MÉTODO PARA SUPRIMIR RUIDO IMPULSIVO EN RECEPTORES DE RADIO CON DIVERSIDAD O MULTIPLEXACIÓN ESPACIAL.

El ruido impulsivo (RI) consiste en una sucesión de picos de corta duración pero de gran amplitud que se mezclan con la señal deseada en el receptor y que perjudican las comunicaciones.

Los sistemas de telefonía celular Long Term Evolution (LTE) y similares utilizan técnicas de diversidad y multiplexación espacial que consisten en utilizar varias antenas transmisoras y receptoras para incrementar la robustez y la velocidad de transmisión de datos en la comunicación. El objetivo de este método es la supresión de RI en receptores radio con diversidad o multiplexación espacial mediante la observación permanente de la amplitud de la señal que se reciba en todas las antenas. Cuando en todas a la vez esta amplitud supere un umbral previamente establecido, se actuará sobre la señal recibida, sustituyendo las muestras afectadas por otras de valor cero.

Método para suprimir ruido impulsivo en receptores radio con diversidad o multiplexación espacial

Sector de la técnica Este procedimiento encuentra aplicación en el sector de las telecomunicaciones. Más concretamente en lo relativo a los sistemas de transmisión y recepción de señales por ondas radioeléctricas. Entre éstos, más concretamente en aquellos en los que se utilicen técnicas de diversidad espacial de antenas y/o multiplexación espacial Multiple-input Multipleoutput (MIMO) , como la telefonía celular de cuarta generación Long Term Evolution (LTE) .

Estado de la técnica Para tratar de minimizar los efectos del ruido impulsivo (RI) sobre transmisiones digitales por radio, se han propuesto ya diferentes métodos. Algunas patentes como W02004002101, EP1309095 y EP1180851 basan su funcionamiento en la localización de los picos de RI a partir de la propia señal de información recibida; cuando creen haber reconocido un pico de RI eliminan la porción de señal correspondiente. Otras publicaciones de interés son las patentes US 20050213692 y EP1361720 que utilizan complejos algoritmos de compensación del RI. También los autores de la presente patente han publicado con anterioridad dos procedimientos aplicables a sistemas de radio: P200402455 que monitoriza el RI en una polarización ortogonal a aquella en que se produce la transmisión y P200402706 que monitoriza el RI en otro canal a una frecuencia diferente. Hasta el momento no se conocen patentes contra RI específicamente descritas para L TE ni para receptores con diversidad o multiplexación espacial.

Explicación del procedimiento El RI consiste en una sucesión de picos de corta duración pero de gran amplitud que se mezclan con la señal deseada en el receptor y que perjudican notablemente la transmisión de las comunicaciones vía radio. Su efecto se hace más patente en aquellos sistemas que emplean sistemas de modulación y transmisión digital, y con especial virulencia en aquellos con modulación Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) o Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) , usados en LTE.

En su funcionamiento, los sistemas de telefonía celular L TE Y similares utilizan técnicas de diversidad y multiplexación espacial MIMO, que consisten en utilizar varias antenas transmisoras y receptoras para incrementar la robustez y la velocidad de transmisión de datos en la comunicación.

El objetivo del presente método es eliminar los efectos perjudiciales del RI en los sistemas de comunicación por radio con recepción por diversidad y/o multiplexación espacial. Aunque se considera L TE como el principal representante de este tipo de sistemas, el alcance del método no se restringe solamente a este último.

Los sistemas de cancelación de RI existentes tratan de detectar el RI a partir de la señal de información recibida. Su forma de actuar consiste en identificar el RI que se encuentra sumado a la señal de información deseada. Estos métodos tienen una eficiencia limitada, puesto que se ve condicionada por la más o menos correcta identificación del RI.

En los sistemas L TE Y similares, el RI se introduce de forma corre lada en todas las antenas receptoras mientras que cada una de estas últimas recibe la señal deseada de forma parcialmente incorrelada con respecto a las demás, debido al multitrayecto. Es decir, el RI aparecerá como un pico de gran amplitud en todas las antenas receptoras al mismo tiempo mientras que la señal deseada puede tener distinta amplitud en cada antena. El principio de funcionamiento del nuevo procedimiento que se presenta consiste en suponer que se ha introducido RI cuando la amplitud de la señal recibida supera un cierto umbral en todas las antenas receptoras simultáneamente.

La ventaja que presenta este nuevo procedimiento frente a los ya existentes es que es capaz de detectar la presencia del RI de una manera más eficiente; es decir, permite discriminar pulsos de RI más pequeños y evita que muestras de la señal deseada con gran amplitud sean confundidas con RI.

El funcionamiento del procedimiento consistirá en la observación permanente de la amplitud de la señal que se reciba en todas las antenas. Cuando en todas a la vez esta amplitud supere un umbral previamente establecido, se considerará que es debido a la perturbación producida por un pico de RI. Entonces se actuará sobre la señal recibida, sustituyendo las muestras afectadas por otras de valor cero. El valor umbral se determinará en función de la potencia media de la señal observada.

En lugar de sustituir las muestras afectadas por ceros, también sería posible sustituirlas por otras con un valor que conserve la misma fase, pero recortando su amplitud a un nivel más adecuado, como por ejemplo el valor root mean square (rms) .

Aunque el número de antenas no está definido y depende del sistema en particular, a continuación se detallará el procedimiento suponiendo que el receptor consta de dos antenas.

Cuando el número de antenas receptoras sea mayor de dos, cabe modificar el procedimiento de manera que no se compruebe en todas las antenas si se supera el umbral sino solamente en algunas de ellas que se consideren suficientemente representativas, de manera que si se supera el umbral simultáneamente en éstas la porción de señal se elimina en ellas y en todas las demás.

También se contempla la posibilidad de· que la determinación del valor umbral de detección para todas las antenas se realice en función de la potencia media de la señal observada en una sola de ellas y no en todas a la vez.

En lo que se refiere a la determinación del valor umbral de detección para todas las antenas, el umbral puede establecerse promediando la potencia media de la señal de todas las antenas o de varias de ellas.

Descripción de los dibujos La Figura 1 ilustra el procedimiento. La indicación A significa: Antena.

El bloque indicado con B contiene las etapas de: Radiofrecuencia (RF) , Frecuencia Intermedia (FI) y Demodulación. La indicación C significa: Resto del proceso Las marcas "SIINO" indican la posibilidad de una respuesta lógica verdadera o falsa Las marcas "IMP=" indican el resultado de la decisión acerca de si se ha detectado RI o no. A continuación puede seguir la etiqueta "sr' o "NO" si se ha detectado o si no se ha detectado. La etiqueta "SIINO" indica que el resultado puede ser verdadero o falso.

O Descripción detallada de un modo de realización Como se ilustra en el procedimiento de la figura 1, se supone la presencia de dos antenas receptoras en las la mayor parte de los bloques están duplicados, encontrándose el grupo correspondiente a la Antena 1 en la parte superior del dibujo y el correspondiente a la 15 Antena 2 en la parte inferior. La etiqueta (1) indica las antenas receptoras que reciben cada una su señal simultáneamente. La señal proveniente de cada antena, pasa por las etapas de las etapas de: filtrado y amplificación en radiofrecuencia RF, traslado de la señal a frecuencia intermedia FI, con sus correspondientes secciones de filtrado y amplificación para su demodulación a banda base; obteniendo una señal compleja con componentes en 20 fase y cuadratura llamada S1 (t) para la Antena 1 y S2 (t) para la Antena, habituales en los receptores de señal de radio (2) . Los bloques indicados en (3) se corresponden con un filtro paso bajo antialiasing, previo a la etapa de muestreo. En (4) , la señales continuas se muestrean simultáneamente con periodo T de muestreo, obteniéndose las señales discretas S1[n] para la Antena 1 y S2[n] para la Antena 2. Cuando surja un pico de RI, las antenas recibirán RI sumado a la señal propia de la transmisión. El RI de ambas antenas se encuentra correlacionado. Ambas antenas recogerán también otro tipo de perturbaciones, de menor amplitud, como por ejemplo ruido térmico o de fondo, pero esto no afecta al razonamiento expuesto. A continuación se comprueba si tanto la amplitud de la señal proveniente de la Antena 1

como la de la Antena 2 superan el umbral U (5) . Las respuestas, que pueden ser sí ó no, se introducen en una puerta'Y' lógica en (6) , a cuya salida se obtiene la variable lógica IMP, que indica si se considera o no la existencia de RI. Los bloques (7) actúan en función de la evaluación hecha en (6) ; en el caso de que IMP=no, las muestras SI[n] y S2[n] permanecen inalteradas, si por el contrario IMP=sí, la muestras SI[n] y S2[n] se sustituyen por un cero.

El valor umbral U sería determinado a partir de la potencia media de la señal observada. Aunque inicialmente se toma el mismo valor U para las dos antenas, también es posible calcular un valor diferente de umbral para cada una de ellas si existen diferencias en la potencia...

1. Procedimiento de supresión de ruido impulsivo (RI) para sistemas de comunicación digital por radio que utilicen técnicas de diversidad espacial de antenas y/o multiplexación 5 espacial, lo que implica recepción por varias antenas. Caracterizado porque la amplitud de la señal demodulada y muestreada que se recibe en todas las antenas es comprobada permanentemente, de manera que cuando en todas a la vez esta amplitud supere un umbral previamente establecido, se considerará que es debido a la perturbación producida por un pico de RI, actuándose sobre esa porción de la señal recibida de manera que sea eliminada lOen todas ellas.

2. Procedimiento según reivindicación 1, en el que la eliminación de la señal recibida en las diferentes antenas se realiza sustituyendo en todas ellas la parte afectada por otra de valor cero.

3. Procedimiento según reivindicación 1, en el que la eliminación de la señal recibida en las diferentes antenas se realiza sustituyendo en todas ellas la parte afectada por otra que conserve la misma fase, pero recortando su amplitud.

4. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 3, en el que cuando el número de antenas receptoras sea mayor de dos, no se compruebe en todas las antenas si se supera el umbral sino solamente en algunas de ellas que se consideren suficientemente representativas, de manera que si se supera el umbral simultáneamente en éstas la porción de señal se elimina en ellas y en todas las demás.

5. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 4, en el que, para cada una de las antenas, la determinación del valor umbral de detección se realice en función de la potencia media de la señal observada en ella.

6. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 4, en el que la determinación del valor umbral de detección para todas las antenas se realice en función de la potencia media de la señal observada en una de ellas.

7. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 4, en el que la determinación del valor umbral de detección para todas las antenas se realice promediando la potencia media de la señal de todas ellas o de varias de ellas.

8. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 7, en el que la comparación de la amplitud con el umbral correspondiente se realice con señal continua, antes del muestreo.

9. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 8, en el que el sistema de comunicación utilice modulación Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) .

10. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 8, en el que el sistema de comunicación utilice modulación Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) .

11. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 8, en el que el sistema de comunicación 15 utilice modulación Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) .

12. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 11, en el que el sistema de comunicación sea telefonía móvil.

13. Procedimiento según reivindicación 12, en el que el sistema de comunicación sea Long Term Evolution (LTE) .

14. Procedimiento según reivindicaciones 1 a 7, en el que el sistema de modulación y transmisión de la señal no sea digital sino analógico.