BRPI0616383A2 - método e equipamento para comunicação piloto em um sistema de comunicação sem fio de multi-antenas - Google Patents
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Abstract
TODO EQUIPAMENTO PARA COMUNICAçãO PILOTO EM UM SISTEMA DE COMUNICAçãO SEM FIO DE MULTI-ATENAS. Sistemas e metodologias são descritos que facilitam informações pilotos aperfeiçoadas para dispositivos de usuários MIMO sem aumentar a interferência de dispositivos de usuário SISO em um ambiente de comunicação sera fio. Um sinal de comunicação de dados pode ser gerado e transmitido em um primeiro nível de potência, e uma forma de onda piloto contínua compreendendo informações piloto relacionadas ao sinal de dados pode ser gerada e enviada em um segundo nível de potência abaixo do primeiro nível de potência transmissora. Alternativamente, uma forma de onda piloto descontínua pode ser gerada de modo que não sobreponha com segmentos pilotos na primeira forma de onda, e possa ser transmitido no primeiro nível de potência sem interferir com a primeira forma de onda como recebido por um dispositivo de usuário SISO. Um dispositivo de usuário MIMO pode receber as duas formas de onda, e pode empregar a forma de onda piloto para melhor estimar um canal MIMO para a primeira forma de onda.
Description
"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA COMUNICAÇÃO PILOTO EM UM SISTEMADE COMUNICAÇÃO SEM FIO DE MULTI-ANTENAS"
Reivindicação de prioridade de acordo com 35U.S.C. §119
O presente pedido para patente reivindicaprioridade ao pedido provisional número 60/719.999intitulado "METHOD; AND APPARATUS FOR PILOT COMMUNICATION INA MULTI-ANTENA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM", depositadoem 23 de setembro de 2005; pedido provisional número60/738.754 intitulado "METHOD AND APPARATUS FOR PILOTCOMMUNICATION IN A MULTI-ANTENNA WIRELESS COMMUNICATIONSYSTEM", depositado em 21 de novembro de 2005; e pedidoprovisional número 60/738.213 intitulado "METHOD ANDAPPARATUS FOR PILOT COMMUNICATION IN A MULTI-ANTENNAWIRELESS COMMUNICATION SYSTEM", depositado em 18 denovembro de 2005, todos os quais são cedidos à cessionáriado presente pedido e expressamente incorporados pelopresente a titulo de referência aqui.
FUNDAMENTOS
I. Campo
A descrição a seguir refere-se genericamente acomunicações sem fio, e mais particularmente à facilitaçãode estimação aperfeiçoada de canais em um ambiente decomunicação sem fio.
II. Fundamentos
Sistemas de comunicação sem fio se tornaram ummecanismo prevalente pelo qual a maioria das pessoas nomundo inteira se comunica. Dispositivos de comunicação semfio se tornaram menores e mais potentes para atender asnecessidades de consumidores e melhorar a portabilidade econveniência. O aumento em potência de processamento emdispositivos móveis como telefones celulares levou a umaumento em demandas em sistemas transmissora de rede semfio. Tais sistemas não são tipicamente tão facilmenteatualizados quanto os dispositivos celulares que secomunicam através dos mesmos. À medida que as capacidadesdos dispositivos móveis se expandem, pode ser dificilmanter um sistema de rede sem fio mais antigo em um modoque facilite,, explorar totalmente capacidades dedispositivos sem fio novas e aperfeiçoadas.
Mais particularmente, técnicas baseadas emdivisão de freqüência separam tipicamente o espectro emcanais distintos pela divisão do mesmo em chunks uniformesde largura de banda, por exemplo, divisão da banda defreqüência alocada para comunicação sem fio pode serdividida em 30 canais, cada um dos quais pode transportaruma conversação de voz ou, com serviço digital, transportardados digitais. Cada canal pode ser atribuído a somente umusuário de cada vez. Uma variante conhecida é uma técnicade divisão de freqüência ortogonal que particionaefetivamente a largura de banda de sistema geral emmúltiplas sub-bandas ortogonais. Essas sub-bandas sãotambém mencionadas como tons, portadoras, subportadoras,lotes e/ou canais :de freqüência. Cada sub-banda é associadaa uma subportador;a que pode ser modulada com dados. Comtécnicas baseadas em divisão de tempo, uma banda é divididano sentido de rempo em intervalos de tempo seqüenciais oupartições de tempo. Cada usuário de um canal é dotado de umintervalo de tempo para transmitir e receber informações emum modo round-robin. Por exemplo, em qualquer tempo dado t,um usuário teir. acesso ao canal para uma rajada curta. Aseguir, o acesso comuta para outro usuário que é dotado deuma rajada curta de tempo para transmitir e receberinformações. o ciclo de "revezamento" continua,eventualmente cada usuário é dotado de múltiplas rajadastransmissora e recepção.
Técnicas; baseadas em divisão de códigotransmitem, tipicamente, dados através de diversasfreqüências disponíveis em qualquer tempo em uma faixa. Emgeral, dados são digitalizados e espalhados através delargura de banda disponível, onde múltiplos usuários podemser sobrepostos no canal e usuários respectivos podem seratribuídos um código de seqüência exclusivo. Os usuáriospodem transmitir np mesmo chunk de espectro de banda larga,onde o sinal de caçla usuário é espalhado sobre a largura debanda inteira por seu respectivo código de espalhamentoexclusivo. Essa técnica pode fornecer compartilhamento,onde um ou mais usuários podem transmitir e recebersimultaneamente. Tal compartilhamento pode ser obtidoatravés de modulação digital de espalhamento espectral,onde o fluxo de bits de um usuário é codificado e espalhadoatravés de um canal muito largo em um modo pseudo-aleatório. 0 receptor é projetado para reconhecer o códigode seqüência exclusivo associado e desfazer a randomizaçãopara coletar os bits para um usuário específico em um modo coerente.
Uma rede de comunicação sem fio típica (porexemplo, empregando técnicas de divisão de código, tempo efreqüência) incluí uma ou mais estações base que fornecemuma área de cobertura e um ou mais terminais móveis (porexemplo, sem fio) que podem transmitir e receber dados naárea de cobertura. Uma estação base típica podesimultaneamente transmitir múltiplos fluxos de dados paraserviços de broadcast, multicast e/ou unicast, onde umfluxo de dados é um fluxo de dados que pode ser deinteresse receptora independente para um terminal móvel. Umterminal móvel .dentro da área de cobertura daquela estaçãobase pode estar interessado em receber um, mais de um outodos os fluxos de dados transportados pelo fluxocompósito. De modo semelhante, um terminal móvel podetransmitir dados para a estação base ou outro terminalmóvel. Tal comunicação entre a estação base e o terminalmóvel ou entre terminais móveis pode ser degradada devido avariações de canal e/ou variações de potência deinterferência.
Por exemplo, em um sistema de comunicação semfio, um transnlissor (por exemplo, uma estação base ou umterminal) pode utilizar múltiplas (T) antenas transmissorapara transmissão de dados para um receptor equipado com urnaou mais antenas ; receptora (R). As múltiplas antenastransmissora podem ser utilizadas para aumentar capacidadetransmissora de sistema pela transmissão de dadosdiferentes a partir dessas antenas e/ou melhorar aconfiabilidade pela transmissão de dados de formaredundante. Por exemplo, o transmissor pode transmitir umdado símbolo a partir de todas as antenas transmissora T emalgum modo codificado, e o receptor pode receber múltiplasversões desse símbolo através das antenas receptora R.Essas múltiplas versões do símbolo transmitido melhoramgenericamente a capacidade do receptor de recuperar osímbolo.
Entretanto, certos usuários podem serconfigurados para receber sinais transmitidos a partir deuma única antena. Portanto, existe uma necessidade natécnica para sistemas e métodos que facilitem a comunicaçãoe estimação de canal por usuários que são capazes decomunicarem com múltiplas antenas ou uma antena em modosubstancialmente transparente para o usuário.
SUMÁRIO
O que se segue apresenta um sumário simplificadode uma ou mais modalidades para fornecer uma compreensãobásica de tais modalidades. Esse sumário não é uma visãogeral extensa de todas as modalidades consideradas, e nãopretende identificar elementos chave ou críticos de todasas modalidades «'nem delinear o escopo de quaisquer ou todasas modalidades, Sua finalidade única é apresentar algunsconceitos de uma ou mais modalidades em uma formasimplificada como um prelúdio para a descrição maisdetalhada que é apresentada posteriormente.
De acordo com uma ou mais modalidades e revelaçãocorrespondente das mesmas, vários aspectos são descritoscom relação à provisão de informações piloto aperfeiçoadaspara dispositivos de usuário MIMO sem aumentar ainterferência de dispositivos de usuário SISO em umambiente de comunicação sem fio. Por exemplo, um sinal decomunicação de dados pode ser gerado e transmitido em umprimeiro nível de: potência, e uma segunda forma de ondacompreendendo informações piloto relacionadas ao sinal dedados pode sei· gerada e enviada em um segundo nível depotência abaixo do primeiro nível de potência transmissora.Em um tal cenário, a segunda forma de onda pode ser umaforma de onda contínua e não interferirá na primeira formade onda devido à transmissão da segunda forma de onda em umnível de potência inferior. Adicionalmente, a segunda formade onda pode ser gerada como uma forma de onda descontínuade modo que não sobreponha com segmentos piloto na primeiraforma de onda, para evitar interferência com a primeiraforma de onda como recebido por um dispositivo de usuárioSISO, em cujo caso a segunda forma de onda não necessitaser transmitida em um nível de potência mais baixo do que osinal de comunicação de dados. Um dispositivo de usuárioMIMO pode receber as duas formas de onda, e pode empregar asegunda forma de onda piloto para melhor estimar um canalpara a primeira forma de onda (por exemplo, o dispositivode usuário MIMO pode receber as duas formas de ondasimultaneamente).
De acordo com outro aspecto, um método deexecutar comunicação piloto em um ambiente de comunicaçãosem fio pode compreender a transmissão de uma forma de ondamultiplexada por divisão de código (CDM) que é continua apartir de uma primeira antena em uma estação base,; etransmitir uma segunda forma de onda compreendendoinformações piloto relacionadas à forma de onda CDM apartir de uma segunda antena na estação base. A forma deonda CDM pode compreender segmentos piloto multiplexadospor divisão de freqüência ortogonal (OFDM) que sãoempregados para estimar um canal para um dispositivo deusuário de entrada única e saida única (SISO), e a segundaforma de onda pode compreender segmentos piloto OFDM quesão empregados para estimar um canal para um dispositivo deusuário de múltiplas-entradas e múltiplas-saidas (MIMO). Asegunda forma de onda pode ser descontínua e os segmentospiloto da segunda forma de onda podem ser dispostos de talmodo que não sobreponham os segmentos piloto da forma deonda CDM. Alternativamente, a segunda forma de onda podeser contínua e pode ser transmitida em um nível de potênciaaproximadamente 20 dB abaixo de um nível de potência noqual a forma de onda CDM é transmitida. O método podecompreender ainda fornecer a segunda forma de onda deacordo com um padrão predeterminado, como uma vez a cada Ntransmissões da forma de onda CDM, onde N é um númerointeiro maior do que 1. Ainda adicionalmente, o método podecompreender terminar a transmissão da segunda forma de ondaapós comutar de um formato de modulação de capacidadetransmissora baixo para um formato de modulação decapacidade transmissora elevado para transmissão da formade onda CDM, como a partir de formato de modulação demanipulação por comutação de fase de quadratura (QPSK) paraum formato de modulação de amplitude de quadratura-64(QAM).
De acordo com outro aspecto, um equipamento quefacilita a provisão de informações piloto para estimação decanal em um ambiente de comunicação sem fio podecompreender uma pluralidade de antenas e um processador,acoplado à pluralidade de antenas, onde o processador éconfigurado para transmitir uma forma de onda CÒMcompreendendo segmentos piloto OFDM a partir de umaprimeira antena para um dispositivo de usuário SISO e umasegunda forma de onda compreendendo informações pilotorelacionadas à forma de onda CDM a partir de uma segundaantena para um dispositivo de usuário MIMO. 0 processadorpode gerar a forma de onda CDM como uma forma de ondacontinua, compreendendo segmentos de dados e os segmentospiloto OFDM. 0 equipamento pode compreender ainda umgerador de forma de onda de baixa potência que gera asegunda forma de onda como uma forma de onda continua. 0processador pode transmitir a primeira forma de onda em umprimeiro nivel de potência e a segunda forma de onda em umsegundo nivel de potência aproximadamente 20 dB abaixo doprimeiro nivel de potência. Alternativamente, a segundaforma de onda pode ser uma forma de onda descontínuacompreendendo segmentos piloto OFDM que não sobrepõe ossegmentos piloto da forma de onda CDM. Nesse caso, oprocessador pode transmitir a forma de onda CDM e a segundaforma de onda aproximadamente no mesmo nível de potência. 0processador pode transmitir, adicionalmente, a segundaforma de onda de acordo com um padrão predeterminado, quepode ser, por exemplo, uma vez a cada N transmissões daforma de onda CDM, onde N é um número inteiro maior do que1, ou qualquer outro padrão transmissora apropriado.De acordo ainda com outro aspecto, um equipamentode comunicação sem fio pode compreender mecanismo paragerar uma forma de onda CDM compreendendo segmentos pilotoOFDM, mecanismo para gerar uma forma de onda piloto OFDM, emecanismo para transmitir a forma de onda CDM a partir deuma primeira antena e transmitir a forma de onda pilotoOFDM a partir de uma segunda antena. A forma de onda pilotoOFDM pode ser descontínua e pode compreender segmentospiloto que não sobrepõem com segmentos piloto na forma deonda CDM. Nesse caso, o equipamento pode compreender aindamecanismo para transmitir a forma de onda CDM e a forma deonda piloto OFDM em um nível de potência substancialmentesimilar. Adicional ou alternativamente, a forma de ondapiloto OFDM pode ser uma forma de onda contínua quecompreende segmentos piloto que sobrepõem com segmentospiloto na forma de onda CDM. 0 equipamento pode compreenderainda mecanismo para transmitir a forma de onda piloto OFDMcontínua em um nível de potência aproximadamente 20 dBabaixo de um nível de potência transmissora da forma deonda CDM.
Um aspecto adicional refere-se a um meio legívelpor computador tendo armazenado no mesmo instruçõesexecutáveis por computador para gerar uma forma de onda CDMque compreende segmentos piloto OFDM, gerar uma forma deonda piloto OFDM compreendendo informações pilotorelacionadas à forma de onda CDM, e transmitir a forma deonda CDM a partir de uma primeira antena e simultaneamentetransmitir a forma de onda OFDM a partir de uma segundaantena. As instruções podem compreender ainda gerar a forifiade onda piloto OFDM como uma forma de onda descontínua comsegmentos pilotos que não sobrepõem segmentos piloto naforma de onda CDM, e transmitir a forma de onda piloto OFDMe a forma de onda CDM em um mesmo nível de potência.Adicional ou alternativamente, as instruções podemcompreender ainda gerar o piloto OFDM como uma forma deonda continua compreendendo segmentos pilotos que sobrepõemcom segmentos piloto na forma de onda CDM, e transmitir aforma de onda piloto OFDM em um nivel de potênciaaproximadamente 15-25 dB abaixo de um nivel de potênciatransmissora para a forma de onda CDM.
Ainda, outro aspecto refere-se a um processadorque executa instruções para aumentar capacidadetransmissora em um ambiente de comunicação sem fio, asinstruções compreendendo gerar uma forma de onda CDM quetem segmentos piloto OFDM, gerar uma forma de onda pilotoOFDM que tem informações piloto relacionadas à forma deonda CDM, e transmitir a forma de onda CDM a partir de umaprimeira antena e transmitir a forma de onda piloto OFDM apartir de uma segunda antena. As instruções compreendemainda gerar a forma de onda piloto OFDM como uma forma deonda descontínua tendo descontinuidades entre segmentospiloto, em que as descontinuidades são genericamentealinhadas com os segmentos piloto na forma de onda CDM, etransmitir a forma de onda CDM descontínua e a forma deonda piloto OFDM aproximadamente no mesmo nível depotência. Adicional ou alternativamente, as instruçõespodem compreender gerar a forma de onda piloto OFDM comouma forma de onda contínua tendo segmentos pilotos quesobrepõem os segmentos piloto na forma de onda CDM, etransmitir a forma; de onda piloto OFDM contínua em um nívelde potência aproximadamente 20 dB abaixo de um nível depotência transmissora para a forma de onda CDM.
De acordo ainda com outro aspecto, um método deexecutar comunicação piloto em um ambiente de comunicaçãosem fio pode compreender transmitir uma forma de onda CDMtendo segmentos pilotos em um primeiro nível de potênciatransmissora a partir de uma primeira antena em uma estaçãobase, transmitir uma forma de onda piloto OFDMcompreendendo segmentos piloto relacionados à forma de ondaCDM o primeiro nível de potência transmissora a partir deuma segunda antena na estação base, e reduzirtemporariamente a potência transmissora da forma de ondapiloto OFDM para um segundo nível de potência transmissoradurante transmissão dos segmentos piloto na forma de ondaCDM para reduzir interferência entre as formas de onda..0segundo nível de potência transmissora pode seraproximadamente 20 dB abaixo do primeiro nível de potênciatransmissora.
Para a realização das finalidades acima erelacionadas, uma ou mais modalidades compreendem ascaracterísticas doravante totalmente descritas eparticularmente indicadas nas reivindicações. A descrição aseguir e os desenhos em anexo expõem em detalhe certosaspectos ilustrativos de uma ou mais modalidades. Essesaspectos são indicativos, entretanto, de alguns dos váriosmodos nos quaip os princípios de várias modalidades podemser empregadas e as modalidades descritas pretendem incluirtodos esses aspectos e seus equivalentes.
BREVE; DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A fiçfura 1 ilustra um sistema de comunicação semfio com múltiplas estações base e múltiplos terminais, deacordo com um ou mais aspectos.
A figura 2 é uma ilustração de um canal demúltiplas-entradas e múltiplas-saídas (MIMO) formado porantenas transmissora T e múltiplas antenas receptora (R) emum terminal, de acordo com vários aspectos descritos aqui.
A figura 3 ilustra uma estrutura de link direto,de acordo com um ou mais aspectos descritos aqui.
A figura 4 ilustra uma estrutura de link direto,de acordo com um ou mais aspectos descritos aqui.
A figura 5 ilustra uma estrutura de link direto,de acordo com um ou mais aspectos descritos aqui.
A figura 6 ilustra um diagrama de blocos dosistema que facilita a provisão de um sinal piloto de baixapotência além de um sinal de comunicação, de acordo comvários aspectos.
A figura 7 ilustra uma metodologia para fornecerestimação aperfeiçoada de canal para dispositivos deusuário MIMO sem afetar adversamente usuários SISOexistentes que se comunicam no mesmo ambiente decomunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos.
A figura 8 é uma ilustração de uma metodologiapara fornecer estimação aperfeiçoada de canal paradispositivos de usuário MIMO sem interferir adversamente emusuários SISO existentes que se comunicam no mesmo ambientede comunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos.
A figura 9 ilustra uma metodologia para forneceruma transmissão de piloto de sinal para estimação de canalpor dispositivos de usuário MIMO sem afetar adversamenteusuários SISO existentes que se comunicam no mesmo ambientede comunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos.
A figura 10 é uma ilustração de um dispositivo deusuário que facilita detectar um sinal piloto de baixapotência que pode ser utilizado para estimar um canal paraum sinal de comunicação de potência mais elevada em umambiente de comunicação sem fio, de acordo com um ou maisaspectos expostos aqui.
A figura 11 é uma ilustração de um sistema quefacilita fornecer um sinal piloto de baixa potência quepode ser utilizado para estimar um canal para um sinal decomunicação de potência mais elevada em um ambiente decomunicação sem fio, de acordo com vários aspectos.A figura 12 é uma ilustração de um ambiente derede sem fio que pode ser empregado em combinação com osvários sistemas e métodos descritos aqui.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Váriã-s modalidades são descritas agora còmreferência aos desenhos, onde numerais de referênciasimilares são utilizados para se refere a elementossimilares do principio ao fim. Na descrição a seguir, parafins de explicação, inúmeros detalhes específicos são expostos para fornecer uma compreensão completa de uma oumais modalidades. Pode ser evidente, entretanto, quetal(is) modalidade(s) podem ser postas em prática sem essesdetalhes específicos. Em outras ocorrências, estruturas edispositivos bem conhecidos são mostrados em forma dediagrama de blocos para facilitar a descrição de uma oumais modalidades.
Como utilizado nesse pedido, os termos"componente", "sistema" e similares pretendem se referir auma entidade relacionada a computador, quer hardware,software, software em execução, firmware, middle ware,microcódigo, e/ou qualquer combinação dos mesmos. Porexemplo, um componente pode ser, porém não é limitado aser, um processo que roda em um processador, umprocessador, um objeto, um executável, um fluxo de execução, um programa e/ou um computador. Um ou maiscomponentes podem residir em um processo e/ou fluxo deexecução e um componente pode ser localizado em umcomputador e/ou distribuído entre dois ou maiscomputadores. Além disso, esses componentes podem executara partir de vários meios legíveis por computador tendovárias estruturas de dados armazenadas nos mesmos. Oscomponentes podem se comunicar por intermédio de processoslocais e/ou remotos como de acordo corri um sinal tendo um oumais pacotes de dados (por exemplo, dados a partir de umcomponente interagindo com outro componente em um sistemalocal, sistema distribuído, e/ou através de uma rede como ainternet com outros sistemas por intermédio do sinal).
Adicionalmente, os componentes dos sistemas descritos aquipodem ser reorganizados e/ou complementados por componentesadicionais para facilitar a obtenção dos vários aspectos,objetivos, vantagens, etc., descritos com relação ao mesmo,e não são limitados às configurações precisas expostas emuma dada figura, como será reconhecido por uma pessoaversada na técnica.
Além disso, várias modalidades são descritas aquicom relação a uma estação de assinante. Uma estação deassinante também pode ser chamada um sistema, uma unidadeassinante, estação móvel, móvel, estação remota, ponto deacesso, terminal remoto, terminal de acesso, terminal deusuário, agente de usuário, um dispositivo de usuário, ouequipamento de usuário. Uma estação de assinante pode serum telefone celular, um telefone sem fio, um telefone deprotocolo de Iniciação de Sessão (SIP), uma estação de Iooplocal sem fio (WLL) , um assistente pessoal digital (PDA),um dispositivo portátil tendo capacidade de conexão semfio, ou outro dispositivo de processamento conectado a ummodem sem fio.
Além disso, vários aspectos ou característicasdescritos aqui podem ser implementados como um método,equipamento, ou produto industrial utilizando técnicas deprogramação e/ou engenharia padrão. O termo "produtoindustrial" como utilizado aqui pretende abranger umprograma de computador acessível a partir de qualquerdispositivo legível por computador, portadora oumecanismos. Pcr exemplo, meios legíveis por computadorpodem incluir porém não são limitados a dispositivos dearmazenagem magnética (por exemplo, disco rígido, disquete,tiras magnéticas...), discos ópticos (por exemplo, compactdisk (CD), digital versatile disk (DVD)...), cartõesinteligentes, e dispositivos de memória flash (por exemplo,cartão, manche, unidade de chave...). Adicionalmente,vários meios de armazenamento descritos aqui podemrepresentar um ou mais dispositivos e/ou outros meioslegíveis por máquina para armazenagem de informações. 0termo "meio legível por máquina" pode incluir, sem serlimitado a, canais sem fio e vários outros mecanismoscapazes de armazenar, conter, e/ou transportarinstrução(ões) e/ou dados. Será reconhecido que a palavra"exemplar" é utilizada aqui para significar "servir comoexemplo, ocorrência ou ilustração." qualquer modalidade oudesenho descrito aqui como "exemplar" não deve sernecessariamente interpretado como preferido ou vantajoso emrelação a outras modalidades ou desenhos.
A figura 1 ilustra um sistema de comunicação semfio 100 com múltiplas estações base 110 e terminaismúltiplos 120, de acordo com um ou mais aspectos. Umaestação base é genericamente uma estação fixa que secomunica com os terminais e pode também ser denominado umponto de acesso, um Nó B, ou alguma outra terminologia.Cada estação base 110 provê cobertura de comunicação parauma área geográfica específica 102. O termo "célula" podese referir a uma estação base e/ou sua área de coberturadependendo do contexto no qual o termo é utilizado. Paramelhorar a capacidade do sistema, uma área de cobertura deestação base pode ser particionada em múltiplas áreasmenores (por exemplo, três áreas menores, de acordo com afigura 1), 104a, 104b, e 104c. Cada área menor pode serservida por um subsistema transceptor de base respectivo(BTS) . o termo "setor" pode se referir a um BTS e/ou suaabertura de cobertura dependendo do contexto no qual otermo é utilizado. Para uma célula setorizada, os BTS paratodos os setores daquela célula são tipicamente co-localizadas dentro da estação base para a célula. Astécnicas transmissora descritas aqui podem ser utilizadaspara um sistema; com células setorizadas bem como um sistemacom células não setorizadas. Para simplicidade, nadescrição a seguir, o termo "estação base" é utilizadogenericamente para uma estação fixa que serve um setor bemcomo uma estação fixa que serve uma célula.
Os terminais 120 são tipicamente dispersos portodo o sistema, e cada terminal pode ser fixo ou móvel. Umterminal também pode ser denominado uma estação móvel,equipamento de usuário, ou alguma outra terminologia. Umterminal pode ser um dispositivo sem fio, um telefonecelular, um assistente pessoal digital (PDA), um cartão demodem sem fio, e assim por diante. Cada terminal 120 podeser comunicar com zero, uma ou múltiplas estações base nodownlink e uplink em qualquer momento dado. O downlink (oulink direto) se refere ao link de comunicação a partir dasestações base ' para os terminais, e o uplink (ou linkreverso) se refere ao link de comunicação a partir dosterminais para as estações base.
Para uma arquitetura centralizada, um controladorde sistema 130 acopla-se a estações base 110 e provêcoordenação e controle para estações base 110. Para umaarquitetura distribuída, as estações base 110 podem secomunicar mutuamente conforme necessário. Transmissão dedados no link direto ocorre a partir de um ponto de acessopara um terminal de acesso em ou próximo à taxa máxima dedados que pode ser suportada pelo link direto e/ou sistemade comunicação. Canais adicionais do link direto (porexemplo, canal de controle) podem ser transmitidos a partirde múltiplos pontos de acesso para um terminal de acesso. Acomunicação de dados de link reverso pode ocorrer a partirde um terminal de acesso para um ou mais pontos de acesso.
Após registro, que permite que um terminal deacesso acesse uma rede de acesso, o terminal de acesso 120e um dos· pontos de acesso, como ponto de acesso 110,estabelecem um link de comunicação utilizando umprocedimento de acesso predeterminado. No estado conectadoresultante do procedimento de acesso predeterminado, oterminal de acesso 120 pode receber mensagens de controle edados a partir do ponto de acesso 100 e é capaz detransmitir mensagens de controle e dados para o ponto deacesso 100. O terminal de acesso 120 busca continuamentepor outros pontos de acesso que podem ser adicionados a umconjunto ativo de terminal de acesso 120. Um conjunto ativocompreende uma lista de pontos de acesso capaz decomunicar-se com o terminal de acesso 120. Quando um talponto de acesso é encontrado, o terminal de acesso 120 podecalcular uma métrica de qualidade do link direto do pontode acesso, que pode compreender uma relação sinal /interferência e ruido (SINR) . Uma SINFl pode ser determinadade acordo com um sinal piloto. O terminal de acesso 120busca outros pontos de acesso e determina SINRs pararespectivos pontos de acesso. Simultaneamente, o terminalde acesso 120 calcula uma métrica de qualidade de um linkdireto para cada ponto de acesso no conjunto ativo doterminal de acesso 120. Se a métrica de qualidade de linkdireto a partir de um ponto de acesso especifico estiveracima de um limite de acréscimo predeterminado ou abaixo deum limite de queda predeterminado por um período de tempopredeterminado, o terminal de acesso 120 pode reportaressas informações para o ponto de acesso 110. Mensagenssubseqüentes a partir do ponto de acesso 110 podem orientaro terminal de acesso 120 para acrescentar ou deletar apartir do conjunto ativo de terminal de acesso 120 o pontode acesso especifico.
O terminal de acesso 120 pode selecionaradicionalmente um ponto de acesso em serviço a partir çloconjunto ativo do terminal de acesso 120 com base em umconjunto de parâmetros. Um ponto de acesso em serviço é umponto de acesso que é selecionado para comunicação de dadospor um terminal de acesso especifico ou um ponto de acessoque está comunicando dados para o terminal de acessoespecifico. O conjunto de parâmetros pode compreenderqualquer um ou mais de medições SINR atuais e anteriores,uma taxa de erro de bit, uma taxa de erro de pacote, porexemplo, e quaisquer outros parâmetros desejados ouconhecidos. Desse modo, por exemplo, o ponto de acesso emserviço pode ser selecionado de acordo com a medição SINRmaior. O terminal de acesso 120 pode. então broadcast umamensagem de solicitação de dados (mensagem DRC) em um canalde solicitação de dados (canal DRC). A mensagem DRC podeconter uma taxa de dados solicitados ou alternativamente,uma indicação de uma qualidade do link direto (por exemplo,SINR medido, uraa taxa de erro de bits, uma taxa de erro depacotes,...) e similares. 0 terminal de acesso 120 podedirigir broadcast da mensagem DRC para um ponto de acessoespecifico pelo uso de um código, que identificaexclusivamente o ponto de acesso especifico.
Os dados a serem transmitidos para o terminal deacesso 120 podem ser recebidos pelo controlador de rede deacesso 130. Posteriormente, o controlador de rede de acesso130 pode enviar os dados para todos os pontos de acesso noconjunto ativo do terminal de acesso Í20. Alternativamente,o controlador de rede de acesso 130 pode determinarprimeiramente qual ponto de acesso foi selecionado pe|oterminal de acesso 120 como o ponto de acesso em serviço, eentão enviar os dados para o ponto de acesso em serviço. Osdados podem ser armazenados em uma fila no(s) ponto (s) deacesso. Uma mensagem de paging pode ser então enviada porum ou mais pontos de acesso para o terminal de acesso 120em respectivos canais de controle. 0 terminal de acesso120 demodula e decodifica os sinais em um ou mais canais decontrole para obter as mensagens de paging.
No link direto, o ponto de ,acesso pode programartransmissões de dados para quaisquer dos terminais deacesso que receberam a mensagem de paging. Um métodoexemplar para programar transmissão é descrito na patenteU.S. no. 6.229.795, intitulado "System for allocatingresources in a communication system," cedido à presentecessionária. Entretanto, outras abordagens para programaçãotambém podem ser utilizadas. O ponto de acesso utiliza asinformações de controle de taxa recebidas na mensagem DRC apartir de cada terminal de acesso para transmitireficientemente dados de link direto na taxa mais altapossível. Como a taxa de dados pode variar, o ' sistema decomunicação opera em um modo de taxa variável. 0 ponto deacesso determina a taxa de dados na qual transmitir osdados para o terminal de acesso 120 com base no valor maisrecente da mensagem DRC recebida a partir do terminal deacesso 120. Adicionalmente, o ponto de acesso identificaexclusivamente uma transmissão para o terminal de acesso120 utilizando um código de espalhamento, que é exclusivoàquela estação móvel. Entretanto, outras abordagens tambémpodem ser utilizadas. Esse código de espalhamento pode serum código de ruído pseudolongo (PN), por exemplo, um códigode espalhamento definido pelo padrão IS-856.
O terminal de acesso 120, para o qual o pacote dedados é destinado, recebe e decodifica o pacote de dados.Cada pacote de dados é associado a um identificador, comoum número de seqüência, que é utilizado pelo terminal deacesso 120 para detectar transmissões perdidas ouduplicatas. Em tal evento, o terminal de acesso 120comunica os números de seqüência dos pacotes de dadosausentes através do canal de dados de link reverso. Ocontrolador de rede de acesso 130, que recebe as mensagensde dados a partir do terminal de acesso 120 através doponto de acesso se comunicando com o terminal de acesso120, indica então para o ponto de acesso quais unidades dedados não foram recebidas pelo terminal de acesso 120. Oponto de acesso programa então uma retransmissão de tais• pacotes de dados.
A figura 2 ilustra um canal de múltiplas-entradase múltiplas-saídas (MIMO) por antenas transmissora T 304até 304n na estação base 302 e múltiplas antenas receptora(R) 306a até 306n (onde η é um número inteiro) em umterminal 308, de acordo com vários aspectos descritos aqui.
o canal MIMO pode ser caracterizado por uma matriz deresposta de canal RxT H_(k), para cada freqüênciatransmissora k no caso de FDMA, CDMA de multiportadora,transmissor, ou sub-banda no caso de um transmissor OFDM,que pode ser dado como:
<formula>formula see original document page 20</formula>
ondehj,i(k), para j = 1, . .., R e /' = 1, ..., T,indica o ganho de canal complexo entre antena transmissorai e antena receptora j para cada k; e hjik) é um vetor deresposta de canal Rxl para a antena transmissora i, que éa i-ésimo coluna de Hik).No caso do sistema MIMO, ou qualquer SDMA ououtro sistema de esquema de multi-antenas, o receptor etransmissor podem estimar cada canal para determinar osparâmetros de capacidade, taxa, e/ou potência para cadacanal. Essa estimação, que pode envolver calcular razões desinal para ruido, é mais complexa para o receptor MIMO. Emum sistema com usuários mistos (por exemplo, usuários tantoSISO como MIMO), alguns recursos transmissora podempermanecer não' utilizados durante as transmissões parausuários SISO. Entretanto, utilizar outras antenas paratransmitir pilotos ou outras informações de controle parausuários MIMO !durante transmissões SISO pode aumentar ainterferência e causar erros de decodificação para ousuário SISO.
De acordo com um aspecto, em um cenário onderecursos de sistema são alocados integralmente para umusuário de caca vez, os usuários podem ser multiplexadospor divisão de tempo com os recursos alocados a um dadousuário para uma duração dada de tempo. Em tal cenário,quando os recursos são alocados a usuários SISO, acapacidade para estimar taxa (DRC) que pode ser suportadapor usuários MIMO que não estão sendo transmitidos naquelapartição pode ser fornecida. Em certas modalidades, umpiloto de potência baixa continua pode ser transmitido apartir de algumas ou todas as antenas que não transmitepara o usuáriq SISO para usuários MIMO. Desse modo, acapacidade de estimação DRC pode ser fornecida para osusuários MIMO mesmo quando não são programados.
A figura 3 ilustra uma estrutura de link direto400, de acordo com um ou mais aspectos descritos aqui. Seráreconhecido que as durações de tempo descritas abaixo,comprimentos de chip, faixas de valores, etc., sãoapresentados somente como exemplos, e outras durações detempo, comprimentos de chip, faixas de valores, etc., podemser utilizados sem se afastar dos princípios subjacentes deoperação do sistema de comunicação. O termo "chip" é umaunidade de um sinal de espalhamento de código tendo doisvalores possíveis.
O link direto 400 é definido em termos dequadros. Um quadro é uma estrutura que compreende partiçõesde tempo 402,- cada partição de tempo 402 sendo, porexemplo, de 2048 chips de comprimento, correspondendo a umaduração de partição de tempo de aproximadamente 1,66 ms.Cada partição de tempo 402 inclui rajadas pilotos 404. Cadarajada piloto 404 pode ter 96 chips de comprimento,centrados em torno de um ponto médio de sua partição detempo associada 402. As rajadas pilotos 404 compreendem umsinal de canal piloto que é coberto ou modulado por umcódigo, como um código Walsh com índice O. Um canal decontrole de acesso de meio direto (MAC) 406 forma quatrorajadas, que são transmitidas imediatamente antes eimediatamente após a rajada piloto 404. O MAC 406 pode sercomposto de até 64 canais de código, que podem serortogonalmente cobertos por código 64-ária, como um códigoWalsh. Cada canal de código é identificado por um índiçeMAC, que tem um valor entre 1 e 64, e identifica um códigoWalsh de cobert;ura: de 64-ária exclusivo. O canal de tráfegode link direto oü a carga útil de canal de controle éenviada nas porções restantes 408 da partição de tempo 402.O canal de tráfego carrega dados de usuário, enquanto ocanal de controle carrega mensagens de controle, e tambémpode transportar dados de usuário.
Para fornecer estimação aperfeiçoada parausuários MIMO enquanto reduz interferência para o usuárioSAISO, uma forma de onda piloto 410, que pode serdescontínua, pode ser transmitida a partir das antenas A2,enquanto a forma de onda 402 é transmitida a partir daantena Al. Nesse caso, a forma de onda piloto 410 incluisegmentos 412, 414 e 416 que não sobrepõem com todos ou amaioria dos segmentos pilotos 404 da forma de onda 402. Porexemplo, descontinuidades entre segmentos pilotos 412, 414,e 416 podem ter aproximadamente 96 chips de comprimento epodem ser alinhados com segmentos pilotos 404 da forma deonda 402. Se desejado, a forma de onda piloto 410 pode sertransmitida em um nivel de potência abaixo daquele da formade onda 402, como 20 dB abaixo da potência transmissora daforma de onda 402. Entretanto, a forma de onda piloto 410pode ser transmitida em qualquer nivel de potênciadesejado, incluindo aquele da forma de onda 4 02 quando édescontínua (por exemplo, não sobrepõe segmentos pilotos404 na forma de onda 402, e, portanto, não interferirá comos mesmos). Adicional e/ou alternativamente, potênciatransmissora pode ser reduzida para forma de onda 410durante transmissão dos segmentos piloto 404, e segmentospiloto MIMO 412, 414 e 416 podem ser transmitidos em umnível de potência mais baixo durante intervalos 404 piloto.
Por exemplo, os segmentos pilotos 412, 414 e 416 e/ou formade onda 410 podem ser contínuos e podem ser transmitidos emum mesmo nível de potência como a forma de onda 4 02,enquanto a interferência entre os segmentos piloto 412, 414e 416 e segmentos pilotos 404 é mitigada por redução depotência transmissora da forma de onda 410 durantetransmissão dos segmentos pilotos 404.
De acordo com outro aspecto, a forma de onda 410pode ser contínua (Por exemplo, a forma de onda nãonecessita compreender lacunas entre os segmentos 412, 414 e416) e podem compreender dados além de informações piloto.Em tais casos, a forma de onda 410 pode ser transmitida emaproximadamente 20 dB menos do que a forma de onda 402 paramitigar a interferência com forma de onda 402 e/ousegmentos piloto 404 na mesma enquanto ainda fornecepotência suficiente para estimar o canal para os usuáriosMIMO. Deve ser observado que outras diferenças em potência(por exemplo, 15 dB, 25 dB, 17 dB, . . . ) entre as formas deonda 402 e 410 também podem ser utilizadas.
Será reconhecido que a forma de onda 402 pode seruma forma de onda multiplexada por divisão de código (CDM)com segmentos pilotos 404 que são multiplexados por divisãode freqüência ortogonal (OFDM). Segmentos pilotos 412, 414e 416 podem ser similarmente multiplexados por divisão defreqüência ortogonal para ter freqüências portadorasdiferentes do que pilotos 404 e podem ser desse modosimultaneamente transmitidas com segmentos piloto 4 04, emum nivel de potência igual ou diferente, sem interferir como mesmo. Será adicionalmente reconhecido que a forma deonda 410 pode ser transmitida em uma base periódica que nãonecessita corresponder a toda transmissão de CDM a partirda antena Al. Por exemplo, a transmissão da forma de onda410 pode ocorrer após transmissão alternada da forma deonda 402, após transmissão de um grupo de formas de onda402, ou após qualquer permutação desejada transmissora apartir da antena Al. Além disso, a transmissão de forma deonda 410 pode ser variada em resposta a circunstânciasdetectadas, como carregamento e similares. Por exemplo,pode ser desejável reduzir ou aumentar uma freqüência com aqual a forma de onda 410 é transmitida com relação àtransmissão da forma de onda 4 02 em resposta a umadeterminação de que um parâmetro de carregamento cruzou umnivel de limite aceitável, predeterminado.
Deve ser observado que uma quantidade menor doque todos os segmentos 412, 414 e 416 pode ser transmitidaa partir de uma dada antena, bloqueando efetivamente certossegmentos durante um dado tempo a partir de uma antena. Emum aspecto exemplar, onde há quatro antenas transmissora, aantena 1 pode transmitir forma de onda 402, a antena 2 podetransmitir segmento 412, a antena 3 pode transmitirsegmento 414, e a antena 4 pode transmitir segmento 416,durante uma dada partição de tempo. Adicionalmente, cadaantena pode transmitir mais de um, porém uma quantidademenor do que todos, os segmentos 412, 414, e 416, duranteuma dada partição de tempo. A seleção de segmentos 412,414, e 416 para uma dada antena pode variar entre partiçõesde tempo, ou pode ser igual. A variância pode ser baseadanas condições de canal, ou algum padrão predeterminado, porexemplo, uma randomização baseada em uma matriz unitária. Avariância pode ser baseada nas condições de canal, esquemade mapeamento ou algum padrão predeterminado, por exemplo,uma randomização baseada em uma matriz unitária. Alémdisso, o esquema de mapeamento utilizado pode ser um queseja representado e descrito no pedido de patente U.S.copendente número de série 11/261.823, intitulado "Methodand apparatus for providing antenna diversity in a wirelesscommunication system," que é incorporada a titulo dereferência aqui na integra.
A figura 4 ilustra uma estrutura de link direto500, de acordo com um ou mais aspectos descritos aqui. Seráreconhecido que as durações de tempo, comprimentos de chip,faixas de valores, etc., descritas abaixo, são apresentadossomente como exemplos, e outras durações de tempo,comprimentos de chip, faixas de valcres, etc., podem serutilizados sem se afastar dos princípios subjacentes deoperação do sistema de comunicação. O termo "chip" é umaunidade de um sinal de espalhamento de código tendo doisvalores possíveis.
Na figura 4, para fornecer estimação aperfeiçoadapara usuários MIMO, uma forma de onda piloto 510, que podeser descontínua, pode ser transmitida a partir da antenaA2, enquanto uma forma de onda de comunicação contínua 502é transmitida a partir da antena Al. Nesse caso, a forma deonda 510 inclui segmentos 512, 514 e 516 que não sobrepõemcom todos ou a maioria dos segmentos pilotos 504 ou ossegmentos MAC 506 da forma de onda 502. Por exemplo, em umcaso onde os segmentos piloto 504 têm 96 chips decomprimento e segmentos MAC 506 têm 64 chips decomprimento, . as descontinuidades, (por exemplp,lacunas, ...) entre os segmentos pilotos 512, 514 e 516 naforma de onda 510 podem estar na faixa de aproximadamente224 chips em comprimento e alinhadas com os segmentospilotos 504 e segmentos MAC 506 da forma de onda 502. Deacordo com um exemplo relacionado, as descontinuidades-entre os segmentos piloto 512, 514, e 516 podem variar emcomprimento a partir de aproximadamente 96 chips aaproximadamente 224 chips. Se desejado, a forma de ondapiloto 510 pode ser transmitida em um nível de potênciaabaixo daquele da forma de onda 502, como 20 dB abaixo dapotência transmissora da forma de onda 502. Entretanto, aforma de onda piloto 510 pode ser transmitida em qualquernível de potência desejado, incluindo aquele da forma deonda 502 quando é descontínua (por exemplo, não sobrepõesegmentos piloto 504 e segmentos MAC 506 na forma de onda502, e, portanto, não interferirá com os mesmos).
Adicional e/ou alternativamente, a potênciatransmissora para a forma de onda 510 pode ser reduzidadurante a transmissão dos segmentos pilotos 504, esegmentos pilotos 512, 514 e 516 podem ser transmitidos emum nível de potência regular durante intervalos piloto 504.Por exemplo, os segmentos piloto 512, 514 e 516 e/ou aforma de onda 510 podem ser contínuos e podem sertransmitidos em um mesmo nível de potência que a forma deonda 502, enquanto a interferência entre segmentos piloto512, 514 e 516 e segmentos piloto 504 é mitigada pelaredução da potência transmissora da forma de onda 510durante transmissão dos segmentos piloto 504.
De acordo com outro aspecto, a forma de onda 5Í0pode ser contínua (Por exemplo, a forma de onda nãonecessita compreender lacunas entre os segmentos 512, 514 e516) e podem compreender dados além de informações piloto.Em tais casos, a forma de onda 510 pode ser transmitida emalgum nível de potência abaixo daquele da forma de onda 502(por exemplo, aproximadamente 20 dB menos do que a forma deonda 502). Desse modo, a interferência pode ser minimizadapara a forma de onda 502 enquanto ainda fornece potênciasuficiente parei estimação de canal por usuários MIMO. Deveser observado que outras diferenças em potência (porexemplo, 15 dB, 25 dB, 17 dB, . . .) entre as formas de onda502 e 510 também podem ser utilizadas.
Adicionalmente, será reconhecido que a forma deonda 502 pode ser uma forma de onda CDM com segmentospiloto OFDM 504. Segmentos piloto 512, 514 e 516 podem sersimilarmente OFDM e podem ser desse modo transmitidossimultaneamente com segmentos piloto 504 sem interferir comos mesmos (Por exemplo, segmentos piloto 504 e 512, 514 e516 podem sobrepor). Será adicionalmente reconhecido que aforma de onda 510 pode ser transmitida em uma baseperiódica que não necessita exibir uma correspondência deum a um para cada transmissão CDM a partir da antena Al.Por exemplo, a transmissão da forma de onda 510 podeocorrer após transmissão alternada da forma de onda 502,após transmissão de um grupo de formas de onda 502, ou apôsqualquer permutação desejada de transmissões a partir daantena Al. Além disso, a transmissão da forma de onda 510pode ser variada em resposta a parâmetros detectados, comocarregamento e similares. Por exemplo, pode ser desejávelreduzir ou aumentar uma freqüência com a qual a forma deonda 510 é transmitida com relação à transmissão de formade onda 502 em resposta a uma determinação de que umparâmetro de carregamento de percentagem cruzou um nivellimite aceitável, predeterminado.
Deve ser observado que uma quantidade menor doque todos os segmentos 512, 514 e 516 pode ser transmiti&oa partir de uma antena dada, efetivamente bloqueando certossegmentos durante um dado tempo a partir de uma antena. Emum aspecto exemplar, onde há quatro antenas transmissora, aantena 1 pode transmitir forma de onda 502, a antena 2 podetransmitir segmento 512, a antena 3 pode transmitirsegmento 514, e a antena 4 pode transmitir segmento 516,durante uma dada partição de tempo. Adicionalmente, cadaantena pode transmitir mais de um, porém uma quantidademenor do que todos, os segmentos 512,' 514, e 516, duranteuma dada partição de tempo. A seleção de segmentos 512,514, e 516 para uma dada antena pode variar entre partiçõesde tempo, ou pode ser igual. A variância pode ser baseadanas condições de canal, esquema de mapeamento ou algumpadrão predeterminado, por exemplo, uma randomizaçãobaseada em uma matriz unitária. Além disso, o esquema demapeamento utilizado pode ser um que seja representado edescrito no pedido de patente U.S. copendente número desérie 11/261.823, intitulado "Method and apparatus forproviding antenna diversity in a wireless communicationsystem," que é incorporada a titulo de referência aqui naintegra.
A figura 5 ilustra uma estrutura de link direto502, de acordo com um ou mais aspectos descritos aqui. Seráreconhecido que as durações de tempo, comprimentos de chip,faixas de valores, etc., descritas abaixo, são apresentadossomente como exemplos, e outras durações de tempo,comprimentos de chip, faixas de valores, etc., podem serutilizados sem se afastar dos princípios subjacentes <jieoperação do sistema de comunicação. 0 termo "chip" é umaunidade de um sinal de espalhamento de código tendo doisvalores possíveis.
Na figura 5, a forma de onda CDM 550 e formas deonda piloto 560 podem ser transmitidas através de antenasvirtuais em vez de antenas físicas onde as antenas virtuaissão alguma combinação das antenas físicas. As formas deondas transmitidas em antenas físicas Al e A2 sãocombinações aleatórias ou predeterminadas das formas deonda transmitidas em antenas virtuais Bl e B2. Em tal caso,uma antena virtual Bl transporta a forma de onda 550 e , aantena virtual B2 transporta a forma de onda 5 60. Pa^amapear as antenas virtuais Bl e B2 para antenas físicas Ale A2 um combinador 570 é utilizado para multiplicar ossinais a partir das antenas virtuais. Certos aspectos emodalidades de abordagens de mapeamento baseado em um talcombinador 570, que pode utilizar uma matriz unitária ouortonormal, são representadas e descritas no pedido depatente US copendente número 11/261.823, intitulado "Methodand apparatus for providing antenna diversity in a wirelesscommunication system," e pedido de patente número, [no. dodossiê do procurador 050947], intitulado "Selective virtualantenna transmission", os quais são ambos incorporados atítulo de referência aqui na íntegra.
A forma de onda CDM mapeada 550 é entãotransmitida, em alguns aspectos, a partir de todas asantenas físicas durante cada partição 502. Como pode servisto, os segmentos pilotos 554 e segmentos MAC 556 daforma de onda 550 não são sobrepostos pelo sinal piloto560. Os segmentos de dados 552 da forma de onda 552 sãosobrepostos em tempo e a partir da mesma antena como sinalpiloto 560.
Com relação às figuras 3, 4 e 5, a transmissão deformas de onda 410, 510 e 560 pode ser suspensa e oudesligada como desejado sob certas circunstâncias. Porexemplo, pode ser desejável suspender ou terminar atransmissão de., formas de onda 410, 510 e 560 quando umprotocolo transmissora é variado, como após uma alteração1apartir de um protocolo de QPSK para um protocolo 64-QAM ousimilar. De acordo com esse aspecto, a transmissão deformas de onda 410, 510 e/ou 560 pode ser suspensa outerminada mediante qualquer tal mudança a partir de umformato de modulação de capacidade transmissorarelativamente mais baixa para um formato de modulação decapacidade transmissora mais elevada. Desse modo, as formasde onda 410, 510 e 560 não necessitam ser transmitidas emtodas os interlaces. Além disso, em alguns casos as formasde onda 410, 510 e 560 podem ser fornecidas em partição detempo alternada, e bloqueadas nas partições de tempointermediárias, ou fornecidas de acordo com algum outropadrão predeterminado. Adicionalmente, as formas de onda410, 510 e 560 podem ser transmitidas, ou bloqueadas, deacordo com a taxa de dados da forma de onda de comunicação.Por exemplo, quando a primeira forma de onda transportadados com eficiência espectral muito elevada, a forma deonda secundária (por exemplo, forma de onda piloto 410,510, 560...) pode ser desligada.
A figura 6 ilustra um diagrama de bloco dosistema 600 que facilita fornecer um sinal piloto de baixapotência além de um sinal de comunicação, de acordo comvários aspectos. O sistema 600 pode compreender uma estaçãobase 602, um terminal de antena único 606x, e um terminalde multi-antenas 606y. Na estação base 602, um processadorde dados transmissora (TX) 610 recebe dados para um ou maisterminais, processa (por exemplo, codifica, intercala,mapeia em símbolos, ...) os dados baseados em um ou maisesquemas de modulação e codificação, e provê símbolos demodulação. O processador de dados TX 610 processatipicamente os dados para cada terminal separadamente combase em um esquema de modulação e codificação selecionadopara aquele terminal. 0 processador de dados TX 610 obtémsímbolos de saída para cada terminal e provê os símbolospara uma única antena para um terminal SISO, como terminal606x, ou sobre múltiplas antenas para um usuário MIMO, comoo terminal 606y. 0 processador de dados TX 610 multiplexaadicionalmente símbolos piloto scbre uma portadora,portadoras, ou sub-bandas.
Um processador espacial TX 620, que pode ou mioestar presente, também pode executar as funçõesanteriormente descritas. Um modulador (Mod) 622 processa ossímbolos transmissora para cada antena transmissora (porexemplo, para . OFDM, CDMA, ou alguma outra técnica demodulação), e gera sinais para aquela antena transmissora.Cada unidade transmissora 624 processa (por exemplo,converte em analógico, amplifica, filtra, e converteascendentemente a freqüência) seu fluxo de amostra de saídae gera um sinal modulado. Sinais modulados T a partir dasunidades transmissoras 624a até 6241: são transmitidos apartir das antenas T 604a até 604t, respectivamente.
Em cada terminal 606, uma ou múltiplas antenas612 recebem os sinais modulados transmitidos pela estaçãobase 602, e cada antena provê um sinal recebido para umaunidade receptora respectiva (RCVR) 654. Cada unidadereceptora 654 processa (por exemplo, amplifica, filtra,converte descendentemente a freqüência, digitaliza, . . . . )seu sinal recebido e prove amostras recebidas para umdemodulador (Demod) 656. O demodulador 656 processa o sinalrecebido para cada antena receptora 612, obtém símbolosrecebidos de domínio de freqüência para as sub-bandastotais K, provê símbolos recebidos para as sub-bandascedidas, e provê símbolos piloto recebidos para as sub-bandas utilizadas para transmissão de piloto.
Para terminal de antena única 606x, um detectorde dados 660x obtém símbolos recebidos a partir dodemodulador 656x e deriva estimativas de canal para oscanais com base nos símbolos piloto recebidos. Paçaterminal de malti-antenas 606y, um processador espacialreceptora (RX) 660y obtém símbolos recebidos a partir dodemodulador 656y e deriva estimativas de canal para oscanais baseados nos símbolos piloto recebidos. 0processador espacial RX 660y pode implementar uma técnicade mínimo erro quadrático médio (MMSE), uma técnica deforça zero (ZF), uma técnica de combinação de razão máxima(MRC), uma técnica de cancelamento de interferênciasucessiva, ou alguma outra técnica de processamento dereceptor. Para cada terminal, um processador de dados RX662 processa (por exemplo, desmapeia símbolos,desintercala, decodifica, ...) os símbolos detectados eprovê dados decodificados para o terminal. Em geral, oprocessamento por cada terminal 606 é complementar aoprocessamento pela estação base 602.
Cada terminal 606 pode gerar informações defeedback para a transmissão de dados para aquele terminal.Por exemplo, cada terminal 606 pode estimar as SNRs, DRC,CQI, ou outras informações, por exemplo, com base nossímbolos piloto recebidos. Cada terminal 606 podeselecionar um ou mais esquemas de modulação e codificação,um ou mais formatos de pacote, uma ou mais antenas virtuaisa utilizar para transmissão de dados, uma ou mais matrizesortonormais, e assim por diante com base nas estimativas deSNR e/ou outras informações. Cada terminal 606 pode gerartambém confirmações (ACKs) para pacotes de dados recebidoscorretamente. As informações de feedback podem incluir asestimativas de SNR, os esquemas de codificação e modulaçãoselecionados, a(s) antena(s) virtual(is) selecionada(s),ACKs, informações utilizadas para controle de potência,algumas outras informações, ou qualquer combinação dosmesmos. As informações de feedback são processadas por umprocessador de dados TX 680, processadas adicionalmente porum processador espacial TX 682 se múltiplas antenasestiverem presentes, moduladas por um modulador 684,condicionadas por unidade(s) transmissora(s) 654, etransmitida(s) através de antena(s) 612 para a estação base602. Na estação base 602, os sinais modulados transmitidospor terminais 606x e 606y são recebidos por antenas 604,condicionados por unidades receptoras 624, e processadospor um demodulador 640, um processador espacial RX 642, eum processador de dados RX 644 para recuperar asinformações de feedback enviadas pelos terminais. Umcontrolador/processador 630 utiliza as informações defeedback para determinar as taxas de. dados e esquemas decodificação e modulação a utilizar para a transmissão dedados para cada terminal, bem como gerar vários controlespara o processador de dados TX 610 e processador espacialTX 620. Controladores/processadores 630, 670x e 670ycontrolam a operação de várias unidades de processamento naestação base 602 e terminais 606x e 606y, respectivamente.Unidades de memória 632, 672x e 672y armazenam dados ecódigos de programa utilizados por estação base 602 eterminais 606x e 606y, respectivamente.
As técnicas transmissora descritas aqui podem serimplementadas por vários mecanismos. Por exemplo, essastécnicas podem ser implementadas em hardware, firmware,software ou uma combinação dos mesmos. Para umaimplementação de hardware, as unidades de processamento em um transmissor podem ser implementadas em um ou maiscircuitos integrados de aplicação especifica (ASICs),processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos deprocessamento de sinais digitais (DSPDs), dispositivos delógica programa·vel (PLDs), disposições de porta programável em campo (FPGs) , processadores, controladores,microcontroladores, microprocessadores, dispositivoseletrônicos, outras unidades eletrônicas projetadas papaexecutar as funções descritas aqui, ou uma combinação dosmesmos. As unidades de processamento em um receptor podemser também implementadas em um ou mais ASICs, DSPs,processadores, e assim por diante.
Com referência às figuras 7-9, metodologiasreferentes à provisão de um sinal piloto OFDM durantetransmissão de um sinal de comunicação CDM separado tendo segmentos piloto OFDM são ilustradas. Por exemplo,metodologias podem se relacionar à provisão do sinal pilotode potência baixa em um ambiente FDMA., um ambiente OFDMA,um ambiente CDMA, um ambiente WCDMA, um ambiente TDMA, umambiente SDMA, ou qualquer outro ambiente sem fio. Emborapara fins de simplicidade de explicação, as metodologiassejam mostradas e descritas como uma série de atos, deveser entendido e reconhecido que as metodologias não sãolimitadas pela ordem de atos, visto que alguns atos podem,de acordo com uma ou mais modalidades, ocorrer em ordensdiferentes e/ou simultaneamente com outros atos a partirdaquela mostrada e descrita aqui. Por exemplo, aquelesversados na técnica entenderão e reconhecerão que umametodologia poderia ser alternativamente representada comouma série de estados ou eventos inter-relacionados, como emum diagrama de estado. Além disso, nem todos os atosilustrados podem ser necessários para implementar umametodologia de acordo com uma ou mais modalidades.
A figura 7 ilustra uma metodologia 700 parafornecer estimação de canal aperfeiçoada para dispositivosde usuário MIMO sem afetar adversamente usuários SISOexistentes que se comunicam no mesmo ambiente decomunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos. Em702, uma primeira forma de onda transmissora CDM pode sèrgerada compreendendo segmentos de dados, segmentos pilotoOFDM, segmentos MAC, etc., como descrito com relação afiguras anteriores. Em 704, um sinal piloto OFDM pode sergerado, o sinal piloto compreendendo segmentos piloto quenão sobrepõem com os segmentos piloto da primeira forma deonda transmissora. Desse modo, o sinal piloto pode serprojetado para mitigar quaisquer ocorrências deinterferência entre ele próprio e segmentos piloto daprimeira forma de onda.
Em 706, a primeira forma de onda transmissorapode ser transmitida a partir de uma primeira antenatransmissora. Tal transmissão pode ser executada em umnivel de potência predefinido, que pode ser qualquer nivelde potência apropriado, como será apreciado por aquelesversados na técnica. Simultaneamente, em 708, a forma deonda piloto pode ser transmitida a partir de uma segundaantena. O nivel de potência no qual a forma de onda pilotoé transmitida pode ser o mesmo nivel de potência no qual aprimeira forma de onda transmissora é transmitida seminterferir adversamente com segmentos pilotos na forma deonda transmissora. Por exemplo, descontinuidades na formade onda piloto podem ser alinhadas com os segmentos pilotosda forma de onda transmissora para mitigar interferênciaentre os mesmos. Adicional e/ou alternativamente, a formade onda piloto pode ser transmitida em um nivel de potênciamais baixo do que a primeira forma de onda transmissorapara facilitar minimizar gasto de recursos na transmissãoda forma de onda piloto. Desse modo, o sinal piloto podeser recebido em um dispositivo de usuário empregando umprotocolo MIMO para facilitar aperfeiçoar a estimação decanal desse modo sem interferir no primeiro sinaltransmissora e sua recepção por um dispositivo de usuárioempregando um protocolo SISO no mesmo setor de comunicação.
Será reconhecido que a transmissão da forma deonda piloto em 708 não necessita ocorrer após todatransmissão da primeira forma de onda em 706, porém em vezdisso pode ocorrer adicionalmente em uma base periódica quenão corresponde a toda transmissão CDM em 706. Por exemplo,a forma de onda piloto pode ser transmitida em 7 08 apóstransmissão alternada da primeira forma de onda, após cadaterceira transmissão, após transmissão de um númeroespecificado previamente ou grupo de primeiras formas deonda, ou qualquer outra permutação desejada de transmissõesda forma de onda CDM. Adicionalmente, , o padrão com o qualformas de onda pilotos são transmitidas pode ser variado deacordo com limites detectados e/ou monitorados, comocarregamento e similar.
A figura 8 ilustra uma metodologia 800 parafornecer estimação de canal aperfeiçoada para dispositivosde usuário MIMO sem afetar adversamente usuários SISOexistentes que se comunicam no mesmo ambiente decomunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos. Em802, uma primeira forma de onda de comunicação CDM pode sergerada compreendendo segmentos de dados, segmentos pilotoOFDM, segmentos MAC, etc., como descrito com relação afiguras anteriores. Em 804, um sinal piloto OFDM pode sergerado, o sinal piloto compreendendo segmentos piloto quenão sobrepõem com os segmentos piloto da primeira forma deonda de comunicação. Adicionalmente, o sinal piloto podeser gerado de tal modo que os segmentos pilotos no mesmonão se sobreponham com todos ou uma porção dos segmentosMAC no primeiro sinal de comunicação. Desse modo, o sinalpiloto pode ser projetado para mitigar interferência entreele próprio e segmentos piloto da primeira forma de onda.
Em 806, a primeira forma de onda de comunicaçãopode ser transmitida a partir de uma primeira antenatransmissora. Tal transmissão pode ser executada em umnivel de potência predefinido, que pode ser qualquer nivelde potência apropriado, como será apreciado por aquelesversados na técnica. Simultaneamente, em 808, a forma deonda piloto pode ser transmitida a partir de uma segundaantena. O nivel de potência no qual a forma de onda pilotoé transmitida em 808 pode ser o mesmo nivel de potência noqual a primeira forma de onda transmissora é transmitidasem interferir adversamente com segmentos pilotos na formade onda transmissora. Por exemplo, descontinuidades naforma de onda piloto podem ser alinhadas com os segmentospilotos e segmentos MAC da forma de onda transmissora paramitigar interferência entre os mesmos. Adicional e/oualternativamente, a forma de onda piloto pode sertransmitida em um nivel de potência mais baixo do que aprimeira forma de onda transmissora para facilitarminimizar gasto de recursos na transmissão da forma de ondapiloto. Desse modo, o sinal piloto pode ser recebido em umdispositivo de usuário empregando um protocolo MIMO parafacilitar aperfeiçoar a estimação de canal desse modo seminterferir no primeiro sinal de comunicação e sua recepçãopor um dispositivo de usuário empregando um protocolo SISOno mesmo setor de comunicação.Será reconhecido que a transmissão da forma deonda piloto em 808 não necessita ocorrer após todatransmissão da primeira forma de onda em 806, porém em vezdisso pode ocorrer adicionalmente em uma base periódica quenão corresponde a toda transmissão CDM em 806. Por exemplo,a forma de onda piloto pode ser transmitida em 808 apóstransmissão alternada da primeira forma de onda, após cadaterceira transmissão, após transmissão de um númeroespecificado previamente ou grupo de primeiras formas deonda, ou qualquer outra permutação desejada da forma deonda CDM. Adicionalmente, o padrão com o qual formas deonda pilotos são transmitidas pode ser variado de acordocom limites detectados e/ou monitorados, como carregamentoe similar.
A figura 9 ilustra uma metodologia 900 pa^afornecer uma transmissão de piloto para estimação de canalpor dispositivos de usuário MIMO sem afetar adversamenteusuários SISO existentes que se comunicam no mesmo ambientede comunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos.Em 902, um sinal de comunicação CDM pode ser gerado e podecompreender segmentos de dados, segmentos piloto OFDM, esimilares como descrito com relação a figuras precedentes.A forma de onda CDM pode ser recebida por um dispositivo deusuário SISO, bem como por um dispositivo MIMO emcomunicação cora, por exemplo, uma estação base servindo umsetor no qual os dispositivos são localizados. Em 904, umaforma de onda piloto OFDM continua pode ser gerada. Emcontraste com os métodos 7 00 e 800, a forma de onda pilotogerada em 904 não compreende lacunas ou descontinuidades.
Em 90 6, a forma de onda CDM pode ser transmitidade uma primeira antena transmissora na estação base, em umprimeiro nivel de potência. Em 908, a forma de onda pilotopode ser transmitida a partir de uma segunda antena em umsegundo nível de potência. Por exemplo, o nível de potênciada forma de onda piloto pode ser aproximadamente 15-25decibéis abaixo da forma de onda CDM. De acordo com certosexemplos, o nível de potência da forma de onda piloto podeser aproximadamente 20 decibéis mais baixo do que aquele daforma de onda CDM. Desse modo, o sinal piloto pode serrecebido em um dispositivo de usuário empregando umprotocolo MIMO para facilitar melhorar a estimação de canaldesse modo sem interferir com o sinal CDM e sua recepçãopor um dispositivo de usuário empregando um protocolo SISOno mesmo setor de comunicação.
A transmissão da forma de onda piloto podeocorrer toda vez que a forma de onda CDM for transmitida,porém não é limitada a essa freqüência transmissora. Em vezda forma de onda piloto poder ser transmitida de acordo comum padrão que corresponde a, por exemplo, transmissão deforma de onda CDM alternada, a transmissão de um grupo de Ntransmissão de forma de onda CDM, onde N é um númerointeiro, ou qualquer outra permutação apropriada oudesejável de transmissões de forma de onda CDM.Adicionalmente, a freqüência com a qual a forma de ondapiloto é transmitida com relação àquela da forma de ondaCDM pode ser variada em resposta a parâmetros monitorados,como carregado^ disponibilidade de recursos, e similares.Além disso, a transmissão da forma de onda piloto pode sersuspensa e/ou terminada após uma mudança a partir de umformato de modulação de capacidade transmissorarelativamente inais baixa para um formato de modulação decapacidade transmissora mais elevada (por exemplo, a partirde QPSK para 64-QAMf etc.) para mitigar interferência.
De acordo com um aspecto relacionado, a forma deonda piloto pode ser transmitida em um nível de potênciasimilar àquele da forma de onda CDM exceto durantetransmissão dos segmentos piloto OFDM da forma de onda CDM.Em vez disso, durante esses intervalos transmissora,potência transmissora da forma de onda piloto pode serreduzida (por exemplo, para 20 dB abaixo da potênciatransmissora de forma de onda CDM, ou algum outro nivel,...) para mitigar interferência. No caso de haversobreposição entre a forma de onda piloto e segmentospilotos da forma de onda CDM, a interferência pode sermitigada porquê os segmentos pilotos da forma de onda CDMsão OFDM, e desse modo podem ocupar o mesmo espaço de tempoporque utilizam freqüências portadoras diferentes.
Será reconhecido que, de acordo com um ou maisaspectos descritos aqui, inferências podem ser feitas emrelação ao nível de potência da transmissão de sinalpiloto, sobreposição entre segmentos pilotos no sinaltransmissora piloto e segmentos pilotos e/ou MAC noprimeiro sinal transmissora, etc. Como utilizado aqui, otermo "inferir" ou "inferência" se refere genericamente aoprocesso de raciocínio sobre ou inferir estados do sistema,ambiente, e/ou usuário a partir de um conjunto deobservações como capturado através de; eventos e/ou dados.Inferência pode ser empregado para identificar um contextoou ação especifica, ou pode gerar uma distribuição deprobabilidade através de estados, por exemplo. A inferênciapode ser probabilística - isto é, a computação de umadistribuição de probabilidade através de estados deinteresse com base em uma consideração de dados e eventos.Inferência também pode se referir a técnicas empregadaspara compor eventos de nível mais elevado a partir de umconjunto de eventos e/ou dados. Tal inferência resulta naconstrução de - novos eventos ou ações a partir de umconjunto de eventos observados e/ou dados de eventosarmazenados, quer os eventos sejam ou não correlacionadosem proximidade temporal estreita, e quer os eventos e dadosvenham de uma ou várias fontes de eventos e dados.
De acordo com um exemplo, um ou métodosapresentados acima podem incluir fazer inferências emrelação a se deve transmitir uma forma de onda piloto debaixa potência. Por exemplo, uma determinação pode serfeita em relação a se um ou mais dispositivos de usuáriosMIMO estão presentes em um setor de um ambiente çlecomunicação, além de um ou mais dispositivos de usuárioSISO. Se nenhum dispositivo MIMO estiver presente, então aforma de onda piloto de baixa potência não necessita sertransmitida, o que pode conservar recursos associados a taltransmissão, bem como recursos associados a qualquerdispositivo que tenta receber e/ou demodular taltransmissão. Inversamente, se pelo menos um dispositivoMIMO for determinado como estando presente no setor, entãoa forma de ónda piloto de baixa potência pode sertransmitida para facilitar o fornecimento dessasinformações piloto para o dispositivo MIMO para estimaçãoaperfeiçoada de canal e similares. Como a forma de ondapiloto é transmitida em um nível de potênciasubstancialmente abaixo daquele de uma transmissão regularde dados, a forma de onda piloto pode ser transmitidaeficazmente em termos de custo sem interferir na forma deonda de dados.
De acordo com outro exemplo, inferências podemser feitas em .relação a um nível de potência apropriado noqual deve transmitir uma forma de qnda piloto de baixapotência. Por exemplo, pode ser inferido que a forma deonda piloto de baixa potência deve ser transmitida em umnível de potência na faixa de aproximadamente 10-30 dBabaixo de um nível de potência transmissora de forma deonda de dados para conservar recursos do sistema e/oumitigar interferência entre a forma de onda piloto e aforma de onda de dados. De acordo com um exemplorelacionado, pode ser determinado que uma transmissão deforma de onda piloto em aproximadamente 15-25 dB abaixo donivel de potência transmissora de forma de onda de dados édesejável. Será reconhecido que os exemplos acima são denatureza ilustrativa e não pretendem limitar o número deinferências que podem ser feitas ou o modo no qual taisinferências são feitas em combinação com as váriasmodalidades e/ou métodos descritos aqui.
A figura 10 é uma ilustração de um dispositivo deusuário 1000 que facilita detectar um sinal piloto de baixapotência que pode ser utilizado para estimar um canal paraum sinal de comunicação de potência mais elevada em umambiente de comunicação sem fio, de acordo com um ou maisaspectos expostos aqui. O dispositivo de usuário 1000compreende um receptor 1002 que recebe um sinal a partir,por exemplo, de uma ou mais antenas receptora (nãomostradas), e executa ações típicas no mesmo (por exemplo,filtra, amplifica, converte descendentemente, etc.) o sinalrecebido e digitaliza o sinal condicionado para obteramostras. 0 receptor 1002 pode ser, por exemplo, umreceptor MMSE ou similar. Um demodulador 1004 podedemodular e prover símbolos pilotos recebidos para umprocessador 1006 para estimação de canal. O processador1006 pode ser um processador dedicado a analisarinformações recebidas pelo receptor 1002 e/ou gerarinformações para transmissão por um transmissor 1014, umprocessador que controla um ou mais componentes dodispositivo de usuário 1000, e/ou um processador que tantoanalisa informações recebidas pelo receptor 1002, gerainformações para transmissão pelo transmissor 1014, econtrola um ou mais componentes do dispositivo de usuário1000.
O dispositivo de usuário 1000 pode compreenderadicionalmente memória 1008 que é operativamente acopladaao processador 1006 e que armazena informações relacionadasa níveis de potência associados a diferentes formas de onçiarecebidas pelo dispositivo de usuário 1000, diferençasentre tais níveis de potência, tabela (s) de consultacompreendendo informações relacionadas aos mesmos, 'equaisquer outras informações apropriadas para detectar umaforma de onda piloto de baixa potência para estimação decanal relacionada a uma forma de onda de comunicação em umsistema de comunicação sem fio como descrito aqui. Amemória 1008 pode armazenar adicionalmente protocolosassociados a detecção de forma de onda, estimação de canal,etc., de tal modo que o dispositivo de usuário 1000 possaempregar protocolos armazenados e/ou algoritmos paraestimar um canal, etc., como descrito aqui.
Será reconhecido que os componentes dearmazenagem de dados (por exemplo, memórias) descritos aquipodem ser memória volátil ou memória não volátil, ou podemincluir memória tanto volátil como não volátil. Comoilustração, e não limitação, memória não volátil podeincluir memória somente de leitura (ROM), ROM programável(PROM), ROM eletricamente programável (EPROM), ROMeletricamente apagável (EEPROM), ou memória flash. Memóriavolátil pode incluir memória de acesso aleatório (RAM), queatua como memória cache externa. Como ilustração e nãolimitação, RAM é disponível em muitas formas como RAMsíncrona (SRAI-I)f RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona(SDRAM), SDRAM de taxa de dados dupla (DDR SDRAM), SDRAMaumentada (ESDRAM), DRAM Synchlink (SLDRAM), e RAM Rambusdireta (DRRAM). A memória 1008 dos presentes sistemas emétodos pretende compreender, sem sei' limitada a, esses eoutros tipos apropriados de memória.
o receptor 1002 é adicionalmente acoplado a umdetector de forma de onda piloto de baixa potência 1010 quefacilita detectar um sinal piloto de baixa potência paraestimação de canal relacionado a um sinal de comunicação dedados. Por exemplo, o detector de forma de onda piloto 1010pode avaliar se um sinal piloto de baixa potência estápresente, além de um sinal de comunicação de dadoscompreendendo seu próprio piloto e/ou segmentos MAC, e podefacilitar recepção e/ou demodulação do mesmo para colherinformações que podem ser utilizadas para estimar um canalpara o sinal de comunicação de dados. O dispositivo deusuário 1000 ainda compreende um modulador de símbolos 1012e um transmissor 1014 que transmite o sinal modulado.
A figura 11 é uma ilustração de um sistema 1100que facilita o fornecimento de um sinal piloto de baixapotência que pode ser utilizado para estimar um canal paraum sinal de comunicação de potência mais elevada em umambiente de comunicação sem fio, de acordo com váriosaspectos. O sistema 1100 compreende uma estação base 1102com um receptor 1110 que recebe sinal(is) a partir de um oumais dispositivos de usuário 1104 através de umapluralidade de antenas receptora 1106, e um transmissor1124 que transmite para um ou mais dispositivos de usuário1104 através de uma antena transmissora 1108. O receptor1110 pode receber informações a partir das antenasreceptora 1106 e é operativamente associado a umdemodulador 1112 que demodula informações recebidas.Símbolos demodulados são analisados por um processador 1114que é similar ao processador descrito acima com relação àfigura 11, e que é acoplado a uma memória 1116 que armazenainformações relacionadas a formas de onda piloto, níveis depotência transmissora, tabelas de consulta relacionadas aosmesmos, e/ou qualquer outra informação apropriadarelacionada à execução das várias ações e funções expostasaqui. O processador 1114 é adicionalmente acoplado a umgerador de sinal piloto de baixa potência 1118 que podegerar uma forma de onda piloto como descrito acima comrelação a figuras precedentes. As formas de onda de baixapotência podem ser construídas com segmentos piloto que nãose sobrepõem com segmentos piloto em uma transmissão dedados. De acordo com outro aspecto, os segmentos piloto daforma de onda de baixa potência podem ser projetados de talmodo que não haja sobreposição com os segmentos piloto datransmissão de dados bem como alguns ou todos de um ou maissegmentos MAC na transmissão de dados, adicionalmente, asformas de onda piloto de baixa potência podem sertransmitidas epi aproximadamente 20 d.B abaixo do nível depotência da transmissão de dados. A transmissão de dados ea forma de onda piloto de baixa potência podem sertransmitidas simultaneamente a partir de antenastransmissora separadas 1108.
Um modulador 1122 pode multiplexar um sinal paratransmissão por um transmissor 1124 através da antenatransmissora 1108 para dispositivos de usuário 1104. Dessemodo, a estação base 1102 pode interagir com umapluralidade de dispositivos de usuário 1104, de tal modoque um dispositivo de usuário SISO possa receber atransmissão de dados e empregar segmentos piloto no mesmopara estimar um canal para o mesmo, enquanto um dispositivode usuário MIMO pode receber a transmissão de dados bemcomo a forma de onda piloto de baixa pptência, que pode serutilizada para estimar mais precisamente um canal para. atransmissão de dados sem interferir na própria transmissãode dados, como recebido no dispositivo de usuário SISO.
A figura 12 mostra um sistema de comunicação semfio exemplar 1200. 0 sistema de comunicação sem fio 1200representa uma estação base e um terminal para fins debrevidade. Entretanto, deve ser reconhecido que o sistemapode incluir mais de uma estação base e/ou mais de umterminal, onde estações base e/ou terminais adicionaispodem ser substancialmente similares ou diferentes para aestação base e terminal exemplares, descritas abaixo. Alémdisso, deve ser reconhecido que a estação base e/ou s oterminal pode empregar os sistemas (figuras 1-5 e 9-1Ò)e/ou métodos (figuras 6-8) descritos aqui para facilitar acomunicação sem fio entre os mesmos.
Com referência agora à figura 12, em um downlink,no ponto de acesso 1205, um processador de dadostransmissora (TX) 1210 recebe, formata, codifica, intercalae modula (ou mapeia em símbolos) dados de tráfego e provêsímbolos de modulação ("símbolos de dados"). Um moduladorde símbolos 1215 recebe e processa os símbolos de dados esímbolos pilotos e provê um fluxo de símbolos. Um moduladorde símbolos 1220 multiplexa dados e símbolos pilotos eprovê os mesmos para uma unidade transmissora (TMTR) 1220.Cada símbolo transmissora pode ser um símbolo de dados, umsímbolo piloto, ou um valor de sinal de zero. Os símbolospilotos podem ser enviados continuamente em cada período desímbolo. Os símbolos pilotos podem ser multiplexados pordivisão de freqüência (FDM), multiplexados por divisão defreqüência ortogonal (OFDM), multiplexados por divisão detempo (TDM), multiplexados por divisão de freqüência (FDM),ou multiplexados por divisão de código (CDM).
TMTR 1220 recebe e converte o fluxo de símbolosem um ou mais sinais analógicos e.condiciona adicionalmente(por exemplo, amplifica, filtra e converte ascendentementeem freqüência) os sinais analógicos para gerar um sinaldownlink apropriado para transmissão através do canal semfio. O sinal downlink é então transmitido através de umaantena 1225 para os terminais. No terminal 1230, uma antena1235 recebe o sinal downlink e provê um sinal recebido parauma unidade receptora (RCVR) 1240. A unidade receptora 1240condiciona (por exemplo, filtra, amplifica, e convertedescendentemente em freqüência) o sinal recebido edigitaliza o sinal condicionado para obter amostras. Umdemodulador de símbolos 1245 demodula e provê símbolospilotos recebidos para um processador 1250 para estimaçãode canal. O demodulador de símbolos 1245 recebe ainda umaestimativa de resposta de freqüência para o downlink apartir do processador 1250, executa demodulação de dadosnos símbolos de dados recebidos para obter estimativas desímbolos de dados (que são estimativas dos símbolos dedados transmitidos) , e provê as estimativas de símbolos dedados para um processador de dados RX 1255, que demodula(isto é, desmapeia em símbolos), desintercala e decodificaas estimativas de símbolos de dados para recuperar os dadosde tráfego transmitidos. O processamento por demodulador desímbolos 1245 e processador de dados RX 1255 é complementarao processamento por modulador de símbolos 1215 eprocessador de dados TX 1210, respectivamente, no ponto deacesso 1205.
No uplink, um processador de dados TX 1260processa dados de tráfego e provê símbolos de dados. Ummodulador de símbolos 1265 recebe e multiplexa os símbolosde dados com símbolos piloto, executa modulação, e provê umfluxo de símbolos. Uma unidade transmissora 1270 recebeentão e processa o fluxo de símbolos para gerar um sinaluplink que é transmitido pela antena 1235 ao ponto deacesso 1205.
No ponto de acesso 1205, o sinal de uplink apartir do terminal 1230 é recebido pela antena 1225 eprocessado por uma unidade receptora 1275 para obteramostras. Um demodulador de símbolos 1280 processa então asamostras e provê símbolos pilotos recebidos e estimativasde símbolos de dados para o uplink. Um processador de dadosRX 1285 processa as estimativas de símbolos de dados pararecuperar os dados de tráfego transmitidos pelo terminal1230. Um proceêsador 1290 executa estimação de canal paracada terminal ativo que transmite no uplink. Múltiplosterminais podem transmitir piloto simultaneamente no uplinkem seus conjuntos atribuídos respectivos de sub-bandaspilotos, onde as sub-bandas pilotos podem ser entrelaçadas.
Os processadores 1290 e 1250 dirigem (porexemplo, controlam, coordenam, gerenciam, etc.) a operaçãono ponto de acesso 1205 e terminal 1230, respectivamente.Processadores respectivos 1290 e 1250 podem ser associadosa unidades de memória (não mostradas) que armazenam códigosde programa e dados. Processadores 1290 e 1250 também podemexecutar computações para derivar estimativas de respostade impulso e freqüência para o uplink e downlink,respectivamente.
Para um sistema de acesso múltiplo (por exemplo,FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, etc.), múltiplos terminais podemtransmitir simultaneamente no uplink. Para um tal sistema,as sub-bandas pilotos podem ser compartilhadas entrediferentes terminais. As técnicas de estimação de canalpodem ser utilizadas em casos onde as sub-bandas pilotospara cada terminal cobre toda a faixa operacional(possivelmente exceto para as bordas de banda). Talestrutura de sub-banda piloto seria desejável para obterdiversidade de freqüência para cada terminal. As técnicasdescritas aqui podem ser implementadas por váriosmecanismos. Por exemplo, essas técnicas podem serimplementadas em hardware, software ou uma combinação dosmesmos. Para uma implementação de hardware, as unidades deprocessamento utilizadas para estimação de canal podem serimplementadas em um ou mais circuitos integrados deaplicação especifica (ASICs), processadores de sinaisdigitais (DSPs), dispositivos de processamento de sinaisdigitais (DSPDs), dispositivos de lógica programávèl(PLDs), disposições de porta programávèl em campo (FPGs),processadores, controladores, microcontroladores,microprocessadores, outras unidades eletrônicas projetadaspara executar as funções descritas aqui, ou uma combinaçãodos mesmos. Com software, implementação pode ser através demódulos (por exemplo, procedimentos, funções, e assim pordiante) que executam as funções descritas aqui. Os códigosde software podem ser armazenados na unidade de memória eexecutados pelos processadores 1290 e 1250.
Para uma implementação de software, as técnicasdescritas aqui podem ser implementadas com módulos (porexemplo, procedimentos, funções e assim por diante) queexecutam as funções descritas aqui. Os códigos de softwarepodem ser armazenados em unidades de memória e executadospor processadores. A unidade de memória pode serimplementada no processador ou externo ao processador, emcujo caso pode ser acoplado de forma comunicativa aoprocessador através de vários mecanismos como sabido natécnica.
O que foi descrito acima inclui exemplos de umaou mais modalidades. Evidentemente, não é possíveldescrever toda combinação concebível de componentes oumetodologias para fins de descrever as modalidades acinamencionadas, porém uma pessoa com conhecimentos comuns natécnica pode reconhecer que muitas combinações adicionais epermutações de várias modalidades são possíveis. Porconseguinte, as modalidades descritas pretendem abrangertodas essas alterações, modificações e variações que estãocompreendidas no espirito e escopo das reivindicaçõesapensas. Além disso, até o ponto em que o termo "inclui" éutilizado na descrição detalhada ou reivindicações, taltermo pretende ser inclusivo em um modo similar ao termo"compreendendo" como "compreendendo" é interpretado quandoempregado como uma palavra de transição em umareivindicação.
Claims (49)
1. Método de executar comunicação piloto em umambiente de combinação sem fio, compreendendo:transmitir uma forma de onda multiplexada pordivisão de código (CDM) que é continua a partir de pelomenos uma antena em uma estação base; etransmitir uma segunda forma de ondacompreendendo informações piloto relacionadas à forma deonda CDM a partir de pelo menos uma outra antena na estaçãobase.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, asegunda forma de onda compreende segmentos pilotos que sãoempregados para estimar um canal para um dispositivo deusuário de múltiplas-entradas e múltiplas-saidas (MIMO).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque a segunda forma de onda compreende uma forma de ondaOFDM.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, asegunda forma de onda é descontínua e.. os segmentos pilotosda segunda forma de onda não sobrepõem segmentos pilotos daforma de onda CDM.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, asegunda forma de onda é descontínua e; os segmentos pilotosda segunda forma de onda não sobrepõem segmentos pilotos ousegmentos de canal de acesso ao meio (MAC) na forma de ondaCDM.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda fornecer a segunda forma de onda emquantidade menor de todos os interlaces compreendendo aforma de onda CDM.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda fornecer a segunda forma de onda deacordo com um padrão predeterminado.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, emque o padrão predeterminado compreende transmitir a segundaforma de onda uma vez em cada transmissão N da forma deonda CDM, onde N é um número inteiro maior do que 1.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda transmitir a segunda forma de onda deacordo com um padrão que é baseado pelo menos em parte emuma taxa de dados da forma de onda CDM.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda transmitir a segunda forma de onda deacordo com um padrão que se baseia pelo menos em parte emuma eficiência espectral da forma de onda CDM.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda transmitir a segunda forma de onda emum nivel de potência aproximadamente 15 dB a 25 dB abaixode um nivel de potência no qual a forma de onda CDM étransmitida, onde a segunda forma de onda é uma forma deonda continua.
12. Método, de acordo com, a reivindicação 1,compreendendo ainda transmitir a segunda forma de onda emum nivel de potência aproximadamente 20 dB abaixo de umnivel de potência no qual a primeira forma de onda étransmitida, onde a segunda forma de . onda é uma forma decontinua continua.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ciinda terminar a transmissão da segunda formade onda após comutar de um formato de modulação decapacidade transmissora baixa para um formato de modulaçãode capacidade transmissora elevada para transmissão daforma de onda CDM.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda terminar a transmissão da segunda formade onda após comutar de um formapo de modulação demanipulação por comutação de fase de quadratura (QPSK) paraum formato de modulação de amplitude de 64-quadratura (QAM)para transmissão da forma de onda CDM.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque a primeira forma de onda compreende porçõestransmitidas a partir de pelo menos duas antenas na estaçãobase durante um dado período de tempo e a segunda forma deonda compreende porções transmitidas a partir das mesmaspelo menos duas antenas na estação base durante o períodode tempo dado, em que a primeira forma de onda e a segundaforma de onda são mapeadas para pelo menos duas antenas deacordo com uma combinação linear.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, emque a primeira forma de onda e a segunda forma de onda sãomapeadas para pelo menos duas antenas de acordo com umamatriz ortonormal.
17. Método, de acordo com a reivindicação 15, emque a primeira forma de onda e a segunda forma de onda sãomapeadas para. pelo menos duas antenas e em que a primeiraforma de onda e a segunda forma de onda são mapeadas parapelo menos duas antenas de acordo com uma matriz unitária.
18. equipamento para comunicação sem fio,compreendendo:uma pluralidade de antenas; eum processador, acoplado à pluralidade deantenas, o processador é configurado para transmitir umaforma de onda CDM compreendendo segmentos piloto OFDM apartir de pelo menos uma antena para um dispositivo deusuário SISO e uma segunda forma de onda compreendendoinformações piloto relacionadas à forma de onda CDM apartir de pelo menos uma outra antena para um dispositivode usuário MIMO.
19. Equipamento, de acordo com a reivindicação- 18, o processador gera a forma de onda CDM como uma formade onda contínua, compreendendo segmentos de dados e ossegmentos pilotos OFDM.
20. Equipamento, de acordo com a reivindicação 19, a segunda forma de onda é uma forma de onda contínua.
21. fequipamento, de acordo com a reivindicação 20, o processador instrui transmissão da primeira forma deonda em um nível de potência e a segunda forma de onda emum segundo nível de potência aproximadamente 20 dB abaixodo primeiro nível de potência.
22. Equipamento, de acordo com a reivindicação 18, a primeira forma de onda é uma forma de onda contínua,compreendendo segmentos de dados, segmentos pilotos OFDM, esegmentos MAC.
23. Equipamento, de acordo com a reivindicação 22, a segunda forma de onda é uma forma de onda descontínuacompreendendo segmentos pilotos OFDM que não sobrepõem comos segmentos pilotos da forma de onda CDM.
24. Equipamento, de acordo com a reivindicação 18, o processador instrui transmissão da segunda forma deonda de acordo com um padrão predeterminado.
25. Equipamento, de. acordo com a reivindicação 18, o processador instrui transmissão da segunda forma deonda uma vez a cada transmissão η da forma de onda CDM,onde N é um número inteiro maior do que 1.
26. Equipamento, de acordo com a reivindicação 18, em que o processador instrui mapeamento da primeiraforma de onda a partir de pelo menos duas antenas naestação base durante um dado período de tempo e a segundaforma de onda a partir das mesmas pelo menos duas antenasna estação base durante o dado período de tempo, onde aprimeira forma de onda e a segunda forma de onda sãomapeadas para pelo menos duas antenas de acordo com umacombinação linear.
27. Equipamento, de acordo com a reivindicação 26, em que o processador é configurado para formar acombinação linear de acordo com uma matriz ortonormal.
28. Equipamento, de acordo com a reivindicação 26, em que o processador é configurado para formar ;'acombinação linear de acordo com uma matriz unitária.
29. Equipamento de comunicação sem fio,compreendendo:mecanismo para gerar uma forma de onda CDMcompreendendo segmentos pilotos OFDM;mecanismo para gerar uma forma de onda pilotoOFDM; emecanismo para transmitir a forma de onda CDM apartir de pelo menos uma antena e transmitir a forma deonda piloto OFDM a partir de pelo menos uma outra antena.
30. Equipamento, de acordo com a reivindicação 29, em que a forma de onda piloto OFDM é descontínua ecompreendei segmentos pilotos que não sobrepõem comsegmentos pilotos na forma de onda CDM.
31. Equipamento, de acordo com a reivindicação 29, compreendendo ainda mecanismos para transmitir a formade onda CDM e a forma de onda pilote OFDM em um nível depotência substancialmente similar.
32. Equipamento, de acordo com a reivindicação 29, a forma de onda piloto OFDM é uma forma de ondacontínua que compreende segmentos pilotos que sobrepõem comsegmentos pilotos na forma de onda CDM.
33. Equipamento, de acordo com a reivindicação 29, compreendendo ainda mecanismo para transmitir a formade onda piloto OFDM em um nível de potência aproximadamente 15-25 dB abaixo do nível de potência transmissora da formade onda CDM.
34. Equipamento, de acordo com a reivindicação-33, compreendendo ainda mecanismo para transmitir a formade onda piloto OFDM em um nivel de potência aproximadamente-20 dB abaixo de um nivel de potência transmissora da formade onda CDM.
35. Equipamento, de acordo com a reivindicação-29, em que a* primeira forma de onda compreende porçõestransmitidas a partir de pelo menos duas antenas na estaçãobase durante um dado período de tempo e a segunda forma deonda compreende porções transmitidas a partir das mesmaspelo menos duas antenas na estação base durante o dadoperíodo de tempo, compreendendo ainda mecanismo para mapeara primeira forma de onda e a segunda forma de onda deacordo com uma combinação linear.
36. Equipamento, de acordo com a reivindicação-35, em que mecanismo para mapeamento compreende mecanismopara mapear de acordo com uma matriz ortonormal.
37. Equipamento, de acordo com a reivindicação-35, em que o mecanismo para mapeamento compreende mecanismopara mapear de acordo com uma matriz unitária.
38. Meio legível por computador tendo armazenadono mesmo instruções executáveis por computador para:gerar uma forma de onda CDM compreendendosegmentos piloto OFDM;gerar uma forma de onda piloto OFDM compreendendoinformações pilotos relacionadas à forma de onda CDM; etransmitir a forma de onda CDM a partir de pelomenos uma antena e simultaneamente transmitir a forma deonda OFDM a partir de pelo menos uma outra antena.
39. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 38, as instruções compreendendo ainda gerar aforma de onda piloto OFDM como uma forma de ondadescontínua cpm segmentos pilotos que não sobrepõemsegmentos pilotos na forma de onda CDM.
40. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 39", as instruções compreendendo aindatransmitir a forma de onda piloto OFDM. e a forma de ondaCDM em um mesmd' nivel de potência.
41. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 38, as instruções compreendendo ainda gerar opiloto OFDM como uma forma de onda contínua compreendendosegmentos pilotos que sobrepõem com segmentos piloto naforma de onda CDM.
42. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 41, as instruções compreendendo aindatransmitir a forma de onda piloto ÓFDM em um nível depotência aproximadamente 15-25 dB abaixo de um nível depotência transmissora para a forma de onda CDM.
43. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 42, as instruções compreendendo aindatransmitir a forma de onda piloto OFDM em um nível depotência aproximadamente 20 dB abaixo de um nível depotência transmissora para a forma de onda CDM.
44. Processador que executa instruções paraaumentar capacidade transmissora em um ambiente decomunicação sem fio, as instruções compreendendo:gerar uma forma de onda CDM compreendendosegmentos piloto OFDM;gerar uma forma de onda piloto OFDM que teminformações pilotos relacionadas à forma de onda CDM; etransmitir a forma de onda CDM a partir de pelomenos uma antena e transmitir a forma de onda OFDM a partirde pelo menos uma outra antena.
45. Processador, de acordo com a reivindicação 44, as instruções compreendendo ainda <gerar a forma de ondapiloto OFDM como uma forma de onda descontínua tendodescontinuidades entre segmentos pilotos, onde asdescontinuidades são genericamente alinhadas com ossegmentos pilotos na forma de onda CDM.
46. Processador, de acordo com a reivindicação-45, as instruções compreendendo ainda transmitir a forma deonda piloto OFDM e a forma de onda CDM aproximadamente nomesmo nível de^potência.
47. Processador, de acordo com a reivindicação-44, as instruções compreendendo ainda gerar a forma de ondapiloto OFDM como uma forma de onda continua tendo segmentospilotos que sobrepõem na forma de onda CDM.
48. Processador, de acordo com a reivindicação-47, as instruções compreendendo ainda transmitir a forma deonda piloto OFDM em um nível de potência aproximadamente-15-25 dB abaixo de um nível de potência transmissora para aforma de onda CDM.
49. Processador, de acordo com a reivindicação-47, as instruções compreendendo ainda transmitir a forma deonda piloto OFDM. em um nível de potência aproximadamente 20dB abaixo de um nível de potência transmissora para a formade onda CDM.
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