procesada digitalmente,

combinar y filtrar (406) las respectivas señales de cancelación digital extraídas en filtros de múltiple entrada única salida (241, 242) , comprendidos en el nodo repetidor (140) , en un número de señales de cancelación digital combinadas, cuyo número corresponde al número de antenas de recepción (201, 202) , obteniendo cada filtro de múltiple entrada única salida (241, 242) entradas de cada señal procesada digitalmente respectiva,

convertir (407) cada señal de cancelación digital combinada en una señal de cancelación analógica, y

sustraer (408) cada señal de cancelación analógica de la señal de entrada analógica correspondiente, de manera que se obtiene una señal de entrada analógica corregida, que a su vez es convertida en una respectiva señal digital.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende la otra etapa de:

convertir hacia abajo (402) cada señal de entrada analógica recibida en una cadena receptora (211, 212) de RF, y

en el que la etapa de sustraer (408) cada señal de cancelación analógica de la señal de entrada analógica es llevada a cabo en la señal analógica convertida hacia abajo.

3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la etapa de procesar digitalmente (404) la señal digital comprende amplificar la señal digital.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 previas, en el que el nodo repetidor (140) está conectado a una pluralidad de antenas de transmisión (203, 204) , cuyas antenas de transmisión (203, 204) están configuradas para transmitir señales inalámbricas, y en el que el método comprende las otras etapas de:

convertir (409) cada señal digital procesada digitalmente para ser transmitida en cada antena de transmisión respectiva (203, 204) , en una señal analógica por medio de un convertidor de digital a analógico (271, 272) ,

transmitir (412) cada señal analógica en cada antena de transmisión (203, 204) respectiva.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende la otra etapa de: pasar (410) la señal analógica a través de una cadena de transmisión (213, 214) de RF.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, que comprende la otra etapa de: amplificar (411) la señal analógica por medio de amplificación analógica.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6 previas, en el que la etapa de transmitir (412) cada señal analógica comprende transmitir la señal sobre un canal de radio continuo y de atenuación que al menos parcialmente interfiere con las señales de entrada analógicas.

8. Disposición (500) para un nodo repetidor (140) , para cancelar las autointerferencias, estando el nodo repetidor (140) conectado al menos a dos antenas de recepción (201, 202) , cuyas antenas de señal (201, 202) están configuradas para recibir señales inalámbricas, comprendiendo la disposición (500) :

una cadena receptora (211, 212) de Radio Frecuencia, configurada para recibir una señal de entrada analógica recibida para cada antena de recepción (201, 202) ,

un convertidor (251, 252) , configurado para convertir cada señal de entrada analógica recibida en una respectiva señal digital,

una unidad de procesamiento (260) , configurada para procesar digitalmente cada respectiva señal digital,

una unidad de extracción (505) , configurada para extraer una respectiva señal de cancelación digital de cada respectiva señal digital procesada digitalmente,

al menos dos filtros de múltiple entrada única salida (241, 242) , configurados para combinar las respectivas señales de cancelación digital extraídas en un número de señales de cancelación digital combinadas, cuyo número corresponde al número de antenas de recepción (201, 202) , obteniendo cada filtro de múltiple entrada única salida (241, 242) puntos de cada respectiva señal procesada digitalmente,

un convertidor (231, 232) , configurado para convertir cada señal de cancelación digital combinada en una señal de cancelación analógica; y

una unidad de sustracción (508) , configurada para sustraer cada señal de cancelación analógica de la correspondiente señal de entrada analógica,

una parte de transmisión (213, 214) , configurada para transmitir cada señal analógica en cada respectiva antena de transmisión (203, 204) , de manera que se obtiene una señal de entrada analógica corregida, que a su vez es convertida en una respectiva señal digital.

9. Disposición (500) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la parte de transmisión (213, 214) comprende una cadena transmisora de RF.

10. Disposición (500) de acuerdo con cualquiera de la reivindicación 8 ó la reivindicación 9, en la que la parte de transmisión (213, 214) comprende una unidad de amplificación.