Este procedimiento encuentra aplicación en el sector de las telecomunicaciones. Más concretamente en lo relativo a los sistemas de transmisión y recepción de señales por ondas radioeléctricas. Entre éstos, más concretamente en aquellos en los que se utilicen técnicas de diversidad espacial de antenas y/o multiplexación espacial Multiple-input Multiple- output (MIMO), como la telefonía celular de cuarta generación Long Term Evolution (LTE).

Estado de la técnica

Para tratar de minimizar los efectos del ruido impulsivo (RI) sobre transmisiones digitales por radio, se han propuesto ya diferentes métodos. Algunas patentes como O2004002101, EP1309095 y EP1180851 basan su funcionamiento en la localización de los picos de RI a partir de la propia señal de información recibida; cuando creen haber reconocido un pico de RI eliminan la porción de señal correspondiente. Otras publicaciones de interés son las patentes US 20050213692 y EP1361720 que utilizan complejos algoritmos de compensación del RI. También los autores de la presente patente han publicado con anterioridad dos procedimientos aplicables a sistemas de radio: P200402455 que monitoriza el RI en una polarización ortogonal a aquella en que se produce la transmisión y P200402706 que monitoriza el RI en otro canal a una frecuencia diferente. Hasta el momento no se conocen patentes contra RI específicamente descritas para LTE ni para receptores con diversidad o multiplexación espacial.

Explicación del procedimiento

El RI consiste en una sucesión de picos de corta duración pero de gran amplitud que se mezclan con la señal deseada en el receptor y que perjudican notablemente la transmisión de las comunicaciones vía radio. Su efecto se hace más patente en aquellos sistemas que emplean sistemas de modulación y transmisión digital, y con especial virulencia en aquellos con modulación Orthogonal Frequency División Múltiple Access (OFDMA) o Single Carrier Frequency División Múltiple Access (SC-FDMA), usados en LTE. En su funcionamiento, los sistemas de telefonía celular LTE y similares utilizan técnicas de diversidad y multiplexación espacial MIMO, que consisten en utilizar varias antenas transmisoras y receptoras para incrementar la robustez y la velocidad de transmisión de datos en la comunicación. El objetivo del presente método es eliminar los efectos perjudiciales del RI en los sistemas de comunicación por radio con recepción por diversidad y/o multiplexación espacial. Aunque se considera LTE como el principal representante de este tipo de sistemas, el alcance del método no se restringe solamente a este último. Los sistemas de cancelación de RI existentes tratan de detectar el RI a partir de la señal de información recibida. Su forma de actuar consiste en identificar el RI que se encuentra sumado a la señal de información deseada. Estos métodos tienen una eficiencia limitada, puesto que se ve condicionada por la más o menos correcta identificación del RI. En los sistemas LTE y similares, el RI se introduce de forma correlada en todas las antenas receptoras mientras que cada una de estas últimas recibe la señal deseada de forma parcialmente incorrelada con respecto a las demás, debido al multitrayecto. Es decir, el RI aparecerá como un pico de gran amplitud en todas las antenas receptoras al mismo tiempo mientras que la señal deseada puede tener distinta amplitud en cada antena. El principio de funcionamiento del nuevo procedimiento que se presenta consiste en suponer que se ha introducido RI cuando la amplitud de la señal recibida supera un cierto umbral en todas las antenas receptoras simultáneamente.

La ventaja que presenta este nuevo procedimiento frente a los ya existentes es que es capaz de detectar la presencia del RI de una manera más eficiente; es decir, permite discriminar pulsos de RI más pequeños y evita que muestras de la señal deseada con gran amplitud sean confundidas con RI. El funcionamiento del procedimiento consistirá en la observación permanente de la amplitud de la señal que se reciba en todas las antenas. Cuando en todas a la vez esta amplitud supere un umbral previamente establecido, se considerará que es debido a la perturbación producida por un pico de RI. Entonces se actuará sobre la señal recibida, sustituyendo las muestras afectadas por otras de valor cero. El valor umbral se determinará en función de la potencia media de la señal observada.

En lugar de sustituir las muestras afectadas por ceros, también sería posible sustituirlas por otras con un valor que conserve la misma fase, pero recortando su amplitud a un nivel más adecuado, como por ejemplo el valor root mean square (rms).

Aunque el número de antenas no está definido y depende del sistema en particular, a continuación se detallará el procedimiento suponiendo que el receptor consta de dos antenas.

Descripción de los dibujos

La Figura 1 ilustra el procedimiento. Como se supone la presencia de dos antenas receptoras la mayor parte de los bloques están duplicados, encontrándose el grupo correspondiente a la Antena 1 en la parte superior del dibujo y el correspondiente a la Antena 2 en la parte inferior.

La etiqueta (1) indica las antenas receptoras. Los bloques señalados en (2) representan de forma simplificada las etapas de: filtrado y amplificación en radiofrecuencia (RF); traslado de la señal a frecuencia intermedia (FI), con sus correspondientes secciones de filtrado y amplificación; y demodulación a banda base, obteniendo una señal compleja con componentes en fase y cuadratura llamada Si(t) para la Antena 1 y S ₂ (t) para la Antena 2. Los bloques indicados en (3) se corresponden con un filtro paso bajo antialiasing, previo a la etapa de muestreo. En (4), la señales continuas se muestrean simultáneamente con periodo T de muestreo, obteniéndose las señales discretas S][n] para la Antena 1 y S ₂ [n] para la Antena 2. La etiqueta (5) se corresponde con los bloques que para cada antena evalúan si la amplitud supera el umbral de detección U. Las respuestas, que pueden ser sí ó no, se introducen en una puerta 'Y' lógica en (6), a cuya salida se obtiene la variable lógica IMP, que indica si se considera o no la existencia de RI. Los bloques (7) actúan en función de la evaluación hecha en (6); en el caso de que IMP=no, las muestras Si[n] y S ₂ [n] permanecen inalteradas, si por el contrario IMP=sí, la muestras Si[n] y S ₂ [n] se sustituyen por un cero.

Exposición detallada del procedimiento

En (1), las antenas de recepción de información reciben cada una su señal simultáneamente. La señal proveniente de cada antena, pasa por las etapas de RF, FI y demodulación a banda base, habituales en los receptores de señal de radio (2) y luego se filtra (3) y se muestrea (4), obteniéndose las señales complejas Si[n] y S ₂ [n]. Cuando surja un pico de RI, las antenas recibirán RI sumado a la señal propia de la transmisión. El RI de ambas antenas se encuentra correlacionado. Ambas antenas recogerán también otro tipo de perturbaciones, de menor amplitud, como por ejemplo ruido térmico o de fondo, pero esto no afecta al razonamiento expuesto.

A continuación se comprueba si tanto la amplitud de la señal proveniente de la Antena 1 como la de la Antena 2 superan el umbral U (5). Si esto sucede simultáneamente, la puerta lógica (6) establece su salida a valor verdadero (IMP=sí) y se tomará la decisión de sustituir por un cero las muestras recibidas tanto en la Antena 1 como la Antena 2 (7).

El valor umbral U sería determinado a partir de la potencia media de la señal observada. Aunque inicialmente se toma el mismo valor U para las dos antenas, también es posible calcular un valor diferente de umbral para cada una de ellas si existen diferencias en la potencia media recibida.

Existe otra forma de realización, que consiste en evaluar, previamente al muestreo, si el nivel de amplitud de las señales supera el umbral, a partir de la observación de las señales continuas |Si(t)| y |S ₂ (t)|.

De forma similar, se puede aplicar este método de supresión de RI, para el caso de que la transmisión sea analógica. Aplicación del procedimiento a la industria

Este procedimiento constituye una mejora que se puede añadir al hardware y/o al software de cualquier receptor de un sistema de comunicación por ondas radio eléctricas, para mejorar su comportamiento frente al RI, siempre que la recepción impl emente diversidad y/o multiplexación espacial. En concreto, tiene especial aplicación en aquellos sistemas de comunicación MIMO, como la telefonía celular LTE.