BRPI0001674B1

BRPI0001674B1 - método para gerar sinal piloto para sistema de comunicações

Info

Publication number: BRPI0001674B1
Application number: BRPI0001674A
Authority: BR
Inventors: Joon Song Young
Original assignee: Lg Information & Communications Ltd
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2017-03-21
Also published as: EP1037407A3; GB0006264D0; DE10012284A1; EP1039654A3; CN1273467A; US20090196271A1; ES2415884T3; ATE473562T1; EP1850511B1; CN1273462A; ES2347129T3; EP1850511A3; EP2099143B1; ES2502015T3; EP2081306A1; KR100294711B1; EP1037407B1; HK1077134A1; EP1850511A2; EP2081306B1

Abstract

"método para eliminar lóbulos laterais em um canal de comunicação, método para estabelecer um canal de comunicação, método para gerar sinais piloto, enlace de comunicação e circuito correlacionador" as palavras do quadro da realização preferida são especialmente adequadas para a sincronização de quadro e/ou a avaliação de canal. pela adição de funções de autocorrelação e de correlação por cruzamento das palavras do quadro, valores máximos em dobro iguais em magnitude e opostos em polaridade no início e na metade do período de tempo são obtidos. esta propriedade pode ser utilizada para a sincronização de verificação dupla abertura por abertura de tempo do quadro, para a sincronização de quadro de verificação única e/ou para a avaliação de canal e permite a redução do tempo de busca da sincronização. adicionalmente, a presente invenção permite uma construção mais simples de um circuito correlacionador para um receptor.

Description

MÉTODO PARA GERAR SINAL PILOTO PARA SISTEMA DE COMUNICAÇÕES O presente pedido de patente reivindica o benefício do pedido de patente provisória norte-americana No. 60/136.763 depositado em 28 de maio de 1999 e o presente pedido também é uma cont inuação-em-parte do pedido de patente norte-americana No. ........ . , depositado em 13 de agosto de 1999, cujo relatório descritivo é aqui integralmente incorporado como referência. Antecedentes da Invenção Campo da Invenção A presente invenção se refere a sistemas de comunicação, e mais particularmente, a sistemas de comunicação celulares.

Descrição da Técnica Anterior O uso de técnicas de modulação de acesso de múltiplas divisões de código (CDMA) modulação é uma das diversas técnicas para facilitar a comunicação na qual um grande número de sistemas estão presentes. A Fig. 1 ilustra de uma maneira genérica um sistema 10, o qual usa técnicas de modulação CDMA para a comunicação entre um equipamento de usuário (UE) 12a e 12b, cada UE incluindo um telefone celular, e estações de base (BTS) 14a e 14b. Um controlador de estação de base (BSC) 16 tipicamente inclui um circuito de interface e processamento para proporcionar um controle do sistema para as BTS 14a, 14b. O BSC 16 controla o roteamento das chamadas telefônicas a partir da rede comutada de telefones públicos (PSTKf) para a BTS apropriada para a transmissão para a UE apropriada. 0 BSC 16 também controla o roteamento de chamadas a partir das UEs, via de pelo menos uma BTS para a PSTN. O BSC 16 pode chamar diretamente entre UEs através da BTS apropriada uma vez que as UEs tipicamente não se comunicam diretamente uma com a outra. A BSC 16 pode ser acoplada às BTS 14a e 14b por diversos meios incluindo linhas telefônicas dedicadas, conexões de fibras óticas ou por enlace de microonda de comunicação.

As setas 13a - 13d definem os possíveis enlaces de comunicação entre o BTS 14a e as UEs 12a e 12b. As setas 15a - 15d definem os possíveis enlaces de comunicação entre o BTS 14ba e as UEs 12a e 12b. No canal reverso, ou de enlace acima (isto é, a partir de UE to BTS) , os sinais UE são recebidos pelas BTS 14a e/ou BTS 14b, as quais, após demodulação e combinação, passam os sinais para a frente para o ponto de combinação, tipicamente para o BSC 16. No canal para a frente, ou enlace abaixo (isto é, a partir de BTS para a UE), os sinais BTS são recebidos pela UE 12a e/ou UE 12b. 0 sistema acima está é descrito nas patentes norte-americanas Nos. 5.101.501; 5.103.459; 5.109.390; e 5.416.797, cujos relatórios descritivos são aqui integralmente incorporados como referência.

Um canal de radio é de uma maneira genérica um meio hostil por natureza. É bastante difícil prever seu comportamento. Tradicionalmente, os canais de radio são modelados de uma maneira estatística usando dados de medição da propagação real. Geralmente, o sinal diminuindo no meio ambiente do radio pode ser decomposto em um componente de perda de grande escala junto com um componente de perda de média escala variável tendo uma distribuição normal por blocos, e um componente variável rápido de pequena escala com uma distribuição de Rici ou Rayleigh, dependendo da presença ou ausência de uma situação de linha de visão (LOS) entre o transmissor e o receptor. A Fig. 2 ilustra estes três diferentes fenômenos de propagação. Uma variação extrema no trajeto da transmissão entre o transmissor e o receptor pode ser observado, variando a partir de uma LOS direta a trajetos seriamente obstruídos devido a construções montanhas e/ou folhagens de árvore. 0 fenômeno de diminuição da energia recebida com a distância devido à reflexão, difração em torno de estruturas e refração é conhecido como perdas de trajeto.

Conforme mostrado, o sinal transmitido é refletido por muitos obstáculos entre um transmissor e um receptor, desta forma criando um canal de múltiplos trajetos. Devido à interferência entre muitos múltiplos trajetos com diferentes retardos de tempo, o sinal recebido sofre diminuições de freqüência seletiva nos múltiplos trajetos. Para um exemplo, quando a banda de freqüência de transporte 2GHz é usada e um carro tendo um UE está se deslocando a uma velocidade de lOOkm/h, a freqüência Doppler máxima de diminuição é 185 Hz. Enquanto uma detecção coerente pode ser usada para aumentar a capacidade da conexão, sob uma tal diminuição rápida, a avaliação de canal para a detecção coerente é, de uma maneira genérica, muito difícil de ser obtida. Devido a diminuição do canal, é difícil obter uma referência de fase para a detecção coerente de sinais modulados em dados. Portanto, é benéfica a utilização de um canal piloto separado.

Tipicamente, uma estimativa de canal para uma detecção coerente é obtida a partir de um canal piloto comum. Entretanto, um canal piloto comum transmitido com uma antena omnidirecional experimenta um canal de radio diferente daquele dp sinal de canal de tráfego transmitido através de um feixe estreito. Foi observado que os canais de controle comum são freqüentemente problemáticos no enlace abaixo quando antenas adaptativas são usadas. O problema pode ser contornado por símbolos piloto dedicados para o usuário, os quais são usados como um sinal de referência para a avaliação de canal. Os símbolos piloto dedicados podem ser multiplexados em tempo ou em código. A Fig. 3 ilustra um diagrama de bloco de um transmissor e um receptor para símbolos piloto multiplexados em tempo para um método melhor de avaliação de canal que trabalha satisfatoriamente em meios ambientes de diminuição lenta a rápida. Os símbolos piloto conhecidos são periodicamente multiplexados com a seqüência dos dados transmitidos. Os símbolos piloto e os símbolos de dados seguindo os símbolos piloto constituem uma abertura, conforme mostrado na Fig. 3.

Adicionalmente, no transmissor DS-CDMA, a informação do sinal é modulada por um código de ampliação, e no receptor, a mesma é correlacionada com a replica do mesmo código. Desta forma, uma baixa correlação por cruzamento entre os usuários desejados e a interferência é importante para eliminar a interferência de múltiplos acessos. Boas propriedades de autocorrelação são necessárias para uma sincronização inicial confiável, uma vez que grandes lóbulos laterais da função de autocorrelação podem levar a um código errado e a decisões de sincronização erradas. Adicionalmente, boas propriedades de autocorrelação são importantes para separar de uma maneira confiável os componentes dos múltiplos trajetos.

Uma vez que a função de autocorrelação do código de ampliação deve se parecer, tanto quanto possível, com a função de autocorrelação de um ruído Gaussiano branco adicionado (AWGN), as seqüências código DS também são denominadas seqüências de pseudo-ruído (PN). As funções de autocorrelação e correlação por cruzamento são conectadas de tal maneira que não é possível obter bons valores de autocorrelação e de correlação por cruzamento simultaneamente. Isso pode ser intuitivamente explicado pelo fato que as boas propriedades da autocorrelação também são uma indicação de uma boa aleatoriedade da seqüência. Códigos aleatórios exibem piores propriedades de correlação por cruzamento que determinados códigos.

Um tal sistema de comunicação móvel tem passado através de diferentes estágios de evolução, e diversos países usam diferentes padrões. A primeira geração de sistemas móveis nos anos 1980s usava transmissão análoga para os serviços de voz. Advanced Mobile Phone Service (AMPS) nos Estados Unidos, Total Access Comunicação System (TACS) no Reino Unido, Nordic Mobile Telephones (NMT) na Escandinávia, Nippon Telephone e Telegraph (NTT) no Japão, e outros, pertenciam à primeira geração.

Os sistemas da segunda geração, usando transmissão digital foram introduzidos no final dos anos 1980s. Os mesmos ofereciam maior eficiência de espectro, melhores serviços de dados, e um roteamento mais avançado que os sistemas da primeira geração. Global System for a Mobile Communications (GSM) na Europe, Personal Digital Cellular (PDC) no Japan, e IS-95 nos Estados Unidos pertenciam à segunda geração.

Recentemente, uma terceira geração de redes de radio móveis tem sido intensamente discutida e pesquisada e irá surgir em torno do ano 2000. Na International Telecommunication Union (ITU), a terceira geração de redes são chamadas International Mobile Telecommunication-2000 (IMT-2000) e na Europe, Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). A IMT-2000 irá proporcionar uma pluralidade de serviços, incluindo multimedia e dados de pacote de alta taxa de bits. A banda CDMA tem surgido como a solução de interface aérea principal para a terceira geração de rede. Os sistemas da banda CDMUm estão sendo padronizados no momento pelo European Telecommunications Standards Institute (ETSI) da Europa, pela Association for Radio Industry e Business (ARIB) do Japão, pela TIA Engineering Committees TR45 e TR46 e pelo TI Committee T1P1 dos Estados Unidos, e pela Telecommunications Technology Association TTA I e TTA II (renomeadas Global CDMA I e II, respectivamente) na Coréia. A descrição acima e os antecedentes dos diversos sistemas podem ser encontrados em "WIDEBAND CDMA FOR A THIRD GENERAÇÃO MOBILE COMMUNICATIONS", de T. Ojanpera et al, publicado em 1998, por Artech House Publishers, cuja descrição é aqui integralmente incorporada como referência.

Recentemente, a ARIB no Japão, a ETSI na Europa, TI nos Estados Unidos, e a TTA na Coréia têm mapeado a terceira geração de sistemas de comunicação móveis com base em uma rede núcleo e técnicas de acesso de radio de um sistema global existente para a comunicação móvel (GSM) para proporcionar diversos serviços incluindo multimídia, tais como áudio, vídeo e dados. Os mesmos concordaram em um estudo em sociedade para a apresentação da especificação técnica da terceira geração de sistemas de comunicação móveis e indicou um projeto para o estudo em colaboração como terceira geração de sistemas de comunicação móveis (3GPP). A 3GPP está classificada em três partes de estudos técnicos. A primeira parte é a estrutura e a capacidade de serviço de um 3GPP com base na especificação 3GPP. A segunda parte é um estudo da rede de acesso a radio terrestre universal (UTRAN), a qual é a rede de acesso a radio (RAN) aplicando uma técnica CDMA de banda ampla com base em um modo de divisão de freqüência duplex (FDD) , e uma técnica TD-CDMA com base em um modo de divisão de tempo duplex (TDD) . A terceira parte é um estudo da rede núcleo evoluída a partir da segunda geração GSM, a qual tem capacidades de rede de segunda geração, tais como o gerenciamento da mobilidade e o roteamento global.

Entre os estudos técnicos da 3GPP, o estudo UTRAN define e especifica os canais físicos e de transporte. Essa especificação técnica, TS Sl.ll vl.1.0, foi distribuída em março de 1999, e é aqui integralmente incorporada como referência. 0 canal físico inclui canais físicos dedicados (DPCHs) usados no enlace acima e enlace abaixo. Cada DPCH é de uma maneira genérica proporcionado com três níveis, por exemplo, superquadros, quadros de radio e aberturas. Conforme especificado na rede de acesso a radio 3GPP (RAN) padrão, um superquadro tem uma unidade de quadro máxima com um período de 720 ms. Face aos números de quadro do sistema, um superquadro é composto de setenta e dois quadros de radio. Cada quadro de radio tem um período de 10 ms., e um quadro de radio inclui dezesseis aberturas, cada uma das quais inclui campos com correspondentes bits de informação com base nos DPCH. A Fig. 4 ilustra uma estrutura de quadro de um DPCH de enlace acima com base nos padrões 3GPP RAN. O enlace acima de um DPCH é proporcionado com dois tipos de canais, por exemplo, um canal de dados físico dedicado (DPDCH) e um canal de controle físico dedicado (DPCCH). O enlace acima de um DPDCH é adaptado para transportar os dados dedicados e o enlace acima DPCCH é adaptado para transportar as informações de controle.

O enlace acima DPCCH para o transporte das informações de controle inclui diversos campos, tais como um campo piloto 21 de Nbits piloto, um campo de controle de energia da transmissão (TPC) 22 de NXPC bits, um campo de informação de realimentação (FBI) 23 de NFBI bits e um campo de indicação de transporte-combinação opcional (TFCI) 24 de NTFCI bits. 0 campo piloto 21 inclui bits piloto Npilot para suportar a avaliação de canal para uma detecção coerente. O campo TFCI 4 suporta a provisão simultânea de uma pluralidade de serviços pelo sistema. A ausência do campo TFCI 4 no enlace acima de um DPCCH significa que o serviço associado é um serviço com uma taxa fixa. O parâmetro k determina o número de bits por enlace acima de uma abertura DPDCH/DPCCH. O mesmo está relacionado ao fator de ampliação SF do canal físico, uma vez que SF = 256/2k. 0 fator de ampliação SF pode assim variar range a partir de 256 para baixo até 4. A Fig. 5 é uma tabela ilustrando diversas informações do enlace acima de um DPCCH, no qual o canal das taxas de bit e de símbolo são aqueles imediatamente antes da ampliação (no momento do presente relatório, o número exato de bits dos diferentes enlaces acima de um campo DPCCH da Fig. 4 (Npilot, NTPC, NFBI, e NTFCI) não havia sido determinado). A Fig. 6 é uma tabela ilustrando padrões de bit piloto do enlace acima de um DPCCH, e mais particularmente, padrões de 6-bits e 8-bit de bit piloto para cada abertura. Na Fig. 6, a sequência não sob uma sombra é usada para a avaliação de canal, e a sequência sob uma sombra pode ser usada como as sequências ou palavras de sincronização de quadro. Os bits piloto outros que as palavras de sincronização de quadro, por exemplo, palavras de avaliação de canal, têm um valor de 1.

Por exemplo, no caso em que cada abertura inclui seis bits piloto Npilot = 6, para as seqüências formadas pela abertura # 1 até a abertura # 16 no bit #1, no bit #2, no bit #4, e no bit # 5 são usadas as palavras de sincronização de quadro. No caso em que cada abertura é composta de oito bits piloto (Npilot = 8) , para as seqüências no bit #1, no bit #3, no bit #5, e no bit # 7 são usadas as palavras de sincronização de quadro. No caso em que os bits piloto de cada seqüências de abertura sâo ou 6 ou 8 em número, um total de quatro são usados como as palavras de sincronização de quadro. Como um resultado, devido a um quadro de radio ser proporcionado com dezesseis aberturas, o número de bits piloto usados como as palavras de sincronização de quadro é 64 bits por quadro. A Fig. 7 mostra uma disposição de ampliação/ embaralhamento para o enlace acima de um DPCH com base nos padrões 3GPP RAN. A disposição da Fig. 7 é proporcionada para a execução da operação de comutação de deslocamento de fase de quadratura (QPSK) onde o enlace acima de um DPDCH e de um DPCCH estão mapeados nos canais de derivação I e Q, respectivamente. A ampliação é uma operação para a comutação de todos os símbolos através de respectivos canais de derivação para uma pluralidade de chips. Os canais de derivação I e Q estão espalhados respectivamente nas taxas de chip com base em dois fatores de ampliação variáveis ortogonais (OVSFs), ou códigos de canalização CD e Cc. 0 OVSF representa o número de chips por símbolo em cada canal de derivação. A ampliação de dois canais de derivação são somadas e então complexadas/embaralhadas por um código de embaralhamento complexo específico Cscrainb. O resultado complexo-embaralhado é separado em real e imaginário e em seguida transmitido após ser colocado em respectivos portadores. A Fig. 8 ilustra uma estrutura de quadro de um enlace abaixo de um DPCH com base nos padrões 3GPP RAN. 0 número de bits piloto (ou símbolos) no enlace acima de um DPCH é 6 ou 8 porque o enlace acima de um DPCH é ativado a uma taxa fixa de 16 Kbps.

Entretanto, uma vez que o enlace abaixo de um DPCH é ativado a uma taxa variável, o mesmo tem os padrões de símbolo piloto ilustrados na Fig. 9.

Com referência à Fig. 8, de uma forma similar ao enlace acima de um DPCH, o enlace abaixo de um DPCH é proporcionado com dois tipos de canais, por exemplo, um canal de dados físico dedicado (DPDCH) e um canal de controle físico dedicado (DPCCH). No enlace abaixo de um DPCH, o enlace abaixo de um DPDCH é adaptado para transportar os dados dedicados e o enlace abaixo de um DPCCH é adaptado para transportar as informações de controle. O enlace abaixo de um DPCCH para transportar as informações de controle é composto de diversos campos tais como um campo piloto 27, um campo TPC 26 e um campo TFCI 25. O campo piloto 27 inclui símbolos piloto para suportar a avaliação de canal para uma detecção coerente. A Fig. 9 é uma tabela ilustrando os padrões de símbolo piloto contidos no enlace abaixo de um DPCCH, os quais são classificadas de acordo com diferentes taxas de símbolo do enlace abaixo de um DPCCH. Para um exemplo, no caso em que a taxa de símbolo é 16, 32, 64 ou 128 Kbps, cada abertura inclui quatro símbolos piloto para um canal de derivação I e quatro símbolos piloto para um canal de derivação Q, totalizando oito símbolos piloto.

Na Fig. 9, a seqüência não sob uma sombra é usada para a avaliação de canal e as seqüências sob uma sombra podem ser usadas como as palavras de sincronização de quadro. Os restantes símbolos piloto outros que a palavra de sincronização de quadro (por exemplo, avaliação de canal) têm um valor de 11. Para um exemplo, no caso em que a taxa de símbolo é 16, 32, 64 ou 128 Kbps, as sequências, formadas por símbolos piloto a partir da abertura # 1 para a abertura #16, no símbolo # 1 e no símbolo # 3 são usadas como as palavras de sincronização de quadro. Consequentemente, como o número de símbolos piloto usados como as palavras de sincronização de quadro é 4 por abertura, 64 símbolos piloto são usadas em cada quadro de radio. A Fig. 10 ilustra üma disposição de ampliação/ embaralhamento para o enlace abaixo de um DPCH com base nos padrões 3GPP RAN. A disposição da Fig. 10 é proporcionada para a ampliação e embaralhamento do enlace abaixo de um DPCH e de um canal físico de controle comum (CCPCH) . A operação QPSK é realizada com relação a um par de símbolos dos dois canais de uma tal maneira que os mesmos são convertidos de em série para paralelos e em seguida mapeados no canal de derivação I e no canal de derivação Q, respectivamente. O canal de derivação I e o canal de derivação são respectivamente ampliados nas taxas de chip com base em dois códigos de canalização iguais Cch. A ampliação dos dois canais de derivação são somadas e em seguida complexadas/embaralhadas por um código de embaralhamento complexo específico Cscramb. O resultado complexado e embaralhado é separado em real e imaginário e então transmitido, após ser colocado sobre respectivos portadores. Nitidamente, o mesmo código de embaralhamento é usado para todos os canais físicos em uma célula, ao passo que diferentes códigos de canalização são usados para diferentes canais físicos. Dados e diversas informações de controle são transportados para um receptor através do enlace acima e do enlace abaixo de DPCHs sujeitos à ampliação e embaralhamento acima. A especificação TS Sl.ll vl.1.0 também especificou um canal físico de controle comum primário (PCCPCH) , o qual é um enlace abaixo a uma taxa fixa de um canal físico usado para portar o canal de transmissão (BCH), e um canal físico de controle comum secundário (SCCPCH) usado para portar o canal de acesso para a frente (FACH) e o canal de paging (PCH) a uma taxa constante. As Figs. 11A e 11B ilustram a estrutura de quadro de PCCPCH e SCCPCH, cada uma tendo um campo piloto. A especificação TS Sl.ll vl.1.0 recomendou os padrões de piloto para PCCPCH e SCCPCH. Adicionalmente, a especificação TS Sl.ll vl.1.0 recomendou o padrão de piloto do canal DPCH para a diversidade de antenas usando uma diversidade de antenas de laço aberto com base em uma codificação em blocos e tempo/espaço com base na diversidade da transmissão (STTD) e na diversidade de padrões de antena piloto para a PCCPCH e SCCPCH. Esses padrões podem ser encontrados na especificação TS Sl.ll vl.1.0, pelo que sua descrição detalhada é omitida.

Para a sincronização de quadro, uma função de autocorrelação deve ser realizada com base no padrão da seqüência piloto, No projeto da seqüência piloto, encontrar uma autocorrelação da seqüência com o menor coeficiente fora-de-fase é importante para diminuir a probabilidade de falso alarme com relação à sincronização. Um falso alarme é determinado quando um pico é detectado quando não deveria haver uma detecção de pico.

Otimamente, o resultado da autocorrelação para um quadro com uma seqüência não determinada de bits piloto deve ter os mesmos valores máximos no início e na metade dos períodos de tempo de um período de correlação, os quais são diferentes em polaridade, e os restantes lóbulos laterais no período de tempos outros que no início e na metade devem ter um valor zero. Entretanto, os diversos padrões de piloto recomendados na especificação TS Sl.ll vl.1.0 não atendem a essa exigência, tanto no enlace acima quanto no enlace abaixo.

Em um artigo intitulado "SYNCHRONIΖΑΤION SEQUENCE DESIGN WITH DOUBLE THRESHOLDS FOR A DIGITAL TELEFONE CELULAR" de Young Joon Song e outros, (Agosto 18-20, 1998), o inventor da presente invenção sendo um co-autor, o artigo descreve um circuito correlacionador para códigos GSM onde os coeficientes fora-de-fase são todos zero exceto com uma excepção no início e na metade do período tendo um primeiro pico e um segundo pico, onde os primeiro e segundo picos são opostos em polaridade, mas os picos não são iguais um ao outro. Adicionalmente, o artigo descreve coeficientes fora-de-fase mais baixos de +4 e -4. Entretanto, o artigo não proporciona como tais seqüências e a autocorrelação podem ser usadas para obter os resultados ótimos acima descritos, e o artigo não proporciona informação suficiente sobre como as seqüências obtém ou não obtém uma menor autocorrelação com os lóbulos laterais.

Conforme descrito acima, os padrões de piloto usados como as palavras de sincronização de quadro ou as seqüências não obtém os resultados ótimos. Adicionalmente, os padrões de piloto anteriores não realizam rápida e precisamente a sincronização de quadro. Adicionalmente, os padrões de piloto e as seqüências de sincronização de quadro acima não proporcionam ótimos correlação por cruzamento e autocorrelação. No total, nem a especificação TS nem o artigo proporcionam uma solução para o uso dos padrões de piloto para um esquema de sincronização de quadro de dupla verificação abertura-por-abertura, ou revelam o uso da seqüência de sincronização de quadro para a avaliação de canal.

Sumário da invenção Um objetivo da presente invenção é solucionar pelo menos os problemas e desvantagens da técnica anterior.

Um objetivo da presente invenção é proporcionar sincronização de palavras em quadros resultando em ótimos resultados de autocorrelação.

Um objetivo adicional da presente invenção é eliminar ou impedir lóbulos laterais.

Um objetivo adicional da presente invenção é proporcionar valores máximos no início e na metade dos períodos de tempo.

Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar uma palavra de sincronização para pelo menos uma sincronização de quadro rápida e precisa.

Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um esquema de sincronização de quadro de dupla verificação abertura - por - abertura.

Ainda ura outro objetivo da presente invenção é proporcionar palavras em um quadro de sincronização as quais podem ser usadas para avaliação de canal.

Ainda um outro objetivo da presente invenção é proporcionar uma correlação por cruzamento e uma autocorrelação simultaneamente. A presente invenção pode ser realizada em seu todo ou em partes por um método para a sincronização de um quadro usando um símbolo piloto ótimo, compreendendo as etapas de: (1) receber um símbolo piloto de cada abertura no quadro através de respectivos canais físicos em um enlace de comunicação; (2) correlacionar uma posição recebida de cada um dos símbolos piloto a uma seqüência piloto correspondente; (3) combinar e somar mais de um resultado das correlações, e derivar um resultado final a partir das correlações no qual lóbulos laterais a partir dos resultados das correlações estão cancelados; e (4) sincronizar o quadro usando o resultado final.

Os símbolos piloto estão combinados em cada uma das seqüências piloto de tal modo que o resultado final das correlações mostra lóbulos laterais com valores "0" excluindo posições particulares de períodos de correlação. As posições particulares são pontos de partida (x = 0) dos períodos de correlação (x) e pontos de x /uma integral. 0 símbolo piloto é a combinação de símbolos piloto em uma forma de (a, /a). A seqüência piloto proporciona menos resultantes de correlação nas posições excluindo os pontos de partida e metade dos pontos de partida nos períodos de correlação. Os símbolos piloto excluindo os símbolos piloto usados na correlação são usados em uma a avaliação de canal para detecção de coerência. O símbolo piloto de cada abertura no quadro é transmitido, com o símbolo piloto contido em um campo piloto de um canal de controle físico exclusivo entre respectivos canais exclusivos no enlace de comunicação. As seqüências piloto diferentes a partir de cada outra em um enlace de comunicação acima são usadas na correlação de acordo com os valores de bits incluídos em um campo piloto de um canal de controle físico exclusivo. As seqüências piloto diferentes a partir de cada outra em um enlace de comunicação abaixo são usadas na correlação de acordo com uma taxa de símbolo de um canal de controle físico exclusivo. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um método para a sincronização de um quadro usando um símbolo piloto ótimo, compreendendo as etapas de: (1) receber um símbolo piloto de cada abertura no quadro através de respectivos canais físicos em um enlace de comunicação; (2) correlacionar uma posição recebida de cada um dos símbolos piloto a uma seqüência piloto correspondente; (3) combinar e somar mais de um resultado das correlações, e derivar um resultado final a partir das correlações no qual lóbulos laterais a partir dos resultados das correlações têm valores mínimos e os resultados das correlações nos pontos de partida e na metade de períodos de correlação têm valores máximos com diferentes polaridades; e (4) sincronizar o quadro usando o resultado final. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um método para eliminar lóbulos laterais em um canal de comunicação entre uma estação de base e uma estação móvel, compreendendo as etapas de: gerar sinais de controle e sinais de dados sem nenhum canal de comunicação, os sinais de controle tendo uma primeira sequência de bits "L" e uma segunda sequência de bits "L"; gerar um primeiro conjunto de valores determinados com base na primeira sequência, o qual tem uma primeira relação determinada com o primeiro conjunto de valores determinados; gerar um segundo conjunto de valores determinados com base na segunda seqüência, o qual tem uma segunda relação determinada com o segundo conjunto de valores determinados; e combinar os primeiro e segundo conjuntos de valores determinados. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um método para estabelecer um canal de comunicação, o método compreendendo as etapas de: gerar uma pluralidade de quadros; gerar um número "L" de aberturas para cada quadro, cada abertura tendo um sinal piloto de "N" bits e um bit correspondente em cada abertura formando uma palavra de uma seqüência "L" de bits piloto de tal modo que existe um número "N" de palavras, no qual o número de valores de bit de dois bits piloto os quais são os mesmos entre duas palavras adjacentes a partir de 1 a L aberturas menos o número de valores de bit de dois bits piloto os quais são diferentes entre as duas palavras adjacentes palavras a partir de 1 a L é zero ou a número determinado próximo a zero. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um método para estabelecer um canal de comunicação tendo pelo menos uma entre uma sincronização de quadro e uma avaliação de canal, o método compreendendo as etapas de: gerar uma pluralidade de quadros; gerar um número "L" de aberturas para cada quadro, cada abertura tendo um sinal piloto de "N" bits e um bit correspondente em cada abertura formando uma palavra de uma seqüência "L" de bits piloto de tal modo que existe um número "N" de palavras, onde as palavras têm pelo menos uma das seguintes características: correlação por cruzamento entre duas seqüências adjacentes usadas para sincronização de quadro é zero no início do período de tempo, ou correlação por cruzamento entre uma palavra usadas para sincronização de quadro e uma palavra usadas para avaliação de canal é zero em todos os períodos de tempo. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por uma método para a redução de lóbulos laterais para a sincronização de quadro, compreendendo as etapas de: gerar uma pluralidade de palavras de sincronização de quadro, cada palavra de sincronização de quadro tendo uma pluralidade de bits; realizar funções de autocorrelação sobre um par de palavras de sincronização de quadro para gerar um par de conjuntos de valores determinados; e combinar o par de conjuntos de valores determinados de tal modo que dois valores de pico iguais em magnitude e opostos em polaridade são obtidos no início e na metade dos períodos de tempo. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um método para gerar sinais piloto de um padrão determinado no interior de um quadro tendo um número "L" de aberturas, compreendendo as etapas de: gerar um número "N" de bits piloto para cada abertura; e formar um número "N" de palavras de bit "L" com base na etapa acima, onde um número determinado de palavras são usadas como palavras de sincronização de quadro e cada palavra de sincronização de quadro tem um primeiro número determinado b0 de valores de bit de "0" e um segundo número determinado ba de valores de bit de "1", de tal modo que bx - b0 é igual a zero ou um número próximo a zero. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um enlace de comunicação entre um equipamento de usuário e uma estação de base compreendendo uma pluralidade de camadas, no qual uma das camadas é uma camada física para estabelecer comunicação entre o equipamento do usuário e a estação de base e a camada física tem pelo menos uma entre dados e informações de controle, uma das informações de controle sendo a campo piloto de "N" bits transmitido para um número "L" de aberturas de tal modo que um número "N" de palavras de bit "L" são formadas, no qual a correlação por cruzamento entre duas palavras adjacentes usadas para sincronização de quadro é zero no início do período de tempo ou correlação por cruzamento entre uma palavra usadas para sincronização de quadro e uma palavra usadas para avaliação de canal é zero em todos os períodos de tempo. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um circuito correlacionador para pelo menos uma dum equipamento de usuário e uma estação de base, compreendendo: uma pluralidade de circuitos de enlace, cada circuito de enlace enlaçando uma palavra formada por um bit piloto a partir de uma pluralidade de aberturas; uma pluralidade de correlacionadores, cada correlacionador acoplado a um correspondente circuito de enlace e correlacionando a palavra a um conjunto de valores determinados; e um combinador que combina o conjunto a partir de cada correlacionador de tal modo que valores de pico máximo de igual magnitude e opostos em polaridade são formadas no início e na metade dos períodos de tempo. A presente invenção também pode ser realizada totalmente ou em partes por um dispositivo de comunicação compreendendo: meios para transmitir pelo menos uma entre dados e informações de controle; meios para receber pelo menos uma entre dados e informações de controle, no qual os meios para receber incluem: uma pluralidade de circuitos de enlace, cada circuito de enlace enlaçando uma palavra formada por um bit piloto a partir de uma pluralidade de aberturas; uma pluralidade de correlacionadores, cada correlacionador acoplado a um correspondente circuito de enlace e correlacionando a palavra a um conjunto de valores determinados; uma pluralidade de amortecedores, cada amortecedor acoplado a um correspondente correlacionador para armazenar o conjunto de valores determinados; e um combinador que combina o conjunto a partir de cada amortecedor de tal modo que picos máximos de igual magnitude e opostos em polaridade são formadas no início e na metade dos períodos de tempo.

Vantagens, objetivos e características adicionais da presente invenção serão vistas separadamente no relatório descritivo a seguir e em parte serão aparentes àquelas pessoas versadas na técnica quando do exame da informação a seguir ou pode ser aprendido a partir da prática da presente invenção. Os objetivos e vantagens podem ser realizados e obtidos conforme particularmente indicado nas reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos A presente invenção será descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos, nos quais números de referência iguais se referem às mesmas partes, nos quais: a Fig. 1 de uma maneira genérica ilustra um sistema, o qual usa técnicas de modulação CDMA em comunicação entre usuário e estações de base; a Fig. 2 ilustra estes três diferentes fenômenos de propagação; a Fig. 3 ilustra a diagrama de bloco de um transmissor e um receptor para símbolos piloto multiplexados em tempo; a Fig. 4 ilustra uma estrutura de quadro de um enlace acima de um DPCH com base no padrão 3GPP RAN; a Fig. 5 é uma tabela ilustrando diversas informação do enlace acima de um DPCCH; a Fig. 6 é uma tabela ilustrando padrões de bit piloto do enlace acima de um DPCCH; a Fig. 7 mostra uma disposição de ampliação/embaralhamento para o enlace acima de um DPCH com base no padrão 3GPP RAN; a Fig. 8 ilustra uma estrutura de quadro de um enlace abaixo de um DPCH com base no padrão 3GPP RAN; a Fig. 9 é uma tabela ilustrando símbolo padrões de piloto contidos no enlace abaixo de um DPCCH; a Fig. 10 ilustra disposição de ampliação/embaralhamento para o enlace abaixo de um DPCH com base no padrão 3GPP RAN; as Figs. 11A e 11B ilustram a estrutura de quadro de PCCPCH e SCCPCH, respectivamente; a Fig. 12A é uma tabela ilustrando as palavras de sincronização de quadro Cj to Ci . th de acordo com uma realização preferida da presente invenção; a Fig. 12B é uma tabela ilustrando a função de autocorrelação das seqüências de bits piloto; a Fig. 13A ilustra a soma de duas funções de autocorrelação ; a Fig. 13B ilustra a soma das quatro funções de autocorrelação; as Figs. 14A e 14B são tabelas ilustrando os padrões de piloto de acordo com uma realização preferida da presente invenção para a enlace acima de um DPCCH; a Fig. 14C é uma tabela ilustrando as relações de mapeamento entre as 8 palavras de sincronização Cx - C8 da Fig. 12A e padrões de bit piloto sob uma sombra das Figs. 14A e 14B; a Fig. 14D ilustra um circuito de correlação para a sincronização de quadro com base em bits piloto do enlace acima de um DPCCH de acordo com uma realização preferida da presente invenção; a Fig. 14E é uma tabela ilustrando os resultados da correlação nos pontos Ax - A4, e a soma dos resultados da correlação no ponto B da Fig. 14D. a Fig. 14F é uma tabela ilustrando diversos resultados da soma de resultados da correlação com base nos padrões de piloto de enlace acima das palavras de sincronização de quadro de acordo com a realização preferida da presente invenção; a Fig. 14G ilustra um circuito correlacionador para a sincronização de quadro com base em seqüências de bit padrão de um enlace acima de um DPCCH de acordo com uma realização alternativa; a Fig. 14H ilustra o circuito receptor de uma estação de base ou um equipamento de usuário para recuperar o sinal ampliado recebido incluindo as palavras de sincronização de quadro no campo piloto; a Fig. 141 ilustra os resultados do circuito de correlação usando o padrão de piloto do relatório descritivo; a Fig. 14J ilustra um gráfico de período de tempo da soma de resultados da Fig. 141; a Fig. 15A ilustra os padrões de símbolo piloto para um enlace abaixo de um DPCH; a Fig. 15B ilustra as relações de mapeamento entre as 8 palavras de sincronização de quadro da Fig. 12A, e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 15A; a Fig. 15C ilustra um circuito de correlação para a sincronização de quadro para a enlace abaixo de um DPCCH de acordo com a realização preferida; a Fig. 16A ilustra um padrão de símbolo piloto de PCCPCH; a Fig. 16B ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização Cx - C8 da Fig. 12A, e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 16A; a Fig. 16C ilustra um padrão de símbolo piloto de SCCHPCH; a Fig. 16D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização Cx - C8 da Fig. 12A, e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 16C; as Figs. 17A a 17C ilustram a soma de funções de autocorrelação de palavra de sincronização de quadro de uma realização preferida e padrões de piloto atuais (descritos em TS Sl.ll vl.1.0 especificação) para a DPCHs e PCCPCH; a Fig. 18A ilustra os parâmetros usadas para obter PD, Pfa, e Ps no enlace acima de um DPCCH e enlace abaixo de um DPCH por sobre um ruído Gaussiano branco adicionado (AWGN); a Fig. 18B ilustra a probabilidade de detecção PD no enlace abaixo de um DPCCH por sobre um canal AWGN; a Fig. 18C ilustra a probabilidade de um falso alarme PFA no enlace abaixo de um DPCCH por sobre um canal AWGN; a Fig. 18D ilustra a probabilidade de confirmação do sucesso de uma sincronização de quadro Ps no enlace abaixo de um DPCCH por sobre um canal AWGN; a Fig. 19A ilustra padrões de símbolo piloto de enlace abaixo de um DPCH para uma diversidade de antenas usando a uma codificação de bloco tempo/espaço com base na diversidade da transmissão (STTD); • a Fig. 19B ilustra as relações de mapeamento entre as 8 palavras Cj - C8 da Fig. 12A e padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 19A; a Fig. 19C ilustra a diversidade de antenas de padrão de símbolo piloto para um PCCPCH; a Fig. 19D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras - C8 da Fig. 12A e padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 19C; a Fig. 19E ilustra o padrão de símbolo piloto para a diversidade de antenas quando codificação STTD é usada nos SCCPCH; a Fig. 19F ilustra as relações de mapeamento entre as palavras Cj - C8 da Fig. 12A e padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 19E; a Fig. 20A é uma tabela ilustrando palavras de sincronização de quadro Ci C16 (i = 16) e a função de autocorrelação de acordo com uma outra realização preferida da presente invenção; a Fig. 2 OB é uma tabela ilustrando a função de autocorrelação dos bits piloto de cada palavra de sincronização de quadro classificadas no PCSP; a Fig. 20C ilustra o padrão de bit piloto de enlace acima de um DPCCH; a Fig. 2OD ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro alternativas - C16 da Fig. 2OA e as palavras de sincronização de quadro sombreadas da Fig. 2 OC ; as Figs. 20E e 20F ilustram o padrão de símbolo piloto de enlace abaixo de um DPCH; a Fig. 20G ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro alternativas Cj - C16 da Fig. 2OA e as palavras de sincronização de quadro sombreadas das Figs. 2OE e 2OF; a Fig. 2 OH ilustra o padrão de símbolo piloto de enlace abaixo de um PCCPCH; a Fig. 201 ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro alternativas Cx - C16 da Fig. 2OA e as palavras de sincronização de quadro sombreadas da Fig. 2 OH. a Fig. 21 ilustra uma realização preferida para as novas palavras de sincronização de quadro *~1 Ci . Ch» a Fig. 22A ilustra a soma de duas funções de autocorrelação; a Fig. 22B ilustra a soma de duas funções de correlação por cruzamento entre as duas palavras de sincronização de quadro no interior da mesma classe; a Fig. 22C ilustra a soma de quatro funções de autocorrelação; a Fig. 22D ilustra a soma de quatro funções de correlação por cruzamento entre as quatro palavras de sincronização de quadro de duas classes; as Figs. 23A ilustra os padrões de bit piloto no enlace acima de um DPCCH com Npilot = 2, 3, e 4 ; a Fig. 23C ilustra os padrões de bit piloto no enlace acima de um DPCCH com Npiloc = 2, 3, e 4 de acordo com uma realização alternativa comparada to Fig. 23A; as Figs. 23E e 23F ilustram the padrões de bit piloto no enlace acima de um DPCCH com Npiloto = 5, 6, 7, e 8; as Figs. 23B e 23D ilustram as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro da Fig. 21 e as palavras de sincronização de quadro sombreadas das Figs. 23A e 23D, respectivamente; a Fig. 23G ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro da Fig. 21, e as palavras de sincronização de quadro sombreadas das Figs. 23E e 23F; a Fig. 23H ilustra a estrutura de canal de acesso aleatório; a Fig. 231 ilustra os campos de controle de mensagem de acesso aleatório; a Fig. 23J ilustra o padrão de bit piloto do RACH; a Fig. 24A ilustra os padrões de símbolo piloto do enlace abaixo de um DPCH quando Npiloc = 2, 4, 8, e 16; a Fig. 24B ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro Cx - C8 da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 24A; a Fig. 24C ilustra os padrões de símbolo piloto de enlace abaixo de um DPCH para a diversidade de antenas usando STTD ; a Fig. 24D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro Cx - Ce da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 24C; a Fig. 25A ilustra os padrões de símbolo piloto para um enlace abaixo de um SCCPCH para a Npilot = 8 e 16; a Fig. 25B ilustra as relações de mapeamento das palavras de sincronização de quadro Cj - C8 da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 25A; a Fig. 25C ilustra os padrões de símbolo piloto de enlace abaixo de um SCCPCH para a Npilot = 8 e 16 para a diversidade de antenas usando STTD; a Fig. 25D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro CL - C8 da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 25C; a Fig. 26A ilustra os parâmetros usados para avaliar a performance do padrão de bit piloto no enlace acima de um DPCCH por sobre um canal AWGN; a Fig. 26B ilustra a probabilidade de confirmação do sucesso de uma sincronização de quadro Ps no enlace acima de um DPCCH com Npiloc = 6 por sobre um canal AWGN; a Fig. 26C ilustra a probabilidade de um falso alarme PFA no enlace acima de um DPCCH com Npilot = 6 por sobre um canal AWGN; e a Fig. 27 é um gráfico de comparação entre as realizações para 15 aberturas e 16 aberutras.

Descrição Detalhada das Realizações Preferidas As novas palavras de sincronização de quadro de acordo com a realização preferida têm os menores valores fora - de - fase de função de autocorrelação com dois valores de pico iguais em magnitude e opostos em polaridade no início e na metade do período. As palavras de sincronização de quadro são adequadas para a confirmação da sincronização de quadro uma vez que pela simples adição das funções de autocorrelação de tais palavras, valores de correlação em dobro máximos iguais em magnitude e opostos em polaridade no início e na metade do período podem ser obtidos. Esta propriedade pode ser usada para uma verificação dupla do tempo de sincronização de quadro e para reduzir o tempo de busca da sincronização. A UE estabelece um enlace abaixo de um chip de sincronização e uma sincronização de quadro com base no tempo de sincronização primário de um CCPCH, no grupo de desvio de quadro e no grupo de desvio de abertura notificado a partir da rede. A sincronização de quadro pode ser confirmada usando a palavra de sincronização de quadro. A rede estabelece um chip de sincronização um canal acima e uma sincronização de quadro com base no grupo de desvio de quadro e no grupo de desvio de abertura. A sincronização de quadro também pode ser confirmada usando a palavra de sincronização de quadro.

Quando um código de embaralhamento longo é usado nos canais de enlace acima ou enlace abaixo de um canal, uma falha na confirmação da sincronização de quadro usando palavras de sincronização de quadro sempre significa a perda do quadro e do chip de sincronização, uma vez que a fase do código de embaralhamento longo se repete a cada quadro. Ao contrário, no caso de um código de embaralhamento curto no enlace acima de um DPCCH, uma falha na confirmação da sincronização de quadro não implica sempre na perda do chip de sincronização uma vez que o comprimento do código de embaralhamento curto é 256 e o mesmo corresponde a um período de símbolo do enlace acima de um DPCCH com SF = 256. Desta forma, a palavra de sincronização de quadro de padrão de piloto pode detectar o estado da sincronização e essa informação pode ser usada nos procedimentos de estabelecimento e liberação de uma conexão RRC de Nível 2. a Fig. 12A é uma tabela ilustrando as palavras de sincronização de quadro Cj to Cj . th de acordo com uma realização preferida da presente invenção, na qual cada palavra compreende um número "L" (L > 1) de sequências de bits piloto a partir de uma determinada posição de bit do piloto Nbits (Npiloc >0) a partir de cada abertura de um número "L" de aberturas. Na primeira realização preferida descrita aqui a seguir, o número de palavras de sincronização i é igual a 8, o número de aberturas L = 16 e o número de bits piloto Npilot em cada abertura é entre 4 e 16, mas a presente invenção é aplicável a diferentes variações de i, L, e Npiioc · As palavras de sincronização - C8 de uma realização preferida podem ser divididas em 4 classes (E a H, denominadas como Pares de Seqüência de Correlação Preferida (PCSP)) de acordo com uma função de autocorrelação das palavras de sincronização, conforme a seguir: E = {Clf C5} F = {C2, C6} G = {C3, C7} H = {C4, C8} A Fig. 12B é uma tabela ilustrando a função de autocorrelação de 1 a 16 seqüências de bits piloto de cada palavra de sincronização de quadro classificadas em classes E, F, G e H no interior de um período de correlação a partir de um período de tempo de 0 a 15. Conforme mostrado nas Figs. 12A e 12B, cada classe contem 2 sequências, e sequências da mesma classe têm a mesma função de autocorrelação. A partir de Fig. 12B, as palavras de sincronização têm os menores valores fora - de - fase de função de autocorrelação com dois valores de pico iguais em magnitude e opostos em polaridade no início e na metade dos períodos. Adicionalmente, os resultados e R2 da função de autocorrelação são complementos de cada outra. As seguintes relações entre as funções de autocorrelação estão expressas nas equações (1) a (4): Re(t) = Rf(t) = Ra(r) = Rh(t) , ré par (1) Re{t) = - Rf(t) , ré ímpar (2) Rs ( r) = - i?H ( r) , ré ímpar (3) Ri{τ) + (r + 8) =0, ie{E, F, G, H} , para qualquer r (4) A partir das equações (1), (2), e (3), a seguinte equação é obtida.

Re(t) + Rf(t) = Rq (r) + i?H(r), para a all r (5) A soma de duas funções de autocorrelação i?E (r) e Rf (r) , ou Rq (r) e RH (r) se torna a função com dois valores de pico iguais em magnitude e opostos em polaridade no início e na metade dos períodos, e todos os valores zero exceto no início e metade dos períodos, o que está ilustrado na Fig. 13A, na qual os valores de pico são iguais 2*L ou -2*L. Em uma realização preferida, os valores de pico da Fig. 13A são 32 e - 32, uma vez que L = 16. As outras combinações tais como (i?E(r) + RqC r) ) , (RE(r) + RH ( r) ) , (RF(r) + i?G(r)), e (Rf(t) + i?H(r)) não têm o mesmo valor como na Fig. 13A. Pela utilização das propriedades derivadas das palavras de sincronização de quadro, a seguinte propriedade é obtida. (6) onde R,{t) é a função de autocorrelação da seqüência Cit 1 < i < 8. A soma das quatro funções de autocorrelação está ilustrada na Fig. 13B, a qual é a mesma para as Fig. 13B exceto que o valor máximo é dobrado para 4*L ou -4*L (os valores máximos sendo 64 e -64 para a realização preferida) uma vez que (i?E(r) + RAr) + RG{r) + Rh(t) ) =2 (Re(t) + Rf{t)) pelas equações (5) e (6).

Esta propriedade permite a verificação dupla do tempo de uma sincronização de quadro e a redução de um tempo de busca de sincronização.

Primeira realização para um enlace acima de um DPCCH

As Figs. 14A e 14B são tabelas ilustrando os padrões de piloto de acordo com uma realização preferida da presente invenção para um enlace acima de um DPCCH com Npilot = 5, 6, 7, e 8. 0 padrão sob uma sombra das Figs. 14A e 14B são usados para a sincronização de quadro (os quais também podem ser usados para a avaliação de canal) , e o bit piloto outro que as palavras de sincronização de quadro (por exemplo, avaliação de canal) tem um valor de 1. A Fig. 14C é uma tabela ilustrando as relações de mapeamento entre as 8 palavras de sincronização Cx - C8 da Fig. 12A e os padrões de bit piloto sob uma sombra da Figs 14A e 14B, na qual as palavras de sincronização de quadro Cx, C2, C3, e C4 são os elementos do conjunto {E, F, G, e H}( respectivamente. Os resultados das Figs. 13A e 13B são obtidos por α = 1 e 2 na equação (6), respectivamente, o que permite a verificação dupla do tempo de uma sincronização de quadro e a redução de um tempo de busca de sincronização no enlace acima de um DPCCH com Nptloc = 5, 6, 7, e 8 .

Por exemplo, as palavras de sincronização de quadro no bit # 1 (CJ , no bit # 2 (C2) , no bit # 4 (C3) e no bit # 5 (CJ são usadas no processo de autocorrelação para uma sincronização de quadro quando Npilot = 6. Para Npilot = 8, as palavras de sincronização de quadro no bit # 1 (C3) , no bit # 3 (C2) , no bit # 5 (C3) e no bit # 7 (C4) são usadas no processo de autocorrelação para uma sincronização de quadro. Para Npiloc =5, 6, 7, e 8 em cada abertura, um total de quatro palavras de sincronização de quadro são usadas. Como um resultado, uma vez que um quadro de radio tem dezesseis aberturas, o número de bits piloto usados para a sincronização de quadro é somente 64 por quadro na realização preferida. Conforme pode ser apreciado, o número de palavras usadas para sincronização de quadro pode variar dependendo das variações de Npilot. Para um exemplo, quando Npilot = 1, uma das palavras de sincronização de quadro C3 - C8 pode ser usada para ambas a sincronização de quadro e a avaliação de canal devido à nova característica da realização preferida. A Fig. 14D ilustra um circuito de correlação para a sincronização de quadro com base nos bits piloto do enlace acima de um DPCCH de acordo com uma realização preferida da presente invenção quando palavras de sincronização de quadro C3 - C4 são usadas. As palavras de sincronização de quadro C3 - C4 são enlaçadas em circuitos de enlace 31 a 34, respectivamente. Os correlacionadores 41 a 44 realizam a função de correlação R(x), na qual x = 0 a L - 1, das palavras de sincronização de quadro C3 -C4, respectivamente, para gerar os resultados da correlação A3 a A4, os quais são armazenados em amortecedores 51 a 53. A Fig. 14E é uma tabela ilustrando os resultados da correlação nos pontos A3 a A4, e a soma dos resultados da correlação no ponto B. Conforme mostrado, o resultado tem valores máximos de polaridades opostas no início e na metade dos períodos de tempo R(0) e R(8). Adicionalmente, os restantes lóbulos laterais nos períodos de tempo outros que no início e na metade têm valores de zero após a soma no ponto B. Os lóbulos laterais são eliminados ou minimizados, e os resultados no ponto B correspondem aos resultados ótimos da Fig. 13B. A Fig. 14F é uma tabela ilustrando diversos resultados da soma de resultados da correlação de pontos A3 a A4 com base nos padrões de piloto de enlace acima das palavras de sincronização de quadro C, a C4 de acordo com a realização preferida da presente invenção. As respectivas somas dos resultados da autocorrelação de pontos (A3 + A2) , (A3 + A4) , (A3 + A4) e (A2 + A3) exibem as mesmas características dos resultados ótimos ilustrados na Fig. 13A. A Fig. 14G ilustra um circuito correlacionador para uma sincronização de quadro com base em seqüências de bit padrão de um enlace acima de um DPCCH de acordo com uma realização alternativa. Os elementos são os mesmos que os do circuito correlacionador da Fig. 14D. As palavras de sincronização de quadro de (C^ e C2) , (C2 e C3) , (C3 e C4) , ou (C„ e CJ são correlacionadas e somadas para proporcionar os resultados no ponto D. 0 resultado da soma no ponto D da Fig. 14G é similar ao circuito correlacionador da Fig. 14D outro que os valores máximos de polaridades opostas sendo 2*L (32) e -2*L ( - 32), ao invés de 4*L (64) e -4*L ( - 64), respectivamente, correspondendo aos resultados da Fig. 14F e aos ótimos resultados da Fig. 13A. A Fig. 14H ilustra o circuito receptor 60 de uma estação de base ou um equipamento de usuário para recuperar o sinal ampliado recebido incluindo as palavras de sincronização de quadro no campo piloto. Após a compactação do sinal ampliado recebido pelo circuito de compactação 61, o estimador de canal e o sincronizador de quadro 62 realizam a avaliação de canal e a sincronização de quadro com base nos campos piloto. O combinador rake 63 usas os resultados do estimador de canal e o sincronizador de quadro 62, e após o rake combinar, os dados são é desembaralhados pelo circuito de desembaralhar 64 na ordem reversa do lado do transmissor. Em seguida, os dados são recuperados após a decodificação por um decodificador 65. A vantagens da presente invenção podem ser facilmente discernidas com base na comparação das palavras de sincronização de quadro previamente recomendadas no relatório de TS Sl.ll vl.1.0 e as palavras de sincronização de quadro para, por exemplo, Npilot = 6. Aplicando o mesmo princípio das equações (1) a (6) e o circuito correlacionador da Fig. 14D, os resultados na Fig. 141 são obtidos para o padrão de piloto indicado no relatório técnico. Quando o resultado da soma no ponto B é mapeado em um gráfico de período de tempo, o problema dos lóbulos laterais é prontamente aparente, conforme mostrado na Fig. 14J. Em outra palavras, existe os valores de pico máximo de polaridades opostas no início e na metade dos períodos de tempo, e lóbulos laterais estão presentes nos períodos de tempo outros que no início e na metade.

Conforme descritos na técnica anterior, obter uma boa correlação por cruzamento e autocorrelação simultâneas é difícil de obter, porque a correlação por cruzamento se refere a diferentes palavras nos diferentes períodos de tempo e autocorrelação se refere às mesmas seqüências as quais estão na versão do período de tempo. A boa correlação por cruzamento e autocorrelação da presente invenção é com base nas propriedades únicas das palavras de sincronização de quadro.

As características únicas das palavras de sincronização de quadro de acordo com a realização preferida podem ser prontamente discernidas a partir das Figs. 12, 14A e 14B. Conforme mostrado nas palavras de sincronização de quadro Cx a C8 da Fig. 12, cada palavra tem substancialmente o mesmo número de 1 e 0. Em outra palavras, o número (bj de bits piloto de palavras de sincronização de quadro tendo um valor de 1 menos o número (b0) de bits piloto da sincronização de quadro tendo um valor de 0 é igual a zero ou próximo a zero. Na realização preferida, quando existe um número par de números de abertura, existem os mesmos números de bits piloto tendo um valor de 1 e 0 na palavra de sincronização de quadro de verificação única de tal modo que bj -b0 é zero. Conforme pode ser apreciado, quando existe um número ímpar de número de bits piloto na palavra de sincronização de quadro de verificação única, o resultado de b3 - b0 é mais ou menos um, por exemplo, próximo a zero. A segunda característica das palavras de sincronização de quadro pode ser discernida por um exame entre um par de palavras de sincronização de quadro adjacentes (padrões sob uma sombra das Figs. 14A e 14B para a Npilot = 5, 6, e 7), ou entre um par de palavras de sincronização de quadro adjacentes e palavra de avaliação de canal (padrões sob uma sombra e não sob uma sombra das Figs. 14A e 14B para Npiloc = 5, 6, 7, e 8). De uma maneira genérica, o número (b3) de valores de bit os quais são os mesmos (0, 0 e 1, 1) entre um par de palavras adjacentes (isto é, entre duas palavras de sincronização de quadro adjacentes, ou entre uma palavra de sincronização de quadro e uma palavra de avaliação de canal, as quais são adjacentes) menos o número (b4) de valores de bit os quais são diferentes (1, 0 ou 0, 1) entre palavras adjacentes (isto é, entre duas palavras de sincronização de quadro adjacentes, ou entre uma palavra de sincronização de quadro e uma palavra de avaliação de canal, as quais são adjacentes) é igual a zero ou a número determinado próximo a zero.

Em uma realização preferida, o número (b3) de valores de bit piloto os quais os mesmos entre duas palavras adjacentes é igual ao número (b4) de valores de bit piloto os quais são diferentes entre as duas palavras adjacentes, isto é, b3 - b4 = 0. Na realização preferida, quando o Npilo = 5, entre duas palavras de sincronização de C3 no bit # 0 e C2 no bit #1, os mesmos números de valores de bit piloto os quais são os mesmos (0, 0 e 1, 1) e valores de bit piloto os quais são diferentes (1, 0 e 0, 1) a partir da abertura # 1 para a abertura # 16, conforme mostrado na Fig. 14A. Similarmente, entre uma palavra de sincronização C: no bit # 1 e a palavra de avaliação de canal no bit # 2, existem os mesmos números de valores de bit pilotos os quais são os mesmos (0, 0 e 1, 1) e valores de bit pilotos os quais são diferentes (1, 0 e 0, 1) a partir da abertura # 1 para a abertura #16. O mesmo se aplica entre duas palavras adjacentes no bit # 2 e bit #3, e entre duas palavras adjacentes no bit # 3 e bit #4. O acima também se aplica a palavras adjacentes de Nplloc = 6, 7 e 8. Conforme pode ser apreciado, quando um número ímpar de aberturas são usadas, o resultado de b3 - b4 é igual a mais ou menos um, por exemplo, próximo a zero.

Como um resultado de uma tal característica, a correlação por cruzamento entre duas palavras adjacentes usadas para sincronização de quadro é zero (outogonal) no início do período de tempo. Adicionalmente, a correlação por cruzamento entre uma palavra usada para a sincronização de quadro e a seqüência usada para avaliação de canal é zero (outogonal) em todos os períodos de tempo. Em outra palavra, no interior de Npilot. número de palavras de bits "L", existem um número par de palavras usadas para sincronização de quadro, mas todas as palavras realizam a avaliação de canal, na qual entre palavras adjacentes usadas para a sincronização de quadro, existe substancialmente zero correlação por cruzamento. Adicionalmente, as palavras usadas para sincronização de quadro tem substancialmente zero correlação por cruzamento com as palavras não usadas para sincronização de quadro, isto é, avaliação de canal, em qualquer período de tempo.

Adicionalmente, cada Npiloc palavras corresponde a um número determinado por uma função de autocorrelação de tal modo que quando um par a partir de um conjunto de resultados autocorrelacionados correspondente a palavras usadas para a sincronização de quadro é combinado, dois valores de pico iguais em magnitude e opostos em polaridade são obtidos no início e na metade do período de tempo enquanto os lóbulos laterais são substancialmente eliminados nos períodos de tempo outros que no início e na metade. A autocorrelação de acordo com a presente invenção pode ser de uma maneira genérica definida como uma correlação entre uma palavra e seu período de réplica no tempo (incluindo a réplica no início do período de tempo), onde a correlação é o número de valores de bit os quais são os mesmos entre duas palavras menos o número de valores de bit os quais são diferentes entre as mesmas duas palavras. Adicionalmente, conforme mostrado na Fig. 12B, R: e R2 são complementos de cada outra. Primeira realização para um enlace abaixo de um DPCH A Fig. 15A ilustra os padrões de símbolo piloto para um enlace abaixo de um DPCH para um Npilot = 4, 8 e 16, no qual dois bits piloto formam um símbolo uma vez que o bit direito é usado para a derivação de canal I e o bit esquerdo é usado para a derivação de canal Q. Na realização preferida, Npiloc = 4 pode ser usado para 8 ksps (kilo símbolos per second) ; Npilot = 8 pode ser usado para 16, 32, 64, e 128 ksps; e Npilot = 16 pode ser usado para 256, 512, e 1024 ksps. Os símbolos sob uma sombra da Fig. 15A podem ser usados para a sincronização de quadro, e um valor de símbolo piloto outro que a palavra de sincronização de quadro, por exemplo, avaliação de canal (palavra de avaliação de canal), é 11. Os resultados da Fig. 15A são obtidos pelo se permitir α = 1 para um Npilot = 4, α = 2 para um Npiloc = 8, e α = 4 para um Npilot = 16 na equação (6) para um enlace abaixo de um DPCH. A Fig. 15B ilustra as relações de mapeamento entre as 8 palavras de sincronização de quadro da Fig. 12A, e o padrão de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 15A. Para um exemplo, na realização preferida de Npilot = 4, o símbolo # 1 inclui duas palavras de sincronização de quadro de C3 (para a derivação de canal I I - CH, isto é, a seqüência esquerda de bits a partir da abertura # 1 para a abertura #16) e C2 (para a derivação de canal Q Q - CH, isto é, a seqüência direita de bits a partir da abertura # 1 para a abertura # 16) . Para um Npilot = 8 e Npiloc = 16, a correspondência de palavras com os canais para um símbolo correspondente é auto explicativa na Fig. 15B. Similar ao enlace acima de um DPCCH, a dupla verificação, abertura - por - abertura de um tempo de sincronização de quadro e a redução de do tempo de busca para a sincronização de quadro podem ser obtidos pela utilização da propriedade de autocorrelação de um dos padrão de símbolo piloto com base na equação (6).

Como as palavras de sincronização de quadro do enlace abaixo de um DPCH é com base nas palavras de sincronização de quadro da Fig. 12A, as características descritas para a enlace acima de um DPCCH são aplicáveis a um enlace abaixo de um DPCH. Para um exemplo, o número (b3) de valores de bit os quais são os mesmos (0, 0 e 1, 1) entre palavras adjacentes (isto é, entre a palavra de sincronização da derivação de canal I e a palavra de sincronização da derivação de canal Q de um símbolo de sincronização de quadro, ou entre a palavra de avaliação de canal da derivação de canal Q e a palavra de sincronização de quadro da derivação de canal I, as quais são adjacentes, ou entre um palavra de sincronização de quadro da derivação de canal Q e a palavra de avaliação de canal da derivação de canal I, as quais são adjacentes) menos o número (bj de valores de bit os quais são diferentes (1, 0 e 0, 1) entre palavras adjacentes (isto é, entre a palavra sincronização da derivação de canal I e palavra de sincronização da derivação de canal Q de um símbolo de sincronização de quadro, ou entre a palavra de avaliação de canal da derivação de canal Q e uma palavra de sincronização de quadro da derivação de canal I, as quais são adjacentes, ou entre uma palavra de sincronização de quadro da derivação de canal Q e a palavra de avaliação de canal da derivação de canal I, as quais são adjacentes) é igual a zero ou a número determinado próximo a zero.

Por exemplo, para um Npilot = 8, entre os símbolos # 0 e # 1, o número do par de bits adjacentes, isto é, um bit a partir da derivação de canal Q do símbolo # 0 e um bit a partir da derivação de canal I do símbolo # 1, tendo valores de bit de 1, 1 e 0, 0 é o mesmo que o número de bits adjacentes tendo valores de bit de 1, 0 e 0, 1. Em outras palavras, b3 - b„ = 0. Conforme pode ser apreciado, se o número de aberturas L é um número ímpar, o resultado de b3 - b„ é mais ou menos um, por exemplo, um número determinado próximo a zero. A Fig. 15C ilustra um circuito de correlação para a sincronização de quadro para um enlace abaixo de um DPCCH de Npilot = 8 de acordo com a realização preferida. A operação e os componentes são os mesmos que o circuito de correlação da Fig. 14D para um enlace acima de um DPCCH, exceto para a recepção das palavras de sincronização da derivação de canal I e da derivação de canal Q. Os resultados de pontos A3 - A„ e do ponto B são os mesmos que na Fig. 14E. Similarmente, os lóbulos laterais são eliminados ou minimizados, e os resultados correspondem to ótimos resultados da Fig. 13B. Como o número de símbolos piloto (ou bits piloto) usados para a sincronização de quadro é 2 símbolo por abertura (ou 4 bits por abertura), 32 símbolos piloto (ou 64 bits piloto) são usados em cada quadro de radio para a sincronização de quadro.

Para Npilot = 4 no enlace abaixo de um DPCCH, o circuito correlacionador da Fig. 14G pode ser usado. Em um tal caso, as palavras de sincronização de quadro dos canais I e Q são alimentadas para o circuito correlacionador. 0 resultado da soma seria o mesmo que na Fig. 14 F, o qual corresponde aos ótimos resultados da Fig. 13A. Neste caso, o número de símbolos piloto (ou bits piloto) usados para a sincronização de quadro é 1 símbolo por abertura (ou 2 bits por abertura) , e 16 símbolos (ou 32 bits piloto) são usados em cada quadro de radio para a sincronização de quadro.

Com Npiloc = 16 no enlace abaixo de um DPCCH, o circuito de correlação da Fig. 15C pode ser expandido para acomodar a soma das palavras de sincronização de quadro das derivações de canal I e Q do símbolo piloto # 5 e do símbolo # 7. O resultado da soma seria similar aos ótimos resultados da Fig. 13B, mas os valores de pico máximo de polaridades opostas seriam 128 (8*L) e -128 (-8*L). Adicionalmente, o número de símbolos piloto (ou bits piloto) usados para a sincronização de quadro é 4 símbolos por abertura (ou 8 bits por abertura) , e 64 símbolos piloto (ou 128 bits piloto) são usados em cada quadro de radio para a sincronização de quadro.

Primeira realização de enlace abaixo de um PCCPCH e SCCPCH A Fig. 16A ilustra um padrão de símbolo piloto de PCCPCH. Os símbolos sob uma sombra podem ser usados para a sincronização de quadro, e o valor de símbolo piloto outro que para a sincronização de quadro é 11. A Fig. 16B ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização ^ - C8 da Fig. 12A, e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 16A. Uma verificação dupla do tempo de sincronização e a redução do tempo de busca de sincronização podem ser obtidos com α = 1 ou 2 na equação (6). A Fig. 16C ilustra um padrão de símbolo piloto de SCCPCH. Os símbolos sob uma sombra podem ser usados para a sincronização de quadro, e o valor de símbolo piloto outro que para a sincronização de quadro é 11. A Fig. 16D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização Cx - C8 da Fig. 12A, e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 16C.

Conforme mostrado acima, as palavras de sincronização de quadro de PCCPCH e SCCPCH são com base nas palavras de sincronização de quadro ^ - C8, e a descrição é aplicável para o enlace acima de um DPCCH e o enlace abaixo de um DPCH. Portanto, uma descrição detalhada relativa às diversas características incluindo uma correlação por cruzamento e uma autocorrelação, operações e implementos são omitidas uma vez que qualquer pessoa com um conhecimento ordinário na técnica pode prontamente apreciar a presente invenção com base no enlace acima de um DPCCH e no enlace abaixo de um DPCH.

Conforme descrito acima, os símbolos não sob uma sombra são os símbolos piloto não usados para sincronização de quadro e compreendem os símbolos de 11, e os símbolos sob uma sombra são usados para a sincronização de quadro. As palavras de sincronização de quadro do padrão de piloto são usadas para a confirmação da sincronização de quadro, e a soma dos valores autocorrelacionados para cada palavra de sincronização de quadro é exigida. A propriedade da soma dos valores autocorrelacionados das palavras de sincronização de quadro é muito importante. A soma das funções de autocorrelação de palavra de sincronização de quadro de uma realização preferida e dos padrões de piloto atuais (descritos no relatório de TS Sl.ll vl.1.0 ) para um DPCHs e PCCPCH estão ilustradas nas Figs. 17A (Npilot = 4), Fig. 17B (Npiloc = 8) e Fig. 17C (Npilot = 16) . Conforme mostrado, os padrões de piloto atuais têm uma função de autocorrelação fora-de- fase diferente de zero com um valor de pico no início, ao passo que as palavras de sincronização de quadro de uma realização preferida têm uma função de autocorrelação fora-de-fase zero com dois valores de pico iguais em magnitude e opostos em polaridade no início e na metade dos períodos de tempo (retardos). A correlação com uma determinada palavra de sincronização de quadro é um método ótimo para a sincronização de quadro. Como a palavra de sincronização de quadro de padrão de piloto é usada para a confirmação da sincronização de quadro, os seguintes eventos e parâmetros são usados para avaliar a performance da confirmação da sincronização de quadro usando as palavras de sincronização de quadro de uma realização preferida e os padrões de piloto atuais: Hi : No evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado quando o desvio de fase do código entre a palavra de sincronização de quadro de uma coluna sob uma sombra recebida e sua palavra de sincronização de quadro armazenada no receptor correspondente é zero. H2 : No evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado quando o desvio de fase do código entre a palavra de sincronização de quadro de uma coluna sob uma sombra recebida e sua palavra de sincronização de quadro armazenada no receptor correspondente não é zero. H3 : No evento de Η3 e no evento de H2 para um quadro. H4 : No evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado ou é menor que -lx(limite pré-determinado) quando o desvio de fase do código entre a palavra de sincronização de quadro de uma coluna sob uma sombra recebida e sua palavra de sincronização de quadro armazenada no receptor correspondente é 0 ou 8, respectivamente. H5 : No evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado ou é menor que -lx(limite pré-determinado) quando o desvio de fase do código entre a palavra de sincronização de quadro de uma coluna sob uma sombra recebida e sua palavra de sincronização de quadro armazenada no receptor correspondente não é 0 e 8. H6 : No evento de H„ e no evento de H5 para um quadro. PD : Probabilidade da detecção. PFA : Probabilidade da falso alarme.

Ps : Probabilidade de sucesso de uma confirmação de sincronização de quadro para um quadro. A partir das definições acima, quando a corrente padrão de piloto é usada para a confirmação da sincronização de quadro, a probabilidade da detecção e de um falso alarme pode ser expressa como: PD = Prob (Hx) (7) PFA = Prob (H2) (8) A probabilidade de sucesso de uma confirmação de sincronização de quadro para um quadro se torna Ps = Prob(H3) e a mesma pode ser expressa como: (9) No caso das palavras de sincronização de quadro de uma realização preferida, conforme foi afirmado, limites duplos são necessários para a verificação dupla da sincronização de quadro, e a probabilidade da detecção e de um falso alarme podem ser expressas como: PD = Prob {H„) (10) PFA = Prob (Hs) (11) Similarmente, no caso das palavras de sincronização de quadro de uma realização preferida, a probabilidade de sucesso ie uma confirmação de sincronização de quadro para um quadro se :orna Ps = Prob(H6) e é dada por: (12) A partir equações (9) e (12), a probabilidade de sucesso de uma confirmação de sincronização de quadro é grandemente afetada pela probabilidade de um falso alarme uma vez que Ps é proporcional a PD e (1 - PFA)14 ou (1 - PFA)15. Para um exemplo, assuma que PFA = 1CT1, então (1 - PFA) 14 = 0,2288 e (1 -PFA) 15 = 0,2059. Agora, para PFA = IO'3, então (1 - PFA) 14 = 0,9861 e (1 - PFA)15 = 0,9851. A performance de sincronização de quadro pode ser suficientemente avaliada pela seleção do limite de tal modo que PFA é muito menor que (1 - PD) .

Os parâmetros da Fig. 18A são usados para obter PD, PFA, e Ps no enlace acima de um DPCCH e no enlace abaixo de um DPCH por sobre um ruído Gaussiano branco adicionado (AWGN). A Fig. 18B ilustra a probabilidade de detecção PD no enlace abaixo de um DPCCH com Npilot = 4 por sobre um canal AWGN, Fig. 18C ilustra a probabilidade de falso alarme PFA no enlace abaixo de um DPCCH com Νρϋοε = 4 por sobre um canal AWGN, e a Fig. 18D ilustra a probabilidade de sucesso de uma confirmação de sincronização de quadro Ps no enlace abaixo de um DPCCH com Npilot = 4 por sobre AWGN entre o padrão de piloto de uma realização preferida e o padrão de piloto corrente, onde PD, PFA, e Ps são dados como uma função da relação Eb/N0 (Eb = energia por bit, N0 = densidade espectral de ruído de energia).

Os PD e Ps dos padrões de piloto de uma realização preferida são maiores que aqueles do padrão de piloto corrente. Adicionalmente, o PFA dos padrões de piloto de acordo com a realização preferida também são menores que aqueles dos padrões de piloto atuais. As equações teóricas (9) e (12) são idênticas aos resultados da simulação da Fig. 18D. Portanto, existe uma significativa diferença entre a performance da sincronização de quadro de padrões de piloto de uma realização preferida e aquela do padrão de piloto corrente. Para um exemplo, a partir de Fig. 18D, existe um ganho de 3dB no Ps = 0,93 pelo se empregar os padrões de piloto de uma realização preferida.

As palavras de sincronização de quadro de uma realização preferida são especialmente adequadas para a confirmação da sincronização de quadro. Pelo se adicionar as funções de autocorrelação das palavras de sincronização de quadro sob uma sombra, valores máximos duplos iguais em magnitude e com polaridades opostas no início e na metade dos períodos são obtidos. Essa propriedade pode ser usada para a verificação dupla, abertura-por-abertura do tempo da sincronização de quadro e para a redução do tempo de busca da sincronização. A performance da confirmação da sincronização de quadro por sobre um canal AWGN usando um padrão de piloto ilustra as significativas diferenças entre a sincronização de quadro performance do padrão de piloto de uma realização preferida e o padrão de piloto corrente.

Primeira realização de enlace abaixo de um DPCH, PCCPCH e SCCPH para uma diversidade STTD A Fig. 19A ilustra novos padrões de símbolo piloto de enlace abaixo de um DPCH para uma diversidade de antenas usando um código de bloco tempo/espaço como base para transmitir a diversidade (STTD). Para a diversidade padrão de símbolo piloto no enlace abaixo de um DPCH, STTD é aplicada aos símbolos piloto sob uma sombra # 1 e # 3 para um Npilot = 8, e os símbolos piloto sob uma sombra #1, #3, #5, e#7 para um Npilot = 16. Os símbolos piloto não sob uma sombra # 0 e # 2 para um Npilot = 8, e símbolos piloto não sob uma sombra # 0, #2, #4, e#6 para um Npilot = 16 são codificados para serem ortogonais ao símbolo piloto da Fig. 15A. Entretanto, a diversidade padrão de piloto para um enlace abaixo de um DPCH com Npilot = 4 é STTD codificada uma vez que a codificação STTD exige dois símbolos. A Fig. 19B ilustra as relações de mapeamento entre as 8 palavras Cj - C8 da Fig. 12A e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 19A. A Fig. 19C ilustra a nova diversidade antena padrão de símbolo piloto para um PCCPCH. Os símbolos piloto da Fig. 19C são codificados para serem ortogonais aos símbolos piloto da Fig. 16A. A Fig. 19D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras Cx - C8 da Fig. 12A e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 19C. A Fig. 19E ilustra a nova padrão de símbolo piloto para a diversidade de antenas quando codificação STTD é usada nos SCCPCH. Para a diversidade padrão de símbolo piloto no SCCPCH, STTD é aplicado aos símbolos piloto sob uma sombra #1, e # 3 de Npiiot = 8, e os símbolos piloto sob uma sombra #1, #3, #5e#7 de Npiloc = 16 na Fig. 19E, ao passo que os símbolos piloto não sob uma sombra # 0 e # 2 de Npilot = 8, e não sob uma sombra # 0, # 2, #4, #6 de Npilot = 16 são codificados para serem ortogonais àqueles da Fig. 16C. A Fig. 19F ilustra as relações de mapeamento entre as palavras C3 - C8 da Fig. 12A e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 19E.

Uma vez que o acima é com base nas palavras C3 - C8, a discussão acima relativa ao enlace acima de um DPCCH e ao enlace abaixo de um DPCH, PCCPCH e SCCPH é prontamente aplicável. Uma pessoa com um conhecimento ordinário da técnica pode prontamente apreciar as características para um enlace abaixo usando diversidade de antena com base no acima descrito, e uma descrição detalhada é omitida.

Realizações alternativas para um enlace acima de um DPCCH e um enlace abaixo de um DPCH e PCCPCH A Fig. 20A é uma tabela ilustrando palavras de sincronização de quadro C3 - Cl6 (i = 16) e a função de autocorrelação de acordo com uma outra realização preferida da presente invenção. As palavras de sincronização de quadro C3 - C16 podem ser classificadas no PCSP da primeira realização, conforme a seguir: E = {C1( C3, C9, Cu} F = {, c4, C10, c12} G = {C5, C7< C13, Cl5} Η - { C6 , Cg, C14/ C16} A classificação das palavras de sincronização de quadro alternativas Cx - C16 também são aplicáveis às equações (1) - (6), e têm as mesmas propriedades e características da primeira realização. A Fig. 20B é uma tabela ilustrando a função de autocorrelação dos bits piloto de cada palavra de sincronização de quadro classificadas no PCSP. Neste caso particular, cada classe contem quatro seqüências e as seqüências da mesma classe têm a mesma função de autocorrelação. A Fig. 20C ilustra o padrão de bit piloto de enlace acima de um DPCCH com Npilot = 6 e 8 e Fig. 20D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro alternativas Cx - C16 da Fig. 20A e as palavras de sincronização de quadro sob uma sombra da Fig. 20C. As Figs. 20E e 20F ilustram o padrão de símbolo piloto de enlace abaixo de um DPCH com 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 e 4096 ksps, e a Fig. 20G ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro alternativas Cz - C16 da Fig. 20A e as palavras de sincronização de quadro sob uma sombra das Figs. 20E e 2 0F. A Fig. 20H ilustra o padrão de símbolo piloto de enlace abaixo de um PCCPCH e a Fig. 201 ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro alternativas Cj - C16 da Fig. 2 0A e palavras de sincronização de quadro sob uma sombra da Fig. 20H.

Uma vez que o acima é com base nas palavras alternativas Cl - C16, as quais têm as mesmas características que as palavras Cj - C8 da primeira realização, a discussão acima relativa ao enlace acima de um DPCCH e ao enlace abaixo de um DPCH, PCCPCH e SCCPH da primeira realização é prontamente aplicável. Uma pessoa com um conhecimento ordinário da técnica pode prontamente apreciar as características desta realização com base no acima descrito, e uma descrição detalhada é omitida.

As palavras de sincronização de quadro de uma realização preferida são especialmente adequadas para a confirmação da sincronização de quadro. Pelo se somar as funções de autocorrelação das palavras de sincronização de quadro sob uma sombra, valores máximos duplos iguais em magnitude e polaridades opostas no início e na metade dos períodos são obtidos. Essa propriedade pode ser usada para a verificação dupla, abertura-por-abertura do tempo da sincronização de quadro e para a redução do tempo de busca da sincronização. Adicionalmente a presente invenção permite uma construção mais simples do circuito correlacionador para um receptor, reduzindo assim a complexidade do receptor. Devido às diversas vantagens da presente invenção, a primeira realização preferida foi aceita pelo 3GPP, conforme mostrado no relatório de TS 25.211 v2.0.1, distribuído em junho de 1999, cujo relatório descritivo é aqui integralmente incorporado como referência.

Realização preferida para L = 15 Os padrões de piloto acima de acordo com a realização preferida da presente invenção têm diversas vantagens incluindo a confirmação da sincronização de quadro. Entretanto, padrões de piloto alternativos são necessários para as 15 aberturas (L = 15) devido à harmonização OHG. A Fig. 21 ilustra uma realização preferida para as novas palavras de sincronização de quadro Cx -Ci _ch, as quais tem a auto-função de correlação do menor coeficiente fora de fase e da menor magnitude da função de correlação por cruzamento com o menor valor de pico na metade do período, onde i = 8. As palavras de sincronização de quadro são usadas to projetar os padrões de piloto regulares e a diversidade antena de padrões de piloto de enlace acima DPCH, e de enlace abaixo de um DPCH e SCCPCH de uma realização preferida. Pela utilização das duas funções de correlação, é possível a sincronização de quadro de dupla verificação no início e na metade dos períodos. Quando da performance da avaliação de uma verificação simples e de uma verificação dupla a confirmação da sincronização de quadro é realizada em um ambiente AWGN, as palavras C-l - C8 da Fig. 21 são adequadas para a confirmação da sincronização de quadro As palavras de sincronização de quadro Cx - C8 têm as seguintes duas auto-função de correlação: (13) onde /?,- (r) é a auto-função de correlação de palavra de sincronização de quadro C*. De forma similar a L = 16, as palavras da Fig. 21 podem ser divididas em 4 classes, conforme a seguir: As duas palavras no interior da mesma classe são PCSP. espectro da correlação por cruzamento para um par preferido {C;, C2}, {C3, C4} , {Cs, C6}, ou {C7, C8} é (14) (15) onde /?,.-(r) é a função de correlação por cruzamento entre duas palavras de um par preferido de E, F, G, H, ei, j = 1, 2, 3, 8. Pelo se combinar tais funções de autocorrelação e correlação por cruzamento, as seguintes equações (16) e (17) são obtidas: A partir das equações (16) e (17), quando a = 2, Fig.

22A ilustra a soma de duas funções de autocorrelação, e a Fig. 22B ilustra a soma de duas funções de correlação por cruzamento entre as duas palavras de sincronização de quadro no interior da mesma classe. Similarmente, a partir das equações (16) e (17), quando a = 4, a Fig. 22C ilustra a soma de quatro funções de autocorrelação, e a Fig. 22D ilustra a soma de quatro funções de correlação por cruzamento entre as quatro palavras de sincronização de quadro de duas classes E e F.

Uma vez que a função de autocorrelação das palavras de sincronização de quadro Cj - C8 de acordo com esta realização preferida tem o menor coeficiente fora-de-fase, a verificação simples da confirmação da sincronização de quadro é realizada pela aplicação de um valor limite positivo no (a) da saída da função de autocorrelação da Fig. 22C. Adicionalmente, a verificação dupla da confirmação da sincronização de quadro também é obtida pelo ajuste de um valor limite negativo no (b) da saída da função de autocorrelação da Fig. 22D. A Fig. 23A ilustra os padrões de bit piloto no enlace acima de um DPCCH com Npiloc = 2, 3, e 4, e a Fig. 23C ilustra os padrões de bit piloto no enlace acima de um DPCCH com Npiloc = 2, 3, e 4 de acordo com uma realização alternativa comparada com a Fig. 23A. Adicionalmente, as Figs. 23E e 23F ilustram os padrões de bit piloto no enlace acima de um DPCCH com Npilot = 5, 6, 7, e 8. As partes sob uma sombra das Figs. 23A, 23C, 23E e 23F podem ser usadas para as palavras de sincronização de quadro, e o valor de bit piloto outro que a palavra de sincronização de quadro é 1. As Figs. 23B e 23D ilustram as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro da Fig. 21, e as palavras de sincronização de quadro sob uma sombra das Figs. 23A e 23D, respectivamente. Adicionalmente, Fig. 23G ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro da Fig. 21, e as palavras de sincronização de quadro sob uma sombra das Figs. 23E e 23F.

As diversas descrições acima para um enlace acima de um DPCCH quando L = 16 são prontamente aplicáveis a esta realização preferida quando L = 15, incluindo o circuito correlacionador (com algumas modificações) e de uma maneira genérica as mesmas características. Para um exemplo, conforme mostrado nas palavras de sincronização de quadro C3 - C8 da Fig. 21, cada palavra tem substancialmente o mesmo número de 1 e 0 . Nesta realização preferida, o resultado de bj - b0 é mais ou menos um, por exemplo, próximo a zero. Adicionalmente, quando o número de aberturas é 15, isto é, ímpar, o resultado de b3 - b„ é igual a mais ou menos um, por exemplo, próximo a zero. Adicionalmente, uma vez que duas palavras de sincronização de quadro são usadas para Npüot =2, 3, e 4 e existem 15 aberturas no quadro do radio, o número de bits piloto usados para sincronização é 30 por quadro. Para um Npiloc = 5, 6, 7 e 8, uma vez que quatro palavras de sincronização são usadas para 15 aberturas no quadro do radio, o número de bits piloto usados para sincronização é 60 por quadro. Adicionalmente, o resultado da soma de duas ou quatro funções de autocorrelação e correlação por cruzamento entre duas ou quatro palavras de sincronização de quadro corresponde às Figs. 22A a 22D. O canal de acesso aleatório (RACH) é um canal de transporte de enlace acima o qual é usado para transportar informações de controle a partir de UE. 0 RACH também pode transportar pacotes curtos para o usuário. O RACH é sempre recebido a partir de toda a célula. A Fig. 23H ilustra a estrutura do canal de acesso aleatório. A mensagem 10 ms é dividida em 15 aberturas, cada uma de comprimento Tslot = 2560 chips. Cada abertura tem duas partes, uma porção de dados que transporta uma informação de Nível 2 e uma porção de controle que transporta uma informação de controle de Nível 1. As porções de dados e de controle são transmitidas em paralelo. A porção de dados inclui 10*2k bits, onde k = 0, 1, 2, 3. Isso corresponde a um fator de ampliação de 256, 128, 64, e 32 respectivamente para a porção de mensagem da porção de dados. A porção de controle tem 8 bits piloto conhecidos para suportar a avaliação de canal para uma detecção coerente e 2 bits de taxa de informação. Isso corresponde a um fator de ampliação de 256 para a porção de mensagem de controle. A Fig. 231 ilustra os campos de controle de mensagem de acesso aleatório e sempre existem 8 símbolos piloto por abertura para a avaliação de canal. Devido às características únicas das palavras de sincronização de quadro de acordo com a realização preferida, as palavras de sincronização de quadro Cg - Cg podem ser usadas no padrão de bit piloto do RACH para a avaliação de canal. A Fig. 23J ilustra o padrão de bit piloto do RACH, e as relações de mapeamento são as mesmas que as relações de mapeamento ilustradas na Fig. 23G para um Npilot = 8. Devido às novas características das palavras de sincronização de quadro C1 - C8, as quais também podem ser usadas unicamente para a avaliação de canal, é fácil a reutilização dos padrões de piloto, o que permite um elo comum entre diferentes canais de enlace acima. A Fig. 24A ilustra os padrões de símbolo piloto no enlace abaixo de um DPCH quando Npilot = 2, 4, 8, e 16. As partes sob uma sombra da Fig. 24A podem ser usadas como símbolos para a sincronização de quadro, cada símbolo tendo uma palavra de sincronização de quadro para a derivação de canal I e uma outra palavra de sincronização de quadro para a derivação de canal Q, e o valor de símbolo piloto outro que a palavra de sincronização de quadro é 11. A Fig. 24B ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro Cx - C8 da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 24A. A Fig. 24C ilustra os padrões de símbolo piloto de enlace abaixo de um DPCH para a diversidade de antenas usando STTD. Para a diversidade padrão de símbolo piloto no enlace abaixo de um DPCH, STTD é aplicado aos símbolos piloto sob uma sombra # 1 e # 3 para um Npiloc = 8, e#l, #3, #5, e#7 para um Npiloc = 16. Os símbolos piloto não sob uma sombra de # 0 e #2 para um Npilot = 8 e 0#, #2, #4e#6 para um Npiloc = 16 são codificados para serem ortogonais ao símbolo piloto da Fig. 24A. Entretanto, a diversidade padrão de piloto para um enlace abaixo de um DPCH com Npiioc = 4 são codificadas em STTD uma vez que a codificação STTD exige dois símbolos. Uma vez que o STTD codificado padrão de símbolo piloto é ortogonal ao padrão de símbolo piloto comum, o STTD codificado padrão de piloto também pode ser usado como uma antena de verificação de um modo de realimentação de diversidade. A Fig. 24D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro Cx - CB da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 24C. A Fig. 25A ilustra os padrões de símbolo piloto para um enlace abaixo de um SCCPCH para um Npilot = 8 e 16, e a Fig. 2 5B ilustra as relações de mapeamento das palavras de sincronização de quadro Cx - C3 da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 25A. Adicionalmente, a Fig. 25C ilustra os padrões de símbolo piloto de enlace abaixo de um SCCPCH para um Npilot = 8 e 16 para a diversidade de antenas usando STTD, e a Fig. 25D ilustra as relações de mapeamento entre as palavras de sincronização de quadro Cj - C8 da Fig. 21 e os padrões de símbolo piloto sob uma sombra da Fig. 25C.

Conforme pode ser apreciado, as diversas descrições acima para um enlace abaixo de um DPCH quando L = 16 são prontamente aplicáveis a esta realização preferida quando L = 15, incluindo o circuito correlacionador (com algumas modificações) e de uma maneira genérica as mesmas características. Adicionalmente, o resultado da soma de duas ou quatro funções de autocorrelação e correlação por cruzamento entre duas ou quatro palavras de sincronização de quadro corresponde às Figs. 22A - 22D.

De modo a avaliar a performance das palavras de sincronização de quadro de acordo com a realização preferida para as 15 aberturas por quadro, os seguintes eventos e parâmetros são primeiro definidos: Hi : no evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado quando o deslocamento da abertura é zero. H2 : no evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado quando o deslocamento da abertura é zero ou a saída do correlacionador por cruzamento é menor que -lx(limite pré-determinado) quando o deslocamento da abertura é 7. H3 : no evento que a saída do correlacionador excede o limite pré-determinado quando o deslocamento da abertura não é zero. H„ : no evento que a saída do correlacionador por cruzamento é menor que -lx(limite pré-determinado) quando o deslocamento da abertura é 7.

Ps : probabilidade de sucesso da confirmação da sincronização de quadro. PFA : probabilidade da falso alarme. A sincronização de quadro é confirmada se a saída do correlacionador usando a palavra de sincronização de quadro excede o limite pré-determinado. 0 sucesso da confirmação da sincronização de quadro é determinado quando a sincronização de quadro seguinte SR é confirmada. De outra forma, uma falha da confirmação da sincronização de quadro é determinada. Desta forma, a probabilidade de sucesso da confirmação da sincronização de quadro é definida por (18) A probabilidade de um falso alarme pode ser expressa como (19) Os parâmetros da Fig. 26A são usados para a avaliação da performance do padrão de bit piloto no enlace acima de um DPCCH por sobre um canal AWGN. Fig. 26B ilustra a probabilidade de sucesso da confirmação da sincronização de quadro Ps no enlace acima de um DPCCH com Npilot = 6 por sobre um canal AWGN. Adicionalmente, a Fig. 26C ilustra a probabilidade de um falso alarme PFA no enlace acima de um DPCCH com Npiloc = 6 por sobre um canal AWGN. Os Ps e PFA são dados como uma função da relação Eb/N0 (Eb = energia por bit, N0 = densidade espectral de ruído de energia). A Ps da verificação simples e da verificação dupla da confirmação da sincronização de quadro com SR = 3 no enlace acima de um DPCCH é menor que 0,945 e 0,99 a -5dB, respectivamente. Adicionalmente, um ganho de aproximadamente 4dB é obtido pelo se empregar um método de verificação dupla quando comparado com um método de verificação simples. A partir de Fig. 26C, a probabilidade de um falso alarme com um limite normalizado = 0,6 a -5dB é menor que 2.5xl0‘4. O padrão de piloto pode ser usado para a confirmação da sincronização de quadro uma vez que um perfeito sucesso da confirmação da sincronização de quadro com zero de falso alarme foi detectado no Eb/No = OdB quando o método de verificação dupla da confirmação da sincronização de quadro foi usado. A Fig. 2 7 é um gráfico de comparação entre as realizações para 15 aberturas e 16 aberturas. Incluindo as diversas vantagens para um L = 16, os padrões de bit piloto/símbolo para um L = 15 de acordo com a realização preferida têm uma soma de vantagens. Pelo se usar essa propriedades/características das palavras de sincronização de quadro, um esquema de verificação dupla da sincronização de quadro pode ser obtido. Existe um significativo ganho de aproximadamente 4dB quando do emprego do método de verificação dupla da sincronização de quadro quando comparado com o método de verificação simples. Entretanto, no caso de 15 aberturas, a complexidade do circuito correlacionador é dupla uma vez que um autocorrelacionador para uma detecção de pico positiva e correlacionador por cruzamento para uma detecção de um pico negativo são usadas.

Uma vez que a função de autocorrelação das palavras de sincronização de quadro das 15 aberturas tem o menor coeficiente fora-de-fase, o método de verificação simples da confirmação da sincronização de quadro também pode ser empregado, ao passo que, no case de 16 aberturas, existem alguns problemas devido a coeficientes fora-de-fase +4 ou -4. Os padrões de piloto de 15 aberturas são muito adequados para a confirmação da sincronização de quadro uma vez que um sucesso de uma perfeita confirmação da sincronização de quadro com zero de falso alarme foi no Eb/No = OdB no de enlace acima DPCH quando um método de verificação dupla da confirmação da sincronização de quadro foi usado. Devido ãs diversas vantagens da realização preferida, os padrões de bit/símbolo de 15 aberturas foram aceitos por 3GPP.

As realizações acima são somente exemplificativas e não devem ser consideradas como uma limitação da presente invenção. Os presentes ensinamentos podem ser prontamente aplicados a outros tipos de aparelhos. A descrição da presente invenção é somente a título de ilustração, e não limita o escopo das reivindicações. Muitas alternativas, modificações e variações serão aparentes àquelas pessoas versadas na técnica. Nas reivindicações, as cláusulas dispositivo mais função pretendem cobrir as estruturas aqui descritas para realizar as referidas funções e não somente equivalentes estruturais, mas também estruturas equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método de comunicação entre um equipamento de usuário e uma estação de base compreendendo uma pluralidade de camadas, em que uma das camadas é uma camada fisica para estabelecer uma comunicação entre o equipamento do usuário e a estação de base através de um canal fisico, e em que o canal fisico tem pelo menos um dentre dados e informações de controle, uma das informações de controle sendo um campo piloto de N bits transmitido para 15 aberturas de tal modo que N palavras de padrões de bit piloto são incluídas no campo piloto, caracterizado pelo fato que em que os padrões de bit piloto incluídos nas 15 aberturas incluem pelo menos dois padrões de bit piloto selecionados dentre os seguintes padrões de bit piloto: Cl = (100011110101100), C2 = (101001101110000), C3 = (110001001101011), C4 = (001010000111011), C5 = (111010110010001), C6 = (110111000010100), C7 = (100110101111000), e C8 = (000011101100101).