Sistema de distribución telefónica inalámbrica con transmisión con diversidad en tiempo y en espacio.

Un método para su uso por una estación de transferencia celular de acceso múltiple por división de código,

CDMA, (14) que tiene una primera y una segunda antena (A, B), transmitiendo las antenas primera y segunda (A, B)múltiples repeticiones de un mismo paquete de datos, comprendiendo el método:

transmitir una primera información de sincronización a partir de la primera antena (A) durante una primeraranura de tiempo, siendo la duración de dicha transmisión de dicha primera información de sincronizaciónmenor que la duración de la primera ranura de tiempo;

transmitir una segunda información de sincronización a partir de la segunda antena (B) durante unasegunda ranura de tiempo, siendo la duración de dicha transmisión de dicha segunda información desincronización menor que la duración de la segunda ranura de tiempo; y

transmitir un canal de control que está alineado con la información de sincronización primera y segunda,donde el canal de control se ensancha usando un código de CDMA.

Sistema de distribución telefónica inalámbrica con transmisión con diversidad en tiempo y en espacio.

Campo de la invención La presente invención se refiere a sistemas de comunicación inalámbrica en ambos sentidos. En particular, la presente invención se refiere a sistemas de telefonía inalámbrica con antenas de diversidad en espacio y transmisión de señal con diversidad en tiempo, para reducir el desvanecimiento de la señal y medir la posición del abonado.

Antecedentes de la invención La comunicación radioeléctrica inalámbrica está sometida a los efectos adversos del desvanecimiento de señal, en el que el nivel de señal en el receptor pierde de manera temporal intensidad por una variedad de razones, tales como a causa de las reflexiones variables en los múltiples trayectos, que provocan la cancelación de señales, pérdida en la transmisión variable con el tiempo, debida a las condiciones atmosféricas y al movimiento de un receptor móvil, que introduce obstrucciones en el trayecto de la señal, y similares. El desvanecimiento de la señal provoca una recepción defectuosa, incomodidad o, en casos extremos, una pérdida de la conexión de llamada.

Se conoce el uso de diversas formas de diversidad de señal para reducir el desvanecimiento. Por ejemplo, tal como se indica en la Patente de EE.UU. con Nº 5.280.472, la diversidad de señal mitiga los efectos perjudiciales del desvanecimiento. Existen tres tipos principales de diversidad: la diversidad en tiempo, la diversidad en frecuencia y la diversidad en espacio.

La diversidad en tiempo se obtiene mediante el uso de la repetición, la intercalación o la codificación con corrección de errores, que es una forma de repetición. Las técnicas de detección de errores, en combinación con la retransmisión automática, proporcionan una forma de diversidad en tiempo.

En la diversidad en frecuencia, la energía de la señal se ensancha a lo largo de un amplio ancho de banda para combatir el desvanecimiento. La modulación en frecuencia (FM, frequency modulation) es una forma de diversidad en frecuencia. Otra forma de diversidad en frecuencia es el acceso múltiple por división de código (CDMA, code division multiple access) , también conocido como espectro ensanchado. Debido a su naturaleza intrínseca como señal de banda ancha, el CDMA es menos susceptible de desvanecimiento, en comparación con una señal de modulación de banda estrecha. Debido a que el desvanecimiento se produce, en general, solo en una parte del espectro de radio en cualquier momento dado, una señal de espectro ensanchado es inherentemente resistente a los efectos adversos del desvanecimiento.

La diversidad en espacio se proporciona mediante la transmisión o la recepción de la misma señal por más de una antena, separadas geográficamente. La diversidad en espacio proporciona trayectos de señal alternativos para protección frente a que alguno cualquiera de los trayectos se encuentre sometido a desvanecimiento en cualquier instante. La diversidad en espacio también crea una cierta diversidad en tiempo, ya que el receptor recibe la misma señal, separada por pequeños retardos de propagación. La diferencia en los retardos de propagación requiere que el receptor sea capaz de discriminar entre las señales que llegan. Una solución es el uso de múltiples receptores, uno para cada señal que llega. Por ejemplo, se conoce a partir de la Patente de EE.UU. con Nº 5.280.472 la introducción deliberada de retardos relativamente pequeños en comparación con un símbolo de información, en un sistema de CDMA de múltiples antenas con diversidad en espacio, con el fin de crear unas señales artificiales con diversidad en tiempo de múltiples trayectos, mayores que un retardo de un chip, hasta unos pocos chips. Los sistemas de CDMA son capaces de discriminar entre diversas señales idénticas que llegan al receptor con diferentes retardos de propagación mayores que un retardo de un chip. Tales receptores se conocen como receptores Rake. No obstante, los sistemas de la técnica anterior requieren múltiples receptores de CDMA, un receptor de CDMA para cada señal de CDMA recibida independiente. Es deseable proporcionar un sistema para recibir señales de CDMA con diversidad en tiempo que no requiera múltiples receptores de CDMA.

La medición o determinación de la posición de unidades móviles es bien conocida. En algunos sistemas, unas antenas fijas miden la posición móvil. En otros sistemas, la unidad móvil determina su posición a partir de múltiples señales recibidas. Si el sistema es de doble sentido, el enlace de comunicación permite intercambiar datos de posición tanto al abonado móvil como al sistema fijo. Varios sistemas conocidos usan satélites o múltiples antenas para proporcionar información acerca de la posición de un abonado móvil. Por ejemplo, pueden usarse múltiples antenas de recepción direccionales para triangular la posición de un transmisor móvil. En tales sistemas, los receptores estacionarios determinan la posición del abonado móvil; en otros sistemas, el abonado móvil determina su posición a partir de las señales recibidas. Por ejemplo, el Sistema Mundial de Determinación de Posición (GPS, Global Position System) es un sistema de múltiples satélites que proporciona señales que permiten que una estación de abonado móvil determine su posición en latitud y en longitud. No obstante, tanto los sistemas de satélites como los receptores de GPS para recibir las señales de los satélites, tienden a ser costosos.

La combinación de un receptor de GPS y un teléfono celular se muestra en la Patente de EE.UU. con Nº 5.223.844. Tal combinación proporciona servicios útiles como, por ejemplo, un servicio de alarma de seguridad para disuadir del robo de un coche, en el que el disparo de la alarma también alerta al servicio de seguridad acerca de la posición del coche. En general, es deseable proporcionar un sistema que combine un servicio de telefonía o de datos con la medición de la posición, a un coste razonable.

Es deseable proporcionar un sistema de señales con diversidad en tiempo que use el acceso múltiple por división en tiempo (TDMA, time division multiple access) , en diversas combinaciones con antenas con diversidad en espacio y CDMA, para proporcionar una variedad de sistemas que resistan el desvanecimiento, reduzcan el coste de receptor y proporcionen una medición de la posición para los abonados móviles.

Sumario de la invención La presente invención se incorpora como un sistema de comunicación inalámbrica en el que se usa la diversidad en tiempo y la diversidad en espacio para reducir el desvanecimiento y simplificar el diseño de receptor. La presente invención se incorpora, adicionalmente, como un sistema de comunicación inalámbrica en el que unas señales de división en tiempo se multiplexan por división de código (espectro ensanchado) sobre antenas de diversidad en espacio, para dotar a un sistema de comunicación inalámbrica de la facultad de determinar la posición del abonado usando las mismas señales de comunicación que se usan para la comunicación inalámbrica primaria.

Específicamente, un paquete de datos que, por ejemplo, puede portar tráfico de voz de telefonía, se transmite en tres instantes diferentes a partir de tres antenas diferentes. El receptor recibe, de este modo, el mismo paquete de datos en tres momentos diferentes, a partir de tres antenas diferentes. El receptor usa el mejor paquete de datos o una combinación de los paquetes de datos para reducir los efectos del desvanecimiento.

Además, el receptor usa el tiempo absoluto y el relativo extrapolado de llegada de los tres paquetes de datos para determinar su posición con respecto a las tres antenas de transmisión. En primer lugar, la distancia absoluta a una de las antenas se determina por el tiempo requerido para un mensaje con trayecto de ida y vuelta. A continuación, el tiempo relativo de llegada de los paquetes de datos, con referencia a un tiempo universal, a partir de las otras dos antenas, indica las distancias relativas en comparación con la primera antena. Debido a que las tres antenas transmisoras se encuentran en unas posiciones fijas conocidas, el receptor calcula su propia posición como la intersección de tres curvas de distancia constante (en el caso de dos dimensiones, círculos o, en el caso tridimensional, la intersección de tres esferas) . Como alternativa, la estación de abonado móvil proporciona datos de medición de retardo sin procesar, de vuelta a una estación fija o centro de servicio de ubicación, el cual calcula la posición del abonado móvil.

Más particularmente, la presente invención se incorpora como un sistema que usa CDMA para modular una señal de TDMA que se transmite... [Seguir leyendo]

1. Un método para su uso por una estación de transferencia celular de acceso múltiple por división de código, CDMA, (14) que tiene una primera y una segunda antena (A, B) , transmitiendo las antenas primera y segunda (A, B) múltiples repeticiones de un mismo paquete de datos, comprendiendo el método:

transmitir una primera información de sincronización a partir de la primera antena (A) durante una primera ranura de tiempo, siendo la duración de dicha transmisión de dicha primera información de sincronización menor que la duración de la primera ranura de tiempo; transmitir una segunda información de sincronización a partir de la segunda antena (B) durante una segunda ranura de tiempo, siendo la duración de dicha transmisión de dicha segunda información de sincronización menor que la duración de la segunda ranura de tiempo; y transmitir un canal de control que está alineado con la información de sincronización primera y segunda, donde el canal de control se ensancha usando un código de CDMA.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la información de sincronización primera y segunda incluye un código.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la primera antena (A) y la segunda antena (B) están espacialmente separadas.

4. Una estación de transferencia celular de acceso múltiple por división de código, CDMA, que comprende:

una primera antena (A) ; una segunda antena (B) , transmitiendo las antenas primera y segunda (A, B) múltiples repeticiones de un mismo paquete de datos; una circuitería que está configurada para transmitir una primera información de sincronización a partir de la primera antena (A) durante una primera ranura de tiempo, siendo la duración de dicha transmisión de la primera información de sincronización menor que la duración de la primera ranura de tiempo; una circuitería que está configurada para transmitir una segunda información de sincronización a partir de la segunda antena durante una segunda ranura de tiempo, siendo la duración de dicha transmisión de la segunda información de sincronización menor que la duración de la segunda ranura de tiempo, donde la primera y la segunda información de sincronización difieren entre las antenas (A, B) de la estación de transferencia (14) y las antenas (A, B) de la estación de transferencia (14) se distinguen usando la información de sincronización; y una circuitería que está configurada para transmitir un canal de control que está alineado con la información de sincronización primera y segunda, donde el canal de control se ensancha usando un código de CDMA.

5. La estación de transferencia de CDMA (14) de acuerdo con la reivindicación 4, donde la información de sincronización primera y segunda incluye un código.

6. La estación de transferencia de CDMA (14) de acuerdo con la reivindicación 4, donde la primera antena (A) y la segunda antena (B) están espacialmente separadas.

7. Una estación de abonado celular de acceso múltiple por división de código, CDMA, (42) que recibe múltiples repeticiones de un mismo paquete de datos que comprende:

una antena (10) que está configurada para recibir una transmisión de una primera información de sincronización a partir de una estación de transferencia (14) durante una primera ranura de tiempo, siendo la duración de la transmisión de la primera información de sincronización menor que la duración de la primera ranura de tiempo, configurada además la antena (10) para recibir una transmisión de una segunda información de sincronización durante una segunda ranura de tiempo, siendo la duración de la transmisión recibida de la segunda información de sincronización menor que la duración de la segunda ranura de tiempo; y una circuitería que está acoplada con la antena (10) y que está configurada para recibir la información de sincronización primera y segunda, donde la estación de abonado de CDMA (42) está configurada para sincronizarse con la estación de transferencia (14) usando la información de sincronización primera y segunda, una circuitería que está configurada para determinar una información asociada con la estación de transferencia (14) en función de la información de sincronización primera y segunda, donde la primera y la segunda información de sincronización difieren entre las antenas (A, B) de la estación de transferencia (14) y las antenas (A, B) de la estación de transferencia (14) se distinguen usando la información de sincronización; y una circuitería que está configurada para recibir una información de control a lo largo de un canal de control que se ensancha usando un código de CDMA en una pluralidad de ranuras de tiempo.

8. La estación de abonado de CDMA de acuerdo con la reivindicación 7, donde la información de sincronización primera y segunda incluye un código.

9. Un método para su uso en una estación de abonado celular de acceso múltiple por división de código (CDMA)

(42) que tiene una antena (10) para recibir múltiples repeticiones de un mismo paquete de datos, comprendiendo el método:

recibir una transmisión de una primera información de sincronización a partir de una estación de transferencia (14) con la antena (10) durante una primera ranura de tiempo, siendo la duración de la transmisión recibida de la primera información de sincronización menor que la duración de la primera ranura de tiempo; y recibir, una transmisión de una segunda información de sincronización a partir de una estación de transferencia (14) con la antena (10) durante una segunda ranura de tiempo, siendo la duración de la transmisión recibida de la segunda información de sincronización menor que la duración de la segunda ranura de tiempo; y sincronizar la unidad de abonado celular de CDMA (42) con la estación de transferencia (14) usando la información de sincronización primera y segunda, donde la primera y la segunda información de sincronización difieren entre las antenas (A, B) de la estación de transferencia (14) y las antenas (A, B) de la estación de transferencia (14) se distinguen usando la información de sincronización; determinar una información asociada con la estación de transferencia (14) en función de la información de sincronización primera y segunda; y recibir una información de control a lo largo de un canal de control que se ensancha usando un código de CDMA en una pluralidad de ranuras de tiempo.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, donde la información de sincronización primera y segunda incluye un código.