BRPI0417069B1

BRPI0417069B1 - Método e equipamento para prover uma estrutura de canal de controle eficiente em um sistema de comunicação sem fio

Info

Publication number: BRPI0417069B1
Application number: BRPI0417069-5A
Authority: BR
Inventors: Rodney Walton J.; W. Ketchum John
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2018-05-22
Also published as: ZA200604370B; RU2332802C2; UA86218C2; AU2009213093B2; RU2008115679A; AU2009213093A1; US20180191466A1; AU2004310960A1; EP1695489A1; JP4658216B2; BRPI0417069A8; TW200537849A; US20160270049A1; CN1906892B; AU2004310960C1; NZ547514A; JP2007513571A; EP1695489B1; US20050120097A1; JP4409576B2

Abstract

"método e aparelho para prover uma estrutura de canal de controle eficiente em um sistema de comunicação sem fio". de acordo com um aspecto da invenção, é apresentado um método no qual o canal de controle utilizado para transmitir informações de controle é particionado em uma série de sub-canais, cada um dos quais opera a uma taxa de dados específica. para cada um de um ou mais terminais de usuário, um dos sub-canais é selecionado com base em um ou mais critérios de seleção para transmitir informações de controle de um ponto de acesso ao respectivo terminal de usuário. as informações de controle são transmitidas do ponto de acesso a um terminal de usuário em um sub-canal específico selecionado para o respectivo terminal de usuário. no terminal de usuário, um ou mais sub-canais são decodificados de modo a se obterem informações de controle designadas para o terminal de usuário.

Description

(54) Título: MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA PROVER UMA ESTRUTURA DE CANAL DE CONTROLE EFICIENTE EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO (51) Int.CI.: H04B 7/26; H04L 1/00; H04W 28/18; H04W 72/04 (52) CPC: H04B 7/2643,H04L 1/0002,H04L 1/0025,H04W 28/18,H04W 72/0406 (30) Prioridade Unionista: 01/12/2003 US 10/725,904 (73) Titular(es): QUALCOMM INCORPORATED (72) Inventor(es): J. RODNEY WALTON; JOHN W. KETCHUM

MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA PROVER UMA ESTRUTURA DE CANAL DE CONTROLE EFICIENTE EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO

FUNDAMENTOS

I. CAMPO

A presente invenção refere-se de maneira geral à comunicação e ao processamento de dados e, mais especificamente, a um método e equipamento para prover uma estrutura de canal de controle eficiente em um sistema de comunicação por rede de área local sem fio (WLAN).

II. FUNDAMENTOS

Sistemas de comunicação sem fio têm sido amplamente implementados para prover diversos tipos de comunicação, tais como voz, dados em pacote, e assim por diante. Estes sistemas podem ser sistemas de acesso múltiplo capazes de suportar comunicação com múltiplos usuários sequencial ou simultaneamente pelo compartilhamento dos recursos de sistema disponíveis. Exemplos de sistema de acesso múltiplo incluem sistemas de Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA), sistemas de Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA) e sistemas de Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência (FDMA).

Nos anos recentes, redes de área local sem fio (WLANs) têm sido amplamente implementadas de acordo com diversos padrões WLAN (por exemplo, IEEE 802.11a, 802.11b e 802.llg, etc.) para permitir comunicação entre dispositivos eletrônicos sem fio (computadores, por exemplo) através de um link sem fio. Uma WLAN pode empregar dispositivos chamados pontos de acesso (ou estações base) que atuam como hubs e/ou roteadores e proveem conectividade para outros dispositivos sem fio na rede (terminais de usuário ou estações de usuário, por exemplo). Os pontos de acesso podem também conectar a (ou fazer ponte da) WLAN com LANs

2/48 cabeadas, permitindo assim que os dispositivos sem fio tenham acesso a recursos de LAN.

Em um sistema de comunicação sem fio, um sinal modulado em radiofrequência (RF) de uma unidade transmissora pode atingir uma unidade receptora via vários percursos de propagação. As características dos percursos de propagação variam tipicamente ao longo do tempo devido a vários fatores, tais como desvanecimento e multipercurso. Para prover diversidade contra os efeitos de percurso prejudiciais e melhorar o desempenho, podem ser utilizadas múltiplas antenas de transmissão e recepção. Caso os percursos de propagação entre as antenas de transmissão e recepção sejam linearmente independentes (por exemplo, uma transmissão em um percurso não for formada como uma combinação linear das transmissões nos demais percursos), então a probabilidade de se receber corretamente uma transmissão de dados aumenta à medida gue se aumenta o número de antenas. Geralmente, a diversidade aumenta e o desempenho melhora à medida que se aumenta o número de antenas de transmissão e recepção.

Um sistema MIMO emprega múltiplas (N_T) antenas de transmissão e múltiplas (N_R) antenas de recepção para transmissão de dados. Um canal MIMO formado pelas N_Tantenas de transmissão e pelas N_R antenas de recepção pode ser decomposto em N_s canais espaciais, com < min{N_r, Nr}. Cada um dentre os N_s canais espaciais corresponde a uma dimensão. O sistema MIMO pode prover desempenho melhorado (maior capacidade de transmissão e/ou maior confiabilidade, por exemplo) se forem utilizadas as dimensionalidades adicionais criadas pelas múltiplas antenas de transmissão e recepção.

Um sistema MIMO WLAN exemplar é descrito no pedido de patente U.S. N° . de Série 10/693.419, cedido ao

3/48 cessionário da presente invenção. Tal sistema MIMO WLAN pode ser configurado para provér diversos tipos de serviços e suportar diversos tipos de aplicações e alcançar um nível alto de desempenho de sistema. Em diversas modalidades, MIMO e multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) podem ser empregados para se atingir uma alta vazão (throughput) , combater os prejudiciais efeitos de percurso e prover outros benefícios. Cada ponto de acesso no sistema pode ser configurado para suportar múltiplos terminais de acesso. A alocação de recursos de downlink e uplink pode depender das exigências dos terminais de usuário, das condições de canal e de outros fatores.

Em uma modalidade, o sistema WLAN conforme descrito no pedido de patente U.S. anteriormente mencionado emprega uma estrutura de canal projetada para suportar transmissões em downlink e uplink eficazes. Tal estrutura de canal pode compreender vários canais de transporte que podem ser utilizados para diversas funções, tais como sinalização de parâmetros de sistema e atribuições de recursos, transmissões de dados de downlink e uplink, acesso aleatório do sistema, e assim por diante. Diversos atributos destes canais de transporte podem ser configuráveis, o que permite que o sistema se adapte a condições de canal e carregamento variáveis. Um destes canais de transporte, chamado canal de controle direto (FCCH), pode ser utilizado pelo ponto de acesso para alocar recursos (atribuições de canais, por exemplo) no downlink e uplink. O FCCH pode ser também utilizado para prover confirmação (acknowledgment) para as mensagens recebidas em outro canal de transporte.

Conforme descrito no pedido de patente U.S. anteriormente mencionado, em uma modalidade o FCCH pode ser transmitido ou operável a taxas de dados diferentes (quatro

4/48 taxas de dados diferentes, por exemplo). Por exemplo, as diferentes taxas de dados podem incluir 0,25 bps/Hz, 0,5 bps/Hz, 1 bps/Hz e 2 bps/Hz. Em tal configuração, contudo, a taxa empregada no FCCH é determinada pelo usuário de pior caso no sistema (isto é, o usuário que opera à taxa de dados mais baixa). Este esquema é ineficiente porque um único usuário que não possa operar a uma taxa mais alta pode reduzir a eficácia e a utilização do FCCH, embora outros usuários no sistema possam operar a taxas de dados mais altas.

Há, portanto, necessidade na técnica por um método e um equipamento para prover uma estrutura de canal de controle mais eficiente que seja capaz de acomodar diferentes usuários que possam operar a diferentes taxas de dados.

SUMÁRIO

Os diversos aspectos e modalidades da invenção são descritos mais detalhadamente a seguir. De acordo com um aspecto da invenção, um método é provido, no qual um canal de controle utilizado para transmissão de informações de controle é particionado em uma pluralidade de subcanais, cada um dentre os quais opera a uma taxa de dados específica. Para cada um ou mais dentre os terminais de usuário, um dentre os subcanais é selecionado com base em um ou mais critérios de seleção para transmitir informações de controle a partir de um ponto de acesso para o respectivo terminal de usuário. As informações de controle são transmitidas a partir do ponto de acesso para um terminal de usuário em um subcanal particular selecionado para o respectivo terminal de usuário. No terminal de usuário, um ou mais subcanais são decodificados para obter informações de controle designadas ao terminal de usuário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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Os diversos aspectos e características da invenção podem ser entendidos a partir da descrição detalhada apresentada a seguir em conjunto com os desenhos seguintes, nos quais:

A figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema MIMO WLAN no qual os ensinamentos da invenção são implementados;

A figura 2 mostra uma estrutura de camadas para o sistema MIMO WLAN;

A figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra diversos componentes de um ponto de acesso e terminais de usuário;

As figuras 4A, 4B e 4C mostram uma estrutura de quadro TDD-TDM, uma estrutura de quadro FDD-TDM e uma estrutura de quadro FDD-CDM, respectivamente;

A figura 5 mostra a estrutura de quadro TDD-TDM com cinco canais de transporte - BCH, FCCH, FCH, RCH e RACH ;

As figuras 6A e 6B ilustram diversos formatos de PDU para os diversos canais de transporte;

A figura 7 mostra uma nova estrutura de FCCH, de acordo com uma modalidade da invenção;

A figura 8 mostra um fluxograma de um método de acordo com uma modalidade da invenção; e

A figura 9 mostra um fluxograma de um processo de decodificação de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A palavra exemplar é utilizada aqui para significar servindo como um exemplo, caso ou ilustração. Qualquer modalidade ou proj eto descrito aqui como exemplar não deve ser necessariamente interpretado como preferido ou vantajoso comparado com outras modalidades ou proj etos.

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A figura 1 mostra um sistema MIMO WLAN 100 no qual os ensinamentos da presente invenção são implementados. Conforme mostrado na figura 1, o sistema MIMO WLAN 100 inclui vários pontos de acesso (APs) 110, que suportam comunicação para vários terminais de usuário (UTs) 120. Por simplificação, apenas dois pontos de acesso 110 são mostrados na figura 1. Um ponto de acesso pode ser também referido aqui como estação base, controlador de acesso ou controlador de comunicação.

Os terminais de usuário 120 podem estar dispersos por todo o sistema. Cada terminal de usuário pode ser um terminal fixo ou móvel que possa comunicar-se com o ponto de acesso. Um terminal de usuário pode ser também referido aqui como uma estação móvel, uma estação remota, um terminal de acesso, um equipamento de usuário (UE), dispositivo sem fio ou alguma outra terminologia. Cada terminal de usuário pode comunicar-se com um ou possivelmente múltiplos pontos de acesso no downlink e/ou no uplink a qualquer dado momento. O downlink (também chamado link direto) refere-se à transmissão a partir do ponto de acesso para o terminal de usuário, e o uplink (também chamado link reverso) refere-se à transmissão a partir do terminal de usuário para o ponto de acesso.

Na figura 1, o ponto de acesso 110a comunica-se com os terminais de usuário de 120a a 120f, e o ponto de acesso 110b comunica-se com os terminais de usuário de 120f a 120k. Dependendo do projeto específico do sistema 100, um ponto de acesso pode comunicar-se com múltiplos terminais de usuário simultaneamente (via múltiplos canais de código ou sub-bandas, por exemplo) ou seqüencialmente (via múltiplas partições de tempo, por exemplo). A qualquer dado momento, um terminal de usuário pode receber transmissões em downlink de um ou múltiplos pontos de acesso. A

7/48 transmissão no downlink a partir de cada ponto de acesso pode incluir dados de overhead destinados a serem recebidos por múltiplos terminais de usuário, dados específicos de usuário destinados a serem recebidos por terminais de usuário específicos, outros tipos de dados ou qualquer combinação deles. Os dados de overhead podem incluir mensagens de piloto, broadcast e alerta, parâmetros de sistema, e assim por diante.

Em uma modalidade, o sistema MIMO WLAN é baseado em uma arquitetura de rede de controlador centralizada. Assim, um controlador de sistema 130 é acoplado a pontos de sistema 110 e pode ser adicionalmente acoplado a outros sistemas e redes. Por exemplo, o controlador de sistema 130 pode ser acoplado a uma rede de dados em pacote (PDN), a uma rede de área local (LAN) cabeada, a uma rede de área ampla (WAN) , à Internet, a uma rede de telefonia pública comutada (PSTN), a uma rede de comunicação celular, etc. O controlador de sistema 130 pode ser projetado para desempenhar várias funções, tais como (1) a coordenação e o controle dos pontos de acesso acoplados a ele, (2) o roteamento de dados entre estes pontos de acesso, (3) o acesso e o controle de comunicação com os terminais de usuário servidos por estes pontos de acesso, e assim por diante. O sistema MIMO WLAN mostrado na figura 1 pode operar em diversas bandas de fregüência (as bandas de 2,4 GHz e 5.x GHz U.NII, por exemplo), sujeito às restrições de largura de banda e de emissão específicas para a banda operacional selecionada.

Em uma modalidade, cada ponto de acesso pode ser equipado com múltiplas antenas de transmissão e recepção (quatro antenas de transmissão e recepção, por exemplo) para transmissão e recepção de dados. Cada terminal de usuário pode ser equipado com uma única antena de

8/48 transmissão/recepção ou com múltiplas antenas de transmissão/recepção para transmissão e recepção de dados. O número de antenas empregado por cada tipo de terminal de usuário pode depender de diversos fatores, tais como, por exemplo, os serviços a serem suportados pelo terminal de usuário (voz, dados, ou ambos, por exemplo), considerações sobre custo, restrições regulatórias, problemas de segurança e assim por diante.

Para um dado par de pontos de acesso multiantena e terminal de usuário multiantena, um canal MIMO é formado pelas N_T antenas de transmissão e N_R antenas de recepção disponíveis para utilização na transmissão de dados. Diferentes canais MIMO são formados entre o ponto de acesso e diferentes terminais de usuário multiantena. Cada canal MIMO pode ser decomposto em N_s canais espaciais, com N_s fluxos de dados podem ser transmitidos espaciais. 0 processamento espacial é requerido em um receptor e pode ou não ser realizado em um transmissor de modo a transmitir múltiplos fluxos de dados nos N_s canais espaciais.

Os N_s canais espaciais podem ou não ser ortogonais uns aos outros. Isto depende de diversos fatores, tais como (1) se o processamento espacial foi ou não realizado no transmissor para a obtenção de canais espaciais ortogonais e (2) se o processamento espacial· tanto no transmissor quanto no receptor foi ou não bemsucedido na ortogonalização dos canais espaciais. Se nenhum processamento espacial tiver sido realizado no transmissor, então os N_s canais espaciais podem ser formados com N_santenas de transmissão e é improvável que sej am ortogonais uns aos outros.

Os N_s canais espaciais podem ser ortogonalizados realizando-se decomposição em uma matriz resposta de canal

N_s < ra±n{N_T, N_R} nos N_s canais

9/48 para o canal MIMO, conforme descrito no pedido de patente U.S. antes mencionado. Para um dado número (quatro, por exemplo) de antenas no ponto de acesso, o número de canais espaciais disponíveis para cada terminal de usuário depende do número de antenas empregadas por esse terminal de usuário e das características do canal MIMO sem fio que acopla as antenas do ponto de acesso com as antenas do terminal· de usuário. Se o terminal de usuário for equipado com uma antena, então as quatro antenas no ponto de acesso e a única antena no terminal de usuário formam um canal de múltiplas-entradas e única-saída (MISO) para o downlik e um canal de única-entrada e múltiplas-saídas (SIMO) para o uplink.

O sistema MIMO WLAN, como mostrado na figura 1, pode ser pro jetado e configurado para suportar vários modos de transmissão, conforme mostrado na Tabela 1 a seguir.

Tabela 1

MODOS DE TRANSMISSÃO	DESCRIÇÃO
SIMO	Dados são transmitidos a partir de uma única antena, mas podem ser recebidos por múltiplas antenas para diversidade de recepção.
Diversidade	Dados são transmitidos de maneira redundante a partir de múltiplas antenas de transmissão e/ou múltiplas sub- bandas para prover diversidade.
Direcionamento de feixes	Dados são transmitidos em um único (melhor) canal espacial em potência total utilizando-se informações de direcionamento de fase para o automodo principal do canal MIMO.
Multiplexação espacial	Dados são transmitidos em múltiplos canais espaciais para alcançar maior eficiência espectral.

Os modos de transmissão disponíveis para utilização no downlink e no uplink para cada terminal de

10/48 usuário dependem do número de antenas empregadas no terminal de usuário. Ά Tabela 2 lista os modos de transmissão disponíveis para diferentes tipos de terminal para o downlink e o uplink, supondo-se múltiplas (quatro, por exemplo) antenas no ponto de acesso.

Tabela 2

MODOS DE TRANSMISSÃO	DOWNLINK	UPLINK
	Terminal de usuário com única antena	Terminal de usuário com múltiplas antenas	Terminal de usuário com única antena	Terminal de usuário com múltiplas antenas
MISO (no downlink)/ SIMO (no uplink)	X	X	X	X
Diversidade	X	X		X
Direcionamento de Feixe	X	X		X
Multiplexação espacial		X		X

Em uma modalidade, o sistema MIMO WLAN emprega

OFDM para particionar de forma eficaz a largura de banda total do sistema em várias sub-bandas ortogonais.

Estas sub-bandas são também referidas como tons, faixas (bins) ou canais de frequência. Com a OFDM, cada sub-banda é associada a uma respectiva subportadora, que pode ser modulada com dados. Para um sistema MIMO que utiliza a OFDM, cada canal espacial de cada sub-banda pode ser visto como um canal de transmissão independente onde o ganho complexo associado a cada sub-banda é efetivamente constante através da largura de banda da sub-banda.

Em uma modalidade, a largura de banda do sistema pode ser particionada em 64 sub-bandas ortogonais (isto é,

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N_F = 64), que são índices atribuídos de -32 a +31. Destas 64 sub-bandas, 48 sub-bandas (com índices de ±{1, . .., 6, 8, ..., 20, 22, ..., 26}, por exemplo) podem ser utilizadas para dados, 4 sub-bandas (com índices de ±{7,21}, por exemplo) podem ser utilizadas para piloto e possivelmente sinalização, a sub-banda DC (com índice de 0) não é utilizada, e as sub-bandas restantes também não são utilizadas e servem como sub-bandas de guarda. Esta estrutura de sub-banda OFDM é descrita mais detalhadamente em um documento para o Padrão IEEE 802.11a e intitulado Parte 11: Especificações de Controle de Acesso ao Meio (MAC) de LAN Sem fio e Camada Física (PHY): Camada Física de Alta Velocidade na Banda de 5 GHz, de setembro de 1999, que está disponível ao público. Em outras modalidades, diferentes números de sub-bandas e várias outras estruturas de sub-banda OFDM podem ser também implementados no sistema MIMO WLAN. Por exemplo, todas as 53 sub-bandas com índices de -26 a +26 podem ser utilizadas na transmissão de dados. Como outro exemplo, pode ser utilizada uma estrutura de 128 sub-bandas, uma estrutura de 256 sub-bandas, ou uma estrutura de sub-banda com algum outro número de subbandas .

Para OFDM, os dados a serem transmitidos em cada sub-banda são primeiro modulados (isto é, mapeados em símbolos) utilizando-se um esquema de modulação específico selecionado para utilização nessa sub-banda. Zeros são providos às sub-bandas não utilizadas. Para cada período de símbolos, os símbolos de modulação e os zeros para todas as N_F sub-bandas' são transformados no domínio do tempo utilizando-se uma transformada rápida inversa de Fourier (IFFT) para obter um símbolo transformado que contenha N_Famostras no domínio do tempo. A duração de cada símbolo transformado está inversamente relacionada com a largura de

12/48 banda de cada sub-banda. Em um projeto específico para o sistema MIMO WLAN, a largura de banda do sistema é de 20 MHz, N_f = 64, a largura de banda de cada sub-banda é de

312,5 KHz e a duração de cada símbolo transformado é de 3,2 ps.

A OFDM pode prover determinadas vantagens, tais como a capacidade de combater o desvanecimento seletivo em freqüência, que é particularizado por diferentes ganhos de canal em diferentes frequências da largura de banda do sistema geral. É notoriamente sabido que o desvanecimento seletivo em freqüência provoca interferência intersimbólica (ISI) que é um fenômeno pelo qual cada símbolo em um sinal recebido atua como distorção para os símbolos subsequentes no sinal recebido. A distorção ISI deteriora o desempenho pelo impacto sobre a capacidade de detectar corretamente os símbolos recebidos. 0 desvanecimento seletivo em freqüência pode ser adequadamente combatido com a OFDM pela repetição de uma parte de (ou pela anexação de um prefixo cíclico a) cada símbolo transformado para formar um símbolo OFDM correspondente, que é então transmitido.

O comprimento do prefixo cíclico (isto é, a quantidade a ser repetida) para cada símbolo OFDM depende do espalhamento de retardo do canal sem fio. Em particular, para combater de forma eficaz a ISI, o prefixo cíclico deve ser mais comprido que o máximo espalhamento de retardo esperado para o sistema.

Em uma modalidade, prefixos cíclicos de comprimentos diferentes podem ser utilizados para os símbolos OFDM, dependendo do espalhamento de retardo esperado. Para o sistema MIMO WLAN descrito acima, um prefixo cíclico de 400 ns (8 amostras) ou de 800 ns (16 amostras) pode ser selecionado para utilização nos símbolos OFDM. Um símbolo OFDM curto utiliza um prefixo cíclico de

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400 ns e tem uma duração de 3,6 gs. Um símbolo OFDM comprido utiliza o prefixo cíclico de 800 ns e tem uma duração de 4,0 ps. Símbolos OFDM curtos podem ser utilizados se o máximo espalhamento de retardo esperado for de 400 ns ou menos, e símbolos OFDM compridos podem ser utilizados se o espalhamento de retardo for maior que 400 ns. Prefixos cíclicos diferentes podem ser selecionados para utilização em diferentes canais de transporte, e o prefixo cíclico pode ser também selecionável dinamicamente, conforme descrito a seguir. Uma vazão mais alta pode ser alcançada utilizando-se o prefixo cíclico mais curto quando possível, uma vez que mais símbolos OFDM de duração mais curta podem ser transmitidos dentro de um dado intervalo de tempo fixado.

A figura 2 ilustra uma estrutura de camadas 200 que pode ser utilizada no sistema MIMO WLAN. Conforme mostrado na figura 2, em uma modalidade, a estrutura de camadas 200 inclui (1) aplicações e protocolos da camada superior que correspondem aproximadamente à Camada 3 e Camada mais alta do modelo de referência ISO/OSI (camadas superiores), (2) protocolos e serviços que correspondem à Camada 2 (a camada de enlace) e (3) protocolos e serviços que correspondem à Camada 1 (a camada física).

As camadas superiores incluem várias aplicações e protocolos, tais como serviços de sinalização 212, serviços de dados 214, serviços de voz 216, aplicações de dados de circuito e assim por diante. A sinalização é tipicamente provida como mensagens e os dados são tipicamente providos como pacotes. Os serviços e aplicações nas camadas superiores originam e terminam mensagens e pacotes de acordo com a semântica e temporizaçao do protocolo de comunicação entre o ponto de acesso e o terminal de

14/48 usuário. As camadas superiores utilizam os serviços providos pela Camada 2.

A Camada 2 suporta a entrega das mensagens e dos pacotes gerados pelas camadas superiores. Na modalidade mostrada na figura 2, a Camada 2 inclui uma sub-camada de Controle de Acesso ao Enlace (LAC) 220 e uma sub-camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) 230. A sub-camada LAC implementa um protocolo de enlace de dados que provê transporte e entrega corretos de mensagens geradas pelas camadas superiores. A sub-camada LAC utiliza os serviços prestados pela sub-camada MAC e pela Camada 1. A sub-camada MAC é responsável pelo transporte de mensagens e pacotes utilizando os serviços providos pela Camada 1. A sub-camada MAC controla o acesso aos recursos da Camada 1 pelas aplicações e pelos serviços nas camadas superiores. A subcamada MAC pode incluir um Protocolo de Radioenlace (RLP) 232, que é um mecanismo de retransmissão que pode ser utilizado para prover maior segurança aos dados em pacote. A Camada 2 provê unidades de dados de protocolo (PDUs) à Camada 1.

A Camada 1 compreende a camada física 240 e suporta a transmissão e a recepção de sinais de rádio entre o ponto de acesso e o terminal de usuário. A camada física realiza codificação, intercalaçao, modulação e processamento espacial para os vários canais de transporte utilizados para enviar as mensagens e os pacotes gerados pelas camadas superiores. Nesta modalidade, a camada fisica inclui uma sub-camada de multiplexação 242 que multiplexa as PDUs processadas para vários canais de transporte no formato de quadro apropriado. A camada 1 provê dados em unidades de quadro.

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Deve ficar entendido pelos versados na técnica que várias outras estruturas de camada adequadas podem ser também projetadas e utilizadas no sistema MIMO WLAN.

A figura 3 mostra um diagrama de blocos de uma modalidade de um ponto de acesso HOx e dois terminais de usuário 120x e 120y dentro do sistema MIMO WLAN.

No downlink, no ponto de acesso HOx, um processador de dados de transmissão (TX) 310 recebe dados de tráfego (bits de informação, por exemplo) de uma fonte de dados 308 e sinalização e outras informações de um controlador 330 e possivelmente de um programador 334. Estes vários tipos de dados podem ser enviados em diferentes canais de transporte, que são descritos mais detalhadamente a seguir. O processador de dados TX 310 enquadra os dados (se necessário), embaralha os dados enquadrados/não enquadrados, encodifica os dados embaralhados, intercala (isto é, reordena) os dados codificados e mapeia os dados intercalados em símbolos de modulação. Por simplificação, um símbolo de dados referese a um símbolo de modulação para dados de tráfego, e um símbolo piloto refere-se a um símbolo de modulação para piloto. 0 embaralhamento torna aleatórios os bits de dados. A encodificação aumenta a segurança da transmissão de dados. A intercalação provê tempo, frequência e/ou diversidade espacial para os bits de código. O embaralhamento, a codificação e a modulação podem ser realizados com base nos sinais de controle providos pelo controlador 330. O processador de dados TX 310 provê um fluxo de símbolos de modulação para cada canal espacial utilizado na transmissão de dados.

Um processador espacial TX 320 recebe um ou mais fluxos de símbolos de modulação do processador de dados TX 310 e realiza processamento espacial nos símbolos de

16/48 modulação para gerar quatro fluxos de símbolos de transmissão, um fluxo para cada antena de transmissão.

Cada modulador (MOD) 322 recebe e processa um respectivo fluxo de símbolos de transmissão para prover um correspondente fluxo de símbolos OFDM. Cada fluxo de símbolos OFDM é adicionalmente processado para prover um sinal modulado de downlink correspondente. Os quatro sinais modulados de downlink a partir do modulador 322a a 322d são então transmitidos a partir das quatro antenas 324a a 324d, respectivamente.

Em cada terminal de usuário 120, uma ou múltiplas antenas 352 recebem os sinais modulados de downlink transmitidos, e cada antena de recepção provê um sinal recebido a um respectivo demodulador (DEMOD) 354. Cada demodulador 354 realiza um processamento complementar ao executado no modulador 322 e provê símbolos recebidos. Um processador espacial de recepção (RX) 360 realiza então processamento espacial nos símbolos recebidos a partir de todos os demoduladores 354 para prover símbolos recuperados, que são estimativas dos símbolos de modulação enviados pelo ponto de acesso.

Um processador de dados RX 370 recebe e demultiplexa os símbolos recuperados em seus respectivos canais de transporte. Os símbolos recuperados para cada canal de transporte podem ser demapeados em símbolos, deintercalados, decodificados e desembaralhados para prover dados decodifiçados para tal canal de transporte. Os dados decodificados para cada canal de transporte podem incluir dados em pacotes recuperados, mensagens, sinalização e assim por diante, que são providos a um depósito de dados 372 para armazenamento e/ou a um controlador 380 para processamento adicional.

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Para o downlink, em cada terminal de usuário ativo 120, o processador espacial RX 360 adicionalmente estima o downlink para obter informações sobre estado de canal (CSI). A CSI pode incluir estimativas de resposta de canal, SNRs recebidas e assim por diante. O processador de dados RX 370 pode também prover o status de cada pacote/quadro recebido no downlink. Um controlador 380 recebe as informações de estado de canal e o status de pacote/quadro e determina as informações de realimentação a serem enviadas de volta ao ponto de acesso. As informações de realimentação são processadas por um processador de dados TX 390 e um processador espacial TX 392 (se presente), condicionadas por um ou mais moduladores 354, e transmitidas por uma ou mais antenas 352 de volta ao ponto de acesso.

No ponto de acesso 110, o(s) sinal(ais) transmitido(s) são recebido(s) pelas antenas 324, demodulado(s) pelos demoduladores 322, e processado(s) por um processador espacial RX 340 e um processador de dados RX 342 de maneira complementar à realizada no terminal de usuário. As informações de realimentação recuperadas são então providas ao controlador 330 e a um programador 334.

Em uma modalidade, o programador 334 utiliza as informações de realimentação para realizar várias funções, tais como (1) selecionar um conjunto de terminais de usuário para transmissão de dados no downlink e no uplink, (2) selecionar a(s) taxa(s) de transmissão e o modo de transmissão para cada terminal de usuário selecionado e (3) atribuir os recursos de FCH/RCH disponíveis aos terminais selecionados. O programador 334 e/ou o controlador 330 utilizam adicionalmente as informações (vetores de direcionamento, por exemplo) obtidas da transmissão de uplink para o processamento da transmissão em downlink.

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Conforme mencionado acima, vários serviços e aplicações podem ser suportados pelo sistema MIMO WLAN, e vários canais de transporte podem ser definidos para o sistema MIMO WLAN para portar vários tipos de dados. A

Tabela 3 lista um conjunto exemplar de canais de transporte e também provê uma breve descrição de cada canal de transporte.

Tabela 3

CANAIS DE TRANSPORTE	DESCRIÇÃO
Canal de broadcast	BCH	Utilizado pelo ponto de acesso para transmitir piloto e parâmetros de sistema aos terminais de usuário.
Canal de controle direto	FCCH	Utilizado pelo ponto de acesso para alocar recursos no downlink e no uplink. A alocação de recursos pode ser realizada em uma base de quadro-a-quadro. Também utilizado para prover confirmação das mensagens recebidas no RACH.
Canal direto	FCH	Utilizado pelo ponto de acesso para transmitir dados específicos de usuário aos terminais de usuário e possivelmente uma referência (piloto) utilizada pelos terminais de usuário para estimação de canal. Pode ser também utilizado no modo de broadcast para enviar mensagens de alerta e de broadcast a vários terminais de usuário.
Canal de acesso aleatório	RACH	Utilizado pelos terminais de usuário para ganhar acesso ao sistema e enviar mensagens curtas ao ponto de acesso.
Canal reverso	RCH	Utilizado pelos terminais de usuário para transmitir dados ao ponto de acesso. Pode também portar uma referência utilizada pelo ponto de acesso para estimação de canal.

Conforme mostrado na Tabela 3, os canais de transporte de downlink utilizados pelo ponto de acesso incluem o BCH, o FCCH e o FCH. Os canais de transporte de uplink utilizados pelos terminais de usuário incluem o RACH

19/48 e o RCH. Os versados na técnica devem reconhecer que os canais de transporte listados na Tabela 3 representam uma modalidade exemplar de uma estrutura de canal que pode ser utilizada para sistema MIMO WLAN. Canais de transporte em menor número, adicionais e/ou diferentes podem ser também definidos para utilização no sistema MIMO WLAN. Por exemplo, determinadas funções podem ser suportadas por canais de transporte específicos de função (canais piloto, de paging, de controle de potência e do canal sync, por exemplo). Assim, outras estruturas de canal com diferentes conjuntos de canais de transporte podem ser definidas e utilizadas no sistema MIMO WLAN, dentro do escopo da invenção.

Várias estruturas de quadro podem ser definidas para os canais de transporte. A estrutura de quadro específica a ser utilizada no sistema MIMO WLAN depende de vários fatores, como, por exemplo, (1) se as mesmas, ou diferentes, bandas de frequência são utilizadas para o downlink e o uplink e (2) o esquema de multiplexação utilizado para multiplexar os canais de transporte uns com os outros.

Se apenas uma banda de frequência estiver disponível, então o downlink e o uplink podem ser transmitidos em diferentes fases de um quadro utilizando duplexação por divisão de tempo (TDD). Se duas bandas de frequência estiverem disponíveis, então o downlink e o uplink podem ser transmitidos em bandas de frequência diferentes utilizando duplexação por divisão de frequência (FDD).

Tanto para a TDD quanto para a FDD, os canais de transporte podem ser multiplexados uns com os outros utilizando multiplexação por divisão de tempo (TDM), multiplexação por divisão de código (CDM), multiplexação

20/48 por divisão de freqüência (FDM) e assim por diante. Para a TDM, cada canal de transporte é atribuído a uma parte diferente de um quadro. Para a CDM, os canais de transporte são transmitidos concomitantemente, mas cada canal de transporte é canalizado por um código de canalização diferente, semelhante ao executado em um sistema de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) . Para a FDM, a cada canal de transporte é atribuída uma parte diferente da banda de freqüência ao link.

A Tabela 4 lista as várias estruturas de quadro que podem ser utilizadas para portar os canais de transporte. Cada uma destas estruturas de quadro é descrita mais detalhadamente a seguir.

Tabela 4

	Banda de freqüência compartilhada para downlink e uplink	Bandas de freqüência separadas para downlink e uplink
Divisão de tempo	Estrutura de quadro TDD- TDM	Estrutura de quadro FDD-TDM
Divisão de código	Estrutura de quadro TDD- CDM	Estrutura de quadro FDD-CDM

A figura 4A ilustra uma modalidade de uma estrutura de quadro TDD-TDM 400a, que pode ser utilizada caso uma única banda de freqüência seja utilizada tanto no downlink quanto no uplink. A transmissão de dados ocorre em unidades de quadros TDD. Cada quadro TDD pode ser definido para estender-se a uma duração de tempo específica. A duração de quadro pode ser selecionada com base em vários fatores, como, por exemplo, (1) a largura de banda da banda operacional, (2) os tamanhos esperados das PDUs para os canais de transporte e assim por diante. Em geral, uma duração de quadro mais curta pode prover retardos reduzidos. Entretanto, uma duração de quadro mais longa

21/48 pode ser mais eficaz, uma vez que o cabeçalho e o overhead podem representar uma fração menor do quadro. Em uma modalidade, cada quadro TDD tem uma duração de 2 ms.

Conforme mostrado na figura 4A, cada quadro TDD pode ser particionado em uma fase de downlink e uma fase de uplink. A fase de downlink é adicionalmente particionada em três segmentos para os três canais de transporte de downlink - o BCH, o FCCH e o FCH. A fase de uplink é adicionalmente particionada em dois segmentos para os dois canais de transporte de uplink - o RCH e o RACH.

O segmento para cada canal de transporte pode ser definido como tendo ou uma duração fixa ou uma duração variável, que pode se alterar de quadro para quadro. Em uma modalidade, o segmento BCH é definido como tendo uma duração fixa e os segmentos FCCH, FCH, RCH e RACH são definidos como tendo durações variáveis.

O segmento para cada canal de transporte pode ser utilizado para portar uma ou mais unidades de dados de protocolo (PDUs) para esse canal de transporte. Na modalidade mostrada na figura 4A, uma PDU BCH é transmitida em um primeiro segmento 410, uma PDU FCCH é transmitida em

um segundo	segmento 420, e uma	ou	mais	PDUs	FCH	são
transmitidas	em um terceiro segmento 430	da	fase	de
downlink. Na	fase de uplink, uma	ou	mais	PDUs	RCH	são
transmitidas	em um quarto segmento	440,	e uma ou	mais	PDUs

RACH são transmitidas em um quinto segmento 450 do quadro TDD.

A estrutura de quadro 400a representa uma disposição dos vários canais de transporte dentro de um quadro TDD. Esta disposição pode prover determinados benefícios, tais como retardos reduzidos na transmissão de dados no downlink e no uplink. O BCH é transmitido primeiro no quadro TDD, uma vez que porta parâmetros de sistema que

22/48 podem ser utilizados nas PDUs dos demais canais de transporte dentro do mesmo quadro TDD. O FCCH é transmitido em seguida, uma vez que porta informações de alocação de recursos (atribuição de canal, por exemplo) que indicam qual(ais) terminal(ais) de usuário é(são) designado (s) para receber dados de downlink no FCH e qual (ais) terminal(ais) de usuário é(são) designado(s) para transmitir dados de uplink no RCH dentro do quadro TDD atual. Outras estruturas de quadro TDD-TDM podem ser também definidas e utilizadas no sistema MIMO WLAN.

A figura 4B ilustra uma modalidade de uma estrutura de quadro FDD-TDM 400b, que pode ser utilizada se o downlink e o uplink forem transmitidos utilizando-se duas bandas de frequência separadas. Os dados de downlink são transmitidos em um quadro de downlink 402a, e os dados de uplink são transmitidos em um quadro de uplink 402b. Cada quadro de downlink e de uplink pode ser definido para estender-se a uma duração de tempo especifico (2 ms, por exemplo). Por simplificação, os quadros de downlink e uplink podem ser definidos como tendo a mesma duração e podem ser adicionalmente definidos como sendo alinhados nas bordas de quadro. Entretanto, diferentes durações de quadro e/ou bordas de quadro não alinhadas (isto é, deslocadas) podem ser também utilizadas para o downlink e o uplink.

Conforme mostrado na figura 4B, o quadro de downlink é particionado em três segmentos para os três canais de transporte de downlink. O quadro de uplink é particionado em dois segmentos para os dois canais de transporte de uplink. O segmento para cada canal de transporte pode ser definido como tendo uma duração fixa ou variável e pode ser utilizado para portar uma ou mais PDUs para esse canal de transporte.

23/48

Na modalidade mostrada na figura 4B, o quadro de downlink porta uma PDU BCH, uma PDU FCCH e uma ou mais PDUs FCH em segmentos 410, 420 e 430, respectivamente. O quadro de uplink porta uma ou mais PDUs RCH e uma ou mais PDUs

RACH em segmentos 4 40 e disposição pode prover os

450, respectivamente. Esta benefícios descritos acima (retardos reduzidos na transmissão de dados, por exemplo). Outras estruturas de quadro FDD-TDM podem ser também definidas e utilizadas para o sistema MIMO WLAN, e isto está dentro do escopo da invenção.

A figura 4C ilustra uma modalidade de uma estrutura de quadro FDD-CDM/FDM 400c que pode ser também utilizada caso o downlink e o uplink sejam transmitidos utilizando-se bandas de frequência separadas. Os dados de downlink podem ser transmitidos em um quadro de downlink 404a, e os dados de uplink podem ser transmitidos em um quadro de uplink 404b. Os quadros de downlink e uplink podem ser definidos como tendo a mesma duração (2 ms, por exemplo) e sendo alinhados nas bordas de quadros.

Conforme mostrado na figura 4C, os três canais de transporte de downlink são transmitidos concomitantemente no quadro de downlink, e os dois canais de transporte de uplink são transmitidos concomitantemente no quadro de uplink. Para a CDM, os canais de transporte para cada link são canalizados com diferentes códigos de canalização, que podem ser códigos Walsh, códigos espalhamento variável ortogonal (OVSF), ortogonais (QOF) e assim por diante. Para FDM, aos canais de transporte para cada link são atribuídas partes diferentes da banda de frequência para o link. Diferentes quantidades de potência de transmissão podem ser também utilizadas para diferentes canais de transporte em cada link.

com fator de funções quase

24/48

Outras estruturas de quadro podem ser também definidas para os canais de transporte de downlink e uplink, e isto está dentro do escopo da invenção. Além do mais, é possível utilizar diferentes tipos de estrutura de quadro para o downlink e o uplink. Por exemplo, uma estrutura de quadro baseada em TDM pode ser utilizada para o downlink e uma estrutura de quadro baseada em CDM pode ser utilizada para o uplink.

Em uma modalidade, os canais de transporte descritos acima são utilizados para enviar diversos tipos de dados e podem ser classificados em dois grupos: canais de transporte comuns e canais de transporte dedicados.

Os canais de transporte comuns, em uma modalidade, podem incluir o BCH, o FCCH e o RACH. Estes canais de transporte são utilizados para enviar dados para, ou receber dados de múltiplos terminais de usuário. 0 BCH 410 e o FCCH 420 podem ser transmitidos pelo ponto de acesso utilizando-se o modo de diversidade. No uplink, o RACH 450 pode ser transmitido pelos terminais de usuário utilizando-se o modo de direcionamento de feixes (se suportado pelo terminal de usuário). O BCH pode ser operado a uma taxa fixa conhecida, de modo que os terminais de usuário possam receber e processar o BCH sem quaisquer informações adicionais. Conforme descrito mais detalhadamente a seguir, o FCCH suporta múltiplas taxas para permitir maior eficácia. Cada taxa ou conjunto de taxas pode estar associado a uma taxa de código (ou esquema de codificação) particular e um esquema de modulação particular.

Os canais de dedicados, transporte modalidade, incluem o FCH 430 e o RCH 440. Estes canais de transporte são normalmente utilizados para enviar dados específicos de usuário para ou por terminais de usuário em uma

25/48 específicos. 0 FCH e o RCH podem ser alocados dinamicamente para os terminais de usuário conforme necessário e conforme a disponibilidade. O FCH pode ser também utilizado em um modo de broadcast para enviar mensagens de overhead, de alerta e de broadcast aos terminais de usuário. Em geral, as mensagens de overhead, de alerta e de broadcast são transmitidas antes de quaisquer dados específicos de usuário no FCH.

A figura 5 ilustra uma transmissão exemplar no BCH, no FCCH, no FCH, no RCH e no RACH com base na estrutura de quadro TDD-TDM 400a. Nesta modalidade, uma PDU BCH 510 e uma PDU FCCH 520 são transmitidas no segmento BCH 410 e no segmento FCCH 420, respectivamente. O segmento FCH 430 pode ser utilizado para enviar uma ou mais PDUs FCH 530, cada uma dentre as quais pode ser destinada a um terminal de usuário específico ou a múltiplos terminais de usuário. De maneira semelhante, uma ou mais PDUs RCH 540 podem ser enviadas por um ou mais terminais de usuário no segmento RCH 4 40. O início de cada PDU FCH/RCH é indicado por um FCH/RCH deslocado do final do segmento precedente. Várias PDUs RACH 550 podem ser enviadas no segmento RACH 450 por vários terminais de usuário para acessar o sistema e/ou enviar mensagens curtas.

Em uma modalidade, o BCH é utilizado pelo ponto de acesso para transmitir um piloto sinalizador, um piloto MIMO e parâmetros de sistema aos terminais de usuário. O piloto sinalizador é utilizado pelos terminais de usuário para adquirir temporização e frequência de sistema. O piloto MIMO é utilizado pelos terminais de usuário para estimar o canal MIMO formado pelas antenas do ponto de acesso e suas próprias antenas. Os parâmetros de sistema especificam vários atributos das transmissões em downlink e uplink. Por exemplo, uma vez que as durações dos segmentos

26/48

FCCH, FCH, RACH e RCH são variáveis, os parâmetros de sistema que especificam o comprimento de cada um destes segmentos para o quadro TDD atual são enviados no BCH.

A figura 6A ilustra uma modalidade de PDU BCH 5 510. Nesta modalidade, a PDU BCH 510 inclui uma parte de preâmbulo 610 e uma parte de mensagem 616. A parte de preâmbulo 610 também inclui uma parte de piloto sinalizador 612 e uma parte de piloto MIMO 615. A parte 612 porta um piloto sinalizador e tem uma duração fixa de T_CP = 8 μζ. A parte 615 porta um piloto MIMO e tem uma duração fixa de T_MP = 32 με. A parte 616 porta uma mensagem de BCH e tem uma duração fixa de T_BM = 40 με. Um preâmbulo pode ser utilizado para enviar um ou mais tipos de piloto e/ou outras informações. Um piloto sinalizador compreende um conjunto específico de símbolos de modulação, que é transmitido a partir de todas as antenas de transmissão. Um piloto MIMO compreende um conjunto específico de símbolos de modulação que é transmitido a partir de todas as antenas de transmissão com diferentes códigos ortogonais, o que permite então que os receptores recuperem o piloto transmitido a partir de cada antena. Diferentes conjuntos de símbolos de modulação podem ser utilizados para os pilotos sinalizadores e MIMO.

Em uma modalidade, a mensagem de BCH porta informações de configuração de sistema. A Tabela 5 lista os vários campos para um formato de mensagem de BCH exemplar.

Tabela 5 - Mensagem de BCH

CAMPOS/NOMES DE PARÂMETRO	COMPRIMENTO (BITS)	DESCRIÇÃO
Contador de Quadros	4	Contador de quadros TDD
ID de Rede	10	Identificador (ID) de Rede
ID de AP	6	ID de ponto de acesso

27/48

AP Tx Lvl	4	Nível de transmissão de ponto de acesso
AP Rx Lvl	3	Nível de recepção de ponto de acesso
Comprimento de FCCH	6	Duração de FCCH (em unidades de símbolos OFDM)
Taxa de FCCH	2	Taxa da camada física de FCCH
Comprimento de FCH	9	Duração de FCH (em unidades de símbolos OFDM)
Comprimento de RCH	9	Duração de RCH (em unidades de símbolos OFDM)
Comprimento de RACH	5	Duração de RACH (em unidades de partições RACH)
Tamanho de partição de RACH	2	Duração de cada partição de RACH (em unidades de símbolos OFDM)
Intervalo de Guarda de RACH	2	Intervalo de guarda no final de RACH
Duração do Prefixo Cíclico	1	Duração do prefixo cíclico
Bit de Alerta	1	“0” = mensagem de alerta enviada no FCH Ί” = nenhuma mensagem de alerta enviada
Bit de Broadcast	1	“0” = mensagem de broadcast enviada no FCH “1” = nenhuma mensagem de broadcast enviada
Bit de Confirmação de RACH	1	“0” = confirmação de RACH enviada no FCH Ί” = nenhuma confirmação de RACH enviada
CRC	16	Valor de CRC para a mensagem de BCH

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Bits de Cauda	6	Bits de cauda para encodificador convolucional
Reservado	32	Reservado para utilização futura

O valor de Contador de Quadro pode ser utilizado para sincronizar vários processos no ponto de acesso e nos terminais de usuário (por exemplo, o piloto, códigos de embaralhamento, código de cobertura e assim por diante). Um contador de quadro pode ser implementado com um contador de 4 bits que realiza reinicio cíclico. Este contador é incrementado no inicio de cada quadro TDD, e o valor de contador é incluído no campo Contador de Quadros. 0 campo ID de Rede indica o identificador (ID) da rede à qual o ponto de acesso pertence. O campo ID de AP indica o ID do ponto de acesso dentro do ID de rede. Os campos AP Tx Lvl e AP Rx Lvl indicam o nível de potência de transmissão máximo e o nível de potência de recepção desejado no ponto de acesso, respectivamente. O nível de potência de recepção desejado pode ser utilizado pelo terminal de usuário para determinar a potência de transmissão de uplink inicial.

Os campos Comprimento de FCCH, Comprimento de FCH e Comprimento de RCH indicam os comprimentos dos segmentos FCCH, FCH e RCH, respectivamente, para o quadro TDD atual. Em uma modalidade, os comprimentos destes segmentos são dados em unidades de símbolos OFDM. A duração dos símbolos OFDM para o BCH pode ser fixada a 4,0 ps. A duração de símbolos OFDM para todos os demais canais de transporte (o FCCH, o FCH, o RACH e o RCH, por exemplo) é variável e depende do prefixo cíclico selecionado, que é especificado pelo campo Duração de Prefixo Cíclico. 0 campo Taxa de FCCH indica a taxa utilizada para o FCCH para o quadro TDD atual.

O campo Comprimentos de RACH indica o comprimento do segmento RACH, que é dado em unidades de partições RACH.

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A duração de cada partição RACH é dada pelo campo Tamanho de Partição RACH, em unidades de símbolos OFDM. O campo Intervalo de Guarda RACH indica a quantidade de tempo entre a última partição RACH e o início do segmento BCH para o próximo quadro TDD.

O Bit de Alerta e o Bit de Broadcast, indicam se mensagens de alerta e mensagens de broadcast, respectivamente, estão ou não sendo enviadas no FCH no quadro TDD atual. Estes dois bits podem ser regulados (set) de maneira independente para cada quadro TDD. O bit de Confirmação RACH indica se a confirmação das PDUs enviadas no RACH nos quadros TDD anteriores está ou não sendo enviada no FCCH no quadro TDD atual.

O campo CRC inclui um valor de CRC para toda a mensagem de BCH. Este valor de CRC pode ser utilizado pelos terminais de usuário para determinar se a mensagem de BCH recebida foi decodificada corretamente ou com erros. O campo Bits de Cauda inclui um grupo de zeros utilizado para regular novamente (reset) o encodificador convolucional em um estado conhecido no final da mensagem de BCH.

Conforme mostrado na Tabela 5, a mensagem de BCH inclui um total de 120 bits. Estes 120 bits podem ser transmitidos com 10 símbolos OFDM. A Tabela 5 mostra uma modalidade do formato para mensagem de BCH. Outros formatos de mensagem de BCH com campos em menor número, adicionais e/ou diferentes podem ser também definidos e utilizados, e isto está dentro do escopo da invenção.

Em uma modalidade, o ponto de acesso pode alocar recursos para o FCH e o RCH em uma base por quadro. O FCCH é utilizado pelo ponto de acesso para transportar as informações de alocação de recursos para o FCH e RCH (as atribuições de canais, por exemplo).

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A figura 6B ilustra uma modalidade de PDU FCCH 520. Nesta modalidade, a PDU FCCH inclui apenas uma parte 620 para uma mensagem FCCH. A mensagem FCCH tem uma duração variável que pode se alterar de quadro para quadro, dependendo da quantidade de informações de programação que é portada no FCCH para esse quadro. A duração da mensagem FCCH é dada em número par de símbolos OFDM e pelo campo Comprimento de FCCH na mensagem de BCH. A duração das mensagens enviadas utilizando-se o modo de diversidade (mensagens de BCH e FCCH, por exemplo) é dada em número par de símbolos OFDM porque o modo de diversidade transmite símbolos OFDM em pares.

Em uma modalidade, o FCCH pode ser transmitido utilizando-se quatro taxas possíveis. A taxa específica utilizada para a PDU FCCH em cada quadro TDD é indicada pelo campo Modo Físico FCCH na mensagem de BCH. Cada taxa FCCH corresponde a uma taxa de código específica e a um esquema de modulação específico, e está adicionalmente associada a um modo de transmissão específico.

Uma mensagem FCCH pode incluir zero, um ou múltiplos elementos de informações (IEs). Cada elemento de informações pode estar associado a um terminal de usuário específico e pode ser utilizado para prover informações que indicam a atribuição de recursos FCH/RCH para esse terminal de usuário. A Tabela 6 lista os vários campos para um formato de mensagem FCCH exemplar.

Tabela 6 - Mensagem FCCH

CAMPOS/NOMES DE PARÂMETRO	COMPRIMENTO (BITS)	DESCRIÇÃO
N_IE	6	Número de IEs incluídos na mensagem de FCCH

N_IE elementos de informações, cada um incluindo:

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Tipo de IE	4	Tipo de IE
ID de MAC	10	ID atribuído ao terminal de usuário
Campos de Controle	48 ou 72	Campos de controle para atribuição de canal
Bits de Enchimento	Variável	Bits de enchimento para alcançar número par de símbolos OFDM na mensagem de FCCH
CRC	16	Valor de CRC para a mensagem de FCCH
Bits de Cauda	6	Bits de cauda para encodificador convolucional

campo Ν_ΙΕ indica ο número de elementos de informações incluídos na mensagem FCCH enviada no quadro TDD atual. Para cada elemento de informações (IE) incluído na mensagem FCCH, o campo Tipo de IE indica o tipo particular deste IE. Diversos tipos de IE são definidos para utilização na alocação de recursos para tipos diferentes de transmissão, conforme descrito a seguir.

campo ID de MAC identifica o terminal de usuário específico ao qual o elemento de informações é destinado. Cada terminal de usuário se registra junto ao ponto de acesso no início de uma sessão de comunicação e a ele é atribuído um ID de MAC exclusivo pelo ponto de acesso. Este ID de MAC é utilizado para identificar o terminal de usuário durante a sessão.

Os Campos de Controle são utilizados para transportar informações de atribuição de canal e são descritos em detalhes a seguir. O campo Bits de Enchimento inclui um número suficiente de bits de enchimento de modo que o comprimento total da mensagem FCCH seja um número par de símbolos OFDM. O campo CRC FCCH inclui um valor de CRC que pode ser utilizado pelos terminais de usuário para determinar se a mensagem FCCH recebida está decodificada

32/48 corretamente ou com erros. 0 campo Bits de Cauda inclui os zeros utilizados para regular novamente o encodificador convolucional em um estado conhecido no final da mensagem FCCH. Alguns destes campos são descritos mais detalhadamente a seguir.

Vários modos de transmissão são suportados pelo sistema MIMO WLAN para o FCH e o RCH, conforme indicado na Tabela 1. Além do mais, um terminal de usuário pode estar ativo ou ocioso durante uma conexão. Assim, vários tipos de

IE são definidos para utilização na alocação de recursos ECH/RCH para diferentes tipos de transmissão. A Tabela 7 lista um conjunto exemplar de tipos de IE.

Tabela 7 - Tipos de IE FCCH

TIPO DE IE	TAMANHO DE IE (BITS)	TIPO DE IE	DESCRIÇÃO
0	48	Modo de Diversidade	Modo de diversidade somente
1	72	Modo de Multiplexação Espacial	Modo de multiplexação espacial - serviços de taxa variável
2	48	Modo Ocioso	Estado ocioso - serviços de taxa variável
3	48	Confirmação do RACH	Confirmação do RACH - modo de diversidade
4		Modo de Direcionamento de Feixe	Modo de direcionamento de feixe
5-15	-	Reservado	Reservado para utilização futura

Para os tipos de IE 0, 1 e 4, os recursos são alocados a um terminal de usuário especifico tanto para o FCH quanto para o RCH (isto é, em pares de canais). Para o tipo de IE 2, recursos mínimos são alocados ao terminal de usuário no FCH e no RCH, de modo a se manter uma estimativa atualizada do link. Um formato exemplar para cada tipo de

IE é descrito a seguir. Em geral, as taxas e a duração para

33/48 o FCH e o RCH podem ser atribuídas de maneira independente aos terminais de usuário.

Os tipos de IE 0 e 4 são utilizados para alocar recursos FCH/RCH aos modos de diversidade e direcionamento de feixe, respectivamente. Para serviços de baixa taxa fixa (de voz, por exemplo) , a taxa permanece fixa pela duração da chamada. Para serviços de taxa variável, a taxa pode ser selecionada de maneira independente para o FCH e o RCH. 0 IE FCCH indica a localização das PDUs FCH e RCH atribuídas ao terminal de usuário. A Tabela 8 lista os vários campos de um elemento de informações de um Tipo de IE 0 e 4 exemplar.

Tabela 8 - Tipo de IE FCCH 0 e 4

CAMPOS/NOMES DE PARÂMETRO	COMPRIMENTO (BITS)	DESCRIÇÃO
Tipo de IE	4	Tipo de IE
ID de MAC	10	ID temporário atribuído ao terminal de usuário
Deslocamento de FCH	9	Deslocamento de FCH do início do quadro TDD (em símbolos OFDM)
Tipo de Preâmbulo do FCH	2	Tamanho de preâmbulo do FCH (em símbolos OFDM)
Taxa de FCH	4	Taxa para o FCH
Deslocamento do RCH	9	Deslocamento do RCH do início do quadro TDD (em símbolos OFDM)
Tipo de Preâmbulo de RCH	2	Tamanho de preâmbulo de RCH (em símbolos OFDM)
Taxa de RCH	4	Taxa para o RCH
Ajuste de Temporização de RCH	2	Parâmetro de ajuste de temporização para RCH
Controle de Potência de RCH	2	Bits de controle de potência para RCH

Os campos Deslocamento FCH e RCH indicam o 15 deslocamento de tempo do início do quadro TDD atual até o

34/48 início das PDUs do FCH e do RCH, respectivamente, atribuídas pelo elemento de informações. Os campos Taxa FCH e RCH indicam as taxas para o FCH e o RCH, respectivamente.

Os campos Tipo de Preâmbulo FCH e RCH indicam o 5 tamanho do preâmbulo nas PDUs do FCH e do RCH, respectivamente. A Tabela 9 lista os valores para os campos Tipo de Preâmbulo do FCH e do RCH e os tamanhos de preâmbulo associados.

Tabela 9 - Tipo de Preâmbulo

TIPO	BITS	TAMANHO DO PREÂMBULO
0	00	0 símbolo OFDM
1	01	1 símbolo OFDM
2	10	4 símbolos OFDM
3	11	8 símbolos OFDM

O campo Ajuste de Temporização de RCH inclui dois bits utilizados para ajustar a temporização da transmissão de uplink a partir do terminal de usuário identificado pelo campo ID de MAC. Este ajuste de temporização é utilizado para reduzir a interferência em uma estrutura de quadro baseada em TDD, onde as transmissões em downlink e uplink são duplexadas por divisão de tempo. A Tabela 10 lista os valores para o campo Ajuste de Temporização de RCH e as ações associados.

Tabela 10 - Ajuste de Temporização de RCH

BITS	DESCRIÇÃO
00	Manter temporização atual
01	Adiantar temporização de transmissão de uplink em 1 amostra
10	Retardar temporização de transmissão de uplink em 1 amostra
11	Não utilizado

O campo Controle de Potência de RCH inclui dois bits utilizados para ajustar a potência de transmissão da transmissão de uplink a partir do terminal de usuário

35/48 identificado. Este controle de potência é utilizado para reduzir a interferência no uplink. A Tabela 11 lista os valores para o campo Controle de Potência de RCH e as ações associados.

Tabela 11 - Controle de Potência de RCH

BITS	DESCRIÇÃO
00	Manter potência de transmissão atuai
01	Aumentar potência de transmissão de uplink em δ dB, onde δ é um parâmetro de sistema.
10	Diminuir potência de transmissão de uplink em Ô dB, onde δ é um parâmetro de sistema.
11	Não utilizado

A atribuição de canal para o terminal de usuário identificado pode ser provida de diversas maneiras. Em uma modalidade, ao terminal de usuário são atribuídos recursos FCH/RCH apenas para o quadro TDD atual. Em outra modalidade, os recursos FCH/RCH são atribuídos ao terminal para cada quadro TDD até ser cancelado. Em ainda outra modalidade, os recursos FCH/RCH são atribuídos ao terminal de usuário para cada n-ésimo quadro TDD, que é referido como programação decimada de quadros TDD. Os diferentes tipos de atribuição podem ser indicados por um campo Tipo de Atribuição no elemento de informações FCCH.

tipo de ΙΕ 1 é utilizado para alocar recursos FCH/RCH aos terminais de usuário utilizando-se o modo de multiplexação espacial. A taxa para estes terminais de usuário é variável e pode ser selecionada de maneira independente para o FCH e o RCH. A Tabela 12 lista os vários campos de um elemento de informações do tipo de ΙΕ 1.

Tabela 12 - Tipo de IE FCCH 1

CAMPOS/NOMES DE PARÂMETRO	COMPRIMENTO (BITS)	DESCRIÇÃO
Tipo de IE	4	Tipo de IE

36/48

ID de MAC	10	ID temporário atribuído ao
terminal de usuário
Deslocamento FCH	9	Deslocamento FCH do final do FCCH (em símbolos OFDM)
Tipo de Preâmbulo FCH	2	Tamanho de preâmbulo do FCH (em símbolos OFDM)
Taxa de Canal Espacial FCH 1	4	Taxa para o FCH para canal espacial 1
Taxa de Canal Espacial FCH 1	4	Taxa para o FCH para canal espacial 2
Taxa de Canal Espacial FCH 3	4	Taxa para o FCH para canal espacial 3
Taxa de Canal Espacial FCH 4	4	Taxa para o FCH para canal espacial 4
Deslocamento RCH	9	Deslocamento RCH do final do FCH (em símbolos OFDM)
Tipo de Preâmbulo RCH	2	Tamanho de preâmbulo RCH (em símbolos OFDM)
Taxa de Canal Espacial RCH 1	4	Taxa para o RCH para canal espacial 1
Taxa de Canal Espacial RCH 2	4	Taxa para o RCH para canal espacial 2
Taxa de Canal Espacial RCH 3	4	Taxa para o RCH para canal espacial 3
Taxa de Canal Espacial RCH 4	4	Taxa para o RCH para o canal espacial 4
Ajuste de Temporização de RCH	2	Parâmetro de ajuste de temporização para o RCH
Reservado	2	Reservado para utilização futura

Para o tipo de ΙΕ 1, a taxa para cada canal espacial pode ser selecionada de maneira independente no FCH e no RCH. A interpretação das taxas para o modo de multiplexação espacial é geral no sentido de que ela pode especificar a taxa por canal espacial (para até quatro

37/48 canais espaciais para a modalidade mostrada na Tabela 12, por exemplo) . A taxa é dada por automodo se o transmissor realizar processamento espacial para transmitir dados nos automodos. A taxa é dada por antena se o transmissor simplesmente transmitir dados a partir das antenas de transmissão e o receptor realizar o processamento espacial para isolar e recuperar os dados (para o modo de multiplexação espacial não direcionado).

elemento de informações inclui as taxas para todos os canais espaciais habilitados e zeros para os não habilitados. Os terminais de usuário com menos de quatro antenas de transmissão regulam os campos Taxa de Canal Espacial não utilizados FCH/RCH em zero. Uma vez que o ponto de acesso é equipado com quatro antenas de transmissão/recepção, os terminais de usuário com mais de quatro antenas de transmissão podem utilizá-las para transmitir até quatro fluxos de dados independentes.

O tipo de IE 2 é utilizado para prover informações de controle a terminais de usuário que operam em um estado Ocioso. Em uma modalidade, quando o terminal de usuário estiver no estado Ocioso, os vetores de direcionamento utilizados pelo ponto de acesso e pelo terminal de usuário no processamento espacial são continuamente atualizados, de modo que a transmissão de dados possa começar rapidamente se e quando retomada. A Tabela 13 lista os diversos campos de um elemento de informações do tipo de IE 2 exemplar.

Tabela 13 - Tipo de IE FCCH 2

CAMPOS/NOMES DE PARÂMETRO	COMPRIMENTO (BITS)	DESCRIÇÃO
Tipo de IE	4	Tipo de IE
ID de MAC	10	ID temporário atribuído ao terminal de usuário

38/48

Deslocamento FCH	9	Deslocamento FCH do final de FCCH (em símbolos OFDM)
Tipo de Preâmbulo de FCH	2	Tamanho de preâmbulo de FCH (em símbolos OFDM)
Deslocamento RCH	9	Deslocamento RCH do final de FCH (em símbolos OFDM)
Tipo de Preâmbulo de RCH	2	Tamanho de preâmbulo do RCH (em símbolos OFDM)
Reservado	12	Reservado para utilização futura

tipo de ΙΕ 3 é utilizado para prover confirmação rápida aos terminais de usuário que tentam acessar o sistema via o RACH. Para ganhar acesso ao sistema ou enviar uma mensagem curta ao ponto de acesso, um terminal de usuário pode transmitir uma PDU RACH no uplink. Depois do terminal de usuário enviar a PDU RACH, ele monitora o BCH para determinar se o Bit de Confirmação de

RACH está regulado. Este bit é regulado pelo ponto de acesso caso qualquer terminal de usuário tenha sido bem10 sucedido em acessar o sistema e uma confirmação esteja sendo enviada para pelo menos um terminal de usuário no FCCH. Caso este bit esteja regulado, então o terminal de usuário processa o FCCH para a confirmação enviada no FCCH. Os elementos de informações do Tipo de IE 3 são enviados se o ponto de acesso desejar confirmar que decodificou corretamente as PDUs RACH a partir dos terminais de usuário sem atribuir recursos. A Tabela 14 lista os vários campos de um elemento de informações do Tipo de IE 3 exemplar.

Tabela 14 - Tipo de IE FCCH 3

39/48

Reservado

34

Reservado para utilização futura

Um único tipo ou múltiplos tipos de confirmação podem ser definidos e enviados no FCCH. Por exemplo, podem ser definidas uma confirmação rápida e uma confirmação baseada em atribuição. Uma confirmação rápida pode ser utilizada para simplesmente confirmar que a PDU RACH foi recebida pelo ponto de acesso, mas nenhum recurso FCH/RCH foi atribuído ao terminal de usuário. Uma confirmação baseada em atribuição inclui atribuições para o FCH e/ou o RCH para o quadro TDD atual.

Várias taxas diferentes são suportadas para os canais de transporte. Cada taxa está associada a uma taxa de código particular e a um esquema de modulação específico, o que resulta coletivamente em uma eficácia espectral (ou taxa de dados) particular. A Tabela 15 lista as várias taxas suportadas pelo sistema.

Tabela 15

PALAVRA TAXA	EFICÁCIA ESPECTRAL	TAXA DE CÓDIGO	ESQUEMA DE MODULA- ÇÃO	BITS DE INFORMAÇÃO OFDM	BITS DE CÓDIGO/ OFDM
	(bps/Hz)			símbolo	símbolo
0000	0,0	-	desligado	-	-
0001	0,25	1/4	BPSK	12	48
0010	0,5	1/2	BPSK	24	48
0011	1,0	1/2	QPSK	48	96
0100	1,5	3/4	QPSK	72	96
0101	2,0	1/2	16 QAM	96	192
0110	2,5	5/8	16 QAM	120	192
0111	3,0	3/4	16 QAM	144	192
1000	3,5	7/12	64 QAM	168	288
1001	4,0	2/3	64 QAM	192	288
1010	4,5	3/4	64 QAM	216	288
1011	5,0	5/6	64 QAM	240	288

40/48

1100	5,5	11/16	256 QAM	264	384
1101	6,0	3/4	256 QAM	288	384
1110	6,5	13/16	256 QAM	312	384
1111	7,0	7/8	256 QAM	336	384

Embora a estrutura de canal ECCH conforme descrita acima possa operar a taxas de dados diferentes, esta estrutura pode não ser eficiente devido a taxa empregada no FCCH ser determinada ou limitada pelo usuário do pior caso no sistema (o usuário que opera à taxa de dados mais baixa, por exemplo) . Por exemplo, se um dos usuários puder apenas receber e decodificar informações no FCCH a uma taxa de dados baixa de 0,25 bps/Hz, outros usuários no sistema serão afetados adversamente embora sejam capazes de operar a taxas de dados mais altas. Isto ocorre porque a taxa empregada na estrutura do FCCH será limitada a do usuário do pior caso, que é 0,25 bps/Hz.

Assim, o desempenho e a eficácia do FCCH podem ser reduzidos por um único usuário. Conforme descrito mais detalhadamente a seguir, a presente invenção provê uma estrutura de canal FCCH nova e mais eficiente que pode ser utilizada para acomodar diferentes usuários a taxas de dados diferentes.

Em uma modalidade, a nova estrutura de FCCH, também referida aqui como estrutura de canal de controle empilhada ou estrutura de canal de controle segregada, compreende múltiplos canais de controle (4 canais de controle distintos, por exemplo). Cada um destes canais de controle distintos, também chamado subcanal de controle ou subcanal FCCH, pode operar a uma dentre as múltiplas taxas de dados de overhead (uma ou quatro taxas de dados diferentes, conforme mencionado acima, por exemplo).

A figura 7 ilustra um diagrama de uma nova estrutura FCCH dentro de um quadro de MAC TDD, de acordo

41/48 com uma modalidade da invenção. Deve ficar entendido pelos versados na técnica que, embora a estrutura de quadro TDDTDM seja utilizada neste exemplo para fins de ilustração e explicação, os ensinamentos da presente invenção não estão limitados à estrutura de quadro TDD, mas podem ser também aplicados a várias outras estruturas de quadro de várias durações (FDD-TDM, etc., por exemplo). Conforme mostrado na figura 7, o quadro de MAC TDD 700 é particionado em uma fase de downlink (também chamada segmento de downlink) 701 e uma fase de uplink (também chamada segmento de uplink) 751. Nesta modalidade, a fase de downlink é também dividida em três segmentos para os três canais de transporte correspondentes - o BCH 710, o FCCH 720 e o FCH 730. A fase de uplink é adicionalmente particionada em dois segmentos para os dois canais de transporte correspondentes - o RCH 740 e o RACH 750.

Conforme mostrado na figura 7, o segmento FCCH é dividido ou particionado em múltiplos segmentos ou subcanais FCCH distintos, cada um dentre os quais pode operar a uma taxa de dados especifica. Neste exemplo, o segmento FCCH é dividido em quatro subcanais FCCH (FCCH_~0, FCCH_1, FCCH_2 e FCCH_3). Em outras modalidades da invenção, o segmento FCCH pode ser dividido em números diferentes de subcanais (por exemplo, 8 subcanais, etc.), dependendo das aplicações ou implementações especificas da invenção. Em uma modalidade, cada subcanal FCCH pode estar associado a um conjunto especifico de parâmetros operacionais e de processamento (por exemplo, taxa de código, esquema de modulação, SNR, etc.). Por exemplo, a Tabela 16 abaixo mostra as taxas de código, o esquema de modulação, a SNR, etc., que estão associados a cada subcanal FCCH. Neste exemplo, a STTD é empregada para cada

42/48 um dos subcanais, e neste caso o comprimento de cada subcanal é um múltiplo de dois símbolos OFDM.

Tabela 16 - Taxas de Dados de Subcanal FCCH (STTD)

SUB- CANAL FCCH	EFICÁCIA (BPS/HZ)	TAXA DE CÓDIGO	MODU- LAÇÃO	BITS DE INFORMAÇÃO POR OFDM STTD	SNR TOTAL PARA TAXA DE ERRO DE QUADRO (FER) DE 1%
				símbolo
FCCHJ)	0,25	0,25	BPSK	24	-2,0 dB
FCCHJ	0,5	0,5	BPSK	48	2,0 dB
FCCHJ	1	0,5	QPSK	96	5,0 dB
FCCHJ	2	0,5	16QAM	192	11,0 dB

Conforme mostrado na Tabela 16, cada subcanal

FCCH tem um ponto operacional distinto (SNR e outros parâmetros de processamento, por exemplo) associado a ele. Um terminal de usuário (UT) a que é atribuído um subcanal FCCH específico (FCCH_n a uma taxa particular, por exemplo) pode decodificar corretamente todos os subcanais de taxa mais baixa, mas não os que operam a taxas mais altas. Por exemplo, se a um terminal de usuário particular for atribuído o subcanal FCCH_2, esse terminal de usuário pode decodificar os subcanais FCCH_0 e FCCH_1 porque o FCCH_0 e o FCCH_1 operam a taxas mais baixas. Entretanto, esse terminal de usuário não pode decodificar o FCCH_3 porque o FCCH_3 opera a uma taxa mais alta. Em uma modalidade, o ponto de acesso (AP) decide qual subcanal FCCH enviará dados de controle a um UT com base em vários fatores ou critérios de seleção. Estes vários fatores ou critérios de seleção podem incluir informações de qualidade de link ou condições operacionais dos terminais de usuário (por exemplo, C/I, Doppler, etc.), exigências de qualidade de serviço (QoS) associadas aos terminais de usuário, e a preferência de subcanal de controle indicada pelos

43/48 terminais de usuário,

Conforme descrito mais detalhadamente a seguir, os terminais de usuário tentam então decodificar cada um dos subcanais FCCH para determinar se lhes foram alocados recursos (recursos de canal FCH/RCH, por exemplo).

A tabela 17 ilustra a estrutura para os vários subcanais FCCH, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Conforme mostrado na Tabela 17, a estrutura de subcanal FCCH para o subcanal FCCH_0 é distinta da estrutura utilizada para outros subcanais FCCH (FCCH_1, FCCH_2 e FCCH_3). Em uma modalidade, o campo FCCH_MASK na estrutura FCCH_0 é utilizado para indicar a presença/ausência de subcanais FCCH de taxa mais alta em uma ordem particular. Por exemplo, o campo FCCH_MASK pode compreender três bits, cada um dos quais corresponde a um subcanal particular e é utilizado para indicar se o subcanal particular está presente em uma ordem a partir do subcanal 1 (bit de MÁSCARA 0) , subcanal 2 (bit de MÁSCARA 1) e subcanal 3 (bit de MÁSCARA 2). O bit de MÁSCARA de subcanal correspondente é regulado em um valor particular (1, por exemplo) de modo a indicar a presença do respectivo subcanal. Por exemplo, se o valor do bit de MÁSCARA número 0 (o bit de MÁSCARA menos significativo) for regulado em 1, isto indica a presença do subcanal FCCH_1. Bits de enchimento são providos para se obter um número par de símbolos OFDM em cada subcanal. Em uma modalidade, cada subcanal FCCH é capaz de prover informações de programação para múltiplos terminais de usuário (32 usuários, por exemplo). Os tipos de IE descritos acima podem ser utilizados em subcanais FCCH.

44/48

Tabela 17 - Estrutura de Subcanal FCCH

FCCH_0:	Bits
MÁSCARA FCCH	3
Taxa delEN⁰ 0	5
lEs de Taxa 0
Enchimento 0
CRC	16
Cauda	6
FCCH_1:	Bits
Taxa de IE N°. 1	5
lEs de Taxa 1
Enchimento 0
CRC	16
Cauda	6
FCCH_2:	Bits
Taxa de IE N°. 2	5
lEs de Taxa 2
Enchimento 0
CRC	16
Cauda	6
FCCH_3:	Bits
Taxa de IE N°. 3	5
lEs de Taxa 3
Enchimento 0
CRC	16
Cauda	6

A figura 8 ilustra um fluxograma de um método 800 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Após um inicio no bloco 801, no bloco 810, conforme descrito acima, um canal de controle é segregado ou particionado em uma pluralidade de subcanais, cada um dentre os quais sendo operável a uma taxa de dados específica. No bloco 820, informações de controle, que incluem informações de alocação de recursos, são transmitidas a partir de um ponto

45/48 de acesso para um terminal de usuário em um subcanal particular da pluralidade de subcanais selecionados para o terminal de usuário, com base em um ou mais critérios de seleção, conforme descrito acima. No bloco 830, no terminal de usuário, um ou mais subcanais dentre a pluralidade de subcanais são decodificados para a obtenção de informações de controle (atribuições de canais, por exemplo) designadas ao terminal de usuário. Em uma modalidade, conforme explicado em mais detalhes a seguir, o procedimento de decodificação realizado no terminal de usuário começa com o subcanal FCCH operado à taxa de dados mais baixa (FCCH_0 neste exemplo) e continua até que pelo menos uma dentre uma pluralidade de condições seja satisfeita. No bloco, 891, o método 800 é finalizado.

A figura 9 mostra um fluxograma de um procedimento de decodificação 900 realizado por um terminal de usuário na decodificação da nova estrutura de FCCH, de acordo com uma modalidade da presente invenção. O terminal de usuário começa pela decodificação do subcanal FCCH_0. Em uma modalidade, a decodificação é considerada bem-sucedida se o teste CRC é aprovado. O terminal de usuário termina o processo de decodificação FCCH sempre que qualquer um dos seguintes eventos ocorrer:

(i) Falha em decodificar corretamente um subcanal FCCH;

(ii) Recebimento de uma atribuição;

(iii) Decodificação de todos os subcanais FCCH ativos sem recebimento de uma atribuição.

Novamente com referência à figura 9, no bloco 910 o processo começa pela inicialização de n em 0. Neste exemplo, n é uma variável utilizada para indicar o subcanal FCCH atual que está sendo decodificado na iteração atual do processo. No bloco 915, é decodificado o subcanal FCCH_n atual. Na primeira iteração, por exemplo, o FCCH_0 é

46/48 decodificado no bloco 915. No bloco 920, é determinado se o teste CRC com relação ao FCCH_n atual é aprovado. Se o teste CRC for aprovado, o processo continua até o bloco 925 para determinar se o ID de MAC correspondente está presente, caso contrário o processo continua até o bloco 930 para processar o próximo quadro de MAC. No bloco 925, se o ID de MAC correspondente estiver presente, o processo continua até o bloco 940 para a obtenção das informações de atribuição providas pelo ponto de acesso. Caso contrário, o processo continua até o bloco 935 para verificar se n é igual a 3. No bloco 935, se n for igual a 3, o processo continua até o bloco 945 para inicializar o campo FCCH_MASK, para indicar que todos os subcanais FCCH foram processados. Conforme descrito acima, em uma modalidade o campo FCCH_MASK na estrutura do subcanal FCCH_0 compreende três bits, cada um dentre os quais é utilizado para indicar a presença/ausência de um subcanal FCCH de taxa mais alta correspondente. Por exemplo, o primeiro bit (bit 0 ou o bit menos significativo) do campo FCCH_MASK é utilizado para indicar a presença/ausência do subcanal 1, o segundo bit (bit 1 ou próximo bit significativo) do campo FCCH_MASK é utilizado para indicar a presença/ausência do subcanal 2, e assim por diante. O processo continua então até o bloco 950 para determinar se existem quaisquer subcanais FCCH ativos restantes para serem decodificados. Caso existam mais subcanais FCCH ativos para serem decodificados, o processo continua até o bloco 960, para incrementar n até o próximo subcanal FCCH ativo. Caso contrário, o processo continua até o bloco 955 para processar o próximo quadro de MAC.

Várias partes do sistema MIMO WLAN e várias técnicas descritas aqui podem ser implementadas por diversos mecanismos. Por exemplo, o processamento no ponto de acesso e no terminal de usuário pode ser implementado em

47/48 hardware, software ou uma combinação deles. Para uma implementação em hardware, o processamento pode ser implementado dentro de um ou mais circuitos integrados de aplicação especifica (ASICs), processadores de sinal digital (DSPs), dispositivos de processamento de sinal digital (DSPDs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), arranjos de porta programáveis em campo (FPGAs), processadores, controladores, microcontroladores, microprocessadores, outras unidades eletrônicas para realizar as funções descritas aqui ou uma combinação deles.

Para uma implementação em software, o processamento pode ser implementado com módulos (por exemplo, procedimentos, funções e assim por diante) que realizam as funções descritas aqui. Os códigos de software podem ser armazenados em uma unidade de memória e realizados por um processador. A unidade de memória pode ser implementada dentro do processador ou fora do processador, e neste caso ela pode ser comunicativamente acoplada ao processador via diversos mecanismos, conforme é conhecido na técnica.

Os cabeçalhos são incluídos aqui para referência e para ajudar na localização de determinadas seções. Estes cabeçalhos não se destinam a limitar o escopo dos conceitos descritos sob eles, e estes conceitos podem ter aplicabilidade em outras seções ao longo de todo o relatório.

A descrição anterior das modalidades descritas é provida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica fabrique ou utilize a presente invenção. Várias modificações nestas modalidades serão prontamente evidentes aos versados na técnica, e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados a outras modalidades sem que se abandone o espírito ou escopo da invenção. Assim, a

48/48 presente invenção não pretende ser limitada às modalidades mostradas aqui, mas receberá o mais amplo escopo compatível com os princípios e aspectos inéditos descritos aqui.

1/5

Claims

REIVINDICAÇÕES

1\Ι

CL

Σ>

1/10

1. Método (800) para processar informações em um sistema de comunicação, caracterizado por compreender as etapas de:

particionar (810) um canal de controle utilizado para transmitir informações de controle em uma pluralidade de subcanais, cada subcanal sendo operado a uma taxa de dados específica, em que cada subcanal está associado a um conjunto específico de parâmetros operacionais incluindo uma taxa de código, um esquema de modulação e uma relação sinal/ruído, SNR;

selecionar, para cada um dentre um ou mais terminais de usuário, um dentre os subcanais a serem utilizados para transmitir informações de controle a partir de um ponto de acesso para o respectivo terminal de usuário, com base em um ou mais critérios de seleção; e transmitir (820) informações de controle a partir do ponto de acesso para um terminal de usuário particular no subcanal particular selecionado para o respectivo terminal de usuário.

2/10

Ο

LU v> £ < ο 9 _α < LLI Ξ LLSá

2/5

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas informações de controle serem transmitidas em um segmento de um quadro de dados especificamente alocado ao canal de controle.

3/10

3/5 designadas ao terminal de usuário foram obtidas a partir de um dentre a pluralidade de subcanais e uma terceira condição indicando que todos subcanais foram processados.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de subcanais ser transmitida sequencialmente em uma ordem a partir de um subcanal com uma taxa de dados mais baixa até um subcanal com uma taxa de dados mais alta.

4/10 ο

α.

α oi α: 5 a d < 5 =* S ο ο τ- Ο ο

ο:

α χ < = = □ ο ο.

F1&4B

4/5 mecanismos para transmitir (820) informações de controle a partir do ponto de acesso para um terminal de usuário particular no subcanal particular selecionado para o respectivo terminal de usuário.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por um subcanal que é transmitido primeiro na pluralidade de subcanais incluir um campo para indicar se outros subcanais estão também sendo transmitidos.

Petição 870180017049, de 02/03/2018, pág. 8/14

5/10 rf o

Cl

O

Cl

Ξ

LU

H

A f δ .££ X' ÍC Λ, Al ·. ' ¹

LLI

Q

O cc o

CL =>

$3

EC

5 16, caracterizado pela pluralidade de condições incluir uma primeira condição indicando uma falha em decodificar corretamente um dentre a pluralidade de subcanais, uma segunda condição indicando que informações de controle designadas ao terminal de usuário foram obtidas a partir de

10 um dentre a pluralidade de subcanais, e uma terceira condição indicando que todos os subcanais foram processados.

18. Equipamento, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por mecanismos para realizar um

15 procedimento de decodificação compreenderem:

mecanismos para determinar se informações transmitidas em um subcanal foram corretamente recebidas, com base em um métrica de qualidade correspondente ao respectivo subcanal; e

20 mecanismos para determinar se as informações de controle designadas ao terminal de usuário estão presentes no respectivo subcanal, com base em um identificador associado ao terminal de usuário.

19. Memória caracterizada por compreender

25 instruções que, quando executadas, fazem com que um computador realize um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

Petição 870180017049, de 02/03/2018, pág. 12/14

5/5 com um subcanal operado a uma taxa de dados mais baixa, até que pelo menos uma dentre uma pluralidade de condições seja satisfeita.

17. Equipamento, de acordo com a reivindicação

5 13. Equipamento, de acordo com a reivindicação

12, caracterizado pela pluralidade de subcanais ser transmitida sequencialmente em uma ordem a partir do subcanal com uma taxa de dados mais baixa até um subcanal com uma taxa de dados mais alta.

10 14. Equipamento, de acordo com a reivindicação

12, caracterizado por um subcanal que é transmitido primeiro na pluralidade de subcanais incluir um campo para indicar se outros subcanais estão também sendo transmitidos.

15 15. Equipamento, de acordo com a reivindicação

12, caracterizado pelos um ou mais critérios de seleção incluírem um primeiro critério correspondente a uma qualidade de link associada ao respectivo terminal de usuário, um segundo critério correspondente a exigências de

20 qualidade de serviço associadas ao respectivo terminal e um terceiro critério correspondente a uma preferência de subcanal indicada pelo respectivo terminal.

16. Equipamento para processar informações em um sistema de comunicação, caracterizado por compreender:

25 mecanismos para receber informações em um ou mais subcanais de controle, cada um dentre os quais sendo operado a uma taxa de dados específica, em que cada subcanal está associado a um conjunto específico de parâmetros operacionais incluindo uma taxa de código, um

30 esquema de modulação e uma relação sinal/ruído, SNR; e mecanismos para decodificar (915) os um ou mais subcanais de controle para obter informações de controle designadas a um terminal de usuário particular, iniciando

Petição 870180017049, de 02/03/2018, pág. 11/14

5 correspondente está presente no segmento alocado para transmitir informações de controle.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo campo compreender uma pluralidade de bits, cada um dentre os quais corresponde a um subcanal particular e ser utilizado para indicar se o subcanal

6/10 ο

Q.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos um ou mais critérios de seleção serem selecionados a partir do grupo que consiste em um primeiro

10 critério correspondente a uma qualidade de link associada ao respectivo terminal de usuário, um segundo critério correspondente a exigências de qualidade de serviço associadas ao respectivo terminal e um terceiro critério correspondente a uma preferência de subcanal indicada pelo

15 respectivo terminal.

7/10

I «ο «i £

O tJ <£>

Ο £ B£ =! S Ο Cl V> Q

CQ <ô

O <£

7. Método (900) para processar informações em um sistema, caracterizado por compreender as etapas de:

receber informações em um ou mais subcanais de controle, cada um dentre os quais sendo operado a uma taxa

20 de dados específica, em que cada subcanal está associado a um conjunto específico de parâmetros operacionais incluindo uma taxa de código, um esquema de modulação e uma relação sinal/ruído, SNR; e decodificar (915) os um ou mais subcanais de

25 controle para obter informações de controle designadas a um terminal de usuário particular, iniciando com um subcanal operado a uma taxa de dados mais baixa, até que pelo menos uma dentre uma pluralidade de condições seja satisfeita.

8/10 ο

ο

X

Κ

Ο

U.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7,

30 caracterizado pela pluralidade de condições incluir uma primeira condição, indicando uma falha em decodificar corretamente um dentre a pluralidade de subcanais, uma segunda condição indicando que informações de controle

Petição 870180017049, de 02/03/2018, pág. 9/14

9/10

RG.8

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, 5 caracterizado por decodificar compreender:

determinar se informações transmitidas em um subcanal foram corretamente recebidas, com base em uma métrica de qualidade correspondente ao respectivo subcanal; e

10 determinar se informações de controle designadas ao terminal de usuário estão presentes no respectivo subcanal, com base em um identificador associado ao terminal de usuário.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9,

15 caracterizado pela métrica de qualidade compreender uma verificação por redundância cíclica, CRC.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo identificador compreender um identificador de Controle de Acesso ao Meio, MAC.

20 12. Equipamento para processar informações em um sistema de comunicação, caracterizado por compreender:

mecanismos para particionar (810) um canal de controle que é utilizado para transmitir informações de controle em uma pluralidade de subcanais, cada subcanal

25 sendo operado a uma taxa de dados específica, em que cada subcanal está associado a um conjunto específico de parâmetros operacionais incluindo uma taxa de código, um esquema de modulação e uma relação sinal/ruído, SNR;

mecanismos para selecionar, para cada um dentre

30 um ou mais terminais de usuário, um dentre os subcanais a serem utilizados para transmitir informações de controle a partir de um ponto de acesso ao respectivo terminal de usuário, com base em um ou mais critérios de seleção; e

Petição 870180017049, de 02/03/2018, pág. 10/14

10/10

F/G. 9