ES2274283T3 - Medida de potencia de señales cdma recibida utilizando el preprocesamiento de umbral suave despues de la correlacion. - Google Patents
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Abstract
Un aparato (100, 130) para medir la potencia de una señal de acceso múltiple de división de código (CDMA) recibida, que comprende: un dispositivo de medición de nivel de ruido (106, 134) para medir el nivel de ruido de la señal recibida; un dispositivo de control de ganancia automático (106, 136) para determinar la ganancia de la señal recibida; un dispositivo de muestreo (108, 138) para muestrear la seña recibida que produce muestras de señal recibidas; un generador de secuencia (112, 142) que suministra una secuencia de referencia con forma de un código de la seña CDMA recibida; un correlacionador de secuencia (110, 140) para correlacionar las muestras de señal recibidas con la secuencia de referencia, produciendo muestras de señal correlacionadas; un dispositivo de umbral suave (114, 146) que aplica un umbral suave a las muestras de señal correlacionadas para descartar cualesquiera muestras de señal correlacionadas por debajo del umbral suave; y un acumulador (116, 150) para acumular lasmuestras de señal correlacionadas que exceden del umbral suave, produciendo dicho acumulador la medida de potencia de la señal recibida.
Description
Medida de potencia de señales CDMA recibidas
utilizando el preprocesamiento de umbral suave después de la
correlación.
La presente invención se refiere generalmente a
sistemas de comunicación de acceso múltiple de división de código.
En particular, la invención se refiere a medidas de potencia de
señales recibidas en tales sistemas.
La medida de potencia de señales recibidas es
importante en sistemas de comunicación. Estas medidas son utilizadas
para muchos fines, tales como determinar las relaciones entre señal
e interferencia (SIRs), relaciones entre señal y ruido (SNRs),
control de potencia y otras muchas finalidades. Otro uso de estas
medidas es para la búsqueda de células, en las que la unidad de
transmisión recepción sin cable (WTRU) selecciona y sincroniza una
célula particular.
Para ilustrar el uso del modo de dúplex de
división de tiempo (TDD) del sistema (W-CDMA) de
acceso múltiple de división de código de banda ancha ULTRA
propuesto, en la etapa 1 de la búsqueda de célula, la WTRU mide la
potencia de la señal de sincronización primaria. En la etapa 2, la
WTRU mide la potencia de los canales de sincronización secundarios y
en la etapa 3, la WTRU mide la potencia de la secuencia de media
distancia del canal de difusión (BCH). Medidas de potencia
imprecisas durante la búsqueda de una célula podrían conducir a que
la unidad WTRU eligiera una célula no óptima o la posibilidad de una
sincronización de célula no exitosa. Para estos fines, es importante
utilizar medidas precisas de la potencia de señal recibida.
En los sistemas de comunicación de acceso
múltiple de división de código (CDMA), un nivel de potencia de señal
recibida particular es típicamente determinado correlacionando un
vector recibido con un código de la señal particular. El vector
recibido contiene todas las señales transmitidas sobre el espectro
de señal particular junto con el ruido. Dado que la correlación del
código de señal particular con el ruido sólo da lugar a alguna
pequeña correlación, es deseable extraer la componente de ruido de
la señal correlacionada. Para extraer el ruido, las muestras
correlacionadas por debajo de un valor umbral predeterminado son
descartadas como ruido y no son incluidas en la determinación de
potencia de la señal recibida. Aunque esta aproximación mejora la
precisión de la determinación de potencia de la señal recibida, es
deseable incrementar más la precisión.
El documento Donoho D. L.,
"De-noising by
soft-thresholding"M IEEE transactions on
information theory, IEEE Inc., New York, US, vol. 41, nº 3, Mayo
1996, páginas 613-627, expone un método para
reconstruir una función desconocida procedentes de datos de
ruido.
El documento Donoho D. L. et al,
"Threshold selection for wavelet shrinkage of noise data"
Engineering in medicine and biology society 1994, procedente de la
16ª conferencia internacional anual de la IEEE, 3-6
Noviembre de 1994, IEEE, US, 3 de Noviembre de 1994, páginas
A24-A25, expone métodos basados en coeficientes de
"wavelet" para recuperar y/o eliminar el ruido de las señales
observadas en el ruido.
El documento US, 4 182 993 expone un sistema en
el que una señal de salida está referida a una señal de entrada de
acuerdo con una función de ganancia continua que depende del nivel
de umbral establecido.
Se determina una potencia recibida de una señal
de CDMA. Se toman muestras de un espectro asociado con la señal de
CDMA recibida como muestras recibidas, que son después
correlacionadas con un código de señal CDMA. Para las muestras
correlacionadas por debajo de un primer umbral, esas muestras
correlacionadas son procesadas haciendo que sean cero. Para
muestras comprendidas entre el primer umbral y el segundo umbral,
esas muestras correlacionadas son procesadas volviendo a
graduarlos. Las muestras correlacionadas por encima del segundo
umbral pasan sin cambio. El nivel de potencia recibido de la señal
de CDMA recibida es determinado utilizando las muestras
correlacionadas después del procesamiento.
Se tendrá un entendimiento más detallado de la
invención a partir de la siguiente descripción de una realización
preferida, dada a modo de ejemplo y para que se entienda en
combinación con los dibujos adjuntos en los que:
la Figura 1 es un gráfico de una función de
transferencia de umbral severo;
la Figura 2 es un gráfico de una salida de
correlacionador después de utilizar un umbral severo;
la Figura 3a es un diagrama de bloque de un
receptor que contiene un aparato de medida de potencia construido
de acuerdo con la presente invención;
la Figura 3b es un diagrama de bloque de una
realización alternativa de un receptor que contiene un aparato de
medida de potencia construido de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 4a es una carta de flujo de un método
para obtener una medida de potencia de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 4b es una carta de flujo de un método
alternativo para obtener una medida de potencia de acuerdo con la
presente invención;
la Figura 5 es un diagrama de bloque de la
aplicación de umbrales utilizada en el cálculo del RSCP del PCCPCH
en una WTRU de acuerdo con la presente invención;
las Figuras 6a y 6b son gráficos de funciones de
transferencia de umbral suave de acuerdo con la presente
invención;
las Figuras 7a y 7b son gráficos de salidas de
correlacionador después de utilizar umbrales suaves; y
la Figura 8 es un diagrama de medida de tiempo
de las medidas PCCPCH RSCP tomadas de acuerdo con la presente
invención.
En lo que sigue, una WTRU incluye, pero no se
limita a, un equipo de usuario, una estación de móvil, una unidad
de subscriptor de móvil, un localizador, o cualquier otro tipo de
dispositivo capaz de funcionar en une medio inalámbrico. En lo que
se refiere a continuación, una estación de base incluye, pero no se
limita a, una estación de base, un Nudo-B, un
controlador de lugar, un punto de acceso u otro dispositivo de
interfaz en un medio inalámbrico.
En un sistema CDMA, hay retrasos de tamaño de
ventana (WS) que salen de los correlacionadores, y bajo los métodos
existentes estas salidas son evaluadas con relación a un umbral
severo antes de sumarlas en la medida de potencia total. El umbral
severo puede ser bastante basto como para hacer una medida de
potencia buena y estable. La Figura 1 es un gráfico de una función
de transferencia para un umbral severo. Como se muestra en la
Figura 1, la ganancia alcanza repentinamente un pico cuando el valor
de entrada excede el umbral severo. La Figura 2 muestra un gráfico
de una salida de correlacionador cuando el algoritmo basado en el
umbral severo es aplicado. Como se muestra en la Figura 2, el
gráfico tiene ganancia unidad (pendiente = 1= para la mayor parte
de la curva; sin embargo, debido al umbral severo, la salida será
cero en niveles de entrada de señal bajos.
La razón para considerar un umbral suave es que
existen dificultades para establecer el umbral severo correcto para
los algoritmos actuales, como se ilustra mediante los cambios
bruscos en los gráficos de las Figuras 1 y 2. Debido a las
correlaciones transversales de media distancia impredecibles que
pueden ocurrir ente las células, a veces un lóbulo lateral puede
ser empujado debajo del umbral y puede no ser considerado en la
suma de potencia. La disposición del lóbulo lateral depende de si
los términos de correlación cruzada se suman a la potencia real o
se restan de la potencia real en cualquier retraso dado. Las
correlaciones transversales son vectores, de manera que pueden
añadirse o restarse dependiendo de la relación de fase entre la
señal deseada y los términos de correlación transversal. Esto hace
que la medida de potencia sea altamente variable, dependiendo de
las propiedades de correlación transversal del conjunto específico
de medias distancias en uso en el momento.
El efecto de trayectoria múltiple introduce
también algunas variaciones significativas, que pueden empujar a
los lóbulos laterales encima o debajo del umbral severo. Otra fuente
de variabilidad es el momento del muestreo, Incluso aunque las
muestras estén siendo tomadas en 2x, la desviación relativa al pico
real de capa chip se desconoce. Por lo tanto, algunos de las
muestras se pueden incluir en la suma si están por encima del
umbral severo, y otras muestras se pueden excluir si caen por
debajo del umbral severo. Esta determinación depende de la relación
exacta entre el reloj de muestreo de chip y el reloj de chip de
transmisor. Con un umbral suave, el efecto de varias correlaciones
transversales y trayectoria múltiple será menos dramático, aunque el
efecto deseado de filtrado fuera del suelo de ruido todavía se
conseguiría.
La Figura 3a muestra un receptor 100 que incluye
un aparato de medida de potencia construido de acuerdo con la
presente invención. Una antena 102 recibe una señal transmitida, que
es hecha pasar al dispositivo de medida de nivel de ruido 104 y a
un controlador de ganancia automático (AGC) 106. El AGC 106 produce
una señal de control de ganancia que es enviada a un dispositivo de
muestreo 106 y a un dispositivo de umbral severo 114. El
dispositivo de muestreo 108 produce un vector recibido r que
es hecho pasar a un correlacionador de secuencia 110 que
correlaciona el vector r con una secuencia de la señal que va
a ser medida. Un generador de secuencia 112 suministra la secuencia
de referencia con la que la señal recibida es correlacionada.
El dispositivo de umbral suave 114 recibe la
señal correlacionada del correlaccionador 110, el valor de control
de ganancia procedente del AGC 106, y la medida de nivel de ruido
procedente del dispositivo de medición de ruido 104 como salida. El
dispositivo de umbral suave 114 envía un valor de umbral suave
basado en el nivel de ruido medido y el valor de control de
ganancia. El dispositivo de umbral suave 114 aplica entonces el
valor de umbral suave a la señal correlacionada, descartando
cualesquiera señales correlacionadas que están por debajo del valor
de umbral suave. Un acumulador 116 acumula las señales
correlacionadas que exceden el valor umbral suave durante un periodo
deseado y produce una medida de potencia 118 de la señal
deseada.
La Figura 3b muestra una realización alternativa
de un receptor 130 que incluye un aparato de medida de potencia de
acuerdo con la presente invención. Una antena 132 recibe una señal
transmitida, que pasa a un dispositivo de medida de nivel de ruido
134 y un controlador de ganancia automática (AGC) 136. El AGC 136
produce una señal de control de ganancia que es enviada a un
dispositivo de muestreo 138 y un dispositivo de umbral suave 146.
El dispositivo de muestreo 138 produce un vector recibido r
que pasa a un correlacionador de frecuencia 140 que correlaciona el
vector r con una secuencia de la señal que va a ser medida.
Un generador de secuencia 142 suministra la secuencia de referencia
respecto a la cual la señal recibida es correlacionada. Un
dispositivo de graduación de nivel de ruido 144 recibe la señal
correlacionada y una medida de nivel de ruido como entrada y salida
una señal correlacionada graduada.
El dispositivo de umbral suave 146 recibe la
señal correlacionada graduada procedente del dispositivo de
graduación de nivel de ruido 144 y el valor de control de ganancia
procedente del AGC 136 como entrada. El dispositivo de umbral suave
146 envía un valor de umbral suave basado en el valor de control de
ganancia. El dispositivo de umbral suave 146 aplica entonces el
valor de umbral suave a la señal correlacionada graduada,
descartando cualesquiera señales correlacionadas que estén por
debajo del valor de umbral suave. Un dispositivo de desgraduación
de nivel de ruido 148 recibe las señales correlacionadas que exceden
el valor de umbral suave y las medidas de nivel de ruido como
entradas y da salida a un resultado desgraduado que utiliza el nivel
de ruido medido. Un acumulador 150 acumula los valores desgraduado
durante un periodo deseado y produce una medida de potencia 152 de
la señal deseada.
La Figura 4 es una carta de flujo de un método
200 para obtener una medida de potencia de acuerdo con la presente
invención. El método 200 empieza por recibir una señal sobre un
espectro de frecuencia de una señal que va a ser medida (etapa
202). Un control de ganancia es aplicado a la señal recibida para
producir un valor de control de ganancia (etapa 204). La señal
recibida es muestreada, produciendo un vector r (etapa 206).
La señal recibida es entonces correlacionada con una secuencia de
la señal que va a ser medida (etapa 208). Un nivel de ruido de la
señal recibida es medido (etapa 210). Los resultados correlacionados
son entonces procesador con un valor de umbral suave que es enviado
utilizando el nivel de ruido medido y el valor de ganancia (etapa
212). Los resultados procesados, correlacionados son acumulados
durante un periodo de tiempo deseado para producir una medida de
potencia de la señal deseada (etapa 214).
La Figura 4b es una carta de flujo de un método
alternativo 230 para obtener una medida de potencia de acuerdo con
la presente invención. El método 230 empieza recibiendo una señal
sobre un espectro de frecuencia de una señal que va a ser medida
(etapa 232). Un control de ganancia esa aplicado a la seña recibida
para producir un valor de control de ganancia (etapa 234). La señal
recibida es muestreada, produciendo un vector r (etapa 236).
La señal recibida es entones correlacionadas con una secuencia de la
señal que va a ser medida (etapa 238). Un nivel de ruido de la señal
recibida es medido (etapa 240).
El resultado correlacionado es entonces graduado
en base al nivel de ruido medio (etapa 242). Los resultados
graduados son entonces procesador con un valor de umbral suave que
es enviado utilizando el valor de ganancia (etapa 244). Los
resultados procesador, correlacionados son desgraduados utilizando
el nivel de ruido medido (etapa 246). Los resultados desgraduados
son acumulador durante un periodo de tiempo deseado para producir
una medida de potencia de la señal deseada (etapa 248).
El resto de la exposición se refiere a una
muestra específica de una realización de la presente invención
descrita con relación a la etapa de búsqueda de célula 3. Haciendo
referencia a la Figura 5, el método 300 para obtener una medida de
potencia de acuerdo con la presente invención generalmente opera
como sigue; los detalles relacionados con cada etapa del método 300
se expondrán a continuación. Un midámbulo es capturado (bloque 302)
y es correlacionado sobre una ventana de deslizamiento de un tamaño
predeterminado (bloque 304). Las correlaciones se promedian sobre N
muestras, y son graduadas por la pérdida de AGC (bloque 306). El
ruido en el sistema es estimado mediante una función de raíz
cuadrática media utilizando los chips de números par (bloque 308), y
se obtiene una media de N muestras (bloque 310). Los umbrales suaves
superior e inferior están determinados (bloque 312) y son
utilizados para extraer de ruido medio de RMS de las muestras
correlacionadas (bloque 314). Las muestras libres de ruido son
elevadas al cuadrado y sumadas (bloque 316). Por último, los
resultados de las muestras de chips impares y pares son sumados y
multiplicados por varios factores de graduación para determinar el
valor RSCP (bloque 318).
El método 300 es preferiblemente utilizado para
medir la potencia de las señales recibidas desde las estaciones de
base del CDMA, aunque se puede utilizar para medir el nivel de
potencia de otras señales. Por ejemplo, en una aplicación de
sistema UMTS, esta medida se llama Potencia de Código de Señal
Recibida de PCCPCH, que es la potencia recibida en el canal físico
de control común primario (PCCPCH) de su propia célula o de una
célula vecina. El punto de referencia para el RSCP es el conector
de antena en la unidad de transmisión/recepción sin cable
(WTRU).
La señal utilizada para la entrada al método 300
es preferiblemente la señal recibida en el PCCPCH desde el receptor
RF después de la conversión a la banda base. La información de
control preferida es el número de ranura del PCCPCH, la posición de
inicio de la media distancia en la ranura, el parámetro de célula
ID, y la selección impar/par de número de unidad de información de
serie (SFN). Preferiblemente, la señal recibida es la proximidad de
la media distancia de PCCPCH es capturada cada cinco unidades de
información. Estas señales capturadas son procesadas durante un
periodo de 20 unidades de información. Un nuevo valor de PCCPCH RSCP
es determinado al final de este periodo de 20 unidades de
información.
Para la célula objetivo, el PCCPCH RSCP puede
ser medido mediante correlación cruzada las muestras de media
distancia de baliza con relación a la réplica almacenada de la
media distancia, m^{(1)}, del PCCPCH de la célula objetivo
(bloque 304). La potencia de PCCPCH y la baliza están
relacionadas.
Las medidas de las células vecinas sólo pueden
realizarse después de que la búsqueda de célula inicial complete la
estabilización y lea la lista vecina del BCH, y una búsqueda de
célula periódica confirme y localice las vecinas. Las medidas de
RSCP se puede después hacer para hasta seis vecinas seleccionadas
dentro del periodo de medida de 200 ms (el requisito de 200 ms se
aplica sólo a los estados CÉLULA_DCH y CÉLULA_FACH).
Los siguientes procedimientos basados en la
etapa de búsqueda de célula 3 son utilizados para reunir los
requisitos de medida. La incertidumbre en el tiempo de señal
recibida, causada por la extensión de retraso de trayectoria
múltiple y los errores de sincronización del Nudo-B,
requiere del uso de medida de RSCP dentro de una ventana. Se supone
que la búsqueda de célula periódica ha sido previamente utilizada
para localizar la célula que va a ser medida, y por tanto la
incertidumbre debida al retardo de propagación no es un factor.
Considerando los errores de sincronización de
Nudo-B en el pero caso y añadiendo una ventana de
extensión de múltiple trayectoria de 57 chips, la medida de RSCP no
se puede reducir para buscar en 227 chips, cubrir 50 chips delante y
17 chips detrás de la localización de su propia célula (esto
incluye 57 chips extra para la operación de diversidad de
transmisión de soporte: 120+57=177). Esta ventana captura la mayoría
de los componentes de trayectoria múltiple significativos desde la
antena 1 y la antena 2 (en diversidad de transmisión). De este modo,
2 x (512+50+177) = 1478 I e 1478 Q muestras que son recogidas
durante el periodo de baliza, en el que el tamaño de media distancia
es de 512 chips.
La etapa de buscar la célula 3 realiza
correlaciones de 170 512 chips para cuatro códigos distorsionadores
dentro de la mitad de una unidad de información antes de recoger las
siguientes muestras. Los valores procedentes de cada ranura son
integrados en cuatro unidades de información antes de la detección
final. Se necesita un total de 4 x 340 = 1360 posiciones de
memoria. La búsqueda de las células vecinas requiere que 32 células
(64 códigos con pares ID de parámetro de célula impar/par) sean
buscadas en 227 chips (incluyendo los chips extra para la
diversidad de transmisión), o 454 muestras. La búsqueda se repite
cuatro veces con 200 ms cada búsqueda.
Las medidas de RSCP requieren siete códigos, en
lugar de 4. Las correlaciones se realizan utilizando seis códigos
de células vecinas y el código de célula de servicio, con cuatro
muestras que se toman cada 200 ms. Las correlaciones utilizan la
simulación coherente sobre todos los 512 chips. El tiempo total para
la búsqueda de célula vecina y las medidas de RSCP es de 16
unidades de información y cuatro unidades de información,
respectivamente, para un total de 20 unidades de información, lo
cual satisface los requisitos de 200 ms.
Un perfeccionamiento adicional es el filtrado de
L1, que se utiliza para conseguir diversidad de tiempo con relación
a la atenuación y se mostró eficaz en suavizar la atenuación
exterior basada en la simulación. El filtrado de L1 se realiza como
sigue. Una vez cada cinco unidades de información en un periodo de
20 unidades de información (200 ms), un impulso de media distancia
es almacenado y correlacionado. Estos cuatro resultados de
correlación en el periodo de 200 ms son entonces promediados juntos
antes de que el procesado posterior sea aplicado. Los resultados
de las medidas de RSCP para seis células vecinas y de servicio son
reportados a capas mayores cada 50 ms. Un método de ventana
deslizante o promedio de movimiento, se utiliza con un tamaño de
ventana deslizante de 200 ms lo cual corresponde al periodo de
medida.
Después de completar la correlación/búsqueda,
se utiliza una estimación de ruido para establecer un umbral que
después es utilizado para separar el ruido de las muestras deseadas.
Es ruido es promediado sobre 30 unidades de información en el
periodo de medida de 200 ms. Sólo cuatro de las 20 unidades de
información se utilizan para calcular el ruido estimado, es decir,
es utilizada cada quinta unidad de información. Sólo muestras pares
de chip son utilizadas en la estimación de ruido (bloques 308, 310).
Se ha de observar que las estadísticas de ruido para las muestras
impares y pares son las mismas.
Se ha de notar que el equilibrio de media
distancia SFN impar/par se consigue inherentemente mediante el uso
de un separador de unidad de información de longitud impar de 50 ms,
junto con el uso de cuatro muestras en el promedio de movimiento.
Los términos de error de correlación cruzada que ocurren en unidades
de información SFN pares tienen diferente valor que aquellos que
ocurren en las unidades de información de SFN impares, y este
método promedia el error entre las unidades de información impares y
pares de SFN.
La correlación de la media distancia preferida
(bloque 304) se realiza sobre el tamaño de ventana de entrada WS
como sigue:
Ecuación
(1)|y(i)|=
\left|\sum\limits^{511}_{j=0}[x(i+j).m^{(1)\text{*}}(j)]\right.
\newpage
en donde |y(i)|
es la magnitud de la correlación de media distancia que va a ser
almacenada (una serie de longitud WS), en donde la multiplicación es
compleja, m^{(1)\text{*}} es el conjugado complejo de la media
distancia de parámetro de célula m^{(1)}, y donde 0\leqi<WS.
WS normalmente es 227 chips. La variable de datos x está comprendida
entre x(0), que está situada en el punto de inicio de la
media distancia menos WSL chips, hasta x(511+WS). Por lo
tanto, se realizan un total de 227 (=WSL+WRS =WS) correlaciones.
Para soportar la diversidad de transmisión, el tamaño de ventana
total se aumentó de 170 chips a 227 chips, en lugar de
correlacionar con relación a m^{(2)}; esto se puede hacer debido
a la mayoría de la energía procedente de la antena 2 aparece 57
chips más tarde en el correlacionador de
m^{(1)}.
m^{(1)}.
El valor absoluto en la Ecuación (1) es
calculado (aproximado) como sigue:
Ecuación
(2)|x|=max(|I|,|Q|)+min(|I|,|Q|)/2
en donde I y Q son,
respectivamente, los componentes en fase y cuadratura. Este método
de aproximación se refiere como aproximación L+S/2. Una media de
error \mu, de 0,7 dB está asociado con esta aproximación de valor
absoluto y debe ser restado, como se expone a continuación. Dado
que este error es constante, se puede tener en cuenta al final de
todos los cálculos junto con la otra corrección constante (es decir,
la corrección de pérdida Está-
tica).
tica).
El cálculo de promedios de movimiento preferido
(bloque 306) se realiza como sigue. El valor x es la suma de la
energía de correlación de las cuatro muestras de promedio de
movimiento (el promedio se hace antes de que se aplique el umbral),
como sigue en la siguiente ecuación:
Ecuación
(3)z(i)=\frac{1}{4}\sum\limits^{4}_{n=1}AGC
\_pérdida_{n}.|y(i)|
en dónde 0\leqi<WS,
AGC_pérdida es el antilogaritmo del valor logarítmico del
establecimiento de ganancia AGC que es actualizado sobre una base
de frecuencia de unidad de información, y n es el numero de unidad
de información. El valor z resultante es una serie de valores WS,
que después pasa a la función de procesamiento para extraer el ruido
mediante el uso del establecimiento de umbral (bloque
314).
El cálculo de ruido preferido (bloques 308, 310)
es un promedio directo de movimiento de cuatro unidades de
información de las magnitudes de los puntos de datos sobre el rango,
que empieza en los chips WSL antes del punto de inicio de la media
distancia en el extremo de los chips 512+WSR a la derecha del punto
de inicio de la media distancia. La ecuación se escribe como
sigue:
Ecuación
(4)ruido =
\frac{1}{4.N}\sum\limits^{4}_{n=1}(AGC\_pérdida.\sum\limits^{N}_{i=0}|x(i)|)
en donde n es el número de unidad
de información y
N=512+WS.
El cálculo de umbral preferido y el
procedimiento de extracción de ruido es como sigue. Dos valores de
umbral, uno superior y uno inferior, son calculados multiplicando
el valor de ruido por dos constantes predeterminadas, ALFA_SUPERIOR
y \alpha, respectivamente (bloque 312). En una realización
preferida, ALFA_SIPERIOR= 200 y \alpha = 78. Los dos cálculos se
escriben como sigue:
Ecuación
(5)Umbral_superior =
ruido*ALFA_SUPERIOR
- Umbral_inferior = ruido*\alpha
- Ecuación (6)
Para extraer el ruido, las magnitudes de los
valores correlacionados son puestas a cero si son menores que
Umbral_inferior, no se cambian si exceden del Umbral_superior, y son
graduadas como se muestra más adelante si caen en algún lugar entre
ellos (bloque 314). La lógica se muestra como sigue:
\hskip45mmif z(i) < Umbral_inferior, then z_{nueva}(i) = 0,
\hskip45mmelse if z(i) \geq Umbral_inferior, then z_{nueva}(i) = z(i)
\hskip45mmelse z_{nueva}(i) = (z(i)-Umbral_inferior)*pendiente*z(i),
en donde pendiente =
1,0/(Umbral_superior-Umbral_inferior) y
0\leqi<WS.
\newpage
El valor de RSCP_suma es la suma de la energía
de correlación después de que el ruido ha sido extraído por el
establecimiento de umbral suave. Las trayectorias restantes son
elevadas al cuadrado y sumadas juntas (bloque 316), como sigue:
Ecuación
(7)RSCP\_suma =
\sum\limits^{WS-1}_{i=0}|z(i)|^{2}
El procesado aritmético descrito anteriormente
es genérico con respecto al sobremuestreo. Todas las ecuaciones
procesan tanto componentes de muestra de chip pares como impares,
separadamente, hasta esta parte del algoritmo. Dado que el
sobremuestreo es parte del diseño de realización estándar, las
corrientes de datos de muestra de chips pares e impares siempre
estarán presentes. El algoritmo de búsqueda vecino proporciona el
algoritmo de RSCP con el parámetro correcto SFN impar o par para
cada un de los seis vecinos que se van a medir, de manera que el SFN
impar/par no tiene que ser determinado dentro del algoritmo de
RSCP.
Los valores RSCP_suma_{par} y
RSCP_suma_{impar}, es decir, lo acumulados impares y pares son
añadidos juntos. Por lo tanto, el valor de RSCP final que va a ser
notificado es RSCP_Medidas (bloque 318) y viene dado como sigue:
Eq.
(8)RSCP\_Medidas =
\beta\cdot(RSCP\_suma_{par}+RSCP\_suma_{impar})\cdot
Estática\_pérfida^{2}
en donde \beta es un factor de
escala basado en simulaciones de las desviaciones de temporización
de chip de mejor y pero situación. En una realización preferida
\beta =
0,573.
Se utiliza un umbral suave para determinar cómo
los componentes de salida del correlacionador han de ser medidos
dentro de la medida de potencia total. Las Figuras 6a y 6b muestran
cómo un umbral suave se puede aplicar a las salidas de
correlacionador. La región de transición es lineal en la Figura 6a;
es decir tiene una línea inclinada. Una curva exponencial puede
tener mejor rendimiento a costa de una complejidad potencialmente
más alta, como se muestra en la Figura 6b.
En una realización alternativa, la tabla de
consulta se puede utilizar para crear una variación cuantificada de
cualquier función de transferencia deseada y básicamente funciona
como sigue. Un valor de ganancia es consultado en la tabla basada
en el valor de señal de entrada. La señal de entrada es multiplicada
por ese valor para aplicar el umbral suave, después estos valores
son sumados juntos para determinar la potencia total.
Otra forma de ver la función de umbral suave es
tratarla como un dispositivo de procesamiento/ganancia no lineal
con las siguientes funciones de transferencia. La entrada al
dispositivo es la magnitud de las salidas del correlacionador en
cada retraso. La salida tiene el umbral aplicado a ella. Las Figuras
7a y 7b son gráficos que representan la salida de los
correlacionadores que aplican umbrales suaves, con un ejemplo de
curva de dos segmentos y un ejemplo de curva de tres segmentos,
respectivamente. Se observa que los quiebros de estas curvas están
basados en el valor de ruido medido. Este todavía es un umbral
basado en ruido, pero la forma de la función de umbral está
suavizada; por lo tanto, las posiciones de los quiebros no son
estáticas. Puede ser difícil realizar físicamente un bloque con una
curva que se mueva alrededor dinámicamente, de manera que una forma
de realizar el umbral suave es tomar el valor de entrada y graduarlo
previamente mediante la recíproca del nivel de ruido medio. Después
la forma de la curva sería estática e independiente del nivel de
ruido medio. Sin embargo, el lado de salida requeriría una
multiplicación adicional por el nivel de ruido medios para restar el
nivel de señal original.
Para llevar a cabo los requisitos de
temporización de estado de CÉLULA_DHC en los estándares SGPP, es
decir, con respecto al tiempo permitido para buscar a través de los
32 vecinos (800 ms), y el tiempo permitido para hacer seis medidas
de RSCP de célula vecina (200 ms), bajo la obligación de un número
limitado de correlacionadores disponibles del hardware de búsqueda
de célula, la temporización de las operaciones como se muestra en la
Figura 8 es preferida. La temporización está dividida en dos
tareas: una tarea de detección y una tarea de medición. La tarea de
detección mide el RSCP de hasta 32 vecinos en la lista de vecinos en
un periodo de medida de 80 ms y a continuación determina los seis
vecinos más fuertes. La tarea de medición mide el RSCP de estos seis
vecinos más fuertes y la célula de servicio activa, en un periodo de
medida de 200 ms.
La tarea de detección toma una instantánea de la
señal recibida, especialmente la media distancia PCCPCH sobre el
tamaño de la ventana de 227 chips, una vez cada 200 ms. Durante el
mismo periodo de 200 ms, la tarea de medición toma cuatro
instantáneas separadas cinco unidades de información. Durante la
primera unidad de información de un periodo de 200 ms, la tarea de
medición utiliza todos los correlacionadores. Después durante las
cuatro siguientes unidades de información, la tarea de detección
utiliza los correlacionadores. Este uso alternante de los
correlacionadores se repite varias veces en el periodo de 200 ms. Al
final de cuatro de estos periodos de 200 ms, la tarea de detección
toma los cuatro resultados (de las cuatro instantáneas en los
anteriores 800 ms), los promedia, y después elige los seis vecinos
más fuertes. Un método de ventana de deslizamiento (es decir,
promedio de movimiento) se utiliza, así el conjunto de seis vecinos
más fuertes es actualizado por la tarea de detección cada 200
ms.
\newpage
La tarea de medición hace entonces medidas en
estos seis vecinos más fuertes e informe de su nivel de potencia
periódicamente, cada 50 ms. Informa de la potencia de los mismos
seis vecinos para cuatro periodos de medida consecutivos de 50 ms,
y después continua informando de la potencia del conjunto más nuevo
de seis vecinos más fuertes, después el conjunto de seis vecinos
más fuertes es actualizado por la etapa de detección. Este proceso
se repite indefinidamente mientras se esté en el estado
CÉLULA_DCH.
La realización real de la tarea de detección
utilizará las instantáneas que son utilizadas por la tarea de
medición, que son tomadas una vez cada 50 ms, en lugar de cada 200
ms. Esto reduce los requisitos de memoria debido a que las
instantáneas que tendrían que ser tomadas por la tarea de detección
no necesitan ser retenidas durante 200 ms. Existe una diferencia
menor en el funcionamiento cuando se utiliza esta alternativa, a
saber que las correlaciones en la tarea de detección para todas las
32 células no son realizadas en la misma instantánea. Sin embargo,
debido a la ventana de larga duración sobre la cual son promediadas
las medidas, no se espera diferencia en el rendimiento.
Aunque esta invención se ha mostrado y descrito
particularmente con referencia a las realizaciones preferidas, se
entenderá por los expertos en la técnica que se pueden hacer
diversos cambios en la forma y detalles sin que se salgan d el campo
de la invención como está descrita en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (5)
1. Un aparato (100, 130) para medir la potencia
de una señal de acceso múltiple de división de código (CDMA)
recibida, que comprende:
un dispositivo de medición de nivel de ruido
(106, 134) para medir el nivel de ruido de la señal recibida;
un dispositivo de control de ganancia automático
(106, 136) para determinar la ganancia de la señal recibida;
un dispositivo de muestreo (108, 138) para
muestrear la seña recibida que produce muestras de señal
recibidas;
un generador de secuencia (112, 142) que
suministra una secuencia de referencia con forma de un código de la
seña CDMA recibida;
un correlacionador de secuencia (110, 140) para
correlacionar las muestras de señal recibidas con la secuencia de
referencia, produciendo muestras de señal correlacionadas;
un dispositivo de umbral suave (114, 146) que
aplica un umbral suave a las muestras de señal correlacionadas para
descartar cualesquiera muestras de señal correlacionadas por debajo
del umbral suave; y
un acumulador (116, 150) para acumular las
muestras de señal correlacionadas que exceden del umbral suave,
produciendo dicho acumulador la medida de potencia de la señal
recibida.
2. El aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el que dicho umbral suave es derivado desde la ganancia de la
señal recibida y el nivel de ruido de la señal recibida.
3. El aparato de acuerdo con la reivindicación
1, que además comprende
un dispositivo de graduación de nivel de ruido
(144) para graduar la medida de nivel de ruido obtenida de dicho
dispositivo de medición de nivel de ruido; y
un dispositivo de desgraduación de nivel de
ruido (148) conectado entre dicho dispositivo de umbral suave y
dicho acumulador, y dicho dispositivo de desgraduación de nivel de
ruido que desgradúa las muestras de señal correlacionadas procesadas
utilizando la medida de nivel de ruido.
4. Un método para medir la potencia de una señal
de acceso múltiple de división de código (CDMA) recibida, que
comprende las etapas de:
aplicar (etapa 104, 234) un control de ganancia
a la señal recibida para producir un valor de control de
ganancia;
muestrear (etapa 206, 236) la señal recibida
para producir muestras de señal recibidas
correlacionar (etapa 208, 230) las muestras de
señal recibidas con una secuencia con la forma de un código de la
señal CDMA recibida;
medir (etapa 210, 240) un nivel de ruido de las
muestras de señal recibidas;
generar (etapa 212, 244) un valor de umbral
suave utilizando el valor de control de ganancia y el nivel de ruido
medido;
aplicar (etapa 212, 244) el valor de umbral
suave a las muestras de señal correlacionadas para descartar
cualesquiera muestras de señal correlacionadas por debajo del umbral
suave; y
acumular (etapa 214, 248) las muestras de señal
correlacionadas que exceden del umbral suave sobre un periodo de
tiempo deseado, por lo que se obtiene la medida de potencia de la
señal recibida.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
que además comprende;
antes de aplicar el umbral suave, graduar (etapa
242) las muestras de señal correlacionadas en base al nivel de ruido
medido; y
desgraduar (etapa 246), utilizando el nivel de
ruido medido, las muestras de señal correlacionadas que resultan de
la etapa de aplicar el umbral suave.
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