BRPI0519540B1

BRPI0519540B1 - multiplexação mc-cdma em um uplink ortogonal

Info

Publication number: BRPI0519540B1
Application number: BRPI0519540A
Authority: BR
Inventors: Sutivong Arak; Agrawal Avneesh
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2019-01-22
Also published as: JP2011259449A; KR20070086928A; AR052435A1; US20110064039A1; CN101112005B; US20060133522A1; MX2007007775A; JP5922178B2; TWI439060B; TW201236392A; IL184001A0; EP1847032B1; CN101112005A; TW200703947A; TW201236390A; WO2006069299A1; US8817897B2; RU2007128070A; EP1847032A1; TWI483559B

Abstract

multiplexação mc-cdma em um uplink ortogonal. são providas, técnicas para suportar acesso múltiplo por divisão de código com múltiplas portadoras (mc-cdma) em um uplink / link reverso ortogonal de um sistema de comunicação sem fio. um método para comunicações sem fio por múltiplas portadoras compreende dividir as subportadoras em um uplink em grupos que não se sobrepõem, alocar um bloco de tempo - freqüências, incluindo uma duração de salto e um grupo não sobreposto, respectivamente, designar um conjunto diferente de códigos ortogonais para cada usuário, espalhar simbolos de dados (ou piloto) de cada usuário pelo bloco de tempo - freqúências alocado, em que os simbolos de dados (ou piloto) de cada usuário são espalhados usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado para cada usuário, mapear cada símbolo de dados (ou piloto) para um símbolo de modulação no bloco de tempo - freqüências, gerar uma forma de onda ortogonal com base nos simbolos mapeados e transmitir a forma de onda ortogonal.

Description

MULTIPLEXAÇÀO MC-CDMA EM UM UPLINK ORTOGONAL

CAMPO

FUNDAMENTOS

A presente invenção está de um modo geral relacionada à comunicação e, técnicas para suportar acesso mais especificamente, a múltiplo por divisão de código com multiportadora (MC-CDMA) em um uplink ortogonal de um sistema de comunicação sem fio.

FUNDAMENTOS

Em um sistema de comunicação por espalhamento espectral com salto em frequência (FHSS), dados são transmitidos através de diferentes sub-bandas ou subportadoras de frequências em diferentes intervalos de tempo, os quais são também designados como períodos de salto. Tais sub-bandas de frequência podem ser providas por multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM), por outras técnicas de modulação multiportadora, ou por algumas outras estruturas. Com FHSS, a transmissão de dados salta de sub-banda em sub-banda de uma maneira pseudo-aleatória. Tal salto provê diversidade em frequência e permite que a transmissão de dados resista melhor aos efeitos de percurso prejudiciais, tais como interferência de banda estreita, perturbação, desvanecimento e assim por diante.

Um sistema OFDMA utiliza OFDM e pode suportar múltiplos usuários simultaneamente. Para um sistema OFDMA com salto em freqüência, os dados para cada usuário são transmitidos usando-se uma seqüência de salto em freqüência (FH) específica designada ao usuário. A seqüência FH indica a sub-banda específica a ser utilizada para transmissão de dados em cada período de salto. Múltiplas transmissões de dados para múltiplos usuários podem ser enviadas simultaneamente usando-se diferentes seqüências FH. Tais outras, de forma que apenas uma transmissão de dados seqüências FH são definidas como sendo ortogonais umas às

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utilize cada sub-banda em cada período de salto. Através do uso de sequências FH ortogonais, a interferência intracelular é evitada, e as múltiplas transmissões de dados não interferem umas com as outras, aproveitando-se dos benefícios da diversidade em freqüência.

SUMÁRIO

São aqui providas técnicas para suportar multiplexação MC-CDMA em um uplink ortogonal de um sistema de comunicação sem fio.

Em um aspecto, um método para comunicação multiportadora sem fio, compreende dividir subportadoras em um uplink em grupos que não se sobrepõem; alocar pelo menos um bloco tempo-freqüência, cada bloco tempo-freqüência tendo uma duração de salto e um grupo não sobreposto; designar um conjunto diferente de códigos ortogonais para cada usuário; espalhar símbolos de cada usuário através do pelo menos um bloco tempo-freqüência alocado, em que os símbolos de cada usuário são espalhados usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado a cada usuário; mapear cada símbolo espalhado para um símbolo de modulação no pelo menos um bloco tempo-freqüência; gerar uma forma de onda ortogonal com base r.os símbolos mapeados; e transmitir a forma de onda ortogonal.

Em um aspecto, a forma de onda ortogonal é uma forma de onda por múltipla divisão de freqüência ortogonal (OFDM). Em outro aspecto a forma de onda ortogonal gerada é uma forma de onda por acesso múltiplo por divisão de freqüência ortogonal (OFDMA).

Em um aspecto, um equipamento para comunicação multiportadora sem fio, compreende meios para dividir subportadoras em um uplink em grupos que não se sobrepõem; meios para alocar pelo menos um bloco tempo-freqüência, cada bloco tempo-freqüência tendo uma duração de salto e um grupo não sobreposto; meios para designar um conjunto diferente de códigos ortogonais para cada usuário; meios

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para espalhar símbolos de cada usuário através do pelo menos um bloco tempo-freqüência alocado, em que os símbolos de cada usuário são espalhados usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado a cada usuário; meios para mapear cada símbolo espalhado para um símbolo de modulação no pelo menos um bloco tempo-freqüência; meios para gerar uma forma de onda ortogonal com base nos símbolos mapeados; e meios para transmitir a forma de onda ortogonal.

Em mais um aspecto, uma mídia legível por computador incorporando um método para comunicação multiportadora sem fio compreende dividir as subportadoras em um uplink em grupos que não se sobrepõem; alocar pelo menos um bloco tempo-freqüência, cada bloco tempofreqüência tendo uma duração de salto e um grupo não sobreposto; designar um conjunto diferente de códigos ortogonais para cada usuário; espalhar símbolos de cada usuário através do pelo menos um bloco tempo-freqüência alocado, em que os símbolos de cada usuário são espalhados usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado a cada usuário; mapear cada símbolo espalhado para um símbolo de modulação no pelo menos um bloco tempofreqüência; gerar uma forma de onda ortogonal com base nos símbolos mapeados; e transmitir a forma de onda ortogonal.

Em mais um aspecto, um equipamento para comunicação multiportadora sem fio compreende um controlador, um processador e um transmissor. 0 controlador é operativo para dividir subportadoras em um uplink em grupos que não se sobrepõem; alocar pelo menos um bloco tempo-freqüência, cada bloco tempo-freqüência tendo uma duração de salto e um grupo não sobreposto; e designar um conjunto diferente de códigos ortogonais para cada usuário. O processador é operativo para espalhar símbolos de cada usuário através do pelo menos um bloco tempo-freqüência alocado, em que os símbolos de cada usuário são espalhados

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usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado a cada usuário, e mapear cada símbolo para um símbolo de modulação no pelo menos um bloco tempofreqüência. 0 transmissor é operativo para gerar uma forma de onda ortogonal com base nos símbolos mapeados; e transmitir a forma de onda ortogonal.

Em um aspecto, um receptor em um sistema de comunicação multiportadora sem fio, compreende uma antena para recepção de uma forma de onda ortogonal; um demodulador para demodular a forma de onda ortogonal, desse modo criando símbolos espalhados; um processador para determinar um bloco tempo-freqüência a partir dos símbolos espalhados; e um desespalhador para desespalhar os símbolos espalhados no bloco tempo-freqüência utilizando um código ortogonal para um usuário.

Vários aspectos e modalidades da invenção serão descritos em maiores detalhes mais adiante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características, natureza e vantagens da presente invenção ficarão mais claras através da descrição detalhada apresentada a seguir, quando tomada em conjunto com os desenhos, nos quais caracteres de referências similares identificam itens correspondentes e nos quais:

A Figura 1 ilustra o conceito de MC-CDMA no contexto de FH-OFDMA de acordo com uma modalidade;

A Figura 2 apresenta um diagrama de blocos de um terminal de acordo com uma modalidade; e

A Figura 3 apresenta um diagrama de blocos de uma estação base de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA termo exemplar é aqui usado com o significado de servindo como exemplo, caso, ou ilustração. Qualquer modalidade aqui descrita como exemplar não deve ser necessariamente considerada como preferida ou vantajosa em relação a outras modalidades.

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Um sistema OFDMA pode ser implementado com múltiplas células, onde o termo célula tipicamente se refere a uma estação base e/ou à sua área de cobertura. Uma transmissão de dados através de uma dada sub-banda em uma célula atua como interferência para outra transmissão de dados através da mesma sub-banda em uma célula vizinha. Para aleatorizar a interferência entre células, as seqüências FH para cada célula são tipicamente definidas para serem pseudo-aleatórias com referência às seqüências FH para as células vizinhas. Pelo uso de seqüências FH pseudo-aleatórias, obtém-se diversidade de interferência e a transmissão de dados para um usuário em uma dada célula irá observar, ao longo de um período de tempo suficientemente longo, a interferência média das transmissões de dados para outros usuários em outras células.

A interferência entre células pode variar de forma significativa de sub-banda a sub-banda em qualquer dado momento. Para compensar a variação de interferência através das sub-bandas, uma margem é tipicamente usada na seleção de uma taxa de dados para uma transmissão de dados. Uma grande margem é normalmente necessária para se obter uma baixa taxa de erros de pacotes (PER) para a transmissão de dados caso a variação da interferência seja grande. A grande margem resulta em uma maior redução na taxa de dados para a transmissão de dados, o que limita a capacidade do sistema.

O salto em freqüência pode calcular a média da interferência entre células e reduzir a margem requerida. O aumento da taxa de salto em freqüência resulta em uma melhor média da interferência e reduz a margem requerida. Uma taxa de salto em freqüência rápida é especialmente benéfica para certos tipos de transmissão que encodificam dados através de múltiplos saltos em freqüência e que não podem usar outras técnicas, tais como requisição automática

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para retransmissão (ARQ)_r para reduzir os efeitos prejudiciais da interferência.

Um sistema de acesso múltiplo por divisão de código com multiportadora com um uplink FH-OFDMA constitui um sistema de comunicação baseado em uma combinação de um esquema CDMA com sinalização por multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM). O MC-CDMA constitui uma técnica de transmissão eficaz no downlink, uma vez que a ortogonalidade entre sinais multiplexados pode ainda ser preservada mesmo após a passagem através de um canal de multipercurso (presumindo-se haver sincronização precisa de tempo e freqüência entre os usuários e uma estação base), permitindo desse modo uma separação confiável dos sinais multiplexados no receptor.

Por outro lado, o MC-CDMA não tem sido tão bemsucedido como uma técnica de acesso múltiplo no uplink. A transmissão em uplink é inerentemente diferente da transmissão em downlink pelo fato de que os sinais transmitidos a partir de diferentes usuários são afetados por canais diferentes. Devido à natureza da multiplexação e à sensibilidade a erros de estimação de canal de MC-CDMA, uma quantidade desproporcional de recursos do sistema deve ser separada para a estimação de canal para que tal técnica funcione no uplink. Ademais, a sincronização no uplink constitui um problema mais complexo, uma vez que os usuários percebem diferentes canais e deslocamentos Doppler diferentes e estão freqüentemente a distâncias diferentes da estação base.

No entanto, uma aplicação cuidadosa do MC-CDMA como uma técnica de multiplexação no contexto de um uplink FH-OFDMA pode resultar em significativa melhoria na utilização de recursos, especialmente em termos de utilização de largura de banda para transmissão com baixa eficiência espectral.

4,

No FH-OFDMA, a um usuário no uplink e designado um subconjunto de subportadoras e saltos ao longo do tempo. O salto auxilia a melhorar a diversidade em freqüências e média de interferências ao longo do tempo. Em uma modalidade, as subportadoras no uplink são divididas em grupos que não se sobrepõem e cada grupo salta de forma independente. Uma vez que se espera que canais de subportadoras consecutivas (dentro de um grupo) sejam altamente correlacionados, seus canais podem ser estimados usando-se símbolos piloto comuns, o que leva a uma economia significativa no overhead de piloto (em comparação a uma implementação com salto aleatório de subportadoras). Além disso, o FH-OFDMA emprega um mecanismo de controle de tempo de uplink em malha fechada de modo a assegurar que todos os sinais de uplink cheguem dentro de uma pequena janela de tempo (isto é, dentro de uma duração de um prefixo cíclico), o que auxilia a facilitar a redução de interferência intersimbólica interferência interportadora (ICI).

Em uma modalidade,

FH-OFDMA suporta muitiplexação

MC-CDMA seja através de usuários diferentes ou através de sinais diferentes provenientes do mesmo usuário. A

Figura 1 ilustra o conceito de MC-CDMA no contexto de

FH-OFDMA de acordo com uma modalidade. O eixo horizontal é dos símbolos OFDM

102. O eixo vertical é das subportadoras 104.

O exemplo presume salto em um grupo de 8 portadoras a cada 8 símbolos OFDM. Assim sendo, existem 64 símbolos de modulação em cada bloco tempo-freqüência 106. A duração de salto 108 e associação de portadoras 110 são apresentadas para um bloco tempo-freqüência.

Em uma modalidade, o tempo e a frequência são contíguos em um bloco tempo-freqüência. Um bloco tempofreqüência consiste de uma alocação contígua de símbolos

OFDM e subportadoras. Alternativamente, a freqüência não é

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contígua em um bloco tempo-freqüência, porém as freqüências que fazem parte do mesmo bloco tempo-freqüência são ortogonais umas às outras.

A cada usuário é designado um conjunto diferente de códigos ortogonais a serem usados para espalhamento de respectivos símbolos de dados (ou piloto) pelo bloco tempofreqüência alocado. Os exemplos de códigos ortogonais incluem códigos Walsh e códigos de Gold, ambos os quais são do conhecimento dos técnicos na área.

Após o espalhamento, cada símbolo é mapeado para um dos símbolos de modulação no bloco tempo-freqüência designado. Uma forma de onda OFDMA correspondente é a seguir gerada com base em tais símbolos (seguindo a técnica padrão de geração de forma de onda OFDMA) . Como pode ser visto, múltiplos usuários estão compartilhando a mesma alocação de tempo-freqüência - uma distinção marcada em relação ao FH-OFDMA tradicional em que aos usuários são designados conjuntos diferentes de alocação de tempofreqüência para assegurar a ortogonalidade. Com as escolhas apropriadas de um número de subportadoras em um grupo e de duração de salto, os respectivos canais de diferentes usuários aparentam ser constantes durante certas alocações de tempo-freqüência, permitindo, desse modo, que os usuários sejam separados com base nos códigos/assinaturas de espalhamento exclusivos designados aos diferentes usuários.

Os sinais MC-CDMA provenientes de diferentes usuários são multiplexados na mesma alocação de tempofreqüência. Espera-se que um respectivo canal de cada usuário seja constante durante cada alocação de tempofreqüência, permitindo desse modo a separação no receptor.

Tal técnica é específicomente eficaz para multiplexação de transmissões de baixa eficiência espectral a partir de diferentes usuários (por exemplo, símbolos piloto, símbolos ACK/NACK, etc.) durante a mesma alocação

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de tempo-freqüência no uplink. Além disso, tal técnica pode também ser usada para auxiliar a aliviar a restrição de orçamento de link em certas situações.

Como exemplo, considera-se uma transmissão de um bit (por exemplo, um símbolo piloto ou ACK/NACK) através no uplink. Para atender à exigência de desempenho, uma certa quantidade de SNR recebida deve ser obtida. Um usuário pode ou transmitir o bit através de uma transmissão em uma potência muito alta, ou transmitir em uma potência mais baixa durante várias transmissões (por exemplo, através de repetição). A técnica antiga resulta em alta eficiência de largura de banda (isto é, somente uma transmissão é requerida), porém pode sofrer de restrições de orçamento de link e, o que é ainda pior, de baixo desempenho devido à falta de diversidade em freqüência/interferência. A estratégia alternativa consiste em transmitir este um bit por várias transmissões. Para melhorar a diversidade em freqüência/interferência, cada transmissão pode ocorrer durante diferentes instantes de tempo e/ou frequência. Tal estratégia provavelmente irá resultar em detecção mais confiável no receptor, isto porém ao custo de maior overhead de largura de banda e possivelmente maior tempo de transmissão. O maior tempo de transmissão de um bit ACK/NACK resulta em menos tempo de processamento no transmissor, especialmente em um sistema no qual HARQ também é usado.

Uma solução é utilizar uma técnica de transmissão que seja capaz de reunir uma quantidade suficiente de diversidade em freqüência/interferência, mas ainda utilizar uma quantidade razoável de largura de banda. Pode ser usada uma estrutura com saltos consecutivos de grupo de portadoras considerado anteriormente. Em tal composição, um usuário transmite a quantidade de um bit através de múltiplos blocos tempo-freqüência de modo a coletar diversidade em freqüência/interferência. Além disso,

10/1 múltiplos usuários são multiplexados ortogonalmente por um bloco tempo-freqüência especifico para minimizar o consumo total de largura de banda. Para observar este último ponto, considere-se uma situação na qual um usuário transmite a quantidade de um bit através de M transmissões. Presume-se que N transmissões fiquem dentro de um bloco tempofreqüência específico (isto é, um usuário transmite por um total de M/N blocos). Assim sendo, um usuário requer N símbolos de modulação de cada bloco. Presumindo-se que existe um total de K símbolos de modulação por bloco tempofreqüência, cada bloco pode então suportar no máximo K/N usuários. Obviamente, caso o canal permaneça suficientemente constante (tanto em tempo como em freqüência) durante cada bloco tempo-freqüência, pode-se prontamente aplicar a técnica de multiplexação MC-CDMA. Para tal finalidade, a cada usuário é designada uma dentre as seqüências de códigos ortogonais para modular um respectivo símbolo de dados. Os símbolos espalhados ortogonalmente são a seguir colocados em subportadoras apropriadas a partir das quais uma forma de onda OFDM pode ser gerada.

Pela designação de uma seqüência de código ortogonal para cada usuário, até K usuários podem ser multiplexados em cada bloco tempo-freqüência, sendo ainda capaz de coletar a mesma quantidade de energia (após o desespalhamento). Além disso, uma vez que cada usuário está agora transmitindo por todo o bloco tempo-freqüência, uma economia no orçamento de link constitui um imediato subproduto. A economia em orçamento de link advém principalmente do fato de que cada usuário está transmitindo por uma duração mais longa.

Tal técnica de transmissão pode também ser generalizada para funcionar em uma composição na qual os usuários estão transmitindo mais de um bit cada um. Em específico, é sempre possível modificar a transmissão de

cada usuário de tal forma que múltiplos usuários possam ser multiplexados por cada bloco tempo-freqüência (isto é, através de um espalhamento deliberado). No entanto, a verdadeira economia de largura de banda ocorre realmente quando o código de repetição (o qual constitui uma forma de espalhamento) é inerente à transmissão.

Em uma composição FH-OFDMA, um código de repetição é também útil como um meio para aliviar a restrição do orçamento de link. Como exemplo, devido a uma limitação de orçamento de link, um usuário pode não ser capaz de atender a exigência de SNR recebida quando da transmissão de um símbolo codificado durante uma transmissão. Uma forma de contornar isto é transmitir cada símbolo codificado por múltiplas transmissões, cada uma com potência mais baixa, em diferentes instantes de tempo (isto é, através de repetições). Obviamente, pela aplicação da técnica de multiplexação de usuário proposta, pode ser obtido o resultado desejado, limitando-se o overhead de largura de banda a um mínimo.

A Figura 2 apresenta um diagrama de blocos de uma modalidade de um terminal 220x, o qual é um dos terminais no sistema OFDMA 200. Para maior simplicidade, somente a parte transmissora do terminal 220x é mostrada na Figura 2.

No interior do terminal 220x, um encodificador/intercalador 212 recebe dados de tráfego provenientes de uma fonte de dados 210 e possivelmente dados de controle e outros dados provenientes de um controlador 240. 0 encodificador/intercalador 212 formata, encodifica e intercala os dados recebidos para prover dados codificados. Um modulador 214 a seguir modula os dados codificados de acordo com um ou mais esquemas de modulação (por exemplo, QPSK, M-PSK, M-QAM e assim por diante) para prover símbolos de modulação (ou simplesmente símbolos de dados). Cada símbolo de modulação é um valor complexo para

X ’· um ponto específico em uma constelação de sinais para o esquema de modulação usado para tal símbolo de modulação.

Um modulador OFDM 220 efetua o salto em frequência e o processamento OFDM para os símbolos de dados. No interior do modulador OFDM 220, um processador TX FH 222 recebe os símbolos de dados e provê tais símbolos de dados através das sub-bandas apropriadas determinadas por uma seqüência FH para um canal de tráfego designado ao terminal 220x. Tal seqüência FH indica a sub-banda específica a ser usada em cada período de salto e é provida pelo controlador 240. O processador TX FH 222 provê símbolos de dados. Os símbolos de dados saltam dinamicamente de sub-banda em sub-banda de uma maneira pseudo-aleatória determinada pela seqüência FH. Para cada período de símbolos OFDM, o processador TX FH 222 provê N símbolos de transmissão para as N sub-bandas. Estes N símbolos de transmissão são compostos por um símbolo de dados para a sub-banda usada para a transmissão de dados (caso dados estejam sendo transmitidos) e um valor de sinal de zero para cada sub-banda não utilizada para transmissão de dados.

Uma unidade de transformada de Fourier rápida inversa (IFFT) 224 recebe os N símbolos de transmissão para cada período de símbolos OFDM. A unidade IFFT 224 a seguir transforma os N símbolos de transmissão para o domínio do tempo, usando uma FFT inversa de n pontos para obter um símbolo transformado que contém N chips de dados no domínio do tempo. Cada chip de dados é um valor complexo a ser transmitido em um período de chips (a taxa de chips está relacionada à largura de banda total do sistema). Um gerador de prefixo cíclico 226 recebe os N chips de dados para cada símbolo transformado e repete uma parte do símbolo transformado para formar um símbolo OFDM que contém N + C_P chips de dados, onde C_P é o número de chips de dados sendo repetidos. A parte repetida é freqüentemente

13/^ζ17 designada como um prefixo cíclico e é usada para combater a interferência intersimbólica (ISI) causada por desvanecimento seletivo em frequência. Um período de símbolos OFDM corresponde à duração de um símbolo OFDM, o qual é de N + c_P períodos de chips. O gerador de prefixo cíclico 226 provê um fluxo de chips de dados para um fluxo de símbolos OFDM.

Um processador de piloto de transmissão (TX) 230 recebe o fluxo de chips de dados e pelo menos um símbolo piloto. O processador de piloto TX 230 gera um piloto de banda estreita. O processador de piloto TX 230 provê um fluxo de chips de transmissão. Uma unidade transmissora (TMTR) 232 processa o fluxo de chips de transmissão para obter um sinal modulado, o qual é transmitido a partir de uma antena 234 para a estação base.

A Figura 3 apresenta um diagrama de blocos de uma modalidade de uma estação base 210x, a qual é uma das estações base no sistema OFDMA 200. Para maior simplicidade, somente a parte de receptor da estação base 210x é mostrada na Figura 3.

O sinal modulado transmitido pelo terminal 220x é recebido por uma antena 252. O sinal recebido proveniente da antena 252 é provido a e processado por uma unidade receptora (RCVR) 254 para prover amostras. A unidade receptora 254 pode adicionalmente realizar a conversão de taxa de amostras (da taxa de amostragem de receptor para a taxa de chips), correção de freqüência/fase e outros préprocessamentos nas amostras. A unidade receptora 254 provê um fluxo de chips recebidos.

Um processador de piloto de recepção (RX) 260 recebe e processa o fluxo de chips recebidos para recuperar o piloto de banda estreita e os chips de dados transmitidos pelo terminal 220x. A seguir, serão descritos vários projetos para o processador de piloto RX 260. O processador de piloto RX 260 provê um fluxo de chips de dados recebidos

14/17 para um demodulador OFDM 27 0 e estimativas de ganhos de canal para um processador de sinal digital (DSP) 262. O DSP 262 processa as estimativas de ganhos de canal para obter estimativas de resposta de canal usadas para demodulação de dados, tal como descrito a seguir.

No interior do demodulador OFDM 27 0, uma unidade de remoção de prefixo cíclico 272 recebe o fluxo de chips de dados recebidos e remove o prefixo cíclico anexado a cada símbolo OFDM recebido para obter um símbolo transformado recebido. Uma unidade de FFT 274 a seguir transforma cada símbolo transformado recebido para o domínio da frequência utilizando uma FFT de N pontos para obter N símbolos recebidos para as N sub-bandas. Um processador RX FH 276 obtém os N símbolos recebidos para cada período de símbolos OFDM e provê o símbolo recebido da sub-banda apropriada como o símbolo de dados recebido para tal período de símbolos OFDM. A sub-banda específica a partir da qual se obtém o símbolo de dados recebido em cada período de símbolos OFDM é determinada pela seqüência FH para o canal de tráfego designado ao terminal 220x. Tal seqüência FH é provida por um controlador 290. Uma vez que a transmissão de dados pelo terminal 220x salta dinamicamente de sub-banda em sub-banda, o processador RX FH 27 6 opera em harmonia com o processador TX FH 222 no terminal 220x e provê os símbolos de dados recebidos das sub-bandas apropriadas. A seqüência FH usada pelo processador RX FH 276 na estação base 210x é a mesma que a seqüência FH usada pelo processador TX FH 222 no terminal 220x. Além disso, as seqüências FH na estação base 210x e no terminal 220x são sincronizadas. O processador RX FH 276 provê um fluxo de símbolos de dados recebidos para um demodulador 280.

O demodulador 280 recebe e demodula coerentemente os símbolos de dados recebidos com as estimativas de resposta de canal provenientes do DSP 262 para a obtenção

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/1 de símbolos de dados recuperados. As estimativas de resposta de canal são para as sub-bandas usadas para a transmissão de dados. O demodulador 280 adicionalmente demapeia os símbolos de dados recuperados para a obtenção de dados demodulados. Um deintercalador/decodificador 282 a seguir deintercala e decodifica os dados demodulados para prover dados decodificados, os quais podem ser providos a um depósito de dados 284 para armazenamento. De um modo geral, o processamento pelas unidades na estação base 210x é complementar ao processamento realizado pelas unidades correspondentes no terminal 220x.

Os controladores 240 e 290 supervisionam a operação no terminal 220x e na estação base 210x, respectivamente. As unidades de memória 242 e

292 propiciam armazenamento para códigos de programas e dados usados pelos controladores 240

290, respectivamente.

Os controladores 240 e 290 podem também realizar processamento relacionado a pilotos. Como exemplo, os controladores 240 e 290 podem determinar os intervalos de tempo nos quais um piloto de banda estreita para o terminal 220x deve ser transmitido e recebido, respectivamente.

Para maior clareza, as Figuras 2 e 3 mostram a transmissão e recepção, respectivamente, de pilotos e dados no link reverso. Um processamento similar ou diferente pode ser realizado para a transmissão de pilotos e dados no link direto.

As técnicas aqui descritas podem ser utilizadas para um sistema OFDMA com salto em frequência, bem como para outros sistemas de comunicação multiportadora sem fio. Como exemplo, tais técnicas podem ser utilizadas para sistemas que empregam outras técnicas de modulação multiportadora, tais como a de multi-tom discreto (DMT).

As técnicas aqui descritas podem ser utilizadas para eficientes transmissões de piloto em uplink de banda estreita em uma implantação de duplexação por divisão de

16/17 tempo (TDD). As economias ocorrem tanto na largura de banda do sistema como no orçamento de link para cada usuário. Como exemplo, dados três usuários, cada um transmitindo um símbolo através de três partições de tempo, cada usuário transmite seu símbolo a 1/3 da potência de transmissão através de três partições de tempo.

As técnicas aqui descritas podem ser implementadas por vários meios no transmissor e no receptor. O processamento de pilotos e dados no transmissor e no receptor pode ser realizado em hardware, software, ou uma combinação de tais. Para uma implementação em hardware, as unidades de processamento (por exemplo, o processador de piloto TX 230, o processador de piloto RX 260, o DSP 262 e assim por diante) podem ser implementadas dentro de um ou mais circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos processadores de sinais digitais (DSPDs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs), arranjos de porta programáveis em campo (FPGAs), processadores, controladores, microcontroladores, microprocessadores, outras unidades eletrônicas projetadas para realizar as funções aqui descritas, ou uma combinação de tais.

Para uma implementação em software, o processamento de pilotos e dados no transmissor e no receptor pode ser implementado com módulos (por exemplo, procedimentos, funções e assim por diante) que realizam as funções aqui descritas. Os códigos de software podem ser armazenados era unidades de memória (por exemplo, as unidades de memória 242 e 292 nas Figuras 2 e 3) e executados por processadores (por exemplo, os controladores 240 e 290) . A unidade de memória pode ser implementada no interior do processador ou externamente ao processador, caso este em que elas podem estar comunicativamente acopladas aos processadores através de vários meios como é conhecido na técnica.

Ί Π / Ί ’Ί _L / / _1_ /

A descrição anterior das modalidades preferidas é provida para permitir que qualquer versado na técnica efetive ou use a presente invenção. As várias modificações dessas modalidades ficarão prontamente claras para os 5 versados na técnica e os princípios gerais aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Dessa forma, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades aqui apresentadas, devendo receber o escopo mais amplo, 10 consistente com os princípios e novas características aqui descritos.

Claims

1. Método para comunicação multiportadora sem fio, caracterizado por compreender as etapas de:

dividir subportadoras contíguas (104) em um uplink em grupos não sobrepostos;

alocar pelo menos um bloco tempo-frequência (106) para uma pluralidade de usuários, cada bloco tempofrequência tendo uma duração de salto e um grupo não sobreposto de subportadoras contíguas;

em que o grupo não sobreposto salta de forma independente a partir de outros grupos não sobrepostos de acordo com uma sequência de salto em frequência, FH, específica a partir de um conjunto de sequências de FH ortogonal;

fornecer símbolos piloto comuns para estimativa de canais a partir de subportadoras consecutivas dentro do grupo não sobreposto;

designar um conjunto diferente de códigos ortogonais a cada usuário compartilhando a alocação de pelo menos um bloco de tempo-frequência;

espalhar símbolos de cada usuário através do pelo menos um bloco tempo-frequência alocado, em que os símbolos de cada usuário são espalhados usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado a cada usuário;

mapear cada símbolo espalhado para um símbolo de modulação no pelo menos um bloco tempo-frequência;

gerar uma forma de onda ortogonal com base nos símbolos mapeados; e transmitir a forma de onda ortogonal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por gerar uma forma de onda ortogonal compreender gerar uma forma de onda por múltipla divisão de freqüência ortogonal, OFDM, e em que transmitir a forma de onda ortogonal compreende transmitir uma forma de onda OFDM.

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3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por gerar uma forma de onda ortogonal compreender gerar uma forma de onda por acesso múltiplo por divisão de freqüência ortogonal, OFDMA, e em que transmitir a forma de onda ortogonal compreende transmitir uma forma de onda OFDMA.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por espalhar símbolos compreender espalhar símbolos piloto.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por espalhar símbolos compreender espalhar símbolos ACK/NACK.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por espalhar símbolos compreender espalhar símbolos CQI.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por espalhar símbolos compreender espalhar símbolos solicitados.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos códigos ortogonais serem códigos Walsh.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos códigos ortogonais serem códigos de Gold.

10. Equipamento (220x) para comunicação multiportadora sem fio, caracterizado por compreender:

meios para dividir (222) subportadoras contíguas em um uplink em grupos não sobrepostos;

meios para alocar (240) pelo menos um bloco tempo-freqüência para uma pluralidade de usuários, cada bloco tempo-freqüência tendo uma duração de salto e um grupo não sobreposto de subportadoras contíguas;

em que o grupo não sobreposto salta de forma independente a partir de outros grupos não sobrepostos de acordo com uma sequência de salto em frequência, FH,

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3/3 específica a partir de um conjunto de sequências de FH ortogonal;

meios para fornecer símbolos piloto comuns para estimativa de canais a partir de subportadoras consecutivas dentro do grupo não sobreposto;

meios para designar (240) um conjunto diferente de códigos ortogonais a cada usuário compartilhando a alocação de pelo menos um bloco de tempo-freqüência;

meios para espalhar (224, 226) símbolos de cada usuário através do pelo menos um bloco tempo-freqüência alocado, em que os símbolos de cada usuário são espalhados usando-se o conjunto diferente de códigos ortogonais designado a cada usuário;

meios para mapear (220) cada símbolo espalhado para um símbolo de modulação no pelo menos um bloco tempofreqüência;

meios para gerar (232) uma forma de onda ortogonal com base nos símbolos mapeados; e meios para transmitir (234) a forma de onda ortogonal.

11. Memória caracterizada por compreender instruções que, quando executadas em um computador, realizam um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.