BR112017003588B1 - Métodos para operar dispositivos de transmissão e de recepção para se comunicarem entre si, dispositivo de transmissão e método para melhorar a detecção de um símbolo de multiplexação - Google Patents

Abstract

CONFIGURAÇÃO DINÂMICA DE UM PREÂMBULO DE QUADRO DE DADOS DE TRANSPORTE FÍSICO DE MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO DE FREQUÊNCIA ORTOGONAL FLEXÍVEL. A presente invenção refere-se a um método para operar um dispositivo de transmissão para se comunicar com um dispositivo de recepção. O método inclui a etapa do dispositivo de transmissão de selecionar um valor de índice de raiz a partir de um conjunto de valores de índice de raiz. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão de gerar uma sequência de autocorrelação zero de amplitude constante no domínio da frequência com base no valor de índice de raiz selecionado. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão de modular a sequência de autocorrelação zero de amplitude constante por uma sequência de pseudorruído. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão de gerar um símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal, em que a sequência de autocorrelação zero de amplitude constante no domínio da frequência modulada pela sequência de pseudorruído define valores de subportadora para o símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão de transmitir o símbolo de Multiplexação por Divisão (...).

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] O presente pedido reivindica prioridade a partir do Pedido de Patente US No. 62/041478 depositado em 25 de agosto de 2014, o qual é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

CAMPO DA DESCRIÇÃO

[002] A presente descrição refere-se ao campo da comunicação sem fio e, mais particularmente, a mecanismos para a construção dinâmica de preâmbulos de quadro de transporte físico de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal ("OFDM"), para permitir a detecção robusta de sinais e descoberta de serviços em redes de difusão.

ANTECEDENTES

[003] Atualmente, muitos dispositivos eletrônicos dependem da conectividade sem fio para a recepção de dados a partir de outros dispositivos conectados. Em uma implantação sem fio típica, pode haver um ou mais pontos de acesso sem fio que transmitem dados, e um ou mais dispositivos que recebem dados a partir do(s) ponto(s) de acesso sem fio.

[004] Nesse cenário, dispositivos diferentes podem ter diferentes características de canal de propagação, e estas podem afetar a sua recepção de dados sem fio a partir do mesmo ponto de acesso sem fio. Por exemplo, um dispositivo que está perto do ponto de acesso sem fio e/ou que tem uma localização fixa (ou está se movendo lentamente) pode ter melhores condições de canal de propagação do que um dispositivo que está se movendo em alta velocidade e/ou está mais longe do ponto de acesso sem fio. O primeiro dispositivo pode cair em um grupo de dispositivos que podem receber dados codificados e transmitidos com um conjunto de parâmetros (tal como uma alta taxa de código de correção antecipada de erros (FEC), um alto nível de modulação e/ou um menor espaçamento de subportadora em um sistema de multiplexagem por divisão de frequência ortogonal (em seguida chamado de "OFDM"), enquanto o segundo dispositivo pode cair em um grupo de dispositivos que precisam que os dados sejam codificados e transmitidos com um segundo conjunto de parâmetros (tal como uma baixa taxa de código FEC, baixo nível de modulação, e/ou um maior espaçamento da subportadora em um sistema OFDM).

[005] Há muitos cenários onde um grande número de dispositivos pode desejar receber dados idênticos a partir de uma fonte comum. Tal exemplo é a televisão, onde um grande número de televisores em várias casas recebe um sinal de difusão comum que transmite um programa de interesse. Em tais cenários, é significativamente mais eficiente difundir ou multidifundir os dados para esses dispositivos em vez de individualmente sinalizar os mesmos dados para cada dispositivo. No entanto, programas com diferentes níveis de qualidade (por exemplo, vídeo de alta definição, vídeo de definição padrão, etc.) podem precisar ser transmitidos para diferentes grupos de dispositivos com diferentes características de canal de propagação. Em outros ce-nários, pode ser desejável transmitir dados específicos do dispositivo para um dispositivo particular, e os parâmetros utilizados para codificar e transmitir esses dados podem depender da localização do dispositivo e/ou das condições do canal de propagação.

[006] Conforme descrito acima, diferentes conjuntos de dados transmitidos podem precisar ser transmitidos com diferentes parâmetros de codificação e transmissão, ou simultaneamente ou de um modo multiplexado no tempo (ou ambos). A quantidade de dados a serem transmitidos em um conjunto de dados particular e/ou os parâmetros de codificação e transmissão para esse conjunto de dados podem variar com o tempo.

[007] Ao mesmo tempo, a demanda por dados sem fio de alta velocidade continua a aumentar, e é desejável tornar a utilização a mais eficiente possível dos recursos sem fio disponíveis (tal como uma certa porção do espectro sem fio) em uma base potencialmente variante no tempo.

SUMÁRIO

[008] Um método para operar um dispositivo de transmissão para se comunicar com um dispositivo de recepção é descrito aqui. O método inclui a etapa do dispositivo de transmissão selecionar um valor de índice de raiz a partir de um conjunto de valores de índice de raiz. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão gerar uma sequência de autocorrelação zero de amplitude constante no domínio da frequência com base no valor de índice de raiz selecionado. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão modular a sequência de autocorrelação zero de amplitude constante por uma sequência de pseudorruído. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão gerar um símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal, onde a sequência de autocorrelação zero de amplitude constante no domínio da frequência modulada pela sequência de pseudorruído define valores de subportadora para o símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão transmitir o símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal como um símbolo inicial de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal de um preâmbulo de um quadro para o dispositivo de recepção.

[009] Um método para operar um dispositivo de recepção para se comunicar com um dispositivo de transmissão é aqui descrito. O método inclui a etapa do dispositivo de recepção receber um conjunto de amostras de um sinal transmitido pelo transmissor. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de recepção correlacionar o conjunto de amostras contra cada uma de uma pluralidade de sequências de auto- correlação zero de amplitude constante moduladas por sequências de pseudorruído para detectar um símbolo inicial de Multiplexação de Divisão de Frequência Ortogonal de um preâmbulo de um quadro do sinal transmitido, onde as sequências de autocorrelação zero de amplitude constante correspondem respectivamente a valores de índice de raiz distintos e as sequências de pseudorruído são baseadas em valores semente de pseudorruído. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de recepção sincronizar uma aquisição de conjuntos de dados de símbolos correspondentes aos subsequentes símbolos de multiple- xação por divisão de frequência ortogonal do preâmbulo, onde a sincronismo de aquisição é baseada em um pico de correlação associado a uma sequência de autocorrelação zero de amplitude constante que fornece uma resposta de correlação máxima entre a pluralidade de sequências de autocorrelação zero de amplitude constante.

[0010] Um método para comunicação entre um dispositivo de transmissão e um dispositivo de recepção é aqui descrito. O método inclui a etapa de um dispositivo de transmissão gerar uma sequência de símbolos de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal para um preâmbulo de um quadro, incluindo gerar um símbolo inicial de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal da sequência. Os valores de subportadora do símbolo de multiplexação por divisão de frequência ortogonal inicial são determinados com base em uma sequência de autocorrelação zero de amplitude constante modulada por uma porção inicial de uma sequência de pseudorruído. A etapa do dispositivo de transmissão gerar uma sequência de símbolos de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal inclui ainda gerar uma pluralidade de símbolos de Multiplexação por Divisão de Fre- quência Ortogonal depois do símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal inicial. Isto inclui determinar valores de subpor- tadora para o símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal com base na sequência de autocorrelação zero de amplitude constante modulada por uma porção não inicial correspondente da sequência de pseudorruído; aplicar um correspondente deslocamentocíclico para os valores de subportadora para o símbolo de Mul- tiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal; e transformar inversamente os valores de subportadora para obter amostras no domínio de tempo para o símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal. O método inclui ainda a etapa do dispositivo de transmissão transmitir a sequência de símbolos de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Nos desenhos em anexo, são ilustradas estruturas que, em conjunto com a descrição detalhada fornecida abaixo, descrevem modalidades exemplificativas da invenção reivindicada. Os elementos similares são identificados com os mesmos números de referência. Dever-se-ia entender que os elementos mostrados como um componente único podem ser substituídos por múltiplos componentes, e os elementos mostrados como múltiplos componentes podem ser substituídos por um único componente. Os desenhos não estão em escala e a proporção de certos elementos pode ser exagerada para o propósito de ilustração.

[0012] A Figura 1 ilustra uma rede de difusão exemplificativa.

[0013] A Figura 2 ilustra um quadro de difusão exemplificativo.

[0014] A Figura 3 ilustra dimensões de quadro de transmissão exemplificativas.

[0015] A Figura 4 é um sistema exemplificativo para originar um canal de controle de quadro exemplificativo.

[0016] As Figuras 5A-5B, respectivamente, ilustram composições de controle de estrutura exemplificativas.

[0017] A Figura 6 ilustra um gerador de sequências P-N exemplifi- cativo.

[0018] A Figura 7 ilustra um mapeamento de subportadora de con trole de quadro exemplificativo.

[0019] A Figura 8 ilustra uma sinalização de terminação de campo exemplificativa.

[0020] A Figura 9 ilustra um quadro exemplificativo incluindo par-tições.

[0021] A Figura 10 ilustra um método exemplificativo para operar um dispositivo de transmissão.

[0022] A Figura 11 ilustra um método exemplificativo para operar um dispositivo de recepção.

DETALHES DA DESCRIÇÃO

[0023] Descreve-se aqui uma estrutura de sinalização de camada PHY extensível e, em particular, um modelo de sinal de preâmbulo associada para permitir a detecção robusta e a descoberta de serviço, sincronismo de sistema, e configuração de receptor. A PHY baseia-se em um preâmbulo enviado como parte integral de cada quadro de transmissão para permitir a sincronismo/detecção e a configuração do sistema. Como será descrito, o modelo de preâmbulo inclui uma abordagem de sinalização flexível para transportar a configuração de quadro e a informação de controle de conteúdo para o receptor de difusão. O modelo do sinal descreve o mecanismo pelo qual os parâmetros de sinal são modulados no meio físico. O protocolo de sinalização descreve a codificação específica usada para comunicar as seleções de parâmetros governando a configuração do quadro de transmissão. Isso permite a descoberta de serviço confiável enquanto fornecendo extensibilidade para acomodar as necessidades de sinalização em evo- lução a partir de uma estrutura de quadro comum. Especificamente, o modelo do preâmbulo permite a descoberta de sinal universal independente da largura de banda do canal. O preâmbulo também permite uma detecção confiável na presença de uma variedade de alterações de canal tais como dispersão no tempo e desvanecimento por multi- caminhos, deslocamento Doppler e desvio de frequência de portadora. Além disso, vários contextos de serviço são acessíveis com base na detecção de modo durante a descoberta de sinal, permitindo ampla flexibilidade na configuração do sistema. O preâmbulo também facilita a extensibilidade para acomodar a evolução contínua na capacidade de serviço com base na estrutura de sinalização hierárquica. Além disso, os campos de bits reutilizáveis interpretados com base no mo- do/tipo de serviço detectado permitem a sinalização eficiente de bits apesar do nível de extensibilidade proporcionado.

[0024] A Figura 1 ilustra um exemplo de rede de difusão 100 que utiliza o modelo de preâmbulo exemplificativo aqui descrito. A rede de difusão 100 pode incluir uma pluralidade de estações base 101a, 101b ... 101n, sugeridas ilustrativamente pelas estações base BS1, BS2, ... BSN (em seguida chamadas de estações base 101). Uma porta de difusão ("BG") 102 pode acoplar-se às estações base 101 através de qualquer um de uma variedade de meios de comunicação. Por exemplo, em uma modalidade, a porta de difusão 102 pode acoplar-se às estações base 101 através da Internet, ou mais genericamente, através de uma rede de computadores. Cada estação base 101 transmite sem fio informação para um ou mais dispositivos de usuário 103. (Cada dispositivo de usuário UD é denotado por um círculo de bloco sólido). Alguns dos dispositivos de usuário 103 podem ser dispositivos fixos tais como televisores e computadores de mesa. Outros dos dispositivos de usuário 103 podem ser dispositivos nômades, tais como computadores tablet ou computadores laptop. Outros dispositivos de usuário 103 podem ser dispositivos móveis tais como telefones móveis, dispositivos baseados em automóveis, dispositivos baseados em aeronaves, etc.

[0025] Um operador ("Op") 104 da rede de difusão 100 pode aces sar a porta de difusão 102 (por exemplo, através da Internet), e fornecerconfigurações de rede ou instruções de operação à porta 102. Por exemplo, o operador 104 pode fornecer informação tal como um ou mais dos seguintes itens: uma distribuição esperada de mobilidade de dispositivo de usuário para uma ou mais das estações base; o tamanho de célula de uma ou mais das estações base; uma seleção de se a rede de difusão ou um subconjunto da rede é operado como uma rede de única frequência (SFN) ou uma rede de múltiplas frequências (MFN); uma especificação de como diferentes serviços (por exemplo, fluxos de conteúdo de televisão) devem ser atribuídos a diferentes tipos de dispositivos de usuário; e a identificação de porções de largura de banda que a rede de difusão não utilizará durante períodos de tempo correspondentes.

[0026] A porta de difusão 102 pode determinar informação de con trole de transmissão para uma ou mais estações base 101 da rede de difusão 100 com base na configuração de rede ou nas instruções de operação. Para uma dada estação base, a porta de difusão 102 pode determinar: taxa de amostragem de transmissão; número de partições; tamanhos das partições; tamanho FFT e tamanho de prefixo cíclico para cada partição. A porta de difusão 102 pode enviar a informação de controle de transmissão para as estações base 101 para que as estações base 101 possam construir e transmitir quadros de acordo com a informação de controle de transmissão. Em outras modalidades, a própria porta 102 pode gerar quadros a serem transmitidos por cada porta 102 e enviar os quadros para as estações base 101. Em ainda outras modalidades, a porta 102 pode gerar instruções de baixo nível (por exemplo, instruções de camada física) para a construção de quadros para as estações base 101, e enviar essas instruções para as estações base 101, que podem simplesmente gerar quadros com base nas instruções.

Estrutura de quadro

[0027] A Figura 2 ilustra um quadro de difusão exemplificativo 200. O quadro 200 ocupa uma duração especificada independente da configuração de quadro subjacente para facilitar a coordenação com os transportes sem fio circundantes. Neste exemplo, o quadro 200 tem uma duração de tempo de um segundo. No entanto, dever-se-ia apreciar que o quadro 200 pode ter outras durações de tempo adequadas. Em um exemplo, o comprimento do quadro pode ser sinalizado dinamicamente. O quadro de difusão 200 pode ser dividido nas regiões de preâmbulo 204 e de carga útil 206 seguidas de um campo de sinal de terminação auxiliar opcional (ATS) 208. No exemplo ilustrado, as regiões de preâmbulo 204 e ATS 208 são indicadas pelas áreas sombreadas no início e no fim do quadro 202. Os comprimentos relativos no tempo (eixo horizontal) e os números de símbolos para cada região não são mostrados em escala neste diagrama exemplificativo.

[0028] O preâmbulo 204 pode ser ainda subdividido em regiões de controle de quadro 210 (em seguida chamadas de "PFCCH") e de controle de conteúdo 212 (em seguida chamada de "PCCCH"). As responsabilidades das duas regiões podem ser resumidas da seguinte forma. O PFCCH 210 é utilizado para sinalizar a configuração de quadro para um terminal de recepção. Ele descreve o modelo de sinal e o protocolo de sinalização subjacente. A configuração de quadro pode incluir uma combinação de um ou mais do comprimento do preâmbulo, do comprimento do quadro, da largura de banda de sinal e taxa de amostragem, da modulação e codificação aplicadas ao PCCCH 210, e da presença de ATS. O PFCCH 210 fornece ainda a sincronismo inici- al e estabelece o modo de operação do quadro. O PFCCH 210 também permite a estimativa de canal e estimativa de deslocamento de frequência de portadora inicial (CFO).

[0029] O PCCCH 212 é utilizado para sinalizar a configuração de carga útil para o receptor. Em particular, o PCCCH 212 descreve o conteúdo da região de carga útil incluindo o número de partições e as dimensões de sinal, tal como o tamanho de FFT e a duração de CP, aplicados em cada partição. O PCCCH 212 também sinaliza o mapeamento de fluxos de dados para cada partição incluindo a modulação, o esquema de codificação e a profundidade do intercalador.

[0030] A detecção de um preâmbulo particular define o contexto pelo qual os símbolos de preâmbulo restantes são interpretados. Por exemplo, o uso do espectro por um serviço de banda larga mapearia para um contexto separado sinalizado no preâmbulo de difusão como "privado". O operador de banda larga pode escolher definir outros campos para anunciar aos usuários de difusão. Por exemplo, o campo pode definir quanto tempo o transporte será ocupado e em qual largura de banda de sinal. O receptor de difusão é, de outra forma, instruído a ignorar o presente quadro como pertencente a um contexto de serviço diferente daquele que o dispositivo de difusão está equipado para receber.

[0031] Dever-se-ia apreciar que, para uma detecção confiável na presença de uma variedade de impedimentos de canal, podem ser necessárias certas exigências de serviço. Por exemplo, para reduzir a probabilidade de detecção perdida ("MD") e falso alarme ("FA") em ruído aditivo gaussiano e branco ("AWGN") e de desvanecimento por multicaminho, uma deslocamento Doppler máximo e tolerância de propagação de atraso podem ser impostos. Em um exemplo, o deslocamento Doppler máximo dada um FFT com espaçamento de subportadora de 3 kHz pode ser 288 MPH (463 KPH) @ 700MHz ou 96 MPH (154 KPH) @ 2100MHz. Em um exemplo, a tolerância de propagação de atraso pode ser 167 µs, ou 31 MI (50 KM). Dever-se- ia apreciar que a tolerância Doppler pode ser aumentada para uma dada frequência de portadora ignorando subportadoras (isto é, inserindo zeros) no mesmo espaçamento para preservar a largura de banda do sinal em detrimento da confiabilidade de detecção e da capacidade de sinalização.

PFCCH

[0032] O PFCCH 210 fornece um ponto de entrada de serviço uni versal para o receptor de difusão. Ele emprega uma configuração fixa conhecida por todos os dispositivos de recepção. Em particular, a configuração de PFCCH 210 pode incluir uma taxa de amostragem, largura de banda de sinal, espaçamento de subportadora, e intervalo de guarda conhecido por todos os dispositivos de recepção. O PFCCH 210 é iniciado com um símbolo de sincronismo posicionado no início de cada período de quadro para permitir a descoberta do serviço, a sincronismo grosseira e a estimativa do canal inicial. Os parâmetros que regem a estrutura de quadro incluindo a configuração de símbolo utilizada no PCCCH 212 são sinalizados nos períodos de símbolo de PFCCH 210 restantes.

[0033] Para minimizar a complexidade do receptor, o PFCCH 210 pode ser amostrado em uma frequência fixa. Em um exemplo, o PFCCH pode ser amostrado a 6,144 Ms/s. O sinal é confinado a uma largura de banda mínima para permitir a recepção por qualquer receptor independente da largura de banda do canal atribuído. Em um exemplo, o sinal pode ser confinado a uma largura de banda mínima de 4,5 MHz. A Figura 3 ilustra a dimensão exemplificativa 302 de um PFCCH 210. A dimensão FFT 304 é selecionada para assegurar o espaçamento de subportadora exigido. Um prefixo cíclico (CP) 306 é inserido para assegurar uma tolerância de propagação de atraso ade- quada entre os símbolos de preâmbulo. Assim, no exemplo ilustrado:

[0034] A Figura 4 ilustra o sistema 400 para originar um PFCCH 210. Um PFCCH 210 origina-se com uma sequência de Zadoff-Chu 402 ("ZC") modulada no domínio da frequência por uma sequência de pseudorruído ("P-N ") 404, com um gerador de sequências 410. A sequência P-N rotaciona em fase as subportadoras complexas individuais retendo as propriedades de forma de onda de autocorrelação zero de amplitude constante ("CAZAC") da sequência ZC original, ilustrada na Figura 5A. A rotação de fase adicionada é destinada a fornecer uma maior separação de sinal entre deslocamentos cíclicos da mesma sequência de raízes suprimindo as respostas de autocorrelação espúrias observadas utilizando uma sequência ZC sem a adição de modulação de sequência P-N , ilustrada na Figura 5B.

[0035] O ZC constitui uma sequência CAZAC exibindo excelentes propriedades de detecção caracterizadas por autocorrelação cíclica ideal. Por exemplo, a correlação com uma versão deslocada cíclica de si mesma retorna uma função delta. A sequência ZC é definida por uma raiz, q, e deslocamentos cíclicos da sequência de raiz no domínio da frequência produzindo um desfasamento correspondente no domínio do tempo.

[0036] Os deslocamentos cíclicos da sequência de raiz podem ser derivados substituindo-se n na equação Equ (2) acima com algum valor n-m, onde m representa o deslocamento de tempo pretendido. A sequência de raiz corresponde a m = 0. A sequência resultante é cal-culada como:

[0037] A sequência P-N serve para suprimir as respostas fora de pico espúrias observadas em algumas raízes de sequência. A adição de uma sequência P-N fornece um meio confiável para distinguir o símbolo inicial destinado para a detecção de sincronismo de símbolos subsequentes no PFCCH 210. A progressão natural da sequência P-N , reposicionada no início do preâmbulo, elimina o potencial para correlação com réplicas atrasadas do símbolo de detecção de sincronismo. Ele também minimiza a possibilidade de falsa detecção no caso de o símbolo de preâmbulo inicial ser perdido devido a ruído de rajada, sombreamento ou um desvanecimento de canal profundo.

[0038] A Figura 6 ilustra um gerador de sequência exemplificativo 410. O gerador de sequência P-N 410 é derivado de um Registro de Deslocamento com Realimentação Linear (LFSR) 602. A sua operação é governada por um polinômio gerador 604 especificando as derivações no caminho de realimentação LFSR seguido por uma máscara 606 especificando os elementos que contribuem para a saída de sequência 608. A especificação do polinômio gerador, a máscara e o estado inicial dos registros representam uma semente. Por exemplo, uma semente = f (g, m, rinit).

[0039] Voltando novamente à Figura 4, o sistema 400 inclui um módulo de mapeamento de subportadora 412 para mapear a saída do gerador de sequência 410 para a entrada de Transformada Rápida de Fourier Inversa ("IFFT") 408. Um módulo CP 406 é configurado para adicionar um CP à saída IFFT 408.

[0040] Em um exemplo, a sequência P-N é mapeada para símbo los de Chaveamento por Deslocamento de Fase em Quadratura ("QPSK") fornecendo rotações {± p/4, ± 3p/4} por subportadora em relação à sequência ZC de raiz na entrada IFFT 408 modulando os componentes de sinal real e imaginário (ou seja, I, Q) independentemente. Em um exemplo, a modulação de Chaveamento por Deslocamento de Fase Binário ("BPSK") pode ser usada também, fornecendo rotações {0, p} com presumidamente menos separação, uma vez que os sinais I e Q não são mais modulados independentemente.

[0041] Um símbolo PFCCH 210 é configurado para maximizar o uso da largura de banda de sinal disponível. O mapeamento de sub- portadora é adicionalmente restrito para permitir o uso de uma sequência ZC de comprimento primário. Então:

[0042] As saídas do gerador de sequência complexa 410 são ma peadas pelo módulo de mapeamento de subportadora 412 para a entrada IFFT 408 em qualquer lado da subportadora DC. Dada uma sequênciade comprimento ímpar, uma subportadora adicional é mapeada para as frequências negativas de tal modo que um número igual de subportadoras é mapeado para frequências negativas e positivas onde as frequências positivas incluem DC.

[0043] A saída IFFT 408 é estendida de forma cíclica pelo módulo CP 406 para contabilizar o espalhamento do atraso do canal. O com-primento do CP é selecionado para exceder a tolerância máxima espe-rada de espalhamento de atraso. Portanto:

[0044] A Figura 7 ilustra uma progressão exemplificativa através do conteúdo de símbolo de PFCCH 410 para o conteúdo de PCCCH 412 do preâmbulo 204. O primeiro símbolo PFCCH transmitido 708 fornece a detecção de sincronismo e a seleção de modo. Ele também é usado para estimativa de canal. Em um exemplo, a detecção de sincronismoé baseada na correlação com uma das muitas raízes prescritas da sequência ZC (deslocamento cíclico zero). Em um exemplo, a sequência de raiz detectada, incluindo a modulação P-N , determina o tipo/modo de serviço transportado no quadro. Por exemplo, o ti- po/modo de serviço pode incluir uma transmissão autônoma de meio, uma transmissão de meio sob controle de configuração de uma troca de gerenciamento de difusão (BMX), um sinalizador BMX de meio, Uso Privado ou outro tipo/modo de serviço adequado. A sequência de raiz também pode identificar adicionalmente classes de serviço separadas, modos de operação, transmissores/operadores de serviços, e assim por diante.

[0045] Em um exemplo, a estimativa de canal é realizada no re ceptor com base na correlação cruzada com uma cópia local da se-quência de raiz detectada, incluindo a modulação P-N . A estimativa de canal é utilizada para compensar os efeitos de canal, em particular a dispersão de tempo, antes da decodificação dos símbolos PCCCH 412 restantes.

[0046] Os deslocamentos cíclicos da sequência de raiz detectada são aplicados nos símbolos 710 após a detecção de sincronismo inicial, isto é, períodos de símbolo secundários, para transportar a configu- ração de quadro. Em um exemplo, o deslocamento cíclico observado ou estimado é mapeado para um campo de bits atribuído, cujo significadoé específico para um período de símbolo atual, tal como a proximidade do símbolo de detecção de sincronismo, interpretado relativamente ao contexto definido pelo modo de serviço detectado.

[0047] Em um exemplo, a interpretação em um período de símbolo secundário pode depender adicionalmente do contexto definido em um período de símbolo precedente. Por exemplo, o transmissor pode sub-dividir os deslocamentos cíclicos admissíveis em um dado período de símbolo para estabelecer contextos separados, estendendo assim a hierarquia de sinalização para múltiplos níveis abaixo do tipo de serviço detectado.

[0048] Em um exemplo, os parâmetros sinalizados nos períodos de símbolos secundários podem incluir um ou mais de contagem de qua-dros,duração de quadro, largura de banda de sinal empregada em PCCCH bem como a carga útil de quadro, o tamanho de FFT de PCCCH e comprimento de CP, a modulação de PCCCH, e taxa de código.

[0049] Em um exemplo, a correlação atrasada com o CP é calcu lada por símbolo secundário para refinar estimativas de desvio de fre-quência, compensação para a qual é aplicada no período de símbolo seguinte.

[0050] Como ilustrado na Figura 9, a sequência transmitida no pe ríodo de símbolo final é invertida (isto é, girada 180°) sinalizando o fim do PFCCH 410. Em um exemplo, o símbolo PFCCH 410 final inclui um deslocamento cíclico conforme necessário para transportar a seleção de parâmetro como descrito acima. Em um exemplo, a inversão da fase da sequência fornece um meio eficiente para indicar o início do PCCCH 412 no próximo período de símbolo enquanto permite que o comprimento do PFCCH 410 seja estendido para aumentar a capacidade de sinalização conforme necessário. PCCCH

[0051] O PCCCH 412 contém informação necessária para que um terminal decodifique a carga útil do quadro e extraia porções ou pro-gramas de interesse. Em um exemplo, o PCCCH 412 inclui o número de partições de quadro.

[0052] Em um exemplo, o PCCCH 412 inclui, para cada partição, recursos físicos alocados para essa partição. Isto pode incluir o número de símbolos OFDM atribuídos a essa partição, bem como quais símbolos específicos são alocados para essa partição. Dever-se-ia notar que uma partição distinta pode ser intercalada entre si. O PCCCH 412 também pode incluir, para cada partição, o tamanho de FFT e o comprimento do prefixo cíclico. Em um exemplo, o PCCCH 412 pode também incluir o número de partições no quadro.

[0053] Em um exemplo, o PCCCH 412 inclui, para cada fluxo de dados de serviço, serviço associado a esse fluxo, recursos físicos alo-cados para esse fluxo, modulação utilizada para esse fluxo, e tamanho do bloco de transporte em bytes.

[0054] Em um exemplo, o PCCCH 412 inclui a presença/ausência de um símbolo de terminação auxiliar (ATS) utilizado para permitir o ID do transmissor, a informação de posição/localização, a recepção des-contínua, e assim por diante.

[0055] Dever-se-ia notar que o PCCCH é transportado utilizando símbolos OFDM convencionais, cuja largura de banda, tamanho de FFT e comprimento de CP são ajustados de acordo com as definições de parâmetros comunicadas como parte do PFCCH.

[0056] A modulação, taxa de código e densidade piloto também são ajustadas de acordo com parâmetros enviados em PFCCH. A in-tenção é fornecer a sinalização de uma maneira que apenas exceda a confiabilidade dos símbolos de carga útil. Por exemplo, não há benefício na utilização de QPSK com uma taxa de código muito baixa para sinalização dado um quadro que contém uma carga útil de 256 QAM enviada com uma taxa de código relativamente alta (isto é, redundân-ciamínima). Em vez disso, a modulação de ordem mais elevada e uma taxa de código mais elevada são utilizadas para sinalização bem como para minimizar a sobrecarga.

[0057] Em um exemplo, o particionamento de PCCCH é introduzi do para ter em conta o potencial para encontrar diferentes condições de canal, potencialmente para diferentes implementações de serviços. Diferentes condições de canal podem incluir, por exemplo, móveis vs. fixos, bem como a possibilidade de misturar móveis e fixos no mesmo transporte.

[0058] A Figura 9 ilustra um quadro exemplificativo 900 incluindo o PFCCH 210 e o PCCCH 212 divididos em partições 902. A recepção sob mobilidade lenta, tal como velocidades de pedestres, é afetada por desvanecimento plano caracterizado por atenuação de sinal significati-vaatravés de todas as frequências por breves períodos de tempo. Um desvanecimento profundo pode durar dezenas de microssegundos (µs), comprometendo a integridade dos dados por períodos de símbolo inteiros, independentemente da ordem de modulação e da taxa de código atribuídas. A perda de dados tem potencial para afetar a sinalização, bem como a recepção de dados. O PFCCH 210 se beneficia de um ganho substancial de processamento de sinal fornecendo robustez em níveis de SNR muito abaixo das exigências para a recepção de dados de carga útil. Por outro lado, o PCCCH 212 está mais próximo em composição à carga útil do quadro tornando-o igualmente vulnerável a este tipo de desvanecimento. Assim, a divisão do PCCCH 212 nas partições 902 permite que diferentes métodos de codificação abordem diferentes cenários de implementação.

[0059] Dever-se-ia notar que, em um exemplo, a partição tal como sinalizada em PFCCH melhora a diversidade temporal aumentando a confiabilidade da recepção de PCCCH.

[0060] Em um exemplo, os canais benignos (Fixo/Riceano) em pregam um método de Codificação, Modulação e Diversidade temporal e os canais pedestres (Raleigh/Desvanecimento plano) empregariam um método alternativo de Codificação, Modulação e Diversidade temporal.

[0061] Em um exemplo, um escalonador é responsável pelo forne cimento.

[0062] Em um exemplo, a codificação mostra um sinal que é com pacto no tempo e abrange as frequências mais centrais da banda. Este tipo de sinalização pode ser bem adequado para a recepção fixa onde o potencial para encontrar desvanecimento plano é quase inexistente. Em outro exemplo, uma codificação alternativa pode espalhar o sinal sobre um número maior de períodos de símbolo ocupando recursos colocados nas bordas da banda, talvez alternando por período de símbolo para diversidade de frequência adicional. Esse arranjo pode ser mais adequado para a recepção móvel onde vários períodos de símbolo podem ser comprometidos devido a desvanecimento plano. A probabilidade de recuperação do sinal pode ser melhorada muito dada a diversidade temporal e de frequência adicionada.

[0063] Dada a maneira pela qual as duas codificações são sepa radas em frequência, existe a possibilidade de enviar ambas as codifi-cações de sinal ao mesmo tempo, uma vez de uma maneira mais adequada para a recepção fixa e uma vez de uma maneira mais ade-quada para a recepção móvel. Em um exemplo, o conteúdo do método de sinalização fixa pode ser limitado ao necessário pelo receptor fixo, tal como a(s) partição(ões) de quadro a monitorar e a periodicidade dos símbolos de carga útil correspondentes. Da mesma forma, o conteúdo do método de sinalização móvel pode ser restrito às partições e períodos de símbolo correspondentes ao serviço móvel.

[0064] A Figura 10 ilustra um método exemplificativo para operar um dispositivo de transmissão. Na etapa 1002, um dispositivo de transmissão seleciona um valor de índice de raiz a partir de um conjunto de valores de índice. Na etapa 1004, o dispositivo de transmissão gera uma sequência CAZAC no domínio da frequência com base no valor de índice de raiz selecionado. Na etapa 1006, o dispositivo de transmissão modula a sequência CAZAC por uma sequência P-N . Na etapa 1008, o dispositivo de transmissão gera um símbolo OFDM definido pela sequência CAZAC modulada pela sequência P-N . Na etapa 1010, o dispositivo de transmissão transmite o símbolo OFDM como um símbolo OFDM inicial de um preâmbulo.

[0065] A Figura 11 ilustra um método exemplificativo para operar um dispositivo de recepção. Na etapa 1102, um dispositivo de recepção recebe um conjunto de amostras de um sinal transmitido pelo transmissor. Na etapa 1104, o dispositivo de recepção correlaciona o conjunto de amostras contra cada uma de uma pluralidade de sequências CAZAC moduladas por sequências P-N para detectar um símbolo OFDM inicial de um preâmbulo de um quadro do sinal transmitido, onde as sequências CAZAC correspondem respectivamente a um índice de raiz distinto e as sequências P-N são baseadas em valores de semente P-N . Na etapa 1106, o dispositivo de recepção sincroniza uma aquisição de conjuntos de dados de símbolos correspondentes aos símbolos OFDM subsequentes do preâmbulo, onde a sincronismo de aquisição é baseada em um pico de correlação associado a uma sequência CAZAC particular que fornece uma resposta de correlação máxima entre a pluralidade de sequências CAZAC.

[0066] Qualquer das várias modalidades descritas aqui pode ser realizada em qualquer uma das várias formas, por exemplo, como um método implementado por computador, como um meio de memória legível por computador, como um sistema de computador, etc. Um sis- tema pode ser realizado por um ou mais dispositivos de hardware per-sonalizados, tais como Circuitos Integrados de Aplicação Específica (ASICs), por um ou mais elementos de hardware programáveis tais como Arranjos de Portas Programáveis em Campo (FPGAs), por um ou mais processadores executando instruções de programa armazenadas, ou por qualquer combinação dos anteriores.

[0067] Em algumas modalidades, um meio de memória legível por computador não transitório pode ser configurado de modo que arma-zeneinstruções de programa e/ou dados, onde as instruções de pro-grama, se executadas por um sistema de computador, fazem com que o sistema de computador execute um método, por exemplo, qualquer uma das modalidades do método aqui descrito, ou qualquer combinação das modalidades do método aqui descrito, ou qualquer subconjunto de quaisquer das modalidades do método aqui descritas ou qual-quercombinação destes subconjuntos.

[0068] Em algumas modalidades, um sistema de computador pode ser configurado para incluir um processador (ou um conjunto de pro-cessadores) e um meio de memória, onde o meio de memória arma-zenainstruções de programa, onde o processador é configurado para ler e executar as instruções de programa a partir do meio de memória, onde as instruções do programa são executáveis para implementar qualquer uma das várias modalidades do método aqui descrito (ou, qualquer combinação das modalidades do método aqui descrito, ou qualquer subconjunto de qualquer das modalidades do método aqui descrito ou qualquer combinação de tais subconjuntos). O sistema de computador pode ser realizado em qualquer das várias formas. Por exemplo, o sistema de computador pode ser um computador pessoal (em qualquer uma de suas várias realizações), uma estação de trabalho, um computador em uma placa, um computador de aplicativo específico em uma caixa, um computador servidor, um computador clien- te, um computador portátil, um dispositivo móvel, um computador que pode ser vestido, um dispositivo de detecção, uma televisão, um dis-positivo de aquisição de vídeo, um computador embutido em um orga-nismo vivo, etc. O sistema de computador pode incluir um ou mais dis-positivos de exibição. Qualquer um dos vários resultados computacionais aqui descritos pode ser exibido através de um dispositivo de exibição ou de outro modo apresentado como saída através de um dispositivo de interface de usuário.

[0069] Na medida em que o termo "inclui" ou "incluindo"é usado na especificação ou nas reivindicações, ele é destinado a ser inclusivo de uma forma semelhante ao termo "compreendendo"à medida que este termo é interpretado quando empregado como um palavra de transição em uma reivindicação. Além disso, na medida em que o termo "ou"é uti-lizado (por exemplo, A ou B), ele é destinado a significar "A ou B ou am-bos". Quando os requerentes pretendem indicar "apenas A ou B, mas não ambos", então o termo "apenas A ou B, mas não ambos"será empregado. Assim, a utilização do termo "ou" aqui é o uso inclusivo, e não o uso exclusivo. Ver, Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2aedição, 1995). Também, na medida em que os termos "em" ou "para" são utilizados na especificação ou nas reivindicações, eles se destinam a adicionalmente significar "em" ou "sobre". Além disso, na medida em que o termo "conectar" é utilizado na especificação ou reivindicações, ele se destina a significar não apenas "diretamente conectado a", mas também "indiretamente conectado a" tal como conectado através de outro componente ou componentes.

[0070] Embora o presente pedido de patente tenha sido ilustrado pela descrição de suas modalidades, e embora as modalidades tenham sido descritas em detalhes consideráveis, não é intenção dos requerentes restringir ou de qualquer forma limitar o escopo das rei-vindicações em anexo a tais detalhes. Vantagens e modificações adi- cionais serão facilmente apresentadas aos versados na técnica. Por-tanto, a aplicação, nos seus aspectos mais gerais, não se limita aos detalhes específicos, ao aparelho e ao método representativos, e a exemplos ilustrativos ilustrados e descritos. Consequentemente, podem ser abandonados tais detalhes sem abandonar o espírito ou âmbito do conceito inventivo geral do requerente.

Claims (22)

1. Método para operar um dispositivo de transmissão para se comunicar com um dispositivo de recepção, caracterizado pelo fato de que compreende: o dispositivo de transmissão selecionar um valor de índice de raiz a partir de um conjunto de valores de índice de raiz; o dispositivo de transmissão gerar uma sequência de auto- correlação zero de amplitude constante (CAZAC) no domínio da fre-quência com base no valor de índice de raiz selecionado; o dispositivo de transmissão modular a sequência CAZAC no domínio da frequência por uma sequência de pseudorruído (PN) para gerar uma sequência complexa; o dispositivo de transmissão gerar um símbolo de multiple- xação por divisão de frequência ortogonal (OFDM), através do mape-amento da sequência complexa para uma pluralidade de subportado- ras; o dispositivo de transmissão transmitir o símbolo OFDM como um símbolo OFDM inicial de um preâmbulo de um quadro para o dispositivo de recepção; e o dispositivo de transmissão gerar subsequentes símbolos OFDM do preâmbulo, a geração de subsequentes símbolos OFDM do preâmbulo compreendendo: aplicar respectivos deslocamento cíclicos à sequência CA- ZAC no domínio da frequência, em que cada um dos respectivos des-locamentoscíclicos é selecionado a partir de um conjunto de desloca-mentoscíclicos com base na respectiva informação de configuração de quadro; e transmitir os subsequentes símbolos OFDM no preâmbulo do quadro.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o símbolo OFDM inicial compreende um símbolo de controle de quadro configurado para fornecer sincronismo inicial.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sequência CAZAC do domínio de frequência inclui uma sequência de Zadoff-Chu (ZC).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sequência (CAZAC) no domínio da frequência indica um tipo de serviço fornecido pelo quadro, a partir de um conjunto de tipos de serviço.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os subsequentes símbolos OFDM no preâmbulo do quadro compreendem símbolos de controle de conteúdo configurados para descrever conteúdos do quadro.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa do dispositivo de trans-missão aplicar uma operação de inversão de fase a ao menos um dos subsequentes símbolos OFDM antes da transmissão dos subsequen-tessímbolos OFDM.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação de configuração de quadro sinalizada por um símbolo OFDM dos subsequentes símbolos OFDM é baseada na informação de configuração de quadro anterior, sinalizada por um símbolo OFDM anterior dos subsequentes símbolos OFDM, o símbolo OFDM sendo depois do símbolo OFDM anterior dentre os subsequen-tessímbolos OFDM.

8. Método para operar um dispositivo de recepção para se comunicar com um dispositivo de transmissão, caracterizado pelo fato de que compreende: o dispositivo de recepção receber um conjunto de amostras de um sinal transmitido pelo dispositivo de transmissão; o dispositivo de recepção correlacionar o conjunto de amos-tras contra cada uma de uma pluralidade de sequências de autocorre- lação zero de amplitude constante (CAZAC) moduladas por sequências de pseudorruído (PN) para detectar um símbolo de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) inicial de um preâmbulo de um quadro do sinal transmitido, onde as sequências CAZAC correspondem respectivamente a valores de índice de raiz distintos e as sequências PN são baseadas em valores de sementes de PN; o dispositivo de recepção identificar uma sequência CA- ZAC particular dentre a pluralidade de sequências CAZAC, a sequência CAZAC particular correspondendo a uma resposta de correlação máxima; e o dispositivo de recepção obter subsequentes símbolos OFDM do preâmbulo com base na sequência CAZAC particular, em que os subsequentes símbolos OFDM incluem conjuntos de dados de símbolos.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de sequências CAZAC inclui uma sequência de Zadoff-Chu.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a sequência CAZAC particular indica um tipo de serviço para o quadro.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende o dispositivo de recepção, para cada um dos conjuntos de dados de símbolos, determinar um des-locamentocíclico correspondente relativo à sequência CAZAC particular, em que a informação de configuração de quadro correspondente é baseada ao menos em parte no deslocamento cíclico correspondente e na sequência CAZAC particular.

12. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracteriza- do pelo fato de que a informação de configuração de quadro sinalizada por um símbolo OFDM dos subsequentes símbolos OFDM é baseada na informação de configuração de quadro anterior sinalizada por um símbolo OFDM anterior dos subsequentes símbolos OFDM, o símbolo OFDM sendo após o símbolo OFDM anterior dentre os subsequentessímbolos OFDM.

13. Método para comunicação entre um dispositivo de transmissão e um dispositivo de recepção, caracterizado pelo fato de que compreende: modular uma sequência de autocorrelação zero de amplitude constante (CAZAC) por uma sequência de pseudorruído (PN) para gerar uma sequência complexa; mapear a sequência complexa para uma pluralidade de subportadoras para gerar primeiros valores de subportadora para um símbolo de Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM); aplicar um deslocamento cíclico à sequência CAZAC para gerar uma sequência CAZAC ciclicamente deslocada; modular a sequência CAZAC ciclicamente deslocada pela sequência PN para gerar uma segunda sequência complexa; mapear a segunda sequência complexa para a pluralidade de subportadoras para gerar segundos valores de subportadora para um subsequente símbolo OFDM; e transmitir o símbolo OFDM inicial e subsequentes símbolos OFDM em um preâmbulo de quadro.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteri-zado pelo fato de que ainda compreende gerar a sequência PN usando um registro de deslocamento de realimentação linear.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteri-zado pelo fato de que ainda compreende: inverter a segunda sequência complexa quando os subse-quentessímbolos OFDM correspondem a um último símbolo OFDM no preâmbulo de quadro.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracteri-zado pelo fato de que ainda compreende: aplicar uma transformada rápida de Fourier inversa (IFFT) aos primeiros valores de subportadora para gerar um símbolo OFDM inicial.

17. Dispositivo de transmissão, caracterizado pelo fato de que compreende: uma memória armazenando instruções de programa; e um processador, mediante execução das instruções de programa, configurado para: selecionar um valor de índice de raiz a partir de um conjunto de valores de índice de raiz; gerar uma sequência de autocorrelação zero de amplitude constante (CAZAC) com base no valor de índice de raiz selecionado; modular a sequência CAZAC no domínio da frequência por uma sequência de pseudorruído (PN) para gerar uma sequência complexa; mapear a sequência complexa para uma pluralidade de subportadoras para determinar os valores de subportadora para um símbolo de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) de um preâmbulo de quadro; aplicar um deslocamento cíclico à sequência CAZAC do domínio de frequência para gerar uma sequência CAZAC deslocada ciclicamente, em que a sequência CAZAC deslocada ciclicamente é modulada pela sequência PN para gerar uma segunda sequência complexa; e mapear a segunda sequência complexa para a pluralidade de subportadoras para gerar subsequentes valores de subportadora para um subsequente símbolo OFDM do preâmbulo de quadro.

18. Dispositivo de transmissão, de acordo com a reivindica-ção 17, caracterizado pelo fato de que o valor de índice de raiz inclui um valor não primo.

19. Dispositivo de transmissão, de acordo com a reivindica-ção 17, caracterizado pelo fato de que o processador, mediante a execução das instruções de programa, é ainda configurado para: aplicar uma transformada rápida de Fourier inversa (IFFT) aos valores de subportadora para gerar o símbolo OFDM inicial; e transmitir o símbolo OFDM inicial para um dispositivo de recepção.

20. Dispositivo de transmissão, de acordo com a reivindica-ção 17, caracterizado pelo fato de que a sequência CAZAC do domínio de frequência inclui uma sequência de Zadoff-Chu (ZC).

21. Dispositivo de transmissão, de acordo com a reivindica-ção 17, caracterizado pelo fato de que o processador, mediante a execução das instruções, é ainda configurado para: inverter a segunda sequência complexa quando o subse-quentesímbolo OFDM corresponde a um último símbolo OFDM do preâmbulo de quadro.

22. Método para melhorar a detecção de um símbolo de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) de um preâmbulo de quadro, caracterizado pelo fato de que compreende: gerar uma sequência de Zadoff-Chu (ZC) usando um valor de índice de raiz selecionado a partir de um conjunto de valores de índice de raiz incluindo valores de índice de raiz primos e não primos; modular a sequência ZC por uma sequência de pseudorruí- do (PN) para gerar uma sequência complexa; gerar o símbolo OFDM inicial com base na sequência complexa; transmitir o símbolo OFDM inicial para um receptor em um primeiro período de símbolo do preâmbulo de quadro; deslocar ciclicamente a sequência ZC para gerar uma se-quência ZC deslocada ciclicamente; modular a sequência ZC deslocada ciclicamente pela se-quência PN para gerar uma segunda sequência complexa; gerar um subsequente símbolo OFDM com base na segun-dasequência complexa; e transmitir o subsequente símbolo OFDM para o receptor em um segundo período de símbolo do preâmbulo de quadro adjacente ao primeiro período de símbolo.