BRPI0807071B1 - método, transmissor, receptor e sistema para estabelecer um sinal de sincronização para transmissão em um sistema de comunicação - Google Patents
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Abstract
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO, TRANSMISSOR, RECEPTOR E SISTEMA PARA ESTABELECER UM SINAL DE SINCRONIZAÇÃO PARA TRANSMISSÃO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO".
Referência Cruzada com Pedidos Relacionados [0001] O presente pedido reivindica prioridade para o pedido SE0701056.4 depositado em 2 de maio de 2007, o qual é incorporado neste documento por referência como se reproduzido em sua totalidade.
Campo Técnico [0002] A presente invenção refere-se a comunicações e sincronização. Mais particularmente, a invenção se relaciona, por exemplo, com sincronização em sistemas OFDM (Multiplexação por Divisão em Frequências Ortogonais).
Antecedentes [0003] A 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 v1.0.0, 3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group Radio Access NetWork, Physical Channels and Modulation (Release 9), França, Março de 2007, descreve canais físicos para UTRA desenvolvida.
[0004] Quando especificando um esquema de sincronização para um sistema de comunicação, obviamente, vários parâmetros têm que ser ponderados de modo a otimizar, de alguma maneira, a performance do sistema. Isto seria verdadeiro tanto para a performance de sincronização específica, onde talvez aperfeiçoar um parâmetro do projeto poderia piorar outro e vice versa, mas também para a performance do sistema de comunicação como um todo, devido ao esquema de sincronização escolhido. Por exemplo, para um sistema sem uso de fios podem existir restrições em relação aos terminais em termos de consumo de energia, de custo do dispositivo, de sensibilidade de recepção de rádio e assim por diante. Tais restrições em relação aos sistemas de comunicação e aos seus constituintes podem ser impostas tanto pelos grupos de regulação de padrão, bem como pelos próprios fabricantes desejando maximizar a capacidade de geração de receita de seus produtos. Os projetistas de sistemas de comunicação projetando esquemas de sincronização devem ter estes problemas de projeto em mente.
[0005] Um documento para agenda item 7.2 da RAN WG1 meeting 48bis, denominado Package of PSC and SSC proposals for LTE cell search, R1-071497 Malta, de 26 até 30 de Março de 2007, propõe um projeto de pacote de Códigos Principais de Sincronização, PSC, e Códigos Secundários de Sincronização, para a pesquisa de célula LTE. O documento apresenta uma solução para o problema de como projetar sequências de sincronização PSC sendo sequências de Zadoff-Chu de comprimento 71, com índices de raiz u = 1, 5 e 70.
[0006] Outro documento para agenda item 7.2 da RAN WG1 meeting 48bis denominado Comparison of sequence and structure for P-SCH, R1-071531 Malta, de 26 até 30 de Março de 2007, apresenta outra proposta sobre como projetar sincronização para E-UTRA. No documento, foi proposto utilizar sequências Zadoff-Chu de comprimento 72, sem índices de raiz u especificados.
[0007] Um documento adicional para agenda item 5.1.3.4 of 3GPP TSG RAN WG1 LTE Ad Hoc, denominado Cell-specific signals for initial synchronization and cell Identification, R1-060225, Heisinki, Finlândia, 23 até 25 de janeiro de 2006, introduz sinais centralmente simétricos e um algoritmo de detecção de correlação diferencial inversa cega para detecção dos sinais sem conhecimento de sua forma de onda exata. O documento também salienta a importância de valores PAPR (Relação entre Potência de Pico e Potência Média) e conclui que todos os sinais de sincronização OFDM, baseado em diferentes sequências Golay a partir de um conjunto de pares ortogonais complementares, irão possuir valores PAPR pequenos, permitindo deste modo a maximização da potência média transmitida, isto é, a maximização da SNR recebida na borda da célula.
Sumário [0008] Um objetivo das concretizações ilustrativas da invenção é proporcionar sincronização eficiente para comunicações.
[0009] De acordo com uma concretização ilustrativa da invenção, um método para estabelecer um sinal de sincronização adequado para, particularmente, um receptor de filtro conjugado em um sistema de comunicação, incluindo: - definir um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta; e - transformar o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta em uma representação discreta no tempo.
[00010] Adicionalmente, o sistema de comunicação de preferência é preparado para utilizar a representação discreta no tempo como o sinal de sincronização no sistema de comunicação.
[00011] O conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta de preferência é definido de modo a ser centralmente simétrico ou ser obtido a partir de um mapeamento de um número de sequência sendo centralmente simétrico.
[00012] Especificar um sinal de sincronização baseado nos coeficientes de frequência de Fourier sendo centralmente simétricos proporciona a vantagem de permitir uma implementação eficiente de um banco correspondente de correlatores, por exemplo, em um receptor recebendo tal sinal.
[00013] Outro mérito demonstrado de uma concretização da invenção é a Relação de Potência de Pico para Potência Média, PAPR, vantajosa.
[00014] Um objetivo de uma concretização ilustrativa da invenção é idealizar um esquema de sincronização aperfeiçoado ou alternativo para um receptor de filtro conjugado.
[00015] De acordo com a invenção, um transmissor ilustrativo para um sistema de comunicação é proporcionado, o transmissor sendo disposto para enviar um sinal de sincronização, por exemplo, para um receptor de filtro casado no sistema de comunicação. O sinal de sincronização de preferência é estabelecido a partir da: - definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta; e - transformação do conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta em uma representação discreta no tempo.
[00016] Adicionalmente, o transmissor de preferência é disposto para utilizar a representação discreta no tempo como o sinal de sincronização no sistema de comunicação.
[00017] Em um modo preferido da invenção, a representação discreta no tempo é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é centralmente simétrico.
[00018] Ainda de acordo com outro aspecto da invenção, um receptor ilustrativo, de preferência do tipo com filtro casado para um sistema de comunicação é descrito. O receptor é disposto para receber um sinal de sincronização no sistema de comunicação, e é adaptado para o sinal de sincronização como estabelecido por: - definir um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, - transformar o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta em uma representação discreta no tempo, onde o receptor é preferivelmente disposto para receber a representação discreta no tempo como o sinal de sincronização no sistema de comunicação.
[00019] Em um modo preferido, a representação discreta no tempo é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é centralmente simétrico.
[00020] Ainda de acordo com outro aspecto ilustrativo da invenção, um sistema de comunicação inclui: - um transmissor disposto para enviar um sinal de sincronização, e - um receptor, de preferência do tipo com filtro conjugado, disposto para receber o sinal de sincronização, onde o sinal de sincronização é estabelecido a partir de: - um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta sendo definido, e - o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta sendo transformados em uma representação discreta no tempo, onde os transmissor e receptor preferivelmente são dispostos para transmitir e receber, respectivamente, a representação discreta no tempo como o sinal de sincronização.
[00021] Em modos preferidos da invenção, os transmissor e receptor são dispostos para utilizar a representação discreta no tempo como o sinal de sincronização, a representação discreta no tempo é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é centralmente simétrico. Breve Descrição dos Desenhos [00022] Concretizações exemplificando a invenção são descritas por meio dos desenhos anexos, nos quais [00023] Afigura 1 ilustra, de acordo com a técnica anterior, funções a periódicas de correlação de sinais P-SCH a partir do documento R1-074197 do RAN WG1 meeting 48bis, utilizando correlatores com tamanho de 128 amostras.
[00024] Afigura 2 ilustra, de acordo com a técnica anterior, funções a periódicas de correlação de sinais P-SCH a partir do documento R1-071531 do RAN WG1 meeting 48bis, utilizando correlatores com tamanho de 128 amostras.
[00025] A figura 3 esquematicamente ilustra um mapeamento resultante de uma sequência P-SCH para subportadoras, de acordo com uma concretização da invenção.
[00026] A figura 4 esquematicamente ilustra um filtro conjugado eficiente para sinal P-SCH, definido pela equação 5 para comprimentos de sequência de N ξ L + 1 amostras, de acordo com uma concretização da invenção.
[00027] A figura 5 ilustra, de acordo com a invenção, funções aperíódicas de correlação de sinais P-SCH, como especificado na equação 14, utilizando correlatores com tamanho de 128 amostras.
[00028] A figura 6 esquematicamente ilustra o transmissor e o receptor de um sistema de comunicações ilustrativo de acordo com uma modalidade da invenção.
Descrição Detalhada [00029] Sinais de enlace descendente, por exemplo, no sistema celular E-UTRA, baseados na tecnologia de transmissão OFDM, são especificados para não utilizar a frequência central na largura de banda disponível, a assim chamada, subportadora DC, para transmissão. Uma razão para isto é que potencial perda do oscilador local, a qual pode ocorrer no transmissor da estação base ou no receptor do Equipamento do Usuário móvel, UE, pode causar interferência significativa para a subportadora DC, e assim tornar a mesma praticamente inutilizável.
[00030] O sistema celular E-UTRA é especificado para utilizar múltiplos (três) sinais de Sincronização Principal, P-SCH, transmitidos no enlace descendente, DL, para suportar a sincronização de tempo de símbolo OFDM no UE. Os três sinais P-SCH estão ligados com a identidade de célula dentro de um grupo de identidades de célula, servido deste modo tanto para propósitos de sincronização de tempo como para transmissão de informação.
[00031] Os sinais P-SCH não possuem estrutura repetitiva, e são baseados nas sequências de Zadoff-Chu, ZC. Os sinais P-SCH são sinais OFDM com até 72 subportadoras ativas, centralizados ao redor da subportadora DC. As subportadoras ativas são moduladas com elementos de uma sequência P-SCH específica da célula du[n] selecionada a partir de um conjunto de três sequência ZC diferentes com índices de raiz u = u1, u2 e u3. O mapeamento resultante de uma sequência P-SCH ilustrativa du[n], n = 0, ..., 71 de comprimento L = 72 para subportadoras disponíveis é esquematicamente ilustrado na figura 3. A recepção do sinal de sincronização no UE de preferência é por meio de um receptor de filtro conjugado. Um filtro conjugado pode ser apresentado para maximizar a relação sinal / ruído na saída do filtro no instante da recepção completa do sinal. A resposta de impulso do filtro conjugado para o sinal que passou pelo canal de Ruído Aditivo Gaussiano Branco, AWGN, é igual à versão de invertida no tempo do sinal transmitido. Tais filtros conjugados são utilizados na prática mesmo se o canal de propagação não for o AWGN, à medida que uma boa aproximação do filtro conjugado exato para tais canais que não são AWGN iria requerer o conhecimento da função de correlação do canal.
[00032] Comparando as duas propostas do RAN WG1 meeting 48bis, uma concessão feita na primeira é que uma subportadora disponível permanece não utilizada. Isto reduz a diversidade de frequência do sinal, tornando o sinal mais suscetível aos efeitos do canal de propagação de desvanecimento. Uma maior redução na largura de banda do sinal levaria à ampliação do lobo de auto-correlação principal dos sinais, o que significaria precisão reduzida da estimativa de tempo do sinal. Uma desvantagem da última proposta, Comparison of sequence and structure for P-SCH, R1-071531, comparada com a primeira, Package of PSC and SSC proposals for LTE cell search, R1-071497, é que a correlação cruzada máxima de vários sinais de Sincronização Principal, P-SCH, obtidos a partir de diferentes índices de raiz de sequências de Zadoff-Chu com comprimento 72 são maiores do que se o comprimento das sequências de Zadoff-Chu for 71.
[00033] De modo a aperfeiçoar ou proporcionar um alternativa para a técnica anterior, concretizações ilustrativas desta invenção propõem um método, sistema e aparelho para estabelecer um sinal de sincronização, particularmente bem adequado para um receptor de filtro conjugado, em um sistema de comunicação. O método inclui: - definir um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu[l]; - transformar o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu[l], em uma representação discreta no tempo, Su[k]; e - preparar o sistema de comunicação para uso da representação discreta no tempo, Su[k], como o sinal de sincronização no dito sistema de comunicação.
[00034] O "preparar o sistema para uso ..." inclui tornar o sistema de comunicação pronto para utilizar o sinal de sincronização especificado, por exemplo: por armazenar o sinal em uma memória em algum lugar no sistema; ou programar partes do sistema de comunicação de modo a fazer uso do sinal de sincronização, quando transmitindo ou recebendo.
[00035] O conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu[l], de preferência é definido de modo a ser centralmente simétrico. Será apresentado abaixo, que se a representação de frequência for centralmente simétrica, então que é uma condição necessária e suficiente para a representação discreta no tempo Su[k] também ser centralmente simétrica. Isto significa que o receptor de filtro conjugado pode ser projetado para ser muito mais eficiente do que é o caso para as propostas mencionadas acima do RAN WG1 meeting 48bis.
[00036] Uma motivação da simetria central do sinal na concretização da presente invenção é uma implementação eficiente desse modo obtida de um receptor, tal como um receptor de filtro conjugado, para a qual o conhecimento exato da forma de onda do sinal é um pré-requisito.
[00037] Um modo de definir o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta em um método ilustrativo de acordo com a invenção é, para definir o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu[l], incluir no método ilustrativo: - definir uma sequência numérica, du[nj; e - executar um mapeamento da sequência numérica, du[n], para chegar ao conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hw[l], que de preferência é centralmente simétrico.
[00038] Isto permite um modo conveniente de definir os coeficientes, Hu[l], que também estão de acordo com o padrão na 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 vl.O.Q e ainda reter a propriedade preferida de simetria central, [00039] Adicionalmente em relação ao método de acordo com a presente invenção, a definição de uma sequência numérica du[n] de preferência também inclui definir a sequência numérica, du[n], para ser centralmente simétrica.
[00040] Adicionalmente, em uma concretização preferida da invenção, o mapeamento é executado de modo a ter o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu[i], com uma subportadora DC sendo zero, isto seria benéfico em sistemas possuindo um requerimento de que a portadora DC seja zero, tal como na 3GPP Technical Specification 3GPPTS 36.211 v1.0.0.
[00041] Como exemplo, um mapeamento de acordo com o método da invenção é executado de acordo com: onde L é um comprimento da sequência numérica du[n] eN = L + 1éo número de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu[l]. Este mapeamento estaria de acordo tanto com o requerimento preferido de mapear uma sequência numérica central mente simétrica em um conjunto de coeficientes de frequência centraimente simétrico como mapear a sequência numérica de modo que o conjunto de coeficientes de frequência teria uma portadora DC sendo zero.
[00042] Definir a sequência numérica podería, por exemplo, envolver definindo a sequência numérica como uma sequência centralmente simétrica,. du[n], sendo de comprimento L e possuindo uma propriedade de modo que du(n]= du[L-1-n], n = 0, 1, L/2-1. Assim, isto proporcionaria a simetria central de du[n]. A sequência numérica centralmente simétrica, du[n], podería ser definida pela concatenação de uma sequência numérica de comprimento L/2 com sua réplica invertida, Como um exemplo disto, um sequência numérica podería ser mencionada, onde a sequência numérica centralmente simétrica, du[n], é obtida pela concatenação de uma sequência Zadoff-Chu com comprimento L/2 com sua réplica invertida, de modo que dufn] é dada por onde Wn = e‘i23l/N, para números inteiros positivos N, [00043] Outro modo de obter uma sequência numérica centralmente simétrica é por reduzir um elemento central de uma sequência Zadoff-Chu com comprimento ímpar L + 1, de modo que du[n] é dada por onde Ww = e'>2^N, para números inteiros positivos N, [00044] Se a sequência du[n] for central mente simétrica, de modo que então Hu[l] na equação 1 também ser central mente simétrica ao redor de DC. Isto é uma condição necessária e suficiente para o sinal de sincronização no domínio no tempo, Su[k], ficar centralmente simétrico, de modo que [00045] Isto significa que somente as amostras Su[0] não possuem sua contraparte simétrica, A prova da equação 5 é como a seguir;
Começando a partir da definição de Su[k], onde íntroduz-se a alteração de variáveis N = N -1, reordena-se a soma e utiliza-se a periodicidade da DFT{Hu[n] = Hu[n+N]}. A partir das relações mencionadas acima, segue que Su[k] = Su[N-k] se Hu[n] = Hu[N-n], o que é uma condição suficiente. Também é uma condição necessária, significando que somente se Hu[n] = Hu|[N-n] será que Su[k] = Su[N-k], como pode ser apresentado por começar a partir da expressão para Hu[n].
[00046] Em um caso aplicado, se for definida a sequência centralmente simétrica possuindo um comprimento L = 72, pode-se comparar sua performance com esta que pode ser alcançada a partir de sequências das propostas da técnica anterior mencionadas acima do RAN WG1 meeting 48bis. Comparada com o primeiro destes documentos citados, ela proporciona a utilização de todas as sub portadoras ativas disponíveis para os sinais P-SCH. Comparada com ambas as propostas citadas do RAN WG1 meeting 48bis, ela produz sinais de sincronização com poucas correlações cruzadas aperiódicas dois a doís, muitos poucos lobos laterais de auto-correlação dos sinais de sincronização, e baixa proporção de potência de pico para potência média, PAPR, como será discutido abaixo.
[00047] Obviamente, a escolha do comprimento L de du [n] não está limitado a este comprimento ilustrativo, e dependería da aplicação. Como um exemplo, é perfeitamente possível que a sequência centraimente simétrica possua um comprimento L = 64.
[00048] No método de acordo com a invenção, a dita transformação citada acima poderia incluir a transformação dos coeficientes de frequência de Fourier, Hu [I], I = 0,1, .... N - 1, de modo que Esta é a transformada de Fourier discreta inversa. Em um sistema de comunicação onde tal transformação é executada, ela poderia ser implementada com qualquer algoritmo adequado que permita o cálculo rápido. Obviamente, também é possível ter a representação discreta no tempo Su [k] calculada antecipadamente e armazenada em algum lugar da memória no sistema de comunicação.
[00049] O método descrito para estabelecer um sinal de sincronização em um sistema de comunicação de acordo com a invenção poderia ser utilizado para estabelecer sinais de sincronização em diferentes sistemas de comunicação requerendo algum tipo de sincronização, por exemplo, estabelecendo tais sinais de sincronização para um sistema de comunicação sendo um sistema de comunicação sem o uso de fios. Um exemplo de tal sistema de comunicação sem uso de fios é um canal de enlace descendente OFDM em um sistema de comunicação celular. Tal sistema é descrito na 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 ul.O.O.
[00050] Deve ser citado que todos os aspectos do método de acordo com a invenção descrita acima e todas as suas diferentes alternativas podem ser combinados de forma arbitrária, apenas contanto que tais combinações não impliquem em autocontradição.
[00051] Como um exemplo, agora utiliza-se os critérios da invenção aplicados para o caso de um sistema de acordo com um especificado na 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 ul.O.O e compara-se a performance deste caso aplicado com esta das propostas da técnica anterior mencionada acima do RAN WG1 meeting 48bis. Como especificado na 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 u1.0.0, e apresentado na figura 3, a subportadora DC não pode ser utilizada para mapear os elementos da sequência du [n], enquanto os elementos de du [n] são mapeados para todas as outras subportadoras consecutivas igualmente espaçadas ao redor da subportadora DC. O sinal de banda base P-SCH Su [k], k = 0,1, ..., N - 1, a partir da figura 3, é obtido pela IDFT (Transformada Inversa de Fourier Discreta) de ponto N do espectro dos N coeficientes de Fourier Hu [I], I = 0,1.N - 1, como onde du [π], η = 0,1,L -1, é a sequência P-SCH ilustrativa com o comprimento L = 72.
[00052] Como uma ilustração, a proposta R1-071497 do RAN WG1 meeting 48bis descreve sequências P-SCH dadas por [00053] As funções de auto-correlação / correlação cruzada a periódicas dos sinais P-SCH a partir da R1-071497 do RAN WG1 meeting 48bis, para correlatares com o tamanho de 128 amostras são apresentadas na figura 1. Os valores PAPR destes sinais são 3,14 dB, 3,14 dB e 4,66 dB, [00054] Como outra ilustração, a proposta R1-071531 do RAN WG1 meeting 48bis pode ser descrita para as sequências P-SCH dadas por [00055] As funções de autocorrelação / de correlação cruzada a periódicas dos sinais P-SCH na proposta R1-071531 do RAN WG1 meeting 48bis, para. os correlatares com o tamanho de 128 amostras e para u = 1, 71 e 5, são apresentados na figura 2. Os valores PAPR destes sinais são 2,61 dB, 2,57 dB e 6,78 dB.
[00056] A simetria central das N - 1 amostras de um sinal P-SCH pode ser utilizada para reduzir o número de multiplicações em um exemplo de filtro conjugado correspondendo ao sinal P-SCH. Por exemplo, se N = L + 1 = 73, existem 72 amostras centralmente simétricas do sinal P-SCH,. de modo que o filtro conjugado pode ser implementado por 1 + 72 / 2 = 37 multiplicações por correlação única, o que é uma redução de cerca de 50% comparada com a implementação direta, a qual exige 73 multiplicações. Isto é ilustrado na figura 4, onde denota conjugação complexa.
[00057] Abaixo, dois procedimentos ou modos para obter uma sequência P-SCH ilustrativa, du [n], que é centralmente simétrica baseada em uma sequência Zadoff-Chu, ZC, são discutidos.
[00058] O primeiro modo é concatenar a sequência ZC com o comprimento L / 2 e sua réplica invertida. As sequências P-SCH correspondentes, du [n], são dadas pela equação 2: [00059] O segundo modo é reduzir o elemento central de uma sequência ZC de comprimento ímpar L + 1. Neste caso, as sequências P-SCH, du [n], são dadas pela equação 3: [00060] A segunda alternativa proporciona sinais P-SCH ilustrativos com correlações cruzadas máximas inferiores.
[00061] A partir da discussão acima, segue que é benéfico definir as três diferentes sequências P-SCH ilustrativas, du [n], com o comprimento de 72 como obtidas pela redução dos elementos centrais de diferentes sequências ZC com o comprimento de 73, isto, como [00062] As funções de autocorrelação/correlação cruzada aperiódicas dos sinais P-SCH obtidas a partir da equação 14, utilizando correlatores com o tamanho de 128 amostras, são apresentadas na figura 5. Os valores PAPR obtidos de acordo com a invenção são 2,98 dB, 2,98 dB e 4,43 dB, isto é, melhor ou correspondendo aos valores PAPR da técnica anterior.
[00063] À medida que a sequência de Zadoff-Chu com o comprimento L + 1 com um índice de raiz u3 = L + 1- u1éa versão conjugada complexa da sequência ZC com o mesmo comprimento com o índice de raiz u1, os dois filtros conjugados correspondentes podem ser implementados com complexidade de multiplicação de apenas um filtro.
[00064] Especificar um sinal de sincronização baseado nos coeficientes de frequência de Fourier sendo centralmente simétricos tenha o benefício de um critério não-revelado nos documentos de apoio mencionados acima para o RAN WG1 meeting 48bis, a saber, que a transmissão de tal sinal de sincronização proporciona a vantagem de permitir uma implementação eficiente de um banco de correlatores correspondentes, por exemplo, em um receptor recebendo tal sinal. Este benefício é surpreendente em vista do que pode ser obtido a partir das instruções dos documentos da técnica anterior.
[00065] Outro mérito demonstrado de uma concretização da invenção é a relação de potência de pico para potência média, PAPR.
[00066] De acordo com uma concretização da invenção, a invenção abrange um transmissor pra um sistema de comunicação, o transmissor sendo disposto para enviar um sinal de sincronização, por exemplo, para um receptor de filtro conjugado no sistema de comunicação. O sinal de sincronização é estabelecido a partir da: - definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I]; e - transformação do conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I] em uma representação discreta no tempo, su [k], onde o transmissor preferivelmente é disposto para utilizar a representação discreta no tempo, su [k], como o sinal de sincronização no sistema de comunicação.
[00067] Em uma concretização ilustrativa, o transmissor é disposto para utilizar a representação discreta no tempo, su [k], como o sinal de sincronização no sistema de comunicação. A representação discreta no tempo, su [k], é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I], é centralmente simétrico.
[00068] A figura 6 ilustra esquematicamente o transmissor, Tx, (61) e o receptor, Rx, (65) de um sistema de comunicações ilustrativo de acordo com a invenção.
[00069] Basicamente, o transmissor pode ser disposto para executar qualquer aspecto, a partir de um ponto de vista de transmissão, do método de acordo com a invenção, descrito acima, como desejado para uma aplicação particular. O transmissor é disposto para utilizar a representação discreta no tempo, su [k], como o sinal de sincronização no sistema de comunicação. Isto implica que ele é proporcionado com estruturas para colocar o sinal de sincronização em uso. Exemplos não exclusivos de tais estruturas incluem memória eletrônica, Mt, (64), um microprocessador μτ (62) e o conjunto de circuitos para enviar sinais elétricos, Tc (63).
[00070] Em uma concretização da invenção, a invenção abrange um receptor do tipo filtro conjugado para um sistema de comunicação, o receptor sendo disposto para receber um sinal de sincronização no sistema de comunicação, onde o sinal de sincronização é estabelecido a partir da: - definição de um conjunto de coeficientes de freqüência de Fourier discreta, Hu [I]; e - transformação do conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I] em uma representação discreta no tempo, su [k], onde o receptor preferivelmente é disposto para receber a dita representação discreta no tempo, Su [k], como o sinal de sincronização no sistema de comunicação.
[00071] Em uma concretização ilustrativa, o receptor é disposto para utilizar a representação discreta no tempo, Su [k], como o sinal de sincronização no sistema de comunicação. A representação discreta no tempo, Su [k], é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I], é centralmente simétrico.
[00072] Basicamente, o receptor pode ser disposto para executar qualquer aspecto, a partir de um ponto de vista de recepção do método de acordo com a invenção, descrito acima, como desejado para uma aplicação particular. O receptor de preferência é disposto para utilizar a representação discreta no tempo, su [k], como o sinal de sincronização no sistema de comunicação. Isto implica que ele é proporcionado com estruturas para colocar o sinal de sincronização em uso. Exemplos não exclusivos de tais estruturas incluem a memória eletrônica MR, (68), um microprocessador R, (66) e o conjunto de circuitos para receber sinais elétricos, Rc (67).
[00073] Em uma concretização ilustrativa da invenção, a invenção abrange um sistema de comunicação incluindo: - um transmissor sendo disposto para enviar um sinal de sincronização para um receptor de filtro conjugado ilustrativo, e - um receptor, do tipo com filtro conjugado ilustrativo, sendo disposto para receber o sinal de sincronização, onde o sinal de sincronização é estabelecido a partir da: - definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I]; e, - transformação do conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I], em uma representação discreta no tempo, Su [k], onde o transmissor preferivelmente é disposto para transmitir e o receptor preferivelmente é disposto para receber a representação discreta no tempo, su [k], como o sinal de sincronização. Em um modo preferido da invenção, o transmissor e o receptor do sistema de comunicação são dispostos para utilizar a representação discreta no tempo, su [k], como o sinal de sincronização. A representação discreta no tempo, su [k], é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, Hu [I] é centralmente simétrico.
[00074] Basicamente, o sistema de comunicação de preferência é disposto para executar qualquer aspecto do método de acordo com a invenção descrita acima, como desejado para uma aplicação particular. O transmissor e o receptor de preferência são dispostos para utilizar a representação discreta no tempo, su [k], como o dito sinal de sincronização, sendo proporcionados com as estruturas mencionadas acima para colocar o sinal de sincronização em uso.
[00075] Um uso ilustrativo da invenção é em um sistema de transmissão multiusuário baseado em OFDM para canal compartilhado de enlace descendente de alta velocidade em sistemas celulares. A invenção também possui usos potenciais em outros sistemas com múltiplas portadoras.
REIVINDICAÇÕES
Claims (23)
1. Método para estabelecer um sinal de sincronização para transmissão em um sistema de comunicação compreendendo: definir um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta, transformar o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta em uma representação discreta no tempo, e usar a representação discreta no tempo como o sinal de sincronização no sistema de comunicação, em que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta representa um mapeamento de uma sequência numérica central mente simétrica para os coeficientes de frequência de Fourier discreta, o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que a sequência numérica central mente simétrica corresponde a reduzir um elemento central de uma sequência Zadoff-Chu de comprimento ímpar L + 1
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta representa uma portadora DC sendo 0.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o mapeamento é executado de acordo com: onde, du [η], n = 0,1, .... L - 1, representa a sequência numérica e L é um comprimento da sequência numérica, e Hu [I], I = 0,1, N - 1, representa os coeficientes de frequência de Fourier discreta e N é o número de coeficientes de frequência de Fourier discreta.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a sequência numérica, du [n], tem o comprimento L e possui uma propriedade de modo que du [n] = du [L - 1 - η], n = 0,1,L/ 2 - 1.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a sequência numérica centralmente simétrica, du [n], é obtida pela redução de um elemento central de uma sequência Zadoff-Chu de comprimento ímpar L + 1, de modo que du [ n] é dada por onde Wn = exp (-}2π í N), para número inteiro positivo N.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 5, C AR AC TE RIZ ADO pelo fato de que a sequência numérica central mente simétrica é uma sequência Zadoff-Chu reduzida com um dos três índices de raiz, u, u = u1, u = u2 ou u = u3.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que para um primeiro índice de raiz u1, um segundo índice de raiz é L + 1 - u1.
8. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos índices de raiz corresponde a uma sequência de sincronização específica de célula em um sistema de comunicação celular
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é transformado em uma representação discreta no tempo, su [k], correspondendo a para coeficientes de frequência de Fourier Hu [I], I = 0, 1, ..., N — 1, onde N é o número de coeficientes de frequência de Fourier discreta do conjunto.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de sincronização proporciona sincronização de tempo de símbolo OFDM.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de sincronização proporciona sincronização de tempo de símbolo OFDM em um sistema com múltiplos usuários.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o estabelecimento de um sinal de sincronização no sistema de comunicação compreende a etapa de estabelecer tais sinais de sincronização para um sistema de comunicação sendo um sistema de comunicação sem fio.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o estabelecimento de um sinal de sincronização no sistema de comunicação sem fio compreende a etapa de estabelecer tais sinais de sincronização para a sincronização de um canal de enlace descendente OFDM em um sistema de comunicação celular.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que os sinais de sincronização estão ligados com identidades de célula.
15. Transmissor (61) para um sistema de comunicação que compreende um conjunto de circuitos para enviar no sistema de comunicações um sinal de sincronização como estabelecido, o transmissor CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um microprocessador sendo adaptado para estabelecer o sinal de sincronização para transmissão representando um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta conforme definido, o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta sendo transformado em uma representação discreta no tempo, o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta sendo definido para representar o mapeamento de uma sequência numérica centralmente simétrica para os coeficientes de frequência de Fourier discreta, o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico, e a sequência numérica centralmente simétrica corresponde a reduzir um elemento central de uma sequência Zadoff-Chu de comprimento ímpar L + 1, e o conjunto de circuitos para envio sendo disposto para enviar um sinal de sincronização correspondendo à representação discreta no tempo no sistema de comunicação.
16. Transmissor, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador é adaptado para estabelecer um sinal de sincronização do método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 até 14.
17. Receptor (65) para um sistema de comunicação que compreende conjunto de circuitos para receber no sistema de comunicação um sinal de sincronização como estabelecido, o receptor CARACTERIZADO pelo fato de compreender um microprocessador sendo adaptado para sincronizar o receptor com o sinal de sincronização representando um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta conforme definido, o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta sendo transformado em uma representação discreta no tempo, o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta sendo definido para representar o mapeamento de uma sequência numérica centralmente simétrica para os coeficientes de frequência de Fourier discreta, o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discreta é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico, e a sequência numérica centralmente simétrica corresponde a reduzir um elemento central de uma sequência Zadoff-Chu de comprimento ímpar L + 1, e o conjunto de circuitos para a recepção sendo disposto para receber um sinal de sincronização correspondendo à representação discreta no tempo no sistema de comunicação.
18. Receptor, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que corresponde a um receptor do tipo filtro conjugado, em que o número de coeficientes de filtro reduzido em um corresponde à metade do comprimento da sequência numérica centralmente simétrica.
19. Receptor, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que corresponde a um receptor do tipo filtro conjugado, para o qual os coeficientes de filtro correspondem a um dentre uma pluralidade de índices de raiz de uma sequência Zadoff-Chu, sendo disposta para armazenar coeficientes de filtro para a pluralidade de índices de raiz.
20. Receptor, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que é do tipo filtro conjugado.
21. Receptor, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro conjugado é conjugado para um sinal recebido, transmitido em um canal AWGN.
22. Receptor, de acordo com a reivindicação 17 ou 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador é adaptado para receber um sinal de sincronização conforme estabelecido no método definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.
23. Sistema que inclui um transmissor (61) e um receptor (65), o transmissor compreendendo o conjunto de circuitos para enviar um sinal de sincronização como estabelecido para o receptor, o receptor compreendendo conjunto de circuitos para receber o sinal de sincronização a partir do transmissor, CARACTERIZADO pelo fato de que o transmissor é um transmissor conforme definido na reivindicação 15 ou 16 e o receptor é um receptor conforme definido em qualquer uma das reivindicação 17 a 22, o receptor é adaptado para sincronizar com o transmissor a partir do conhecimento da forma de onda do sinal.
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