BRPI0608684A2 - aparelhos e mÉtodos de recepÇço e transmissço de canal de uplink - Google Patents

Abstract

APARELHOS E MÉTODOS DE RECEPÇçO E TRANSMISSçO DE CANAL DE UPLINK. A presente invenção refere-se a um aparelho de recepção que recebe os canais de controle, piloto, e de dados em um uplink. O aparelho inclui uma unidade de recepção de canal piloto para receber o canal piloto em um padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo que tem múltiplos feixes direcionais fixos com respectivamente diferentes direções direcionais fixas ou de um feixe direcional variável que tem uma direção direcional que varia de acordo com a posição de um terminal móvel; e uma unidade de recepção de canal de dados para receber o canal de dados em um padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo ou de um feixe direcional variável.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHOSE MÉTODOS DE RECEPÇÃO E TRANSMISSÃO DE CANAL DE UPLINK".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se genericamente às comunicaçõessem fio, e mais especificamente a aparelhos e métodos de recepção de ca-nal de uplink.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Em um esquema de telecomunicações de terceira geração comoapresentado pela IMT-2000 (Telecomunicações Móveis Internacionais -2000), existe uma demanda especial para uma velocidade e uma capacida-de aumentadas para downlink. Como um exemplo, uma taxa de transmissãode informações de 2 Mbps foi executada utilizando uma banda de freqüênciade 5 MHz. No entanto, para os sistemas de telecomunicações futuros, existeuma demanda para um aumento adicional na taxa de transmissão e na ca-pacidade, e de redução de custo. Mais ainda, é necessário aperfeiçoar aqualidade de sinal no uplink. Mais ainda, é também necessário diminuir oconsumo de energia de terminais móveis. Um aperfeiçoamento na configu-ração de canal em um sistema de telecomunicações para conseguir umaqualidade mais alta em transmissão de sinal está descrito no Documento dePatente 1.

Documento de Patente 1: JP2003-259454A

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMA(S) A SER(EM) RESOLVIDO(S) PELA INVENÇÃO

Um problema a ser resolvido pela presente invenção é proveraparelhos e métodos de recepção os quais tornam possível aperfeiçoar aqualidade de transmissão de canal de uplink.MEIOS PARA RESOLVER O PROBLEMA

A presente invenção utiliza um aparelho de recepção para rece-ber em um uplink, os canais de controle, piloto, e de dados. O aparelho deacordo com a presente invenção inclui uma unidade de recepção de canalpiloto para receber um canal piloto em um padrão de ganho de antena deum feixe múltiplo que tem múltiplos feixes direcionais fixos com respectiva-mente diferentes direções direcionais fixas ou de um feixe direcional variávelque tem uma direção direcional que varia de acordo com a posição de umterminal móvel; e uma unidade de recepção de canal de dados para receberum padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo ou um feixe direcionalvariável.

VANTAGEM DA INVENÇÃO

A presente invenção torna possível aperfeiçoar a qualidade detransmissão de canal de uplink.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 ilustra uma vista para explicar um feixe de setor;

figura 2 ilustra uma vista para explicar um feixe múltiplo e umfeixe direcional adaptável;

figura 3 ilustra um primeiro diagrama de blocos esquemático deum transmissor para transmitir um feixe de setor;

figura 4 ilustra um segundo diagrama de blocos esquemático deum transmissor para transmitir um feixe de setor;

figura 5 ilustra um diagrama de blocos esquemático de um re-ceptor para receber um feixe de setor;

figura 6 ilustra um diagrama de blocos esquemático de uma es-tação de base utilizada na transmissão e na recepção de um feixe múltiplo;

figura 7 ilustra um diagrama de blocos esquemático de uma es-tação de base utilizada na transmissão e na recepção de um feixe direcionaladaptável;

figura 8 ilustra uma tabela que mostra os esquemas de trans-missão de downlink executados de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

figura 9 ilustra um diagrama de blocos de um transmissor de DS-CDMA;

figura 10 ilustra um diagrama de blocos de um receptor de DS-CDMA;

figura 11A ilustra um diagrama de um exemplo de multiplexaçãode canais piloto e de dados;

figura 11B ilustra um diagrama de um exemplo de multiplexaçaode canais piloto e de dados;

figura 12A ilustra um diagrama de um primeiro exemplo de mul-tiplexação de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 12B ilustra outro diagrama do primeiro exemplo de multi-plexaçao de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 13A ilustra um diagrama de um segundo exemplo de mul-tiplexaçao de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 13B ilustra outro diagrama do segundo exemplo de multi-plexaçao de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 14A ilustra um diagrama de um terceiro exemplo de multi-plexaçao de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 14B ilustra outro diagrama do terceiro exemplo de multi-plexação de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 15A ilustra um diagrama de um quarto exemplo de multi-plexaçao de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 15B ilustra outro diagrama do quarto exemplo de multiple-xaçao de canais piloto, de controle, e de dados;

figura 16 ilustra um diagrama de blocos de uma unidade de ex-pansão utilizada em um transmissor de VSCRF-CDMA;

figura 17 ilustra um diagrama de blocos de uma unidade de de-sexpansão utilizada em um transmissor de VSCRF-CDMA;

figura 18 ilustra um diagrama para explicar os princípios de ope-ração de VSCRF-CDMA;

figura 19 ilustra um diagrama de um perfil de retardo de potênciapara um sinal de recepção;

figura 20A ilustra um diagrama de posições nas quais os canaispilotos são inseridos;

figura 20B ilustra outro diagrama de posições nas quais os ca-nais pilotos são inseridos;

figura 21A ilustra um diagrama de um primeiro exemplo de mui-tiplexação para um canal de dados repetido em chip;

figura 21B ilustra outro diagrama do primeiro exemplo de multi-plexação para o canal de dados repetido em chip;

figura 21C ilustra um diagrama adicional do primeiro exemplo demultiplexação para o canal de dados repetido em chip;

figura 21D ilustra ainda outro diagrama do primeiro exemplo demultiplexação para o canal de dados repetido em chip;

figura 22A ilustra um diagrama de um segundo exemplo de mul-tiplexação para um canal de dados repetido em chip;

figura 22B ilustra outro diagrama do segundo exemplo de multi-plexação para o canal de dados repetido em chip;

figura 23 ilustra um diagrama de um terceiro exemplo de multi-plexação para um canal de dados repetido em chip;

figura 24A ilustra um diagrama de um quarto exemplo de multi-plexação para um canal de dados repetido em chip;

figura 24B ilustra outro diagrama do quarto exemplo de multiple-xação para o canal de dados repetido em chip;

figura 25A ilustra um diagrama de um quinto exemplo de multi-plexação para um canal de dados repetido em chip;

figura 25B ilustra outro diagrama do quinto exemplo de multiple-xação para o canal de dados repetido em chip;

figura 26A ilustra um diagrama de um sexto exemplo de multi-plexação para um canal de dados repetido em chip;

figura 26B ilustra outro diagrama do sexto exemplo de multiple-xação para o canal de dados repetido em chip;

figura 27 ilustra um diagrama de um sétimo exemplo de multiple-xação para um canal de dados repetido em chip; e

figura 28 ilustra outro diagrama de um oitavo exemplo de multi-plexação para um canal de dados repetido em chip.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

DESCRIÇÃO DAS NOTAÇÕES

302-1 a ND processadores de canal de dados; 304 processadorde canal de controle; 306 multiplexador; 308 transformador de Fourier inver-sa rápida; 310 insersor de intervalo de proteção; 312 conversor digital paraanalógico (D/A); 322 turbo codificador; 324 modulador de dados; 326 interca-lador; 328 conversor serial para paralelo (S/P); 330 unidade de expansão;342 codificador de convolução; 344 modulador de QPSK; 346 intercalador;348 conversor serial para paralelo (S/P); 350 unidade de expansão;

402 modulador ortogonal; 404 oscilador local; 406 filtro de pas-sagem de banda; 408 misturador; 410 oscilador local; 412 filtro de passagemde banda; 414 amplificador de potência;502 antena; 504 amplificador de baixo ruído; 506 misturador;

508 oscilador local; 510 filtro de passagem de banda; 512 controlador deganho automático; 514 detector ortogonal; 516 oscilador local; 518 conversoranalógico para digital; 520 detector de temporização de símbolo; 522 remo-vedor de intervalo de proteção; 524 transformador de Fourier rápida; 526demultiplexador; 528 estimador de canal; 530 unidade de desexpansão; 532conversor paralelo para serial (P/S); 534 unidade de desexpansão; 536 de-sintercalador; 538 turbo decodificador; 540 decodificador Viterbi;

602 unidade de determinação de ponderação de transmissão;604-1 a N multiplexadores; 606-1 a N transmissores de RF; 612-1 a N recep-tores de RF; 614-1 a N separadores; 616-1 a L unidades de determinação deponderação de recepção;

702 unidade de medição de sinal; 704 controlador de pondera-ção de transmissão; 706 controlador de ponderação de recepção;

902 turbo codificador; 904 modulador de dados; 906 unidade deexpansão e multiplexação; 908 unidade de expansão; 910 unidade de ex-pansão de canal de dados; 912 multiplexador; 914 filtro de limitação de ban-da; 916 sintetizador; 918 conversor digital para analógico; 920 transmissordeRF;

1002 receptor de RF; 1004 conversor analógico para digital;1006 unidade de desexpansão e separação; 1007 misturador; 1008 filtro delimitação de banda; 1010 pesquisador de percurso; 1012 unidade de desex-pansão; 1014 estimador de canal; 1016 sintetizador rake; 1018 sintetizador;1020 turbo decodificador;

1602 unidade de expansão; 1612, 1614 unidade de multiplica-ção; 1604 sintetizador iterativo; 1606 deslocador de fase;

1702 deslocador de fase; 1704 sintetizador iterativo; 1706 uni-dade de desexpansão;

1802 seqüência de dados de pré-compressão; 1804 seqüênciade dados comprimidos e repetidos; 1806 espectro de freqüência de uplinkpara todos os terminais móveis.

MELHOR MODO PARA EXECUTAR A INVENÇÃO

De acordo com um aspecto da presente invenção, um canal pilo-to é recebido em um padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo queinclui múltiplos feixes direcionais fixos que têm respectivamente diferentesdireções direcionais fixas ou de um feixe direcional variável que tem umadireção direcional que varia de acordo com a posição de um terminal móvel.15 Então um canal de dados é recebido em um padrão de ganho de antena deum feixe múltiplo ou de um feixe direcional variável.

De acordo com um aspecto da presente invenção, os fatores deponderação para o feixe direcional variável podem ser os fatores de ponde-ração para um feixe direcional adaptável que são adaptavelmente calculadosde acordo com a posição de um terminal móvel.

De acordo com um aspecto da presente invenção, um feixe dire-cional variável é gerado pela comutação de um ou mais feixes direcionaisfixos.

Pelo menos os canais piloto e de dados são recebidos em umpadrão de ganho de antena que executa um feixe direcional direcionado emuma direção de um terminal móvel (comutando feixes direcionais fixos, ouum feixe direcional adaptável), tornando possível aperfeiçoar a qualidade detransmissão de uplink do terminal móvel.

De acordo com um aspecto da invenção, um canal de controle érecebido em um padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo ou de umfeixe direcional variável. Isto torna possível eliminar a necessidade de rece-ber um sinal em um feixe de setor e reduzir os tipos de feixes providos (istoé, pode ser limitado a um feixe múltiplo e um feixe direcional variável).

De acordo com um aspecto da presente invenção, os canais decontrole, piloto e de dados são demodulados com Acesso Múltiplo de Divi-são de Código de Seqüência Direta (DS-CDMA).

De acordo com um aspecto da presente invenção, um sinal derecepção é estendido no tempo e desexpandido de modo que um canal dedados seja demodulado com Expansão Variável e Fatores de Repetição deChip - Acesso Múltiplo de Divisão de Código (VSCRF-CDMA).

De acordo com um aspecto da presente invenção, os canais pi-loto e de dados multiplexados no tempo são separados em respectivos perí-odos de tempo, com os canais de controle e de dados multiplexados notempo também separados em respectivos períodos de tempo.

De acordo com um aspecto da presente invenção, um dos ca-nais piloto e de dados multiplexados no tempo e dos canais de dados multi-plexados no tempo são separados em respectivos períodos de tempo, osoutros canais são multiplexados em freqüência, e os canais de dados multi-plexados no tempo são separados nas respectivas freqüências.

De acordo com um aspecto da presente invenção, os canais pi-loto e de controle multiplexados em código são separados nos respectivoscódigos, e os canais de controle e de dados multiplexados em freqüência oumultiplexados em código são separados nas respectivas freqüências ou có-digos.

De acordo com um aspecto da presente invenção.os canais pilo-to, de controle e de dados multiplexados em freqüência ou multiplexados emcódigo são separados nas respectivas freqüências ou códigos.

Um transmissor de acordo com um aspecto da presente inven-ção transmite os canais piloto, de controle e de dados em um uplink. Otransmissor tem um meio para expandir, comprimir, e repetir um código utili-zando Expansão Variável e Fatores de Repetição de Chip - Acesso Múltiplode Divisão de Código (VSCRF-CDMA). O transmissor tem um meio paraexpandir, comprimir, repetir, e deslocar em fase pelo menos um dos canaispiloto e de controle utilizando Expansão Variável e Fatores de Repetição deChip - Acesso Múltiplo de Divisão de Código (VSCRF-CDMA). O transmissortambém transmite um dos canais piloto e de controle utilizando ExpansãoVariável e Fatores de Repetição de Chip - Acesso Múltiplo de Divisão deCódigo (VSCRF-CDMA). Isto torna possível ajustar os respectivos canais deuplink de terminal móvel para serem ortogonais sobre um eixo geométrico defreqüência não somente para os canais de dados, mas também para os ca-nais piloto e/ou de controle.

Um transmissor de acordo com um aspecto da presente inven-ção tem um meio para multiplexar no tempo os canais piloto e de dados, etambém os canais de controle e de dados.

Um transmissor de acordo com um aspecto da presente inven-ção tem um meio para multiplexar no tempo com os canais de dados um doscanais piloto e de dados, e multiplexar em freqüência com os canais de da-dos os outros canais.

Um transmissor de acordo com um aspecto da presente inven-ção tem um meio para multiplexar em código os canais piloto e de controle emultiplexar em freqüência ou multiplexar em código os canais de controle ede dados.

Um transmissor de acordo com um aspecto da presente inven-ção tem um meio para multiplexar em freqüência ou multiplexar em códigoos canais piloto, de controle e de dados.

MODALIDADE 1

FEIXES

Em uma modalidade da presente invenção, vários tipos de ca-nais em um downlink são transmitidos de uma estação de base para umterminal móvel que utiliza pelo menos quatro tipos de feixes que incluem: (1)um feixe de setor; (2) um feixe múltiplo; (3) um feixe comutado; e (4) um fei-xe direcional adaptável.

(1) Um feixe de setor é um feixe direcional que executa uma pa-drão de ganho de antena através de uma célula ou um setor servido por umaestação de base. A figura 1 mostra em linhas tracejadas (um padrão de ga-nho de antena de) um feixe de setor através de um setor que tem uma faixade 120 graus.

(2) Um feixe múltiplo inclui múltiplos feixes direcionais fixos querespectivamente diferentes direções direcionais fixas. O número de feixes édeterminado de modo que os múltiples feixes direcionais fixos cubram umsetor. A figura 2 mostra como um setor é coberto com N feixes direcionaisfixos como mostrado em linhas tracejadas.

(3) Um feixe comutado é um feixe direcional (pode ser denomi-nado um feixe direcional comutado) gerado por comutação, de acordo com aposição de um terminal móvel, um ou mais feixes direcionais fixos incluídosem um feixe múltiplo. Por exemplo, quando um terminal móvel move-se doponto P para Q na figura 2, o feixe comutado é equivalente ao feixe 1 inici-almente, mas é subseqüentemente comutado para o feixe 3. Mais ainda,para um terminal móvel praticamente equidistantes dos feixes 1 e 2 (por e-xemplo, no ponto R), um feixe comutado para o terminal móvel pode serformado com um feixe direcional, o feixe direcional sendo formado pelacombinação dos feixes 1 e 2.

(4) Com um feixe direcional adaptável, os fatores de ponderaçãodeterminados para cada antena para executar o feixe são adaptavelmentecalculados de acordo com a posição de um terminal móvel. O feixe comuta-do, apesar de ser comum para o feixe direcional adaptável pelo fato de quea direção direcional varia com a posição do terminal móvel, difere do feixedirecional adaptável onde as ponderações de feixe não estão presentes eassim são calculadas uma por uma. A figura 2 mostra em linhas cheias umfeixe direcional adaptável.

CARACTERÍSTICAS DO APARELHO

A figura 3 é um primeiro diagrama de blocos esquemático de umtransmissor para transmitir um feixe de setor. Tipicamente provido em umaestação de base, tal transmissor como mostrado pode estar provido em umterminal móvel. Uma estação de base é utilizada em um sistema de comuni-cação de Multiplexação de Divisão de Código e Freqüência Ortogonal(OFCDM). A estação de base inclui: ND processadores de canal de dados302-1 a ND; um processador de canal de controle 304; um multiplexador 306;um transformador de Fourier inversa rápida 308; um insersor de intervalo deproteção 310; e um conversor digital para analógico (D/A) 312. O processa-dor de canal de dados 302-1 será abaixo descrito como representando os Ndprocessadores de canal de dados 302-1 a ND, todos tendo as mesmas ca-racterísticas e funções. O processador de canal de dados 302-1 inclui: umturbo codificador 322; um modulador de dados 324; um intercalador 326; umconversor serial para paralelo (S/P) 328; e uma unidade de expansão 330. Oprocessador de canal de controle 304 inclui um codificador de convolução342; um modulador de QPSK 344; um intercalador 346; um conversor serialpara paralelo (S/P) 348; e uma unidade de expansão 350. Em outras moda-lidades onde uma Multiplexação de Divisão de Freqüência Ortogonal(OFDM) sem expansão de código é adotada, as unidades de expansão 330e 350 são omitidas.

Os ND processadores de canal de dados 302-1 a ND provêemum processamento de banda de base para transmitir os dados de informa-ções de tráfego utilizando o OFCDM. O turbo codificador 322 prove uma co-dificação para aumentar a resiliência de erro dos dados de informações detráfego. O modulador de dados 324 modula os dados de informações de trá-fego utilizando um esquema de modulação apropriado tal como QPSK,16QAM, e 64 QAM. O esquema de modulação acima mencionado é apropri-adamente mudado quando executando uma Modulação e Codificação Adap-tável (AMC). O intercalador 326 muda a ordem dos dados de informações detráfego de acordo com um padrão predeterminado. O conversor serial paraparalelo (S/P) 328 converte um fluxo de sinais seriais em um fluxo de sinaisparalelos. O número de fluxos de sinais paralelos pode ser determinado deacordo com o número de subportadoras. A seção de expansão 330 executauma expansão de código pela multiplicação de um código de expansão pre-determinado e cada fluxo de sinal paralelo. Na modalidade, uma expansãobidimensional é executada de modo que um sinal é expandido nas direçõesde tempo e/ou freqüência.

O processador de canal de controle 304 prove um processamen-to de banda de base para transmitir os dados de informações de controleutilizando OFCDM. O codificador de convolução 342 prove uma codificaçãopara aumentar a resiliência de erro dos dados de informações de tráfego. Omodulador de QPSK 344 modula os dados de informações de controle utili-zando um esquema de modulação de QPSK. Apesar de qualquer esquemade modulação apropriado poder ser adaptado, um esquema de modulaçãode QPSK que tem um pequeno número de valores múltiplos de modulação éutilizado na modalidade devido a uma quantidade de informações relativa-mente pequena de dados de informações de controle. O intercalador 346muda a ordem dos dados de informações de tráfego de acordo com um pa-drão predeterminado. O conversor serial para paralelo (S/P) 348 converteum fluxo de sinais seriais em um fluxo de sinais paralelos. O número de flu-xos de sinais paralelos pode ser determinado de acordo com o número desubportadoras. A seção de expansão 350 executa uma expansão de códigopela multiplicação de um código de expansão predeterminado e cada fluxode sinal paralelo.

O multiplexador 306 multiplexa os dados de informações de trá-fego e de controle processados. A multiplexação pode ser ou uma multiple-xação no tempo, em freqüência, ou em código. Na modalidade, para o multi-plexador 306 é inserido um canal piloto o qual é também multiplexado. Emoutras modalidades, um canal piloto é inserido no conversor serial para para-lelo 348, e é multiplexado na direção do eixo geométrico de freqüência (a serabaixo descrito) como mostrado em linhas tracejadas.

O transformador de Fourier inversa rápida 308 transforma porFourier inversa rápida um sinal inserido no mesmo, e modula o sinal utilizan-do O FDM.

O insersor de intervalo de proteção 310 adiciona um intervalo deproteção no sinal modulado para produzir um símbolo de OFDM. Como ébem-conhecido na técnica, um intervalo de proteção é obtido copiando umaparte do início ou do final de um símbolo de transmissão.

O conversor digital para analógico (D/A) 312 converte um sinaldigital de banda de base para um sinal analógico.

A figura 4 ilustra um segundo diagrama de blocos esquemáticode um transmissor para transmitir um feixe de setor, que representa umaporção (um transmissor de RF) além do conversor digital para analógico 312na figura 3. O transmissor de RF inclui: um modulador ortogonal 402; umoscilador local 404; um filtro de passagem de banda 406; um misturador 408;um oscilador local 410; um filtro de passagem de banda 412; e um amplifi-cador de potência 414.

O modular ortogonal 402 gera de um sinal inserido no mesmo oscomponentes de freqüência intermediários em fase (I) e de quadratura (Q).O filtro de passagem de banda 406 remove os componentes de freqüênciaindesejáveis em uma banda de freqüência intermediária. O misturador 408converte um sinal de freqüência intermediária em um sinal de alta freqüênciautilizando o oscilador local 410. O filtro de passagem de banda 412 removeos componentes de freqüência indesejados. O amplificador de potência am-plifica a potência de um sinal para uma transmissão sem fio de uma antena416.

Os dados de informações de tráfego são codificados no turbocodificador 322, modulados no modulador de dados 324; a ordem dos dadosde informações de tráfego é mudada no intercalador 326; os dados de infor-mações de tráfego são paralelizados no conversor serial para paralelo 328 eexpandidos por componente de subportadora na unidade de expansão 330.Os dados de informações de controle são similarmente codificados, modula-dos, intercalados, e expandidos por componente de subportadora. Os canaisde dados e de controle expandidos são multiplexados no multiplexador 326por subportadora, e modulados em OFDM no transformador de Fourier in-versa rápida 308. Um intervalo de proteção é adicionado no sinal modulado,e um símbolo de OFDM de banda de base é emitido. O sinal de banda debase é convertido em um sinal analógico, ortogonalmente modulado no mo-dulador ortogonal 402 do processador de RF, limitado em banda, e entãoapropriadamente amplificado para uma transmissão sem fio.

A figura 5 ilustra um diagrama de blocos esquemático de um re-ceptor para receber um feixe de setor. Um tal receptor tipicamente providoem um terminal móvel pode estar provido em uma estação de base. O re-ceptor descrito como recebendo um feixe de setor pode ser utilizado parareceber outros feixes para a conveniência de explicação. O terminal móvelinclui: uma antena 502; um amplificador de baixo ruído 504; um misturador506; um oscilador local 508; um filtro de passagem de banda 510; um con-trolador de ganho automático 512; um detector ortogonal 514; um osciladorlocal 516; um conversor analógico para digital 518; um detector de tempori-zação de símbolo 520; um removedor de intervalo de proteção 522; umtransformador de Fourier rápida 524; um demultiplexador 526; um estimadorde canal 528; uma unidade de desexpansão 530; um conversor paralelo pa-ra serial (P/S) 532; uma unidade de desexpansão 534; um desintercalador536; um turbo decodificador 538; e um decodificador Viterbi 540.

O amplificador de baixo ruído 504 apropriadamente amplifica umsinal recebido com a antena 502. O sinal amplificado é convertido para umafreqüência intermediária (resolução diminuída) com um misturador 506 e ooscilador local 508. O filtro de passagem de banda 510 remove os compo-nentes de freqüência indesejados. O controlador de ganho automático 512controla o ganho do amplificador de modo que o nível de sinal seja apropria-damente mantido. O detector ortogonal 514 demodula ortogonalmente utili-zando o oscilador local 516 com base no sinal recebido os componentes EmFase (I) e de Quadratura (Q). O conversor analógico para digital 518 conver-te um sinal analógico para um sinal digital.

O detector de temporização de símbolo 520 detecta uma tempo-rização de símbolo (limite de símbolo) com base no sinal digital.

O removedor de intervalo de proteção 522 remove de um sinalrecebido uma porção que corresponde a um intervalo de proteção.

O transformador de Fourier rápida 524 transforma por Fourierrápida uma entrada de sinal, e demodula o sinal utilizando OFDM.

O demultiplexador 526 separa os canais piloto, de controle, e dedados multiplexados para um sinal recebido. A separação é executada demodo que esta corresponde à multiplexação no transmissor (o processo nomultiplexador 306 na figura 3).

O estimador de canal 528 estima as condições de percurso depropagação utilizando um canal piloto e emite um sinal de controle para a-justar a amplitude e a fase de modo que aquela flutuação de canal sejacompensada. O sinal de controle é emitido por subportadora.

A unidade de desexpansão 530 desexpande, por subportadora,um canal de dados compensado em canal. Um número de multiplexação éajustado para Cmux.

O conversor paralelo para serial (P/S) 532 converte um fluxo desinais paralelos em um fluxo de sinais seriais.

A unidade de desexpansão 534 desexpande, por subportadora,um canal de controle compensado em canal.

O desintercalador 536 muda a ordem de sinais de acordo comum padrão predeterminado. O padrão predeterminado corresponde a umpadrão inverso da mudança executada no intercalador no transmissor (326na figura 3).

O turbo decodificador 538 e o decodificador Viterbi 540 respecti-vamente decodificam os dados de informações de tráfego e os dados deinformações de controle.

Um sinal recebido com uma antena sofre processos dentro doreceptor de RF tal como amplificação, conversão de freqüência, limitação debanda, e demodulação ortogonal, e então é convertido para um sinal digital.Um sinal de intervalo de proteção removido é demodulado em OFDM com otransformador de Fourier rápida 524. O sinal demodulado é separado no se-parador 526 nos respectivos canais piloto, de controle, e de dados. O canalpiloto é inserido no estimador de canal do qual um sinal de controle paracompensar uma flutuação de percurso de propagação é emitido. O canal dedados é compensado utilizando o sinal de controle, desexpandido por sub-portadora, e convertido para um sinal serial. A ordem do sinal convertido émudada no desintercalador 536 em um padrão inverso à mudança aplicadano intercalador. O sinal é então decodificado no turbo decodificador 538. Si-milarmente, o canal de controle é também compensado por flutuação de ca-nal utilizando o sinal de controle, desexpandido, e, no decodificador Viterbi540, decodificado. Após o que, um processamento de sinal é executado queutiliza os canais de dados e de controle reconstruídos.

A figura 6 ilustra um diagrama de blocos esquemático de umaestação de base utilizada na transmissão e na recepção de um feixe múlti-plo. Tais transmissor e receptor tipicamente providos em uma estação debase podem ser providos em um terminal móvel. A mesma letra de referên-cia é atribuída a um elemento já descrito em conjunto com a figura 3 e nãoserá adicionalmente explicado. Na figura 6, os elementos de processamentorelativos a um canal de controle estão omitidos. A figura 6 mostra uma uni-dade de determinação de ponderação de transmissão 602; N multiplexado-res 604-1 a N, onde N é o número de antenas; N transmissores de RF 606-1a N; N receptores de RF 612-1 a N; N separadores 614-1 a N; e L unidadesde determinação de ponderação de recepção 616-1 a L.

A unidade de determinação de ponderação de transmissão 602multiplica as respectivas ponderações de transmissão (fatores de pondera-ção) e os sinais transmitidos de N antenas. As ponderações de transmissãosão ponderações fixas providas com antecedência de modo a executar umfeixe múltiplo.

Os N multiplexadores 604-1 a N combinam, por antena, os sinaisde transmissão. Por exemplo, o multiplexador 604-1 coleta de ND processa-dores de canal de dados os sinais para transmitir de uma primeira antena, ecombina os sinais. O multiplexador 604-2 coleta de ND processadores decanal de dados os sinais para transmitir de uma segunda antena, e combinaos sinais.

Os N transmissores de RF 606-1 a N executam por antena umprocesso para transmitir sem fio um sinal. O processo o qual é geralmente omesmo que aquele descrito em conjunto com a figura 4 inclui uma conver-são de freqüência, uma limitação de banda, e uma amplificação de potência.

Os N receptores de RF 612-1 a N, que executam operações asquais são geralmente o inverso das operações no transmissor de RF, con-vertem os sinais recebidos com N antenas para sinais apropriados para umprocessamento de banda de base.

Os N separadores 614-1 a N, que executam operações as quaissão geralmente o inverso das operações nos multiplexadores como acimadescrito, distribuem os sinais inseridos nos mesmos para os ND processado-res de canal de dados.

As L unidades de determinação de ponderação de recepção616-1 a L multiplicam as ponderações de recepção e os sinais recebidos deN antenas e combinam os sinais. Este processo é executado por percurso.Na modalidade, L percursos de propagação de múltiplos percursos são con-templados. O sinal combinado por percurso é provido para um sintetizadorrake (não mostrado). Os processos como acima descritos são executadospor subportadora. Similares às ponderações de transmissão, as pondera-ções de recepção são ponderações fixas providas com antecedência de mo-do a executar um feixe múltiplo. As ponderações de transmissão e de recep-ção podem ser idênticas ou diferentes. Por exemplo, para utilizar a mesmafreqüência para transmitir e receber, as mesmas ponderações podem serutilizadas para transmitir e receber já que é esperado que as condições depercurso de propagação de uplink e de downlink são similares. Ao contrário,quando diferentes freqüências são utilizadas para uplink e downlink, diferen-tes ponderações podem ser utilizadas já que as condições de percurso depropagação de uplink e de downlink podem diferir.

Os elementos de processamento mostrados na figura 6 são utili-zados também quando uma estação de base utiliza um feixe comutado paratransmitir e receber. No caso como acima descrito, as ponderações detransmissão e de recepção, e os multiplexadores e os separadores diferem.Como acima descrito, o feixe comutado representa um ou mais feixes dire-cionais incluídos em um feixe múltiplo. Portanto, uma ponderação de trans-missão para executar um feixe comutado para um terminal móvel NQ 1 éuma ponderação de transmissão para um feixe direcional fixo (com uma di-reção direcional de 9i, por exemplo) que corresponde ao terminal móvel n91. A ponderação de transmissão é determinada na unidade de multiplicaçãode ponderação de transmissão 602 dentro do primeiro processador de canalde dados 302-1. Uma ponderação de transmissão para executar um feixecomutado para um terminal móvel n9 2 é uma ponderação de transmissãopara um feixe direcional fixo (com uma direção direcional de 62, por exemplo)que corresponde ao terminal móvel n9 2. A ponderação de transmissão édeterminada na unidade de multiplicação de ponderação de transmissão 602dentro do segundo processador de canal de dados 302-2. Quando utilizandoos feixes comutados, estes são comutados por terminal móvel. Portanto, osmultiplexadores 604-1 a N emitem somente um sinal relativo a um primeiroterminal móvel em um momento, e somente um sinal relativo a um segundoterminal móvel em outro momento. O mesmo processo é executado paraoutros terminais móveis também. Deste modo, um feixe comutado relativo aum primeiro terminal móvel é transmitido em um momento, um feixe comu-tado relativo a um segundo terminal móvel é transmitido em outro momento,e assim por diante, de modo que os feixes comutados são comutados emdivisão de tempo.

Para receber, um processo é executado geralmente ao inversodo processo acima descrito para transmitir. Em outras palavras, o separadorprove sinais inseridos no mesmo em um momento para um elemento paraexecutar um processo relativo ao primeiro terminal móvel (tipicamente, oprocessador de canal de dados 302-1), e prove sinais inseridos no mesmoem outro momento para um elemento para executar um processo relativo aosegundo terminal móvel (tipicamente, o processador de canal de dados 302-2), e assim por diante. Dentro dos processadores de canal de dados, asponderações de recepção são multiplicadas por sinais recebidos com asrespectivas antenas. As ponderações de recepção são ponderações paraexecutar um feixe comutado que corresponde a um terminal móvel.

A figura 7 é um diagrama de blocos esquemático de uma esta-ção de base utilizada na transmissão e na recepção de um feixe direcionaladaptável. Similares ao transmissor e ao receptor na figura 6, o transmissore o receptor como mostrados, tipicamente providos em uma estação de ba-se, podem ser providos em um terminal móvel. A mesma letra de referênciaé atribuída a um elemento já descrito em conjunto com as figuras 3 e 6 oqual não será adicionalmente explicado. Como acima descrito, com um feixedirecional adaptável, a direção direcional muda adaptavelmente de acordocom a posição de um terminal móvel. As mudanças como acima descritassão contínuas ao invés de mudanças discretas entre os múltiplos feixes dire-cionais fixos. A figura 7 ilustra uma unidade de medição de sinal 702, umcontrolador de ponderação de transmissão 704, e um controlador de ponde-ração de recepção 706.

A unidade de medição de sinal 702, mede a potência de recep-ção e a direção de entrada de um sinal recebido de cada antena, e emite osvalores medidos para os controladores de ponderação de transmissão e deponderação de recepção 704, 706.

O controlador de ponderação de transmissão 704 ajusta, combase nos valores medidos, as ponderações de transmissão de modo que aqualidade de sinal é adicionalmente aperfeiçoada. Um algoritmo para execu-tar o ajuste como acima descrito pode ser qualquer algoritmo de otimizaçãoapropriado para uma antena de rede adaptável (AAA). Por exemplo, as pon-derações de transmissão podem ser atualizadas uma a uma de modo quequalquer função de avaliação relativa à qualidade de sinal de recepção atinjaum mínimo.

Similarmente, também no controlador de ponderação de recep-ção 706, as ponderações de recepção são ajustadas, com base nos valoresmedidos, de modo que a qualidade de sinal é adicionalmente aperfeiçoada.

MÉTODO DE RECEPÇÃO

A utilização de aparelhos descritos em conjunto com as figuras 3a 7 torna possível utilizar vários tipos de feixes para transmitir e receber si-nais. Nas modalidades, (1) um Canal de Controle Comum; (2) um Canal deControle Associado; (3) um Canal de Dados de Pacote Compartilhado; (4)um Canal de Dados de Pacote Dedicado; e (5) um Canal Piloto são transmi-tidos em um uplink. Uma estação de base recebe os canais acima identifica-dos pela utilização de padrões de ganho de antena que executam os váriostipos de feixes.

(1) O Canal de Controle Comum inclui um Canal de AcessoRandômico (RACH) e um Canal de Reserva (RCH). O Canal de ControleComum inclui as informações de controle relativas a um processo de cama-da de nível relativamente alto tal como configuração de conexão e controlede chamada.

(2) O Canal de Controle Associado inclui as informações de con-trole relativas a um processo de camada de nível relativamente baixo assimcomo as informações necessárias para demodular o Canal de Dados de Pa-cote Compartilhado. As informações necessárias podem incluir um númerode pacote, o esquema de modulação, o esquema de codificação, o bit decontrole de potência de transmissão, o bit de controle de retransmissão, porexemplo.

(3) O Canal de Dados de Pacote Compartilhado é um recurso derádio de alta velocidade compartilhado entre múltiplos usuários. Um recursode rádio pode ser distinguido por freqüência, código, potência de transmis-são, etc. O recurso de rádio pode ser compartilhado utilizando uma Multiple-xação de Divisão de Tempo (TDM), uma Multiplexação de Divisão de Fre-qüência (FDM) e/ou uma Multiplexação de Divisão de Código (CDM). Osaspectos específicos da multiplexação serão abaixo discutidos com referên-cia à figura 9 e as figuras posteriores. De modo a executar uma transmissãode dados de alta qualidade, esquemas tais como a Modulação e Codificaçãoadaptável (AMC), e Solicitação de Repetição Automática (ARQ) são adota-dos.

(4) O Canal de Dados de Pacote Dedicado é um recurso de rá-dio dedicadamente alocado para um usuário específico. O recurso de rádiopode ser distinguido por freqüência, código, potência de transmissão, etc. Demodo a executar uma transmissão de dados de alta qualidade, esquemastais como a Modulação e Codificação adaptável (AMC), e Solicitação de Re-petição Automática (ARQ) são adotados.

(5) O Canal Piloto, que inclui os sinais conhecidos no transmis-sor e no receptor, é transmitido em um feixe direcional adaptável. O CanalPiloto é utilizado para estimar um percurso de propagação para um sinaltransmitido de um terminal móvel. Portanto, o Canal Piloto é um canal pilotodedicado a uma estação móvel.

No esquema de recepção 1, uma estação de base recebe osCanais de Controle Comum e Associado em um feixe de setor. A estação debase recebe os Canais de Dados de Pacote Compartilhado e Dedicado emum feixe múltiplo ou um feixe comutado. O Canal de Piloto é recebido emum feixe de setor para estimar os percursos de propagação para os Canaisde Controle Compartilhado e Associado. Mais ainda, o Canal Piloto é tam-bém recebido em um feixe múltiplo ou um feixe comutado para estimar ospercursos de propagação para os Canais de Dados de Pacote Compartilha-do e Dedicado. Este esquema torna possível diminuir uma carga computa-cional sobre a estação de base já que não é necessário computar cada vezum fator de ponderação para executar um padrão de feixe de antena.

No esquema de recepção 2, a estação de base recebe os Ca-nais de Controle Comum e Associado em um feixe de setor. Os Canais deDados de Pacote Compartilhado e Dedicado são recebidos em um feixe di-recional adaptável. O Canal Piloto é recebido em um feixe de setor para es-timar os percursos de propagação para os Canais de Controle Compartilha-do e Associado. Mais ainda, o Canal Piloto é também recebido em um feixedirecional adaptável para estimar os percursos de propagação para os Ca-nais de Dados de Pacote Compartilhado e Dedicado. Este esquema tornapossível transmitir e receber os Canais de Dados com alta qualidade já queestes são recebidos em um feixe direcional adaptável.

No esquema de recepção 3, todos os Canais são recebidos emum feixe múltiplo ou um feixe comutado. Um feixe comutado é qualquer feixeem um feixe múltiplo. Portanto, é suficiente que este esquema possa execu-tar um feixe múltiplo, não requerendo um feixe de setor ou um feixe direcio-nal adaptável. Assim, os tipos de feixes podem ser reduzidos.

No esquema de recepção 4, os Canais de Controle Comum eAssociado são recebidos em um feixe múltiplo ou um feixe comutado. OsCanais de Dados de Pacote Compartilhado e Dedicado são recebidos emum feixe direcional adaptável. O Canal Piloto é recebido em um feixe múlti-plo ou um feixe comutado para estimar os percursos de propagação para osCanais de Controle Compartilhado e Associado. Mais ainda, o Canal Piloto étambém recebido em um feixe direcional adaptável para estimar um percur-so de propagação para os Canais de Dados de Pacote Compartilhado e De-dicado. Este esquema também torna possível reduzir os tipos de feixes nãorequerendo um feixe de setor.

MODALIDADE 2

Na Modalidade 1, o transmissor e o receptor de OFDM ou deOFCDM foram descritos. No entanto, outros esquemas podem ser adotadospara o uplink. Vários tipos de canais podem ser transmitidos no uplink utili-zando os transmissores e os receptores como mostrado nas figuras 9 e 10abaixo descritas.

A figura 9 ilustra um diagrama de blocos de um transmissor deDS-CDMA; um tal transmissor tipicamente provido em um terminal móvelpode ser provido em uma estação de base. O transmissor inclui um turbocodificador 902; um modulador de dados 904; um número de unidade deexpansão e multiplexação 906, o número sendo o número de subportadoras;um sintetizador 916; um conversor digital para analógico 918; e um trans-missor de RF 920. Uma primeira unidade de expansão e multiplexação 906-1 está descrita como representando a unidade de expansão e multiplexação906 provida por subportadora já que as respectivas unidades tem as mes-mas características e funções. Apesar de somente duas unidades de expan-são e multiplexação serem mostradas na figura 9 por brevidade, qualquernúmero apropriado das unidades de expansão e multiplexação pode serprovido. A unidade de expansão e multiplexação 906-1 inclui uma unidadede expansão de Canal Piloto 908; uma unidade de expansão de Canal deDados 910; um multiplexador 912; e um filtro de limitação de banda 914.

O turbo codificador 902 codifica os dados de transmissão, assimaperfeiçoando a resiliência de erro. O modulador de QPSK 904 modula osdados de transmissão utilizando um esquema de modulação apropriado. Oesquema de modulação pode ser o QPSK, 16QAM, 64QAM, ou qualqueroutro esquema de modulação apropriado.

O número de unidades de expansão e multiplexação 906, o nú-mero sendo o número de subportadoras, executa um processo para expan-dir e multiplexar o sinal de transmissão. Apesar de um esquema de portado-ra múltipla ser adotado na modalidade, um esquema de portadora única po-de ser adotado. Então, somente uma unidade de expansão e multiplexaçãoé requerida. A unidade de expansão de Canal Piloto 908 expande em códigoum Canal Piloto. A unidade de expansão de Canal de Dados 910 expandeem código os dados de transmissão. O multiplexador 912 multiplexa o CanalPiloto expandido em código e transmite os dados. O filtro de limitação debanda 914 que inclui um filtro Nyquist de raiz, por exemplo, executa umalimitação de banda. O misturador 915 converte a freqüência de sinal de a-cordo com a freqüência de subportadora.

O sintetizador 916 sintetiza os sinais de transmissão emitidospor subportadora.

O conversor digital para analógico 918 converte um sinal digitalpara um sinal analógico.

O transmissor de RF 920 executa tais processos como conver-são de freqüência, limitação de banda, e amplificação de potência.

Os dados de transmissão são codificados no turbo codificador902, modulados no modulador de dados 904, e inseridos no processador porsubportadora como acima descritos. O processador por subportadora ex-pande em código os dados de transmissão, e multiplexa os dados expandi-dos em código com o sinal piloto expandido. O sinal multiplexado é filtradocom o filtro de limitação de banda 914 e emitido como um sinal por subpor-tadora. Os respectivos sinais relativos a subportadora são sintetizados nosintetizador 916, convertidos no conversor digital para analógico 918, etransmitidos através do transmissor de RF.

A figura 10 ilustra um diagrama de blocos de um receptor de DS-CDMA. Tal receptor tipicamente provido em uma estação de base pode serprovido em um terminal móvel. O receptor inclui um processador para pro-cessar os sinais recebidos com múltiplas antenas; um sintetizador 1018; eum turbo decodificador 1020. Apesar de somente duas antenas serem mos-tradas na figura 10, qualquer número apropriado de antenas pode ser provi-do. Os elementos relativos a uma primeira antena estão descritos como re-presentando os respectivos processos de antena os quais são os mesmos.O processador relativo à primeira antena inclui um receptor de RF 1002; umconversor analógico para digital 1004; e um número de unidades de desex-pansão e separação 1006, o número de unidades sendo o número de sub-portadoras. Uma primeira unidade de desexpansão e separação 1006-1 estádescrita como representando as respectivas unidades de desexpansão eseparação as quais tem as mesmas características e funções. A unidade dedesexpansão e separação 1006-1 inclui um misturador 1007; um filtro delimitação de banda 1008; um pesquisador de percurso 1010; uma unidadede desexpansão 1012; um estimador de canal 1014; e um sintetizador rake1016.

O receptor de RF 1002 executa processos tais como amplifica-ção de potência, conversão de freqüência e limitação de banda sobre umsinal de alta freqüência recebido de uma antena.

O conversor analógico para digital 1004 converte um sinal ana-lógico para um sinal digital.

O número de unidades de desexpansão e separação 1006, onúmero sendo o número de subportadoras, executa um processo para de-sexpandir e separar o sinal recebido. Apesar de um esquema de portadoramúltipla ser adotado na modalidade, um esquema de portadora única podeser adotado. Então, somente uma unidade de desexpansão e separação érequerida. O misturador 1007 extrai um componente relativo a uma subpor-tadora. O filtro de limitação de banda 1008, que inclui um filtro Nyquist deraiz, por exemplo, executa uma limitação de banda. O pesquisador de per-curso 1010 pesquisa um percurso nos percursos de propagação de múltiplospercursos. O percurso é pesquisado olhando em um perfil de retardo, porexemplo. A unidade de desexpansão 1012 desexpande um sinal de acordocom uma temporização de percurso. O estimador de canal 1014 estima emcanal utilizando a temporização de percurso. O estimador de canal 1014 e-mite um sinal de controle para ajustar a amplitude e a fase, de acordo com aestimativa, de modo que o desvanecimento produzido em um percurso depropagação é compensado. O sintetizador rake 1016 compensa por percur-so os sinais desexpandido de modo a sintetizar e emitir os sinais.O sintetizador 1018 sintetiza os sinais de recepção obtidos porantena.

O turbo decodificador 1020 decodifica o sinal recebido e demo-dula os dados.

O sinal recebido com cada antena é processado por antena. Osinal recebido sofre processos dentro do receptor de RF tais como amplifica-ção, conversão de freqüência, e limitação de largura de banda, e então éconvertido em um sinal digital. O sinal digital é, por subportadora, limitadoem banda e desexpandido, e sintetizado em rake por percurso. Os sinais porsubportadora sintetizados em rake são sintetizados no sintetizador 1018 edecodificados no turbo decodificador 1020, e o sinal de transmissão é re-construído.

MODALIDADE 3

Agora a multiplexação de um canal piloto (primeiro Comum, se-gundo Comum ou Dedicado), um Canal de Controle (Comum ou Associado),e um Canal de Dados (Comum ou Associado) é descrita. A multiplexação éexecutada utilizando pelo menos um de Multiplexação de Divisão de Tempo(TDM), Multiplexação de Divisão de Freqüência (FDM), e Multiplexação deDivisão de Código (CDM). A TDM e a CDM são executadas no multiplexador306 dentro do transmissor nas figuras 3, 6 e 7, e no multiplexador 912 nafigura 9. A separação dos sinais multiplexados é executada em um receptor(o separador 526, etc, na figura 5). A FDM é executada nos conversoresserial para paralelo 328, 348, etc, dentro do transmissor nas figuras 3, 6, e7. De acordo com o acima, os sinais multiplexados são separados no con-versor paralelo para serial 532 na figura 5, 1012 na figura 10, etc, no recep-tor. Apesar da TDM comutar um por um os múltiplos sinais multiplexados, aFDM e a CDM adicionam múltiplos sinais multiplexados. Note que os váriosaspectos abaixo descritos de multiplexação são meramente exemplos, demodo que estes não estão listados em um sentido limitante.

As figuras 11A e 11B ilustram um exemplo de multiplexação decanais piloto e de dados. A figura 11A mostra como os canais piloto e dedados são multiplexados no tempo. Deste modo, é mais vantajoso inserir umcanal piloto na direção de freqüência quando um impacto de desvanecimen-to seletivo de freqüência é forte. A razão é que aplicando uma intercalaçãona direção de freqüência torna possível reduzir a deterioração na qualidadede transmissão. A figura 11B mostra como os canais piloto e de dados sãomultiplexados em freqüência.

As figuras 12A e 12B ilustram os diagramas de um primeiro e-xemplo de multiplexação de canais piloto, de controle, e de dados. A figura12A mostra como os canais piloto, de controle, e de dados são multiplexa-dos no tempo. Como acima descrito, do ponto de vista de levar em conta oimpacto de desvanecimento seletivo de freqüência, é preferível multiplexardeste modo. Quando é necessário multiplexar os canais de dados, estespodem ser multiplexados no tempo ou multiplexados em código. A figura12B mostra como os canais piloto e de controle são multiplexados em fre-qüência, os canais piloto e dados são multiplexados em freqüência, e os ca-nais de controle e de dados são multiplexados no tempo.

As figuras 13A e 13B ilustram diagramas de um segundo exem-plo de multiplexação de canais piloto, de controle e de dados. A figura 13Amostra como os canais piloto e de controle são multiplexados em freqüência,e como estes são multiplexados no tempo com os canais de dados. Um e-xemplo na figura 13A onde somente um período de um símbolo é requeridoantes do canal de dados é vantajoso em relação a um na figura 12A ondeum período de dois símbolos é mostrado ser requerido antes do canal dedados. A figura 13B mostra como os canais piloto, de controle, e de dadossão multiplexados no tempo, e como os canais de controle e de dados sãomultiplexados em freqüência.

As figuras 14A e 14B ilustram diagramas de um terceiro exemplode multiplexação de canais piloto, de controle, e de dados. A figura 14Amostra como os canais piloto são multiplexados no tempo com os canais decontrole e de dados, e como os canais de controle e de dados são multiple-xados em freqüência. Um exemplo na figura 14B mostra como os canaispiloto, de controle, e de dados são multiplexados em freqüência.

As figuras 15A e 15B ilustram diagramas de um quarto exemplode multiplexação de canais piloto, de controle e de dados. A figura 15A mos-tra como os canais piloto são multiplexados no tempo com os canais de con-trole e de dados, e como os canais de controle e de dados são multiplexadosem código. Alternativamente, os canais de dados e de controle são multiple-xados no tempo, e os canais piloto e de dados são multiplexados em código.A figura 15B mostra como os canais piloto são multiplexados em freqüênciacom os canais de controle e de dados, e como os canais de controle e dedados são multiplexados em código. Alternativamente, os canais piloto, decontrole, e de dados podem todos ser multiplexados em código.

MODALIDADE 4

Na modalidade abaixo descrita, Expansão Variável e Fatores deRepetição de Chip - CDMA (VSCRF-CDMA) é adotado para um uplink. Otransmissor e o receptor neste caso, geralmente os mesmos que o transmis-sor e o receptor de DS-CDMA como descritos em conjunto com as figuras 9e 10, diferem dos mesmos nos processos relativos à expansão e à desex-pansão.

A figura 16 ilustra um diagrama de blocos de uma unidade deexpansão utilizada em um transmissor de VSCRF-CDMA. Assim, a operaçãoabaixo descrita da unidade de expansão é tipicamente executada no termi-nal móvel. A unidade de expansão pode ser utilizada no lugar da unidade deexpansão 908 e/ou 910 na figura 9. A unidade de expansão inclui uma uni-dade de multiplicação de código 1602; um sintetizador iterativo 1604; e umdeslocador de fase 1606.

O multiplicador de código 1602 multiplica os códigos expandidose um sinal de transmissão. Na figura 16, um código de canalização especifi-cado sob um dado fator de expansão de código (SF) é multiplicado na uni-dade de multiplicação 1612 com o sinal de transmissão. Mais ainda, um có-digo de mistura é multiplicado na unidade de multiplicação 1614 pelo sinalde transmissão.

O sintetizador iterativo 1604 comprime no tempo o sinal detransmissão expandido e repete o processo um número de vezes predeter-minado (CRF vezes). As características e as operações para o caso onde onúmero de repetições CRF é igual a 1 seriam equivalentes ao caso do DS-CDMA descrito em conjunto com as figuras 9 e 10 (para CRF = 1, nenhumdeslocamento de fase no deslocador de fase é requerido).

O deslocador de fase 1606 desloca a fase de sinal de transmis-são por uma freqüência predeterminada. A quantidade de fase a ser deslo-cada é especificamente determinada por terminal móvel.

A figura 17 ilustra um diagrama de blocos de uma unidade dedesexpansao em um receptor de VSCRF-CDMA. A unidade de desexpansaopode ser utilizada no lugar da unidade de desexpansao na figura 10. Assim,a operação abaixo descrita da unidade de desexpansao é tipicamente exe-cutada na estação de base. A unidade de desexpansao inclui um deslocadorde fase 1702; um sintetizador iterativo 1704; e uma unidade de desexpansaode código 1706.

O deslocador de fase 1702 multiplica um sinal recebido e umaquantidade de fase determinada por terminal móvel, e separa o sinal recebi-do nos respectivos sinais de terminal móvel.

O sintetizador iterativo 1704 estende no tempo os dados repeti-dos, e reconstrói os dados os quais são descomprimidos.

A unidade de desexpansao de código 1706 desexpande pelamultiplicação de um sinal recebido e um código de expansão por terminalmóvel.

A figura 18 ilustra uma vista para explicar as operações princi-pais em VSCRF-CDMA. Para a conveniência das explicações, um grupo dedados em um fluxo de sinais expandidos em código é expresso como di, d2,dQ, onde o período de tempo para o item de dados individual di (i=1,Q) é Ts. Um item de dado di pode ser intercalado para um símbolo, ou qual-quer outra unidade de informações apropriada. O grupo de fluxos de sinaistem no total um período de tempo que corresponde a Ts x Q. O fluxo de si-nais 1802 corresponde a um sinal inserido no sintetizador iterativo 1604. Ofluxo de sinais é comprimido no tempo por CRF, e convertido de modo que osinal comprimido é repetido pelo período de tempo de Ts x Q. O fluxo de si-nais convertido está mostrado como 1804 na figura 18. A figura 18 tambémmostra um período de intervalo de proteção. A compressão no tempo podeser executada pela utilização de uma freqüência a qual é CRF vezes maisalta do que uma freqüência de relógio utilizada para um sinal de entrada, porexemplo. Deste modo, o período de tempo di de dados individual é compri-mido para Ts / CRF (repetido CRF vezes). O fluxo de sinais 1804 comprimi-do e repetido é emitido de um sintetizador iterativo 1604, inserido no deslo-cador de fase 1606, deslocado por uma quantidade de fase predeterminada,e emitido. A quantidade de fase determinada por terminal móvel é determi-nada de modo que os respectivos sinais de uplink relativos ao terminal mó-vel são mutuamente ortogonais sobre o eixo geométrico de freqüência. Des-te modo, o espectro de freqüência no sinal de recepção de uplink ou de es-tação de base seria geralmente como mostrado em 1806 na figura 18. A lar-gura de banda mostrada como uma largura de banda de expansão é umalargura de banda a qual seria tomada se o fluxo de sinal expandido 1802fosse transmitido como está. O espectro comprimido no tempo e repetido (oespectro do sinal de saída do sintetizador iterativo 1604) toma uma largurade banda estreita a qual é comum para todos os terminais móveis. Deslo-cando a largura de banda estreita por uma quantidade de fase específicapara um terminal móvel torna possível impedir que as larguras de banda so-breponham umas às outras. Em outras palavras, a compressão no tempo, arepetição, e o deslocamento de fase permitem determinar as respectivasbandas de freqüência de terminal móvel estreitas, e dispô-las em uma formade dente de pente, assim tornando possível executar uma ortogonalidadesobre o eixo geométrico de freqüência.

Agora, uma operação inversa de um no transmissor é executadano receptor. Em outras palavras, de acordo com a quantidade de fase porterminal móvel, uma fase é provida para um sinal de recepção no deslocadorde fase 1702 na figura 17 para inserir no sintetizador iterativo 1704. O sinalde entrada é estendido no tempo, convertido para um fluxo de sinais expan-didos, e emitido do sintetizador iterativo 1704. Uma desexpansão é executa-da sobre o sinal pela multiplexação com um código de expansão predeter-minado na unidade de desexpansão 1706. Após isso, os processos adicio-nais são executados utilizando os elementos já descritos.

O fator de expansão de código SF de acordo com a modalidade é apropriadamente determinado de acordo com o ambiente de comunicação. Mais especificamente, o fator de expansão de código SF pode ser determinado com base em um ou mais de (1) condição de percurso de propagação; (2) configuração de célula; (3) volume de tráfego; e (4) parâmetros de rádio. O fator de expansão de código SF pode ser determinado na estação de base ou no terminal móvel. É preferível determinar a taxa de expansão de código na estação de base no caso de utilizar as informações controladas na estação de base tais como o volume de tráfego.

(1) A condição de percurso de propagação pode ser avaliada pela medição do retardo expandido ou a freqüência Doppler máxima. O retardo expandido S pode ser calculado de acordo com as seguintes equações com base em um perfil de retardo na figura 19, por exemplo:

<formula>formula see original document page 30</formula>

Aqui P (t) representa a potência. Mais ainda, a freqüência Doppler máxima pode ser determinada pela computação de um produto interno de dois sinais distantes no tempo que tem o mesmo conteúdo. Por exemplo, quando os canais piloto são multiplexados no tempo, canais piloto inseridos em diferentes fatias de tempo podem ser utilizados como mostrado na figura 20A. Quando os canais piloto são multiplexados em código, um primeiro e um segundo canais piloto de meio período podem ser utilizados como mostrado na figura 20B. Em qualquer caso, se a mudança de tempo for grande, o produto interno de diferentes canais piloto no sentido do tempo seria pequeno, e, se não, de outro modo. (Quando invariável no tempo, o valor má-ximo 1 é mantido).

É desejável que o fator de expansão de código para o domínio de freqüência seja determinado pequeno já que quanto maior a expansão de retardo, maior é a flutuação no domínio de freqüência. Ao contrário, é desejável que o fator de expansão de código para o domínio de freqüência seja ajustado grande para uma pequena expansão de retardo. É desejável que o fator de expansão de código relativo ao domínio de tempo seja determinado pequeno já que quando maior a freqüência Doppler máxima, maior é a flutuação no domínio de tempo. Ao contrário, é desejável que o fator de expansão de código para o domínio de tempo seja determinado grande para uma pequena freqüência Doppler.

(2) As configurações de célula incluem um ambiente de comunicação de células múltiplas ou de célula isolada, e um ambiente interno, por exemplo. Nas células múltiplas, é desejável tornar o fator de expansão de código grande de modo a suprimir outras interferências de célula. Ao contrário, no ambiente de célula isolada ou interno onde não é necessário levar em conta tal interferência, é desejável determinar o fator de expansão de código pequeno ou como 1. A determinação de configuração de célula pode ser reportada com algum sinal de controle separadamente provido, ou executada com base em um sinal de recepção. No último caso, a avaliação é executada pela medição da potência de interferência de células circundantes. Por exemplo, quando utilizando um canal piloto multiplexado no tempo, a avaliação é executada pela subtração da potência relativa ao canal piloto (onda desejada) da potência de sinal total (onda desejada + onda indesejada) dentro de um quadro (fatia). O esquema ignora o ruído térmico incluído no valor calculado já que a magnitude é pequena. Quando os canais piloto são multi-plexados em código, a potência de interferência de células circundantes pode ser simplesmente avaliada, ignorando a interferência da própria célula. Mais precisamente, a potência de interferência de células circundantes pode ser avaliada pré-calculando a quantidade de interferência da própria célula, e subtraindo a quantidade da potência de interferência total. Alternativamente, os canais piloto expandidos em código podem ser transmitidos em multiple-xação de tempo para assegurar que a interferência da própria célula do canal piloto seja evitada.

(3) O fator de expansão pode ser mudado com base no volume de tráfego, no número de usuários, e na taxa de transmissão, etc. Por e-xemplo, para um grande número de usuários, o fator de expansão pode ser determinado grande de modo a suprimir uma interferência mútua.

(4) O fator de expansão de código pode ser determinado de a-cordo com os parâmetros de rádio tais como o esquema de modulação e a taxa de codificação de canal. Por exemplo, quando uma Modulação e Codificação Adaptável (AMC) é adotada, uma tabela de listagem pode ser preparada a qual é relativa à qualidade de sinal de recepção assim como parâmetros (isto é, esquema de modulação, taxa de codificação, e fator de expansão de código SF) de modo que estes são adaptavelmente mudados.

MODALIDADE 5

A figura 21 e além mostram os aspectos de multiplexação de canais de dados com outros canais em VSCRF-CDMA. Estes aspectos são exemplares e não limitantes.

As figuras 21A-D mostram exemplos onde os canais piloto e de controle são multiplexados no tempo com canais de dados de chip (ou símbolo) repetido (VSCRF-CDMA). A figura 21A mostra o VSCRF-CDMA aplicado a canais de dados somente com os canais piloto e de controle meramente expandidos em código. Um sinal sobre o eixo geométrico de tempo está conceitualmente mostrado à esquerda com o sinal sobre o eixo geométrico de freqüência conceitualmente mostrado à direita (o mesmo aplica-se a outras figuras). A figura 21B mostra o VSCRF-CDMA aplicado nos canais de controle e de dados com o canal piloto meramente expandido em código. A figura 21C mostra o VSCRF-CDMA aplicado aos canais piloto e de dados com o canal de controle meramente expandido em código. A figura 21D mostra o VSCRF-CDMA aplicado a todos os canais.

As figuras 22A-B mostram exemplos onde os canais piloto são multiplexados no tempo e os canais de controle são multiplexados em freqüência com canais de dados repetidos em chip. Os canais de controle sãoalocados a freqüências diferentes de canais de dados. A figura 22A mostra o VSCRF-CDMA aplicado nos canais de controle e de dados com o canal piloto meramente expandido em código. A figura 22B mostra o VSCRF-CDMA aplicado a todos os canais.

A figura 23 mostra um exemplo onde os canais de controle e piloto são multiplexados no tempo e os canais piloto e de controle são multiplexados em freqüência com os canais de dados repetidos em chip. O exemplo ilustrado mostra o VSCRF-CDMA aplicado a todos os canais.

As figuras 24A-B mostram exemplos onde os canais piloto são multiplexados em freqüência e os canais de controle são multiplexados no tempo com canais de dados repetidos em chip. Os canais piloto são alocados a freqüências diferentes de canais de dados. A figura 24A mostra um exemplo onde o VSCRF-CDMA é aplicado nos canais piloto e de dados com o canal de controle meramente expandido em código. A figura 24B mostra um exemplo onde o VSCRF-CDMA é aplicado a todos os canais.

As figuras 25A-B mostram exemplos onde os canais piloto e de controle são multiplexados em código e os canais de controle e de dados são multiplexados em freqüência com canais de dados repetidos em chip. A figura 25A mostra um exemplo onde o VSCRF-CDMA é aplicado nos canais de controle e de dados com o canal piloto meramente expandido em código. A figura 25B mostra um exemplo onde o VSCRF-CDMA é aplicado a todos os canais.

As figuras 26A-B mostram exemplos onde os canais piloto e de controle são multiplexados em código e os canais piloto e de dados são multiplexados em freqüência com canais de dados repetidos em chip. A figura 26A mostra um exemplo onde o VSCRF-CDMA é aplicado a todos os canais. A figura 26B mostra um exemplo onde o VSCRF-CDMA é aplicado aos canais piloto e de dados com o canal de controle meramente expandido em código.

A figura 27 mostra um exemplo onde os canais piloto e de controle são multiplexados em freqüência com canais de dados repetidos em chip. O exemplo ilustrado mostra o VSCRF-CDMA aplicado a todos os ca-nais.

A figura 28 mostra um exemplo onde os canais piloto e de controle são multiplexados em código com canais de dados repetidos em chip. O exemplo ilustrado mostra o VSCRF-CDMA aplicado a todos os canais.

A presente invenção não está limitada às suas modalidades pre-feridas acima descritas, de modo que várias variações e mudanças são possíveis dentro do escopo do seu espírito. Para a conveniência de explicações, a presente invenção foi descrita dividida em um número de modalidades. No entanto, tal divisão pela descrição das modalidades não é essencial, de modo que uma ou mais modalidades podem ser utilizadas conforme necessário.

O presente pedido reivindica prioridade com base no Pedido de Patente Japonesa Número 2005-106909 depositado em 01 de Abril de 2005 no Escritório de Patentes Japonês, o conteúdo inteiro do qual está por meio disto incorporado por referência.

Claims (10)

1. Aparelho de recepção para receber em um uplink um ou uma pluralidade de canais de controle, um ou uma pluralidade de canais piloto, e um ou uma pluralidade de canais de dados, que compreende:uma unidade de recepção de canal piloto para receber o canal piloto em um padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo que inclui múltiplos feixes direcionais fixos que tem respectivamente diferentes direções direcionais fixas ou de um feixe direcional variável que tem uma direção direcional que varia de acordo com a posição de um terminal móvel; euma unidade de recepção de canal de dados para receber o canal de dados no padrão de ganho de antena do feixe múltiplo ou do feixe direcional variável.

2. Aparelho de recepção de acordo com a reivindicação 1, ainda compreendendo: uma unidade de recepção de canal de controle para receber o canal de controle no padrão de ganho de antena do feixe múltiplo ou do feixe direcional variável.

3. Aparelho de recepção de acordo com a reivindicação 1, em que um sinal recebido é estendido no tempo e desexpandido de modo que os canais de dados são demodulados com Acesso Múltiplo de Divisão de Código de Seqüência Direta (DS-CDMA) ou Expansão Variável e Fatores de Repetição de Chip - Acesso Múltiplo de Divisão de Código (VSCRF-CDMA).

4. Aparelho de recepção de acordo com a reivindicação 1, em que os canais piloto e os canais de dados multiplexados no tempo são separados em respectivos períodos de tempo; e os canais de controle e os canais de dados multiplexados no tempo são também separados em respectivos períodos de tempo.

5. Aparelho de recepção de acordo com a reivindicação 4, em que um dos canais piloto e dos canais de controle multiplexados no tempo, e os canais de dados multiplexados no tempo são separados em respectivos períodos de tempo, os outros canais são multiplexados em freqüência, e os canais de dados multiplexados em freqüência são separados nas respectivas freqüências.

6. Aparelho de recepção de acordo com a reivindicação 4, em que os canais piloto e os canais de controle multiplexados em código são separados em respectivos códigos; eos canais de controle e os canais de dados multiplexados em freqüência ou multiplexados em código são separados nas respectivas freqüências ou código.

7. Aparelho de recepção de acordo com a reivindicação 4, em que os canais piloto, os canais de controle e os canais de dados multiplexados em freqüência ou multiplexados em código são separados nas respectivas freqüências ou códigos.

8. Método para receber em um uplink um ou uma pluralidade de canais de controle, um ou uma pluralidade de canais piloto, e um ou uma pluralidade de canais de dados, que compreende as etapas de:receber um canal piloto em um padrão de ganho de antena de um feixe múltiplo que inclui múltiplos feixes direcionais fixos que tem respectivamente diferentes direções direcionais fixas ou de um feixe direcional variável que tem uma direção direcional que varia de acordo com a posição de um terminal móvel; ereceber o canal de dados no padrão de ganho de antena do feixe múltiplo ou do feixe direcional variável.

9. Aparelho de transmissão para transmitir em um uplink um ou uma pluralidade de canais piloto, um ou uma pluralidade de canais de controle, e um ou uma pluralidade de canais de dados, em que os canais de dados, e pelo menos um dos canais piloto e dos canais de controle são transmitidos utilizando Expansão Variável e Fatores de Repetição de Chip -Acesso Múltiplo de Divisão de Código (VSCRF-CDMA).

10. Método para transmitir em um uplink um ou uma pluralidade de canais piloto, um ou uma pluralidade de canais de controle, e um ou uma pluralidade de canais de dados, que compreende as etapas de:utilizar a Expansão Variável e Fatores de Repetição de Chip - Acesso Múltiplo de Divisão de Código (VSCRF-CDMA), expandir em código, comprimir, e repetir os canais de dados e pelo menos um dos canais piloto edos canais de controle;deslocar por uma quantidade predeterminada, uma fase de um sinal a ser transmitido; emultiplexar e transmitir os canais piloto, os canais de dados, e os canais de controle.