BRPI0511736B1

BRPI0511736B1 - sistema de comunicação sem fio com comprimento de prefixo cíclico configurável

Info

Publication number: BRPI0511736B1
Application number: BRPI0511736-4A
Authority: BR
Inventors: Avneesh Agrawal; Durga P. Malladi; Anastasios Stamoulis; Ashok Mantravadi; Ramaswamy Murali
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2021-05-11
Also published as: JP4653165B2; IL179770A0; TWI373947B; CN1993916B; RU2369031C2; IL179802A0; JP2008502220A; US7920884B2; JP2008502225A; EP1751906A2; CN101002448B; US8588203B2; WO2005122627A1; MXPA06013968A; AU2005253595A1; MY176973A; CN1993955B; PT1751906T; WO2005122516A1; AU2005253591C1

Abstract

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO COM COMPRIMENTO DE PREFIXO CÍCLICO CONFIGURÁVEL. Para transmitir dados de maneira a atenuar os efeitos prejudiciais do espalhamento por retardo, são inicialmente determinadas as áreas de cobertura esperadas para várias transmissões a serem enviadas em várias partições de tempo. Comprimentos de prefixo cíclico para estas transmissões são selecionados com base nas áreas de cobertura esperadas. O comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão pode ser selecionado dentre um conjunto de comprimentos de prefixo cíclico permitidos com base na área de cobertura esperada para essa transmissão, no escalonamento de pilotos utilizado para a transmissão e assim por diante. Por exemplo, um comprimento de prefixo cíclico menor pode ser selecionado para cada transmissão local, e um comprimento de prefixo cíclico maior pode ser selecionado para cada transmissão de área ampla. Os comprimentos de prefixo cíclico selecionados podem ser sinalizados para os terminais. As transmissões são processadas (moduladas pela OFDM, por exemplo) com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados. Os comprimentos de prefixo cíclico podem ser selecionados periodicamente, como, por exemplo, em cada super-quadro.

Description

Reivindicação de Prioridade de acordo com o § 119 de 35 U.S.C.

[001] O presente pedido de Patente reivindica prioridade para o Pedido Provisório No de Série 60/577,083, intitulado “Camada Física FLO-TDD”, depositado em 4 de junho de 2004, cedido ao cessionário deste e expressamente aqui incorporado a título de referência.

Campo da Invenção

[002] A presente invenção refere-se, de maneira geral, a comunicações e, mais especificamente, a técnicas para transmitir dados em um sistema de comunicação sem fio.

Descrição da Técnica Anterior

[003] Sistemas de comunicação sem fio são amplamente desenvolvidos para prestar diversos serviços de comunicação, tais como voz, dados de pacote, broadcast de multimídia, transmissão de mensagens de texto e assim por diante. Estes sistemas podem utilizar multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM), que é uma técnica de modulação de multiportadoras que pode apresentar bom desempenho em muitos ambientes sem fio. OFDM particiona a largura de banda total do sistema em múltiplas (S) subbandas de freqüência ortogonal. Estas sub-bandas são também chamadas tons, sub-portadoras, faixas e canais de freqüência. Com OFDM, cada sub-banda é associada a uma respectiva portadora, que pode ser modulada com dados. Até S símbolos de modulação podem ser enviados nas S sub-bandas em cada período de símbolos OFDM. Antes da transmissão, os símbolos de modulação são transformados no domínio do tempo com uma transformada de Fourier rápida inversa (IFFT) de S- pontos, de modo a gerar um símbolo transformado que contenha S amostras no domínio do tempo.

[004] Um atributo chave do OFDM é a capacidade de combater o espalhamento por retardo, que é um fenômeno predominante em um sistema de comunicação terrestre. O espalhamento por retardo de um canal sem fio é a extensão ou duração de tempo de uma resposta de impulso para o canal sem fio. Este espalhamento por retardo é também a diferença entre as ocorrências de sinal que chegam primeiro e as que chegam por último (ou multipercursos) em um receptor para um sinal transmitido, por meio de um canal sem fio, por um transmissor. Estas ocorrências de sinal podem ter viajado por meio de um percurso direto/linha visual e de percursos indiretos/refletidos formados por obstruções no ambiente. O sinal recebido no receptor é uma superposição de todas as ocorrências de sinal que chegam.

[005] Espalhamento por retardo causa interferência inter-símbolo (ISI), que é um fenômeno pelo qual cada símbolo no sinal recebido atua como distorção para um ou mais símbolos subseqüentes no sinal recebido. A distorção por ISI deteriora o desempenho ao ter um impacto sobre a capacidade do receptor de detectar corretamente os símbolos recebidos. Espalhamento por retardo pode ser adequadamente combatido com a OFDM repetindo uma parte de cada símbolo transformado, de modo a formar um símbolo OFDM. A parte repetida é chamada de prefixo cíclico ou intervalo de guarda. O comprimento de prefixo cíclico é igual ao número de amostras que é repetido para cada símbolo transformado.

[006] O comprimento de prefixo cíclico determina o grau de espalhamento por retardo que pode ser combatido com OFDM. Um comprimento de prefixo cíclico maior pode combater mais espalhamento por retardo. O comprimento de prefixo cíclico é tipicamente ajustado com base no máximo espalhamento por retardo esperado para uma dada porcentagem (por exemplo, 95%) de receptores no sistema. Uma vez que o prefixo cíclico representa um overhead para cada símbolo OFDM, é desejável ter um comprimento de prefixo cíclico que seja tão curto quanto possível de modo a reduzir o overhead.

[007] Há, portanto, necessidade na técnica de atenuar os efeitos prejudiciais de espalhamento por retardo ao mesmo tempo reduzindo o overhead.

Resumo da Invenção

[008] São descritas aqui técnicas para transmitir dados de maneira a atenuar os efeitos prejudiciais do espalhamento por retardo. Estas técnicas podem ser utilizadas em diversos tipos de transmissão (por exemplo, transmissões específicas do usuário, multicast e broadcast,) e para diversos serviços (por exemplo, Serviço de Broadcast/Multicast de Multimídia Aperfeiçoado (E- MBMS)).

[009] De acordo com uma modalidade da invenção, é descrito um aparelho que inclui um controlador e um modulador. O controlador determina as áreas de cobertura esperadas para o envio de várias transmissões em várias partições de tempo e seleciona os comprimentos de prefixo cíclico para estas transmissões com base nas áreas de cobertura esperadas. O modulador processa (por exemplo, modula por OFDM) as transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados.

[0010] De acordo com outra modalidade, é apresentado um método no qual as áreas de cobertura esperadas para o envio de múltiplas transmissões em várias partições de tempo são determinadas. Os comprimentos de prefixo cíclico para estas transmissões são selecionados com base nas áreas de cobertura esperadas. As transmissões são processadas com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados.

[0011] De acordo com ainda outra modalidade, é descrito um aparelho que inclui dispositivos para determinar as áreas de cobertura esperadas para o envio de múltiplas transmissões em múltiplas partições de tempo, dispositivos para selecionar os comprimentos de prefixo cíclico para estas transmissões com base nas áreas de cobertura esperadas e, dispositivos para processar as transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados.

[0012] De acordo com ainda outra modalidade, é apresentado um método no qual um comprimento de prefixo cíclico é selecionado de múltiplos comprimentos de prefixo cíclico para uma transmissão de dados com base no máximo espalhamento por retardo esperado para a transmissão de dados. A transmissão de dados é processada com base no comprimento de prefixo cíclico selecionado.

[0013] De acordo com ainda outra modalidade, é descrito um aparelho que inclui um controlador e um demodulador. O controlador recebe sinalização para pelo menos um comprimento de prefixo cíclico selecionado para pelo menos uma transmissão enviada em pelo menos uma partição de tempo. Pelo menos um comprimento de prefixo cíclico é selecionado com base na área de cobertura esperada para ao menos uma transmissão. O demodulador recebe e processa (por exemplo, demodula por OFDM) pelo menos uma transmissão com base em pelo menos um comprimento de prefixo cíclico.

[0014] De acordo com ainda outra modalidade, é descrito um método no qual uma sinalização é recebida para pelo menos um comprimento de prefixo cíclico selecionado para pelo menos uma transmissão enviada em pelo menos uma partição de tempo. Pelo menos uma transmissão é processada com base em pelo menos um comprimento de prefixo cíclico.

[0015] De acordo com ainda outra modalidade, é descrito um aparelho que inclui dispositivos para receber sinalização para pelo menos um comprimento de prefixo cíclico selecionado para pelo menos uma transmissão enviada em pelo menos uma partição de tempo, e dispositivos para processar pelo menos uma transmissão com base em pelo menos um comprimento de prefixo cíclico.

[0016] São descritos a seguir em mais detalhes diversos aspectos e modalidades da invenção.

Breve Descrição das Figuras

[0017] A figura 1 mostra um sistema com estações base que têm diferentes tamanhos de área de cobertura.

[0018] A figura 2 mostra um sistema com transmissões local e de área ampla.

[0019] A figura 3 mostra um modulador OFDM.

[0020] As figuras 4A, 4B e 4C mostram pilotos com escalonamento de 1x, 2x e 3x, respectivamente.

[0021] A figura 5 mostra uma resposta de impulso de canal com espalhamento por retardo excedente.

[0022] As figuras 6A a 6E mostram 95% de cobertura SNRs para diversos valores de EIRP, raios de célula, comprimentos de prefixo cíclico e pilotos escalonados.

[0023] A figura 7 mostra uma estrutura de super-quadros de 3 níveis para o envio de dados, piloto e overhead.

[0024] A figura 8 mostra uma estrutura de quadro para um sistema TDD com W-CDMA e OFDM.

[0025] As figuras 9 e 10 mostram dois processos para transmitir dados de maneira a atenuar os efeitos prejudiciais do espalhamento por retardo.

[0026] A figura 11 mostra um diagrama em blocos de uma estação base e um terminal.

Descrição Detalhada da Invenção

[0027] A palavra “exemplar” é utilizada aqui como significando “que serve como exemplo, caso ou ilustração”. Qualquer modalidade aqui descrita como “exemplar” não deve ser necessariamente interpretada como preferida ou vantajosa comparada com outras modalidades.

[0028] As técnicas de transmissão descritas aqui podem ser utilizadas em sistemas de comunicação sem fio, que utilizam diversas tecnologias de rádio, tais como OFDM, FDMA Intercalado (IFDMA) (que é também denominado de FDMA Distribuído), FDMA Localizado (LFDMA) (que é também denominado de FDMA de Banda Estreita ou FDMA Clássico), W- CDMA, cdma2000 e outras técnicas de modulação. OFDM, IFDMA e LFDMA são tecnologias de rádio de multiportadoras que dividem de maneira eficaz a largura de banda total do sistema em várias sub-bandas (S) de freqüência ortogonal. OFDM transmite símbolos de modulação no domínio da freqüência em todas ou em um subconjunto das sub-bandas S. IFDMA transmite símbolos de modulação no domínio do tempo em sub-bandas que são uniformemente afastadas entre si através das S sub-bandas. LFDMA transmite símbolos de modulação no domínio do tempo e tipicamente em sub-bandas adjacentes. A utilização de OFDM para transmissões unicast, multicast e broadcast pode ser considerada como diferentes tecnologias de rádio. A lista de tecnologias de rádio dada acima não é exaustiva, e as técnicas de transmissão podem ser também utilizadas em outras tecnologias de rádio não mencionadas acima. Por razões de clareza, as técnicas de transmissão são descritas a seguir para OFDM.

[0029] A figura 1 mostra um sistema de comunicação sem fio 100 com várias estações base 110 e vários terminais 120. Por simplificação, apenas quatro estações base 110a a 110d são mostradas na Figura 1. Uma estação base é geralmente uma estação fixa que comunica com os terminais e pode ser também denominada de ponto de acesso, Nó B, subsistema transceptor base (BTS) ou alguma outra terminologia. Cada estação base 110 proporciona cobertura de comunicação para uma área geográfica 102 particular. O termo “célula” pode referir a uma estação base e/ou sua área de cobertura dependendo do contexto no qual o termo é utilizado. Por simplificação, a área de cobertura de cada estação base é representada por um círculo ideal na Figura 1. Em uma aplicação real do sistema, a área de cobertura de cada estação base tem tipicamente uma conformação que é diferente de um círculo ideal e depende de diversos fatores, tais como o terreno, as obstruções e assim por diante. As áreas de cobertura da estação base podem ter o mesmo ou diferentes tamanhos. Para o exemplo mostrado na Figura 1, a estação base 110a tem a maior área de cobertura 102a, a estação base 110b tem a maior área de cobertura 102b seguinte, a estação base 110c tem a maior área de cobertura 102c seguinte e, a estação base 110d tem a menor área de cobertura 102d entre as quatro estações base mostradas na Figura 1.

[0030] Um terminal pode ser fixo ou móvel e pode ser denominado de estação móvel, dispositivo sem fio, equipamento do usuário, terminal do usuário, unidade de assinante ou alguma outra terminologia. Um terminal pode comunicar-se com zero, uma ou várias estações base no downlink e/ou uplink a qualquer momento determinado. O downlink (ou link direto) refere-se ao link de comunicação das estações base para os terminais, e o uplink (ou link reverso) refere-se ao link de comunicação dos terminais para as estações base. Os terminais podem ser dispersos através das áreas de cobertura da estação base. Cada terminal observa um canal sem fio diferente que é dependente da localização desse terminal com relação às estações base no sistema.

[0031] As estações base podem realizar broadcast de diversos conteúdos (como, por exemplo, áudio, vídeo, tele-texto, dados, clips de vídeo/áudio e assim por diante) em diferentes tipos de transmissão. Uma transmissão de área ampla é uma transmissão que é realizada por broadcast por todas ou várias estações base no sistema. Diferentes transmissões de área ampla podem ser realizadas por broadcast por diferentes grupos de estações base no sistema. Uma transmissão local é uma transmissão que é realizada por broadcast por um subconjunto de estações base para uma determinada transmissão de área ampla. Diferentes transmissões locais podem ser broadcast por diferentes subconjuntos das estações base para a transmissão de área ampla. As transmissões locais e de área ampla podem ser vistas como transmissões que têm diferentes níveis de cobertura. A área de cobertura para cada transmissão é determinada por todas as estações base que realizam essa transmissão por broadcast.

[0032] A figura 2 mostra um sistema de comunicação sem fio 200 com transmissões locais e de área ampla. O sistema 200 inclui uma área ampla 210 que engloba uma área local 220. A área ampla e a área local são áreas de cobertura simplesmente diferentes dentro do sistema. Em geral, o sistema pode incluir qualquer número de áreas amplas e qualquer número de áreas locais. Uma transmissão de área ampla para uma dada área ampla é realizada por broadcast através de todas as estações base dentro dessa área ampla. Uma transmissão local para uma dada área local é realizada por broadcast através de todas as estações base dentro dessa área local.

[0033] Para o exemplo mostrado na figura 2, a área local 220 tem três estações base. Um terminal 120x dentro da área local 220 pode receber as mesmas transmissões locais de todas as três estações base nesta área local, conforme mostrado na figura 2. O sinal recebido no terminal 120x é a superposição de todas as ocorrências de sinal recebidas destas três estações base por meio de percursos diretos (conforme mostrado na figura 2) e percursos indiretos (não mostrados na figura 2). O canal sem fio para o terminal 120x para as transmissões locais é composto de todos os percursos diretos e indiretos para as três estações base na área local 220.

[0034] A área ampla 210 tem muito mais estações base que a área local 220. Para o exemplo mostrado na figura 2, um terminal 120y dentro da área ampla 210 recebe as mesmas transmissões de área ampla de 19 estações base em uma área de grade de dois níveis 212, que é indicada por sombreamento cinza dentro de uma linha tracejada. Estas 19 estações base incluem uma estação base central, seis estações base no primeiro nível ou anel em torno da estação base central, e 12 estações base no segundo nível em torno da estação base central. O sinal recebido no terminal 120y é a superposição de todas as ocorrências de sinal recebidas por meio de percursos diretos e indiretos de todas estas 19 estações base. O canal sem fio para o terminal 120y para as transmissões de área ampla é composto de todos os percursos diretos e indiretos para as 19 estações base dentro da área 212.

[0035] As figuras 1 e 2 mostram dois sistemas exemplares nos quais diferentes terminais podem observar diferentes canais sem fio devido a diferentes localizações dentro do sistema, diferentes tamanhos de área de cobertura de estação base, e diferentes tipos de transmissão. Estes diferentes tipos de transmissão podem incluir transmissões unicast enviadas a terminais específicos, transmissões multicast enviadas a grupos de terminais, e transmissões broadcast enviadas a todos os terminais dentro de uma área de cobertura de broadcast. Os terminais observariam diferentes espalhamentos por retardo.

[0036] O máximo espalhamento por retardo esperado para uma dada transmissão é geralmente proporcional ao tamanho da área de cobertura para esta transmissão. O máximo espalhamento por retardo esperado para uma transmissão broadcast é um espalhamento por retardo de limite superior para uma dada porcentagem dos terminais que recebem esta transmissão. Por exemplo, 95% de todos os terminais que recebem a transmissão broadcast podem ter espalhamentos por retardo que são inferiores ou iguais ao máximo espalhamento por retardo esperado. O máximo espalhamento por retardo esperado é geralmente menor para uma transmissão local e maior para uma transmissão de área ampla, conforme mostrado na figura 2.

[0037] O máximo espalhamento por retardo esperado para uma transmissão específica de usuário é um espalhamento por retardo de limite superior observado por um terminal que recebe esta transmissão para uma dada porcentagem de realizações. Por exemplo, o terminal que recebe a transmissão pode observar um espalhamento por retardo que é inferior ou igual ao máximo espalhamento por retardo esperado durante 95% do tempo. Para uma transmissão específica de usuário, o máximo espalhamento por retardo esperado é tipicamente (mas não necessariamente) menor para uma estação base com uma área de cobertura pequena e maior para uma estação base com uma área de cobertura grande.

[0038] O comprimento de prefixo cíclico configurável pode ser utilizado para combater diferentes espalhamentos por retardo esperados máximos para diferentes tipos de transmissões (transmissões locais e de área ampla, por exemplo) e para diferentes tamanhos de área de cobertura de estação base. Um comprimento de prefixo cíclico mais curto pode ser utilizado em uma transmissão com um máximo espalhamento por retardo esperado menor de modo a se reduzir o overhead para o prefixo cíclico. Esta transmissão pode ser uma transmissão local ou uma transmissão específica de usuário com uma área de cobertura menor. Inversamente, um comprimento de prefixo cíclico mais longo pode ser utilizado em uma transmissão com um máximo espalhamento por retardo esperado, de modo a permitir que um terminal combata de maneira eficaz a interferência inter-símbolo. Esta transmissão pode ser uma transmissão de área ampla ou uma transmissão específica de usuário com uma área de cobertura maior.

[0039] A figura 3 mostra um diagrama em blocos de um modulador OFDM 300 para um transmissor em um sistema baseado em OFDM. Os dados a serem transmitidos são tipicamente primeiro codificados com base em um esquema de codificação para gerar bits de código. Os bits de código são então mapeados em símbolos de modulação com base em um esquema de modulação (M-PSK ou M-QAM). Cada símbolo de modulação é um valor complexo em uma constelação de sinais para o esquema de modulação.

[0040] Em cada período de símbolos OFDM, um símbolo de modulação pode ser enviado em cada sub-banda utilizada na transmissão, e um símbolo zero (que é um valor de sinal de zero) é enviado em cada sub-banda não utilizada. Os símbolos de modulação e os símbolos zero são referenciados como símbolos de transmissão. Uma unidade IFFT 310 recebe S símbolos de transmissão para as S subbandas totais em cada período de símbolos OFDM, transforma os S símbolos de transmissão no domínio do tempo com uma IFFT de ponto-S, e gera um símbolo transformado que contém S amostras no domínio do tempo. Cada amostra é um valor complexo a ser enviado em um período de amostra. Um conversor paralelo-serial (P/S) 312 coloca em série as S amostras para cada símbolo transformado. Um gerador de prefixos cíclicos 314 repete então uma parte (ou C amostras) de cada símbolo transformado de modo a se formar um símbolo OFDM que contém S + C amostras. O prefixo cíclico é utilizado para combater a interferência inter- símbolo causada por espalhamento por retardo. Um período de símbolos OFDM (que é também chamado simplesmente de período de símbolos) é a duração de um símbolo OFDM e é igual a S + C períodos de amostra.

[0041] Uma estação base pode transmitir um piloto utilizando multiplexação por divisão de freqüência (FDM), multiplexação por divisão de tempo (TDM), multiplexação por divisão de código (CDM), e/ou algum outro esquema de multiplexação. Por exemplo, a estação base pode transmitir periodicamente um piloto TDM que pode ser utilizado na sincronização do tempo, na estimativa de erros de freqüência e assim por diante. A estação base pode transmitir também um piloto FDM que pode ser utilizado na estimativa de canais. Um piloto FDM é um piloto enviado em P sub-bandas que são distribuídas através das S sub-bandas totais, onde S > P > 1.

[0042] A figura 4A mostra um esquema de transmissão piloto FDM 410 exemplar com escalonamento de 1x. Para o esquema de escalonamento de 1x 410, o piloto FDM é transmitido em um conjunto de P sub-bandas. As P subbandas no conjunto são uniformemente distribuídas através das S sub-bandas totais, de modo que sub-bandas consecutivas no conjunto sejam separadas por uma distância de D = S/P sub-bandas. O conjunto contém assim sub-bandas S1, D + S1, 2D + S1 e assim por diante, onde o índice de sub-banda inicial S1 pode ser qualquer valor inteiro entre 1 e D. O piloto FDM é transmitido no mesmo conjunto de P sub-bandas em cada período de símbolos OFDM no qual o piloto FDM é transmitido.

[0043] A figura 4B mostra um esquema de transmissão piloto FDM 420 exemplar com escalonamento de 2x. Para o esquema de escalonamento de 2x 420, o piloto FDM é transmitido em dois conjuntos de P sub-bandas. As P subbandas em cada conjunto são uniformemente distribuídas através das S sub-bandas totais. As P sub-bandas no primeiro conjunto são também deslocadas das P sub-bandas no segundo conjunto em D/2 sub-bandas. O primeiro conjunto contém as sub-bandas S2, D + S2, 2D + S2 e assim por diante, e o segundo conjunto contém as sub-bandas S’2, D + S’2 ,2D + s’2 e assim por diante. O índice de sub-banda inicial S2 pode ser qualquer valor inteiro entre 1 e D/2, e o índice S’2 pode ser S’2 = S2 + D/2. O piloto FDM pode ser transmitido nos dois conjuntos de sub-bandas em períodos de símbolos alternados, como, por exemplo, no primeiro conjunto de sub-bandas em períodos de símbolos com numeração ímpar e no segundo conjunto de sub-bandas em períodos de símbolos com numeração par.

[0044] A figura 4C mostra um esquema de transmissão piloto FDM 430 exemplar com escalonamento de 3x. Para o esquema de escalonamento de 3x 430, o piloto FDM é transmitido em três conjuntos de P sub-bandas. As P sub bandas em cada conjunto são uniformemente distribuídas através das S sub-bandas totais. As P sub-bandas em cada conjunto são também deslocadas das P sub-bandas em cada um dos outros dois conjuntos em aproximadamente D/3 sub-bandas. O primeiro conjunto contém as sub-bandas S3, D + S3, 2D + S3 e assim por diante, o segundo conjunto contém as sub-bandas S’3, D + S’3, 2D + S’3 e assim por diante, e o terceiro conjunto contém as sub-bandas S”3, D + S”3, 2D + S”3 e assim por diante. O índice de sub-banda inicial S3 pode ser qualquer valor inteiro entre 1 e PD/31, o índice S'3 pode ser S’3 = S3 + |”D/3"| e o índice S”3 pode ser S”3 = S3 + 2 • PD/31, onde P x 1 denota um operador de limite máximo que fornece um valor inteiro que é igual ou maior que x . O piloto FDM pode passar através dos três conjuntos de subbandas, como, por exemplo, transmitido no primeiro conjunto de sub-bandas no período de símbolos n , em seguida no segundo conjunto de sub-bandas no período de símbolos n + 1, em seguida no terceiro conjunto de sub-bandas no período de símbolos n +2, em seguida novamente no primeiro conjunto de sub-bandas no período de símbolos n +3 e assim por diante.

[0045] As figuras de 4A a 4C mostram três pilotos escalonados exemplares. Um piloto escalonado enviado em vários conjuntos de sub-bandas (por exemplo, conforme mostrado na figura 4B ou 4C) permite que um terminal (1) mostre a largura de banda do sistema em mais sub-bandas no domínio de freqüência e (2) obtenha uma estimativa de qualidade de canal mais elevada. Em geral, o piloto FDM pode ser transmitido em qualquer número de conjuntos de sub-bandas, e cada conjunto pode conter qualquer número de sub-bandas. O piloto FDM pode ser também transmitido com diversos padrões de escalonamento que indicam qual sub-banda a ser utilizada para o piloto FDM em cada período de símbolos. Por exemplo, o piloto FDM pode ser transmitido em quatro conjuntos de sub-bandas para escalonamento de 4x, em D conjuntos de sub-bandas para escalonamento completo, e assim por diante.

[0046] A figura 5 mostra uma resposta de impulso de canal 500 para um canal sem fio com espalhamento por retardo excedente, que é um espalhamento por retardo que é mais longo que o comprimento de prefixo cíclico. A resposta de impulso de canal é composta de Q derivações de canal com índices de 1 a Q, onde Q > C quando o espalhamento por retardo está presente. As primeiras C derivações de canal são referenciadas como o canal principal, e as derivações de canal Q - C restantes são referenciadas como canal excedente. Um símbolo OFDM recebido em um terminal é composto pela superposição de um símbolo OFDM transmitido multiplicado por cada uma das Q derivações de canal. Um prefixo cíclico de comprimento C pode captar toda a energia das derivações de canal de 1 a C. Este prefixo cíclico não capta a energia de derivação de canal C + 1 a Q.

[0047] Espalhamento por retardo excedente causa interferência inter-símbolo. Cada símbolo OFDM causa interferência em um símbolo OFDM subseqüente devido às derivações de canal excedentes de C + 1 a Q. Cada símbolo OFDM recebe também interferência de um símbolo OFDM anterior devido às derivações de canal excedentes. A interferência inter-símbolo pode ser atenuada pelo aumento do comprimento de prefixo cíclico, como, por exemplo, para C = Q.

[0048] Espalhamento por retardo excedente também deteriora o desempenho da estimativa de canal. Se um piloto FDM for enviado em P sub-bandas, então uma estimativa de resposta de impulso de canal com P derivações de canal pode ser obtida com base neste piloto FDM. Tipicamente, P é selecionado de modo a ser igual a C. Neste caso, as derivações de canal excedentes de C + 1 a Q não podem ser estimadas porque existe um número insuficiente de graus de liberdade. Além disto, a resposta de impulso de canal sem fio é sub-amostrada no domínio da freqüência pelas P sub-bandas piloto. Esta sub-amostragem causa desalinhamento do canal excedente no domínio do tempo, de modo que a derivação de canal excedente C + 1 aparece na derivação de canal principal 1, a derivação de canal excedente C + 2 aparece na derivação de canal principal 2 e assim por diante. Cada derivação de canal excedente desalinhada causa erro na estimativa da derivação de canal principal correspondente. A deterioração na estimativa de canal devido ao espalhamento por retardo excedente pode ser atenuada pela transmissão do piloto FDM em mais sub-bandas com a utilização de escalonamento. O comprimento da estimativa de resposta de impulso de canal (R) depende do número total de sub-bandas utilizadas para o piloto FDM, como, por exemplo, R = P para o escalonamento de 1x, R = 2P para o escalonamento de 2x e, R = 3P para o escalonamento de 3x. Um piloto escalonado proporciona a amostragem de Nyquist do canal sem fio mesmo na presença do espalhamento por retardo excedente e, portanto, evita uma estimativa de canal desalinhado. Em geral, mais escalonamento permite que um receptor obtenha uma estimativa de resposta de impulso de canal mais extensa, que pode reduzir a quantidade de degradação na estimativa de canal.

[0049] O comprimento de prefixo cíclico e o escalonamento de pilotos podem ser selecionados com base em diversos fatores, tais como, por exemplo, parâmetros de projeto do sistema (como, por exemplo, a largura de banda do sistema, o número total de sub-bandas e assim por diante), os tipos de transmissão, as áreas de cobertura esperadas para as transmissões e assim por diante. O comprimento de prefixo cíclico e o escalonamento de pilotos podem ser também selecionados com base em diversas métricas de desempenho. Uma tal métrica é uma função de distribuição cumulativa (CDF) da razão da energia recebida “útil” para ruído térmico mais interferência, que é também denominada de relação sinal/ruído e interferência (SNR). A energia recebida útil é a soma (1) da energia de canal que está dentro do prefixo cíclico (CP) e (2) da energia de canal que pode ser coletada utilizando um piloto escalonado. A interferência é a energia de canal que é externa ao prefixo cíclico e que não pode ser coletada utilizando o piloto escalonado.

[0050] As SNRs para pilotos escalonados diferentes podem ser expressas como:

onde SNR1x, SNR2x e SNR3x são SNRs para escalonamento de 1x, 2x, e 3x, respectivamente; SNRideal é uma SNR do melhor caso com toda a energia recebida capturada; e N0 é a potência de ruído, que é supostamente N0 = 2,16 x 10-13 watts.

[0051] No conjunto de equações (1), “ PotênciaRx ” é a potência total recebida no terminal. A “ PotênciaRxDentroCP ” é a soma da potência recebida de uma estação base central mais as potências recebidas de outras estações base cujos retardos de propagação até o terminal são menores que o prefixo cíclico. A “ PotênciaRxForaCP ” é a soma das potências recebidas de todas as estações base cujos retardos de propagação até o terminal são maiores que o prefixo cíclico. “ PotênciaRxColetadacomEscalonamento2x (OU 3X)” é a soma das potências recebidas de todas as estações base coletadas com piloto com escalonamento de 2x (ou 3x). Esta potência coletada é baseada na suposição de que, se o retardo de propagação a partir de uma dada estação base até o terminal for menor que o comprimento de escalonamento (que é o produto do fator de escalonamento e do comprimento de prefixo cíclico), então toda a energia recebida para esta estação base pode ser coletada. Por exemplo, a potência recebida coletada com escalonamento de 2x pode ser expressa da seguinte maneira:

onde retardo(i) é o retardo de propagação para a estação base i e CPL é o comprimento de prefixo cíclico. A soma na equação (2) é através de todas as estações base com retardos de propagação que são inferiores ou iguais ao comprimento com escalonamento de 2x ou o dobro do comprimento de prefixo cíclico.

[0052] No conjunto de equações (1), SNR1x , SNR2x , SNR3x e SNRideal são variáveis aleatórias que são funções da localização de um terminal dentro de um sistema. Estas variáveis aleatórias podem ser avaliadas por simulação em computador para um sistema exemplar com um layout de grade de 19 células e 2 níveis, como, por exemplo, mostrado pela área sombreada 212 dentro da área ampla 210 na figura 2. A Tabela 1 enumera alguns dos parâmetros utilizados na simulação em computador. Tabela 1

[0053] A simulação em computador foi efetuada para valores de potência isotrópica efetivamente irradiada (EIRP) de 2 quilowatts (kw) e 10 quilowatts, que correspondem à potência de transmissão de 53 dBm e 60 dBm, respectivamente, com 10 dB de ganho de antena de transmissão. A simulação em computador foi também efetuada para diferentes raios de célula. A simulação em computador foi efetuada para comprimentos de prefixo cíclico de 108, 154, 194 e 237 amostras, que correspondem a 20 microssegundos (μ s), 29 μ s, 36 μ s e 44 μ s, respectivamente, para o sistema exemplar mostrado na Tabela 1.

[0054] Para cada combinação diferente de EIRP, raio de célula, e comprimento de prefixo cíclico, a simulação em computador foi efetuada para um grande número de realizações em diferentes localizações com a área de cobertura da estação base central no layout de 2 níveis. O sombreamento é diferente para cada realização e é determinado com base em uma variável aleatória de sombreamento. SNR1x , SNR2x , SNR3x e SNRideal são determinadas para cada realização. Por simplificação, multipercurso não é levado em conta na simulação em computador. A potência recebida no terminal de cada estação base é a potência recebida por meio do percurso direto e é igual à potência transmitida desta estação base menos a perda de percurso de propagação, em unidades de decibel (dB). A potência total recebida no terminal é igual à soma das potências recebidas para todas as estações base no layout de 2 níveis. Uma CDF é obtida para cada uma das quatro variáveis aleatórias SNR1x , SNR2x , SNR3x e SNRideal com base nos valores SNR obtidos para todas as realizações para essa variável aleatória.

[0055] Uma métrica de desempenho de “ SNR com 95% de cobertura” é utilizada para quantificar o desempenho de cada variável aleatória. Uma SNR com 95% de cobertura de Y para uma dada variável aleatória significa que 95% das realizações para esta variável aleatória obtêm SNRs de Y ou melhor. Por exemplo, a SNR com 95% de cobertura para a variável aleatória SNRideal pode ser expressa da seguinte maneira:

onde SNRideal é a SNR com 95% de cobertura para a variável aleatória SNRideal e PR(x) denota a probabilidade de ocorrência de x .

[0056] A observação seguinte pode ser feita para as quatro variáveis aleatórias:

[0057] As diferenças nas SNRs com 95% de cobertura para as quatro variáveis aleatórias indicam (1) se um dado prefixo cíclico é suficientemente extenso e (2) quaisquer aperfeiçoamentos obtidos por meio do escalonamento piloto.

[0058] As figuras 6A a 6E mostram os resultados da simulação em computador. Uma figura é apresentada para cada combinação diferente de EIRP e raio de célula que foi simulada. Cada figura inclui quatro gráficos de barras empilhadas para quatro comprimentos de prefixo cíclico diferentes. Cada gráfico de barras empilhadas mostra as SNRs com 95% de cobertura para três variáveis aleatórias SNR1x , SNR2x e SNR3x para uma combinação específica de EIRP, raio de célula e comprimento de prefixo cíclico. Para cada gráfico de barras empilhadas, a SNR com 95% de cobertura para a variável aleatória SNR1x (que é SNR19x5% ) é o valor SNR que corresponde ao topo de uma caixa com linhas cruzadas, a SNR com 95% de cobertura para a variável aleatória SNR2x (que é SNR29x5% ) é o valor de SNR que corresponde ao topo de uma caixa preenchida com preto, e a SNR com 95% de cobertura para a variável SNR3x (que é SNR39x5% ) é o valor de SNR que corresponde ao topo de uma caixa com linhas verticais. Para cada figura, o valor máximo para o eixo geométrico vertical corresponde a 95% SNRideal , que é a SNR com 95% de cobertura se o prefixo cíclico for extenso o bastante para captar toda a energia recebida.

[0059] Para cada gráfico de barras empilhadas, a caixa preenchida com preto não está presente se SNR29x5% = SNR19x5% , e a caixa com linhas verticais não está 95% 95% presente se 3x = 2x . A a tura a ca xa preenc a com preto indica o grau de aperfeiçoamento obtido com o escalonamento 2x sobre o escalonamento 1x. A altura da caixa com linhas verticais indica o grau de aperfeiçoamento obtido com o escalonamento 3x sobre o escalonamento 2x. A altura combinada da caixa preenchida com preto e da caixa com linhas verticais indica o grau de aperfeiçoamento obtido com o escalonamento 3x sobre o escalonamento 1x. Uma caixa sem preenchimento com preto indica ausência de aperfeiçoamento com escalonamento 2x. Uma caixa sem linhas verticais indica ausência de aperfeiçoamento com escalonamento 3x. Para um dado escalonamento piloto, o aperfeiçoamento na SNR com comprimentos de prefixo cíclico mais longos é mostrado pelas alterações na altura das caixas para este escalonamento de pilotos através dos quatro gráficos de barras empilhadas em uma dada figura. Por exemplo, o aperfeiçoamento na SNR com comprimentos de prefixo cíclico mais longos para escalonamento 1x é mostrado pelas alterações na altura das caixas com linhas cruzadas através dos quatro gráficos de barras empilhadas.

[0060] As figuras 6A, 6B e 6C mostram as SNRs com 95% de cobertura para a EIRP de 2 quilowatts e os raios de célula de 2 quilômetros (km), 3 km e 5 km, respectivamente. Os gráficos de barras empilhadas nestas figuras indicam que (1) comprimentos de prefixo cíclico mais longos aperfeiçoam o desempenho para raios de célula de 4 km e 5 km e (2) escalonamento de 2x ou 3x deve ser 95% utilizado para aproximar da SNRideal .

[0061] As figuras 6D e 6E mostram as SNRs com 95% de cobertura para a EIRP de 10 quilowatts e raios de célula de 3 km e 6 km, respectivamente. Os gráficos de barras empilhadas nestas figuras indicam que (1) o prefixo cíclico pode ser aumentado de cerca de 108 amostras (20 μ s) para 151 amostras (29 μ s) em um raio de célula de cerca de 3 km e (2) um comprimento de prefixo cíclico de 108 95% amostras tem alguma perda com relação à SNRideal , mesmo com escalonamento de 3x.

[0062] Os resultados da simulação mostrados nas figuras de 6A a 6E são para um projeto de sistema específico, um modelo de propagação específico, e um projeto de receptor específico. Resultados diferentes podem ser obtidos para projetos diferentes e modelos diferentes. Em geral, o espalhamento por retardo aumenta à medida que o raio de célula aumenta, e um comprimento de prefixo cíclico mais longo pode ser utilizado para espalhamento por retardo mais longo de modo a aperfeiçoar a SNR . Escalonamento piloto melhora o desempenho em muitos casos.

[0063] A figura 7 mostra uma estrutura de super-quadros de 4 níveis exemplar 700 que pode ser utilizada para enviar dados, piloto e overhead. A linha de tempo de transmissão é particionada em super-quadros, com cada super-quadro tendo uma duração de tempo predeterminada, como, por exemplo, de aproximadamente um segundo. Para a modalidade mostrada na figura 7, cada super-quadro inclui (1) um campo de cabeçalho para um piloto TDM e informações de overhead/controle e (2) um campo de dados para dados de tráfego e piloto FDM. O piloto TDM pode ser utilizado na sincronização (por exemplo, detecção de super-quadro, estimativa de erro de freqüência e aquisição de temporização). Os pilotos TDM e FDM podem ser utilizados na estimativa de canal. As informações de overhead para cada super-quadro podem transmitir diversos parâmetros para as transmissões enviadas neste super-quadro (como, por exemplo, os comprimentos de prefixo cíclico utilizados em diferentes transmissões, tais como transmissões locais e de área ampla). O campo de dados de cada super-quadro é particionado em K quadros externos de tamanho igual para facilitar as transmissões de dados, onde K > 1. Cada quadro externo é particionado em N quadros, e cada quadro é adicionalmente particionado em T partições de tempo, onde N > 1 e T > 1. O super-quadro, o quadro externo , o quadro e a partição de tempo podem ser também referenciados por alguma outra terminologia.

[0064] As técnicas de transmissão descritas aqui podem ser também utilizadas em sistemas que utilizam várias tecnologias de rádio. Por exemplo, estas técnicas podem ser utilizadas em um sistema que utiliza (1) uma tecnologia de rádio com espalhamento espectral, tal como W- CDMA, cdma2000 ou alguma outra variação de Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Seqüência Direta (DS-CDMA) para voz e dados de pacote e (2) uma tecnologia de rádio de multiportadoras, tal como OFDM para dados de broadcast.

[0065] A figura 8 mostra uma estrutura de quadros 800 exemplar para um sistema duplexado por divisão de tempo (TDD) que suporta W-CDMA e OFDM. A linha de tempo de transmissão é particionada em quadros. Cada quadro tem uma duração de 10 milisegundos (ms) e é adicionalmente particionado em 15 partições de tempo as quais são atribuídos índices de 1 a 15. Cada partição de tempo tem uma duração de 0,667 ms e inclui 2560 chips. Cada chip tem uma duração de 0,26 μ s para uma largura de banda de sistema de 3,84 MHz.

[0066] Para o exemplo mostrado na figura 8, a partição de tempo 1 é utilizada para uma partição W-CDMA de downlink, as partições de tempo de 2 a 6 são utilizadas para partições OFDM de downlink, a partição de tempo 7 é utilizada para uma partição W-CDMA de uplink e as partições de tempo de 8 a 15 são utilizadas para partições OFDM de downlink. Para cada partição W-CDMA, os dados para um ou mais canais físicos podem ser canalizados com seqüências ortogonais diferentes (por exemplo, OVSF), espalhados espectralmente com códigos de embaralhamento, combinados no domínio do tempo e transmitidos através de toda a partição de tempo. Para cada partição OFDM de downlink, L símbolos OFDM podem ser gerados para os dados a serem enviados nessas partições de tempo, onde L > 1. Por exemplo, L = 3 símbolos OFDM podem ser enviados em cada partição OFDM de downlink, e cada símbolo OFDM pode ser gerado com base nos parâmetros de projeto mostrados na Tabela 1 e no comprimento de prefixo cíclico selecionado.

[0067] Para um sistema duplexado por divisão de freqüência (FDD) que suporta W-CDMA e OFDM, o downlink e o uplink são transmitidos simultaneamente em bandas de freqüência separadas. Cada partição de tempo no downlink pode ser utilizada para W-CDMA ou OFDM.

[0068] A estrutura de quadros 800 da figura 8 pode ser incorporada à estrutura de super-quadros 700 da figura 7. Por exemplo, cada super-quadro pode incluir quatro quadros-externos (K = 4), cada quadro-externo pode incluir 32 quadros (N = 32) e cada quadro pode incluir 15 partições de tempo (T = 15). Se cada quadro tem uma duração de 10 ms, em seguida cada quadro-externo tem uma duração de 320 ms, e cada super-quadro tem uma duração de aproximadamente 1,28 segundos.

[0069] As figuras 7 e 8 mostram estruturas de super-quadro e quadro exemplares. As técnicas aqui descritas podem ser utilizadas em outros sistemas e estruturas de super-quadro e quadro.

[0070] Para cada partição de tempo utilizada no broadcast, a área de cobertura para a transmissão enviada nessa partição de tempo depende do número de estações base vizinhas que enviam a mesma transmissão. Se várias estações base vizinhas enviam a mesma transmissão, então a transmissão pode ser considerada como sendo para uma rede de freqüência única (SFN), um terminal pode receber a transmissão de várias estações base e a área de cobertura para a transmissão será grande. Inversamente, se uma ou poucas estações base enviam uma dada transmissão, então a área de cobertura para a transmissão será pequena.

[0071] Um comprimento de prefixo cíclico configurável pode ser selecionado de diversas maneiras. Em uma modalidade, os comprimentos de prefixo cíclico para diferentes transmissões são selecionados com base nas áreas de cobertura esperadas para estas transmissões. A área de cobertura esperada para uma transmissão é uma área dentro da qual um terminal pode receber esta transmissão a ou acima de alguma qualidade de sinal mínima. A área de cobertura esperada e o máximo espalhamento por retardo esperado estão relacionados, de modo que uma área de cobertura esperada maior corresponda a um máximo espalhamento por retardo esperado. Um comprimento de prefixo cíclico mais longo pode ser selecionado para (1) uma transmissão de broadcast enviada por várias estações base vizinhas ou (2) uma transmissão específica de usuário enviada por uma estação base com uma área de cobertura grande. Os comprimentos de prefixo cíclico podem ser selecionados com base nas informações de aplicação disponíveis para as estações base no sistema e nas informações de programação para as transmissões que são enviadas. Em outra modalidade, o comprimento de prefixo cíclico pode ser selecionado para cada transmissão individual com base na área de cobertura esperada para esta transmissão. Para todas as modalidades, os comprimentos de prefixo cíclico selecionados podem ser transmitidos aos terminais por meio de sinalização de overhead ou outros meios.

[0072] Os comprimentos de prefixo cíclico configuráveis podem ser estáticos, semi-estáticos ou dinâmicos. Os comprimentos de prefixo cíclico para transmissões locais e de área ampla podem ser estáticos ou semi-estáticos, como, por exemplo, se estas transmissões forem enviadas em partições de tempo fixas ou relativamente estáticas. Os comprimentos de prefixo cíclico podem ser também dinamicamente selecionados com base nas alterações nas transmissões locais e de área ampla. Por exemplo, em cada super-quadro, o comprimento de prefixo cíclico pode ser selecionado para cada partição de tempo no super-quadro com base na área de cobertura para a transmissão enviada nessa partição de tempo. Um comprimento de prefixo cíclico maior pode ser selecionado para cada partição de tempo com uma transmissão que tenha uma área de cobertura maior. Um comprimento de prefixo cíclico menor pode ser selecionado para cada partição de tempo com uma transmissão que tenha uma área de cobertura menor.

[0073] Um piloto escalonado fixo ou configurável pode ser utilizado no sistema. Um piloto escalonado fixo pode ser selecionado com base no projeto do sistema e nas condições operacionais esperadas. Um piloto escalonado configurável pode ser selecionado dentre múltiplos pilotos escalonados (como, por exemplo, 1x, 2x, 3x e assim por diante) com base nas áreas de cobertura esperadas ou nos espalhamentos por retardo esperados máximos para as transmissões que são enviadas. Por exemplo, menos escalonamento piloto pode ser utilizado em uma transmissão local com uma área de cobertura menor, e mais escalonamento piloto pode ser utilizado em uma transmissão de área ampla com uma área de cobertura maior.

[0074] A figura 9 mostra um processo 900 para transmitir dados de maneira a atenuar os efeitos prejudiciais do espalhamento por retardo. Inicialmente, o máximo espalhamento por retardo esperado para uma transmissão de dados é estimado com base no tipo de transmissão de dados, no tamanho da área de cobertura para a transmissão de dados e/ou em outros fatores (bloco 912). A transmissão de dados pode ser uma transmissão de broadcast, uma transmissão específica de usuário ou alguma outra transmissão. O tipo de transmissão pode ser local, de área ampla e assim por diante.

[0075] Um comprimento de prefixo cíclico é selecionado dentre múltiplos comprimentos de prefixo cíclico possíveis com base no máximo espalhamento por retardo esperado para a transmissão de dados (bloco 914). Por exemplo, um comprimento de prefixo cíclico menor pode ser selecionado se a transmissão de dados for uma transmissão local, e um comprimento de prefixo cíclico maior pode ser selecionado se a transmissão de dados for uma transmissão de área ampla. Um comprimento de prefixo cíclico menor pode ser também selecionado se a transmissão de dados tiver uma área de cobertura menor, e um comprimento de prefixo cíclico maior pode ser selecionado se a transmissão de dados tiver uma área de cobertura maior. O comprimento de prefixo cíclico selecionado pode ser sinalizado para o(s) terminal(is) que recebe(m) a transmissão de dados (bloco 916). A transmissão de dados é processada com base no comprimento de prefixo cíclico selecionado (bloco 918). Cada símbolo OFDM gerado para a transmissão de dados inclui um prefixo cíclico do comprimento selecionado.

[0076] A figura 10 mostra um processo 1000 para transmitir dados de maneira a atenuar os efeitos prejudiciais do espalhamento por retardo. O processo 1000 pode ser utilizado, por exemplo, em conjunto com as estruturas de super-quadro e quadro mostradas nas figuras 7 e 8.

[0077] Inicialmente, as áreas de cobertura esperadas para várias transmissões a serem enviadas em várias partições de tempo de um super-quadro são determinadas (bloco 1012). Os comprimentos de prefixo cíclico para estas transmissões são selecionados com base nas áreas de cobertura esperadas (bloco 1014). O comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão pode ser selecionado dentre um conjunto de comprimentos de prefixo cíclico permitidos com base na área de cobertura esperada para esta transmissão, no escalonamento piloto utilizado na transmissão e assim por diante. Por exemplo, um comprimento de prefixo cíclico menor pode ser selecionado para cada transmissão local, e um comprimento de prefixo cíclico mais longo pode ser selecionado para cada transmissão de área ampla. Os comprimentos de prefixo cíclico selecionados podem ser sinalizados para os terminais, como, por exemplo, na parte de overhead do super-quadro (bloco 1016). As transmissões são processadas com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados (bloco 1018). Símbolos OFDM são gerados para cada transmissão com base no comprimento de prefixo cíclico selecionado para esta transmissão.

[0078] O processo 1000 pode ser executado periodicamente, como, por exemplo, em cada super-quadro. Neste caso, é determinado se um novo super-quadro começou (bloco 1020). Se a resposta for “Sim”, então o processo volta ao bloco 1012 para selecionar os comprimentos de prefixo cíclico para as transmissões a serem enviadas no novo super-quadro. Os comprimentos de prefixo cíclico podem ser também selecionados em intervalos de tempo diferentes em cada super-quadro.

[0079] A figura 11 mostra um diagrama em blocos de uma estação base 110 e um terminal 120. Na estação base 110, um processador piloto de transmissão (TX) 1110 gera um piloto TDM e um piloto FDM com base no escalonamento piloto selecionado. Um processador de dados TX 1120 processa (codifica, intercala e mapeia em símbolos, por exemplo) dados de tráfego e gera símbolos de dados, que são símbolos de modulação para dados de tráfego. Um modulador OFDM 1122 efetua modulação OFDM nos dados e símbolos piloto (por exemplo, conforme mostrado na figura 3) e gera símbolos OFDM que têm comprimentos de prefixo cíclico selecionados. Uma unidade transmissora (TMTR) 1126 condiciona (por exemplo, converte para analógico, filtra, amplifica e converte ascendentemente em freqüência) os símbolos OFDM e gera um sinal modulado que é transmitido de uma antena 1128.

[0080] No terminal 120, uma antena 1152 recebe os sinais modulados transmitidos pela estação base 110 e outras estações base no sistema. Uma unidade receptora (RCVR) 1154 condiciona, digitaliza e processa o sinal recebido da antena 1152 e provê um fluxo de amostras de entrada. Um demodulador (Demod) OFDM 1160 executa a demodulação OFDM nas amostras de entrada (por exemplo, complementar à modulação OFDM mostrada na figura 3), provê os símbolos piloto recebidos a um estimador de canal 1162, e provê os símbolos de dados recebidos a um detector 1164. O estimador de canal 1162 obtém uma estimativa de resposta de impulso de canal e/ou uma estimativa de resposta de freqüência de canal baseadas nos símbolos piloto recebidos. O detector 1164 executa a detecção (por exemplo, equalização) nos símbolos de dados recebidos com a estimativa de canal do estimador de canal 1162 e provê estimativas de símbolos de dados, que são estimativas dos símbolos de dados transmitidos. Um processador de dados de recepção (RX) 1170 processa (demapeia em símbolos, deintercala e decodifica) as estimativas de símbolos de dados e provê dados decodificados. Em geral, o processamento no terminal 120 é complementar ao processamento na estação base 110.

[0081] Os controladores 1130 e 1180 orientam a operação na estação base 110 e no terminal 120, respectivamente. As unidades de memória 1132 e 1182 armazenam códigos de programa e dados utilizados pelos controladores 1130 e 1180, respectivamente. O controlador 1130 e/ou um escalonador 1134 escalona as transmissões no downlink e aloca recursos do sistema (por exemplo, partições de tempo) para as transmissões escalonadas.

[0082] As técnicas de transmissão aqui descritas podem ser utilizadas em transmissões no downlink, conforme descrito acima. Estas técnicas podem ser também utilizadas nas transmissões no uplink.

[0083] As técnicas de transmissão aqui descritas podem ser implementadas por diversos meios. Por exemplo, estas técnicas podem ser implementadas em hardware, software ou uma combinação destes. Para uma implementação em hardware, as unidades de processamento utilizadas para selecionar parâmetros configuráveis (por exemplo, comprimento de prefixo cíclico e/ou escalonamento piloto) e as unidades de processamento utilizadas para processar dados para transmissão podem ser implementadas dentro de um ou mais circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos de processamento de sinais digitais (DSPDs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), matriz de portas programáveis em campo (FPGAs), processadores, controladores, microcontroladores, microprocessadores, dispositivos eletrônicos, outras unidades eletrônicas projetadas para executar as funções descritas aqui ou uma combinação destes. As unidades de processamento utilizadas para receber a transmissão podem ser também implementadas dentro de um ou mais ASICs, DSPs, processadores, dispositivos eletrônicos e assim por diante.

[0084] Para uma implementação em software, as técnicas podem ser implementadas com módulos (como, por exemplo, procedimentos, funções e assim por diante) que desempenham as funções descritas aqui. Os códigos de software podem ser armazenados em uma unidade de memória (por exemplo, unidade de memória 1132 ou 1182 da figura 11) e executados por um processador (por exemplo, controlador 1130 ou 1180). A unidade de memória pode ser implementada dentro do processador ou fora do processador, e neste caso esta pode ser comunicativamente acoplada ao processador por diversos meios, como é conhecido na técnica.

[0085] A descrição anterior das modalidades descritas é apresentada para permitir que qualquer pessoa versada na técnica fabrique ou utilize a presente invenção. Diversas modificações nestas modalidades serão prontamente evidentes aos versados na técnica, e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados a outras modalidades sem se afastar do conceito inventivo ou escopo da invenção. Assim, a presente invenção não pretende ser limitada às modalidades mostradas aqui, mas receberá o escopo mais amplo compatível com os princípios e as novas características revelados aqui.

Claims

1. Aparelho para transmitir dados em um sistema de comunicação sem fio, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: meios para determinar (1130) áreas de cobertura esperadas para uma pluralidade de transmissões a serem enviadas em uma pluralidade de partições de tempo; meios para selecionar (1130) comprimentos de prefixo cíclico para a pluralidade de transmissões com base nas áreas de cobertura esperadas; meios para processar (1122) a pluralidade de transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados; e meios para processar o piloto escalonado selecionado.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: meios para determinar (1130) as áreas de cobertura esperadas e selecionar os comprimentos de prefixo cíclico em cada intervalo de tempo de duração predeterminada.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERI ZADO pelo fato de que os meios para selecionar (1130) os comprimentos de prefixo cíclico para a pluralidade de transmissões compreendem: meios para determinar se cada uma da pluralidade de transmissões é uma transmissão local ou uma transmissão de área ampla; meios para selecionar um primeiro comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão local dentre a pluralidade de transmissões, e meios para selecionar um segundo comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão de área ampla dentre a pluralidade de transmissões, em que o segundo comprimento de prefixo cíclico é maior que o primeiro comprimento de prefixo cíclico.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios para processar (1122) a pluralidade de transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados compreendem: meios para gerar (1130) símbolos de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para cada uma da pluralidade de transmissões com base em um comprimento de prefixo cíclico selecionado para a transmissão.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios para determinar (1130) áreas de cobertura esperadas para uma pluralidade de transmissões a serem enviadas em uma pluralidade de partições de tempo e os meios para selecionar (1130) comprimentos de prefixo cíclico para a pluralidade de transmissões com base nas áreas de cobertura esperadas são um controlador; e os meios para processar (1122) a pluralidade de transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados são um modulador.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o controlador (1130) determina as áreas de cobertura esperadas e seleciona os comprimentos de prefixo cíclico em cada intervalo de tempo de duração predeterminada.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o controlador (1130) seleciona um comprimento de prefixo cíclico dentre uma pluralidade de comprimentos de prefixo cíclico para cada uma da pluralidade de transmissões com base em uma área de cobertura esperada para a transmissão.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (1130) determina se cada uma da pluralidade de transmissões é uma transmissão local ou uma transmissão de área ampla.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (1130) seleciona um primeiro comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão local dentre a pluralidade de transmissões e seleciona um segundo comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão de área ampla dentre a pluralidade de transmissões, em que o segundo comprimento de prefixo cíclico é maior que o primeiro comprimento de prefixo cíclico.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o controlador (1130) seleciona os comprimentos de prefixo cíclico para a pluralidade de transmissões adicionalmente com base em um piloto multiplexado por divisão de frequência (FDM) enviado com a pluralidade de transmissões.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o controlador (1130) seleciona um piloto escalonado dentre uma pluralidade de pilotos escalonados com base nas áreas de cobertura esperadas, e em que o modulador adicionalmente processa o piloto escalonado selecionado.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o modulador (1122) gera símbolos de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para cada uma da pluralidade de transmissões com base em um comprimento de prefixo cíclico selecionado para a transmissão.

13. Método para transmitir dados em um sistema de comunicação sem fio, CARACTERI ZADO pelo fato de que compreende: determinar áreas de cobertura esperadas para uma pluralidade de transmissões a serem enviadas em uma pluralidade de partições de tempo; selecionar comprimentos de prefixo cíclico para a pluralidade de transmissões com base nas áreas de cobertura esperadas; selecionar um piloto escalonado dentre uma pluralidade de pilotos escalonados com base nas áreas de cobertura esperadas; processar a pluralidade de transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados; e processar o piloto escalonado selecionado.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: efetuar a determinação das áreas de cobertura esperadas e a seleção dos comprimentos de prefixo cíclico em cada intervalo de tempo de duração predeterminada.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que selecionar os comprimentos de prefixo cíclico para a pluralidade de transmissões compreende: determinar se cada uma da pluralidade de transmissões é uma transmissão local ou uma transmissão de área ampla; selecionar um primeiro comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão local dentre a pluralidade de transmissões, e selecionar um segundo comprimento de prefixo cíclico para cada transmissão de área ampla dentre a pluralidade de transmissões, em que o segundo comprimento de prefixo cíclico é maior que o primeiro comprimento de prefixo cíclico.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que processar a pluralidade de transmissões com base nos comprimentos de prefixo cíclico selecionados compreende: gerar símbolos de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para cada uma da pluralidade de transmissões com base em um comprimento de prefixo cíclico selecionado para a transmissão.

17. Método para transmitir dados em um sistema de comunicação sem fio, CARACTERI ZADO pelo fato de que compreende: selecionar um comprimento de prefixo cíclico para uma transmissão de dados dentre uma pluralidade de comprimentos de prefixo cíclico com base em um máximo espalhamento por retardo esperado para a transmissão de dados; selecionar um piloto escalonado dentre uma pluralidade de pilotos escalonados com base no máximo espalhamento por retardo esperado; processar a transmissão de dados com base no comprimento de prefixo cíclico selecionado; e processar o piloto escalonado selecionado.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: estimar o máximo espalhamento por retardo esperado máximo para a transmissão de dados com base no tipo da transmissão de dados.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: estimar o máximo espalhamento por retardo esperado para a transmissão de dados com base em uma área de cobertura esperada para a transmissão de dados.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que selecionar o comprimento de prefixo cíclico compreende: selecionar um primeiro comprimento de prefixo cíclico dentre a pluralidade de comprimentos de prefixo cíclico se a transmissão de dados for uma transmissão local, e selecionar um segundo comprimento de prefixo cíclico dentre a pluralidade de comprimentos de prefixo cíclico se a transmissão de dados for uma transmissão de área ampla, em que o segundo comprimento de prefixo cíclico é maior que o primeiro comprimento de prefixo cíclico.

21. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que processar a transmissão de dados com base no comprimento de prefixo cíclico selecionado compreende: gerar símbolos de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para a transmissão de dados com base no comprimento de prefixo cíclico selecionado.

22. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: realizar BROADCAST da transmissão de dados para uma pluralidade de receptores.

23. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: enviar a transmissão de dados para um receptor específico.

24. Aparelho para receber dados em um sistema de comunicação sem fio, CARACTERI ZADO pelo fato de que compreende: um controlador para receber sinalização (1180) para pelo menos um comprimento de prefixo cíclico selecionado para pelo menos uma transmissão enviada em pelo menos uma partição de tempo, em que o pelo menos um comprimento de prefixo cíclico é selecionado com base na área de cobertura esperada para a pelo menos uma transmissão; um demodulador (1160) para receber e processar a pelo menos uma transmissão com base no pelo menos um comprimento de prefixo cíclico; um estimador de canal para receber um piloto escalonado transmitido com a pelo menos uma transmissão e determinar uma estimativa de canal baseada no piloto escalonado recebido, em que o piloto escalonado é selecionado com base na área de cobertura esperada para a pelo menos uma transmissão; e um detector para realizar a detecção na pelo menos uma transmissão com base na estimativa de canal.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma da pelo menos uma transmissão é uma transmissão local ou uma transmissão de área ampla, em que um primeiro comprimento de prefixo cíclico é selecionado para cada transmissão local, em que um segundo comprimento de prefixo cíclico é selecionado para cada transmissão de área ampla, e em que o segundo comprimento de prefixo cíclico é maior que o primeiro comprimento de prefixo cíclico.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (1180) recebe a sinalização para o pelo menos um comprimento de prefixo cíclico em cada um de uma pluralidade de intervalos de tempo, cada intervalo de tempo tendo uma duração predeterminada.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o demodulador (1160) recebe símbolos de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para cada uma da pelo menos uma transmissão e remove prefixos cíclicos nos símbolos OFDM recebidos para cada transmissão com base em um comprimento de prefixo cíclico selecionado para a transmissão.

28. Método para receber dados em um sistema de comunicação sem fio, CARACTERI ZADO pelo fato de que compreende: receber sinalização para pelo menos um comprimento de prefixo cíclico selecionado para pelo menos uma transmissão enviada em pelo menos uma partição de tempo, em que o pelo menos um comprimento de prefixo cíclico é selecionado com base em uma área de cobertura esperada para a pelo menos uma transmissão; processar a pelo menos uma transmissão com base no pelo menos um comprimento de prefixo cíclico; receber um piloto escalonado transmitido com a pelo menos uma transmissão, em que o piloto escalonado é selecionado com base nas áreas de cobertura esperadas para a pelo menos uma transmissão; derivar uma estimativa de canal com base no piloto escalonado recebido; e efetuar a detecção na pelo menos uma transmissão com a estimativa de canal.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: efetuar o recebimento da sinalização para o pelo menos um comprimento de prefixo cíclico e o processamento da pelo menos uma transmissão em cada uma de uma pluralidade de intervalos de tempo, cada intervalo de tempo tendo uma duração predeterminada.

30. Método, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERI ZADO pelo fato de que o processamento de pelo menos uma transmissão compreende: receber símbolos de multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) para cada uma da pelo menos uma transmissão, e remover prefixos cíclicos nos símbolos OFDM recebidos para cada transmissão com base em um comprimento de prefixo cíclico selecionado para a transmissão.