ES2225197T3

ES2225197T3 - Transmision utilizando un conjunto de antena en un sistema de comunicacion cdma.

Info

Publication number: ES2225197T3
Application number: ES00955636T
Authority: ES
Inventors: David Mesecher
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: EP1210777B1; HK1045611B; IL148412A0; NO20021148D0; DE60014935T2; CN1881832A; DE1210775T1; CN1897482B; US9219522B2; CA2498521A1; DE60043903D1; ATE459138T1; HK1045613B; NO20021177D0; EP2230772A3; KR20020035133A; US20070091985A1; CN1897482A; EP2230772A2; IL148412A

Abstract

Un método para uso en un sistema de comunicación de espectro distribuido que tiene una pluralidad de antenas de transmisión (48-52), comprendiendo el método las etapas de: transmitir desde cada antena de transmisión (48- 52) una señal piloto que tiene una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria, asociada de forma unívoca con esa antena (48-52); recibir en el receptor la totalidad de dichas señales piloto transmitidas; filtrar cada una de dichas señales piloto transmitidas, con el uso de esa secuencia de código de chip pseudo-aleatoria de la señal piloto; caracterizado por: ponderar cada una de dichas señales piloto filtradas con un factor de ponderación particular; combinar dichas señales piloto ponderadas para obtener una señal combinada; ajustar de forma adaptativa cada uno de dichos factores de ponderación particulares de señal piloto, basándose, en parte, en una calidad de señal de la señal combinada; transmitir una señal de datos tal, que se transmiten diferentes versiones de espectro distribuido de la señal de datos desde cada antena (48-52), teniendo cada versión un identificador de código de chip diferente para la antena de transmisión respectiva (48-52); y recibir la señal de datos a través del filtrado de cada versión con el código de chip asociado, y combinar las versiones filtradas, de tal manera que las diferentes versiones de señal de datos se ponderen de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados con la señal piloto de la antena respectiva (48-52).

Description

Transmisión utilizando un conjunto de antena en un sistema de comunicación CDMA.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a la transmisión y recepción de señales en un sistema de comunicación inalámbrico de acceso múltiple por división en código (CDMA - "Code Division Multiple Access"). Más específicamente, la invención se refiere a un sistema y a un método para la transmisión utilizando una matriz o conjunto ordenado de antenas con el fin de mejorar la recepción de la señal en un sistema de comunicación de DCMA inalámbrico o sin hilos.

Descripción de la técnica anterior

En la Figura 1 se muestra un sistema de comunicación de CDMA de la técnica anterior. El sistema de comunicación está provisto de una pluralidad de estaciones de base 20-32. Cada estación de base 20 se comunica, con el uso de CDMA de espectro distribuido, con un equipo de usuario (UEs -"User Equipment") 24-38, ubicado dentro de su zona de operaciones. Las comunicaciones que se producen desde la estación de base 20 hacia cada uno de los UE 34-38 se denominan comunicaciones de enlace descendente, y las comunicaciones que tienen lugar desde cada UE 34-38 hacia la estación de base 20 reciben el nombre de comunicaciones de enlace ascendente.

En la Figura 2 se muestra un transmisor y un receptor de CDMA simplificados. Una señal de datos que tiene anchura de banda dada se mezcla, por medio de un mezclador 40, con una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria, con lo que se produce una señal digital de espectro distribuido destinada a ser transmitida por una antena 42. Al ser recibidos en una antena 44, los datos son reproducidos después de su correlación, en un mezclador 46, con la misma secuencia de código de chip pseudo-aleatoria que se ha utilizado para transmitir los datos. Al utilizar diferentes secuencias de código de chip pseudo-aleatorias, la misma anchura de banda de canal es utilizada por un gran número de señales de datos. En particular, una estación de base 20 comunicará señales a múltiples UEs 34-38 en la misma anchura de banda.

Para sincronización temporal con un receptor, se utiliza una señal piloto no modulada. La señal piloto permite a los respectivos receptores sincronizarse con un transmisor dado, lo que permite deshacer o invertir la distribución de una señal de datos en el receptor. En un sistema de CDMA típico, cada estación de base 20 envía una única señal piloto, que es recibida por todos los UEs 34-38 incluidos dentro del alcance de la comunicación, a fin de sincronizar las transmisiones de enlace directo. Y a la inversa, en algunos sistemas de CDMA, por ejemplo, en la interfaz aérea de B-CDMA^{TM}, cada UE 34-38 transmite una única señal piloto asignada con el fin de sincronizar las transmisiones de enlace inverso.

Cuando un UE 34-36 o una estación de base 20-32 está recibiendo una señal concreta, todas las otras señales dentro de la misma anchura de banda tienen la consideración de ruido con respecto a la señal esa señal específica. El incremento del nivel de potencia de una señal degrada todas las demás señales contenidas en la misma anchura de banda. Sin embargo, el hecho de reducir demasiado el nivel de potencia da lugar una calidad indeseable de la señal que se recibe. Un indicador que se usa para medir la calidad de la señal recibida es la relación entre la señal y el ruido (SNR -"Signal to Noise Ratio"). En el receptor, la magnitud de la señal recibida deseada se compara con la magnitud del ruido que se recibe. Los datos contenidos en una señal transmitida que se recibe con una SNR elevada se recuperan fácilmente en el receptor. Una SNR baja lleva consigo la pérdida de datos.

Con el fin de mantener una relación entre señal y ruido deseada para el nivel de potencia de transmisión mínimo, la mayor parte de los sistemas de CDMA utilizan alguna forma de control de potencia adaptativo. Al minimizar la potencia de la transmisión, se reduce el ruido entre las señales comprendidas en la misma anchura de banda. En consecuencia, se incrementa el número máximo de señales que se reciben con la relación entre señal y ruido deseada, dentro de la misma anchura de banda.

Si bien el control de potencia adaptativo reduce la interferencia entre las señales dentro de la misma anchura de banda, aún existe una interferencia que limita la capacidad del sistema. Una técnica para incrementar el número de señales que utilizan el mismo espectro de frecuencias de radio (RF) consiste en utilizar la sectorización. En la sectorización, una estación de base utiliza antenas direccionales para dividir la zona de operaciones de la estación de base en un cierto número de sectores. Como resultado de ello se reduce la interferencia entre señales de sectores diferentes. Sin embargo, las señales comprendidas en la misma anchura de banda y que se encuentran dentro del mismo sector interfieren unas con otras. Además, las estaciones de base sectorizadas asignan, por lo común, frecuencias diferentes a los sectores adyacentes, lo que reduce la eficiencia espectral para una anchura de banda de frecuencias dada.

La Patente norteamericana Nº 5.652.764 describe un sistema de matriz o conjunto ordenado de transmisores. Cada una de las antenas del conjunto ordenado transmite una señal de datos distribuida o extendida. Cada señal de datos se encuentra distribuida con un código ortogonal diferente. Un receptor recibe las señales de datos distribuidas que se transmiten. Se deshace la distribución o extensión de las señales recibidas con el uso de los códigos ortogonales, bien mediante filtros de coincidencia o bien por medio de dispositivos de correlación. Entonces, bien se combinan las señales de datos una vez deshecha o invertida su distribución, o bien se selecciona una de las señales de distribución invertida como los datos recibi-
dos.

El documento EPO 881781 A2 describe un esquema de diversidad de transmisión. Se transmite una señal de información desde una pluralidad de antenas, utilizando un código de distribución o extensión diferente para cada antena.

La Patente norteamericana Nº 5.812.542 describe un sistema de reparto suave para un sistema de
CDMA. Cada una de una pluralidad de estaciones de base transmite una señal piloto y la misma señal digital. La unidad móvil recibe las señales piloto e invierte la distribución de las mismas señales de datos con el uso de información de ponderación determinada a partir de las señales piloto. Se combinan las mismas señales de datos con su distribución invertida, en una señal de datos de salida.

Existe, en consecuencia, la necesidad de un sistema que mejore adicionalmente la calidad de señal de las señales recibidas sin incrementar los niveles de potencia del transmisor.

Sumario de la invención

La invención proporciona la transmisión y la recepción de una señal de datos utilizando una pluralidad de antenas de transmisión. Cada antena transmite una señal piloto diferente que tiene una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria. Un receptor se encarga de filtrar cada señal piloto transmitida, con el uso de ese código de chip de la señal piloto. Las señales piloto ya filtradas son ponderadas y combinadas.

El factor de ponderación de cada señal piloto se ajusta de forma adaptativa, en parte, en una calidad de señal de la señal combinada. Se transmite una señal de datos tal, que se transmiten las diferentes versiones de espectro distribuido de la señal de datos, procedentes de cada antena transmisora. Cada una de las versiones tiene un identificador de código de chip diferente. En el momento de ser recibida, cada versión es filtrada con su código de chip asociado. Las versiones filtradas se ponderan de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados con la señal piloto de la antena respectiva.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un sistema de comunicación inalámbrico o sin hilos de CDMA de espectro extendido o distribuido, de acuerdo con la técnica anterior.

La Figura 2 es un transmisor y un receptor de
CDMA de espectro distribuido, de acuerdo con la técnica anterior.

La Figura 3 es el transmisor de la invención.

La Figura 4 es el transmisor de la invención transmitiendo múltiples señales de datos.

La Figura 5 es el circuito de recepción de señal piloto de acuerdo con la invención.

La Figura 6 es el circuito de recepción de señal de datos de acuerdo con la invención.

La Figura 7 es una realización del circuito de recepción de señal piloto.

La Figura 8 es un circuito de ponderación de valor medio cuadrático mínimo.

La Figura 9 es el circuito de recepción de señales de datos que se emplea con el circuito de recepción de señal piloto ilustrado en la Figura 7.

La Figura 10 es una realización del circuito de recepción de señal piloto, en la que la salida de cada RAKE está ponderada.

La Figura 11 es el circuito de recepción de señal de datos que se utiliza con el circuito de recepción de señal piloto de la Figura 10.

La Figura 12 es una realización del circuito de recepción de señal piloto en la que las antenas del conjunto ordenado de transmisión están separadas a distancias cercanas.

La Figura 13 es un circuito de recepción de señal de datos que se utiliza con el circuito de recepción de señal piloto ilustrado en la Figura 12.

La Figura 14 es una ilustración del direccionamiento de haz en un sistema de comunicación de
CDMA.

La Figura 15 es un transmisor de direccionamiento de haz.

La Figura 16 es un transmisor de direccionamiento de haz que transmite múltiples señales de datos.

La Figura 17 es el circuito de recepción de datos que se utiliza con el transmisor de la Figura 14.

La Figura 18 es un circuito de recepción de señal piloto que se emplea cuando las señales de enlace ascendente y de enlace descendente utilizan la misma frecuencia.

La Figura 19 es un circuito de transmisión que utiliza con el circuito de recepción de señal piloto mostrado en la Figura 18.

La Figura 20 es un circuito de recepción de señal de datos que se utiliza con el circuito de recepción de señal piloto de la Figura 18.

Descripción de las realizaciones preferidas

Se describirán las realizaciones preferidas haciendo referencia a las figuras de los dibujos, en las cuales los mismos números de referencia representan elementos similares a lo largo de las mismas. La Figura 3 es un transmisor de acuerdo con la invención. El transmisor tiene una matriz o conjunto ordenado de antenas 48-52, preferiblemente formado por 3 ó 4 antenas. Para su uso en la distinción de cada una de las antenas 48-52, se asocia una señal diferente a cada antena, 56-60. La señal que se prefiere para ser asociada a cada antena es una señal piloto tal como la mostrada en la Figura 3. Cada señal piloto distribuida se genera por medio de un generador 56-60 de señal piloto, con el uso de una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria diferente, y se combina, por medio de dispositivos de combinación 62-66, con la respectiva señal de datos distribuida. Cada señal de datos distribuida se genera utilizado un generador 54 de señal de datos, mediante la mezcla, en mezcladores 378-382, de la señal de datos generada con una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria diferente 48-52, D_{1}-D_{N}. Las señales combinadas se modulan a una frecuencia de portadora deseada, y son radiadas o difundidas a través de las antenas 48-52 del conjunto ordenado.

Con el uso de un conjunto ordenado de antenas, el transmisor de sirve de la diversificación espacial. Si éstas se separan entre sí lo suficiente, las señales radiadas por cada antena 48-52 experimentarán una distorsión de recorrido múltiple diferente en su desplazamiento hasta un receptor dado. Puesto que cada señal que se envía por una antena 48-52 seguirá múltiples recorridos hasta alcanzar un receptor dado, cada señal recibida presentará muchas componentes correspondientes a los recorridos múltiples. Estas componentes crean una canal de comunicación virtual entre cada antena 48-52 del transmisor y del receptor. En efecto, cuando las señales transmitidas por una de las antenas 48-52 a través de un canal virtual hasta un receptor dado se están desvaneciendo, se utilizan las señales procedentes de las otras antenas 48-52 para mantener una elevada SNR recibida. Este efecto se consigue gracias a la combinación adaptativa de las señales transmitidas en el receptor.

La Figura 4 muestra el transmisor, tal como se utiliza en una estación de base 20 para enviar múltiples señales de datos. Cada señal de datos distribuida se genera mezclando en unos mezcladores 360-376 una señal de datos correspondiente procedentes de unos generadores 74-78, con secuencias de código de chip pseudo-aleatorias diferentes, D_{11}-D_{NM}. De acuerdo con ello, cada señal de datos es distribuida o extendida con el uso de una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria diferente por cada antena 48-52, lo que hace un total de N x M secuencias de código. N es el número de antenas y M es el número de señales de datos. De forma subsiguiente, cada señal de datos distribuida se combina con la señal piloto distribuida que está asociada a la antena 48-52. Las señales combinadas son moduladas y radiadas por las antenas 48-52 del conjunto ordenado.

El circuito de recepción de señal piloto se muestra en la Figura 5. Cada una de las señales piloto transmitidas es recibida por la antena 80. Para cada señal piloto, se utiliza un dispositivo de inversión de la distribución, tal como un RAKE 82-86, tal como se muestra en la Figura 6, o un dispositivo de correlación de vectores, con el fin de deshacer la distribución de cada señal piloto con el uso de una copia o réplica de la secuencia de código de chip pseudo-aleatoria de la señal piloto correspondiente. El dispositivo de inversión de distribución compensa también el efecto de los recorridos múltiples en el canal de comunicación. Cada una de las señales piloto recuperadas es ponderada por medio de un dispositivo de ponderación 88-92. La ponderación se refiere tanto a la magnitud como a la fase de la señal. Si bien la ponderación se muestra acoplada al RAKE, el dispositivo de ponderación pondera también, preferiblemente, cada rama del RAKE. Tras la ponderación, todas las señales piloto recuperadas y ponderadas se combinan en un dispositivo de combinación 94. Con el uso de un generador 98 de señal de error, se utiliza una estimación de la señal piloto proporcionada por la combinación ponderada, a fin de crear una señal de error. Basándose en la señal de error, los factores de ponderación de cada dispositivo de ponderación 88-92 son ajustados de forma que se minimice la señal de error, utilizando para ello un algoritmo adaptativo, tal como el del valor medio cuadrático mínimo (LMS -"Least Mean Squared") o el de los mínimos cuadrados recurrentes (RLS - "Recursive Least Squares"). Como resultado de ello se maximiza la calidad de señal de la señal combinada.

La Figura 6 ilustra un circuito de recepción de señal de datos que utiliza los factores de ponderación determinados por el circuito de recuperación de señal piloto. La señal de datos transmitida es recuperada por la antena 80. Para cada antena 48-52 del conjunto ordenado de transmisión, se utilizan los factores de ponderación obtenidos de un dispositivo correspondiente de inversión de la distribución, que se muestra en la forma de un RAKE 82-86, para filtrar la señal de datos con el uso de una copia del código de distribución o extensión de la señal de datos utilizado para la antena de transmisión correspondiente. Utilizando los factores de ponderación determinados para la señal piloto de cada antena, cada uno de los dispositivos de ponderación 106-110 pondera la señal del RAKE con distribución invertida, con el factor de ponderación asociado a la señal piloto correspondiente. Por ejemplo, el dispositivo de ponderación 88 corresponde a la antena de transmisión 48 para la señal piloto 1. El factor de ponderación determinado por el RAKE piloto 82 para la señal piloto 1 se aplica también en el dispositivo de ponderación 106 de la Figura 6. De forma adicional, si los factores de ponderación de las ramas del RAKE se ajustasen para el RAKE 82-86 de la señal piloto correspondiente, se aplicarían los mismos factores de ponderación a las ramas del RAKE 100-104 de la señal de datos. Después de la ponderación, las señales ponderadas son combinadas por medio del dispositivo de combinación 112, al objeto de recuperar la señal de datos inicial.

Con el uso de los mismos factores de ponderación para la señal de datos que se utilizaron con la señal piloto de cada antena, cada RAKE 82-86 compensa las distorsiones de canal experimentadas por las señales de cada antena. Como consecuencia de ello, el circuito de recepción de señal de datos optimiza la recepción de las señales de datos a través de cada canal virtual. Al combinar de forma óptima las señales optimizadas de cada canal virtual, se incrementa la calidad de señal de las señales de datos que se reciben.

La Figura 7 muestra una realización del circuito de recuperación de señal piloto. Cada una de las señales piloto transmitidas son recuperadas por la antena 80 del receptor. A fin de deshacer la distribución de cada una de las señales piloto, cada RAKE 82-86 utiliza una réplica o copia de la secuencia de código de chip pseudo-aleatoria, P_{1}-P_{N} de la señal piloto correspondiente. Se producen versiones retardadas de cada señal piloto por parte de unos dispositivos de retardo 114-124. Cada versión retardada se mezcla, por medio de un mezclador 126-142, con la señal recibida. Las señales mezcladas pasan a través de circuitos de suma y volcado 424-440, y son ponderadas, con el uso de mezcladores 144-160, en una magnitud determinada por el dispositivo de ajuste de ponderación 170. Las componentes de múltiples recorridos y ponderadas para cada señal piloto son combinadas mediante un dispositivo de combinación 162-164. La salida combinada de cada señal piloto se combina con el uso de un dispositivo de combinación 94. Puesto que una señal piloto no tiene datos, la señal piloto combinada deberá tener un valor de 1 + j0. La señal piloto combinada se compara con el valor ideal 1 + j0 en un restador 168. Basándose en la desviación que presente la señal piloto combinada con respecto al valor ideal, se ajusta la ponderación de los dispositivos ponderadores 144-160, con el uso de un algoritmo adaptativo, por parte del dispositivo de ajuste de ponderación 170.

En la Figura 8 se muestra un algoritmo de LMS que se utiliza para generar un factor de ponderación. La salida del restador 168 se multiplica con el uso de un mezclador 172 con la versión retardada y de distribución invertida correspondiente de la señal piloto. El resultado, así multiplicado, se amplifica por medio de un amplificador 174, y se integra con el uso de un integrador 176. El resultado integrado se emplea para ponderar, factor W_{1M}, la rama de RAKE.

El circuito de recepción de datos que se utiliza con la realización de la Figura 7 se muestra, para un receptor de estación de base, en la Figura 9. La señal recibida se envía a un conjunto de RAKEs 100-104, cada uno de los cuales está asociado, respectivamente, con cada una de las antenas 48-52 del conjunto ordenado. Cada RAKE 100-104 produce versiones retardadas de la señal recibida, utilizando unos dispositivos de retardo 178-188. Las versiones retardadas son ponderadas mediante el uso de mezcladores 190-206, basándose en los factores de ponderación determinados para la señal piloto de la antena correspondiente. Las señales de datos ponderadas para un RAKE dado 100-104 se combinan por medio de un dispositivo de combinación 208-212. Está asociado un dispositivo de combinación 208-212 con cada una de las N antenas transmisoras 48-52. Se invierte o deshace la distribución de cada señal combinada M veces, al mezclar en un mezclador 214-230 la señal combinada con una copia de los códigos de distribución o extensión utilizados para producir las M señales de datos distribuidas en el transmisor, D_{11}-D_{NM}. Cada una de las señales de datos con su distribución invertida pasa a través de un circuito de suma y volcado 232-248. Para cada señal de datos, los resultados de los circuitos de suma y volcado correspondientes se combinan mediante un dispositivo de combinación 250-254, a fin de recuperar cada una de las señales de datos.

En la Figura 10 se muestra otro circuito de recepción de señal piloto. Los circuitos de inversión de la distribución, 82-86, de este circuito receptor son los mismos que los de la Figura 7. La salida de cada RAKE 82-86 es ponderada utilizando un mezclador 256-260, antes de combinar las señales piloto para las que se ha invertido o deshecho la distribución. Tras la combinación, la señal piloto combinada se compara con el valor ideal, y el resultado de la comparación se utiliza para ajustar el factor de ponderación de la salida de cada RAKE con el uso de un algoritmo adaptativo. Con el fin de ajustar los factores de ponderación dentro de cada RAKE 82-86, la salida de cada RAKE 82-86 se compara con el valor ideal, utilizando para ello un restador 262-266. Basándose en el resultado de la comparación, el factor de ponderación de cada dispositivo de ponderación 144-160 es determinado por los dispositivos de ajuste de ponderación 268-272.

En la Figura 11 se muestra el circuito de recepción de señal de datos que se utiliza con la realización de la Figura 10. Este circuito es similar al circuito de recepción de señal de datos de la Figura 9, con el añadido de unos mezcladores 274-290 para ponderar la salida de cada circuito de suma y volcado 232-248. La salida de cada circuito 232-248 de suma y volcado es ponderada en la misma magnitud en la que fue ponderado el RAKE 82-86 de la señal piloto correspondiente. De forma alternativa, la salida del dispositivo de combinación 208-212 de cada RAKE puede ser ponderada, antes de mezclarse por medio de los mezcladores 214-230, en la magnitud del RAKE 82-86 de la señal piloto correspondiente, en lugar de efectuar la ponderación después de la mezcla.

Si la distancia de separación de las antenas 48-52 de la matriz o conjunto ordenado de transmisión es pequeña, las señales de cada una de las antenas estarán expuestas a un entorno de múltiples caminos o recorridos similar. En tales casos, puede utilizarse el circuito de recepción de señal piloto de la Figura 12. Los factores de ponderación para una seleccionada de entre las señales piloto son determinados de la misma manera que en la Figura 10. Sin embargo, puesto que cada señal piloto viaja por el mismo canal virtual, con el fin de simplificar el circuito se utilizan los mismos factores de ponderación para deshacer la distribución de las otras señales piloto. Los dispositivos de retardo 292-294 producen versiones retardadas de la señal recibida. Cada versión retardada es ponderada, por medio de un mezclador 296-300, con el mismo factor de ponderación con el que se ponderó la versión retardada correspondiente de la señal piloto seleccionada. Las salidas de los dispositivos de ponderación se combinan mediante un dispositivo de combinación 302. Se deshace la distribución de la señal combinada con el uso, por parte de los mezcladores 304-306, de copias de las secuencias de código de chip pseudo-aleatorias, P_{2}-P_{n}, de las señales piloto. La salida del mezclador 304-306 de cada señal piloto se hace pasar a través de un circuito de suma y volcado 308-310. De la misma forma que en la Figura 10, cada señal piloto con su distribución invertida es ponderada y combinada.

En la Figura 13 se muestra el circuito de recuperación de señal de datos que se emplea con la realización de la Figura 12. Los dispositivos de retardo 178-180 producen versiones retardadas de la señal recibida. Cada versión retardada es ponderada, con el uso de un mezclador 190-194, por el mismo factor de ponderación que se utilizó por las señales piloto de la Figura 12. Las salidas de los mezcladores son combinadas por un dispositivo de combinación 208. La salida del dispositivo de combinación 208 se introduce en cado uno de los dispositivos de inversión de la distribución de señal de datos que se ilustran en la Figura 13.

La invención proporciona asimismo una técnica para el direccionamiento adaptativo del haz, según se ilustra en la Figura 14. Cada señal enviada por el conjunto ordenado de antenas interferirá constructiva y destructivamente formando un patrón que se basa en los factores de ponderación proporcionados por cada antena 48-52 del conjunto ordenado. Como resultado de ello, con la selección de los factores de ponderación apropiados, el haz 312-316 del conjunto ordenado de antena se dirige en la dirección deseada.

La Figura 15 muestra el circuito de transmisión de direccionamiento de haz. El circuito es similar al circuito de la Figura 3, con el añadido de unos dispositivos de ponderación 318-322. Un receptor de objetivo recibirá las señales piloto transmitidas por el conjunto ordenado. Con el uso del circuito de recepción de señal piloto de la Figura 5, el receptor de objetivo determina los factores de ponderación para el ajuste de la salida del RAKE de cada señal piloto. Estos factores de ponderación se envían también al transmisor, tal como mediante el uso de un canal de señalización. Estos factores de ponderación se aplican a la señal de datos distribuida, tal como se muestra en la Figura 15. Para cada antena, se proporciona a la señal de datos distribuida un factor de ponderación, por parte de los dispositivos de ponderación 318-322, que se corresponde con el factor de ponderación utilizado para ajustar la señal piloto de la antena, en el receptor de objetivo, que proporciona una ganancia espacial. Como resultado, la señal de datos radiada quedará enfocada en dirección al receptor de objetivo. La Figura 16 muestra el transmisor de direccionamiento de haz, tal como se utiliza en una estación de base que envía múltiples señales de datos a receptores de objetivo diferentes. Los factores de ponderación recibidos por el receptor de objetivo son aplicados a las señales de datos correspondientes por parte de los dispositivos de ponderación 324-340.

La Figura 17 ilustra el circuito de recepción de señal de datos para el transmisor de direccionamiento de haz de las Figuras 15 y 16. Puesto que la señal transmitida ya ha sido ponderada, el circuito de recepción de señal de datos no requiere los dispositivos de ponderación 106-110 de la Figura 6.

La ventaja del direccionamiento del haz de acuerdo con la invención es doble. La señal de datos transmitida se enfoca hacia el receptor de objetivo, lo que mejora la calidad de señal de la señal recibida. Y a la inversa, la señal es enfocada lejos de otros receptores, lo que reduce la interferencia con sus señales. Debido a ambos factores, la capacidad de un sistema que utiliza el direccionamiento de haz de acuerdo con la invención se ve incrementada. De manera adicional, debido al algoritmo adaptativo utilizado por los circuitos de recepción de señal piloto, los factores de ponderación son ajustados de forma dinámica. Con el ajuste de los factores de ponderación, un haz de señal de datos responderá dinámicamente a un receptor o un transmisor en movimiento, así como a cambios que se produzcan en el entorno de recorridos múltiples.

En un sistema que emplea la misma frecuencia para las señales de enlace descendente y de enlace ascendente, tal como un sistema dúplex de división en el tiempo (TDD -"Time Division Duplex"), se utiliza una realización alternativa. Como consecuencia de la reciprocidad, las señales de enlace descendente están sometidas al mismo entorno de recorridos múltiples que las señales de enlace ascendente enviadas en la misma frecuencia. Con el fin de aprovechar la ventaja de la reciprocidad, los factores de ponderación determinados por el receptor de la estación de base se aplican al transmisor de la estación de base. En dicho sistema, el circuito de recepción de la estación de base que se ilustra en la Figura 18 está ubicado conjuntamente, tal como dentro de una estación de base, con el circuito de transmisión de la Figura 19.

En el circuito de recepción de la Figura 18, cada antena 48-52 recibe una señal piloto respectiva, enviada por el UE. Cada señal piloto es filtrada por medio de un RAKE 406-410 y ponderada por un dispositivo de ponderación 412-416. Las señales piloto ponderadas y filtradas se combinan con el uso de dispositivo de combinación 418. Utilizando el generador 420 de señal de error y el dispositivo de ajuste de ponderación 422, los factores de ponderación asociados a los dispositivos de ponderación 412-416 son ajustados con el uso de un algoritmo adaptativo.

El circuito de transmisión de la Figura 19 tiene un generador de señal de datos 342 destinado a generar una señal de datos. La señal de datos se distribuye o extiende con el uso de un mezclador 384. La señal de datos distribuida es ponderada mediante unos dispositivos de ponderación 344-348, tal y como se determinaron por el circuito de recepción de la Figura 19 para cada canal virtual.

El circuito de la Figura 20 es utilizado como circuito de recepción de señal de datos en la estación de base. La señal de datos transmitida es recibida por las antenas múltiples 48-52. Se ha conectado un RAKE de datos 392-396 a cada antena 48-52, a fin de filtrar la señal de datos. Las señales de datos filtradas son ponderadas, por medio de dispositivos de ponderación 398-402, con los factores de ponderación determinados para la señal piloto recibida de la antena correspondiente, y se combinan en un dispositivo de combinación 404, a fin de recuperar la señal de datos. Puesto que el circuito transmisor de la Figura 19 transmite la señal de datos con los factores de ponderación óptimos, la señal de datos recuperada en el UE tendrá una calidad de señal mayor que la proporcionada por la técnica anterior.

Claims

1. Un método para uso en un sistema de comunicación de espectro distribuido que tiene una pluralidad de antenas de transmisión (48-52), comprendiendo el método las etapas de:

transmitir desde cada antena de transmisión (48-52) una señal piloto que tiene una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria, asociada de forma unívoca con esa antena (48-52);

recibir en el receptor la totalidad de dichas señales piloto transmitidas;

filtrar cada una de dichas señales piloto transmitidas, con el uso de esa secuencia de código de chip pseudo-aleatoria de la señal piloto;

caracterizado por:

ponderar cada una de dichas señales piloto filtradas con un factor de ponderación particular;

combinar dichas señales piloto ponderadas para obtener una señal combinada;

ajustar de forma adaptativa cada uno de dichos factores de ponderación particulares de señal piloto, basándose, en parte, en una calidad de señal de la señal combinada;

transmitir una señal de datos tal, que se transmiten diferentes versiones de espectro distribuido de la señal de datos desde cada antena (48-52), teniendo cada versión un identificador de código de chip diferente para la antena de transmisión respectiva (48-52); y

recibir la señal de datos a través del filtrado de cada versión con el código de chip asociado, y combinar las versiones filtradas, de tal manera que las diferentes versiones de señal de datos se ponderen de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados con la señal piloto de la antena respectiva (48-52).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual las diferentes versiones de señal de datos son ponderadas de acuerdo con los factores de ponderación ajustados, antes de su transmisión.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual las diferentes versiones de señal de datos son ponderadas de acuerdo con los factores de ponderación ajustados, después de su recepción.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el ajuste adaptativo se realiza utilizando un algoritmo de media cuadrática mínima.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el ajuste adaptativo se lleva a cabo utilizando un algoritmo de mínimos cuadrados recurrente.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el ajuste adaptativo se lleva a cabo comparando la señal combinada con un valor ideal, a fin de producir una señal de error, y ajustando cada uno de dichos factores de ponderación de señal piloto basándose, en parte, en la señal de error.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual el valor ideal es 1 + j0.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual las etapas de filtrar y ponderar se producen de forma concurrente.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el filtrado de cada una de dichas señales piloto transmitidas y de cada una de dichas versiones de la señal de datos, se lleva a cabo por un RAKE (82-86; 100-104).

10. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el filtrado de cada una de dichas señales piloto transmitidas y de cada una de dichas versiones de la señal de datos, se lleva a cabo por un dispositivo de correlación de vectores.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la ponderación de cada una de dichas señales piloto se realiza ponderando cada rama (144-148, 150-154, 156-160) del RAKE (82-86) de esa señal piloto, en una magnitud particular, y la ponderación de cada rama (190-194, 196-200, 202-286, 274-290) de cada una de dichas versiones del RAKE de señal de datos se realiza de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados a la rama respectiva (144-148, 150-154, 156-160) del RAKE (82-86) de señal piloto para la señal piloto de la antena respectiva (48-52).

12. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la ponderación de cada una de dichas señales piloto se realiza ponderando cada rama (144-148, 150-154, 156-160) del RAKE (82-86) de esa señal piloto, y ponderando una salida del RAKE (82-86) de esa señal piloto, y la ponderación de cada una de dichas versiones de la señal de datos se realiza ponderando cada rama (190-194, 196-200, 202-206, 274-290) y una salida de cada una de dichas versiones del RAKE (100-104) de señal de datos, de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados con la rama respectiva (144-148, 150-154, 156-160) y la salida del RAKE (82-86) de señal piloto para la señal piloto de la antena respectiva (48-52).

13. Un sistema de comunicación de espectro distribuido, que comprende:

un transmisor, que comprende:

una pluralidad de antenas de transmisión (48-52);

medios (56-60) para transmitir desde cada antena de transmisión (48-52) una señal piloto que tiene una secuencia de código de chip pseudo-aleatoria que está asociada de forma unívoca con esa antena; y

medios (378-382, 360-376) para transmitir una señal de datos tal, que las diferentes versiones de espectro distribuido de la señal de datos son transmitidas desde cada antena de transmisión, teniendo cada versión un identificador de código de chip diferente para la antena de transmisión respectiva; y

un receptor, que comprende:

una antena de recepción (80);

medios (82-86, 88-92) acoplados a dicha antena de recepción para filtrar cada una de dichas señales piloto transmitidas, mediante el uso de la secuencia de código de chip pseudo-aleatoria de esa señal piloto, y para ponderar cada una de dichas señales piloto filtradas con un factor de ponderación particular;

caracterizado por:

medios (94) para combinar dichas señales piloto ponderadas, para formar una señal combinada;

medios (98) para ajustar de forma adaptativa cada uno de dichos factores de ponderación particulares de señal piloto, basándose, en parte, en una calidad de señal de la señal combinada; y

medios (100-104, 106-110, 112) para recibir la señal de datos a través del filtrado de cada versión con su código de chip asociado, y para combinar las versiones filtradas, de tal manera que las diferentes versiones de señal de datos son ponderadas de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados a la señal piloto de la antena respectiva (48-52).

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual el transmisor comprende adicionalmente medios para ponderar las diferentes versiones de señal de datos de acuerdo con los factores de ponderación ajustados.

15. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual el receptor comprende adicionalmente medios (82-86) para ponderar las diferentes versiones de señal de datos de acuerdo con los factores de ponderación ajustados.

16. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual los medios de ajuste adaptativo (98) se sirven de un algoritmo de media cuadrática mínima para ajustar de forma adaptativa cada uno de dichos factores de ponderación particulares de señal piloto.

17. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual los medios de ajuste adaptativo (98) se sirven de un algoritmo de mínimos cuadrados recurrente para ajustar de forma adaptativa dichos factores de ponderación particulares de señal piloto.

18. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual dichos medios de ajuste adaptativo (98) comprenden medios (168) para comparar la señal combinada con un valor ideal con el fin de producir una señal de error, y que ajustan de forma adaptativa cada uno de dichos factores de ponderación particulares de señal piloto, basándose, en parte, en la señal de error.

19. El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en el cual el valor ideal es 1 + j0.

20. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual los medios (82-86, 88-92) de filtrado y ponderación de señal piloto comprenden una pluralidad de RAKEs (86-92) destinados a filtrar, respectivamente, cada una de dichas señales piloto transmitidas, y los medios (100-104, 106-110, 112) de recepción de señal de datos comprenden una pluralidad de RAKEs (100-104) destinados a filtrar, respectivamente, cada versión de la señal de datos.

21. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual los medios (82-86, 88-92) de filtrado y ponderación de señal piloto comprenden una pluralidad de dispositivos de correlación de vectores, destinados a filtrar, respectivamente, cada una de dichas señales piloto transmitidas, y los medios (100-104, 106-110, 112) de recepción de señal de datos comprenden una pluralidad de dispositivos de correlación de vectores, destinados a filtrar, respectivamente, cada versión de la señal de datos.

22. El sistema de acuerdo con la reivindicación 20, en el cual los medios (82-86, 88-92) de filtrado y ponderación de señal piloto ponderan cada una de dichas señales piloto mediante la ponderación de cada rama (144-148, 150-154, 156-160) del RAKE (82-86) de esa señal piloto, con una magnitud o cantidad particular, y la ponderación de cada rama (190-194, 196-200, 202-206, 274-290) de cada una de dichas versiones del RAKE (100-104) de señal de datos, se realiza de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados con la rama respectiva (144-148, 150-154, 156-160) del RAKE (82-86) de señal piloto para la señal piloto de la antena respectiva (48-52).

23. El sistema de acuerdo con la reivindicación 20, en el cual los medios (82-86, 88-92) de filtrado y ponderación de señal piloto ponderan cada una de dichas señales piloto mediante la ponderación de cada rama (144-148, 150-154, 156-160) del RAKE (82-86) de esa señal piloto y la ponderación de una salida del RAKE (82-86) de señal piloto, y la ponderación de cada una de dichas versiones de señal de datos se realiza ponderando cada rama (190-194, 196-200, 202-206, 274-290) y una salida de cada una de dichas versiones del RAKE (100-104) de señal de datos, de acuerdo con los factores de ponderación ajustados que están asociados con la rama respectiva (144-148, 150-154, 156-160) y con la salida del RAKE (82-86) de señal piloto para la señal piloto de la antena respectiva (48-52).