Procedimiento y aparato de operación de un sistema de comunicación de varios canales.

Un procedimiento de operación de un sistema de comunicación de múltiples canales que utiliza procesamientode señal de espectro ensanchado de secuencia directa que comprende:

a) generar una fuente de datos complejos que tiene un término multicanal y un término de canal de tasa detransmisión elevada; en el que dicha etapa de generación comprende las siguientes subetapas:

a1) generar un conjunto de canales de tasa de transmisión media en respuesta a un conjunto de fuentes dedatos de tasa de transmisión media y un conjunto de códigos de canal largos;

a2) generar dicho término multicanal sumando el conjunto de canales de tasa de transmisión media;

a3) generar dicho término canal de alta velocidad en respuesta a una fuente de datos de tasa detransmisión elevada y un código de canal corto

b) generar un código de ensanchamiento complejo que tiene un término en fase y un término en cuadratura defase;

c) multiplicar de manera compleja dicha fuente de datos complejos y dicho código de ensanchamientocomplejo para obtener un término real y un término imaginario;

d) modular dicho término real con una portadora en fase; y

e) modular dicho término imaginario con una portadora en cuadratura de fase.

Procedimiento y aparato de operación de un sistema de comunicación de varios canales Antecedentes de la invención I. Campo de la invención La presente invención se refiere a telecomunicaciones inalámbricas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento novedoso y mejorado para implementar una interfaz aérea de alta tasa de transmisión.

II. Descripción de la técnica relacionada La norma IS-95 de la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) y sus derivadas como la IS-93A y la ANSI J-STD-008 (denominadas conjuntamente en el presente documento como IS-95) , definen una interfaz aérea adecuada para implementar un sistema de telefonía celular digital con un ancho de banda eficaz. Para este cometido, la norma IS-95 proporciona un procedimiento para establecer múltiples canales de tráfico de radiofrecuencia (RF) , teniendo cada uno una tasa de transmisión de datos de hasta 14, 4 kilobits por segundo. Los canales de tráfico pueden utilizarse para efectuar telefonía de voz o para efectuar comunicaciones de datos digitales incluyendo transferencia de pequeños ficheros, correo electrónico y fax.

Aunque una tasa de transmisión de 14, 4 kilobits por segundo es adecuada para esos tipos de aplicaciones de tasa de transmisión de datos más baja, la creciente popularidad de aplicaciones de mayor cantidad de datos, tales como Internet y la videoconferencia, ha provocado una demanda de tasas de transmisión de datos superiores. Para satisfacer esta nueva demanda, la presente invención está dirigida a proporcionar una interfaz aérea que soporte tasas de transmisión más altas.

La figura 1, ilustra un sistema de telefonía celular sumamente simplificado, configurado de una manera compatible con la utilización de la norma IS-95. En operación, las llamadas telefónicas y otras comunicaciones se efectúan intercambiando datos entre unidades 10 de abonado y estaciones 12 base utilizando señales de RF. Las comunicaciones se efectúan además desde estaciones 12 base a través de controladores 14 de estaciones base (BSC) y un centro 16 de conmutación móvil (MSC) , hasta o bien una red 18 telefónica pública conmutada (PSTN) o bien hasta otra unidad 10 de abonado. Los BSC 14 y el MSC 16 proporcionan normalmente funcionalidad de control de movilidad, procesamiento de llamadas y encaminamiento de llamadas.

En un sistema que cumple la norma IS-95, las señales de RF intercambiadas entre las unidades 10 de abonado y las estaciones 12 base se procesan según técnicas de procesamiento de señales de acceso múltiple por división de código (CDMA) . La utilización de técnicas de procesamiento de señales CDMA permite que las estaciones 12 base adyacentes utilicen el mismo ancho de banda de RF que, cuando se combina con la utilización de control de potencia de transmisión, hace que un sistema IS-95 tenga un ancho de banda más eficaz que otros sistemas de telefonía celular.

El procesamiento CDMA se considera una tecnología de “espectro ensanchado” porque la señal CDMA se ensancha sobre una cantidad más amplia de ancho de banda de RF que se utiliza generalmente para sistemas de espectro no ensanchado. El ancho de banda de ensanchamiento para un sistema IS-95 es de 1, 2288 MHz. Un sistema de telecomunicaciones inalámbrico digital basado en CDMA configurado sustancialmente según la utilización de la norma IS-95 se describe en la patente estadounidense 5.103.450 titulada “SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”, transferida al cesionario de la presente invención.

Se anticipa que la demanda de tasas de transmisión más altas será mayor para el enlace directo que para el enlace inverso ya que se espera que un usuario típico reciba más datos que los que genera. La señal de enlace directo es la señal de RF transmitida desde una estación 12 base hasta una o más unidades 10 de abonado. La señal de enlace inverso es la señal de RF transmitida desde una unidad 10 de abonado hasta una estación 12 base.

La figura 2 ilustra el procesamiento de señales asociado al canal de tráfico de enlace directo IS-95, que es una parte de la señal de enlace directo IS-95. El canal de tráfico de enlace directo se utiliza para la transmisión de datos de usuario desde una estación 12 base hasta una unidad 10 de abonado particular. Durante la operación normal, la estación 12 base genera múltiples canales de tráfico de enlace directo, utilizándose cada uno para la comunicación con una unidad 10 de abonado particular. Adicionalmente, la estación 12 base genera diversos canales de control incluyendo un canal piloto, un canal de sincronización y un canal de radiomensajería. La señal de enlace directo es la suma de los canales de tráfico y los canales de control.

Tal como se muestra en la figura 2, los datos de usuario se introducen en el nodo 30 y se procesan en bloques de 20 milisegundos (ms) denominados tramas. La cantidad de datos en cada trama puede ser uno de cuatro valores siendo cada valor más bajo aproximadamente la mitad del siguiente valor más alto. Además, pueden utilizarse dos posibles conjuntos de tamaños de trama, que se denominan conjunto de tasa de transmisión uno y conjunto de tasa de transmisión dos.

Para el conjunto de tasa de transmisión dos, la cantidad de datos contenida en la trama más larga, o “tasa de transmisión completa” corresponde a una tasa de transmisión de 13, 35 kilobits por segundo. Para el conjunto de tasa de transmisión uno, la cantidad de datos contenida en la trama de tasa de transmisión completa corresponde a una tasa de transmisión de 8, 6 kilobits por segundo. Las tramas de tamaños más pequeños se denominan tramas de media tasa de transmisión, un cuarto de tasa de transmisión y un octavo de tasa de transmisión. Las diversas tramas de datos se utilizan para ajustar los cambios de la actividad de voz que se experimentan durante una conversación normal.

El generador 36 CRC añade datos CRC con la cantidad de datos CRC generados dependiendo del tamaño de trama y el conjunto de tasa de transmisión. El generador 40 de bytes de cola añade ocho bits de cola de estado lógico conocido a cada trama para ayudar durante el proceso de descodificación. Para tramas de tasa de transmisión completa, el número de bits de cola y bits CRC lleva la tasa de transmisión hasta 9, 6 y 14, 4 kilobits por segundo para el conjunto de tasa de transmisión uno y el conjunto de tasa de transmisión dos.

Los datos del generador 40 de bytes de cola se codifican de manera convolucional por el codificador 42 para generar símbolos 44 de código. Se realiza codificación a ½ de la tasa de transmisión con longitud 9 de limitación (K) .

El eliminador 48 selectivo elimina 2 de cada 6 símbolos de código para las tramas del conjunto de tasa de transmisión dos, lo que reduce eficazmente la codificación realizada a 2/3 de la tasa de transmisión. Por tanto, en la salida del eliminador 48 selectivo, los símbolos de código se generan a 19, 2 kilosímbolos por segundo (Ksps) para las tramas tanto del conjunto de tasa de transmisión uno como del conjunto de tasa de transmisión dos.

El dispositivo 50 de entrelazado de bloques realiza el entrelazado de bloques en cada trama y los símbolos de código entrelazados se modulan con un código de canal Walsh del generador 54 de código Walsh que genera sesenta y cuatro símbolos Walsh para cada símbolo de código. Se selecciona un código Wi de canal Walsh de un conjunto de sesenta y cuatro códigos de canal Walsh y se utiliza normalmente durante la duración de una interfaz entre una unidad 10 de abonado particular y una estación 12 base.

Después, se duplican los símbolos Walsh y se modula una copia con un código (PNI) de ensanchamiento PN en fase del generador 52 de código de ensanchamiento, y se modula la otra copia con un código (PNQ) de ensanchamiento PN de fase en cuadratura del generador 53 de código de ensanchamiento. Después, los datos en fase se filtran paso bajo por el LPF 58 y se modulan con una señal portadora sinusoidal en fase. De manera similar, los datos de fase en cuadratura se filtran paso bajo por el LPF 60 y se modulan con una portadora sinusoidal de fase en cuadratura. Después, las dos señales portadoras moduladas se suman para formar la señal s (t) y se transmiten como la señal de enlace directo.

Sumario de la invención La presente invención está definida por las reivindicaciones independientes 1 y 6.

La presente invención es un procedimiento novedoso y mejorado para implementar una interfaz aérea de alta tasa de transmisión. Un sistema de transmisión proporciona un conjunto de canal en fase y un conjunto de canal de fase en cuadratura.... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de operación de un sistema de comunicación de múltiples canales que utiliza procesamiento de señal de espectro ensanchado de secuencia directa que comprende:

a) generar una fuente de datos complejos que tiene un término multicanal y un término de canal de tasa de 5 transmisión elevada; en el que dicha etapa de generación comprende las siguientes subetapas:

a1) generar un conjunto de canales de tasa de transmisión media en respuesta a un conjunto de fuentes de datos de tasa de transmisión media y un conjunto de códigos de canal largos; a2) generar dicho término multicanal sumando el conjunto de canales de tasa de transmisión media; a3) generar dicho término canal de alta velocidad en respuesta a una fuente de datos de tasa de

transmisión elevada y un código de canal corto b) generar un código de ensanchamiento complejo que tiene un término en fase y un término en cuadratura de fase; c) multiplicar de manera compleja dicha fuente de datos complejos y dicho código de ensanchamiento complejo para obtener un término real y un término imaginario; 15 d) modular dicho término real con una portadora en fase; y e) modular dicho término imaginario con una portadora en cuadratura de fase 2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de generación de un conjunto de canales de tasa de transmisión media en respuesta a un conjunto de fuentes de datos de tasa de transferencia media y un conjunto de códigos de canal largos, está comprendido por la etapa de modulación de dicho conjunto de fuentes de datos de tasa de transferencia media con dicho conjunto de códigos de canal largos.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además, la etapa de ajuste de la amplitud de dicho conjunto de canales de tasa de transmisión media y dicho canal de tasa de transmisión elevada.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de generación de dicho término de canal de tasa de transmisión elevada en respuesta a una fuente de datos de tasa de transmisión elevada y un código de canal 25 corto, está comprendida por la etapa de transmisión de dichos datos de tasa de transmisión elevada sobre un conjunto de canales de tasa de transmisión media.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además:

generar un segundo conjunto de canales de tasa de transmisión media en respuesta a un segundo conjunto de canales de tasa de transmisión media y un segundo conjunto de códigos de canal largos; y 30 sumar dicho segundo conjunto de canales de tasa de transmisión media con dichol término de canal de tasa de transmisión elevada.

6. Un sistema de comunicación de espectro ensanchado de secuencia directa que comprende:

un primer modulador de código de canal largo para generar primeros datos de canal en respuesta a primeros datos de usuario; un primer modulador de código de canal corto para generar segundos datos de canal en respuesta a segundos datos de usuario; un primer dispositivo de ensanchamiento en fase para generar primeros datos en fase en respuesta a dichos primeros datos de canal;

un segundo dispositivo de ensanchamiento en fase para generar segundo datos en fase en respuesta a dichos segundo datos de canal; un primer dispositivo de ensanchamiento en cuadratura de fase para generar primeros datos en cuadratura de fase en respuesta a dichos primeros datos de usuario; un segundo dispositivo de ensanchamiento en cuadratura de fase para generar segundo datos en 45 cuadratura de fase en respuesta a dichos segundo datos de usuario; un primer sumador para generar un término en fase en respuesta a dichos datos a dichos primeros datos en fase y una instancia invertida de dichos segundos datos de usuarios en cuadratura de fase; un segundo sumador para generar un término en cuadratura de fase en respuesta a dichos datos a dichos primeros datos en cuadratura de fase y dichos segundos datos en fase;

un modulador de sinusoide de portadora en fase para generar una señal en fase en respuesta a dicho primer término; un modulador de sinusoide de portadora en cuadratura de fase para generar una señal en cuadratura de fase en respuesta a dicho segundo término; y un sumador para sumar dicha señal en fase y dicha señal en cuadratura de fase.