ES2198811T3 - Dispositivo de comunicacion y procedimiento para distinguir entre diferentes tipo de rafagas en un sistema de telecomunicaciones digitales. - Google Patents
Dispositivo de comunicacion y procedimiento para distinguir entre diferentes tipo de rafagas en un sistema de telecomunicaciones digitales.Info
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Abstract
Un dispositivo de comunicación (1) para recibir y transmitir trenes de datos de control y de usuario en un sistema de telecomunicación digital, con: - medios receptores (2, 3) para recibir trenes de datos que incluyen trenes de un primer tipo transmitidos desde un primer dispositivo de comunicación, y trenes de un segundo tipo transmitidos desde un segundo dispositivo de comunicación diferente al primer dispositivo, cuyos dispositivos de comunicación primero y segundo son una estación de base y una estación móvil, respectivamente, o una primera y una segunda estaciones móviles, respectivamente, del sistema de telecomunicación digital, cuyos trenes del segundo tipo son diferentes a los trenes del primer tipo, y cuyos trenes del primer tipo comprenden respectivamente una primera secuencia de instrucción, y dichos trenes del segundo tipo comprenden, respectivamente, una segunda secuencia de instrucción diferente a dicha primera secuencia de instrucción, con lo que las secuencias de instrucciónprimera y segunda son elegidas de modo que el resultado de un procedimiento de autocorrelación en el lado receptor muestre valores de fase diferentes; - medios (5) de correlación para autocorrelacionar los datos de un tren de datos recibido y dar salida a un resultado de autocorrelación; y - medios de reconocimiento (7) para reconocer si un tren de datos recibido es de dichos tipos primero o segundo, sobre la base de un valor de fase del resultado de la autocorrelación de la secuencia de instrucción de dicho tren de datos recibido.
Description
Dispositivo de comunicación y procedimiento para
distinguir entre diferentes tipos de ráfagas en un sistema de
telecomunicaciones digitales.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de comunicación para transmitir y recibir trenes de datos de
control y de usuario en un sistema de telecomunicación digital, y
a un método para distinguir entre trenes de datos de un primer tipo
transmitidos desde un primer dispositivo de comunicación, y trenes
de datos de un segundo tipo diferente a dicho primer tipo
transmitidos desde un segundo dispositivo de comunicación, en un
sistema de telecomunicación digital. El dispositivo de comunicación
de la presente invención puede ser una estación de base o un
terminal móvil del sistema de telecomunicación. El primer
dispositivo de comunicación y el segundo dispositivo de comunicación
puede ser una estación de base y un terminal móvil,
respectivamente, o dos terminales móviles que comunican entre sí.
La presente invención permite particularmente la distinción de la
dirección del tráfico de los trenes de datos recibidos.
En un sistema de telecomunicación radio digital,
por lo general una estación de base sirve y comunica con varios
terminales móviles o terminales de equipo del usuario en células
predeterminadas. La transmisión de datos desde la estación de base a
los terminales móviles es denominada enlace descendente, y la
transmisión de datos desde los terminales móviles a la estación de
base es denominada enlace ascendente. En algunos sistemas de
telecomunicación es posible la comunicación directa de trenes de
datos entre los terminales móviles. Los datos, que pueden ser
datos de control o datos de usuario, por ejemplo, datos de
palabras, son transmitidos en trenes de datos. Para la transmisión
de dichos trenes de datos están definidos varios canales de
transmisión. Dichos canales de transmisión dependen del sistema de
telecomunicación particular en uso. No obstante, en cada sistema
de telecomunicación son necesarios canales de transmisión para la
transmisión de datos sincronizados, datos de control, y datos de
usuario. Por medio de los datos de sincronización, los terminales
móviles sincronizan sus cuadros de tiempo con la temporización de
las estaciones de base. Los canales de datos de control son
utilizados, por ejemplo, por las estaciones de base para transmitir
datos de control radiodifundidos a todos los terminales móviles en
su respectiva celda. El canal de sincronización puede ser parte de
un canal de control, por ejemplo, el canal de control de
radiodifusión. Los canales de datos son utilizados por los
terminales móviles para transmitir datos del usuario a las
estaciones de base, y por dichas estaciones de base para transmitir
datos de usuario a los terminales móviles.
En la fig. 1 se muestra un ejemplo de la
estructura de cuadro de tiempo de un canal de control de acceso a
medios (MAC) que comprende los canales más comunes. La estructura
de un cuadro MAC mostrado en la fig. 1 comprende un canal de
control, por ejemplo, un canal de control de radiodifusión (BCCH)
utilizado por las estaciones de base para la radiodifusión de
datos de control a todos los terminales móviles en las respectivas
celdas, canales de tráfico para transmisión de enlace ascendente o
descendente de datos de usuario, y un canal de acceso aleatorio
(RACH). El canal de acceso aleatorio es utilizado por los
terminales móviles para transmitir peticiones de servicio a las
estaciones móviles. Por ejemplo, si un terminal móvil necesita un
canal de datos de usuario para transmitir datos de usuario a una
estación de base, el terminal móvil envía una petición de servicio
a través del canal de acceso aleatorio a la estación de base. La
estación de base que recibe la petición de servicio responde a
dicha petición mediante el envío de un mensaje correspondiente de
concesión o de rechazo, de vuelta al terminal móvil.
Como se muestra en la fig. 1, los diferentes
canales comprenden secuencias de instrucción, preámbulos, y/o
encabezamientos. Las secuencias de instrucción o encabezamientos de
sincronización son utilizados principalmente para una
sincronización precisa de la unidad receptora, es decir, que una
estación de base o un terminal móvil recibe trenes de datos sobre
un canal de transmisión para permitir una recepción y uso fiables
de los datos transmitidos. Por ejemplo, una secuencia de
instrucción consiste en un número predeterminado de modelos o
símbolos de repetición, en los que cada símbolo consiste en un
cierto número de muestras. Típicamente, todos los símbolos o modelos
de repetición en una secuencia de instrucción dada son idénticos,
es decir, tienen la misma forma o contenido.
En el ejemplo del sistema GSM (sistema global
para comunicaciones móviles), cada uno de los trenes de datos de
usuario normales, los trenes de sincronización, y los trenes de
acceso aleatorio, comprenden una secuencia de instrucción. En el
tren de datos de usuario normal, la secuencia de instrucción está
situada en el centro de una franja de tiempo y comprende 26
bitios. En un tren de sincronización, la secuencia de instrucción
está situada también en el centro de una franja de tiempo, pero
comprende 64 bitios de datos. En este caso, un dispositivo de
comunicación que recibe tipos diferentes de trenes de datos puede
distinguir fácilmente los tipos diferentes de dichos trenes por sus
diferentes secuencias de instrucción, y los trenes de datos de
enlace ascendente y descendente pueden ser reconocidos sin
problemas. Los documentos EP 765 557 A1 y WO 98/25356 describen
métodos y dispositivos para recibir señales en el sistema GSM. En
ambos documentos, la diferenciación de los distintos tipos de
trenes recibidos se hace mediante una correlación mutua con una
secuencia de bitios conocida. Por tanto, un terminal móvil puede
distinguir fácilmente entre un tren de datos de control de
radiodifusión difundido desde una estación de base a terminales
móviles en la célula correspondiente, y trenes de datos de usuario
o trenes de acceso aleatorio transmitidos desde otros terminales
móviles a la estación de base. No obstante, el uso de secuencias de
instrucciones de diferentes longitudes o formas para tipos
diferentes de trenes de datos, como se propone, por ejemplo, en el
documento WO 98/25356, requiere una estructura detectora compleja en
la unidad receptora, ya que ésta no trata con muchos tipos
diferentes de secuencias de instrucción. El documento US 5.282.227
describe un aparato para reconocer un modelo de símbolos mediante
la amplitud del resultado de su autocorrelación.
En función del esquema de acceso múltiple
utilizado en el sistema de telecomunicación, por ejemplo, acceso
múltiple por división de frecuencia, acceso múltiple por división
de tiempo, o acceso múltiple por división de código, un terminal
móvil puede tener otro criterio, por ejemplo, de frecuencia o de
código, disponible para distinguir si los trenes de datos han sido
transmitidos desde una estación de base o desde otros terminales
móviles. En este caso puede ser posible incluso el uso de secuencias
de instrucción idénticas en los diferentes tipos de trenes de
datos. Sin embargo, si no se dispone de otro criterio como, por
ejemplo, modalidad duplex de división en tiempo (modalidad TDD), en
la que se utiliza la misma frecuencia portadora, un terminal móvil
no puede distinguir si los trenes de datos proceden de una
estación de base o de otros terminales móviles cuando se utilizan
secuencias de instrucción idénticas en los diferentes trenes de
datos.
Por tanto, el objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de comunicación para transmitir y
recibir trenes de datos de control de usuarios en un sistema de
telecomunicación digital, que sea capaz de distinguir entre dos
tipos de trenes de datos de manera fácil y sencilla. El objeto de
la presente invención es también proporcionar un método para
distinguir entre trenes de datos del primer tipo, transmitidos desde
un primer dispositivo de comunicación, y trenes de datos de un
segundo tipo diferente al primero, transmitidos desde un segundo
dispositivo de comunicación, en un sistema de telecomunicación
digital.
El objeto anterior se logra por medio de un
dispositivo de comunicación para transmitir y recibir trenes de
datos de control y de usuario en un sistema de telecomunicación
digital de acuerdo con la
\hbox{reivindicación 1.}
El objeto anterior se logra también por medio de
un método para distinguir entre trenes de datos de un primer tipo,
transmitidos desde un primer dispositivo de comunicación, y trenes
de datos de un segundo tipo diferentes a los del primer tipo,
transmitidos desde un segundo dispositivo de comunicación en un
sistema de telecomunicación digital, de acuerdo con la
reivindicación 8.
El dispositivo de telecomunicación y método de
distinción de la presente invención permiten particularmente la
distinción entre direcciones de tráfico diferentes. Por tanto, un
dispositivo de comunicación receptor es capaz de distinguir si un
tren de datos recibido es o no de interés.
La presente invención permite así el uso de
secuencias de instrucción con formas muy similares, en tipos
diferentes de trenes de datos utilizados para direcciones de
tráfico diferentes, por ejemplo, para enlace ascendente o enlace
descendente en el sistema de telecomunicación, de modo que la
estructura general de los dispositivos de comunicación en el
sistema de comunicación se simplifica significativamente. En
particular, pueden ser proporcionadas estructuras muy similares
para generar las secuencias de instrucción sobre el lado del
transmisor, y para correlacionar las secuencias de instrucción
recibidas en el lado del receptor, en los diferentes dispositivos
de comunicación. Además, en el dispositivo de comunicación puede
ser utilizada una estructura sencilla de detección o de
reconocimiento para todos los tipos diferentes de trenes de datos.
Por tanto, los dispositivos de comunicación pueden ser ensamblados
de manera sencilla y con coste económico.
Las secuencia de instrucción de diferentes tipos
de trenes pueden ser formadas con un contenido o forma muy
similares, pero han de resultar con diferentes valores de fase en
la salida de los medios de autocorrelación del lado receptor, de
modo que puedan ser distinguidos tipos diferentes de trenes de
datos. Por tanto, el dispositivo de comunicación de la presente
invención es capaz de distinguir entre tipos diferentes de trenes
de datos de manera fácil y sencilla.
Las secuencias de instrucciones utilizadas en los
diferentes tipos de trenes de datos pueden tener una longitud
idéntica, aunque ello no es necesario, en tanto ofrezcan una
información de fase diferente en el resultado de la autocorrelación
sobre el lado receptor. Por tanto, el contenido y la longitud de
las secuencias de instrucción diferentes utilizadas en los tipos
diferentes de trenes de datos, pueden ser diferentes entre sí. Por
ejemplo, si la primera secuencia de instrucción tiene una longitud
de 8 símbolos, y la segunda secuencia de instrucción tiene una
longitud de seis símbolos, con lo que cada símbolo tiene el mismo
número de muestras, la amplitud del valor máximo de autocorrelación
podría ser diferente. No obstante, la característica importante de
la presente invención es que la información de fase del resultado
de la autocorrelación para las dos secuencias de instrucción es
diferente, de modo que pueden ser distinguidos tipos diferentes de
trenes de datos. Aunque las secuencias de instrucción tengan
longitud diferente puede ser utilizada la misma estructura del
autocorrelacionador en el lado receptor.
Esta invención presenta el concepto de un sistema
de telecomunicación digital en el que las estaciones de base
transmiten trenes de datos de un primer tipo que incluye una
primera secuencia de instrucción, y los terminales móviles
transmiten trenes de datos de un segundo tipo que incluye una
segunda secuencia de instrucción. Alternativa o adicionalmente,
terminales móviles diferentes del sistema de telecomunicación
pueden transmitir trenes de datos que tienen secuencias de
instrucción respectivas diferentes. Por ejemplo, un primer
terminal móvil puede transmitir trenes de datos de un primer tipo
que incluye una primera secuencia de instrucción, y un segundo
terminal móvil puede transmitir trenes de datos de un segundo tipo
que incluye una segunda secuencia de instrucción. Por tanto, un
dispositivo receptor como, por ejemplo, una estación de base o un
terminal móvil, es capaz de distinguir la dirección de tráfico de
los trenes de datos recibidos. Por tanto, las primeras secuencias
de instrucción y las segundas secuencias de instrucción son
diferentes entre sí, pero tienen una forma muy similar. La forma de
las secuencias de instrucción primera y segunda, respectivamente,
son elegidas de modo que el resultado del procedimiento de
autocorrelación en el lado receptor muestre unos valores de fase
diferentes para las secuencias de instrucción primera y segunda,
respectivamente, de modo que puedan ser distinguidas claramente.
Por tanto, puede ser evitado un tratamiento y un gasto de energía
innecesarios en el dispositivo receptor de comunicación, sobre la
base de la distinción de si los trenes de datos recibidos son o no
de interés.
Los medios de reconocimiento del dispositivo de
comunicación de acuerdo con la presente invención comprenden medios
para detectar la fase del resultado de la autocorrelación de la
secuencia de instrucción. Los medios de reconocimiento pueden
comprender también medios para comparar la fase detectada con un
umbral de fase predeterminado, para reconocer el tipo de tren de
datos recibido. La primera alternativa permite una determinación
de fase muy precisa, que puede ser utilizada también para el
cálculo de un valor preciso del desplazamiento de frecuencia de los
trenes de datos transmitidos.
En una segunda alternativa, los medios de
reconocimiento comprenden ventajosamente medios para detectar el
valor del signo de la parte real del resultado de la
autocorrelación de la secuencia de instrucción, y medios para
detectar el tipo de trenes de datos recibidos sobre la base del
valor del signo. Esta segunda alternativa permite una estructura
muy sencilla de los medios de reconocimiento, ya que sólo ha de ser
observado el valor del signo.
Más ventajosamente, en dicha primera secuencia de
instrucción cada símbolo o modelo está invertido en relación con el
respectivo símbolo o modelo precedente, pero no en dicha segunda
secuencia de instrucción, de modo que las diferentes
características de fase de los respectivos resultados de
autocorrelación permiten un simple reconocimiento del tipo de tren
de datos recibido. Típicamente, las muestras de los símbolos de las
secuencias de instrucción son valores complejos, de modo que la
inversión de un símbolo en relación con otro significa que las
muestras de un signo son valores complejos negativos de las
muestras del otro símbolo. El contenido, es decir, los valores
absolutos de las muestras, y por tanto de los símbolos de
diferentes trenes de datos, pueden ser iguales o diferentes para
tipos de trenes de datos diferentes.
También ventajosamente, todos los símbolos de
dichas secuencias de instrucción primera y segunda consisten en el
mismo número de muestras, y tienen un valor absoluto idéntico.
Esto simplifica mucho el diseño general de los dispositivos de
comunicación, ya que todos los citados dispositivos pueden ser
ensamblados casi con los mismos medios generadores y receptores
para las secuencias de instrucción. Aunque las secuencias de
instrucción primera y segunda difieren muy poco entre sí, la
autocorrelación proporciona unos valores de fase diferentes para
dichas secuencias de instrucción primera y segunda,
respectivamente, de modo que es posible una clara distinción entre
los diferentes tipos de trenes de datos.
Ventajosamente, el dispositivo de comunicación de
la presente invención es un terminal móvil de un sistema de
telecomunicación. En él, el tren del primer tipo es un tren de
datos de enlace descendente desde una estación de base, y el tren
del segundo tipo es un tren de datos de enlace ascendente desde
otro terminal móvil.
La presente invención se explica con más detalle
en la descripción siguiente por medio de realizaciones preferidas,
referidas a los dibujos adjuntos, en los que:
- la fig. 1 muestra un ejemplo de estructura de
cuadro de tiempo de un canal de control de acceso a medios;
- la fig. 2 muestra una estructura básica de un
dispositivo de comunicación de acuerdo con la presente
invención;
- la fig. 3 muestra la estructura básica de una
secuencia de instrucción de acuerdo con la presente invención;
- la fig. 4 muestra la estructura general de unos
medios de autocorrelación y unos medios de reconocimiento, que
pueden ser utilizados en un dispositivo de comunicación como se
muestra en la fig. 2;
- la fig. 5 es un ejemplo de un resultado de
autocorrelación salido de los medios de autocorrelación mostrados
en la fig. 4 para una primera secuencia de instrucción de acuerdo
con la presente invención;
- la fig. 6 es un ejemplo de una salida de los
medios de autocorrelación mostrados en la fig. 4, para una segunda
secuencia de instrucción de acuerdo con la presente invención;
- la fig. 7 es un primer ejemplo de medios de
reconocimiento, que pueden ser utilizados en un dispositivo de
comunicación de acuerdo con la presente invención; y
- la fig. 8 muestra un segundo ejemplo de unos
medios de reconocimiento, que pueden ser utilizados en un
dispositivo de comunicación de acuerdo con la presente
invención.
En la fig. 2 se muestra la estructura general de
un dispositivo de comunicación 1 para transmitir y recibir trenes
de datos de control y de usuario en un sistema de telecomunicación
digital de acuerdo con la presente invención. Dicho dispositivo de
comunicación 1 puede ser un terminal móvil, una estación de base, o
parte de un terminal móvil o de una estación de base del sistema
de telecomunicación. El dispositivo de comunicación 1 comprende
una antena 2 para recibir los trenes de datos procedentes de un
lado de transmisión, por ejemplo, una estación de base del sistema
de telecomunicación. Los trenes de datos recibidos son
suministrados a unos medios 3 de alta frecuencia, que
subconvierten los trenes de alta frecuencia recibidos en señales de
banda de base. Las señales subconvertidas son suministradas a unos
medios 4 de desmodulación IQ en los que son desmodulados para
derivar una secuencia de datos, y son suministrados a unos medios
5 de correlación para autocorrelacionar dichos datos. Después de la
autocorrelación, los resultados de ella son suministrados a unos
medios de reconocimiento 7 para reconocer el tipo de trenes de
datos recibidos sobre la base de un valor de fase de los resultados
de la autocorrelación de la secuencia de instrucción de los trenes
de datos. La información del tipo de trenes de datos recibidos
puede ser utilizada, por ejemplo, para la decisión de si ha de
efectuarse o no un tratamiento ulterior en unos medios
descodificadores 6. Se entiende que el dispositivo de comunicación
1 ilustrado en la fig. 2 sólo muestra, muy en general, las partes
importantes de la presente invención, pero comprende todos los demás
elementos necesarios para recibir y transmitir información en el
sistema de telecomunicación, transformar los trenes de datos
recibidos en señales visibles o audibles por un usuario, y
transformar las palabras o datos escritos en trenes de datos para
ser transmitidos a otro dispositivo de comunicación.
El dispositivo de comunicación 1 de acuerdo con
la presente invención es capaz de distinguir entre trenes de datos
de un primer tipo y trenes de datos de un segundo tipo diferentes a
los del primer tipo, mediante tratamiento del resultado de la
autocorrelación de la primera secuencia de instrucción de los
trenes de datos del primer tipo y de la segunda secuencia de
instrucción de los trenes de datos del segundo tipo,
respectivamente. En el caso de que los trenes de datos del primer
tipo sean transmitidos desde una estación de base, y los trenes de
datos del segundo tipo sean transmitidos desde un terminal móvil
del sistema de telecomunicación, el sistema de comunicación 1 es
por tanto capaz de distinguir entre trenes de datos de enlace
ascendentes y trenes de datos de enlace descendente, y decidir
entonces el tratamiento ulterior de los trenes de datos recibidos
sobre la base de esta distinción. En el caso de que trenes de
datos del primer tipo sean transmitidos desde un primer terminal
móvil, y trenes de datos del segundo tipo sean transmitidos desde
un segundo terminal móvil del sistema de telecomunicación, el
dispositivo de comunicación 1 es capaz por tanto de distinguir
entre trenes de datos que proceden del primer terminal móvil y
trenes de datos que proceden del segundo terminal móvil,
respectivamente, y decidir entonces el tratamiento ulterior de los
trenes de datos recibidos sobre la base de esta distinción.
La estructura general de las secuencias primera y
segunda de instrucción, de acuerdo con la presente invención, se
muestra en la fig. 3. Dichas secuencias primera y segunda de
instrucción pueden tener la misma longitud, es decir, el mismo
número de modelos o símbolos s1, s2, ...
s(k-1), s(k), con lo que cada símbolo
consiste en el mismo número de muestras. Los símbolos de la
primera secuencia de instrucción son idénticos entre sí, es decir,
tienen la misma secuencia de muestra. La siguiente ecuación es
válida para los símbolos, y por tanto para las muestras de la
primera secuencia de instrucción:
s_{k}(t)=s_{k-1}(t) siendo 0 \leq k
\leq K, y 0 \leq t \leq T. K es número total de símbolos
dentro de la secuencia de instrucción, T es la duración o longitud
de un símbolo, y t puede ser considerado como el tiempo o número
de la muestra. Ha de hacerse notar que las muestras tienen valores
complejos.
En la segunda secuencia de instrucción, cada
símbolo está invertido en relación con el símbolo precedente. Los
símbolos de la segunda secuencia de instrucción tienen los mismos
valores absolutos, por ejemplo, las muestras primera, segunda,
tercera, etc. de los respectivos símbolos tienen los mismos
valores absolutos. Por tanto, la siguiente ecuación es válida para
los símbolos, y por tanto para las muestras de la segunda secuencia
de instrucción: s_{k}(t)= -s_{k-1}(t) siendo 0 \leq k \leq K, y 0 \leq t \leq T. K es el número
total de símbolos dentro de la segunda secuencia de instrucción, T
es la duración o longitud de un símbolo, y t puede ser considerado
como el tiempo o número de la muestra. La segunda secuencia de
instrucción puede tener, aunque no es necesario, la misma longitud
o número de símbolos que la primera secuencia de instrucción, y la
misma duración o número de muestras dentro de los símbolos que la
primera secuencia de instrucción. El contenido, es decir, los
valores absolutos de los símbolos de las secuencias de instrucción
primera y segunda, son idénticos, con lo que cada símbolo de la
segunda secuencia de instrucción está invertido en relación con el
símbolo precedente, lo que significa que cada muestra primera,
segunda, tercera, etc. de un símbolo es el valor negativo de la
respectiva muestra primera, segunda, tercera, etc. del símbolo
precedente. Los símbolos de la primera secuencia de instrucción no
están invertidos entre sí. Mediante la inversión de este modo de
los símbolos de la segunda secuencia de instrucción puede ser
obtenido un comportamiento de fase diferente para las secuencias
primera y segunda en el procedimiento de autocorrelación efectuado
en los medios de reconocimiento 7, de modo que las secuencias de
instrucción primera y segunda, y por tanto, los trenes de datos de
tipo primero y segundo pueden ser distinguidos
\hbox{entre
sí.}
Ha de hacerse notar que la presente invención no
se limita a la inversión de símbolos antes descrita en la segunda
secuencia de instrucción, sino que es posible también invertir
sólo cada tercero, cuarto, etc. símbolo, o sólo uno o dos símbolos
de la segunda secuencia de instrucción en relación con las
correspondientes muestras de la primera secuencia de instrucción,
en tanto se obtenga una diferencia de fase en el resultado de la
autocorrelación de las secuencias primera y segunda. Además, todos
los símbolos de las secuencias primera y segunda no necesariamente
han de tener los mismos valores absolutos. No obstante, si todos
los símbolos de las secuencias de instrucción primera y segunda
tienen los mismos valores absolutos, las estructuras de generación y
transmisión del lado del transmisor pueden ser utilizadas en todos
los dispositivos de comunicación del sistema de telecomunicación,
con lo que sólo son necesarias ligeras modificaciones para los
diferentes tipos. Las estructuras de recepción y de reconocimiento
sobre el lado receptor, como por ejemplo, los medios 5 de
correlación y los medios 7 de reconocimiento del dispositivo de
comunicación 1 de la presente invención pueden ser utilizados en
todos los dispositivos de comunicación del sistema, ya que son
capaces de tratar secuencias de instrucción de longitudes
diferentes. Por ejemplo, si son recibidas una primera secuencia de
instrucción que tiene una longitud de 8 símbolos, y una segunda
secuencia de instrucción que tiene una longitud de 6 símbolos,
ambas secuencias son tratadas del mismo modo por los medios de
correlación 5, con lo que la amplitud y la posición del valor
máximo de correlación pueden ser diferentes. No obstante, los
medios de reconocimiento 7 son aún capaces de distinguir la
primera y la segunda secuencias de instrucción en base a la
información de fase del resultado de la autocorrelación.
La fig. 4 muestra un ejemplo más detallado de los
medios de correlación 5 para la autocorrelación de los trenes de
datos recibidos del dispositivo de comunicación 1, de acuerdo con
la presente invención. Los trenes de datos recibidos son tratados
por los medios 4 de desmodulación IQ, y los correspondientes datos
de salida son suministrados a los medios de correlación 5 en forma
de muestras de datos. En los medios de correlación 5, las muestras
son suministradas a unos medios 8 de retardo, para retardar las
muestras según un factor Dac, y son suministrados a unos medios 9
para calcular el valor complejo conjugado de dichos datos. Las
muestras de datos complejos conjugados salidas de los medios 9 son
multiplicadas con las muestras recibidas y no retardadas en un
multiplicador 12. Por ejemplo, si los medios de retardo 8 retardan
los datos recibidos una muestra, el valor complejo conjugado de
cada muestra precedente es multiplicado con la muestra siguiente
en el multiplicador 12. La salida del producto de la multiplicación
del multiplicador 12 es suministrada luego a unos medios 13 de
cálculo de promedio variable, que calculan los valores de promedio
variable dentro de una ventana de tamaño W. Además, el valor
absoluto cuadrado de los datos recibidos es calculado en los
correspondientes medios de cálculo 10, y luego es suministrado a los
medios 11 de cálculo de promedio variable, que ejecutan un cálculo
del promedio variable dentro de la misma ventana de tamaño W.
El divisor 14 divide la salida procedente de los
medios 13 de cálculo de promedio variable entre la salida de los
medios 11 de cálculo de promedio variable, de modo que se obtiene
un valor normalizado x(i) / y(i), que es el resultado
de la autocorrelación. La salida procedente del divisor 14 puede
ser tratada entonces ulteriormente para detección de un umbral y/o
búsqueda de un máximo, para hallar el valor máximo de la correlación
correcta, por ejemplo, mediante el uso de unos medios 15 de valor
absoluto para cálculo del valor absoluto de la salida normalizada
del divisor 14, y/u otros medios necesarios. La salida de los
medios 15 de valor absoluto muestra un valor máximo de
autocorrelación, por ejemplo, al final de la secuencia de
instrucción, que puede ser utilizado por el dispositivo de
comunicación 1 para hallar la temporización correcta y lograr
sincronización para otros dispositivos de comunicación del sistema
de telecomunicación.
Además, el valor complejo del resultado de la
autocorrelación en la posición de valor máximo de la
autocorrelación, puede ser utilizado para estimar el desplazamiento
de frecuencia. De manera ideal, el valor máximo de la
autocorrelación corresponde, de modo tan preciso como resulta
posible, al punto de tiempo de la última muestra de la secuencia
de instrucción. La salida normalizada del divisor 14, es decir, el
resultado de la autocorrelación, es utilizada también por los
medios de reconocimiento 7 para reconocer el tipo de tren de datos
recibido.
Ha de tenerse en cuenta que los medios 10 de
valor absoluto y los medios 11 de cálculo de promedio variable, así
como el divisor 14 son opcionales, y que no puede ser utilizada
una señal normalizada para detectar el valor máximo de
autocorrelación y reconocer el tipo de tren de datos recibido en
los medios de reconocimiento 7. En este caso, la salida de los
medios 13 de cálculo de promedio variable es el resultado de la
autocorrelación.
El valor del retardo D_{ac} mediante el cual
son retardadas las muestras en los medios 8 de retardo, debe
satisfacer la ecuación D_{ac} = T / T_{s}, en la que T_{s} es
la velocidad de muestreo del sistema de telecomunicación. Además,
la ventana de promedio variable W debe satisfacer la ecuación W = T
x (K - 1) / T_{s} \cdot T es la duración de un símbolo en las
secuencias de instrucción primera y segunda, y K es el número total
de símbolos dentro de dichas secuencias de instrucción primera y
segunda, respectivamente. Además, debe cumplirse que f \leq
\pm 1/4 T, siendo f el desplazamiento de frecuencia máximo
permitido del sistema.
En la fig. 5 se muestra un ejemplo para la salida
de los medios 15 de valor absoluto. El diagrama muestra así la
amplitud A en línea continua, y la fase \varphi de la salida de
los medios 15 de valor absoluto en línea de trazos. El eje
horizontal es el número de muestras. El ejemplo mostrado en la fig.
5 está basado en una primera secuencia de instrucción con T / T =
16 y
\breakK = 6. El valor máximo de la autocorrelación puede verse en la última muestra de la secuencia de instrucción, es decir, la muestra número 96. Para el ejemplo mostrado en la fig. 5 se verifica la ecuación antes expuesta s_{k}(t) = s_{k-1}(t). Por tanto, cada símbolo de la secuencia de instrucción tiene la misma forma y el mismo contenido de muestras. Como puede verse por la línea de trazos que indica la fase \varphi, que es la fase de la salida del divisor 14, permanece en cero durante toda la secuencia de instrucción e incluso más allá del valor máximo de autocorrelación.
La fig. 6 muestra el valor absoluto de la
amplitud A de la fase \varphi de la salida de los medios 5 de
autocorrelación para la segunda secuencia de instrucción, que
satisface la ecuación s_{k}(t) = -
s_{k-1}(t). En este caso, cada símbolo de
la secuencia de instrucción está invertido en relación con el
símbolo precedente respectivo. La secuencia de instrucción
utilizada en el ejemplo mostrado en la fig. 6 satisface los
parámetros T / T_{s} = 16 y K = 4, de modo que la última muestra
de la secuencia de instrucción es la muestra número 64, en la que
la amplitud A es el valor máximo de la autocorrelación. La fase
\varphi del resultado de la autocorrelación en el valor máximo
de ella, o durante el tiempo en que la secuencia de instrucción
permite una distinción clara con respecto a la primera secuencia de
instrucción mostrada en la fig. 5. A diferencia de la secuencia de
instrucción del ejemplo mostrado en la fig. 5, en el que la fase
\varphi permanece en cero durante todo el tiempo de la secuencia
de instrucción, y más allá del valor máximo de autocorrelación, la
fase \varphi de la secuencia de instrucción del ejemplo mostrado
en la fig. 6, en la que cada símbolo está invertido con relación
al símbolo precedente, muestra una característica de fase
significativamente diferente durante la secuencia de instrucción y
al final de ella, es decir, en la muestra 64. Por tanto, sobre la
base de la información de fase del resultado de la autocorrelación,
puede lograrse una clara diferenciación entre las distintas
secuencias de instrucción, y por tanto entre los diferentes tipos
de trenes de datos. Por tanto, el valor de fase del resultado de la
autocorrelación durante la parte de la secuencia de instrucción
antes del valor máximo de la autocorrelación, o el valor de fase
en el valor máximo de dicha autocorrelación, pueden ser utilizados
para dicha diferenciación.
En las figs. 7 y 8 se muestran dos ejemplos de
medios de reconocimiento 7 para reconocer el tipo de trenes de
datos sobre la base del valor de fase del resultado de la
autocorrelación de la secuencia de instrucción. En el ejemplo
mostrado en la fig. 7, los medios de reconocimiento 7 comprenden
unos medios 16 de subdivisión para dividir el resultado de la
autocorrelación en una parte real y una parte imaginaria, con lo
que la parte real es suministrada a un detector de signo 17 para
detectar el signo de la parte real del resultado (normalizado) de
la autocorrelación. Con ello, la detección del signo de la parte
real del resultado de autocorrelación puede ser considerada como
detección de fase simplificada, ya que el valor del signo de la
parte real es positivo en el caso de que el valor absoluto de la
fase de la parte real sea menor que o igual a \pi/2, y el valor
del signo de la parte real de la salida de la autocorrelación es
negativo si el valor absoluto de la parte real del resultado de la
autocorrelación es menor que \pi pero mayor que \pi/2. Por
tanto, el detector 17 de signo da salida a la información de que la
parte real del resultado de la autocorrelación es positiva o
negativa. Esta información es suministrada a unos medios 18 para
determinar el tipo de los trenes de datos recibidos sobre la base de
la información procedente del detector 17 de signo, y para generar
la correspondiente información de control para ulteriores
operaciones de tratamiento a ejecutar en el dispositivo de
comunicación 1. La estructura de los medios de reconocimiento 7
mostrados en la fig. 7 es sencilla y fácil de ser puesta en
práctica.
El ejemplo de los medios de reconocimiento 7
mostrado en la fig. 8 es más complejo que el ejemplo mostrado en la
fig. 7, ya que dichos medios de reconocimiento 7 de este ejemplo
comprenden medios 19 para detectar la fase del resultado de la
autocorrelación de la secuencia de instrucción, y medios para
comparar la fase detectada con un umbral de fase predeterminado,
para reconocer el tipo del tren de datos recibido. Por tanto, la
fase del resultado de la autocorrelación es determinada con
precisión en los medios de detección 19, y puede ser utilizada
también, por ejemplo, para determinar un desplazamiento de
frecuencia para los datos transmitidos desde otro dispositivo de
comunicación. Por tanto, los medios detectores 19 pueden calcular,
por ejemplo, el ángulo del resultado de la autocorrelación, y
calcular luego el valor de fase a partir del ángulo calculado.
Como puede verse en lo anterior, la presente
invención permite el uso de secuencias de instrucción muy
sencillas en trenes de datos de tipos diferentes, con lo que las
secuencias de instrucción de tipos diferentes pueden ser
construidas de modo muy similar pero aún distinguible en el lado
receptor, de modo que puede ser hecha una distinción entre tráfico
de enlace ascendente y de enlace descendente. Además, los medios 5
de autocorrelación que son utilizados para la detección del valor
máximo de la autocorrelación para el logro de la sincronización,
son utilizados también para distinguir los diferentes tipos de
trenes de datos por medio de su información de fase. Por tanto, la
reutilización de los medios 5 de autocorrelación en las estaciones
de base, así como en terminales móviles del sistema de
comunicación, proporciona un modo fácil y económico de puesta en
práctica.
Claims (13)
1. Un dispositivo de comunicación (1) para
recibir y transmitir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital, con:
- medios receptores (2, 3) para recibir trenes de
datos que incluyen trenes de un primer tipo transmitidos desde un
primer dispositivo de comunicación, y trenes de un segundo tipo
transmitidos desde un segundo dispositivo de comunicación diferente
al primer dispositivo, cuyos dispositivos de comunicación primero y
segundo son una estación de base y una estación móvil,
respectivamente, o una primera y una segunda estaciones móviles,
respectivamente, del sistema de telecomunicación digital, cuyos
trenes del segundo tipo son diferentes a los trenes del primer
tipo, y cuyos trenes del primer tipo comprenden respectivamente
una primera secuencia de instrucción, y dichos trenes del segundo
tipo comprenden, respectivamente, una segunda secuencia de
instrucción diferente a dicha primera secuencia de instrucción,
con lo que las secuencias de instrucción primera y segunda son
elegidas de modo que el resultado de un procedimiento de
autocorrelación en el lado receptor muestre valores de fase
diferentes;
- medios (5) de correlación para
autocorrelacionar los datos de un tren de datos recibido y dar
salida a un resultado de autocorrelación; y
- medios de reconocimiento (7) para reconocer si
un tren de datos recibido es de dichos tipos primero o segundo,
sobre la base de un valor de fase del resultado de la
autocorrelación de la secuencia de instrucción de dicho tren de
datos recibido.
2. Un dispositivo de comunicación (1) para
recibir y transmitir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital de acuerdo con la
reivindicación 1; caracterizado porque:
- dichos medios de reconocimiento (7) comprenden
medios (19) para detectar la fase del resultado de la
autocorrelación de la secuencia de instrucción.
3. Un dispositivo de comunicación (1) para
transmitir y recibir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital de acuerdo con la
reivindicación 2; caracterizado porque:
- dichos medios de reconocimiento (7) comprenden
medios (20) para comparar dicha fase detectada con un umbral de
fase predeterminado, para reconocer el tipo de tren de datos
recibido.
4. Un dispositivo de comunicación (1) para
transmitir y recibir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque:
- dichos medios de reconocimiento (7) comprenden
medios (17) para detectar el valor del signo de la parte real del
resultado de la autocorrelación de la secuencia de instrucción, y
medios (18) para determinar el tipo del tren de datos recibidos,
sobre la base del valor de dicho signo.
5. Un dispositivo de comunicación (1) para
transmitir y recibir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque:
- en dichas secuencias de instrucción primera o
segunda, cada símbolo está invertido en relación con el respectivo
símbolo precedente.
6. Un dispositivo de comunicación (1) para
transmitir y recibir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque:
- todos los símbolos de dichas secuencias de
instrucción primera y segunda, respectivamente, consisten en el
mismo número de muestras, y tienen un valor absoluto idéntico.
7. Un dispositivo de comunicación (1) para
transmitir y recibir trenes de datos de control y de usuario en un
sistema de telecomunicación digital de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque:
- dicho dispositivo de comunicación es un
terminal móvil de dicho sistema de telecomunicación, en el que
dicho tren del primer tipo es un tren de datos de enlace
descendente desde una estación de base, y dicho tren del segundo
tipo es un tren de datos de enlace ascendente procedente de otro
terminal móvil.
8. Un método para distinguir entre trenes de
datos de un primer tipo, transmitidos desde un primer dispositivo
de comunicación, y trenes de datos de un segundo tipo diferente al
primer tipo transmitidos desde un segundo dispositivo de
comunicación diferente al primero, en un sistema de
telecomunicación digital, cuyos dispositivos primero y segundo son
una estación de base y una estación móvil, respectivamente, o unas
estaciones móviles primera y segunda, respectivamente, del sistema
de telecomunicación digital, cuyos trenes del primer tipo
comprenden, respectivamente, una primera secuencia de instrucción,
y dichos trenes del segundo tipo comprenden, respectivamente, una
segunda secuencia de instrucción diferente a la primera secuencia,
y dichas secuencias de instrucción primera y segunda son elegidas
de modo que el resultado del procedimiento de autocorrelación en
el lado receptor muestre valores de fase diferentes, con las
operaciones de:
- recibir un tren de datos;
- autocorrelacionar los datos de dicho tren de
datos recibido, y dar salida a un resultado de la autocorrelación;
y
- reconocer si dicho tren de datos recibido es
del primer tipo o del segundo tipo, sobre la base del valor de fase
del resultado de la autocorrelación de la secuencia de instrucción
de dicho tren de datos recibido.
9. Un método para distinguir entre trenes de
datos de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado
porque:
- dicha operación de reconocimiento comprende la
operación de detectar la fase del resultado de la autocorrelación
de la secuencia de instrucción.
10. Un método para distinguir entre trenes de
datos de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado
porque:
- dicha operación de reconocimiento comprende la
operación de comparar dicha fase detectada con un umbral de fase
predeterminado, para reconocer el tipo de tren de datos
recibido.
11. Un método para distinguir entre trenes de
datos de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado
porque:
- dicha operación de reconocimiento comprende las
operaciones de detectar el valor del signo de la parte real del
resultado de la autocorrelación de la secuencia de instrucción, y
determinar el tipo de tren de datos recibido por medio de dicho
valor del signo.
12. Un método para distinguir entre trenes de
datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11,
caracterizado porque:
- en dicha secuencia de instrucción primera o
segunda, cada símbolo está invertido en relación con el respectivo
símbolo precedente.
13. Un método para distinguir entre trenes de
datos de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado
porque:
- todos los símbolos de dichas secuencias de
instrucción primera y segunda consisten, respectivamente, en el
mismo número de muestras y tienen un valor absoluto idéntico.
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