BRPI0708542A2 - sistema, aparelho e método para projeto de uma seqüência de sincronização - Google Patents
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Abstract
SISTEMA, APARELHO E METODO PARA PROJETO DE UMA SEQUENCIA DE SINCRONIZAçãO. A presente invenção é um sistema, aparelho e método para sistemas atuais MB-OFDM, para projetar uma seqüência de sincronização no domínio do tempo com respeito a DAA que (1) minimiza a mudança para a seqüência de sincronização atual, e (2) mantém a robustez de sincronização. Duas realizações de corte de tom são providas para projeto de seqüência de sincronização no preâmbulo, quando sistemas OFDM requerem capacidade de detectar e evitar (DAA). O receptor não precisa estar ciente da mudança da sequência de sincronização no transmissor e ainda pode usar a seqüência de sincronização original. O projeto pode ser usado em ambos os modos de transmissão DAA e não DAA.
Description
"SISTEMA, APARELHO E MÉTODO PARA PROJETO DE UMASEQÜÊNCIA DE SINCRONIZAÇÃO"
A presente invenção relaciona-se a um sistema, aparelho emétodo para projetar uma seqüência de sincronização quando um subconjuntode sub-portadoras é desligado.
A tecnologia de detecção e evitação (DAA) permite quesistemas de banda ultra larga (UWB) coexistam pacificamente comtecnologias sem fio atuais e futuras, compartilhando o mesmo espectro.Técnicas DAA mitigam a interferência pela busca de sinais sem fio bandalarga e comutem automaticamente dispositivos UWB para uma outrafreqüência, para evitar qualquer conflito.
Nos sistemas atuais de multiplexação por divisão defreqüência ortogonal de multi-bandas UWB (MB-OFDM), cada dispositivonecessita ter a capacidade de detectar dispositivos de banda estreita primáriosexistentes e a largura de banda destes sistemas, e evitar a transmissão naquelatransmissão de freqüência. Estas assim chamadas capacidades de detectar eevitar (DAA) têm sido projetadas como um formato de corte de tom paraoperar durante a carga útil de transmissão, bem como uma transmissão depreâmbulo de estimativa de canal. Entretanto, o projeto da seqüência desincronização com uma capacidade DAA sem mudanças demais feitas naseqüência de sincronização atual, é necessário para adicionar flexibilidade decomutação entre diferentes modos, bem como cuidar dos receptores.
Então, há uma necessidade na técnica de um mecanismo queequacione eficientemente este problema, enquanto ao mesmo tempo tenhaimpacto mínimo nas seqüências de sincronização existentes. A seqüência desincronização de sistemas UWB MB-OFDM deveria, não só ter boapropriedade de correlação como também satisfazer a exigência de máscara deemissão emitida pela FCC. Se é requerido que alguns tons no domínio dafreqüência para a seqüência de sincronização sejam zero (cortados para zerono espectro da seqüência de sincronização), a presente invenção evita umnovo projeto da seqüência de sincronização no domínio da freqüência.
Usualmente o receptor não sabe se certos tons foram cortados ou não notransmissor, e a presente invenção mantém as boas propriedades de correlaçãode uma seqüência de sincronização existente.
Quando o sistema OFDM requer uma seqüência desincronização levando em consideração DAA, o projetista da seqüência desincronização corta as sub- portadoras correspondentes para zero no espectrode uma seqüência de sincronização atual. Em uma primeira realizaçãopreferida, a nova seqüência de sincronização é a versão de FFT inversa doespectro cortado de acordo com uma primeira fórmula da presente invenção.Quando o corta simétrico é necessário, em uma segunda realização preferida
da presente invenção, uma segunda fórmula é provida para gerar umaseqüência de sincronização real. O receptor não precisa ser avisado do corteno transmissor.
Figura 1 ilustra o espectro de uma seqüência de sincronizaçãooriginal;
Figura 2 ilustra o espectro da Figura 1 cortado usando corte delado único e corte simétrico;
Figura 3 ilustra os resultados de correlação para sincronizaçãono receptor, sob canal CMl;
Figura 4 ilustra os resultados de correlação para sincronizaçãono receptor, sob canal CM2;
Figura 5 ilustra um diagrama de aparelho para gerarseqüências de sincronização com corte de tom a partir da seqüência original,de acordo com a presente invenção; e
Figura 6 ilustra um sistema OFDM para comutar entre o modoDAA e não DAA, usando uma seqüência de sincronização gerada, de acordocom a presente invenção.A presente invenção pode ser prontamente entendida por umespecialista na técnica, à vista da seguinte descrição detalhada com referênciaaos desenhos que a acompanham, apresentados somente para fins ilustrativos.Nos desenhos, os mesmos símbolos de referência denotam componenteidênticos, no sentido de eliminar descrição redundante destes.
Na presente invenção, uma abordagem no domíniotransformado é provida para gerar seqüências sincronização com tonscortados cuja correlação cruzada com as seqüências não cortadas é mantidatão boa quanto a auto correlação das seqüências cortadas. Embora asseqüências de sincronização tenham propriedades de correlação similares, aabordagem da presente invenção para construir a seqüência desejada comcapacidade DAA é elementar e simples. Basicamente, a presente invençãotransforma as exigências de correlação em identidades no domínio dafreqüência e pode ser usada para gerar um número de seqüências comdiferentes exigências de corte de tom em sistemas OFDM.
Suponha que x(0), x(l), x(2), ... , x(N-l) seja uma seqüênciade sincronização no domínio do tempo, sua resposta no domínio da freqüênciaé X(O), X(I)5..., X(N-I), onde
<formula>formula see original document page 4</formula>
Se o sistema requer que um subconjunto A de sub-portadorasseja desligado, o novo projeto da seqüência de sincronização não é necessário,em uma primeira realização preferida. Em uma primeira realização preferida,a presente invenção corta o espectro X(k) para ser 0 no subconjunto A e entãoobtém sua versão no domínio do tempo. Portanto, a seqüência no domínio dotempo resultante é
<formula>formula see original document page 4</formula>O transmissor usa χ'(η) como uma nova seqüência desincronização, embora o receptor não necessite conhecer esta informação eainda use a seqüência de sincronização original x(n) para se correlacionarcom o sinal recebido.
Esta técnica, de uma primeira realização preferida, garante queum receptor encontra um pico porque, no domínio da freqüência, a energiacapturada pela correlação é apenas reduzida de uma pequena quantidade nosubconjunto A de sub-portadoras. Por outro lado, este método de corte podeser visualizado da perspectiva de que o canal se torna profundamentedesvanecido a partir do subconjunto de sub-portadora A e como resultado aseqüência de sincronização original ainda funciona para esta espécie de canal.
Um corte simétrico é necessário todas as vezes que aseqüência de sincronização resultante é requerida ser real. Para certos modosde transmissão com espalhamento no domínio da freqüência (colocado umsímbolo na sub-portadora k e colocado seu conjugado na sub-portadora N-k,exceto k=0), o sinal no domínio do tempo é real para transmissão de cargaútil. Como é bem conhecido, a parte real do sinal é passada por um ramo I dacadeia do transmissor e a parte imaginária do sinal é passada no ramo Q dacadeia de terminal. Neste caso, somente o ramo I é necessário para reduzir acomplexidade do transmissor neste modo de taxa baixa. Para ser consistentecom a transmissão da parte de dados, o método de corte simétrico é necessáriona seqüência de sincronização. É bem conhecido que o AGC (controleautomático de ganho) está na aplicação no cliente de um demodulador paraeliminar variações de ganho em cadeia, o que poderia afetar o detector deamplitude. Portanto, o corte precisa ser consistente a partir do aspecto doAGC para a configuração de corte subseqüente na seqüência de estimativa decanal e a parte de carga útil, de tal modo que amplitude dos sinais recebidospara a seqüência de sincronização pode ser mantida no mesmo nível dossinais recebidos para a seqüência de estimativa de canal cortada e a parte decarga útil cortada. Em uma segunda realização preferida, a fórmulamatemática para a nova seqüência de sincronização para o transmissor é
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Uma seqüência de sincronização com boas propriedades decorrelação é desejada em muitos sistemas de comunicação. Freqüentemente, édesejável ter uma família de seqüências cuja função de auto correlação tenhaum único pico no retardo zero. Uma vez que a seqüência de sincronizaçãocom corte de tom da presente invenção é diferente da seqüência desincronização armazenada no recepção, a função de correlação cruzada entreelas foi verificada para determinar que esta tem um único pico com retardozero.
Alguns resultados de simulação são apresentados abaixo paramodelos de canal CMl e CM2 geralmente usados em sistemas UWB. Asincronização é efetuada executando correlação cruzada entre os sinaisrecebidos para a seqüência de sincronização cortada x'(n), (x"(n) e seqüênciaoriginal x(n)).
Figura 1 ilustra o espectro da seqüência de sincronizaçãooriginal, o que é lucrativo para satisfazer à máscara de emissão.
Figura 2 ilustra que, de acordo com a presente invenção, oespectro da Figura 1 é cortado para zero a partir da sub-portadora 89 a 96igualmente para corte simétrico.
Figura 3 ilustra os resultados de correlação para sincronizaçãono receptor sob o canal CM1. O valor de pico para corte de lado único e cortesimétrico, de acordo com a primeira e segunda realizações da presenteinvenção, são encontrados, respectivamente, como 1008,8 - 302 - e 940,4comparado a 1041,8 - 303 - para sincronização sem corte - 301.
Figura 4 ilustra resultados de correlação para sincronização noreceptor, sob o canal CM2. Os valores de pico para corte de lado único e cortesimétrico, de acordo com a primeira e segunda realização da presenteinvenção, são encontrados respectivamente como 1322,9 402 e 1228,9 403comparados a 1247,5 para sincronização sem corte 401.
Figura 5 ilustra um aparelho gerador de sincronização 500 paragerar seqüências de sincronização com corte de tom a partir da seqüência desincronização original, de acordo com a primeira e segunda realizações dapresente invenção. O aparelho gerador de sincronização 500 compreende umaprimeira memória 501 para armazenar a seqüência no domínio do tempox(N), um módulo de FFT 502 operavelmente conectado à primeira memória501 para acesso à seqüência no domínio do tempo x(N) aqui armazenada. Omódulo de FFT 502 emite a seqüência no domínio da freqüência X(k) e aarmazena em uma segunda memória 503 à qual é também operavelmenteconectado. Um módulo gerador de sincronização 504 é operavelmenteconectado à primeira memória 501 e segunda memória 503 para respectivoacesso à seqüência no domínio do tempo x(N) e a seqüência no domínio dafreqüência X(k) respectivamente armazenadas aqui e geradas a partir dasseqüências x'(n) 505 e x"(n) 506 como seqüências de sincronização novasusando fórmulas (1) e (2) acima. Um transmissor (não mostrado) transmitiriaentão a seqüência gerada todas as vezes que DAA é necessário.
Figura 6 ilustra um sistema OFDM 600 comutando entremodos DAA e não DAA, usando uma seqüência de sincronização gerada, semqualquer mudança na estrutura do receptor. Em 601, é determinado notransmissor se a DAA é ou não necessária. Caso negativo, nenhuma novaseqüência de sincronização é gerada e a transmissão tem lugar usando aseqüência de sincronização original em 602. Se a DAA é necessária então, deacordo com uma primeira ou segunda realização, em 603 uma seqüência desincronização é gerada usando a fórmula (1) ou (2) acima e a seqüência desincronização gerada é transmitida. Nenhuma mudança é requerida noreceptor na etapa 604.
Pode ser visto das simulações apresentadas graficamente nasFiguras 3 e 4 que o pico é reduzido de tal pequena quantidade, de tal modoque substituir a seqüência de sincronização original por uma seqüência desincronização gerada de acordo com uma primeira ou segunda realização, nãoafeta de todo o processo de sincronização no receptor.
Uma das aplicações imediatas é a próxima geração de sistemasde OFDM UWB de multi-bandas.
Embora realizações da presente invenção tenham sidoilustradas e descritas, um especialista na técnica entenderá que podem serfeitas mudanças nestas realizações, sem se afastar dos princípios e espírito dapresente invenção, cujo escopo é definido nas reivindicações anexas e seusequivalentes.
Claims (12)
1. Sistema (600) para projeto de uma seqüência desincronização, caracterizado pelo fato de compreender:módulo de detecção (601) de detectar e evitar (DAA) parareceber uma seqüência de sincronização original x(n), determinar se a DAA énecessária, e emitir a determinação e a seqüência de sincronização originalx(n); eaparelho projetista de seqüência de sincronização DAA (500)operavelmente conectado ao módulo de detecção DAA (601) para receber apartir do mesmo a seqüência de sincronização original x(n) e, quando adeterminação é que DAA é necessária, projetar e emitir uma nova seqüênciade sincronização cortada em tom, possuindo habilidade DAA, citado projetosendo um corte de tom da seqüência de sincronização original recebida x(n),onde uma propriedade de correlação da seqüência desincronização original é mantida em um receptor quando a nova seqüência desincronização cortada em tom é usada por um transmissor dos sinaisrecebidos pelo receptor, o receptor tendo apenas conhecimento da seqüênciade sincronização original.
2. Sistema (600) de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que:a determinação é de que um subconjunto A de sub-portadorasdeve ser desligado; eo aparelho projetista de seqüência de sincronização DAA éadicionalmente configurado de tal modo que a nova seqüência desincronização é projetada a partir da seqüência de sincronização original x(n)como uma versão no domínio do tempo da original, tendo o espectro cortadopara ser zero no subconjunto A.
3. Sistema (600) de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que:corte é para ser de um só lado;dada x(0), x(l), x(2), ... , x(N-l) sendo a seqüência desincronização original no domínio do tempo, sua resposta no domínio dafreqüência é X(O), X(I),..., X(N-I), onde<formula>formula see original document page 10</formula>o aparelho projetista de seqüência de sincronização DAA(500) é adicionalmente configurado para cortar o espectro X(k) para ser zerode um lado no subconjunto A e então obter sua versão no domínio do tempo,de tal modo que a versão no domínio do tempo resultante é<formula>formula see original document page 10</formula>
4. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que:é requerido que a seqüência de sincronização resultante sejareal e o corte seja simétrico;dada x(0), x(l), x(2), ... , x(N-l) sendo a seqüência desincronização original no domínio do tempo, sua resposta no domínio dafreqüência é X(0), X(I),.., X(N-l), onde<formula>formula see original document page 10</formula>o aparelho projetista de seqüência de sincronização DAA(500) é adicionalmente configurado para projetar a nova seqüência desincronização cortada simetricamente x"(n) como<formula>formula see original document page 10</formula>
5. Aparelho para projeto de seqüência de sincronização DAA(500), caracterizado pelo fato de compreender:uma primeira memória para armazenar um seqüência desincronização no domínio do tempo;uma segunda memória para armazenar uma seqüência desincronização no domínio da freqüência, derivada da seqüência desincronização no domínio do tempo;um módulo de FFT operavelmente conectado à primeiramemória para recuperar a partir desta e aplicar transformada rápida de Fourierà seqüência de sincronização no domínio do tempo em uma seqüência desincronização no domínio da freqüência, e operavelmente conectado àsegunda memória, para armazenar nela a seqüência de sincronização nodomínio da freqüência; eum módulo gerador operavelmente conectado às citadasprimeira e segunda memória para projetar pelo menos uma dentre umaseqüência de sincronização de lado único e uma cortada simetricamente, apartir das citadas seqüência no domínio do tempo e seqüência no domínio dafreqüência respectivamente armazenadas ali.
6. Aparelho (500) de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que, quando o corte é de lado único, x(0), x(l),x(2), ... , x(N-l) é a seqüência de sincronização original no domínio do tempo,e sua resposta no domínio da freqüência é X(O), X(I),..., X(N-l), onde <formula>formula see original document page 11</formula> o módulo gerador (504) é adicionalmente configurado paracortar o espectro X(k) para ser zero em um lado no subconjunto A e entãoobter sua versão no domínio do tempo, de tal modo que a versão no domíniodo tempo resultante é <formula>formula see original document page 11</formula>
7. Aparelho (500) de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que, quando o corte é simétrico, x(0), x(l), x(2),...,x(N-1) é a seqüência de sincronização original no domínio do tempo, e suaresposta no domínio da freqüência é X(O), X(1),..., X(N-1), onde<formula>formula see original document page 12</formula>o módulo gerador (504) é adicionalmente configurado paracortar o espectro X(k) para ser zero simetricamente no subconjunto A e entãoobter a seqüência real como<formula>formula see original document page 12</formula>
8. Aparelho (500) de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que, quando o corte é simétrico, x(0), x(l), x(2),...,x(N-l) é a seqüência de sincronização original no domínio do tempo, e suaresposta no domínio da freqüência é X(0), X(I),..., X(N-I), onde<formula>formula see original document page 12</formula>o módulo gerador (504) é adicionalmente configurado paracortar o espectro X(k) para ser zero simetricamente no subconjunto A e entãoobter a seqüência real como<formula>formula see original document page 12</formula>
9. Método para projeto de uma seqüência de sincronização,caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:prover um receptor tendo apenas conhecimento de umaseqüência de sincronização original x(n);determinar se detectar e evitar (DAA) (601) é necessária, comrespeito a uma seqüência de sincronização original x(n); equando a determinação é de que DAA é necessária, projetar(500) uma nova seqüência de sincronização de corte de tom, cortando o tomda seqüência de sincronização original recebida x(n), de tal modo que umapropriedade de correlação da seqüência de sincronização original é mantidaem um receptor, quando a nova seqüência de sincronização cortada em tom éusada por um transmissor dos sinais recebidos pelo receptor que está usando aseqüência de sincronização original.
10. Método (600) de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que:a etapa de determinação compreende adicionalmente a etapade especificar que um subconjunto A de sub-portadoras é para ser desligado; ea etapa de projetar compreendendo adicionalmente a etapa dederivar a nova seqüência de sincronização a partir da seqüência desincronização original x(n) como uma versão no domínio do tempo daoriginal, tendo espectro cortado para ser zero no subconjunto A.
11. Método (600) de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de:...,x(N-l) sendo a seqüência de sincronização original no domínio do tempo,de tal modo que sua resposta no domínio da freqüência é X(0), X(I), ..., X(N-quando o corte de tom é de lado único, e dada x(0), x(l), x(2),-1), onde<formula>formula see original document page 13</formula>cortar o espectro X(k) para ser zero em um lado nosubconjunto A: eentão projetar a versão no domínio do tempo do espectrocortado como corte de tom de lado único dado por<formula>formula see original document page 13</formula>
12. Método (600) de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de:quando é requerido que a seqüência de sincronizaçãoresultante seja real e o corte de tom seja simétrico, projetar a nova seqüênciade sincronização de tom único x"(n), simetricamente, como
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