Método para corrección automática de frecuencia de un bucle de control automático de frecuencia de una unidad de comunicaciones inalámbricas que funciona en un modo dúplex por división de tiempo,

comprendiendo el método en una primera etapa (500): recibir una señal de sincronización sobre un primer canal físico; producir a partir de la señal de sincronización una primera estimación de frecuencia (Δfk); determinar si la primera estimación de frecuencia (Δfk) está por debajo de un umbral predeterminado (Frecuencia_Ajustada2); y producir, a partir de la señal de sincronización, un primer y un segundo valores de correlación parciales para ser usados en la corrección de frecuencia (pc1, pc2); estando caracterizado el método porque, en una segunda etapa (600), en respuesta a la determinación de que la primera estimación de frecuencia (Δfk) está por debajo del umbral predeterminado (Frecuencia_Ajustada2): se recibe una segunda señal que comprende una baliza sobre un segundo canal físico, se obtiene una estimación de canal a partir de la baliza (mx1); se selecciona entre un primer caso y un segundo caso; en el que, si se selecciona el primer caso, se produce una segunda estimación de frecuencia a partir de la estimación de canal obtenida (mx1) y una salida de un correlador de señales de sincronización (mx0), y si se selecciona el segundo caso, se produce la segunda estimación de frecuencia a partir del primer y el segundo valores de correlación parciales (pc1, pc2); y se realiza una corrección de frecuencia usando la segunda estimación de frecuencia

Campo de la invención

La presente invención se refiere a redes de comunicaciones inalámbricas y particularmente a redes UTRA (Acceso de Radiocomunicaciones Terrestres del Sistema de Telefonía Móvil Universal) que funcionan en el modo TDD (Dúplex por División de Tiempo).

Antecedentes de la invención

En el modo TDD del UTRA, el canal de sincronización (SCH) tiene dos funciones. La función principal consiste en proporcionar una señal que permite que un “UE” (equipo de usuario, tal como un terminal inalámbrico) busque e identifique un “Nodo B” (es decir, una Estación Base inalámbrica de un sistema UMTS). La función secundaria consiste en proporcionar suficiente información para permitir que un UE demodule una transmisión del P-CCPCH (Canal Físico Primario de Control Común) y obtenga la información de sistema, enviada en el canal de transporte BCH (Canal de Difusión General) que es transportado por el P-CCPCH, necesaria para poder comunicarse con la red. El canal físico P-CCPCH presenta las características de la Función de Baliza, según se define en la especificación técnica “3GPP TS 25.221” disponible públicamente en el sitio web (www.3gpp.org) del Proyecto de Asociación de 3ª Generación.

Existen dos casos de asignación de SCH y P-CCPCH según se expresa a continuación:

Caso 1) SCH y P-CCPCH asignados en el intervalo de tiempo nºk, en la que k=0...14

Caso 2) SCH asignado en dos intervalos de tiempo: intervalo de tiempo n.ºk e intervalo de tiempo n.ºk+8, en la que k=0...6; P-CCPCH asignado en el intervalo de tiempo nºk

en los que el intervalo de tiempo n.ºk es el intervalo de tiempo késimo. Debido a este esquema del SCH, se conoce la posición del P-CCPCH a partir del SCH. El SCH comprende un código de sincronización primario (PSC) de valor real y tres códigos de sincronización secundarios (SSC) complejos, todos ellos de 256 segmentos de longitud. El PSC es común para todos los Nodos B, pero los SSC son específicos de cada Nodo B. El PSC y el SSC se transmiten simultáneamente desde un Nodo B determinado, con una deriva de tiempo (tderiva) fija específica desde el inicio del intervalo de tiempo. La deriva de tiempo se incluye para evitar el posible efecto de captura que, de otro modo, se produciría como consecuencia de que todos los Nodos B transmitieran el código primario común al mismo tiempo.

La Corrección de Frecuencia Automática (AFC) se utiliza típicamente en el modo TDD del UTRA para corregir derivas de frecuencia que se producen en presencia de ruido en la señal recibida. En el modo TDD del UTRA, el PSC funciona típicamente en valores negativos de la SNR, lo cual, con métodos convencionales de AFC, da origen a una deriva de frecuencia elevada, deteriorando el rendimiento.

Existe por lo tanto una necesidad de corrección de frecuencia en la que se pueda(n) aliviar la(s) desventaja(s) mencionada(s) anteriormente.

Los documentos US-A-5.751.776, DE 100 01 854A, WO 98/34357 y WO 01/61880 dan a conocer, cada uno de ellos, un método de corrección de frecuencia automática que utiliza una estimación del canal de un canal físico y una salida de un correlador de códigos de sincronización primarios y que produce a partir de ellas una señal de corrección de frecuencia.

Exposición de la invención

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la corrección automática de frecuencia tal como se reivindica en la reivindicación 1.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una unidad de comunicaciones inalámbricas que comprende una disposición para corrección automática de frecuencia tal como se reivindica en la reivindicación 3.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán, únicamente a título de ejemplo, un método y una disposición para corrección de frecuencia de múltiples etapas, que incorpora la presente invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra en forma esquemática el formato del SCH en el modo TDD del UTRA; la figura 2 muestra en forma esquemática una disposición de la técnica anterior para Control Automático de Frecuencia en el modo TDD del UTRA; la figura 3 muestra una representación gráfica de la característica de Deriva de Frecuencia de la disposición de AFC de la figura 2 en función de la Relación Señal/Ruido (SNR);

la figura 4 muestra en forma esquemática de bloques el flujo del proceso del AFC utilizado en la presente invención; la figura 5 muestra en forma esquemática de bloques una primera etapa en el AFC utilizado en la presente invención;

la figura 6 muestra en forma esquemática de bloques una segunda etapa en el AFC utilizado en la presente invención; y

15 la figura 7 muestra una representación gráfica de la característica de Deriva de Frecuencia de la disposición de AFC de las figuras 4, 5 y 6 en función de la Relación Señal/Ruido (SNR).

Descripción de las formas de realización preferidas

20 El formato general del SCH se muestra esquemáticamente en la figura 1. Tal como se muestra, el código de sincronización primario (PSC), Cp, es una secuencia de valor real de 256 segmentos de longitud, transmitida con una potencia PPSC. El código de sincronización secundario (SSC), Cs,i (i = 1, 2, 3), de longitud 256 se transmite simultáneamente con el PSC; la potencia total del SSC se fija a PSSC. Adicionalmente, estos códigos se multiplican por un valor complejo, bj (j = 1, 2, 3). El subíndice s en Cs,i se refiere a un conjunto de códigos, de los cuales hay 32, tal como se especifica en la especificación técnica “3GPP TS 25.223” disponible públicamente en el sitio web (www.3gpp.org) del Proyecto de Asociación de 3ª Generación. Los conjuntos de códigos, s, conjuntamente con los valores de los multiplicadores complejos, bj, se usan para transferir los bits de información al UE. La ubicación del SCH con respecto al comienzo del intervalo de tiempo queda definida por tderiva,n. Se calcula de la manera siguiente:

⎧⎢ 976 − 256 ⎥

n.T n < 16

⎪ c⎢⎥

⎪⎣ 15 ⎦

t =

deriva,n ⎨

⎛ ⎢ 976 − 256 ⎥⎞

⎪⎜ 976 + 512 + (n − 16) ⎟Tn ≥ 16.

⎢⎥c

⎪ 15

⎩⎝ ⎣⎦⎠

35 que se puede simplificar a:

⎧ n.48.T n < 16

ct = ⎨

deriva,n (720 + n.48)T n ≥ 16

⎩c

en la que Tc es la duración de los segmentos y n = 0, 1, ..., 31. El valor de n está relacionado con el grupo de 40 códigos y se obtiene demodulando la información en el SSC.

El PSC, p, se construye como una secuencia Golay jerárquica generalizada. La secuencia usada para p se ha seleccionado de manera que presenta unas buenas propiedades de autocorrelación aperiódica. Definiendo una secuencia “G” como

45

G = [g ...g16] = [111 1111111111111 ]

g2 g31

y definiendo una secuencia ' a' como

50 a = [11111111 1 1111111 ]

la secuencia de código primario se obtiene expandiendo la secuencia ‘G' por la secuencia ‘a', que produce la secuencia primaria resultante proporcionada por

55 p = (1 + j)[g ⋅ a g2 ⋅ a g3 ⋅ a ... g16 ⋅ a]

1

Haciendo referencia a continuación a la figura 2, un sistema convencional de Corrección Automática de Frecuencia (AFC) 200 comprende un estimador de frecuencia 210, un filtro 220, y un Oscilador Controlado por Voltaje (VCO)

230. Las muestras recibidas se aplican al correlador de PSC 240. El vector de muestras recibidas que produjeron el pico de correlación más alto se aplican al estimador de frecuencia 210. Supóngase que r=(r0,K,r255) es la secuencia de muestras recibidas que producen el pico complejo más alto en la salida del correlador de PSC, y que p=(p0,K,p255) es el PSC complejo. Entonces, se puede escribir r = p + n

en la que n =(n0,K,n255) es un vector de ruido/interferencia con media cero y varianza 2σ2. Para obtener una estimación... [Seguir leyendo]

1. Método para corrección automática de frecuencia de un bucle de control automático de frecuencia de una unidad de comunicaciones inalámbricas que funciona en un modo dúplex por división de tiempo, comprendiendo el método en una primera etapa (500):

recibir una señal de sincronización sobre un primer canal físico; producir a partir de la señal de sincronización una primera estimación de frecuencia (Δfk); determinar si la primera estimación de frecuencia (Δfk) está por debajo de un umbral predeterminado

(Frecuencia_Ajustada2); y

producir, a partir de la señal de sincronización, un primer y un segundo valores de correlación parciales para ser usados en la corrección de frecuencia (pc1, pc2); estando caracterizado el método porque, en una segunda etapa (600), en respuesta a la determinación de que la

primera estimación de frecuencia (Δfk) está por debajo del umbral predeterminado (Frecuencia_Ajustada2): se recibe una segunda señal que comprende una baliza sobre un segundo canal físico, se obtiene una estimación de canal a partir de la baliza (mx1); se selecciona entre un primer caso y un segundo caso; en el que, si se selecciona el primer caso, se produce una segunda estimación de frecuencia a partir de la estimación de canal obtenida (mx1) y una salida de

un correlador de señales de sincronización (mx0), y si se selecciona el segundo caso,

se produce la segunda estimación de frecuencia a partir del primer y el segundo valores de correlación parciales (pc1, pc2); y se realiza una corrección de frecuencia usando la segunda estimación de frecuencia.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el primer canal físico es un canal de sincronización.

3. Unidad de comunicaciones inalámbricas destinada a funcionar en un modo dúplex por división de tiempo, que comprende:

unos medios dispuestos para recibir una señal de sincronización sobre un primer canal físico;

unos medios dispuestos para producir, a partir de la señal de sincronización, una primera estimación de frecuencia;

unos medios dispuestos para determinar si la primera estimación de frecuencia (Δfk) está por debajo de un umbral predeterminado (Frecuencia_Ajustada2);

unos medios dispuestos para producir, a partir de la señal de sincronización, un primer y un segundo valores de correlación parciales para ser usados en la corrección de frecuencia (pc1, pc2);

unos medios dispuestos para recibir una segunda señal que comprende una baliza sobre un segundo canal físico,

unos medios dispuestos para obtener una estimación de canal a partir de la baliza (mx1);

unos medios dispuestos para seleccionar entre un primer caso y un segundo caso;

unos medios dispuestos para producir una segunda estimación de frecuencia a partir de la estimación de canal obtenida (mx1) y una salida de un correlador de señales de sincronización (mx0) si se selecciona el primer caso, y dispuestos para producir la segunda estimación de frecuencia a partir de primer y el segundo valores de correlación parciales (pc1, pc2) si se selecciona el segundo caso; y

unos medios dispuestos para realizar una corrección de frecuencia usando la segunda estimación de frecuencia si los medios dispuestos para determinar si la primera estimación de frecuencia (Δfk) está por debajo de un nivel de umbral determinan que la primera estimación de frecuencia está por debajo del umbral predeterminado (Frecuencia_Ajustada2).

4. Programa informático que, cuando se ejecuta en un ordenador, pone en práctica el método para corrección automática de frecuencia según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2.