Método y aparato para el cálculo de un perfil de retardo de potencia no polarizada.

Un método de determinación de un perfil de retardo de potencia de ruido corregido,

comprendiendo el método:

determinar un perfil de retardo de potencia (204);

calcular un perfil de retardo de potencia de ruido corregido (206) utilizando una estimación de la potencia delruido de fondo polarizada, el perfil del retardo de potencia y un factor de escalado del ruido; y caracterizadopor

calcular una estimación de la posición del centro de gravedad (208) utilizando el perfil del retardo de potenciade ruido corregido.

Método y aparato para el cálculo de un perfil de retardo de potencia no polarizada.

ANTECEDENTES

Campo Técnico La invención se refiere a los sistemas de comunicaciones inalámbricas en los cuales deben estimarse retardos de componentes de multirruta individuales de un canal de desvanecimiento variable con el tiempo. Los sistemas de comunicaciones inalámbricas digitales pueden incluir, por ejemplo, sistemas que utilizan receptores RAKE de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA – Code Division Multiple Access, en inglés) . La invención se refiere en particular a mejorar la robustez de la detección de nuevos componentes de multirruta en un canal de propagación por radio, así como a hacer un seguimiento de las rutas conocidas, mediante una indicación fiable de una posición adecuada para una ventana del buscador de ruta.

Historia de la Técnica Relacionada En las comunicaciones inalámbricas, se forma un canal físico entre un transmisor y un receptor mediante un enlace de radio. En la mayoría de los casos, ninguna antena del transmisor está enfocada directamente hacia el receptor. Además de una posible ruta directa, a menudo existen muchas otras rutas de propagación entre el transmisor y el receptor. Las otras rutas de propagación típicamente resultan de reflexiones de objetos cercanos al transmisor o al receptor. Rayos con similares distancias de propagación se combinan en el receptor, dependiendo de una relación de fase instantánea, y forman un componente de multirruta independiente. El efecto de una combinación de los rayos depende de la relación de fase instantánea de la longitud de onda de un portador y también de las diferencias de distancia entre los rayos. En el caso de interferencia destructiva, la combinación de los rayos lleva a una significativa disminución en la magnitud de la ganancia de la ruta (es decir, desvanecimiento) .

El rendimiento de un receptor de CDMA mejora si se utiliza la energía de la señal transportada por muchos componentes de la multirruta. Una mejora deseada en el rendimiento del receptor de CDMA puede ser alcanzada por medio de un receptor RAKE. En el receptor RAKE, a cada uno de una pluralidad de componentes de la multirruta se le asigna un concentrador (es decir, dedo RAKE) . A cada uno de la pluralidad de concentradores se le asigna una copia de referencia de un código de dispersión. Cada una de las copias de referencia del código de dispersión es retardada en el tiempo en una cantidad igual a un retardo de ruta de un correspondiente componente de la multirruta. Las salidas de los respectivos concentradores son entonces combinadas coherentemente por medio de un combinador RAKE para producir una estimación de símbolo.

El receptor RAKE preferiblemente utiliza el conocimiento de los retardos de la multirruta y los valores del impulso del canal para todas las rutas detectadas. Para lograr una mejor relación posible de señal a ruido en una salida del combinador RAKE, debería recogerse la energía de la señal del mayor número de rutas posible. Además, hacer un seguimiento de tantas rutas físicas diferentes como sea posible (es decir, diversidad utilizada máxima) mejora significativamente la robustez de la recepción de la señal, puesto que la probabilidad de un desvanecimiento profundo simultáneo de todas las rutas se reduce. Un desvanecimiento profundo simultáneo de todas las rutas es un fenómeno que típicamente provoca una seria degradación de la tasa de error de bloque (BLER – Block Error Rate, en inglés) .

Una estructura del canal de propagación (es decir, retardos absolutos y relativos de los componentes individuales de la multirruta) típicamente no permanece constante a lo largo del tiempo. Debido al movimiento relativo del transmisor, el receptor, y los objetos cercanos, a los retardos en las rutas existentes, las rutas antiguas pueden desaparecer y pueden aparecer nuevas rutas. Además, un desfase de frecuencia entre respectivos circuitos del transmisor y del receptor provoca un desfase del reloj. El desfase del reloj generalmente se manifiesta como un movimiento gradual en el eje de tiempos de todo el perfil del retardo. Para asegurar una adecuada operación del receptor RAKE, los retardos cambiantes de todos los componentes de la multirruta conocidos deben ser seguidos y nuevas rutas deben ser descubiertas rápidamente después de que las nuevas rutas aparecen.

Debido a la estructura del canal físico, en la mayoría de los casos las posiciones relativas de los objetos cercanos cambian. Así, las longitudes de ruta de las nuevas rutas normalmente no difieren significativamente de las longitudes de ruta de las rutas existentes. La macroestructura del canal (por ejemplo, montañas o grupos de edificios que provocan reflexiones de la señal) cambia con relativa poca frecuencia. Por lo tanto, muy a menudo, los retardos de las nuevas rutas son relativamente similares a los de las rutas existentes, conocidas.

La Solicitud de Patente Europea EP-A-1 065 801 describe un buscador de ruta adaptativo en un receptor de CDMA. La verdadera ruta de un canal de transmisión es seleccionada comparando la energía del perfil con un umbral, el cual se determina dinámicamente en función de la media de las rutas del ruido y de las interferencias inferidas a partir de la estimación del canal de transmisión.

La Solicitud de Patente Europea EP-A-1 276 248 describe un método de realizar un seguimiento del retardo de la ventana de búsqueda en un receptor de CDMA. Una respuesta del impulso del canal es estimada para una señal recibida que contiene varias rutas, teniendo cada una un retardo de ruta correspondiente. Una ventana de búsqueda define un perfil de retardo que contiene las diferentes rutas de la señal recibida. Se calcula una media o retardo medio para la respuesta del impulso del canal (CIR – Channel Impulse Response, en inglés) estimada, y se determina un error entre el retardo de CIR medio y una posición de retardo de objetivo deseada de la ventana de búsqueda de CIR. Se realiza un ajuste para reducir ese error con el fin de alinear la posición de objetivo de la ventana de búsqueda y el retardo de CIR medio. Se estima una frecuencia de Doppler para cada ruta. El ajuste se realiza teniendo en cuenta un efecto de Doppler causado por el movimiento relativo entre el transmisor y el receptor.

La FIGURA 1 es un diagrama de bloques de un receptor RAKE típico. Un receptor RAKE 100 incluye un bloque estimador del retardo 102, un bloque estimador del canal 104 y un bloque concentrador/combinador de RAKE 106. Los datos recibidos son proporcionados al bloque estimador del retardo 102. El bloque estimador del retardo 102 evalúa una respuesta de impulso de un canal sobre un intervalo de posibles retardos del canal. Un perfil de retardo resultante, que puede ser un perfil de retardo complejo o un perfil de retardo de potencia, puede entonces someterse a una detección de pico y a ubicaciones de pico detectadas reportadas al bloque concentrador/combinador de RAKE 106 como estimaciones del retardo para los componentes de la multirruta. Las estimaciones son utilizadas también por el bloque estimador de canal 104 para estimar coeficientes de canal complejos correspondientes concentrando una secuencia de control y posiblemente filtrando los resultados en el tiempo para reducir los efectos del ruido y de las interferencias. Los parámetros del canal son estimados en colaboración entre el bloque estimador del retardo 102, el cual determina un alineamiento temporal de una porción del concentrador del bloque concentrador/combinador 106 RAKE, y el bloque estimador de canal 104, el cual estima los coeficientes complejos para ser utilizados por una porción del combinador del bloque concentrador/combinador 106. Se realiza también una estimación de la potencia de ruido más interferencias.

Un planteamiento simple para la estimación del retardo implica evaluar una respuesta de impulso de un canal sobre todo un intervalo de retardos posibles (es decir, máxima dispersión de retardo asumida) del canal. Un perfil de retardo complejo resultante o perfil de retardo de potencia puede entonces ser sometido a detección de pico y las ubicaciones de picos detectadas pueden ser reportadas por el bloque estimador del retardo 102 al bloque estimador de canal 104 y al bloque concentrador/combinador 106 RAKE como estimaciones del retardo. No obstante, los gastos de procesamiento y el consumo de energía de una ejecución frecuente de una rutina de búsqueda de ruta completa son habitualmente prohibitivos. Por lo tanto, las implementaciones típicas utilizan buscadores de ruta con ventanas de observación más cortas que el área de búsqueda completa (es decir, una dispersión del retardo asumida máxima) . Además, para cualquier estimación del retardo... [Seguir leyendo]

1. Un método de determinación de un perfil de retardo de potencia de ruido corregido, comprendiendo el método:

determinar un perfil de retardo de potencia (204) ; calcular un perfil de retardo de potencia de ruido corregido (206) utilizando una estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada, el perfil del retardo de potencia y un factor de escalado del ruido; y caracterizado por

calcular una estimación de la posición del centro de gravedad (208) utilizando el perfil del retardo de potencia de ruido corregido.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el factor de escalado del ruido (202) se aplica a la estimación de la potencia del ruido de fondo.

3. El método de la reivindicación 2, en el que el factor de escalado del ruido depende de una función de densidad de probabilidad.

4. El método de la reivindicación 3, en el que el factor de escalado del ruido depende de una función de densidad de probabilidad de la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada.

5. El método de la reivindicación 1, en el que:

la etapa de determinar el perfil del retardo de potencia comprende utilizar una primera pluralidad de valores; y la etapa de calcular el perfil del retardo de potencia de ruido corregido comprende utilizar la primera pluralidad de valores y una segunda pluralidad de valores.

6. El método de la reivindicación 5, en el que:

la primera pluralidad de valores es una pluralidad de valores del perfil del retardo de potencia Np; y la segunda pluralidad de valores son los Nn valores del perfil del retardo de potencia más pequeños.

7. El método de la reivindicación 1, en el que:

Z es la estimación de la potencia dl ruido de fondo polarizada; Tk es un retardo de tiempo; y es el factor de escalado del ruido; hk es una pluralidad de la pluralidad de valores de potencia; Np es una pluralidad de valores de potencia hk; y la estimación de la posición del centro de gravedad es

8. El método de la reivindicación 1, en el que:

Z es la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada; y es el factor de escalado del ruido; hk es una pluralidad de valores de potencia; y el perfil del retardo de potencia es hk – yZ

9. El método de la reivindicación 1, en el que:

es la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada; Z* es una potencia media de una pluralidad de valores hk; y es el factor de escalado del ruido; y

10. El método de la reivindicación 1, en el que:

y' es el factor de escalado del ruido;

Np es una pluralidad de valores de potencia; N rutas es un número de rutas verdaderas de entre los Np valores de potencia;

es la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada; Z* es una potencia media de una pluralidad de valores de potencia .. Nn; y

11. El método de la reivindicación 1, que comprende también:

determinar el factor de escalado del ruido; almacenar el factor de escalado del ruido para uso en línea; y en el que la etapa de determinar el factor de escalado del ruido se lleva a cabo fuera de línea y antes de las etapas de determinación del perfil del retardo de potencia, calculando el perfil del retardo de potencia de ruido corregido, y calculando la estimación de la posición del centro de gravedad.

12. Un aparato para determinar un perfil de retardo de potencia de ruido corregido, comprendiendo el aparato:

un estimador de canal (104) ; un concentrador (106) ; y un estimador de retardo (102) conectado inter-operativamente al estimador de canal y al concentrador, siendo el estimador del retardo para:

determinar un perfil de retardo de potencia (204) ; calcular un perfil de retardo de potencia de ruido corregido (206) utilizando una estimación de potencia del ruido de fondo polarizada, el perfil del retardo de potencia y un factor de escalado del ruido; y

caracterizado por

calcular una estimación de la posición del centro de gravedad (208) utilizando el perfil del retardo de potencia de ruido corregido.

13. El aparato de la reivindicación 12, en el que el factor de escalado del ruido (202) se aplica a la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada.

14. El aparato de la reivindicación 13, en el que el factor de escalado del ruido depende de una función de densidad de probabilidad.

15. El aparato de la reivindicación 14, en el que el factor de escalado del ruido depende de una función de densidad de probabilidad de la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada.

16. El aparato de la reivindicación 12, en el que:

el estimador del retardo utiliza una primera pluralidad de valores para determinar el perfil del retardo de potencia; y el estimador del retardo utiliza la primera pluralidad de valores y una segunda pluralidad de valores para calcular el perfil del retardo de potencia de ruido corregido.

17. El aparato de la reivindicación 16, en el que:

la primera pluralidad de valores es una pluralidad de Np valores de perfil del retardo de potencia; y la segunda pluralidad de valores es los Nn valores del perfil del retardo de potencia más pequeños.

18. El aparato de la reivindicación 12, en el que:

Z es la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada; Tk es un retardo de tiempo; y es el factor del escalado del ruido; hk es una pluralidad de valores de potencia; Np es una pluralidad de la pluralidad de los valores de potencia hk; y la estimación de la posición del centro de gravedad es

19. El aparato de la reivindicación 12, en el que:

Z es la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada; y es el factor de escalado del ruido; hk es una pluralidad de valores de potencia; y el perfil del retardo de potencia de ruido corregido es hk – yZ.

20. El aparato de la reivindicación 12, en el que:

es la estimación de la potencia de ruido corregido polarizada; Z* es una potencia media de una pluralidad de valores hk; y es el factor de escalado del ruido; y

21. El aparato de la reivindicación 12, en el que: y' es el factor de escalado del ruido;

Np es una pluralidad de valores de potencia; N rutas es un número de rutas verdaderas entre los Np valores de potencia;

es la estimación de la potencia del ruido de fondo polarizada; Z* es una potencia media de una pluralidad de Nn valores de potencia; y

22. El aparato de la reivindicación 12, en el que el estimador del retardo también incluye:

un medio para determinar el factor de escalado del ruido; y un medio para almacenar el factor de escalado del ruido para uso en línea; en el que el medio para determinar el factor de escalado del ruido determina el factor de escalado del ruido fuera de línea antes de determinar el perfil del retardo de potencia, calculando el perfil del retardo de potencia de ruido corregido, y calculando la estimación de la posición del centro de gravedad.