ES2663849T3 - Procedimiento de generación de secuencia para la detección y procedimiento de transmisión y recepción de señales usando el mismo - Google Patents

Procedimiento de generación de secuencia para la detección y procedimiento de transmisión y recepción de señales usando el mismo Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de transmisión de señales a un receptor mediante un transmisor en un sistema de comunicaciones móviles usando un esquema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal, comprendiendo el procedimiento: mapear una secuencia generada usando una secuencia de Zadoff-Chu a índices de dominio de frecuencia, en el que la secuencia de Zadoff-Chu tiene una longitud de número impar, en el que la secuencia de Zadoff-Chu tiene un índice de raíz, en el que el índice de raíz se selecciona de entre un conjunto predeterminado de índices que comprende un primer índice, un segundo índice y un tercer índice, y en el que una suma del primer índice y del segundo índice corresponde a la longitud de la secuencia de Zadoff-Chu; convertir la secuencia mapeada en una señal de dominio de tiempo; y transmitir la señal de dominio de tiempo al receptor.

Description

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conjuntos de índices que presentan múltiples índices para discriminar secuencias, de manera que puede generarse mediante el índice seleccionado.
En este caso, como se ha indicado anteriormente, una realización de la presente invención proporciona un procedimiento para generar secuencias seleccionado índices del conjunto de índices, en el que al menos dos de los índices cumplen la propiedad de simetría conjugada. En este caso, la propiedad de simetría conjugada indica que una secuencia correspondiente a un índice específico es igual a un complejo conjugado de otra secuencia correspondiente a otra secuencia, lo que se describirá a continuación en detalle con referencia a la siguiente secuencia detallada.
En caso de utilizar al menos una secuencia de entre múltiples secuencias, cada una de las cuales incluye un índice que cumple la propiedad de simetría conjugada, el extremo de recepción puede reducir considerablemente el número de cálculos de correlaciones cruzadas, por lo que puede detectar fácilmente una señal deseada.
La presente invención proporciona un procedimiento para omitir una componente correspondiente a subportadoras de CC, como se muestra en S105, y transmitir la señal resultante.
A continuación se describirán en detalle las etapas individuales de la FIG. 6.
En primer lugar se describirá la etapa S101 de formación/generación de una secuencia de longitud N.
Según una realización de la presente invención, la presente invención no solo proporciona un procedimiento para hacer que la secuencia exprese características de correlaciones superiores, sino también un procedimiento de generación de una secuencia que puede mantener una amplitud predeterminada. Para este fin, esta realización genera una secuencia de longitud específica en el dominio de tiempo o de frecuencia.
A continuación se describirán condiciones preferidas requeridas para la secuencia utilizada en esta realización.
Tal y como se ha descrito anteriormente, con el fin de aumentar la eficacia de un amplificador del extremo de transmisión, es preferible que el extremo de transmisión transmita la secuencia para reducir la PAPR. La secuencia según esta realización puede tener un valor de amplitud predeterminada en el dominio de tiempo. Es preferible que la amplitud de señal de la secuencia pueda modificarse ligeramente no solo en el dominio de tiempo, sino también en el dominio de frecuencia.
Aunque la mayoría de procedimientos de comunicación han asignado una banda de frecuencia predeterminada a un extremo específico de transmisión/recepción, los procedimientos de comunicación han limitado el valor máximo de la potencia que puede usarse en la banda de frecuencia asignada. Dicho de otro modo, un procedimiento de comunicaciones genérico incluye una máscara de espectro específica. Por lo tanto, si la amplitud de señal es irregular en el domino de frecuencia aunque una secuencia de amplitud constante se transmita en el dominio de tiempo, la señal puede superar de manera inesperada la máscara de espectro después de que la secuencia se haya amplificado en el dominio de frecuencia.
Si el valor de canal se reconoce previamente en el domino de frecuencia, es preferible que el sistema pueda llevar a cabo la asignación de potencia de diferentes maneras según el buen o mal estado del canal. Sin embargo, puesto que el sistema tiene dificultades a la hora de reconocer previamente el canal debido a las características del uso de preámbulos, la potencia de la subportadora utilizada es generalmente constante.
En relación con las características de frecuencia plana mencionadas anteriormente, en caso de utilizar una secuencia correspondiente como un canal específico para realizar la estimación de canal (por ejemplo, si el P-SCH se utiliza en el sistema LTE), se decide el caso óptimo en el que una señal de referencia para la estimación de canal puede tener las características de frecuencia plana.
Además de las características de PAPR mencionadas anteriormente, la secuencia según esta realización puede tener características de correlación superiores para detectar o discriminar fácilmente señales. Las características superiores de correlación cruzada indican la presencia de características superiores de autocorrelación y la presencia de características superiores de correlación cruzada.
Es preferible que la secuencia pueda generarse por el extremo de transmisión para que el extremo de recepción pueda obtener fácilmente la sincronización. La sincronización mencionada anteriormente puede indicar la sincronización de frecuencia y la sincronización de tiempo. Generalmente, si un patrón específico se repite en un único símbolo OFDM en el dominio de tiempo, el extremo de recepción puede obtener fácilmente la sincronización de frecuencia y la sincronización de tiempo.
Por lo tanto, la secuencia según esta realización puede establecerse para que un patrón específico se repita en un único símbolo OFDM en el dominio de tiempo, pero esto no es esencial. A continuación se describirá un ejemplo no limitativo para generar una secuencia que tiene una estructura repetida. Por ejemplo, durante la etapa de generación de secuencia, el sistema puede insertar una secuencia de preámbulo equipada con dos patrones idénticos en un único símbolo OFDM generado por el módulo FFT de N puntos. No hay limitación en un procedimiento para la generación de una secuencia de longitud específica repitiendo el mismo patrón en el dominio de tiempo. Se proporcionan los siguientes
10
ejemplos.
Si la DFT o FFT de N puntos encuentra un problema serio, se crea una secuencia de longitud N/2 se repite dos veces; después puede configurarse una secuencia de preámbulo de longitud total N. Si se genera una secuencia de longitud N/4 y se repite dos veces, y la secuencia repetida se inserta, puede configurarse una secuencia de preámbulo con una
5 longitud total de N/2. La secuencia de preámbulo de longitud N/2 puede tener una longitud de N/2 en el dominio de frecuencia. En este caso, el intervalo de secuencia se ajusta en el dominio de frecuencia, de manera que puede generarse una secuencia de longitud N.
Por otro lado, como se ha indicado anteriormente, la presente invención también puede utilizar una secuencia no repetitiva en el dominio de tiempo. En este caso, la operación repetitiva mencionada anteriormente puede omitirse según
10 sea necesario. Dicho de otro modo, la presente invención también puede generar una secuencia de longitud N en el dominio de tiempo o directamente en el dominio de frecuencia sin la repetición de la secuencia de longitud N. La secuencia que se utiliza en esta etapa puede ser una secuencia CAZAC, una secuencia de Golay, una secuencia binaria, etc.
Según esta realización, hay varias secuencias que pueden seleccionarse considerando las condiciones mencionadas
15 anteriormente. Como una realización a modo de ejemplo, la presente invención propone utilizar una secuencia CAZAC. Aunque posteriormente se describirá en mayor detalle un procedimiento para formar una secuencia de longitud 1024 en el dominio de tiempo de la secuencia CAZAC y para insertar la misma secuencia, debe observarse que la longitud de la secuencia CAZAC no tiene que estar limitada a este procedimiento a modo de ejemplo.
Según la secuencia CAZAC generada por esta realización, se genera previamente el conjunto de índices de raíz para
20 discriminar secuencias CAZAC disponibles y se selecciona un índice de raíz específico de los conjuntos de índices de raíz generados, y se genera una secuencia según el índice seleccionado. En este caso, es preferible que el índice de raíz seleccionado para la generación de secuencia pueda seleccionarse a partir del conjunto de índices de raíz que cumpla la propiedad de simetría conjugada.
Para cumplir la propiedad de simetría conjugada mencionada anteriormente en la secuencia CAZAC, la suma de dos
25 índices de raíz del conjunto de índices puede tener diferentes condiciones según información específica que indica si la longitud de secuencia se denota mediante una longitud de número par o impar. Si la longitud de secuencia correspondiente se denota mediante una longitud impar y la suma de dos índices de raíz corresponde a un periodo de una ecuación que genera la secuencia correspondiente (en algunos casos, la longitud de la secuencia), puede cumplirse la propiedad de simetría conjugada mencionada anteriormente.
30 Sin embargo, la ecuación mencionada anteriormente para la generación de la secuencia correspondiente puede cambiar de una ecuación de formato básico a otra ecuación para implementar una finalidad específica. En este caso, la condición para cumplir la propiedad de simetría conjugada mencionada anteriormente puede cambiar a otra condición. De hecho, la suma de ambos índices de raíz debe corresponder al periodo de una ecuación capaz de generar de manera genérica una secuencia correspondiente. Con relación a este requisito, a continuación se proporcionará una descripción detallada
35 del procedimiento de generación de secuencia según la presente invención junto con otras realizaciones aplicadas a una secuencia específica.
La secuencia según la presente invención puede generarse en los dominios de tiempo y/o de frecuencia según el mismo principio. Para fines descriptivos, la siguiente realización se describirá en función de un ejemplo específico que genera una secuencia en el dominio de tiempo y convierte la secuencia generada en una secuencia de dominio de frecuencia,
40 ya que el ejemplo que genera la secuencia directamente en el dominio de frecuencia puede entenderse fácilmente debido a que solo se omiten algunas etapas de la realización para la generación de secuencia en el dominio de tiempo. Sin embargo, debe observarse que el alcance de la presente invención no está limitado a este ejemplo, sino que también puede aplicarse a otros ejemplos según sea necesario.
La siguiente descripción dará a conocer un ejemplo específico mostrado en la siguiente ecuación 3.
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En este ejemplo mostrado en la Ecuación 3, “M” se fija a "1" (donde "M" es un número natural que es relativamente primo con respecto a "N"), y se genera y se inserta una secuencia CAZAC (autocorrelación constante de amplitud cero) de longitud 1024. Esta secuencia CAZAC se ha descrito en el documento “Polyphase Codes with Good Periodic Correlation Properties" de David C. Chu, Information Theory IEEE Transaction, vol. 18, número 4, páginas 531 y
11
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En la Ecuación 9, p(n) indica el valor de secuencia de P-SCH conocido en el dominio de tiempo, r(n) indica la señal Rx, M indica el valor de “M” para el procedimiento de correlación parcial, Nfft es la magnitud de FFT, y dˆindica la ubicación de adquisición de temporización detectada.
5 Si el P-SCH no tiene formato de repetición, y un valor máximo del desplazamiento de frecuencia en la banda de frecuencias de 2GHz es de 5 ppm, el sistema puede tener un rendimiento suficiente con M = 1 según la Ecuación 9. Por lo tanto, no es necesario que la presente invención aplique el procedimiento de correlación parcial al intervalo repetido.
En función de la Ecuación 9, el sistema LTE lleva a cabo un muestreo descendente (es decir, 72 muestras) de la señal Rx utilizando la frecuencia de muestreo de 1,08 MHz y el P-SCH tiene dos símbolos en el término de 10 ms.
10 Por tanto, si se obtiene sincronización de tiempo mediante el promedio del término de 5 ms, la complejidad de cálculo para la adquisición de temporización puede representarse mediante la siguiente Ecuación 10:
[Ecuación 10]
(72 multiplicaciones complejas + 72 sumas complejas + 2 cálculos de potencia compleja) * 9600
15
Con el fin de explicar el procedimiento para calcular el valor de correlación según la presente invención, la secuencia de Frank mostrada en la Tabla 4 se describirá como un ejemplo.
Si la señal Rx se denota mediante r=[r(0) r(1) r(2),…, r(35)], el procedimiento para calcular la señal Rx y el valor de correlación de la Tabla 4 puede llevarse a cabo mediante el siguiente proceso paralelo.
20 En primer lugar, el valor real puede obtenerse tal y como se representa mediante la siguiente ecuación 11, y el valor imaginario puede obtenerse tal y como se representa mediante la siguiente ecuación 12:
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resultado, durante la generación de secuencia, la parte que tiene la frecuencia “0” se omite en el dominio de frecuencia y después se genera la secuencia.
Con el fin de seleccionar el índice de raíz que mantiene la propiedad de simetría conjugada mientras se lleva a cabo el proceso mencionado anteriormente, la suma de índices o la diferencia entre los índices puede corresponder a un múltiplo entero de L/2 en asociación con el valor L en lugar de con el valor L'. Por lo tanto, siempre que la suma de los índices de raíz corresponda a un valor entero asociado con la mitad del periodo o longitud de secuencia, esto significa que se proporciona un periodo de generación de secuencia o la longitud de secuencia (L) cuando se utiliza una ecuación de generación de secuencia normal.
Por otro lado, las siguientes Ecuaciones 18 y 19 muestran los ejemplos de aplicación de la Ecuación 17.
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10
Tal y como muestra la Ecuación 16, el valor correspondiente a un único periodo en la secuencia de Zadoff-Chu es igual a la longitud de secuencia L. Por lo tanto, el periodo de generación de la Ecuación 18 es igual a “L”. Si se aplica el mismo procedimiento a la secuencia de Frank, puede obtenerse la Ecuación 20. Por otro lado, el valor correspondiente a un
único periodo se fija a
15 Tal y como se muestra en la Ecuación 18, si se determinan el índice de secuencia madre (m0) y el índice de secuencia restante (mi), el extremo de recepción puede calcular fácilmente el valor de correlación cruzada.
Por ejemplo, si se selecciona un único valor "m0" y tres valores (m1, m2 y m3) y después se genera la secuencia, el extremo de recepción debe calcular el valor de correlación cruzada utilizando cuatro secuencias. En concreto, después de recibir una señal desconocida, el extremo de recepción calcula cada uno de los valores de correlación cruzada a partir
20 de las secuencias m0, m1, m2 y m3 almacenadas en el extremo de recepción, y debe determinar si la señal desconocida es la secuencia m0, la secuencia m1, la secuencia m2 o la secuencia m3 utilizando los valores de correlación cruzada calculados.
Sin embargo, si se recibe al menos una de las secuencias que cumplen la propiedad de simetría conjugada, la presente invención calcula la amplitud de correlación cruzada de la secuencia seleccionada de entre las secuencias m0 a m3, de
25 manera que se determinan las amplitudes de correlación cruzada de las secuencias restantes. Posteriormente se describirán las operaciones detalladas del extremo de recepción con referencia a otras realizaciones.
Por ejemplo, si la longitud de secuencia L es de 32, el índice de secuencia madre puede fijarse a “1”. En este caso, si se fija “1” como el valor de m0 de una primera expresión de la Ecuación 18, y se fija "32" como el valor de "L", el valor de m1 es igual a “15”. Si se fija “1” como el valor de m0 de una segunda expresión de la Ecuación 18, y se fija “32” como el valor
30 de “L”, el valor de m2 es igual a “17”. Si los valores de m1 y L se fijan en la primera expresión de la Ecuación 18, el valor de m3 es igual a “31”. En este caso, el valor de m0, m1, m2 y m3 puede determinarse como un único grupo de índices.
En pocas palabras, si se determina un único índice de secuencia madre, también puede determinarse su grupo de índices asociado.
Si la longitud se fija a 32, los valores m0=3, m1=13, m2=19 y m3=29 pueden determinarse como un único grupo de
35 índices. No es necesario decir que otros conjuntos también pueden estar disponibles. Si se utilizan 8 secuencias, la presente invención solo necesita seleccionar dos grupos utilizando el mismo procedimiento.
Si la longitud de secuencia L es de 36, los valores m0=1, m1=17, m2=19 y m3=35 pueden determinarse como un único grupo de índices. Además, los valores m0=5, m1=13, m2=23 y m3=31 pueden determinarse como un único grupo de índices.
40 Si el valor de L se denota mediante un número primo (es decir, L=37), los valores m0=1 y m1=36 se determinan como un único grupo o los otros valores m0=3 y m1=16 pueden determinarse como un único grupo.
Si el valor de L es un número impar, la Ecuación 18 puede simplificarse como se representa en la siguiente Ecuación 19:
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