ES2144987T3 - Sistema de sincronizacion para codigo ortogonal y metodo de comunicacion cdma de espectro extendido. - Google Patents
Sistema de sincronizacion para codigo ortogonal y metodo de comunicacion cdma de espectro extendido.Info
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Abstract
Un sistema radio celular en el que un receptor de estación base puede recibir, en el enlace inverso, los datos de un terminal móvil en cuatro modos. En el primer modo, el terminal móvil envía un piloto de usuario independiente sobre el enlace inverso y el canal de datos de usuario se sincroniza a este piloto de usuario independiente. En el segundo modo, el terminal móvil somete su piloto de usuario al piloto de la estación base recibida y el canal de datos de usuario se sincroniza con el piloto de usuario. En el tercer modo, el terminal móvil somete su piloto de usuario al piloto de la estación base recibido, pero el canal de datos de usuario opera en modo ortogonal usando la información de recorrido recibida de la estación base. La relación de fase entre el canal de piloto de usuario y el canal de datos de usuario se calibra. La portadora de piloto de usuario también es la portadora para el canal de datos del usuario y puede usarse como la referencia de portadora para detectar el canal dedatos de usuario. En el cuarto modo, se usa la implementación de piloto sometido del modo tres para la adquisición pero, después de la adquisición, el código de piloto de usuario se desplaza en fase para ser síncrono con el canal de datos del usuario, haciéndolo un canal ortogonal.
Description
Sistema de sincronización para código ortogonal y
método de comunicación CDMA de espectro extendido.
Esta invención está relacionada con
comunicaciones de amplio espectro y, más en particular, con un
sistema y un método que utilizan códigos ortogonales y el
conocimiento de la distancia entre un terminal móvil y una estación
base, para ajustar y alinear la fase de un canal de información
para conseguir la ortogonalidad en la estación base.
Haciendo referencia a la figura 1, los datos del
mensaje, d(t), son procesados por un modulador 51 de amplio
espectro, utilizando una señal, g_{1}(t), de código de
chip de mensajes, para generar una señal de datos de amplio
espectro. La señal de datos de amplio espectro es procesada por el
transmisor 52 utilizando una señal portadora a una frecuencia de
portadora f_{0}, y es transmitida por un canal 53 de
comunicaciones.
En el receptor, un desmodulador 54 de amplio
espectro, reduce el espectro de la señal de amplio espectro
recibida, y los datos del mensaje son recuperados por el
desmodulador síncrono 60 de datos como datos recibidos. El
desmodulador síncrono 60 de datos utiliza una señal de referencia
para desmodular de manera síncrona la señal de amplio espectro ya
reducida. El dispositivo 55 de ley cuadrática, el filtro paso banda
56 y el divisor 57 de frecuencias son bien conocidos en la técnica
para generar una señal de referencia a partir de una señal de datos
modulada ya recibida. Para este fin, es adecuado un Bucle de Costas
u otro circuito de generación de señales de referencia.
En un canal de desvanecimiento, tal como la
ionosfera o cualquier canal que contenga caminos múltiples o, más
en general, cualquier canal en el cual la amplitud de la señal
recibida fluctúe con el tiempo, la desmodulación síncrona no es
práctica, ya que la fase de la señal entrante no es, típicamente,
la misma que la fase de la referencia. En tales casos, se emplea la
modulación por desplazamiento de fase diferencial (DPSK). Con la
DPSK, la señal recibida es retardada en un símbolo y es multiplicada
por la señal subyacente. Si la fase resultante es inferior a \pm
90º, se declara un bit 0, en caso contrario se declara un bit 1.
Tal sistema es complejo y sufre una degradación de alrededor de 6 dB
con tasas de error de 10^{-2}.
La patente de Estados Unidos Núm. 5.228.056 (de
Schilling) divulga un sistema y un método para transmitir y recibir
señales CDMA de amplio espectro. Los datos de mensajes son
mezclados con una secuencia de códigos de chips
pseudo-aleatorios y modulados para generar una
señal CDMA de amplio espectro. La patente de Estados Unidos núm.
5.544.156 divulga un sistema CDMA de amplio espectro que utiliza
señales piloto para la sincronización.
La patente de Estados Unidos núm. 5.506.864
divulga un sistema y un método para geo-localizar
una unidad remota. La secuencia de códigos de chips de la señal
piloto de la estación base y de la señal piloto de la unidad remota
recibida son comparadas para determinar la distancia entre la
estación base y la unidad remota.
La técnica anterior no proporciona un sistema y
un método para la comunicación síncrona, utilizando una modulación
de amplio espectro, con una estación base y en un recorrido de
utilización en combinación con el terminal móvil, para conseguir la
ortogonalidad en la estación base.
Un objeto general de la invención es un sistema
de geo-localización y un método que puedan
utilizarse como un servicio de comunicaciones personales.
Un objeto de la invención es un sistema y un
método para comunicar de manera síncrona una señal de datos
modulada incorporada en una señal CDMA, y para la
geo-localización de una unidad remota, que funciona
bien con o sin desvanecimiento de la señal.
Otro objeto de la invención es un sistema de
geo-localización y un método que utiliza un canal
independiente de amplio espectro como una señal piloto para un
enlace de datos para geo-localizar una unidad
remota y para desmodular una señal de datos modulada incorporada en
una señal CDMA.
Un objeto adicional de la invención es un sistema
síncrono de comunicaciones de amplio espectro y de
geo-localización.
Otro objeto de la invención es un sistema de
amplio espectro y un método para utilizar códigos ortogonales y
recorrido conocido a un terminal móvil para conseguir la
ortogonalidad de las señales de datos del usuario del terminal móvil
en la estación base.
Otro objeto adicional de la invención es un
sistema y un método para utilizar códigos ortogonales en un enlace
inverso de un canal dúplex de radio.
Los sistemas celulares CDMA actuales no utilizan
códigos ortogonales en el enlace inverso. En realidad, los sistemas
IS-95 utilizan la detección no coherente en el
enlace inverso. Esto es debido a la dificultad de sincronizar los
códigos de dispersión mutuamente a medida que llegan a la estación
base desde los múltiples usuarios móviles. Para que los códigos
sean ortogonales, los distintos códigos deben comenzar esencialmente
al mismo tiempo y terminar en el momento adecuado. Por tanto, como
las estaciones de usuarios móviles están a distancias diferentes
desde una estación base, y probablemente desplazándose, aún cuando
todas las señales estén sincronizadas cuando abandonan las
estaciones móviles, las distintas longitudes de los caminos las
convertirán en no síncronas cuando llegan las señales a le estación
base.
Hay al menos tres señales diferentes que pueden
ganar en el proceso de detección, si el muestreo se hace en el
momento apropiado o si se ajustan con el tiempo adecuadamente las
formas de onda predeterminadas. Estos dos conceptos, es decir, el
muestreo en el momento adecuado o tener ajustadas las formas de
onda conocidas, son referidos generalmente como que están
sincronizados. En el caso de sincronización de portadoras, debe
hacerse un seguimiento de la fase correcta de la portadora. Esto
significa que se sigue también a la frecuencia correcta y, por
tanto, se ajusta en fase una forma de onda conocida. En el caso de
sincronización de un código PN, es necesario desplazar la fase del
código PN generado localmente con referencia al código PN recibido
hasta que las dos señales tengan el ajuste de fase exacto; este
ajuste se mantiene enclavando el reloj del chip del código PN
generado localmente con el reloj del código PN recibido. Nuevamente,
esto es un ajuste de fase de una forma de onda conocida.
En el caso de la señal de información, tiene que
haber implicado un grado de incertidumbre o no habría información
transmitida. Por tanto, si la información es transmitida bit a bit,
se toma una decisión durante cada bit de información. Si hay
adaptado un filtro de promedio del ruido o un integrador a la tasa
de bits predeterminada, no a la fase predeterminada de una forma de
onda predeterminada, y si la muestra se toma al final del periodo
del bit de forma tal que el proceso de integración ha alcanzado un
máximo, puede medirse la fase o la amplitud de la señal recibida
para determinar el contenido de la información. Por ejemplo, una
onda portadora sinusoidal, una forma de onda predeterminada a
f_{c}, continúa durante cientos de ciclos con una fase
predeterminada. La señal de información puede entonces cambiar la
fase a otro ángulo de fase predeterminado y aceptable. Este cambio
de fase puede representar un código que contiene el bit de
información. La técnica anterior contiene diversas técnicas para
mantener una portadora síncrona local aún cuando la portadora
recibida tenga su fase cambiada ocasionalmente debido a la
información.
En un sistema CDMA, hay una manera mejor de
obtener una portadora local limpia, en el receptor, que la
obtención de la misma a partir del canal de información. En un
sistema CDMA es posible enviar la misma portadora de RF pero con un
código PN diferente superpuesto a ella. Esta señal no contiene
información desconocida; es una señal completamente conocida
predeterminada en ambos extremos del enlace. Como esta señal tiene
un código diferente al código del canal de información del usuario,
es completamente resoluble a partir del canal de información del
usuario. Por tanto, las dos señales pueden ocupar el mismo espectro
al mismo tiempo y causar solamente una pequeña interferencia mutua.
Esta señal es denominada un canal piloto y puede ser filtrada con un
filtro estrecho en el receptor que le permita ser una referencia
muy estable. Después se compara la fase del canal de información
del usuario con esta referencia limpia para determinar qué cambios
se han hecho para reflejar la información en el canal de información
del usuario. En el enlace de ida, se utiliza el mismo canal piloto
como referencia para muchas estaciones móviles de usuario. Como
resultado, la potencia del canal piloto puede hacerse varias veces
mayor que la potencia de un canal de información de usuario
individual y aún así tener un pequeño impacto sobre la potencia
total transmitida por la estación base. Este factor de potencia,
combinado con el hecho de que todas las señales tienen el mismo
punto de origen y la misma fuente de tiempos, hace fácil el uso de
códigos ortogonales en este enlace de transmisión de ida. Todos los
usuarios móviles reciben la misma señal compuesta de transmisión
CDMA de ida y utilizan el mismo canal piloto para extraer su canal
de información de usuario asignado a partir de la señal compuesta
CDMA.
La complejidad para obtener y detectar códigos
ortogonales da como resultado que los códigos ortogonales prácticos
sean relativamente cortos, es decir, 64 chips para sistemas
IS-95, con algunas otras propuestas de 128 chips.
Estos códigos cortos limitan la ganancia disponible del proceso de
pre-de-
tección. Como los códigos con repetidos continuamente, la estructura resultante del espectro consiste en un pequeño número de líneas con grandes espacios entre las líneas; esto no es muy parecido al ruido que es el resultado que se desea. Por tanto, como en el caso del IS-95, se superpone un código más largo y más parecido al ruido sobre los códigos ortogonales. Si el código del canal piloto es también uno de los códigos ortogonales, no contribuirá con ruido en los canales de información. En el caso del IS-95, el piloto es un código 0 de Walsh, lo cual significa que es justamente el código superpuesto parecido al ruido, porque el código 0 de Walsh es todo ceros. Para conseguir la cancelación completa de códigos ortogonales de acompañamiento, los códigos deben estar perfectamente alineados con todos los cruces por cero que suceden exactamente al mismo tiempo. Cualquier desajuste crea deformaciones no adaptadas que originarán interferencias con la señal deseada. En el enlace de ida, las múltiples señales transmitidas a todos los móviles son sumadas juntas para formar una señal CDMA compuesta. Como resultado, las señales están en perfecta alineación mutua y, como todas las señales viajan por el mismo camino, quedarán alineadas. Por tanto, los códigos ortogonales son prácticos y fáciles de implantar. Las únicas desventajas son la ganancia de proceso limitada y el número limitado de códigos disponibles.
tección. Como los códigos con repetidos continuamente, la estructura resultante del espectro consiste en un pequeño número de líneas con grandes espacios entre las líneas; esto no es muy parecido al ruido que es el resultado que se desea. Por tanto, como en el caso del IS-95, se superpone un código más largo y más parecido al ruido sobre los códigos ortogonales. Si el código del canal piloto es también uno de los códigos ortogonales, no contribuirá con ruido en los canales de información. En el caso del IS-95, el piloto es un código 0 de Walsh, lo cual significa que es justamente el código superpuesto parecido al ruido, porque el código 0 de Walsh es todo ceros. Para conseguir la cancelación completa de códigos ortogonales de acompañamiento, los códigos deben estar perfectamente alineados con todos los cruces por cero que suceden exactamente al mismo tiempo. Cualquier desajuste crea deformaciones no adaptadas que originarán interferencias con la señal deseada. En el enlace de ida, las múltiples señales transmitidas a todos los móviles son sumadas juntas para formar una señal CDMA compuesta. Como resultado, las señales están en perfecta alineación mutua y, como todas las señales viajan por el mismo camino, quedarán alineadas. Por tanto, los códigos ortogonales son prácticos y fáciles de implantar. Las únicas desventajas son la ganancia de proceso limitada y el número limitado de códigos disponibles.
La utilización de códigos ortogonales en el
enlace de vuelta es más difícil, ya que los distintos códigos se
originan desde estaciones móviles diferentes que están distribuidas
aleatoriamente en función de la distancia desde la estación base,
donde las señales deben llegar en perfecta alineación. Esto
significa que, para que lleguen todas las señales en sincronismo a
la estación base, cada estación móvil tendría que iniciar su punto
de referencia en un momento diferente para compensar la variación de
la longitud del camino. Esto ha sido considerado demasiado difícil
para ser práctico en los sistemas actuales. La patente de Estados
Unidos núm. 5.404.376 aborda este problema haciendo que la estación
base establezca y transmita una relación entre la C/I móvil recibida
y la distancia que es actualizada continuamente sobre la base de
los datos medidos. Basándose en esta relación, el móvil estima la
fase PN que hará llegar el código PN a la estación base
aproximadamente en sincronismo con otras transmisiones móviles. Hay
muchos problemas en este enfoque. En particular, es difícil
mantener una relación constante entre C/I y la distancia desde la
estación base. Incluso en el mejor de los casos, esta relación
dependerá de la dirección tomada por el camino de propagación. La
patente de Estados Unidos núm. 5.404.376 propone algunas técnicas
complicadas por las que se añaden factores de corrección para
acomodar la dirección, o sector, donde está situado el móvil. En el
mejor de los casos, el resultado es solamente una estimación y
sigue existiendo una gran incertidumbre que ha de ser investigada.
Esta invención supera estas dificultades abordando la determinación
de la distancia del móvil desde la estación base de una manera
distinta, sencilla y directa.
De acuerdo con la presente invención, como se
materializa y se describe en esta memoria, se proporciona un sistema
de comunicaciones y un método de acceso múltiple por división de
código (CDMA) de amplio espectro para la comunicación por un canal
dúplex de radio, que comprende al menos una estación base y una
pluralidad de terminales móviles. Los datos de mensajes son
comunicados entre las estaciones base y los terminales móviles. Los
datos de mensaje incluyen, aunque no estén limitados a ellos, voz
digitalizada, datos de ordenador, datos de facsímil, datos de vídeo,
etc. La estación base comunica datos de
mensaje-base por un canal de ida a la pluralidad de
terminales móviles. Un terminal móvil comunica datos de mensajes
remotos por un enlace de vuelta a la estación base. Los datos del
mensaje-base son definidos aquí como datos de
mensaje que se originan desde una estación base, y datos de los
mensajes remotos se definen aquí como datos de mensaje que se
originan en un terminal móvil.
Los datos de mensajes remotos se procesan en
amplio espectro utilizando un código de
pseudo-ruido para generar datos de mensajes remotos
procesados en amplio espectro. Una señal piloto remota es combinada
con los datos de mensajes remotos procesados en amplio espectro
para generar una señal remota
CDMA. La señal remota CDMA contiene la señal piloto remota y una señal de datos.
CDMA. La señal remota CDMA contiene la señal piloto remota y una señal de datos.
La señal remota CDMA es transmitida desde el
terminal móvil a la estación base por un canal de vuelta del canal
dúplex de radio. La estación base recibe la señal remota CDMA y la
reparte en un canal piloto y un canal de datos. La estación base
genera una señal piloto-base y una señal de
referencia-piloto-base. La señal de
referencia-piloto-base es repartida
y retardada para generar una versión en-hora de la
señal de referencia-piloto-base,
una versión temprana de la señal de
referencia-piloto-base y una versión
tardía de la señal de
referencia-piloto-base. Las
versiones en hora, temprana y tardía de la señal de
referencia-piloto-base son
utilizadas para efectuar una correlación de una versión
en-hora, una temprana y una tardía, respectivamente,
de la señal piloto-remota. La estación base genera
también una señal de
referencia-datos-base y efectúa una
correlación de la señal de datos utilizando la señal de referencia
de datos-base.
Se hace un seguimiento de la fase de la señal
piloto-remota y, como respuesta a un pico de la
señal piloto-remota, se entrega a la salida una
señal de adquisición que significa la sincronización de la señal
piloto-remota con la señal de
referencia-piloto-base. Como
respuesta a la señal de adquisición, se mide la diferencia de fase
de código entre la señal piloto-base y la señal de
referencia-piloto-base para
determinar el recorrido entre el terminal móvil y la estación base.
El recorrido es transmitido al terminal móvil por un canal de ida
y, como respuesta al recorrido, el terminal móvil ajusta la fase del
código de pseudo-ruido para ajustar un tiempo de
llegada de la señal de datos en la estación base y para conseguir
la ortogonalidad con otras señales de datos entrantes de terminales
móviles en la estación base.
La estación base puede recibir datos, por el
enlace inverso del canal dúplex, desde el terminal móvil, en uno de
cuatro modos de control. En el primer modo, el terminal móvil envía
un piloto de usuario independiente, no sincronizado con el piloto de
la estación base, por el canal de vuelta y el canal de datos de
usuario es sincronizado con este piloto de usuario independiente.
En el segundo modo, el terminal móvil pone como esclavo su piloto
de usuario del piloto que recibe desde la estación base y el canal
de datos de usuario se sincroniza con este piloto esclavo de
usuario. Este segundo modo permite al terminal de usuario recibir
información de retardo del camino de ida y vuelta para fines de
geo-localización y rápida
re-adquisición. En el tercer modo, el terminal móvil
pone su piloto como esclavo del piloto entrante de la estación
base, como en el caso del modo dos, pero el canal de datos de
usuario funciona en modo ortogonal utilizando la información del
recorrido recibida desde la estación base. Se calibra la relación de
fase entre el canal piloto del usuario y el canal de datos del
usuario. La portadora piloto del usuario es también la portadora
para el canal de datos del usuario y puede ser utilizada como la
referencia de portadora para detecta el canal de datos del usuario.
En el cuarto modo, la realización del piloto esclavo del modo tres
es utilizada para la adquisición pero, tras la adquisición, el
código del piloto del usuario es desplazado en fase para hacerlo
síncrono con el canal de datos del usuario, haciéndolo también así
un canal ortogonal. En este modo, los pilotos ya no contribuyen con
interferencias a los canales de datos del usuario, dentro de la
célula, y pueden ser transmitidos a niveles de potencia más
altos.
Se establecen otros objetos adicionales y
ventajas de la invención en parte de la descripción que sigue, y en
parte son obvios a partir de la descripción, o pueden aprenderse al
poner en práctica la invención. Los objetos y ventajas de la
invención pueden ser realizados también y alcanzados a través de
los medios y combinaciones señaladas en particular en las
reivindicaciones anexas.
Los dibujos que se acompañan, que están
incorporados y constituyen parte de la memoria, ilustran modos de
realización preferidos de la invención y, junto con la descripción,
sirven para explicar los principios de la invención.
La figura 1 es un esquema de la técnica anterior
para recuperar datos de mensaje de forma sincronizada;
La figura 2 muestra un sistema síncrono de amplio
espectro con un sincronizador de bits, sincronizado con un
generador de código genérico de chips de acuerdo con la presente
invención;
La figura 3A muestra un sistema transmisor
síncrono de amplio espectro para una pluralidad de datos de
mensajes;
La figura 3B muestra un receptor de amplio
espectro que utiliza un detector síncrono para recibir una
pluralidad de señales procesadas de amplio espectro;
La figura 3C muestra un receptor de amplio
espectro que utiliza un detector no síncrono para recibir una
pluralidad de señales procesadas de amplio espectro;
La figura 4 muestra un método de desmodulación de
amplio espectro síncrono;
La figura 5 es un diagrama de bloques de una
estación base para comunicarse de manera síncrona y
geo-localizar una unidad remota;
La figura 6 es un diagrama de bloques de una
unidad remota para comunicarse con una estación base y para
geo-localización;
La figura 7 es un diagrama de bloques de un
terminal móvil de acuerdo con el sistema de sincronización de
código ortogonal y con el método de la presente invención; y
La figura 8 es un diagrama de bloques de una
estación base del sistema y del método de sincronización de código
ortogonal.
Se hace ahora referencia en detalle a los modos
preferidos de realización actuales de la invención, ejemplos de los
cuales están ilustrados en los dibujos que se acompañan, donde las
referencias numéricas similares indican elementos similares a lo
largo de las distintas vistas.
Las comunicaciones de amplio espectro y el
sistema y el método de sincronización de código ortogonal de la
presente invención es una extensión de una invención divulgada en
la solicitud de patente de Estados Unidos titulada SISTEMA Y MÉTODO
DE COMUNICACIONES SÍNCRONAS DE AMPLIO ESPECTRO, de Donald L.
Schilling, que tiene el número de solicitud 07/626.109 y solicitada
el 14 de Diciembre de 1990, publicada ya con el núm. de patente de
Estados Unidos 5.228.056. Para completar la divulgación, la
descripción siguiente incluye la divulgación presentada en la
solicitud original de patente, y posteriormente se pasa a una
discusión de la sincronización del código ortogonal de acuerdo con
la presente invención.
Las señales de amplio espectro de la presente
invención están diseñadas para ser "transparentes" a otros
usuarios, es decir, las señales de amplio espectro están diseñadas
para proporcionar interferencias despreciables a la comunicación de
otros usuarios existentes. La presencia de una señal de amplio
espectro es difícil de determinar. Esta característica es conocida
como baja probabilidad de interceptación (LPI) y baja probabilidad
de detección (LDP). Las características de LPI y LPD de amplio
espectro permiten la transmisión entre usuarios de un sistema de
comunicaciones CDMA de amplio espectro sin que los usuarios
existentes del sistema celular móvil experimenten una interferencia
significativa. La presente invención hace uso de la LPI y la LPD
con respecto a canales predeterminados en el sistema celular móvil o
en el sistema de microondas del servicio fijo. Si el nivel de
potencia de cada señal de amplio espectro se hace menor que el
nivel predeterminado, la potencia total desde todo el espectro
extendido utilizado dentro de una célula no interfiere con usuarios
móviles en un sistema celular móvil, o bien con los usuarios de
microondas en un sistema de microondas del servicio fijo.
El espectro extendido es también resistente al
"atasco" o a la interferencia. Un receptor de amplio espectro
extiende el espectro de la señal interferente. Esto reduce la
interferencia desde la señal interferente de manera que no degrada
apreciablemente el rendimiento del sistema de amplio espectro. Esta
característica de reducción de la interferencia hace útil el
espectro extendido para las comunicaciones comerciales, es decir,
las formas de onda de amplio espectro pueden solaparse sobre las
señales existentes de banda estrecha.
La presente invención emplea el espectro
extendido de secuencia directa, que utiliza una técnica de
modulación de fase. El espectro extendido de secuencia directa toma
la potencia que ha de ser transmitida y la extiende por una anchura
de banda muy amplia, de manera que la potencia por unidad de
anchura de banda (vatios/hertzio) se hace mínima. Cuando se
consigue esto, la potencia transmitida de amplio espectro recibida
por un usuario celular móvil o un usuario de microondas, que tienen
una anchura de banda relativamente estrecha, es solamente una
pequeña fracción de la potencia real transmitida.
En un sistema de microondas de servicio fijo, a
modo de ejemplo, si se extiende una señal de amplio espectro con
una potencia de 10 milivatios por una anchura de banda de
microondas de servicio fijo de 10 MHz y un usuario de microondas
emplea un sistema de comunicaciones que tiene una anchura de banda
del canal de solamente 2 MHz, la potencia interferente efectiva
debida a una señal de amplio espectro, en el sistema de
comunicaciones de banda estrecha, se reduce por un factor de 10
MHz/2 MHz. Para cincuenta usuarios concurrentes de amplio espectro,
la potencia de la señal interferente debida al espectro extendido
se incrementa en cincuenta.
La característica de amplio espectro que da como
resultado la reducción de la interferencia es que el receptor de
amplio espectro extiende realmente la energía recibida de cualquier
interferente por la misma anchura de banda amplia, 10 MHz en el
ejemplo presente, al tiempo que se comprime la anchura de banda de
la señal recibida deseada a su anchura de banda original. Por
ejemplo, si la anchura de banda original de los datos deseados del
mensaje es solamente 30 kHz, la potencia de la señal interferente
producida en la estación base se reduce en 10 MHz/30 kHz.
El espectro extendido de secuencia directa
consigue una dispersión del espectro modulando la señal original con
una señal de una banda muy ancha con relación a la anchura de banda
de los datos. Esta señal de banda ancha se elige de manera que
tenga dos amplitudes posibles, +1 y -1, y estas amplitudes son
conmutadas, de una manera "pseudo-aleatoria",
periódicamente. Así, en cada intervalo de tiempo igualmente
espaciado, se toma una decisión sobre si la señal moduladora de
banda ancha debe ser +1 o -1. Si se lanzase una moneda para hacer
tal decisión, la secuencia resultante sería verdaderamente
aleatoria. Sin embargo, en tal caso, el receptor no sabría a priori
la secuencia y no podría recibir apropiadamente la transmisión. En
lugar de eso, un generador de código de chips genera
electrónicamente una secuencia aproximadamente aleatoria, llamada
secuencia pseudo-aleatoria que es conocida a priori
por el transmisor y por el receptor.
El acceso múltiple por división de código
(CDMA) es un sistema de amplio espectro de secuencia directa en el cual un cierto número, al menos dos, de las señales de amplio espectro se comunican simultáneamente, operando cada una de ellas en la misma banda de frecuencias. En un sistema CDMA, a cada usuario se le da un código de chips diferente. Este código de chips identifica al usuario. Por ejemplo, si un primer usuario tiene un primer código de chips, g_{1}(t), y un segundo usuario tiene un segundo código de chips, g_{2}(t), etc., el receptor que desea escuchar al primer usuario recibe en su antena toda la energía enviada por todos los usuarios. Sin embargo, tras reducir el espectro de la señal del primer usuario, el receptor entrega a la salida toda la energía del primer usuario, pero solamente una pequeña fracción de las energías enviadas por el segundo, tercero, etc., usuarios.
(CDMA) es un sistema de amplio espectro de secuencia directa en el cual un cierto número, al menos dos, de las señales de amplio espectro se comunican simultáneamente, operando cada una de ellas en la misma banda de frecuencias. En un sistema CDMA, a cada usuario se le da un código de chips diferente. Este código de chips identifica al usuario. Por ejemplo, si un primer usuario tiene un primer código de chips, g_{1}(t), y un segundo usuario tiene un segundo código de chips, g_{2}(t), etc., el receptor que desea escuchar al primer usuario recibe en su antena toda la energía enviada por todos los usuarios. Sin embargo, tras reducir el espectro de la señal del primer usuario, el receptor entrega a la salida toda la energía del primer usuario, pero solamente una pequeña fracción de las energías enviadas por el segundo, tercero, etc., usuarios.
CDMA está limitado en interferencias. Es decir,
el número de usuarios que pueden utilizar el mismo espectro y aún
así seguir teniendo un rendimiento aceptable, está determinado por
la potencia total de interferencias que todos los usuarios, tomados
como un todo, generan en el receptor. A menos que se tenga un gran
cuidado en el control de la potencia, esos transmisores CDMA que
están cercanos al receptor originan una interferencia abrumadora.
Este efecto es conocido como el problema "cerca- lejos". En un
entorno móvil, el problema cerca-lejos podría ser el
efecto dominante. Es posible controlar la potencia de cada usuario
móvil remoto individual, de manera que la potencia recibida desde
cada usuario móvil remoto sea la misma. Esta técnica es denominada
"control adaptativo de potencia". Véase la patente de Estados
Unidos núm. 5.093.840, que tiene una fecha de publicación de 3 de
Marzo de 1992, titulada CONTROL ADAPTATIVO DE POTENCIA PARA UN
SISTEMA Y UN MÉTODO DE AMPLIO ESPECTRO, de Donald L. Schilling.
El sistema de comunicaciones de amplio espectro
de la presente invención es un sistema de acceso múltiple por
división de código (CDMA). El CDMA de amplio espectro puede
aumentar significativamente el uso del espectro. Con CDMA, cada
usuario de una célula utiliza la misma banda de frecuencias. Sin
embargo, cada señal CDMA tiene un código pseudo aleatorio
independiente que permite a un receptor distinguir una señal
deseada de las señales restantes. Los usuarios remotos de células
contiguas utilizan la misma banda de frecuencias y la misma anchura
de banda, y por tanto se "interfieren" mutuamente. Una señal
recibida puede aparecer en cierta manera como más ruidosa a medida
que aumenta el número de señales de los diversos usuarios recibidas
por una estación base PCN.
Cada señal de usuario no deseada genera cierta
potencia interferente cuya magnitud depende de la ganancia de
proceso. Los usuarios remotos en células contiguas aumentan la
energía interferente esperada, en comparación con los usuarios
remotos dentro de una célula en particular, alrededor del 50%,
suponiendo que los usuarios remotos estén distribuidos
uniformemente por todas las células contiguas. Como el factor de
aumento de la interferencia no es severo, no se emplea la
reutilización de frecuencias.
Cada célula de amplio espectro puede utilizar una
banda completa de 10 MHz para la transmisión y una banda completa
de 10 MHz para la recepción. Por tanto, utilizando una tasa de
chips de cinco millones de chips por segundo y una tasa de datos de
codificación de 4800 bps, se tiene como resultado aproximadamente
una ganancia de proceso de 1000 chips por bit. Es bien sabido para
los expertos en la técnica, que el máximo número de usuarios CDMA
remotos que pueden utilizar concurrentemente una banda de
frecuencias es aproximadamente igual a la ganancia de proceso.
Se considera actualmente que un piloto en el
enlace de vuelta es práctico, debido a que disminuye la C/I que se
requiere para conseguir la E_{b}/N_{0} deseada, como se divulga
en la patente de Estados Unidos núm. 5.506.864 y en la patente de
Estados Unidos núm. 5.544.156. Esta mejora se obtiene a partir de la
capacidad de utilizar una detección síncrona o coherente. Como se
describe en estas patentes, el uso de un piloto o de un código de
chips genérico mejora el rendimiento de ambos enlaces codificados
ortogonales y no ortogonales. Como para los canales ortogonales,
cada móvil requiere un piloto y códigos de información
individualizados, el número de usuarios activos se reduce por dos.
Si hay un número limitado de códigos, esto podría tener un serio
impacto. La patente de Estados Unidos núm. 5.506.864 utiliza el
piloto del móvil para medir la distancia entre la estación base y
el móvil utilizando códigos no ortogonales. Esta invención hace una
extensión de esa patente para incluir códigos ortogonales y utiliza
el conocimiento de la distancia al terminal móvil para ajustar la
fase del canal de información para alinearlo con las demás señales
móviles que llegan a la estación base. El móvil recibe el piloto o
la señal genérica de código de chips desde la estación base y
utiliza los tiempos y la fase de la señal piloto de la estación
base para originar la señal piloto-remota que envía
a la estación base. Es decir, el piloto devuelto no tiene ningún
retardo al pasar a través del móvil; el piloto devuelto se asemeja
a una reflexión de radar desde el móvil. Naturalmente, es más fuerte
en cuanto a fortaleza de la señal y, debido a que hay muchos
pilotos remotos que serán devueltos a la estación base, es un
código de pseudo-ruido diferente pero similar al
código piloto de pseudo- ruido de la estación base.
La estación base recibe las señales piloto desde
todos los móviles activos y mide la diferencia de fase, hasta un
mínimo de 0,1 chips cuando es posible, entre la secuencia devuelta
de pseudo-ruido y la secuencia transmitida de
pseudo-ruido para cada estación móvil. Lo que se
mide es el retardo de ida y vuelta; la distancia real es la mitad
de este número medida en chips, hasta 0,1 chips. Esta información es
transmitida al usuario móvil y, si el usuario móvil está operando
en un modo ortogonal sobre el enlace de vuelta, el usuario móvil
utiliza esta información para ajustar la fase del código PN en el
mensaje remoto para que llegue a la estación base en un momento
predeterminado, según establece la estación base. Por tanto, el
código PN del piloto remoto y los canales de mensajes de usuarios
remotos tienen fases diferentes, pero ambos tienen la misma señal
portadora y puede utilizarse la portadora piloto para generar una
referencia para detección coherente en el canal de mensajes del
usuario.
El punto de muestreo de datos está unido
normalmente a la tasa de repetición de la secuencia PN y será
ajustado en fase para cumplir con los tiempos de los datos en el
canal de mensajes de usuario. Por tanto, es posible reducir
significativamente la interferencia mutua originada por los canales
de mensaje de usuario que están en comunicación con una estación
base común.
La interferencia desde los móviles en células
contiguas es no ortogonal y aparece como interferencia no
ortogonal. La mayoría de los sistemas CDMA de código ortogonal
utilizan antenas por sectores para obtener la reutilización del
código y reducir la interferencia. Por tanto, en el borde de la
célula, a través de la pared del sector, los móviles de cada célula
transmiten con la máxima potencia y originan una radiación en ambas
células con la máxima energía. Sin embargo, como los usuarios
móviles en la célula contigua se desplazan hacia su estación base,
reducen su potencia para mantenerla igual que cuando estaban en el
borde de la célula. Suponiendo una curva de atenuación de cuarta
potencia, reducen su potencia a una cuarta potencia en función de la
tasa de distancia y, como también se están alejando desde la
estación base con la que están interferidos, su nivel reducido de
potencia transmitida, reducida como cuarta potencia, viaja una
distancia adicional que disminuye también con el factor de cuarta
potencia. Esto duplica el efecto del factor de cuarta potencia, lo
cual significa que la interferencia de la célula contigua desde los
usuarios móviles es mucho menor que si no se utilizase un control de
la potencia. Por tanto, la interferencia externa, es decir, la
interferencia desde los usuarios móviles que operan con otras
estaciones base, que es introducida en la estación base principal
se reduce al menos 6 db a partir de la interferencia originada
dentro de la célula desde otros usuarios móviles que operen con la
estación base principal. Por tanto, es posible aumentar el número
de usuarios por un factor de cuatro. Como se ha afirmado
anteriormente, cada usuario móvil activo transmite un canal piloto
y un canal de información o de mensaje. Los canales de información
son ajustados de manera que sean ortogonales cuando llegan a la
estación base. Sin embargo, los canales piloto no son ortogonales
pero, una vez que el canal de información está funcionando, la
potencia del canal piloto se reduce en 6 db. Por tanto, aún con
interferencia externa y canales piloto, la capacidad se duplica como
resultado de la presente invención.
Todavía es posible una mejora más desplazando la
fase del piloto remoto tras la adquisición para que coincida con el
canal de información del usuario. Cuando se consigue esto, los
pilotos remotos se hacen también ortogonales y la única
interferencia es la interferencia externa que es radiada en la
célula principal desde los usuarios en células contiguas. Como se
ha afirmado previamente, esta interferencia se reduce al menos 6
db, dando como resultado un aumento cuádruple en la capacidad. El
seguimiento del código en el enlace inverso se hace más difícil, ya
que el error se genera en la estación base y el oscilador que es
controlado por esta tensión de error está en la estación móvil. Por
tanto, el enlace de ida ha de ser utilizado para transmitir esta
tensión de error a la estación móvil. Generalmente, el recorrido
cambia de forma relativamente lenta y este control remoto del reloj
de código del móvil no es un problema. Cuando ocurren fluctuaciones
repentinas que son suficientemente significativas para originar un
desajuste severo con rapidez, el móvil devuelve el código piloto
remoto al modo de adquisición. Una vez conseguida la readquisición y
terminación de los ajustes necesarios para volver a poner el canal
de información en el ajuste apropiado, el móvil vuelve al modo de
seguimiento ortogonal. Por tanto, los pilotos remotos no
ortogonales están "activados" solamente una pequeña parte del
tiempo y el impacto resultante en la capacidad es pequeño. La
capacidad debe seguir estando cercana a cuatro veces la de un
sistema de código no ortogonal, si hay suficientes códigos
ortogonales en el conjunto de códigos para capitalizar realmente
esta ventaja.
Como se muestra ilustrativamente en la figura 2,
se proporciona un sistema de comunicaciones de
acceso múltiple por división de tiempos (CDMA) de amplio espectro para ser utilizado en un canal 110 de comunicaciones, que comprende medios genéricos, medios de mensaje, medios de dispersión, medios sumadores, medios de transmisión, medios de proceso-genérico-de-amplio-espectro, medios de proceso-de-mensajes-de-amplio-espectro, medios de adquisición y seguimiento, medios de detección y medios síncronos. Los medios genéricos y los medios de mensaje están materializados como un generador 101 de código-genérico-de-chips-del-transmisor y un generador 102 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor. Los medios de dispersión se ilustran como un dispositivo EXCLUSIVE-OR (O-EXCLUSIVO), que puede ser una puerta EXCLUSIVE-OR. Los medios sumadores son un combinador 105 y los medios de transmisión incluyen un transmisor que está materializado como una fuente 108 de señales acoplada al modulador 107. El generador 102 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor está acoplado al dispositivo EXCLUSIVE-OR 103. El generador 101 de código-genérico-de-chips-del-transmisor se ilustra acoplado al generador 102 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor y a la fuente de datos de mensajes. El dispositivo EXCLUSIVE-OR 103 y el generador 101 de código-genérico-de-chips-del-transmisor están acoplados al combinador 105. El modulador 107 está acoplado entre el combinador 105 y el canal 110 de comunicaciones. En el receptor, los medios de proceso-genérico-de-amplio-espectro están materializados como el generador 121 de código-genérico-de-chips-del-receptor, el mezclador genérico 123 y el filtro 125 genérico-de-paso-de banda. El mezclador genérico 123 está acoplado entre el generador 121 de código-genérico-de-chips-del-receptor y el filtro 125 genérico-de-paso-de-banda. Los medios de proceso-de-mensajes-de-amplio-espectro están materializados como un generador 122 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor, un mezclador 124 de mensajes y un filtro 126 de paso-de-banda-de-mensajes. El mezclador 124 de mensajes está acoplado entre el generador 122 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor y el filtro 126 de paso-de-banda-de-mensajes. Un repartidor 115 de potencia está acoplado entre el canal 110 de comunicaciones y el mezclador genérico 123 y el mezclador 124 de mensajes.
acceso múltiple por división de tiempos (CDMA) de amplio espectro para ser utilizado en un canal 110 de comunicaciones, que comprende medios genéricos, medios de mensaje, medios de dispersión, medios sumadores, medios de transmisión, medios de proceso-genérico-de-amplio-espectro, medios de proceso-de-mensajes-de-amplio-espectro, medios de adquisición y seguimiento, medios de detección y medios síncronos. Los medios genéricos y los medios de mensaje están materializados como un generador 101 de código-genérico-de-chips-del-transmisor y un generador 102 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor. Los medios de dispersión se ilustran como un dispositivo EXCLUSIVE-OR (O-EXCLUSIVO), que puede ser una puerta EXCLUSIVE-OR. Los medios sumadores son un combinador 105 y los medios de transmisión incluyen un transmisor que está materializado como una fuente 108 de señales acoplada al modulador 107. El generador 102 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor está acoplado al dispositivo EXCLUSIVE-OR 103. El generador 101 de código-genérico-de-chips-del-transmisor se ilustra acoplado al generador 102 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor y a la fuente de datos de mensajes. El dispositivo EXCLUSIVE-OR 103 y el generador 101 de código-genérico-de-chips-del-transmisor están acoplados al combinador 105. El modulador 107 está acoplado entre el combinador 105 y el canal 110 de comunicaciones. En el receptor, los medios de proceso-genérico-de-amplio-espectro están materializados como el generador 121 de código-genérico-de-chips-del-receptor, el mezclador genérico 123 y el filtro 125 genérico-de-paso-de banda. El mezclador genérico 123 está acoplado entre el generador 121 de código-genérico-de-chips-del-receptor y el filtro 125 genérico-de-paso-de-banda. Los medios de proceso-de-mensajes-de-amplio-espectro están materializados como un generador 122 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor, un mezclador 124 de mensajes y un filtro 126 de paso-de-banda-de-mensajes. El mezclador 124 de mensajes está acoplado entre el generador 122 de códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor y el filtro 126 de paso-de-banda-de-mensajes. Un repartidor 115 de potencia está acoplado entre el canal 110 de comunicaciones y el mezclador genérico 123 y el mezclador 124 de mensajes.
Los medios de adquisición y seguimiento están
materializados como un circuito 131 de adquisición y seguimiento.
El circuito 131 de adquisición y seguimiento está acoplado a un
filtro 125 genérico-de
banda-de-paso y al generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor.
El generador 122 de
códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor
está acoplado, preferiblemente, al generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor.
Los medios de detección están materializados como
un detector 139. El detector 139 está acoplado al filtro 126 de
paso-de-banda-de-mensajes
y al filtro 125 genérico-de
banda-de-paso. El detector 139 puede
ser un detector no síncrono tal como un detector de envolvente o un
detector de ley cuadrática. Alternativamente, el detector 139 puede
ser un detector síncrono, que utiliza una señal de
portadora-recuperada del filtro 125
genérico-de-paso-de-banda.
Los medios síncronos incluyen medios de bits, un
filtro 128 de paso bajo y un conmutador electrónico 130. Los medios
de bits están materializados como un sincronizador 129 de bits. El
filtro 128 de paso bajo y el conmutador electrónico 130 están
acoplados al sincronizador 129 de bits. El sincronizador 129 de
bits, como se ilustra en la Fig. 2, está acoplado preferiblemente
al generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor.
Alternativamente, el sincronizador 129 de bits puede estar acoplado
a una salida del detector 139.
El generador 101 de
código-genérico-de-chips-del-transmisor
genera una señal de
código-genérico-de-chips,
g_{0}(t), y el generador 102 de
códigos-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
genera una señal de
código-de-chips-de-mensaje,
g_{1}(t). La temporización síncrona de los datos de
mensajes, d_{1}(t) y la señal de
código-de-chips-de-mensajes,
en la Fig. 2, son proporcionadas por la señal de
código-genérico-de-chips,
aunque pueden ser utilizadas otras fuentes, tales como una señal de
un reloj común para la sincronización. El dispositivo
EXCLUSIVE-OR 103 genera una señal de
amplio-espectro por medio del proceso de amplio
espectro de los datos del mensaje con la señal de
código-de-chips-de-mensajes.
El proceso de amplio-espectro puede ser conseguido
mediante la suma de módulo 2 de los datos del mensaje con la señal
de
código-de-chips-de-mensajes.
El combinador 105 combina la señal
código-genérico-de-chips
con la señal
procesada-de-amplio-espectro.
La señal combinada de
código-genérico-de-chips
y la señal
procesada-de-amplio-espectro
pueden ser una señal de niveles múltiples, que tienen los niveles
de tensión instantánea de la señal de
código-genérico-de-chips
y de la señal
procesada-de-amplio-espectro.
El modulador 107, como parte del transmisor,
modula la señal combinada de
código-genérico-de-chips
y la señal
procesada-de-amplio-espectro
por medio de una señal portadora, cos \omega_{0}t, a una
frecuencia portadora f_{0}. La señal modulada de
código-genérico-de-chips
y la señal
procesada-de-amplio-espectro
son transmitidas por el canal 110 de comunicaciones como una señal
de acceso múltiple por división de código (CDMA),
x_{c}(t). Así, la señal CDMA incluye la señal de
código-genérico-de-chips
y la señal
procesada-de-amplio-espectro
como si fueran moduladas separadamente, y de manera síncrona, en
señales portadoras independientes que tienen la misma frecuencia
portadora, f_{0}, y transmitidas por el canal de
comunicaciones.
En el receptor, los medios de
proceso-genérico-de-amplio-espectro
recuperan la señal portadora, cos \omega_{0}t, a partir de la
señal CDMA, x_{c}(t), y los medios de
proceso-de-mensajes-de-amplio-espectro
reducen el espectro de la señal CDMA, x_{c}(t), como una
señal de datos-modulados, d_{1}(t). Más en
particular, haciendo referencia a la Fig. 2, la señal CDMA recibida
desde el canal 110 de comunicaciones es dividida por el repartidor
115 de potencia. El generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor
genera una réplica de la señal de
código-genérico-de-chips,
g_{0}(t). El mezclador genérico 123 utiliza la réplica de
la señal de
código-genérico-de-chips
para reducir el espectro de la señal CDMA, x_{c}(t), del
repartidor 115 de potencia, como una señal de
portadora-recuperada. El canal de
amplio-espectro, de la señal CDMA que tiene la señal
de
código-genérico-de-chips,
g_{0}(t) cos \omega_{0}t, no incluye generalmente
datos, de manera que la reducción de la señal CDMA genera la señal
portadora solamente. El filtro 125
genérico-de-paso-de-banda
filtra la señal portadora-recuperada a la
frecuencia de portadora o, equivalentemente, a una frecuencia
intermedia. En comparación con el filtro 126 de
paso-de-banda-de-mensajes,
que tiene una anchura de banda suficientemente ancha para filtrar
una señal de datos-modulados, el filtro 125
genérico-de-paso-de-banda
puede tener una anchura de banda muy estrecha para filtrar la señal
portadora-recuperada. La anchura de banda muy
estrecha del filtro 125
genérico-de-paso-de-banda
ayuda a extraer la señal de portadora-recuperada a
partir del ruido.
El circuito 131 de adquisición y seguimiento
adquiere y sigue a la señal de portadora-recuperada
a partir de una salida del filtro 125
genérico-de-paso-de-banda.
La réplica de la señal de
código-genérico-de-chips
del generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor
está sincronizada con la señal portadora-recuperada
a través del circuito 131 de adquisición y seguimiento.
El generador 122 de
códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor
genera una réplica de la señal de
código-de-chips-de-mensaje,
g_{1}(t). La réplica de la señal de
código-de-chips-de-mensaje,
g_{1}(t), está sincronizada con la réplica de la señal de
código-genérico-de-chips,
g_{0}(t), del generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor.
Así, el generador 122 de
códigos-de-chips-de-mensajes-del-receptor,
a través de la sincronización con el generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor,
tiene la misma sincronización que el generador 102 de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor,
a través de la sincronización con el generador 101 de
código-genérico-de-chips-del-transmisor.
Consecuentemente, el canal de comunicaciones de
amplio-espectro que tiene la señal de
código-genérico-de-chips,
proporciona una desmodulación coherente de
amplio-espectro de los canales de
amplio-espectro con los datos.
El mezclador 124 de mensajes utiliza la réplica
de la señal de
código-de-chips-de-mensajes
para reducir el espectro de la señal CDMA a partir del repartidor
115 de potencia, para generar una señal,
d_{1}(t)cos\omega_{0}t, de
datos-modulados. La señal de
datos-modulados es efectivamente los datos de
mensaje modulados por la señal portadora. El filtro 126 de
paso-de-banda-de-mensajes
filtra la señal de datos-modulados a la frecuencia
portadora o, equivalentemente, a una frecuencia intermedia (FI).
Pueden ser utilizados opcionalmente convertidores hacia abajo, que
convierten la señal de datos modulados a una FI, sin alterar las
funciones cooperantes o las enseñanzas de la presente invención.
El detector 139 desmodula la señal de
datos-modulados como una señal detectada. La señal
detectada es filtrada a través del filtro 128 de paso bajo,
muestreada por el conmutador electrónico 130 y entregada a la
salida como datos recibidos, d_{1}(t). Los datos
recibidos, sin errores, son idénticos a los datos del mensaje. El
filtro 128 de paso bajo y el conmutador electrónico 130 operan con
una función de "integrar y volcar", respectivamente, bajo el
control del sincronizador 129 de bits.
El sincronizador 129 de bits controla la
integración y el volcado del filtro 128 de paso bajo y del
conmutador electrónico 130. El sincronizador 129 de bits proporciona
la sincronización, preferiblemente, utilizando la réplica de la
señal de
código-genérico-de-chip
del generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor,
como se ilustra en la Fig. 2. El sincronizador 129 de bits puede
obtener también la sincronización desde una salida del detector
139, como se ilustra en la Fig. 1.
En un modo de realización preferido, el
sincronizador 129 de bits recibe la réplica de la señal de
código-genérico-de-bits,
g_{0}(t), desde el generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor.
La réplica de la señal de
código-genérico-de-chips,
a modo de ejemplo, puede incluir una palabra de código de chips que
tenga 8250 chips. Suponiendo que hay once bits por palabra de
código de chips, habrá 750 chips por bit de datos. Como la réplica
de la señal de
código-genérico-de-chips
proporciona información al sincronizador 129 de bits sobre dónde
comienza la palabra de código de chips, el sincronizador 129 de
bits conoce así los tiempos de los bits correspondientes para la
sincronización.
La presente invención puede incluir también la
transmisión, como una señal CDMA, de una pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro
para gestionar una pluralidad de datos de mensajes. En este caso,
la invención incluye una pluralidad de medios de mensaje y una
pluralidad de medios de dispersión. Haciendo referencia a la Fig.
3A, la pluralidad de medios de mensaje puede ser materializada como
una pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
y la pluralidad de medios de dispersión puede ser materializada
como una pluralidad de puertas EXCLUSIVE-OR. La
pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
genera una pluralidad de señales de
código-de-chips-de-mensajes.
En la Fig. 3A, la pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
se muestra como un primer generador 102 de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
que genera una primera señal, g_{1}(t), de
código-de-chips-de-mensajes,
un segundo generador 172 de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
que genera una segunda señal, g_{2}(t), de
código-de-chips-de-mensajes,
hasta un generador enésimo 182 de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
que genera una señal enésima, g_{N}(t), de
código-de-chips-de-mensajes.
La pluralidad de puertas EXCLUSIVE-OR se muestra
como una primera puerta EXCLUSIVE-OR 103, una
segunda puerta EXCLUSIVE-OR 173, hasta una puerta
enésima EXCLUSIVE-OR 183. La pluralidad de puertas
EXCLUSIVE-OR genera una pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro
mediante la suma de módulo 2 la pluralidad de datos
d_{1}(t), d_{2}(t),..., d_{N}(t), con la
pluralidad de señales g_{1}(t), g_{2}(t),...,
g_{N}(t), respectivamente. Más en particular, los primeros
datos de mensaje, d_{1}(t), son sumados en módulo 2 con la
primera señal, g_{1}(t), de
código-de-chips-de-mensaje,
los segundos datos de mensaje, d_{2}(t), son sumados en
módulo 2 con la segunda señal, g_{2}(t), de
código-de-chips-de-mensaje,
hasta los datos enésimos de mensajes, d_{N}(t), que son
sumados en módulo 2 con la señal enésima, g_{N}(t), de
código-de-chips-de-mensaje.
El generador 101 de
código-genérico-de-chips-del-transmisor
está acoplado a la pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor
y a la fuente de la pluralidad de datos de mensajes,
d_{1}(t), d_{2}(t),..., d_{N}(t). La
señal g_{0}(t) de
código-genérico-de-chips,
en un modo de realización preferido, proporciona una temporización
síncrona para la pluralidad de señales g_{1}(t),
g_{2}(t),..., g_{N}(t), de
código-de-chips-de-mensajes
y la pluralidad de datos de mensajes, d_{1}(t),
d_{2}(t),..., d_{N}(t).
El combinador 105 combina la señal de
código-genérico-de-chips
y la pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro,
mediante la suma lineal de la señal de
código-genérico-de-chips
con la pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro.
La señal combinada es típicamente una señal de niveles múltiples,
que tiene los niveles de tensión instantáneos de la de señal de
código-genérico-de-chips
y de la pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro.
El modulador 107, como parte del transmisor,
modula la señal combinada de
código-genérico-de-chips
y la pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro,
por medio de una señal portadora, cos\omega_{0}(t), a una
frecuencia portadora, f_{0}. La señal modulada de
código-genérico-de-chips
y la pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro
son transmitidas por el canal 110 de comunicaciones como una
señal
CDMA, x_{c}(t). La señal CDMA, x_{c}(t), tiene la forma
CDMA, x_{c}(t). La señal CDMA, x_{c}(t), tiene la forma
X_{c}(t) = g_{0}(t) +
\sum\limits^{N}_{1} [g_{i}(t) +
d_{1}(t)cos\omega_{0}t
Así, la señal CDMA incluye la señal de
código-genérico-de-chips
y la pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro
como si fueran moduladas separadamente, y síncronamente, sobre
señales portadoras independientes con la misma frecuencia
portadora, f_{0}, y transmitidas por el canal de
comunicaciones.
La presente invención incluye la recepción de una
señal CDMA que tiene una pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro.
El receptor incluye también una pluralidad de medios de proceso de
amplio-espectro-de-mensajes,
una pluralidad de medios de detección y una pluralidad de medios
síncronos. La pluralidad de medios de
proceso-de-amplio-espectro-de-mensajes,
como se ilustra en la Fig. 3B, puede ser materializada como una
pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes,
una pluralidad de mezcladores de mensajes y una pluralidad de
filtros de
paso-de-banda-de-mensajes.
Hay conectado un mezclador entre un respectivo generador de
código-de-chips-de-mensajes
y un filtro de
paso-de-banda-de-mensajes.
La pluralidad de mezcladores de mensajes está acoplada al
repartidor 115 de potencia. Más en particular, la pluralidad de
generadores de
código-de-chips-de-mensajes
se ilustra materializada como un primer generador 122 de
código-de-chips-de-mensajes,
un segundo generador 172 de
código-de-chips-de-mensajes,
hasta un generador enésimo 182 de
código-de-chips-de-mensajes.
La pluralidad de mezcladores de mensajes se ilustra como primer
mezclador 124 de mensajes, segundo mezclador 174 de mensajes hasta
el mezclador enésimo 184 de mensajes. La pluralidad de filtros
paso-de-banda-de-mensajes
está ilustrada como un primer filtro 126 de
paso-de-banda-de-mensajes,
un segundo filtro 176 de
paso-de-banda-de-mensajes,
hasta un filtro enésimo 186 de
paso-de-banda-de-mensajes.
La pluralidad de medios de detección puede ser
materializada como una pluralidad de detectores síncronos que se
muestran como un primer detector síncrono 127, un segundo detector
síncrono 177, hasta un enésimo detector síncrono 187. Cada uno de
la pluralidad de detectores síncronos está acoplado a uno de la
pluralidad de filtros de
paso-de-banda-de-mensajes.
La pluralidad de medios síncronos puede incluir
un sincronizador 129 de bits, una pluralidad de filtros de paso
bajo y una pluralidad de conmutadores electrónicos. La pluralidad
de filtros de paso bajo se ilustra como un primer filtro de paso
bajo 128, un segundo filtro de paso bajo 178, hasta un filtro
enésimo de paso bajo 188. La pluralidad de conmutadores
electrónicos se ilustra como un primer conmutador electrónico 130,
un segundo conmutador electrónico 180, hasta un enésimo conmutador
electrónico 190. Cada uno de la pluralidad de detectores síncronos
está acoplado a una salida del filtro 125
genérico-de-paso-de-banda.
La señal de portadora-recuperada del filtro 125
genérico-de-paso-de-banda
sirve como señal de referencia para desmodular síncronamente cada
una de las señales de la pluralidad de señales de
datos-de-mensajes por la pluralidad
de detectores síncronos, como una pluralidad de datos recibidos,
d_{1}(t), d_{2}(t),..., d_{N}(t).
Los medios de detección pueden ser
materializados, alternativamente, como una pluralidad de detectores
no síncronos, tales como detectores de envolvente 139, 189, 199,
como se muestra en la Fig. 3C. Típicamente, los detectores no
síncronos no requieren la señal de
portadora-recuperada.
El sincronizador 129 de bits proporciona la
temporización a partir de la réplica de la señal,
g_{0}(t), de
código-genérico-de-chips
y controla la temporización de las funciones de integración y
volcado de la pluralidad de filtros de paso bajo y de la pluralidad
de conmutadores electrónicos.
Con el uso de la invención según se materializa
en la Fig. 3B, un canal
genérico-de-amplio-espectro,
como parte de la señal CDMA, proporciona la señal de
portadora-recuperada, como se ha descrito
anteriormente. El circuito 131 de adquisición y seguimiento
adquiere y hace un seguimiento de la señal de
portadora-recuperada a partir de una salida del
filtro 125
genérico-de-banda-de-paso.
La réplica de la señal de
código-genérico-de-chips
del generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor
está sincronizada como la señal de
portadora-recuperada a través del circuito 131 de
adquisición y seguimiento. El generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor
genera una réplica de la señal de
código-genérico-de-chips,
g_{0}(t), la cual proporciona la temporización para el
sincronizador 129 de bits y a la pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes-del-receptor
122, 172, 182.
La presente invención incluye también un método
para desmodular síncronamente una señal CDMA. Los datos de mensajes
son introducidos en los medios de dispersión. Haciendo referencia a
la Fig. 4, el método comprende los pasos de generación 403 de una
señal de
código-genérico-de-chips.
El método incluye también la generación 405 de datos de mensaje
sincronizados con la señal de
código-genérico-de-chips
y la generación 407 de una señal de
código-de-chips-de-mensajes
sincronizada con la señal de
código-genérico-de-chips.
Los datos de mensajes son procesados utilizando un modulador de
amplio-espectro, con la señal de
código-de-chips-de-mensajes
para generar una señal
procesada-de-amplio-espectro.
La señal de
código-genérico-de-chips
es combinada en 409 con la señal
procesada-de-amplio-espectro.
El método transmite, 411, la señal de
código-genérico-de-chips
combinada con la señal
procesada-de-amplio-espectro
sobre una señal portadora por el canal de comunicaciones como una
señal CDMA.
En el receptor, el método incluye la
recuperación, 413, de la señal portadora a partir de la señal CDMA
y la reducción del espectro, 415, de la señal CDMA como una señal
de datos-modulados. La señal de
portadora-recuperada se utiliza para sincronizar el
paso de reducción de espectro de la señal CDMA y para desmodular,
opcionalmente, de manera síncrona, 417, y entregar a la salida,
419, la señal de datos-modulados como datos
recibidos.
Al usar el sistema como se establece en la Fig.
3A, el generador 101 de
código-genérico-de-chips-del-trasmisor
genera la señal de
código-genérico-de-chips,
g_{0}(t). Los datos del mensaje son
procesados-en-amplio-espectro
por el dispositivo EXCLUSIVE-OR 103 con la señal de
código-de-chips-de-mensajes,
g_{1}(t), a partir del generador 102 de
código-de-chips-de-mensajes-del-transmisor.
El combinador 105 combina la señal de
código-genérico-de-chips
con la señal
procesada-en-amplio-espectro.
La señal combinada puede ser, por ejemplo, una señal de múltiples
niveles que es generada mediante la suma lineal de los niveles de
tensión de la señal de
código-genérico-de-chips
con la señal
procesada-en-amplio-espectro,
o mediante la suma de los niveles de tensión de la señal de
código-genérico-de-chips
con una pluralidad de señales
procesadas-de-amplio-espectro.
El transmisor transmite sobre una señal portadora que tiene una
frecuencia portadora f_{0}, la señal combinada de
código-genérico-de-chips
y la pluralidad de señales
procesadas-en-amplio-espectro.
La señal CDMA es transmitida a través del canal 110 de
comunicaciones.
En el receptor, como se ilustra en la figura 3B,
los medios de
proceso-genérico-de-amplio-espectro
materializados como el generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor,
el mezclador genérico 123 y el filtro 125
genérico-de-paso-de-banda,
funcionan de forma cooperante para recuperar la señal portadora a
partir de la señal CDMA. Los medios de
proceso-de-mensajes-de-amplio-espectro,
materializados como el generador 122 de
código-de-chips-de-mensajes-del-receptor,
el mezclador 124 de mensajes y el filtro 126 de
paso-de-banda-de-mensajes,
efectúan de forma cooperante la reducción del espectro de la señal
CDMA como señal de datos-modulados. El generador 122
de
código-de-chips-de-mensajes-del-receptor
está sincronizado, preferiblemente, con la réplica de la señal de
código-genérico-de-chips
del generador 121 de
código-genérico-de-chips-del-receptor.
Puede emplearse una pluralidad de generadores de
código-de-chips-de-mensajes-del-receptor,
sincronizada con la réplica de la señal de
código-genérico-de-chips.
Los medios síncronos, materializados como el detector síncrono 127
sincronizado con la señal de portadora-recuperada,
desmodula la señal de datos-modulados como datos
recibidos.
Los datos recibidos son integrados y volcados por
el filtro 128 de paso bajo y el conmutador electrónico 130, bajo el
control del sincronizador 129 de bits. El sincronizador 129 de bits
utiliza preferiblemente la réplica de la señal de
código-genérico-de-chips
para sincronizar las funciones de integrar y volcar.
Se proporciona un sistema de comunicaciones y
geo-localización de acceso múltiple por división de
código (CDMA) de amplio espectro, para ser utilizado por un canal de
comunicaciones, comprendiendo al menos una estación base y una
pluralidad de unidades remotas. Las unidades remotas pueden ser
móviles o estar en un lugar fijo y estacionario. Los datos de
mensaje son comunicados entre las estaciones base y las unidades
remotas. Los datos de mensaje incluyen, aunque no están limitados a
ello, voz digitalizada, datos de ordenador, datos de facsímil,
datos de vídeo, etc. La estación base comunica datos de mensajes de
la base a la pluralidad de unidades remotas. Una unidad remota
comunica datos de mensaje-remoto a la estación base.
Los datos de
mensaje-de-la-base
son definidos aquí como datos de mensaje que se originan en una
estación base y los datos de mensaje-remoto se
definen aquí como datos de mensaje que se originan en una unidad
remota. La descripción siguiente es de un modo de realización
preferido en el que el recorrido entre la estación base y la unidad
remota se determina en la estación base. Los papeles de la estación
base y la unidad remota pueden ser intercambiados, como equivalentes
para los expertos en la técnica, determinando el recorrido en la
unidad remota.
En el ejemplo de configuración ilustrada en la
Fig. 5, una estación base incluye medios de
dispersión-base, medios
genéricos-base, medios
combinadores-base y una antena base. El término
"base" se utiliza aquí como sufijo para indicar que un elemento
está situado en la estación base, o que una señal se origina en la
estación base.
Los medios de dispersión-base
procesan en amplio-espectro los datos de
mensajes-base, d_{1}(t). Los medios de
dispersión-base están materializados como un
modulador de amplio-espectro-base.
El modulador de amplio-espectro-base
se ilustra como un generador 502 de
código-de-chips-de-mensajes
y una puerta EXCLUSIVE-OR 503. La puerta
EXCLUSIVE-OR 503 está acoplada al generador 502 de
código-de-chips-de-mensajes.
El generador 502 de
código-de-chips-de-mensajes
utiliza una palabra de código de chips para generar una secuencia
de código-de-chips para procesar en
amplio-espectro los datos, d_{1}(t) de
mensajes-base. La secuencia de
código-de-chips desde el generador
502 de
código-de-chips-de-mensajes
es procesada en amplio espectro mediante la suma de módulo que
efectúa la puerta EXCLUSIVE-OR 503. Pueden
utilizarse muchos circuitos equivalentes para el
modulador-base-de-amplio-espectro
incluyendo, aunque no limitándose a ello, dispositivos de producto
para multiplicar la secuencia de
código-de-chips por los datos de
mensajes-base, filtros adaptados y dispositivos de
onda acústica superficial que tienen una respuesta de impulsos
adaptada a la secuencia de
código-de-chips, como es bien
conocido para los expertos en la técnica.
Los medios genéricos-base generan
una señal de
código-genérico-de-chips-base.
El término "genérico" se utiliza como sufijo para indicar que
la señal de
código-genérico-de-chips
es una señal no modulada, o una señal de velocidad baja de datos de
amplio-espectro de
secuencia-directa, que puede servir como canal
piloto. El canal piloto permite a un usuario adquirir la
temporización, y proporciona una referencia de fase para la
desmodulación coherente. Los medios genéricos-base
están materializados como un generador 501 de
código-genérico-de-chips-base.
El generador 501 de
código-genérico-de-chips-base
genera una señal de
código-genérico-de-chips-base,
utilizando una palabra de código de chips compartida comúnmente con
todas las unidades remotas que se comunican con la estación base.
El generador 501 de
código-de-chips-de-mensajes
está acoplado al generador 502 de
código-genérico-de-chips-base
para obtener la temporización común. Alternativamente, puede
utilizarse un reloj común para proporcionar la señal de
temporización al generador 502 de
código-de-chips-de-mensajes
y al generador 501 de
código-genérico-de-chips-base.
Los medios combinadores-base
combinan la señal de
código-genérico-de-chips-base
con los datos de
mensaje-base-procesados-en-amplio-espectro
para generar una señal CDMA-base. Los medios
combinadores-base están materializados como un
combinador-base 505. El combinador base 505 está
acoplado al generador 501 de
código-genérico-de-chips-base
y a la puerta EXCLUSIVE-OR 503. El combinador base
505 suma linealmente la señal de
código-genérico-de-chips-base
con los datos de
mensaje-base-procesados-en-amplio-espectro
procedentes de la puerta EXCLUSIVE-OR 503. La señal
resultante en la salida del combinador base 505 es una señal de
acceso múltiple por división de código (CDMA), indicada aquí como
señal CDMA-base. También pueden utilizarse
variaciones seleccionadas de combinación no lineal, siempre que la
señal CDMA-base resultante pueda tener detectados
sus canales en un receptor de amplio-espectro.
Los medios transmisores-base
transmiten la señal CDMA-base desde la estación
base a una unidad remota. Los medios
transmisores-base están materializados como una
fuente 508 de señales y un dispositivo 507 de producto. El
dispositivo 507 de producto está acoplado entre el combinador base
505 y la fuente 508 de señales. La fuente 508 de señales genera una
primera señal portadora a una primera frecuencia portadora f_{1}.
La señal CDMA base, procedente de la salida del combinador base 505,
es multiplicada por la primera señal portadora por el dispositivo
507 de producto. Otros dispositivos de transmisión son bien
conocidos en la técnica para poner una señal deseada en una
frecuencia portadora seleccionada.
La antena base 509 está acoplada a través de un
aislador 513 a los medios transmisores-base. La
antena base 509 radia la señal CDMA-base a la
primera frecuencia portadora.
Como se muestra ilustrativamente en la figura 6,
una unidad remota incluye una antena remota 511, medios de
detección-remotos, medios de
dispersión-remotos, medios
combinadores-remotos y medios
transmisores-remotos. Cada unidad remota puede
incluir también medios genéricos-remotos. El término
"remoto" se utiliza como sufijo para indicar que un elemento
está situado en una unidad remota, o que una señal se origina desde
la unidad remota.
La antena remota 511 recibe la señal
CDMA-base radiada desde la estación base.
Los medios de detección-remotos
están acoplados a la antena remota 511. Los medios de
detección-remotos detectan la señal de
código-genérico-de-chips-base
incorporada en la señal CDMA-base. Utilizando la
señal de
código-genérico-de-chips-base
detectada, los medios de detección-remotos
recuperan los datos de mensaje-base comunicados
desde la estación base. Una unidad remota puede retransmitir la
señal de
código-genérico-de-chips-base
detectada, u opcionalmente, pueden hacer que los medios
genéricos-remotos generen una señal de
código-genérico-de-chips-remota
diferente.
En la Fig.6, los medios de
detección-remotos están materializados como un
dispositivo 536 de producto, un filtro 537 de paso de banda, un
circuito 538 de adquisición y seguimiento, un generador 539 de
código-genérico-de-chips,
un generador 541 de
código-de-chips-de-mensajes,
un dispositivo 542 de producto, un filtro 543 de paso de banda, un
detector 544 de datos, un filtro 545 de paso bajo y un sincronizador
540 de bits. Como es bien sabido en la técnica, pueden utilizarse
otros dispositivos y circuitos para la misma función incluyendo,
aunque no limitándose a ello, filtros adaptados, dispositivos de
onda acústica superficial, etc. Este circuito adquiere y hace un
seguimiento de la señal de
código-genérico-de-chips-base
incorporada en la señal CDMA-base. La señal
CDMA-base es recibida en la antena remota 511, y
pasa a través del aislador 534 y del repartidor 535 de potencia. La
señal de
código-genérico-de-chips-base
es detectada utilizando el dispositivo 536 de producto, el filtro
537 de paso de banda, el dispositivo 538 de adquisición y
seguimiento y el generador 539 de
código-genérico-de-chips.
La función de este circuito es como se describe en la sección
anterior. La señal de
código-genérico-de-chips-base
detectada se utiliza para recuperar los
datos-de-mensaje-base
incorporados en la señal CDMA-base, utilizando el
generador 541 de
código-de-chips-de-mensaje,
el dispositivo 542 de producto, el filtro 543 de paso de banda, el
detector 544 de datos, el filtro 545 de paso bajo y el
sincronizador 540. El detector 544 de datos puede funcionar de
manera coherente o no coherente. Los
datos-de-mensaje-base
son entregados a la salida como datos detectados,
d_{R1}(t).
Si ha de combinarse la señal de
código-genérico-de-chips-base
como parte de la señal CDMA-remota, no se requiere
el generador 546 de
código-genérico-de-chips,
ya que la señal de
código-genérico-de-chips-base
está disponible en la salida del generador 539 de
código-genérico-de-chips.
Si ha de utilizarse una señal de
código-genérico-de-chips-remota,
que es diferente de la señal de
código-genérico-de-chips-base,
puede utilizarse el generador 546 de
código-genérico-de-chips
para generar la señal de
código-genérico-de-chips-remota.
En este último caso, la señal de
código-genérico-de-chips-remota
está sincronizada con laseñal de
código-genérico-de-chips-remota
detectada. Para fines descriptivos, la señal de
código-genérico-de-chips-remota
se considera enviada desde la unidad remota a la estación base,
entendiendo que la señal de
código-genérico-de-chips-remota
puede ser idéntica, o la misma, que la señal de
código-genérico-de-chips-base
detectada.
Los medios de dispersión-remotos
procesan en amplio-espectro los datos de
mensaje-remoto. Los medios de
dispersión-remotos están materializados como un
modulador de amplio-espectro-remoto.
El modulador de
amplio-espectro-remoto se ilustra
como un generador 548 de
código-de-chips-de-mensaje
y una puerta EXCLUSIVE-OR 547. La puerta
EXCLUSIVE-OR 547 está acoplada al generador 548 de
código-de-chips-de-mensaje.
El generador 548 de
código-de-chips-de-mensaje
utiliza una palabra de código de chips para generar una secuencia
de código-de-chips para procesar en
amplio-espectro los datos de
mensaje-remotos, d_{2}(t). La secuencia de
código-de-chips del generador 548
decódigo-de-chips-de-mensaje
es procesada en amplio-espectro mediante la suma de
módulo en la puerta EXCLUSIVE-OR 547. Pueden
utilizarse muchos circuitos equivalentes para los medios de
dispersión-remotos incluyendo, aunque no limitándose
a ello, dispositivos de producto para multiplicar la secuencia de
código-de-chips por los datos de
mensaje-base, filtros adaptados y dispositivos de
onda acústica superficial, como es bien sabido por los expertos en
la técnica.
La señal de
código-genérico-de-chips-remota
y los datos de
mensaje-remoto-procesados-en-amplio-espectro
son combinados por los medios combinadores-remotos,
como una señal CDMA-remota. Los medios
combinadores-remotos son materializados como un
combinador-remoto 549. El combinador remoto 549 está
acoplado a la puerta EXCLUSIVE-OR 547 y al generador
546 de
código-genérico-de-chips-remoto
o, alternativamente, al generador 539 de
código-genérico-de-chips.
El combinador remoto 549 suma linealmente la señal de
código-genérico-de-chips-remota
con los datos de
mensaje-remoto-procesados-en-amplio-espectro
procedentes de la puerta EXCLUSIVE-OR 547. La señal
resultante en la salida del combinador remoto 549 es una señal de
acceso múltiple por división de código (CDMA), que se denota aquí
como la señal CDMA-remota. También pueden utilizarse
variaciones seleccionadas de combinaciones no lineales, siempre que
la señal CDMA-remota resultante pueda tener
detectados sus canales en el receptor de
amplio-espectro.
La unidad remota incluye también los medios
transmisores-remotos para transmitir la señal
CDMA-remota desde la unidad remota a la estación
base. Los medios transmisores-remotos están
materializados como una fuente 551 de señales y un dispositivo 550
de producto. El dispositivo 550 de producto está acoplado entre el
combinador remoto 549 y la fuente 551 de señales. La fuente 551 de
señales genera una señal portadora a una segunda frecuencia
portador f_{2}. La señal CDMA-remota, procedente
de la salida del combinador remoto 549, es multiplicada por la
segunda señal portadora por medio del dispositivo 550 de producto.
Son conocidos en la técnica otros dispositivos de transmisión para
poner una señal deseada a una frecuencia portadora seleccionada. La
segunda frecuencia portadora puede ser la misma o distinta de la
primera frecuencia portadora.
La antena remota 511 está acoplada a través de un
aislador 534 a los medios transmisores-remotos. La
antena remota 511 radia la señal CDMA remota a la segunda
frecuencia portadora.
Cada una de las estaciones base incluye además
medios de detección-base y medios de recorrido. Los
medios de detección-base están acoplados a la antena
base 509 a través del aislador 513 y del repartidor 515 de
potencia. Los medios de detección de la base detectan la señal de
código-genérico-de-chips-remota
incorporada en la señal CDMA remota. Los medios de
detección-base, como se ilustra en la Fig. 5, pueden
ser materializados como un detector de la base que puede incluir un
dispositivo 523 de producto, un filtro 525 de paso de banda, un
circuito 531 de adquisición y seguimiento, un generador 521 de
código-genérico-de-chips,
un generador 522 de
código-de-chips-de-mensajes,
un dispositivo 524 de producto, un filtro 526 de paso de banda, un
detector 527 de datos, un filtro 528 de paso bajo y un
sincronizador 529 de bits. Como es bien sabido en la técnica, los
medios de detección de la base pueden ser materializados junto con
otros dispositivos y circuitos que realicen la misma función
incluyendo, aunque sin estar limitado a ello, filtros adaptados,
dispositivos de onda acústica superficial, etc. Este circuito
adquiere y hace un seguimiento de la señal de
código-genérico-de-chips-remota
incorporada en la señal CDMA-remota. La señal
CDMA-remota es recibida en la antena 509 de la base
y pasa a través del aislador 513 y del repartidor 515 de potencia.
La señal de
código-genérico-de-chips-remota
es detectada utilizando el dispositivo 523 de producto, el filtro
525 de paso de banda, el circuito 531 de adquisición y seguimiento
y el circuito 521 de
código-genérico-de-chips.
La función de este circuito es como la descrita anteriormente. La
señal de
código-genérico-de-chips-remota-detectada
se utiliza para recuperar los datos de
mensaje-remoto incorporados en la
señalCDMA-remota, utilizando el generador 522 de
código-de-chips-de-mensajes,
el dispositivo 524 de producto, el filtro 526 de paso de banda, el
detector 527 de datos, el filtro 528 de paso bajo y el
sincronizador 529 de bits. El detector 527 de datos puede funcionar
de manera coherente o no coherente. Los datos de
mensaje-remoto detectados son entregados a la
salida como datos detectados, d_{R2}(t). Así, el detector
de la base recupera, utilizando la señal de
código-genérico-de-chips-remota-detectada,
los datos del mensaje remoto comunicados desde la unidad remota.
Utilizando la señal de
código-genérico-de-chips-remota-detectada
y la señal de
código-genérico-de-chips-base,
los medios de recorrido determinan un retardo del recorrido entre
la unidad remota y la estación base. Los medios de recorrido están
materializados como un dispositivo 530 de retardo de recorrido, que
pueden comparar la temporización entre la señal de
código-genérico-de-chips-base
del generador 501 de
código-genérico-de-chips
conla señal de
código-genérico-de-chips-remota
detectada del generador 521 de
código-genérico-de-chips.
La presente invención puede incluir también los
pasos de proceso en amplio-espectro de los datos
del mensaje-base; la generación de una señal de
código-genérico-de-chips-base;
la combinación de la señal de
código-genérico-de-chips-base
con los datos de
mensaje-base-procesados-en-amplio-espectro,
generando así una señal CDMA-base; la transmisión
de la señal CDMA-base desde la estación base a la
unidad remota; la detección de la señal de
código-genérico-de-chips-base
incorporada en la señal CDMA-base; la recuperación,
utilizando la señal de
código-genérico-de-chips-base-detectada,
de los datos del mensaje-base; el proceso en
amplio-espectro de los datos del
mensaje-remoto; la generación, utilizando la señal
de
código-genérico-de-chips-detectada
y los datos
remotos-procesados-en-amplio-espectro,
de una señal
CDMA-remota; la transmisión de la señal CDMA-remota desde la unidad remota a la estación base; la detección de la señal de código-genérico-de-chips-remota incorporada en la señal CDMA-remota; la recuperación, utilizando la señal de código-genérico-de-chips-remota-detectada, de los datos de mensaje-remoto; y la determinación, utilizando la señal de código-genérico-de-chips-remota-detectada y la señal de código-genérico-de-chips-base, de un retardo del recorrido entre la unidad remota y la estación base.
CDMA-remota; la transmisión de la señal CDMA-remota desde la unidad remota a la estación base; la detección de la señal de código-genérico-de-chips-remota incorporada en la señal CDMA-remota; la recuperación, utilizando la señal de código-genérico-de-chips-remota-detectada, de los datos de mensaje-remoto; y la determinación, utilizando la señal de código-genérico-de-chips-remota-detectada y la señal de código-genérico-de-chips-base, de un retardo del recorrido entre la unidad remota y la estación base.
Durante el uso, la estación base procesa en
amplio-espectro los datos del
mensaje-base con una señal de
código-de-chips-de-mensajes,
y combina los datos de
mensajes-base-procesados-en-amplio-espectro
con una señal de
código-genérico-de-chips-base.
La señal combinada es una señal CDMA-base que es
transmitida por un canal de comunicaciones al menos a una unidad
remota.
La unidad remota recibe la señal
CDMA-base, detecta la señal de
código-genérico-de-chips-base
incorporada en la señal CDMA-base y utiliza la
señal de
código-genérico-de-chips-base-detectada
para recuperar los datos de mensaje-base
incorporados en la señal CDMA-base.
La señal de
código-genérico-de-chips-base
detectada es retransmitida como una señal de
código-genérico-de-chips-remota,
o se utiliza para fijar la temporización para una señal de
código-genérico-de-chips-remota
diferente, que es enviada desde la unidad remota a la estación
base. La unidad remota procesa en amplio-espectro
los datos de mensaje-remoto con una señal de
código-de-chips-remota,
y combina los datos del
mensaje-remoto-procesados-en-amplio-espectro
con la señal de
código-genérico-de-chips-remota
como una señal CDMA-remota. La señal
CDMA-remota es enviada por el canal de
comunicaciones a la estación base.
En la estación base, la señal de
código-genérico-de-chips-remota
es detectada a partir de la señal
CDMA-remota y la señal de código-genérico-de-chips-remota detectada se utiliza para detectar los datos del mensaje-remoto incorporados en la señal
CDMA-remota. Además, la señal de código-genérico-de-chips-remota-detectada es comparada con la señal de código-genérico-de-chips-base en un circuito de retardo-de-recorrido para determinar el recorrido de la unidad remota desde la estación base. Efectivamente, el recorrido entre la unidad remota y la estación base es una función de la temporización entre el envío de la secuencia de la palabra de código de chips que generó la señal de código-genérico-de-chips-base y la recepción de la secuencia generada por la palabra de código de chips que generó la señal de código-genérico-de-chips-remota.
CDMA-remota y la señal de código-genérico-de-chips-remota detectada se utiliza para detectar los datos del mensaje-remoto incorporados en la señal
CDMA-remota. Además, la señal de código-genérico-de-chips-remota-detectada es comparada con la señal de código-genérico-de-chips-base en un circuito de retardo-de-recorrido para determinar el recorrido de la unidad remota desde la estación base. Efectivamente, el recorrido entre la unidad remota y la estación base es una función de la temporización entre el envío de la secuencia de la palabra de código de chips que generó la señal de código-genérico-de-chips-base y la recepción de la secuencia generada por la palabra de código de chips que generó la señal de código-genérico-de-chips-remota.
El concepto de utilización de una señal de
radiofrecuencia (RF) para determinar el recorrido es bien conocido
en la técnica. La señal de RF está sujeta a una velocidad fija de
propagación, 3 X 10^{8} metros/seg. La señal de RF abandona el
transmisor algún tiempo antes de alcanzar el receptor. Se utiliza
una secuencia particular de la señal de
código-genérico-de-chips-base
y de una señal de
código-genérico-de-chips-remota
como marca de tiempo. La diferencia en tiempo de la secuencia de la
señal de
código-genérico-de-chips-base,
según la ve el receptor de la unidad remota, con la que está
presente en el transmisor de la estación base, está relacionada
directamente con la distancia entre la estación base y la unidad
remota. De forma similar, la diferencia en tiempo de la secuencia de
la señal de
código-genérico-de-chips-remota,
según la ve el receptor de la estación base, con la que está
presente en el transmisor de la unidad remota, está relacionada
directamente con la distancia entre la unidad remota y la estación
base.
El uso de la señal de
código-genérico-de-chips-base
y de la señal de
código-genérico-de-chips-remota
es un tipo común de método de medición del eco que se utiliza en
los sistemas de radar. Muchos sistemas de radar emplean simplemente
un impulso de energía de RF y después esperan el retorno de una
parte de la energía debida al impulso reflejado desde los objetos.
El radar marca el tiempo desde el instante de la transmisión del
impulso hasta su retorno. El tiempo requerido para que el impulso
vuelva es una función del recorrido de ida y vuelta al objeto. El
recorrido se determina fácilmente a partir de la velocidad de
propagación de la señal.
Las señales de amplio-espectro de
la presente invención están sujetas a la misma relación
distancia/tiempo. La señal de amplio-espectro de la
presente invención tiene una ventaja en cuanto que su fase se
resuelve fácilmente. La resolución básica de una secuencia de una
señal de
código-de-chips-base
o de una señal de
código-de-chips-remota
es un chip de código. Así, cuanto mayor es la tasa de chips, mejor
es la capacidad de medición. Así, a una tasa de chips de 10
Mchips/seg, una resolución básica del recorrido es de 10^{-7}
segundos, o 30 metros. En los circuitos de la unidad remota pueden
encontrarse retardos adicionales. Estos retardos pueden ser
compensados en la estación base cuando se determina la distancia
entre la estación base y la unidad remota.
La presente invención puede ser materializada
también como un sistema y un método que utiliza códigos ortogonales
y el conocimiento de la distancia al terminal móvil para ajustar y
alinear la fase del canal de información con objeto de conseguir la
ortogonalidad en la antena de la estación base.
El sistema para utilizar códigos ortogonales y el
conocimiento de la distancia al terminal móvil para conseguir la
ortogonalidad en la antena de la estación base comprende una
pluralidad de terminales móviles y una estación base. Cada uno de
los terminales de la pluralidad de terminales móviles incluye
medios de
proceso-en-amplio-espectro-remotos,
medios piloto-remoto, medios combinadores, medios
transmisores-remotos y medios de ajuste de fase de
código.
Los medios de
proceso-en-amplio-espectro-remotos
y los medios piloto-remoto, están acoplados a los
medios combinadores. Los medios transmisores-remotos
están acoplados a los medios combinadores.
La estación base incluye medios receptores,
primeros medios piloto-base, segundos
medios-piloto-base, primeros medios
de retardo, segundos medios de retardo, medios de correlación,
medios de seguimiento, medios de retardo del recorrido y medios
transmisores-base.
Los medios de
proceso-en-amplio-espectro-remotos
procesan los datos de mensajes-remotos utilizando
un código de pseudo-ruido. Los medios de
piloto-remoto generan una señal de
piloto-remoto. Los medios combinadores combinan la
señal de piloto-remoto con los datos de
mensaje-remoto-procesado-en-amplio-espectro
para generar una señal compuesta-remota. La señal
compuesta remota tiene la señal piloto-remoto y al
menos un canal de
información-del-usuario-remoto.
Los medios transmisores-remotos transmiten la señal
compuesta remota a la estación base por un canal inverso del canal
dúplex de radio.
En la estación base, los medios receptores
reciben la señal compuesta remota. Los primeros medios
piloto-base generan una señal piloto base. Los
segundos medios piloto-base generan una
señal-referencia-piloto-base.
Los primeros medios de retardo generan una versión en hora, una
versión temprana y una versión tardía de la señal
referencia-piloto-base. Los segundos
medios de retardo generan una señal de referencia de la
información. La señal de referencia de la información está
sincronizada con la versión en hora de la señal de
referencia-piloto-base. Los medios
de correlación multiplican la señal compuesta remota con las
versiones en hora, temprana y tardía de la señal de
referencia-piloto-base para efectuar
la correlación de una versión en hora, temprana y tardía de la señal
piloto-remota, respectivamente. Los medios de
correlación multiplican también la señal compuesta remota por la
señal de referencia de la información para efectuar la correlación
del canal de
información-del-usuario-remoto.
Los medios de seguimiento hacen un seguimiento de
la fase de la señal piloto-remota y, como respuesta
a un pico de la señal piloto-remota, entrega a la
salida una señal de adquisición. La señal de adquisición significa
la sincronización de la señal piloto-remota con la
señal-referencia-piloto-base.
Como respuesta a la señal de adquisición, los
medios de retardo del recorrido calculan una diferencia de fase
entre la señal piloto base y la
señal-referencia-piloto-base
para determinar el recorrido entre la estación móvil y la estación
base. Los medios transmisores-base transmiten el
recorrido desde la estación base y el terminal móvil por un canal
de ida del canal dúplex de radio.
Como respuesta a la información de recorrido
recibida desde la estación base, los medios de ajuste de fase del
código en el terminal móvil ajustan la fase del código de
pseudo-ruido para determinar la hora de llegada de
los datos de
mensaje-remoto-procesado-en-amplio-espectro
en la estación base.
Cuando se ajusta la fase del código de
pseudo-ruido, los medios de
proceso-remotos-de-amplio-espectro
pueden ajustar el código de pseudo-ruido en
incrementos de un chip de código. Un procesador de la estación base
compara niveles de fortaleza de la señal de los datos de
mensaje-remoto-procesados-en-amplio-espectro
cuando el terminal móvil ajusta el código de
pseudo-ruido. Como respuesta a un incremento de
chips de código que hace máximo el rendimiento, la estación base
calibra una relación entre la señal piloto-remota y
los datos de
mensaje-remoto-procesados-en-amplio-espectro
con el incremento de chips de código.
El sistema de comunicaciones celulares por radio
CDMA de amplio espectro puede comprender además medios de
dispersión-base y medios
combinadores-base. Los medios de
dispersión-base procesan en
amplio-espectro los datos del
mensaje-base. Los medios de
dispersión-base pueden incluir medios para procesar
datos de mensaje-base para un terminal móvil en
particular con un código de chips seleccionado. Los medios
combinadores-base combinan los datos de
mensaje-base-procesados-en-amplio-espectro
con la señal piloto base como una señal base compuesta. La señal
base compuesta incluye una señal
piloto-de-amplio-espectro-compartida-común
y al menos un canal específico de información del usuario de amplio
espectro para cada terminal móvil. El código de dispersión de cada
una de las señales
piloto-de-amplio-espectro-compartida-común
y el canal específico de información del usuario de amplio espectro
pueden contener un elemento de código ortogonal. La señal
piloto-remota puede ser esclava de la señal
piloto-de-amplio-espectro-compartida-común
como una referencia para la fase y temporización de la señal
piloto-remota.
La señal piloto-remota y el
código de dispersión del canal de
información-del-usuario-remoto
de cada terminal móvil puede contener un elemento de código
ortogonal. Además, el canal de
información-del-usuario-remoto
puede estar sincronizado con la señal
piloto-remota.
El sistema puede comprender también medios de
bucle de enclavamiento de retardo de la estación base para generar
una señal de error y para hacer un seguimiento de la señal piloto
remota. El terminal móvil, como respuesta a la recepción de la señal
error desde la estación base, ajusta una fase del código de
pseudo-ruido ortogonal para compensar los cambios
del recorrido a medida que el terminal móvil se desplaza dentro de
la célula.
Más específicamente, el terminal móvil de la
presente invención comprende una fuente de datos del usuario
remoto, un primer generador del conjunto de código ortogonal, un
primer generador de código
similar-al-ruido, una fuente de
datos de piloto remoto, un combinador de señales, un primer sumador
en módulo-dos, un segundo sumador de
módulo-dos, un tercer sumador de
módulo-dos, un cuarto sumador de
módulo-dos, un modulador, medios de antena, un
ajustador de fase del código y un procesador.
El primer sumador de módulo-dos
está acoplado a la fuente de datos del usuario remoto y al primer
generador de conjunto de código ortogonal. El segundo sumador de
módulo-dos está acoplado a una salida del primer
sumador de módulo-dos y al primer generador de
código similar-al-ruido. El tercer
sumador de módulo-dos está acoplado al primer
generador de conjunto de código ortogonal y a la fuente de datos del
piloto remoto. El cuarto sumador de módulo-dos está
acoplado a una salida del tercer sumador de
módulo-dos y al primer generador de código
similar-al-ruido. El combinador de
señales está acoplado al cuarto sumador de
módulo-dos y al segundo sumador de
módulo-dos. El modulador está acoplado al
combinador de señales. El ajustador de fase de código está acoplado
al primer generador de conjunto de código ortogonal y al primer
generador de código
similar-al-ruido. El procesador está
acoplado al ajustador de fase del código.
La fuente de datos de usuario remoto genera una
señal de datos de usuario. El primer generador de conjunto de
código ortogonal genera un primer código ortogonal y un primer
código piloto remoto. El primer sumador de
módulo-dos procesa en amplio espectro la señal de
datos de usuario con el primer código ortogonal para generar una
señal dispersa. El primer generador de código
similar-al-ruido genera un primer
código de pesudo-ruido. El segundo sumador de
módulo-dos procesa la señal dispersa con el primer
código de pseudo-ruido para generar una señal de
datos de usuario de amplio espectro.
La fuente de datos de piloto remoto genera una
señal de datos del piloto. La señal de datos del piloto puede estar
comprendida por todo unos. Alternativamente, la fuente de datos del
piloto remoto puede generar una señal de datos del piloto que esté
comprendida por todo ceros.
El tercer sumador de módulo-dos
procesa en amplio espectro la señal de datos del piloto con el
primer código piloto remoto para generar una señal piloto dispersa.
El cuarto sumador de módulo-dos procesa la señal
piloto dispersa con el primer código de
pseudo-ruido para generar una señal remota de datos
de piloto de amplio espectro.
El combinador de señales combina la señal remota
de datos de piloto de amplio espectro y la señal de datos de
usuario de amplio espectro como una señal combinada de datos de
amplio espectro. El modulador modula la señal de datos combinada de
amplio espectro sobre una portadora como una señal de datos
combinada modulada de amplio espectro. Los medios de antena
transmiten la señal de datos combinada modulada de amplio espectro
por el canal inverso de un canal dúplex de radio. Los medios de
antena reciben también una señal compuesta de portadora modulada de
amplio espectro transmitida desde la estación base por un canal de
ida del canal dúplex de radio. La señal compuesta de portadora
modulada de amplio espectro por el canal de ida tiene una señal
piloto-común-compartida-de-amplio-espectro
y un canal específico de información de amplio espectro para el
terminal móvil.
El ajustador de fase del código ajusta, como
respuesta a una entrada del procesador y a la señal
piloto-común-compartida-de-amplio-espectro,
una fase del primer código ortogonal para ajustar la hora de
llegada de la señal de datos de usuario de amplio espectro a la
estación base. Este ajuste de fase ajusta la hora de llegada para
que sea ortogonal con otras señales entrantes de datos de usuario
de amplio espectro. La fase del primer código piloto remoto es
esclava de la señal
piloto-común-compartida-de-amplio-espectro
para permitir determinar a la estación base el recorrido entre la
estación base y el terminal móvil utilizando el retardo de ida y
vuelta. El procesador genera la entrada del procesador y almacena
el recorrido entre la estación base y el terminal móvil.
El ajustador de fase del código puede ajustar
también la fase del primer código ortogonal para que tenga la misma
fase que el primer código de pseudo-ruido. La
longitud del primer código de pseudo-ruido es un
entero múltiplo de una longitud del primer código ortogonal. El
ajustador de fase del código puede desplazar también, como respuesta
a la adquisición, la fase del primer código piloto remoto para que
sea síncrona con la señal de datos del usuario de amplio
espectro.
El terminal móvil de la presente invención puede
comprender también un repartidor de potencia, un segundo generador
de conjunto de código ortogonal, un segundo generador de código
similar-al-ruido, un dispositivo de
control de modo y de adquisición, un generador de impulsos de
reloj, un quinto sumador de módulo-dos, un sexto
sumador de módulo-dos, un primer dispositivo de
retardo, un segundo dispositivo de retardo, un primer dispositivo
de multiplicación/correlación, un segundo dispositivo de
multiplicación/correlación, un tercer dispositivo de
multiplicación/correlación, un cuarto dispositivo de
multiplicación/correlación, un bucle de enclavamiento del retardo, y
un oscilador de bucle de enclavamiento de fase.
El dispositivo de control de modo y de
adquisición está acoplado entre el segundo generador de conjunto de
código ortogonal y el segundo generador de código similar al ruido.
El generador de impulsos de reloj está acoplado al dispositivo de
control de modo y adquisición y al primer generador de conjunto de
código ortogonal y al primer generador de código
similar-al-ruido. El quinto sumador
de módulo-dos está acoplado al segundo generador de
conjunto de código ortogonal y al segundo generador de código
similar-al-ruido. El sexto sumador
de módulo-dos está acoplado al segundo generador de
conjunto de código ortogonal y al segundo generador de código
similar-al-ruido. El primer
dispositivo de retardo está acoplado al quinto sumador de
módulo-dos. El primero, segundo y tercer
dispositivos de multiplicación/correlación, están acoplados cada uno
de ellos al repartidor de potencia y al primer dispositivo de
retardo. El segundo dispositivo de retardo está acoplado al sexto
sumador de módulo-dos y al procesador. El cuarto
dispositivo de multiplicación/correlación está acoplado al segundo
dispositivo de retardo y al repartidor de potencia. El bucle de
enclavamiento del retardo está acoplado al segundo y tercer
dispositivos de multiplicación/correlación. El oscilador de bucle de
enclavamiento de fase está acoplado al primer dispositivo de
multiplicación/correlación.
El repartidor de potencia separa la señal
compuesta portadora modulada de amplio-espectro en
un canal piloto y un canal de datos. El segundo generador de
conjunto de código ortogonal, como respuesta a una orden desde la
estación base, genera una pluralidad de códigos piloto generados
localmente, cualquiera de los cuales, o una pluralidad de ellos,
puede ser generado y/o utilizado en un momento dado.
El segundo generador de código de
pesudo-ruido genera un segundo código de
pseudo-ruido. El dispositivo de control de modo y de
adquisición recibe información de tiempos desde la estación base y
genera el reloj para el segundo generador de código
similar-al-ruido. El dispositivo de
control de modo y de adquisición genera también una señal de
sincronización. El generador de impulsos de reloj proporciona una
señal síncrona de reloj. El generador de impulsos de reloj puede
tener su propio oscilador o puede enclavarse con el reloj del
dispositivo de control de modo y de adquisición.
El quinto sumador de módulo-dos
combina un primer código piloto generado localmente con el segundo
código de pseudo-ruido para formar una primera señal
local de
referencia-piloto-de-amplio-espectro.
El sexto sumador de módulo-dos combina un código
ortogonal especificado con el segundo código de
pseudo-ruido para formar una primera señal local de
referencia de la información de amplio espectro. El primer
dispositivo de retardo retarda, como respuesta al procesador, la
primera señal local de
referencia-piloto-de-amplio-espectro
para generar una versión en hora, una versión temprana y una
versión tardía de la primera señal local de
referencia-piloto-de-amplio-espectro.
El primero, segundo y tercer dispositivos de
multiplicación/correlación multiplican la señal
compuesta-portadora-modulada-de-amplio-espectro
con las versiones en hora, temprana y tardía de la primera señal
local de
referencia-piloto-de-amplio-espectro
para efectuar una correlación de una versión
en-hora, temprana y tardía de la señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro,
respectivamente. El segundo dispositivo de retardo proporciona una
señal de referencia de la información sincronizada con la versión
en hora de la primera señal local de
referencia-piloto-de-amplio-espectro.
El cuarto dispositivo de multiplicación/correlación multiplica la
señal portadora compuesta modulada de
amplio-espectro con la primera señal local de
referencia de la información de amplio espectro para efectuar una
correlación del canal de información del usuario específico de
amplio espectro. El bucle de enclavamiento del retardo hace un
seguimiento de la fase de la señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro
entrante y entrega a la salida, como respuesta a un pico de
correlación, una señal de reloj y una señal de adquisición al
dispositivo de control de modo y de adquisición. El oscilador del
bucle de enclavamiento de fase se centra en el pico de la
correlación y proporciona una referencia coherente de portadora a un
detector de datos local y al bucle de enclavamiento del
retardo.
Utilizando el sistema que se acaba de describir,
la estación base puede determinar el recorrido entre la estación
base y el terminal móvil midiendo la diferencia de fase del código
entre la señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro
y el primer código piloto remoto. La señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro
puede contener un elemento ortogonal. El primer código piloto puede
contener también un elemento de código ortogonal.
En el sistema digital celular por radio CDMA de
amplio espectro de la presente invención, el sistema incluye también
una estación base. La estación base comprende una fuente de datos
de usuario de la base, un primer generador de conjunto de código
ortogonal, un primer generador de código
similar-al-ruido, un primer sumador
de módulo-dos, un segundo sumador de
módulo-dos, una fuente de datos del sistema, medios
de dispersión de datos del sistema, una fuente de datos del piloto
base, medios de dispersión de datos del piloto, un combinador de
señales, un modulador, medios de antena, medios de generación de
señal-referencia-piloto, un
generador de impulsos de reloj, medios de retardo del recorrido y
un procesador.
El primer sumador de módulo-dos
está acoplado a la fuente de datos del usuario de la base y al
primer generador de conjunto de código ortogonal. El segundo sumador
de módulo-dos está acoplado a una salida del primer
sumador de módulo-dos y al primer generador de
código similar-al-ruido. El
combinador de señales está acoplado a los medios de dispersión de
la señal de datos piloto, a los medios de dispersión de datos del
sistema y al segundo sumador de módulo-dos. El
modulador está acoplado al combinador de señales. El generador de
impulsos de reloj está acoplado al primer generador de conjunto de
código ortogonal y al primer generador de código
similar-al-ruido. Los medios de
retardo del recorrido están acoplados a una salida de los medios de
generación de la
señal-referencia-piloto.
La fuente de datos del usuario de la base genera
una señal de datos de usuario de la base. El primer generador de
conjunto de código ortogonal genera un primer código ortogonal y un
primer código piloto base. El primer sumador de
módulo-dos procesa en
amplio-espectro la señal de datos de usuario base
con el primer código ortogonal para generar una señal dispersa. El
primer generador de código
similar-al-ruido genera un primer
código de pseudo-ruido. El segundo sumador de
módulo-dos procesa la señal dispersa con el primer
código de pseudo-ruido para generar una señal de
datos de usuario de amplio espectro. La fuente de datos del sistema
genera datos del sistema para ser transmitidos a la pluralidad de
terminales móviles. Los medios de dispersión de datos del sistema
procesan en amplio espectro los datos del sistema. La fuente de
datos piloto de la base genera una señal de datos del piloto de la
base. Los medios de dispersión de la señal de datos del piloto
procesan en amplio espectro la señal de datos del piloto de la
base, con el primer código del piloto de la base, como una señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro.
El combinador de señales combina la señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro,
los datos del sistema de amplio espectro y la señal de datos de
usuario de amplio espectro, como una señal combinada de datos de
amplio espectro. El modulador modula la señal combinada de datos de
amplio espectro sobre una portadora como una señal combinada
modulada de datos de amplio espectro. Los medios de antena
transmiten la señal combinada modulada de datos de amplio espectro.
Los medios de antena también reciben una pluralidad de señales
portadoras compuestas moduladas de amplio espectro desde una
pluralidad de terminales móviles, respectivamente. Cada señal
portadora compuesta modulada de amplio espectro tiene una señal
piloto-remota-recibida-de-amplio-espectro
y un canal de información para cada terminal móvil.
Los medios de generación de
señal-referencia-piloto generan una
señal de referencia-piloto. El generador de
impulsos de reloj mantiene el tiempo de todo el sistema. Los medios
de retardo del recorrido calculan una diferencia de fase entre la
señal de referencia-piloto y la señal piloto
compartida común de amplio espectro como un primer valor. El
procesador almacena el primer valor y proporciona, utilizando el
primer valor, una salida del procesador que representa el retardo
de ida y vuelta del terminal móvil.
Los medios de dispersión de la señal piloto de
datos pueden comprender un tercer sumador de
módulo-dos y un cuarto sumador de
módulo-dos. El tercer sumador de
módulo-dos está acoplado al primer generador de
conjunto de código ortogonal y a la fuente de datos del piloto de
la base. El cuarto sumador de módulo-dos está
acoplado a una salida del tercer sumador de
módulo-dos y al primer generador de código
similar-al-ruido.
El tercer sumador de módulo-dos
procesa en amplio espectro la señal piloto de datos con el primer
piloto de la base para generar una señal piloto dispersa. El cuarto
sumador de módulo-dos procesa la señal piloto
dispersa con el primer código de pseudo-ruido para
generar una señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro.
Los medios de dispersión de datos del sistema
pueden comprender un quinto sumador de módulo-dos y
un sexto sumador de módulo-dos. El quinto sumador de
módulo-dos está acoplado al primer generador de
conjunto de código ortogonal y a la fuente de datos del sistema. El
sexto sumador de módulo-dos está acoplado a una
salida del quinto sumador de módulo-dos y al primer
generador de código
similar-al-ruido.
El primer generador de conjunto de código
ortogonal genera un segundo código ortogonal. El quinto sumador de
módulo-dos procesa en amplio espectro los datos del
sistema con el segundo código ortogonal para generar una señal de
datos-de-amplio-espectro.
El sexto sumador de módulo-dos procesa la señal de
datos-de-amplio-espectro
con el primer código de pseudo-ruido para generar
una señal de
datos-del-sistema-de-amplio-espectro.
La estación base puede comprender también un
repartidor de potencia, un segundo generador de conjunto de código
ortogonal, un segundo generador de código
similar-al-ruido, un dispositivo de
control de modo y de adquisición, un séptimo sumador de
módulo-dos, un octavo sumador de
módulo-dos, un primer dispositivo de retardo, un
segundo dispositivo de retardo, un primer dispositivo de
multiplicación/correlación, un segundo dispositivo de
multiplicación/correlación, un tercer dispositivo de
multiplicación/correlación, un cuarto dispositivo de
multiplicación/correlación, un bucle de enclavamiento de retardo y
un oscilador de bucle de enclavamiento de fase.
El dispositivo de control de modo y de
adquisición está acoplado entre el segundo generador de conjunto de
código ortogonal y el segundo generador de código
similar-al-ruido. El séptimo sumador
de módulo-dos está acoplado al segundo generador de
conjunto de código ortogonal y al segundo generador de código
similar-al-ruido. El octavo sumador
de módulo-dos está acoplado al segundo generador de
conjunto de código ortogonal y al segundo generador de código
similar-al-ruido. El primer
dispositivo de retardo está acoplado al séptimo sumador de
módulo-dos. El segundo dispositivo de retardo está
acoplado al octavo sumador de módulo-dos y al
procesador. El primero, segundo y tercer dispositivos de
multiplicación/correlación están acoplados, cada uno de ellos, al
repartidor de potencia y al primer dispositivo de retardo. El cuarto
dispositivo de multiplicación/correlación está acoplado al segundo
dispositivo de retardo y al repartidor de potencia. El bucle de
enclavamiento de retardo está acoplado al segundo y tercer
dispositivos de multiplicación/correlación. El oscilador de bucle de
enclavamiento de fase está acoplado al primer dispositivo de
multiplicación/correlación.
El repartidor de potencia separa la señal
portadora-compuesta-modulada-de-amplio-espectro
en un canal piloto y un canal de datos. El segundo generador de
conjunto de código ortogonal genera un tercer código ortogonal. El
segundo generador de código
similar-al-ruido genera un segundo
código de pseudo-ruido. El dispositivo de control
de modo y de adquisición proporciona las señales de reloj y de
control.
El séptimo sumador de módulo-dos
combina un código ortogonal del piloto asignado y el segundo código
de pseudo-ruido para formar la primera señal de
referencia-piloto-de-amplio-espectro.
El octavo sumador de módulo-dos combina un código
ortogonal de datos asignados y el segundo código de
pseudo-ruido para formar la primera señal de
referencia de datos de amplio espectro.
El primer dispositivo de retardo retarda, como
respuesta al procesador, la primera señal de
referencia-piloto-de-amplio-espectro
para generar una versión en hora, una versión temprana y una
versión tardía de la primera señal de
referencia-piloto-de-amplio-espectro.
El primero, segundo y tercer dispositivos de
multiplicación/correlación multiplican la señal
portadora-compuesta-modulada-de-amplio-espectro
con las versiones en hora, temprana y tardía de la primera señal de
referencia-piloto-de-amplio-espectro
para efectuar una correlación de una versión en hora, una versión
temprana y una versión tardía de la señal
piloto-remota-recibida-de-amplio-espectro,
respectivamente.
El segundo dispositivo de retardo proporciona una
señal de referencia de información sincronizada con la versión en
hora de la primera señal de
referencia-piloto-de-amplio-espectro.
El cuarto dispositivo de multiplicación/correlación multiplica la
señal portadora compuesta modulada de
amplio-espectro con la señal de referencia de la
información para efectuar una correlación del canal de
información.
El bucle de enclavamiento de retardo efectúa un
seguimiento de la fase de la señal piloto remota recibida de amplio
espectro. Como respuesta a un pico de correlación, el bucle de
enclavamiento de retardo entrega a la salida una señal de reloj y
una señal de adquisición al dispositivo de control del modo y de
adquisición. El oscilador del bucle de enclavamiento de fase
proporciona una referencia de portadora coherente a un detector
local de datos y al bucle de enclavamiento de retardo.
Utilizando el sistema que se acaba de describir,
la estación base puede determinar el recorrido a cada terminal
móvil midiendo la diferencia de fase del código entre la señal
piloto-compartida-común-de-amplio-espectro
y la señal
piloto-remota-recibida-de-
amplio-espectro.
El terminal móvil puede ajustar, como respuesta
al retardo de ida y vuelta, una fase del código del canal de
información de cada señal
portadora-compuesta-modulada-de-amplio-espectro
para hacerla coincidir con una marca de tiempos específica cuando
la señal portadora
compuesta-modulada-de-amplio-espectro
llega a la estación base. La estación base puede establecer la
marca específica de tiempo en un valor absoluto del tiempo para
satisfacer los criterios de ortogonalidad de la célula.
Como se muestra ilustrativamente en la Fig. 7, un
terminal móvil de esta invención puede incluir una antena remota
727, una fuente 700 de datos del terminal remoto, una fuente 701 de
datos del piloto remoto, unos generadores 702, 740 de conjunto de
código ortogonal remoto, unos generadores 703, 741 de código
similar-al-ruido, seis sumadores
710-715 de módulo-dos, un combinador
716, un modulador/traductor 720 de radiofrecuencia, un generador 730
de impulsos de reloj, un procesador 732, un ajustador 731 de fase
de código, un dispositivo 733 de control de modo y de adquisición,
cuatro filtros 754, 755, 756, 757 de paso de banda, un sincronizador
759 de bits, un detector coherente 758, un circuito 760 de
integración y volcado, un bucle 751 de enclavamiento de retardo,
dos elementos 752, 753, de retardo, cuatro dispositivos de
multiplicación/correlación 725, 726, 728, 729, un oscilador 750 de
bucle de enclavamiento de fase, un repartidor 722 de potencia, un
diplexor 721 y un generador 719 de portadora. La Fig. 7 muestra
también la entrada/salida 771 del procesador, la entrada 770 de
datos de usuario, y la entrada/salida 773 de radiofrecuencia.
La fuente 700 de datos del terminal remoto de la
Fig. 7 es la información presentada al terminal móvil por el
usuario remoto. Esta información puede ser voz, datos, fax o
cualquier otra forma de información que desee enviar el usuario por
su terminal móvil a otro usuario, máquina o sistema. El procesador
732 genera también mensajes para ser utilizados por el sistema de
radio u otro usuario distante, y proporciona estos mensajes a la
fuente de datos del usuario remoto a través de la entrada 770 de
datos del usuario donde se multiplican los mensajes con los datos
del usuario. La fuente de datos del usuario remoto presenta la
señal de datos multiplexada del usuario al sumador 710 de
módulo-dos donde, un código ortogonal asignado que
opera a una tasa de bits mucho más alta que los datos del usuario,
se superpone sobre la señal de datos del usuario. El código
ortogonal dispersa la señal de datos del usuario de manera que
varias señales similares pueden ocupar el mismo espectro y pueden
ser recuperadas en la estación base. A la señal dispersa se
superpone un código PN adicional por medio del sumador 711 de
módulo-dos para hacer que la señal resultante de
amplio espectro sea más parecida al ruido aleatorio. El código PN
es generado por el generador 703 de código
similar-al-ruido. La señal de datos
de usuario de amplio espectro es combinada con la señal piloto de
datos de amplio espectro en el combinador 716. La señal de datos
combinada de amplio espectro es modulada sobre la frecuencia
portadora, w_{c}, por el modulador/traductor 720 de
radiofrecuencia. La señal de datos modulada de amplio espectro es
encaminada a la antena remota 727 a través del diplexor 721, que
permite que la antena remota 727 sea utilizada tanto para la
transmisión como para la recepción. La antena remota 727 transmite
por el aire la señal
portadora-compuesta-modulada-de-amplio-espectro
hacia los medios de antena de la estación base donde es recibida.
Son posibles otras muchas realizaciones y serían obvias para un
experto en la técnica. Por ejemplo, el código ortogonal y el código
similar-al-ruido podrían ser
combinados antes de ser añadidos a los datos. La modulación podría
ser hecha en banda base utilizando componentes en cuadratura de la
portadora y combinando los componentes en radiofrecuencias. Podrían
utilizarse distintos código PN en los diferentes componentes en
cuadratura para ser sumados a la aleatoriedad de la señal compuesta.
Estas son técnicas bien conocidas para los instruidos en la
tecnología.
El generador 702 de conjunto de código ortogonal
puede generar cualquier código que pertenezca al conjunto de
códigos predeterminados y está dirigido a generar un código
específico por medio del procesador 732. El procesador 732 recibe a
su vez su di-
rección a través de la entrada/salida 771 desde los medios de control de la estación base por el canal de control. El generador 702 de conjunto de código ortogonal establece y genera el código asignado, como se describe anteriormente, y dicho código ortogonal se utiliza para dispersar la señal de datos del usuario en el sumador 710 de módulo-dos. El generador 702 de conjunto de código ortogonal genera también un segundo código ortogonal asignado que se utiliza para dispersar la señal piloto de datos en el sumador 712 de módulo-dos. Las fases de estos códigos son ajustadas independientemente, pero la velocidad del reloj es la misma para ambos códigos. Tras la adquisición, para todos los modos de funcionamiento, el generador 730 de impulsos de reloj es esclavo de la temporización y de la señal de reloj entrantes, o de la estación base, recibidos desde el dispositivo 733 de control de modo y de adquisición. Durante el modo de adquisición, el generador 730 de impulsos de reloj utiliza un oscilador interno que funciona aproximadamente a la velocidad esperada que será recibida desde la estación base. Este oscilador interno puede ser fijado para ser ligeramente más alto o más bajo en la velocidad del reloj para permitir la exploración de la señal compuesta dispersa entrante. Tras la adquisición, el dispositivo 733 de control de modo y de adquisición proporciona una señal de sincronización del reloj al generador 730 de impulsos de reloj.
rección a través de la entrada/salida 771 desde los medios de control de la estación base por el canal de control. El generador 702 de conjunto de código ortogonal establece y genera el código asignado, como se describe anteriormente, y dicho código ortogonal se utiliza para dispersar la señal de datos del usuario en el sumador 710 de módulo-dos. El generador 702 de conjunto de código ortogonal genera también un segundo código ortogonal asignado que se utiliza para dispersar la señal piloto de datos en el sumador 712 de módulo-dos. Las fases de estos códigos son ajustadas independientemente, pero la velocidad del reloj es la misma para ambos códigos. Tras la adquisición, para todos los modos de funcionamiento, el generador 730 de impulsos de reloj es esclavo de la temporización y de la señal de reloj entrantes, o de la estación base, recibidos desde el dispositivo 733 de control de modo y de adquisición. Durante el modo de adquisición, el generador 730 de impulsos de reloj utiliza un oscilador interno que funciona aproximadamente a la velocidad esperada que será recibida desde la estación base. Este oscilador interno puede ser fijado para ser ligeramente más alto o más bajo en la velocidad del reloj para permitir la exploración de la señal compuesta dispersa entrante. Tras la adquisición, el dispositivo 733 de control de modo y de adquisición proporciona una señal de sincronización del reloj al generador 730 de impulsos de reloj.
La fase del código ortogonal puede ser ajustada
con la misma fase que el código piloto entrante procedente de la
estación base. Esto hace que la señal piloto transmitida del
usuario parezca una reflexión desde el terminal móvil y la estación
base pueda medir el retardo de ida y vuelta de cada terminal móvil
específico. Este retardo de ida y vuelta, medido en chips de
código, es enviado al terminal móvil y almacenado en el procesador
732. La mitad del retardo de ida y vuelta es la distancia entre el
terminal móvil y la estación base medida en chips de código. La
precisión de la distancia puede ser mejorada utilizando incrementos
de un octavo o un décimo de los tiempos en chips y determinando la
potencia pico de salida del dispositivo de correlación en la
estación base y enviando después el tiempo de retardo al terminal
móvil con una precisión de una fracción de chip.
El terminal móvil tiene la capacidad de ajustar
la fase del código ortogonal en fracciones de un chip, por ejemplo
un octavo, un décimo o un dieciseisavo, según instruya el ajustador
731 de fase del código el cual, con ayuda del procesador 732,
determina la fase de la señal piloto recibida y la traduce a los
estados iniciales adecuados para el código de dispersión del piloto
remoto.
Para hacer que la señal de datos de usuario de
amplio espectro transmitida, de enlace inverso, sea ortogonal con
las demás señales de datos de usuario transmitidas de amplio
espectro, a medida que llegan las señales a la estación base, la
fase del código transmitido por cada usuario debe ser ajustada para
compensar las distintas longitudes del camino, o distancias, para
cada uno de los usuarios individuales. Cada uno de los terminales
móviles tiene almacenada en su memoria la distancia a la estación
base. Con esta información, el procesador 732 determina el ajuste
de fase requerido para hacer que la señal de datos de usuario de
amplio espectro llegue a la estación base en el momento
especificado. El ajustador 731 de fase del código proporciona
después los ajustes iniciales del código para el generador 702 de
conjunto de código ortogonal e inicia el generador en el momento
apropiado. El detector de calibración del canal de datos de usuario
de la estación base detecta la tensión error para hacer máxima la
potencia de salida de la correlación, en fracciones de un chip, y
envía una señal de corrección al terminal móvil para proporcionar
ajustes incrementales a la fase del código ortogonal de datos del
usuario para ajustar con precisión la posición relativa de las
señales transmitidas. Estos ajustes incrementales, con la señal
error del seguimiento del piloto, compensan el movimiento normal del
terminal móvil y hacen un seguimiento del terminal móvil cuando se
desplaza por la región.
Los cambios muy rápidos en las fases del código
requerirán la readquisición de la señal de datos repitiendo la
técnica de medición del recorrido, utilizando los pilotos, como se
ha descrito anteriormente. El generador 703 de código
similar-al-ruido es ajustado en
fase por medio del ajustador 731 de fase del código para que tenga
la misma fase que el generador 702 de conjunto de código ortogonal.
Como el código PN similar-al-ruido
es mucho más largo que el código ortogonal, el código ortogonal y
el código PN similar-al-ruido son
ajustados para que parezcan empezar al mismo tiempo, y el código
ortogonal se repetirá muchas veces durante un ciclo del código PN
similar-al-ruido y terminarán al
mismo tiempo. Por tanto, ambos empiezan al comienzo de una época,
donde la época es la longitud del código PN
similar-al-ruido. La longitud del
código ortogonal es un entero par del código PN
similar-al-ruido que es más largo.
El mismo código PN similar-al-ruido
se utiliza para todos los usuarios y se convierte en una portadora
digital para todas las señales de datos de usuario. Cuando se
detecta el código PN
similar-al-ruido de manera
síncrona, no tiene impacto alguno en la discriminación entre los
distintos códigos ortogonales.
El proceso descrito anteriormente da como
resultado que la señal de datos de usuario transmitida y el piloto
transmitido tengan distintas fases absolutas con respecto a la
referencia de tiempos del sistema. Por tanto, las señales piloto de
amplio espectro no pueden ser ortogonales con las señales de datos
de usuario. Esto significa que, suponiendo que cada terminal de
usuario tenga también una señal piloto, si la mitad de las señales
aparecen como ruido aleatorio y la otra mitad no contribuye con
interferencias, la interferencia ha quedado reducida en 3 db. Los
datos del piloto procedentes de la fuente 701 de datos del piloto
remoto pueden ser todos cero, todos uno o realmente tener una
entrada de señal de información de baja velocidad de datos en el
canal piloto. Suponiendo una entrada de "todo unos" para la
fuente 701 de datos del piloto remoto, el canal piloto transmite
solamente la suma del código ortogonal seleccionado por el piloto y
el código PN similar-al-ruido.
Como se ha afirmado anteriormente, la fase y la
temporización del piloto remoto son esclavas del piloto entrante
procedente de la estación base. El piloto es esclavo para parecer
que no tiene retardo cuando pasa a través del terminal móvil. Esta
es una característica clave de esta invención y permite a la
estación base medir con precisión el retardo de ida y vuelta. La
estación base proporciona esta información de retardo de ida y
vuelta al terminal móvil, que la utiliza durante la adquisición para
ajustar la fase de la señal de datos de usuario transmitida de
manera que la estación base pueda adquirir rápidamente la señal de
datos de usuario en el modo de funcionamiento ortogonal. Como el
terminal móvil utiliza la misma portadora tanto para el piloto como
para las señales de datos del usuario, la fase de la portadora
piloto se utiliza para detectar coherentemente los datos del
usuario. Como se ha afirmado anteriormente, tras la adquisición no
es necesaria la información de la distancia de los pilotos durante
la transferencia normal del modo de datos. Por tanto, el terminal
móvil incluye un modo, utilizado tras haber tenido lugar la
adquisición, en el que la fase del código piloto es desplazada para
que tenga la misma fase que el canal de datos del usuario. En este
modo los pilotos son también ortogonales si los códigos piloto
asignados son miembros del conjunto de código ortogonal. Esta
característica de la presente invención casi dobla nuevamente la
capacidad del sistema. Esto significa también que el piloto puede
ser transmitido a niveles de potencia relativamente altos, ya que
el piloto no contribuye con interferencia a las demás señales. Sin
embargo, esto significa que el número de usuarios ha sido reducido
si la limitación de la capacidad está originada por un número
limitado de códigos ortogonales y no por la ganancia del proceso.
Como esta característica está controlada desde la estación base, la
estación base puede hacer la valoración de cuál es el modo que
ofrecerá el mejor rendimiento con la mayor capacidad y actuará
consecuentemente.
Los datos del piloto son sumados en
módulo-dos al código asignado al piloto en el
sumador 712, que da como resultado una señal piloto del enlace
inverso de amplio espectro. Esta señal tiene también una señal PN
similar-al-ruido añadida a ella en
el sumador 713, donde se hace aparecer a la señal piloto más
parecida a una señal de amplio espectro de ruido aleatorio. La
señal piloto de amplio espectro
similar-al-ruido es combinada con
la señal de datos de usuario de amplio espectro en el combinador
716, para formar la señal compuesta de amplio espectro que es
modulada después sobre la portadora en el modulador/traductor 720.
Esta señal modulada compuesta de amplio espectro pasa a través del
diplexor 721 y después a la antena 727.
La antena 727 recibe también la señal compuesta
de amplio espectro transmitida desde la estación base. Se hace
pasar a esta señal a través del diplexor 721 donde es aislada de la
señal transmitida, y es dividida en el repartidor 722 de potencia en
un canal piloto y un canal de datos. El canal piloto puede utilizar
tres dispositivos de correlación diferentes para hacer un
seguimiento de la portadora y del código de dispersión; estos tres
dispositivos de correlación están compuestos por dispositivos de
multiplicación/correlación 726, 728, 729 más los filtros
integradores/paso de banda 754, 756, 757. El bucle 751 de
enclavamiento del retardo hace un seguimiento de la fase del código
entrante y mantiene el código piloto local, generado mediante la
suma en módulo-dos de los códigos ortogonal y
similar-al-ruido generados
localmente, en sincronismo con la señal compuesta de amplio
espectro transmitida por la estación base. El código piloto local es
multiplicado por la señal compuesta dispersa entrante en los
dispositivos de multiplicación/correlación 726, 728, 729. El
elemento 752 de retardo retarda las entradas piloto de referencia a
los dispositivos de multiplicación/correlación 726, 728, 729 de tal
manera que proporcionan una versión en hora, una versión temprana y
una versión tardía del piloto de referencia, respectivamente. Las
señales temprana y tardía, multiplicadas por los dispositivos de
multiplicación/correlación 728, 729, respectivamente, son utilizadas
por el bucle 751 de enclavamiento del retardo para hacer un
seguimiento de la señal entrante. Cuando los códigos están
alineados en fase con las entradas a los tres dispositivos de
multiplicación/correlación 726, 728, 729 procedentes del repartidor
de potencia, aparece el máximo de la señal en la salida de cada
dispositivo de multiplicación/correlación 726, 728, 729. Cuando se
tiene así un seguimiento de la señal entrante, el bucle 751 de
enclavamiento del retardo pasa una señal de reloj y una señal de
adquisición al dispositivo 733 de control del modo y de
adquisición. Puede utilizarse cualquier dispositivo que genere un
error equivalente para realizar la función del bucle de
enclavamiento del retardo como sería conocido por las personas
expertas en la técnica.
El elemento 752 de retardo proporciona también un
camino en hora que es utilizado por el oscilador 750 del bucle de
enclavamiento de fase. El oscilador 750 del bucle de enclavamiento
de fase está centrado en el pico de correlación y proporciona la
máxima fortaleza de la señal portadora. El elemento 753 de retardo
del canal de datos dispone también el canal de datos para que tenga
el mismo ajuste, en hora y máxima fortaleza de la portadora, que el
camino del bucle de enclavamiento de fase. El oscilador 750 del
bucle de enclavamiento de fase proporciona una referencia de
portadora coherente al detector coherente 758 y al bucle 751 de
enclavamiento del retardo. El generador 740 del conjunto de código
ortogonal proporciona un código ortogonal, según lo asigna la
estación base a través del procesador 732, al sumador 715 de
módulo-dos, donde se combina el código ortogonal
con la salida del generador 741 de código
similar-al-ruido para formar la
señal de referencia de datos locales de amplio espectro. Como los
canales del código piloto de la estación base y del código de datos
de usuario están sincronizados y son transmitidos sobre la misma
portadora de RF, la fase del código local y la fase de la portadora
del canal piloto, tras la adquisición, pueden ser utilizadas para
desmodular el canal de datos de usuario. La señal de referencia
procedente del sumador 715 es retardada por el elemento 753 de
retardo y multiplicada por la señal combinada entrante de amplio
espectro recibida en el dispositivo 725 de
multiplicación/correlación para efectuar la correlación del canal
de datos del usuario. La salida del dispositivo 725 de
multiplicación/correlación es integrada en el filtro 755 de paso de
banda para hacer que el canal de información llegue al pico de
correlación para la detección por el detector coherente 758. La
salida del detector coherente 758 es integrada en el periodo del bit
de información por el circuito 760 de integración y volcado. El
circuito 760 de integración y volcado hace un muestreo de la salida
en el momento determinado por el sincronizador 759 de bits. El
sincronizador 759 de bits está sincronizado con el generador 740 de
conjunto de código ortogonal de manera que cuando los códigos están
sincronizados los bits de datos quedan sincronizados
automáticamente. Esto ocurre porque los datos en el transmisor de la
estación base están sincronizados también con el generador de
código ortogonal de la estación base. La señal 775 de salida son
los datos del usuario multiplexados con datos específicos de
sobrecarga del canal que son desprovistos de la señal de datos por
un desmultiplexor, no ilustrado, y enviados al procesador 732.
Estos datos de sobrecarga incluyen mensajes de control de potencia,
mensajes de ajuste de la fase del código, mensajes de cambio de
modo, etc. Estos mensajes llegan al procesador a través de la
entrada/salida 771 del procesador.
El generador 740 de conjunto de código ortogonal
es idéntico al generador 702 de conjunto de código ortogonal, y el
generador 741 de código
similar-al-ruido es idéntico al
generador 703 de código
similar-al-ruido. El generador 740
de conjunto de código ortogonal y el generador 741 de código
similar-al-ruido están sincronizados
por medio del dispositivo 733 de control de modo y adquisición.
Antes de la adquisición, el dispositivo 733 de control de modo y
adquisición utiliza un reloj interno estable para proporcionar la
temporización a los generadores de código; tras la adquisición, el
oscilador PLL 750 está esclavo del reloj que se obtiene del bucle
751 de enclavamiento del retardo. El generador 730 de impulsos de
reloj es esclavo también de la salida del dispositivo 733 de
control de modo y adquisición.
Como se muestra ilustrativamente en la Fig. 8,
una estación base de acuerdo con la presente invención incluye una
antena 827 de la estación base, unas fuentes 800 de datos de
usuario, una fuente 801 de datos piloto, unos generadores 802, 840
de conjunto de código ortogonal, unos generadores 803, 841, de
código similar-al-ruido, ocho
sumadores de módulo-dos, 810-818, un
combinador 816 de señales, un traductor/modulador 820 de
radiofrecuencia, un generador 830 de impulsos de reloj, un
dispositivo 834 de retardo del recorrido, un procesador 832, un
controlador 836, un ajustador 831 de fase del código, un
dispositivo 833 de control de modo y adquisición, cuatro filtros
854, 855, 856, 857 de paso de banda, un sincronizador 859 de bits,
un detector coherente 858, un circuito 860 de integración y
volcado, un bucle 851 de enclavamiento del retardo, unos elementos
852, 853 de retardo, cuatro dispositivos 825, 826, 828, 829 de
multiplicación/correlación, un oscilador 850 de bucle de
enclavamiento de fase, un repartidor 822 de potencia, un acoplador
múltiple 821 y un generador 819 de portadora. La Fig. 8 muestra
también la entrada/salida 871 del procesador, la entrada 870 de
datos de usuario, la salida 875 de datos de usuario y la
entrada/salida 873 de radiofrecuencia.
La Fig. 8 es ilustrativa de una estación base que
presenta las características de esta invención. Hay muchas
similitudes entre la estación base de la Fig. 8 y el terminal móvil
de la Fig. 7. En la descripción siguiente se pone el énfasis en las
diferencias entre la estación base y el terminal móvil.
En la Fig. 8 hay tres fuentes de datos. Además de
los datos de usuario y de los datos piloto que se muestran en la
Fig. 7, hay necesidad de datos del sistema que son transmitidos a
todos los usuarios que están conectados a la estación base. Este
tipo de datos incluye parámetros generales del sistema, información
de radiobúsqueda, marcas de sincronización del sistema, información
de control y asignaciones de canales. Mucha de esta información del
sistema se origina en el controlador central de la red y es enviada
al controlador 836 de la base, por líneas terrestres, donde es
adaptada a la célula individual. El procesador 832 trabaja
conjuntamente con el controlador 836 para hacer de interfaz entre
estos mensajes y la estación base. Esta es información que se
retransmite en general de manera que todos los usuarios pueden
recibirla antes de tener asignado un canal específico.
La información del sistema que se transmite a un
usuario específico, mientras que el terminal móvil está operando en
un canal asignado, es introducida a los medios de datos de usuario
en la entrada 870 y es multiplexada con los datos de usuario. Los
datos del sistema son dispersados también con un código ortogonal
exclusivo, generado por el generador 802 de conjunto de código
ortogonal, en el sumador 817 y se hacen también aleatorios
añadiendo un código PN adicional
similar-al-ruido en el sumador 818.
El código PN similar-al-ruido es
generado por el generador 803 de código
similar-al-ruido.
Puede haber varios canales de datos del sistema,
dispersado cada uno de ellos con un código ortogonal exclusivo,
pero utilizando todos ellos el mismo código PN
similar-al-ruido. El mismo código PN
similar-al-ruido es añadido a todos
los canales, incluyendo todos los canales de datos, todos los
canales del sistema y el canal piloto. Solamente hay un canal
piloto y utiliza uno de los códigos ortogonales exclusivos,
normalmente el código que es todo ceros. Esto significa que el
código PN similar-al-ruido es
esencialmente el código piloto, pero es también un componente de
todos los demás códigos. El concepto de un piloto en el enlace de
ida es aceptado comúnmente y está bien documentado en la técnica
anterior; véase la patente de Estados Unidos núm. 5.228.056; la
patente de Estado Unidos núm. 5.420.896, la patente de Estados
Unidos núm. 5.103.459 y la patente de Estados Unidos núm.
5.416.797. Hay también varios medios de generar distintos pilotos
para las distintas estaciones base, incluyendo deliberadamente la
introducción de un desplazamiento fijo de la fase del código; véase
la patente de Estados Unidos núm. 5.103.459 y la patente de Estados
Unidos núm. 5.416.797.
La Fig. 8 muestra solamente una fuente 800 de
datos de usuario, para fines ilustrativos, pero normalmente habrá
muchas fuentes de datos de usuario o canales, uno por cada usuario
activo. Cada usuario activo tendrá asignado un código ortogonal
exclusivo y usará el mismo código PN
similar-al-ruido. Por tanto, la
entrada al combinador 816 incluirá normalmente muchos canales de
datos de usuario, varios canales del sistema y un canal piloto. La
salida del combinador 816 es una señal compuesta de amplio espectro
que es modulada sobre la portadora, w_{c}, en el
traductor/modulador 820. La señal compuesta modulada de amplio
espectro es enviada a la antena 827 de la base a través del
acoplador múltiple 821. El acoplador múltiple 821 no solamente
proporciona aislamiento entre las señales de transmisión y de
recepción, como se hace en el terminal móvil, sino que tiene que
aislar también las múltiples señales de transmisión entre sí. Un
enfoque alternativo sería combinar las señales a un nivel de
potencia bajo y utilizar amplificadores lineales para las etapas
finales.
El generador 830 de impulsos de reloj es obtenido
a partir de un oscilador estable y es el reloj básico para toda la
célula. El tiempo absoluto se mantiene en todo el sistema. Este
mismo tiempo absoluto en todas las estaciones base permite al
terminal móvil determinar el retardo de tiempo absoluto a varias
estaciones base, dando como resultado una determinación precisa de
la posición geográfica. El generador 830 de impulsos de reloj
proporciona el reloj tanto para el generador 802 de código ortogonal
como para el generador 803 de código
similar-al-ruido. También
proporciona el reloj para el generador 840 de código ortogonal y
para el generador 841 de código
similar-al-ruido cuando el enlace
inverso está operando en el modo de código ortogonal. Cuando el
receptor no está operando en el modo de código ortogonal, y ha
adquirido una señal de usuario asignada, el generador 840 de código
ortogonal y para el generador 841 de código
similar-al-ruido utilizan el reloj
generado por el bucle 851 de enclavamiento del retardo como su
fuente de reloj.
Cuando el canal piloto de recepción ha adquirido
la señal piloto del usuario, por el canal inverso, y el bucle 851
de enclavamiento del retardo está haciendo un seguimiento de la
señal piloto entrante, el código piloto de referencia, generado
mediante la suma de las salidas del generador 840 del conjunto de
código ortogonal y el generador 841 de código
similar-al-ruido en el sumador 814,
está en sincronización completa con la señal piloto del usuario.
Cuando tiene lugar este estado, se acepta una salida del sumador 814
por el dispositivo 834 de retardo del recorrido y se compara la
fase de este código piloto con la fase del código piloto de la
estación base, tomada desde la salida del sumador 813. Con la ayuda
del procesador 832, el dispositivo 834 de retardo del recorrido
calcula la diferencia de fase entre las dos señales y coloca este
valor en la memoria del procesador 832. El valor del retardo de ida
y vuelta es enviado también al terminal móvil que está
transmitiendo la señal piloto del usuario, a través del puerto 870
de entrada de la fuente 800 de datos de usuario, o como parte de la
orden de instalación sobre el canal de asignación.
Cuando el terminal móvil está en el modo de
funcionamiento ortogonal del recorrido del piloto, la estación base
está enviando al terminal móvil información del recorrido y el
terminal del usuario está devolviendo datos de usuario por el enlace
de retorno en el modo ortogonal. Puede haber un pequeño
descentramiento fijo entre la medición del recorrido del canal
piloto y la fase correcta para conseguir la reducción máxima de
ruido en el canal ortogonal. Para eliminar este descentramiento, el
procesador 832 envía órdenes al terminal móvil para desplazar la
relación de fase entre el piloto del usuario y el canal de datos
del usuario en fracciones de un chip, un octavo, un décimo, o un
dieciseisavo, mientras que el procesador 832 observa el nivel de
salida del circuito 860 de integración y volcado. Cuando se observa
el nivel de pico de la señal de salida, se enclava y se mantiene el
descentramiento. Este proceso calibra la relación entre el piloto
del usuario y los canales de datos del usuario. Una vez optimizada,
esta relación no debería cambiar significativamente durante el curso
de una transmisión normal. Siempre puede ser
re-instituida tras un intervalo fijo.
Cuando el terminal móvil esta en el modo de
transmitir también un piloto ortogonal que está sincronizado con el
canal de datos del usuario, la tensión error del bucle 851 de
enclavamiento del retardo es enviada al procesador 832, analizada y
complementada con un componente de predicción, y es transmitida al
terminal móvil para ser utilizada en la corrección de la fase de la
señal compuesta transmitida y devuelta por el terminal móvil. Como
el error es detectado en la estación base y la corrección se hace en
la estación móvil, hay un retardo inherente en el bucle. Sin
embargo, este retardo es pequeño en comparación con el movimiento
normal del usuario y, como el movimiento del usuario no cambiará
normalmente de dirección con rapidez, puede hacerse una predicción
basada en las últimas mediciones. Si la longitud del camino tiene
un salto brusco de varios chips, se ordenará al terminal móvil que
vuelva al modo anterior utilizando la información de recorrido para
la re-adquisición. Esto solamente sucedería si se
desvaneciese rápidamente un fuerte camino múltiple principal y no
existiera un rayo secundario, sino que apareciera un nuevo rayo
secundario tan pronto como se perdiera el primero.
Por tanto, de acuerdo con esta invención, el
receptor de la estación base puede recibir datos desde el terminal
móvil en un modo entre cuatro. El primer modo permite al terminal
móvil enviar un piloto de usuario independiente, no sincronizado con
la estación base, por el canal inverso y el canal de datos de
usuario está sincronizado con este piloto de usuario independiente.
El segundo modo requiere que el terminal de usuario haga esclavo su
piloto de usuario al piloto que recibe desde la estación base y el
canal de datos de usuario está sincronizado con este piloto de
usuario esclavo. Este segundo modo permite al terminal de usuario
recibir información del retardo de ida y vuelta para fines de
geo-localización y rápida
re-adquisición. El tercer modo requiere que el
terminal de usuario haga esclavo a su piloto de usuario del piloto
entrante de la estación base, como en el caso del modo dos, pero el
canal de datos de usuario opera en el modo ortogonal utilizando la
información de recorrido recibida desde la estación base. Se calibra
la relación de fase entre el canal del piloto del usuario y el
canal de datos del usuario; una técnica está descrita
anteriormente, pero hay muchas otras técnicas que deberían ser
obvias para un experto en la técnica. La portadora del piloto del
usuario es también la portadora para el canal de datos del usuario
y puede ser utilizada como referencia de portadora para detectar el
canal de datos de usuario. El cuarto modo emplea la realización del
piloto esclavo del modo tres para la adquisición pero, tras la
adquisición, desplaza en fase el código piloto del usuario para
hacerlo síncrono con el canal de datos del usuario, haciendo así
también al piloto un canal ortogonal. Esto significa que el piloto
ya no contribuye con interferencias a los canales de datos del
usuario, dentro de la célula, y puede ser transmitido con unos
niveles de potencia más altos.
La presente invención puede comprender además un
método de comunicaciones celulares CDMA por radio de
amplio-espectro para comunicar datos de mensajes-
remotos desde un terminal móvil a una estación base por un canal
dúplex de radio. El método incluye la utilización de un piloto por
el enlace inverso para conseguir la ortogonalidad en la antena de
la estación base.
El método comprende los pasos de procesar en
amplio espectro los datos de mensajes remotos utilizando un código
de pseudo-ruido, generar una señal
piloto-remota y combinar la señal
piloto-remota con los datos de
mensajes-remotos-procesados-en-amplio-espectro
para generar una señal CDMA-remota. La señal
CDMA-remota contiene la señal
piloto-remota y una señal de datos.
El método comprende pues los pasos de transmisión
de la señal CDMA-remota desde el terminal móvil a la
estación base, por un canal inverso del canal dúplex de radio. La
estación base recibe la señal
CDMA-remota y reparte la señal CDMA remota en un canal piloto y un canal de datos. El método, comprende pues los pasos de generar una señal piloto-base y generar una señal de referencia-piloto-base. La señal de referencia-piloto-base es repartida y retardada para generar una versión en hora de la señal de referencia-piloto-base, una versión temprana de la señal de referencia-piloto-base, una versión tardía de la señal de referencia-piloto-base. Las versiones en hora, temprana y tardía de la señal de referencia-piloto-base son utilizadas para efectuar una correlación de una versión en hora, una versión temprana y una versión tardía, respectivamente, de la señal piloto-remota.
CDMA-remota y reparte la señal CDMA remota en un canal piloto y un canal de datos. El método, comprende pues los pasos de generar una señal piloto-base y generar una señal de referencia-piloto-base. La señal de referencia-piloto-base es repartida y retardada para generar una versión en hora de la señal de referencia-piloto-base, una versión temprana de la señal de referencia-piloto-base, una versión tardía de la señal de referencia-piloto-base. Las versiones en hora, temprana y tardía de la señal de referencia-piloto-base son utilizadas para efectuar una correlación de una versión en hora, una versión temprana y una versión tardía, respectivamente, de la señal piloto-remota.
El método comprende pues los pasos de generación
de una señal de
referencia-datos-base y la
correlación de la señal de datos utilizando la señal de referencia
de los datos-base. Se hace un seguimiento de la
fase de la señal piloto-remota y, como respuesta a
un pico en la señal piloto-remota, se entrega a la
salida una señal de adquisición que significa la sincronización de
la señal piloto-remota y la señal de
referencia-piloto-base. Como
respuesta a la señal de adquisición, la fase de la señal
piloto-remota puede ser desplazada para que sea
síncrona con la señal de datos. La señal
piloto-remota puede hacerse esclava también de la
señal piloto-base.
El método comprende pues los pasos de medición,
como respuesta a la señal de adquisición, de una diferencia de fase
de código entre la señal piloto-base y la señal de
referencia-piloto-base para
determinar el recorrido entre el terminal móvil y la estación base.
El recorrido es transmitido al terminal móvil y, como respuesta al
recorrido, el terminal móvil ajusta la fase del código de
pseudo-ruido para ajustar un tiempo de llegada de
la señal de datos en la estación base y para conseguir la
ortogonalidad en la estación base.
Será evidente para los expertos en la técnica que
pueden hacerse varias modificaciones al sistema y al método de
comunicaciones de amplio-espectro de la presente
invención sin apartarse del ámbito de la invención, y se pretende
que la presente invención cubra las modificaciones y variaciones
del sistema y del método de comunicaciones de
amplio-espectro descritos aquí siempre que estén
comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (17)
1. Un terminal móvil para ser utilizado en un
sistema de comunicaciones CDMA de amplio espectro, teniendo el
terminal móvil medios (727) para recibir, desde una estación base,
una señal piloto-base y una señal de
datos-base, cada una de ellas con una secuencia de
código de chips pseudo aleatoria, teniendo la estación móvil medios
(727) para transmitir a la estación base una señal
piloto-remota y una señal de
datos-remota, cada una de ellas con una secuencia de
código de chips pseudo aleatoria, estando caracterizada la
estación móvil por:
medios (732) para sincronizar la secuencia de
código de chips de la señal piloto-remota
transmitida con la secuencia de código de chips de la señal
piloto-base recibida para permitir a la estación
base generar una determinación del recorrido;
medios (727) para recibir una determinación del
recorrido desde la estación base; y
medios (731) de ajuste de la fase del código, que
responden a una determinación del recorrido recibido para ajustar
en recorrido una fase de la señal de datos-remota,
por lo que la estación base recibe la señal de
datos-remota ortogonal a otras señales de
datos-remotas ajustadas en recorrido.
2. El terminal móvil de la reivindicación 1,
caracterizada además por:
medios (727) para recibir una señal de
adquisición desde la estación base, respondiendo la señal de
adquisición a un pico en la señal piloto-remota en
la estación base; y
donde dichos medios (731) de ajuste de la fase
del código responden a dicha señal de adquisición recibida para
ajustar en recorrido la señal piloto-remota
sincronizando la señal piloto-remota con la señal de
datos-remota ajustada en recorrido.
3. El terminal móvil de la reivindicación 1,
caracterizado además porque dichos medios (732) de
sincronización están acoplados a dichos medios (731) de ajuste de
la fase del código.
4. El terminal móvil de la reivindicación 1,
caracterizado además por unos medios (733) de control del
modo para seleccionar un modo de funcionamiento de dicho terminal
móvil.
5. El terminal móvil de la reivindicación 4,
caracterizado además porque dichos medios (733) de control
de modo están acoplados a dichos medios (731) de ajuste de la fase
del código y porque tienen un primer modo en el cual se inicia y un
segundo modo en el cual la secuencia de código de chips de la señal
piloto-remota está sincronizada con la secuencia de
código de chips de la señal piloto-base
recibida.
6. El terminal móvil de la reivindicación 5,
caracterizado además porque dichos medios (733) de control
de modo tienen un tercer modo en el cual la señal de
datos-remota es ajustada en recorrido.
7. El terminal móvil de la reivindicación 6,
caracterizado además porque dichos medios (733) de control
de modo tienen un cuarto modo en el cual la señal
piloto-remota es ajustada en recorrido.
8. Una estación base para ser utilizada en un
sistema de comunicaciones CDMA de amplio espectro, teniendo la
estación base unos medios (827) para recibir desde terminales
móviles una señal piloto-remota y una señal de
datos-remota, cada una de las cuales con una
secuencia de chips de código pseudo aleatoria, teniendo la estación
base unos medios (827) para transmitir al terminal móvil una señal
piloto-base y una señal de
datos-base, cada una de ellas con una secuencia de
código de chips pseudo aleatoria, estando caracterizada la
estación base por:
medios (871) para identificar una determinación
de recorrido asociada con un terminal móvil seleccionado basándose
en la secuencia de código de chips de la señal
piloto-remota recibida desde dicho terminal
seleccionado; y
medios (827) para transmitir la determinación del
recorrido identificada para dicho terminal seleccionado a dicho
terminal móvil seleccionado, por lo que dicho terminal móvil
seleccionado ajusta en recorrido la señal de
datos-remota basándose en la determinación del
recorrido para permitir a la estación base recibir la señal de
datos-remota de dicho terminal seleccionado
ortogonal a las demás señales de datos-remotas
ajustadas en recorrido recibidas desde otros terminales
móviles.
9. La estación base de la reivindicación 8,
caracterizada además por unos medios (834) de retardo del
recorrido acoplados a dichos medios (871) de determinación del
recorrido para determinar un retardo entre las secuencias de código
de chips de la señal piloto-base y la señal
piloto-remota recibida, donde dichos medios (871) de
determinación del recorrido identifican una determinación del
recorrido asociada con dicho terminal móvil basándose en el retardo
determinado.
10. La estación base de la reivindicación 9,
caracterizada además por medios (828) de reducción del
espectro para reducir el espectro de la señal
piloto-remota recibida utilizando una señal de
referencia-piloto-base y porque
dichos medios (834) de retardo del recorrido comparan las
secuencias de código de chips de la señal
piloto-base y la señal de
referencia-piloto-base para obtener
el retardo determinado.
11. La estación base de la reivindicación 10
caracterizada además por un bucle (851) de enclavamiento del
retardo para sincronizar la secuencia de código de chips de la
señal de referencia-piloto-base con
la secuencia de código de chips de la señal
piloto-remota recibida.
12. La estación base de la reivindicación 8,
caracterizada además por medios (827) para transmitir una
señal de adquisición, como respuesta a un pico en la señal
piloto-remota por lo que la señal de adquisición
significa la sincronización de la señal
piloto-remota con la señal
piloto-base recibida en el terminal móvil
seleccionado.
13. Un sistema de comunicaciones CDMA de amplio
espectro que tiene una estación base y una pluralidad de terminales
móviles, teniendo dicha estación base medios (827) para transmitir
una señal piloto-base y una señal de
datos-base, cada una de ellas con una secuencia
pseudo aleatoria de código de chips, teniendo dicha estación base
medios (827) para recibir desde cada uno de los múltiples terminales
móviles una señal piloto-remota y una señal de
datos-remota, cada una de ellas con una secuencia
pseudo aleatoria de códigos de chips, teniendo cada uno de dichos
terminales móviles medios (727) para transmitir una señal
piloto-remota y una señal de datos remota y medios
(727) para recibir una señal piloto-base y una
señal de datos-base, estando el sistema
caracterizado porque:
dicha estación base tiene:
medios (871) para identificar una determinación
del recorrido asociada con un terminal móvil seleccionado basándose
en la secuencia de código de chips de la señal
piloto-remota recibida desde la estación móvil
seleccionada; y
medios (827) para transmitir la determinación del
recorrido a dicho terminal móvil seleccionado; y
una pluralidad de dichos terminales móviles
capaces de ser seleccionados, teniendo cada uno de ellos:
medios (732) para la sincronización de su
secuencia de código de chips de su señal
piloto-remota con una secuencia de código de chips
de una señal piloto- base recibida para permitir generar a la
estación base una determinación del recorrido;
medios (727) para recibir una determinación del
recorrido desde la estación base; y
medios (731) de ajuste de la fase del código como
respuesta a una determinación del recorrido recibida para ajustar en
recorrido una fase de su señal de datos-remota
transmitida, donde la estación base recibe su señal remota
ortogonal a las demás señales de datos-remotas
ajustadas en recorrido transmitidas por otras estaciones
móviles.
14. El sistema de la reivindicación 13,
caracterizado además porque dicha estación base tiene medios
(827) para trasmitir una señal de adquisición, como respuesta a un
pico de la señal piloto-remota, y porque cada uno de
dichos terminales móviles seleccionables tiene medios (727) para
recibir una señal de adquisición procedente de la estación base,
donde dichos medios (731) de ajuste de la fase del código responden
a una señal de adquisición recibida para ajustar una fase de la
señal piloto remota para que sea síncrona con su señal de datos
remota ajustada en recorrido.
15. Un método para recibir ortogonalmente señales
CDMA de amplio espectro desde una pluralidad de terminales móviles
por una estación base dentro de un sistema de comunicaciones CDMA
de amplio espectro, transmitiendo dicha estación base una señal
piloto-base y una señal de
datos-base, cada una de ellas con una secuencia
pseudo aleatoria de código de chips, recibiendo dicha estación base
desde cada uno de la pluralidad de terminales una señal
piloto-remota y una señal de
datos-remota, cada una de ellas con una secuencia
pseudo aleatoria de código de chips, transmitiendo cada uno de los
respectivos terminales móviles una señal
piloto-remota y una señal de
datos-remota, recibiendo cada uno de dichos
respectivos terminales móviles la señal piloto-base
y la señal de datos-base, estando
caracterizado el método por:
sincronizar en un terminal móvil seleccionado la
secuencia de código de chips de su señal
piloto-remota con la secuencia de código de chips de
la señal piloto- base recibida;
identificar en dicha estación base una
determinación de recorrido asociada con dicho terminal móvil
seleccionado basándose en la secuencia de código de chips de la
señal piloto-remota recibida desde dicho terminal
seleccionado;
transmitir la determinación del recorrido a dicho
terminal móvil seleccionado;
recibir en dicho terminal móvil seleccionado la
determinación del recorrido; y
ajustar en recorrido una fase de la señal de
datos-remota de dicho terminal móvil seleccionado,
por lo que la estación base recibe la señal de
datos-remota ajustada en recorrido, desde dicho
terminal seleccionado, ortogonal a las demás señales de
datos-remotas recibidas desde otros terminales.
16. El método de la reivindicación 15,
caracterizado además por:
transmitir en dicha estación base una señal de
adquisición, como respuesta a un pico en la señal
piloto-remota de dicho terminal seleccionado;
recibir en dicho terminal seleccionado la señal
de adquisición desde la estación base; y
ajustar en recorrido dicho terminal seleccionado,
como respuesta a la señal de adquisición, su señal
piloto-remota sincronizando su señal
piloto-remota con su señal de
datos-remota ajustada en recorrido.
17. El método de la reivindicación 15,
caracterizado además por:
generar una señal de
referencia-piloto-base para reducir
el espectro de la señal piloto-remota recibida desde
dicho terminal seleccionado, donde la determinación del recorrido
identificada está basada en la secuencia del código de chips de la
señal de
referencia-de-datos-base
y en la señal piloto-remota recibida desde dicho
terminal seleccionado.
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