Un método para detectar que una velocidad relativa entre un transmisor y un receptor en un sistema de telecomunicaciones es mayor que una cantidad predeterminada,

comprendiendo el método:

usar una técnica de estimación Doppler para generar una estimación del ensanchamiento Doppler FD(1), basada en una señal recibida;

usar una técnica de estimación de velocidad para generar una estimación de velocidad V basada en la señal recibida, en la que la técnica de estimación de velocidad difiere de la técnica de estimación Doppler; y

usar una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada;

en el que la pluralidad de estimaciones incluye al menos la estimación de ensanchamiento Doppler y la estimación de velocidad

Detección de un movimiento de alta velocidad en un sistema de telecomunicación.

Antecedentes

El presente invento se refiere a sistemas de telecomunicación móvil, y más específicamente a métodos y aparatos que determinan un movimiento relativo de alta velocidad entre un transmisor y un receptor en un sistema de telecomunicación.

Los sistemas de comunicación digital incluyen sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), tales como sistemas de telefonía celular por radio que cumplen la norma de telecomunicación GSM y mejoras tales como GSM/EDGE, y los sistemas de Acceso Múltiple de División de Código (CDMA), tales los sistemas de telefonía celular por radio que cumplen la IS-95, cdma 2000, y las normas de telecomunicación de banda ancha CDMA (WCDMA). Los sistemas de comunicación digital también incluyen sistemas TDMA y CDMA "mezclados", tales como los sistemas de telefonía celular por radio que cumplen la norma del Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS), la cual especifica una tercera generación (3G) de sistema móvil que está siendo desarrollada por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETS) dentro del marco IMT-2000 de la Unión Internacional de las Telecomunicaciones (ITU's). El Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) establece la norma UMTS. Esta aplicación está centrada en sistemas WCDMA para abreviar la explicación, aunque se entenderá que los principios descritos en esta aplicación pueden ser puestos en práctica en otros sistemas de comunicaciones digitales.

El WCDMA está basado en técnicas de espectro extendido de secuencia directa, con códigos de aleatorización por pseudo ruido y códigos de canalización ortogonal que separan estaciones de base y canales físicos (equipo de usuario o usuarios), respectivamente, en la dirección del enlace descendente (base a equipo de usuario). El Equipo de Usuario (UE) comunica con el sistema a través, por ejemplo, de los respectivos canales físicos especializados (DPCHs). Aquí se usa la terminología WCDMA, aunque se apreciará que otros sistemas tienen una terminología correspondiente. Los códigos de mezclado y de canalización y el control de potencia de transmisión son bien conocidos en la técnica.

La Figura 1 representa un sistema de telecomunicación celular por radio móvil 100, el cual puede ser, por ejemplo, un sistema de comunicación CDMA o un WCDMA. Los controladores de red de radio (RNCs) 112, 114 controlan diversas funciones de red de radio que incluyen, por ejemplo, el establecimiento de la portadora de acceso, diversidad de transferencia, y similares. Más generalmente, cada RNC dirige las llamadas del UE a través de la estación o estaciones de base adecuadas (BSs). El UE y la BS se comunican entre sí a través de los canales de enlace descendente (es decir, de base a UE o Retransmisión) y enlace ascendente (es decir, UE a canales de base o a la inversa. El RNC 112 se muestra acoplado a las BS 116, 118, 120, y el RNC 114 se muestra acoplado a las BS 122, 124, 126. Cada BS sirve a un área geográfica que puede estar dividida en una o más celdas. La BS 126 se muestra como teniendo cinco sectores de antena S1-S5, de los que se puede decir que forman la celda de la BS 126. Las BSs están acopladas a sus correspondientes RNCs por líneas telefónicas especializadas, por enlaces de fibra óptica, por enlaces de microondas, y similares. Los RNCs 112, 114 están conectados con redes externas tales como la red telefónica pública conmutada (PSTN), Internet, y similares a través de uno o más nodos de la red básica como un centro de conmutación móvil (no mostrado) y/o un nodo de servicio de radio por paquetes (no mostrado). En la Figura 1, el UE 128 se muestra comunicando con la BS 118. El UE 130 se muestra comunicando con varias estaciones base, a saber las BSs 120 y 122. Un enlace de control entre los RNCs 112, 114 permite diversas comunicaciones a/desde el UE 130 a través de las BSs 120, 122.

En el UE la señal portadora modulada (Capa 1) es procesada para producir una estimación de la corriente de datos de información original destinada al receptor. La señal ensanchada de banda de base recibida compuesta es normalmente proporcionada a un procesador RAKE que incluye un número de "dedos", o de desensanchadores, cada uno de los cuales está asignado a cada uno de los respectivos componentes seleccionados, tales como ecos o flujos mulitrayecto procedentes de estaciones de base diferentes, en la señal recibida. Cada dedo combina un componente recibido con la secuencia de aleatorización y el código de canalización apropiado para desensanchar un componente de la señal compuesta recibida. El procesador RAKE típicamente desensancha ambos datos de información enviados y los símbolos experimentales o de instrucción que están incluidos en la señal compuesta.

En un sistema típico de comunicación inalámbrica cada dispositivo (por ejemplo, UE, BS) tiene su propio oscilador local que define una referencia temporal. Es crucial que los osciladores locales de dispositivos que se comunican entre sí estén alineados lo más precisamente posible, de otro modo se desplazarían sus referencias temporales una con respecto a otra. Este desplazamiento podría hacer que los dispositivos no fueran capaces más tiempo de recibir información apropiada entre sí, lo que a su vez provocaría una calidad de funcionamiento deteriorada del receptor. Por último, la conexión puede perderse debido a la pérdida de sincronización entre el UE y la BS.

Esto se refiere en particular a sistemas de comunicación inalámbrica tales como el WCDMA. En tales sistemas el UE aplica un mecanismo de control automático de frecuencia (AFC) para ajustar su oscilador local de una forma que lo conserve bien alineado con los osciladores locales de la o las estaciones de base a las que está conectado.

El funcionamiento típico del AFC comprende analizar una característica (por ejemplo, estimaciones de canal complejo) a lo largo del tiempo, e intentar ajustar el oscilador local de forma que no se detecten estimaciones de rotación de canal en el plano complejo. Este algoritmo está basado en el hecho de que la rotación corresponde al desplazamiento de frecuencia relativo, que a su vez corresponde al desplazamiento de referencia temporal relativo.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de las partes de un UE que interviene en el funcionamiento del AFC. De especial importancia a esta discusión es el oscilador local (VCXO) 201 que genera las frecuencias necesarias para poner en funcionamiento las secciones del Receptor Frontal (RX Fe) 203 y del Transmisor Frontal (no mostrados). Un AFC 205 genera una señal de control digital (f_err) que después de la conversión en una tensión de control analógico por un Convertidor Digital-Analógico (DAC) 207 ajusta la frecuencia de salida del oscilador local 201.

El AFC 205 puede ser hecho funcionar selectivamente en uno de una pluralidad de modos de velocidad diferentes. El modo de velocidad puede ser fijado por un estimador Doppler 209.

Considérese un ejemplo en el que existen dos modos de velocidad diferentes. En el modo de velocidad baja a modo de ejemplo se recoge una estimación de canal por dedo en cada ranura, y en un modo de alta velocidad a modo de ejemplo se recogen cinco estimaciones de canal por dedo en cada ranura. El valor

(en donde ||*|| significa conjugación compleja) es calculado y después filtrado de acuerdo con

en donde ? es un parámetro de filtro, f significa los dedos que intervienen en el funcionamiento del AFC, y hat{h}_f y hat{h}_f^(previous) son las estimaciones de canal actual y previa, respectivamente, por dedo f, cada una generada por un estimador de canales 211. El estado del filtro es apropiadamente reajustado siempre que ocurra una actualización de la referencia de frecuencia del UE (f_UE) o un cambio de modo de velocidad. El error de frecuencia comunicado se calcula como

en donde ?t es el intervalo de tiempo entre dos actualizaciones sucesivas del AFC (es decir, dos estimaciones de canal recogidas consecutivas), por ejemplo 1/1500 segundos en el modo de velocidad baja...

1. Un método para detectar que una velocidad relativa entre un transmisor y un receptor en un sistema de telecomunicaciones es mayor que una cantidad predeterminada, comprendiendo el método:

en el que la pluralidad de estimaciones incluye al menos la estimación de ensanchamiento Doppler y la estimación de velocidad.

2. El método de la reivindicación 1, en el que:

3. El método de la reivindicación 2, en el que:

la primera técnica de estimación Doppler comprende utilizar información sobre una parte de la señal recibida asociada con el trayecto más potente entre el transmisor y el receptor; y

la segunda técnica de estimación Doppler comprende:

4. El método de la reivindicación 2, que además comprende:

detectar si las estimaciones de canal experimentan una rotación de fase durante un período de tiempo predeterminado;

y en el que el paso de usar una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada comprende:

5. El método de la reivindicación 4, que comprende:

en respuesta a detectar que la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada, hacer funcionar un controlador automático de frecuencia a una velocidad de actualización alta; y

cambiar el funcionamiento del controlador automático de frecuencia a una velocidad de actualización baja en respuesta a determinar que una magnitud de un error de frecuencia generado por el controlador automático de frecuencia ha permanecido continuamente por debajo de un valor umbral predeterminado durante un período de tiempo predeterminado.

6. El método de la reivindicación 1, en el que el uso de la pluralidad de estimaciones comprende concluir que la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor no es mayor que la cantidad predeterminada sólo si ninguna de la pluralidad de estimaciones indica que la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada.

7. El método de la reivindicación 1, en el que la técnica alternativa de estimación de velocidad comprende:

detectar si las estimaciones de canal experimentan una rotación de fase durante un período de tiempo predeterminado;

y en el que el paso de usar una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada comprende:

8. El método de la reivindicación 1, en el que la técnica de estimación de velocidad alternativa comprende:

en donde:

y en el que el paso de usar una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada comprende:

9. Un aparato para detectar que una velocidad relativa entre un transmisor y un receptor en un sistema de telecomunicaciones es mayor que una cantidad predeterminada, comprendiendo el aparato:

10. El aparato de la reivindicación 9, en el que:

la técnica de estimación Doppler es una primera técnica de estimación Doppler;

la estimación del ensanchamiento Doppler hat{f}_D}⁽¹⁾ es una primera estimación del ensanchamiento Doppler,

la técnica de estimación de velocidad es una segunda técnica de estimación Doppler que difiere de la primera técnica de estimación Doppler; y

la estimación de velocidad es una segunda estimación del ensanchamiento Doppler, hat{f_D}⁽²⁾.

11. El aparato de la reivindicación 10, en el que:

el primer estimador Doppler comprende una lógica que utiliza información sobre una parte de la señal recibida asociada con el trayecto más potente entre el transmisor y el receptor; y

la segunda técnica de estimación Doppler comprende:

12. El aparato de la reivindicación 10, que además comprende:

una lógica que detecta si las estimaciones de canal experimentan una rotación de fase durante un período de tiempo predeterminado; y en el que la lógica que usa una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada comprende:

13. El aparato de la reivindicación 12, que comprende:

una lógica que, en respuesta a detectar que la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada, pone en funcionamiento un controlador automático de frecuencia a una velocidad de actualización alta; y

una lógica que cambia el funcionamiento del controlador automático de frecuencia a una velocidad de actualización baja en respuesta a determinar que una magnitud de un error de frecuencia generado por el controlador automático de frecuencia ha permanecido continuamente por debajo de un valor umbral predeterminado durante un período de tiempo predeterminado.

14. El aparato de la reivindicación 9, en el que la lógica que usa la pluralidad de estimaciones comprende una lógica que concluye que la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor no es mayor que la cantidad predeterminada solamente si ninguna de la pluralidad de estimaciones indica que la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada.

15. El aparato de la reivindicación 9, en el que el estimador de velocidad alternativa comprende:

una lógica que detecta si las estimaciones de canal experimentan una rotación de fase durante un período de tiempo predeterminado; y en el que la lógica que usa una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada comprende:

16. El aparato de la reivindicación 9, en el que el estimador de velocidad alternativa comprende:

y en el que la lógica que usa una pluralidad de estimaciones para detectar si la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor es mayor que la cantidad predeterminada comprende: