ES2293423T3 - Metodo y dispositivo para proporcionar informacion de temporizacion en un sistema de comunicaciones inalambrico. - Google Patents

Abstract

Un método para proporcionar información de temporización a una señal transmitida recibida en un sistema de comunicaciones inalámbrico, comprendiendo el método: - entregar (10, 12) una señal (<C>) de instrucción relacionada con una parte conocida de la señal transmitida, cuya señal de instrucción comprende valores (c[.]) de instrucción complejos con una parte real y una parte imaginaria, caracterizándose el método porque comprende: - cuantificar la señal (16) de instrucción, haciéndose corresponder cada uno de los valores de instrucción complejos con un valor de cuantificación, siendo igual a cero, al menos, la parte real o la parte imaginaria del valor de cuantificación. - correlacionar (20) una o más partes de la señal transmitida recibida con la señal (<C5>) de instrucción cuantificada, con objeto de obtener uno o más resultados (C[.]) de correlación; y - determinar (22) la información (kC64) de temporización sobre la base de los resultados de la correlación.

Description

Método y dispositivo para proporcionar información de temporización en un sistema de comunicaciones inalámbrico.

Antecedentes de la invención Campo técnico

La invención se refiere a un método y un dispositivo para proporcionar información de temporización en un sistema de comunicaciones inalámbrico, y, más concretamente, a la sincronización eficaz de la temporización sobre la base de una señal transmitida, parte de la cual es conocida en el lado receptor.

Descripción de la técnica anterior

La provisión de información de temporización es una característica esencial de los sistemas de comunicaciones inalámbricos que permite garantizar la sincronización entre los componentes de sistemas distribuidos. En casi todos los sistemas de comunicaciones inalámbricos la información de temporización se obtiene a partir de una señal transmitida analizada en un lado de recepción.

En lo que sigue, se describe, de manera ilustrativa, un enfoque para obtener información de temporización, a partir de una señal de entrada, en sistemas de comunicaciones inalámbricos que funcionen conforme al Multiplexado ortogonal por división de frecuencia (OFDM).

El OFDM consiste en un esquema de modulación de múltiples portadoras especialmente adecuado para canales de transmisión muy selectivos en frecuencia, tales como los canales típicos de sistemas de comunicaciones móviles o de transmisión de alta velocidad por cable a través de hilos de cobre. Los canales muy selectivos en frecuencia se caracterizan por respuestas de impulsos sustancialmente más largas que un intervalo de muestra. Por tanto, cada muestra recibida en un dominio de banda de base digital consiste en una superposición de varias muestras transmitidas, ponderadas mediante los respectivos coeficientes de canal. Ello significa que los canales muy selectivos en frecuencia están sometidos a interferencias entre muestras.

El principio del OFDM para combatir la interferencia entre símbolos consiste en dividir el ancho de banda total del canal en partes sustancialmente más pequeñas, es decir, subcanales. Una secuencia de muestras a transmitir se combina para formar un único símbolo OFDM y se transmite, en paralelo, por estos subcanales. Por tanto, un solo símbolo OFDM usa todos los subcanales en paralelo. De acuerdo con el OFDM, las señales transmitidas por los subcanales son ortogonales entre sí. Puesto que la duración de un símbolo OFDM es muy superior a la del intervalo de muestra, se reduce en gran medida la interferencia entre símbolos.

Con objeto de reducir más la interferencia entre símbolos, se introduce, usualmente, un intervalo de seguridad entre dos símbolos OFDM que tengan que ser transmitidos consecutivamente. Si la longitud del intervalo de seguridad excede a la longitud de la respuesta de impulsos del canal, no se produce interferencia entre símbolos residual. Además, si el intervalo de seguridad está constituido por una parte repetida de una señal, por ejemplo, un prefijo cíclico, resulta posible una ecualización muy sencilla de los canales selectivos en frecuencia en el dominio de las frecuencias.

Pero como el uso de un intervalo de seguridad da lugar a más encabezado de transmisión, la longitud del intervalo de seguridad se selecciona, habitualmente, de modo que la interferencia entre símbolos no se elimine totalmente. Preferiblemente, se acomodan en el intervalo de seguridad, solamente, las principales contribuciones de los canales típicos y se tolera la interferencia entre símbolos residual.

Un receptor OFDM tiene que sincronizar las subportadoras antes de desmodularlas. La función de la sincronización consiste en determinar una temporización óptima con objeto de minimizar los efectos de la interferencia entre símbolos. Por tanto, para la sincronización, tiene que preverse información de temporización que permita determinar el instante de temporización óptimo.

En la técnica se conocen distintos enfoques de sincronización. La mayor parte de estos enfoques se basan en el tratamiento de partes repetidas de una señal transmitida. Usualmente, las partes repetidas de una señal están situadas en posiciones predefinidas de un denominado preámbulo de repetición. Un ejemplo de sincronización de sistemas OFDM basada en un preámbulo de repetición se describe en el documento de M. Speth, F. Classen y H. Meyr, "Frame synchronization of OFDM systems in frequency selective fading channels" ("Sincronización de tramas de sistemas OFDM en canales con desvanecimiento selectivo en frecuencia"), VTC de 1.997, Phoenix (EE.UU.).

En un receptor OFDM se trata la corriente de muestras recibida con objeto de identificar la parte repetida de la señal. En el documento de S. Müller-Weinfurtner "On the optimality of metrics for coarse frame synchronization in OFDM: A comparison" ("Sobre el comportamiento óptimo de los sistemas de medición para la sincronización aproximada de tramas en OFDM: Una comparación"), PIMRC de 1.998, Boston (EE.UU.), se describen, de modo ilustrativo, distintos sistemas de medición para detectar preámbulos de repetición con fines de sincronización. Estos sistemas de medición hacen uso, solamente, de la naturaleza cíclica de la parte repetida de una señal, pero no de su contenido real.

Un método de sincronización que explota realmente el contenido de la estructura repetida de una señal se conoce a través del documento de R. van Nee y R. Prasad "OFDM for wireless multimedia communications" ("OFDM para comunicaciones multimedia inalámbricas"), Artech House, año 2.000. De acuerdo con este método de sincronización, se adopta un enfoque de filtro adaptado para lograr una sincronización óptima de la temporización OFDM en un entorno de múltiples trayectorias. Durante el filtrado adaptado se usa una señal OFDM especial de instrucción obtenida de una parte de la señal transmitida cuyo contenido de datos sea conocido por el receptor. En el filtro adaptado, se correlaciona una señal transmitida recibida con la señal OFDM de instrucción conocida. La señal resultante de salida del filtro adaptado comprende máximos de correlación, a partir de los cuales puede obtenerse información de temporización y desplazamiento de frecuencias.

Los valores de toma del filtro usados durante el filtrado adaptado se obtienen a partir de los valores de instrucción comprendidos en la señal OFDM de instrucción conocida. De acuerdo con un primer enfoque, los valores de toma del filtro son iguales a los valores de instrucción transmitidos. De acuerdo con un segundo enfoque, los valores de toma del filtro se obtienen, por cuantificación, a partir de los valores de instrucción. La cuantificación disminuye la complejidad global del filtro adaptado puesto que, de ese modo, las multiplicaciones necesarias para las operaciones de correlación se convierten en sumas.

Merced a la cuantificación, las partes real e imaginaria de los valores de instrucción se hacen corresponder, por separado, con el número entero más próximo del conjunto {-1, 0, 1}. Por tanto, la cuantificación se realiza individualmente para las partes real e imaginaria. Ello significa que, después de la cuantificación, los valores de toma de un filtro comprenderán usualmente, cada uno, también, una parte real y una parte imaginaria. Se generan cuatro sumas por operación de correlación. El número de ceros del conjunto resultante de valores cuantificados se fija en función de los valores de instrucción individuales comprendidos en la señal de instrucción.

Hay necesidad de un método y un dispositivo para proporcionar información de temporización a una señal transmitida recibida que permita obtener la información de temporización de manera eficaz y flexible.

Compendio de la invención

La presente invención satisface esta necesidad al ofrecer un método y un dispositivo para proporcionar información de temporización a una señal transmitida recibida con las características de las reivindicaciones 1 y 15, respectivamente. La cuantificación hace corresponder cada valor de instrucción con un conjunto predefinido de valores reales puros e imaginarios puros. Ello permite reducir las operaciones de correlación a, solamente, dos sumas reales por multiplicación.

Preferiblemente, para la cuantificación se usa el conjunto {0, \pm1, \pmj}. Tal conjunto predefinido de valores reales puros e imaginarios puros, que comprende el valor cero, es ventajoso cuando la complejidad de la correlación tenga que ajustarse seleccionando apropiadamente el factor de escala.

El método puede comprender modificar la escala de la señal de instrucción. Preferiblemente, la información de temporización proporcionada consiste en un instante de temporización óptimo, con fines de sincronización. El instante de temporización puede ser óptimo, por ejemplo, para minimizar la potencia de interferencia.

La parte de la señal transmitida sobre cuya base se obtiene la señal de instrucción puede estar repetida en la señal transmitida, es decir, la señal transmitida puede comprender una estructura cíclica. Una parte de señal repetida de este tipo en la señal transmitida mejorará la ejecución de la correlación. Preferiblemente, la señal de instrucción se deduce a partir de un preámbulo repetido de la señal transmitida.

El cambio de escala de la señal de instrucción tiene la ventaja de permitir controlar el resultado de la cuantificación e influir en la complejidad de la correlación subsiguiente. Puesto que la capacidad de correlación que es necesario poner en práctica depende del numero de valores de instrucción cuantificados, cuyas partes real e imaginaria sean hechas corresponder con valores específicos, tales como cero, la complejidad de la correlación puede ser regulada. Por ejemplo, un elevado número de ceros implica una baja complejidad de correlación. Por tanto, el cambio de escala permite un compromiso flexible entre correlación de alto rendimiento (pocos ceros) y correlación de baja complejidad (muchos ceros).

El factor de escala puede ser fijo o variable. Cuanto más pequeño sea el factor de escala, más ceros incluirá la señal de instrucción cuantificada, y viceversa.

Las operaciones de correlación individuales pueden ser convoluciones ejecutadas mediante un filtro adaptado. La complejidad del filtro corresponde a la complejidad de correlación descrita en lo que antecede y los valores de toma del filtro son iguales a los valores de instrucción cuantificados. Desde luego, además del filtrado adaptado pueden aplicarse, también, otras técnicas de correlación.

\newpage

Preferiblemente, los resultados obtenidos a partir de las operaciones de correlación tienen forma de respuestas de impulsos de canal estimadas. Como consecuencia de la operación de cuantificación, las respuestas de impulsos de canal obtenidas por correlación pueden considerarse respuestas de impulsos de canal aproximadas.

Basándose en las respuestas de impulsos de canal estimadas puede evaluarse, con fines de sincronización, el instante de temporización óptimo. Preferiblemente, la estimación del instante de temporización óptimo incluye determinar la potencia de la señal de la respuesta de impulsos del canal para cada instante de temporización posible. Como ejemplo, puede analizarse la potencia de la señal contenida en ventanas de tiempo individuales que se muevan en la señal recibida, con objeto de determinar la ventana de tiempo que contenga la potencia máxima de la señal.

De acuerdo con otra variante de la invención, se realiza una detección de alarma falsa. La detección de alarma falsa puede configurarse de manera que sea un subproducto de la determinación de la información de temporización. Preferiblemente, la detección de alarma falsa se realiza basándose en la potencia máxima de la señal, que es un resultado intermedio obtenido durante la sincronización de la temporización.

Merced a la detección de alarma falsa puede comprobarse si la información de temporización ya determinada o la información de temporización todavía por determinar son o serán incorrectas. La realización de la detección de alarma falsa basándose en un resultado intermedio permite poner en práctica un esquema de detección de alarma falsa sin añadir, prácticamente, complicación alguna a los cálculos o a los equipos. Por otra parte, tratar un resultado intermedio es ventajoso desde el punto de vista del consumo de energía, puesto que permite una detección temprana de una alarma falsa.

El esquema de detección de alarma falsa puede comprender comparar la potencia máxima de la señal con un umbral de potencia de la señal. El umbral puede determinarse basándose en la potencia de la señal de instrucción y, preferiblemente, se selecciona de modo que el índice de rechazo de información de temporización correcta tienda a cero, y, al mismo tiempo, se consiga una probabilidad de detección suficientemente alta de alarmas falsas.

La invención puede ponerse en práctica a modo de producto de programa informático con partes de código de programa para ejecutar el método o a modo de solución mediante equipos. En el caso de ejecución como producto de programa informático, preferiblemente, el producto de programa informático se almacena en un medio de grabación utilizable mediante ordenador.

Puede llevarse a cabo una solución mediante equipos en forma de receptor con unidades dedicadas, realizando cada unidad una o más de las operaciones individuales del método del invento.

Breve descripción de los dibujos

Otros aspectos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la lectura de la descripción detallada que sigue de realizaciones preferidas de la invención, y con referencia a las figuras, en las que:

la figura 1 es un diagrama, esquemático, de parte de un preámbulo de repetición;

la figura 2 es un diagrama, esquemático, de un preámbulo de repetición transmitido;

la figura 3 es un diagrama, esquemático, de un preámbulo de repetición recibido que incluye una parte de la señal que tiene que correlacionarse con una señal de instrucción; y

la figura 4 es un diagrama, esquemático, de un receptor de acuerdo con la invención.

Descripción de una realización preferida

En lo que sigue, la invención se describe ilustrativamente con referencia a un sistema de comunicaciones inalámbrico en forma de Red de área local de radio de altas prestaciones de tipo 2 (Hiperlan/2). La capa física de Hiperlan/2 está basada en OFDM con un intervalo de seguridad en forma de prefijo cíclico. Pero puede entenderse fácilmente que la invención es aplicable, también, a otros sistemas de transmisión OFDM con partes de señal dedicadas que puedan explotarse con fines de temporización, así como a sistemas de transmisión no OFDM con características equivalentes. Por encima de todo, la invención puede aplicarse a otros sistemas de Redes de área local inalámbricas (WLAN), tales como las normalizadas por IEEE (EE.UU.) o MMAC (Japón).

Hiperlan/2 es un sistema de comunicaciones de datos de corto alcance y alta velocidad que puede usarse como sistema WLAN, por ejemplo, para transportar paquetes de protocolo de Internet (IP). Pero Hiperlan/2 puede funcionar, también, como sistema inalámbrico en modo de transmisión asíncrono (ATM) además de como sistema de acceso público, por ejemplo, mediante una interfaz con el Sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS).

Hiperlan/2 es un sistema celular conmutado por paquetes. En Hiperlan/2 se definen cinco tipos diferentes de descargas físicas (canales de transporte) y cada descarga física está precedida por una parte de preámbulo que incluye información OFDM de instrucción con fines de captación, sincronización, estimación de canal, etc.

En Hiperlan/2 las partes de preámbulo de descargas físicas diferentes son diferentes. Pero en cada parte de preámbulo existe una parte de preámbulo dedicada, constituida por los tres símbolos de OFDM, C32, C64 y, de nuevo, C64, que aparecen en cada tipo de preámbulo. En la figura 1 se representa esta parte de preámbulo dedicada. Los símbolos largos C64 comprenden, cada uno, 64 muestras (N_{C64} = 64), y son idénticos. El símbolo corto C32 es una copia de las 32 últimas muestras (N_{C32} = 32) de los símbolos C64, y, por tanto, puede considerarse como prefijo cíclico. Cada descarga física comprende una parte de carga útil además de la parte de preámbulo, y cada símbolo OFDM portador de datos incluido en la parte de carga útil comprende un prefijo cíclico separado CP con 16 muestras (N_{CP} = 16). En consecuencia, el símbolo C32 comprendido en la parte de preámbulo puede considerarse como prefijo cíclico ampliado en relación con el símbolo CP.

En lo que sigue, se describirá con más detalle una realización del método de acuerdo con la invención para proporcionar información de temporización a una señal transmitida recibida en relación con el sistema Hiperlan/2 reseñado anteriormente.

La posición de las muestras de preámbulo implicadas en la sincronización precisa de la temporización se muestran, ilustrativamente, en las figuras 2 y 3. La figura 2 muestra parte del preámbulo de una señal transmitida. Tal como ya se ha descrito con referencia a la figura 1, el preámbulo comprende un símbolo C32 seguido de dos símbolos C64. La parte de preámbulo representada en la figura 2 comprende una parte <c> repetida de la señal que corresponde al primer símbolo C64. Basándose en el contenido normalizado de la parte <c> repetida de la señal, es decir, el símbolo C64, se obtiene la señal de instrucción usando las muestras c[.] de valor complejo comprendidas en <c> a modo de muestras de instrucción.

La figura 3 muestra la parte de preámbulo de una señal recibida que corresponde a la parte de preámbulo de la señal transmitida representada en la figura 2. La parte rayada del preámbulo recibido indica la posición de una o más partes de la señal recibida que tengan que correlacionarse con la señal de instrucción. Los valores k_{S} (de signo negativo) y k_{E} describen la posición de una ventana de búsqueda. Esta posición depende de la precisión inicial de la temporización así como de las distintas configuraciones posibles de diferentes respuestas de impulsos del canal. Desde luego, pueden considerarse con fines de correlación, también, partes del preámbulo recibido distintas a las partes rayadas.

A continuación se describe una realización de un receptor de acuerdo con la invención, con referencia a la figura 4.

El receptor 10 de la figura 4 comprende una unidad 12 para entregar una señal de instrucción relacionada con un contenido conocido de la parte <c> repetida de la señal transmitida, una unidad 14 para modificar la escala de la señal de instrucción, una unidad 16 para cuantificar la señal de instrucción modificada en escala y una base de datos en forma de Memoria de lectura solamente (ROM) 18 para almacenar la señal de instrucción cuantificada. El receptor 10 comprende, además, una unidad 20 para correlacionar una o más partes de la señal recibida con la señal de instrucción modificada en escala, con objeto de obtener uno o más resultados de correlación, una unidad 22 para determinar información de temporización sobre la base de los resultados de la correlación y una unidad 24 para detectar alarmas falsas.

El receptor 10 funciona como sigue. En primer lugar, la parte <c> repetida de la señal que corresponda a la señal de instrucción es pretratada para permitir un filtrado adaptado eficaz, y los datos pretratados se almacenan en la ROM 18. En segundo lugar, se realiza un filtrado adaptado en la unidad 20 de correlación usando los datos pretratados y se determina un instante k_{C64} óptimo de temporización mediante la unidad 22 de determinación. Simultáneamente, se realiza la detección de alarmas falsas mediante la unidad 24 de detección.

La parte <c> repetida de la señal, es decir, la señal de instrucción, comprende una secuencia de muestras c[.] de valor complejo que constituyen valores de instrucción. Como la unidad 20 de correlación es, esencialmente, un filtro adaptado, los valores de instrucción pueden denominarse, también, valores de toma (no tratados) de filtro adaptado.

Inicialmente, los valores c[.] de toma de filtro adaptado son proporcionados por la unidad 12, que puede ser una memoria o algún tipo de interfaz. Los valores c[.] de toma de filtro adaptado se someten, primero, a un cambio de escala en la unidad 14. Durante el cambio de escala, los valores c[.] de toma de filtro adaptado se consideran individualmente y se cambian de escala merced a un factor de escala predefinido o seleccionado dinámicamente.

El factor de escala se selecciona de modo que pueda controlarse el número de elementos cero generados en las operaciones de cuantificación subsiguientes que tengan lugar en la unidad 16 de cuantificación. Por ejemplo, un factor de escala bajo da lugar a un elevado número de ceros. Por tanto, la complejidad de la correlación o del filtro puede ser regulada.

Después del cambio de escala, los valores c[.] de toma del filtro adaptado modificados en escala se cuantifican individualmente en la unidad 16 de cuantificación. La unidad de cuantificación hace corresponder cada valor c[.] de toma complejo modificado en escala con un valor de cuantificación seleccionado a partir del conjunto predefinido {0, \pm1, \pmj}. Este conjunto comprende sólo valores reales puros e imaginarios puros. Al hacer corresponder cada valor c[.] de toma modificado en escala con el conjunto {0, \pm1, \pmj}, la secuencia <c> de valores c[.] de toma modificados en escala se transforma en una secuencia <c_{5}> de valores c_{5}[.] de toma cuantificados de cinco elementos. De ese modo, las multiplicaciones complejas necesarias, generalmente, durante el filtrado adaptado en la unidad 20 de correlación son reemplazadas por sencillas operaciones de signo, por intercambios de partes reales e imaginarias o son descartadas completamente en el caso de valores c[.] de toma modificados en escala hechos corresponder con el valor
c_{5}[K] = 0.

La cuantificación puede realizarse haciendo corresponder un valor c[.] de toma modificado en escala con el elemento del conjunto {0, \pm1, \pmj} que presente la menor distancia euclídea o menor error cuadrático en relación con el valor c[.] de toma modificado en escala.

Después de la cuantificación, los valores c_{5}[.] de toma o instrucción cuantificados se almacenan en la ROM 18. El pretratamiento descrito hasta ahora puede realizarse antes del procedimiento de temporización real, puesto que el contenido del símbolo C64 está normalizado y es conocido a priori en el lado de recepción.

La primera operación del proceso de temporización real consiste en realizar el filtrado adaptado mediante la unidad 20 de correlación. Para ello, la señal <c_{5}> de instrucción cuantificada de cinco elementos, así como los parámetros k_{S}, k_{E}, son transmitidos desde la ROM 18 a la unidad 20 de correlación. En la unidad 20 de correlación, se ejecuta el filtrado adaptado de acuerdo con la expresión

100

en la que C[k] designa la respuesta de impulsos estimada del canal, c_{5}* designa el valor de toma complejo conjugado cuantificado comprendido en la señal <c_{5}> de instrucción de cinco elementos, r_{D} designa un valor de muestra comprendido en la señal recibida y k designa un momento específico de tiempo.

La respuesta C[k] de impulsos estimada del canal constituye el resultado de la correlación o la salida del filtro adaptado de una sola operación de correlación. En total, se realiza un número (k_{E} + N_{CP})-k_{S} de operaciones de correlación o filtrado. Durante cada operación de correlación, la parte de la señal recibida que comprenda las muestras r_{D}[k], r_{D}[k + 1],... r_{D}[k + N_{C64}-1] de la misma, se correlaciona con la señal <c_{5}> de instrucción tratada que corresponda a la secuencia de valores c_{5}[0], c_{5}[1],... c_{5}[N_{C64}-1] de toma.

Una vez obtenidas las respuestas C[k] de impulsos del canal de manera eficaz desde el punto de vista de la complejidad, tal como se ha descrito en lo que antecede, es necesario deducir el mejor instante de temporización posible a partir de las respuestas C[k] de impulsos de canal. Tal como se muestra en el documento de R. van Nee y R. Prasad, "OFDM for wireless multimedia communications" ("OFDM para comunicaciones multimedia inalámbricas"), Artech House, año 2.000, la solución al problema de temporización consiste en encontrar la posición de una ventana de longitud N_{CP} + 1 en la parte rayada representada en la figura 3, de modo que sea máxima la energía de la respuesta C[k] de impulsos del canal contenida en esta ventana. Este proceso se realiza en la unidad 22 de detección.

En la unidad 22 de detección, la energía E_{vent}[k] contenida en cada ventana específica de longitud N_{CP} + 1 se calcula de acuerdo con

101

El instante k_{C64} de temporización estimado que corresponde al principio del primer símbolo C64 representado en la figura 2 viene dado por

102

La energía máxima E_{vent,máx} de la ventana del instante de temporización óptimo k_{C64} puede definirse como

103

El valor E_{vent,máx} es transmitido a la unidad 24 de detección, en la que se realiza la detección de alarmas falsas. La detección de alarmas falsas tiene por objeto detectar si la parte de la señal recibida tratada en ese momento tiene su origen realmente en el preámbulo transmitido o si la información de captación o temporización inicial ha fallado. La detección de alarmas falsas se basa en el hecho de que la energía encontrada después del filtrado adaptado o de la correlación es significativamente más elevada en el caso de "alarma correcta", en comparación con el caso de alarma falsa.

Por razones de sencillez, se supone lo siguiente:

- se utiliza una señal de instrucción ideal <c_{ideal}> de longitud N_{C64} = 64,

- <c_{ideal}> tendrá propiedades de autocorrelación ideales, es decir, un máximo y ceros en las demás posiciones,

- el concepto <c_{ideal}> se usa tanto en el transmisor como en el receptor,

- el espectro de densidad de potencia de la corriente de muestras recibida <r_{D}> es blanco,

- no se genera ruido,

- se considera un canal de una toma.

Se considera, en primer lugar, el caso de alarma correcta. Para una sincronización y un Control de ganancia automático (AGC) ideales, los elementos de correlación proporcionan las magnitudes cuadráticas de los elementos de <c_{ideal}>, que, en promedio, equivalen a la potencia media P_{c,ideal} de la señal de instrucción. Por tanto, la amplitud del máximo de correlación es igual a la longitud de <c_{ideal}>, a saber, N_{C64} = 64 veces P_{c,ideal}. La ventana de energía después de la correlación contiene, exactamente, el máximo y ceros en las demás posiciones. Por tanto, la energía de una ventana en caso de alarma correcta es

104

En el caso de alarma falsa la secuencia de muestras recibida <r_{D}> no está correlacionada con la señal <c_{ideal}> transmitida. Cada resultado de correlación tiene la forma

105

Para determinar la energía promedio de ventana en el caso de alarma falsa se precisa el valor esperado de la magnitud cuadrática de C. Ello proporciona:

106

en la que se ha supuesto que <c_{ideal}> y <r_{D}> son secuencias blancas. Como puede verse a partir de

107

la potencia media de cada elemento en la ventana de energía es E{|C|^{2}}. Por tanto, la energía media de ventana en caso de alarma falsa es

108

Desde luego, esta deducción es válida únicamente con las hipótesis ilustradas en lo que antecede y proporciona sólo los principios de una detección de alarma falsa basada en cálculos de energía. En una recepción real, tienen que tenerse en cuenta inconvenientes tales como ruido, una señal de instrucción no ideal y propagación a través de múltiples trayectorias. La potencia media de la señal <c_{5}> de instrucción en el receptor puede ser diferente de la potencia de la corriente de muestras recibida, en función del ajuste del AGC. De ese modo, las expresiones de la energía relevantes en lo que se refiere a detección de alarma falsa tienen que reescribirse de la siguiente forma:

109

Basándose en estas expresiones de la energía puede definirse un umbral (E_{umbral}) de energía para la energía de una ventana, de manera que sea muy improbable que se descarten alarmas correctas, pero que haya, todavía, un índice de detección de alarmas falsas suficientemente elevado.

Podrá entenderse con facilidad que los principios de temporización y cuantificación descritos en lo que antecede no se limitan a maximizar la potencia de la señal en el intervalo de seguridad.

Podrían considerarse, también, algoritmos de recepción para maximizar la energía en una ventana cuyo tamaño sea diferente de la longitud del intervalo de seguridad. Es posible, también, combinar estrategias de temporización diferentes para obtener instantes de temporización diferentes que, entonces, podrían seleccionarse mediante otros criterios, en función de los algoritmos de tratamiento posterior.

Claims (16)

1. Un método para proporcionar información de temporización a una señal transmitida recibida en un sistema de comunicaciones inalámbrico, comprendiendo el método:

- entregar (10, 12) una señal (<c>) de instrucción relacionada con una parte conocida de la señal transmitida, cuya señal de instrucción comprende valores (c[.]) de instrucción complejos con una parte real y una parte imaginaria, caracterizándose el método porque comprende:

- cuantificar la señal (16) de instrucción, haciéndose corresponder cada uno de los valores de instrucción complejos con un valor de cuantificación, siendo igual a cero, al menos, la parte real o la parte imaginaria del valor de cuantificación.

- correlacionar (20) una o más partes de la señal transmitida recibida con la señal (<c_{5}>) de instrucción cuantificada, con objeto de obtener uno o más resultados (C[.]) de correlación; y

- determinar (22) la información (k_{C64}) de temporización sobre la base de los resultados de la correlación.

2. El método según la reivindicación 1, que comprende, además, modificar la escala (14) de la señal de instrucción antes de la cuantificación y controlar la complejidad de cálculo de la operación de correlación merced a la selección dinámica de un factor de cambio de escala.

3. El método según las reivindicaciones 1 o 2, en el que un conjunto predefinido de valores de cuantificación comprende un valor de cuantificación igual a cero.

4. El método según las reivindicaciones 2 y 3, en el que el factor de cambio de escala es hecho variar, con el fin de ajustar el número de valores de instrucción hechos corresponder con el valor cero.

5. El método según las reivindicaciones 3 o 4, en el que el conjunto predefinido de valores de cuantificación comprende el conjunto {0, \pm1, \pmj}.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además, usar la información de temporización proporcionada como instante de sincronización de la temporización.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que una o más partes de la señal recibida se correlacionan con la señal de instrucción mediante un filtro adaptado.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se obtienen uno o más resultados de correlación en forma de respuestas de impulsos de canal estimadas.

9. El método según la reivindicación 8, en el que para cada instante de temporización posible se determina la potencia de la señal de respuesta de impulsos del canal contenida en una ventana de tiempo respectiva de la señal transmitida recibida.

10. El método según la reivindicación 9, en el que la operación de determinar la información de temporización sobre la base de los resultados de la correlación comprende determinar la ventana de tiempo que contenga la potencia máxima de la señal.

11. El método según las reivindicaciones 9 o 10, en el que se realiza una detección (24) de alarma falsa basándose en la potencia máxima de la señal.

12. El método según la reivindicación 11, en el que la detección de alarma falsa comprende comparar la potencia máxima de la señal con un umbral de potencia de señal.

13. Un producto de programa informático que comprende partes de código de programa para realizar las operaciones de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 cuando el producto de programa informático se ejecute en un sistema de ordenadores.

14. El producto de programa informático según la reivindicación 13, almacenado en un medio de registro utilizable mediante ordenador.

15. Un receptor (10) de un sistema de comunicaciones inalámbrico para recibir una señal transmitida, que comprende:

- una unidad (12) para entregar una señal (<c>) de instrucción relacionada con una parte conocida de la señal transmitida, comprendiendo la señal de instrucción valores (c[.]) de instrucción complejos con una parte real y una parte imaginaria, caracterizándose el receptor por

- una unidad (16) para cuantificar la señal de instrucción, en la que cada uno de los valores de instrucción complejos es hecho corresponder, individualmente, con un valor de cuantificación, siendo igual a cero, al menos, la parte real o la parte imaginaria del valor de cuantificación;

- una unidad (20) para correlacionar una o más partes de la señal transmitida recibida con la señal de instrucción cuantificada (<c_{5}>), con objeto de obtener uno o más resultados (C[.]) de correlación; y

- una unidad (22) para determinar información de temporización (k_{C64}) sobre la base de los resultados de correlación.

16. El receptor según la reivindicación 15, que comprende, además, una unidad (24) para detectar una alarma falsa sobre la base de la potencia máxima de la señal contenida en una ventana de tiempo de la señal transmitida recibida y/o una unidad (14) para modificar la escala de la señal de instrucción.