Procesamiento en los lados emisor y receptor de señales emitidas y/o recibidas a través de una antena inteligente (smart antenna).

Procedimiento para el procesamiento en el lado emisor de informaciones,

en el que

- se decide en qué dirección de emisión han de transmitirse señales para un receptor (MS1, MS2, MS3), siendo la dirección de emisión una combinación lineal de un cierto número de diagramas direccionales de antena correspondientes a un primer conjunto,

- en una parte de procesamiento de la banda de base (REC) se determina a partir de una secuencia de señales (T) destinada al receptor (MS1, MS2, MS3) un cierto número de secuencias de señales (X(1), X(2)) de diagrama direccional de antena correspondiente al primer conjunto, mediante ponderación de la secuencia de señales (T) para cada uno de los diagramas direccionales de antena con respectivos coeficientes (a(1), 10 a'(2)) correspondientes a la combinación lineal,

- cada secuencia de señales (X(1), X(2)) de diagrama direccional de antena se transmite mediante respectivos enlaces lógicos propios desde la parte de procesamiento de la banda de base (REC) a una parte de procesamiento de alta frecuencia (RE),

- en la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) se realiza una conversión del primer conjunto de secuencias de señales de diagrama direccional de antena (X(1), X(2)) a un cierto número de señales analógicas del elemento de antena correspondientes a un segundo conjunto distinto del primer conjunto,

- cada señal analógica del elemento de antena se emite mediante respectivos elementos de antena (A) de un cierto número de elementos de antena (A) correspondientes al segundo conjunto.

Procesamiento en los lados emisor y receptor de señales emitidas y/o recibidas a través de una antena inteligente (smart antenna) .

La invención se refiere a un procedimiento para el procesamiento en los lados emisor y receptor de informaciones emitidas y/o recibidas a través de un conjunto de elementos de antena. Además se refiere la invención a equipos para realizar el procedimiento.

En sistemas de comunicaciones por radio se transmiten mensajes, por ejemplo con información de voz, información de imágenes, información de video, SMS (Short Message Service, servicio de mensajes cortos) , MMS (Multimedia Messaging Service, servicios de mensajería multimedia) u otros datos, con ayuda de ondas electromagnéticas a través de una interfaz de radio entre la estación emisora y la receptora. Las estaciones pueden ser al respecto y en función de la configuración concreta del sistema de comunicaciones por radio estaciones de radio del lado de abonado de tipos diversos o bien equipos de radio del lado de la red, como repetidores, puntos de acceso a radio o estaciones de base. En un sistema de comunicaciones de telefonía móvil al menos una parte de las estaciones de radio del lado de abonado son estaciones de radio móviles. Las ondas electromagnéticas se emiten con frecuencias portadoras, que se encuentran en la banda de frecuencias prevista para el correspondiente sistema.

Los sistemas de comunicaciones de telefonía móvil están configurados a menudo como sistemas celulares, por ejemplo según el estándar GSM (Global System for Mobile Communication, sistema global para las comunicaciones móviles) o bien UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, sistema universal de telecomunicaciones móviles) con una infraestructura de red compuesta por ejemplo por estaciones de base, equipos para el control y mando de las estaciones de base y otros equipos del lado de la red. Además de estas redes de radio celulares, jerárquicas, organizadas en una gran área (supralocales) , existen también redes locales inalámbricas (WLANs, Wireless Local Area Network, red de área local inalámbrica) con una zona espacial de cobertura por radio por lo general bastante más limitada. Ejemplos de distintos estándares de WLANs son HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth y WATM.

El acceso de estaciones de radio al medio de transmisión común se regula en sistemas de comunicaciones por radio mediante procedimientos de acceso múltiple/procedimientos multiplex (Multiple Access, MA) . En estos accesos múltiples puede repartirse el medio de transmisión a lo largo del tiempo (Time Division Multiple Access, TDMA) , en la gama de frecuencias (Frequency Division Multiple Access, FDMA) , en la gama de códigos (Code Division Multiple Access, CDMA) o en el ámbito del espacio (Space Division Multiple Access, SDMA) entre las estaciones de radio. También son posibles combinaciones de procedimientos de acceso múltiple, como por ejemplo la combinación de un procedimiento de acceso múltiple en la gama de frecuencias con un procedimiento de acceso múltiple en la gama de códigos.

Para aprovechar eficientemente los escasos recursos de radio disponibles es ventajoso que las estaciones de radio, en particular las estaciones de radio del lado de la red, utilicen un conjunto de elementos de antena para enviar y/o para recibir mensajes. De esta manera puede orientarse la dirección de emisión el haz de la antena en la dirección del o de los receptores, con lo que se reducen interferencias. En la dirección de recepción pueden evaluarse de forma selectiva, mediante la utilización de un conjunto de elementos de antena, señales procedentes de una determinada dirección y suprimirse otras señales.

Un ejemplo se da en el documento US 2003/0109226.

La invención tiene la tarea básica de mostrar procedimientos para el procesamiento de informaciones en el lado emisor y/o lado receptor en los que se utilice un conjunto de elementos de antena. Además deben mostrarse equipos para realizar el procedimiento.

Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1, así como mediante un procedimiento y equipos con características de reivindicaciones secundarias. Ventajosas mejoras y perfeccionamientos son objeto de reivindicaciones subordinadas.

Según el procedimiento para el procesamiento en el lado emisor de informaciones, se decide en qué dirección de emisión han de transmitirse señales para un receptor. La dirección de emisión es una combinación lineal de un cierto número de diagramas direccionales de antena correspondientes a un primer conjunto. En una parte de procesamiento de la banda de base se determina a partir de una secuencia de señales destinada al receptor un cierto número de secuencias de señales de diagrama direccional de antena correspondiente a un primer conjunto, mediante ponderación de la secuencia de señales para cada uno de los diagramas direccionales de antena con respectivos coeficientes correspondientes a la combinación lineal. Cada secuencia de señales de diagrama direccional de antena se transmite mediante respectivos enlaces lógicos propios desde la parte de procesamiento de la banda de base a una parte de procesamiento de alta frecuencia. En la parte de procesamiento de alta frecuencia se realiza una conversión del primer conjunto de secuencias de señales de diagrama direccional de antena a un cierto número de señales analógicas del elemento de antena correspondientes a un segundo conjunto distinto del primer conjunto. Cada señal analógica del elemento de antena se emite mediante respectivos elementos de antena de un cierto número de elementos de antena correspondientes al segundo conjunto.

La invención se aplica a un emisor de un sistema de comunicaciones por radio que presenta un conjunto de elementos de antena, preferiblemente en una estación de base. Un elemento de antena es un equipo para emitir y dado el caso también para recibir ondas de radio. Cada elemento de antena está conectado a través de exactamente una conexión de alta frecuencia a las otras partes del emisor, mediante las cuales el elemento de antena recibe las señales analógicas a emitir y dado el caso retransmite las señales analógicas recibidas. Un elemento de antena puede estar compuesto por una configuración de uno o varios elementos emisores, por ejemplo dipolos. Dentro de un elemento de antena se alimentan todos los elementos emisores con la misma señal analógica, pudiendo modificarse la amplitud y la fase, por ejemplo mediante decaladores de fase mecánicos, para poder influir sobre la curva característica de emisión o bien el diagrama direccional de antena correspondiente al elemento de antena. La emisión completa correspondiente a la antena compuesta por varios elementos de antena resulta de la superposición de las características de emisión de los distintos elementos de antena. Sobre la curva característica de emisión de la antena se influye según la invención para lograr por ejemplo la emisión en una determinada dirección o bien suprimirla en una determinada dirección para reducir interferencias. Lo correspondiente rige en el sentido de recepción, en el que puede influirse sobre el diagrama direccional de antena correspondiente a la antena compuesta por varios elementos de antena, para dar preferencia a la recepción de señales analógicas procedentes de una determinada dirección o bien para suprimir señales de interferencia procedentes de una determinada dirección.

Las señales para un receptor se emiten en una determinada dirección de emisión. La decisión sobre qué dirección de emisión ha de utilizarse puede proceder en particular de conocimientos relativos al lugar de estancia del receptor, que se obtienen a partir de señales emitidas por el receptor. La emisión en la dirección de emisión determinada se realiza emitiendo las señales mediante un segundo conjunto de elementos de antena. Para el procesamiento en el lado emisor de las informaciones a enviar al receptor se representa la dirección de emisión determinada como combinación lineal de un primer conjunto de diagramas direccionales de antena. La dirección de emisión es así un determinado diagrama direccional de antena que debe utilizarse para la emisión. Preferiblemente se realiza la representación tal que todos o al menos dos de los coeficientes de la combinación lineal de los distintos diagramas direccionales de antena sean distintos de cero.

Existe una parte de procesamiento de la banda de base que ejecuta al menos partes del procesamiento de la banda de base, es decir, del procesamiento digital de las informaciones y una parte de procesamiento de alta frecuencia, que ejecuta al menos la conversión de las informaciones digitales a la frecuencia portadora utilizada... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el procesamiento en el lado emisor de informaciones, en el que

se decide en qué dirección de emisión han de transmitirse señales para un receptor (MS1, MS2, MS3) , siendo la dirección de emisión una combinación lineal de un cierto número de diagramas direccionales de antena correspondientes a un primer conjunto,

en una parte de procesamiento de la banda de base (REC) se determina a partir de una secuencia de señales (T) destinada al receptor (MS1, MS2, MS3) un cierto número de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena correspondiente al primer conjunto, mediante ponderación de la secuencia de señales (T) para cada uno de los diagramas direccionales de antena con respectivos coeficientes (a (1) , a’ (2) ) correspondientes a la combinación lineal,

cada secuencia de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena se transmite mediante respectivos enlaces lógicos propios desde la parte de procesamiento de la banda de base (REC) a una parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) ,

en la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) se realiza una conversión del primer conjunto de secuencias de señales de diagrama direccional de antena (X (1) , X (2) ) a un cierto número de señales analógicas del elemento de antena correspondientes a un segundo conjunto distinto del primer conjunto,

cada señal analógica del elemento de antena se emite mediante respectivos elementos de antena (A) de un cierto número de elementos de antena (A) correspondientes al segundo conjunto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se realiza la conversión del primer conjunto de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena al segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena, transformándose el primer conjunto de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena en un cierto número de secuencias de señales (C) del elemento de antena correspondiente al segundo conjunto y a continuación se transforma mediante conversión a una frecuencia portadora el segundo conjunto de secuencias de señales (C) del elemento de antena al segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se realiza la conversión del primer conjunto de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena al segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena, transformando el primer conjunto de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena, mediante conversión a una frecuencia portadora, en cierto número de señales analógicas (D) de diagrama direccional de antena correspondientes al primer conjunto y a continuación se convierte el primer conjunto de señales analógicas (D) de diagrama direccional de antena en el segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se aplica el procedimiento a un conjunto de receptores (MS1, MS2, MS3) , en el que se decide en qué dirección de emisión han de emitirse en cada caso señales para varios receptores (MS1, MS2, MS3) , siendo las direcciones de emisión respectivas combinaciones lineales de un cierto número de diagramas direccionales de antena correspondientes a un primer conjunto, en una parte de procesamiento de la banda de base (REC) se determina para cada receptor (MS1, MS2, MS3) , a partir de una secuencia de señales (T) destinada al correspondiente receptor (MS1, MS2, MS3) un cierto número de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de la antena correspondientes al primer conjunto, mediante ponderación de la secuencia de señales (T) para cada uno de los diagramas direccionales de antena con en cada caso un coeficiente (a (1) , a (2) ) correspondiente a la combinación lineal, para cada uno del primer conjunto de diagramas direccionales de antena se suman las secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena de los receptores (MS1, MS2, MS3) , cada secuencia de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena sumada se transmite mediante respectivos enlaces lógicos propios desde la parte de procesamiento de la banda de base (REC) a la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) , en la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) se realiza una conversión del primer conjunto de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena sumadas a un cierto número de señales analógicas del elemento de antena correspondientes a un segundo conjunto distinto del primer conjunto,

cada señal analógica del elemento de antena se emite mediante respectivos elementos de antena (A) de un cierto número de elementos de antena (A) correspondientes al segundo conjunto.

5. Procedimiento para el procesamiento en el lado receptor de informaciones, en el que se reciben en un cierto número de elementos de antena (A) correspondientes a un segundo conjunto respectivas señales analógicas de un emisor (MS1, MS2, MS3) ,

en una parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) se realiza una conversión del segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena a un cierto número de secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena correspondiente a un primer conjunto distinto del segundo conjunto, siendo cada secuencia de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena una secuencia de señales recibida a través de un determinado diagrama direccional de antena, cada secuencia de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena se transmite mediante el respectivo enlace lógico propio desde la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) a una parte de procesamiento de la banda de base (REC) , en la parte de procesamiento de la banda de base (REC) se forma una secuencia de señales (R) a partir de las secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la secuencia de señales (R) se forma como combinación lineal de las secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena, ponderando cada secuencia de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena con un coeficiente (a’ (1) , a’ (2) .

7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, en el que la conversión del segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena al primer conjunto de secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena se realiza transformando el segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena, mediante conversión a una banda de base, en un cierto número de secuencias de señales (C’) de elemento de antena correspondientes al segundo conjunto y a continuación se convierte el segundo conjunto de secuencias de señales (C’) del elemento de antena en un cierto número de secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena correspondientes al primer conjunto.

8. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, en el que la conversión del segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena al primer conjunto de secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena se realiza transformando el segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena en un cierto número de señales analógicas (D’) de diagrama direccional de antena correspondientes al primer conjunto y a continuación se convierte el primer conjunto de señales analógicas (D’) de diagrama direccional de antena, mediante conversión a una banda de base, en un cierto número de secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena correspondientes al primer conjunto.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4 y a una de las reivindicaciones 6 a 8, en el que la ponderación en el procesamiento del lado emisor se realiza con los mismos coeficientes (a (1) , a (2) , a’ (1) , a’ (2) que en el procesamiento del lado receptor.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el segundo conjunto es mayor que el primer conjunto.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la transmisión entre la parte de procesamiento de la banda de base (REC) y la parte de procesamiento en alta frecuencia (RE) se realiza a través de una interfaz CPRI.

12. Estación de base (BS) con medios para decidir en qué dirección de emisión han de emitirse señales para un receptor (MS1, MS2, MS3) , siendo la dirección de emisión una combinación lineal de un cierto número de diagramas direccionales de antena correspondientes a un primer conjunto, una parte de procesamiento de la banda de base (REC) con medios para determinar un cierto número de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena correspondientes al primer conjunto a partir de una secuencia de señales (T) destinada al receptor (MS1, MS2, MS3) , mediante ponderación de la secuencia de señales (T) para cada uno de los diagramas direccionales de antena con respectivos coeficientes (a (1) , a (2) ) correspondientes a la combinación lineal, un número de enlaces lógicos entre la parte de procesamiento de la banda de base (REC) y una parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) que se corresponde con el primer conjunto, en cada caso para transmitir una de las secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena desde la parte de procesamiento de la banda de base (REC) a la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) , medios (S, HF) en la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) para transformar el primer conjunto de secuencias de señales (X (1) , X (2) ) de diagrama direccional de antena en un cierto número de señales analógicas del elemento de antena correspondientes a un segundo conjunto distinto del primer conjunto, un cierto número de elementos de antena (A) correspondiente al segundo conjunto para emitir respectivas señales analógicas de un elemento de antena.

13. Estación de radio (BS) con

un cierto número de elementos de antena (A) correspondiente a un segundo conjunto para recibir en cada caso una señal analógica de un emisor (MS1, MS2, MS3) ,

una parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) con medios (S’, H) para convertir el segundo conjunto de señales analógicas del elemento de antena en un cierto número de secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena correspondiente a un primer conjunto distinto del segundo conjunto, siendo cada secuencia de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena una secuencia de señales recibida a través de un determinado diagrama direccional de antena, un cierto número de enlaces lógicos correspondientes al primer conjunto entre una parte de procesamiento de la banda de base (REC) y la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) , en cada caso para transmitir una de las secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena desde la parte de procesamiento de alta frecuencia (RE) a la parte de procesamiento de la banda de base (REC) ,

medios en la parte de procesamiento de la banda de base (REC) para formar una secuencia de señales (R) a partir de las secuencias de señales (X’ (1) , X’ (2) ) de diagrama direccional de antena.