Un repetidor inalámbrico, que comprende: una unidad de red que presenta un primer transceptor para la comunicación con un sistema transceptor base y un segundo transceptor para la comunicación con una unidad de usuario,

comprendiendo la unidad de red: un convertidor de analógico a digital para digitalizar señales de radiofrecuencia del primer transceptor; un módulo de filtro polifásico para filtrar las señales de radiofrecuencia digitalizadas del convertidor de analógico a digital; un módulo de transformada rápida de Fourier para llevar a cabo una operación FFT en las señales de radiofrecuencia digitalizadas y filtradas; un módulo de selección de canal y de multiplexación para canalizar y multiplexar la salida del módulo de transformada rápida de Fourier; y un módulo de detección de FCCH, SCH y BCCH para detectar y seleccionar, a partir de la salida canalizada del módulo de transformada rápida de Fourier, al menos uno de entre un canal de control de frecuencia, un canal de control de sincronización y un canal de control de difusión

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ANTECEDENTES

Este documento describe un repetidor e intensificador inalámbrico bidireccional novedoso.

La mayoría de sistemas 3G y los denominados sistemas 4G (los sistemas 4G se basan principalmente en modulación mediante multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)), soportan altas velocidades de transmisión de datos y, como tales, tienen canales de comunicación con un ancho de banda (BW, bandwidth) mucho mayor que en comparación con los sistemas 2G tales como GSM. Por ejemplo, un canal de acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access) a 5 MHz es 25 veces mayor que los 200 kHZ de GSM, mientras que el BW de un canal WiMax es 50 veces mayor, o más.

Aunque el funcionamiento mencionado anteriormente se cumple para un único canal de comunicación, la característica de salto de frecuencia (FH, Frequency Hopping) del sistema global de comunicaciones móviles (GSM, Global System for Mobile) permite a un dispositivo GSM saltar todo el espectro asignado, lo que significa que un único canal GSM funcionará, durante el transcurso de una sesión, en un BW mucho más ancho que un canal WiMax

o WCDMA estático. Efectivamente, esto significa que un dispositivo intensificador o repetidor, que no tenga la capacidad de seguir el algoritmo FH, tiene que "atravesar" todo el espectro sobre el que puede saltar el canal de comunicación GSM, que es normalmente todo el espectro asignado a un operador dado.

Además, el espectro asignado GSM para un operador dado puede ser contiguo o no. También es deseable que un dispositivo repetidor e intensificador funcione solamente en frecuencias con licencia del proveedor de red “previsto”, evitando cualquier funcionamiento en canales que estén fuera del espectro con licencia del operador "previsto". Este requisito significa que un repetidor (o intensificador) tiene que diseñarse para funcionar solamente con un conjunto de canales específicos que pueden ser contiguos o no. La FIG. 2 ilustra un ejemplo de este escenario, donde un operador dado en un área dada tiene tres bandas no contiguas de 10 MHz, en total 30 MHz (enlace ascendente de 15 MHz y enlace descendente de 15 MHz), y donde una red derivada de GSM puede realizar saltos de frecuencia en cualquiera de 75 canales disponibles. De manera ideal, el repetidor mostrado en la FIG. 2 seleccionará, intensificará y repetirá solamente los canales de interés, según se muestra.

Aún más, puesto que ahora el espectro repetido es de 15 MHz en una dirección dada, un enlace digital entre la unidad de red y la unidad de usuario requerirá un BW operativo mucho mayor (15x2x2x10 = 600 Mbs/s en una dirección) que, aunque es posible, puede no resultar práctico para un pequeño dispositivo del consumidor. También puede ser difícil cumplir con las normas espectrales y con los requisitos reguladores tales como la selección de frecuencia dinámica (DFS, Dynamic Frequency Selection) y la máscara de emisión espectral en la banda sin licencia si se utilizan simultáneamente grandes secciones del espectro. Por lo tanto, un enlace basado en OFDM (o cualquier otro enlace modulado digitalmente) puede no ser la solución más apropiada para el salto central entre la unidad de red y la unidad de usuario.

RESUMEN

Este documento desvela un sistema de comunicaciones bidireccional novedoso y un procedimiento para el salto central (salto 2 en la FIG. 1), entre la unidad de usuario y la unidad de red (FIG. 1) que funcionan en las bandas sin licencia (ISM y/o UNII), y que soportan los canales de comunicaciones de red celular (o inalámbrica). El sistema y el procedimiento permiten soportar un espectro (ancho de banda) de repetición más ancho para un ancho de banda de comunicaciones dado en la banda sin licencia (salto 2 en la FIG. 1). Además, se desvelan algoritmos de selección de espectro y de canal que permiten un funcionamiento del intensificador "adecuado para la red", lo que significa que el intensificador no funcionará y no repetirá otras frecuencias de red de terceras partes. Esto elimina eficazmente cualquier daño no intencionado provocado por el funcionamiento del repetidor en otras redes de terceras partes. Finalmente, se definen mecanismos y canales de comunicaciones de datos y de control para el repetidor que permiten intercambiar mensajes de cada capa de protocolo (incluyendo la capa física y la capa MAC) entre el repetidor (intensificador) y la red operativa.

Los detalles de una o más realizaciones se muestran en los dibujos adjuntos y en la siguiente descripción. Otras características y ventajas resultarán evidentes a partir de la descripción y de los dibujos, y a partir de las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describirán en detalle estos y otros aspectos con referencia a los siguientes dibujos.

**(Ver fórmula)**

La FIG. 4 muestra una trayectoria de datos alternativa de enlace descendente de una unidad de red.

La FIG. 5 muestra una trayectoria de datos de enlace descendente de la unidad de usuario.

Símbolos de referencia similares en los diversos dibujos indican elementos similares.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La siguiente descripción se basa en una red norteamericana derivada de GSM que funciona en bandas PCS. Con pequeñas modificaciones, los siguientes sistemas y técnicas descritos pueden aplicarse a sistemas GSM/GPRS/EDGE, cdma2000, WCDMA, WiMax y cualquier otro sistema de comunicación celular y/o inalámbrico. Las solicitudes de patente WO2005025078, presentada el 3 de septiembre de 2003, y WO2005069249, presentada el 12 de enero de 2004, de Mohebbi, ambas tituladas “Short-Range Booster”, describen un repetidor o intensificador de corto alcance de tres saltos.

La FIG. 3 es un diagrama de bloques que muestra una trayectoria de datos 300 de enlace descendente para la unidad de red. La trayectoria de datos tiene un formato complejo. La FIG. 5 muestra una trayectoria de datos compleja relacionada de enlace descendente para la unidad de usuario. En la trayectoria de datos 300 de enlace descendente, el repetidor (intensificador) convierte de manera descendente (en el FE de RF) todo el espectro de enlace descendente de las bandas PCS asignadas y lo digitaliza con un convertidor de analógico a digital (ADC, analog-to-digital converter) 302. También es posible convertir de manera descendente y digitalizar una parte continua del espectro PCS en la que se espera que el sistema de un operador dado realice saltos de frecuencia. En algunos casos, puede resultar más práctico utilizar varios transceptores de RF en paralelo para cubrir los bloques de interés del espectro.

Haciendo de nuevo referencia a la FIG. 2, solamente interesan los bloques E, F y C-4 del espectro PCS, evitándose el resto de bloques en la trayectoria de datos del intensificador. Para seleccionar las bandas de interés, mientras se bloquean los demás canales, un filtro de canalización de 200 kHz, preferentemente un filtro polifásico 304 seguido de un bloque FFT 306, puede conectarse al ADC 302. En la salida del bloque FFT 306, dependiendo del BW del espectro original, habrá una pluralidad de canales de 200 KHz. Por ejemplo, si solo se digitalizan los bloques E, F y C (es decir, 25 MHz), habrá 125 canales, de los cuales sólo 75 deben seleccionarse y atravesarse hasta la unidad de usuario. Aunque la canalización del espectro y la selección de canal también pueden realizarse en la unidad de usuario, es preferible que estas tareas se lleven a cabo en la unidad de red ya que también reduce el BW de señal de 125 canales a 75 canales, reduciendo el requisito de BW del canal UNII.

Después de la canalización del espectro, el indicador de intensidad de señal recibida (RSSI, received signal strength indicator) medio de cada canal (canal de control de frecuencia (FCCH, frequency control channel), canal de control de sincronización (SCH, synchronization control channel) y canal de control de difusión (BCCH, broadcast control channel)) se mide y se registra en un módulo de "detección de FCC & SCH & BCCH" 308 y, en función de estas lecturas del RSSI, se identifica la portadora BCCH más fuerte posible de entre los canales seleccionados....

1. Un repetidor inalámbrico, que comprende:

una unidad de red que presenta un primer transceptor para la comunicación con un sistema

transceptor base y un segundo transceptor para la comunicación con una unidad de usuario,

comprendiendo la unidad de red:

un convertidor de analógico a digital para digitalizar señales de radiofrecuencia del primer transceptor;

un módulo de filtro polifásico para filtrar las señales de radiofrecuencia digitalizadas del convertidor de analógico a digital;

un módulo de transformada rápida de Fourier para llevar a cabo una operación FFT en las señales de radiofrecuencia digitalizadas y filtradas;

un módulo de selección de canal y de multiplexación para canalizar y multiplexar la salida del módulo de transformada rápida de Fourier; y

un módulo de detección de FCCH, SCH y BCCH para detectar y seleccionar, a partir de la salida canalizada del módulo de transformada rápida de Fourier, al menos uno de entre un canal de control de frecuencia, un canal de control de sincronización y un canal de control de difusión.

2. El repetidor inalámbrico según la reivindicación 1, en el que el módulo de detección de FCCH, SCH y BCCH selecciona la señal portadora BCCH más fuerte de entre los canales de control seleccionados.

3. El repetidor inalámbrico según la reivindicación 1, que comprende además un módulo de inserción de preámbulo y de canal de control para insertar un preámbulo y un canal de control en la salida canalizada y multiplexada del módulo de transformada rápida de Fourier.

4. El repetidor inalámbrico según la reivindicación 3, que comprende además: un filtro paso bajo para filtrar la salida del módulo de inserción de preámbulo y de canal de control; y un convertidor de digital a analógico para convertir la salida filtrada y digitalizada del módulo de

inserción de preámbulo y de canal de control en una señal de salida analógica.

5. El repetidor inalámbrico según la reivindicación 5, en el que la señal de salida analógica está en la banda UNII de señales inalámbricas.

6. Un repetidor inalámbrico, que comprende:

una unidad de red que presenta un primer transceptor para la comunicación con un sistema

transceptor base y un segundo transceptor para la comunicación con una unidad de usuario,

comprendiendo la unidad de red:

un convertidor de analógico a digital para digitalizar señales de radiofrecuencia del primer transceptor;

un módulo de filtro polifásico para filtrar las señales de radiofrecuencia digitalizadas del convertidor de analógico a digital;

un módulo de transformada rápida de Fourier para llevar a cabo una operación FFT en las señales de radiofrecuencia digitalizadas y filtradas;

un módulo de selección de canal y de multiplexación para canalizar y multiplexar la salida del módulo de transformada rápida de Fourier; y

un módulo GSM BB y MAC para establecer una red de comunicaciones bidireccional dedicada con la unidad de usuario.

7. Un sistema de intensificador de múltiples saltos, que comprende:

una unidad de red que se comunica con una estación transceptora base inalámbrica y una

unidad de usuario que se comunica entre la unidad de red y un dispositivo de usuario, comprendiendo

la unidad de red:

un convertidor de analógico a digital para digitalizar señales de radiofrecuencia del primer

**(Ver fórmula)**

transceptor; un módulo de filtro polifásico para filtrar las señales de radiofrecuencia digitalizadas del convertidor de analógico a digital; un módulo de transformada rápida de Fourier para llevar a cabo una operación FFT en las 5 señales de radiofrecuencia digitalizadas y filtradas; un módulo de selección de canal y de multiplexación para canalizar y multiplexar la salida del módulo de transformada rápida de Fourier; y un convertidor de digital a analógico para convertir las señales de radiofrecuencia digitalizadas en señales de salida analógicas en uno o más canales; y 10 comprendiendo la unidad de usuario, para cada uno del uno o más canales: un convertidor de analógico a digital para digitalizar las señales de salida analógicas de la unidad de red; un estimador de canal para estimar un canal seleccionado de entre el uno o más canales en los que se reciben las señales de salida analógicas; y 15 un ecualizador para ecualizar cualquier dispersión en el tiempo en el canal seleccionado; y

comprendiendo además la unidad de usuario: un combinador coherente para combinar las salidas de los ecualizadores; un módulo de filtro polifásico para filtrar las salidas combinadas de los ecualizadores; un módulo de transformada rápida de Fourier para llevar a cabo una operación FFT en las

20 salidas combinadas y filtradas de los ecualizadores; un módulo de selección de canal y de desmultiplexación para canalizar y desmultiplexar la salidas combinadas y filtradas de los ecualizadores; y un convertidor de analógico a digital para digitalizar las salidas combinadas y filtradas de los ecualizadores para generar una señal de salida intensificada para el dispositivo de usuario.