BRPI0115216B1 - método e equipamento para multiplexar transmissão de dados em pacotes de alta velocidade com transmissão de dados/voz - Google Patents

Abstract

"método e equipamento para multiplexar transmissão de dados em pacotes de alta velocidade com transmissão de dados/voz". técnicas para transmissão de dados/voz e serviços de dados em pacotes de tal forma que as transmissões de dados em pacotes tenham menos impacto sobre as transmissões de dados/voz. em um aspecto, dados/voz e dados em pacotes podem ser multiplexados dentro de um intervalo de transmissão de tal forma que os recursos disponíveis sejam eficientemente utilizados. em outro aspecto, a quantidade de variação na potência de transmissão total a partir de uma estação base é controlada para reduzir a degradação em transmissões a partir desta e de outras estações base. em um método específico para transmissão concomitante de um número de tipos de dados, um primeiro tipo de dados (por exemplo, voz, overhead e alguns dados) e um segundo tipo de dados são respectivamente processados de acordo com um primeiro e um segundo esquemas de processamento de sinais para gerar primeira e segunda cargas úteis, respectivamente. a seguir, são definidas primeira e segunda partições em um intervalo de transmissão. as primeira e segunda cargas úteis são multiplexadas no tempo nas primeira e segunda partições, respectivamente, e as cargas úteis multiplexadas são transmitidas.

Description

"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA MULTIPLEXAR TRANSMISSÃO DE DADOS EM PACOTES DE ALTA VELOCIDADE COM TRANSMISSÃO DE DADOS/VOZ".

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO I. Campo da Invenção. A presente invenção refere-se à comunicação de dados. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a técnicas novas e aperfeiçoadas para multiplexação de transmissões de dados em pacotes de alta velocidade com transmissões de dados/voz convencionais em um sistema de comunicação sem fio. II. Descrição da Técnica Relacionada.

Um sistema de comunicação nos dias de hoje deve suportar uma diversidade de aplicações. Um de tais sistemas de comunicação é um sistema de acesso múltiplo por divisão de código que suporta comunicação de voz e dados entre usuários através de um link terrestre. O uso de técnicas CDMA em um sistema de comunicação de múltiplo acesso está descrito na Patente U.S. N- 4 901 307, intitulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", e na Patente U.S. N- 5 103 459, intitulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM". Um sistema CDMA específico está descrito no Pedido de Patente U.S. N-de Série 08/963 386, intitulado "METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION" , depositado em 3 de novembro de 1997 (o sistema HDR). Tais patentes e pedido de patente estão em nome da Requerente da presente invenção e são aqui incorporados pela presente referência.

Os sistemas CDMA são tipicamente projetados para se conformar a um ou mais padrões. Tais padrões incluem o "TIA/EIA/IS-95A, Mobile Station Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System (o padrão IS-95), o "TIA/EIA/IS-98 Recommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Station" (o padrão IS-98), o padrão proposta por um consórcio denominado "3rd Generation Partnership Project" (3GPP) e incorporada em um conjunto de documentos incluindo os documentos N— 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 e 3G TS 25.214 (o padrão W-CDMA) , o "TR-45.5 Physical Layer Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems" (o padrão CDMA2000) e o "TIA/EIA/IS-856 CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" (o padrão HDR). Novos padrões CDMA são continuamente propostos e adotados para uso. Os padrões CDMA são aqui incorporados pela presente referência.

Alguns sistemas CDMA são capazes de suportar múltiplos tipos de serviços (por exemplo, voz, dados em pacotes e assim por diante) através dos links de emissão e reverso. Cada tipo de serviço é tipicamente caracterizado por um conjunto especifico de exigências, algumas das quais serão descritas a seguir. O serviço de voz requer tipicamente um grau de serviço (GOS - Grade Of Service) fixo e comum para todos os usuários, bem como retardos (relativamente) restritos e fixos. Como exemplo, o retardo total em um sentido de quadros (frames) de fala pode ser especificado como sendo menor que 100 ms. Tais exigências podem ser atendidas pelo fornecimento de uma taxa de dados fixa (e garantida) para cada usuário (por exemplo, através de um canal dedicado designado para o usuário pela duração de uma sessão de comunicação) e segurança de uma taxa de erros máxima (tolerável) para os quadros de fala independentemente dos recursos do link. Para manter a taxa de erro requerida em qualquer taxa de dados, é necessária maior alocação de recursos para um usuário possuindo um link degradado.

Em contraste, o serviço de dados em pacotes pode ser capaz de tolerar um GOS diferente para diferentes usuários e pode também ser capaz de tolerar quantidades variáveis de retardos. O GOS de um serviço de dados é tipicamente definido como o retardo total incorrido na transferência livre de erros de uma mensagem de dados. O retardo de transmissão pode ser um parâmetro usado para otimizar a eficiência de um sistema de comunicação de dados.

Para suportar ambos os tipos de serviços, um sistema CDMA pode ser projetado e operado para primeiramente alocar a potência de transmissão para usuários de voz que requerem um GOS específico e retardos mais curtos. Qualquer potência de transmissão restante disponível pode a seguir ser alocada aos usuários de dados em pacotes, que podem tolerar retardos mais longos.

No sistema CDMA, cada fonte de transmissão atua como interferência para outras fontes de transmissão. Devido à natureza em rajada (bursty) dos dados em pacotes, a potência de transmissão de uma fonte de transmissão pode flutuar amplamente durante a transmissão de rajadas (bursts) de dados. A flutuação rápida e ampla na potência de transmissão pode interferir com outras transmissões provenientes de outras fontes e pode degradar o desempenho de tais transmissões.

Como pode ser visto, são altamente desejáveis técnicas que possam ser usadas para multiplexar, de forma eficiente e eficaz, as transmissões de dados em pacotes em alta velocidade com transmissões de voz e outras.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção fornece várias técnicas para suportar serviços concomitantes de dados/voz e dados em pacotes em alta velocidade e para minimizar o impacto do serviço de dados em pacotes sobre o serviço de dados/voz. De acordo com um aspecto da invenção, dados/voz e dados em pacotes podem ser multiplexados dentro de um intervalo de transmissão (por exemplo, um slot) de tal forma que os recursos disponíveis sejam eficientemente utilizados. De acordo com outro aspecto da invenção, a potência de transmissão proveniente de uma estação base é controlada de tal forma que a quantidade de variação na potência de transmissão total seja mantida dentro de uma faixa específica para reduzir a degradação em transmissões desta e de outras fontes de transmissão (por exemplo, estações base).

Uma modalidade específica da invenção fornece um método para transmitir concomitantemente uma pluralidade de tipos de dados em um sistema de comunicação sem fio (por exemplo, CDMA). De acordo com o método, um primeiro tipo de dados (por exemplo, voz, overhead, dados de taxa baixa e média, dados sensíveis a retardo, sinalização e assim por diante) é recebido e processado de acordo com um primeiro esquema de processamento de sinal para gerar uma primeira carga útil (payload). Um segundo tipo de dados (por exemplo, dados em pacotes de alta velocidade) é também recebido e processado de acordo com um segundo esquema de processamento de sinal para gerar uma segunda carga útil. O primeiro esquema de processamento de sinal pode se conformar, por exemplo, ao padrão W-CDMA ou cdma2000, e o segundo esquema de processamento de sinal pode implementar, por exemplo, o projeto HDR. São a seguir definidas uma primeira e uma segunda partições em um intervalo de transmissão, com a primeira partição sendo usada para enviar o primeiro tipo de dados e a segunda partição sendo usada para enviar o segundo tipo de dados. As primeira e segunda cargas úteis são a seguir multiplexadas para primeira e segunda partições, respectivamente, e as primeira e segunda cargas úteis multiplexadas são transmitidas. A capacidade para o intervalo de transmissão pode ser selecionada para ser maior que aquela requerida pela primeira carga útil (por exemplo, pelo uso de um código de canalização de comprimento mais curto). A invenção fornece também outros métodos, unidades transmissoras (por exemplo, estações base), unidades receptoras (por exemplo, terminais remotos) e outros elementos que implementam vários aspectos, modalidades e recursos da invenção, como será descrito em maiores detalhes mais adiante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características, objetivos e vantagens da presente invenção ficarão mais claros através da descrição detalhada apresentada a seguir, quando tomada em conjunto com os desenhos, nos quais referências numéricas similares identificam itens correspondentes e nos quais: As Figuras IA a 1C são diagramas que ilustram respectivamente técnicas FDM, TDM e CDM para prover múltiplos tipos de serviço para um número de terminais remotos em um sistema de comunicação sem fio;

As Figuras 2A e 2B são gráficos da potência de transmissão proveniente de uma estação base em um sistema CDM para um número de usuários de dados/voz e para um número de usuários de dados/voz e dados em pacotes, re spe ct ivament e; A Figura 3 é um diagrama de um formato de quadro e um formato de slot para um canal físico dedicado tal como definido pelo padrão W-CDMA; A Figura 4 é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de comunicação que pode implementar vários aspectos da invenção; A Figura 5 é um gráfico da potência de transmissão para um número de transmissões de dados/voz e um número de transmissões de dados em pacotes a partir de uma estação base específica;

As Figuras 6A e 6B são diagramas de blocos que mostram o processamento de sinal em uma unidade transmissora para uma transmissão de dados/voz de downlink de acordo com o padrão W-CDMA e uma transmissão de dados em pacotes de acordo com o projeto HDR; e As Figuras 7A e 7B são diagramas de blocos mostrando o processamento de sinal em uma unidade receptora para a transmissão de dados/voz de downlink de acordo com o padrão W-CDMA e a transmissão de dados em pacotes de acordo com o projeto HDR.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ESPECIFICAS

As Figuras IA a 1C são diagramas que ilustram três técnicas diferentes para fornecer múltiplos tipos de serviço para vários terminais remotos em um sistema de comunicação sem fio. Alguns de tais tipos diferentes podem incluir, por exemplo, voz, dados em pacotes, vídeo, difusão (broadcast), mensagens e assim por diante. Outras transmissões de overhead podem incluir, por exemplo, paging, piloto, canal de controle e assim por diante. Para maior simplicidade, os dados em pacotes de alta velocidade são designados aqui simplesmente como "dados em pacotes", e os tipos restantes de dados (por exemplo, voz, overhead, certos tipos de dados de taxa média e baixa, dados sensíveis a retardos e outros) são coletivamente denominados como "dados/voz". A otimização da transmissão de dados em pacotes constitui um importante aspecto de uma utilização eficiente do espectro. No entanto, minimizar o impacto da transmissão de dados em pacotes sobre a transmissão de voz e dados é também importante para manter o nível de qualidade e confiabilidade desejados para o serviço. A Figura IA mostra um sistema multiplexado por divisão em frequência (FDM - Frequency Division Multiplex) que suporta serviços de dados/voz e dados em pacotes usando duas bandas de freqüências. Como foi acima mencionado, devido às diferenças nas características e exigências dos serviços de dados/voz e dados em pacotes, é tipicamente preferido segregar tais serviços. No sistema FDM, o serviço de dados/voz pode ser suportado por um primeiro sistema (por exemplo, um sistema IS-95) com um sinal de portadora em uma primeira frequência, e um serviço de dados em pacotes pode ser suportado por um segundo sistema (por exemplo, um sistema HDR) com um segundo sinal portador em uma segunda frequência. A Figura 1B mostra um sistema multiplexado por divisão no tempo (TDM - Time Division Multiplex) no qual as transmissões ocorrem durante unidades de tempo individuais, as quais podem ser designadas como "slots" em alguns sistemas ou "quadros" em outros sistemas. Para o sistema TDM, um número de slots é alocado para suportar serviço de dados/voz e os slots restantes são usados para suportar serviço de dados em pacotes . Um de tais sistemas TDM é o Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM) + o Sistema Geral de Pacote via Rádio (GPRS) . O GPRS fornece o serviço GSM de dados em pacotes. A Figura 1C mostra um sistema multiplexado por divisão em código (CDM - Code Division Multiplex) no qual os serviços de dados/voz e dados em pacotes compartilham a potência de transmissão disponível. Para o sistema CDM, cada transmissão de dados/voz e cada transmissão de dados em pacotes é tipicamente canalizada por um respectivo código de canalização de tal forma que as transmissões são (idealmente) ortogonais entre si. A potência de transmissão para cada transmissão pode ser ajustada para manter o nível desejado de desempenho. O número de transmissões que podem ser suportadas concomitantemente e a taxa de dados de cada transmissão são ditados pelas cargas de dados, pela potência de transmissão disponível e outros fatores. A Figura 2A é um gráfico da potência de transmissão a partir de uma estação base em um sistema CDMA que suporta um número de usuários de dados/voz concomitantemente. Para tal sistema CDM, a potência de transmissão de cada usuário individual pode variar amplamente devido a mudanças na taxa de dados e condições de percurso. No entanto, a potência de transmissão total agregada para todos os usuários de dados/voz varia tipicamente dentro de uma faixa menor (em termos percentuais) devido à média estatística. Uma vez que cada usuário de dados/voz requer tipicamente somente uma taxa de dados média a baixa, um número de usuários de dados/voz podem ser suportados concomitantemente. À medida que o número de usuários de dados/voz cresce, a média estatística melhora e a quantidade de variação na potência de transmissão total agregada diminui.

Para um sistema de comunicação sem fio, a potência de transmissão de cada fonte de transmissão (por exemplo, uma estação base) atua como interferência para outras fontes de transmissão quando elas usam os mesmos recursos de rádio. Para o sistema CDM, a qualidade do sinal recebido por cada usuário depende do ruído e interferência totais sofridos pelo sinal recebido pelo usuário. Dessa forma, para manter a qualidade de sinal desejada, é desejável que a interferência permaneça tão baixa e constante quanto possível (o sistema pode, de um modo geral, compensar mudanças progressivas na interferência, mas não mudanças bruscas). A Figura 2B é um gráfico da potência de transmissão a partir de uma estação base em um sistema CDMA que suporta vários usuários de dados/voz e dados em pacotes concomitantemente. Devido à natureza em rajada do serviço de dados em pacotes e devido à elevada taxa máxima que pode ser usada para a transmissão de dados em pacotes, a potência de transmissão agregada total para usuários de dados/voz e dados em pacotes pode variar dentro de uma faixa muito mais ampla durante um período de tempo mais curto do que quando da transmissão apenas para usuários de dados/voz. Isto pode ser observado pela comparação do gráfico na Figura 2B com o gráfico da Figura 2A. A maior variação na potência de transmissão total a partir da estação base pode causar uma maior flutuação na qualidade de sinal das transmissões provenientes de outras estações base, o que pode resultar em degradação do desempenho para tais transmissões. Além disso, a maior variação na potência de transmissão total pode também causar uma maior flutuação na qualidade de sinal nas transmissões provenientes de tal estação base transmissora devido ao multipercurso e outros fenômenos. O método e equipamento aqui descritos fornecem várias técnicas que podem ser usadas para suportar os serviços de dados/voz e dados em pacotes concomitantemente e para minimizar o impacto do serviço de dados em pacotes sobre o serviço de dados/voz. De acordo com uma modalidade, dados/voz e dados em pacotes podem ser multiplexados dentro de um intervalo de transmissão (por exemplo, um slot) , de tal forma que os recursos disponíveis sejam eficientemente utilizados. De acordo com outra modalidade, a potência de transmissão a partir de uma estação base é controlada de tal forma que a quantidade de variação na potência de transmissão total seja mantida dentro de uma faixa específica para reduzir a degradação às transmissões desta e de outras estações base.

Em muitos sistemas CDM, os dados são transmitidos durante intervalos de transmissão individuais. A duração do intervalo de transmissão é tipicamente definida de modo a fornecer bom desempenho para os serviços sendo suportados pelo sistema CDM. Como exemplo, para o sistema W-CDMA, ocorre uma transmissão durante quadros de rádio de 10 ms, com cada quadro de rádio estando ainda dividido em 15 slots. Os dados a serem transmitidos são particionados, processados e transmitidos no intervalo de transmissão definido.

De acordo com uma modalidade, uma parte do intervalo de transmissão (isto é, uma partição de dados/voz) pode ser alocada para a transmissão de dados/voz e a porção restante do intervalo de transmissão (isto é, uma partição de dados em pacote) pode ser usada para a transmissão de dados em pacotes em alta velocidade. As partições de dados/voz e dados em pacotes podem ser dinamicamente definidas com base na carga de dados/voz e na carga de dados em pacotes e pode ser efetivada através de sinalização apropriada, tal como será descrito em maiores detalhes a seguir. O particionamento do intervalo de transmissão em partições de dados/voz e dados em pacotes pode ser conseguido para vários sistemas CDM tais como, por exemplo, o sistema W-CDMA, o sistema cdma2000 e outros sistemas. Para uma melhor compreensão, o particionamento do intervalo de transmissão será agora especificamente descrito para a transmissão downlink no sistema W-CDMA. A Figura 3 é um diagrama de um formato de quadro e um formato de slot para um canal físico dedicado tal como definido pelo padrão W-CDMA. Um formato de quadro diferente é definido pelo padrão W-CDMA para cada tipo de canal físico, tal como o canal de downlink dedicado (DPCH), o canal de downlink compartilhado (DSCH) e assim por diante. Os dados a serem transmitidos em cada canal físico (isto é, os dados de tráfego) são particionados em quadros de rádio, com cada quadro de rádio cobrindo um período de tempo de 10 ms e incluindo 15 slots marcados como slot 0 a slot 14. Cada slot é ainda particionado em um ou mais campos usados para portar uma combinação de dados de tráfego, dados de overhead e dados de piloto.

Como mostrado na Figura 3, para o canal físico dedicado, um slot 310 inclui um primeiro campo de dados (DADOS1) 320a, um segundo campo de dados (DADOS2) 320b, um campo de controle de potência de transmissão (TPC -transmit power control) 322, um campo indicador de combinação de formatos de transporte (TFCI - Transport Format Combination Indicator) 324 e um campo de piloto 326.

Os campos 320a e 32 0b são usados para enviar dados de tráfego (por exemplo, voz, dados em pacotes, mensagens, ou outros) para o canal físico dedicado. O campo de controle de potência de transmissão 322 é usado para enviar informações de controle de potência para ordenar o terminal remoto que ajuste sua potência de transmissão no uplink para cima ou para baixo para atingir o nível desejado de desempenho, minimizando a interferência para outros terminais remotos. O campo indicador de combinação de formatos de transporte 324 é usado para enviar informações indicativas do formato (por exemplo, a taxa de bits, o código de canalização e assim por diante) do canal físico dedicado, bem como de um canal físico compartilhado associado ao canal físico dedicado. O campo de piloto 326 é usado para enviar dados de piloto para o canal físico dedicado. A Tabela 1 lista alguns dos formatos de slots definidos pelo padrão W-CDMA (versão V3.1.1) para o canal físico dedicado. Cada formato de slot na Tabela 1 define o comprimento (em número de bits) de cada campo no slot. Como mostrado na Tabela 1, a taxa de bits do canal físico dedicado pode variar dentro de uma ampla gama de valores (por exemplo, de 15 kbps a 1920 kbps) e o número de bits em cada slot varia de forma correspondente. Um ou mais campos no slot podem ser omitidos (isto é, comprimento = 0) para alguns dos formatos de slot.

Tabela 1 De acordo com o padrão W-CDMA, vários canais físicos podem ser usados para envio de dados a um terminal remoto específico. Cada canal físico é canalizado com um código de fator de espalhamento ortogonal variável (OVSF -Orthogonal Variable Spreading Factor) possuindo um fator de espalhamento específico (variando de 4 a 512 para o downlink). O código OVSF canaliza o canal físico de tal forma que a transmissão através de tal canal físico é ortogonal a outras transmissões através de outros canais físicos. O código OVSF é similar ao código Walsh usado no sistema IS-95 para canalizar as transmissões do link de emissão. O código OVSF para cada canal fisico é tipicamente determinado no início de uma sessão de comunicação e tipicamente não muda durante a sessão. O fator de espalhamento corresponde ao comprimento do código OVSF. Um fator de espalhamento menor (por exemplo, de 4) corresponde a um comprimento de código mais curto e é usado para uma taxa de dados mais elevada, enquanto que um fator de espalhamento maior (por exemplo, de 512) corresponde a um comprimento de código mais longo e é usado para uma taxa de dados mais baixa. Como mostrado na Tabela 1, o número total de bits por slot (e portanto o número total de bits disponíveis para dados de tráfego) varia dentro de uma ampla faixa e depende do fator de espalhamento usado para o slot.

De acordo com uma modalidade, os campos de dados 3 2 0a e 3 2 0b alocados para dados de tráfego em cada slot podem ser particionados em uma partição de dados/voz e uma partição de dados em pacotes. A partição de dados/voz pode ser usada para dados/voz a serem transmitidos no slot. A partição de dados em pacotes pode ser usada para transmitir dados em pacotes.

Para uma transmissão de dados/voz específica através do canal físico, os bits de dados para a transmissão são segmentados e processados, tal como será descrito em maiores detalhes a seguir. De acordo com o padrão W-CDMA, a carga útil de dados/voz para cada slot pode incluir qualquer número de bits de dados (isto é, não necessita ser um número de bits específico). Além disso, o tamanho da carga útil de dados/voz pode variar de slot a slot. Dependendo do número de bits na carga útil, o fator de espalhamento do código OVSF pode ser selecionado adequadamente.

Como mostrado na Tabela 1, o fator de espalhamento para o código OVSF varia de 4 a 512 e em potências de dois. Cada fator de espalhamento e formato de slot está associado a um número específico de bits de dados que podem ser transmitidos em um slot. O fator de espalhamento pode portanto ser usado para selecionar (grosseiramente) a capacidade do slot. Tipicamente, para um dado tamanho de carga útil, é selecionado o maior fator de espalhamento possível que mais se aproxima do tamanho da carga útil. O número de bits codificados na carga útil para um slot pode não ser igual ao número de bits de dados disponíveis para o fator de espalhamento selecionado. O padrão W-CDMA portanto, define um esquema de adequação à taxa pelo qual um certo número de bits codificados na carga útil pode ser puncionado (isto é, apagado) ou repetido, de tal forma que o número de bits adequado à taxa seja igual ao número de bits disponível no slot.

Usando-se o mecanismo de processamento definido pelo padrão W-CDMA (por exemplo, o espalhamento), pode ser definida a capacidade de um slot. Uma porção da capacidade do slot pode ser usada para dados/voz e a parte restante pode ser usada para dados em pacotes. Um "parâmetro de partição de slot" pode ser definido e usado para identificar a alocação específica (por exemplo, uma quantidade percentual) do slot disponível para dados em pacotes e dados/voz. O parâmetro de partição de slot pode denotar alocação total do slot para dados/voz (por exemplo, parâmetro de partição de slot = 0%) , ou alocação total do slot para dados em pacotes (por exemplo, parâmetro de partição de slot = 100%), ou qualquer percentual e mistura possível entre estes dois extremos. A Tabela 2 lista o particionamento de um slot para dados/voz e dados em pacotes para três diferentes conjuntos de fatores de espalhamento. Para uma dada carga útil de dados/voz, o fator de espalhamento pode ser selecionado de tal forma que a capacidade do slot aproximadamente se iguale à carga útil. Dependendo do tamanho de carga útil específico, diferentes fatores de espalharaento podem ser necessários, tal como mostrado pela segunda coluna. Caso o fator de espalhamento seja a seguir reduzido por um fator de dois, a capacidade do slot é aproximadamente dobrada, tal como mostrado pela Tabela 1. Neste caso, metade da capacidade do slot pode ser alocada para a carga útil de dados/voz e a outra metade da capacidade do slot pode ser usada para dados em pacotes, tal como mostrado na terceira coluna. Dessa forma, caso o fator de espalhamento seja reduzido por um fator de dois, aproximadamente 50% da capacidade do slot podem ser usados para dados em pacotes (isto é, o parâmetro de partição de slot = 50%) .

De forma similar, caso o fator de espalhamento seja reduzido por um fator de quatro, a capacidade do slot é aproximadamente quadruplicada. Um quarto da capacidade do slot pode então ser alocado para a carga útil de dados/voz e os outros três quartos da capacidade do slot podem ser usados para dados em pacotes, tal como mostrado na quarta coluna. Dessa forma, caso o fator de espalhamento seja reduzido por um fator de quatro, aproximadamente 75% da capacidade do slot pode ser usado para dados em pacotes (isto é, o parâmetro de partição de slot = 75%). O fator de espalhamento pode ser adicionalmente reduzido para aumentar ainda mais a capacidade do slot e o parâmetro de partição de slot.

Tabela 2 Como mostrado na Tabela 1, o fator de espalhamento possui comprimentos de potências de dois e a capacidade de slot aproximadamente dobra a cada vez que o fator de espalhamento é reduzido por um fator de dois. Tal incremento grosseiro no fator de espalhamento resulta em um incremento grosseiro correspondente no parâmetro de partição de slot (por exemplo, 0%, 50%, 75% e assim por diante até 100%). O ajuste fino do parâmetro de partição de slot pode ser conseguido pelo uso de um mecanismo de adequação à taxa, definido pelo sistema W-CDMA. Com a adequação de taxa, o parâmetro de partição de slot pode ser definido como sendo qualquer valor específico (por exemplo, 20%, 30% e assim por diante) . A carga útil de dados/voz pode então ser ajustada à partição dados/voz pela seleção dos parâmetros apropriados de adequação à taxa, como será descrito em maiores detalhes a seguir. A adequação à taxa pode assim ser usada para o ajuste fino do parâmetro de partição de slot.

Para cada slot de cada canal físico, a partição dados/voz pode ser usada para um usuário e a partição de dados em pacotes pode ser usada para o mesmo ou diferentes usuários. As partições podem ser misturadas e igualadas entres usuários. A Figura 3 mostra o particionamento de slot correspondente a dois fatores de espalhamento reduzidos. Em um slot 330, o fator de espalhamento é reduzido por um fator de dois (de S para S/2) e a capacidade do slot é aproximadamente duplicada. Os campos de dados 320a e 320b são particionados em uma partição de dados/voz 332 e uma partição de dados em pacotes 334. A partição de dados/voz 332 compreende aproximadamente metade do slot (isto é, a metade esquerda no exemplo apresentado na Figura 3) e é usada para dados/voz. A partição de dados em pacotes 334 compreende a metade restante do slot e é usada para dados em pacotes.

De forma similar, em um slot 340, o fator de espalhamento é reduzido por um fator de quatro (de S para S/4) e a capacidade do slot é aproximadamente quadruplicada. Os campos de dados 320a e 320b são particionados em uma partição de dados/voz 342 e uma partição de dados em pacotes 344. A partição de dados/voz 3 42 constitui aproximadamente um quarto do slot e é usada para dados/voz. A partição de dados em pacotes 344 constitui os restantes três quartos do slot e é usada para dados em pacotes. Outros fatores de espalhamento podem também ser usados para fornecer diferentes capacidades de slot e fornecer diferente alocação percentual entre dados/voz e dados em pacotes (isto é, diferentes parâmetros de partição de slot).

Como mostrado na Tabela 1, quando o fator de espalhamento é reduzido por um fator específico (por exemplo, dois), é usado um formato de slot diferente. Uma vez que o novo formato de slot está tipicamente associado com um número diferente de bits de overhead, a capacidade de carga útil do novo slot é aproximadamente (e pode não ser exatamente) ampliada pelo fator específico. 0 particionamento do slot em uma partição de dados/voz e uma partição de dados em pacotes pode ser conseguido de diversas formas.

Em uma primeira modalidade de particionamento, o parâmetro de partição de slot é selecionado com base na carga de dados/voz e na carga de dados em pacotes. Como exemplo, caso a carga de dados/voz seja aproximadamente igual â carga de dados em pacotes, o fator de espalhamento pode ser selecionado como sendo metade do valor que teria sido selecionado apenas para a carga de dados/voz. Aproximadamente metade da capacidade do slot é então alocada para dados/voz e a outra metade para dados em pacotes. Os dados/voz e dados em pacotes podem ser, cada um, processados com base no parâmetro de partição de slot selecionado, tal como descrito em maiores detalhes a seguir.

Em uma segunda modalidade de particionamento, a carga útil de dados/voz é primeiro processada e mapeada para o espaço disponível no slot. Qualquer parte restante do slot não usada para dados/voz pode então ser usada para multiplexar dados em pacotes. Em tal modalidade, o parâmetro de partição de slot é determinado após o processamento da carga útil de dados/voz e com base no espaço restante disponível no slot. Para assegurar que algum espaço fique disponível para dados em pacotes, pode ser selecionado um menor fator de espalhamento.

Para o sistema W-CDMA, o processamento de adequação de taxa pode ser operado de tal forma que um número específico de bits codificados possa ser gerado para a carga útil de dados/voz para se adequar ao número de posições de bits disponíveis na partição de dados/voz. Caso a carga útil seja maior que a partição de dados/voz, um certo número de bits codificados pode ser puncionado (isto é, apagado). Alternativamente, caso a carga útil seja menor que a partição de dados/voz, um certo número de bits pode ser repetido.

Uma adequação de taxa similar pode também ser efetuada sobre os dados em pacotes para adequar a carga útil ao espaço disponível na partição de dados em pacotes. Alternativamente, a carga útil de dados em pacotes pode ser formada para se adequar â partição de dados em pacotes. Outras técnicas para mapear a carga útil de dados em pacotes à partição de dados em pacotes podem também ser contempladas e se inserem no escopo da invenção.

Em uma modalidade, para uma estação base específica, todos os canais para dados/voz podem ser definidos como possuindo o mesmo comprimento de partição (o qual não necessariamente corresponde à mesma carga útil, uma vez que o processamento para os canais pode ser diferente). Isto suporta o uso de uma estrutura de transmissão completamente diferente (por exemplo, similar àquela do sistema HDR) na partição de dados em pacotes. O particionamento de um slot e a transmissão tanto de dados/voz como de dados em pacotes dentro do slot pode propiciar várias vantagens. Em primeiro lugar, os dados/voz e dados em pacotes podem ser descasados. Tal descasamento pode ser conseguido, por exemplo, pela minimização da sobreposição entre as duas partições. O descasamento de dados/voz e dados em pacotes pode minimizar o impacto dos dados em pacotes sobre dados/voz e pode melhorar o desempenho para ambos os tipos de serviço. Em segundo lugar, as partições de slot suportam transmissão de dados/voz e dados em pacotes na mesma portadora. Isto permite que um sistema CDMA propicie múltiplos tipos de serviços aos usuários. Em terceiro lugar, as partições de slots podem suportar múltiplas (e independentes) estruturas de canal para dados/voz e dados em pacotes, tal como descrito em maiores detalhes mais adiante. Cada estrutura de canal pode ser especificamente projetada para o tipo específico de serviço sendo suportado por tal canal (por exemplo, diferentes esquemas de codificação e intercalação) . Além disso, alguns sistemas CDMA, tais como o sistema W-CDMA, podem ser adaptados (possivelmente com um pequeno número de mudanças do projeto existente) para suportar as partições de slots da invenção. A Figura 4 é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de comunicação 400 que pode implementar vários aspectos da invenção. Em uma modalidade especifica, o sistema de comunicação 400 é um sistema (baseado em) CDMA que se conforma ao padrão W-CDMA, ao padrão cdma2000, ou algum outro padrão ou projeto (baseado em) CDMA. Em uma unidade transmissora 410 (por exemplo, uma estação base), dados/voz são enviados, tipicamente em blocos, a partir de uma fonte de dados/voz 412a, para um processador de transmissão (TX) de dados/voz 414a que formata, codifica e processa os dados para gerar dados/voz codificados. De forma similar, dados em pacotes são enviados, tipicamente em pacotes, a partir de uma fonte de dados em pacotes 412b para um processador de transmissão de dados em pacotes 414b que formata, codifica e processa os dados para gerar dados em pacotes codificados.

Os dados em pacotes e dados/voz codificados são a seguir fornecidos a um multiplexador TDM 416 que multiplexa os dados para um fluxo de dados TDM. Os dados muitiplexados em TDM podem apresentar o formato mostrado na Figura 3 e são fornecidos a um transmissor (TMTR) 418 que filtra (digital e analogicamente), modula (em quadratura), amplifica e converte ascendentemente (upconverts) os dados para gerar um sinal modulado. O sinal modulado é a seguir transmitido através de uma ou mais antenas 420 (somente uma antena é mostrada na Figura 4) para uma ou mais unidades receptoras (por exemplo, terminais remotos). O processamento efetuado pelo processador de dados/voz 414a e o processador de dados em pacotes 414b depende do padrão CDMA específico sendo implementado. O processamento para o padrão W-CDMA será descrito em maiores detalhes a seguir. Um controlador de transmissão 422 pode dirigir a operação do processador de dados/voz 414a e do processador de dados em pacotes 414b para fornecer os dados de saída desejados. O controlador 422 pode também dirigir a operação do multiplexador TDM 416 de tal forma que o fluxo de dados TDM desejado seja obtido.

Em uma unidade receptora 430, o sinal transmitido é recebido por uma ou mais antenas 432 (novamente, somente uma antena é mostrada na Figura 4) e fornecido a um receptor (RCVR) 434. No interior do receptor 434, os sinais recebidos são amplificados, filtrados, convertidos descendentemente (downconverted), demodulados (em quadratura) e digitalizados para gerar amostras. As amostras podem ser processadas, por exemplo digitalmente filtradas, escalonadas e assim por diante, para gerar símbolos. Um demultiplexador TDM (DEMUX) 436 recebe e demultiplexa os símbolos e fornece os símbolos de dados/voz para um processador de recepção (RX) de dados/voz 438a e os símbolos de dados em pacotes para um processador de recepção de dados em pacotes 438b. Cada processador de dados 438 processa e decodifica os respectivos símbolos recebidos de uma maneira complementar ao processamento e codificação efetuados na unidade transmissora 410. Os dados decodificados provenientes dos processadores de dados 438a e 438b são a seguir fornecidos a respectivos depósitos de dados 440a e 440b.

Um controlador de recepção 442 pode dirigir a operação do demultiplexador 436 de tal forma que os símbolos de dados seja apropriadamente demultiplexados e direcionados para o processador de dados de recepção apropriado. O controlador 442 pode também dirigir a operação dos processadores de dados de recepção 438a e 438b para processar e decodificar apropriadamente os símbolos de dados.

As partições de slot, o parâmetro de partição de slot e os parâmetros de processamento de sinal (coletivamente, as informações de processamento) podem ser sinalizados pela fonte de transmissão (por exemplo, a estação base) para o dispositivo de recepção (por exemplo, o terminal remoto) com base em vários esquemas de sinalização. Em uma modalidade, as informações de processamento podem ser enviadas pela estação base para o terminal remoto (1) através de um canal de controle (por exemplo, o canal físico comum de controle (CCPCH), no sistema W-CDMA), (2) na própria transmissão (por exemplo, em um campo de dados de controle no slot), ou através de algum outro mecanismo. Em outra modalidade, parte das informações de processamento pode ser fornecida ao terminal remoto durante o estágio de inicialização de sessão. O terminal remoto a seguir armazena as informações para uso posterior. O processamento de sinal acima descrito suporta transmissões de vários tipos de serviço. Um sistema de comunicação bidirecional suporta transmissão de dados em duas vias. No entanto, o processamento de sinal para a direção inversa não é mostrado na Figura 4 para maior simplicidade. No entanto, deve ser notado que a transmissão do link reverso podería ser comum a ambas as partições ou poderia também ser particionada.

Os dados/voz e dados em pacotes podem ser processadas de várias maneiras. Em uma modalidade de processamento, os dados/voz e dados em pacotes são processados por duas vias (independentes) de processamento que podem implementar dois esquemas de processamento diferentes. Vários esquemas de processamento de sinal podem ser usados, tais como, por exemplo, CDMA, TDMA e assim por diante. Cada via de processamento pode levar em consideração o parâmetro corrente de partição de slot e processar a carga útil de dados/voz e dados em pacotes de tal forma que ela possa ser mapeada para o espaço alocado no slot. Como mostrado na Figura 4, os dois esquemas de processamento para dados/voz e dados em pacotes podem ser suportados por dois processadores de dados 414a e 414b na unidade transmissora 410 e por dois processadores de dados 438a e 438b na unidade receptora 430. O esquema de processamento de sinal para cada percurso de processamento pode ser selecionado especificamente para o tipo de dados sendo transmitidos através de tal percurso. Para dados/voz, pode ser usado o processamento de sinal definido por um padrão CDMA específico (por exemplo, pelo padrão W-CDMA, cdma2000, ou IS-95) ou algum outro projeto (baseado em) CDMA. Para dados em pacotes pode ser usado o processamento de sinal definido pelo mesmo padrão CDMA ou outro esquema (por exemplo, HDR). O esquema HDR é bem adequado para dados em pacotes e pode fornecer melhor desempenho em relação a outros esquemas de processamento de sinal CDMA. Os dados/voz e dados em pacotes podem assim ser segmentados, codificados, adequados à taxa e intercalados com base em seus respectivos esquemas de processamento de sinal.

Apesar de não ser especificamente mostrado na Figura 4, os dados/voz e dados em pacotes podem ser modulados usando-se o mesmo esquema ou dois diferentes esquemas de modulação. Os esquemas de modulação que podem ser usados incluem, por exemplo, modulação por deslocamento de fase (PSK) tal como o PSK em quadratura (QPSK) ou QPSK de deslocamento (OQPSK), modulação por amplitude em quadratura (QAM), multiplexação por divisão em frequência ortogonal (OFDM) e outros.

Em uma modalidade de processamento alternativa, os dados/voz e dados em pacotes são processados com base em um esquema de processamento de sinal comum, o qual pode ser definido por um padrão CDMA específico (por exemplo, o padrão W-CDMA ou cdma2000) ou algum outro esquema (baseado em) CDMA. No entanto, diferentes conjuntos de parâmetros podem ser usados para dados/voz e dados em pacotes. Como exemplo, o comprimento dos blocos e o intervalo de intercalação para dados em pacotes podem ser selecionados como sendo mais longos que para dados/voz. Além disso, podem ser usados diferentes esquemas de codificação para dados/voz e dados em pacotes. Como exemplo, dados/voz podem ser codificados usando-se codificação convolucional e dados em pacotes podem ser codificados usado-se codificação turbo. Tais esquemas de processamento diferentes são suportados por alguns padrões CDMA de gerações recentes, tais como os padrões W-CDMA e cdma2000. O uso de um esquema de processamento de sinal comum pode simplificar os projetos da unidade de transmissão e da unidade de recepção.

Em uma modalidade, os dados/voz e dados em pacotes são multiplexados por divisão no tempo juntos em um slot após o processamento de sinal, tal como mostrado na Figura 4. A ordem temporal em que os dados/voz e dados em pacotes aparecem na saída do multiplexador TDM 416 é aproximadamente igual à ordem temporal em que os dados são transmitidos através do ar. A multiplexação TDM dos dados/voz e dados em pacotes após o processamento de sinal permite o descasamento destes dois tipos de dados, como será descrito em maiores detalhes a seguir.

Em uma modalidade alternativa, os dados/voz e dados em pacotes são multiplexados por divisão no tempo para um slot antes do processamento de sinal. Os dados/voz e dados em pacotes TDM são a seguir processados (por exemplo, com base em um esquema comum de processamento de sinal). Apesar de os dados/voz e dados em pacotes poderem ser misturados em tal modalidade, várias técnicas podem ser usadas para minimizar o impacto dos dados em pacotes sobre dados/voz. Como exemplo, para uma estação base específica, i todos os canais para dados/voz podem ser definidos como possuindo o mesmo comprimento de partição. Técnicas adicionais para minimizar o impacto dos dados em pacotes sobre os dados/voz serão descritas em maiores detalhes mais adiante.

Um melhor desempenho pode ser obtido caso as partições de dados em pacotes para estações base (ou células) vizinhas estejam aproximadamente alinhadas no tempo. Ao minimizar a quantidade e sobreposição entre as transmissões de dados/voz e as transmissões de dados em pacotes (no grau possível), a quantidade de interferência entre os dois tipos de transmissão pode ser reduzida, o que pode melhorar o desempenho de ambos os tipos de transmissão. O alinhamento das partições pode reduzir o impacto da rajada (burstiness) e elevada taxa de dados das transmissões de dados em pacotes sobre as transmissões de dados/voz. O alinhamento temporal das partições de dados em pacotes em células vizinhas pode ser obtido primeiramente por sincronização da temporização (timing) das células usando-se, por exemplo, a hora dos satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS). O parâmetro de partição de slot pode ser selecionado como sendo aproximadamente o mesmo (por exemplo, 50%) para um dado cluster de células. O slot pode a seguir ser particionado de tal forma que as partições de dados em pacotes para as células no cluster se sobreponham tanto quanto possível. Além disso, as mudanças no parâmetro de partição de slot podem ficar restritas a uma faixa específica. A sinalização entre as estações base (vizinhas) pode ser usada para alinhar as partições de dados em pacotes.

Caso as cargas de dados em pacotes para células vizinhas sejam diferentes, as partições de slots podem ainda ser definidas de tal forma que as partições de dados em pacotes se sobreponham tanto quanto possível. No entanto, para células com cargas de dados em pacotes mais leves, parte dos slots pode ser definida sem partições de dados (isto é, parâmetro de partição de slot = 0 %) . Caso as partições de dados/voz e as partições de dados em pacotes se sobreponham para uma estação base específica, ou para um grupo de estações base vizinhas, a potência de transmissão para as partições de dados/voz ou para as partições de dados em pacotes, ou ambas, podem ser ajustadas para reduzir o impacto da sobreposição. Como exemplo, a potência de transmissão para as partições de dados/voz pode ser elevada, a potência de transmissão para as partições de dados em pacotes pode ser reduzida ou limitada a certos valores específicos (por exemplo, aproximadamente igual àquele das partições de dados/voz no mesmo slot, tal como descrito mais adiante), ou uma combinação de tais.

Para também reduzir a quantidade de sobreposição entre as partições de dados/voz e dados em pacotes, pode ser fornecido um "tempo de guarda" entre a partição de dados/voz e a partição de dados em pacotes. O tempo de guarda pode ser um intervalo ou "gap" com uma duração específica de tempo em que nenhum dado de qualquer tipo é transmitido.

Em uma modalidade, para suportar diferentes esquemas de processamento de sinal e para ter compatibilidade reversa (backward compatible) com outros sistemas CDMA (por exemplo, de gerações anteriores), as transmissões de alguns canais (físicos) podem ser muitiplexadas por divisão no tempo para suportar concomitantemente dados/voz e dados em pacotes e as transmissões através de alguns outros canais podem ser operadas para suportar apenas dados/voz (ou possivelmente só a dados em pacotes). Ao sobrepor o sistema da invenção a sistemas legados (legacy), não é tipicamente possível alinhar todos as partições de todos os canais downlink uma vez que, parte dos sistemas legados não suporta particionamento de um canal. Nestes casos, a estrutura do canal de dados em pacotes pode ser projetada de modo a ser consistente (por exemplo, ortogonal)com a estrutura de canal legada de modo a minimizar as interferências entre canais.

De acordo com outra modalidade, para reduzir o impacto das transmissões de dados em pacotes sobre as transmissões de dados/voz, em particular quando os dois tipos de transmissões se sobrepõem, a potência de transmissão para as transmissões de dados em pacotes é ajustada para reduzir a quantidade de flutuação na potência de transmissão total agregada proveniente da estação base. Como mostrado na Figura 2B, a forma em rajada e a elevada taxa de dados da transmissão de dados em pacotes podem causar uma grande flutuação na potência de transmissão total agregada proveniente da estação base, o que pode então causar uma grande flutuação na quantidade de interferência para outras transmissões a partir desta e de outras estações base. A flutuação na potência de transmissão agregada total pode ser reduzida com base em vários esquemas. A Figura 5 é um gráfico da potência de transmissão para um número de transmissões de dados/voz e um número de transmissões de dados em pacotes a partir de uma estação base específica. Para cada slot, a potência de transmissão para todas as transmissões de dados/voz somente pode ser somada e a potência de transmissão total agregada de dados/voz pode ser plotada tal como mostrado na Figura 5. Para transmissões mistas de dados/voz e dados em pacotes, a potência de transmissão para todas as partições de dados/voz pode ser somada e a potência de transmissão para todas as partições de dados em pacotes pode também ser somada. A potência de transmissão total agregada para as partições de dados em pacotes pode ser mantida como sendo aproximadamente igual à potência de transmissão total agregada para as partições de dados/voz, tal como mostrado na Figura 5. A "equalização" da potência de transmissão para dados/voz e dados em pacotes pode ser obtida no nível "por transmissão" ou no nível "por estação base". No nível por transmissão, a potência de transmissão para a partição de dados em pacotes de cada transmissão mista (por exemplo, para um terminal remoto específico) é mantida como sendo aproximadamente igual à potência de transmissão para a partição de dados/voz. Isto assegura que a potência de transmissão total agregada para as duas partições para um certo número de transmissões para um certo número de terminais remotos será aproximadamente igual. A equalização no nível por transmissão pode ser de implementação mais simples que no nível por estação base.

No nível por estação base, se deixa variar a potência de transmissão para a partição de dados em pacotes de cada transmissão mista a partir da potência de transmissão para a partição de dados/voz. No entanto, a potência de transmissão total agregada a partir da estação base para as duas partições é mantida aproximadamente igual. Um controlador no interior da estação base aloca a potência de transmissão para a partição de dados em pacotes para cada transmissão mista de tal forma que seja obtida a equalização da potência de transmissão agregada.

As Figuras 6A e 6B são diagramas do processamento de sinal na unidade transmissora 410 para uma transmissão de dados/voz no downlink de acordo com o padrão W-CDMA e uma transmissão de dados em pacotes no downlink de acordo com o esquema HDR. O termo "downlink" refere-se à transmissão a partir de uma estação base para um terminal remoto (ou equipamento de usuário (UE - User Equipment) , a terminologia usada no padrão W-CDMA) e o termo "uplink" refere-se à transmissão a partir do terminal remoto para a estação base. O processamento de sinal para dados/voz é efetuado pelo processador de dados/voz 414a mostrado na Figura 4. As camadas de sinalização superiores do sistema W-CDMA suportam transmissão concomitante de um número de canais de transporte, com cada canal de transporte sendo capaz de portar dados/voz (por exemplo, voz, vídeo, dados e assim por diante) para uma comunicação específica. Os dados/voz para cada canal de transporte são fornecidos, em blocos que são também designados como blocos de transporte, para uma respectiva seção de processamento de canal de transporte 610.

No interior de cada seção de processamento de canal de transporte 610, cada bloco de transporte é usado para calcular bits de verificação de redundância cíclica (CRC - Cyclic Redundancy Check) no bloco 612 . Os bits CRC são anexados ao bloco de transporte e usados na unidade de recepção para detecção de erros. Um número de blocos codificados por CRC é a seguir concatenado de forma serial no bloco 614. Caso o número total de bits após a concatenação seja maior que o tamanho máximo de um bloco de código, os bits serão segmentados para um certo número de blocos de código (de igual tamanho). Cada bloco de código é a seguir codificado com um esquema de codificação específico (por exemplo, um código convolucional, um código Turbo), ou não-codifiçado, no bloco 616. A seguir, é efetuada a adequação de taxa (rate matching) sobre os bits de código, no bloco 618. A adequação de taxa é efetuada com base em um atributo de adequação de taxa designado por camadas de sinalização superiores. De acordo com uma modalidade, a adequação de taxa é também efetuada com base no parâmetro de partição de slot que define a partição de dados/voz para cada slot.

Para a adequação de taxa no uplink, os bits são repetidos ou puncionados de tal forma que o número de bits a ser transmitido para cada carga útil de dados/voz se adeque ao número de bits disponíveis na partição de dados/voz alocada. No downlink, de acordo com o padrão W-CDMA, as posições de bits não utilizadas podem ser preenchidas com bits de transmissão descontínua (DTX) , no bloco 620. Os bits DTX indicam quando uma transmissão deve ser desligada e não são realmente transmitidos. De acordo com uma modalidade, as posições de bits não usadas podem ser vantajosamente designadas para a partição de dados em pacotes e usadas para a transmissão de dados em pacotes.

Os bits de adequação de taxa são a seguir intercalados de acordo com um esquema de intercalação específico para fornecer diversidade temporal, no bloco 622. De acordo com o padrão W-CDMA, o intervalo de tempo durante o qual é efetuada a intercalação pode ser selecionado dentre um conjunto de possíveis intervalos de tempo (isto é, 10 ms, 20 ms, 40 ms, ou 80 ms) . O intervalo de tempo de intercalação é também designado como um intervalo de tempo de transmissão (TTI - Transmission Time Interval) . O TTI é um atributo associado a cada canal de transporte e, de acordo com o padrão W-CDMA, tipicamente não muda durante a duração de uma sessão de comunicação. Tal como é aqui utilizado, um "tráfego" compreende os bits no interior de um TTI para um canal de transporte específico.

Quando o TTI selecionado é mais longo que 10 ms, o tráfego é segmentado e mapeado para quadros de rádio consecutivos do canal de transporte, no bloco 624. Cada quadro de rádio de canal de transporte corresponde a uma transmissão durante um período de quadro de rádio (de 10 ms) . De acordo com o padrão W-CDMA, um tráfego pode ser intercalado durante 1, 2, 4, ou 8 períodos de quadro de rádio.

Os quadros de rádio provenientes de todas as seções ativas de processamento de canal de transporte 610 são a seguir multiplexados de forma serial para um canal de transporte composto codificado (CCTrCH), no bloco 630. Os bits DTX podem a seguir ser inseridos nos quadros de rádio multiplexados de tal forma que o número de bits a serem transmitidos coincida ao número de bits disponíveis nos canais físicos usados para a transmissão de dados, no bloco 632. Novamente, de acordo com uma modalidade, as posições dos bits DTX podem ser vantajosamente usadas para a transmissão de dados em pacotes. Caso seja usado mais de um canal físico, os bits são segmentados entre os canais físicos, no bloco 634. Cada canal físico pode portar canais de transporte possuindo diferentes TTIs. Os bits em cada período de quadro de rádio para cada canal físico são a seguir intercalados para prover diversidade temporal adicional, no bloco 636. Os quadros de rádio intercalados do canal físico são a seguir mapeados para seus respectivos canais físicos, no bloco 638. A Figura 6A também mostra o processamento de sinal na unidade transmissora 410 para uma transmissão de dados em pacotes no downlink de acordo com o projeto HDR. No interior do processador de dados 414b, cada pacote de dados é usado para calcular bits CRC, no bloco 652. Os bits CRC são anexados ao pacote e usados na unidade de recepção para detecção de erros. Os bits CRC, os bits de dados e outros bits de controle (caso existam) são a seguir formatados, no bloco 654. O pacote formatado é a seguir codificado com um esquema de codificação específico (por exemplo, um código convolucional, um código Turbo), no bloco 656. Os bits de código são a seguir embaralhados (scrambled) com uma seqüência de embaralhamento designada para o terminal remoto designado para receber a transmissão de dados em pacotes, no bloco 658.

Os bits embaralhados são a seguir modulados de acordo com um esquema de modulação específico, no bloco 660. Vários esquemas de modulação (por exemplo, PSK, QPSK e QAM) podem ser usados com o esquema selecionado sendo dependente, por exemplo, da taxa de dados da transmissão. Os símbolos de modulação são a seguir intercalados, no bloco 662. Os símbolos podem a seguir ser puncionados ou repetidos, no bloco 664, para obter o número desejado de símbolos. O puncionamento/repetição de símbolos pode também ser efetuado com base no parâmetro de partição de slot e na partição alocada para dados em pacotes. Os símbolos podem a seguir ser demultiplexados e mapeados para vários canais físicos, no bloco 666. A Figura 6B é um diagrama do processamento de sinal para os canais físicos. Como mostrado na Figura 6B, os dados/voz para cada canal físico são fornecidos a uma respectiva seção de processamento de canal físico 640 no interior do processador de dados 414a. No interior de cada seção de processamento de canal físico 640, os dados são convertidos para notação complexa (isto é, componentes em fase e em quadratura) , no bloco 642 . Os dados complexos para cada canal físico são a seguir canalizados (isto é, cobertos) com um respectivo código de canalização (por exemplo, um código OVSF) , no bloco 644 e a seguir espalhados com códigos de espalhamento de pseudo-ruído (PN) , no bloco 646. Os dados espalhados podem ser escalonados, no bloco 648, para ajustar a potência de transmissão da transmissão de voz e dados. O processamento para os dados em pacotes para cada canal físico é efetuado por uma respectiva seção de processamento de canal físico 670, a qual, tipicamente, também efetua a cobertura, espalhamento e escalonamento. Os dados processados provenientes de todas as seções de processamento de canal físico ativas 640 e 670 são a seguir fornecidos ao multiplexador TDM 416. O multiplexador TDM 416 multiplexa por divisão no tempo os dados recebidos para as partições apropriadas no slot. O processamento de sinal subsequente para gerar um sinal modulado adequado para transmissão ao terminal remoto é conhecido pelos técnicos na área e não será aqui descrito.

As Figuras 7A e 7B são diagramas mostrando o processamento de sinal em uma unidade de recepção 430 para uma transmissão de dados/voz do downlink de acordo com o padrão W-CDMA e a transmissão de dados em pacotes do downlink de acordo com o projeto HDR. O processamento de sinal mostrado nas Figuras 7A e 7B ê complementar àquele apresentado nas Figuras 6A e 6B. Inicialmente, o sinal modulado é recebido, condicionado, digitalizado e processado para fornecer símbolos para cada canal físico usado para a transmissão. Cada símbolo possui uma resolução específica (por exemplo, de 4 bits) e corresponde a um bit transmitido. Os símbolos são fornecidos ao demultiplexador TDM 436, que fornece os símbolos de dados/voz ao processador de dados 438a e os símbolos de dados em pacotes ao processador de dados 438b. A Figura 7A mostra o processamento de sinal para os canais físicos. Os dados/voz e dados em pacotes transmitidos através de cada canal físico podem ser recuperados por desespalhamento e descobertura dos símbolos recebidos com os códigos de desespalhamento e descobertura apropriados. Como mostrado na Figura 7A, os símbolos de dados/voz são fornecidos a um número de seções de processamento de canal físico 710. No interior de cada seção de processamento de canal físico 710, os símbolos são desespalhados com os mesmos códigos de espalhamento PN usados na unidade de transmissão, no bloco 712, descobertos com o código de canalização apropriado, no bloco 714 e convertidos para símbolos reais, no bloco 716. A saída proveniente de cada seção de processamento de canal físico 710 compreende os dados/voz codificados transmitidos através de tal canal físico. O processamento dos dados em pacotes pode ser obtido de maneira similar pelas seções de processamento de canal físico 750. A Figura 7B mostra o processamento na unidade de recepção 430 para uma transmissão de dados/voz através dos canais físicos de acordo com o padrão W-CDMA. No interior do processador de dados 438a, os símbolos em cada período de quadro de rádio para cada canal físico são deintercalados, no bloco 722, e os símbolos deintercalados provenientes de todos os canais físicos usados para a transmissão são concatenados, no bloco 724. Para uma transmissão de downlink, os bits não-transmitidos (se houver) são detectados e removidos no bloco 726. Os símbolos são a seguir demultiplexados para vários canais de transporte, no bloco 728. Os quadros de rádio para cada canal de transporte são a seguir fornecidos para uma respectiva seção de processamento de canal de transporte 730 .

No interior de cada seção de processamento de canal de transporte 730, os quadros de rádio de canal de transporte são concatenados em tráfegos, no bloco 732. Cada tráfego inclui um ou mais quadros de rádio de canal de transporte e corresponde a um TTI específico usado para a transmissão. Os símbolos no interior de cada tráfego são deintercalados, no bloco 734 e os símbolos não-transmitidos (caso existam) são removidos, no bloco 736. É a seguir efetuada a adequação inversa de taxa para acumular símbolos repetidos e inserir indicações para símbolos puncionados, no bloco 738. Cada bloco codificado no tráfego é a seguir decodificado, no bloco 740 e os blocos decodificados são concatenados e segmentados em seus respectivos blocos de transporte, no bloco 742. Cada bloco de transporte é a seguir checado quanto a erros usando-se os bits CRC, no bloco 744. A Figura 7B mostra também o processamento de sinal na unidade de recepção 430 para uma transmissão de dados em pacotes através do downlink de acordo com o projeto HDR. No interior do processador de dados 438b, os símbolos provenientes de um número de canais físicos podem ser multiplexados, no bloco 760. Os apagamentos são a seguir inseridos para os bits puncionados e os símbolos repetidos são acumulados, no bloco 762. Os símbolos adequados à taxa são deintercalados no bloco 764, demodulados no bloco 766, desembaralhados no bloco 768 e decodificados no bloco 770. A deintercalação, demodulação, desembaralhamento e decodificação são efetuados de forma complementar ao processamento efetuado na unidade de transmissão. Os dados decodificados podem ser formatados, no bloco 772, e o pacote de dados decodificado é checado quanto a erros usando-se os bits CRC, no bloco 774.

As partições de dados/voz e dados em pacotes para uma transmissão específica podem ser usadas para um único usuário ou podem ser usadas para dois usuários diferentes. Para receber ambas as partições na transmissão, podem ser usadas as seções de processamento apresentadas nas Figuras 7A e 7B. Caso um terminal remoto esteja apenas recebendo a partição de dados/voz na transmissão, somente o demultiplexador TDM e processador de dados/voz são necessários. De forma similar, caso um terminal remoto esteja apenas recebendo a partição de dados em pacotes na transmissão, são necessários apenas o demultiplexador TDM e o processador de dados em pacotes.

Para maior clareza, vários aspectos da invenção foram descritos para dois tipos de dados, isto é, dados em pacotes de alta velocidade e dados/voz. A invenção pode ser adaptada para acomodar mais de dois tipos de dados. Cada tipo de dados pode ser suportado por uma respectiva partição no slot.

Também para maior clareza, vários aspectos da invenção foram descritos para um sistema CDMA que se conforma ao padrão W-CDMA. A invenção pode também ser adaptada para uso em outros sistemas (baseados em) CDMA que se conformam a outros padrões CDMA, tais como, por exemplo, ao padrão CDMA2000, ou alguns outros projetos (baseado em) CDMA.

Os elementos da unidade transmissora 410 e da unidade receptora 430 podem ser implementados de diversas formas. Como exemplo, cada processador de dados e controlador apresentados na Figura 4 podem ser implementados através de um ou mais circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos lógicos programãveis (PLDs), controladores, microcontroladores, microprocessadores, outras unidades eletrônicas projetadas para efetuar as funções aqui descritas, ou uma combinação de tais. Além disso, um ASIC ou DSP podem ser projetados para implementar múltiplos elementos (por exemplo, uma combinação de processadores de dados 414a e 414b e um controlador 422) no interior da unidade de transmissão 410, ou múltiplos elementos (por exemplo, uma combinação de processadores de dados 438a e 438b e controlador 442) no interior da unidade de recepção 430. Vários aspectos e modalidades da invenção podem ser implementados em hardware, software, ou uma combinação de tais. Como exemplo, o processamento de sinais acima descrito nas Figuras 6A a 7B pode ser efetuado por software executado em um processador. Para uma implementação em software, o código fonte pode estar armazenado em uma unidade de memória e ser executado por um processador. O particionamento do intervalo de transmissão em múltiplas partições pode também ser implementado por hardware exclusivo, software executado em um processador, ou uma combinação de tais. A descrição acima das modalidades preferidas é fornecida para permitir que os técnicos na área efetivem ou façam uso da presente invenção. As diferentes modificações dessas modalidades ficarão prontamente claras para os técnicos na área e os princípios genéricos aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem o uso das faculdades inventivas. Dessa forma, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades aqui apresentadas, devendo receber o escopo mais amplo, consistente com os princípios e características novos aqui descritos.

Claims (29)

1. Método para transmitir concomitantemente uma pluralidade de tipos de dados em um sistema de comunicação sem fio, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: receber e processar um primeiro tipo de dados de acordo com um primeiro esquema de processamento de sinal para gerar uma primeira carga útil; receber e processar um segundo tipo de dados de acordo com um segundo esquema de processamento de sinal para gerar uma segunda carga útil; definir uma primeira partição em um intervalo de transmissão para ser usada para transmissão do primeiro tipo de dados e uma segunda partição no intervalo de transmissão para ser usada para transmissão do segundo tipo de dados; multiplexar as primeira e segunda cargas úteis nas primeira e segunda partições, respectivamente; e transmitir as primeira e segunda cargas úteis multiplexadas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro tipo de dados compreende dados de voz e o segundo tipo de dados compreende dados em pacotes de alta velocidade.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro tipo de dados compreende adicionalmente dados sensíveis a retardo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda cargas úteis são multiplexadas por divisão no tempo nas primeira e segunda partições, respectivamente.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: selecionar uma capacidade especifica para o intervalo de transmissão superando aquela requerida pela primeira carga útil; e sendo que as primeira e segunda partições são definidas com base, em parte, na capacidade selecionada.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a capacidade do intervalo de transmissão é selecionada através de um código de canalização com um comprimento mais curto.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: fornecer um tempo de guarda sem transmissões entre as primeira e segunda partições no intervalo de transmissão.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados são transmitidos através de uma pluralidade de canais e cada canal está definido com um respectivo conjunto de primeiras e segundas partições, e no qual as primeiras partições para a pluralidade de canais estão aproximadamente alinhadas.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processamento para o primeiro tipo de dados inclui: coincidir a primeira carga útil à primeira partição.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a coincidência inclui: puncionar um ou mais bits na primeira carga útil caso a primeira carga útil exceda a capacidade da primeira partição, e repetir um ou mais bits na primeira carga útil caso a primeira carga útil seja menor que a capacidade da primeira partição.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processamento para cada um dentre os primeiro e segundo tipos de dados inclui: cobrir os dados com um código de canalização.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processamento para cada um dentre os primeiro e segundo tipos de dados inclui adicionalmente: espalhar os dados com uma seqüência de espalhamento.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre os primeiro e segundo esquemas de processamento de sinal se conforma a um padrão CDMA especifico ou um projeto baseado em CDMA.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro esquema de processamento de sinal se conforma ao padrão W-CDMA.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro esquema de processamento de sinal se conforma ao padrão cdma2000.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda partições são definidas por um parâmetro de partição.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: sinalizar o parâmetro de partição para um dispositivo designado para receber a primeira ou segunda carga útil multiplexada, ou ambas.

18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as segundas partições para fontes de transmissão vizinhas são definidas como estando aproximadamente alinhadas no tempo.

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as segundas partições para fontes de transmissão vizinhas são definidas de tal forma que as segundas partições se sobreponham no tempo.

20. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que potência de transmissão para a segunda partição é mantida para ser aproximadamente igual ou menor que potência de transmissão para a primeira partição.

21. Método para receber uma transmissão multiplexada por divisão no tempo (TDM), o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: demultiplexar uma primeira carga útil transmitida em uma primeira partição de um intervalo de transmissão da transmissão TDM, em que a transmissão TDM inclui adicionalmente uma segunda carga útil transmitida em uma segunda partição do intervalo de transmissão; e processar a primeira carga útil de acordo com um primeiro esquema de processamento de sinal.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: demultiplexar a segunda carga útil transmitida na segunda partição do intervalo de transmissão; e processar a segunda carga útil de acordo com um segundo esquema de processamento de sinal.

23. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: receber sinalização indicativa das primeira e segunda partições no intervalo de transmissão

24. Unidade transmissora (410) em um sistema de comunicação (400) operativa para transmitir uma pluralidade de tipos de dados, a unidade transmissora caracterizada pelo fato de que compreende: um primeiro processador de dados (414A) operativo para receber e processar um primeiro tipo de dados (412A) de acordo com um primeiro esquema de processamento de sinal para gerar uma primeira carga útil; um segundo processador de dados (414B) operativo para receber e processar um segundo tipo de dados (412B) de acordo com um segundo esquema de processamento de sinal para gerar uma segunda carga útil; um multiplexador (416) acoplado aos primeiro e segundo processadores de dados e operativo para multiplexar as primeira e segunda cargas úteis em primeira e segunda partições (332, 334), respectivamente, em que a primeira partição (332) é definida dentro de um intervalo de transmissão e usada para transmitir o primeiro tipo de dados, e em que a segunda partição (334) é adicionalmente definida dentro do intervalo de transmissão e usada para transmitir o segundo tipo de dados; e um transmissor (418) acoplado ao multiplexador (416) e operativo para processar e transmitir as primeira e segunda cargas úteis multiplexadas.

25. Unidade transmissora (410), de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: um controlador operativo para definir as primeira e segunda partições no intervalo de transmissão.

26. Unidade transmissora (410), de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que a capacidade do intervalo de transmissão é determinada com base, em parte, em um comprimento de um código de canalização usado para o primeiro tipo de dados.

27. Unidade transmissora (410), de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que o primeiro tipo de dados compreende dados de voz e o segundo tipo de dados compreende dados em pacotes de alta velocidade.

28. Unidade receptora (430) em um sistema de comunicação (400) operativo para receber um ou mais tipos de dados em uma transmissão multiplexada por divisão no tempo (TDM), a unidade receptora caracterizada pelo fato de que compreende: um receptor (434) operativo para receber e processar a transmissão TDM para fornecer uma pluralidade de símbolos; um demultiplexador (436) operativo para receber e demultiplexar uma primeira carga útil de símbolos enviados em uma primeira partição de um intervalo de transmissão para a transmissão TDM, em que a transmissão TDM inclui pelo menos uma outra carga útil enviada em pelo menos uma outra partição do intervalo de transmissão; e um primeiro processador de dados (438A) operativo para receber e processar a primeira carga útil de acordo com um primeiro esquema de processamento de sinal para gerar primeiros dados decodificados.

29. Unidade receptora (430), de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: um segundo processador (438B) de dados operativo para receber e processar uma segunda carga útil de acordo com um segundo esquema de processamento de sinal para gerar segundos dados decodificados.