Aparato y métodos para selección por muestreo y reutilización de dedos de rastrillo en sistemas de espectro ensanchado o difundido.

Un aparato (200) para tratar datos en un sistema de espectro ensanchado,

que comprende:

un circuito de diezmado (302) que tiene un factor de diezmado asociado;

una memoria (304) acoplada a dicho circuito de diezmado; y

un circuito de interpolación (306) acoplado a dicha memoria, teniendo dicho circuito de interpolación un factor deinterpolación asociado;

en el que dicho circuito de diezmado (302) está dispuesto para diezmar una tasa de datos, de datos recibidos pordicho factor de diezmado a una tasa diezmada y para almacenar dichos datos recibidos en dicha memoria (304) adicha tasa diezmada; y

en el que dicho circuito de interpolación (306) está dispuesto para interpolar dicha frecuencia diezmada por dichofactor de interpolación a una tasa interpolada y para recuperar dichos datos recibidos desde dicha memoria (304)a dicha tasa interpolada;

en el que dicha memoria (304) es una memoria tampón circular;

en el que dicha memoria tampón circular (308) incluye múltiples registros (702a-702p);comprendiendo el aparato (200) además una pluralidad de dispositivos de contracción (600);en el que cada uno de dicha pluralidad de dispositivos de contracción (600) incluye:un circuito selector (602) y

un dedo (802) de rastrillo;

en el que dicho circuito selector (602) incluye un primer conjunto de multiplexores (804a-804c) para seleccionardatos En-Fase, un segundo conjunto de multiplexores (806a-806c) para seleccionar datos en cuadratura, ymúltiples líneas de selección de muestra (808, 810, 812) acopladas a cada dedo (802) de rastrillo; y

en el que cada multiplexor (804a-c, 806a-c) tiene una entrada procedente de cada registro (702a-p) de la memoria(304), y en el que cada multiplexor es operable para permitir la selección de cualquiera de estas entradas comosalida a un dedo de rastrillo desde el multiplexor de acuerdo con las señales de control aplicables mediante lasmúltiples líneas de selección (808, 810, 812) al multiplexor.

Aparato y métodos para selección por muestreo y reutilización de dedos de rastrillo en sistemas de espectro ensanchado o difundido DATOS DE PRIORIDAD

Esta solicitud reivindica prioridad a partir de las siguientes Solicitudes Provisionales:

(1) "Método y Aparato para Diezmado-Interpolación Aplicados a Sistemas de CDMA" que soporta el documento U.S. de Serie Nº 60/222.027, presentado el 31 de Julio de 2000;

(2) "Aparato y Método para Selección por Muestreo Concurrente y Reutilización de Dedos de Rastrillo", que soporta el documento U.S. de Serie Nº 60/222.008, presentado el 31 de Julio de 2000;

(3) "Selección por Muestreo Concurrente, Memoria Caché Segmentada para Dedos de Rastrillo de CDMA", que soporta el documento U.S. de Serie Nº 60/222.025, presentado el 31 de Julio de 2000; y

(4) "Aparato y Método para Selección por Muestreo Concurrente en un Sistema de CDMA", que soporta el documento U.S. de Serie Nº 60/222.029, presentado el 31 de Julio de 2000;

ANTECEDENTES DEL INVENTO

Este invento se refiere en general a sistemas de comunicación inalámbrica.

La comunicación inalámbrica tiene muchas aplicaciones en mercados de consumo y empresariales. Entre las muchas aplicaciones están: móvil inalámbrico, fijo inalámbrico, Comisión Federal de Comunicaciones no licenciada (FCC) inalámbrica, red de área local (LAN) , telefonía sin cables, estación base personal, telemetría y otros. Generalmente cada una de estas aplicaciones utiliza técnicas y protocolos de modulación únicos y

frecuentemente incompatibles.

Los dispositivos de comunicación inalámbrica, tales como microteléfonos o aparatos de teléfono móviles, necesitan típicamente adquirir cierta información y características específicas de celda antes de negociar un servicio con una estación base. Con este propósito, cada estación base transmite cierta información específica de celda necesaria para que un usuario adquiera servicios tales como telefonía de buscapersonas o telefonía móvil

desde la estación base. Por ejemplo, en sistemas CDMA, la información específica de celda es contenida en canales piloto y/o de sincronización. Los canales piloto y/o de sincronización son ensanchados o expandidos y codificados con secuencias específicas de código de ruido pseudo-aleatorio o de oro, que forman la base para el marco, ranura o intervalo, y sincronización de temporización de bit para un microteléfono.

Múltiples usuarios están en comunicación típicamente con una única estación base. Aunque tales usuarios operan en la misma frecuencia al mismo tiempo, distintas técnicas permiten que múltiples usuarios sean distinguidos unos de otros. En sistemas de CDMA, cada usuario de microteléfono es asignado a un código ortogonal diferente que es utilizado para ensanchar o expandir los datos transmitidos desde la estación base de modo que se distingan de los datos transmitidos a otros usuarios de microteléfonos.

La fig. 1 ilustra una dispositivo de comunicación 100 de la técnica anterior. El dispositivo de comunicación 100

incluye una antena 102, un procesador 104 de comunicaciones, un procesador 106 de banda de base y un microprocesador/controlador 108, y un bus o línea de transmisión para interconectar el procesador 104 de comunicaciones, el procesador de base, y un microprocesador/controlador 108. El microprocesador 108 soporta el intercambio de datos y/o instrucciones a los otros componentes del dispositivo de comunicación 100. El procesador 106 de banda de base es acoplado al procesador 104 de comunicaciones para recibir y transmitir

datos. El dispositivo de comunicación 100 puede ser un microteléfono móvil, una plataforma de prueba, un modem integrado, una estación base u otros dispositivos de comunicación en otras aplicaciones dependientes de código.

El procesador 104 de comunicaciones es acoplado a la antena 102 para recibir datos. El procesador 104 de comunicaciones incluye componentes y realiza funciones que son conocidas por los expertos en la técnica. Estos 45 componentes no están mostrados en el procesador 104 de comunicaciones con propósitos de claridad.

Después de que los datos hayan sido tratados por el procesador frontal, los datos tratados son suministrados al procesador 106 de banda de base. En sistemas de espectro ensanchado o expandido, el procesador de banda de base ha de ser capaz de identificar, contraer, y descodificar los datos. La contracción (es decir, la multiplicación de los procesos de datos por la misma forma de onda de ensanchamiento binaria que fue utilizada para ensanchar los datos en el transmisor) y eliminación de la modulación de la portadora restaura la forma de onda de datos de banda de base original.

En la práctica, múltiples copias de la misma señal son recibidas en el dispositivo de comunicación 100 con un breve período de tiempo entre ellas. Estas copias que son algunas veces llamadas componentes de múltiples 5 trayectos se producen debido a que las señales toman diferentes trayectos de diferente longitud desde la antena transmisora a la antena receptora. En el caso de un sistema de CDMA, es factible y ventajoso contraer y descodificar varios de los componentes de múltiple trayectos, volver a alinearlos de manera que estén también en fase y combinarlos para producir una señal más fuerte. Para hacer esto, el procesador de banda de base en un sistema de CDMA toma típicamente la forma de un receptor de rastrillo que tiene varios dedos, cada uno de los cuales es un receptor que contrae y descodifica uno de los componentes de múltiples trayectos. La información general acerca de receptores de rastrillo puede ser encontrada las páginas 972-982 de J.S. Lee, L.E. Miller, Manual de Ingeniería de Sistemas de CDMA (Artech House 1998) .

Generalmente, los datos recibidos son muestreados a una tasa conocida como la frecuencia código. En las normas o estándares de CDMA IS-95 y 3GPP, las frecuencias código son 1, 2288 MHz y 3, 84 MHz,

respectivamente, que corresponden a períodos de muestreo de 0, 814 microsegundos y 0, 2604 microsegundos. El período de muestreo es conocido como un chip.

Los datos son usualmente tratados a pares, comúnmente denominados como datos "En-Fase" (I) y en "Cuadratura" (Q) . Un dedo del rastrillo es alimentado con tres muestras, típicamente etiquetadas Anticipada, A Tiempo, y Retardada, donde cada muestra incluye un par de datos (es decir, datos I y Q) . La muestra A Tiempo contiene los datos que han de ser descodificados. Las muestras Anticipada y Retardada son utilizadas en herramientas de seguimiento para asegurar que la muestra A Tiempo representa el centro del chip.

Dos ejemplos de frecuencia código son 1, 2288 MHz y 3, 84 MHz que corresponden a períodos de muestreo de 0, 814 microsegundos y 0, 21604 microsegundos. Estos son utilizados en sistemas de CDMA IS95 y 3GPP, respectivamente.

Los datos que llegan al procesador de banda de base 106 son típicamente sobre-muestreados a una tasa de muestreo más elevada (por ejemplo, tasa de sobre-muestreo de 4x u 8x) medida con respecto a la frecuencia código. Por ejemplo: si la frecuencia código es 1, 2288 MHz y la tasa de sobre-muestreo es 4x entonces las muestras lo serán a 4, 9152 MHz. Pasar directamente a los datos sobre-muestreados recibidos al procesador 106 de banda de base es ineficiente generalmente debido a que la tasa de muestreo de los datos puede no ser la tasa óptima para el tratamiento por la tasa del procesador 106 de banda de base. Así, se requiere algún tipo de almacenamiento de comunicaciones. Debido a que la tasa de sobre-muestreo es típicamente muy rápida, tal almacenamiento de comunicaciones probablemente sea muy caro, y se requiere más capacidad de almacenamiento de memoria cuando aumenta la tasa de muestreo. Así, se plantea una necesidad de un aparato y métodos que proporcionen un almacenamiento rápido de los datos en bruto en la parte frontal o previa del

procesador de banda de base sin requerir un espacio de memoria excesivo.

Además, los datos son contraídos típicamente por múltiples dedos de rastrillo. Se plantea la necesidad de que el aparato y métodos permitan reutilizar múltiples dedos de rastrillo para conservar espacio de silicio físico y permitir que los múltiples dedos de rastrillo accedan al almacenamiento de datos concurrentemente de forma sustancial para conseguir un tratamiento más rápido.

El documento WO 00/25435 describe un método para control de acceso de memoria en receptores de rastrillo con seguimiento de anticipación retardo en sistemas de telecomunicación, en que los datos que son recibidos en el receptor de rastrillo y son leídos por un dedo de anticipación en el seguimiento... [Seguir leyendo]

1. Un aparato (200) para tratar datos en un sistema de espectro ensanchado, que comprende: un circuito de diezmado (302) que tiene un factor de diezmado asociado; una memoria (304) acoplada a dicho circuito de diezmado; y

un circuito de interpolación (306) acoplado a dicha memoria, teniendo dicho circuito de interpolación un factor de interpolación asociado; en el que dicho circuito de diezmado (302) está dispuesto para diezmar una tasa de datos, de datos recibidos por dicho factor de diezmado a una tasa diezmada y para almacenar dichos datos recibidos en dicha memoria (304) a dicha tasa diezmada; y

en el que dicho circuito de interpolación (306) está dispuesto para interpolar dicha frecuencia diezmada por dicho factor de interpolación a una tasa interpolada y para recuperar dichos datos recibidos desde dicha memoria (304) a dicha tasa interpolada;

en el que dicha memoria (304) es una memoria tampón circular; en el que dicha memoria tampón circular (308) incluye múltiples registros (702a-702p) ;

comprendiendo el aparato (200) además una pluralidad de dispositivos de contracción (600) ; en el que cada uno de dicha pluralidad de dispositivos de contracción (600) incluye: un circuito selector (602) y un dedo (802) de rastrillo; en el que dicho circuito selector (602) incluye un primer conjunto de multiplexores (804a-804c) para seleccionar

datos En-Fase, un segundo conjunto de multiplexores (806a-806c) para seleccionar datos en cuadratura, y

múltiples líneas de selección de muestra (808, 810, 812) acopladas a cada dedo (802) de rastrillo; y en el que cada multiplexor (804a-c, 806a-c) tiene una entrada procedente de cada registro (702a-p) de la memoria (304) , y en el que cada multiplexor es operable para permitir la selección de cualquiera de estas entradas como salida a un dedo de rastrillo desde el multiplexor de acuerdo con las señales de control aplicables mediante las múltiples líneas de selección (808, 810, 812) al multiplexor.

2. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además:

un procesador de comunicación (204) acoplado a dicho circuito de interpolación (306) para recibir datos desde dicha memoria a dicha tasa interpolada.

3. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además: 30 un controlador dedicado para controlar la recuperación de datos desde dicha memoria (304) .

4. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además: un microprocesador para controlar la recuperación de datos desde dicha memoria (304) .

5. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho factor de diezmado es programable configurando dicho circuito de diezmado (302) .

6. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho factor de diezmado es codificado en dicho circuito de diezmado (302) .

7. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho factor de interpolación es programable configurando dicho circuito de interpolación (306) .

8. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho factor de interpolación es codificado en dicho circuito de 40 interpolación (306) .

9. El aparato según la reivindicación 1, en el que los datos almacenados en dichos múltiples registros son accesibles por múltiples dedos de rastillo mediante circuitos selectores en dicha pluralidad de dispositivos de

contracción.

10. Un método para tratar datos en un sistema de espectro ensanchado, que comprende las operaciones de: recibir datos a una tasa de muestreo; diezmar dicha tasa de muestreo por un factor de diezmado para obtener una frecuencia diezmada;

almacenar dichos datos en una memoria a dicha tasa diezmada;

interpolar dicha tasa diezmada para obtener una frecuencia interpolada; y

emitir dichos datos procedentes de dicha memoria a dicha tasa interpolada a un procesador de comunicación;

utilizando el método un aparato (200) , comprendiendo el aparato:

dicha memoria, en el que dicha memoria (304) es una memoria tampón circular, 10 en el que dicha memoria tampón circular (304) incluye múltiples registros (702a-702p) ,

en el que el aparato comprende además una pluralidad de dispositivos de contracción,

en el que cada uno de dicha pluralidad de dispositivos de contracción (600) incluye un circuito selector (602) y

un dedo (802) de rastrillo,

en el que dicho circuito selector (602) incluye un primer conjunto de multiplexores (804a-804c) para seleccionar

datos en-fase, un segundo conjunto de multiplexores (806a-806c) para seleccionar datos en cuadratura, y múltiples líneas de selección de muestra (808, 810, 812) acopladas a cada dedo (802) de rastrillo, y en el que cada multiplexor (804, 806) tiene una entrada procedente de cada registro (702) de la memoria (304) ; y en el que el método comprende además: seleccionar cualquiera de estas entradas como salida a un de dedo de rastrillo desde un multiplexor de acuerdo 20 con las señales de control aplicadas al multiplexor mediante las múltiples líneas de selección (808, 810, 812) .

11. El método según la reivindicación 10, que comprende además la operación de: recuperar datos desde dicha memoria (304) de acuerdo con las instrucciones procedentes de un microprocesador.

12. El método según la reivindicación 10, que comprende además la operación de: recuperar datos desde dicha memoria (304) de acuerdo con las instrucciones procedentes de un controlador dedicado.