Procedimiento y aparato para desensanchar datos en un sistema de comunicación inalámbrico.

Procedimiento para desensanchar una señal ensanchada utilizada en un receptor de un sistema de comunicación inalámbrico,

que comprende los pasos de:

(a) preprocesar la señal ensanchada para obtener un grupo de chips de ensanchamiento correspondientes un símbolo de datos;

(b) procesar los chips de ensanchamiento para extraer componentes cofase y componentes ortogonales de cada uno de los chips de ensanchamiento; y

(c) convertir y combinar el grupo de componentes cofase y componentes ortogonales para obtener un grupo de chips de desensanchamiento basándose en una señal de selección predeterminada; caracterizado porque los bits de la señal de selección predeterminada son los bits de signo del conjugado de una secuencia de ensanchamiento, teniendo la secuencia de ensanchamiento bits impares imaginarios y bits pares reales.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de la comunicación inalámbrica, y más en particular a un procedimiento y aparato para desensanchar una señal ensanchada en el sistema TD-SCDMA (División de Tiempo-Acceso Múltiples de División de Código Sincrónico) y/o WCDMA (Acceso Múltiple de División de Código de Banda Ancha) .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La tecnología de espectro ensanchamiento, o tecnología de ensanchamiento, es una tecnología que se ha desarrollado muy rápidamente en los últimos años, que no solo juega un papel predominante en la comunicación militar, sino que se utiliza también ampliamente en todos los campos de la comunicación; por ejemplo, en la comunicación satelital, comunicación móvil, comunicación por microondas, sistema de posicionamiento inalámbrico, red inalámbrica de área local (LAN) , comunicación personal global.

El ensanchamiento en la comunicación puede expresarse brevemente del modo siguiente: un modo para transmitir información, ocupando la señal un ancho de banda mucho más amplio que el ancho de banda más estrecho necesario para transmitir información; el ancho de banda se ensancha mediante procedimientos de codificación y modulación, que no afectan a los datos de información transmitida; y los datos de la información transmitida se desensanchan y restauran en un receptor mediante un código de ensanchamiento idéntico. La tecnología de ensanchamiento se utiliza en las formas siguientes: espectro de ensanchamiento de secuencia directa (abreviada como Ensanche Directo (DS) ) , Salto de Frecuencia (FH) , Salto Temporal (TH) , y modulación de frecuencia lineal (Chirp) , y sus combinaciones tales como: FH/DS, TH/DS y FH/TH, donde DS, FH y FH/DS se utilizan más frecuentemente en comunicaciones.

La tecnología de comunicación ensanchada se caracteriza por lo siguiente:

1. Potente Capacidad Anti-interferencia

Dado que la señal se ensancha en una banda ancha, la señal de banda estrecha se restaura comprimiéndose el ancho de banda de la señal ensanchada en el receptor. Debido a que la señal de interferencia, que es irrelevante para un código pseudo aleatorio de ensanchamiento, se ensancha en una banda ancha, se reduce notablemente la potencia de la interferencia que entra en comunicación con un ancho de banda de una señal útil, y así se aumenta el ratio señal/interferencia del correlador. De ese modo, la tecnología de comunicación por ensanchamiento tiene una sólida capacidad anti-interferencia. Esta capacidad tiene una relación directa con los momentos de ensanchamiento de la banda: cuanto más se ensancha la banda, mayor es la capacidad antiinterferencia.

2. Comunicación de Acceso Múltiple

La comunicación por ensanchamiento es per se un modo de comunicación de acceso múltiple, denominado SSMA (Acceso Múltiple de Espectro Ensanchamiento) . Es per se una forma de AMDC (Acceso Múltiple por División de Código) , que forma diferentes redes con diferentes códigos de ensanchamiento. Aunque ocupa una banda ancha, la proporción de uso del espectro de un sistema de ensanchamiento es superior al de un sistema de un único canal y un único transportador, dado que las diferentes redes pueden compartir la misma frecuencia simultáneamente. CDMA es una forma principal de comunicación de acceso múltiple para la comunicación personal global futura.

3. Seguro y Confidencial

Dado que el sistema de ensanchamiento ensancha la información en una banda ancha, la densidad de potencia se reduce con el ensanchamiento del espectro, y la señal podría incluso verse ocultada por el ruido. En consecuencia, la señal ensanchada tiene una seguridad considerable, y es muy difícil de interceptar, escuchar y detectar. Salvo que se utilice el mismo código de ensanchamiento que el utilizado por el transmisor, y se realice la detección de la correlación después de su sincronización, nada puede hacerse con la señal ensanchada. Debido a que la señal ensanchada tiene una baja densidad de espectro de potencia, puede utilizarse una banda de frecuencia específica, por ejemplo banda de frecuencia ISM, sin la aprobación en muchos países tales como EE.UU., Japón y países europeos, en tanto en cuanto la densidad del espectro de potencia cumpla algunos requisitos.

4. Rechazo de Interferencia Multi-recorrido

En algunas circunstancias de comunicación tales como comunicación móvil y comunicación interior, donde existe una fuerte interferencia multi-recorrido, un sistema debe tener una sólida capacidad anti-interferencia para asegurar la comunicación fluida. La tecnología de ensanchamiento tiene una fuerte capacidad de rechazo de interferencia multi-recorrido mediante el uso de las características relevantes del código de ensanchamiento utilizado para dicho ensanchamiento, y puede incluso mejorar el rendimiento de sistema mediante el uso de la potencia multi

recorrido.

El sistema CDMA, que emplea la tecnología de ensanchamiento, opera de manera muy distinta a los sistemas de comunicación TDMA y FDMA habituales. Por ejemplo, un transmisor CDMA de secuencia directa (DS-CDMA) , una corriente de símbolo digital para un canal determinado, dedicado o común, a una velocidad básica de símbolo, se ensancha a una velocidad de chip. Esta operación de ensanchamiento supone la aplicación de un código único de ensanchamiento de canal (denominado a veces una secuencia de firma) a la corriente de símbolo, que aumenta su ganancia de señal, añadiendo al mismo tiempo redundancia de ancho de banda.

Normalmente, la corriente de símbolo digital se multiplica por un código de canal durante el ensanchamiento para obtener una señal intermedia canalizada, que incluye información de datos. A continuación, la señal intermedia se añade a otras señales intermedias utilizándose diferentes códigos de canal. Las señales intermedias sumadas se multiplican a continuación por un código de aleatorización de celda para obtener un grupo de señalas ensanchadas. Dado que todos los códigos de canal son ortogonales entre sí, diferentes usuarios pueden compartir un ancho de banda de transmisión en una ranura específica de tiempo, a través de diferentes códigos de canal. Y mediante la aplicación de técnicas de procesamiento adecuadas en el receptor, las señales intermedias pueden distinguirse de otras.

En los sistemas TD-SCDMA, los datos originales se restauran mediante la aplicación (por ejemplo la multiplicación o el ajuste) de los códigos de aleatorización apropiados y códigos de canal para desensanchar la señal ensanchada en el receptor. No obstante, cuando el código de ensanchamiento se aplica a otras señales intermedias recibidas, solo se genera ruido. Así pues, la operación de desensanchamiento comprende en efecto un proceso de correlación que compara la señal recibida con el código digital apropiado, a fin de recuperar la información deseada del canal.

En los sistemas TD-SCDMA, el ensanchamiento se aplica a los datos parte de los canales físicos y comprende dos operaciones. La primera es la operación de canalización, que transforma todos los símbolos de datos en una serie de chips, aumentando así el ancho de banda de la señal. El número de chips por símbolo de datos se denomina Factor de Ensanchamiento (SF) . La segunda operación es la operación de aleatorización, en la que se aplica un código de aleatorización a la señal ensanchada. Las dos operaciones se denominan en general operación de ensanchamiento conjuntamente, en la que el código de canal y el código de aleatorización se denominan código de ensanchamiento conjuntamente. En la norma del sistema TD-SCDMA es necesario que los canales físicos descendentes utilicen SF=16. Para soportar mayores velocidades de datos, pueden utilizarse múltiples canales físicos paralelos. Estos canales físicos paralelos se transmitirán utilizándose diferentes códigos de canalización.

El ensanchamiento y desensanchamiento de las señales puede expresarse utilizándose la fórmula siguiente:

Donde x (n) es la señal antes del ensanchamiento, p (i) es el código de ensanchamiento y z (i) es la señal después del ensanchamiento, rAl denota toda la operación y el valor de retorno son los enteros más cercanos mayores o iguales a A.

El procedimiento y el aparato habitual de desensanchamiento requieren una gran cantidad de multiplicadores. No obstante, dichos multiplicadores tienen complicadas estructuras y ocupan una superficie de chip relativamente grande. Así, si pueden sustituirse por otra estructura de circuito sencilla, entonces se podría reducir notablemente la superficie del chip y disminuirse el coste de fabricación en un margen importante. En consecuencia,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para desensanchar una señal ensanchada utilizada en un receptor de un sistema de comunicación inalámbrico, que comprende los pasos de:

(a) preprocesar la señal ensanchada para obtener un grupo de chips de ensanchamiento correspondientes un símbolo de datos;

(b) procesar los chips de ensanchamiento para extraer componentes cofase y componentes ortogonales de cada uno de los chips de ensanchamiento; y

(c) convertir y combinar el grupo de componentes cofase y componentes ortogonales para obtener un grupo de chips de desensanchamiento basándose en una señal de selección predeterminada; caracterizado porque los bits de la señal de selección predeterminada son los bits de signo del conjugado de una secuencia de ensanchamiento, teniendo la secuencia de ensanchamiento bits impares imaginarios y bits pares reales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende también el paso de sumar el grupo de chips de desensanchamiento para restaurar el símbolo de datos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la longitud del grupo de chips de ensanchamiento equivale a la longitud de la secuencia de ensanchamiento.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el proceso de combinación comprende un paso de anular el componente o componentes cofase y el componente o componentes ortogonales para obtener el componente o componentes cofase y el componente o componentes ortogonales anulados.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el proceso de combinación comprende también un paso para ejecutar un cálculo de combinación predeterminado en el componente o componentes cofase, el componente o componentes cofase anulados, el componente o componentes ortogonales y el componente o componentes ortogonales anulados.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada uno de los chips de desensanchamiento se selecciona de un grupo de resultados previstos.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema TD-SCDMA, y el valor de cada unidad de la secuencia de ensanchamiento se selecciona del conjunto [1, -1, j, -j].

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema TD-SCDMA; y el resultado previsto se selecciona del conjunto {I+jQ, -I-jQ, -Q+jl, Q-jl} en el que I es el componente cofase, Q es el componente ortogonal, -I es el componente cofase anulado y -Q es el componente ortogonal anulado.

9. Aparato para desensanchar una señal de ensanchamiento utilizada en un receptor de un sistema de comunicación inalámbrico, que comprende:

medios de preproceso (20) para preprocesar la señal ensanchada a fin de obtener un grupo de chips de ensanchamiento correspondientes a un símbolo de datos;

medios de extracción (30) para procesar los chips de ensanchamiento para extraer componentes cofase y componentes ortogonales de cada uno de los chips de ensanchamiento; y

medios de selección y procesamiento (40) para convertir y combinar el grupo de componentes cofase y componentes ortogonales basándose en una señal de selección predeterminada para obtener un grupo de chips de desensanchamiento,

caracterizado porque los bits de la señal de selección predeterminada son los bits de signo del conjugado de una secuencia de ensanchamiento, teniendo la secuencia de ensanchamiento bits impares imaginarios y bits pares reales.

10. Aparato según la reivindicación 9, que comprende además un sumador (50) para sumar el grupo de chips de desensanchamiento para restaurar el símbolo de datos.

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que la longitud del grupo de chips de ensanchamiento equivale a la longitud de la secuencia de ensanchamiento.

12. Aparato según la reivindicación 9, en el que los medios de selección y procesamiento (40) comprenden medios de anulación (402) para anular el componente o componentes cofase y el componente o componentes ortogonales, a fin de obtener el componente o componentes cofase y el componente o componente ortogonales

anulados.

13. Aparato según la reivindicación 12, en el que los medios de selección y procesamiento (40) comprenden también una combinación de medios (401) para realizar un cálculo de combinación predeterminado en los componentes cofase, los componentes cofase anulados, los componentes ortogonales y los componentes

ortogonales anulados.

14. Aparato según la reivindicación 9, en el que cada uno de los chips de desensanchamiento se selecciona de un grupo de los resultados previstos.

15. Aparato según la reivindicación 9, en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema TD-SCDMA, y el valor de cada unidad de la secuencia de ensanchamiento se selecciona del conjunto {1, -1, j, -j}.

16. Aparato según la reivindicación 14 ó 15, en el que el sistema de comunicación inalámbrico es un sistema TD-SCDMA, y el resultado previsto se selecciona del conjunto {I+jQ, -I-jQ, -Q+jl, Q-jl}, en el que I es el componente cofase, Q es el componente ortogonal, -I es el componente cofase anulado y -Q es el componente ortogonal anulado.

REFERENCIAS CITADAS EN LA MEMORIA

Esta lista de referencias citada por el solicitante es únicamente para comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha prestado la máxima atención en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones, y la OEP no asume responsabilidad alguna a este respecto.

Documentos de patente citados en la memoria

• EP 0661829 A [0016] • WO 2004077693 A [0018]

• EP 0854586 A [0017]