BRPI0618271A2

BRPI0618271A2 - aparelho e método para a determinação de parámetro de transmissão de enlace ascendente

Info

Publication number: BRPI0618271A2
Application number: BRPI0618271-2A
Authority: BR
Inventors: Kenichi Higuchi; Hiroyuki Atarashi; Mamoru Sawahashi
Original assignee: Ntt Docomo Inc
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2011-08-23
Also published as: US20090247180A1; US8477732B2; RU2421927C2; KR101234021B1; WO2007052812A1; EP1953977A1; TWI329433B; JP4772514B2; JP2007151056A; KR20080074915A; EP1953977A4; TW200729791A; RU2008119078A

Abstract

APARELHO E MéTODO PARA A DETERMINAçãO DE PARáMETRO DE TRANSMISSãO DE ENLACE ASCENDENTE A presente invenção refere-se a um aparelho para a determinação de parâmetros de transmissão de enlace ascendente (uplink transmission parameters) que inclui uma unidade de recepção que recebe um indicador de qualidade canal a partir de uma estação móvel; uma unidade de armazenamento que armazena relações entre um indicador de qualidade de canal, um esquema de modulação e uma taxa de codificaçãode canal para um enlace ascendente (uplink) e uma ou ambas entre a potência de transmissão e a largura de banda de transmissão para uma estação móvel; uma unidade de determinação que determina um conjunto de parâmetros de transmissão com base na relação; e uma unidade de transmissão que transmite o conjunto de parâmetros de transmissão para aestação móvel.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHOE MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DE PARÂMETRO DETRANSMISSÃO DE ENLACE ASCENDENTE".

Campo da Técnica

A presente invenção refere-se, de maneira geral, ao campo datécnica das comunicações de rádio e, de maneira mais particular, se refere aum aparelho e a um método para a determinação de parâmetros detransmissão para transmitir canais de dados em pacote compartilhados emcanais de enlace ascendente.

Antecedentes dá Técnica

Neste campo técnico, é usada uma variedade de tecnologia quevisa aperfeiçoar a qualidade de sinais de enlace ascendente (uplink pilotchannel) transmitidos por rádio. Uma das técnicas refere-se a um método decontrole de potência de transmissão. Nessa técnica, é medida a qualidadede recepção de um canal piloto de enlace ascendente (transmitido a partir deuma estação móvel e recebido em uma estação base. Então, perda decaminho e/ou outros fatores podem ser avaliados e a potência detransmissão para a estação móvel é determinada para compensar osfatores. A potência de transmissão determinada é informada a uma estaçãomóvel. Desta forma, um nível de qualidade determinado de sinais recebidospode ser garantido na estação base. Outra técnica para aperfeiçoar aqualidade do sinal refere-se ao método de Codificação de Canal eModulação Adaptativa (AMC). O método de AMC pode alcançar a melhorprodutividade operacional (throughput) possível sob as condições decomunicação atuais através da alteração, de modo adaptável, do nível demodulação e da taxa de codificação, a qual depende da qualidade doscanais de rádio. O método de AMC é usado no esquema de Acesso emPacote com Enlace Descendente em Alta Velocidade (HSDPA), porexemplo. O HSDPA é descrito em detalhe, por exemplo, no documento denão-patente 1.

Desta maneira, a produtividade operacional (throughput) podeser aperfeiçoada através do estabelecimento de parâmetros de transmissão,como a potência de transmissão e o nível de modulação, de maneiraapropriada. A produtividade operacional (throughput) pode incluir asrespectivas produtividades operacionais de usuário, bem como aprodutividade operacional (throughput) de sistema total e deseja-seaperfeiçoar tanto as produtividades operacionais de usuário quanto aprodutividade operacional (throughput) de sistema. Particularmente, épossível que haja demanda para produtividade operacional (throughput)aperfeiçoada adicional em sistemas de comunicação futuros. Por tal motivo,é muito mais importante adaptar os parâmetros de transmissão para a qualidade do canal, a qual é denominada "adaptação de enlace (linkadaptation)", para a qualidade de transmissão de sinal aperfeiçoada.

Documento não-patente 1: 3GPP TR25.848: "Physical LayerAspects of UTRAN High Speed Downlink Packet Access".Descrição da Invenção

Problema a ser Solucionado pela Invenção

O objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho e ummétodo para a determinação de parâmetros de transmissão adequada paraqualidade de canal de rádio de enlace ascendente.Meios para Solucionar o Problema

Em um aspecto da presente invenção, um aparelho para adeterminação de parâmetros de transmissão de enlace ascendente incluiuma unidade de recepção que recebe um indicador de qualidade de canal apartir de uma estação móvel, uma unidade de armazenamento quearmazena relações entre um indicador de qualidade de canal, um esquema de modulação e uma taxa de codificação de canal para um enlaceascendente e o nível de potência de transmissão e/ou largura de banda detransmissão para uma estação móvel, sendo que uma unidade dedeterminação determina um conjunto de parâmetros de transmissão combase nas relações e uma unidade de transmissão que transmite o conjunto de parâmetros de transmissão para a estação móvel.

Vantagem da Invenção

De acordo com a modalidade da presente invenção, podem serfornecidos um aparelho e um método para a determinação de parâmetros detransmissão adequada para qualidade de canal de rádio de enlaceascendente (uplink radio channel quality).

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama esquemático em bloco de uma estaçãobase, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A figura 2 é um diagrama esquemático em bloco de uma estaçãomóvel, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A figura 3 é um fluxograma (1) de um método para adeterminação dè um parâmetro de transmissão, de acordo com umamodalidade da presente invenção.

A figura 4 mostra uma tabela de consulta exemplificativa.

A figura 5 mostra, de maneira esquemática, um aspectoexemplificativo de uma determinação de largura de banda de transmissão.

A figura 6 mostra uma correspondência exemplificativa entre aqualidade do canal e números MCS.

A figura 7 mostra uma tabela MCS exemplificativa.

A figura 8 é um fluxograma (2) de outro método de determinaçãode parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A figura 9 é um fluxograma (3) de outro método de determinaçãode parâmetro de transmissão de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A figura 10 é um fluxograma (4) de outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão de acordo com uma modalidadeda presente invenção.

A figura 11 mostra, de maneira esquemática, um aspectoexemplificativo de uma determinação de largura de banda de transmissão,levando em conta as múltiplas estações móveis.

A figura 12 mostra uma tabela de comparação exemplificativadas primeiras quatro modalidades.

A figura 13 mostra um esquema exemplificativo de MIMO paraum único usuário.

A figura 14 mostra um esquema exemplificativo de MIMO paramúltiplos usuários.

A figura 15 mostra uma banda de freqüência em um esquema deMIMO de único usuário.

A figura 16 mostra uma banda de freqüência no esquema deMIMO para múltiplos usuários.

A figura 17 é um diagrama esquemático em bloco de umaestação base, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A figura 18 é um diagrama esquemático em bloco de umaestação móvel, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A figura 19 é um fluxograma (1) de um método de determinaçãode parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A figura 20 mostra uma variação do fluxograma ilustrado nafigura 19.

A figura 21 é um fluxograma (2) de um método de determinaçãode parâmetro de transmissão de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A figura 22 mostra uma variação do fluxograma ilustrado nafigura 21.

A figura 23 é um fluxograma (3) de um método de determinaçãode parâmetro de transmissão de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A figura 24 mostra uma variação do fluxograma ilustrado nafigura 23.

A figura 25 é um fluxograma (4) de um método de determinaçãode parâmetro de transmissão de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A figura 26 mostra uma variação do fluxograma ilustrado nafigura 25; e

A figura 27 mostra uma tabela de comparação exemplificativa dasétima à décima modalidades.

Lista de Referências Numéricas

10: estação base11: unidade de radiofreqüência12: unidade de extração de sinal13: unidade de medição de qualidade de canal14,15: unidade de decodificação e de demodulação16: unidade de determinação de parâmetro de transmissão20: estação móvel21: área de armazenamento temporário (buffer) de transmissão22,23: unidade de codificação e de modulação24: unidade de multiplexação25: filtro para limitação de banda26: unidade de radiofreqüência27: unidade de amplificação de potência28: unidade de codificação e demodulação de canal de controlede enlace descendente (downlink)171: unidade de separação de sinal

Melhor Maneira para Praticar a Invenção

Em uma modalidade da presente invenção, um conjunto deparâmetros de transmissão é derivado com base em um indicador dequalidade de canal recebido a partir de uma estação móvel. O conjunto deparâmetros de transmissão é derivado a partir de uma correspondênciaarmazenada do indicador de qualidade de canal, do esquema de modulação(modulation scheme) e da taxa de codificação de canal em enlaceascendente (channel coding rate uplink) e da potência de transmissão e/ouda largura de banda de transmissão de uma estação móvel e é relatado àestação móvel. A estação móvel determina diversas configuraçõesadequadas para os parâmetros de transmissão para sinais de enlaceascendente (uplink signals) transmitidos subseqüentemente.

Já que além da AMC e da potência de transmissão , a largura debanda de transmissão também pode ser adaptada dependendo dascondições de comunicação, mais combinações dos parâmetros detransmissão podem ser obtidos e os parâmetros de transmissão podem sercombinados de maneira mais adequada dependendo da qualidade do canal.Como resultado, a qualidade da transmissão do sinal pode ser aperfeiçoadaainda mais.

Em uma modalidade, o conjunto de parâmetros de transmissãopode ser derivado para ajustar, de modo adaptável, a taxa de dados deenlace ascendente (uplink date rate) a uma determinada duração enquanto apotência de transmissão é mantida de maneira constante. Por exemplo, apotência de transmissão pode ser derivada a partir do valor médio de tempodo indicador de qualidade de canal enquanto a largura de banda detransmissão, o nível de modulação e a taxa de codificação de canal podemser obtidos a partir de valores instantâneos do indicador de qualidade decanal. De modo alternativo, a potência de transmissão e a largura de bandade transmissão podem ser derivadas a partir do valor médio do indicador dequalidade de canal. Como resultado, a produtividade operacional(throughput) de sistema total pode ser aperfeiçoada e, portanto, os recursospodem ser usados de maneira mais eficiente.

Em outra modalidade, o conjunto de parâmetros de transmissãopode ser derivado para ajustar a potência de transmissão enquanto a taxade dados de enlace ascendente (uplink data rate) é mantida de maneiraconstante por uma determinada duração. Por exemplo, a largura de bandade transmissão, o nível de modulação e a taxa de codificação de canalpodem ser derivados a partir do valor médio de tempo do indicador dequalidade de canal enquanto a potência de transmissão pode ser derivada apartir de valores instantâneos do indicador de qualidade de canal. Estamodalidade é vantajosa, de maneira particular, para comunicações em quecomunicações em tempo real são veemente exigidas.

De modo alternativo, o conjunto de parâmetros de transmissãopode ser derivado para aperfeiçoar, ao menos, uma taxa de erro derecepção de enlace ascendente (uplink reception error rate) e aprodutividade operacional (throughput).Os respectivos itens do indicador de qualidade de canal podemser recebidos a partir de múltiplas estações móveis e o conjunto deparâmetros de transmissão pode ser derivado a partir dos itens do indicadorde qualidade de canal. Neste caso, uma largura de banda de transmissãomais apropriada pode ser determinada levando-se em conta as estaçõesmóveis individuais, bem como a interoperação entre as estações móveis.Primeira modalidade

A figura 1 é um diagrama esquemático em bloco de uma estaçãobase, de acordo com uma modalidade da presente invenção. A estaçãobase 10 inclui uma unidade de radiofreqüência (RF) 11, uma unidade deextração de sinal 12, uma unidade de medição de qualidade de canal 13,unidades de demodulação e decodificação 14, 15 e uma unidade dedeterminação de parâmetro de transmissão 16.

A unidade de radiofreqüência (RF) 11 desempenha diversasoperações, como conversão de freqüência, limitação de banda ou conversãode analógico para digital para converter pacotes de rádio transmitidos apartir de uma estação móvel e recebidos em uma antena (não mostrada) emsinais de banda base. Os pacotes de radio podem não ser transmitidos apartir das estações móveis e podem ser transmitidos a partir de quaisqueroutros tipos de terminais de comunicação, incluindo uma estação fixa. Paradissipar toda e qualquer dúvida, a presente invenção é descrita abaixo emconjunto com as estações móveis.

A unidade de extração de sinal 12 é acoplada a uma saída daunidade de RF 11 para extrair e fornecer um canal piloto, um canal decontrole de pacote compartilhado (doravante designado no presente "canalde controle" (contrai channel)) e um canal de dados em pacotecompartilhado (doravante designado no presente "canal de dados"(datachannel)) em um sinal recebido. O canal piloto, o canal de controle e o canalde dados são multiplexados por tempo (time multiplexed), freqüência(frequency-multiplexed) ou código (code-multiplexed) ou por umacombinação destes para transmissão de rádio. Portanto, a unidade deextração de sinal 12 extrai o sinal multiplexado (multiplexed signal) efunciona como um demultiplexador (demultiplexer).

A unidade de medição de qualidade de canal 13 é acoplada auma saída da unidade de extração de sinal 12 para medir a qualidade derecepção do canal piloto e fornecer valores instantâneos da qualidade derecepção. Normalmente, a qualidade de recepção ou a qualidade do canal émedida na relação da potência do sinal para a potência de ruído (SIR ou SIRde recepção) de um canal piloto recebido. De modo geral, entretanto, estaspodem ser avaliadas usando-se qualquer indicador de qualidade de canaladequado ou Indicador de Qualidade de Canal (channel Quality Indicator)(CQI). Ainda, a unidade de medição de qualidade de canal 13 determina amédia dos valores instantâneos da qualidade de recepção através de umadeterminada duração, por exemplo, através de uma determinada duraçãoque varia de 10 ms a 1 segundo, para computar a média de tempo daqualidade de recepção e para fornecer qualidade média de canal.

As unidades de demodulação e decodificação 14, 15 recebem ocanal de controle e o canal de dados, respectivamente, da unidade deextração de sinal 12. A unidade de demodulação e decodificação 14demodula e codifica o canal de controle recebido, extrai a informaçãorequerida para demodular o canal de dados (por exemplo, o nível demodulação e a taxa de codificação de canal) e o fornece para a unidade dedemodulação e decodificação 15. Com base na informação de controlefornecida, a unidade de demodulação e decodificação 15 demodula ecodifica o canal de dados recebido para transmissão de dados adicional eoutras operações.

A unidade de determinação de parâmetro de transmissão 16 éacoplada à unidade de medição de qualidade de canal 13 para derivar efornecer um conjunto de parâmetros de transmissão para enlacesascendentes (uplinks) subseqüentes com base em valores instantâneos dequalidade de recepção e o valor médio de tempo. O conjunto de parâmetrosde transmissão pode incluir alguns parâmetros relacionados à transmissãode sinal de enlace ascendente (uplink), como o nível de potência detransmissão de uma estação móvel, a largura de banda de transmissão, onível de modulação e a taxa de codificação de canal. Tal conjunto deparâmetros de transmissão pode ser derivado em uma freqüênciaapropriada para cada estação móvel. O conjunto de parâmetros detransmissão derivado é fornecido a estações móveis através de canais decontrole de enlace descendente (downlink). Descreve-se abaixo, emdetalhes, como derivar os parâmetros de transmissão.

A figura 2 é um diagrama esquemático em bloco de uma estaçãomóvel, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Uma estaçãomóvel 20 inclui uma área de armazenamento temporário (buffer) detransmissão 21, unidades de modulação e codificação 22, 23, uma unidadede multiplexação 24, um filtro para limitação de banda 25, uma unidade deradiofreqüência (RF) 26, uma unidade de amplificação de potência 27 e umaunidade de demodulação e decodificação 28 para canais de controle. Deve-se observar que nenhuma unidade de demodulação e de decodificação paracanais de dados é ilustrada para simplificação.

A área de armazenamento temporário (buffer) de transmissão 21armazena, de maneira temporária, dados de tráfego que um usuáriotransmitirá e fornece os dados de tráfego de acordo com uma taxa de dadosespecificada. Apesar de que existam, na prática, alguns elementos paraarmazenar e fornecer dados para canais de controle, estes são omitidospara propósitos de simplificação. Os dados de tráfego formam canais dedados em sinais transmitidos.

A unidade de modulação e codificação 22 é acoplada a umasaída da área de armazenamento temporário (buffer) de transmissão 21para canais de dados de codificação de canal e modulação de dados parasatisfazer a taxa de dados especificada.

A unidade de modulação e codificação 23 codifica o canal emodula os dados dos canais de controle.

A unidade de multiplexação é acoplada às unidades demultiplexação e codificação 22, 23 para multiplexar os canais de dados e oscanais de controle. A multiplexação pode ser realizada por tempo,.freqüência, código ou uma combinação destes.O filtro para limitação de banda 25 estabelece a largura debanda de sinais transmitidos de acordo com instruções. Nesta modalidade,cinco larguras de banda, 1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz e 20 MHz, sãocobertas pelo sistema e uma das cinco larguras de banda é selecionada deforma arbitrária. Evidentemente, a presente invenção não é limitada aosvalores específicos e tipos de largura de banda supramencionados equalquer outro valor ou tipo de largura de banda pode ser usado.

A unidade de radiofreqüência (RF) 26 desempenha diversasoperações, como conversão de analógico para digital ou conversão defreqüência para converter sinais de banda base em sinais de rádio.

A unidade de amplificação de potência 27 amplifica a potênciade sinais transmitidos de acordo com instruções.

A unidade de demodulação e decodificação do canal de controle28 demodula e codifica os canais de controle recebidos em enlacesdescendentes (donwlink) e extrai um conjunto de parâmetros de transmissãoque inclui a potência de transmissão, a largura de banda de transmissão, onível de modulação e a taxa de codificação de canal. A unidade dedemodulação e de decodificação 28 fornece os parâmetros de transmissãoextraídos para a área de armazenamento temporário (buffer) de transmissão21, para as unidades de modulação e codificação 22, 23, para o filtro delimitação de banda 25 e para a unidade de amplificação de potência 27.

A figura 3 é um fluxograma de um método de determinação deparâmetro de transmissão de acordo com uma modalidade da presenteinvenção. Este fluxo é desenvolvido em uma estação base e, de modoespecífico, a unidade de medição de qualidade de canal 13 e a unidade dedeterminação de parâmetro de transmissão 16 são, principalmente,responsáveis pelo fluxo. O fluxo começa com a etapa SO em que canaispilotos são recebidos em enlaces ascendentes (uplinks) a partir de estaçõesmóveis individuais. Na etapa S1, a qualidade de recepção ou um valorinstantâneo da qualidade do canal é medida com base no nível de potênciade recepção dos canais pilotos . Conforme afirmado acima, a qualidade derecepção ou a qualidade do canal pode ser avaliada no SIR de recepção. OSIR de recepção é usado como um indicador de qualidade de canal ou CQI.A estação base pode realizar programação de freqüência com base no SIRde recepção e designa bandas de freqüência adequadas para as estaçõesmóveis.

Na etapa S2, valores instantâneos do indicador de qualidade decanal são medidos para uma determinada duração, a qual pode variar,tipicamente, de 10 ms a 1 segundo, porém pode possuir diversos valoresque dependem de aplicações e o valor médio de tempo do indicador dequalidade de canal é computado.

Na étapa S3, a potência de transmissão das estações móveisna transmissão dos canais de dados é determinada com base no valormédio de tempo da qualidade do canal. Neste caso, a margem de potênciade transmissão das estações móveis junto ao valor médio de tempo doindicador de qualidade de canal pode ser levada em consideração. Este é omotivo pelo qual o nível de potência de transmissão possível das estaçõesmóveis pode ser variável dependendo do desempenho das estações móveis.Nesta modalidade, a potência de transmissão das estações móveis édeterminada com referência a uma tabela de consulta (lookup table).

A figura 4 mostra uma tabela de consulta (lookup table)exemplificativa. Na modalidade ilustrada, relações exemplificativas sãoilustradas entre níveis de potência de recepção Ri a Rx de um canal piloto euma estação base, os níveis de qualidade CQI1 a CQIx do indicador dequalidade de canal, os níveis de potência de transmissão PT1a PTx de umaestação móvel e os níveis de potência de recepção Di.w a Dx.w por largurade banda na estação base. A potência de recepção é fornecida para cadalargura de banda W diferente. Tais relações são armazenadas em umarmazenamento apropriado e podem ser lidas e atualizadas conforme sefaça necessário. Na etapa S3 desta modalidade, o nível de potência detransmissão é determinado através da identificação de CQI, quecorresponde ao valor médio de tempo do indicador de qualidade de canal eao encontrar o nível de potência de transmissão PT, que corresponde aoCQIi identificado. Observe que a relação entre o indicador de qualidade decanal e a potência de transmissão na tabela de consulta (lookup table) podeser determinada em relação à interferência em células periféricas e/ou naprecisão das taxas de dados alcançáveis por estações móveis diferentes. Sea potência de transmissão de uma estação móvel nos arredores das bordasda célula é aumentada somente em relação à condição de recepção, suascélulas adjacentes na periferia das bordas da célula podem sofrer umainterferência mais significante. Portanto, é desejável que a tabela deconsulta (lookup table) seja determinada em relação à interferência nascélulas na periferia das bordas da célula. Por outro lado, as estações móveisnos arredores de uma estação base podem fornecer uma pequenainterferência nas células localizadas na periferia das bordas da célula.Portanto, a taxa de dados atingível pode ser aumentada sem interferênciasignificante nas células na periferia das bordas da célula através do aumentoda potência de transmissão . Neste caso, a taxa de dados das estaçõesmóveis nos arredores da estação base é aperfeiçoada com o ônus desacrificar a taxa de dados alcançável das estações móveis na periferia dasbordas da célula e, portanto, é desejável que a precisão entre respectivastaxas de dados alcançáveis das múltiplas estações móveis seja levada emconta.

Na etapa S4 na figura 3, a largura de banda de transmissão paracanais de dados de enlace ascendente (uplink) é determinada com base novalor instantâneo CQIt da qualidade de canal e a potência de transmissãoPT, determinada. Nesta modalidade, as cinco larguras de banda de enlaceascendente (uplink) 1,25 MHz, 2,5 MHz1 5 MHz, 10 MHz e 20 MHz sãofornecidas. Nesta etapa, a largura de banda mais adequada para aqualidade de canal atual é selecionada dentre as larguras de banda deenlace ascendente (uplink). A potência de transmissão por banda deunidade (em uma estação base) ilustrada na figura 4 indica um nível depotência estimado na estação base no caso em que uma estação móveltransmite sinais e uma largura de banda W determinada no nível de potênciade transmissão PTi. Por exemplo, caso a largura de banda seja 1,25 MHz eo nível potência de transmissão seja ΡΤ1, o nível de potência de recepçãopor banda de unidade na estação base pode ser Di.1,25· Caso o nível depotência de transmissão seja PTi e a largura de banda seja 2,5 MHz1 onível de potência de recepção na estação base pode ser Di.2,5· Destamaneira, caso os níveis de potência de transmissão PTi a PTx sejamfornecidos para as cinco larguras de banda diferentes, os níveis de potênciade recepção D.1,25.....Dx.20 por largura de banda na estação base podem

ser fornecidos na tabela. Ainda, a largura de banda de transmissãosuportadas pelas estações móveis pode ser levada em consideração paradeterminar a largura de banda de transmissão. Este é o motivo pelo qual alargura de banda de transmissão alcançável pelas estações móveis podediferir dependendo do desempenho das estações móveis. Na atribuição dalargura de banda de transmissão, além da taxa de dados exigida por umaestação móvel alvo, a atribuição da largura de banda de transmissão paraoutras estações móveis pode ser levada em consideração. Neste caso, alargura de banda de transmissão é atribuída como parte da programação defreqüência envolvida na atribuição da largura de banda de transmissão paramúltiplas estações móveis. Já que o nível potência de transmissão PTi éderivado a partir do valor médio de tempo do indicador de qualidade decanal na etapa 3, o nível de potência de recepção Dj.w derivado a partir donível de potência de transmissão PT, pode indicar, também, um valor médio.Nesta modalidade, a energia media de recepção é corrigida com base novalor instantâneo CQIt do indicador de qualidade de canal e, então, potênciade recepção instantânea Diw' é derivada. Com base, na potência derecepção instantânea estimada, conforme, desta maneira, derivada, e emum limite pré-determinado, a melhor largura de banda de transmissãoinstantânea é derivada.

A figura 5 mostra um aspecto da determinação da melhor largurade banda de transmissão. Como um resultado da correção da potência derecepção média com o indicador instantâneo de qualidade de canal, apotência de recepção Di w' é primeiramente obtida. Portanto, presume-seque a relação entre a largura de banda e a potência de recepção éestabelecida conforme ilustrado na figura 5. Ainda, presume-se que o limitepré-determinado é fornecido como a linha pontilhada. Nesta modalidade, alargura de banda de transmissão é selecionada para fazer o nível depotência de recepção por banda de unidade em uma estação base mais altado que o limite e para obter uma banda o mais larga possível. Namodalidade ilustrada, as três larguras de banda 1,25 MHz, 2,5 MHz e 5 MHzsão selecionadas como candidatas à largura de banda dotadas de nível depotência de recepção mais alta do que o limite e a largura de banda maislarga de 5 MHz é determinada como a largura de banda de transmissãoentre as larguras de banda candidatas. Observe que a largura de banda detransmissão pode ser selecionada para ter o nível de potência de recepçãomais baixo do que o limite e uma banda mais estreita possível dependendodo método de configuração do limite adotado. Em ambos os casos, édesejável que uma largura de banda mais larga seja obtida a partir do pontode vista de aumento da margem de desvanecimento (fading tolerance) queusa diversas freqüências. Ademais, a potência de recepção de umaestação base deve ter um nível razoavelmente alto para fazer com que aqualidade de recepção na estação base seja mais alta do que ou igual a umdeterminado nível. Neste caso, deseja-se que a largura de banda sejaselecionada para ter uma potência de recepção mais baixa na estação basea partir de um ponto de vista de sinais de energia de pico mais baixo.

Na etapa S5 na figura 3, o nível de modulação (modulation levei)e a taxa de codificação de canal (channel coding rate) são determinadoscom base em valores instantâneos CQIt do indicador de qualidade de canale a largura de banda de transmissão. Nesta modalidade, combinações dosníveis de modulação (modulation leveis) e das taxas de codificação de canal(channel coding rates) são predefinidas e cada uma das combinações podeser identificada através da especificação dos números MCS MCSi, ..., MCSxem uma tabela MCS. A correspondência entre o indicador de qualidade decanal e os números MCS são predefinidos conforme ilustrado na figura 6. Afigura 7 mostra uma tabela MCS exemplificativa e combinaçõesexemplificativas entre os níveis de modulação (modulation leveis) e as taxasde codificação de canal (channel coding rates). No exemplo ilustrado, acombinação é definida de forma tal que o número MCS mais alto poderesultar na taxa de bit relativamente mais alta.

Na etapa S6 na figura 3, a estação base informe o conjunto deparâmetros de transmissão que inclui a potência de transmissão , a largurade banda de transmissão e o número MCS conforme determinado nasetapas S3, S4 e S5 para a estação móvel através de um canal de controlede enlace descendente (downlink control channel). A estação móveldemodula o canal de controle de enlace descendente (downlink controlchannel) e configura a taxa de codificação de canal, o nível de modulação, alargura de banda de transmissão e a potência de transmissão de acordocom os parâmetros de transmissão.

De acordo com esta modalidade, a largura de banda detransmissão e o número MCS são alterados através do tempo com base nosvalores instantâneos do indicador de qualidade de canal e, portanto, amodalidade ilustrada da presente invenção é preferida a partir do ponto devista da banda de transmissão que é usada de maneira eficiente usada nosistema total. Nesta modalidade, enquanto a taxa de dados é alteradaatravés do tempo, a potência de transmissão é mantida de maneiraconstante como uma média. Portanto, a modalidade ilustrada é vantajosa,de modo particular, para comunicações de dados que não ocorrem emtempo real em que as características de tempo real não são exigidas demaneira relativa.

De acordo com esta modalidade, a potência de transmissão e alargura de banda de transmissão junto com a AMC são controladas e,portanto, o número de combinações dos parâmetros de transmissão deenlace ascendente (uplink) pode ser aumentado de modo significante. Comoresultado, o conjunto de parâmetros de transmissão pode ser combinadoadicionalmente, de maneira adequada, dependendo da qualidade do canal.Caso somente a AMC e a potência de transmissão sejam controladas,existem opções de potência de transmissão reduzida e número MCS maisalto sob a boa qualidade de canal. De acordo com esta modalidade,entretanto, outra opção para modificação da largura de banda detransmissão é fornecida. Existe uma tendência a respeito de um dado nívelde potência de transmissão que a largura de banda mais larga resulta emuma redução na potência de transmissão por banda de unidade ou reduçãona potência de recepção em estações base e uma largura de banda maisestreita resulta em um aumento na potência de transmissão por banda deunidade ou um aumento na potência de recepção em uma estação base.Sob pior qualidade de canal, ao invés do aumento na energia por banda deunidade através da preservação da largura de banda enquanto a potência detransmissão é aumentada, a potência por banda de unidade pode seraumentada através da redução da largura de banda. De modo alternativo,somente a largura de banda de transmissão pode ser mais estreita sobmelhor qualidade de canal, exceto as opções supramencionadas, sem umaumento na potência de transmissão ou o número MCS. Desta maneira, osrecursos do sistema podem ser conservados sem que haja modificação nataxa de transmissão. Estes são, simplesmente, exemplos e diversosconjuntos dos parâmetros de transmissão que podem ser combinados.

Observe que quando uma estação base deriva um conjunto deparâmetros de transmissão, pode-se considerar caso uma taxa de erro sejaalta ou baixa e/ou caso a produtividade operacional (throughput) sejasuficiente ou insuficiente além do indicador de qualidade de canal CQI. Porexemplo, após um conjunto de parâmetros de transmissão ser derivado deacordo com o método supramencionado, a potência de transmissão e/ououtros podem ser modificados com base na taxa de erro. Ademais, a taxa dedifusão dos códigos de difusão (diffusion codes) podem ser ajustadosdependendo da largura de banda de transmissão.

Segunda Modalidade

A figura 8 é um fluxograma de outro método para adeterminação de parâmetro de transmissão de acordo com uma modalidadeda presente invenção. O fluxo começa com a etapa SO em que os canaispilotos são recebidos a partir de estações móveis através de enlacesascendentes (uplinks). Na etapa S1, a qualidade de recepção ou um valorinstantâneo do indicador de qualidade de canal é medido com base no nívelde potência de recepção de um canal piloto.

Na etapa S2, os valores instantâneos do indicador de qualidadede canal são medidos através de uma determinada duração e o valor médiode tempo do indicador de qualidade de canal é computado.

Na etapa S3, a potência de transmissão de canais de dadostransmitida através de uma estação móvel é determinada com base no valormédio de tempo da qualidade do canal. Neste caso, margens da potência detransmissão da estação móvel individual podem ser consideradas junto como valor médio de tempo da qualidade de canal. A potência de transmissãoda estação móvel é determinada com referência a uma tabela de consulta(lookup table) conforme ilustrado na figura 4. De forma mais específica, apotência de transmissão é determinada através da identificação do CQI,correspondente âo valor médio de tempo do indicador de qualidade de canale ao encontrar a potência de transmissão PTi correspondente ao CQI,identificado.

Nesta modalidade, na etapa S3, a largura de banda detransmissão é derivada, de maneira adicional, com base no valor médio CQIido indicador de qualidade de canal. Em outras palavras, a potência derecepção Dlw por banda de unidade em uma estação base é derivada demaneira correspondente ao valor médio CQI, do indicador de qualidade decanal e à potência de transmissão PT, determinada e, então, a largura debanda de transmissão é derivada com base na relação entre a potência derecepção Diiw e um limite predefinido. O método ilustrado na figura 5 podeser aplicado para derivar a largura de banda de transmissão a partir dapotência de recepção D"i.w.

Na etapa S4, o nível de modulação (modulation level) e a taxade codificação de canal (channel coding rate) são determinados com baseno valor instantâneo CQI"t do indicador de qualidade de canal.

Na etapa S5, a estação base informa o conjunto de parâmetrosde transmissão que inclui a potência de transmissão , a largura de banda detransmissão e o número MCS determinado nas etapas S3 e S4 para aestação móvel através de um canal de controle de enlace descendente(downlink control channel). A estação móvel demodula o canal de controlede enlace descendente (downlink control channel) e estabelece a taxa decodificação de canal, o nível de modulação, a largura de banda detransmissão e a potência de transmissão de acordo com uma instrução nosparâmetros de transmissão.

Nesta modalidade, a largura de banda de transmissão não éalterada de maneira instantânea e é determinada como uma média. Amodalidade ilustrada é preferida a partir de um ponto de vista deaplicabilidade para sistemas existentes com a AMC em uma largura debanda fixa.

Terceira Modalidade

A figura 9 é um fluxograma de outro método de determinação deparâmetro de transmissão de acordo com uma modalidade da presenteinvenção. O fluxo começa com a etapa SO em que os canais pilotos sãorecebidos a partir de estações móveis individuais. Na etapa S1, a qualidadede recepção ou valores instantâneos dos indicadores de qualidade de canalsão medidos com base no nível de potência de recepção dos canais pilotos.

Na etapa S2, os valores instantâneos do indicador de qualidadede canal estão sendo medidos através de uma determinada duração e,então, o valor médio de tempo do indicador de qualidade de canal écomputado.

Na etapa S3, a largura de banda de transmissão e o númeroMCS de um canal de dados a ser transmitido por uma estação móvel sãodeterminados com base no valor médio de tempo da qualidade de canal.Neste caso, as margens da potência de transmissão das estações móveisindividuais junto com o valor médio de tempo do indicador de qualidade decanal podem ser considerados. A largura de banda de transmissão dasestações móveis é derivada com referência a uma tabela de consulta(lookup table) conforme ilustrado na figura 4. De maneira mais específica, apotência de recepção Di w por banda de unidade em uma estação base éderivada correspondendo ao valor médio CQIi do indicador de qualidade decanal e a largura de banda de transmissão é derivada a partir da relaçãoentre a potência de recepção Diw e um limite predefinido. O métodoconforme ilustrado em conjunto com a figura 5 pode ser aplicado paraderivar a largura de banda de transmissão a partir da potência de recepçãoDi.w.

Na etapa S3 desta modalidade, o número MCS é derivado, demaneira adicional, com base em um valor médio CQIj do indicador dequalidade de canal. A relação entre o valor médio da qualidade de canal e onúmero MCS pode ser predefinido e o número MCS pode ser derivado apartir da relação.

Na étapa S4, a potência de transmissão da estação móvel éderivada a partir do valor instantâneo CQIt do indicador de qualidade decanal. A relação entre o valor instantâneo da qualidade de canal e a potênciade transmissão pode ser predefinida e a potência de transmissão pode serderivada a partir da relação.

Na etapa S5, a estação base informa um conjunto deparâmetros de transmissão que inclui a potência de transmissão , a largurade banda de transmissão e o número MCS determinado nas etapas S3 e S4para a estação móvel através de um canal de controle de enlacedescendente (downlink control channel). A estação móvel demodula o canalde controle de enlace descendente (downlink control channel) e estabelece ataxa de codificação de canal, o nível de modulação, a largura de banda detransmissão e a potência de transmissão de acordo com os parâmetros detransmissão.

Nesta modalidade, a largura de banda de transmissão e onúmero MCS não são, de modo instantâneo, alterados, porém,determinados como uma média. Então, muito embora a taxa de dados sejamantida relativamente constante, a modalidade ilustrada é particularmentevantajosa, por exemplo, para as comunicações em tempo real.Quarta Modalidade

A figura 10 é um fluxograma de um outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. O fluxo se inicia com a etapa S0, em que os canaispilotos são recebidos a partir de estações móveis individuais através deenlaces ascendentes (uplinks). Na etapa S1, a qualidade de recepção ouvalores instantâneos da qualidade do canal são medidos com base no nívelde potência de recepção dos canais pilotos .

Na etapa S2, os valores instantâneos do indicador de qualidadede canal são medidos por uma determinada duração, a qual pode,tipicamente, estar na faixa de 10 min a 1 s, e computa-se o valor médio detempo do indicador de qualidade de canal.

Na etapa S3, o número MCS para um canal de dadostransmitido por uma estação móvel é determinado com base no valor médiode tempo. Neste caso, pode-se considerar as margens da potência detransmissão das estações móveis individuais, junto com o valor médio detempo do indicador de qualidade de canal.

Na etapa S4, a potência de transmissão da estação móvelderiva-se do valor instantâneo de CQIt do indicador de qualidade de canal eo número MCS determinado.

Na etapa S5, a largura de banda de transmissão é determinadacom base no valor instantâneo de CQIt do indicador de qualidade de canal ena potência de transmissão determinada.

Na etapa S6, a estação base relata um conjunto de parâmetrosde transmissão que incluem a potência de transmissão , a largura de bandade transmissão e o número MCS para a estação móvel através de um canalde controle de enlace descendente (downlink control channel). A estaçãomóvel demodula o canal de controle de enlace descendente (downlinkcontrol channel) e determina a taxa de codificação do canal, o nível demodulação, a largura de banda de transmissão e a potência de transmissão ,de acordo com os parâmetros de transmissão.

Segundo esta modalidade, na medida em que a taxa de dados émantida constante, a potência de transmissão e a largura de banda detransmissão são instantaneamente alteradas. Então, a modalidade ilustradaé vantajosa, em particular, para comunicações, tais como comunicaçõessonoras, onde as comunicações em tempo real estão, relativamente, em altademanda.

A figura 12 mostra comparações exemplificativas ao longo dediferentes métodos de determinação da potência de transmissão , da largurade banda de transmissão e dos esquemas de modulação, de acordo com aprimeira á quarta modalidades da presente invenção. Na ilustração, o termo"BAIXO" usado no presente significa que o nível de um item, tal como apotência de transmissão, na fileira superior de cada coluna é determinadosob controle de baixa velocidade, ou seja, o nível é determinado sob controlecom valor médio de tempo em períodos longos do indicador de qualidade decanal. O termo "ALTO" usado no presente significa que o nível de um itemna fileira superior de cada coluna é determinado sob controle de altavelocidade, ou seja, o nível é, adaptativamente, determinado sob controlecom os valores instantâneos do indicador de qualidade de canal.

Quinta Modalidade

Na primeira à quarta modalidades, o conjunto de parâmetros detransmissão é determinado, de modo independente, para cada estaçãomóvel. Na quinta modalidade da presente invenção, determina-se a largurade banda de transmissão para as estações móveis individuais, emconsideração com a relação entre as múltiplas estações móveis.

A figura 11 mostra um aspecto do método de determinação dalargura de banda de transmissão, de acordo com essa modalidade. À guisade ilustração, considera-se que as larguras de banda 2,5 MHz, 5MHz, 10MHz e 15 MHz são fornecidas para os enlaces ascendentes (uplinks) para osistema. Então, considera-se, ainda, que os usuários A e B tenham arelação, conforme ilustrado nas figuras 11A e 11B, com relação às potênciasde recepção respectivas por banda de unidade na estação base. Sob talponto de vista, a maior dentre as larguras de banda candidatas, maior queum limite predefinido, teria 10 MHz tanto para o usuário A quanto para ousuário B. Assim, caso a largura de banda do sistema geral seja maior ouigual a 20 MHz, a largura de banda de 10 MHz pode ser determinada paracada um dos usuários A e B. No entanto, se a largura de banda disponíveldo sistema geral for 15 MHz, por exemplo, a determinação acima não épossível. Essa modalidade, vantajosamente abrange tal situação.

Na situação ilustrada, a margem me do usuário B do limiar émaior que a margem mA do usuário A (mB > mA). Isso significa que o usuárioB possui uma qualidade de canal melhor e, então, a estação base podereceber sinais a partir do usuário B com maior qualidade. Portanto, nestamodalidade, uma largura de banda maior, de 10 MHz, é determinada para ousuário B enquanto uma largura de banda menor, de 5 MHz, é determinadapara o usuário A. Como resultado, a largura de banda de transmissão podeser determinada de modo eficaz. Enquanto o usuário B com a qualidade decanal melhor pode receber o benefício do efeito de diversidade em umabanda mais ampla, o usuário A pode obter potência maior por banda deunidade. Como resultado, é possível melhorar a qualidade de transmissão,dependendo da qualidade de canal respectiva.

Sexta Modalidade

Conforme estabelecido em conjunto com a quinta modalidade,os parâmetros de transmissão das estações móveis podem serdeterminados de maneira independente para as estações móveis individuaisou podem ser ajustadas para algumas das estações móveis. Ainda, algunsesquemas (1) a (3), conforme apresentados abaixo, são concebíveis para ocontrole da potência de transmissão.

(1) A potência de transmissão das estações móveis pode sercontrolada, de modo que a mesma potência de recepção possa seralcançada em uma estação base para todas as estações móveis. De acordocom esse esquema, todas as estações móveis podem alcançar ganhothroughput) similar e/ou taxa de erro, e assim, o esquema é vantajoso doponto de vista da probidade (fairness) entre as estações móveis. No entanto,o esquema possui uma desvantagem pelo fato de que as estações móveisna borda da célula pode interferir, de maneira significativa, com outrascélulas.

(2) A potência de transmissão das estações móveis pode sercontrolada de tal modo que todas as estações móveis possam transmitirsinais na mesma potência de transmissão. Esse esquema é vantajoso pelofato de que o ganho dentro de uma célula pode ser maximizado. Por outrolado, há o risco de redução no ganho dos usuários na borda da célula, eentão pode-se perder a probidade dentre os usuários.

(3) Como um esquema intermediário entre os esquemas (1) e(2), a potência de transmissão é controlada de tal modo que a potência derecepção maior ou igual a um determinado nível possa ser alcançada emuma estação base para todas as estações móveis e os sinais transmitidos apartir das estações móveis nos arredores de uma estação base podem serrecebidos na estação base com maior energia. De acordo com esseesquema, é possível melhorar o ganho em uma célula com relação àprobidade dentre as estações móveis.

Sétima Modalidade

Da sétima à décima modalidades da presente invenção referem-se aos sistemas de antenas múltiplas ou sistemas MIMO (Entradas e SaídasMúltiplas). Em geral, os sistemas MIMO são classificados em sistemas dotipo MIMO de único usuário e sistemas do tipo MIMO para múltiplosusuários.

A figura 13 mostra o princípio do sistema do tipo MIMO de únicousuário. Muito embora uma estação base (Nó B) seja mostrada, à guisa desimplificação, para ter duas antenas de recepção para receber sinais a partirde um terminal do usuário (UE) dotado de duas antenas de transmissão, aquantidade de antenas não se limita a isso e qualquer quantidade deantenas pode ser utilizada. Na ilustração, os sinais separados são,simultaneamente, transmitidos a partir das antenas de transmissão nQ 1 e ne2 do terminal do usuário (UE), na mesma banda de freqüência. A estaçãobase recebe os sinais espacialmente multiplexados e rearmazenaseqüências de sinais transmitidos a partir das antenas de transmissãodiferentes ao executar um método adequado de separação de sinal.

A figura 14 mostra o princípio do esquema MIMO para múltiplosusuários. À guisa de simplificação, dois terminais do usuário (UE1, UE2),cada um dotado de uma ou mais antenas de transmissão e transmitemsinais separados. Os sinais espacialmente multiplexados são recebidos naestação base. A estação base executa o método adequado de separaçãode sinal e rearmazena seqüências de sinal diferentes transmitidas a partir decada um dos terminais de comunicação.

Em qualquer caso do MIMO de único usuário ou do MIMO paramúltiplos usuários, a estação base recebe sinais diferentes dentro da mesmabanda, de forma simultânea, e separa os sinais com um método deseparação de sinal para rearmazenar os sinais de enlace ascendente (uplinksignals) respectivos. Conforme descreve-se abaixo, a presente invençãopode ser aplicada para sinais de enlace ascendente (uplink signals) em umsistema de múltiplas antenas. Presume-se que uma banda de freqüênciacomum seja usada dentre as múltiplas antenas de transmissão ou múltiplosusuários.

A figura 15 mostra que os respectivos sinais transmitidos a partirda primeira antena de transmissão n°. 1 e a segunda antena de transmissãon5 2 têm a mesma banda de freqüência no esquema MIMO de único usuário.Por exemplo, se a banda de freqüência determinada para o sistema (largurade banda do sistema) for 20 MHz e 5 MHz for estabelecido para um certousuário, a primeira antena de transmissão nQ 1 e a segunda antena detransmissão nQ 2 usam a mesma banda de freqüência de 5 MHz.

A figura 16 mostra que os respectivos sinais transmitidos a partirdo usuário 1 e do usuário 2 têm a mesma banda de freqüência. Porexemplo, presume-se que a banda de freqüência de 20 MHz é estabelecidapara o sistema e que a mesma banda de freqüência de 5 MHz éestabelecida para os usuários 1 e 2.

A figura 17 é um diagrama em bloco esquemático de umaestação base dotada de duas antenas de recepção. A estação base incluiunidades de radiofreqüência (RF) 11-1 e 11-2, uma unidade de separaçãode sinal 171, uma unidade de extração de sinal 12, unidades de medição dequalidade de canal 13-1 e 13-2, unidades de decodificação e dedemodulação 14-1, 15-1, 14-2 e 15-2 e uma unidade de determinação deparâmetro de 16. Conforme se faça conveniente, a estação base inclui asduas antenas, mas pode-se usar antenas maiores que duas antenas derecepção. Ainda, muito embora o esquema MIMO de único usuário sejadescrito abaixo, em detalhes, pode-se aplicar a presente invenção aoesquema MIMO para múltiplos usuários.

As unidades de radiofreqüência 11-1 e 11-2 executam diversasoperações, tais como conversão de freqüência, limitação de banda ouconversão de analógico para digital, para a conversão de pacotes de rádiotransmitidos a partir das estações móveis e recebidos via múltiplas antenasde recepção (não mostradas) em sinais de banda de base.

A unidade de separação de sinal 171 obtém dois sinaistransmitidos a partir das antenas de transmissão n° 1 e n° 2 ao aplicar algummétodo de separação de sinal para dois sinais ou seqüências de dadosrecebidos simultânea e espacialmente multiplexados.

A unidade de extração de sinal 12 extrai e fornece um canalpiloto, um canal de controle de pacote compartilhado (também referido comoum "canal de controle" ("control cahnnel")) e um canal de dados de pacotecompartilhado (também referido como um "canal de dados"("data channel"))a partir dos sinais transmitidos separados. O canal piloto, o canal decontrole e o canal de dados são multiplexados por tempo, multiplexados porfreqüência, multiplexados por código ou multiplexados em uma combinaçãodesses para radiotransmissão a partir das antenas de transmissão. Assim, aunidade de extração de sinal 12 serve, ainda, como um demultiplexador paraseparar, propriamente, os sinais multiplexados.

As unidades de medição de qualidade de canal 13-1 e 13-2 sãoacopladas à uma saída para o canal piloto da unidade de extração de sinal12. As unidades de medição de qualidade de canal 13-1 e 13-2 avaliam aqualidade de recepção dos canais pilotos para as antenas de transmissãocorrespondentes e medem os respectivos valores instantâneos da qualidadede recepção. As unidades de medição de qualidade de canal 13-1 e 13-2ponderam os valores instantâneos da qualidade de recepção por umaduração determinada, por exemplo, na faixa de 10 min a 1 s, para cadaantena de transmissão e computa o valor médio de tempo da qualidade derecepção para fornecer qualidade de canal média.As unidades de decodificação e de demodulação 14-1, 14-2, 15-1 e 15-2 recebem canais de controle e canais de dados a partir da unidadede extração de sinal 12 para cada antena de transmissão. As unidades dedecodificação e de demodulação 14-1 e 14-2 demodulam e decodificam oscanais de controle recebidos a partir das respectivas antenas, extraemalguns itens de informações, tais como o nível de modulação e a taxa decodificação de canal, exigida para demodular os canais de dados, e ostransmite para as unidades de decodificação e de demodulação 15-1 e 15-2,respectivamente. As unidades de decodificação e de demodulação 15-1 e15-2 demodulam e decodificam os canais de dados recebidos com base nasinformações de controle transmitidas para processamento adicional, talcomo a transmissão de dados.

A unidade de determinação de parâmetro de transmissão 16 éacoplada às saídas das unidades de medição de qualidade de canal 13-1 e13-2. A unidade de determinação de parâmetro de transmissão 16 deriva efornece um conjunto de parâmetros de transmissão associado aossubseqüentes enlaces ascendentes (uplink) com base nos valoresinstantâneos e no valor médio de tempo da qualidade de recepção. Oconjunto de parâmetros de transmissão pode incluir alguns parâmetrosreferentes à transmissão de sinal de enlace ascendente (uplink signal), talcomo a potência de transmissão das estações móveis, a largura de bandade transmissão, o nível de modulação e a taxa de codificação de canal. Talconjunto de parâmetros de transmissão é derivado de uma freqüênciaapropriada para cada estação móvel. Os parâmetros de transmissãoderivados são informado para as estações móveis individuais através decanais de controle de enlace descendente (downlink control channels). Ummétodo de derivação de parâmetros de transmissão é descrito abaixo, emdetalhes.

A figura 18 é um diagrama em bloco esquemático de umaestação móvel, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Aestação móvel inclui uma área de armazenamento temporário (buffer) detransmissão 21, unidades de modulação e codificação 22-1 e 22-2, filtrospara limitação de banda 25-1 e 25-2, unidades de radiofreqüência (RF) 26-1e 26-2, unidades de amplificação de potência 27-1 e 27-2 e uma unidade dedecodificação e de demodulação de canal de controle 28. Deve-se notarque nenhuma unidade operacional referente à codificação e modulação paraos canais de controle é mostrada, à guisa de simplificação.

A área de armazenamento temporário (buffer) de transmissão 21armazena, temporariamente, os dados de tráfego a serem transmitidos porum usuário e fornece os dados de tráfego de acordo com uma taxa de dadosespecificada.

As unidades de modulação e codificação 22-1 e 22-2 sãoacopladas à área de armazenamento temporário (buffer) de transmissão 21e codificam o canal e modulam os dados dos canais de dados para asantenas de transmissão correspondentes, a fim de alcançar a taxa de dadosindicada.

Os filtros para limitação de banda 25-1 e 25-2 estabelecem alargura de banda dos sinais transmitidos, de acordo com as indicações paracada antena de transmissão. Nesta modalidade, cinco larguras de banda de1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz e 20 MHz são fornecidas para osistema, e seleciona-se uma das larguras de banda. Conforme estabelecidoacima, os sinais transmitidos via duas antenas de transmissão ocupam amesma banda de freqüência.

As unidades de radiofreqüência (RF) 26-1 e 26-2 executamdiversas operações, tais como conversão de digital para analógico, ouconversão de freqüência para as antenas de transmissão correspondentespara a conversão de sinais de rádio em sinais de banda de base.

As unidades de amplificação de potência 27-1 e 27-2 amplificama potência dos sinais transmitidos, de acordo com as indicações, para asantenas de transmissão correspondentes.

A unidade de demodulação e decodificação de canal de controle28 demodula e decodifica os canais dos canais de controle recebidos nosenlaces descendentes (downlink) e extrai dos canais de controle umconjunto de parâmetros de transmissão, que incluem a potência detransmissão , a largura de banda de transmissão, o nível de modulação e ataxa de codificação de canal. A unidade de demodulação e decodificação 28transmite os parâmetros de transmissão extraídos para a área dearmazenamento temporário (buffer) de transmissão 21, as unidades demodulação e codificação 22-1 e 22-2, as unidade de filtros para limitação debanda 25-1 e 25-2 e as unidades de amplificação de potência 27-1 e 27-2para as antenas de transmissão correspondentes.

A figura 19 é um fluxograma de um método de determinação deparâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção. Esse fluxo é realizado em uma estação base, particularmente,nas unidades de medição de qualidade de canal 13-1 e 13-2 e na unidadede determinação de parâmetro de transmissão 16, na figura 17. O fluxo seinicia com as etapas S11 e S21, onde os canais pilotos de enlaceascendente (uplink) transmitidos a partir das antenas de transmissão dasestações móveis são recebidos em duas antenas de recepção da estaçãobase. Na ilustração, o fluxo corresponde às operações após o método deseparação de sinal. Os enlaces ascendentes (uplinks) incluem dois tipos deenlaces ascendentes (uplinks), ou seja, um enlace ascendente (uplink)proveniente da primeira antena de transmissão n- 1 e um enlace ascendente(uplink) proveniente da segunda antena de transmissão ns 2. Muito embora oesquema MIMO de único usuário seja descrito abaixo à guisa desimplificação, a presente invenção pode ser aplicada ao esquema MIMOpara múltiplos usuários. Ainda, nesse caso, os enlaces ascendentes(uplinks) podem incluir um enlace ascendente (uplink) proveniente dousuário 1 e um enlace ascendente (uplink) proveniente do usuário 2. Nasetapas S11 e S21, os valores instantâneos da qualidade de recepção ou aqualidade de canal são medidos com base no nível de potência dos canaispilotos de enlace ascendente (uplink).

Nas etapas S12 e S22, os valores instantâneos do indicador dequalidade de canal são medidos através de uma determinada duração, e ovalor médio de tempo do indicador de qualidade de canal é computado combase nos valores instantâneos na etapa S13. A duração determinada está,tipicamente, na faixa de 10 min a 1 s, porém diversas durações podem serutilizadas, dependendo das aplicações. Estima-se que, apesar de asantenas de transmissão n°1 e n°2 poderem possuir valores instantâneosdiferentes do indicador de qualidade de canal, os respectivos valores médiospodem ser similares. Por essa razão, a etapa S13 é comumente realizadapara cada enlace ascendente (uplink).

Na etapa S14, a potência de transmissão para transmitir umcanal de dados a partir de uma estação móvel é determinada com base novalor médio de tempo da qualidade de canal. Neste caso, a margemassociada à potência de transmissão de cada estação móvel, junto com ovalor médio de tempo do indicador de qualidade de canal podem ser levadosem consideração. Esse é o motivo pelo qual as estações móveis podemconter diferentes níveis de potência de transmissão alcançáveis entre si,dependendo da execução delas. Nessa modalidade, a potência detransmissão das estações móveis pode ser determinada, de acordo com ométodo descrito em conjunto com a figura 4.

Na etapa S15, a largura de banda de transmissão para os canaisde dados de enlace ascendente (uplink data channels) é determinada combase na potência de transmissão PTi determinada na etapa S14 e nosrespectivos valores instantâneos de CQIt(1), de CQIt(2) da qualidade de canalassociada aos diferentes enlaces ascendentes (uplinks). Nessa modalidade,cinco larguras de bandas de 1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz e 20 MHzsão fornecidas para os enlaces ascendentes (uplinks). Dentre elas, a maisadequada para a atual qualidade de canal é selecionada usando o mesmométodo como o descrito em conjunto com a figura 4. A potência detransmissão PTi obtida na etapa S14 é derivada com base no valor médiode tempo do indicador de qualidade de canal, e assim, a potência derecepção DiiW da estação base, estimada com base na potência detransmissão PTi, representaria, também, um valor médio. Nessamodalidade, a potência de recepção média é adicionalmente corrigida como valor instantâneo de CQIt do indicador de qualidade de canal, a fim dederivar potência de recepção instantânea Di,W. Com base na potência derecepção derivada e um limite predefinido, deriva-se a largura de banda detransmissão instantânea mais eficiente.

Nas etapas S16 e S26, determina-se a combinação do nível demodulação (modulation levei) e a taxa de codificação de canal (channelcoding rate) para cada enlace ascendente (uplink), com base no valorinstantâneo de CQIt do indicador de qualidade de canal e na largura debanda de transmissão. Nessa modalidade, as combinações do nível demodulação (modulation levei) e a taxa de codificação de canal (channelcoding rate) são predefinidas, e cada combinação pode ser identificada aoespecificar o número MCS (MCSi, ..., MCSx) em uma tabela MCS.

Na etapa S17, a estação base transmite um conjunto deparâmetros de transmissão, tais como a potência de transmissão , a largurade banda de transmissão ou o número MCS, determinados para cada enlace(uplink) ascendente nas etapas S14, S15 e S16 para uma estação móvel. Aestação móvel demodula o canal de controle de enlace descendente(downlink control channel) e estabelece a taxa de codificação de canal, onível de modulação, a largura de banda de transmissão e a potência detransmissão para cada antena de transmissão, em conformidade com osparâmetros de transmissão.

De acordo com essa modalidade, a largura de banda detransmissão e o número MCS são instantaneamente modificados para cadaenlace ascendente (uplink) com base nos valores instantâneos do indicadorde qualidade de canal, e então, a presente modalidade é desejada do pontode vista da utilização eficiente da banda de transmissão, como um sistemacompleto. Na presente modalidade, enquanto a taxa de dados éinstantaneamente modificada, a potência de transmissão é mantidaconstante, como uma média. Desse modo, a presente modalidade éparticularmente vantajosa para as comunicações de dados que não sejamem tempo real e outras, onde a comunicação em tempo real não fordemandada com intensidade.

A figura 20 é um fluxograma de um outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. Muito embora esse fluxo seja similar, em linhasgerais, ao fluxo descrito em conjunto com a figura 19, eles podem diferir naetapa S16'. Na etapa S16' do presente fluxo, o número MCS para o usocomum em ambos os enlaces ascendentes (antenas de transmissão n° 1 en° 2) é determinado com base nos valores de qualidade de canalinstantâneos avaliados para as antenas de transmissão n° 1 e n° 2 e para alargura de banda de transmissão determinada. Como resultado, é possívelreduzir a quantidade de bits de controle para os canais de controle (canaisde sinalização) no controle AMC.

Oitava Modalidade

A figura 21 é um fluxograma de um outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. Esse fluxo se inicia com as etapas S11 e S21, ondeos canais pilotos de enlace ascendente (uplink pilot channels) são recebidosa partir das antenas de transmissão das estações móveis. Nas etapas S12e S22, os valores instantâneos da qualidade de recepção ou do indicador dequalidade de canal são medidos com base no nível de potência de recepçãodos canais pilotos.

Na etapa S13, os valores instantâneos do indicador de qualidadede canal estão sendo medidos por uma certa duração, e computa-se o valormédio de tempo do indicador de qualidade de canal.

Na etapa S14, a potência de transmissão para transmitir oscanais de dados a partir de cada antena das estações móveis é determinadacom base no valor médio de tempo da qualidade de canal. Nesse caso, amargem da potência de transmissão associada à cada estação móvel, juntocom o valor médio de tempo da qualidade de canal, pode ser levada emconsideração. A potência de transmissão das estações móveis pode serdeterminada com relação à uma tabela de consulta (lookup table) ilustradana figura 4. Mais especificamente, pode-se determinar a potência detransmissão ao identificar o CQIi correspondente ao valor médio de tempodo indicador de qualidade de canal e detectar a potência de transmissão PT,correspondente ao CQIi, identificado.Nesta modalidade, na etapa S14, a largura de banda detransmissão também é derivada com base no valor médio de CQIi doindicador de qualidade de canal.

Nas etapas S15 e S25, determina-se a combinação do nível demodulação (modulation levei) e taxa de codificação de canal (channel codingrates) para as antenas de transmissão correspondentes, com base no valorinstantâneo de CQIt do indicador de qualidade de canal e na largura debanda de transmissão. Nessa modalidade, as combinações dos níveis demodulação e as taxas de codificação de canal são predefinidas, e cada umadas combinações são identificadas ao especificar o número MCS (MCS1, ...,MCSx) em uma tabela MCS.

Na etapa S16, uma estação base transmite um conjunto deparâmetros de transmissão, tais como a potência de transmissão , a largurade banda de transmissão e o número MCS, determinados nas etapas S14,S15 e S25 para cada enlace ascendente (uplink) para uma estação móvel.A estação móvel demodula os canais de controle de enlace descendente(downlink control channel) e estabelece a taxa de codificação de canal, onível de modulação, a largura de banda de transmissão e a potência detransmissão para cada antena de transmissão, de acordo com osparâmetros de transmissão.

Nessa modalidade, determina-se a largura de banda detransmissão como uma média sem modificação instantânea. A presentemodalidade é preferida do ponto de vista da fácil aplicação aos sistemasexistentes, onde o AMC é executado em uma largura de banda fixa.

A figura 22 é um fluxograma de um outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. Muito embora o fluxo seja similar, em linhas gerais,ao fluxo descrito em conjunto com a 21, eles podem diferir na etapa S15'.Na etapa S15' do presente fluxo, o número MCS para o uso comum emambas as antenas de transmissão n° 1 e n° 2 é utilizado nos valores dequalidade de canal instantâneos medidos para as antenas de transmissão n°1 e ne 2 e para a largura de banda de transmissão determinada. Como umresultado, é possível reduzir a quantidade de bits de controle para os canaisde controle no controle AMC.Nona Modalidade

A figura 23 é um fluxograma de um outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. Esse fluxo se inicia com as etapas S11 e S21, ondeos canais pilotos de enlace ascendente (uplink pilot channels) são recebidosa partir das antenas de transmissão das estações móveis. Nas etapas S12e S22, os valores instantâneos da qualidade de recepção ou o indicador dequalidade de canal são medidos para cada enlace ascendente (uplink) combase no nível de potência de recepção dos canais pilotos .

Na etapa S14, a largura de banda de transmissão para transmitircanais de dados a partir de uma estação móvel é determinada com base namédia de tempo da qualidade de canal. Nessa modalidade, na etapa S14,também se deriva o número MCS (o nível de modulação (modulation levei) ea taxa de codificação de canal (channel coding rate)) com base no valormédio de CQli do indicador de qualidade de canal, a correspondência entreos valores médios da qualidade de canal e os números MCS pode serpredefinida, e o número MCS pode ser derivado a partir da correspondência.

Nas etapas S15 e S25, os níveis de potência de transmissãoassociados às antenas de transmissão correspondentes da estação móvelsão derivados a partir do valor instantâneo de CQIt do indicador dequalidade de canal.

Na etapa S16, uma estação base transmite um conjunto deparâmetros de transmissão que incluem a potência de transmissão , alargura de banda de transmissão e o número MCS determinado nas etapasS14, S15 e S25 para cada enlace ascendente (uplink) para uma estaçãomóvel. A estação móvel demodula os canais de controle de enlacedescendente (downlink control channels) e estabelece a taxa de codificaçãode canal, o nível de modulação, a largura de banda de transmissão e apotência de transmissão para cada antena de transmissão, de acordo comos parâmetros de transmissão.

Nesta modalidade, a largura de banda de transmissão e onúmero MCS são determinados como uma média sem modificaçãoinstantânea. Dessa forma, desde que a taxa de dados seja mantidarelativamente constante, a presente modalidade é vantajosa, em especial,para as comunicações em tempo real, por exemplo.

A figura 24 é um fluxograma de um outro método dedeterminação dé parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. Muito embora esse fluxo seja similar, em linhasgerais, ao fluxo descrito em conjunto com a figura 23, eles podem diferir naetapa S15'. Na etapa S15' do presente fluxo, a potência de transmissãopara o uso comum em ambas as antenas de transmissão n9 1 e ne 2 édeterminada com base nos valores da qualidade de canal instantâneosmedidos para as antenas de transmissão nQ 1 e n9 2, para a largura debanda de transmissão determinada e o número MCS. Como um resultado, épossível reduzir a quantidade de bits de controle para os canais de controleno controle AMC.Décima Modalidade

A figura 25 é um fluxograma de um método de determinação deparâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção. Esse fluxo se inicia com as etapas S11 e S21, onde os canaispilotos de enlace ascendente (uplink pilot channel) são recebidos a partirdas antenas de transmissão das estações móveis. Nas etapas S12 e S22,os valores instantâneos da qualidade de recepção ou da qualidade de canalsão medidos para os enlaces ascendente (uplinks) correspondentes, combase no nível de potência de recepção dos canais pilotos .

Na etapa S13, os valores instantâneos do indicador de qualidadede canal estão sendo medidos por uma certa duração, a qual pode estar,tipicamente, na faixa de 10 min a 1 s, e computa-se o valor médio de tempodo indicador de qualidade de canal.Na etapa S14, o número MCS para o uso na transmissão doscanais de dados a partir de uma estação móvel é determinado para cadaenlace ascendente (uplink), com base no valor médio de tempo da qualidadede canal.

Nas etapas S15 e S25, a potência de transmissão associadacom cada enlace ascendente é derivada a partir dos valores instantâneos doindicador de qualidade de canal associados à antena de transmissãocorrespondente e o número MCS determinado.

Na etapa S16, uma estação base transmite um conjunto deparâmetros de transmissão que incluem a potência de transmissão, a largurade banda de transmissão e o número MCS determinado nas etapas S14,S15 e S25 para cada enlace ascendente (uplink) para uma estação móvel.A estação móvel demodula o canal de controle de enlace descendente(downlink control channel) e estabelece a taxa de codificação de canal, onível de modulação, a largura de banda de transmissão e a potência detransmissão para cada antena de transmissão, de acordo com osparâmetros de transmissão.

Nesta modalidade, enquanto a taxa de dados é mantidaconstante, a potência de transmissão associada à cada antena detransmissão é modificada instantaneamente. Então, a presente modalidadeé vantajosa, em especial, para as comunicações, tais como comunicaçõessonoras, onde as comunicações em tempo real são demandadas comintensidade.

A figura 26 é um fluxograma de um outro método dedeterminação de parâmetro de transmissão, de acordo com uma modalidadeda presente invenção. Muito embora o fluxo seja similar, em linhas gerais,ao fluxo descrito em conjunto com a figura 25, eles podem diferir na etapaS15'. Na etapa S15' do presente fluxo, a potência de transmissão para ouso comum em ambas as antenas de transmissão n° 1 e n° 2 é determinadacom base nos valores de qualidade de canal instantâneos medidos para asantenas de transmissão n° 1 e n° 2 e para o número MCS determinado.

Como resultado, é possível reduzir a quantidade de bits de controle para oscanais de controle no controle AMC.

A figura 27 mostra a comparação exemplificativa entre osdiferentes métodos de determinação de largura de banda de transmissão eos esquemas de modulação, de acordo com a sétima à décimamodalidades. Similar à figura 12, o termo "BAIXO" utilizado na figura 27significa que o nível de um item, tal como a potência de transmissão , nafileira superior de cada coluna, é determinado sob o controle lento, enquantoo termo "ALTO" utilizado no presente significa que o nível de um item, nafileira superior de cada coluna, é determinado sob controle rápido, ou seja, onível é determinado de maneira adaptativa sob controle com os valoresinstantâneos do indicador de qualidade de canal. O termo "COMUM" aquiutilizado significa que o nível é comumente estabelecido entre diferentesantenas de transmissão. O termo "SEPARADO" utilizado no presente,significa que o nível é estabelecido de maneira separada entre as diferentesantenas de transmissão.

As modalidades preferidas da presente invenção foramdescritas. No entanto, a presente invenção não se limita às modalidades, ediversas modificações e variações podem ser feitas dentro do espírito dapresente invenção. Conforme se faça conveniente, a presente invenção temsido descrita com referência às modalidades separadas, mas a separaçãodas modalidades não é essencial à presente invenção. Uma ou maismodalidades podem ser usadas, se necessário.

Este pedido de patente internacional é baseado no Pedido dePrioridade Japonesa N9 2005-317569, depositado em 31 de outubro de2005, cuja totalidade do conteúdo encontra-se incorporada ao presente àguisa de referência.

Este pedido de patente internacional também é baseado noPedido de Prioridade Japonesa No 2006-009300, depositado em 17 dejaneiro de 2006, cuja totalidade do conteúdo encontra-se incorporada ao30 presente à guisa de referência.

Claims

1. Aparelho para a determinação de um ou mais parâmetros detransmissão para transmissão de enlace ascendente (uplink transmission) deum sinal, que compreende:uma unidade de recepção que recebe um indicador de qualidadede canal a partir de uma estação móvel;uma unidade de armazenamento que armazena a relaçãoexistente entre um indicador de qualidade de canal, um esquema demodulação e uma taxa de codificação de canal de um enlace ascendente(uplink) e uma ou ambas entre a potência de transmissão e a largura debanda de transmissão da estação móvel;uma unidade de determinação que determina um conjunto dosparâmetros de transmissão com base na relação; euma unidade de transmissão que transmite o conjunto dosparâmetros de transmissão para a estação móvel.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o conjuntode parâmetros de transmissão é determinado de forma tal que uma taxa dedados de enlace ascendente (uplink data rate) seja ajustada, de formaadaptável, em uma determinada duração enquanto a potência detransmissão é mantida de maneira constante.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o conjuntode parâmetros de transmissão é determinado de tal maneira que uma taxade dados de enlace ascendente (uplink data rate) seja mantida de maneiraconstante em uma determinada duração enquanto a potência detransmissão é ajustada de modo variável.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que o conjuntode parâmetros de transmissão é determinado de tal modo que, ao menos,uma taxa de erro de recepção e uma produtividade operacional (througput)do enlace ascendente (uplink) sejam aperfeiçoados.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que:a unidade de recepção recebe múltiplos indicadores de qualida-de de canal a partir de múltiplas estações móveis, eos respectivos conjuntos de parâmetros de transmissão para asestações móveis são determinados com base nos indicadores de qualidadede canal.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, em que a unidadede recepção recebe um indicador de qualidade de canal para múltiplos sinaisrecebidos através de múltiplas antenas de recepção.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, em que asrespectivas taxas de dados para múltiplos enlaces (multiple uplinks) sãoajustadas, de maneira adaptável, em uma determinada duração enquanto osrespectivos níveis de potência de transmissão para os múltiplos enlacesascendentes (multiple uplinks) são mantidos de maneira constante.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, em que osrespectivos níveis de potência de transmissão para múltiplos enlacesascendentes (multiple uplinks) são ajustados, de maneira adaptável,enquanto as respectivas taxas de dados para os múltiplos enlacesascendentes (multiple uplinks) são mantidas de maneira constante.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, em que múltiplossinais são transmitidos a partir de único terminal de comunicação.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, em que osmúltiplos sinais são transmitidos a partir de, ao menos, dois terminais decomunicação distintos.

11. Método de determinação de um ou mais parâmetros detransmissão para a transmissão de enlace ascendente (uplink transmission)de um sinal, que compreende:receber um indicador de qualidade de canal a partir de umaestação móvel;determinar um conjunto de parâmetros de transmissão com baseem uma relação de armazenamento entre um indicador de qualidade decanal, um esquema de modulação e uma taxa de codificação de canal paraum enlace ascendente (uplink)e uma ou ambas entre a potência detransmissão e a largura de banda de transmissão para uma estação móvel;etransmitir o conjunto de parâmetros de transmissão para aestação móvel.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em quea potência de transmissão é determinada com base em umvalor de médio de tempo do indicador de qualidade de canal, ea largura de banda de transmissão, o nível de modulação e ataxa de codificação de canal são determinados com base em um ou maisvalores instantâneos do indicador de qualidade de canal.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que:a potência de transmissão e a largura de banda da transmissãosão determinados com base em um valor médio de tempo do indicador dequalidade de canal, eo nível de modulação e a taxa de codificação de canal sãodeterminados com base em um ou mais valores instantâneos do indicadorde qualidade de canal.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que:a largura de banda de transmissão, o nível de modulação e ataxa de codificação de canal são determinados com base em um valor médiode tempo do indicador de qualidade de canal, ea potência de transmissão é determinada com base em um oumais valores instantâneos do indicador de qualidade de canal.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que:o nível de modulação e a taxa de codificação de canal sãodeterminados com base em um valor médio de tempo do indicador dequalidade de canal, ea potência de transmissão e a largura de banda de transmissãosão determinadas com base em um ou mais valores instantâneos doindicador de qualidade de canal.