Un procedimiento para la estimación de la Relación Señal a Interferencia,

SIR, en un sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos (100) basado en CDMA que usa un código aleatorizado, incluyendo el procedimiento un algoritmo de estimación que estima la SIR por medio de una matriz de Toeplitz, en el que: • se introduce el código aleatorizado exacto en la matriz de Toeplitz para efectuar dicha estimación de la SIR, • durante la recepción de cada símbolo de información de una señal transmitida desde un transmisor, en un receptor, se crea un vector de observación (201), que se origina a partir de la señal transmitida y comprende los símbolos de información recibidos, • a partir del vector de observación, se calcula una matriz de proyección (202) para la señal recibida • la señal recibida se proyecta (203) con la matriz de proyección para la creación de una medida de la interferencia y el ruido de la señal recibida y • se crea una estimación de la SIR para la señal recibida (204) en base a la potencia de la señal recibida dividida por la interferencia y ruido de la señal recibida tal como ésta se ha determinado en dicha proyección y dicho algoritmo de estimación es **Fórmula** en la que C'i es dicha matriz de Toeplitz de dimensiones L x M, que cosiste en de los símbolos en el código aleatorizado e yi es el vector de observación

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento, un dispositivo y un producto de software en un sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos de acuerdo con la introducción a las reivindicaciones independientes. Más exactamente,el procedimiento se refiere a la realización de mediciones en tiempo real de la posible Relación Señal a Interferencia (SIR), cantidad especificada en dicho sistema, en el que la SIR está adaptada a la telecomunicación móvil y a la tecnología de comunicación de datos de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA).

Técnica anterior

El UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles) es la denominación europea del sistema de móviles de la tercera generación, IMT-2000, que se planifica que esté en operación al comienzo del siglo veintiuno. El sistema tiene tres modos definidos en que los tres tienen la característica común de que usan en alguna forma la tecnología CDMA.

En un sistema CDMA basado en Acceso Múltiple por División de Código Expandido de secuencia Directa (DSCDMA), los diferentes usuarios y las diferentes estaciones base se distinguen mediante el uso de códigos. En UMTS, que se basa en DS-CDMA, se usan dos clases diferentes de códigos, códigos de expansión ortogonal y códigos aleatorizados largos. En el enlace descendente los diferentes usuarios en una célula se distinguen por medio del código de expansión. Los usuarios en diferentes células se distinguen en el enlace descendente por medio del código aleatorizado. El código aleatorizado además ayuda a la minimización de la interferencia entre símbolos para un usuario dado que es muy largo, 38400 elementos de código y tiene una baja autocorrelación y correlación cruzada. En el enlace ascendente es solamente el código aleatorizado lo que distingue a los diferentes usuarios.

Un elemento de código es el bit/símbolo (forma de onda) más pequeño que constituye una señal CDMA.

Para realizar la función de gestión de los recursos de radio, se han especificado un número de cantidades diferentes, léase por ejemplo 3G TS25.215 v3.1.0, 3GPP TSG RAN; “Physical layer -Measurements (FDD)”, 199912, 3G TS25.225 v3.1.0, 3GPP TSG RAN; “Physical layer -Measurements (TDD)”, 1999-12, y 3G TS25.302 v3.2.0, 3GPP TSG RAN; “Services provided by the Physical Layer”, 1999-12. La SIR, es decir la relación entre la potencia de la señal esperada y la potencia de interferencia más ruido, ha resultado ser útil como parámetro para funciones tales como la elección de célula, traspaso, codificación adaptativa del canal y control de la potencia del transmisor. La última es una parte muy central en CDMA, el control de potencia es una condición para hacer que funcione el sistema CDMA.

Aunque ha resultado que el SIR es una magnitud interesante para su uso como medición de la calidad, ha habido comparativamente pocos estudios concentrados en el problema de cómo realizar las mediciones (o más correctamente estimaciones) de esta magnitud en tiempo real. La mayoría de los procedimientos que se han desarrollado se han dirigido sobre los sistemas de banda pequeña/estrecha de Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA), respectivamente Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA).

Uno de tales procedimientos se describe por M. Andersin en “Power Control and Admission Control in Cellular Systems”, tesis doctoral, TRITA-S3-RST-9609, ISSN 1400-9137, en el Royal Institute of Technology, Estocolmo, mayo de 1996. Este documento se denomina de aquí en adelante Documento 1. Una desventaja de este procedimiento consecuentemente es que no se adapta a CDMA.

El Documento 2, “Subspace Based Estimation of the Signal-to-Interference Ratio for CDMA Cellular Systems” por

N.B. Mandayam y R.D. Yates, en Proceedings of IEEE VTC'97, Phoenix, mayo de 1977, muestra un algoritmo está indicado para CDMA. Tanto este algoritmo como el algoritmo en el Documento 1, sin embargo, implica que una secuencia de entrenamiento conocida, como la de los Sistemas de Servicio Global para Móviles (GSM), se transmite de una forma muy regular. Estas secuencias de entrenamiento no pueden incluir ningún dato útil, es decir, los bits de datos que constituyen la secuencia de entrenamiento no se pueden usar para ninguna otra finalidad más que para el canal y la estimación SIR. En GSM la secuencia de entrenamiento se usa para estimar el canal para uso en el ecualizador de canal. El sistema CDMA que se usa en UMTS, no usa ninguna secuencia de entrenamiento. Por esta razón es por lo que es necesario buscar otras posibilidades.

El artículo “Blind Estimation of FIR Channels in CDMA Systems with Aperiodic Spreading Sequences” por Murat Torlak y col, Conference record of the 31st Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, vol. 1, 1998, páginas 495-499, desvela un procedimiento para una estimación ciega de los canales FIR del sistema CDMA. De acuerdo con el procedimiento, se usa un algoritmo de estimación para estimar el canal por medio de una matriz de Toeplitz, en el que la matriz comprende elementos que corresponden a códigos aleatorizados. El procedimiento puede servir como una etapa de preprocesamiento en un receptor para aumentar la SIR.

Sumario de la invención

La intención de la presente invención es eliminar los problemas anteriormente mencionados y poner en práctica una forma de estimar la SIR en tiempo real cuando la SIR se adapta a CDMA.

Esto se consigue mediante un procedimiento, un dispositivo y un producto de software definido en las reivindicaciones independientes.

Debido a que el algoritmo de acuerdo con la invención opera directamente sobre la secuencia aleatorizada en lugar de en secuencias de entrenamiento específicas, se puede aplicar a sistemas CDMA.

Una ventaja de la presente invención es que debido a su operación a nivel de elemento de código, será rápida y proporcionará resultados mejores que otros procedimientos.

Otra ventaja de la presente invención es que es robusta frente a cambios en las velocidades de los móviles y el número de interferidores, lo que es una deseada calidad.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo del procedimiento de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un dispositivo de estimación de la SIR de acuerdo con la presente invención.

Descripción de las realizaciones

La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un dispositivo de estimación de la SIR 101 de acuerdo con la presente invención. El texto se refiere a ecuaciones que se describirán más adelante. El dispositivo de estimación de la SIR 101 se incluye en una unidad 102 como, por ejemplo, un terminal móvil, unidad 102 que se incluye en un sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos 100 basado en CDMA. La unidad 102 tiene un receptor 103 que recibe señales de un transmisor 104, que se incluye también en el sistema de telefonía móvil. El dispositivo de estimación de la SIR 101 hace uso de un algoritmo de estimación que estima la SIR por medio de una matriz de Toeplitz mediante la creación de esta matriz a partir del código aleatorizado. El dispositivo de estimación de la SIR 101 tiene medios 105 que se disponen para, en el receptor, durante cada símbolo de información recibido crear un vector de observación (ecuación 3) que se origina a partir de la señal transmitida. El dispositivo de estimación de la SIR 101 tiene también medios 106 que se disponen para, a partir de cada vector de observación, calcular una matriz de proyección (ecuación 9) para la señal recibida. El dispositivo de estimación de la SIR 101 tiene adicionalmente medios 107 que se disponen para proyectar la señal recibida con la matriz de proyección para la creación de la medición de la interferencia y ruido de la señal recibida. El dispositivo de estimación de la SIR 101 tiene medios también 108 que se disponen para, para la señal recibida, crear una estimación de la SIR en base a la potencia de la señal recibida (ecuación 10) dividida por la interferencia y ruido de la señal recibida tal como ésta se determina en dicha proyección. De acuerdo con una realización, el dispositivo de estimación de la SIR 101 tiene un medio 109 que se dispone para extender el vector de observación con la interferencia de otros transmisores y con ruido. Los diferentes medios se controlan por una unidad de ordenador 110 en la unidad receptora 102.

1. Un procedimiento para la estimación de la Relación Señal a Interferencia, SIR, en un sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos (100) basado en CDMA que usa un código aleatorizado, incluyendo el procedimiento un algoritmo de estimación que estima la SIR por medio de una matriz de Toeplitz, en el que:

• se introduce el código aleatorizado exacto en la matriz de Toeplitz para efectuar dicha estimación de la SIR,

• durante la recepción de cada símbolo de información de una señal transmitida desde un transmisor, en un receptor, se crea un vector de observación (201), que se origina a partir de la señal transmitida y comprende los símbolos de información recibidos,

• a partir del vector de observación, se calcula una matriz de proyección (202) para la señal recibida

• la señal recibida se proyecta (203) con la matriz de proyección para la creación de una medida de la interferencia y el ruido de la señal recibida y

• se crea una estimación de la SIR para la señal recibida (204) en base a la potencia de la señal recibida dividida por la interferencia y ruido de la señal recibida tal como ésta se ha determinado en dicha proyección y dicho algoritmo de estimación es

∑n y iH (k)y i (k)

L − Mk =n−Na +1

− 1 L ∑n y H (k)PC ⊥ y (k)

i (k ) i

k =n−N +1 i

a

en la que

−1

⊥ HH

P (k)= I – C'i(k) (C′ (k)C′(k)) C′ (k)

Ci (k ) ii i

C'i es dicha matriz de Toeplitz de dimensiones L x M, que cosiste en de los símbolos en el código aleatorizado e yi es el vector de observación.

2. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque el vector de observación se extiende con la interferencia desde otros transmisores y con el ruido.

3. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque el número de elementos en el vector de observación es más grande que el número de conexiones del canal en una unidad receptora.

4. Un procedimiento como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos (100) basado en CDMA usa un código expandido, caracterizado porque el código expandido en combinación con el código aleatorizado se introduce en la matriz de Toeplitz para efectuar dicha estimación de la SIR.

5. Un producto de software que se puede cargar directamente en la memoria interna de un ordenador (110) incluido en un dispositivo que estimación de la SIR (101) que pertenece a un sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos basado en CDMA (100); caracterizado porque incluye código de software para la ejecución de las etapas del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-4.

6. Un dispositivo de estimación de la SIR (101) para la estimación de la Relación de Señal a Interferencia (SIR) en un sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos basado en CDMA (100), sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos (100) que usa un código aleatorizado, y en el que dicho dispositivo de estimación de la SIR

(101) incluye un algoritmo de estimación que estima la SIR por medio de una matriz de Toeplitz, caracterizado porque el dispositivo de estimación de la SIR (101) incluye

medios para la introducción del código aleatorizado exacto en la matriz de Toeplitz, medios (105) para la creación de un vector de observación, que se origina a partir de la señal transmitida, durante la recepción de cada símbolo de información de una señal transmitida desde un transmisor a un receptor, comprendiendo el vector de observación los símbolos de información recibidos, medios (106) para el cálculo de la matriz de proyección para la señal recibida a partir de cada vector de observación, medios (107) para la proyección de la señal recibida con la matriz de proyección para la creación de una medida de la interferencia y ruido de la señal recibida, y medios (108) para la creación de la estimación de la SIR para la señal recibida, en base a la potencia de la señal recibida dividida por la interferencia y ruido de la señal recibida tal como se ha determinado en dicha proyección, porque el número de elementos en el vector de observación es mayor que el número de conexiones del canal en una unidad receptora y porque dicho algoritmo de estimación es

∑n y iH (k)y i (k)

L − Mk =n−Na +1

− 1

Ln H ⊥

∑ y i (k)PC (k ) y i (k)

k =n−N +1 i

a

en la que

−1

⊥ HH

P (k)= I – C'i(k) (C′ (k)C′(k)) C′ (k)

Ci (k ) ii i

C'i es dicha matriz de Toeplitz de dimensiones L x M, que consiste en los símbolos en el código aleatorizado e yi es el vector de observación.

7. Un dispositivo de estimación de la SIR como se reivindica en la reivindicación 6, caracterizado porque incluye medios (109) para la extensión del vector de observación con interferencias desde otros transmisores y con ruido.

8. Un dispositivo de estimación de la SIR (101) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 6-7, en el que el sistema de telecomunicaciones y comunicación de datos (100) basado en CDMA usa además un código expandido, caracterizado porque el dispositivo de estimación de la SIR (101) incluye medios para la introducción

10 del código expandido en combinación con el código aleatorizado dentro de la matriz de Toeplitz.