ES2241627T3

ES2241627T3 - Eliminacion de interferencia de acceso multiple por un sistema cdma usando una estimacion de señal.

Info

Publication number: ES2241627T3
Application number: ES00948765T
Authority: ES
Inventors: Jack Holtzman; Dilip G. Warrier
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2005-11-01
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: WO2001006664A2; EP2224604B1; DE60019429D1; EP1432134A3; KR20020011457A; CN1182659C; DK1201042T3; HK1047832B; JP2003505915A; EP2224604A1; EP1432134A2; EP1201042B1; KR100784739B1; PT1201042E; CY1107676T1; JP4668490B2; HK1047832A1; BR0012541A; DE60019429T2; CN1375131A

Abstract

Método para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho método comprende: recibir (204, 302, 304, 400 a 420) una pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código; hallar (216, 402) una primera señal de la pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código que tenga la mayor amplitud; recibir (204, 302, 304, 400 a 420) una primera señal piloto asociada a la primera señal; determinar (402, 410) parámetros desde la primera señal piloto; decodificar (402, 410) primeros datos de la primera señal: construir (404, 408) una primera réplica de la primera señal desde los primeros datos; combinar (414) la primera réplica con parámetros derivados de la primera señal piloto para suministrar una primera señal sustractiva; y restar (418) la primera señal sustractiva de la pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código para suministrar una primera pluralidad reducida de señales de acceso múltiple por división de código, en donde combinar (414) la primera réplica con parámetros derivados de la primera señal piloto para suministrar una primera señal sustractiva comprende: determinar (410) una amplitud de la primera señal piloto; normalizar (410) la amplitud de la primera señal piloto para suministrar una primera amplitud normalizada: derivar (412) un peso de la primera amplitud normalizada; y multiplicar (414) la primera réplica por el peso.

Description

Eliminación de interferencia de acceso múltiple por un sistema CDMA usando una estimación de señal.

Ámbito de la invención I. Campo de la invención

La invención se refiere a sistemas de comunicaciones. Más concretamente, la invención se refiere a los métodos y equipo para reducir la interferencia de acceso múltiple en sistemas de comunicación inalámbricos que usan técnicas de acceso múltiple por división de código.

II. Descripción de la técnica referida

En este ámbito ya se conocen diversas técnicas de comunicación de acceso múltiple, como el acceso múltiple por distribución en el tiempo (AMDT) y el acceso múltiple por división de frecuencia (AMDF). Sin embargo, la técnica de modulación de ensanchamiento del espectro de AMDC de acceso múltiple por diferenciación de código (AMDC) conlleva ventajas significativas con respecto a otras técnicas de modulación de acceso múltiple para muchas aplicaciones. Las técnicas AMDC en sistemas de comunicación se revelan en la patente de E.E.U.U. nº 4.901.307, titulada "Sistema de comunicación de acceso múltiple por ensanchamiento del espectro usando repetidores terrestres o de satélite", y la patente de E.E.U.U. nº 5.103.459, titulada "Sistema y método para generar señales de onda en un sistema de telefonía móvil AMDC", otorgadas ambas al cesionario de la presente invención.

Las técnicas de modulación AMDC pueden suministrar mejoras de capacidad con respecto a otras técnicas, como AMDT y AMDF, basadas en parte en el uso de AMDC de funciones o códigos ortogonales. Los códigos de AMDC son generados por ej. por funciones Walsh que forman matemáticamente un conjunto ortogonal. Así, dos funciones Walsh cualesquiera son ortogonales una a otra, y las señales codificadas con dos funciones Walsh por separado no deberían producirse interferencias mutuas si están alineadas en el tiempo. Un ejemplo de funciones Walsh empleadas en un sistema de comunicación AMDC se revela en la patente de E.E.U.U. nº 5.602.883 titulada "Método y equipo para usar modulación por desplazamiento Walsh en un sistema de comunicación por ensanchamiento de espectro", otorgado al cesionario de la presente invención. Sin embargo, como a menudo múltiples señales no están alineadas en el tiempo, en la práctica no se consigue la ortogonalidad completa. En consecuencia, se producen interferencias entre señales que de otro modo serían ortogonales. Esto se conoce como interferencia de acceso múltiple o IAM.

El sistema AMDC propaga la energía de señal por una extensa anchura de banda. Por lo tanto, el desvanecimiento de la señal de AMDC es selectiva en función de la frecuencia. El AMDC también suministra espacios o trayectos con diversidad por medio de múltiples señales que conectan simultáneamente una emisora o usuario móviles con dos o más sitios celulares. Además, el AMDC puede explotar el entorno multitrayecto permitiendo que una señal tenga múltiples componentes, cada uno de los cuales llega a un receptor con diferentes tiempos de propagación y es recibido y procesado por separado. Ejemplos de trayectos con diversidad aparecen ilustrados en la patente de E.E.U.U. nº 5.101.501 titulada "Método y sistema para suministrar transferencia de llamadas en comunicaciones en un sistema de telefonía móvil AMDC", otorgados ambos al cesionario de la presente invención.

Según un estándar de AMDC, descrito en la publicación de la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones TIA/EIA/IS-95, Estándar de compatibilidad entre emisora móvil y estación base para sistema de espectro celular ensanchado de banda ancha con modo dual, cada estación base emite a sus usuarios canales de tráfico piloto, sincro, de búsqueda y de ida. Según este estándar, la señal piloto es una señal de espectro ensanchado no modulada y de frecuencia directa emitida continuamente por cada estación base. La señal piloto permite que cada usuario adquiera información en la que se describe la temporización de señales en los canales emitidos por la estación base, y suministra una referencia de fase para la demodulación coherente de dichas señales. El canal piloto también permite comparaciones de potencia de señal entre emisoras base para determinar cuándo hay que conmutar entre estaciones base (igual que al moverse entre células).

Las técnicas de modulación de AMDC requieren que todos los transmisores estén bajo estricto control de potencia a fin de reducir las interferencias entre las señales emitidas. Si los niveles de potencia de las señales emitidas por una estación base a un usuario (conexión de ida) son demasiado altos, puede haber problemas, sobre todo el IMA, como se ha explicado más arriba. En consecuencia, la mayoría de estaciones base tienen una cantidad fija de potencia para emitir señales, por lo que sólo pueden emitir a un número limitado de usuarios. Por otra parte, si los niveles de potencia de las señales emitidas por la estación base son demasiado bajos, algunos usuarios pueden recibir múltiples tramas erróneas. El desvanecimiento de canal terrestre y otros factores conocidos afectan también a los niveles de potencia de las señales emitidas por la estación base. De este modo, cada estación base necesita ajustar independientemente la potencia de emisión de las señales que emite a cada uno de sus usuarios. Un método y equipo para controlar la potencia de emisión se revelan en la patente de E.E.U.U. nº 5.056.109, titulada "Método y equipo para controlar la potencia de emisión en un sistema de telefonía móvil AMDC", otorgada al cesionario de la presente invención.

Incluso con ajuste independiente de potencia, los sistemas de comunicaciones AMDC tienen limitaciones en cuanto a interferencias. En consecuencia, cualquier reducción en los niveles de interferencia se traduce directamente en un aumento de capacidad del sistema. Los receptores de AMDC convencionales utilizan una aproximación para decodificar una señal individual. En esta aproximación, todas las señales de los otros usuarios se consideran como ruido. Una aproximación más general que optimice simultáneamente la detección de todas las señales de usuario es demasiado intensa en cálculo para las aplicaciones en tiempo real. En consecuencia, actualmente se dedica un esfuerzo considerable a algoritmos simples para la detección de múltiples usuarios que suponen mejoras con respecto al receptor convencional de AMDC, pero que no son tan complejas o tan intensas en cálculo como la aproximación óptima. Se pueden ver ejemplos de las consideraciones implicadas por ej. en "Detección de usuarios múltiples para sistemas AMDC", por A. Duel-Allen, J. Holtzman y Z. Zvonar (Comunicaciones personales IEEE, vol. 2 nº 2, pág. 48-58, abril 1995) y en "Detección de usuarios múltiples para comunicaciones AMDC-DS", por S. Moshavi (Revista de Comunicaciones IEEE, vol. 34, nº 10, octubre 1996).

Se ha desarrollado un número de estos algoritmos más simples. Algunos de ellos usan una aproximación en la que se selecciona la señal más potente del canal recibido. La señal seleccionada se procesa para recuperar datos representados por la señal seleccionada. Los datos recuperados se reprocesan para generar una réplica de la señal recibida más potente. A continuación se resta la réplica a las señales del canal recibido para suministrar una señal recibida modificada. Esta señal recibida modificada se procesa entonces para recuperar la señal deseada sin interferencias que de otro modo podrían haber resultado de la señal más potente. Una aproximación de este tipo se describe en la patente de E.E.U.U. nº 5.719.852 titulada "Sistema de cancelación de interferencia sustractiva en ensanchamiento de espectro de AMDC".

Un problema que puede aparecer en dichos sistemas es que la réplica de la señal más potente del canal recibido puede ser errónea. Por ejemplo, si el signo de los datos recuperados es erróneo, la resta resultará en la suma de la réplica a la señal recibida, con el resultado de que el IMA causado al mezclar la señal más potente con otras señales en el canal recibido será peor en vez de mejor.

Por lo tanto, se necesitan métodos y equipos para receptores de AMDC más eficaces.

En EP-A-0 823 796 se describe un dispositivo receptor de usuarios múltiples para su aplicación en sistemas AMDC. Se produce un número N de señales remoduladas, de la primera a la enésima, para un número N de usuarios en respuesta a una señal de entrada. El receptor tiene un número M de etapas, de la primera a la nº M, y en cada etapa se incluyen N unidades de cancelación de interferencia, de la primera a la enésima, para formar del primero al enésimo de los usuarios. Cada unidad de cancelación de interferencia va provista de una señal de error de cancelación obtenida de una unidad previa de cancelación de interferencia para producir una señal de réplica de interferencia y un ensanchamiento de señal en relación con una diferencia entre la señal de réplica de interferencia y una señal previa de réplica de interferencia. Una señal n de réplica de interferencia se envía sucesivamente a un enésimo usuario de las siguientes etapas y se demodula a una enésima señal demodulada que es recibida por un usuario n, en donde n es un número entero comprendido entre 1 y N, ambos incluidos.

Resumen de la invención

Los inventores han descubierto que los símbolos o señales piloto emitidas en los sistemas AMDC pueden emplearse satisfactoriamente para calcular la potencia de la señal recibida. La estimación de la potencia de la señal recibida puede usarse para calcular la probabilidad de que la señal recibida más potente haya sido decodificada correctamente. Después de eso se puede ponderar una réplica reconstruida de la señal recibida más potente multiplicándola por un valor derivado de los cálculos, como un valor no lineal, para formar una réplica ponderada de la señal recibida más potente. La réplica ponderada puede combinarse con la señal recibida para restar las contribuciones de la señal recibida más potente de la señal recibida total. El proceso se puede reiterar para eliminar en secuencia las señales recibidas más débiles hasta que la señal deseada se reciba y decodifique sin interferencias de las señales más potentes. La precisión con la que se decodifica la señal deseada mejora a medida en que la interferencia de las señales más potentes se reduce.

En consecuencia, si hay una alta probabilidad de error en la estimación de las señales recibidas más potentes, no se resta una réplica de la señal más potente de las señales recibidas, y la señal deseada no se sigue corrompiendo por correcciones erróneas. Sin embargo, si hay una baja probabilidad de error en la estimación de las señales recibidas más potentes, la señal deseada mejora mediante la sucesiva resta de réplicas de esas señales más potentes. En otras palabras, si es probable que la señal recibida estimada más potente sea errónea, se modifica para que afecte a las señales recibidas sólo en pequeña medida, o en ninguna en absoluto, y si es probable que el cálculo sea correcto, se resta de la señal recibida en su potencia completa. Esto proporciona reducción en la interferencia de acceso múltiple entre señales AMDC que se emiten simultáneamente por un canal común.

Así pues, según el primer, segundo y tercer aspectos de la invención, se suministran métodos para reducir la interferencia de acceso múltiple tal como se establece en las reivindicaciones 1, 5 y 6, respectivamente.

Según el cuarto, quinto y sexto aspectos, se suministra un equipo para reducir la interferencia de acceso múltiple tal como se establece en las reivindicaciones 9 a 11, respectivamente.

Breve descripción de los dibujos

En las figuras, los caracteres de referencia semejantes identifican elementos similares. Para que sea más fácil identificar la explicación de cualquier elemento en particular, el dígito más significativo de un número de referencia se refiere al número de la figura en el que dicho elemento aparece por primera vez (por ej., el elemento 204 aparece y se explica por primera vez con respecto a la Fig. 2).

La Fig. 1 es el diagrama de bloques simplificado de un sistema de comunicación inalámbrico donde se usa una materialización de la invención.

La Fig. 2 es el diagrama de bloques simplificado de un transceptor del sistema de comunicación inalámbrico de la Fig. 1, de acuerdo con las materializaciones de la invención.

La Fig. 3 es el diagrama de bloques simplificado de un receptor en el transceptor de la Fig. 2, de acuerdo con las materializaciones de la invención.

La Fig. 4 es el diagrama de bloques simplificado de una etapa de cancelación de interferencia para el receptor de la Fig. 3, de acuerdo con las materializaciones de la invención.

La Fig. 5 es el organigrama simplificado de un proceso para reducir la interferencia de acceso múltiple en la etapa de cancelación de interferencia de la Fig. 4, de acuerdo con las materializaciones de la invención.

Descripción detallada de la materializaciones recomendadas

En este apartado se describe detalladamente un sistema de comunicación, y en concreto, un equipo y método para controlar la interferencia de señal en el sistema. En la siguiente descripción se suministran numerosos detalles específicos para facilitar una comprensión completa de la invención. No obstante, los entendidos en la materia apreciarán fácilmente que la invención puede llevarse a la práctica sin esos detalles específicos, o con elementos o pasos alternativos. En otros casos no se muestran en detalle estructuras y métodos bien conocidos a fin de no oscurecer la comprensión de la invención.

En la Fig. 1 se muestra un sistema de comunicación típico de abonado celular 100, donde se usan técnicas de múltiple acceso como AMDC para la comunicación entre los usuarios de estaciones de usuario (por ej., teléfonos móviles) y sitios celulares o estaciones base. En la Fig. 1, una estación de usuario móvil 102 comunica con un controlador de estación base 104 a través de una o más estaciones base 106a, 106, b, etc. De manera parecida, una estación de usuario fija 108 comunica con el controlador de estación base 104, pero a través de sólo una o más estaciones base predeterminadas y contiguas, como las estaciones base 106a y 106b.

Se acopla el controlador de estación base, que consta normalmente de circuito de interfaz y procesado para suministrar control del sistema a las estaciones base 106a y 106b. El controlador de estación base 104 puede también estar acoplado y comunicar con otras estaciones base 106a y 106b, y posiblemente incluso con otros controladores de estación base. El controlador de estación base 104 se acopla a un centro de conmutación móvil 110, que a su vez se acopla a un registro de situación inicial 112. Durante el registro de cada estación de usuario 102 o 108 al comienzo de cada llamada, el controlador de estación base 104 y el centro de conmutación móvil 110 comparan las señales de registro recibidas de las estaciones de usuario 102 y 108 con los datos obtenidos en el registro de situación inicial 112, como los expertos en la materia saben bien. Pueden darse transferencias de llamadas entre el controlador de estación base 104 y otros controladores de estación base, e incluso entre el centro de conmutación móvil y otros centros de conmutación móviles, como bien saben los expertos en esta materia.

Cuando el sistema 100 procesa llamadas de teléfono o de tráfico de datos, el controlador de estación base 104 establece, mantiene y acaba la conexión inalámbrico con la estación móvil 102 y la estación de usuario fija 108, mientras que el centro de conmutación móvil 110 establece, mantiene y termina las comunicaciones con una red telefónica pública con conmutación (RTPC). Aunque la explicación que sigue se centra en señales emitidas entre la estación base 106a y la estación móvil 102, los expertos en la materia advertirán que la explicación se puede aplicar igualmente a otras estaciones base y a la estación de usuario fija 108.

Como alternativa al canal de símbolos piloto separados bajo el estándar de IS-95, se han propuesto técnicas recientes de modulación AMDC usando símbolos piloto múltiplex de tiempo aplicado ("DTMP"). Con el acceso de DTMP, se multiplexan en tiempo símbolos piloto separados en cada canal de tráfico de usuario. Cada usuario desensancha en secuencia los símbolos piloto (y los símbolos de información). Con un acceso alternativo de piloto multiplexado de código común ("CCMP"), se dedica un canal común a emitir una señal piloto. No se multiplexa ningún símbolo piloto con canales dedicados, y todos los usuarios desensanchan tanto los símbolos piloto como las señales de información moduladas en paralelo.

Con otro acceso, por ej. el estándar de IS-665, las estaciones de usuario 102 y 108 también emiten señales piloto. Las señales piloto se emiten por el mismo canal y al mismo tiempo que las señales de comunicaciones. En consecuencia, hay una estrecha relación entre las señales piloto y las de comunicaciones.

Usando cualquiera de estas técnicas o el estándar IS-95 mencionado más arriba, se emite una señal piloto junto con señales intercambiadas entre la estación base 106a o 106b y las estaciones de usuario individual 102 o 108. La señal piloto incluye datos que son conocidos a priori a las estaciones receptoras 102, 106 o 108. En consecuencia, las estaciones receptoras 102, 106 o 108 son capaces de determinar empíricamente la precisión con la que se decodifica la señal piloto. Además, la potencia de la señal para la señal piloto se relaciona con la potencia de señal para cada señal recibida. Más aún, las características multitrayecto para las señales piloto y de comunicación de datos son parecidas. La relación entre el nivel de potencia de la señal piloto y el nivel de potencia de la señal de comunicación de datos puede ser directa en algunos protocolos de comunicación (por ejemplo, emitir símbolos piloto individuales como parte de la señal deseada) o puede ser indirecta (por ejemplo, emitir una señal piloto común por un canal común para que la compartan varias señales AMDC emitidas por un canal común). La interferencia asistida por piloto se explica en la obra de M. Sawahashi y otros "Interferencia piloto coherente multiestadio asistida por símbolos para cancelar el uso de la estimación de canal recursivo en radio móvil DS-AMDC", IECE Trans. Commun., vol. E79-B, nº 9, septiembre 1996. No obstante, no se usan señales piloto para suministrar ponderación a la cancelación, como se hace en las materializaciones de la invención.

La Fig. 2 es un diagrama de bloques simplificado de una porción de un transceptor 200 para uso tanto en la estación base 106a o 106b como en las estaciones de usuario 102 o 108 en el sistema de comunicación inalámbrico 100 de la Fig. 1, de acuerdo con las materializaciones de la invención. En el ejemplo de la Fig: 2, el transceptor 200 lleva un transmisor 202 y un receptor 204 que comparten una antena 210 que emite y recibe señales a y de otros transceptores 200. Un duplexor 212 separa las señales recibidas de las señales emitidas por el transmisor 202 y dirige las señales recibidas al receptor 204. El receptor 204 conmuta la frecuencia de la señal recibida, la demodula y la decodifica. Por ejemplo, el receptor 204 convierte las señales recibidas o a banda de base o a una frecuencia intermedia, ejecuta la demodulación de código Walsh y también lleva a cabo mediciones de la calidad de potencia y de señal.

Un procesador de control 216 efectúa gran parte del procesado de la señal recibida, como se explica más adelante. Una memoria 218 almacena permanentemente las tareas rutinarias ejecutadas por el procesador de control 216 y suministra un almacenamiento temporal de datos, como por ej. los marcos recibidos. El transmisor 202 codifica, modula, amplifica y hace la conversión de las señales que se emiten.

En una de las materializaciones, el transmisor 202 forma una señal de datos de conexión de tráfico directo para retransmitir las señales recibidas desde una de las estaciones de usuario 102 o 108 por las estaciones base 106a o 106b a otra de las estaciones de usuario 102 o 108. En otra materialización, el transmisor 202 forma una señal de datos de conexión de tráfico inverso para transmitirla desde las estaciones de usuario 102 o 108 nuevamente a la estación base 106a y emitirla a otra de las estaciones de usuario 102 o 108. En la estación móvil 102, el sistema receptor 204 suministra al usuario datos recibidos decodificados y acepta información para emitir por el sistema transmisor 202 desde el usuario, a través de un módulo I/O (entrada/salida) 222 acoplado al procesador de control 216.

La Fig. 3 es un diagrama de bloques simplificado del receptor 204 de la Fig. 2, de acuerdo con las materializaciones de la invención. El receptor 204 lleva un procesador RF (radiofrecuencia) 302 que acepta un canal recibido y convierte este canal a banda de base para desensanchar y decodificar la señal o señales recibidas deseadas, y las señales piloto acompañantes, por medio del procesador de banda de base 304. El receptor 204 puede implicar el uso de uno o más receptores RAKE (no representados aquí) para la compensación de interferencia multitrayecto, como es sabido en la materia.

En una materialización, el procesador RF 302 lleva un primer mezclador y un oscilador local para convertir el canal recibido a una frecuencia intermedia. Tras acondicionar y amplificar de forma convencional la señal, la señal de frecuencia intermedia se convierte a banda de base usando técnicas de mezclado convencionales. En otra materialización, el procesador RF 302 es un receptor de conversión directa que mezcla el canal recibido directamente a la banda base y luego aplica técnicas de procesado de señal convencionales para suministrar las señales de salida de banda de base. En cualquiera de los casos, o según otras técnicas conocidas, las señales piloto asociadas a las señales deseadas se recuperan del canal recibido mediante técnicas convencionales.

Cada una de las estaciones de usuario 102 y 108 tiene que ver en general con la recepción de señales que poseen idénticas características de propagación, esto es, señales que han sido emitidas todas ellas por el mismo canal. En consecuencia, un único canal RAKE es suficiente para la compensación de interferencia multitrayecto en las estaciones de usuario 102 o 108. En las estaciones base 106a y 106b,la compensación multitrayecto requiere un receptor RAKE por separado para cada estación de usuario 102 y 108 que está en comunicación de datos con la estación base 106a o 106b, ya que las estaciones de usuario 102 y 108 están en diferentes situaciones, por lo que tienen diferentes características de multitrayecto.

La Fig. 4 es un diagrama de bloque simplificado de una o más etapas de cancelación de interferencia 400 del procesador de banda de base 304 de la Fig. 3. Las señales de banda de base del canal recibido se acoplan del procesador 302 de la Fig. 3 al correlador 402, el cual desensancha una primera señal del canal recibido y suministra una señal digital de salida que es un cálculo de la potencia de la señal recibida. En una de las materializaciones, la primera señal se elige como la señal recibida más potente por varias razones, aunque se puedan elegir otras señales.

Una primera razón es que, en las estaciones base 106a o 106b, la señal más potente se posiciona para beneficiarse lo menos posible de la reducción del IMA. Una segunda razón es que la señal más potente es la mayor contribuyente del IMA para todas las demás señales del canal, y esto es cierto tanto en las estaciones base 106a o 106b como en las estaciones de usuario 102 o 108. Una tercera razón es que la señal más potente es también la señal que puede decodificarse con la probabilidad más alta de detección sin errores, o, dicho de otra manera, es la señal que puede decodificarse con el grado más alto de confianza. En consecuencia, es también la señal que puede calcularse y restarse del canal recibido de forma más fiable.

Se pueden emplear varias técnicas para determinar cuál de las señales recibidas es la más potente. En una primera técnica, el procesador de control 216 de la Fig. 2 se limita a clasificar las salidas de correlador de entre el conjunto de señales recibido más recientemente. Una segunda técnica es clasificar las amplitudes de señal piloto recibidas por separado de entre el conjunto de señales recibido más recientemente. Una tercera técnica es que el procesador de control 216 de la Fig. 2 haga un seguimiento de las salidas de los correladores 402 a medida que se reciben los datos en un receptor 204 que consta de una serie de correladores 402. Esta última técnica puede usarse con las estaciones base 106a y 106b, ya que en las estaciones base 106a y 106b se tolera mayor complejidad y tamaño en el receptor que en las estaciones de usuario 102 y 108 (especialmente en las estaciones de usuario móviles).

En un receptor AMDC convencional, la salida del correlador 402 se introduce en un elemento de decisión firme 404 que toma una decisión sobre la base de salida de señales del correlador 402 y determina el signo de los datos decodificados. El elemento de decisión firme 404 determina el signo del cálculo de amplitud y suministra datos de salida en la salida 406. Los datos de salida de la salida 406 se representan como +1 o -1. En una estación base convencional 106a o 106b, los datos de salida se vuelven a ensanchar luego con código de ensanchamiento apropiado y se transmiten a la estación de usuario deseada 102 o 108. No obstante, en la etapa de cancelación de interferencia 400 también puede hacerse que los datos presentes en la salida 406 se vuelvan a ensanchar también en un extensor 408 para suministrar una versión reensanchada de la primera señal recibida utilizando el mismo código Walsh usado para suministrar la primera señal recibida.

Un estimador de señal 410 suministra una estimación de la amplitud de una señal piloto asociada a la primera señal. La estimación de la amplitud de la señal piloto puede también incluir información referente a la fiabilidad de la recepción de la señal piloto, ya que la señal piloto incluye información que se conoce a priori en el transceptor 200 (Fig. 2).

En una de las materializaciones, la estimación piloto suministrada por un estimador de señal 410 es sólo la amplitud normalizada de la señal piloto recibida. En otra materialización, la amplitud normalizada de la señal piloto recibida se multiplica por un factor de confianza de uno para cero errores detectados en la señal piloto recibida, cero para un número de errores que sobrepasen un valor de umbral, y un valor convenientemente graduado de cero a uno para números de errores comprendidos en dicha franja. Según al menos un estándar, se emiten cuatro símbolos piloto en cada ranura por cada marco transmitido. Cada símbolo piloto tiene un valor de +1. Así, por ejemplo, si se esperan cuatro símbolos en una ranura en concreto y se detectan tres, hay una clara indicación de corrupción en la señal recibida. En otra materialización diferente, el estimador de señal 410 incluye un análisis de barrido de la señal piloto asociada a la primera señal. El análisis de barrido de la señal piloto asociada a la primera señal es parecido o idéntico al análisis de barrido que suministraría la primera señal, ya que tanto la señal piloto como la primera señal han sido emitidas por el mismo trayecto, al mismo tiempo y por la misma banda de frecuencia.

Un elemento ponderador de función 412 compara la estimación de la primera señal de la salida del correlador 402 con la señal del estimador de señal 410 y determina el peso W que hay que aplicar a la versión reensanchada de la salida de la primera señal del extensor 408. El peso W se explica más detalladamente más adelante, en relación con la Fig. 5. El peso W afecta a diferentes materias y se puede llegar a él por diferentes vías. Por ejemplo, si la estimación de de la primera señal de la salida del correlador 402 es grande, pero la estimación piloto del estimador de señal 410 es pequeña, es probable que la estimación de la primera señal de la salida del correlador 402 sea errónea. Si ambas cantidades son grandes, es probable que la estimación de la primera señal de la salida del correlador 402 sea correcta. En general, el elemento ponderador de función 412 determina el nivel de confianza de la exactitud de la señal recibida seleccionada. Basado en el nivel de confianza, se selecciona un peso apropiado. Si el nivel de confianza es alto, se selecciona un peso para cancelar eficazmente la señal recibida seleccionada, como se ha explicado más arriba.

En una de las materializaciones, el peso se multiplica en un combinador 414 por la señal reensanchada del extensor 408. En otra materialización, el peso se multiplica por la estimación de amplitud de la señal piloto y el resultado se multiplica en el combinador 414 por la señal reensanchada del extensor 408. En otra materialización diferente se emplea cualquiera de estos esquemas de peso, mientras que el análisis de barrido de la señal piloto o de la señal recibida más potente se usa también para suministrar una réplica más fiel de la señal más potente recibida del combinador 414. En cualquiera de estas materializaciones, se suministra una versión retardada del canal recibido por medio de un retardo 416, y la réplica ponderada de la señal recibida más potente se resta del canal recibido en un combinador de señal 418. Este proceso puede repetirse después en sucesivas etapas de cancelación de interferencia 400, como se indica mediante elipsis, hasta que se recupera la señal deseada en una etapa final 420 que incluye un correlador 402 acoplado a un elemento de decisión firme 404 que lleva una salida 406 acoplada al procesador de control 216 de la Fig. 2.

En consecuencia, se puede recuperar una señal deseada más débil mediante las sucesivas etapas 400 de cancelación de interferencia o de la etapa final 420, incluso en presencia de señales no deseadas más potentes. Si es probable que las señales más potentes se hayan estimado con precisión, sus contribuciones se eliminan de la señal recibida antes de que se decodifique la señal deseada. Si no es probable que las señales más potentes se hayan estimado con precisión las estimaciones de dichas señales no se introducen en el canal recibido, con lo que se evitan los aumentos en la potencia de la señal de interferencia.

Debe advertirse que las funciones realizadas por el procesador de banda de base 304 de las Figs. 3 y 4 pueden ejecutarse también mediante un ASIC personalizado, mediante un circuito integrado digital de procesado de señales, mediante elementos de circuito lógico convencionales o mediante programación software de un ordenador o microprocesador de uso general. El procesador RF 302 de la Fig. 3 puede ejecutarse como circuito integrado monolítico de procesado RF, como un conjunto de elementos específicos o mediante otra tecnología convencional de procesado RF.

La Fig. 5 es el organigrama simplificado de un proceso 500 para reducir la interferencia de acceso múltiple con las etapas de cancelación de interferencia 400 de la Fig. 4, según las materializaciones de la invención. El proceso 500 comienza en una etapa 502 con suministro de códigos de ensanchamiento para múltiples señales recibidas. En una estación base 106, el suministro de códigos de ensanchamiento para múltiples señales recibidas es automático. En una estación de usuario 102 o 108, normalmente estos códigos no están disponibles. Sin embargo, en algunas situaciones, la estación base puede tener información que sugiera lógicamente la necesidad de dichos datos. Por ejemplo, la estación base 106 puede haber fijado un nivel de potencia de emisión para una estación de usuario 102 o 108 que sea relativamente alto comparado con otras estaciones de usuario 102 o 108, por ejemplo, en una situación en la que la estación de usuario 102 o 108 tenga una recepción relativamente pobre (el llamado "problema cerca-lejos"). En situaciones de esta clase, las estaciones base 106 pueden transmitir códigos a las otras estaciones de usuario 102 o 108 para permitir al menos una cancelación de interferencia sucesiva limitada basada en el conocimiento de la potencia relativa de la señal emitida.

El proceso 500 clasifica las señales recibidas por un canal común de más a menos potentes en una etapa 504. La clasificación puede hacerse mediante el conocimiento previo de los niveles de potencia emitidos, mediante el seguimiento de múltiples salidas de correlador 402 o mediante el seguimiento de las amplitudes de señal piloto asociadas a cada una de las señales recibidas, y puede basarse en estimaciones normales o previas de la potencia de la señal recibida. Como resultado de la clasificación llevada a cabo en la etapa 504, se identifica una primera señal. En la etapa 505 se le asigna una variable de exponente a un valor inicial.

En la etapa 506 se deriva un peso comparando la estimación de señal de un primer correlador 402 (Fig. 4) con una estimación de la potencia y exactitud de señal piloto. En una primera materialización, el peso se deriva usando una versión A_{S}(piloto)/(salida de correlador), debidamente graduada, de la estimación de la potencia de señal piloto como argumento de una función de tangente hiperbólica, por ej., W_tanh(A_{S}(piloto) o W_tanh(A_{S}(piloto)/(salida de correlador). La función tanh se usa en los estudios sobre la cancelación de interferencia de S. Kaiser y J. Hagenover "Multiportador AMDC con decodificador interactivo y cancelación de interferencia leve", Proc. Globecom, 1997, y D. Divsalar y otros "Cancelación perfeccionada de interferencia paralela para AMDC", IEEE Trans. Communications, feb. 1998. Sin embargo, las señales piloto no se usan como realizadas en las materializaciones de la invención. En otra materialización, se deriva el peso usando la estimación de potencia de la señal piloto como argumento x de una función F(x) = (1-cos(x))/2, 0 < x < \pi, F(x) = 1, x \geq \pi para suministrar un peso de F(x). En otra materialización, se deriva el peso usando la estimación de potencia de la señal piloto como argumento de una función polinómica, que puede ser una función lineal. En otra materialización, se deriva el peso por aproximaciones graduales de función, como asignar un peso de menos de la mitad cuando la estimación normalizada de la potencia de la señal piloto tiene un valor mayor que un segundo umbral, siendo dicho segundo umbral mayor que el primer umbral. En general, la función ponderadora se escoge para suministrar una cancelación completa o casi completa de la señal más potente cuando la comparación de la amplitud de la señal piloto y la señal de la salida de de la correlación 402 indica que la señal más potente puede cancelarse con precisión. Si la comparación sugiere posibles errores en la cancelación, se intenta una cancelación parcial. Si la comparación sugiere que probablemente hay errores en la cancelación, no se intenta ninguna cancelación.

En la etapa 508 se forma una estimación del bit recibido para la señal seleccionada y una versión de datos reenganchada decodificada de la primera señal se multiplica por el peso, y puede también llevar añadida una corrección multitrayecto, a fin de suministrar una réplica de la primera señal. La réplica se resta de una versión retardada del canal recibido en la etapa 510. Una tarea de indagación 512 determina si se desea cancelación adicional de interferencia. Si la tarea de indagación 512 determina que se desea cancelación adicional de interferencia, la variable de exponente se incrementa en la etapa 514 y se repiten las etapas 506 a 512 para otra de las señales clasificadas, como la segunda señal más potente, para suministrar una versión decodificada de la segunda señal más potente, si se desea, y para eliminar las interferencias de la segunda señal más potente de las señales más débiles. Si la tarea de indagación determina que no se desea cancelación adicional de interferencia, el proceso 500 termina.

Aunque en este documento se describen materializaciones específicas y ejemplos de la invención con fines ilustrativos, se pueden hacer diversas modificaciones equivalentes, como advertirán los expertos en la materia, sin salirse del ámbito de la invención tal como se define en las reivindicaciones. Por ejemplo, aunque muchos de las anteriores materializaciones se muestran y describen como realizadas en hardware (por ej., uno o más circuitos integrados diseñados específicamente para esta tarea), dichas materializaciones pueden realizarse igualmente en software y ejecutarse por procesador. Dicho software puede almacenarse en cualquier medio adecuado legible por ordenador, como microcódigo almacenado en un chip semiconductor, o disco legible por ordenador, o descargado y almacenado desde un servidor. Las diversas materializaciones descritas más arriba pueden combinarse para suministrar materializaciones adicionales. En general, las técnicas de estimación y cancelación descritas en detalle más arriba son ejemplos, y los expertos en la técnica correspondiente pueden crear técnicas similares dentro del ámbito de la invención tal como queda definido en las técnicas.

Las enseñanzas sobre materializaciones de la invención suministradas en este documento pueden aplicarse a otros sistemas de comunicación, no necesariamente al sistema de comunicación que se ha explicado como ejemplo más arriba. Por ejemplo, aunque las materializaciones de la invención se han explicado más arriba como empleadas por lo general en el sistema de comunicación AMDC 100, son igualmente aplicables a otros sistemas de comunicación celulares digitales o analógicos. Estas técnicas pueden aplicarse a una estación base 106a o 106b si el sistema es de aquellos en que las estaciones de usuario 102 y 108 también emiten señales piloto, por ej., cuando se emplea el estándar IS-665. Aunque más arriba se ha descrito por lo general la invención como empleada en el sistema de comunicación AMDC 100, la misma es igualmente aplicable a otros sistemas de comunicación celular analógicos o digitales. Estas técnicas pueden aplicarse a una estación base 106a o 106b si el sistema es de aquellos en los que las estaciones de usuario 102 y 108 también emiten señales piloto, por ej., cuando se emplea el estándar IS-665. La invención puede modificarse también, si es necesario, para usar los sistemas, circuitos y conceptos de las diversas patentes descritas más arriba, todas las cuales se incorporan por referencia.

Estos cambios y otros más pueden hacerse en la invención a la luz de la descripción detallada de más arriba. En general, en las siguientes reivindicaciones, los términos usados no deben interpretarse como una limitación de la invención a las materializaciones específicas reveladas en la especificación y las reivindicaciones, sino que deben llevar a la inclusión de cualquier sistema de comunicación que opere según las reivindicaciones para reducir la amplitud en las señales emitidas o las distorsiones entre las mismas. En consecuencia, la invención no queda limitada por la revelación, sino que, en lugar de ello, su ámbito debe ser determinado por completo en las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Método para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho método comprende:

: recibir (204, 302, 304, 400 a 420) una pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código;

: hallar (216, 402) una primera señal de la pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código que tenga la mayor amplitud;

: recibir (204, 302, 304, 400 a 420) una primera señal piloto asociada a la primera señal;

: determinar (402, 410) parámetros desde la primera señal piloto;

: decodificar (402, 410) primeros datos de la primera señal:

: construir (404, 408) una primera réplica de la primera señal desde los primeros datos;

: combinar (414) la primera réplica con parámetros derivados de la primera señal piloto para suministrar una primera señal sustractiva; y

: restar (418) la primera señal sustractiva de la pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código para suministrar una primera pluralidad reducida de señales de acceso múltiple por división de código,

: en donde combinar (414) la primera réplica con parámetros derivados de la primera señal piloto para suministrar una primera señal sustractiva comprende:

: determinar (410) una amplitud de la primera señal piloto;

: normalizar (410) la amplitud de la primera señal piloto para suministrar una primera amplitud normalizada:

: derivar (412) un peso de la primera amplitud normalizada; y

: multiplicar (414) la primera réplica por el peso.

2. El método de la reivindicación 1, en donde derivar (412) el peso de la primera amplitud normalizada comprende usar la primera amplitud normalizada como argumento de una función de tangente hiperbólica para suministrar el peso.

3. El método de la reivindicación 1, en donde derivar (412) el peso de la primera amplitud normalizada comprende:

: usar la primera amplitud normalizada como un argumento x de una función F(x) = (1-cos(x))/2, 0 < x < \pi, F(x) = 1, x \geq \pi, para suministrar un peso F(x); y

: la dicha multiplicación (414) comprende multiplicar la primera réplica por el peso F(x).

4. El método de la reivindicación 1, en donde derivar (412) el peso de la primera amplitud normalizada comprende asignar un peso de menos de la mitad cuando la primera amplitud normalizada tiene un peso menor que un primer umbral y asignar un peso mayor de la mitad cuando la primera amplitud normalizada tiene un valor mayor que un segundo umbral, siendo dicho segundo umbral mayor que el primer umbral.

5. Método para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho método comprende:

: determinar (402, 410) parámetros desde la primera señal piloto;

: decodificar (402, 410) primeros datos de la primera señal:

: en donde determinar (402, 410) parámetros desde la primera señal piloto* incluye también:

: decodificar la primera señal piloto para suministrar primeros datos de señal piloto;

: comparar los primeros datos de señal piloto con datos piloto almacenados para determinar un número de errores en los primeros datos de señal piloto; y

: comparar el número de errores con una tabla de consulta para derivar un peso.

6. Método para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho método comprende:

: determinar (402, 410) parámetros desde la primera señal piloto;

: decodificar (402, 410) primeros datos de la primera señal:

: en donde determinar (402, 410) parámetros desde la primera señal piloto incluye también:

: asignar un peso de entre cero y uno cuando el número de errores sobrepase un primer número de umbral de errores pero no sobrepase un segundo número de umbral de errores.

7. El método de cualquier reivindicación precedente, comprendiendo además:

: hallar (216, 402) una señal subsiguiente de la pluralidad reducida de señales de acceso múltiple por división de código que tenga una mayor amplitud;

: recibir (204, 302, 304, 400 a 420) una señal piloto subsiguiente asociada a la señal subsiguiente;

: determinar (402, 410) parámetros desde la señal piloto subsiguiente;

: decodificar (402, 410) la señal subsiguiente para suministrar datos subsiguientes;

: construir (404, 408) una réplica subsiguiente de la señal subsiguiente de los segundos datos;

: combinar (414) la réplica subsiguiente con parámetros derivados de la señal piloto subsiguiente para suministrar una señal de sustracción subsiguiente; y

: restar (418) la señal de sustracción subsiguiente de la primera pluralidad reducida de señales de acceso múltiple por división de código para suministrar una pluralidad reducida subsiguiente de señales de acceso múltiple por división de código.

8. El método de cualquier reivindicación precedente, comprendiendo además:

: efectuar un análisis RAKE de al menos una de la primera señal piloto y la primera señal para determinar las contribuciones multitrayecto a la primera señal; y

: reconstruir una primera réplica de la primera señal incluidas las contribuciones multitrayecto a la primera señal.

9. Un equipo para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho equipo comprende:

: medios (204, 302, 304, 400 a 420) para recibir una pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código;

: medios (216, 402) para hallar una primera señal de la pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código que tenga la mayor amplitud;

: medios (204, 302, 304, 400 a 420) para recibir una primera señal piloto asociada a la primera señal;

: medios (402, 410) para determinar parámetros desde la primera señal piloto;

: medios (402, 410) para decodificar primeros datos de la primera señal:

: medios (404, 408) para construir una primera réplica de la primera señal desde los primeros datos;

: medios (414) para combinar la primera réplica con parámetros derivados de la primera señal piloto para suministrar una primera señal sustractiva; y

: medios (418) para restar la primera señal sustractiva de la pluralidad de señales de acceso múltiple por división de código para suministrar una primera pluralidad reducida de señales de acceso múltiple por división de código,

: en donde dichos medios para combinar (414) la primera réplica con parámetros derivados de la primera señal piloto para suministrar una primera señal sustractiva comprenden:

: medios (410) para determinar una amplitud de la primera señal piloto; medios (410) para normalizar la amplitud de la primera señal piloto para suministrar una primera amplitud normalizada:

: medios (412) para derivar un peso de la primera amplitud normalizada; y

: multiplicar (414) la primera réplica por el peso.

10. Un equipo para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho equipo comprende:

: medios (402, 410) para decodificar primeros datos de la primera señal:

: en donde dichos medios (402, 410) para determinar parámetros desde la primera señal piloto también incluyen:

: medios para decodificar la primera señal piloto para suministrar primeros datos de la señal piloto;

: medios para comparar los primeros datos de señal piloto con datos piloto almacenados para determinar un número de errores en los primeros datos de señal piloto; y

: medios para comparar el número de errores con una tabla de consulta para derivar un peso.

11. Un equipo para reducir la interferencia de acceso múltiple entre señales de comunicación transmitidas, en un sistema de comunicación compuesto de una estación base (106) y una pluralidad de estaciones de usuario (102, 108) que intercambian señales de comunicación entre la estación base (106) y cada una de la pluralidad de estaciones de usuario (102, 108); dicho equipo comprende:

: medios (402, 410) para decodificar primeros datos de la primera señal:

: medios para asignar un peso de entre cero y uno cuando el número de errores sobrepase un primer número de umbral de errores pero no sobrepase un segundo número de umbral de errores.