BRPI0618183A2 - calibração de arranjo de antenas para sistemas de comunicação sem fio - Google Patents

Abstract

<B>CALIBRAçãO DE ARRANJO DE ANTENAS PARA SISTEMAS DE COMUNICAçãO SEM FIO<D>A calibração para uma cadeia de transmissão de um dispositivo que transmite informações para múltiplosdispositivos através de links sem fio inclui selecionar dentre duas ou mais técnicas de determinação de calibração. Sob determinados aspectos, as técnicas incluem calibração somente de fase e calibração de fase e amplitude.

Description

"CALIBRAÇÃO DE ARRANJO DE ANTENAS PARA SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO SEM FIO".

Campo da Invenção

A descrição a seguir refere-se de maneira geral acomunicações sem fio e, entre outras coisas, à calibraçãoatravés do ar de um arranjo de antenas.

Descrição da Técnica Anterior

Os sistemas de funcionamento em rede sem fio têmse tornado um meio predominante pelo qual a maioria daspessoas no mundo vem a comunicar-se. Os dispositivos decomunicação sem fio têm se tornado menores e mais poderosospara atender às necessidades dos consumidores e paraaperfeiçoar a portabilidade e a comodidade. O aumento dapotência de processamento nos dispositivos móveis., taiscomo telefones celulares, tem causado um aumento na procurade sistemas de transmissão de fede sem fio. Tais sistemastipicamente não são tão facilmente atualizados quanto osdispositivos celulares que se comunicam através deles. Àmedida que as capacidades dos dispositivos móveis seexpandem, pode ser difícil manter um sistema de rede semfio mais antigo de uma maneira que facilite a exploraçãototal das capacidades de dispositivos sem fio novos eaperfeiçoados.

Mais especificamente, as técnicas baseadas nadivisão de freqüência separam tipicamente o espectro emcanais distintos aó dividi-lo em pedaços uniformes delargura de banda, por exemplo, a divisão da banda défreqüência alocada para comunicação de telefones celularessem fio pode ser dividida em canais, cada um dos quais podeportar uma conversa de.voz ou, com serviço digital, portardados digitais. Cada canal pode ser atribuído a apenas umusuário de uma vez. Uma variante comumente utilizada é umatécnica de divisão dê freqüência òrtogonal que particionade maneira eficaz a largura de banda total do sistema emvárias subportadoras ortogonais. Estas subportadoras sãotambém referidas como tons, portadoras, faixas e/ou canaisde freqüência. Com técnicas baseadas em divisão de tempo,uma banda é dividida temporalmente em fatias de tempo oupartições de tempo seqüenciais. Cada usuário de um canalpode receber uma fatia de tempo para transmitir e receberinformações à maneira round-robin (rodízio). Por exemplo,em qualquer tempo t dado, é dado a um usuário acesso aocanal durante uma rajada curta. Em seguida, o acesso écomutado para outro usuário, que recebe uma rajada curta detempo para transmitir e receber informações. O ciclo de"revezamentos" continua, e finalmente cada usuário recebevárias rajadas de transmissão e recepção.

As técnicas baseadas em divisão de código,tipicamente transmitem os . dados através de váriasfreqüências disponíveis a qualquer momento em uma faixa. Emgeral, os dados são digitalizados e espalhados através dalargura de banda disponível, em que vários usuários podem ser superpostos.no canal.e a respectivos usuários pode.seratribuído um código de seqüência único. Os usuários podemtransmitir no mesmo pedaço de banda larga do espectro, émque o sinal de cada. usuário'é espalhado através da toda alargura de banda por seu respectivo código de espalhamentoúnico. Esta técnica pode proporcionar compartilhamento,, emque' üm ou mais usuários, podem transmitir e receberconçomitantemente. Tal compartilhamento pode ser obtido pormeio de modulação digital por espalhamento espectral, emque o fluxo de bits. de um usuário, é codificado. e espalhado átrávés de um canal muito largo de maneira pseudo-aleatória. Ό receptor é projetado para reconhecer o códigode seqüência único associado e desfazer a aleatorização demodo a coletar os bits para um usuário especifico demaneira coerente.

Uma rede de comunicação sem fio típica (queutiliza técnicas de divisão de freqüência, tempo e código,por exemplo) inclui uma ou mais estações base queapresentam uma área de cobertura e um ou mais terminaismóveis (sem fio, por exemplo) que podem transmitir ereceber dados dentro.da área de cobertura. Uma estação basetípica pode transmitir simultaneamente vários fluxos dedados para serviços de difusão (broadcast), multi-difusão(multicast) e/ou uni-difusão (unicast), em que um fluxo dedados é um fluxo de dados que pode ser de interesse derecepção independente para um terminal móvel. Um terminalmóvel dentro da área de cobertura.dessa estação base podeestar interessado em receber um, mais de um ou todos osfluxos de dados portados pelo fluxo composto. De maneirasemelhante, um terminal, móvel pode transmitir dados àestação base ou a outro terminal móvel. Tal comunicaçãoentre estação base e terminal móvel ou entre terminaismóveis pode se deteriorar devido a variações de canal e/ouvariações na potência, de interferência. Por exemplo, asvariações mencionadas acima podem afetar a programação, ocontrole de potência e/ou a predição de taxa da estaçãobase para umi. ou mais terminais móveis.

Quando arranjos de antenas' e/ou. estações base sãoutilizados em. conjunto com uma técnica de transmissão decanal duplexado no domínio do tempo (TDD), podem serobtidos ganhos muito grandes. Uma suposição chave, naobtenção destes ganhos é. que, devido à natureza TDD datransmissão e da recepção, tanto o link direto (FL) quantoo link reverso (RL) observam canais de propagação físicossemelhantes que correspondem a uma freqüência dé portadoracomum. Entretanto, na prática as cadeias de transmissão erecepção totais, que podem incluir os front-ends analógicose os transmissores e receptores de amostragem digitais,assim como o cabeamento físico e a arquitetura das antenas,contribuem para a resposta total ao canal experimentadapelo receptor. Em outras palavras, o receptor verá um canaltotal ou equivalente entre a entrada do conversor digital-analógico (DAC) do transmissor e a saída do conversoranalógico-digital (ADC) do receptor, que pode compreender acadeia analógica de transmissores, do canal de propagaçãofísico, da estrutura física do arranjo de antenas(inclusive o cabeamento) e a cadeia analógica dereceptores.

Em vista pelo menos do exposto acima, existenecessidade na técnica de um sistema e/ou metodologia decalibração nos arranjos de antenas utilizados nosdispositivos de comunicação sem fio.

Resumo da Invenção

A seguir é apresentado um sumário simplificado deuma ou mais modalidades de modo a obter um entendimentobásico de tais modalidades. Este sumário não é uma visãoextensiva de todas as modalidades contempladas e nãopretende nem identificar elementos chave ou críticos.. détodas as modalidades nem delinear o alcance de qualquer umaou. de todas as modalidades. Sua única finalidade é a deapresentar alguns conceitos de uma ou mais modalidades sobuma forma simplificada como uma introdução à descrição maisdetalhada que é apresentada mais adiante.

De acordo com um aspecto, um método para calibrarum arranjo de antenas em uma rede sem fio compreendedeterminar uma calibração com base em pelo menos umaprimeira e segunda técnicas de calibração e em seguidaselecionar a calibração com base em uma das técnicas.De acordo com outro aspecto, um equipamento decomunicação sem fio compreende pelo menos duas antenas e umprocessador acoplado com as pelo menos duas antenas. Oprocessador é configurado para determinar a calibração paracomunicação, inclusive à calibração das pelo menos duasantenas, com base em pelo menos uma primeira e segundatécnicas de calibração e em seguida selecionar a calibraçãocom base em uma das técnicas.

De acordo com ainda outro aspecto, um equipamentopode compreender um dispositivo para determinar acalibração com base em pelo menos uma primeira e segundatécnicas de calibração e em seguida selecionar a calibraçãocom base em uma das técnicas.

Para a consecução das finalidades precedentes eafins, a modalidade ou as modalidades compreendem ascaracterísticas ,completamente descritas. a seguir eespecificamente assinaladas nas reivindicações. A descriçãoseguinte e os desenhos anexos apresentam em détalhesdeterminados aspectos ilustrativos da modalidade ou dasmodalidades. Estes aspectos indicam,. contudo, apenasalgumas das diversas maneiras pelas quais os princípios dediversas modalidades podem ser empregados, e as modalidadesdescritas pretendem incluir todos os tais aspectos e seusequivalentes.

Breve Descrição das FigurasFigura .1 - mostra aspectos de um sistema decomunicação sem.fio de acesso múltiplo.

Figura 2 - mostra uma disposição de antenas quecompreende uma cadeia de receptores e uma cadeia, detransmissores de acordo com diversos aspectos aquidescritos.

Figura 3 - mostra aspectos de temporização paraoperações de calibração.Figura 4 - mostra aspectos da lógica que facilitaa calibração de um arranjo de antenas para compensar odescasamento dos ganhos.

Figura 5 - mostra aspectos de um sistema quefacilita a calibração de um arranjo de antenas paracompensar o descasamento dos ganhos.

Figura 6 - mostra aspectos de uma metodologiapara calibrar um arranjo de antenas.

Figura 7 - mostra aspectos de uma metodologiapara calibrar um arranjo de antenas.

Figura 8 - mostra, aspectos de um receptor e umtransmissor em um sistema de comunicação sem fio.

Figura 9 - mostra aspectos de um ponto de acesso.

Figura 10 - mostra aspectos de uma metodologiapara determinar o tipo de calibração a ser aplicado.

Descrição Detalhada da Invenção

• Diversas modalidades são agora descritas comreferência aos desenhos, em que os mesmos números dereferência são utilizados para referir os mesmos elementosem toda parte. Na descrição seguinte, para fins deexplanação, numerosos detalhes específicos são apresentadosde modo a obter um entendimento completo de uma ou maismodalidades. Poder ser evidente, Contudo, que tal(ais)modalidade(s) pode(m) ser posta (s) em prática sem estesdetalhes específicos. Em outros casos, estruturas édispositivos notoriamente conhecidos são mostrados em formade diagrama de blocos de modo a facilitar a descrição deuma ou mais modalidades.

Conforme utilizado neste pedido, os termos"componente", "sistema" e semelhantes pretendem reférir-sea uma entidade relacionada com computador, seja hardware,uma combinação de hardware e software, software ou softwareem execução. Por exemplo, um componente pode ser, mas nãoestá limitado a ser, um processo que roda em umprocessador, um processador, um objeto, um executável, umacadeia de execução, um programa e/ou um computador. Um oumais componentes podem residir dentro de um processo e/oucadeia de execução, e um componente pode ser localizado emum computador e/ou distribuído entre dois ou maiscomputadores. Além disto, estes componentes podem serexecutados a partir de diversos meios legíveis porcomputador tendo diversas estruturas de dados armazenadasneles. Os componentes podem comunicar-se por meio deprocessos locais e/ou remotos, tais como de acordo com umsinal que tem um ou mais pacotes de dados (como, porexemplo, dados de um componente que interage com outrocomponente em um sistema local, sistema distribuído e/ouatravés de uma rede tal como a Internet com outros sistemaspor meio do sinal).

Além disso, diversas modalidades são aquidescritas em conexão com uma estação de assinante. Umàestação de assinante pode ser também chamada de sistema,unidade de assinante, estação móvel, móvel, estação remota,ponto de acesso, e stação base, terminal remoto, terminal deacesso, terminal de usuário, agente de usuário, equipamentode usuário, etc. Uma estação de assinante pode ser umtelefone celular, um telefone sem fio, um telefone deProtocolo de Iniciação de Sessão (SIP), uma estação de Iooplocal sem fio (WLL), ura. assistente digital pessoal (PDA),um dispositivo portátil com capacidade de conexão sem fioou outro dispositivo de processamento conectado a um modemsem fio.

Além do mais, diversos aspectos oucaracterísticas aqui descritos podem ser implementados comoum método, um equipamento ou produto industrial utilizando-se técnicas de programação ou engenharia padrão. 0 termo"produto industrial" conforme utilizado aqui pretendeabranger um programa de computador acessível de qualquerdispositivo, portadora ou meio legível por computador. Porexemplo, os meios legíveis por computador podem incluir,mas não estão limitados a, dispositivos de armazenamentomagnéticos (como, por exemplo, disco rígido, discoflexível, tiras magnéticas...), discos ópticos (como, porexemplo, disco compacto (CD), disco versátil digital(DVD)...), cartões inteligentes, dispositivos de memóriaflash (como, por exemplo, cartão, bastão, acionamento dechave...) e circuitos integrados, tais como memóriassomente de leitura, memória somente de leitura programáveise memórias somente de leitura programáveis eletricamenteapagaveis.

Com referência à Figura 1, é mostrado um sistemade comunicação sem fio de acesso múltiplo de acordo com umamodalidade. Um sistema de comunicação sem fio.de acessomúltiplo 1 inclui várias células, como, por exemplo, ascélulas 2, 4 e 6. Na Figura 1, cada. célula 2, 4 e 6 podeincluir um ponto de acesso que inclui vários setores. Osvários setores são formados por grupos de antenas,.cada umresponsável pela comunicação com terminais de acesso em umaparte da célula. Na célula 2, grupos de antenas 12, 14 e 16correspondem, cada um, a um setor diferente. Na célula 4,grupos de antenas 18, 20 e 22 correspondem, cada um, a umsetor diferente. Na célula 6, grupos de antenas 24, 26 e 28correspondem, cada um, a um setor diferente.

Cada célula inclui vários terminais de acesso queestão em comunicação com um ou mais setores de cada pontode acesso. Por exemplo, os terminais de acesso 30 e 32estão em comunicação com a base de ponto de acesso 42, osterminais de acesso 34 e 36 estão em comunicação com oponto de acesso 44 e os terminais de acesso 38 e 40 estãoem comunicação com o ponto de acesso 46.

O controlador 50 é acoplado a cada uma dascélulas 2, 4 e 6. O controlador 50 pode conter uma ou maisconexões com várias redes, como a Internet, por exemplo,outras redes baseadas em pacotes ou redes de voz comutadaspor circuito que fornecem informações para os, e dos,terminais de acesso em comunicação com as células dosistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 1. Ocontrolador 50 inclui, ou é acoplado a, um programador queprograma transmissão de e para terminais de acesso. Emoutras modalidades, o programador pode residir em cadacélula individual, cada setor de uma célula ou umacombinação deles.

De modo a facilitar a calibração das transmissõespara os terminais de acesso,, é útil calibrar o Ioop decalibração de ganhos de ponto de acesso de modo a lidar comos descasamentos devido às cadeias de transmissão erecepção do ponto de acesso. Entretanto, devido ao ruido nocanal, quaisquer estimativas de calibração baseadas nossinais recebidos nos terminais de acesso, no link direto, etransmitidos a partir dos terminais de acesso, no linkreverso, podem conter ruido e outras variações de canal quepodem pôr em questão as estimativas apresentadas. De modo asuperar os efeitos de ruido de canal, são utilizadas váriascalibrações tanto no link direto- quando no link reversopara vários terminais de acesso. Sob determinados· aspectos,várias transmissões para e a partir de cada terminal deacesso são levadas em conta para efetuar calibração de umdado setor.

Sob determinados aspectos, ou a. cadeia detransmissão do ponto de acesso ou a cadeia de recepção doponto de acesso pode ser calibrada. Isto pode ser feito,por exemplo, com a utilização de uma relação de calibraçãopara calibrar a cadeia de recepção do ponto de acesso parasua cadeia de transmissão ou calibrar sua cadeia detransmissão para sua cadeia de recepção.

Conforme utilizado aqui, um ponto de acesso podeser uma estação fixa utilizada para comunicação com osterminais e pode ser também referido como, e incluir algumaou toda a funcionalidade de, uma estação base, um Nó B oualguma outra terminologia. Um terminal de acesso pode sertambém referido como, e incluir alguma ou toda afuncionalidade de, um equipamento de usuário (UE), umdispositivo de comunicação sem. fio, um terminal, umaestação móvel ou alguma outra terminologia.

Deve-se observar que, embora a Figura 1 mostresetores físicos, . isto é, que têm diferentes grupos- deantenas para diferentes setores, outras abordagens .podemser utilizadas. Por exemplo, vários "feixes" fixos quecubram, cada um, diferentes áreas da célula no espaço defreqüência podem ser . utilizados em lugar de, ou emcombinação com, setores físicos. Tal abordagem é mostrada erevelada no pedido . de patente norte-americano co-pendenteN° de Série 11/260.895, intitulado "Adaptive SectorizationIn Cellular. System".

Com referência à Figura 2, uma disposição deantenas 100 compreende uma cadeia de receptor 102 e umacadeia de transmissor 104 de acordo com diversos aspectosaqui descritos. A cadeia, de receptor 102 compreende umcomponente de conversor descendente 106, que convertedescendentemente um sinal em uma banda base quando dorecebimento. O componente de conversor descendente 106 éoperacionalmente conectado a uma funcionalidade de controlede ganho automático (AGC) 108, que acessa a intensidade dosinal recebido e ajusta automaticamente um ganho aplicadoao sinal recebido de modo a manter a cadeia de receptor 102dentro de sua faixa de operação linear associada e de modoa fornecer uma intensidade de sinal constante paratransmitir através da cadeia de transmissor 104. Deve ficarentendido que o AGC 108 pode ser opcional a algumasmodalidades aqui descritas (como, por exemplo, não énecessário efetuar o controle de ganho automático emconjunto com cada modalidade). O AGC 108 é operacionalmenteacoplado a um conversor analógico-digital (A/D) 110,. queconverte o sinal recebido em formato digital antes que osinal seja suavizado por um filtro passa-baixas (LPF)digital 112, que pode atenuar as oscilações de curto prazono sinal recebido. Finalmente, a cadeia de receptor 102pode compreender um processador de receptor 114 queprocessa o sinal recebido e pode comunicar o sinal a um oumais componentes da cadeia de transmissor 104.

A cadeia de transmissor 104 pode compreender umprocessador de transmissor 116, que recebe um sinal dacadeia de receptor 102 (como, por exemplo, o transmissorrecebe um sinal que foi originalmente recebido pela cadeiade receptor 102 e submetido a diversos processos associadosaos componentes dele,...). O processador de transmissor 116é operacionalmente acoplado a um modelador de pulsos 118,que pode facilitar a manipulação de um sinal a sertransmitido de modo que o sinal possa ser formatado paraestar dentro das limitações da largura de banda, ao mesmotempo atenuando e/ou eliminando, a interferência inter-símbólica. Uma vez formatado, o sinal pode passar porconversão digital-analógico (D/A) por um conversor D/A 120antes de ser submetido a um filtro passa-baixa (LPF) 122operativamente associado na cadeia de transmissor 104 parasuavização. Um componente de amplificador de pulsos (PA)124 pode amplificar o pulso/sinal antes da conversãoascendente na banda base por um conversor ascendente 126.

O arranjo de antenas 100 pode existir para cadaantena tanto de um ponto de acesso quanto de um terminal deacesso. Sendo assim, pode haver uma diferença notávelobservada entre as características de transferência dacadeia de transmissor 104 e da cadeia de receptor 102 e/oude amostras delas, uma reciprocidade das variações de canale/ou transmissor/receptor equivalentes pode não serpresumida. Quando se calibra um arranjo de antenas 100, umentendimento da magnitude de variações, em termos dosefeitos sobre a fase e/ou amplitude, dos sinais propagadosao longo das cadeias de transmissor e receptor e suainfluência sobre a exatidão de uma suposição dereciprocidade pode ser utilizado de modo a facilitar oprocesso de calibração. Além disto, no caso de um arranjode antenas, geralmente cada antena 100 tem uma cadeia detransmissor 104 e uma cadeia de receptor diferentes das decada outra antena. Portanto, cada cadeia de transmissor 104diferente pode ter efeitos diferentes, em termos de fasee/ou amplitude, como qualquer outra cadeia de transmissor104, respectivamente.. O mesmo pode ser verdadeiro para ascadeias de receptor 102 de cada antena 100.

Os descasamentos nos efeitos podem ser devidos àestrutura física da antena 100, á diferenças de componentesou a vários outros fatores. Tais descasamentos podemincluir, por exemplo, efeitos de acoplamento mútuo, efeitosde torre, conhecimento imperfeito da localização doselementos, descasamentos de amplitude e/ou fase devidos aocabeamento da(s) antena(s) e semelhantes. Além disto, qsdescasamentos podem ser devidos a elementos de hardware nacadeia de transmissor 104 e/ou na cadeia de receptor 102 decada antena 100. Por exemplo, tais descasamentos podemestar associados a filtros analógicos, desequilíbrio IeQ,descasamento de fase e/ou ganho de um amplificador de baixoruído ou um amplificador de pulsos nas cadeias, diversosfatores de não-linearidade, etc.

Para um ponto de acesso, calibrar cada cadeia detransmissão para sua cadeia de recepção correspondente(isto é, a cadeia de recepção que corresponde à mesmaantena) de maneira independente exigiria um processocomplexo e potencialmente difícil de executar. Além disto,qualquer realimentação específica, para transmissão no linkdireto, ou pilotos, utilizados para transmissão no linkreverso, para qualquer dado terminal de acesso, estãosujeitos ao ruído para esse usuário. Portanto, paraqualquer dada razão de calibração estimada com base tantono link direto quanto no link reverso, há algum errointroduzido pela variação e o pelo ruído no canal.Portanto, sob vários aspectos, uma ou mais razões decalibração estimadas para vários terminais de acessodiferentes são combinadas de modo a obter uma única razãode calibração a ser utilizada pelo ponto de acesso paratransmissão para um ou todos os terminais de acesso. Sobdeterminados aspectos, a combinação pode constituir . Umàmédia de todas as razões de calibração para cada terminalde acesso que se comunica com o ponto de acesso, ou algumsubconjunto predeterminado. Sob outro aspecto, a combinaçãopode ser feita à maneira de otimização conjunta, em que asmedições de canal de e para cada terminal de acesso sãocombinadas para estimar uma única razão de calibração, queé uma combinação dos descasamentos dos ganhos para cadaterminal de acesso, sem calcular uma razão de calibraçãoindividual para cada terminal de acesso.

Para cada dado terminal de acesso, o ponto, deacesso utiliza suas estimativas de canal de link reversopara esse terminal de acesso assim como as estimativas decanal de link direto, que são efetuadas no terminal deacesso e realimentadas para o ponto de acesso, de modo a seestimar ou calcular a razão de calibração, com base nesseterminal de acesso.

Uma estimativa de canal de link direto, <formula>formula see original document page 15</formula> , podeser efetuada no terminal de acesso para transmissões da i-ésima antena de transmissão do ponto de acesso. Entretanto,qualquer estimativa de canal terá componentes relacionadoscom o ruido do canal, juntamente com qualquer ganho oudistorção causada pela cadeia de transmissão dos pontos deacesso e pela cadeia de recepção dos terminais de acesso. Aestimativa de canal de link direto pode ser então escritada seguinte maneira: -

<formula>formula see original document page 15</formula>

Descasamentode Descasamentode Canal Ruído

Ganho de Cadeia de Ganho de Cadeia de Físico de medição

Recepção AT Transmissão AP

Na Equação 1, a estimativa dé canal é uma função dodescasamento de ganhos βAT da cadeia de receptor doterminal de acesso, do descasamento<formula>formula see original document page 15</formula>da cadeia detransmissor do ponto, de acesso, hi, que é o canal físicoentre as duas antenas sendo medido, e do ruido ni do canalque é'parte da estimativa de canal.

No caso de transmissões no link reverso, aestimativa de canal na i-ésima antena de recepção do pontode acesso devido à transmissão do<formula>formula see original document page 15</formula> de AT éessencialmente um inverso da Equação 1. Isto pode ser vistona Equação 2 abaixo:<formula>formula see original document page 16</formula>

Na Equação 2, esta estimativa de canal é uma função dodescasamento dos ganhos aAT da cadeia de transmissão doterminal de acesso, do descasamento dos ganhos

<formula>formula see original document page 16</formula>

dacadeia de recepção do ponto de acesso, hi, que é o canalfisico entre as duas antenas sendo medido e do ruido Di docanal que é parte da estimativa de canal.

De modo a calibrar o arranjo de antenas, os errosde descasamento entre as cadeias de receptor 102 e ascadeias de transmissor 104 das antenas 100 nelas sãomostrados a seguir na equação 3. Deve-se observar queoutras metodologias e relações matemáticas podem serutilizadas para se obter a calibração de arranjos emconjunto com as, em lugar das, metodologias e relaçõesmatemáticas aqui descritas.

<formula>formula see original document page 16</formula>

Na Equação 3, Ci é a razão de descasamento totalentre as transmissões no link reverso e a transmissão nòlink direto, γ é a razão de descasamento dos ganhos entreas cadeias de transmissão e recepção do terminal de acessoe Ni é a razão de descasamento das cadeias de transmissão erecepção para a i-ésima antena no ponto de acesso. Deve-seobservar que γ é substancialmente constante para cada parde ' antenas no ponto de acesso. Além disto, algumasconsiderações à Equação 3 são idealizadas, uma vez que aestimativa de ruido não está incluída nela.

As razões de calibração Ci,i = 1,...,M, onde M éo número de antenas no arranjo de antenas do ponto deacesso que podem ser agrupadas em um vetor c, para cadaterminal de acesso, que pode ser denominado de "vetor decalibração".

<formula>formula see original document page 17</formula>

Na Equação 4, as entradas do vetor ccorrespondem às estimativas para cada antena do. ponto de acesso com relação a um único terminal de acesso- Deve-seobservar que os elementos do vetor c podem ser númeroscomplexos que incluem o descasamento tanto de amplitudequanto de fase para cada cadeia de transmissão e recepçãodo arranjo de antenas do ponto de acesso, assim comodescasamento comum que corresponde ao descasamento detransmissão e recepção das cadeias de transmissão erecepção do terminal de acesso. Deve-se observar que,embora a Equação 4 descreva um vetor que tem entradas paraas antenas de um terminal de acesso, ela pode incluirentradas para vários<terminais de acesso.

O vetor de ruído η inclui efeitos de erros demedição de canal (MSE) e também os efeitos da descorrelaçãode medição de canal, uma vez que as medições dos ganhos sãofeitas em momentos diferentes, permitindo assim variação decanal ao longo do tempo assim como variações de temperaturae outras variações para efetuar a medição.Um vetor de calibração estimado

<formula>formula see original document page 18</formula>,

que corresponde ao

terminal de acesso u, pode ser determinado conformemostrado abaixo na Equação 5.

<formula>formula see original document page 18</formula>

onde γu é o descasamento de ganhos que corresponde àscadeias de transmissão e recepção do terminal de acesso e ηé o vetor de descasamento que corresponde às cadeias detransmissão e recepção do arranjo de antenas do ponto deacesso. O vetor

<formula>formula see original document page 18</formula>

é determinado para todas as antenas doarranjo de antenas do ponto de acesso.

No exposto acima deve-se observar que há váriosmétodos para combinar diferentes estimativas de vetor decalibração (que correspondem às medições de diferentesterminais de acesso) de modo a se gerar um vetor decalibração total ou combinado. Uma maneira de obter estacombinação é calcular a média de todas as estimativas devetor de calibração de modo a obter uma estimativa única.

Nesta abordagem, cada . estimativa de vetor decalibração inclui um fator de multiplicação, γu, que édiferente para terminais de acesso diferentes. No caso emque um ou mais terminais de acesso têm um descasamento deganhos muito grande yu, a simples realização de média podelevar a resultados que fazem a média pender a favor dosterminais de acesso possuindo o maior descasamento deganhos γu. ' .

Sob outro aspecto, cada estimativa de vetor decalibração, que corresponde a um terminal de acessoespecifico, é normalizado de acordo com um elemento dovetor. Isto pode proporcionar uma redução ao mínimo noscasos em que um ou mais terminais de acesso têm Umdescasamento de ganhos elevado Yu. Este processo é mostradoabaixo na Equação 6.

<formula>formula see original document page 19</formula>

Deve-se observar que, sob determinados aspectos, o elementonormalizador pode ser qualquer elemento do vetor decalibração, desde que seja o mesmo elemento para cadaestimativa de vetor de calibração, como, por exemplo, oprimeiro elemento. A soma dos elementos normalizados éentão dividida pelo número total de elementos ü do vetor c.

Uma outra abordagem que pode ser utilizada paracombinar diferentes estimativas de vetor de calibração podeser baseada na combinação dos vetores estimados em umamatriz. Por exemplo, sob determinados aspectos pode ser quecada estimativa de vetor de calibração é uma versãorotacionada e escalonada do mesmo vetor η, e a rotação e oescalonamento são devido ao descasamento de diferentesterminais de acesso yu. Uma maneira de se livrar desteescalonamento e desta rotação é primeiro normalizar cadavetor de calibração de modo a ter uma norma unitária. Emseguida, uma matriz Q, cujas colunas são as estimativas dovetor de calibração normalizadas, pode ser formada a partirdos vetores de calibração. Uma única estimativa para ovetor de calibração é obtida efetuando-se uma decomposiçãoda matriz, como, por exemplo, uma decomposição de valorsingular na matriz Q, 0 autovetor que corresponde ao valorsingular máximo pode ser utilizado como a estimativa devetor de calibração total, conforme mostrado na Equação (7)abaixo, por exemplo.<formula>formula see original document page 20</formula>

Conforme exemplificado nas três abordagens acimauma razão de calibração é geralmente estimada em duasetapas. Em primeiro lugar, os valores que correspondem aoselementos dos vetores de calibração são calculados para oarranjo de antenas, ou para as antenas de interesse, comrelação aos terminais de acesso individuais. Os vetores decalibração são em seguida combinados de acordo com um oumais processos matemáticos diferentes.calibração é a utilização de um procedimento de otimizaçãoconjunta que utiliza a medição de vários pontos de acesso eterminais de acesso, conforme o seguinte. Em alguns casos,o terminal de acesso e o ponto de acesso podem gerar suasestimativas de canal para diferentes tons de freqüência eem diferentes instantes no tempo. Além disto, pode haver umerro de temporização de Xk,u entre o ponto de acesso e o u-ésimo terminal de acesso no tempo k. Em tal caso, aestimativa de vetor de canal de link direto gi,k,u/ medidano terminal de acesso, pode estar relacionada com aestimativa de vetor de canal de link reverso hi(k/U, medidano ponto de acesso. Uma abordagem, que utiliza o vetor decalibração η e o descasamento do terminal de acesso yu, émostrada na Equação 8 abaixo.

Uma alternativa para calcular vários vetores de

<formula>formula see original document page 20</formula>

Na Equação 8, Zi,k,u é uma matriz diagonal cujos elementosdiagonais são os elementos da estimativa de vetor de canalde link reverso

<formula>formula see original document page 21</formula>

Os subscritos i,k,usão os índices de tom, tempo e usuário, respectivamente. Naequação acima, as incógnitas são o vetor de calibração η eo descasamento específico do terminal de acesso Yi,k,u· Umaspecto da Equação 8 é que o descasamento do terminal deacesso inclui o efeito do descasamento de temporizaçãoentre o ponto de acesso e o terminal de acesso além dodescasamento dos ganhos devido às cadeias de transmissão erecepção do terminal de acesso. Uma maneira de obter umasolução para η e Yi,k,u é utilizar uma abordagem de erroelevado ao quadrado médio mínimo (MMSE), conforme mostradona Equação 9.

<formula>formula see original document page 21</formula>

As soluções para η e Yi,k,u podem ser dadas pela Equação 10abaixo.

η □ autovetor mínimo de

<formula>formula see original document page 21</formula>

<formula>formula see original document page 21</formula>

onde, para um vetor χ, o operador de projeção ortogonal

<formula>formula see original document page 21</formula>

pode ser definido como:

<formula>formula see original document page 21</formula>Para compensar os descasamentos, as razões decalibração podem ser utilizadas para alterar o ganho, emtermos tanto de fase quanto de amplitude ou de fase ouamplitude, da cadeia de transmissor do ponto de acesso efazer com que ele case à cadeia de receptor ou, de maneiraequivalente, para alterar o ganho da cadeia de recepção doponto de acesso de modo a fazer com que ele case à cadeiade transmissão.

Sob determinados aspectos, pode ser desejávelcalibrar o ganho com relação à fase apenas ou tanto à fasequanto à amplitude. Isto é porque, em determinadasocorrências, qualquer técnica de calibração pode fazer odescasamento de amplitude pior. Isto pode ser facilmentevisto considerando-se um caso extremo, no qual não existedescasamento de fase e apenas descasamento de amplitudeestá presente nos descasamentos de ganhos. Neste caso, oganho de conformação de feixes com calibração é pior que oganho de conformação de feixes sem calibração, o quesignifica que o descasamento de amplitude é agora pior. Ummétodo de aperfeiçoamento consiste em utilizar calibraçãoapenas de fase para conformação de feixes, em vez de umacalibração que utiliza tanto a amplitude quanto a fase paracalcular as ponderações de calibração. Neste caso, asponderações calibradas para conformação de feixes sãocalculados somente para fase. Um aspecto desta abordagempara conformação de feixes MRC é mostrado na Equação'14 abaixo.

<formula>formula see original document page 22</formula>

onde diag(n) = diag(D η).Embora a Figura 2 mostre e descreva umamodalidade da cadeia de receptor 102 e da cadeia detransmissor 104, outros layouts e estruturas podem serutilizados. Por exemplo, um número diferente de componentespode ser utilizado tanto na cadeia de receptor 102 quantona cadeia de transmissor 104. Além disto, diferentesdispositivos e estruturas também podem ser substituídos.

A Figura 3 mostra um ciclo de temporização parauma calibração a partir de um único terminal de acesso, emque é utilizado um sistema TDD com um único quadro ourajada de link direto adjacente a um único quadro ou rajadade link reverso. Como se pode ver, um ou mais pilotostransmitidos no link reverso são medidos no ponto deacesso. O período de tempo de medição é uma função do tempode decodificação do ponto de acesso. Durante este.períodode decodificação, um ou mais pilotos são transmitidos nolink direto para o terminal de acesso. .0 terminal de acessomede então os pilotos para estimar o canal de link direto.Como ocorre com estimativas de link reverso, existe algumretardo de decodificação. As estimativas de link diretodecodificadas precisam ser transmitidas de volta ao pontode acesso de. modo a gerar a razão de calibração. Portanto,pode-se ver que há ailguma quantidade mínima de tempo e,portanto, uma velocidade máxima do terminal de acesso, paraa qual a calibração pode ser. mantida sem que a variaçãoseja um fator forte ou substancialmente interferente.

Como se pode ver a partir da Figura 3, se váriasestimativas de canal de vários terminais de acesso foremutilizadas, o ruído e a variação associados podem sqrreduzidos ou pelo menos amostrados dentro de uma faixa detempos e cadeias de recepção.

A Figura 4 mostra aspectos da lógica que facilitaa calibração de um arranjo de antenas para compensar ρdescasamento de ganhos. 0 sistema 300 compreende umcomponente de calibração 302, que inclui um componente deestimação de descasamento 304, que analisa os modelos desinais de saída da cadeia de receptor e/ou as comparaçõesentre os sinais de saída da cadeia de receptor, e umaunidade de cálculo e determinação de calibração 30 6 utilizavárias técnicas de calibração para gerar ponderações decalibração, como, por exemplo, utilizando o vetor η paradiferentes tipos de calibração e em seguida seleciona umtipo de calibração com base na extensão do descasamento queresulta da utilização dos diferentes tipos de calibração.Sob determinados aspectos, isto pode ser feito utilizando-se estimativas apenas de fase para calcular as ponderaçõesde calibração ou utilizando-se estimativas de fase eamplitude para calcular as ponderações de calibração.

A Figura 5 mostra aspectos de um sistema quefacilita a . calibração de um arranjo de antenas paracompensar o descasamento dos ganhos. O sistema 400compreende um processador 402 que é operacionalmenteacoplado a um arranjo de antenas 404. O processador 402pode determinar as ponderações de calibração com base emvárias técnicas de calibração. O processador 402 compreendeainda um componente de calibração 406, que seleciona umtipo de calibração com base ha extensão do descasamento queresulta da utilização dos diferentes tipos de calibração.

O sistema 4 00 pode adicionalmente compreehder umamemória 408, que é operacionalmente acoplada ao processador402 e que armazena informações . relacionadas com. acalibração do arranjo, geração de razões, diferentes tiposde técnica de calibração, critérios para selecionardiferentes tipos de técnica de calibração e quaisqueroutras informações adequadas relacionadas com a calibraçãodo arranjo de antenas 4 04. Deve ficar entendido que oprocessador 402 pode ser um processador dedicado a analisare/ou gerar informações recebidas pelo processador 402, umprocessador que controla um ou mais componentes do sistema400 e/ou um processador que tanto analisa e gerainformações recebidas pelo processador 402 quanto controlaum ou mais componentes do sistema 400.

A memória 408 pode adicionalmente armazenarprotocolos associados à geração de cópias emodelos/representações de sinais, estimações dedescasamento, etc., de modo que o sistema 400 possaempregar protocolos e/ou algoritmos armazenados para obtercalibração de antenas, seleção de técnicas e/ou compensaçãode descasamento, conforme aqui descrito. Deve ficarentendido que os componentes de armazenamento de dados(memórias, por exemplo) aqui. descritos podem ser umamemória volátil ou uma memória não-volátil, ou podemincluir uma memória tanto volátil quanto não-volátil. Atitulo de ilustração, e não de limitação, uma memória não-volátil pode incluir memória somente de leitura (ROM), ROMprográmável (PROM), ROM eletricamente programável (EPROM),ROM eletricamente apagável (EEPROM) ou memória flash. Amemória volátil pode incluir uma memória de acessoaleatório (RAM), que atua como memória cache externa. Atitulo de ilustração e não de limitação, uma RAM estádisponível sob muitas formas, tais como RAM síncrona(SRAM), RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAMde dupla taxa de dados (DDR SDRAM), SDRAM aperfeiçoada(ESDRAM), DRAM Synchlink (SLDRAM) e RAM Rambus direta(DRRAM). A memória 408 dos presentes sistemas e métodosdestina-se a compreender, sem estar limitada a, estes equaisqúer outros tipos adequados de memória.

Com referência à Figura 6, é mostrada umametodologia referente à geração de atribuições de recursosde sistema suplementares. Por exemplo, as metodologiaspodem referir-se à calibração de arranjos de antenas em umambiente TDMA, um ambiente OFDM, um ambiente OFDMA, umambiente CDMA ou qualquer outro ambiente sem fio adequado.

Embora, para simplificar a explanação, as metodologiassejam mostradas e descritas como uma série de atos, deveficar entendido que as metodologias não estão limitadaspela ordem dos atos, uma vez que alguns atos podem, deacordo com uma ou mais modalidades, ocorrer em ordensdiferentes e/ou simultaneamente com outros atos que não osaqui mostrados e descritos. Por exemplo, os versados natécnica entenderão que uma metodologia pode seralternativamente representada como uma série de estados oueventos inter-relacionados, tal como em um diagrama deestados. Além do mais, nem todos os atos mostrados podemser necessários para implementar uma metodologia de acordocom uma ou mais modalidades.

Sob determinados aspectos, a memória 408 podearmazenar os vetores de calibração cu para cada estado,isto é, nivel de amplificação, do AGC. Sob tais aspectos,para cada transmissão o processador 402 pode acessar ovetor de calibração cu para o estado AGC sem efetuar umacalibração. A decisão quanto a . efetuar uma calibraçãoadicional ou acessar um vetor de calibração cu anteriorpara uma dada transmissão pode ser baseada em um período detempo ou número de transmissões, uma vez que o vetor decalibração c„ para o estado AGC foi obtido. Isto pode serparâmetro de sistema ou pode variar com base nas condiçõesdo canal, como, por exemplo, o carregamento do canal.

A Figura 6 mostra uma metodologia para calibrarum arranjo de antenas para transmissão. As estimativas decanal para o link. direto são recebidas dos terminais deacesso, bloco 500. Conforme discutido acima, estasestimativas de canal podem ser geradas a partir de pilotosde link direto transmitidos pelo ponto de acesso. Alémdisto, as estimativas de canal para as informações de linkreverso, como, por exemplo, pilotos de canal de linkreverso, são geradas pelo ponto de acesso, bloco 502.

Depois que as estimativas de canal tanto de linkdireto quanto de link reverso forem coletadas, as razões decalibração para cada antena de terminal de acesso e deponto de acesso podem ser determinadas, bloco 504. Sobdeterminados aspectos, a estimativa de canal de link diretoe a de canal de link reverso mais recentes uma com relaçãoà outra no tempo são utilizadas para formar uma razão decalibração. Em tais casos, várias estimativas para um dadoterminal de acesso podem ser obtidas com base em pares deestimativas de canal consecutivos de estimativas de linkdireto e link reverso.

Conforme discutido com relação à Figura 3, podehaver algum retardo de tempo entre os diferentes cálculos etransmissões. Além disto, a funcionalidade para os blocos500 e 502 pode. ocorrer de maneira substancialmentesimultânea ou em diferentes momentos para os mesmos oudiferentes terminais de acesso. Portanto, uma razão decalibração pode ser determinada para um dado terminal deacesso com base nas estimativas de canal das transmissõesde link direto e de link reverso que podem ser ou .nãoconsecutivas no tempo.

As razões de calibração são então combinadas paraformar uma estimativa de calibração através de váriosterminais de acesso, bloco 506. Esta razão de calibraçãocombinada pode incluir razões de calibração para alguns qutodos os terminais de acesso em um dado setor ou célula eter um número desigual ou igual de razões de calibraçãopara cada terminal de acesso para o qual uma ou mais razõesde calibração estão sendo obtidas.

A razão de calibração combinada pode ser obtidapela simples realização de média das razões de calibraçãoou pela utilização das outras abordagens discutidas comrelação à Figura 2, como, por exemplo, as abordagensdiscutidas com relação à Equação 5 ou 7.

Cada transmissão de cada cadeia de transmissão doponto de acesso é então ponderada com ponderações com basena razão de calibração combinada para essa cadeia detransmissão. Além disto, um conjunto combinado ou unido deponderações de calibração pode ser utilizado para uma oumais cadeias de transmissão do ponto de acesso.Alternativamente, é possível transmitir esta razão decalibração combinada ou uma instrução de calibração combase na razão de calibração combinada para um ou maisterminais de acesso. Os terminais de acesso aplicariamentão as ponderações baseadas na razão de calibraçãocombinada à decodificação das transmissões recebidas noterminal de acesso.

Além disto, sob alguns aspectos, as ponderaçõesde calibração são utilizadas para um estado AGC especificoe não para outros estados AGC. Sendo assim, o bloco 508 seaplicaria então somente ao estado AGC durante o bloco 500.

A Figura 7 mostra outra metodologia para calibrarum arranjo de antenas para transmissão. As estimativas decanal para o link direto são recebidas de terminais deacesso, bloco 600. Conforme discutido acima, estasestimativas de canal podem ser geradas a partir de pilotosde link direto pelo ponto de acesso. Além disto, asestimativas de canal para as informações de link reverso,como, por exemplo, pilotos de canal de link reverso, sãogeradas pelo ponto de acesso, bloco 602.Depois que as estimativas de canal de link diretoe link reverso são coletadas, uma razão de calibração queutiliza várias estimativas de canal para vários terminaisde acesso, bloco 604. Sob determinados aspectos, asestimativas de canal de link direto e de link reverso maisrecentes são utilizadas uma com relação à outra. Em taiscasos, várias estimativas para um dado terminal de acessopodem ser obtidas com base em pares de estimativas de canalconsecutivos de estimativas de link direto e link reverso.

Conforme discutido com relação à Figura 3, podehaver algum retardo de tempo entre os diferentes cálculos etransmissões. Além disto, a funcionalidade para os blocos600 e 602 pode ocorrer de maneira substancialmentesimultânea ou em diferentes momentos para os mesmos oudiferentes terminais de acesso. Portanto, as estimativas decanal podem ser determinadas para um dado terminal deacesso com base nas estimativas de canal das transmissõesde link direto e link reverso que podem ser ou nãoconsecutivas no tempo.

A razão de calibração conjunta pode ser obtidacom a utilização de um processo de otimização conjuntoconforme discutido com relação à Figura 2, como, porexemplo, à Equação 8.

Cada transmissão de cada cadeia de transmissão doponto de acesso é então ponderada com ponderações com basena razão de calibração conjunta para essa cadeia detransmissão. Além disto, um conjunto combinado ou unido deponderações de calibração pode ser utilizado para uma oumais cadeias de transmissão do ponto de acesso.

Alternativamente, é possível transmitir esta razão decalibração conjunta ou uma instrução de calibração com basena razão de calibração conjunta para um ou mais terminaisde acesso. Os terminais de acesso aplicariam então asponderações baseadas na razão de calibração conjunta àdecodificação das transmissões recebidas no terminal deacesso.

Além disto, sob alguns aspectos as ponderações decalibração são utilizadas para um estado AGC especifico enão para outros estados AGC. Sendo assim, o bloco 608 seriaentão aplicado ao estado AGC durante o bloco 600.

A Figura 8 mostra um sistema de comunicação semfio exemplar 1300. O sistema de comunicação sem fio 1300mostra uma estação base e um terminal por simplicidade.Entretanto, deve ficar entendido que o sistema pode incluirmais de uma estação base e/ou mais de um terminal, em queas estações base e/ou terminais adicionais podem sersubstancialmente semelhantes ou diferentes da estação basee do terminal exemplares descritos a seguir. Deve ficartambém entendido que a estação base e/ou o terminal podemempregar os sistemas (Figuras 1-5) e/ou os métodos (Figuras6-7 ou 10) aqui descritos para facilitar a comunicação semfio entre eles.

Com referência agora à Figura 8, em umatransmissão de link direto, no ponto de acesso 1310, umprocessador de dados de transmissão (TX) 1344 recebe,formata, codifica, intercala e modula (ou mapeia emsímbolos) dados de tráfego e gera símbolos de modulação("símbolos de dados"). Um modulador de símbolos 1346 recebee processa os símbolos de dados e símbolos de piloto e geraum fluxo de símbolos. 0 modulador de símbolos 134 6multiplexa símbolos de piloto e de dados nas subportadorasapropriadas, fornece um valor de sinal de zero para cadasubportadora não-utilizada e obtém um conjunto de Nsímbolos de transmissão para as N subportadoras para cadaperíodo de símbolos. Cada símbolo de transmissão pode serum símbolo de dados, um símbolo de piloto ou um valor desinal de zero. Os símbolos de piloto podem ser enviadoscontinuamente em cada período de símbolos. Deve ficarentendido que os símbolos de piloto podem ser multiplexadospor divisão de tempo (TDM), multiplexados por divisão defreqüência (FDM), multiplexados por divisão de freqüênciaortogonal (OFDM), multiplexados por divisão de código(CDM), etc. 0 modulador de símbolos 134 6 pode transformarcada conjunto de N símbolos de transmissão para o domíniodo tempo utilizando uma IFFT de N pontos de modo a obter umsímbolo "transformado" que contém N chips no domínio dotempo. 0 modulador de símbolos 134 6 repete tipicamente umaparte de cada símbolo transformado de modo a obter umsímbolo correspondente. A parte repetida é conhecida comoum prefixo cíclico e é utilizada para combater oespalhamento de retardo no canal sem fio.

Uma unidade transmissora (TMTR) 1322a recebe econverte o fluxo de símbolos em um ou mais sinaisanalógicos e ainda condiciona (amplifica, filtra e converteascendentemente em freqüência, por exemplo) os sinaisanalógicos de modo a gerar um sinal de link direto adequadopara transmissão através do canal sem fio. 0 sinal de linkdireto é então transmitido aos terminais através de umaantena 1324a. No terminal 1320, uma antena 1352a recebe osinal de link direto e envia um sinal recebido a umaunidade receptora (RCVR) 1354a. A unidade receptora 1354acondiciona (filtra, amplifica e converte descendentementeem freqüência, por exemplo) o sinal recebido e digitaliza osinal condicionado para obter amostras. Um demodulador desímbolos 1360 remove o prefixo cíclico anexado a cadasímbolo, transforma cada símbolo transformado recebido parao domínio da freqüência utilizando uma FFT de N pontos,obtém N símbolos recebidos para as N subportadoras paracada período de símbolos e envia símbolos de pilotorecebidos para iam processador 1370 para estimação de canal.O demodulador de símbolos 1360 recebe ainda uma estimativade resposta à freqüência para o link direto do processador1370, efetua demodulação de dados nos símbolos de dadosrecebidos para obter estimativas de símbolos de dados (quesão estimativas dos símbolos de dados transmitidos) efornece as estimativas de símbolos de dados a umprocessador de dados RX 1360, que demodula (demapeiasímbolos), desintercala e decodifica as estimativas desímbolos de dados para recuperar os dados de tráfegotransmitidos. O processamento pelo demodulador de símbolos1360 e pelo processador de dados RX 1360 é complementar aoprocessamento pelo modulador de símbolos 1346 e peloprocessador de dados TX 1344, respectivamente, no ponto deacesso 1310.

No link reverso, um processador de dados TX 1378processa dados de tráfego e gera símbolos de dados. Ummodulador de símbolos 1380 recebe e multiplexa os símbolosde dados com símbolos de piloto, efetua modulação e gera umfluxo de símbolos. Os símbolos de piloto podem sertransmitidos em subportadoras que foram atribuídas aoterminal 1320 para transmissão de pilotos, onde o número desubportadoras piloto para o link reverso pode ser o mesmoou diferente do número de subportadoras piloto para o linkdireto. Uma unidade transmissora 1354r em seguida recebe eprocessa o fluxo de símbolos de modo a gerar um sinal delink reverso, que é transmitido pela antena 1352r para oponto de acesso 1310.

No ponto de acesso 1310, o sinal de link reversodo terminal 1320 é recebido pela antena 1324t e processadopor uma unidade receptora 1322t de modo a obterem amostras.Um demodulador de símbolos 1390 processa então as amostrase gera símbolos de piloto recebidos e estimativas desímbolos de dados para o link reverso. Um processador dedados RX 1392 processa as estimativas de símbolos de dadosde modo a recuperar os dados de tráfego transmitidos peloterminal 1320. Um processador 1330 efetua estimação decanal para cada terminal ativo que transmite no linkreverso.

O processador 1330 pode ser também configuradopara utilizar várias técnicas de calibração de modo acalcular as ponderações para calibração e selecionar asponderações calculadas de acordo com uma das técnicas,conforme discutido com relação às Figuras 2 e 10.

Os processadores 1330 e 1370 orientam (porexemplo, controlam, coordenam, gerenciam, etc.) ofuncionamento no ponto de acesso 1310 e no terminal 1320,respectivamente. Os respectivos processadores 1330 e 1370podem ser associados a unidades de memória (não mostradas)que armazenam códigos de programa e dados. Os processadores1330 e 1370 podem também executar computação de modo aderivarem estimativas de resposta à freqüência e ao impulsopara o link reverso e o link direto, respectivamente.

Com referência à Figura 9, um ponto de acessopode compreender uma unidade principal (MU) 1450 e umaunidade de rádio (RU) 1475. A MU 1450 inclui os componentesde banda base digitais de um ponto de acesso. Por exemplo,a MU 1450 pode incluir um componente de banda base 1405 euma unidade de processamento de freqüência intermediária(IF) digital 1410. A unidade de processamento de IF digital1410 processa digitalmente dados de rádio-canal a umafreqüência intermediária pelo desempenho de funções taiscomo filtragem, canalização, modulação e assim por diante..A RU 1475 inclui partes de rádio analógicas do ponto deacesso. Conforme aqui utilizada, uma rádio-unidade é aparte de rádio analógica de um ponto de acesso ou outrotipo de estação transceptora com conexão direta ou indiretacom um centro de comutação móvel ou aparelhocorrespondente. Uma rádio-unidade serve tipicamente a umsetor especifico em um sistema de comunicação. Por exemplo,a RU 1475 pode incluir um ou mais receptores 1430conectados a uma ou mais antenas 1435a-t para recebercomunicações de rádio das unidades de assinante móveis. Sobum aspecto, um ou mais amplificadores de potência 1482a-tsão acoplados a uma ou mais antenas 1435a-t. Conectado aoreceptor 1430 está um conversor analógico-digital (A/D)1425. O conversor A/D 1425 converte as comunicações derádio analógicas recebidas pelo receptor 1430 em entradadigital para transmissão para o componente de banda base1405 por meio da unidade de processamento de IF digital1410. A RU 1475 pode incluir também um ou maistransmissores 1420 conectados ou à mesma óu a uma diferenteantena 1435 para transmitir comunicações de rádio paraterminais de acesso. Conectado ao transmissor 1420 está umconversor digital-anaiógiuo (D/A) 1415. O conversor D/A1415 converte as comunicações digitais recebidas docomponente de banda base 14 05 por meio da unidade deprocessamento de IF digital 1410 em saida analógica paratransmissão para as unidades de assinante móveis. Sobalguns aspectos, um multiplexador 1484 para multiplexaçãode sinais de múltiplos canais e multiplexação de umavariedade de sinais, inclusive um sinal de voz e um sinalde dados. Um processador central 1480 é acoplado à unidadeprincipal 1450 e a Rádio-Unidade para controlar diversosprocessamentos, que incluem o processamento de sinal de vozou dados.

A Figura 10 mostra aspectos de uma metodologiapara determinar o tipo de calibração a ser aplicado. Asponderações de calibração são determinadas para abordagensque são executadas utilizando-se informações dedescasamento somente de fase, bloco 1500, e utilizando-seinformações de descasamento de fase e amplitude, bloco1502. As informações somente de fase podem incluir apenas afase dos vetores de calibração, estimativas de canal ousemelhantes para calcular as ponderações de calibração. Asinformações de fase e amplitude podem incluir asinformações de fase e amplitude dos vetores de calibração,estimativas de canal ou semelhantes para calcular asponderações de calibração. As ponderações de calibraçãopodem ser calculadas com base nas informações de váriosterminais de acesso, conforme descrito com relação àsFiguras 6 e 7. Alternativamente, eles podem ser deinformações para um terminal de acesso único.

É feita em seguida uma seleção quanto a qualconjunto de ponderações aplicar, bloco 1504. Estadeterminação pode ser feita com base em se o descasamentode amplitude após a utilização das ponderações decalibração, que podem ser calculadas no ponto de acesso, éagora pior do que sem calibração. Sob alguns aspectos, istopode ser baseado na Equação 13 seguinte:

<formula>formula see original document page 35</formula>

Na Equação 13, σα representa a diferença deamplitude entre ponderações não-calibradas e calibradaspara a cadeia de transmissão da antena do ponto de acesso éσρ representa a diferença de amplitude entre as ponderaçõesnão-calibradas e calibradas para a cadeia de recepção daantena do ponto de acesso. Em seguida, pode-se determinarse estes ultrapassam algum limite para sua relação. Porexemplo, o minimo é maior que o máximo em algum fatorcalculado predeterminado ou de sistema, como, por exemplo,3. Em outros casos, determina-se se um ou ambos σα e σβultrapassam algum limite predeterminado. Em outros casos,podem ser utilizadas diferentes medições de descasamento decalibração, limites ou relação. As ponderações selecionadassão então aplicadas, bloco 1506.

Para um sistema de acesso múltiplo (por exemplo,um sistema de acesso múltiplo por divisão de freqüência(FDMA), um sistema de acesso múltiplo por divisão defreqüência ortogonal (OFDMA), um sistema de acesso múltiplopor divisão de código (CDMA), um sistema de acesso múltiplopor divisão de tempo (TDMA), etc.), vários terminais podemtransmitir simultaneamente no link reverso. Para talsistema, as subportadoras piloto podem ser compartilhadasentre diferentes terminais. As técnicas de estimação decanal podem ser utilizadas nos casos em que assubportadoras piloto para cada terminal se estendem portoda a banda operacional (com a possível exceção das bordas;da banda). Tal estrutura de subportadoras piloto seriadesejável para se obter diversidade de freqüência para cadaterminal. As técnicas aqui descritas podem serimplementadas por diversos meios. Por exemplo, estastécnicas podem ser implementadas em hardware, software ouuma combinação deles. Para uma implementação em hardware,as unidades de processamento utilizadas para estimação decanal podem ser implementadas dentro de um ou maiscircuitos integrados de aplicação específica (ASICs) ,processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos deprocessamento de sinais digitais (DSPDs) , dispositivos delógica programável (PLDs), arranjos de portas programáveisem campo (FPGAs) , processadores, controladores,,microcontroladores, microprocessadores, outras unidadeseletrônicas projetadas para executar as funções aquidescritas ou uma combinação deles. Com software, aimplementação pode ser através de módulos (como, porexemplo, procedimentos, funções e assim por diante) queexecutem as funções aqui descritas. Os códigos de softwarepodem ser armazenados em uma unidade de memória eexecutados pelos processadores 1390 e 1350.

O que foi descrito acima inclui exemplos de umaou mais modalidades. Evidentemente não é possível descrevertoda combinação concebivel de componentes ou metodologiaspara fins de descrição das modalidades antes mencionadas,mas os versados na técnica podem reconhecer que sãopossíveis muitas outras combinações e permutas de diversasmodalidades. Por conseguinte, as modalidades descritaspretendem abranger todas as alterações, modificações evariações que se incluam dentro do escopo dasreivindicações anexas. Além disto, na medida em que o termo"inclui" é utilizado seja na descrição detalhada, seja nasreivindicações, tal termo pretende ser inclusivo de umamaneira semelhante ao.termo "que compreende (m)" como "quecompreende(m)" é interpretado quando utilizado como umapalavra de transição em uma reivindicação.

Claims (24)

1. Método para calibrar um arranjo de antenas(404), compreendendo:- determinar ponderações de calibração para umarranjo de antenas (404) com base em uma primeira técnicade calibração;- determinar ponderações de calibração para umarranjo de antenas (404) com base em uma segunda técnica decalibração que é diferente da primeira técnica de calibração; edeterminar se aplica as ponderações decalibração de uma dentre a primeira técnica ou a segundatécnica,em que determinar com base na primeira técnica decalibração e determinar com base na segunda técnica decalibração compreende determinar com base na informaçãosomente de um único terminal de acesso ou somente demúltiplos terminais de acesso.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque determinar com base na primeira técnica de calibraçãocompreende determinar com base em informações somente de fase.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, emque determinar com base na segunda técnica de calibraçãocompreende determinar com base em informações de fase eamplitude.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, emque as informações somente de fase compreendem informaçõesde estimativa de canal.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, emque as informações somente de fase compreendem umcomponente de um vetor de calibração que inclui informaçõesde fase e amplitude.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque determinar compreende determinar com base em uma razãode uma saida fornecida pela primeira técnica de calibraçãocom relação a uma saida fornecida pela segunda técnica decalibração.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque determinar compreende determinar uma diferença entre umdescasamento de amplitude entre uma transmissão não-calibrada e uma saida da primeira técnica de calibração euma transmissão não-calibrada e uma saida da segundatécnica de calibração.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque determinar compreende determinar uma diferença entreuma razão de uma diferença entre um mínimo de umdescasamento de amplitude entre uma transmissão não-calibrada e uma saída da primeira técnica de calibração euma transmissão não-calibrada e uma saída da segundatécnica de calibração, e um máximo de um descasamento deamplitude entre uma transmissão não-calibrada e uma saídada primeira técnica de calibração e transmissão não-calibrada e uma saída da segunda técnica de calibração.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque determinar com base na primeira técnica de calibraçãocompreende determinar com base em informações de fase e amplitude.

10. Equipamento de comunicação sem fio (400),compreendendo:- pelo menos duas antenas (404); e- um processador (402) acoplado a pelo menos duasantenas (404), o processador (402) configurado paradeterminar um tipo de calibração a ser aplicado, paracomunicação com as duas antenas (404), de pelo menos doistipos de calibração, em que o processador (402) éconfigurado para determinar o tipo de calibração com basena informação somente de um único terminal de acesso ousomente de múltiplos terminais de acesso.

11. Equipamento de comunicação sem fio (400), deacordo com a reivindicação 10, em que um tipo de calibraçãocompreende a calibração com base em informações somente defase.

12. Equipamento de comunicação sem fio (400), deacordo com a reivindicação 11, em que outro tipo decalibração compreende um tipo de calibração com base eminformações de fase e amplitude.

13. Equipamento de comunicação sem fio (400), deacordo com a reivindicação 10, em que o processador (402) éconfigurado para determinar o tipo de calibração com baseem uma razão de uma saida fornecida por uma primeiratécnica de calibração com relação a uma saida fornecida poruma segunda técnica de calibração.

14. Equipamento de comunicação sem fio (400), deacordo com a reivindicação 10, em que o processador (402) éconfigurado para determinar o tipo de calibração com baseem uma diferença entre um descasamento de amplitude entreuma transmissão não-calibrada e uma saida de uma primeiratécnica de calibração e uma transmissão não-calibrada e umasaida de uma segunda técnica de calibração.

15. Equipamento de comunicação sem fio (400), deacordo com a reivindicação 10, em que o processador (402) éconfigurado para determinar o tipo de calibração com baseem uma diferença entre uma razão de uma diferença entre ummínimo de um descasamento de amplitude entre transmissãonão-calibrada e uma saída de uma primeira, técnica decalibração e transmissão não-calibrada e uma saída de umasegunda técnica de calibração, e um máximo de umdescasamento de amplitude entre uma transmissão não-calibrada e uma saída da primeira técnica de calibração etransmissão não-calibrada e uma saida da segunda técnica decalibração.

16. Equipamento de comunicação sem fio (400), deacordo com a reivindicação 11, em que um tipo de calibraçãocompreende a calibração com base em informações de fase eamplitude.

17. Equipamento (400) para calibrar um arranjo deantenas, compreendendo:- meios para determinar ponderações de calibraçãopara um arranjo de antenas com base em uma primeira técnicade calibração;- meios para determinar ponderações de calibraçãopara um arranjo de antenas com base em uma segunda técnicade calibração que é diferente da primeira técnica decalibração; e- meios para determinar se aplica as ponderaçõesde calibração de uma dentre a primeira técnica ou a segμnda.técnica, em que determinar com base na primeira técnica decalibração e determinar com base na segunda técnica decalibração compreende determinar com base na informaçãosomente de um único terminal de acesso ou somente demúltiplos terminais de acesso.

18. Equipamento (400), de acordo com areivindicação 17, em que os meios para determinar com basena primeira técnica de calibração compreendem meios paradeterminar com base em informações somente de fase.

19. Equipamento (400), de acordo com areivindicação 18, em que os meios para determinar com basena segunda técnica de calibração compreendem meios paradeterminar com base em informações de fase e amplitude.

20. Equipamento (400), de acordo com areivindicação 17, em que os meios para determinarcompreendem meios para determinar com base em uma razão deuma saida fornecida pela primeira técnica de calibração comrelação a uma saida fornecida pela segunda técnica decalibração.

21. Equipamento (400), de acordo com areivindicação 17, em que os meios para determinarcompreendem meios para determinar uma diferença entre umdescasamento de amplitude entre transmissão não-calibrada euma saida da primeira técnica de calibração e transmissãonão-calibrada e uma saida da segunda técnica de calibração.

22. Equipamento (400), de acordo com areivindicação 20, em que os meios para determinarcompreendem meios para determinar uma diferença entre umarazão de uma diferença entre um mínimo de um descasamentode amplitude entre transmissão não-calibrada e uma saída daprimeira técnica de calibração e transmissão não-calibradae uma saída da segunda técnica de calibração, e um máximode um descasamento de amplitude entre transmissão não-calibrada e uma saída da primeira técnica de calibração; .etransmissão não-calibrada e uma saída da segunda técnica decalibração.

23. Equipamento (400), de acordo com areivindicação 17, em que os meios para determinar com basena primeira técnica de calibração compreendem meios paradeterminar com base em informações de fase e amplitude.

24. Instruções legíveis por processador,armazenadas em uma mídia legível por processador, parafazer com que um processador (402) opere para:- determinar ponderações de calibração para umarranjo de antenas com base em uma primeira técnica decalibração;- determinar ponderações de calibração para umarranjo de antenas com base em uma segunda técnica decalibração que é uma técnica de calibração diferente; e- determinar se aplica as ponderações decalibração de uma dentre a primeira técnica ou a segundatécnica,em que determinar com base na primeira técnica decalibração e determinar com base na segunda técnica decalibração compreende determinar com base na informaçãosomente de um único terminal de acesso ou somente demúltiplos terminais de acesso.