Unidad de abonado de comunicación de espectro expandido que comprende un sistema de modificación del canal portador,

dicha unidad de abonado estando destinada a ser utilizada en un sistema de comunicación de acceso múltiple de espectro extendido, que incluye una pluralidad de señales de información que tienen varias velocidades de canales diferentes, en donde las señales de información se transmiten como señales de mensaje a través de un canal de radiofrecuencia, RF, como una señal multiplexada por división de código, CDM, la unidad de abonado estando caracterizada por el hecho de que comprende: un receptor, SU, que incluye un medio (2330) de modificación del modo de canal de información en respuesta a una señal de mensaje de control de recepción, RCTRL, para indicar un cambio en una combinación de las señales de información recibidas de una primera señal de mensaje a una segunda señal de mensaje para soportar una velocidad del canal de información diferente; medios de control para determinar la información de codificación y modificación de la velocidad del portador a partir de la señal de mensaje de control de recepción, en donde la información de codificación y modificación del portador se recupera desexpandiendo la señal de mensaje de control recibida, RCTRL, y medios para proporcionar la segunda señal de mensaje desexpandida a una interfaz de datos para decodificar la segunda señal de mensaje desexpandida y medios para proporcionar el mensaje de control de recepción al medio de control que controla la decodificación de la segunda señal de mensaje desexpandida.

Adquisición de código en un sistema de comunicación CDMA.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a comunicaciones de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA), también conocida como comunicaciones de espectro expandido. Más particularmente, la presente invención se refiere a una unidad de abonado para utilizar en un sistema de comunicación de CDMA de alta capacidad, que proporciona uno o más canales simultáneos portadores de usuario en una radiofrecuencia determinada, permitiendo la asignación dinámica de la velocidad del canal portador rechazando al mismo tiempo la interferencia de la trayectoria.

Descripción de la técnica relevante

La prestación de servicios de telecomunicaciones de calidad a grupos de usuarios clasificados como remotos, tales como los sistemas de telefonía rural y los sistemas de telefonía en circunscripciones subdesarrolladas, ha demostrado ser un desafío en los últimos años. Estas necesidades han sido parcialmente satisfechas por los servicios por radio inalámbricos, como los sistemas fijos o móviles múltiplex por división de frecuencia (FDM), sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA), sistemas múltiplex por división de tiempo (TDM), sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), sistemas combinados de división de tiempo y frecuencia (FD/TDMA), y otros sistemas de radio móviles terrestres. Por lo general, estos servicios remotos se enfrentan con más usuarios potenciales de los que su frecuencia o capacidad de ancho de banda espectral puede soportar simultáneamente.

Reconociendo estas limitaciones, los recientes avances en las comunicaciones inalámbricas han utilizado técnicas de modulación de espectro expandido para proporcionar una comunicación simultánea a varios usuarios. La modulación del espectro expandido se refiere a la modulación de una señal de información con una señal de código de expansión, la señal de código de expansión siendo generada por un generador de códigos donde el período Tc del código de expansión es sustancialmente menor que el período de bits de datos de información o la señal símbolo. El código puede modular la frecuencia portadora en la que se ha enviado la información, llamada expansión por saltos en la frecuencia, o puede modular directamente la señal multiplicando el código de expansión de la señal de datos de información, llamada expansión de secuencia directa (DS). La modulación de espectro expandido produce una señal con un ancho de banda mucho mayor que la necesaria para transmitir la señal de información. La recepción y desexpansión sincrónicas de la señal en el receptor recupera la información original. Un demodulador síncrono en el receptor utiliza una señal de referencia para sincronizar los circuitos de desexpansión a la entrada de la señal modulada de espectro expandido para recuperar las señales portadora y de información. La señal de referencia puede ser un código de expansión que no esté modulado por una señal de información.

La modulación de espectro expandido en las redes inalámbricas ofrece muchas ventajas ya que varios usuarios pueden utilizar la misma banda de frecuencias con la mínima interferencia en el receptor de cada usuario. La modulación de espectro expandido también reduce los efectos de otras fuentes de interferencias. Además, las técnicas de modulación y demodulación síncronas del espectro expandido pueden ampliarse proporcionando múltiples canales de mensaje para un solo usuario, cada uno expandido con un código de expansión diferente, mientras se sigue transmitiendo sólo una señal de referencia única al usuario.

Una de las áreas en las que se utilizan las técnicas de espectro expandido es en el campo de las comunicaciones móviles celulares para ofrecer servicios de comunicación personal (PCS). Estos sistemas soportan deseablemente un gran número de usuarios, controlan el desplazamiento y salto Doppler y proporcionan señales de datos digitales de alta velocidad con bajas relaciones de errores de bit. Estos sistemas emplean una familia de códigos de expansión ortogonales o semiortogonales, con una secuencia de códigos de expansión piloto sincronizada con la familia de códigos. A cada usuario se le asigna uno de los códigos de expansión como una función de expansión. Los problemas relacionados con este sistema son: soportar un gran número de usuarios con los códigos ortogonales, gestionar una potencia reducida disponible para las unidades remotas y gestionar los efectos de la disipación en trayectorias múltiples. Las soluciones a estos problemas incluyen el uso de antenas en fase para generar múltiples haces orientables, utilizando secuencias de código ortogonales o semiortogonales. Estas secuencias pueden ser reutilizadas cambiando cíclicamente el código sincronizado a una referencia central y combinando la diversidad de las señales de trayectoria múltiple.

Los problemas asociados con el estado de la técnica se centran en torno a la recepción y sincronización fiables de los circuitos de desexpansión de la señal recibida. La presencia de la dispersión en trayectorias múltiples presenta un problema particular con los receptores de espectro expandido porque un receptor debe realizar en cierta manera un seguimiento de los componentes de trayectoria múltiple para mantener el acoplamiento de la fase del código de los medios de desexpansión del receptor con la señal de entrada. Los receptores del estado de la técnica en general, realizan el seguimiento de sólo una o dos de las señales de trayectoria múltiple, pero este método no es satisfactorio porque el grupo combinado de componentes de baja potencia de la señal de trayectoria múltiple puede contener en realidad mucha más potencia que el uno o dos componentes de trayectoria múltiple más potentes. Los receptores de la técnica anterior rastrean y combinan los componentes más potentes para mantener una relación de errores de bit (BER) predeterminada del receptor. Dicho receptor se describe, por ejemplo, en la patente US 5.109.390 titulada DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM de Gilhousen et al. Un receptor que combine todos los componentes de trayectoria múltiple, sin embargo, es capaz de mantener la BER deseada con una potencia de la señal que es menor que la de los sistemas de la técnica anterior debido a que hay más potencia de la señal disponible para el receptor. En consecuencia, existe la necesidad de un sistema de comunicación de espectro expandido que emplee un receptor que rastree prácticamente todos los componentes de la señal de trayectoria múltiple, de modo que sustancialmente todas las señales de trayectoria múltiple se puedan combinar en el receptor, y por lo tanto se pueda reducir la potencia de transmisión de la señal requerida para una determinada BER.

Otro problema asociado con los sistemas de comunicación de acceso múltiple de espectro expandido es la necesidad de reducir la potencia total de transmisión de los usuarios en el sistema, ya que los usuarios pueden tener una potencia limitada disponible. Un problema asociado que requiere el control de la potencia en los sistemas de espectro expandido está relacionado con la característica inherente de los sistemas de espectro expandido de que una señal de espectro expandido de un usuario es recibida por el receptor de otro usuario como ruido con un cierto nivel de potencia. En consecuencia, los usuarios que transmiten con altos niveles de potencia de la señal pueden interferir en la recepción de otros usuarios. Además, si un usuario se mueve en relación a la ubicación geográfica de otro usuario, el desvanecimiento y la distorsión de la señal requieren que los usuarios ajusten su nivel de potencia de transmisión para mantener una calidad de señal particular. Al mismo tiempo, el sistema debe mantener la potencia que la estación base recibe de todos los usuarios de forma relativamente constante. Finalmente, debido a que es posible que el sistema de espectro expandido tenga más usuarios remotos de los que puede soportar al mismo tiempo, el sistema de control de potencia también debe emplear un método de gestión de la capacidad que rechace usuarios adicionales cuando se alcance el nivel de potencia máximo del sistema.

Los sistemas de espectro expandido de la técnica anterior han empleado una estación base que mide la señal recibida y envía una señal de control adaptativo de potencia (APC) a los usuarios remotos. Los usuarios remotos incluyen un transmisor con un control automático de ganancia (AGC), que responde a la señal de APC. En estos sistemas la estación base... [Seguir leyendo]

1. Unidad de abonado de comunicación de espectro expandido que comprende un sistema de modificación del canal portador, dicha unidad de abonado estando destinada a ser utilizada en un sistema de comunicación de acceso múltiple de espectro extendido, que incluye una pluralidad de señales de información que tienen varias velocidades de canales diferentes, en donde las señales de información se transmiten como señales de mensaje a través de un canal de radiofrecuencia, RF, como una señal multiplexada por división de código, CDM, la unidad de abonado estando caracterizada por el hecho de que comprende:

un receptor, SU, que incluye un medio (2330) de modificación del modo de canal de información en respuesta a una señal de mensaje de control de recepción, RCTRL, para indicar un cambio en una combinación de las señales de información recibidas de una primera señal de mensaje a una segunda señal de mensaje para soportar una velocidad del canal de información diferente;

medios de control para determinar la información de codificación y modificación de la velocidad del portador a partir de la señal de mensaje de control de recepción, en donde la información de codificación y modificación del portador se recupera desexpandiendo la señal de mensaje de control recibida, RCTRL, y

medios para proporcionar la segunda señal de mensaje desexpandida a una interfaz de datos para decodificar la segunda señal de mensaje desexpandida y medios para proporcionar el mensaje de control de recepción al medio de control que controla la decodificación de la segunda señal de mensaje desexpandida.

2. Unidad de abonado de comunicación de espectro expandido de la reivindicación 1 que comprende además:

medios para transmitir y recibir una pluralidad de señales de mensaje de control de transmisión, TCTRL, que corresponden a las velocidades de la señal de información, en donde cada una de la pluralidad de las señales de mensaje soporta una velocidad de canal de información predeterminada, y

un transmisor (2301) que incluye un primer medio (2330) de modificación del modo de canal de información para cambiar una combinación de las señales de información de una primera señal de mensaje a una segunda señal de mensaje que soporta una velocidad de canal de información diferente de la primera señal de mensaje.