BRPI0512127B1

BRPI0512127B1 - multiplexação para um sistema de comunicação celular de multiportadora

Info

Publication number: BRPI0512127B1
Application number: BRPI0512127-2A
Authority: BR
Inventors: Arak Sutivong; Avneesh Agrawal
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2020-11-03
Also published as: TWI362194B; CA2571106C; ES2718448T3; IL180123A0; NZ552150A; US20050281242A1; EP1769602A1; AU2005264977C1; AU2005264977B2; RU2357364C2; AU2005264977A1; BRPI0512127A; TW200623691A; JP2010252347A; US7724777B2; JP4791459B2; EP2518930A3; JP5175317B2; EP2518930B1; JP2008503935A

Abstract

MULTIPLEXAÇÃO PARA UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO CELULAR DE MULTIPORTADORA. Para multiplexação quase-ortogonal em um sistema OFDMA, múltiplos conjuntos (M) de canais de tráfego são definidos para cada estação base. Os canais de tráfego. Em cada conjunto são ortogonais entre si e podem ser pseudo-aleatórios com relação aos canais de tráfego em cada um dos outros conjuntos. O número mínimo de conjuntos de canais de tráfego (L) é utilizado para suportar um número dado de terminais (U) selecionados para transmissão de dados. Cada terminal transmite símbolos piloto e dados em seu canal de tráfego. Uma estação base recebe transmissões de dados de todos os terminais e pode executar processamento espacial de receptor em símbolos recebidos com matrizes de filtro espacial para obter símbolos de dados detectados. A matriz de filtro espacial para cada sub-banda pode ser derivada com base em estimativas de resposta de canal para todos os terminais que transmitem naquela sub-banda.

Description

I. Campo

A presente invenção refere-se genericamente à comunicação de dados e mais especificamente à transmissão de dados em um sistema de comunicação de acesso múltiplo de multiportadoras.

II. Fundamentos

Um sistema de acesso múltiplo pode suportar simultaneamente comunicação para múltiplos terminais nos links direto e reverso. 0 link direto (ou downlink) se refere ao link de comunicação proveniente das estações base para os terminais, e o link reverso (ou uplink) se refere ao link de comunicação proveniente dos terminais até as estações base. Múltiplos terminais podem transmitir simultaneamente dados no link reverso e/ou receber dados no link direto. Isto pode ser obtido por multiplexação das múltiplas transmissões de dados em cada link para serem ortogonais entre si no dominio do tempo, frequência e/ou código. Ortogonalidade completa não é tipicamente obtida na maioria dos casos devido a vários fatores como condições de canal, imperfeições de receptor e assim por diante. Não obstante, a multiplexação ortogonal assegura que a transmissão de dados para cada terminal interfira de forma minima nas transmissões de dados para os outros terminais.

Um sistema de comunicação de multiportadoras utiliza multiportadoras para transmissão de dados. As multiportadoras podem ser fornecidas por multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM), multitons discretos (DMT), algumas outras técnicas de modulação por multiportadoras, ou alguma outra construção. OFDM divide de forma eficaz a largura de banda geral do sistema em múltiplas sub-bandas de frequência ortogonal(K). Essas sub- bandas são também mencionadas como tons, subportadoras, reservatórios, canais de frequência e assim por diante. Cada sub-banda é associada a uma respectiva subportadora que pode ser modulada com dados.

Um sistema de acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA) é um sistema de múltiplos acessos que utiliza OFDM. Um sistema OFDMA pode utilizar multiplexação por divisão de tempo e/ou frequência para obter ortogonalidade entre múltiplas transmissões de dados para múltiplos terminais. Por exemplo, terminais diferentes podem ser alocados sub-bandas diferentes, e a transmissão de dados para cada terminal pode ser enviada na(s) sub- banda (s) alocadas para o terminal. Pelo uso de sub-bandas de não sobreposição ou separadas para terminais diferentes, pode-se evitar ou reduzir a interferência entre os múltiplos terminais, e pode-se obter desempenho aperfeiçoado.

O número de sub-bandas disponíveis para transmissão de dados é limitado (a K) pela estrutura de OFDM utilizada para o sistema OFDMA. O número limitado de sub-bandas coloca um limite superior no número de terminais que pode transmitir simultaneamente sem interferir um com o outro. Em certas instâncias, pode ser desejável permitir que mais terminais transmitam simultaneamente, por exemplo, para utilizar melhor a capacidade disponivel do sistema. Há, portanto, necessidade na arte de técnicas para suportar simultaneamente mais terminais em um sistema OFDMA.

SUMÁRIO

Técnicas que podem suportar transmissão simultânea para mais terminais do que o número de unidades de transmissão ortogonal (ou dimensões ortogonais) disponíveis no sistema são descritas aqui. Cada tal "unidade de transmissão" pode corresponder a um grupo de uma ou mais sub-bandas em um ou mais periodos de símbolo, e é ortogonal a todas as outras unidades de transmissão em freqüência e tempo. Essas técnicas são denominadas "multiplexação quase-ortogonal" e podem ser usadas para utilizar mais completamente capacidade adicional que pode ser criada em uma dimensão espacial pelo emprego de múltiplas antenas em uma estação base. Essas técnicas também podem reduzir a quantidade de interferência observada por cada terminal, o que pode melhorar o desempenho.

Em uma modalidade de multiplexação quase- ortogonal que é apropriada para um sistema OFDMA, múltiplos (M) conjuntos de canais de tráfego são definidos para cada estação base no sistema. Cada conjunto contém múltiplos (N) canais de tráfego, por exemplo, um canal de tráfego para cada unidade de transmissão ortogonal disponível no sistema. Cada canal de tráfego é associado à unidade de transmissão ortogonal especifica (por exemplo, as sub- bandas especificas) a usar para cada intervalo de transmissão. P$ra um sistema OFDMA de salto em freqüência (FH-OFDMA) , cada canal de tráfego pode ser associado a uma seqüência de FH que seleciona pseudoaleatoriamente diferentes sub-bandas em diferentes intervalos de transmissão ou períodos de salto. Os canais de tráfego em cada conjunto são ortogonais entre si e podem ser pseudoaleatórios com relação aos canais de tráfego em cada dos outros conjuntos M-l. Um total de M-N canais de tráfego é então disponível para uso no sistema. O número mínimo de conjuntos de canais de tráfego (L) pode ser utilizado para suportar um dado número de terminais (U) selecionados para transmissão de dados. Cada terminal pode ser atribuído um canal de tráfego selecionado dos L conjuntos de canais de tráfego.

Cada terminal transmite símbolos de dados (que são símbolos de modulação para dados) em seu canal de tráfego. Cada terminal também transmite símbolos piloto (que são símbolos de modulação para um piloto) em seu canal de tráfego para permitir que uma estação base estime : a resposta do canal sem fio entre o terminal e a estação base. Os U terminais podem transmitir simultaneamente em seus canais de tráfego atribuídos.

A estação base recebe transmissões de dados dos U terminais e obtém um vetor de símbolos recebidos para cada sub-banda em cada período de símbolo. A estação base pode derivar uma matriz de filtro espacial para cada sub-banda com base em estimativas de resposta de canal obtidas para todos os terminais que transmitem naquela sub-banda. A estação base pode executar processamento espacial de receptor no vetor de símbolo recebido para cada sub-banda com a matriz de filtro espacial para aquela sub-banda a fim de obter símbolos de dados detectados, que são estimativas dos símbolos de dados enviados pelos terminais utilizando a sub-banda.

Vários aspectos e modalidades da invenção são descritos em detalhe adicional abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características e natureza da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhada exposta abaixo quando tomada em combinação com ds desenhos nos quais caracteres de referência similares identificam de forma correspondente em toda a invenção e em que: A figura 1 mostra múltiplos terminais e uma estação base em um sistema OFDMA; A figura 2 ilustra salto em frequência no sistema OFDMA; A figura 3 mostra M conjuntos de sequências de FH para multiplexação quase-ortogonal; A figura 4 mostra um processo para atribuir sequências de FH para U terminais; A figura 5 mostra um diagrama de blocos de um terminal de antena única e um terminal de multiantenas; e A figura 6 mostra um diagrama de blocos da estação base.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A palavra "exemplar" é utilizada aqui para significar "servir como exemplo, instância ou ilustração". Qualquer modalidade ou projeto descrito aqui como "exemplar" não deve ser necessariamente considerado como preferido ou vantajoso em relação a outras modalidades ou projetos.

As técnicas de multiplexação quase-ortogonal descritas aqui podem ser utilizadas para vários sistemas de comunicação de multiportadoras, por exemplo, um sistema baseado em OFDM como um sistema OFDMA. Essas técnicas também podem ser utilizadas para sistemas de antena única e multiantenas. Um sistema de antena única utiliza uma antena para transmissão e recepção de dados. Um sistema de multiantenas utiliza uma ou múltiplas antenas para transmissão de dados e múltiplas antenas para recepção de dados. Essas técnicas também podem ser utilizadas para sistemas duplexados por divisão de tempo (TDD) e duplexados por divisão de frequência (FDD), para os links direto e reverso, e com ou sem salto de frequência. Para clareza, multiplexação quase-ortogonal é descrita abaixo para o link reverso de um sistema FH-OFDMA de multiantenas.

A figura 1 mostra múltiplos terminais 110a até 11 Ou e uma estação base 120 em um sistema OFDMA 100. Uma estação base é genericamente uma estação fixa que se comunica com os terminais e também pode ser mencionada como um ponto de acesso ou alguma outra terminologia. Um terminal pode ser fixo ou móvel e também pode ser mencionado como uma estação móvel, um dispositivo sem fio, ou alguma outra terminologia. Os termos "terminal" e "usuário" também são utilizados intercambiavelmente aqui. A estação base 120 é equipada com múltiplas (R) antenas para transmissão e recepção de dados. Um terminal pode ser equipado com uma antena (por exemplo, terminal 110a) ou múltiplas antenas (por exemplo, terminal 110u) para transmissão e recepção de dados. As R antenas na estação base 120 representam as múltiplas entradas (MI) para transmissões no link direto e as múltiplas saidas (MO) para transmissões no link reverso. Se múltiplos terminais forem selecionados para transmissão simultânea, então as múltiplas antenas para esses terminais selecionados coletivamente representam as múltiplas saidas para transmissões de link direto e as múltiplas entradas para transmissões de link reverso.

A figura 2 ilustra esquema de transmissão de salto em freqüência (FH) 200 que pode ser utilizado para o sistema OFDMA, O salto em freqüência pode fornecer diversidade de freqüência contra efeitos prejudiciais de percurso e randomização de interferência. Com salto em freqüência, cada terminal/usuário pode ser atribuido uma seqüência de FH diferente que indica a(s) sub-banda (s) especifica (s) a utilizar em cada periodo de "salto". Uma seqüência de FH também pode ser denominada um padrão de salto ou alguma outra terminologia. Um periodo de salto é a quantidade de tempo gasto em uma dada sub-banda, pode cobrir um ou múltiplos períodos de símbolos, e também pode ser denominado um intervalo de transmissão ou alguma outra terminologia. Cada sequência de FH pode selecionar de forma pseudo-aleatória sub-bandas para o terminal. Obtém-se diversidade de frequência pela seleção de sub-bandas diferentes através das sub-bandas totais K em diferentes períodos de salto. Sequências de FH e canais de tráfego podem ser visualizados como modos convenientes de expressar atribuições de sub-bandas.

As sequências de FH para diferentes usuários em comunicação com a mesma estação base são tipicamente ortogonais entre si de modo que dois usuários não utilizam a mesma sub-banda em nenhum período de salto dado. Isto evita interferência "íntra-célula" ou "intra-setor" entre os terminais que se comunicam com a mesma estação baçe (considerando que ortogonalidade não é destruída por algum outro fator) . As sequências de FH para cada estação base podem ser pseudoaleatórias com relação às sequências de FH para estações, base próximas. Interferência entre dois usuários que se comunicam com duas estações base diferentes ocorre sempre que as sequências de FH para esses usuários selecionarem a mesma sub-banda no mesmo período de salto. Entretanto, essa interferência "inter-célula" ou "inter- setor" é aleatorizada devido à natureza pseudo-aleatória das sequências de FH.

Para a modalidade mostrada na figura 2, as sub- bandas utilizáveis para transmissão de dados são dispostas em N grupos. Cada grupo contém S sub-bandas, onde em geral N > 1, S > 1, e N-S < K. As sub-bandas em cada grupo podem ser contíguas, como mostrado na figura 2. As sub-bandas em cada grupo também podem ser não contíguas, por exemplo, uniformemente distribuídas através das K sub-bandas totais e uniformemente separadas por S sub-bandas. Cada usuário pode ser atribuído um grupo de S sub-bandas em cada período de salto. Símbolos de dados podem ser multiplexados por divisão de tempo com símbolos piloto, os quais são conhecidos a priori tanto pelo terminal como pela estação base, como mostrado na figura 2.

Pode-se evitar ou reduzir interferência entre todos os usuários que se comunicam com a mesma estação base se suas sequências de FH forem ortogonais entre si. Nesse caso, os usuários são atribuídos grupos de sub-bandas de não sobreposição ou, de forma equivalente, uma sub-banda é somente utilizada por no máximo um usuário em qualquer momento dado. Ortogonalidade completa não é obtida tipicamente devido a condições de canal, imperfeições de receptor, temporização não sincronizada nos terminais e assim por diante. A perda de ortogonalidade pode causar interferência interportadora (ICI) e interferência intersímbolo (ISI) . Entretanto, a ICI e ISI podem ser pequenas em comparação com a interferência que seria observada se os usuários não tiverem atribuídas sequências de FH ortogonais.

O número de grupos de sub-banda disponíveis para transmissão de dados é limitado, por exemplo, a N para a modalidade mostrada na figura 2. Se um grupo de sub-banda for atribuído a cada usuário, então um número maior do que N usuários pode ser suportado pela multiplexação por divisão de tempo (TDM) dos usuários e permitindo que conjuntos diferentes de até N usuários transmitam em até N grupos de sub-bandas em diferentes períodos de salto. Um número maior do que N unidades de transmissão ortogonal pode ser desse modo criado nos domínios de frequência e tempo, onde cada unidade de transmissão é ortogonal a todas as outras unidades de transmissão em frequência e tempo. As unidades de transmissão também podem ser visualizadas como dimensões ortogonais. A multiplexação por divisão de tempo de usuários pode ser indesejável uma vez que reduz a quantidade de tempo disponivel para transmissão de dados, que pode então limitar as velocidades de dados obteníveis pelos usuários.

Em certas ocorrências, pode ser desejável suportar mais usuários do que o número de unidades de transmissão ortogonal disponíveis. Por exemplo, capacidade adicional pode ser criada na dimensão espacial pelo emprego de múltiplas antenas na estação base. A estação base pode ser então capaz de suportar mais usuários com a capacidade adicional. Entretanto, o número de unidades de transmissão ortogonal no sistema OFDMA é determinado pelo projeto do sistema e é tipicamente limitado e finito para uma dada largura de banda do sistema e uma dada duração de tempo. Para simplicidade, a descrição a seguir considera que multiplexação por divisão de tempo não é utilizada e N unidades de transmissão ortogonal são disponíveis no sistema, embora essa não seja uma exigência para multiplexação quase-ortogonal. Após todas as unidades de transmissão disponíveis terem sido atribuídas a usuários, não é mais possivel suportar usuários adicionais enquanto ainda mantém ortogonalidade entre todos os usuários.

A multiplexação quase-ortogonal pode permitir que mais usuários simultaneamente comuniquem no link reverso, por exemplo, para utilizar mais completamente a capacidade adicional criada pelas múltiplas antenas na estação base. Em uma modalidade, múltiplos (M) conjuntos de sequências FH são definidos para cada estação base. Cada conjunto contém N sequências de FH, ou uma seqüência de FH para cada unidade de transmissão ortogonal disponivel no sistema. Um total de M-N sequências de FH é então disponivel para uso no sistema.

A figura 3 mostra M conjuntos de sequências FH que podem ser utilizados para multiplexação quase- ortogonal . A primeira sequência de FH em cada conjunto é indicada pelos quadros escurecidos em um plano de tempo- freqüência para aquele conjunto. As N-l sequências FH restantes em cada conjunto podem ser versões deslocadas circulares e verticais da primeira sequência de FH no conjunto. As N sequências de FH em cada conjunto são ortogonais entre si. Desse modo, nenhuma interferência é observada entre N transmissões de dados enviadas simultaneamente pelos N usuários atribuídos com as N sequências de FH em qualquer conjunto dado (considerando nenhuma perda de ortogonalidade devido a outros fatores).

As sequências de FH em cada conjunto também podem ser pseudo-aleatórias com relação às sequências de FH para cada um dos M-l outros conjuntos. Nesse caso, transmissões de dados enviadas simultaneamente utilizando as sequências de FH em qualquer conjunto observariam interferência randomizada de transmissões de dados enviadas utilizando as sequências de FH nos outros M-l conjuntos. Os M conjuntos de N sequências de FH podem ser gerados de vários modos.

Em uma modalidade, as N sequências de FH para cada conjunto são derivadas com base em um código de número pseudo-aleatório (PN) atribuído àquele conjunto. Por exemplo, os códigos PN curtos de 15 bits definidos por IS- 95 e IS-2000 podem ser utilizados. O código PN pode ser implementado com um registrador de deslocamento de realimentação linear (LFSR). Para cada periodo de salto, o LFSR é atualizado e o conteúdo do LFSR é utilizado para selecionar as sub-bandas para as N sequências de FH no conjunto. Por exemplo, um número binário correspondendo aos bits menos significativos B (LSBs) no LFSR pode ser denotado como PNf(t), onde B = log2(N), Z é um indice dos M conjuntos de sequências FH, e t é um índice para período de salto. As N sequências de FH no conjunto £ podem ser então definidas como:

onde i é um índice para as N sequências de FH em cada conjunto; e ft,t(t) a i“ésima seqüência de FH no conjunto £. 0 +1 na equação (1) responde por um esquema de indexação que inicia com '1' em vez de '0' . A seqüência de FH j’êí(t) indica a(s) sub-banda(s) especifica (s) a utilizar para cada período de salto t. Para simplificar a implementação, os M códigos PN utilizados para os M conjuntos de sequências de FH podem ser definidos como sendo diferentes deslocamentos de tempo de um código PN comum. Nesse caso, cada conjunto é atribuído um deslocamento de tempo exclusivo, e o código PN para aquele conjunto pode ser identificado pelo deslocamento de tempo atribuído. 0 código PN comum pode ser indicado como PN (t), o deslocamento de tempo atribuído ao conjunto £ pode ser indicado como ΔT^, e o número binário no LFSR para o conjunto pode ser indicado como PN(i+ΔTf) . As N sequências de FH no conjunto £ podem ser então definidas como:

Em outra modalidade, os M conjuntos de sequências de FH são definidos com base em M tabelas de mapeamento diferentes, uma tabela para cada conjunto. Cada tabela de mapeamento pode implementar uma permutação aleatória de uma entrada. Cada tabela de mapeamento recebe um índice i para a z-ésima seqüência de FH no conjunto associado à tabela e provê a(s) sub-banda(s) a utilizar para essa seqüência de FH em cada periodo de salto t,Cada tabela de mapeamento pode ser definida como sendo pseudo-aleatória com relação às outras M-l tabelas de mapeamento.

Os M conjuntos de N sequências de FH também podem ser definidos e gerados em outros modos, e isso está compreendido no escopo da invenção.

As sequências de FH podem ser atribuidas aos usuários em um modo para reduzir a quantidade de interferência intracélula observada por todos os usuários. Para simplicidade, a seguinte descrição assume que uma unidade de transmissão ortogonal é atribuida a cada usuário selecionado para transmissão. Se o número de usuários selecionados para transmissão de dados (U) for menor ou igual ao número de unidades de transmissão ortogonal (ou U < N), então os U usuários podem ser atribuídos sequências de FH ortogonais em um conjunto. Se o número de usuários for maior do que o número de unidades de transmissão ortogonal (ou U > N), então sequências de FH adicionais de um ou mais outros conjuntos podem ser utilizadas. Uma vez que as sequências de FH de diferentes conjuntos não são ortogonais entre si e desse modo resultam em interferência intracélula, o menor número de conjuntos deve ser utilizado em qualquer momento dado. O número minimo de conjuntos (L) necessário para suportar U usuários pode ser expresso como:

onde "W" indica um operador de teto (ceiling) que provê um valor de número inteiro que é igual ou maior que x.

Se L conjuntos de sequências de FH forem utilizados para U usuários, então cada usuário observará interferência de no máximo L-l outros usuários em qualquer momento dado e é ortogonal a pelo menos U-(L-l) outros usuários. Se U for muito maior do que L, que é tipicamente o caso, então cada usuário observa interferência de um pequeno número de usuários em qualquer momento dado. Os U usuários podem ser então visualizados como algo ortogonal, ou "quase-ortogonal" entre si.

A figura 4 mostra um fluxograma de um processo 4 00 para atribuir sequências de FH a usuários com multiplexação quase-ortogonal. Inicialmente, o número de usuários selecionados para transmissão de dados (U) é determinado (bloco 412). 0 número mínimo de conjuntos de sequências de FH (L) necessários para suportar todos os usuários selecionados é então determinado (bloco 414). Se cada usuário selecionado for atribuído uma sequência de FH e se cada conjunto contiver N sequências de FH, então o número mínimo de conjuntos pode ser determinado como mostrado na equação (3) . L conjuntos de sequências de FH são então selecionados entre M conjuntos de seqüências de FH disponíveis para uso (bloco 416) . Cada usuário selecionado é então atribuído uma (ou possivelmente múltiplas) sequência de FH dos L conjuntos de seqüências de FH (bloco 418).

Os U usuários selecionados podem ser atribuídos seqüências de FH dos L conjuntos de vários modos. Em uma modalidade, os usuários com qualidades de sinal recebido similares são atribuídos seqüências de FH no mesmo conjunto. A qualidade de sinal recebido pode ser quantificada por uma relação sinal/interferência-e-ruído (SINR) ou alguma outra medição. Para essa modalidade, os U usuários podem ser classificados com base em suas SINRs, por exemplo, de SINR mais elevado para SINR mais baixo. Um usuário pode ser processado em um tempo, em ordem seqüencial com base na classificação, e atribuído uma seqüência de FH de um primeiro conjunto de seqüências de FH. Outro conjunto de sequências de FH é utilizado sempre que todas as sequências de FH no primeiro conjunto tiverem sido atribuídas. Essa modalidade pode mapear usuários com condições de canal similares para o mesmo conjunto de seqüência de FH. Por exemplo, usuários localizados mais próximos à estação base podem obter SINRs mais elevados e podem ser atribuídos sequências de FH em um conjunto. Os usuários localizados mais distantes da estação base (ou usuários de "borda de setor") podem obter SINRs mais baixos e podem ser atribuídos sequências de FH em outro conjunto. Essa modalidade também pode facilitar controle de energia dos usuários. Por exemplos, os usuários de borda de setor podem causar mais interferência para usuários em outros setores e podem ser orientados a transmitir em niveis de energia mais baixos.

Em outra modalidade, usuários com diferentes SINRs recebidos são atribuídos sequências de FH no mesmo conjunto. Essa modalidade pode melhorar o desempenho de detecção para usuários transmitindo simultaneamente utilizando sequências de FH no mesmo conjunto. Ainda em outra modalidade, usuários são categorizados com base em suas "margens". Margem é a diferença entre a SINR recebida e a SINR exigida para uma data velocidade e captura a SINR em excesso disponivel para aquela velocidade. Os usuários com margens maiores são mais provavelmente decodificados corretamente do que usuários com margens inferiores. Usuários com diferentes margens podem ser atribuídos sequências de FH em diferentes conjuntos, que podem melhorar a probabilidade de separar os usuários. Por exemplo, usuários com margens grandes podem ser detectados e decodificados primeiramente, a interferência causada por esses usuários pode ser estimada e cancelada, então usuários com margens mais baixas podem ser detectados e decodificados a seguir, e assim por diante. Ainda em outra modalidade, os usuários são multiplexados com base em suas assinaturas espaciais. Os usuários com assinaturas não correlacionadas podem ser mais facilmente separados utilizando processamento espacial de receptor, como descrito abaixo, embora esses usuários possam colidir em tempo e freqüência. Várias combinações de assinaturas espaciais para diferentes grupos de usuários podem ser avaliadas para identificar assinaturas não correlacionadas. Os usuários também podem ser categorizados e multiplexados de outras formas.

Multiplexação quase-ortogonal pode ser utilizada com ou sem controle de energia. O controle de energia pode ser implementado de várias maneiras. Em um esquema de controle de energia, a energia de transmissão de cada usuário é ajustada de tal modo que a SINR recebida para o usuário, como medido na estação base, seja mantida em ou próximo a uma SINR alvo. A SINR alvo pode, por sua vez, ser ajustada para obter um nivel de desempenho especifico, por exemplo, 1% de taxa de erro de pacote (PER). Esse esquema de controle de energia ajusta a quantidade de energia de transmissão utilizada para uma dada transmissão de dados de modo que interferência seja minimizada enquanto ainda obtém o nivel desejado de desempenho. Em outro esquema de controle de energia, a SINR recebida para cada usuário é mantida em uma faixa de SINRs. Ainda em outro esquema de controle de energia, a energia de sinal recebido para cada usuário é mantida próxima a um valor alvo ou compreendido em um faixa de valores.

Acesso múltiplo por divisão de freqüência quase- ortogonal de salto de freqüência (FH-QOFDMA) é um esquema de acesso múltiplo que utiliza multiplexação quasq:- ortogonal (ou M conjuntos de N sequências de FH) para suportar U usuários simultaneamente, onde U pode ser maior do que N. FH-QOFDMA tem algumas vantagens em relação à FH- OFDMA convencional, que utiliza somente um conjunto de N seqüências de FH para todos os usuários. Para um pequeno número de usuários com U < N, somente um conjunto de seqüências de FH é necessário, e FH-QOFDMA degenera e é idêntico a FH-OFDMA convencional. Entretanto, FH-OFDMA é limitado a somente um conjunto de seqüências de FH e pode não ser capaz de utilizar mais completamente a capacidade adicional criada na dimensão espacial pelo uso de múltiplas antenas na estação base. Em contraste, FH-QOFDMA pode utilizar múltiplos conjuntos de seqüências de FH para suportar mais usuários a fim de tirar proveito da capacidade adicional. Embora os U usuários não sejam estritamente ortogonais entre si nos domínios de freqüêncpa e tempo com FH-QOFDMA quando U > N, várias técnicas podem ser utilizadas para diminuir os efeitos prejudiciais da interferência intracélula, como descrito abaixo.

Se a estação base for equipada com múltiplas antenas para recepção de dados, então as transmissões de dados dos U usuários podem ser separadas utilizando várias técnicas de processamento espacial de receptor. Com referência de novo à figura 1, um canal de entrada única e múltiplas saídas (SIMO) é formado entre o terminal de antena única 110a e estação base de múltiplas antenas 120. 0 canal SIMO para o terminal 110a pode ser caracterizado por um vetor R x 1 de resposta de canal ha{k,t) para cada sub-banda, que pode ser expresso como:

onde k é um índice para sub-banda, e hai(k,t), para i = 1...R, é o acoplamento ou ganho de canal complexo entre a antena única no terminal 110a e as R antenas na estação base 120 para a sub-banda k no período de salto t.

Um canal de múltiplas entradas múltiplas saídas (MIMO) é formado entre o terminal de multiantenas 110u e estação base de múltiplas antenas 120. O canal MIMO para o terminal 110u pode ser caracterizado por uma matriz de resposta de canal R x T Hw(k,t) para cada sub-banda, que pode ser expressa como: H^(Ã:,Z)= [hu 4(k,t) (k,t} ] , para k = 1„. K, Eq (5) onde (k,t) , para j = 1. . .T, é o vetor de resposta de canal entre a antena j no terminal 110u e as R antenas na estação base 120 para a sub-banda k no período de salto t. Cada vetor de resposta de canal hsy (k,t) contém R elementos e tem a forma mostrada na equação (4).

Em geral, cada terminal pode ser equipado com uma ou múltiplas antenas e pode ser atribuído S sub-bandas em cada período de salto, onde S > 1. Cada terminal teria então um conjunto de vetores de resposta de canal para cada antena, com cada conjunto de vetor contendo S vetores de resposta de canal para as S sub-bandas atribuídas ao terminal para o período de salto t . Por exemplo, se o terminal m for atribuído S sub-bandas com índices k até &+S-1 no período de salto t, então o conjunto de vetores para cada antena j do terminal mconteria S vetores de resposta de canal (M) até h m;(£+S-l,í) para as sub- bandas k até A+S-l, respectivamente. Esses S vetores de resposta de canal são indicativos da resposta de canal entre antena j no terminal m e as R antenas na estaçqo base para as S sub-bandas atribuídas ao terminal m . O índice de sub-banda k para o terminal m muda em cada período de salto e é determinado pela seqüência de FH atribuída ao terminal m .

Os vetores de resposta de canal para os U terminais selecionados para transmissão de dados simultânea são tipicamente diferentes entre si e podem ser visualizados como "assinaturas espaciais" para esses U terminais. A estação base pode estimar os vetores de resposta de canal para cada terminal com base em símbolos de piloto recebidos do terminal, que podem ser multiplexados por divisão de tempo com símbolos de dadós como mostrado na figura 2.

Para simplicidade, a descrição a seguir assume que L = U/N e L terminais de antena única até mL são atribuídos a cada grupo de sub-banda em cada período de salto. Uma matriz R x L de resposta de canal H(£,Z) pode ser formada para cada sub-banda k em cada período de salto t com base nos L vetores de resposta de canal para os L terminais utilizando sub-banda k no período de salto t, como a seguir:

onde hm (k7t) , para £ =1 ... L, é o vetor de resposta de canal para o l-ésimo terminal utilizando sub-banda k no período de salto t. A matriz de resposta de canal R(k,t) para cada sub-banda em cada período de salto depende do conjunto específico de terminais atribuídos àquela sub- banda e período de salto. Os símbolos "recebidos" na estação base para cada sub-banda k em cada período de símbolo n de cada período de salto t podem ser expressos como:

onde x(k,t,n) é um vetor com L símbolos de "transmissão" enviados pelos L terminais na sub-banda k no período de símbolo n do período de salto t; x(k,t,n) é um vetor com R símbolos recebidos obtidos através das R antenas na estação base para a sub- banda k no período de símbolo n do período de salto t; e é um vetor de ruído para sub-banda k no período de símbolo n de período de salto t . Por simplicidade, a matriz de resposta de canal é considerada como sendo constante para um período de salto inteiro e não é uma função do período de símbolo n . Também por simplicidade, o ruído pode ser assumido como sendo ruído Gaussiano branco aditivo (AWGN) com um vetor médio zero e uma matriz de co-variância de (p= σ2.I, onde σ2é a nn variância do ruído e I é a matriz identidade. K vetores de símbolo de transmissão, x(£,/,n) para k =1 ... K, são formados para as K sub-bandas em cada período de símbolo de cada período de salto. Como diferentes conjuntos de terminais podem ser atribuídos a diferentes sub-bandas em um dado período de salto, como determinado por suas seqüências de FH, os vetores de símbolo de transmissão K x(k,t,n} para cada período de símbolo de cada período de salto podem ser formados para diferentes conjuntos de terminais. Cada vetor contém L símbolos de transmissão enviados pelos L terminais utilizando sub-banda k no período de símbolo n do período de salto t . Em geral, cada símbolo de transmissão pode ser um símbolo de dados, um símbolo piloto, ou um símbolo "zero" (que é um valor de sinal de zero). K Vetores de símbolo recebidos, r(#?í,») para k = 1 ... K, são obtidos para as K sub-bandas em cada período de símbolos de cada período de salto. Cada vetor r(fc,í,n) contém R símbolos recebidos obtidos através das R antenas nas estações base para uma sub-banda em um período de símbolo. Para uma dada sub-banda k, o período de símbolo n e período de salto t, o j-ésimo símbolo de transmissão no vetor Tt(k,t,n) é multiplicado pelo j-ésimo vetor/coluna da matriz de resposta de canal para gerar um vetor Os L símbolos de transmissão em x (£,/,«), os quais são enviados por L terminais diferentes, são multiplicados pelas L colunas de para gerar L vetores ri (£,/,«) até rL(£,í,w), um vetor ry(k,t,n) para cada terminal. O vetor x(k,t,n) obtido pela estação base é composto dos L vetores até rL(£,r,n), ou x{k,t,n) = L rj (ktt,n) . Cada símbolo recebido em r(£,r,w) contém desse modo um componente de cada dos L símbolos de transmissão em x (£,?,/?). Os L símbolos de transmissão enviados simultaneamente pelos L terminais em cada sub-banda k em cada período de símbolo n de cada período de salto t desse modo interferem entre si na estação base. A estação base pode utilizar várias técnicas de processamento espacial de receptor para separar as transmissões de dados enviados simultaneamente pelos L terminais em cada sub-banda em cada período de símbolo. Essas técnicas de processamento espacial de receptor incluem uma técnica de forçar-zero (ZF - zero-forcing), uma técnica de mínimo erro quadrático médio (MMSE), uma técnica de combinação de relação máxima (MRC) , e assim por diante.

Para a técnica de forçar-zero, a estação base pode derivar uma matriz de filtro espacial (k,t) para cada sub-banda k em cada período de salto t, como a seguir:

onde "H" denota uma transposta conjugada. A estação base estima a matriz de resposta de canal para cada sub-banda, por exemplo, baseado em pilotos transmitidos pelos terminais. A estação base então utiliza a matriz de resposta de canal estimado Ê(£,í) para derivar a matriz de filtro espacial. Para clareza, a seguinte descrição não assume erro de estimação de modo que = K(k,t), Como H(kj) é assumido como sendo constante através do período de salto t, a mesma matriz de filtro espacial pode ser utilizada para todos os períodos de símbolo no período de salto t .

A estação base pode executar processamento de forçar-zero para cada sub-banda k em cada período de símbolo n de cada período de salto t, como a seguir:

onde xzy (£,/,«) é um vetor com L símbolos de dados "detectados"para a sub-banda k no período de símbolo n do período de salto t; e (k,t,n) é o ruído após o processamento de forçar-zero.

Um símbolo de dados detectado é uma estimativa de um símbolo de dados enviado por um terminal.

Para a técnica MMSE, a estação base pode derivar uma matriz de filtro espacial Mmtnse(k,í)para cada sub-banda k em cada período de salto tfcomo a seguir:

Se a matriz de covariância (p do ruído for conhecida, Cm então essa matriz de covariância pode ser utilizada no lugar de σ2. I na equação (10).

A estação base pode executar processamento MMSE para cada sub-banda k em cada período de símbolo n de cada período de salto tf como a seguir:

onde Dmmse (k,t) é um vetor diagonal contendo os elementos diagonais de uma matriz:

nmmse(k,t,n) eo ruido de simbolo o processamento MMSE.

As estimativas de símbolo a partir do filtro espacial ^mmse(k,t} são estimativas não normalizadas dos símbolos de transmissão em *(k,t,n} . A multiplicação com a matriz de escalonamento (k,t) provê estimativas normalizadas dos símbolos de transmissão.

Para a técnica MRC, a estação base pode derivar uma matriz de filtro espacial MmK(k,t) para cada sub-banda k em cada período de salto t, como a seguir:

A estação base pode executar processamento MRC para cada sub-banda k em cada período de símbolo n de cada período de salto t, como a seguir:

onde Dmrc(£,/) é um vetor diagonal contendo os elementos diagonais de uma matriz:

nmrc(k,t,n) e o ruído após o processamento MRC.

Em geral, diferentes conjuntos de terminais podem ser atribuídos a diferentes grupos de sub-bandas em um dado período de salto, como determinado por suas sequências de FH. Os N conjuntos de terminal para os N grupos de sub- banda em um dado período de salto podem conter números iguais ou diferentes de terminais. Além disso, cada conjunto de terminais pode conter terminais de antena única, terminais de multiantenas, ou uma combinação de ambos. Diferentes conjuntos de terminais (que podem novamente conter números iguais ou diferentes de terminais) também podem ser atribuídos a uma dada sub-banda em diferentes períodos de salto. A matriz de resposta de canal H(k,t) para cada sub-banda em cada período de salto é determinada pelo conjunto de terminais utilizando aquela sub-banda naquele período de salto e contém um ou mais vetores/colunas para cada terminal transmitindo naquela sub-banda naquele período de salto. A matriz H(fc/) pode conter múltiplos vetores para um terminal utilizando múltiplas antenas para transmitir diferentes símbolos de dados para a estação base.

Como mostrado acima, as múltiplas transmissões de dados enviadas simultaneamente de até L terminais em cada sub-banda k em cada periodo de simbolo n de cada periodo de salto t podem ser separadas pela estação base baseado em suas assinaturas espaciais não correlacionadas, que são dadas por seus vetores de resposta de canal (kj) . Isto permite que FH-QOFDMA desfrute de capacidade mais elevada quando o número de antenas utilizadas para a recepção de dados aumenta. Além disso, FH-QOFDMA reduz a quantidade de interferência intracélula observada em cada sub-banda em cada periodo de salto de modo que possa obter melhor utilização da capacidade adicional criada na dimensão espacial.

A figura 5 mostra um diagrama de blocos de uma modalidade de terminal de antena única 110a e terminal de multiantenas 110u. No terminal de antena única 110a, um codificador/modulador 514a recebe dados de pacote/tráfego (indicado como {da}) de uma fonte de dados 512a e possivelmente dados de sinalização/overhead de um controlador 540a, processa (por exemplo, codifica, intercala, e mapeia em simbolos) os dados baseados em um ou mais esquemas de modulação e codificação selecionados para o terminal 110a, e provê simbolos de dados (indicado como {xa}) para o terminal 110a. Cada simbolo de dados é um simbolo de modulação, que é um valor complexo para um ponto em uma constelação de sinais para um esquema de modulação (por exemplo, M-PSK ou M-QAM).

Um mapeador de simbolo em sub-banda 520a recebe os simbolos de dados e simbolos piloto e provê esses simbolos na(s) sub-banda(s) adequada(s) em cada periodo de simbolo de cada periodo de salto, como determinado por um controle de FH de um gerador de FH 522a. O gerador de FH 522a pode gerar o controle de FH baseado em uma seqüência de FH ou um canal de tráfego atribuído ao terminal 110a. O gerador de FH 522a pode ser implementado com tabelas de consulta, geradores de PN, e assim por diante. O mapeador 520a também provê um símbolo zero para cada sub-banda não utilizada para transmissão de dados ou piloto. Para cada período de símbolo, o mapeador 520a transmite K símbolos de transmissão para as K sub-bandas totais, onde cada símbolo de transmissão pode ser um símbolo de dados, um símbolo piloto, ou um símbolo zero.

Um modulador OFDM 530a recebe símbolos de transmissão K para cada período de símbolo e gera um símbolo OFDM correspondente para aquele período de símbolo. O modulador OFDM 530a inclui uma unidade de transformada de Fourier rápida inversa (IFFT) 532 e um gerador de prefixo cíclico 534. Para cada período de símbolo, a unidade IFFT 532 transforma K símbolos de transmissão no domínio de tempo utilizando um IFFT de K pontos para obter um símbolo "transformado" que contém K amostras de domínio de tempo. Cada amostra é um valor complexo a ser transmitido em um período de amostra. O gerador de prefixo cíclico 534 repete uma porção de cada símbolo transformado para formar um símbolo OFDM que contém amostras N + C, onde C é o número de amostras sendo repetidas. A porção repetida é freqüentemente denominada um prefixo cíclico e é utilizada para combater ISI causada pelo desvanecimento seletivo de freqüência. Um período de símbolo OFDM (ou simplesmente, um período de símbolo) é a duração de um símbolo OFDM e é igual a períodos de amostra N + C. O modulador OFDM 530a provê um fluxo de símbolos OFDM para uma unidade transmissora (TMTR) 536a. A unidade transmissora 536a processa (por exemplo, converte em analógico, filtra, amplifica, e converte ascendentemente em freqüência) o fluxo de simbolo OFDM para gerar um sinal modulado, que é transmitido de uma antena 538a.

No terminal de multiantenas 110u, um codificador/modulador 514u recebe dados de pacote/tráfego (indicados como {du }) de uma fonte de dados 512u e possivelmente dados de sinalização/overhead de um controlador 540u, processa os dados com base em um ou mais esquemas de modulação e codificação selecionados para o terminal 110u, e provê simbolos de dados (indicado como { xu }) para o terminal 110u. Um demultiplexador (Demux) 516u demultiplexa os simbolos de dados em T fluxos para as T antenas no terminal 110u, um fluxo de simbolo de dados { xuj } para cada antena, e provê cada fluxo de simbolos de dados para um mapeador de simbolo-para-subbanda respectivo, 520u. Cada mapeador 520u recebe os simbolos de dados e simbolos' piloto para sua antena e provê esses simbolos sobre a(s) sub-banda (s) adequada (s) em cada periodo de simbolos de cada periodo de salto, como determinado por um controle FH gerado por um gerador FH 522u baseado em uma sequência FH ou um canal de tráfego atribuido ao terminal 110u. Até T simbolos de dados ou simbolos piloto diferentes podem ser enviados das T antenas em cada periodo de simbolo em cada sub-banda atribuida ao terminal 110u. Cada mapeador 520 também provê um simbolo zero para cada sub-banda não utilizada para transmissão de dados ou piloto e, para cada periodo de simbolo, transmite K simbolos de transmissão para as K sub-bandas totais para um modulador OFDM correspondente 53Ou.

Cada modulador OFDM 5 3 Ou recebe K simbolos de transmissão para cada periodo de simbolo, executa modulação OFDM nos K simbolos de transmissão, e gera um simbolo OFDM correspondente para o periodo de simbolo. T Moduladores OFDM 530ua até 530ut fornecem T fluxos de símbolos OFDM para T unidades transmissoras 53βua até 536ut, respectivamente. Cada unidade transmissora 536u processa seu fluxo de símbolos OFDM e gera um sinal modulado correspondente. T Sinais modulados das unidades transmissoras 536ua até 536ut são transmitidos das T antenas 538ua até 538ut, respectivamente.

Controladores 540a e 540u orientam a operação nos terminais 110a e 110u, respectivamente. As unidades de memória 542a e 542u fornecem armazenagem para códigos de programa e dados utilizados pelos controladores 540a e 540u, respectivamente.

A figura 6 mostra um diagrama de blocos de uma modalidade da estação base 120. Os sinais modulados transmitidos pelos U terminais selecionados para transmissão de dados são recebidos pelas R antenas 612a até 612r, e cada antena provê um sinal recebido para uma unidade receptora respectiva (RCVR) 614. Cada unidade receptora 614 processa (por exemplo, filtra, amplifica, converte descendentemente em frequência, e digitaliza) seu sinal recebido e provê um fluxo de amostras de entrada para um demodulador (Demod) OFDM associado, 620. Cada demodulador OFDM 620 processa suas amostras de entrada e provê símbolos recebidos. Cada demodulador OFDM 620 tipicamente inclui uma unidade de remoção de prefixo cíclico e uma unidade de transformada de Fourier rápida (FFT). A unidade de remoção de prefixo cíclica remove o prefixo cíclico em cada símbolo OFDM recebido para obter um símbolo transformado recebido. A unidade FFT transforma cada símbolo transformado recebido no domínio de frequência com um FFT de K pontos para obter K símbolos recebidos para as K sub-bandas. Para cada período de símbolo, R demoduladores OFDM 620a até 620r fornecem R conjuntos de K simbolos recebidos para as R antenas para um processador espacial de recepção (RX) 630.

O processador espacial de recepção (RX) 630 inclui K processadores espaciais de sub-banda 632a até 632k para as K sub-bandas. No processador espacial RX 630, os simbolos recebidos dos demoduladores OFDM 620a até 620r para cada periodo de simbolo são demultiplexados em K vetores de simbolos recebidos, r{k,t,n) para k = 1...K, que são fornecidos para os K processadores espaciais 632. Cada processador espacial 632 também recebe uma matriz de filtro espacial M(k,t) para sua sub-banda, executa processamento espacial de receptor em x(k,t,n) com M(k,t) como descrito acima, e provê um vetor x (£,/,«) de simbolos de dados detectados. Para cada periodo de simbolo, K processadores espaciais 632 até 632k fornecem K conjuntos de simbolos de dados detectados em K vetores x(k,t,ri) para as K sub-bandas para um demapeador de sub-banda para-simbolo 640.

O demapeador 640 obtém os K conjuntos de simbolos de dados detectados para cada periodo de simbolo e provê simbolos de dados detectados para cada terminal m sobre um fluxo {x } para aquele terminal, onde m e {a...u}. As sub- bandas utilizadas por cada terminal são determinadas por um controle de FH gerado por um gerador de FH 642 com base na seqüência de FH ou canal de tráfego atribuido àquele terminal. Um demodulador/decodificador 650 processa (por exemplo, desmapeia simbolos, deintercala e decodifica) os simbolos de dados detectados {xm} para cada terminal e provê dados decodifiçados {d m } para o terminal.

Um estimador de canal 634 obtém simbolos piloto recebidos dos demoduladores OFDM 620a até 620r e deriva um vetor de resposta de canal para cada antena de cada terminal que transmite para a estação base 120 com base nos simbolos piloto recebidos para o terminal. Uma unidade de computação de matriz de filtro espacial 636 forma uma matriz de resposta de canal H(£,í) para cada sub-banda em cada periodo de salto com base nos vetores de resposta de canal de todos os terminais utilizando aquela sub-banda e período de salto. A unidade de computação 636 deriva então a matriz de filtro espacial para cada sub-banda de cada período de salto com base na matriz de resposta de canal H(Ãr,í) para aquela sub-banda e período de salto e utilizando ainda a técnica de forçar-zero, MMSE ou MRC, como descrito acima. A unidade de computação 636 provê K matrizes de filtro espacial para as K sub-bandas em cada período de salto para K processadores espaciais de sub- banda 632a até 632k.

Um controlador 660 orienta a operação na estação base 120. Uma unidade de memória 662 provê armazenagem para códigos de programa e dados utilizados pelo controlador 660.

Para clareza, multiplexação quase-ortogonal foi especificamente descrita para o link reverso de um sistema OFDMA de salto em frequência. Multiplexação quase-ortogonal pode ser também utilizada para outros sistemas de comunicação de multiportadoras pelo que as múltiplas sub- bandas podem ser fornecidas por algum meio diferente de OFDM.

Multiplexação quase-ortogonal também pode ser utilizada para o link direto. Por exemplo, um terminal equipado com múltiplas antenas pode receber transmissão de dados de múltiplas estações base (por exemplo, um simbolo de dados de cada uma das múltiplas estações base em cada sub-banda em cada período de símbolos). Cada estação base pode transmitir para o terminal utilizando uma seqüência de FH diferente que a estação base atribuiu para o terminal. As sequências de FH utilizadas pelas diferentes estações base para o terminal podem não ser ortogonais entre si. Múltiplas estações base podem enviar múltiplos simbolos de dados na mesma sub-banda no mesmo periodo de simbolo para o terminal sempre que essas sequências de FH colidirem. 0 terminal pode utilizar processamento espacial de receptor para separar os múltiplos simbolos de dados enviados simultaneamente na mesma sub-banda no mesmo periodo de simbolo pelas múltiplas estações base.

As técnicas de multiplexação quase-ortogonais descritas aqui podem ser implementadas por vários meios. Por exemplo, essas técnicas podem ser implementadas em hardware, software ou uma combinação dos mesmos. Para uma implementação de hardware, as unidades de processamento utilizadas para multiplexação quase-ortogonal em uma entidade de transmissão (por exemplo, como mostrado na figura 5) podem ser implementadas em um ou mais circuitos integrados de aplicação especifica (ASICs), processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos de processamento dθ sinal digital (DSPDs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), conjuntos de porta de campo programável (FPGAs), processadores, controladores, microcontroladores, microprocessadores, outras unidades eletrônicas projetadas para executar as funções descritas aqui, ou uma combinação dos mesmos. As unidades de processamento utilizadas para multiplexação quase-ortogonal em uma entidade de recepção (por exemplo, como mostrado na figura 6) também podem ser implementadas em um ou mais ASICs, DSPs, e assim por diante.

Para uma implementação de software, as técnicas de multiplexação quase-ortogonal podem ser implementadas com módulos (por exemplor procedimentos, funções e assim por diante) que executam as funções descritas aqui. Os códigos de software podem ser armazenados em uma unidade de memória (por exemplo, unidade de memória 542a ou 542u na figura 5 ou unidade de memória 662 na figura 6) e executados por um processador (por exemplo, controlador 540a ou 540u na figura 5 ou controlador 660 na figura 6). A unidade de memória pode ser implementada dentro do processador ou externo ao processador.

A descrição anterior das modalidades descritas é fornecida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica faça ou use a presente invenção. Várias modificações nessas modalidades serão facilmente evidentes para aqueles versados na técnica e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados em outras modalidades sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Desse modo, a presente invenção não pretende ser limitada às modalidades mostradas aqui porém deve ser acordada o escopo mais amplo compatível com os princípios e características novas aqui reveladas.

Claims

1. Método para atribuir sub-bandas de freqüência em um sistema de comunicação utilizando multiplexação por divisão de freqüência ortogonal, OFDM, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: determinar L conjuntos de canais de tráfego a utilizar para U terminais (110a, 110u) selecionados para transmissão de dados para uma estação base (120), onde L é maior que um e U é um ou maior, em que cada conjunto inclui múltiplos canais de tráfego que são ortogonais entre si, e em que os canais de tráfego em cada conjunto não são ortogonais aos canais de tráfego em cada um dos L-l outros conjuntos; e atribuir os U terminais (110a, 110u) com os canais de tráfego nos L conjuntos, em que cada canal de tráfego é associado com uma ou mais sub-bandas de freqüência a utilizar para transmissão de dados em cada intervalo de transmissão, e em que transmissões de dados para os U terminais (110a, 110u) são enviadas utilizando os canais de tráfego atribuídos aos U terminais (110a, 110u).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema utiliza salto em freqüência, FH, e em que cada canal de tráfego em cada conjunto é associado com uma respectiva seqüência de FH que seleciona pseudo-aleatoriamente diferentes sub-bandas de freqüência em diferentes intervalos de transmissão para o canal de tráfego.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os canais de tráfego em cada conjunto utilizam sub-bandas de freqüência que são pseudo- aleatórias com relação a sub-bandas de freqüência utilizadas pelos canais de tráfego em cada um dos L-l outros conjuntos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que L é um número mínimo de conjuntos para suportar os U terminais (110a, 110u).

5. Equipamento para atribuir sub-bandas de freqüência em um sistema de comunicação utilizando multiplexação por divisão de freqüência ortogonal, OFDM, caracterizado pelo fato de que compreende: meios para determinar L conjuntos de canais de tráfego a utilizar para U terminais (110a, 110u) selecionados para transmissão de dados para uma estação base (120), onde L é maior que um e U é um ou maior, em que cada conjunto inclui múltiplos canais de tráfego que são ortogonais entre si, e em que os canais de tráfego em cada conjunto não são ortogonais aos canais de tráfego em cada um dos L-l outros conjuntos; e meios para atribuir os U terminais (110a, 110u) com os canais de tráfego nos L conjuntos, em que cada canal de tráfego é associado com uma ou mais sub-bandas de freqüência a utilizar para transmissão de dados em cada intervalo de transmissão, e em que transmissões de dados para os U terminais (110a, 110u) são enviadas utilizando os canais de tráfego atribuídos aos U terminais (110a, 110u).

6. Equipamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o sistema utiliza salto em freqüência, FH, e em que cada canal de tráfego em cada conjunto é associado com uma seqüência de FH respectiva que seleciona pseudo-aleatoriamente diferentes sub-bandas de freqüência em diferentes intervalos de transmissão para o canal de tráfego.

7. Método para transmitir dados em um sistema de comunicação utilizando multiplexação por divisão de freqüência ortogonal, OFDM, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: obter um canal de tráfego para utilizar para transmissão de dados para uma estação base (120), em que o canal de tráfego é selecionado dentre L conjuntos de canais de tráfego para a estação base, onde L é maior que um, em que cada conjunto inclui múltiplos canais de tráfego que são ortogonais entre si, em que os canais de tráfego em cada conjunto não são ortogonais aos canais de tráfego em cada um dos L-l outros conjuntos, e em que o canal de tráfego é associado com uma ou mais sub-bandas de freqüência a utilizar para transmissão de dados em cada intervalo de transmissão; e mapear símbolos de dados sobre as uma ou mais sub-bandas de freqüência que pertencem ao canal de tráfego.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema utiliza salto em freqüência, FH, e em que cada canal de tráfego em cada conjunto é associado com uma seqüência de FH respectiva que seleciona pseudo-aleatoriamente diferentes sub-bandas de freqüência em diferentes intervalos de transmissão para o canal de tráfego.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: mapear símbolos piloto sobre uma ou mais sub- bandas de freqüência pertencendo ao canal de tráfego, em que os símbolos piloto e de dados são transmitidos utilizando multiplexação por divisão de tempo, TDM.

10. Equipamento para transmitir dados em um sistema de comunicação utilizando multiplexação por divisão de freqüência ortogonal, OFDM, caracterizado pelo fato de que compreende: meios para obter um canal de tráfego para utilizar para transmissão de dados para uma estação base (120), em que o canal de tráfego é selecionado dentre L conjuntos de canais de tráfego para a estação base, onde L é maior que um, em que cada conjunto inclui múltiplos canais de tráfego que são ortogonais entre si, em que os canais de tráfego em cada conjunto não são ortogonais aos canais de tráfego em cada um dos outros L-l conjuntos, e em que o canal de tráfego é associado com uma ou mais sub- bandas de freqüência a utilizar para transmissão de dados em cada intervalo de transmissão; e meios para mapear simbolos de dados sobre uma ou mais sub-bandas de freqüência pertencendo ao canal de tráfego.

11. Método para receber dados em um sistema de comunicação utilizando multiplexação por divisão de freqüência ortogonal, OFDM, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: determinar canais de tráfego atribuídos aos U terminais (110a, 110u) selecionados para transmissão de dados para uma estação base (120) , em que um canal de tráfego é atribuído a cada terminal (110a, 110u) e é selecionado entre L conjuntos de canais de tráfego para a estação base (12 0) , onde L é maior que um e U é um ou maior, em que cada conjunto inclui múltiplos canais de tráfego que são ortogonais entre si, e em que os canais de tráfego em cada conjunto não são ortogonais aos canais de tráfego em cada um dos L-l outros conjuntos; e processar transmissões de dados recebidas nos canais de tráfego atribuídos aos U terminais (110a, 110u).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sistema utiliza salto em freqüência, FH, e em que cada canal de tráfego em cada conjunto é associado com uma respectiva seqüência de FH que seleciona pseudo-aleatoriamente diferentes sub-bandas de freqüência em diferentes intervalos de transmissão para o canal de tráfego.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: obter uma estimativa de canal para cada um dos U terminais (110a, 110u) com base nos símbolos piloto recebidos a partir do terminal; e realizar processamento espacial para as transmissões de dados recebidas com base em estimativas de canal para os U terminais (110a, 110u).

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: formar uma matriz de resposta de canal para cada K sub-bandas de freqüência com base em estimativas de canal para um grupo de um ou mais terminais utilizando a sub- banda de freqüência, onde K é um ou maior; derivar uma matriz de filtro espacial para cada uma das K sub-bandas de freqüência com base na matriz de resposta de canal para a sub-banda de freqüência; e realizar processamento espacial para cada sub- banda de freqüência com a matriz de filtro espacial para a sub-banda de freqüência.

15. Equipamento para receber dados em um sistema de comunicação utilizando multiplexação por divisão de freqüência ortogonal, OFDM, caracterizado pelo fato de que compreende: meios para determinar canais de tráfego atribuídos a U terminais (110a, 110u) selecionados para transmissão de dados para uma estação base (120), em que um canal de tráfego é atribuído a cada terminal e é selecionado dentre L conjuntos de canais de tráfego para a estação base (12 0) , onde L é maior que um e U é um ou maior, em que cada conjunto inclui múltiplos canais de tráfego que são ortogonais entre si, e em que os canais de tráfego em cada conjunto não são ortogonais aos canais de tráfego em cada um dos L-l outros conjuntos; e meios para processar transmissões de dados recebidas nos canais de tráfego atribuídas aos U terminais (110a, 110u).

16. Equipamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os meios para processar compreendem: meios para obter um grupo de símbolos recebidos para cada uma de K sub-bandas de freqüência utilizadas para transmissão de dados, cada grupo incluindo R símbolos recebidos para R antenas, onde R e K são, cada um, maiores que um; meios para realizar processamento espacial no grupo de símbolos recebidos para cada sub-banda de freqüência para obter um grupo de símbolos de dados detectados para a sub-banda de freqüência; e meios para demultiplexar K grupos de símbolos de dados detectados para as K sub-bandas de freqüência em cada período de símbolo para obter símbolos de dados detectados para cada um dos U terminais.

17. Equipamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: meios para formar uma matriz de resposta de canal para cada uma das K sub-bandas de freqüência com base em estimativas de canal para um grupo de um ou mais terminais utilizando a sub-banda de freqüência, onde K é um ou maior; meios para derivar uma matriz de filtro espacial para cada uma das K sub-bandas de freqüência com base na matriz de resposta de canal para a sub-banda de freqüência; e meios para realizar processamento espacial para cada sub-banda de freqüência com a matriz de filtro espacial para a sub-banda de freqüência.