Un método para detectar múltiples ráfagas de acceso en un canal de acceso aleatorio (110,

504), en el que cada ráfaga de acceso (500) incluye un preámbulo de transmisión (602, 900), siendo el preámbulo de transmisión un miembro de un conjunto de preámbulos (700) que incluye secuencias de símbolos de preámbulos (S10-S15) obtenidos desplazando cíclicamente una secuencia de preámbulo básica, comprendiendo el método las operaciones de: recibir (402), en el canal de acceso aleatorio, múltiples ráfagas de acceso que incluyen como preámbulos de transmisión diferentes miembros del conjunto de preámbulos; determinar (404) la información de correlación (802, 804, 902, 904) indicativa de una correlación de un único preámbulo de correlación con cada uno de los múltiples diferentes preámbulos de transmisión recibidos, en que el preámbulo de correlación es un miembro del conjunto de preámbulos; y detectar simultáneamente (406) múltiples ráfagas de acceso analizando la información de correlación determinada usando el único preámbulo de correlación

Detección de ráfagas de acceso en una canal de acceso aleatorio.

Campo del invento

El presente se refiere en general a procedimientos de acceso aleatorio realizados en redes de radio. Más específicamente, el invento se refiere a una técnica para detectar una o más ráfagas de acceso en un canal de acceso aleatorio.

Antecedentes del invento

Hoy en día, no solamente los teléfonos móviles sino también otros dispositivos móviles tales como las PDA (Asistentes Digitales Personales), ordenadores portátiles pequeños, etc., intercambian datos con redes inalámbricas a través de interfaces o interconexiones de radio. Típicamente, una estación base de radio de una red, por ejemplo una red móvil, sirve al dispositivo móvil encaminando datos recibidos desde el dispositivo a través de la red hacia el receptor, y transmitiendo datos recibidos desde el lado de la red sobre la interfaz de radio hacia el dispositivo móvil.

Los recursos de transmisión disponibles sobre la interfaz de radio, tales como la frecuencia (ancho de banda), el tiempo (ranuras de tiempo disponibles en tramas de transmisión) y potencia de transmisión, están generalmente limitados y por ello tienen que ser usados tan eficientemente como sea posible. A este respecto, la estación base controla no solamente los parámetros de recurso para transmisiones de enlace descendente (desde la estación base al dispositivo), sino también para transmisiones ascendentes (desde el dispositivo a la estación base). Para la ascendente, la estación base tiene que asegurar que el dispositivo móvil está sincronizado con el esquema de transmisión de la interfaz de radio con exactitud apropiada para evitar el desperdicio de recursos. A este fin la estación base analiza las señales ascendentes recibidas, deriva valores de ajuste apropiados para los parámetros de transmisión ascendente usados por el dispositivo y envía información que indica los ajustes necesarios hacia el dispositivo móvil, que entonces ha de ajustar sus parámetros de transmisión consiguientemente.

Como un ejemplo, la estación base de radio determina faltas de alineación entre el dispositivo móvil y la estación base de radio. Las faltas de alineación de temporización son causadas por el retardo de ida y vuelta de propagación variable resultante de una distancia cambiante entre el dispositivo móvil y la estación base así como desde la deriva mutua entre los relojes en la estación base y el dispositivo.

Mientras la sincronización del dispositivo móvil puede ser realizada de una manera directa en caso de una conexión ascendente establecida, durante la cual las señales procedentes del dispositivo son recibidas y analizadas continuamente en la estación base, tal análisis no es posible en caso de que el dispositivo quiera conectar por primera vez (por ejemplo en el encendido o durante una transferencia) o desde un estado de espera (en que el dispositivo solo escucha la descendente). En estas circunstancias un procedimiento de acceso aleatorio ha de ser realizado para conseguir la sincronización.

En redes tales como redes móviles GSM o UMTS, un canal de acceso aleatorio físico (RACH) es proporcionado por la estación base (también llamado Nodo B en UMTS) sobre la interfaz de radio que permite que un dispositivo móvil realice un procedimiento de acceso aleatorio. Durante este procedimiento, el dispositivo móvil transmite una ráfaga de acceso específica (en oposición a ráfagas de transmisión normales) en el RACH. En caso de una detección y análisis satisfactorios de la ráfaga de acceso, la estación base responde transmitiendo parámetros de ajuste apropiados al dispositivo móvil.

Cuando se transmite la ráfaga de acceso, los parámetros de transmisión ascendente tales como el tiempo, la frecuencia y la potencia no están en general alineados de modo exacto con el esquema de transmisión soportado por la estación base de radio. Por ello han de preverse recursos adicionales al canal de acceso aleatorio para permitir faltas de alineación y evitar interferencias de las ráfagas de acceso aleatorio con ráfagas normales bien sincronizadas transmitidas, por ejemplo en la proximidad de ranuras de tiempo. Estos recursos adicionales comprenden, por ejemplo, períodos de protección y bandas de protección en la dimensión de tiempo y frecuencia, respectivamente.

En redes GSM, una ranura de tiempo de RACH particular está definida en el dominio de tiempo. Por ejemplo, la ranura de tiempo o la sub-trama 0 en cada trama de radio puede ser reservado para el RACH. De este modo, el RACH es ortogonal a otros canales de datos, por ejemplo canales de tráfico. Dentro de un RACH, puede ocurrir colisiones cuando múltiples dispositivos móviles pueden solicitar acceso simultáneamente. En GSM, como máximo una de las ráfagas de acceso recibidas simultáneamente puede ser detectada satisfactoriamente, las otras ráfagas, por ello permanecen sin respuesta por la estación base. Un esquema de resolución de contención puede así incluir un procedimiento de abandono aleatorio, en el que los dispositivos móviles repiten sus solicitudes de acceso después de un período de tiempo determinado de forma aleatoria en caso de no haber respuesta desde la estación base.

Una ráfaga de acceso puede contener una secuencia de "preámbulo" o "firma", que es básicamente una secuencia de símbolos. Cada uno de los símbolos a su vez puede comprender una secuencia de bits, por ejemplo 4 bits. Pueden proporcionarse preámbulos diferentes a los dispositivos móviles para permitir solicitudes de acceso simultáneas de múltiples dispositivos en la misma celda. Un dispositivo que solicita un acceso se espera que elija (por ejemplo aleatoriamente) uno de los preámbulos predeterminados. La detección de ráfagas de acceso en la estación base se basa así en la búsqueda de la ocurrencia de cualquiera de las secuencias de preámbulo específico predeterminadas en el RACH. Un detector de preámbulo específico puede estar previsto en la estación base que comprende varios filtros digitales, un filtro para cada una de las secuencias de preámbulo permitidas. En caso de que una señal recibida en el RACH coincida con uno de los filtros en al menos una exactitud predeterminada, una ráfaga de acceso puede ser detectada satisfactoriamente.

Como ejemplo, pueden usarse seis preámbulos diferentes para el procedimiento de acceso. En este caso, seis filtros han de ser previstos en el detector de preámbulos. Cualquier señal recibida en un canal de acceso aleatorio ha de ser analizada por la totalidad de los seis filtros en paralelo a fin de determinar si ninguna, una o más ráfagas de acceso han sido transmitidas. Está claro ya a partir de este ejemplo simple que el detector requiere circuitos muy complejos que incluyen una pluralidad de filtros digitales que funcionan en paralelo a fin de analizar la señal recibida. En general, con un número creciente de secuencias de preámbulo admisibles para detectar, el número de filtros que ha de ser previsto y así la complejidad informática aumenta adicionalmente.

El sucesor próximo de la norma de UMTS actual llamada LTE (Evolución a Largo Plazo) utilizará un OFDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal) como un esquema de transmisión ortogonal. También en este sistema, habrá interferencia mutua entre ráfagas de acceso transmitidas simultáneamente por diferentes dispositivos móviles. Al mismo tiempo, presumiblemente aumentará el número de intentos de acceso simultáneos que han de ser tratados en paralelo y así la complejidad informática del detector.

En sistemas no ortogonales tales como W-CDMA, el RACH es compartido con otros canales ascendentes. Aquí, el detector de preámbulo ha de enfrentarse con interferencia mutua no solamente entre múltiples ráfagas de acceso, sino también entre ráfagas de acceso y otras ráfagas, por ejemplo ráfagas normales. También en este escenario una detección de ráfagas de acceso con un nivel de confianza apropiado requiere un detector muy complejo.

El documento WO/9818280 A2 describe la detección simultánea de ráfagas de acceso aleatorio que incluyen preámbulos que son miembros de un conjunto de preámbulos, comprendiendo la recepción de múltiples ráfagas de acceso que incluyen como preámbulos diferentes miembros del conjunto de preámbulos. La información de correlación se determina que es indicativa de la correlación de los preámbulos de transmisión recibidos con una pluralidad de preámbulos de correlación que son miembros del conjunto. La detección simultánea de múltiple ráfagas de acceso es así conseguida. Como alternativa,...

1. Un método para detectar múltiples ráfagas de acceso en un canal de acceso aleatorio (110, 504), en el que cada ráfaga de acceso (500) incluye un preámbulo de transmisión (602, 900), siendo el preámbulo de transmisión un miembro de un conjunto de preámbulos (700) que incluye secuencias de símbolos de preámbulos (S10-S15) obtenidos desplazando cíclicamente una secuencia de preámbulo básica, comprendiendo el método las operaciones de: recibir (402), en el canal de acceso aleatorio, múltiples ráfagas de acceso que incluyen como preámbulos de transmisión diferentes miembros del conjunto de preámbulos; determinar (404) la información de correlación (802, 804, 902, 904) indicativa de una correlación de un único preámbulo de correlación con cada uno de los múltiples diferentes preámbulos de transmisión recibidos, en que el preámbulo de correlación es un miembro del conjunto de preámbulos; y detectar simultáneamente (406) múltiples ráfagas de acceso analizando la información de correlación determinada usando el único preámbulo de correlación.

2. El método según la reivindicación 1, en el que para determinar la información de correlación el preámbulo de correlación y los múltiples preámbulos de transmisión son tratados como señales periódicas.

3. El método según la reivindicación 2, en el que la operación de determinar la información de correlación comprende correlacionar cíclicamente (308) el preámbulo de correlación y los múltiples preámbulos de transmisión, y en el que la correlación cíclica es realizada de modo opcional en un dominio de frecuencia y en particular usando técnicas de Transformación de Fourier (304, 310).

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende la operación de determinar, basado en la información de correlación, un tiempo de ida y vuelta de propagación para al menos uno de los múltiples preámbulos de transmisión recibidos.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las secuencias del conjunto de preámbulos son versiones desplazadas cíclicamente entre sí, que están desplazadas por al menos un desplazamiento mínimo correspondiente a un retardo de tiempo máximo predeterminado para los preámbulos de transmisión dependiendo de las propiedades de propagación del canal, y/o en el que cada uno de los símbolos de preámbulos (S10-S15, S0-S5) utilizados para las secuencias de preámbulos es utilizado sólo una vez por secuencia de preámbulo (700, 900).

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la información de correlación comprende una función de correlación que indica la correlación del preámbulo de correlación y de los múltiples preámbulos de transmisión en una dimensión de tiempo (802, 804, 902, 904).

7. El método según la reivindicación 6, en el que la operación de determinar la información de correlación comprende además subdividir la función de correlación en zonas, en que cada zona está asociada con la correlación de un miembro del conjunto de preámbulos con el preámbulo de correlación.

8. El método según la reivindicación 7, en el que la operación de determinar la información de correlación comprende además: determinar un pico de correlación en la función de correlación correspondiente a uno de los múltiples preámbulos de transmisión; determinar la zona dentro de la cual está situado el pico de correlación; y detectar una de las múltiples ráfagas de acceso recibidas basándose en la zona determinada y que comprende opcionalmente además las operaciones de: determinar un desplazamiento de pico del pico de correlación con relación a un límite de la zona dentro de la cual está situado el pico de correlación; y calcular, basado en el desplazamiento de pico, el tiempo de ida y vuelta de la propagación.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, que comprende las operaciones de: realizar una Transformación de Fourier (304) de una señal recibida; y extraer (306) una banda de frecuencia correspondiente al canal de acceso aleatorio.

10. Un producto de programa de ordenador que comprende partes de código del programa para realizar las operaciones del método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes cuando las partes del código del programa son ejecutadas en un dispositivo informático.

11. El producto de programa de ordenador según la reivindicación 10 en el que dichas partes del código del programa están almacenadas en un medio de grabación legible por ordenador.

12. Un detector (118, 120, 200, 300) para detectar múltiples ráfagas de acceso en un canal de acceso aleatorio (110, 504), en el que cada ráfaga de acceso (600) incluye un preámbulo de transmisión (602, 900), siendo el preámbulo de transmisión un miembro de un conjunto de preámbulos (700) que incluye secuencias de símbolos de preámbulos (S10-S15) obtenidos desplazando cíclicamente una secuencia de preámbulo básica, comprendiendo el detector: un componente de recepción (202) adaptado para recibir, en el canal de acceso aleatorio, múltiples ráfagas de acceso que incluyen como preámbulos de transmisión diferentes miembros del conjunto de preámbulos; un componente de correlación (204; 304-310) adaptado para determinar la información de correlación indicativa de una correlación de un preámbulo de correlación con cada uno de los múltiples preámbulos de transmisión diferentes recibidos, en el que el preámbulo de correlación es un miembro del conjunto de preámbulos; y un componente de detección (210, 312) adaptado para detectar simultáneamente múltiples ráfagas de acceso analizando la información de correlación determinada usando el único preámbulo de correlación.

13. El detector según la reivindicación 12, en el que el componente de correlación está adaptado para tratar el preámbulo de correlación y los múltiples preámbulos de transmisión como señales periódicas (304, 310).

14. Una estación base de radio (108) destinada a realizar un procedimiento de acceso aleatorio, que comprende un detector (118, 120) según la reivindicación 12 ó 13.

15. La estación base de radio según la reivindicación 14, que comprende dos con más detectores (118, 120) según la reivindicación 12 ó 13, en la que cada uno de los detectores está configurado para diferentes conjuntos de preámbulos.