ES2318110T3 - Combinacion selectiva de multiples tansmisiones no sincronas en un sistema de comunicaciones inalambricas. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para combinar de forma selectiva una pluralidad de transmisiones recibidas a partir de una pluralidad de fuentes de señal respectivas para recuperar un mensaje compuesto por una pluralidad de tramas, caracterizado el procedimiento por las etapas de: procesar cada una de la pluralidad de transmisiones recibidas a partir de la pluralidad de fuentes de señal respectivas por separado para recuperar el mensaje; y si el mensaje no puede recuperarse sin errores a partir de una única transmisión recibida, determinar tramas borradas en un mensaje recuperado de una primera transmisión recibida, determinar tramas buenas recuperadas a partir de unas restantes de la pluralidad de transmisiones recibidas, formar al menos un mensaje combinado, en el que cada mensaje combinado incluye una combinación particular de tramas buenas que sustituyen a las tramas borradas, y comprobar cada mensaje combinado para determinar si es bueno o está borrado.
Description
Combinación selectiva de múltiples transmisiones
no síncronas en un sistema de comunicaciones inalámbricas.
La presente invención se refiere en general a
comunicaciones de datos, y más específicamente a técnicas para
combinar de forma selectiva múltiples transmisiones no síncronas
desde múltiples fuentes de señal (por ejemplo, estaciones base) en
un sistema de comunicaciones inalámbricas (por ejemplo, CDMA).
Los sistemas de comunicaciones inalámbricas se
utilizan de manera extensa para proporcionar diversos tipos de
comunicaciones tales como servicios de datos por paquetes y voz para
varios usuarios. Estos sistemas pueden basarse en acceso múltiple
por división de código (CDMA), acceso múltiple por división de
tiempo (TDMA), acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) o
alguna otra técnica de acceso múltiple. Los sistemas CDMA pueden
proporcionar ciertas ventajas frente a otros tipos de sistema,
incluyendo una mayor capacidad del sistema. Un sistema CDMA está
diseñado normalmente para adaptarse a una o más normas, tales como
las normas IS-95, cdma2000 y
W-CDMA, que se conocen en la técnica y se incorporan
al presente documento por referencia.
Un sistema CDMA puede operarse para soportar
comunicaciones de voz y datos. Durante una sesión de comunicación
(por ejemplo, una llamada de voz), un terminal puede estar en
comunicación activa con una o más estaciones base que están
ubicadas en un "conjunto activo" del terminal. Durante el
traspaso continuo (soft handoff o soft handover), el
terminal se comunica simultáneamente con múltiples estaciones base,
que pueden proporcionar diversidad frente a efectos de trayectoria
perjudiciales tales como desvanecimiento y multitrayectoria. Durante
la comunicación activa o inactiva, el terminal también puede
recibir señales desde las estaciones base en el conjunto activo y/u
otras estaciones base para otros tipos de transmisión tales como,
por ejemplo, pilotos, radiomensajería, mensajes de difusión,
etc.
Para algunos sistemas CDMA (por ejemplo, un
sistema W-CDMA), no se requiere operar las
estaciones base de manera síncrona. Cuando se operan de manera
asíncrona, desde la perspectiva de un terminal, el sincronismo de
las estaciones base no está alineado, y el tiempo de referencia para
cada estación base es diferente del de otras estaciones base. En
este caso, es probable que mensajes con formato similar transmitidos
desde múltiples estaciones base asíncronas se reciban en diferentes
tiempos en el terminal. Además, incluso si las estaciones base se
operan de manera síncrona, mensajes con formato similar pueden
transmitirse al terminal desde múltiples estaciones base en
diferentes tiempos (por ejemplo, debido a la demora en la cola de
espera, cargas etc.). En este caso, desde la perspectiva del
terminal, las transmisiones sólo son "aproximadamente
síncronas" con respecto a estos mensajes.
Si el terminal recibe mensajes con formato
similar desde múltiples estaciones base "no síncronas", que
incluyen estaciones base asíncronas y aproximadamente síncronas,
entonces estos mensajes han de procesarse de manera apropiada para
recuperar correctamente el mensaje subyacente. Puesto que los
mensajes con formato similar se reciben en diferentes tiempos en el
terminal, estos mensajes no pueden combinarse a nivel de símbolo de
una manera directa, al igual que los símbolos para múltiples
instancias de señal (o multitrayectorias), antes de la
descodificación para recuperar el mensaje. Si el mensaje subyacente
no puede recuperarse sin errores a partir de cualquier transmisión
recibida única, entonces puede ser necesario combinar múltiples
transmisiones recibidas de tal manera que el mensaje pueda
recuperarse sin errores.
Hay por tanto en la técnica una necesidad de
técnicas para combinar de forma selectiva múltiples transmisiones
no síncronas desde múltiples fuentes de señal para recuperar
correctamente mensajes transmitidos.
La patente estadounidense número US 5,920,553,
transferida a Nokia Telecommunications OY, da a conocer un equipo
de estación base, estación móvil y procedimiento de transmisión de
datos en una red de radio celular CDMA digital en la que las
estaciones base se comunican con estaciones móviles ubicadas en un
área.
En el presente documento se proporcionan
técnicas, como se expone en las reivindicaciones adjuntas, para
combinar de forma selectiva múltiples transmisiones no síncronas
dirigidas a una unidad receptora dada (por ejemplo, un terminal)
para recuperar mensajes transmitidos sin errores. La capacidad de
combinar de forma selectiva y apropiada múltiples transmisiones no
síncronas puede permitir un rendimiento del receptor mejorado (por
ejemplo, tasa de errores de trama (FER) inferior), niveles de
potencia de transmisión inferiores (y por tanto menor interferencia
con otros usuarios en un sistema de comunicaciones CDMA), y
posiblemente otros beneficios.
En una realización específica, se proporciona un
procedimiento para combinar de forma selectiva varias transmisiones
no síncronas en una unidad receptora para recuperar un mensaje
deseado compuesto por varias tramas. Estas transmisiones pueden ser
transmisiones de enlace directo desde varias estaciones base en un
sistema de comunicaciones CDMA. El mensaje deseado puede ser un
mensaje de radiomensajería, un mensaje de difusión, o algún otro
tipo de mensaje. El mensaje deseado se ha codificado previamente
con un código de detección de errores hacia delante (FED), tal como
un código de comprobación de redundancia cíclica (CRC), tanto a
nivel de trama como a nivel de mensaje y se ha enviado sobre las
transmisiones de enlace directo desde múltiples fuentes de señal (es
decir, unidades transmisoras) a la unidad receptora.
Inicialmente, cada una de las transmisiones se
procesa por separado para recuperar el mensaje transmitido sobre
esa transmisión. Si el mensaje deseado no puede recuperarse sin
errores a partir de una única transmisión, entonces partes de
múltiples transmisiones pueden combinarse de forma selectiva para
recuperar el mensaje. Una de las transmisiones puede seleccionarse
como la transmisión primaria (por ejemplo, aquélla con la mejor
calidad de señal, por ejemplo, según se estima mediante la relación
de energía por elemento de código respecto a ruido total
(E_{c}/I_{0}) piloto, o aquélla con el menor número de tramas
borradas). Se determinan entonces las tramas borradas en el mensaje
recuperado de esta transmisión primaria (por ejemplo, basándose en
un conjunto de bits CRC incluidos con cada trama), y también se
determinan las tramas buenas de las otras transmisiones.
Uno o más mensajes combinados pueden formarse
entonces, incluyendo cada mensaje combinado un conjunto diferente
de tramas buenas que sustituyen las tramas borradas. Si se conoce el
sincronismo a nivel de trama, entonces puede formarse un mensaje
combinado sustituyendo cada trama borrada en el mensaje recuperado
de la transmisión primaria por una trama buena correspondiente a
partir de una de las otras transmisiones. Y si no se conoce el
sincronismo a nivel de trama, entonces pueden probarse varias
combinaciones de tramas buenas para las tramas borradas. Cada
mensaje combinado se comprueba (por ejemplo, basándose en los bits
CRC incluidos con el mensaje) para determinar si es bueno o está
borrado.
Si no puede obtenerse una trama buena a partir
de una única transmisión para una trama borrada, entonces pueden
combinarse y descodificarse símbolos para dos o más transmisiones
que se corresponden con la trama borrada para obtener la trama
buena para la trama borrada. Las transmisiones pueden clasificarse
(por ejemplo, basándose en la E_{c}/I_{0} piloto), y los
símbolos de estas transmisiones y que se corresponden con la trama
borrada pueden combinarse en un orden particular determinado
basándose en la clasificación de las transmisiones. Por ejemplo,
los símbolos de las dos transmisiones de la clasificación más alta
pueden combinarse en primer lugar y descodificarse, entonces el
símbolo de la tercera transmisión clasificada más alta puede
combinarse a continuación si no puede obtenerse una trama buena a
partir de las dos primeras transmisiones, etc. Los símbolos de
múltiples transmisiones también pueden ponderarse (por ejemplo,
basándose en la E_{c}/I_{0} piloto) antes de
combinarse.
Diversos aspectos y realizaciones de la
invención se describen más detalladamente a continuación. La
invención además proporciona procedimientos, unidades receptoras,
terminales, sistemas, productos de programa y otros aparatos y
elementos que implementan los diversos aspectos, realizaciones y
características de la invención, como se describe más
detalladamente a continuación.
Las características, naturaleza y ventajas de la
presente invención resultarán más evidentes a partir de la
descripción detallada expuesta a continuación tomada junto con los
dibujos, en los que los mismos símbolos de referencia se
identifican de manera correspondiente en todo el documento y en los
que:
la figura 1 es un diagrama de un sistema de
comunicaciones inalámbricas de acceso múltiple que soporta varios
usuarios;
la figura 2 es un diagrama de bloques de una
realización de una unidad transmisora para una estación base;
la figura 3 es un diagrama de bloques de una
realización de una unidad receptora para un terminal;
las figuras 4A y 4B son diagramas que ilustran
dos configuraciones de sistema en los que se operan tres estaciones
base de manera síncrona y de manera asíncrona, respectivamente;
la figura 5 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso para recuperar un mensaje a partir de
múltiples transmisiones recibidas;
las figuras 6 y 7 son diagramas de flujo de dos
realizaciones de un proceso para combinar tramas de múltiples
transmisiones recibidas para recuperar un mensaje particular; y
la figura 8 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso para combinar símbolos de múltiples
transmisiones recibidas para recuperar una trama particular.
La figura 1 es un diagrama de un sistema 100 de
comunicaciones inalámbricas de acceso múltiple que soporta varios
usuarios. El sistema 100 incluye varias estaciones 104 base que
proporcionan cobertura para varias regiones 102 geográficas. Una
estación base también puede denominarse como un sistema transceptor
base (BTS), un punto de acceso, una UTRAN o alguna otra
terminología. La estación base y/o su área de cobertura también se
denominan a menudo como una célula. El sistema 100 puede estar
diseñado para implementar una o más normas CDMA, tales como
IS-95, W-CDMA, cdma2000,
IS-856, y otras normas.
Como se muestra en la figura 1, diversos
terminales 106 están dispersados por todo el sistema. En una
realización, cada terminal 106 puede comunicarse con una o más
estaciones 104 base sobre el enlace directo y/o el enlace inverso
en cualquier momento dado, dependiendo de si el terminal es activo o
no y de si está o no en un área con calidad de señal de enlace
directo adecuada desde más de una de las estaciones 104 base. El
enlace directo (es decir, enlace descendente) se refiere a
transmisión desde la estación base al terminal, y el enlace inverso
(es decir, enlace ascendente) se refiere a transmisión desde el
terminal a la estación base.
Como se muestra en la figura 1, la estación 104a
base transmite datos de tráfico específicos del usuario a los
terminales 106a, 106b, 106d y 106i sobre el enlace directo, la
estación 104b base transmite datos de tráfico específicos del
usuario a los terminales 106d, 106e, 106f y 106h y la estación 104
base transmite datos de tráfico específicos del usuario a los
terminales 106d, 106h, 106j y 106k. Estas transmisiones específicas
del usuario están indicadas mediante las líneas continuas entre las
estaciones base y los terminales. Otros terminales en el sistema
pueden recibir pilotos y señalización común/dedicada, pero no
transmisiones de datos de tráfico específicos del usuario, desde
las estaciones base, como se muestra mediante las líneas
discontinuas entre las estaciones base y estos terminales. Los
terminales 106d y 106h tienen cobertura solapada desde más de una
de las estaciones base, y cada uno de estos terminales recibe
simultáneamente transmisiones de datos desde múltiples estaciones
base. La comunicación de enlace inverso no se muestra en la figura 1
por motivos de simplicidad.
Cada terminal que se ha registrado en el sistema
y está en comunicación activa puede asociarse con un "conjunto
activo" que incluye una lista de una o más estaciones base
activas con las que se comunica el terminal. El conjunto activo
normalmente es "válido" y se usa cuando un terminal está en
comunicación activa y tiene asignado un canal de tráfico. En una
realización, cada terminal que se ha registrado en el sistema pero
que no está en comunicación activa puede asociarse con un
"conjunto activo virtual" que incluye una lista de una o más
estaciones base "virtualmente activas" con las que puede
comunicarse el terminal. Una estación base en el conjunto activo
virtual se designa normalmente como la estación base de referencia,
y diversos parámetros de sistema (por ejemplo, sincronismo) están
referenciados con respecto a esta estación base. Por ejemplo, el
terminal puede designar la estación base con la señal recibida más
intensa como la estación base de referencia, o el sistema puede
indicar cuál es la estación base de referencia en un mensaje de
control común o dedicado. La(s) estación(es) base
activa(s) y virtualmente activa(s) puede transmitir
simultáneamente datos de tráfico específicos del usuario y/o
mensajes dedicados (por ejemplo, radiomensajería) al terminal para
aumentar la fiabilidad de la transmisión.
Las técnicas descritas en el presente documento
para combinar de forma selectiva múltiples transmisiones pueden
usarse para diversos tipos de transmisiones, incluyendo datos de
tráfico específicos del usuario, mensajes comunes, mensajes
dedicados, etc. Un mensaje común es uno que puede recibirse por
todos los terminales en el sistema, tal como un mensaje de
difusión. Un mensaje dedicado es uno que va dirigido a un terminal
específico, tal como un mensaje de radiomensajería o un mensaje de
control específico del usuario. Por motivos de claridad, algunos
aspectos y realizaciones de la invención se describen a continuación
para la combinación selectiva de mensajes de radiomensajería, que
se transmiten habitualmente en sistemas de comunicaciones
inalámbricas tal como sistemas CDMA.
La figura 2 es un diagrama de bloques de una
realización de una unidad 200 transmisora para una estación 104
base. El sistema 100 soporta diversos tipos de transmisiones de
datos tales como datos de tráfico (por ejemplo, datos por paquetes
y voz), señalización (por ejemplo, radiomensajería, difusión y
mensajes de control), etc. Los datos que van a transmitirse se
procesan inicialmente en una capa de señalización superior (por
ejemplo, la capa MAC) y entonces se procesan adicionalmente por una
capa de señalización inferior (por ejemplo, la capa física) para
generar una señal modulada adecuada para transmisión por el enlace
inalámbrico.
Sobre el enlace directo, en la unidad 200
transmisora, se proporcionan mensajes comunes y/o dedicados, un
mensaje por vez, desde un mensaje fuente a un generador 212 de
comprobación de redundancia cíclica (CRC). Para cada mensaje, el
generador 212 CRC genera un conjunto de bits CRC (es decir, un valor
CRC) basándose en el contenido del mensaje y un polinomio
particular. Estos bits CRC pueden usarse en el receptor para
determinar si el mensaje se recibió correctamente o no. Los bits
CRC se adjuntan al mensaje, y el mensaje codificado por CRC se
proporciona a un formateador 214 de tramas.
El formateador 214 de tramas segmenta cada
mensaje codificador por CRC en una o más tramas. Cada trama se
transmite normalmente sobre un intervalo de tiempo fijo (por
ejemplo, 5, 10 ó 20 ms), y el tamaño de cada trama depende de la
tasa de datos que va a usarse para el mensaje. Para por ejemplo de
mensajes de radiomensajería, las tramas pueden transmitirse a 4,8
Kbps o 9,6 Kbps (para un sistema cdma2000) y cada trama de 20 ms
incluye 96 ó 192 bits, respectivamente. El formateador 214 de
tramas puede además formatear cada trama en un formato particular
definido por el sistema. Las tramas con formato se proporcionan
entonces a un generador 216 de CRC, que genera un conjunto de bits
CRC para cada trama basándose en el contenido de la trama y otro
polinomio. Estos bits CRC pueden usarse en el receptor para
determinar si la trama se recibió correctamente o no. Los bits CRC
para cada trama se adjuntan a la trama, y la trama codificada por
CRC se proporciona a un codificador 218.
El codificador 218 codifica cada trama
codificada por CRC según un esquema de codificación particular en
datos codificados proporcionados. El esquema de codificación puede
incluir codificación convolucional, codificación Turbo,
codificación de bloques, otra codificación, o cualquier combinación
de las mismas, o ninguna codificación en absoluto. Normalmente,
pueden codificarse datos de tráfico y mensajes usando distintos
esquemas, y también pueden codificarse de manera distinta distintos
tipos de mensaje. Los datos codificados para cada trama se
intercalan normalmente para proporcionar diversidad de tiempo frente
a efectos de trayectoria perjudiciales.
Los datos codificados e intercalados se
proporcionan a un modulador 220 y además se procesan para generar
datos modulados. El procesamiento por el modulador 220 puede incluir
(1) mapear los bits codificados a símbolos basándose en un esquema
de modulación particular (por ejemplo, BPSK, QPSK, MPSK, o
M-QAM), (2) repetir o perforar (es decir, eliminar)
cero o más símbolos para obtener la tasa de datos deseada, (3)
cubrir los símbolos con códigos ortogonales o
pseudo-ortogonales (por ejemplo, códigos de Walsh,
códigos de factor de ensanchamiento variable ortogonal (OVSF), o
funciones cuasiortogonales (QOF)) para canalizar los mensajes al
interior de los canales de código asignados (por ejemplo, el canal
de radiomensajería), y (4) ensanchar los datos cubiertos con una
secuencia PN compleja asignada a la estación base.
Los datos modulados se proporcionan entonces a
un transmisor (TMTR) 222 y se preparan (por ejemplo, se convierten
a una o más secuencias analógicas, se convierten de forma ascendente
a una radiofrecuencia, se amplifican, se filtran y se modulan en
cuadratura) para generar una señal modulada de enlace directo para
transmisión sobre el enlace inalámbrico. La señal modulada de
enlace directo se transmite entonces a través de una antena 224 a
los terminales en el sistema.
El procesamiento específico que va a realizarse
mediante el codificador 218 y el modulador 220 depende de diversos
factores tales como el tipo de mensaje que está procesándose y la
norma CDMA que está implementándose. También puede realizarse y
está dentro del alcance de la invención el procesamiento de señal
distinto del descrito anteriormente. Por ejemplo, pueden usarse
códigos de detección de errores hacia delante (FED) en lugar del
código de CRC para la detección de errores en la unidad
receptora.
La figura 3 es un diagrama de bloques de una
realización de una unidad receptora 300 para un terminal 106.
Pueden recibirse una o más señales moduladas de enlace directo de
una o más unidades transmisoras mediante una antena 312, y la señal
recibida se proporciona a un receptor (RCVR) 314. El receptor 314
condiciona (por ejemplo, filtra, amplifica y convierte de forma
descendente) la señal recibida y además digitaliza la señal
condicionada para proporcionar un flujo de muestras. Un demodulador
(Demod) 316 recibe y procesa entonces las muestras para
proporcionar símbolos recuperados. El procesamiento mediante el
demodulador 316 puede incluir (1) desensanchar las muestras con una
secuencia PN compleja alineada al tiempo de llegada de una instancia
de señal que está procesándose, (2) descubrir las muestras
desensanchadas para canalizar los datos de tráfico y mensajes
recibidos sobre sus canales de código respectivos, (3) demodular de
forma coherente los datos descubiertos con un piloto recuperado
para proporcionar símbolos demodulados, (4) acumular los símbolos
demodulados para símbolos repetidos e insertar borrados para
símbolos perforados, y (5) desmapear los símbolos de vuelta a
valores de múltiples bits (que son estimaciones de los bits
codificados) basándose en un esquema de demodulación particular. En
general, el procesamiento mediante el demodulador 316 es
complementario al procesamiento mediante al modulador 220.
Una señal modulada de enlace directo transmitida
desde una estación base particular puede alcanzar el terminal a
través de una o múltiples trayectorias de señal. Estas trayectorias
de señal pueden incluir una trayectoria recta de línea de visión
y/o trayectorias reflejadas. Se crea una trayectoria reflejada
cuando la señal transmitida se refleja de una fuente de reflexión y
llega al terminal a través de una trayectoria distinta de la
trayectoria de línea de visión. Las fuentes de reflexión son
normalmente artefactos en el entorno en el que está operando el
terminal (por ejemplo, edificios, árboles o alguna otra estructura).
La señal recibida en el terminal puede por tanto comprender varias
instancias de señal (o multitrayectorias) desde una o más estaciones
base.
El demodulador 316 puede implementarse con un
receptor de barrido que puede procesar múltiples instancias de
señal en la señal recibida. El receptor de rastrillo (receptor
rake) incluye varios procesadores de dedo (o simplemente,
dedos), y cada procesador de dedo puede asignarse para procesar una
componente multitrayectoria particular desde una estación base
particular. Los símbolos demodulados desde todas las
multitrayectorias con procesadores de dedo asignados de una unidad
transmisora particular pueden alinearse adecuadamente en el tiempo
a través de memorias intermedias de "corrección de
desalineamiento" previstas para estas multitrayectorias, y los
símbolos alineados en el tiempo pueden ponderarse y combinarse para
símbolos recuperados (es decir, los datos demodulados) para la
transmisión desde esta unidad transmisora. Si se reciben múltiples
transmisiones desde múltiples unidades transmisoras y se procesan
mediante el demodulador 316, entonces se proporcionan múltiples
flujos de símbolos recuperados para estas transmisiones, un flujo
para cada transmisión recibida y procesada. Los flujos de símbolos
recuperados se proporcionan entonces a un descodificador 318.
El descodificador 318 recibe cada flujo de
símbolos recuperados y realiza el procesamiento de señal
complementario al realizado mediante el codificador 218 en la
unidad transmisora. El procesamiento mediante el descodificador 318
para cada flujo de símbolos recuperados puede incluir (1)
desintercalar los símbolos para cada trama según un esquema de
desintercalación complementario al esquema de intercalación usado en
la unidad transmisora, y (2) descodificar los símbolos
desintercalados para cada trama según un esquema de descodificación
complementario al esquema de codificación usado en la unidad
transmisora. Por ejemplo, puede usarse un descodificador de Viterbi
o descodificador Turbo si se realiza codificación convolucional o
Turbo, respectivamente, en la unidad transmisora. Los símbolos
desintercalados, que son estimaciones de los bits codificados en la
unidad transmisora, para ciertas tramas también pueden
proporcionarse a una memoria 320 intermedia de símbolos y
almacenarse para su uso posterior, según se describe a
continuación. Cada trama descodificada se proporciona a un
comprobador 322 CRC.
El comprobador 322 CRC comprueba cada trama
descodificada basándose en los bits CRC incluidos con la trama para
determinar si la trama se recibió correctamente (es decir, buena) o
con error (es decir, borrada). El comprobador 322 CRC proporciona
entonces la trama comprobada por CRC a un ensamblador 324 de tramas
y/o una memoria 326 intermedia de tramas. El comprobador 322 CRC
proporciona a un controlador 330 el estado de cada trama comprobada
por CRC, que indica si la trama es buena o está borrada.
El ensamblador de tramas 324 ensambla una o más
tramas para cada mensaje que está recuperándose y proporciona el
mensaje a un comprobador 328 CRC. El comprobador 328 CRC comprueba
entonces cada mensaje basándose en los bits CRC incluidos con el
mensaje para determinar si el mensaje se recibió correctamente o con
error. El comprobador 328 CRC proporciona entonces el mensaje
comprobado por CRC, que representa el mensaje descodificado. El
comprobador 328 CRC proporciona además al controlador 330 el estado
de cada mensaje comprobado por CRC, que indica si el mensaje es
bueno o está borrado.
El controlador 330 dirige diversas operaciones
en la unidad receptora 300, y la memoria 332 puede usarse para
almacenar datos y códigos para el controlador 330. El controlador
330 recibe los estados de trama desde el comprobador 322 CRC y los
estados de mensaje desde el comprobador 328 CRC. Dependiendo de los
estados de trama y mensaje y/o el modo de operación de la unidad
receptora, el controlador 330 puede indicar a símbolos y/o tramas
combinarse de forma selectiva de manera que los mensajes
transmitidos puedan recuperarse sin errores en la unidad receptora.
Se describen a continuación diversos esquemas para combinar de forma
selectiva tramas y/o símbolos para recuperar mensajes
transmitidos.
Para algunos sistemas CDMA (por ejemplo, un
sistema W-CDMA), las estaciones base en el sistema
pueden operarse de manera que sean todas síncronas entre sí, o
pueden operarse de manera que sean asíncronas entre sí. Esta
elección de operación síncrona o asíncrona puede depender de la
forma en la que el operador de red opera un sistema particular.
También puede operarse un sistema CDMA de manera que algunas de las
estaciones base sean síncronas mientras que otras estaciones base
no sean síncronas. Se describen a continuación algunas
configuraciones posibles para las estaciones base en el
sistema.
La figura 4A es un diagrama que ilustra una
configuración de sistema en la que un número de estaciones base
(por ejemplo, tres en este ejemplo) se opera de manera síncrona pero
con inicio de trama no alineado. Para esta configuración, las
tramas sobre los canales de encabezado para las tres estaciones base
no comienzan a la misma vez sino que están en su lugar desplazadas
entre sí por algunos valores (constantes). Los canales de
encabezado son canales usados para transmitir señalización u otros
tipos de información a los terminales, y normalmente incluyen el
canal de radiomensajería, el canal de difusión, etc. Estos diversos
tipos de información pueden ser intermitentes (por ejemplo,
radiomensajería para un terminal dado) o continuos (por ejemplo,
difusión a un terminal). La sincronización entre las tres
estaciones base se denota por la relación de tiempo entre las
tramas de canal de encabezado para estas estaciones base que son
aproximadamente constantes en el tiempo, excepto posiblemente por
pequeñas fluctuaciones en torno a un valor nominal. En esta
configuración, los números de tramas para las tramas de canal de
encabezado en cualquier instancia de tiempo dada son los mismos para
todas las tres estaciones base.
La figura 4B es un diagrama que ilustra una
configuración de sistema en la que tres estaciones base se operan
de manera asíncrona. En esta configuración, las estaciones base no
están sincronizadas y la relación de tiempo entre las tramas de
canal de encabezado para estas estaciones base cambia con el tiempo,
por ejemplo, debido a cantidad desigual de tráfico o transmisión
diferente y demora en la cola de espera. El valor medio a largo
plazo de esta deriva puede ser cero o puede ser algún valor distinto
de cero (es decir, la diferencia de tiempo entre las estaciones
base puede aumentar o disminuir de forma continua). Debido a la
operación asíncrona, no es probable que los canales de encabezado
para estas estaciones base comiencen a la misma vez (salvo por
coincidencia). Además, no es probable que los números de tramas para
las tramas de canal de encabezado en cualquier instancia de tiempo
dada sean los mismos para todas las estaciones base.
Un terminal en el sistema puede recibir
simultáneamente múltiples transmisiones desde múltiples unidades
transmisoras. Estas unidades transmisoras pueden estar ubicadas
dentro de estaciones base físicamente separadas en el sistema. Como
alternativa, estas unidades transmisoras pueden estar
co-ubicadas dentro de la misma estación base, tal
como para una estación base que proporciona servicio a múltiples
sectores de una célula dada. Cada una de las múltiples
transmisiones recibidas en el terminal puede haberse procesado (por
ejemplo, codificado y modulado) en una unidad transmisora
respectiva según se describió anteriormente en la figura 2.
Para aumentar la fiabilidad y mejorar la
probabilidad de una recepción correcta, un terminal puede recibir
mensajes con formato similar a partir de múltiples unidades
transmisoras para el mismo mensaje subyacente. Por ejemplo,
múltiples mensajes de radiomensajería que tienen el mismo contenido
y generados de forma similar pueden transmitirse a partir de
múltiples unidades transmisoras para el terminal.
Cuando se reciben transmisiones a partir de
múltiples unidades transmisoras en una configuración síncrona (tal
como la mostrada en la figura 4A) o una configuración asíncrona (tal
como la mostrada en la figura 4B), las transmisiones a partir de
múltiples unidades transmisoras pueden no estar sincronizadas con
respecto a un mensaje subyacente dado. Mensajes con formato similar
pueden transmitirse a partir de múltiples unidades transmisoras en
tiempos diferentes debido a diversos factores tales como, por
ejemplo, (1) tiempos de referencia diferentes para unidades
transmisoras asíncronas, o (2) demora en la cola de espera, retardo
de transmisión, cargas, etc., para unidades transmisoras síncronas.
De este modo, los mensajes con formato similar a partir de
múltiples unidades transmisoras pueden recibirse por el terminal en
tiempos diferentes, y se considera entonces que las unidades
transmisoras y sus transmisiones son no síncronas con respecto a
estos mensajes. Si estos mensajes no están alineados en tiempo
dentro de una ventana de tiempo necesaria en el terminal (por
ejemplo, dentro de la máxima capacidad de corrección de
desalineamiento de la memoria intermedia de corrección de
desalineamiento en los procesadores de dedo en el receptor de
rastrillo del terminal), entonces los símbolos para estos mensajes
no pueden combinarse de una manera directa antes de la
descodificación. Otras técnicas serían entonces necesarias para
procesar estos mensajes, según se describe a continuación.
Las transmisiones a partir de las unidades
transmisoras puede incluir mensajes comunes (por ejemplo, de
difusión) y/o dedicados (por ejemplo, de radiomensajería) para los
terminales en el sistema. Los mensajes comunes pueden recibirse por
todos los terminales en el sistema. Cada mensaje dedicado se dirige
hacia un terminal específico o un grupo de terminales específico,
según indica un campo de destino en el mensaje. Incluso aunque los
mensajes dedicados pueden recibirse por todos los terminales en el
sistema, sólo el(los) terminal(es)
específico(s) en el sistema al que se dirige cada mensaje
dedicado procesaría el mensaje. Todos los otros terminales
realizarían el procesamiento inicial para reconocer que el mensaje
no está dirigido a ellos y entonces no tomarían ninguna acción
adicional.
Cada mensaje puede tener una longitud fija o
variable, y puede abarcar una o múltiples tramas. Para proteger la
integridad de cada mensaje, un valor CRC puede adjuntarse a nivel de
mensaje antes de que el mensaje se descomponga en tramas (por
ejemplo, puede generarse un conjunto de bits CRC a partir de todos
los bits en el mensaje del generador 212 de CRC en la figura 2).
Entonces, otro valor CRC puede adjuntarse a nivel de trama para
cada trama del mensaje (por ejemplo, puede generarse un conjunto de
bits CRC a partir de todos los bits en cada trama por el generador
216 de CRC).
Un terminal dado puede recibir una o múltiples
transmisiones a partir de una o múltiples unidades transmisoras. El
conjunto de unidades transmisoras identificarse al terminal en una
etapa anterior (por ejemplo, cuando el terminal recibe sus mensajes
de encabezado). A partir de ese momento, el terminal recibe y
procesa las transmisiones a partir de estas unidades transmisoras
para recibir mensajes y/o datos de tráfico. Estas unidades
transmisoras pueden incluirse en el conjunto activo virtual o
conjunto activo del terminal.
En una realización, cada terminal sólo recibe
mensajes enviados a intervalos de tiempo o tiempos designados
específicos. Por ejemplo, los mensajes de radiomensajería se envían
normalmente a terminales basándose en una programación conocida.
Los terminales en el sistema pueden dividirse en un número de grupos
basándose en sus identidades únicas, que pueden ser el número de
serie electrónico (ESN), el número de identificación móvil (MIN),
el número de identificación de abonado móvil internacional (IMSI), o
alguna otra identificación que identifique de forma única a los
terminales. Cada grupo de terminales recibiría entonces mensajes de
radiomensajería, en su caso, en tiempos específicos (es decir, una
programación) designados para ese grupo. La programación para la
transmisión de mensajes a los terminales en cada grupo puede fijarse
de forma permanente o puede modificarse con el tiempo. Además,
todas las unidades transmisoras pueden seguir la misma programación
para cada grupo de terminales, o cada unidad transmisora puede
definir y usar una programación separada para cada grupo de
terminales.
En cualquier caso, cada terminal está provista
de la programación que va a usarse por cada unidad transmisora a
partir de la que puede recibir mensajes (es decir, las unidades
transmisoras en el conjunto activo del terminal). La misma
programación puede usarse para todas las unidades transmisoras en el
conjunto activo o conjunto activo virtual, o cada unidad
transmisora puede usar una programación diferente para transmitir
mensajes al terminal. El terminal conoce a priori cuando cada
unidad transmisora puede enviarle un mensaje.
Según se indicó anteriormente, los mensajes
pueden ser de una longitud fija particular o longitudes variables.
El terminal puede estar informado de la longitud de cada mensaje a
priori, o puede ser capaz de determinar la longitud del mensaje a
través de un campo de longitud incluido en el mensaje (que se
incluye normalmente en la primera trama del mensaje). Conociendo
la(s) programación (programaciones) de posibles mensajes y la
longitud de cada mensaje, el terminal puede entonces recibir cada
mensaje transmitido destinado a él.
Un terminal en espera puede "dormir" entre
tiempos designados para conservar potencia de baterías, y sólo
necesitaría despertarse justo antes de cada tiempo designado para
procesar una o más transmisiones a partir de una o más unidades
transmisoras en el conjunto activo para determinar si se ha enviado
o no un mensaje al terminal. Si el terminal determina que se le ha
enviado un mensaje (o que puede habérsele enviado, si un indicador
de radiomensajería rápida se transmite sobre un canal de
radiomensajería rápida), entonces el terminal procesa las una o más
transmisiones recibidas desde las una o más unidades transmisoras.
En caso contrario, si el terminal determina que no se le han
enviado mensajes (por ejemplo, a través de la ausencia del indicador
de radiomensajería rápida), entonces puede volver a dormirse y a
partir de entonces se despierta antes del próximo tiempo designado
para procesar el próximo mensaje.
El terminal procesa la señal recibida y asigna
al menos un procesador de dedo a cada transmisión recibida desde
las unidades transmisoras, si las condiciones de canal y las
limitaciones de hardware y software lo permiten. Cada procesador de
dedo procesa una instancia de señal específica (o una componente
multitrayectoria) asignada a ese procesador de dedo y proporciona
un flujo de símbolos demodulados. Si múltiples procesadores de dedo
se asignan a procesar múltiples instancias de señal desde una unidad
transmisora particular, entonces los símbolos demodulados a partir
de esos procesadores de dedo pueden alinearse en el tiempo (a través
de las memorias intermedias de corrección de desalineamiento) y
combinarse para proporcionar un único flujo de símbolos recuperados
para la transmisión desde esa unidad transmisora. De este modo, el
demodulador puede proporcionar múltiples flujos de símbolos
recuperados para múltiples transmisiones recibidas desde múltiples
unidades transmisoras, un flujo por cada transmisión recibida. Estos
flujos de símbolos recuperados pueden entonces procesarse según se
describe a continuación para recuperar los mensajes
transmitidos.
La figura 5 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso 500 para recuperar un mensaje deseado
particular (subyacente) que puede transmitirse a través de múltiples
transmisiones desde múltiples unidades transmisoras. En esta
realización, el terminal en primer lugar procesa cada flujo de
símbolos recuperados por separado para intentar recuperar el
mensaje deseado sin errores. Si el mensaje deseado no puede
recuperarse sin errores a partir de ningún flujo único, entonces
pueden combinarse partes (por ejemplo, tramas y/o símbolos) a
partir de múltiples flujos para intentar recuperar el mensaje.
En una realización, los flujos de símbolos
recuperados se procesan uno cada vez y en un orden particular
determinado basándose en la calidad de señal de estos flujos. La
calidad de señal de un flujo dado puede estimarse de diversas
formas, tal como mediante las relaciones de señal respecto a ruido e
interferencia (SNR) del flujo, la relación de energía por elemento
de código respecto a ruido total (E_{c}/I_{0}) piloto, etc. El
flujo asociado con la mejor calidad de señal puede procesarse en
primer lugar, el flujo asociado con la segunda mejor calidad de
señal pueden procesarse a continuación, etc.
Cada flujo se procesa desintercalando y
descodificando los símbolos para cada trama del mensaje, comprobando
el valor CRC para cada trama descodificada, ensamblando las tramas
descodificadas para formar el mensaje, y comprobando el valor CRC
para el mensaje, en la etapa 512. Otras métricas de calidad pueden
también obtenerse y controlarse para el flujo actual que está
procesándose. Tales métricas de calidad pueden incluir, por ejemplo,
la tasa de errores de símbolo (SER) recodificada, la métrica de
potencia recodificada, la métrica de Yamamoto "modificada",
etc. Estas métricas de calidad se describen en más detalle en la
solicitud de patente U.S. con número de serie 09/810,685, titulada
"Method and Apparatus for Adjusting Power Control Setpoint in a
Wireless Communication System", presentada el 15 de marzo de
2001, transferida al cesionario de la presente solicitud e
incorporada en el presente documento por referencia.
Entonces se hace una determinación sobre si la
calidad del mensaje recuperado del flujo actual que está
procesándose es suficiente o no (por ejemplo, si la CRC comprueba o
no a niveles tanto de trama como de mensaje), en la etapa 514. Si
la calidad de mensaje es suficiente, entonces el mensaje recuperado
del flujo se procesa (por ejemplo, mediante la capa de señalización
superior), en la etapa 516, y el proceso finaliza.
En caso contrario, si la calidad del mensaje
recuperado es insuficiente (por ejemplo, si una CRC no comprueba a
nivel ni de trama ni de mensaje), entonces se hace una determinación
a continuación sobre si otro flujo (no procesado aún) está o no
disponible para procesarse, en la etapa 518. Si otro flujo está
disponible, entonces se procesa el próximo flujo (por ejemplo, el
que tiene la siguiente mejor calidad de señal) y se comprueba la
calidad del mensaje recuperado de este flujo, en la etapa 520. El
proceso entonces vuelve a la etapa 514 para determinar si la
calidad de mensaje para el flujo actual es suficiente o no. De
nuevo, si el calidad de mensaje es suficiente, entonces el mensaje
recuperado del flujo actual se proporciona para procesamiento
adicional (mediante la capa de señalización superior) en la etapa
516.
El primer bucle formado por las etapas 514, 518
y 520 puede repetirse tantas veces como flujos disponibles haya y
durante tanto tiempo como el mensaje recuperado tenga calidad
insuficiente. El primer mensaje recuperado que tiene suficiente
calidad se proporciona para procesamiento adicional, y cualquier
flujo restante puede ignorarse, o almacenarse para posible
combinación para otros mensajes.
De nuevo en la etapa 518, si todos los flujos se
han procesado y ninguno de los mensajes recuperados de estos flujos
tiene suficiente calidad, entonces el proceso combina diversas
partes (por ejemplo, tramas y/o símbolos) de múltiples flujos para
intentar recuperar el mensaje sin errores, en el bloque 530. Pueden
usarse diversos esquemas para combinar los múltiples flujos,
algunos de los cuales se describen en más detalle a continuación.
El bloque 530 es una realización específica para combinar múltiples
flujos para recuperar el mensaje.
Inicialmente, se hace una determinación sobre si
todas las combinaciones permisibles de múltiples flujos se han
probado o no, en la etapa 532. El número de combinaciones diferentes
que va a probarse para recuperar el mensaje puede estar limitado, y
este número puede depender del esquema específico que está
implementándose para combinar múltiples transmisiones y
posiblemente otros factores. Si todas las combinaciones permisibles
se han probado y el mensaje aún no puede recuperarse sin errores,
entonces se declara un borrado del mensaje, en la etapa 534, y el
proceso finaliza.
En caso contrario, partes de múltiples flujos se
combinan de una forma particular determinada por el esquema de
combinación que está implementándose para formar un nuevo mensaje
combinado, en la etapa 536. De nuevo, pueden usarse diversos
esquemas para la etapa 536, según se describe en más detalle a
continuación. Se comprueba entonces la calidad del mensaje
combinado, en la etapa 538. Si la calidad del mensaje combinado es
suficiente (por ejemplo, si todas las CRC comprueban a niveles
tanto de trama como de mensaje), según se determina en la etapa
540, entonces el mensaje combinado recuperado de los múltiples
flujos se proporciona para procesamiento adicional, en la etapa
542, y el proceso finaliza. En caso contrario, el proceso vuelve a
la etapa 532 para determinar si puede probarse otra combinación de
múltiples flujos o no. El segundo bucle formado por las etapas 532
a 540 puede repetirse tantas veces como el número de combinaciones
permisibles y durante tanto tiempo como el mensaje combinado tenga
calidad insuficiente.
En otra realización, para recuperar un mensaje
deseado particular transmitido a través de múltiples transmisiones
desde múltiples unidades transmisoras, todos los flujos de símbolos
recuperados se procesan (por ejemplo, en paralelo o en serie), y el
mensaje recuperado del flujo que tiene la mejor calidad y supera un
umbral de calidad particular se proporciona para procesamiento
adicional. De nuevo, pueden combinarse partes a partir de múltiples
flujos para intentar recuperar el mensaje deseado sin errores si no
puede recuperarse a partir de ningún flujo único.
Según se indicó anteriormente, pueden usarse
diversos esquemas para combinar partes de múltiples flujos de
símbolos recuperados para múltiples transmisiones recibidas si el
mensaje deseado no puede recuperarse sin errores a partir de ningún
flujo único. Las combinaciones de múltiples flujos pueden realizarse
a nivel de trama o a nivel de símbolo, o ambos. Además, la
combinación puede realizarse de diferentes formas dependiendo de
diversos factores tales como (1) si las unidades transmisoras se
operan de forma no síncrona o no, (2) si el terminal tiene un
sincronismo a nivel de trama de las unidades transmisoras o no,
etc.
La figura 6 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso 630 para combinar tramas a partir de
múltiples transmisiones para recuperar un mensaje deseado particular
(o subyacente). En esta realización, se supone que el terminal
conoce el sincronismo a nivel de trama de cada transmisión recibida.
Este sincronismo a nivel de trama puede proporcionarse a partir de
la unidad transmisora o recuperarse de las tramas buenas de la
transmisión. El proceso 630 puede usarse para el bloque 530 en la
figura 5.
Inicialmente, uno de los flujos de símbolos
recuperados se selecciona como el flujo primario y todos los otros
flujos de símbolos recuperados se consideran flujos secundarios, en
la etapa 632. El flujo primario puede ser el que tenga la mejor
calidad de señal o el que tenga el menor número de tramas borradas.
El flujo primario también puede seleccionarse basándose en algún
otro criterio.
Entonces se identifica una trama borrada en el
mensaje recuperado del flujo primario, en la etapa 634. Si una
trama borrada está presente en el mensaje, según se determina en la
etapa 636, entonces se identifica una trama buena a partir de uno
del (de los) flujo(s) secundario(s) y que se
corresponde con la trama borrada, en la etapa 638. Puesto que el
terminal tiene sincronismo a nivel de trama en esta realización,
puede cotejar las tramas correspondientes a partir de múltiples
transmisiones.
Se hace entonces una determinación sobre si se
encontró una trama buena a partir de cualquier flujo secundario o
no para la trama borrada, en la etapa 640. Si se encontró la trama
buena, entonces la trama borrada se sustituye (es decir, reemplaza)
por la trama buena, en la etapa 642. El proceso vuelve entonces a la
etapa 634 para comprobar si hay otra trama borrada en el mensaje o
no. En caso contrario, si no se recuperó una trama buena de ningún
flujo secundario para la trama borrada, entonces se declara un
borrado del mensaje, en la etapa 652, y el proceso finaliza.
El bucle formado por las etapas 634 a 642 se
repite para cada trama borrada en el mensaje recuperado del flujo
primario a menos que se finalice antes si una trama buena no puede
recuperarse de ningún flujo secundario para una trama borrada. Si
todas las tramas borradas en el mensaje recuperado del flujo
primario se han reemplazado con tramas buenas de los flujos
secundarios, según se determina en la etapa 636, entonces se
comprueba la CRC para el mensaje combinado, en la etapa 644. Si la
CRC comprueba a nivel de mensaje, según se determina en la etapa
646, entonces el mensaje combinado recuperado de múltiples flujos se
proporciona para procesamiento adicional, en la etapa 648, y el
proceso finaliza. En caso contrario, si la CRC no comprueba a nivel
de mensaje, entonces se declara un borrado del mensaje, en la etapa
652, y el proceso también finaliza.
En las realizaciones anteriores, se cuenta con
el CRC para determinar si una trama dada se ha recibido
correctamente o con errores. En ciertas instancias, una trama puede
pasar la comprobación CRC incluso aunque se reciba con errores. De
este modo, si se recuperan múltiples tramas buenas de múltiples
flujos secundarios para una trama borrada dada en el mensaje
recuperado del flujo primario, entonces esas tramas buenas pueden
compararse entre sí para determinar si contienen el mismo contenido
o no. Si los contenidos para esas tramas supuestamente buenas no
son los mismos, entonces cada trama buena con contenido diferente
puede sustituir la trama borrada, y la CRC se comprueba entonces a
nivel de mensaje para cada combinación. El diagrama de flujo en la
figura 6 puede modificarse en consecuencia para implementar
múltiples sustituciones de diferentes tramas buenas para una trama
borrada dada.
La figura 7 es un diagrama de flujo de otra
realización de un proceso 730 para combinar tramas a partir de
múltiples transmisiones para recuperar un mensaje deseado
particular. En esta realización, el terminal no conoce el
sincronismo a nivel de trama para las transmisiones recibidas. Éste
puede ser el caso si las unidades transmisoras se operan de forma
no síncrona. El proceso 730 también puede usarse para el bloque 530
en la figura 5.
Inicialmente, uno de los flujos de símbolos
recuperados se selecciona como el flujo primario y todos los otros
flujos de símbolos recuperados se consideran flujos secundarios, en
la etapa 732. Se identifican entonces todas las tramas borradas en
el mensaje recuperado del flujo primario, en la etapa 734. Se
identifican también todas las tramas buenas para el mensaje y
recuperadas de los flujos secundarios, en la etapa 738.
En la etapa 742, un nuevo mensaje combinado se
forma sustituyendo las tramas borradas con un conjunto de tramas
buenas seleccionadas de entre todas las tramas buenas previamente
identificadas en la etapa 738. Si el terminal no tiene sincronismo
a nivel de trama, entonces puede no ser capaz de determinar qué
trama buena corresponde a una trama borrada dada. En este caso, el
terminal puede intentar sustituir las tramas borradas por diversas
combinaciones diferentes de tramas buenas. Para cada mensaje
combinado formado sustituyendo un conjunto (o combinación)
diferente de tramas buenas para las tramas borradas, se comprueba la
CRC para el mensaje combinado, en la etapa 744. Si el CRC comprueba
a nivel de mensaje, según se determina en la etapa 746, entonces el
mensaje combinado recuperado de múltiples flujos se proporciona
para procesamiento adicional, en la etapa 748, y el proceso
finaliza.
En caso contrario, si el CRC no comprueba a
nivel de mensaje para este mensaje combinado, entonces se hace una
determinación sobre si se han probado todas las combinaciones
permisibles o no, en la etapa 750. Si todas las combinaciones no se
han probado todavía, entonces el proceso vuelve a la etapa 742 para
formar un nuevo mensaje combinado para evaluación. En caso
contrario, si todas las combinaciones se han analizado y la CRC a
nivel de mensaje no comprueba para ningún mensaje combinado,
entonces se declara un borrado del mensaje, en la etapa 752, y el
proceso también finaliza.
Puesto que el sincronismo a nivel de trama no se
conoce a priori en la realización anterior, se cuenta con la CRC a
nivel de mensaje para determinar el alineamiento apropiado de las
tramas recuperadas a partir de múltiples transmisiones. Pueden
usarse diversas técnicas para limitar el número de combinaciones
diferentes que van a probarse.
En una realización, se determina un retardo de
tiempo máximo mediante la estación base y se lleva al terminal. El
terminal puede entonces probar todas las combinaciones de los flujos
de señales dentro de este retardo máximo. En otra realización, el
retardo de tiempo máximo se fija mediante el terminal según sus
capacidades de procesamiento y almacenamiento. En todavía otra
realización, algunas tramas pueden contener el número de secuencia
de mensaje, el número de trama dentro del mensaje, o ambos. El
terminal puede entonces usar esta información para cotejar las
tramas recibidas correctamente de los flujos paralelos. En todavía
otra realización, el terminal puede realizar una operación de
"proyección" (por ejemplo, tomar un producto interno entre las
tramas recibidas, con los símbolos como componentes en un vector)
para determinar una correspondencia entre flujos. En esta
realización, un vector puede estar formado por todos o partes de los
símbolos de decisión temporal o símbolos de decisión firme a partir
de una trama o múltiples tramas que son de un flujo dado. Este
vector se utiliza entonces como la entrada a una operación de
producto interno (producto escalar) con otro vector formado por
símbolos de otro flujo. El valor resultante es una métrica de la
similitud o semejanza entre los dos flujos o sus desplazamientos de
tiempo. El desplazamiento de tiempo más probable (según se define
mediante la operación de producto interno anterior) entre un par de
flujos puede combinarse en primer lugar para la descodificación y
la comprobación CRC. Si este emparejamiento falla, entonces puede
combinarse y probarse el segundo emparejamiento más probable. Este
procesamiento puede continuar hasta que se prueban todos los
emparejamientos posibles o todos los emparejamientos posibles con
cierto nivel de probabilidad y superior.
Con referencia de nuevo a la figura 3, cada
trama descodificada se comprueba mediante el comprobador 322 CRC
basándose en la CRC a nivel de trama, y las tramas que pasan la
comprobación CRC pueden proporcionarse a la memoria 326 intermedia
de tramas. La memoria 326 intermedia de tramas puede así usarse para
almacenar las tramas buenas recibidas para cada mensaje que va a
recuperarse mediante la unidad receptora. Las combinaciones
apropiadas de tramas buenas (por ejemplo, según se determinan
mediante el controlador 330) pueden a partir de entonces
recuperarse y proporcionarse al ensamblador 324 de tramas, que
entonces ensambla estas tramas para formar un mensaje combinado. El
comprobador 328 CRC comprueba entonces el mensaje combinado
basándose en la CRC a nivel de mensaje y proporciona un estado de
mensaje al controlador 330. Si el estado de mensaje indica que el
mensaje combinado está borrado, entonces el controlador 330 puede
indicar a la memoria 326 intermedia de tramas que proporcione otro
conjunto de tramas buenas al ensamblador 324 de tramas para formar
otro mensaje combinado. Este proceso puede repetirse hasta que un
mensaje combinado pase la CRC a nivel de mensaje o se hayan probado
todas las combinaciones permisibles.
En ciertas instancias, una trama buena puede no
haberse recuperado de cualquiera de los flujos secundarios para una
trama borrada en el mensaje recuperado del flujo primario. En este
caso, la trama borrada no puede reemplazarse con otra trama buena
obtenida a partir de un único flujo. En lugar de declarar el mensaje
como que está borrado, pueden usarse diversos esquemas para
intentar obtener una trama buena para la trama borrada usando los
símbolos recuperados de múltiples transmisiones. Un esquema
específico de combinación de símbolos se describe con más detalle a
continuación.
La figura 8 es un diagrama de flujo de una
realización de un proceso 838 para combinar símbolos de múltiples
transmisiones para intentar recuperar una trama sin errores
particular. En esta realización, se supone que el terminal conoce
el sincronismo a nivel de símbolo para las transmisiones recibidas.
El proceso 838 puede usarse dentro de las etapas 638 y 738 en las
figuras 6 y 7, respectivamente, para proporcionar una trama buena
para una trama borrada.
Inicialmente, se selecciona uno de los flujos de
símbolos recuperados como el flujo primario, en la etapa 842. Los
demás flujos de símbolos recuperados se consideran flujos
secundarios y se clasifican en un orden particular, en la etapa
844. La clasificación puede basarse (1) la calidad de señal asociada
con estos flujos (por ejemplo, el flujo con la calidad de señal más
alta se clasifica como el más alto), (2) el número de tramas
borradas para los mensajes recuperados de estos flujos (por ejemplo,
el flujo con el menor número de tramas borradas se clasifica como
el más alto), o algún otro criterio.
Una trama borrada en el mensaje recuperado del
flujo primario, que va a reemplazarse con una trama buena, se
identifica en la etapa 846. A continuación, los símbolos acumulados
usados para obtener la trama buena para la trama borrada pueden
inicializarse a un valor particular (por ejemplo, cero) o a los
símbolos de la trama borrada, en la etapa 848. Entonces se
identifica la trama en el flujo secundario de la clasificación más
alta (pero todavía no combinada) que se corresponde con la trama
borrada, en la etapa 850, y los símbolos para esta trama
correspondiente se combinan con los símbolos acumulados, en la etapa
852.
Entonces, la trama combinada formada mediante la
acumulación de símbolos de múltiples transmisiones se descodifica y
se comprueba en el nivel de trama, en la etapa 854. Si la CRC para
esta trama se comprueba, según se determina en la etapa 856,
entonces la trama combinada se proporciona como la trama buena para
la trama borrada, en la etapa 858, y el proceso termina.
De otro modo, si la CRC no comprueba para esta
trama combinada, entonces se realiza una determinación de si se han
procesado todos los flujos secundarios o no, en la etapa 860. Si
todavía no se han procesado todos los flujos secundarios, entonces
el proceso vuelve a la etapa 850 para formar una trama combinada
nueva usando los símbolos del flujo secundario de la siguiente
clasificación más alta. De otro modo, si se han combinado todos los
flujos secundarios y la CRC a nivel de trama no comprueba para
cualquier trama combinada, entonces se declara un borrado para la
trama, en la etapa 862, y el proceso también termina.
La figura 8 muestra una realización en la que
símbolos de flujos distintos se combinan en un orden particular
basándose en la clasificación de los flujos de símbolos recuperados
que se corresponden con las transmisiones recibidas. Debido a
multitrayectoria y otros fenómenos, es posible que la calidad de
estas transmisiones cambie con el tiempo. Así, la clasificación
puede realizarse para cada trama borrada (por ejemplo, basándose en
la estimación de E_{c}/I_{0} para el piloto recibido a
aproximadamente el mismo tiempo que la trama que está combinándose
o con una diferencia de tiempo lo más pequeña posible).
Los símbolos de flujos distintos también pueden
combinarse de diversas formas. En una realización, los símbolos de
múltiples flujos para cada periodo de símbolo se combinan
linealmente para obtener el símbolo acumulado para ese periodo de
símbolo. En otra realización, el símbolo de cada flujo se pondera
mediante la calidad estimada del símbolo (por ejemplo, mediante la
E_{c}/I_{0} piloto para el flujo), y los símbolos ponderados de
múltiples flujos se combinan para obtener el símbolo acumulado. La
ponderación de los símbolos mediante la calidad de señal estimada
se realiza automáticamente al realizar demodulación coherente, que
realiza una multiplicación de vector de los símbolos recuperados de
un canal de código particular con el piloto recuperado para obtener
los símbolos demodulados. El múltiplo de vector pondera los símbolos
por la calidad de señal del flujo, según se estima mediante el
piloto recuperado.
Con referencia de nuevo a la figura 3, cada
trama demodulada se proporciona al descodificador 318, que
desintercala y descodifica los símbolos en la trama demodulada para
proporcionar una trama descodificada correspondiente. Para cada
trama borrada en el mensaje recuperado del flujo primario, el
descodificador 318 puede proporcionar a la memoria 320 intermedia
de símbolos la trama borrada del flujo primario y las tramas de los
flujos secundarios que se corresponden con la trama borrada. La
memoria 320 intermedia de símbolos puede así usarse para almacenar
tramas de símbolos que pueden combinarse para obtener una trama
buena para cada trama borrada.
Las tramas borradas y correspondientes pueden a
partir de entonces recuperarse de la memoria 320 intermedia de
símbolos y combinarse dentro del descodificador 318 según se
describió anteriormente para obtener tramas combinadas para tramas
borradas. Cada trama combinada se obtiene de un conjunto particular
de tramas borradas y/o correspondientes, que pueden determinarse
mediante el controlador 330. Entonces, el descodificador 318
descodifica cada trama combinada para obtener una trama
descodificada, que se comprueba entonces mediante el comprobador
322 CRC basándose en la CRC a nivel de trama. El comprobador 322 CRC
también proporciona un estado de trama al controlador 330. Si el
estado de trama indica que la trama combinada está borrada, entonces
el controlador 330 puede indicar a la memoria 320 intermedia de
símbolos que proporcione los símbolos de otro flujo secundario al
descodificador 318, que entonces combina estos símbolos con los
símbolos acumulados previos para formar otra trama combinada. Este
proceso puede repetirse hasta que una trama combinada pase la CRC a
nivel de trama o se hayan procesado todos los flujos.
Las técnicas descritas en el presente documento
para combinar de forma selectiva múltiples transmisiones (por
ejemplo, a nivel de trama y/o símbolo) para recuperar mensajes sin
errores puede implementarse por diversos medios. Por ejemplo, estas
técnicas pueden implementarse en hardware, software, o una
combinación de los mismos. Para una implementación de hardware, los
elementos usados para implementar una cualquiera o una combinación
de las técnicas pueden implementarse dentro de uno o más circuitos
integrados de aplicación específica (ASIC), procesadores de señales
digitales (DSP), dispositivos de procesamiento de señales digitales
(DSPD), dispositivos de lógica programable (PLD), disposiciones de
puertas programables de campo (FPGA), procesadores, controladores,
microcontroladores, microprocesadores, otras unidades electrónicas
diseñadas para realizar las funciones descritas en el presente
documento, o una combinación de los mismos.
Para una implementación de software, las
técnicas de combinación selectiva pueden implementarse con módulos
(por ejemplo, procedimientos, funciones, etc.) que realizan las
funciones descritas en el presente documento. Los códigos de
software pueden almacenarse en una unidad de memoria (por ejemplo,
la memoria 332 en la figura 3) y ejecutarse mediante un procesador
(por ejemplo, el controlador 330). La unidad de memoria puede
implementarse dentro del procesador o externamente con respecto al
procesador, en cuyo caso puede acoplarse de manera comunicativa al
procesador a través de diversos medios tal como se conoce en la
técnica.
Y para una implementación de hardware/software,
algo del procesamiento puede realizarse mediante hardware y algún
otro procesamiento puede realizarse mediante software. Por ejemplo,
en la figura 3, la demodulación, descodificación, comprobación CRC
a nivel de trama, y ensamblaje de tramas pueden realizarse en
hardware, y la comprobación CRC a nivel de mensaje puede realizarse
en software.
Se incluyen encabezamientos en el presente
documento para referencia y para ayudar a localizar ciertos
apartados. No se pretende que estos encabezamientos limiten el
alcance de los conceptos definidos a continuación de los mismos, y
estos conceptos pueden tener aplicabilidad en otros apartados a lo
largo de la memoria descriptiva.
La descripción anterior de las realizaciones
dadas a conocer se proporciona para permitir que cualquier experto
en la técnica realice o use la presente invención. Diversas
modificaciones a estas realizaciones se harán fácilmente evidentes
a los expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos
en el presente documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin
apartarse del espíritu o alcance de la invención. Por tanto, no se
pretende que la presente invención se limite a las realizaciones
mostradas en el presente documento sino debe concedérsele el
alcance más amplio consistente con los principios y características
novedosas dadas a conocer en el presente documento.
Claims (25)
1. Un procedimiento para combinar de forma
selectiva una pluralidad de transmisiones recibidas a partir de una
pluralidad de fuentes de señal respectivas para recuperar un mensaje
compuesto por una pluralidad de tramas, caracterizado el
procedimiento por las etapas de:
- \quad
- procesar cada una de la pluralidad de transmisiones recibidas a partir de la pluralidad de fuentes de señal respectivas por separado para recuperar el mensaje; y
- \quad
- si el mensaje no puede recuperarse sin errores a partir de una única transmisión recibida,
- determinar tramas borradas en un mensaje recuperado de una primera transmisión recibida,
- determinar tramas buenas recuperadas a partir de unas restantes de la pluralidad de transmisiones recibidas,
- formar al menos un mensaje combinado, en el que cada mensaje combinado incluye una combinación particular de tramas buenas que sustituyen a las tramas borradas, y
- comprobar cada mensaje combinado para determinar si es bueno o está borrado.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la primera transmisión recibida es una que tiene una
calidad de señal más alta de entre la pluralidad de
transmisiones.
3. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- comprobar cada trama en el mensaje recuperado de la primera transmisión recibida; y
- \quad
- marcar cada trama que falla la comprobación como una trama borrada.
4. El procedimiento según la reivindicación 3,
en el que cada trama se comprueba basándose en un conjunto de bits
de comprobación de redundancia cíclica (CRC) generados para la
trama.
5. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que cada mensaje combinado se comprueba basándose en un
conjunto de bits de comprobación de redundancia cíclica (CRC)
generados para el mensaje.
6. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que un único mensaje combinado se forma mediante
- \quad
- la identificación de cada trama borrada en el mensaje recuperado de la primera transmisión recibida,
- \quad
- la identificación de una trama buena, a partir de una de la pluralidad de transmisiones recibidas, que se corresponde con cada trama borrada, y
- \quad
- la sustitución de cada trama borrada por la trama buena correspondiente para formar el mensaje combinado.
7. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la trama buena que se corresponde con cada trama borrada
se identifica basándose en un número de trama asociado con cada
trama.
8. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que una pluralidad de mensajes combinados se forma
mediante
- \quad
- la identificación de una pluralidad de combinaciones de tramas buenas para las tramas borradas en el mensaje recuperado de la primera transmisión recibida, y
- \quad
- la sustitución de cada combinación de tramas buenas para las tramas borradas para formar un mensaje combinado respectivo.
9. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
- \quad
- si el mensaje no puede recuperarse sin errores a partir de una única transmisión recibida y una trama buena que se corresponde con una trama borrada particular no puede obtenerse a partir de una única transmisión recibida,
- \quad
- combinar símbolos para dos o más tramas, a partir de dos o más transmisiones recibidas, que se corresponden con la trama borrada, y
- \quad
- descodificar los símbolos combinados para obtener una trama buena para la trama borrada.
10. El procedimiento según la reivindicación 9,
que comprende además:
- \quad
- si el mensaje no puede recuperarse sin errores a partir de una única transmisión recibida y una trama buena que se corresponde con una trama borrada particular no puede obtenerse a partir de una única transmisión recibida,
- \quad
- clasificar la pluralidad de transmisiones recibidas, y en el que se combinan símbolos para tramas que se corresponden con las tramas borradas en un orden particular determinado basándose en la clasificación de la pluralidad de transmisiones recibidas.
11. El procedimiento según la reivindicación 10,
en el que la pluralidad de transmisiones recibidas se clasifica
basándose en su calidad de señal.
12. El procedimiento según la reivindicación 9,
que comprende además:
- \quad
- si el mensaje no puede recuperarse sin errores a partir de una única transmisión recibida y una trama buena que se corresponde con una trama borrada particular no puede obtenerse a partir de una única transmisión recibida,
- \quad
- ponderar símbolos para cada una de las dos o más tramas que se corresponden con la trama borrada basándose en un peso respectivo determinado basándose en la calidad de señal de las dos o más transmisiones a partir de las que se recuperan las dos o más tramas, y en el que se combinan los símbolos ponderados.
13. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que cada transmisión recibida es una señal de enlace directo
de una estación base respectiva en un sistema CDMA.
14. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la pluralidad de transmisiones recibidas es
aproximadamente síncrona.
15. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la pluralidad de transmisiones recibidas es asíncrona.
16. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que el mensaje que va a recuperarse sin errores es un mensaje
de radiomensajería.
17. Una unidad (300) receptora para su uso en un
sistema de comunicaciones inalámbricas, caracterizada
por:
- \quad
- un demodulador (316) operativo para recibir y procesar una pluralidad de instancias de señal en una señal recibida para proporcionar una pluralidad de flujos de símbolos, correspondiéndose cada flujo de símbolos con una transmisión recibida respectiva a partir de una de una pluralidad de fuentes de señal respectivas incluidas en la señal recibida;
- \quad
- un descodificador (318) operativo para procesar cada una de la pluralidad de flujos de símbolos por separado para recuperar un mensaje respectivo compuesto por una pluralidad de tramas;
- \quad
- un primer detector (322) operativo para detectar cada trama en cada mensaje recuperado o bien como una trama buena o bien como una trama borrada;
- \quad
- un segundo detector (328) operativo para detectar cada mensaje recuperado o bien como un mensaje bueno o bien como un mensaje borrado; y
- \quad
- un ensamblador (324) de tramas operativo para formar al menos un mensaje combinado, si un mensaje no puede recuperarse sin errores a partir de un único flujo de símbolos, en el que cada mensaje combinado incluye una combinación particular de tramas buenas que sustituyen tramas borradas en el mensaje recuperado de un primer flujo de símbolos, y
- \quad
- en el que el segundo detector (328) está además operativo para detectar cada mensaje combinado o bien como un mensaje bueno o bien como un mensaje borrado.
18. La unidad (300) receptora según la
reivindicación 17, que comprende además:
- \quad
- una memoria (326) intermedia de tramas operativa para almacenar tramas buenas recuperadas a partir de la pluralidad de flujos de símbolos.
19. La unidad (300) receptora según la
reivindicación 17, en la que el descodificador (318) está además
operativo para combinar símbolos para dos o más tramas, a partir de
dos o más flujos de símbolos, que se corresponden con una trama
borrada, y para descodificar los símbolos combinados para obtener
una trama buena para la trama borrada.
20. La unidad (300) receptora según la
reivindicación 19, que comprende además:
- \quad
- una memoria (320) intermedia de símbolos operativa para almacenar símbolos que se corresponden con cada trama borrada en el mensaje recuperado del primer flujo de símbolos.
21. La unidad (300) receptora según la
reivindicación 17, en la que los detectores primero (322) y segundo
(328) son comprobadores de comprobación de redundancia cíclica
(CRC).
\newpage
22. La unidad (300) receptora según la
reivindicación 17, en la que el mensaje que va a recuperarse sin
errores es un mensaje de radiomensajería.
23. Un terminal en un sistema CDMA que comprende
la unidad receptora según la reivindicación 17.
24. Un procesador de señal digital para su uso
en un sistema de comunicaciones inalámbricas, que comprende: medios
para realizar el procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16.
25. Un aparato receptor para su uso en un
sistema de comunicaciones inalámbricas adaptado para realizar el
procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
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