BRPI0318522B1 - método e sistema para estimar a função de transferência de um canal de transmissão, receptor para receber sinais digitais através de um canal de transmissão - Google Patents

Abstract

"método e sistema para estimar a função de transferência de um canal de transmissão, receptor para receber sinais digitais através de um canal de transmissão, e, produto de programa de computador carregável na memória de pelo menos um computador". um sistema para estimar a função de transferência de um canal de transmissão tal como o canal de ligação inferior em um sistema de cdma através do qual um sinal piloto (p-cpich) e um sinal de dados (dpch) são transmitidos. o sistema inclui: pelo menos um estimador (21, 22, 27; 24, 23, 25) para produzir primeira e segunda estimativas de canal do sinal piloto e dos sinal de dados; e um nó de combinação (26) para combinar a primeira e segunda estimativas de canal para obter estimativas de canal combinadas finais. o sistema inclui um módulo de interpolador (25) adaptado para interpolar as segundas estimativas de canal através de um tempo de referência de estimação básico (t) para produzir números iguais de estimativas de canal através do tempo de referência de estimação básico (t) derivadas do sinal de dados e do sinal piloto, respectivamente, e, possivelmente, módulos de adaptação de taxa (23, 27) adaptados para mapear as estimativas de canal no tempo de referência de estimação básico (t). o nó de combinação é um nó de soma (26) produzindo as estimativas de canal combinadas finais como uma soma (26) das primeiras estimativas de canal e das segundas estimativas de canal interpoladas.

Description

“MÉTODO E SISTEMA PARA ESTIMAR A FUNÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DE UM CANAL DE TRANSMISSÃO, E RECEPTOR PARA RECEBER SINAIS DIGITAIS ATRAVÉS DE UM CANAL DE TRANSMISSÃO” Campo da Invenção A presente invenção relaciona-se a sistemas de telecomunicação, e mais especificamente a técnicas para estimar a função de transferência de um canal de transmissão.

Descrição da Arte Relacionada W-CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga) é uma técnica bem conhecida usada em sistemas de comunicação de rádio móvel inter alia em virtude de sua alta eficiência espectral quando comparada a outras técnicas de acesso múltiplo.

Em um sistema de W-CDMA, uma estação base está associada com um código de embaralhamento respectivo a fim de distingui-la de outras estações base diferentes.

Como mostrado esquematicamente na Figura 1, em tal arranjo, uma estação base 1 gera um sinal de rádio que é transmitido por um canal de propagação C e alcança um terminal móvel 2 de recepção remota. Especificamente, na Figura 1, uma extremidade dianteira de receptor de terminal móvel é mostrada incluindo um receptor de RF 2a, um conversor analógico para digital 2b e uma extremidade dianteira digital 2c, da qual o sinal recebido é enviado a um denominado receptor de "rake" detalhado melhor na Figura 2.

Cada terminal móvel está associado a um código de espalhamento ortogonal diferente. Como estes códigos são ortogonais, um dado terminal remoto é capaz de separar seu próprio fluxo de dados daqueles transmitidos para os outros usuários ativos. Antes de ser transmitido da estação base 1 através do canal de propagação, o sinal é sujeito a embaralhamento e espalhamento recorrendo aos códigos mencionados no antecedente.

Uma distinção adicional dentro de sistemas de CDMA está entre aqueles sistemas que usam freqüências diferentes para transmissão e recepção (em Dúplex por Divisão de Freqüência ou modo de FDD) e aqueles sistemas que usam uma freqüência comum para ambas a transmissão e recepção, mas separam os sinais no domínio de tempo (em Dúplex por Divisão de Tempo ou modo de TDD).

No caso específico daquelas redes operando de acordo com o padrão de Sistema de Telecomunicação Móvel Universal (UMTS), a dispersão da energia de sinal transmitido através do tempo devido ao canal de propagação pode ser explorada com utilidade, usando as propriedades dos códigos de espalhamento, a fim de separar as réplicas de sinal recebidas diferentes e para recombiná-las construtivamente. Como as amplitudes das réplicas diferentes são estatisticamente independentes, tal recombinação construtiva aumenta a probabilidade que o sinal recebido esteja acima do nível mínimo para uma recepção correta. Esta propriedade é referida normalmente como diversidade de trajeto ou diversidade de tempo, e pode ser explorada por meio de um receptor de "rake".

Como mostrado na Figura 2, um receptor de 'rake' de terminal móvel 3 pode ser pensado como um dispositivo modular incluindo várias unidades receptoras independentes, nomeadas "dedos" 4, cada um dos quais está "sintonizado" a uma réplica de sinal recebido diferente como provido por um gerador de código 4a. Cada dedo 4 no receptor executa, por meio de blocos de processamento diferentes, várias operações no sinal recebido (aquisição e rastreamento de temporização, estimação e compensação de canal, correção de freqüência, desfazer embaralhamento, desfazer espalhamento, integração). A fim de explorar diversidade de trajeto, as estimativas de símbolo na saída dos vários dedos são recombinadas em um bloco 5 de acordo com um critério de combinação de relação máxima.

Dentro da estrutura de técnicas de CDMA, e especificamente com referência ao modo de dúplex por divisão de freqüência (FDD), várias soluções foram idealizadas a fim de aumentar a capacidade de sistema. Entre estas, demodulação coerente do sinal recebido pela estação móvel de rádio ou terminal móvel merece ser mencionada. Demodulação coerente é usada em sistemas de comunicação digitais quando desempenho de erro ótimo é de importância dominante. Ao empregar um esquema de recepção coerente, estimação de canal é alcançada fazendo uso de símbolos pilotos conhecidos que são transmitidos junto com os símbolos de dados.

Mais em detalhes, várias soluções conhecidas existem para estimar o canal de propagação no caso específico da estação base simultaneamente transmitir para o terminal móvel ambos um sinal piloto e um sinal de dados contendo um campo de piloto. O sinal piloto é totalmente incluído de símbolos conhecidos e transmite a mesma informação para todos os usuários, enquanto o sinal de dados é diferente de usuário para usuário e inclui só um campo de piloto dedicado, que é multiplexado em tempo com os dados e é conhecido ao receptor. Estimação de canal consiste em explorar estes símbolos conhecidos, transmitidos pela estação base, a fim de identificar essencialmente as mudanças de fase introduzidas nos dados pelo canal de propagação.

Os formatos de intervalo adotados para o sinal de dados e para o sinal piloto no modo de FDD do trajeto de "ligação inferior" de UMTS são mostrados por meio de exemplo na Figura 3 e Figuras 4a, 4b, respectivamente. O sinal piloto é feito de dez símbolos de piloto por intervalo, enquanto o sinal de dados pode ter um número variável de símbolos de piloto por intervalo dependendo de seu valor de fator de espalhamento.

Quando estimação de canal é obtida por meio do canal piloto, o terminal móvel tem conhecimento de todos os símbolos pilotos transmitidos. O terminal móvel explora estes símbolos pilotos conhecidos para estimar as mudanças de fase correspondentes devido ao canal de propagação. De tal modo, o canal pode ser estimado continuamente através do intervalo inteiro.

Estimação de canal também pode ser alcançada explorando o sinal de dados. Observação do formato de intervalo do sinal de dados faz claro que os coeficientes de canal só podem ser estimados em correspondência do campo piloto dedicado. Um problema assim surge devido aos símbolos pilotos dedicados sendo transmitidos só em uma parte de cada intervalo. A parte restante do intervalo é usada para a transmissão de outros dados, de forma que não é possível estimar os coeficientes de canal continuamente através do intervalo. O canal piloto pode ser usado para transmitir informação comum para todos os usuários dentro de uma célula, assim sua potência recebida diminui gradualmente quando a distância entre a estação base e o terminal móvel aumenta. Pelo contrário, o sinal de dados é usado para transmitir informação individual para um usuário específico. A estação base 1 controla a potência de transmissão a fim de garantir que a informação será recebida com o mesmo nível de potência independentemente da posição do terminal móvel 2 com respeito à estação base 1. Vários arranjos são conhecidos na arte que são capazes de executar estimação de canal explorando ambos um sinal piloto e um sinal de dados.

Por meio de exemplo, referência pode ser feita ao arranjo descrito no Pedido de Patente US US2001/0043642, mostrado esquematicamente na Figura 5. O arranjo em questão inclui dispositivos 8a e 8b adotados para avaliar o nível de potência dos dois sinais acima, uma vez que operações de dedo básicas 6 e 7 foram executadas. Comparando os valores de potência respectivos calculados nas unidades 8a, 8b por meio de um comparador 9, uma unidade de seletor 10 seleciona os símbolos pilotos com o nível de potência mais alto e só explora este sinal para a unidade de estimação de canal 11 executar a tarefa de estimação.

Neste arranjo, a unidade de estimação de canal, operando no sinal piloto, é provavelmente para ser usada quando o terminal móvel está perto da estação base, enquanto a unidade de estimação de canal trabalhando no sinal de dados é provavelmente para ser usada quando o terminal móvel está longe da estação base. Desse modo, essencialmente as mesmas características de recepção podem ser obtidas não importa onde o terminal móvel esteja posicionado.

Os Requerentes observam que o arranjo em questão pede que ambas as unidades de estimação sejam implementadas juntas com um dispositivo de cálculo de potência capaz de converter os dois sinais nos valores de potência correspondentes a fim de escolher o maior usando o comparador. Embora usando só uma das duas unidades de estimação de cada vez, a complexidade total do arranjo é composta da soma das complexidades de ambos os dispositivos.

Outro arranjo usando ambos um sinal piloto e um sinal de dados é exposto no Pedido de Patente US US2002/0186677. Nesse arranjo, mostrado por meio de referência na Figura 6, o aparelho inclui um filtro de piloto 12 capaz de gerar estimativas de canal do sinal piloto e um circuito 13 para reconstruir os bits de informação de dados. Um circuito de estimação de canal preditiva 14 gera estimativas de canal preditivas do sinal de dados reconstruído, que foi reconstruído explorando o circuito 13.

Estas estimativas são usadas juntas com aquelas obtidas do sinal piloto para demodular os dados recebidos por um módulo 15, assim alcançando uma precisão mais alta do que no caso que as estimativas obtidas do sinal piloto sozinho são usadas.

Neste arranjo, a combinação das estimativas de canal de sinal piloto com as estimativas de canal de sinal de dados reconstruídos é executada de acordo com indicadores de qualidade dos bits de informação de sinal de dados reconstruído. O estimador de canal preditivo gera as estimativas de canal preditivas das estimativas de canal de sinal piloto combinado e estimativas de canal de sinal de dados reconstruídos. Esta solução alcança um grau mais alto de precisão em comparação com o arranjo descrito no Pedido de Patente US US2001/0043642. Isto é, porém ao preço de uma complexidade maior devido à reconstrução do sinal de dados e a avaliação dos indicadores de qualidade necessários para a tarefa de combinação subseqüente.

Outra solução que explora ambos um sinal piloto e um sinal de dados é descrita no Pedido de Patente US US2002/0122471. No arranjo exposto neste último documento citado, estimação é melhorada usando os dados levados por canais diferentes em lugar do canal piloto. Habilitando a formação de estimativas de canal baseadas no canal de dados, o método é capaz de alcançar desempenho de demodulação de canal superior. Um combinador de estimativa de canal é usado para alcançar uma média ponderada das estimativas de canal piloto e de dados, cada uma graduada de acordo com valores de fator de graduação específicos. Os valores de fator de graduação são providos ao combinador por um processador de controle, que avalia estes valores baseado na métrica de qualidade de canal de dados. A desvantagem principal desta solução se acha em sua complexidade intrínseca.

Objetivo e Resumo da Invenção Os arranjos da arte anterior descritos no antecedente são assim afetados por desvantagens essenciais, tal como uma exploração incompleta dos dois canais (piloto e dados), ou uma estrutura extremamente complexa que faz a implementação de hardware bastante difícil. O objetivo da presente invenção é assim prover um arranjo melhorado dispensando essas desvantagens.

De acordo com a presente invenção, esse objetivo é alcançado por meio de um método tendo as características publicadas nas reivindicações que seguem. A invenção também se relaciona a um sistema correspondente (adaptado para ser incluído por exemplo, em um receptor de CDMA), como também um produto de programa de computação relacionado carregável na memória de pelo menos um computador e incluindo porções de código de software para executar as etapas do método da invenção quando o produto é corrido em pelo menos um computador.

Concretizações preferidas do arranjo descrito aqui incluem um método e um dispositivo para a estimação da função de transferência de um canal de transmissão tendo ambos um sinal piloto e um sinal de dados que contêm um campo piloto dedicado. As concretizações preferidas em questão estão baseadas em um arranjo de baixa complexidade, para a estimação da função de transferência de um canal de transmissão. Estas concretizações são particularmente adequadas para uso com relação a trajetos de transmissão providos com um sinal piloto e um sinal de dados contendo um campo piloto como é por exemplo o caso do trajeto de transmissão para um terminal móvel, chamado "ligação inferior", em um sistema de comunicação móvel.

Uma concretização preferida do arranjo descrito aqui alcança uma combinação de relação máxima automática entre os dois sinais acima sem introduzir qualquer custo de processamento.

Breve Descrição dos Desenhos Inclusos A invenção será descrita agora, por meio só de exemplo, se referindo às figuras inclusas de desenho, em que: Figuras 1 a 6, relacionadas à arte anterior, já foram descritas no antecedente; Figura 7 é um diagrama de bloco funcional de aparelho exemplar do arranjo descrito aqui;

Figuras 8 e 9 são diagramas de bloco funcionais da unidade de estimação de sinal piloto e da unidade de estimação de sinal de dados, respectivamente, incluídas no aparelho da Figura 7;

Figura 10 é um gráfico de desempenho, expresso em termos de BER bruta na saída de um receptor de 'rake' de terminal móvel, mostrando o desempenho alcançado por meio do arranjo descrito aqui; e Figura 11 é um exemplo de um procedimento de unidade de adaptação de taxa em três formatos de intervalo diferentes adotados no arranjo descrito aqui.

Descrição de Concretizações Preferidas da Invenção Uma concretização exemplar da invenção será descrita agora em uma aplicação que é específica, mas não limitada, à estimação do canal de propagação em um sistema de W-CDMA tal como o trajeto de ligação inferior de UMTS. O arranjo de estimação de canal descrito aqui é adaptado para derivar uma estimativa do canal de propagação C entre uma estação base 1 e um terminal móvel 2 (veja Figura 1) ao considerar por exemplo, um sistema de UMTS operando em modo de FDD em seu trajeto de ligação inferior. Se diversidade de transmissão for empregada usando duas antenas de transmissão na estação base 1, ambos tais canais de desvanecimento serão estimados no terminal móvel 2.

Como um esquema de recepção coerente é empregado, estimação de canal é alcançada fazendo uso de símbolos pilotos conhecidos que são transmitidos junto com os símbolos de dados. Ao considerar o caso específico do sistema de UMTS-FDD, a operação de estimação explora ambos o Canal Físico Dedicado (DPCH) e o Canal Piloto Comum Primário (P-CPICH). A estimação de canal de ligação inferior descrita aqui é executada simultaneamente em ambos os canais acima como mostrado na Figura 7.

Os "dedos" respectivos no receptor são designados 16 (dados), e 17 (piloto), respectivamente.

Dentro dos dados dedicados de DPCH de ligação inferior gerados em camadas mais altas são transmitidos em multiplex de tempo com informação de controle gerada na camada física. Conseqüentemente, um certo número de bits de piloto conhecidos é transmitido. O P-CPICH é um canal físico de ligação inferior de taxa fixa, com um fator de espalhamento fixo igual a 256, que leva uma seqüência predefinida.

No DPCH, o fator de espalhamento não é fixo, e um número diferente de estimativas, avaliadas em um período de tempo de referência diferente, é derivado de acordo com o formato de intervalo específico usado, explorando a unidade de estimação de sinal de dados 18.

Reciprocamente, o P-CPICH é um canal de taxa fixa; é assim possível extrair dele um número fixo de estimativas por intervalo, cada uma das quais é avaliada em um período de tempo de referência de P-CPICH básico explorando a unidade de estimação de sinal piloto 19. Um tempo de referência de estimação básico T é escolhido e as estimativas de canal de P-CPICH são mapeadas eventualmente nesta base de tempo.

Referindo-se à Figura 8, que detalha a estrutura interna da unidade de estimação 19, é possível aumentar a precisão de estimação executada no próprio estimador de sinal piloto, designado 21, explorando um bloco de média móvel opcional 22. Este bloco opcional executa uma média móvel em um certo número de estimativas de canal consecutivas do P-CPICH que foram derivadas por meio do estimador do sinal piloto 21. Cada estimativa de canal (presente) é calculada em média com a prévia (passada) e com a subseqüente (futura). Uma unidade de adaptação de taxa 27 pode ser ligada possivelmente em cascata ao bloco 22 por razões que se tornarão claras no seguinte.

Referindo-se à Figura 9, as estimativas de canal de sinal de dados são referidas a um tempo de referência de estimação básico T, que no seguinte será assumido que ser igual ao período de tempo de referência de DPCH básico (respectivo). Aqueles de habilidade na arte apreciarão prontamente que tal suposição está sendo feita principalmente por causa de simplicidade de ilustração e não é de nenhuma maneira uma escolha obrigatória.

Se o período de tempo de referência de DPCH básico for diferente do tempo de referência de estimação básico, a unidade de adaptação de taxa 23 pode ser usada possivelmente na unidade 18 a jusante do estimador do sinal de dados 24. Esta unidade mapeia as estimativas derivadas do sinal de dados no tempo de referência de estimação básico. Desse modo, também os valores das estimativas de canal obtidas no sinal de dados serão referidos ao mesmo tempo de referência de estimação básico.

Desde que no DPCH os coeficientes de canal só podem ser estimados em correspondência dos símbolos pilotos, os coeficientes de canal não podem ser estimados continuamente através de um intervalo. A fim de estimar os coeficientes de canal na parte restante de todo intervalo, depois da unidade de adaptação de taxa 23, interpolação é requerida.

Um arranjo preferido usa um tipo de interpolação operando entre as estimativas de canal obtidas do campo piloto dentro do intervalo atual L e das estimativas de canal obtidas do campo piloto do intervalo prévio L-l. Um módulo de interpolador 25 executa uma interpolação (tal como por exemplo uma interpolação linear ou uma interpolação baseada em polinômios de Lagrange), assim trazendo o número de estimativas por intervalo avaliado no DPCH igual àquelas avaliadas no P-CPICH.

Um número fixo de estimativas será tirado em ambos os canais, qualquer que seja o formato de intervalo sendo usado. Estas estimativas são avaliadas de tal modo a serem proporcionais a seu próprio nível de potência e conseqüentemente, implicitamente, à sua própria confiabilidade. Segue que se estas estimativas forem somadas juntas (e isto é possível como elas são ambas referidas ao mesmo período de tempo de referência básico) uma combinação de relação máxima será alcançada automaticamente, sem a necessidade de qualquer processamento adicional e conseqüentemente qualquer aumento na complexidade de sistema.

Além disso, ao adotar este arranjo, um notável avanço em desempenho de sistema é alcançado em comparação à arte anterior, como por exemplo ao explorar só um dos canais como no Pedido de Patente US US2001/0043642, referido no antecedente. Esta melhoria é obtida sem qualquer necessidade de indicadores de qualidade e/ou processamento adicional que aumentaria inevitavelmente a complexidade de sistema como é o caso dos arranjos mostrados por exemplo, nos Pedidos de Patente US US2002/0186677 ou US2002/0122471.

Um avanço em desempenho de sistema (expresso em termos de BER bruta medida na saída do modem interno) é alcançado para todos os serviços de teste de conformidade de UMTS ao usar a combinação de ambas as duas estimativas de canal como mostrado na Figura 10. Especificamente, no gráfico de Figura 10, as curvas designadas A e B se referem ao desempenho de sistemas onde a estimação de canal é executada na base do sinal de DPCH e P-CPICH, respectivamente. A curva designada C se refere ao arranjo descrito aqui.

Mais em detalhes, o arranjo descrito aqui explora ambos o Canal Físico Dedicado (DPCH) e o Canal Piloto Comum Primário (P-CPICH): as estimativas de canal assim obtidas são alimentadas a um combinador de relação máxima automática que explora ambas tais estimativas. Se diversidade de transmissão for empregada usando duas antenas de transmissão na estação base, ambos os tais canais de desvanecimento são estimados no receptor de 'rake' de terminal móvel.

No arranjo descrito aqui, dois sinais diferentes são explorados independentemente para derivar as estimativas de canal. Estas estimativas são processadas facilmente a fim de referi-las ao mesmo tempo de referência de estimação básico e são feitas proporcionais a seus próprios níveis de potência e conseqüentemente seus próprios graus de confiabilidade. Uma vez que isto seja feito, as estimativas vindas dos dois sinais diferentes são somadas juntas, produzindo uma estimativa de canal global que é mais precisa do que as únicas estimativas sozinhas.

Antes que estimação de canal correta possa ser alcançada, as primeiras tarefas a serem realizadas são as operações executadas dentro do dedo de receptor de 'rake' como mostrado na Figura 2. Dentro dos dedos 4, as operações de desfazer embaralhamento, desfazer espalhamento integrar e esvaziar, são executadas a fim de separar os canais transmitidos diferentes na extremidade receptora. O Canal Piloto Comum Primário (P-CPICH) do sistema de UMTS-FDD é um canal físico de ligação inferior de taxa fixa com um fator de espalhamento igual a 256 que leva uma seqüência predefinida. A estrutura de quadro do CPICH de ligação inferior é mostrada na Figura 4a. Ao empregar diversidade de transmissão, a seqüência de símbolo predefinida do CPICH é diferente para as duas antenas como mostrado na Figura 4b. É possível estimar as características de canal explorando esta seqüência predefinida conhecida.

Referindo-se novamente à Figura 7, depois que as operações de desfazer embaralhamento, desfazer espalhamento e integrar e esvaziar foram executadas dentro do dedo piloto 17, os símbolos são alimentados à unidade de estimação de sinal piloto 19. Este bloco conhece as seqüências piloto exatas que foram transmitidas de fato no sinal piloto. A unidade de estimação de sinal piloto global 19 é mostrada na Figura 8. A estratégia de decodificação é a seguinte: os símbolos recebidos do dedo piloto 17 são decodificados através de uma certa época de tempo, isto é, a época de tempo de decodificação de P-CPICH, correlatando- os com os símbolos pilotos de referência armazenados dentro do estimador de sinal piloto 21.

Por exemplo, se diversidade de transmissão estiver ativa, a época de tempo de decodificação de P-CPICH do sinal de P-CPICH do sistema de UMTS-FDD é igual a 512 chips enquanto, se diversidade de transmissão não estiver ativa, a época de tempo de decodificação de P-CPICH do sinal de P-CPICH do sistema de UMTS-FDD é igual a 256 chips.

No seguinte um "tempo de referência de estimação básico" T é escolhido e representa a base de tempo na qual as estimativas vindas dos dois sinais diferentes sempre serão mapeadas, a fim de assegurar uma combinação de relação máxima automática verdadeira da mesma.

As estimativas de canal piloto assim obtidas são retornadas na saída e alimentadas eventualmente à unidade de média móvel opcional 22. Esta operação opcional é capaz de aumentar a precisão de estimação das estimativas de sinal piloto executando uma média móvel em um certo número de estimativas de canal consecutivas que foram derivadas por meio do estimador de sinal piloto 21. Cada estimativa de canal (presente) é calculada em média com um certo número de prévia (passada) e subseqüente (futura). Se o bloco 22 for introduzido no sistema, a operação de média móvel introduz uma latência adicional no sistema, mas por outro lado aumenta a precisão de estimação e conseqüentemente melhora o desempenho de sistema. O bloco de adaptação de taxa 27 da Figura 8 é um bloco opcional. Quando presente, é pretendido para garantir que a unidade de estimação de sinal piloto global 19 sempre retorne um número fixo de estimativas por intervalo, cada uma referida ao tempo de referência de estimação básico. Isto é feito dividindo ou integrando estimativas subseqüentes diferentes, a fim de alcançar a duração de tempo de referência de estimação básica. Se o bloco 27 for dispensado, o sistema é capaz de funcionar só no caso específico onde as estimativas de canal do sinal piloto e do sinal de dados já são baseadas na mesma referência de tempo e esta referência de tempo é igual ao tempo de referência de estimação básico selecionado.

Por exemplo, devido à presença de diversidade de transmissão, o estimador de sinal piloto 21 pode retornar menos estimativas por intervalo, cada uma avaliada em uma época de tempo de decodificação maior. Nesse caso, cada valor significante é dividido dentro do bloco de adaptação de taxa de sinal piloto 27 a fim de ser referido, depois da divisão, ao tempo de referência de estimação básico. As estimativas de canal piloto, que foram calculadas em média eventualmente dentro de bloco 22 e adaptadas em taxa dentro de bloco 27, são alimentadas ao somador 26. A cascata global de blocos 18, 19 e 26 compõe o combinador de MRC automático 20.

Dentro do Canal Físico Dedicado de ligação inferior de (DPCH) do sistema de UMTS-FDD, dados dedicados gerados em camadas mais altas são transmitidos em multiplex de tempo com informação de controle gerada na camada física. A estrutura de quadro do DPCH de ligação inferior é mostrada na Figura 3.

Cada quadro de comprimento 10 ms é dividido em 15 intervalos, cada um de comprimento Tsiot = 2560 chips, correspondendo a um período de controle de potência. Dentro da informação de controle acima mencionada, um certo número de bits de piloto conhecidos é transmitido (além de comandos de TPC e um TFCI opcional). Estes pilotos são usados para a estimação das características de canal de transmissão. De acordo com o formato de intervalo diferente que é adotado, padrões de bit de piloto diferentes são usados.

Referindo-se à Figura 7, depois que as operações de desfazer embaralhamento, desfazer espalhamento e integrar e esvaziar foram executadas dentro do dedo de dados 16, a próxima tarefa é extrair os símbolos pilotos multiplexados em tempo da estrutura de intervalo inteira. Isto é feito facilmente como a estrutura de quadro de sinal de dados é conhecida no receptor.

Depois de extração da seqüência recebida, os símbolos de campo piloto são alimentados à unidade de estimação de sinal de dados 18. Este bloco conhece as seqüências piloto exatas que foram transmitidas de fato no sinal de dados. Explorando o conhecimento dos bits de piloto, as fases de canal podem ser estimadas. A unidade de estimação de sinal de dados global 18 é mostrada na Figura 9. Depois de extração da seqüência recebida, os símbolos de campo piloto são alimentados ao primeiro bloco da unidade de estimação de sinal de dados 18, chamado estimador de sinal de dados 24. Este bloco tem conhecimento da seqüência piloto que foi transmitida de fato no sinal de dados pela estação base 1. Se diversidade de transmissão for usada na estação base 1, o estimador de sinal de dados 24 tem conhecimento de ambos os padrões de antena. Explorando o conhecimento de ambos estes padrões de piloto, as fases de canal serão estimadas. A estratégia de decodificação é a seguinte: os símbolos recebidos do dedo de dados 16 são decodificados através de uma certa época de tempo, isto é, a época de tempo de decodificação de DPCH, correlatando-os com os símbolos pilotos de referência armazenados dentro do estimador de sinal de dados 24. No caso específico do sistema de UMTS-FDD, quando diversidade de transmissão está ativa, a época de tempo de decodificação de DPCH é igual ao campo piloto inteiro, enquanto quando diversidade de transmissão não está ativa, a época de tempo de decodificação de DPCH é igual a uma duração de símbolo piloto de DPCH. As estimativas de canal de dados assim obtidas são retornadas na saída e alimentadas à unidade de adaptação de taxa 23. A unidade de estimação de sinal de dados global 18 é implementada de tal modo que sempre retorne várias estimativas por intervalo igual ao número de estimativas por intervalo derivado da unidade de estimação de sinal piloto 19. Cada uma destas estimativas é avaliada no tempo de referência de estimação básico.

Referindo-se à Figura 9, isto é alcançado primeiro explorando a unidade de adaptação de taxa 2, que mapeia as estimativas de canal de sinal de dados no tempo de referência de estimação básico (não importa qual fator de espalhamento é usado no sinal de dados) e então, na unidade de interpolador subseqüente 25, executando a interpolação na parte restante do intervalo a fim de alcançar o número fixo de estimativas por intervalo. A unidade de adaptação de taxa 23 pode operar em vários modos diferentes, de acordo com as operações diferentes que devem ser feitas para mapear as estimativas de sinal de dados no tempo de referência de estimação básico. As modalidades de funcionamento da unidade de adaptação de taxa 23 dependem basicamente de duas quantidades, cujo valor deve ser pré-analisado: a relação do campo piloto global de sinal de dados para o tempo de referência de estimação básico, daqui por diante referido como "capa", e a relação do valor de fator de espalhamento de sinal de dados para o valor de fator de espalhamento de referência básico, daqui por diante referido como "gama". O fator de espalhamento de referência básico é definido como o número de chips dentro do tempo de referência de estimação básico T. O algoritmo de adaptação de taxa implementado em módulo 23 funciona em uma base por intervalo e consiste nas etapas seguintes.

Em primeiro lugar, o valor de capa deve ser verificado.

Se capa < 1, o comprimento do campo de piloto de sinal de dados é menor (isto é, mais curto) do que ou igual ao tempo de referência de estimação básico T. Neste caso, integração é executada nas estimativas de canal de sinal de dados a fim de serem mapeadas ao tempo de referência de estimação básico. A estimativa de canal integrada assim obtida é retornada na saída. Um exemplo deste caso é mostrado na Figura 11a.

Se capa > 1, o comprimento do campo de piloto de sinal de dados é maior (isto é, mais longo) do que o tempo de referência de estimação básico T. Neste caso, as estimativas são divididas, convertendo-as à base de tempo de referência de estimação básico. Duas situações diferentes podem ocorrer neste caso (de acordo com o valor de gama). Neste ponto, o valor de gama deve ser verificado.

Se gama > 1, a única estimativa de canal de sinal de dados genérica foi avaliada através de uma época de tempo de decodificação de DPCH que é maior do que ou igual ao tempo de referência de estimação básico T. Conseqüentemente deveria ser dividido a uma base de tempo de referência de estimação básica. As estimativas de canal divididas assim obtidas são retornadas na saída. Um exemplo deste caso é mostrado na Figura 11b.

Se gama < 1, a única estimativa de canal de sinal de dados genérica foi avaliada através de uma época de tempo de decodificação de DPCH que é menor do que o tempo de referência de estimação básico T. Conseqüentemente deveria ser integrado em uma base de tempo de referência de estimação básica. As estimativas de canal integradas assim obtidas são retornadas na saída. Um exemplo deste caso é mostrado na Figura 11c.

Será apreciado que as mesmas etapas de processamento exemplificadas acima com relação ao campo de piloto de sinal de dados podem ser executadas também para o sinal piloto se o período de tempo de referência de CPICH básico for diferente do tempo de referência de estimação básico T. A unidade de adaptação de taxa 23 também funciona na presença de diversidade de transmissão.

Ao se referir, como na Figura 3, a um sinal de dados contendo só um campo de piloto dedicado, multiplexado em tempo com os dados de informação, para a tarefa de estimação de canal, está claro que os coeficientes de canal só podem ser estimados em correspondência do campo de piloto. Segue que não é possível estimar os coeficientes de canal continuamente através de um intervalo. A fim de estimar os coeficientes de canal na parte restante de todo intervalo, depois da unidade de adaptação de taxa 23 opcional mostrada na Figura 9, interpolação é requerida. A idéia básica consiste em usar um tipo de interpolação operando entre as estimativas de canal obtidas do campo de piloto dentro do intervalo atual e as estimativas de canal obtidas do campo de piloto do intervalo prévio. O interpolador 25 executa uma interpolação, por meio de um dado algoritmo de qualquer tipo conhecido, a fim de avaliar as estimativas de canal perdidas, cada uma referida ao tempo de referência de estimação básico, assim trazendo o número de estimativas por intervalo até o valor fixo. De tal modo, o número de estimativas por intervalo avaliado no sinal de dados é igual ao número de estimativas por intervalo avaliado no sinal piloto.

Referindo-se uma vez mais à Figura 7, depois que as operações de estimação 18 e 19 foram executadas ambas no sinal de dados e no sinal piloto, o somador 26 recebe o mesmo número de estimativas por intervalo, cada uma avaliada no tempo de referência de estimação básico, de ambas destas unidades de estimação. Somando simplesmente, em uma base de tempo de referência de estimação básica, as estimativas de canal juntas traz a uma combinação de relação máxima das mesmas. Isto é alcançado automaticamente, sem a necessidade de processamento adicional e/ou sem aumentar na complexidade de sistema, como as amplitudes das estimativas e assim sua confiabilidade, são proporcionais ao fator de espalhamento e à potência de cada estimativa de canal recebida. É assim evidente que, os princípios básicos da invenção permanecendo os mesmos, os detalhes e concretizações podem variar amplamente com respeito ao que foi descrito e ilustrado puramente por meio de exemplo, sem partir da extensão da invenção apresentada como definida nas reivindicações anexas.

Isto se aplica inter alia à possibilidade de fazer a soma executada no nó de soma 26 da Figura 7 uma soma ponderada das estimativas derivadas da unidade de estimação de sinal piloto 19 e da unidade de estimação de sinal de dados 18, e a possibilidade de dispensar a etapa de mapear as estimativas de canal derivadas do sinal de dados e/ou do sinal piloto através do tempo de referência de estimação básico.

REIVINDICAÇÕES

Claims (33)

1. Método para estimar a função de transferência de um canal de transmissão (C) através do qual um sinal piloto (P-CPICH) e um sinal de dados (DPCH) são transmitidos, dito sinal piloto sendo compreendido de conjuntos de símbolos conhecidos, cada um transmitido através de um dado intervalo de tempo, e dito sinal de dados incluindo campos de piloto dedicados compreendidos de respectivos conjuntos de símbolos conhecidos, cada um transmitido através de um intervalo de tempo respectivo, o método incluindo as etapas de: obter (21, 22, 27; 24, 23, 25) primeiras estimativas de canal e segundas estimativas de canal de dito sinal piloto e dito sinal de dados, ao longo de um tempo de referência de estimação básico (T), respectivamente, combinar (26) ditas primeira e segunda estimativas de canal para obter estimativas de canal combinadas finais, caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende: interpolar ditas segundas estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T) para produzir um número de segundas estimativas de canal interpoladas através de dito tempo de referência de estimação básico (T) derivado de dito sinal de dados igual ao número de ditas primeiras estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T) derivado de dito sinal piloto, e em que a etapa de combinar (26) ditas primeiras estimativas de canal e segundas estimativas de canal para obter estimativas de canal combinadas finais compreende: obter ditas estimativas de canal combinadas finais como uma soma (26) de ditas primeiras estimativas de canal e ditas segundas estimativas de canal interpoladas.

2. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de mapear pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal sobre dito tempo de referência de estimação básico (T).

3. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: obter ditas primeiras estimativas de canal através de um tempo de referência de estimação respectivo; e selecionar dito tempo de referência de estimação básico (T) igual a dito tempo de referência de estimação respectivo.

4. Método, de acordo com reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de mapear ditas segundas estimativas de canal sobre dito tempo de referência de estimação respectivo.

5. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de obter ditas estimativas de canal combinadas finais como uma soma ponderada de ditas primeiras estimativas de canal e ditas segundas estimativas de canal interpoladas.

6. Método, de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que dita etapa de mapear inclui as etapas de: integrar dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T), se o comprimento de dito dado intervalo de tempo ou intervalo de tempo respectivo for mais curto do que dito tempo de referência de estimação básico (T), dividir dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal através de uma pluralidade de tempos de referência de estimação básicos, se o comprimento de dito dado intervalo de tempo ou intervalo de tempo respectivo for mais longo do que dito tempo de referência de estimação básico (T).

7. Método, de acordo com reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que dita etapa de dividir por sua vez inclui as operações de: dividir dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal em estimativas correspondentes associadas a uma pluralidade de ditos tempos de referência de estimação básicos (T), se dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal foi avaliada através de um intervalo maior do que dito tempo de referência de estimação básico (T); e integrar dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T), se dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal foi avaliada através de um intervalo menor do que dito tempo de referência de estimação básico (T).

8. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita interpolação é uma interpolação linear.

9. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita interpolação é uma interpolação de segundas estimativas de canal obtidas de dois campos de piloto dedicados subseqüentes (L, L-1) em ditos sinais de dados.

10. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ditas primeiras estimativas de canal são obtidas decodificando ditos símbolos conhecidos associados com o sinal piloto (P-CPICH) através de uma dada época de tempo de decodificação correlatando-os com símbolos pilotos de referência.

11. Método, de acordo com reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que dita etapa de decodificar inclui as operações de: se diversidade de transmissão for adotada para dito canal de transmissão, executar dita correlação através de um tempo igual a duas vezes dita época de tempo de decodificação; e se diversidade de transmissão não for adotada para dito canal de transmissão, executar a correlação através de um tempo igual a dita época de tempo de decodificação básica.

12. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ditas segundas estimativas de canal são obtidas de ditos sinais de dados decodificando ditos campos de piloto dedicados através de uma pluralidade de símbolos de dados subseqüentes igual a uma época de tempo de decodificação respectiva e correlatando ditos símbolos de dados decodificados com símbolos pilotos de dados de referência.

13. Método, de acordo com reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que dita etapa de decodificar inclui as operações de: se diversidade de transmissão estiver ativa através de dito canal de transmissão, executar dita correlação através da época de tempo de decodificação respectiva inteira; e se diversidade de transmissão não estiver ativa através de dito canal de transmissão, executar dita correlação em uma base de símbolo por símbolo.

14. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita etapa de obter (21, 22, 27) ditas primeiras estimativas de canal de dito sinal piloto inclui a etapa de executar uma operação de média móvel (22) através de estimativas de dito sinal piloto.

15. Método, de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que dita etapa de obter (21, 22, 27) ditas primeiras estimativas de canal de dito sinal piloto inclui a etapa de executar uma operação de média móvel (22) através de estimativas de dito sinal piloto, em que dita operação de mapeamento (27) é executada a jusante de dita operação de média móvel (22).

16. Método, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito canal de transmissão é um canal de transmissão de CDMA.

17. Sistema para estimar a função de transferência de um canal de transmissão (C) através do qual um sinal piloto (P-CPICH) e um sinal de dados (DPCH) são transmitidos, dito sinal piloto sendo compreendido de conjuntos de símbolos conhecidos, cada um transmitido através de um dado intervalo de tempo, e dito sinal de dados incluindo campos de piloto dedicados, compreendidos de respectivos conjuntos de símbolos conhecidos, cada um transmitido através de um intervalo de tempo respectivo, o sistema incluindo: pelo menos um estimador (21, 22, 27; 24, 23, 25) para produzir primeiras estimativas de canal e segundas estimativas de canal de dito sinal piloto e dito sinal de dados, ao longo de um tempo de referência de estimação básico (T), respectivamente; e um nó de combinação (26) para combinar dita primeira e segunda estimativas de canal para obter estimativas de canal combinadas finais, caracterizado pelo fato de que: um módulo de interpolador (25) é provido para interpolar ditas segundas estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T) para produzir várias segundas estimativas de canal interpoladas através de dito tempo de referência de estimação básico (T) derivado de dito sinal de dados igual ao número de ditas primeiras estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T) derivado de dito sinal piloto; e dito nó de combinação é um nó de soma (26) produzindo ditas estimativas de canal combinadas finais como uma soma (26) de ditas primeiras estimativas de canal e ditas segundas estimativas de canal interpoladas.

18. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que inclui pelo menos um módulo de adaptação de taxa (23, 27) configurado para mapear pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal sobre dito tempo de referência de estimação básico (T).

19. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um estimador (21, 22, 27) é configurado para obter ditas primeiras estimativas de canal através de um tempo de referência de estimação respectivo, e pelo fato de que dito módulo de interpolador (25) é configurado para interpolar ditas segundas estimativas de canal através de um tempo de referência de estimação básico (T) igual a dito tempo de referência de estimação respectivo.

20. Sistema, de acordo com reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que inclui um módulo de adaptação de taxa (23) configurado para mapear ditas segundas estimativas de canal sobre dito tempo de referência de estimação respectivo.

21. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito nó de combinação é um nó de soma ponderada (26) produzindo ditas estimativas de canal combinadas finais como uma soma ponderada de ditas primeiras estimativas de canal e ditas segundas estimativas de canal interpoladas.

22. Sistema, de acordo com reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de adaptação de taxa (23, 27) é configurado para executar dito mapeamento: integrando dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T), se o comprimento de dito dado intervalo de tempo ou intervalo de tempo respectivo for mais curto do que dito tempo de referência de estimação básico (T); dividindo dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal através de uma pluralidade de ditos tempos de referência de estimação básicos, se o comprimento de dito dado intervalo de tempo ou intervalo de tempo respectivo for mais longo do que dito tempo de referência de estimação básico (T).

23. Sistema, de acordo com reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de adaptação de taxa (23) é configurado para: dividir dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal em estimativas correspondentes associadas a uma pluralidade de ditos tempos de referência de estimação básicos (T), se dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal foi avaliada através de um intervalo maior do que dito tempo de referência de estimação básico (T); e integrar dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal através de dito tempo de referência de estimação básico (T), se dita pelo menos uma de dita primeira e segunda estimativas de canal foi avaliada através de um intervalo menor do que dito tempo de referência de estimação básico (T).

24. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito módulo de interpolador (25) é um módulo de interpolador linear.

25. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito módulo de interpolador (25) é configurado para executar uma interpolação de segundas estimativas de canal obtidas de dois campos de piloto dedicados subseqüentes (L, L-1) em ditos sinais de dados.

26. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de estimador (21) é configurado para produzir ditas primeiras estimativas de canal decodificando ditos símbolos conhecidos associados com o sinal piloto (P-CPICH) através de uma dada época de tempo de decodificação correlatando-os com símbolos pilotos de referência.

27. Sistema, de acordo com reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de estimador (21) é configurado para: se diversidade de transmissão for adotada para dito canal de transmissão, executar dita correlação através de um tempo igual a duas vezes dita época de tempo de decodificação; e se diversidade de transmissão não for adotada para dito canal de transmissão, executar correlação através de um tempo igual a dita época de tempo de decodificação.

28. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de estimador (24) é configurado para produzir ditas segundas estimativas de canal de ditos sinais de dados decodificando ditos campos de piloto dedicados através de uma pluralidade de símbolos de dados subseqüentes igual a uma época de tempo de decodificação respectiva e correlatando ditos símbolos de dados decodificados com símbolos pilotos de dados de referência.

29. Sistema, de acordo com reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de estimador (24) é configurado para: se diversidade de transmissão estiver ativa através de dito canal de transmissão, executar dita correlação através da época de tempo de decodificação respectiva inteira; e se diversidade de transmissão não estiver ativa através de dito canal de transmissão, executar dita correlação em uma base de símbolo por símbolo.

30. Sistema, de acordo com reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de estimador (21) para produzir ditas primeiras estimativas de canal de dito sinal piloto inclui um módulo de média móvel para executar uma operação de média móvel (22) através de estimativas de dito sinal piloto.

31. Sistema, de acordo com reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que dito pelo menos um módulo de estimador (21) para produzir ditas primeiras estimativas de canal de dito sinal piloto inclui um módulo de média móvel para executar uma operação de média móvel (22) através de estimativas de dito sinal piloto e pelo fato de que dito módulo de adaptação de taxa (27) é arranjado a jusante de dito módulo de média móvel (22).

32. Receptor para receber sinais digitais através de um canal de transmissão (C), através do qual um sinal piloto (P-CPICH) e um sinal de dados (DPCH) são transmitidos, dito sinal piloto sendo compreendido de conjuntos de símbolos conhecidos, cada um transmitido através de um dado intervalo de tempo, e dito sinal de dados incluindo campos de piloto dedicados compreendidos de respectivos conjuntos de símbolos conhecidos, cada um transmitido através de um intervalo de tempo respectivo, o receptor caracterizado pelo fato de que inclui um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 17 a 31.

33. Receptor, de acordo com reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que dito receptor é um receptor de CDMA.