Método para reducir la interferencia en un receptor CDMA de secuencia directa teniendo N canales,

el método comprendiendo:

a) desexpandir una señal de espectro expandido recibida para cada pluralidad de canales CDMA para producir una primera estimación para cada canal;

b) para cada canal, expandir la estimación obtenida del paso anterior para todos los otros canales para producir señales expandidas de los otros canales y cancelar parcialmente N-1 canales de interferencia sustrayendo las señales expandidas de los otros canales de la señal recibida y desexpandir el resultado sustraído para producir una siguiente estimación para ese canal;

c) repetir el paso b) un número seleccionado de veces; y

estando caracterizado por:

d) combinar las estimaciones para cada canal producidas por los pasos a), b) y c) para emitir una señal de canal para cada canal

Método para reducir la interferencia en un receptor CDMA de secuencia directa.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a comunicaciones de espectro expandido, y más particularmente a un cancelador de interferencias y método para reducir la interferencia en un receptor de acceso múltiple por división de código de secuencia directa.

Descripción de la técnica relevante

Los sistemas de comunicación de espectro expandido de acceso múltiple por división de código de secuencia directa tienen limitada su capacidad por la interferencia causada por otros usuarios simultáneos. Esto se complica si no se usa el control adaptativo de potencia o si se usa pero no es perfecto.

El acceso múltiple por división de código está limitado por la interferencia. Cuanto más usuarios estén transmitiendo simultáneamente mayor será la relación de error de bit (BER). Una mayor capacidad requiere codificar la corrección de errores directa (FEC), que a su vez, aumenta la velocidad de datos y limita la capacidad.

KAWABE M ET AL: "ADVANCED CDMA SCHEME BASED ON INTERFERENCE CACELLATION" PERSONAL COMMUNICATION - FREEDOM THROUGH WIRELESS TECHNOLOGY, SECAUCUS, NJ., MAYO 18 - 20, 1993, no. CONF. 43, 18 MAYO 1993 (1993-05-18), páginas 338-451, INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS ISBN: 0-7803-1267-8, describe un esquema de demodulación de CDMA usando detección de correlación y una configuración del cancelador de interferencias correspondiente. El método divulgado en este documento descrito en términos de un algoritmo matemático, comprende obtener una relación de error de bit por detección de correlación y, en un lugar del receptor, proporcionar una estimación de la señal transmitida a partir de los datos de muestreo introducidos en un llamado circuito estimado de la señal de canal, cuya función también es descrita por un algoritmo matemático. El proceso del cálculo de la interferencia se ejecuta de una manera interactiva, obteniéndose los datos demodulados por el cálculo de la interferencia k veces para cada usuario i.

Resumen de la invención

Un objeto general de la invención es reducir el ruido resultante de las señales de interferencia N-I en un receptor de acceso múltiple por división de código de secuencia directa.

La presente invención, tal y como se realiza y describe ampliamente aquí, provee un cancelador de interferencias de acceso múltiple por división de código (CDMA) de espectro expandido para reducir la interferencia en un receptor CDMA de espectro expandido teniendo N canales. Cada uno de los N canales es procesado en espectro expandido por una señal de código chip distinta. La señal de código chip proviene, preferiblemente, de una secuencia de pseudorruido (PN) distinta, que puede ser generada a partir de una palabra en código chip distinta. El cancelador de interferencias cancela parcialmente N canales CDMA de interferencia y proporciona una mejora a la relación señal a ruido (SNR) de aproximadamente N/PG, donde PG es la ganancia de procesamiento. La ganancia de procesamiento es la relación de la velocidad de chip dividido por la velocidad de bit. Al cancelar o reducir la interferencia, la SNR puede deberse principalmente al ruido térmico y al ruido residual producido por la interferencia. Así, la SNR puede aumentar bajando la BER, lo que reduce la demanda de un codificador/decodificador FEC.

El cancelador de interferencias para un canal particular incluye una pluralidad de medios de desexpansión, una pluralidad de medios de procesamiento en espectro expandido, medios de sustracción y medios de desexpansión de canales. Utilizando una pluralidad de señales de código chip, la pluralidad de medios de desexpansión desexpanden las señales CDMA de espectro expandido como una pluralidad de señales desexpandidas, respectivamente. La pluralidad de medios de procesamiento en espectro expandido usa una versión temporizada de la pluralidad de señales de código chip, para procesar en espectro expandido la pluralidad de señales desexpandidas, respectivamente, con una señal de código chip correspondiente a una respectiva señal desexpandida. La versión temporizada de una señal de código chip puede ser generada retrasando la señal de código chip desde un generador de señales de código chip. Alternativamente, un filtro acoplado puede detectar una secuencia PN particular en la señal CDMA de espectro expandido. Un generador de señales de código chip puede utilizar la señal detectada por el filtro acoplado para activar una versión temporizada de la señal de código chip.

Para recuperar un canal CDMA particular usando una i^ésima señal de código chip, el medio de sustracción sustrae de la señal CDMA de espectro expandido cada señal desexpandida procesada en espectro expandido N-1, generando así una señal sustraída. Las N-1 señales desexpandidas procesadas en espectro expandido no incluyen la señal desexpandida procesada en espectro expandido del i^ésimo canal correspondiente a la i^ésima señal de código chip. El medio de desexpansión del canal desexpande la señal sustraída con la i^ésima señal de código chip.

La presente invención también incluye un método para reducir la interferencia en un receptor CDMA de espectro expandido teniendo N canales. El método comprende los pasos de desexpandir, utilizando una pluralidad de señales de código chip, la señal de CDMA de espectro expandido como una pluralidad de señales desexpandidas, respectivamente, procesar en espectro expandido, usando una versión temporizada de la pluralidad de señales de código chip, la pluralidad de señales desexpandidas, respectivamente, con una señal de código chip correspondiente a una señal desexpandida respectiva, sustrayendo de la señal CDMA de espectro expandido cada una de las señales desexpandidas procesadas en espectro expandido con las N-1 señales desexpandidas procesadas en espectro expandido sin incluir una señal desexpandida procesada en espectro expandido de los i^ésimos canales generando así una señal sustraída y desexpandiendo la señal sustraída teniendo la i^ésima señal de código chip.

Se indican otros objetos y ventajas de la invención en parte en la siguiente descripción y en parte resultarán evidentes de la lectura de la descripción o pueden ser aprendidas por la puesta en práctica de la invención. También se pueden realizar y conseguir los objetos y ventajas de la invención a través de los medios y combinaciones particularmente señalados en las reivindicaciones anexas.

Descripción breve de los dibujos

Los dibujos adjuntos que se incorporan y forman parte de la memoria descriptiva, ilustran formas de realización preferidas de la invención y sirven, junto con la descripción, para explicar los principios de la invención.

Fig. 1 es un diagrama de bloques del cancelador de interferencias de CDMA de espectro expandido utilizando correladores;

Fig. 2 es un diagrama de bloques del cancelador de interferencias de CDMA de espectro expandido para procesar múltiples canales utilizando correladores;

Fig. 3 es un diagrama de bloques del cancelador de interferencias de CDMA de espectro expandido utilizando filtros acoplados;

Fig. 4 es un diagrama de bloques del cancelador de interferencias de CDMA de espectro expandido para procesar múltiples canales utilizando filtros acoplados;

Fig. 5 es un diagrama de bloques del cancelador de interferencias de CDMA de espectro expandido teniendo múltiples repeticiones para procesar múltiples canales;

Fig. 6 ilustra la característica teórica de funcionamiento para E_b/? = 6 dB;

Fig. 7 ilustra la característica teórica de funcionamiento para E_b/? = 10 dB;

Fig. 8 ilustra la característica teórica de funcionamiento para E_b/? = 15 dB;

Fig. 9 ilustra la característica teórica de funcionamiento para E_b/? = 20 dB;

Fig. 10 ilustra la característica teórica de funcionamiento para E_b/? = 25 dB;

Fig. 11 ilustra la característica teórica de funcionamiento para E_b/? = 30 dB;

Fig. 12 es un diagrama de bloques de canceladores de interferencias conectados.

Fig. 13 es un diagrama de bloques combinando las salidas de los canceladores de interferencias de la Fig. 12;

Fig. 14 ilustra las características de funcionamiento de una simulación para Potencias Iguales asíncronas, PG = 100, EbN = 30...

1. Método para reducir la interferencia en un receptor CDMA de secuencia directa teniendo N canales, el método comprendiendo:

estando caracterizado por:

2. Método según la reivindicación 1 donde el paso d) comprende además para cada canal, sumar las estimaciones producidas por los pasos a), b) y c) para ese canal para emitir la señal de ese canal.

3. Método según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el paso d) comprende además para cada canal, multiplicar cada estimación producida por los pasos a), b) y c) para ese canal por un factor antes de la suma.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que para cada canal se multiplica cada estimación siguiente por el factor que tiene un valor que es la mitad del valor del factor para la estimación producida antes que aquella estimación siguiente de ese canal.

5. Método según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el paso d) comprende para cada canal, promediar las estimaciones producidas por los pasos a), b) y c) para ese canal para emitir la señal de ese canal.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que cada estimación siguiente para cada canal es retrasada con respecto a la estimación producida antes que aquella estimación siguiente para ese canal.

7. Método según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que cada estimación siguiente para cada canal es retrasada por un retraso de tiempo de un bit con respecto a la estimación producida antes para ese canal.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que un número de estimaciones producidas en los pasos a), b) y c) es de dos estimaciones.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que el paso a) comprende para cada canal:

10. Método según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el paso b) comprende para cada canal:

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el paso b) comprende además para cada canal, retrasar el código chip de ese canal utilizado en el paso anterior; donde el código chip retrasado de ese canal es mezclado con la estimación del paso anterior de ese canal y con el resultado sustraído mezclado de ese canal.

12. Método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el paso b) comprende además retrasar la señal recibida antes de la sustracción.

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que el paso a) comprende además para cada canal una filtración acoplada con una respuesta de impulsos acoplada a un código chip asociado a ese canal para producir la primera estimación de ese canal.

14. Método según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que el paso b) comprende para cada canal:

15. Método según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que el paso b) comprende además para cada canal, retrasar el código chip generado de ese canal; donde el código chip retrasado de ese canal es mezclado con la estimación del paso anterior de ese canal.

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el hecho de que el paso c) comprende además para cada canal muestrear y mantener la estimación siguiente de ese canal antes de cada repetición.

17. Método según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que para cada canal la estimación siguiente de ese canal es muestreada y mantenida durante el tiempo de un bit.

18. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1a 17, caracterizado por el hecho de que se usan códigos Gold para producir las señales de canal de espectro expandido.

19. Aparato cancelador de interferencias para reducir interferencias en un receptor CDMA de espectro expandido teniendo N canales, comprendiendo medios (611) para desexpandir una señal de espectro expandido recibida para cada pluralidad de canales CDMA para producir una primera estimación de una serie de estimaciones para cada canal; y medios (612, 613, 614) para producir el resto de estimaciones de la serie para cada canal mediante la repetición un número seleccionado de veces, la expansión de una estimación anterior para todos los otros canales para producir señales expandidas de los otros canales y la cancelación parcial de N-1 canales de interferencia sustrayendo las señales expandidas de los otros canales de la señal recibida y desexpandiendo el resultado sustraído para producir una estimación siguiente para ese canal y caracterizado por medios (615, 616, 617, 618, 619, 620) para combinar la serie de estimaciones para cada canal para emitir una señal de canal para cada canal.

20. Aparato cancelador según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que para cada canal se multiplica cada estimación siguiente por el factor que tiene un valor que es la mitad del valor del factor para la estimación anterior de ese canal.

21. Aparato cancelador según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado por el hecho de que el medio (612, 613, 614) para producir el resto de estimaciones comprende un cancelador de interferencias para cada estimación restante de todos los canales.

22. Aparato cancelador según una del as reivindicaciones 19 a 21, caracterizado por el hecho de que el medio (612, 613, 614) para producir el resto de estimaciones tiene entradas configuradas para recibir una estimación para cada canal y comprende para cada canal:

23. Aparato cancelador según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que para cada canal hay un dispositivo de retraso (53, 63,73) para retrasar el código chip generado de ese canal; donde el código chip retrasado de ese canal es mezclado con la estimación introducida de ese canal para expandir ese canal.

24. Aparato cancelador según una de las reivindicaciones 19 a 23, caracterizado por el hecho de que el medio (612, 613, 614) para producir el resto de estimaciones comprende para cada canal:

25. Aparato cancelador según la reivindicación 24, caracterizado por el hecho de que el medio (612, 613, 614) para producir las estimaciones restantes comprende además para cada canal, un dispositivo de retraso (97, 98, 99) para retrasar el código chip generado de ese canal acoplado a la primera salida del mezclador.

26. Aparato cancelador según la reivindicación 21, también caracterizado por un medio (612, 613, 614) para producir las estimaciones restantes teniendo una pluralidad de entradas para recibir la estimación anterior y que son muestreadas y mantenidas durante el tiempo de un bit antes de ser introducidas en ese medio (612, 610, 613, 614) para producir las estimaciones restantes.