BRPI0706360A2 - equipamentos e métodos de geração de downlink frame em sistema de comunicação sem fio e de busca de célula e meio legìvel em computador - Google Patents
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Abstract
Equipamentos e Métodos de Geração de Downhink Frame em Sistema de Comunicação Sem Fio e de Busca de Célula e Meio Legível em Computador. A invenção proporciona um método de gerar um sinal de downlink e buscar uma célula na base do sinal de downlink num sistema celular baseado em OFDM. O sinal de downlink inclui uma pluralidade de blocos de sincronização tendo, cada um, uma pluralidade de subframes e um padrão de sincronização composto de uma combinação de um código de identificação de grupo de células para identificar um grupo de células e um código de identificação de sincronização de frame para indicar que é gerado um ponto de inicio do frame em cada um dos blocos de sincronização. Códigos diferentes de identificação de sincronização de frame são alocados aos blocos de sincronização.
Description
"Equipamentos e Métodos de Geração de Downlink Frame emSistema de Comunicação Sem Fio e de Busca de Célulae Meio Legível em Computador"
Relatório Descritivo
Campo Técnico
A presente invenção relaciona-se com um método e equi-pamento de geração de um sinal de downlink num sistema celular e,mais particularmente, a um método de busca de uma célula de down-link num sistema celular baseado em multiplexação ortogonal dedivisão de freqüência (OFDM).
Técnica Antecedente
Num sistema celular, para sincronização inicial, um ter-minal deve adquirir sincronização de contagem de tempo e sincroniza-ção de freqüência na base de sinais transmitidos a partir de umaestação de base e realizar uma busca de célula. Depois da sincroniza-ção inicial, o terminal deve rastrear a contagem de tempo e freqüência erealizar a contagem de tempo e a sincronização da freqüência entrecélulas adjacentes e a busca de células para handover.
Num sistema celular síncrono, todas as estações de basepodem realizar a sincronização de frames usando informações de tempocomuns a partir de um sistema externo. Todavia, um sistema celularque foi desenvolvido por 3GPP (3o projeto de sociedade de geração) é umsistema assíncrono em que são independentes as contagens de tempode frame de todas as estações de base. O sistema celular assíncronoprecisa realizar um processo de busca de células, diferentemente dosistema celular síncrono.Portanto, foi proposto um método de aquisição de sincro-nização usando um preâmbulo separado e buscando uma célula.Todavia, o método não pode ser aplicado a um sistema sem o preâmbu-lo. Além disso, foi proposto um método de aquisição de sincronização ebusca de células usando símbolos piloto dispostos em pontos de partidae finais de um subframe. Todavia, o método tem um problema namedida em que deve ser usado um grande número de pilotos.
Revelação da Invenção
Problema Técnico
A presente invenção foi feita num esforço de proporcionarum método e equipamento de busca de células que são capazes deformar uma pluralidade de canais de sincronização num frame paraadquirir eficazmente sincronização e buscar uma célula num sistemacelular baseado em OFDM.
Solução Técnica
A fim de atingir o objetivo, de acordo com uma modalida-de exemplificativa da presente invenção, é provido um equipamento degeração de um sinal de downlink num sistema celular baseado em(OFDM) de multiplexação de divisão ortogonal de freqüência. O equi-pamento de geração de sinal de downlink inclui um gerador padrão euma unidade de mapeamento de tempo-freqüência. O gerador padrãogera padrões de sincronização para uma pluralidade de blocos desincronização formando um frame do sinal de downlink e os blocos desincronização têm, cada um, uma série contínua de subframes. Opadrão de sincronização inclui um número de grupo de células einformações sobre um ponto de início do frame. A unidade de mapea-mento de tempo-freqüência mapeia os padrões de sincronização paraum domínio de tempo-freqüência gerar o sinal de downlink.De acordo com outra modalidade exemplificativa da pre-sente invenção, é proporcionado um equipamento para buscar umacélula incluindo um terminal num sistema celular baseado em (OFDM)de multiplexação ortogonal de divisão de freqüência. O equipamento debusca de células inclui um receptor e primeiro a terceiro estimadores. Oreceptor recebe um frame de blocos de sincronização. Cada um dosblocos de sincronização tem uma pluralidade de subframes adjacentes euma pluralidade de símbolos de OFDM do bloco de sincronização,tendo, cada um, um padrão de sincronização que é composto de umacombinação de um código de identificação de grupo de células paraidentificar um grupo de células e um código de identificação de sincro-nização de frame para indicar um ponto de início de frame. A combina-ção do código de identificação do grupo de células e o código de identifi-cação da sincronização de frame é chamada de combinação de códigos.
O primeiro estimador estima um ponto de início do bloco de sincroniza-ção a partir do padrão de sincronização. 0 segundo estimador estima oponto de início do frame e um número de grupo de células do grupo decélulas a que a célula que inclui o terminal pertence, usando o ponto deinício do bloco de sincronização. O terceiro estimador estima umnúmero de célula da célula incluindo o terminal, usando um código demistura de identificação de célula incluído num símbolo piloto d o frame.
De acordo ainda com outra modalidade exemplificativa dainvenção, é proporcionado um método de busca de uma célula queinclui um terminal em um sistema celular baseado em (OFDM) demultiplexação ortogonal de divisão de freqüência. Primeiro, é recebidoum downlink frame que inclui uma pluralidade de blocos de sincroniza-ção, tendo, cada um, um padrão de sincronização que é composto deuma combinação de um código de identificação de grupo de célulaspara identificar um grupo de células incluindo o terminal e um códigode identificação de sincronização de frame para indicar uma parte deinício do frame (uma combinação de códigos) e um ponto de início dobloco de sincronização é estimado no downlink frame recebido. Então,são adquiridos um número de grupo de células e sincronização deframe a partir do ponto de início estimado do bloco de sincronização e opadrão de sincronização e é adquirido um número de célula a partir deum código de scrambling de identificação de célula incluído no downlinkframe.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 é esquematicamente de diagrama de blocosque ilustra um equipamento de geração de um sinal de downlink numsistema celular, de acordo com uma modalidade exemplificativa dapresente invenção.
A Figura 2 é um diagrama que ilustra a configuração deum downlink frame do sistema celular, de acordo com a modalidadeexemplificativa da presente invenção.
A Figura 3 é um diagrama que ilustra a configuração de-talhada do downlink frame mostrado na Figura 2.
A Figura 4 é um diagrama que ilustra uma forma de ondade sinal obtida convertendo o downlink frame mostrado na Figura 3num domínio de tempo.
A Figura 5 é um diagrama que ilustra a escalabilidade dalargura de faixa do downlink frame, de acordo com a modalidadeexemplificativa da presente invenção.
A Figura 6 é um diagrama que ilustra a escalabilidade dalargura de faixa de um downlink frame, de acordo com outra modalida-de exemplificativa da presente invenção.
A Figura 7 é um diagrama de blocos que ilustra esquema-ticamente um equipamento de busca de células, de acordo com umamodalidade exemplificativa da presente invenção.
A Figura 8 é um fluxograma que ilustra um método debusca de células, de acordo com uma modalidade exemplificativa dapresente invenção.
A Figura 9 é diagrama de blocos que ilustra esquemati-camente a configuração de um estimador de sincronização, de acordocom uma modalidade exemplificativa da presente invenção.
A Figura 10 é um diagrama que ilustra um método de a-locar um código de identificação de grupo de células e um código deidentificação de sincronização de frame, de acordo com uma modalidadeexemplificativa da presente invenção.
A Figura 11 é um diagrama que ilustra um método de a-locar um código de identificação de grupo de células e um código deidentificação de sincronização de frame, de acordo com outra modalida-de exemplificativa da presente invenção.
A Figura 12 é um diagrama de blocos que ilustra esque-maticamente a configuração de um estimador de grupo de células, deacordo com uma modalidade exemplificativa da presente invenção.
Modo da Invenção
Na descrição detalhada seguinte, apenas certas modalida-des exemplificativas da presente invenção foram mostradas e descritas,simplesmente por via de ilustração. Todavia, a presente invenção nãofica limitada às modalidades exemplificativas seguintes, mas podem serfeitas várias modificações e mudanças na invenção. Conseqüentemen-te, os desenhos e a descrição devem ser encarados como de naturezailustrativa e não restritiva. Números de referência semelhantes desig-nam elementos semelhantes ao longo do Relatório Descritivo.Ficará entendido que os termos "compreenda" e/ou "com-preendendo", quando usados neste Relatório Descritivo, especificam apresença de características, inteiros, etapas, operações, elementos e/oucomponentes declarados, mas não precluem a presença ou adição deuma ou mais outras características, inteiros, etapas, operações, ele-mentos, componentes e/ou grupos dos mesmos.
Em seguida, serão descritos em detalhe um método e umequipamento de geração de um sinal de downlink e um método e umequipamento de busca de célula num sistema celular de acordo com asmodalidades exemplificativas da presente invenção com referência aosdesenhos anexos.
A Figura 1 é um diagrama de blocos que ilustra esquema-ticamente um equipamento de geração de um sinal de downlink numsistema celular, de acordo com uma modalidade exemplificativa dapresente invenção, e a Figura 2 é um diagrama que ilustra uma estru-tura de downlink frame de um sistema celular, de acordo com umamodalidade exemplificativa da presente invenção.
Conforme mostrado na Figura 1, um equipamento geradorde sinal de downlink 100, de acordo com uma modalidade exemplifica-tiva da presente invenção, inclui um gerador padrão 110, um geradorde código 120, uma unidade de mapeamento de tempo-freqüência 130,um transmissor de OFDM 141 e uma antena de transmissão 142 e éproporcionado numa estação de base (não mostrada) do sistemacelular. Segundo mostrado na Figura 2, o sinal de downlink geradopelo equipamento gerador do sinal de downlink 100, de acordo com amodalidade exemplificativa da presente invenção, inclui uma pluralida-de de blocos de sincronização 210 e cada bloco de sincronização 210inclui uma pluralidade de subframes 220. As informações para identifi-car um grupo de células e as informações para estimar a sincronizaçãode frame são alocadas às primeiras durações de símbolo 230a e 230b decada bloco de sincronização 210. Além disso, são alocados diferentescódigos de identificação de sincronização de frame aos blocos desincronização 210.
O gerador padrão 110 gera um padrão de sincronização eum padrão piloto do sinal de downlink usando um conjunto de códigosortogonais que indicam as informações de número de célula, informa-ções de grupo de células e informações para identificar a sincronizaçãode frame. O gerador padrão 110 aloca uma série de códigos ortogonaisa um número de grupo de células para identificar um grupo de células eusa a série de códigos ortogonais para reconhecer um ponto de início deframe. Em seguida, para melhor compreensão e facilidade de descrição,os códigos ortogonais alocados aos números de grupo de células sãochamados de "códigos de identificação de grupo de células" e os códigosortogonais usados para reconhecer os pontos de início de frames sãoreferidos como "códigos de identificação de sincronização de frame". Ogerador padrão 120 casa os códigos de identificação de grupo de célulascom os códigos de identificação de sincronização de frame para gerarum conjunto de códigos e aloca o conjunto de códigos a um domínio defreqüência de uma duração de símbolo de canal de sincronização dosinal de downlink para gerar um padrão de sincronização do sinal dedownlink. O gerador padrão 110 aloca a uma duração de símbolo decanal piloto um único código scrambling que é alocado a cada célula, afim de codificar um símbolo piloto comum e um símbolo de dados nosistema celular, gerando, assim, um padrão piloto do sinal de downlink.
O gerador de código 120 gera conjuntos de códigos orto-gonais que são usados como códigos de identificação de grupo decélulas e códigos de identificação de sincronização de frame e transmiteos conjuntos de códigos ortogonais gerados para o gerador padrão 110.Então, o gerador padrão 110 usa os conjuntos de códigos ortogonaispara gerar um padrão de sincronização e um padrão piloto.A unidade de mapeamento de tempo-freqüência 130 ma-peia os dados para um domínio de tempo-freqüência, usando asinformações padrão de sincronização e as informações padrão pilotogeradas pelo gerador padrão 110 e as informações de estrutura deframe e dados de tráfego de transmissão que são transmitidos a partirdo exterior, para formar um frame de sinais de downlink (número dereferência 200 na Figura 2).
Então, o transmissor OFDM 141 recebe o sinal de down-link a partir da unidade de mapeamento de tempo-freqüência 130 etransmite o sinal através da antena de transmissão 142.
Com referência à Figura 2, um frame 200 de sinais dedownlink num sistema celular, de acordo com uma modalidade exem-plificativa da presente invenção, é composto de Nsync blocos de sincroni-zação 210 e cada um dos blocos de sincronização 210 inclui NSUbsubframes 220. Uma duração de símbolo OFDM 230a do sinal dedownlink usa N subportadores, tendo, cada um, um alcance de fre-qüência de Af. Durações de símbolo piloto 240a a 240e, tendo nelas,cada uma, dados piloto, são formadas nos cabeçalhos dos subframes220 formando um bloco de sincronização 210. Um primeiro subframedo bloco de sincronização 210 é proporcionado com durações desímbolo de sincronização 230a e 230b, tendo, cada um, dados queincluem um código de identificação de grupo de células e um código deidentificação de sincronização de frame nele dispostos. As durações dossímbolos de sincronização 230a e 230b podem ser dispostas numaprimeira duração de símbolo OFDM do primeiro subframe ou a últimaduração de símbolo OFDM do primeiro subframe. Cada uma dasdurações de símbolos de sincronização 230a e 230b é dividida em duasfaixas de freqüência 250 e 260 no domínio de freqüência e cada umadas faixas de freqüência 250 e 260 tem o código de identificação degrupo de células e o código de identificação de sincronização nelainseridos. Como mostrado na Figura 2, o gerador padrão 110 nãoforma um padrão de sincronização no domínio inteiro de freqüência decada uma das durações de símbolo 230a e 230b, mas aloca códigosapenas a uma parte central da largura de faixa de freqüência exceto umsubportador DC para formar o padrão de sincronização na partecentral. Num sistema de 3GPP, o downlink frame 200 inclui 20 sub-frames 220 e um subframe 220 corresponde a um tempo de 0,5 mse-gundos. No caso de transmissão unicast, um subframe 220 inclui 7durações de símbolo OFDM e, no caso de transmissão multicast, umsubframe 220 inclui 6 durações de símbolo OFDM. No downlink framedo sistema 3GPP, como exemplo, o bloco de sincronização 210 podeincluir 5 subframes 220. Neste caso, um frame inclui quatro duraçõesde símbolo de canal de sincronização.
A seguir, será descrita em detalhe a geração do padrão desincronização e o padrão piloto pelo gerador padrão 110 mostrado naFigura 1 com referência às Figuras 3 e 4.
A Figura 3 é um diagrama que ilustra os símbolos deOFDM na duração de símbolo de canal de sincronização em que opadrão de sincronização é formado e a Figura 4 é um diagrama queilustra uma forma de onda de sinal, quando a duração de símbolo decanal de sincronização mostrada na Figura 3 é convertida num domíniode tempo.
Segundo mostrado na Figura 3, o gerador padrão 110 di-vide uma largura de faixa predeterminada numa faixa de freqüência250 para inserir o código de identificação do grupo de células e umafaixa de freqüência 260 para inserir o código de identificação da sincro-nização de frame com base num subportador central na largura inteirada faixa de freqüência da duração do símbolo de canal 230a e insereseqüencialmente códigos ortogonais nas faixas de freqüência divididaspara formar o padrão de sincronização.O gerador padrão 110 aloca às faixas de freqüência 250 e260 os códigos ortogonais em dois conjuntos de códigos ortogonaisindependentes transmitidos a partir do gerador de código 120. Comreferência à Figura 3, o gerador padrão 110 aloca um conjunto decódigos ortogonais de
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e um conjunto de códigos ortogonais de
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para a faixa de freqüência 250 para identificar um grupo de células e afaixa de freqüência 260 para identificar a sincronização de frame paraformar o padrão de sincronização, respectivamente. Neste caso, "k"indica um número de grupo de células, "u" indica um número de códigode identificação de sincronização de frame, "Ng" indica o comprimentodo código de identificação do grupo de células e "Nf" indica o compri-mento do código de identificação de sincronização de frame. O geradorpadrão 110, de acordo com a modalidade exemplificativa da presenteinvenção, pode usar códigos GCL (generalizados semelhantes a chirp),como o código de identificação de grupo de células e o código de identi-ficação de sincronização de frame e estes códigos podem ser expressospelas seguintes Equações 1 e 2:
(Equação 1)
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(Equação 2)<formula>formula see original document page 12</formula>
Os códigos ortogonais expressos pela Equação 1 e pelaEquação 2 são alocados às posições mostradas na Figura 3 para gerar opadrão de sincronização. Isto ê, o gerador padrão 110 não alocaseqüencialmente os códigos ortogonais obtidos pelas Equações 1 e 2 asubportadores adjacentes, mas aloca subportadores de números paresou subportadores de números ímpares nas faixas de freqüência 250 e260. Os subportadores entre os subportadores tendo os códigosortogonais a eles alocados são usados como subportadores de anula-mento para que nenhuma seqüência seja alocada. Portanto, os subpor-tadores que incluem os portadores de anulamento que são dispostos naduração de símbolo de canal de sincronização para formar o padrãoocupam substancialmente 2*[(Ng + Nf) + Nb] (adiante referidos como Nsjfaixas de subportadores. Neste caso, "Nb" indica o número de subpor-tadores numa faixa de guarda.
Quando o padrão de sincronização é convertido num do-mínio de tempo, é obtida a forma de onda de sinal mostrada na Figura4. A Figura 4 mostra a forma de onda de sinal do símbolo OFDM excetoum prefixo cíclico. Como pode ser visto a partir da Figura 4, sãogerados dois padrões repetidos no domínio de tempo devido a dois tiposde códigos ortogonais inseridos.
Conforme mostrado na Figura 3, o equipamento de gera-ção de sinal de downlink 100, de acordo com a modalidade exemplifica-tiva da presente invenção, forma um padrão de sincronização tal queexiste um subportador de anulamento entre os subportadores a que sãoalocadas seqüências acima do domínio de freqüência da duração dosímbolo do canal de sincronização em que são alocados o código deidentificação de grupo de células e o código de identificação de sincroni-zação, gerando, assim, sinais. Portanto, o sinal gerado tem o padrãorepetido mostrado na Figura 4 e um terminal que recebeu o downlinkframe adquire sincronização de símbolo inicial e estima uma compensa-ção de freqüência, usando o padrão de sinal mostrado na Figura 4.
Os comprimentos Ng e Nf do código de identificação dogrupo de células e o código de identificação de sincronização inseridoem cada uma das durações de símbolo do canal de sincronização dodownlink frame podem ser diferentes uns dos outros e as informaçõessobre os comprimentos destes códigos de identificação e as informaçõessobre os padrões de sincronização dos mesmos são compartilhadas porum terminal e uma estação de base.
Tendo o terminal recebido o downlink frame 200 com opadrão de sincronização mostrado na Figura 3 desmodula as duasfaixas de freqüência 250 e 260 para cada bloco de sincronização paraobter informações sobre o número de grupo de células e o ponto deinício do frame, que torna possível rápida e eficazmente buscar ascélulas. Além disso, o domínio de freqüência da duração do símbolo decanal é dividido em duas faixas de freqüência e a mesma seqüência outipos diferentes de seqüências são alocadas às duas faixas de freqüên-cia divididas, o que torna possível impedir o abaixamento de umdesempenho de correlação devido ao desvanecimento seletivo defreqüências.
Na modalidade exemplificativa da presente invenção, ocódigo de identificação de grupo de células é inserido antes do código deidentificação de sincronização de frame num eixo de freqüência daduração de símbolo do canal de sincronização, mas a invenção não élimitada a isso. Por exemplo, o código de identificação do grupo decélulas pode ser inserido depois do código de identificação de sincroni-zação de frame para formar o padrão de sincronização. Além disso, namodalidade exemplificativa da presente invenção, é usado o mesmo tipode código de ortogonal como código de identificação de grupo de célulase código de identificação de sincronização de frame, mas a invenção nãofica limitada a isso. Por exemplo, podem ser usados tipos diferentes decódigos ortogonais como código de identificação de grupo de células ecódigo de identificação de sincronização de frame. Neste caso, oscódigos ortogonais gerais, como o código Hadamard, um código KAZAC,um código de ouro, um código Golay e um código de pseudo-ruído (PN)podem ser usados como códigos de identificação.
A Figura 5 é um diagrama que ilustra a escalabilidade dalargura de faixa de um downlink frame, de acordo com uma modalidadeexemplificativa da presente invenção, e a Figura 6 é um diagrama queilustra a escalabilidade da largura de faixa de um downlink frame, deacordo com outra modalidade exemplificativa da presente invenção.
As Figuras 5 e 6 mostram a comparação entre a largurade faixa da duração de símbolo do canal de sincronização mostrada naFigura 3 com a largura de faixa inteira suportada pelo sistema celular.Segundo mostrado nas Figuras 2 e 3, o equipamento gerador do sinalde downlink 100, de acordo com a modalidade exemplificativa dapresente invenção, insere códigos ortogonais no centro da largura defaixa da freqüência de geração de um padrão de sincronização. Nosistema celular, visto que os terminais têm diferentes larguras de faixasuportáveis, de acordo com os seus níveis, é possível suportar a escala-bilidade da largura de faixa dos terminais pela estrutura de frame. AFigura 5 mostra um padrão de sincronização alocado a uma faixa de1,25 mHz dentro da largura da faixa de freqüência. Os dados de tráfegonão podem ser alocados a um símbolo OFDM sem um padrão desincronização na duração do símbolo de canal e transmitidos a ele. AFigura 6 mostra um padrão de sincronização alocado a uma faixa de1,25 mHz ou uma faixa de 5 mHz dentro da largura de faixa de fre-qüência. Um terminal que suporta uma faixa de 5 mHz ou mais podereceber todos os padrões de sincronização transmitidos, mas terminaisque suportam uma faixa de 1,25 mHz e uma faixa de 2,5 mHz podemreceber alguns padrões de sincronização que são dispostos no centro dalargura da faixa de freqüência. De acordo com a modalidade exemplifi-cativa da presente invenção, é possível extrair o número de grupo decélulas e informações sobre o ponto de início da sincronização a partirdo downlink frame usando apenas alguns dos padrões de sincronizaçãorecebidos e, deste modo, suportar a escalabilidade da largura de faixa.
A seguir, será descrito em detalhe abaixo um método depermitir que um terminal busque uma célula usando o sinal de down-link com referência às Figuras 7 e 8.
A Figura 7 é um diagrama de blocos que ilustra esquema-ticamente um equipamento de busca de células, de acordo com umamodalidade exemplificativa da presente invenção, e a Figura 8 é umfluxograma que ilustra um método de busca de células, de acordo comuma modalidade exemplificativa da presente invenção.
Com referência à Figura 7, um equipamento de busca decélulas 400, de acordo com uma modalidade exemplificativa da presenteinvenção, inclui um receptor 410, um estimador de sincronização desímbolo 420, um transformador de Fourier 430, um estimador de grupode célula 440 e um estimador do número de célula 450. O transforma-dor de Fourier 430 pode realizar rapidamente transformadas de Fourier(FFT).
Conforme mostrado na Figura 8, o receptor 410 recebe si-nais transmitidos a partir de uma estação de base. O estimador desincronização de símbolo 420 filtra o sinal recebido dentro da largura defaixa alocada a um canal de sincronização, remove um intervalo deguarda, realiza a correlação diferencial para adquirir a sincronização desímbolo ou sincronização de subframe e estima uma compensação defreqüência (SI 10). Então, o transformador de Fourier 430 realiza atransformação de Fourier sobre o sinal recebido na base da sincroniza-ção de símbolo estimado pelo estimador de sincronização de símbolo420 (S 120). O estimador de grupo de célula 440 estima um ponto deinício de frame a partir da seqüência da duração do símbolo do canal desincronização incluída no sinal recebido que foi sujeito à transformaçãode Fourier, adquire a sincronização de frame e estima o número degrupo de células (S 130). O estimador do número de célula 440 estimao número de célula usando informações de código de scramblingincluídas na duração de símbolo de piloto (S 140).
A seguir, será descrita em detalhe a aquisição de sincroni-zação de subframe e a estimação de uma compensação de freqüênciapelo estimador de sincronização de símbolo 420 com referência à Figura 9.
A Figura 9 é um diagrama de blocos que ilustra esquema-ticamente a estrutura do estimador de sincronização de símbolo 420, deacordo com uma modalidade exemplificativa da presente invenção.
Com referência à Figura 9, o estimador de sincronizaçãode símbolo 420, de acordo com a modalidade exemplificativa da presen-te invenção, inclui um filtro 421, uma unidade de atraso 422, umcorrelacionador 423, um detector de potência 424, um comparador 425e uma detector de compensação de freqüência 426.
O estimador de sincronização de símbolo 420 estima asincronização de subframe e a compensação de freqüência a partir deum sinal recebido tendo a forma de onda do sinal de domínio de tempomostrada na Figura 4 na duração de símbolo do canal de sincronização.
O estimador de sincronização de símbolo 420 pode estimar a últimaduração de símbolo OFDM do subframe em que o padrão de sincroniza-ção é formado e uma compensação de freqüência na última duração desímbolo OFDM.O filtro 421 filtra o sinal de domínio de tempo dentro deuma largura de faixa alocada para o canal de sincronização e removeum intervalo de guarda para extrair faixas subportadoras sig-nalsy(n+l)in Ns, que são faixas subportadoras centrais, em que ospadrões de sincronização são formados na faixa de freqüência inteiracorrespondendo à duração do símbolo do canal de sincronização. Ofiltro 421 pode realizar filtração de passagem de faixa. O comprimentoda saída y(n+l) do sinal a partir do filtro 421 corresponde a N .
A unidade de atraso 422 atrasa o sinal filtrado y(n+l) deum tempo que corresponde a metade do comprimento do símboloefetivo Ns. O correlacionador 423 realiza a correlação diferencial nosinal de entrada y(n+l) e um sinal de saída y(n+l+N IX) da unidade deatraso 422 numa duração de amostra correspondendo a metade docomprimento de símbolo efetivo. A correção diferencial realizada pelocorrelacionador 423 pode ser expressa pela Equação 3 dada abaixo:
<formula>formula see original document page 17</formula>
O detector de potência 424 tendo recebido o resultado dacorrelação Y calculada pela Equação 3 calcula um valor de correlaçãodiferencial do sinal recebido, isto é, a potência do sinal recebido. Ocomparador 425 seleciona o tempo, quando o detector de potência 424dá saída a um valor máximo pela Equação 4 dada abaixo e fixa o temposelecionado como um tempo de sincronização de símbolo inicial.
(Equação 4)<formula>formula see original document page 18</formula>
O detector de compensação de freqüência 426 estima umacompensação de freqüência inicial.
Nesta modalidade exemplificativa da presente invenção, acorrelação diferencial é realizada apenas sobre os sinais de domínio detempo que correspondem a uma duração de símbolo do canal desincronização para detectar a sincronização de símbolo inicial e acompensação de freqüência, mas a invenção não é limitada a isso. Porexemplo, os sinais de domínio de tempo numa duração de símbolo decanal de sincronização diferente numa downlink frame podem seracumulados e a correlação diferencial pode ser realizada sobre os sinaisacumulados. Além disso, a fim de melhorar o desempenho de estimati-va, os dados obtidos a partir dos padrões de sincronização de umapluralidade de frames podem ser acumulados e a correlação diferencialpode ser realizada sobre os dados acumulados.
O transformador de Fourier 430 realiza transformações deFourier sobre o sinal recebido na base da sincronização de subframeestimada pelo estimador de sincronização de símbolo 420.
A estimação da sincronização de frame e o número degrupo de células pelo estimador de grupo de célula 440 a partir dopadrão de sincronização do sinal que foi sujeito à transformação deFourier será descrito em detalhe abaixo com referência às Figuras de 10a 12. Primeiro, com referência às Figuras 10 e 11, será descrito ummétodo de geração do padrão de sincronização do downlink frame eestimativa do número do grupo de células e sincronização de frame apartir do padrão de sincronização gerado com referência à Figura 12.As Figuras 10 e 11 são diagramas que ilustram um méto-do de alocação do padrão de sincronização mostrado na Figura 3. Oequipamento gerador de downlink, de acordo com a modalidade exem-plificativa da presente invenção, combina um código de identificação degrupo de células M(k) com um código de identificação de sincronizaçãode frame C(u) para gerar um padrão de sincronização. As Figuras 10 e11 mostram combinações dos códigos de identificação de grupo decélulas e os códigos de identificação de sincronização de frame na formade (k, u) (A na Figura 10 e A' na Figura 11). Nas Figuras 10. e 11, éassumido que um frame 200 de sinais de downlink inclui 4 blocos desincronização 210.
A Figura 10 mostra um padrão de sincronização geradocombinando códigos ortogonais usando apenas códigos de identificaçãode sincronização de frame comum C (1), C(2), C(3) e C(4) para todos osgrupos de células no sistema celular. Na Figura 10, a célula n° 1 até acélula n° 4 formam o grupo de células de n° 1, a célula de n° 5 até acélula de n° 8 formam o grupo de células de n° 2 e a célula de n° 9 até acélula de n° 12 formam o grupo de células de n° 3. A Figura 10 mostrauma combinação de códigos quando C(k) (k é número do grupo decélulas, k=l, 2, 3, ...) é usado como código de identificação de grupo decélulas. Quando o padrão de sincronização é formado como mostradona Figura 10, o mesmo código de identificação de sincronização deframe é transmitido a partir de todas as células. Portanto, é possívelobter um ganho macro de diversidade. Isto é, o terminal tendo recebidoo downlink frame realiza a correlação sobre uma duração de símbolo decanal de sincronização para detectar um código de identificação desincronização de frame, a fim de adquirir a sincronização de frame.Neste caso, visto que o mesmo código é usado para todas as células, émelhorada uma característica de correlação e, deste modo, um desem-penho de aquisição de sincronização de frame pode ser melhorado.Neste caso, o número de grupos de células que pode ser dividido podeser ajustado para ser igual ao comprimento do código que é fixado paraidentificar os grupos de células e o comprimento do código de identifica-ção de sincronização de frame pode ser menor do que o comprimento docódigo de identificação de grupo de células devido ao ganho de diversi-dade.
A Figura 11 mostra a formação de um frame 200 de sinaisde downlink usando uma combinação de códigos que é formada alocan-do diferentes códigos de identificação de sincronização de frame para osgrupos de células. Neste caso, o número de códigos de identificação desincronização de frame que está disponível no sistema celular é igual aocomprimento dos códigos. Quando o padrão de sincronização é forma-do como mostrado na Figura 11, o número de combinações dos núme-ros de grupo de células e os códigos de identificação de sincronização deframe aumenta, visto que são usados vários códigos de identificação desincronização de frame. Portanto, como comparado com o padrão desincronização mostrado na Figura 10, é possível aumentar o número degrupos de células que podem ser identificadas.
Uma estação de base e terminais compartilham informa-ções sobre a combinação de códigos, de acordo com a modalidadeexemplificativa da presente invenção, e os terminais usam as informa-ções para buscar células.
A Figura 12 é um diagrama de blocos que ilustra esque-maticamente de o estimador de grupo de célula 440 de acordo com amodalidade exemplificativa da presente invenção.
[71] Como mostrado na Figura 12, o estimador de grupode células 440, de acordo com a modalidade exemplificativa da presenteinvenção, inclui uma unidade de armazenamento de código 441, umcorrelacionador 442, um transformador de Fourier inverso 443 e umcomparador 444.A unidade de armazenamento de códigos 441 armazenacódigos ortogonais que são usados como códigos de identificação degrupo de células e códigos de identificação de sincronização de framealocados à duração de símbolo de canal de sincronização e tambémarmazena informações sobre a combinação de códigos que forma opadrão de sincronização. Entretanto, quando são antecipadamenteconhecidas informações sobre a célula incluindo um terminal nela ecélulas periféricas (informações sobre o número de célula e o grupo decélulas) (isto é, quando o terminal está ocupado ou num estado destandby), a unidade de armazenamento de código 441 pode extrair umacombinação candidata de códigos e usar a combinação extraída decódigos para buscar células.
O correlacionador 442 recebe os sinais na duração desímbolo de canal de sincronização que foram sujeitos à transformaçãode Fourier e multiplica os sinais que foram sujeitos à transformação deFourier pelos conjugados dos códigos ortogonais incluídos numacombinação de códigos que são armazenados na unidade de armaze-namento de códigos 441.
Isto é, quando o correlacionador 442 realiza sequencial-mente uma operação conjugada sobre seqüências na seção de canal desincronização do dowrdink frame recebido sobre o domínio de freqüên-cia, uma operação para identificar um grupo de células e uma operaçãopara estimar a sincronização de frame são seqüencialmente realizadas,o que torna possível encurtar o tempo de busca de células.
O transformador de Fourier inverso 443 realiza transfor-mações de Fourier inversas sobre uma faixa de identificação de grupode células e uma faixa de identificação de sincronização de frame entrea saída de sinais a partir do correlacionador 442 para gerar sinais dedomínio de tempo. Neste caso, o transformador de Fourier inverso 443pode realizar rapidamente a transformação de Fourier inversa (IFFT). Ocomparador 444 seleciona o valor máximo a partir da saída de sinais dedomínio de tempo a partir do transformador de Fourier inverso 443 eextrai informações sobre uma combinação de códigos tendo o valormáximo da unidade de armazenamento de código 441, identificando,assim, o número de grupo de células e a sincronização de frame. Comopode ser visto a partir da Figura 10, como exemplo, quando as informa-ções sobre uma combinação de códigos extraídos pelo comparador 444são (1, 2), a célula atual pertence ao grupo de células n° 1 e o terminalcomeça a estimar a sincronização de frame no segundo bloco de sincro-nização do downlink frame. Deste modo, é possível estimar um pontode início de frame.
Finalmente, o terminal estima o número de células queusam informações de scrambling incluídas na duração de símbolopiloto. Visto que o terminal conhece as informações de grupo decélulas, o terminal estima o número de células na base das informaçõesde scramble das células que pertencem ao grupo de células correspon-dente. Neste caso, pode ser usado um método de estimativa geral, talcomo um método de uso da soma das potências de um conjunto desubportadores do símbolo piloto, para estimar o número da célula.
Nesta modalidade exemplificativa da presente invenção, onúmero de célula é estimado a partir das informações de scrambling daduração de símbolo piloto, mas a invenção não é limitada a isso. Porexemplo, o número de célula pode ser estimado usando símbolos numaseção de canal comum incluindo informações de sistema de umaestação de base.
Além disso, nesta modalidade exemplificativa da presenteinvenção, o código de identificação do grupo de células é alocado a opadrão de sincronização, mas a invenção não é limitada a isso. Em vezdo código de identificação de grupo de células, pode ser alocado umcódigo de identificação de célula para uma de duas faixas da duração desímbolo de sincronização para gerar um downlink frame. Neste caso, aestimação do número de célula usando o código de scramble pode serusada para verificar informações de número de célula obtidas a partirdo padrão de sincronização.
Os elementos constituintes, de acordo com a modalidadeexempliílcativa da presente invenção, podem ser implementados porpelo menos um componente de hardware composto de um elemento delógica programável, tal como um processador DSP (processo de sinaldigital), um controlador, um ASIC (circuito de aplicação integradaespecífica) ou um FPGA (arranjo de campo de porta programável),outros dispositivos eletrônicos ou uma combinação dos mesmos. Alémdisso, pelo menos uma parte da função ou procedimento de acordo coma modalidade exemplificativa da presente invenção pode ser executadapor software e o software pode ser gravado num meio de gravação. Alémdisso, os elementos constituintes, a função e o procedimento de acordocom a modalidade exemplificativa da presente invenção podem serimplementados por uma combinação de hardware e software.
Embora esta invenção tenha sido descrita com relação aoque é presentemente considerado serem modalidades exemplificativaspráticas, deve ficar entendido que a invenção não é limitada às modali-dades descritas, mas, pelo contrário, pretende cobrir várias modifica-ções e disposições equivalente incluídos no espírito e âmbito dasreivindicações anexadas.
Conforme descrito acima, de acordo com a modalidade e-xemplificativa da presente invenção, é possível usar uma pluralidade depadrões de sincronização formados num frame para buscar um grupode células e estimar a sincronização de frame. Além disso, é possívelusar os padrões de sincronização para estimar a sincronização desubframe.
Claims (25)
1. - Método de Geração de Downlink Frame, incluindo uma duraçãode símbolo de canal de sincronização, caracterizado por que compre-ende:gerar um padrão de sincronização por combinação de umprimeiro código e um segundo código; ealocar o padrão de sincronização a um domínio de fre-qüência da duração do símbolo do canal de sincronização de geração deum sinal de sincronização.
2. - Método de Geração de Downlink Frame, de acordo com a Reivin-dicação 1, caracterizado por que o primeiro código é diferente dosegundo código.
3. - Método de Geração de Downlink Frame, de acordo com a Reivin-dicação 1, caracterizado por que são determinadas informações degrupo de células e informações de sincronização de frame com base nacombinação do primeiro código e o segundo código.
4. - Método de Geração de Downlink Frame, de acordo com a Reivin-dicação 1, caracterizado por que um downlink frame inclui umapluralidade de durações de símbolo do canal de sincronização.
5. - Método de Geração de Downlink Frame, de acordo com a Reivin-dicação 4, caracterizado por que um padrão de sincronização incluídonuma primeira duração do símbolo do canal de sincronização dentro deuma duração de downlink frame é diferente de um padrão de sincroni-zação incluído numa segunda duração de símbolo de canal de sincroni-zação dentro da mesma duração de downlink frame.
6. - Método de Geração de Downlink Frame, de acordo com a Reivin-dicação 1, caracterizado por que o primeiro código é alocado a subpor-tadores de número par no domínio de freqüência e o segundo código éalocado a subportadores de número ímpar no domínio de freqüência.
7. - Método de Geração de Downlink Frame, de acordo com a Reivin-dicação 1, caracterizado por que um comprimento do primeiro código éidêntico a um comprimento do segundo código.
8. - Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, caracterizado por que compreende:um gerador padrão de geração de um padrão de sincroni-zação por combinação de um primeiro código e um segundo código; euma unidade de mapeamento para mapear o padrão desincronização gerado pelo gerador padrão para um domínio de freqüência.
9. - Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, de acordo com a Reivindicação 8, caracteriza-do por que o primeiro código é diferente do segundo código.
10. - Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, de acordo com a Reivindicação 8, caracteriza-do por que são determinadas informações de grupo de células e infor-mações de sincronização do frame com base na combinação do primeirocódigo e o segundo código.
11. - Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, de acordo com a Reivindicação 8, caracteriza-do por que o padrão de sincronização é alocado a uma duração desímbolo do canal de sincronização, em que uma downlink frame incluiuma pluralidade de durações de símbolo do canal de sincronização.
12. Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, de acordo com a Reivindicação 11, caracteri-zado por que um padrão de sincronização incluído numa primeiraduração de símbolo do canal de sincronização dentro de uma duraçãode downlink frame é diferente de um padrão de sincronização incluídoem uma segunda duração de símbolo do canal de sincronização dentroda mesma duração de downlink frame.
13. Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, de acordo com a Reivindicação 8, caracteriza-do por que o primeiro código é alocado a subportadores de número parno domínio de freqüência e o segundo código é alocado a subportadoresde número ímpar no domínio de freqüência.
14. Equipamento de Geração de Downlink Frame em Sistema deComunicação Sem Fio, de acordo com a Reivindicação 8, caracteriza-do por que um comprimento do primeiro código é idêntico a um com-primento do segundo código.
15. Método de Busca de Célula, caracterizado por que compreende:receber um padrão de sincronização formado por combi-nação de um primeiro código e um segundo código; eidentificar informações de grupo de células e informaçõesde sincronização de frame com base na combinação do primeiro códigoe o segundo código.
16. Método de Busca de Célula, de acordo com a Reivindicação 15,caracterizado por que o padrão de sincronização é alocado numaduração de símbolo de canal de sincronização e um frame inclui umapluralidade de durações de símbolo de canal de sincronização.
17. - Método de Busca de Célula, de acordo com a Reivindicação 15,caracterizado por que o primeiro código é alocado a subportadores denúmero par no domínio de freqüência e o segundo código é alocado asubportadores de número ímpar no domínio de freqüência.
18. - Equipamento de Busca de Célula, caracterizado por que com-preende:um receptor para receber um padrão de sincronizaçãoformado por combinação de um primeiro código e um segundo código; eum estimador de grupo de células para estimar informa-ções de grupo de células e informações de sincronização de frame combase na combinação do primeiro código e o segundo código.
19. - Equipamento de Busca de Célula, de acordo com a Reivindicação 18, caracterizado por que o padrão de sincronização é alocado a umaduração de símbolo de canal de sincronização e um frame inclui umapluralidade de durações de símbolo de canal de sincronização.
20. - Equipamento de Busca de Célula, de acordo com a Reivindicação 18, caracterizado por que o primeiro código é alocado a subportadoresde número par no domínio de freqüência e o segundo código é alocado asubportadores de número ímpar no domínio de freqüência.
21. - Meio Legível em Computador, que armazena um programa que éexecutável por um computador para realizar um método, caracterizadopor que compreende:gerar um padrão de sincronização por combinação de umprimeiro código e um segundo código; ealocar o padrão de sincronização a um domínio de fre-qüência de uma duração de símbolo de canal de sincronização degeração de um sinal de sincronização.
22. - Meio Legível em Computador, de acordo com a Reivindicação 21,caracterizado por que o primeiro código é diferente do segundo código.
23. - Meio Legível em Computador, de acordo com a Reivindicação 21,caracterizado por que são determinadas informações de grupo decélulas e informações de sincronização de frame com base na combina-ção do primeiro código e o segundo código.
24. - Meio Legível em Computador, de acordo com a Reivindicação 21,caracterizado por que um frame inclui uma pluralidade de durações desímbolo de canal de sincronização.
25. - Meio Legível em Computador, de acordo com a Reivindicação 24,caracterizado por que um padrão de sincronização incluído numaprimeira duração de símbolo de canal de sincronização dentro de umaduração de frame é diferente de um padrão de sincronização incluídonuma segunda duração de símbolo de canal de sincronização dentro damesma duração de frame.
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