Un generador (430) de secuencias de variación de frecuencia por saltos para utilizar en un sistema de telecomunicaciones por radio que utiliza desplazamientos de frecuencia variables FO generados durante una sincronización de un índice de tiempo FN (45),

para determinar una secuencia de variación de frecuencia por saltos para usar en comunicación entre una estación móvil (321, 322) y un nodo de redes (30A, 30B, 30C), que incluye

medios (43) para almacenar un número de secuencias de saltos HSN,

medios (46) para almacenar un número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencia por saltos FOHSN que es característico para dicho nodo de red (30A, 30B, 30C),

medios (47) para almacenar conjuntos de desplazamientos de frecuencia FOset, y un generador (41) de variación de frecuencia por saltos,

caracterizado por

un generador (42) de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos para suministrar un desplazamiento de frecuencia FO a dicho generador (41) de variación de frecuencia por saltos, estando dicho generador (42) de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos adaptado para generar el desplazamiento de frecuencia como una función del índice de tiempo, incluyendo el generador de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos

a) un sub-generador (51) de secuencias inter-células que genera un componente I1 inter-células de un índice de desplazamiento de frecuencia FOI con dependencia de dicho número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencia por saltos FOHSN (46), del índice de tiempo FN (45) y de un número NFO (48) que informa del número de desplazamientos de frecuencia FOs en dicho conjunto de desplazamientos de frecuencia; y

b) un sub-generador (52) intra-células para generar un componente I2 intra-células del índice de desplazamiento de frecuencia FOI, con dependencia del índice de tiempo FN, (45), del número NFO (48), que informa del número de desplazamientos de frecuencia, FOs, en dicho conjunto de desplazamientos de frecuencia, y un parámetro FOSEED (49), asignado a una estación móvil y utilizado para evitar colisiones de frecuencias entre móviles con igual número de secuencia de saltos HSN (43), igual número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos (FOHSN) e iguales adjudicaciones de desplazamientos de frecuencia FOs, y frecuencias,

medios (54) para determinar un índice de desplazamiento de frecuencia FOI, a partir de dichos componentes I1, I2 inter-células e intra-células, y medios (56) para representar (mapping) el índice de desplazamiento de frecuencia para uno de los desplazamientos de frecuencia en el conjunto de desplazamientos de frecuencia; estando dicho generador (42) de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos conectado a dicho generador (41) de variación de frecuencia por saltos para suministrar dicho desplazamiento de frecuencia FO y para proporcionar la secuencia de variación de frecuencia por saltos FO tanto con diversidad de interferencias inter- e intra-células como ortogonalidad de secuencias de variación por saltos

Método y sistema para variación de desplazamiento de frecuencia por saltos en una red radio.

Antecedentes

La presente invención pertenece al campo de las telecomunicaciones y particularmente a técnicas de variación de frecuencia por saltos empleadas en sistemas de telecomunicaciones celulares.

La variación de frecuencia por saltos se utiliza con frecuencia en sistemas celulares de telecomunicaciones por radio, tales como Sistema Global para Comunicaciones con Móviles (GSM), para mejorar el rendimiento o comportamiento del sistema. En general, la variación de frecuencia por saltos mejora el rendimiento al introducir diversidad de frecuencias y diversidad de interferencias. El rendimiento mejorado significa que una red celular puede ser más fuertemente cargada si se utiliza variación de frecuencia por saltos de lo que hubiera sido de otro modo. Es decir, la variación de frecuencia por saltos aumenta la capacidad de la red. El impacto de la variación de frecuencia por saltos sobre la interferencia entre móviles ha resultado más importante debido a la tendencia a la planificación de redes de interferencia limitada con el más ajustada reutilización de frecuencias.

En un sistema de telecomunicaciones por radio que utiliza variación de frecuencia por saltos, normalmente se adjudica una secuencia de variación de frecuencia por saltos a un móvil en establecimiento de llamada. La diversidad de frecuencias se consigue transmitiendo cada señal de telecomunicaciones por radio en la secuencia de frecuencias a lo largo del tiempo. Cada señal de radio es transmitida sobre una secuencia de frecuencias debido a que las señales de radio están con frecuencia sometidas a variaciones de amplitud denominadas desvanecimiento o amortiguación de Rayleigh. Sin embargo, en cualquier caso dado, el desvanecimiento de Rayleigh afecta generalmente a señales de radio transportadas en algunas frecuencias más que en otras frecuencias. De ese modo, transmitiendo una señal de telecomunicaciones de radio en la secuencia de frecuencias diferentes se puede aumentar la probabilidad de que la señal sea recibida correctamente, ya que es improbable que el desvanecimiento de Rayleigh impacte negativamente de forma significativa cada frecuencia en la cual está siendo transmitida la señal de telecomunicaciones de radio. Esta ventaja existe para señales que contienen redundancia que hace posible corregir errores de bits experimentados durante los profundos desvanecimientos de Rayleigh. Por lo tanto, se mejora la calidad de la señal y se mejora el rendimiento global del sistema.

En adición al desvanecimiento, una señal de radio está sometida con frecuencia a grados variables de interferencia causados por tráfico (por ejemplo, desde estaciones móviles situadas muy cerca) en la misma frecuencia (es decir, interferencia de co-canales o canales cooperantes) y tráfico en una frecuencia adyacentes (es decir, interferencia de canales adyacentes). Si la interferencia de co-canales y/o canales adyacentes es sustancial, puede resultar gravemente impactada la calidad de la señal asociada. En teoría, la variación de frecuencia por saltos, a través de la introducción de diversidad de interferencias, ensancha o amplía la interferencia de co-canales y de canales adyacentes entre numerosos usuarios finales, de tal manera que se diversifica la interferencia de co-canales y canales adyacentes experimentada por un usuario final particular. El efecto global es elevar la calidad de la señal a través de la red, mejorando con ello el rendimiento del sistema global.

Aunque la variación de la frecuencia por saltos mejora el rendimiento del sistema al mejorar la calidad de la señal, la reutilización de la frecuencia está diseñada para mejorar el rendimiento del sistema aumentando la capacidad del sistema. Más concretamente, la reutilización de frecuencia permite que dos o más células utilicen simultáneamente la misma frecuencia, o grupo de frecuencias, siempre que la distancia (es decir, la distancia de reutilización) entre las dos células sea suficiente para minimizar cualquier interferencia de co-canales que pudiera de otro modo tener un efecto adverso sobre la calidad de la señal. Sin embargo, al aumentar la demanda de servicio celular, es probable que disminuyan las distancias de reutilización. Y, al disminuir la distancia de reutilización, es probable que aumente la interferencia de co-canales.

Con el fin de evitar grave interferencia entre estaciones de móviles situadas muy cerca (por ejemplo estaciones de móviles conectadas a la misma estación de base) que usan el mismo conjunto de frecuencias, se asignan secuencias ortogonales de variación de frecuencia por saltos a estas estaciones de móviles. Dos secuencias S₁ y S₂ de variación de frecuencia por saltos son ortogonales si S₁(k) ?q S₂(k) para todos los pasos de tiempo k. El carácter ortogonal se representa por la notación S₁ ? S₂. Las dos secuencias S₁ y S₂ son parcialmente ortogonales si la probabilidad de colisión P(S₁(k) = S₂(k)) = p para cierto 0< p <1, como se representa por la notación S₁ ?_p S₂. Si p = 1/N, donde N es el número de frecuencias usadas para la variación de frecuencia por saltos, se proporciona diversidad de interferencia plena. Si p = 0, existe ortogonalidad.

De acuerdo con técnicas convencionales de variación de frecuencia por saltos, las secuencias de variación de frecuencia por saltos pueden ser derivadas de una secuencia de variación de frecuencia por saltos de referencia que es establecida para todo el sistema o una parte del sistema, por ejemplo una célula. Típicamente (por ejemplo, como en GSM), la secuencia de variación de frecuencia por saltos es una secuencia cíclica o pseudo-aleatoria determinada por un parámetro específico de célula (por ejemplo, Número de Secuencia de Variación por Saltos HSN) y un parámetro específico de móvil asignado al establecimiento de llamada o traspaso (handover). Es decir, una estación móvil, en traspaso o establecimiento de llamada, es informada del parámetro específico de célula que determina la secuencia de variación de frecuencia por saltos, de referencia, y le es asignado el parámetro específico de móvil (por ejemplo, un desplazamiento (offset) de frecuencia disponible) asociado con la célula en la cual está operando la estación móvil. La estación móvil salta a través de una secuencia de frecuencias que están, a lo largo del tiempo, desplazadas de la secuencia de variación de frecuencia por saltos en una cantidad fija que es igual a su desplazamiento de frecuencia asignada. De acuerdo con la norma de GSM, cada desplazamiento de frecuencia es referida como una Desplazamiento de Indice de Asignación de Móvil (es decir, MAIO). Dependiendo de los valores de estos dos parámetros (HSN y MAIO, por ejemplo) y el parámetro que sincroniza las secuencias de variación de frecuencia por saltos a través del tiempo (el número de trama de TDMA, por ejemplo), las secuencias de variación de frecuencia por saltos usadas por dos móviles pueden ser o bien idénticas, ortogonales o no ortogonales, pero con colisiones aleatorias, de manera que se consigue la diversidad de interferencia. La asignación de diferentes desplazamientos de frecuencia constantes a estaciones móviles en establecimiento de llamada o traspaso es un intento de obtener la ortogonalidad.

Considérese, por ejemplo, una secuencia de variación de frecuencia por saltos de referencia para un grupo de doce frecuencias indicadas por 1, 2, 3,..., 12 en un periodo de tiempo t₁-t₁₀ que es como [9,5,11,1,3,9,12,10,7,8]. Si la primera estación móvil opera en una primera célula con esta secuencia de variación de frecuencia por saltos de referencia le es, por ejemplo, asignado uno desplazamiento de frecuencia de cero, la primera estación móvil saltará a través de la secuencia [9,5,11,1,3,9,12,10,7,8] en el periodo de tiempo t₁-t₁₀. Si la segunda estación móvil opera en una segunda célula con el mismo grupo de doce frecuencias, el mismo número de trama de TDMA simultáneo (u otro parámetro de temporización similar), y a la misma secuencia de variación de frecuencia por saltos de referencia se asigna un desplazamiento de frecuencia de siete, la segunda estación móvil saltará a través de la secuencia [4,12,6,8,10,4,7,5,2,3] en el mismo periodo t₁-t₁₀. De acuerdo con técnicas convencionales de variación de frecuencia...

1. Un generador (430) de secuencias de variación de frecuencia por saltos para utilizar en un sistema de telecomunicaciones por radio que utiliza desplazamientos de frecuencia variables FO generados durante una sincronización de un índice de tiempo FN (45), para determinar una secuencia de variación de frecuencia por saltos para usar en comunicación entre una estación móvil (32₁, 32₂) y un nodo de redes (30A, 30B, 30C), que incluye

medios (43) para almacenar un número de secuencias de saltos HSN,

medios (46) para almacenar un número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencia por saltos FOHSN que es característico para dicho nodo de red (30A, 30B, 30C),

medios (47) para almacenar conjuntos de desplazamientos de frecuencia FOset, y un generador (41) de variación de frecuencia por saltos,

caracterizado por

un generador (42) de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos para suministrar un desplazamiento de frecuencia FO a dicho generador (41) de variación de frecuencia por saltos, estando dicho generador (42) de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos adaptado para generar el desplazamiento de frecuencia como una función del índice de tiempo, incluyendo el generador de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos

a) un sub-generador (51) de secuencias inter-células que genera un componente I₁ inter-células de un índice de desplazamiento de frecuencia FOI con dependencia de dicho número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencia por saltos FOHSN (46), del índice de tiempo FN (45) y de un número NFO (48) que informa del número de desplazamientos de frecuencia FOs en dicho conjunto de desplazamientos de frecuencia; y

b) un sub-generador (52) intra-células para generar un componente I₂ intra-células del índice de desplazamiento de frecuencia FOI, con dependencia del índice de tiempo FN, (45), del número NFO (48), que informa del número de desplazamientos de frecuencia, FOs, en dicho conjunto de desplazamientos de frecuencia, y un parámetro FOSEED (49), asignado a una estación móvil y utilizado para evitar colisiones de frecuencias entre móviles con igual número de secuencia de saltos HSN (43), igual número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos (FOHSN) e iguales adjudicaciones de desplazamientos de frecuencia FOs, y frecuencias,

medios (54) para determinar un índice de desplazamiento de frecuencia FOI, a partir de dichos componentes I1, I2 inter-células e intra-células, y medios (56) para representar (mapping) el índice de desplazamiento de frecuencia para uno de los desplazamientos de frecuencia en el conjunto de desplazamientos de frecuencia; estando dicho generador (42) de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos conectado a dicho generador (41) de variación de frecuencia por saltos para suministrar dicho desplazamiento de frecuencia FO y para proporcionar la secuencia de variación de frecuencia por saltos FO tanto con diversidad de interferencias inter- e intra-células como ortogonalidad de secuencias de variación por saltos.

2. El generador de secuencias de variación de frecuencia por saltos de la reivindicación 1, que comprende además un contador (45) para generar el índice de tiempo.

3. El generador de secuencias de variación de frecuencia por saltos de la reivindicación 1 o la 2, en el que los medios (54) para determinar el índice de desplazamiento de frecuencia comprenden un sumador (56) de módulo-NFO.

4. Un generador de secuencias de variación de frecuencia por saltos de las reivindicaciones 1-3, en el que el componente I₂ intra-células está determinado por I₂(FN, FOSEED) = S(1 + (FN + FOSEED)mod NFO)

en donde S es una secuencia básica de 0, 2, 4, ...K₁, K₂, K₂ - 2, ...3, 1, en la que

FN es un índice de tiempo;

NFO es un número de desplazamientos de frecuencia en un conjunto de posibles desplazamientos de frecuencia; y

FOSEED es un único entero asignado a la estación móvil en uno de entre establecimiento de llamada y traspaso (handover).

5. El generador de las reivindicaciones 1-3, en el que el componente I₂ intra-células está determinado por I₂(FN, FOSEED) = S(1 + (FN + K)mod NFO),

en el que S es una secuencia básica de 0, 2, 4,...K₁, K₂, K₂ - 2, ...3, 1, en la que

K = S(1 + (FOSEED + FN div NFO)mod NFO);

FN es un índice de tiempo;

NFO es un número de desplazamientos de frecuencia en un conjunto de posibles desplazamientos de frecuencia;

div significa división de enteros

y

FOSEED es un entero único asignado a la estación móvil en una de entre establecimiento de llamada y traspaso.

6. Un método de operar un receptor que incluye un generador (40) de variación de frecuencia por saltos para utilizar en un sistema de telecomunicaciones por radio, incluyendo el método

generar desplazamientos de frecuencias variables FO durante una temporización de un índice de tiempo FN(45),

utilizar los desplazamientos de frecuencia variables FO para determinar una secuencia de variación de frecuencia por saltos para usar en comunicación entre una estación móvil (32₁, 32₂) y un nodo de red (20A),

caracterizado por

ser el desplazamiento de frecuencia determinado como una función del índice de tiempo;

generar un componente I1 inter-células de un índice de desplazamiento de frecuencia FOI con dependencia de un número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencias por saltos FOHSN (46), del índice de tiempo FN (45) y de un número NFO (48) que informa del número de desplazamientos de frecuencia FOs en dicho conjunto de desplazamientos de frecuencia, en el que FOHSN es asignado a una estación móvil para obtener una única secuencia pseudo-aleatoria, y

generar un componente I2 intra-células con dependencia del índice de tiempo FN (45), de un número NFO (48) que informa del número de desplazamientos de frecuencia FOs en un conjunto de desplazamientos de frecuencia, y de un parámetro FOSEED (49) asignado a una estación móvil y utilizado para evitar colisiones de frecuencias entre móviles con igual número de secuencias de variación por saltos HSN (43), igual número de secuencias de variación de desplazamiento de frecuencia por saltos FOHSN e iguales adjudicaciones de desplazamientos de frecuencia FOs y frecuencias;

determinar el índice de desplazamiento de frecuencia FOI a partir de dichos componentes I1, I2 inter-células e intra-células para proporcionar la secuencia de variación de frecuencia por saltos tanto con diversidad de interferencias inter- e intra-células como ortogonalidad de secuencias de variación por saltos; y

mapear el índice de desplazamiento de frecuencia (FOI) para uno de los posibles plurales desplazamientos de frecuencia.

7. El método de la reivindicación 6, que comprende además determinar el componente I₂ intra-células como:

I₂(FN, FOSEED) = S(1 + (FN + FOSEED)mod NFO),

en donde S es una secuencia básica de 0, 2, 4,..., K₁, K₂, K₂ - 2, ...3, 1, en la que

FN es un índice de tiempo;

NFO es un número de desplazamientos de frecuencia en un conjunto de posibles desplazamientos de frecuencia; y

FOSEED es u entero único asignado a la estación móvil en uno de entre establecimiento de llamada y traspaso.

8. El método de la reivindicación 6, que comprende además determinar el componente I₂ intra-células como:

I₂(FN, FOSEED) = S(1 + (FN + K)mod NFO),

en donde S es una secuencia básica de 0, 2, 4, ...K₁, K₂, K₂ - 2, ...3, 1, en la que

K = S(1 + (FOSEED + FN div NFO)mod NFO);

FN es un índice de tiempo;

NFO es un número de desplazamientos de frecuencia en un conjunto de posibles desplazamientos de frecuencia;

div significa división de entero; y FOSEED es un entero único asignado a la estación móvil en uno de entre establecimiento de llamada y traspaso.

9. El método de la reivindicación 6, que comprende además adjudicar una secuencia de componentes intra-células a una conexión entre la estación móvil y el nodo de red para uso cíclico repetido.

10. El método de la reivindicación 6, que comprende además conmutar cíclicamente entre secuencias de componentes ortogonales plurales intra-células para una conexión entre la estación móvil y el nodo de red.