BRPI0419347B1 - Método e equipamento para prover estimação de relação sinal/ruído (snr) de enlace ascendente em um sistema de comunicação sem fio - Google Patents
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Description
(54) Título: MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA PROVER ESTIMAÇÃO DE RELAÇÃO SINAL/RUÍDO (SNR) DE ENLACE ASCENDENTE EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO (51) Int.CI.: H04W24/08; H04B 17/336 (52) CPC: H04W 24/08,H04B 17/336 (30) Prioridade Unionista: 05/03/2004 US 10/794,917, 06/03/2003 US 60/452,790 (73) Titular(es): QUALCOMM INCORPORATED (72) Inventor(es): DURGA PRASAD MALLADI
MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA PROVER ESTIMAÇÃO DE RELAÇÃO SINAL/RUÍDO (SNR) DE ENLACE ASCENDENTE EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO.DIVIDIDO DO PI 0408075-0, DEPOSITADO EM 08/03/2004.
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se de maneira geral, a sistemas de comunicação e, mais especificamente, a um método e equipamento para prover estimação de relação sinal/ruído (SNR) de enlace ascendente em um sistema de comunicação sem fio.
Descrição da Técnica Anterior
Tecnologias de comunicação sem fio têm visto um crescimento explosivo nos últimos anos. Este crescimento tem sido basicamente impulsionado por serviços sem fio que provêem liberdade de movimento ao público que se comunica, em oposição a serem conectados a um sistema de comunicação cabeado. Este tem sido também impulsionado pela qualidade e velocidade crescentes das comunicações de voz e dados através do meio sem fio, entre outros fatores. Em consequência destes aperfeiçoamentos no campo das comunicações, as comunicações sem fio têm tido, e continuarão a ter, um impacto significante em um número crescente do público que se comunica.
Um tipo de sistema de comunicação sem fio inclui um sistema de Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga (W-CDMA), que é configurado para suportar comunicações tanto de voz quanto de dados. Este sistema pode ter múltiplos transceptores base locais que comunicam através de um enlace sem fio com uma pluralidade de terminais móveis. 0 transceptor base local transmite dados e informações de controle ao terminal móvel através de um conjunto de canais de enlace direto e o terminal móvel transmite dados e informações de controle ao transceptor
2/25 base local através de um conjunto de canais de enlace reverso. Em particular, os canais de enlace reverso transmitidos do terminal móvel para o transceptor base local incluem um canal piloto, canal de tráfego, e canal indicador de taxa, entre outros. O canal de tráfego transmite dados do terminal móvel para o transceptor base local. O canal indicador de taxa provê uma taxa de dados ao transceptor base local que indica a taxa na qual os dados estão sendo transmitidos através do canal de tráfego. O canal piloto pode ser utilizado pelo transceptor base local para uma referência de amplitude e fase para demodular os dados no canal de tráfego.
Os canais de enlace reverso são tipicamente controlados por potência para compensar as variações nos sinais recebidos devido a variações através do meio de comunicação entre o terminal móvel e o transceptor base local. Este processo de controle de potência é usualmente baseado na medição da relação sinal/ruido (SNR) do canal piloto. Por exemplo, o transceptor base local mede periodicamente a SNR do canal piloto recebido do terminal móvel e a compara com uma SNR alvo. Se a SNR medida estiver abaixo da SNR alvo, o transceptor base local transmite ao terminal móvel um comando UP. Isto orienta o terminal móvel no sentido de aumentar o nivel de potência do canal piloto, assim como dos outros canais. Se a SNR medida estiver acima da SNR alvo, o transceptor base local envia um comando DOWN ao terminal móvel. Isto orienta o terminal móvel no sentido de diminuir o nivel de potência dos canais. O terminal móvel aumenta e diminui a potência de transmissão dos canais em uma etapa ascendente ou descendente fixa.
Tipicamente, à medida que a taxa de dados no canal de tráfego aumenta, a potência de sinal do canal de
3/25 tráfego é também aumentada pelo terminal móvel, de modo a acomodar a taxa de dados aumentada. Para uma operação eficiente do enlace de comunicação, a potência piloto tipicamente necessita ser aumentada para prover uma melhor estimação de fase para as taxas de dados mais elevadas. Entretanto, uma vez que a potência de sinal total máxima na qual o terminal móvel pode transmitir através de cada um dos canais de enlace reverso é limitada a uma quantidade finita de potência, o nível de potência de sinal do canal piloto é ajustado em um nível de potência de sinal nominal para permitir um aumento no nível de potência de sinal do canal de tráfego para acomodar a taxa de dados aumentada e minimizar a sobrecarga (overhead) do canal piloto. Ao manter o nível de potência de sinal do canal piloto para um nível de potência de sinal nominal, a estimação da SNR do canal piloto pode não ser tão precisa quanto se esta fosse transmitida a um nível de potência de sinal mais elevado. Consequentemente, o controle de potência de circuito interno do sistema de comunicação sem fio pode sofrer um impacto adverso devido à segurança diminuída na SNR medida de um nível de potência de sinal mais baixo transmitido no canal piloto.
A presente invenção pretende solucionar, ou pelo menos reduzir os efeitos de, um ou mais dos problemas indicados acima.
Resumo da Invenção
Em um aspecto da invenção, um método em um sistema de comunicação sem fio é provido. O método compreende receber um primeiro sinal através de um primeiro canal e um segundo sinal através de um segundo canal, em que o segundo sinal é recebido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do primeiro sinal. A relação sinal/ruído (SNR) do segundo sinal é medida, e a SNR do
4/25 primeiro sinal é determinada com base, pelo menos em parte, na SNR medida do segundo sinal.
Em outro aspecto da invenção, um equipamento é provido. O equipamento compreende pelo menos um transmissor para transmitir um primeiro sinal através de um primeiro canal e um segundo sinal através de um segundo canal, em que o segundo sinal é transmitido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do primeiro sinal. O sistema também compreende pelo menos um receptor para receber o primeiro e segundo sinais. O receptor mede a relação sinal/ruído (SNR) do segundo sinal e determina a SNR do primeiro sinal com base, pelo menos em parte, na SNR medida do segundo sinal.
Em outro aspecto da invenção, um dispositivo é provido. O dispositivo compreende um receptor para receber um primeiro sinal através de um primeiro canal e um segundo sinal através do segundo canal, em que o segundo sinal é recebido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do primeiro sinal. O dispositivo receptor também compreende um processador para medir a relação sinal/ruído (SNR) do segundo sinal e determinar a SNR do primeiro sinal com base, pelo menos em parte, na SNR medida do segundo sinal.
Em outro aspecto da invenção, um terminal móvel é provido. O terminal móvel compreende um transmissor que transmite um primeiro sinal através de um primeiro canal e um segundo sinal através de um segundo canal a um transceptor base local, em que o segundo sinal é transmitido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do primeiro sinal. O transceptor base local recebe o primeiro e segundo sinais, mede a relação sinal/ruído (SNR) do segundo sinal, e determina a SNR do primeiro sinal com base, pelo menos em parte, na SNR medida do segundo sinal.
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Em outro aspecto da invenção, um meio (mídia) legível por computador que incorpora um método para um sistema de comunicação sem fio é provido. O método compreende receber um primeiro sinal através de um primeiro canal e um segundo sinal através de um segundo canal, em que o segundo sinal é recebido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do primeiro sinal. A relação sinal/ruído (SNR) do segundo sinal é medida, e a SNR do primeiro sinal é determinada com base, pelo menos em parte, na SNR medida do segundo sinal.
Breve Descrição das Figuras
Figura 1 - é um diagrama em blocos de um sistema de comunicação sem fio de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente invenção.
Figura 2 - apresenta uma representação mais detalhada de um terminal móvel que se comunica no sistema de comunicação sem fio da Figura 1.
Figura 3 - descreve uma representação mais detalhada de um transceptor base local dentro do sistema de comunicação sem fio da Figura 1.
Figura 4 - é um diagrama ilustrando canais de enlace direto e reverso utilizados entre o terminal móvel e o transceptor base local.
Figuras 5A e 5B - apresentam a transmissão de um canal indicador de taxa através da multiplexação por divisão de código (CDM) e da multiplexação por divisão de tempo (TDM), respectivamente.
Figura 6 - ilustra um gráfico portando os níveis de potência de sinal relativo nos quais um canal de tráfego, um canal indicador de taxa e um canal piloto são transmitidos pelo terminal móvel para o transceptor base local.
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Figura 7 - apresenta uma tabela de consulta, que é armazenada no transceptor base local, que provê uma associação entre a taxa de dados do canal de tráfego, a relação tráfego/piloto, e a relação RICH/piloto dos respectivos canais de enlace reverso.
Figura 8 - é um fluxograma ilustrando um método para prover uma estimação da SNR piloto e da SNR de símbolo de acordo com uma modalidade da presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
Com referência agora aos desenhos, e especificamente à Figura 1, um sistema de comunicação sem fio 100 é provido de acordo com uma modalidade da presente invenção. 0 sistema de comunicação sem fio 100 compreende uma pluralidade de terminais móveis (MT) 105, que comunicam com uma pluralidade de transceptores base locais (BTS) 110, que são geograficamente dispersos para prover cobertura de comunicação contínua com os terminais móveis 105, à medida que eles atravessam o sistema de comunicação sem fio 100.
Os terminais móveis 105 podem, por exemplo, assumir a forma de telefones sem fio, gerenciadores de informações pessoais (PIMs), assistentes digitais pessoais (PDAs), ou outros tipos de terminais de computador que são configurados para comunicação sem fio. Os transceptores base locais 110 transmitem dados aos terminais móveis 105 através do enlace direto de um canal de comunicação sem fio 115, e os terminais móveis 105 transmitem dados aos transceptores base locais 110 através de um enlace reverso do canal 115.
Em uma modalidade, o sistema de comunicação sem fio 100 conforma geralmente a uma versão da especificação W-CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga) . W-CDMA é um padrão de comunicação sem fio de 3Geração (3G) que é baseado no padrão IS-95. De acordo com a
7/25 modalidade ilustrada, o sistema de comunicação sem fio 100 é destinado a operar utilizando a Versão 6 3GPP (Projeto de Parceiros de 3- Geração) do padrão W-CDMA, mas outras modalidades podem ser implementadas em outras versões do padrão W-CDMA. Em uma modalidade alternativa, o sistema de comunicação sem fio 100 pode operar de acordo com a Revisão D 3GPP2 do padrão cdma2000. Deve ficar entendido que as modalidades descritas aqui devem ser consideradas como exemplares, e não limitadoras. Por conseguinte, o sistema 100 pode assumir a forma de diversos outros tipos de sistema de comunicação sem fio sem que se afaste do conceito inventivo e escopo da presente invenção.
Cada transceptor base local 110 é acoplado a um controlador de estação base (BSC) 120, que controla as conexões entre os transceptores base locais 110 e os outros componentes de sistema de comunicação do sistema de comunicação sem fio 100. Os transceptores base locais 110 e o controlador de estação base 120 formam coletivamente uma rede de acesso de rádio (RAN) para transportar dados para e da pluralidade de terminais móveis 105 que comunicam dentro do sistema de comunicação sem fio 100. Os transceptores base locais 110 são acoplados ao controlador de estação base 120 por enlaces de comunicação 125, que podem ter a forma cabeada El ou enlace Tl. Os enlaces de comunicação 125, contudo, podem ser alternativamente incorporados utilizando qualquer um de vários meios de comunicação cabeados ou sem fio, que incluem, mas não se limitam necessariamente a, microondas, fibra óptica e semelhantes. Além disto, a descrição simplificada do sistema de comunicação sem fio 100 na Figura 1 é meramente para facilitar a interpretação da presente invenção. Deve ficar entendido, contudo, que o sistema de comunicação sem fio 100 pode ser configurado com qualquer número de terminais
8/25 móveis 105, transceptores base locais 110, e controladores de estação base 120 sem que se afaste do conceito inventivo e escopo da presente invenção.
O controlador de estação base 120 pode ser acoplado a diversos componentes de sistema de comunicação de modo a estender efetivamente as capacidades de comunicação disponíveis para os terminais móveis 105 além do sistema de comunicação sem fio 100. Os componentes de sistema de comunicação podem incluir um servidor de dados 140, uma rede de telefonia comutada pública (PSTN) 150, e a Internet 160 para acesso pelos terminais móveis 105. Deve ficar entendido que os componentes do sistema de comunicação ilustrados na Figura 1 são apenas para fins de exemplificação, e que o sistema de comunicação sem fio 100 pode conectar com vários outros tipos de componentes de sistema de comunicação sem que se afastem do conceito inventivo e escopo da presente invenção.
Com referência agora à Figura 2, uma representação mais detalhada do terminal móvel 105 é apresentada de acordo com uma modalidade da presente invenção. Em uma de suas formas mais simples, o terminal móvel 105 compreende um transmissor 205 para transmitir dados através do enlace reverso do canal de comunicação sem fio 115 para os transceptores base locais 110. O terminal móvel 105 inclui também um receptor 210 para receber dados transmitidos dos transceptores base locais 110 através do enlace direto do canal de comunicação sem fio 115. Em uma modalidade alternativa, o transmissor 205 e o receptor 210 podem ser combinados em uma única unidade transceptora em oposição à incorporação como duas entidades distintas, como ilustrado na figura. 0 transmissor 205 e o receptor 210 são acoplados a uma antena 215 para facilitar a transmissão e
9/25 recepção sem fio dos dados através do canal de comunicação sem fio 115.
O terminal móvel 105 também compreende um processador 220, para controlar diversas funções operacionais e uma memória 225 para armazenar dados. Em uma modalidade, o processador 220 pode ter a forma de um chip de processador de sinal digital (DSP). Deve ficar entendido, contudo, que o processador 220 pode ter a forma de vários outros processadores ou controladores disponíveis comercialmente.
O terminal móvel 105 compreende também uma unidade de entrada de dados 230, que provê dados para transmissão para os transceptores base locais 110 através do canal de comunicação sem fio 115. A unidade de entrada de dados 230 pode ter a forma de um microfone ou uma entrada de um dispositivo gerador de dados, tal como um terminal de computador, por exemplo. Deve ficar entendido que a unidade de entrada de dados 230 pode ser implementada de várias outras formas para prover dados ao processador 220 e, assim, não precisa ser limitada aos exemplos acima mencionados.
Os dados recebidos através da unidade de entrada de dados 230 são processados pelo processador 220 e então encaminhados ao transmissor 205 para transmissão através do enlace reverso do canal de comunicação sem fio 115 para os transceptores base locais 110. Dados recebidos pelo receptor 210 através do enlace direto do canal de comunicação sem fio 115 dos transceptores base locais 110 são encaminhados ao processador 220 para processamento e então para a unidade de saída de dados 235 para diversos fins, tal como a apresentação ao usuário do terminal móvel 105, por exemplo. A unidade de saída de dados 235 pode ter a forma de pelo menos um dentre um alto-falante, um display
10/25 visual, e uma saída para um dispositivo de dados (por exemplo, um terminal de computador) ou quaisquer combinações destes. Deve ficar entendido que a unidade de saída de dados 235 pode compreender diversos outros dispositivos de percepção visual ou auricular e, portanto, não precisa ser necessariamente limitada aos exemplos acima mencionados. Além disto, a descrição simplificada do terminal móvel 105 na Figura 2 é meramente para facilitar a interpretação da presente invenção. Por conseguinte, deve ficar também entendido que o terminal móvel 105 pode incluir outros componentes para permitir várias outras características e/ou capacidades do terminal móvel 105 além dos ilustrados.
Com referência agora à Figura 3, uma representação mais detalhada do transceptor base local 110 é apresentada de acordo com uma modalidade da presente invenção. Em uma de suas formas mais simples, o transceptor base local 110 compreende um transmissor 305 para transmitir dados através do enlace direto do canal de comunicação sem fio 115 para o terminal móvel 105, e um receptor 310 para receber dados dos terminais móveis 105 através do enlace reverso do canal de comunicação sem fio 115. Em uma modalidade alternativa, o transmissor 305 e o receptor 310 podem ser combinados em uma única unidade transceptora em lugar de serem incorporados como duas entidades distintas como ilustrado. O transmissor 305 e o receptor 310 são acoplados a uma antena 315 para facilitar a transmissão e recepção de dados através do canal de comunicação sem fio 115.
transceptor base local 110 é também configurado com um processador 320 para controlar várias características operacionais e uma memória 325 para armazenar dados. Em uma modalidade, o processador 320 pode
11/25 ter a forma de um chip de processador de sinal digital (DSP). Deve ficar entendido, contudo, que o processador 320 pode ter a forma de vários outros processadores ou controladores disponíveis comercialmente. O transceptor base local 110 também compreende uma interface de comunicação 340 para conectar o transceptor base local 110 ao controlador de estação base 120. Deve ficar entendido que o transceptor base local 110 pode ser configurado com componentes adicionais para realizar uma variedade de outras funções além destas ilustradas.
O canal de comunicação sem fio 115 inclui vários canais para comunicação entre o transceptor base local 110 e o terminal móvel 105. Com referência à Figura 4, um diagrama ilustrando a pluralidade de canais entre o transceptor base local 110 e o terminal móvel 105 é apresentado. O transceptor base local 110 transmite dados ao terminal móvel 105 via um conjunto de canais de enlace direto 410. Estes canais de enlace direto 410 incluem tipicamente canais de dados, através dos quais dados são transmitidos e canais de controle através dos quais os sinais de controle são transmitidos.
O terminal móvel 105 transmite dados para o transceptor base local 110 via um conjunto de canais de enlace reverso 420, que incluem também canais de dados e de controle. Em particular, o terminal móvel 105 transmite informações para o transceptor base local 110 através de um canal de controle físico dedicado (DPCCH) (por exemplo, um canal piloto) 422, um canal de dados físico dedicado (RDPDCH) (por exemplo, um canal de tráfego) 424, e um canal indicador de taxa (R-RICH) 426.
A informação transmitida através destes canais de enlace reverso 420 do terminal móvel 105 para o transceptor base local 110 é representada por bi.ts. Vários bits são
12/25 agrupados em conjunto em um quadro (frame) e codificados em símbolos de modulação. Os símbolos de modulação são então transmitidos através dos canais de enlace reverso 420 apropriados para o transceptor base local 110. Por exemplo, bits indicadores de taxa são codificados em símbolos de modulação indicadores de taxa e são então transmitidos através do canal indicador de taxa R-RICH 426. De maneira semelhante, bits de dados de tráfego são codificados em símbolos de modulação de dados, e transmitidos através do canal de tráfego R-DPDCH 424.
O canal de tráfego R-DPDCH 424 porta um sinal compreendendo quadros de dados do terminal móvel 105 para o transceptor base local 110. A taxa de dados na qual estes quadros são transmitidos é tipicamente variável. Usualmente, à medida que a taxa de dados através do canal de tráfego R-DPDCH 424 aumenta, a quantidade de potência necessária para transmitir o sinal de tráfego de dados através do canal R-DPDCH 424 aumenta também.
O canal indicador de taxa R-RICH 426 porta um sinal compreendendo quadros indicadores de taxa que correspondem aos quadros de tráfego de dados transmitidos no canal de tráfego R-DPDCH 424. Cada um dos quadros indicadores de taxa identifica a taxa de dados do quadro de tráfego de dados correspondente. 0 canal indicador de taxa R-RICH 426 porta também informações de Solicitação de Repetição Automática Híbrida (HARQ) (tal como um ID de subpacote, versão de redundância, etc.), que permite, ao transceptor base local 110 decodificar o canal de tráfego R-DPDCH 424 . Os bits HARQ permitem ao transceptor base local 110 uma combinação suave dos símbolos de dados recebidos com transmissões prévias através do canal de tráfego R-DPDCH 424 antes de decodificar ou decodificar os símbolos recebidos independentemente. O canal indicador de
13/25 taxa R-RICH 426 tem tipicamente uma taxa de dados baixa, fixa.
O canal piloto DPCCH 422 porta um sinal piloto que provê uma referência de amplitude e fase, por exemplo, para demodular os dados no canal de tráfego R-DPDCH 424. Por conseguinte, o canal piloto DPCCH 422 pode ser utilizado como uma referência de demodulação pelo transceptor base local 110 para demodular sinais recebidos do terminal móvel 105. De acordo com a modalidade ilustrada, o sinal piloto tem uma taxa de dados baixa, fixa, para permitir ao terminal móvel 105 transmitir através do canal de tráfego R-DPDCH 424 a uma potência de sinal mais elevada, de modo a acomodar taxas de dados mais elevadas transmitidas através deste.
Em uma modalidade, o canal indicador de taxa RRICH 426 é transmitido através de multiplexação por divisão de código (CDM) , como ilustrado na Figura 5A, na qual o canal indicador de taxa R-RICH 426 é transmitido em um canal de código separado do canal de tráfego R-DPDCH 424. Em uma modalidade alternativa, o canal indicador de taxa RRICH 426 pode ser transmitido por multiplexação por divisão de tempo (TDM), com o canal de tráfego R-DPDCH 424 no mesmo canal de código com base em divisão de tempo, como ilustrado na Figura 5B.
Tipicamente, à medida que a taxa de dados no canal de tráfego R-DPDCH 424 aumenta, a potência de sinal do canal de tráfego R-DPDCH 424 é também aumentada pelo terminal móvel 105 para acomodar a taxa de dados aumentada. Para uma operação eficiente do enlace de comunicação, a potência piloto é tipicamente aumentada para prover uma melhor estimação de fase para as taxas de dados mais elevadas. Uma vez que a potência de sinal total máxima na qual o terminal móvel 105 pode transmitir através de cada
14/25 um dos canais de enlace reverso 420 é limitada a uma quantidade finita de potência, o nivel de potência de sinal do canal piloto DPCCH 422 é ajustado a um nivel de potência de sinal nominal para permitir um aumento no nível de potência de sinal do canal de tráfego R-DPDCH 424, de modo a acomodar a taxa de dados aumentada e minimizar a sobrecarga do canal piloto DPCCH 422.
Ao manter o nível de potência de sinal do canal piloto DPCCH 422 a um nível de potência de sinal nominal, contudo, a estimação da relação sinal/ruído (SNR) do canal piloto DPCCH 422 pode não ser tão precisa quanto se esta fosse transmitida a um nível de potência de sinal mais elevado. Ao medir a SNR do canal indicador de taxa R-RICH 426, que é transmitida a um nível de potência de sinal mais elevado que o do canal piloto DPCCH 422, uma estimação mais exata da SNR do canal piloto pode ser determinada. Em consequência do alcance de uma SNR mais exata do canal piloto DPCCH 422, o sistema de comunicação sem fio 100 pode alcançar um controle de potência de circuito interno e uma graduação de símbolos mais eficientes para decodificação turbo.
Com referência agora à Figura 6, um gráfico ilustrando os níveis de potência de sinal relativos nos quais o canal de tráfego R-DPDCH 424, o canal indicador de taxa R-RICH 426, e o canal piloto DPCCH 422 são transmitidos pelo terminal móvel 105 para o transceptor base local 110 é apresentado para uma taxa de dados particular. De acordo com a modalidade ilustrada, o nível de potência de sinal do canal piloto DPCCH 422 é mantido a um nível nominal para permitir que o canal de tráfego RDPDCH 424 seja transmitido a um nível de potência de sinal mais elevado para acomodar uma taxa de dados mais elevada. Na modalidade ilustrada, a relação tráfego/piloto (T/P)
15/25 (isto é, a relação de energia/chip do sinal de dados no canal de tráfego R-DPDCH 424 para o sinal piloto no canal piloto DPCCH 422) é mantida relativamente alta quando comparada com a relação RICH/piloto (R/P) (isto é, a relação de energia/chip do sinal indicador de taxa no canal indicador de taxa R-RICH 426 para o sinal piloto no canal piloto DPCCH 422) . À medida que a taxa de dados aumenta através do canal de tráfego R-DPDCH 424, a diferença entre as relações tráfego/piloto e RICH/piloto também aumenta. A associação entre as relações tráfego/piloto e RICH/piloto desempenha um papel importante na determinação de SNR do canal piloto DPCCH 422 e do canal de tráfego R-DPDCH 424.
Com referência agora à Figura 7, uma tabela de consulta 700 que provê uma associação entre a relação de dados 710 do canal de tráfego R-DPDCH 424 e a relação de tráfego/piloto 720 e a relação RICH/piloto 730 desejadas é apresentada de acordo com uma modalidade da presente invenção. De acordo com uma modalidade, a tabela 700 é armazenada na memória 325 do transceptor base local 110, e provê a relação tráfego/piloto 720 e a relação RICH/piloto 730 desejadas para cada taxa de dados 710 particular na qual o terminal móvel 105 transmite dados através do canal de tráfego R-DPDCH 424 para o transceptor base local 110. À medida que a taxa de dados 710 do canal de tráfego R-DPDCH 424 aumenta, a diferença entre a relação tráfego/piloto 720 e a relação RICH/piloto 730 aumenta. Deverá ser apreciado que os valores específicos das relações tráfego/piloto e RICH/piloto 720, 730 para as taxas de dados 710 particulares providas na tabela 700 são meramente exemplares. Por conseguinte, os valores das relações tráfego/piloto e RICH/piloto 720, 730 não precisam ser necessariamente limitadas aos exemplos mostrados, mas podem incluir outros valores sem que se afastem do conceito inventivo e escopo da presente invenção.
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A relação RICH/piloto 730 na tabela 700 para uma taxa de dados 710 particular é utilizada pelo transceptor base local 110 para estimar de maneira mais exata a SNR do canal piloto DPCCH 422 e do canal de tráfego R-DPDCH 424. Especificamente, em uma modalidade, a SNR estimada do canal piloto DPCCH 422 é o produto da SNR medida do canal indicador de taxa RRICH 426 e o inverso da relação RICH/piloto 730 para uma taxa de dados 710 particular através do canal de tráfego R-DPDCH 424. A SNR de símbolo para o canal de tráfego R-DPDCH 424 é o produto da SNR medida do canal indicador de taxa R-RICH 426, do inverso da relação RICH/piloto 730, e da relação tráf ego/piloto 720 para uma taxa de dados 710 particular através do canal de tráfego R-DPDCH 424. A SNR piloto estimada é utilizada pelo transceptor base local 110 para realizar de maneira mais exata o controle de potência de circuito-interno e a SNR de símbolo estimada é utilizada para graduação métrica na decodificação turbo. Uma descrição mais detalhada de como o transceptor base local 110 determina a SNR piloto e a SNR de símbolo é provida a seguir.
Para determinar a SNR do canal piloto DPCCH 422, a SNR do canal indicador de taxa 42 6 é medida. De acordo com a modalidade ilustrada, símbolos do canal de tráfego RDPDCH 424 são armazenados na memória 325 do transceptor base local 110, à medida que eles são recebidos do terminal móvel 105. O símbolo RICH normalizado (xk) do canal indicador de taxa R-RICH 426, que é recebido após a filtragem piloto (por exemplo, estimação e de-rotação de canais) pode ser representado pela equação a seguir.
xk
^c,rich ' SF
I.
+ a
2-1 {u +J^kQ}
17/25 Ev-SFr J·^
Pk=a-,\-;--e +,
IJF
2-7 ‘ {Ukl + J ' UkQ } onde:
a k = Coeficiente de desvanecimento
Ecrich = Energia por chip RICH
E = Energia por chip Piloto
SF = Fator de Dispersão de RICH
SFp = Fator de Dispersão de Piloto
Io = Densidade espectral de potência Recebida
Total φ= Fase
Nt = Densidade espectral de potência de Ruído mais Interferência nkI,nkQ,ukI ,ukQ = Termos de ruído mais interferência complexos.
A SNR do canal indicador de taxa R-RICH 426 pode ser determinada ao acumular os símbolos RICH nãocoerentemente, coerentemente, ou uma combinação de acumulação coerente e não-coerente. Ao acumular os símbolos RICH não-coerentemente, cada energia de símbolo RICH é somada através da transmissão RICH. Um exemplo de acumulação não-coerente pode ser representado pela equação seguinte, que provê uma estimativa da energia de símbolo RICH (Esrich/I0) .
N-i k=0
Uma estimativa da densidade espectral de potência de ruído (N,/Io) é representada pela equação a seguir.
18/25
V-l
N-2
Y\Pkn-Pk k=0
Ao acumular os símbolos RICH coerentemente, o transceptor base local 110 decodifica o RICH primeiro. Se os símbolos RICH forem repetidos através da transmissão, o RICH pode ser decodificado após cada transmissão. Uma vez concluída com sucesso a decodificação, o transceptor base local 110 conhece os símbolos RICH transmitidos e pode então somar coerentemente os símbolos recebidos. Um exemplo de acumulação coerente pode ser representado pela equação a seguir, que provê uma estimativa da energia de símbolo RICH iE,
onde:
Λ-1
-ÍV k=0 zk = Símbolo RICH estimado no tempo k
Uma estimativa da densidade espectral da potência de ruído (Nt/I0) pode ser representada pela equação a 15 seguir.
Zk+l ' Xk+l ~ Zk ' Xk
M =_L_ y Io N-í h
Para acumulações não-coerentes e coerentes, a SNR (Esrjch /Nt ) do canal indicador de taxa R-RICH 426 pode ser então derivada pela equação a seguir.
19/25
Ε Ε ^s,rich ^s^rich
Ν,
Uma vez obtida a SNR (Esricfl/Nt) do canal indicador de taxa R-RICH 42 6, a SNR (Ecpiloto INt) do canal piloto DPCCH 422 pode ser obtida a partir da equação abaixo.
Ε Ε E c,piloto s,rich ο,ρϊΐοίο
N,
N, Ecrich
Em particular, a SNR (Ecpiloto /Nt) do canal piloto DPCCH 422 é determinada obtendo o produto da SNR medida (Esrich /N, ) do canal indicador de taxa R-RICH 42 6 (como obtida acima) e o inverso da relação RICH/piloto 730 para uma taxa de dados particular através do canal de tráfego RDPDCH 424 a partir da tabela 700 armazenada na memória 325 do transceptor base local 110. Como mencionado, a relação RICH/piloto 730 é a relação de energia/chip entre o sinal indicador de taxa e o sinal piloto (Ec rich /Ec iloto) . Uma vez obtida a SNR (Ecpilolo /Nt) do canal piloto DPCCH 422, a SNR piloto pode ser utilizada para realizar com maior exatidão o controle de potência de circuito interno pelo transceptor base local 110 para comunicação com o terminal móvel 105. A maneira na qual o transceptor base local 110 realiza o controle de potência de circuito interno com base na SNR piloto estimada é notoriamente conhecida dos versados na técnica. Por conseguinte, os detalhes para determinar tal controle de potência baseado na SNR piloto não serão descritos aqui para evitar o obscurecimento desnecessário da presente invenção.
20/25
A SNR de símbolo (Es,dados /Nt) para graduação métrica pode ser derivada pela equação a seguir.
C1 U* dados ^s.rich
F F & c, dados c, piloto
N,
N,
F F c,piloto c,rich
Ά SNR de símbolo /Nt) é determinada ao obter o produto da SNR medida (Esrich/Nt) do canal indicador de taxa R-RICH 426, o inverso da relação RICH/piloto 730, e da relação tráf ego/piloto 720 para uma taxa de dados particular através do canal de tráfego R-DPDCH 424. Como mencionado acima, a relação RICH/piloto 730 e a relação tráfego/piloto 720 para uma taxa de dados 710 particular no canal de tráfego R-DPDCH 424 são obtidas da tabela 700 armazenada na memória 325 do transceptor base local 110. A SNR de símbolo estimada (Fsdados/N/ é então utilizada pelo transceptor base local 110 para graduação métrica na decodificação turbo. A maneira na qual o transceptor base local 110 realiza graduação métrica com base na SNR de símbolo estimada é notoriamente conhecida dos versados na técnica. Por conseguinte, os detalhes para determinar tal graduação métrica baseada na SNR de símbolo não serão descritos aqui de modo a evitar o obscurecimento desnecessário da presente invenção.
Com referência agora à Figura 8, um método para prover uma estimação da SNR piloto e da SNR de símbolo é apresentado de acordo com uma modalidade da presente invenção. No bloco 810, o receptor 310 do transceptor base local 110 recebe os sinais piloto, de dados e de indicadores de taxa através dos respectivos canais piloto DPCCH 422, canal de tráfego R-DPDCH 424, e canal indicador de taxa R-RICH 426 transmitidos do terminal móvel 105. De
21/25 acordo com uma modalidade, o canal indicador de taxa R-RICH 426 é transmitido através da multiplexação por divisão de código (CDM) , como ilustrado na Figura 5A, na qual o canal indicador de taxa R-RICH 426 é transmitido em um canal de código separado do canal de tráfego R-DPDCH 424. Em uma modalidade alternativa, o canal indicador de taxa R-RICH 426 pode ser transmitido através da multiplexação por divisão de tempo (TDM) com o canal de tráfego R-DPDCH 424 no mesmo canal de código com base na divisão de tempo, como ilustrado na Figura 5B.
No bloco 820, o transceptor base local 110 armazena símbolos do canal de tráfego R-DPDCH 424 à medida que eles são recebidos do terminal móvel 105. O processador 320 do transceptor base local 110 estima a SNR do canal indicador de taxa R-RICH 426 não-coerentemente, coerentemente, ou uma combinação de acumulação coerente e não-coerente no bloco 830. Especificamente, ao acumular os símbolos RICH não-coerentemente, cada energia de símbolo RICH é somada através da transmissão RICH. Ao acumular os símbolos RICH coerentemente, o transceptor base local 110 decodifica o RICH primeiro. Se os símbolos RICH forem repetidos através da transmissão, o RICH pode ser decodificado após cada transmissão. Uma vez concluída com sucesso a decodificação, o transceptor base local 110 conhece os símbolos RICH transmitidos e pode então somar coerentemente os símbolos recebidos. Exemplos de acumulação não-coerente e coerente, que provêem uma estimativa da energia de símbolo RICH ( Es rich / Io ) foram apresentados anteriormente. Em uma modalidade, a SNR (EsrichINt) do canal indicador de taxa R-RICH 426 pode ser então derivada ao obter o produto da energia de símbolo RICH (EsrichII0) e o inverso da densidade
22/25 espectral da potência de ruído (Nt /Io), cujas equações foram também apresentadas anteriormente.
No bloco 840, o processador 320 do transceptor base local 110 determina a SNR piloto (Ec pilolo / Nt) do canal piloto DPCCH 422 ao obter o produto da SNR medida do canal indicador de taxa R-RICH 426 e o inverso da relação RICH/piloto 730 para uma taxa de dados 710 particular através do canal de tráfego R-DPDCH 424 da tabela 700 armazenada na memória 325 do transceptor base local 110, como apresentado pela equação a seguir.
E F F c, piloto ‘-'ssich c,piloto
N,
N F Jv t ^c,rich
Uma vez obtida a SNR do canal piloto DPCCH 422, a SNR piloto pode ser utilizada para realizar o controle de potência de circuito interno pelo transceptor base local 110 para comunicação com o terminal móvel 105 utilizando métodos notoriamente estabelecidos na técnica.
No bloco 850, o processador 320 do transceptor base local 110 determina a SNR de símbolo (Es dados / Nt) do canal de tráfego R-DPDCH 424 ao obter o produto da SNR medida do canal indicador de taxa R-RICH 426, o inverso da relação RICH/piloto 730, e a relação tráfego/piloto 720 para uma taxa de dados particular através do canal de
tráfego R-DPDCH seguir. | 424, como | apresentado pela | equação a |
F E s,dados s,rich | r E E' c,dados piloto | ||
Nt N, | F E c,piloto Cyrich | ||
Como | mencionado | anteriormente, a | relação |
RICH/piloto 730 | e a relação | tráfego/piloto 720 | para uma |
23/25 taxa de dados 710 particular no canal de tráfego R-DPDCH 424 são obtidas da tabela 700 armazenada na memória 325 do transceptor base local 110. A SNR de símbolo estimada pode ser então utilizada pelo transceptor base local 110 para graduação métrica na decodificação turbo utilizando métodos notoriamente estabelecidos na técnica.
Ao manter o nível de potência de sinal do canal piloto DPCCH 422 a um nível de potência de sinal nominal para acomodar taxas de dados mais elevadas através do canal de tráfego R-DPDCH 424 pode fazer com que a estimação da SNR do canal piloto DPCCH 422 não seja tão precisa quanto se fosse transmitida a um nível de potência de sinal mais elevado. Ao medir a SNR do canal indicador de taxa R-RICH 426, que é transmitido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do canal piloto R-DPCCH 422, uma estimação mais exata da SNR do canal piloto pode ser determinada utilizando os métodos descritos acima. Como resultado, para alcançar uma SNR mais exata do canal piloto DPCCH 422, o sistema de comunicação sem fio 100 pode alcançar um controle de potência de circuito interno e uma graduação de símbolos mais eficientes para decodificação turbo.
Os versados na técnica entenderíam que as informações e sinais podem ser representados utilizando qualquer uma de uma variedade de tecnologias diferentes. Por exemplo, dados, instruções, informações, sinais, bits, símbolos, e chips que podem ser referidos ao longo de toda a descrição acima podem ser representados por tensões, correntes, ondas eletromagnéticas, campos ou partículas magnéticas, campos ou partículas ópticas, ou qualquer combinação destes.
Os versados na técnica também entenderíam que os vários blocos lógicos, módulos, circuitos e etapas de algoritmo descritos com relação às modalidades descritas e técnicas comandos,
24/25 aqui podem ser implementados como hardware eletrônico, software de computador, ou combinações de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambialidade de hardware e software, vários componentes, blocos, módulos, circuitos, e etapas ilustrativos foram descritos geralmente em termos de sua funcionalidade. Se a funcionalidade for implementada como hardware ou software depende da aplicação particular e das restrições de projeto impostas ao sistema como um todo. Os versados na técnica podem implementar a funcionalidade descrita de diversas maneiras para cada aplicação particular, mas tais decisões de implementação não devem ser interpretadas como provocando um afastamento do escopo da presente invenção.
Os diversos blocos, módulos e circuitos lógicos ilustrativos descritos em relação às modalidades descritas aqui podem ser implementados ou realizados com um processador de propósito geral, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de portas programável em campo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, porta discreta ou lógica de transistor, componentes de hardware discretos, ou qualquer combinação destes projetada para realizar as funções descritas aqui. Um processador de propósito geral pode ser um microprocessador, mas alternativamente, o processador pode ser qualquer processador, controlador, micro-controlador, ou máquina de estado convencional. Um processador pode ser também implementado como uma combinação de dispositivos de computação, como, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo DSP, ou qualquer outra tal configuração.
25/25
As etapas de um método ou algoritmo descritas com relação às modalidades descritas aqui podem ser incorporadas diretamente em hardware, em um módulo de software executado por um processador, ou em uma combinação destes. 0 módulo de software pode residir na memória RAM, memória flash, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM, registradores, disco rígido, disco removível, CD-ROM ou qualquer outra forma de meio de armazenamento conhecido na técnica. Um meio de armazenamento exemplar é acoplado ao processador de modo que o processador possa ler informações do, e gravar informações no, meio de armazenamento. Alternativamente, o meio de armazenamento pode ser integrado ao processador. 0 processador e o meio de armazenamento podem residir em um ASIC. O ASIC pode residir em um terminal de usuário. Alternativamente, o processador e o meio de armazenamento podem residir como componentes discretos em um terminal de usuário.
A descrição anterior das modalidades descritas é provida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica fabrique ou utilize a presente invenção. Várias modificações a estas modalidades serão prontamente evidentes aos versados na técnica, e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados a outras modalidades sem que se afaste do conceito inventivo ou escopo da invenção. Assim, a presente invenção não pretende ser limitada às modalidades apresentadas aqui, mas receberá o escopo mais amplo compatível com os princípios e as novas características descritos aqui.
1/5
Claims (17)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para prover estimação de relação sinal/ruído (SNR) em um sistema de comunicação sem fio, compreendendo:5 receber um primeiro sinal através de um primeiro canal (DPCCH) e um segundo sinal através de um segundo canal (R-RICH), o segundo sinal recebido a um nível de potência de sinal mais elevado que o do primeiro sinal;determinar a SNR do primeiro sinal com base na 10 SNR medida do segundo sinal;o método CARACTERIZADO por compreender ainda: uma relação do segundo sinal para o primeiro sinal, em que o primeiro sinal é um sinal piloto, o segundo sinal é um sinal indicador de taxa e o segundo sinal indica15 uma taxa de dados na qual um sinal de dados é recebido através de um terceiro canal (R-DPDCH);determinar uma primeira relação de energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto;determinar uma segunda relação de energia/chip 20 entre os sinais de dados e piloto; e determinar a SNR do sinal de dados com base na SNR medida do sinal indicador de taxa;.
- 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo sinal de dados ser recebido através do25 terceiro canal (R-DPDCH) a um nível de potência de sinal mais elevado que o do sinal indicador de taxa e o do sinal piloto.
- 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por determinar uma primeira relação de30 energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto com base na taxa de dados na qual o sinal de dados é recebido através do terceiro canal (R-DPDCH).Petição 870170094973, de 06/12/2017, pág. 8/142/5
- 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO por determinar a SNR do primeiro sinal também compreender:determinar a SNR do sinal piloto com base na SNR 5 medida do sinal indicador de taxa e na primeira relação de energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto.
- 5. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO por determinar uma segunda relação de energia/chip entre os sinais de dados e piloto com base na10 taxa de dados na qual o sinal de dados é recebido através do terceiro canal (R-DPDCH).
- 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO por determinar a SNR do sinal de dados com base na SNR medida do sinal indicador de taxa e na primeira15 e segunda relação de energia/chip.
- 7. Sistema para prover estimação de relação sinal/ruído (SNR), compreendendo:pelo menos um transmissor para transmitir um primeiro sinal através de um primeiro canal (DPCCH) e um20 segundo sinal através de um segundo canal (R-RICH), o segundo sinal transmitido a um nível de potência de sinal mais elevado do que o do primeiro sinal; e pelo menos um receptor para receber o primeiro e segundo sinais;25 o receptor sendo adaptado para determinar a relação sinal/ruído (SNR) do primeiro sinal com base na SNR medida do segundo sinal;CARACTERIZADO por uma relação do segundo sinal para o primeiro30 sinal, em que o primeiro sinal é um sinal piloto, o segundo sinal é um sinal indicador de taxa e indica uma taxa de dados na qual um sinal de dados é recebido do transmissor através de um terceiro canal (R-DPDCH);Petição 870170094973, de 06/12/2017, pág. 9/143/5 determinar uma primeira relação de energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto;determinar uma segunda relação de energia/chip entre os sinais de dados e piloto; e5 determinar a SNR do sinal de dados com base naSNR medida do sinal indicador de taxa.
- 8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo sistema compreender um terminal móvel e em que o receptor compreende um transceptor base local, e10 em que o transmissor transmite o primeiro sinal através do primeiro canal (DPCCH) e o segundo sinal através do segundo canal (R-RICH) para o transceptor base local.
- 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo transmissor ser um terminal móvel e o15 receptor ser um transceptor base local.
- 10. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo transmissor e o receptor se comunicarem por meio de um esquema de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA).20
- 11. Dispositivo para prover estimação de relação sinal/ruído (SNR), compreendendo:
um receptor para receber um primeiro sinal através de um primeiro canal (DPCCH) e um segundo sinal através de um segundo canal (R-RICH), o segundo sinal 25 recebido a um nível de potência de sinal mais elevado do que o do primeiro sinal; e um processador para determinar a SNR do primeiro sinal com base na SNR medida do segundo sinal;CARACTERIZADO por30 uma relação do segundo sinal para o primeiro sinal, em que o primeiro sinal é um sinal piloto, o segundo sinal é um sinal indicador de taxa e o segundo sinal indicaPetição 870170094973, de 06/12/2017, pág. 10/144/5 uma taxa de dados na qual um sinal de dados é recebido através de um terceiro canal (R-DPDCH);determinar uma primeira relação de energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto;5 determinar uma segunda relação de energia/chip entre os sinais de dados e piloto; e determinar a SNR do sinal de dados com base na SNR medida do sinal indicador de taxa. - 12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação10 11, CARACTERIZADO pelo sinal de dados ser recebido através do terceiro canal (R-DPCH) a um nível de potência de sinal mais elevado que o do sinal indicador de taxa e o do sinal piloto.
- 13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação15 12, CARACTERIZADO por determinar uma primeira relação de energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto com base na taxa de dados na qual o sinal de dados é recebido através do terceiro canal (R-DPCH).
- 14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação20 13, CARACTERIZADO por determinar a SNR do sinal piloto com base na SNR medida do sinal indicador de taxa e na primeira relação de energia/chip entre os sinais indicador de taxa e piloto.
- 15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação25 13, CARACTERIZADO por determinar uma segunda relação de energia/chip entre os sinais de dados e piloto com base na taxa de dados na qual o sinal de dados é recebido através do terceiro canal.
- 16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação30 15, CARACTERIZADO por determinar a SNR do sinal de dados com base na SNR medida do sinal indicador de taxa e na primeira e segunda relação de energia/chip.Petição 870170094973, de 06/12/2017, pág. 11/145/5
- 17. Memória legível por computador CARACTERIZADA por compreender instruções armazenadas na mesma que, quando executadas, fazem com que um receptor realize o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.Petição 870170094973, de 06/12/2017, pág. 12/141/72/7ANTENA
230 205 UNIDADE DE ENT. 220 TRANS- DE DADOS PROCESSADOR 235 210 UNIDADE DE SAÍDA RECEPTOR DE DADOS 225MEMÓRIAFIGURA 2315 Antenna320305TRANSMISSOR340INTERFACE DE COM.PROCESSADORFIGURA 33/73 g, |f w s H οVTf οΗΟη)ΗCL t) ΉCMCM tjCDCM xf· oCMM-I oLL4/ΊE-DPDCHRICHFIGURA 5AQJ RICHE-DPDCHFIGURA 5B5/7ΟCM §ΗFIGURA β6/Ί οFIGURA 77/7RECEBER SINAIS INDICADORES DE PILOTO, TRÁFEGO, E TAXAATRAVÉS DE SEUS RESPECTIVOS CANAIS NO BTS 810ARMAZENAR SÍMBOLOS PROVENIENTES DO CANAL DE TRÁFEGO R-DPDCH NA MEMÓRIA NO BTS820 íESTIMAR SNR DO CANAL INDICADOR DE TAXA R-RICH NÃO-COERENTEMENTE, COERENTEMENTE, OU AMBOS 830DETERMINAR SNR PILOTO PARA CONTROLE DE POTÊNCIA DE CIRCUITO-INTERNO 840DETERMINAR SNR SÍMBOLO PARA ESCALONAMENTO 850FIGURA 8
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