BRPI0617908A2 - canal de sinalização compartilhado - Google Patents

Abstract

<B>CANAL DE SINALIZAçãO COMPARTILHADO.<D> Um canal de sinalização compartilhado pode ser utilizado em um sistema de comunicação de Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência (OFDMA) para fornecer mensagens de sinalização, confirmação e controle de potência a terminais de acesso dentro do sistema. O canal de sinalização compartilhado pode ser atribuído a um número predeterminado de sub-portadoras dentro de qualquer quadro. A atribuição de um número predeterminado de sub-portadoras ao canal de sinalização compartilhado estabelece um overhead de largura de banda fixo para o canal. As sub-portadoras atualmente atribuidas ao canal podem variar periodicamente e podem variar de acordo com uma programação de salto em frequência predeterminado. A quantidade de potência de sinal alocada ao canal de sinalização pode variar com base por símbolo dependendo dos requisitos de potência do enlace de comunicação. O canal de sinalização compartilhado pode orientar cada mensagem portada no canal a um ou mais terminais de acesso. As mensagens de unidifusão (unicast) permitem que a potência do canal seja controlada de acordo com as necessidades dos enlaces de comunicação individuais.

Description

"CANAL DE SINALIZAÇÃO COMPARTILHADO"FUNDAMENTOS

Campo

A revelação refere-se ao campo da comunicação semfio. Mais especificamente, a revelação refere-se a um canalde sinalização compartilhado em um sistema de comunicaçãosem fio.

Descrição da Técnica Relacionada

Sistemas de comunicação sem fio podem serconfigurados como sistema de comunicação de acessomúltiplo. Em tais sistemas, o sistema de comunicação podesuportar concomitantemente múltiplos usuários através de umconjunto pré-definido de recursos. Aparelhos de comunicaçãopodem estabelecer um enlace no sistema de comunicaçãosolicitando acesso e recebendo uma concessão de acesso.

Os recursos que o sistema de comunicação sem fioconcede ao aparelho de comunicação solicitante dependem, emgrande parte, do tipo de sistema de acesso múltiploimplementado. Por exemplo, sistemas de acesso múltiplopodem alocar recursos com base no tempo, freqüência, espaçode código ou alguma combinação de fatores.

É necessário que o sistema de comunicação sem fiocomunique os recursos alocados e os rastreie de modo aassegurar que para dois ou mais dispositivos de comunicaçãonão sejam alocados recursos sobrepostos, de modo que osenlaces de comunicação com os dispositivos de comunicaçãonão degradem. Além disto, é necessário que o sistema decomunicação sem fio rastreie os recursos alocados pararastrear os recursos que são liberados ou então estãodisponíveis quando um enlace de comunicação é encerrado.

O sistema de comunicação sem fio tipicamentealoca recursos para dispositivos de comunicação e osenlaces de comunicação correspondentes de maneiracentralizada, como, por exemplo, a partir de um dispositivode comunicação centralizado. É necessário que os recursosalocados, e em alguns casos desalocados, sejam comunicadosaos aparelhos de comunicação. Tipicamente, o sistema decomunicação sem fio dedica um ou mais canais de comunicaçãoà transmissão da alocação de recursos e overhead associado.

Entretanto, a quantidade de recursos alocadospara os canais de overhead é tipicamente subtraída dosrecursos e capacidade correspondentes do sistema decomunicação sem fio. A alocação de recursos é um aspectoimportante do sistema de comunicação e é necessário cuidarpara assegurar que os canais alocados para a alocação derecursos sejam robustos. Entretanto, é necessário que osistema de comunicação sem fio equilibre a necessidade deum canal de alocação de recursos robusto com a necessidadede reduzir ao mínimo os efeitos adversos sobre os canais decomunicação.

É desejável configurar canais de alocação derecursos que proporcionem comunicações robustas, porém,introduzam degradação mínima no desempenho do sistema.

SUMÁRIO

Um canal de sinalização compartilhado pode serutilizado em um sistema de comunicação sem fio parafornecer mensagens de sinalização aos terminais de acessodentro do sistema. O canal de sinalização compartilhadopode ser atribuído a um número predeterminado de sub-portadoras dentro de qualquer quadro. A atribuição de umnúmero predeterminado de sub-portadoras ao canal desinalização compartilhado estabelece um overhead de largurade banda fixo para o canal. As sub-portadoras atualmenteatribuídas ao canal podem variar periodicamente e podemvariar de acordo com um programa de saltos de freqüênciapredeterminado. A quantidade de potência de sinal alocadaao canal de sinalização pode variar com base por símbolosdependendo dos requisitos de potência do enlace decomunicação. 0 canal de sinalização compartilhado podeorientar cada mensagem portada no canal para um ou maisterminais de acesso. Mensagens de unidifusão ou entãoorientadas permitem que a potência do canal seja controladade acordo com as necessidades dos enlaces de comunicaçãoindividuais.

A revelação inclui um método para gerar mensagensde canal de sinalização em um sistema de comunicação semfio incluindo uma pluralidade de sub-portadoras que seestendem por pelo menos uma parte de uma banda defreqüência operacional. 0 método inclui atribuir recursoscorrespondendo a uma largura de banda predeterminadaalocada para um canal de sinalização, gerar pelo menos umamensagem, codificar a pelo menos uma mensagem de modo agerar pelo menos um símbolo de mensagem, controlar umadensidade de potência do pelo menos um símbolo de mensageme modular pelo menos uma parte dos recursos alocados para ocanal de sinalização.

A revelação também inclui um método que incluigerar pelo menos uma mensagem, codificar a pelo menos umamensagem para gerar uma pluralidade de símbolos demensagem, ajustar a densidade de potência associada àpluralidade de símbolos de mensagem, determinar umsubconjunto de sub-portadoras atribuídas a um canal desinalização a partir da pluralidade de sub-portadoras emodular cada uma do subconjunto de sub-portadoras a pelomenos um símbolo da pluralidade de símbolos de mensagem.

A revelação inclui um equipamento configuradopara gerar mensagens de canal de sinalização em um sistemade comunicação sem fio incluindo uma pluralidade de sub-portadoras se estendendo por uma banda de freqüênciaoperacional. O equipamento inclui um programadorconfigurado para atribuir um subconjunto da pluralidade desub-portadoras a um canal de sinalização, um módulo desinalização configurado para gerar pelo menos uma mensagemde sinalização, um módulo de controle de potênciaconfigurado para ajustar uma densidade de potência da pelomenos uma mensagem de sinalização e um mapeador de sinaisacoplado ao programador e ao módulo de sinalização econfigurado para mapear símbolos da pelo menos uma mensagemde sinalização para o subconjunto da pluralidade de sub-portadoras .

A revelação inclui um equipamento que incluimecanismos para gerar pelo menos uma mensagem, mecanismospara codificar a pelo menos uma mensagem para gerar umapluralidade de símbolos de mensagem, mecanismos paradeterminar um subconjunto de sub-portadoras atribuídas a umcanal de sinalização a partir da pluralidade de sub-portadoras e mecanismos para modular cada uma dosubconjunto de sub-portadoras com pelo menos um símbolo dapluralidade de símbolos de mensagem.

BBEVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Os aspectos, objetos e vantagens das modalidadesda revelação se tornarão mais evidentes com a descriçãodetalhada apresentada a seguir quando considerada emconjunto com os desenhos, nos quais os mesmos elementos sãoindicados pelos mesmos números de referência.

A Figura 1 é um diagrama de blocos funcionaissimplificado de uma modalidade de um sistema de comunicaçãopossuindo um canal de sinalização compartilhado.

A Figura 2 é um diagrama de blocos funcionaissimplificado de uma modalidade de um transmissor suportandoum canal de sinalização compartilhado.A Figura 3 é um diagrama tempo-frequênciasimplificado de uma modalidade de um canal de sinalizaçãocompartilhado.

A Figura 4 é um fluxograma simplificado de umamodalidade de um método para. gerar mensagens de canal desinalização compartilhado.

A Figura 5 é um fluxograma simplificado de umamodalidade de um método para gerar mensagens de canal desinalização compartilhado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um canal de sinalização compartilhado (SSCH) emum sistema de comunicação sem fio OFDMA pode ser utilizadopara comunicar diversas mensagens de sinalização erealimentação implementadas dentro do sistema. 0 sistema decomunicação sem fio pode implementar um SSCH como um dentreuma pluralidade de canais de comunicação de enlace direto.O SSCH pode ser compartilhado simultânea ouconcomitantemente entre uma pluralidade de terminais deacesso dentro do sistema de comunicação.

O sistema de comunicação sem fio pode comunicardiversas mensagens de sinalização em um SSCH de enlacedireto. Por exemplo, o sistema de comunicação sem fio podeincluir mensagens de concessão de acesso, mensagens deatribuição de enlace direto, mensagens de atribuição deenlace reverso, assim como quaisquer outras mensagens desinalização que podem ser comunicadas em um canal de enlacereverso. 0 SSCH também pode ser usado para comunicarmensagens de realimentação para terminais de acesso. Asmensagens de realimentação podem incluir mensagens deconfirmação (ACK) que confirmam o recebimento bem sucedidodas transmissões de terminal de acesso. As mensagens derealimentação também podem incluir mensagens de controle depotência de enlace reverso que são utilizadas para instruirum terminal de acesso transmissor a variar sua potência detransmissão.

Os canais atualmente utilizados em um SSCH podemser todos ou alguns dos descritos acima. Além disto, outroscanais podem ser incluídos no SSCH além, ou em lugar, dequalquer um dos canais acima.

O sistema de comunicação sem fio pode alocar umnúmero predeterminado de sub-portadoras ao SSCH. Aatribuição de um número predeterminado de sub-portadoras aoSSCH estabelece um overhead de largura de banda fixo para ocanal. As sub-portadoras atualmente atribuídas ao SSCHpodem variar periodicamente e podem variar de acordo comuma programação de saltos de freqüência predeterminada. Emuma modalidade, a identidade das sub-portadoras atribuídasao SSCH pode variar através de cada quadro.

A quantidade de potência que é alocada para oSSCH pode variar dependendo dos requisitos do enlace decomunicação que porta a mensagem do SSCH. Por exemplo, apotência do SSCH pode ser aumentada quando as mensagens doSSCH forem transmitidas a um terminal de acesso distante.Inversamente, a potência do SSCH pode ser diminuída quandoas mensagens do SSCH forem transmitidas a um terminal deacesso próximo. Se não houver mensagem do SSCH a sertransmitida, não é necessário alocar nenhuma potência parao SSCH. Uma vez que a potência alocada para o SSCH podevariar com base por usuário quando a troca de mensagensunidifusa (unidifusão) é implementada, o SSCH exige umoverhead de potência relativamente baixo. A potênciaalocada para o SSCH só aumenta conforme requerido peloenlace de comunicação específico.

O grau de interferência com que o SSCH contribuipara os canais de dados para os variados terminais deacesso pode variar com base nas sub-portadoras atribuídaspara o SSCH e os terminais de acesso, assim como os níveisde potência relativa do SSCH e dos canais de dados. 0 SSCHcontribui substancialmente com nenhuma interferência paramuitos enlaces de comunicação.

A Figura 1 é um diagrama de blocos funcionaissimplificado de uma modalidade de um sistema de comunicaçãosem fio 100 que . implementa um SSCH no enlace direto. Osistema 100 inclui um ou mais elementos fixos que podemestar em comunicação com um ou mais terminais de acessoHOa-llOb. Embora a descrição do sistema 100 da Figura 1descreva de maneira geral um sistema de telefone sem fio ouum sistema de comunicação de dados sem fio, o sistema 100não está limitado a implementação como um sistema detelefone sem fio ou um sistema de comunicação de dados semfio, nem o sistema 100 está limitado a ter os elementosespecíficos mostrados na Figura 1.

Cada terminal de acesso IlOa-IlOb pode ser, porexemplo, um telefone sem fio configurado para funcionar deacordo com um ou mais padrões de comunicação. Um terminalde acesso 110a pode ser uma unidade portátil, uma unidademóvel ou uma unidade estacionária. Cada um dos terminais deacesso IlOa-IlOb pode ser também referido como unidademóvel, terminal móvel, estação móvel, terminal de usuário,equipamento de usuário, portátil, telefone e semelhantes.Embora apenas dois terminais de acesso IlOa-IlOb sejammostrados na Figura 1, deve ficar entendido que um sistemade comunicação sem fio 100 típico tem a capacidade decomunicar-se com múltiplos terminais de acesso HOa-llÒb.

Um terminal de acesso 110a tipicamente comunica-se com uma ou mais estações base 120a ou 120b, aquimostradas como torres . celulares setorizadas. Outrasmodalidades do sistema 100 podem incluir pontos de acessono lugar das estações base 120a e 120b. Em tal modalidadedo sistema 100, o BSC 130 e o MSC 140 podem ser omitidos epodem ser substituídos por um ou mais comutadores, hubs ouroteadores.

Conforme utilizada aqui, uma estação base podeser uma estação fixa utilizada para comunicação com osterminais e pode ser também referida como, e incluir algumaou toda a funcionalidade de, um ponto de acesso, Nó B oualguma outra terminologia. Um terminal de acesso pode sertambém referido como, e incluir alguma ou toda afuncionalidade de, um equipamento de usuário (UE) ,dispositivo de comunicação sem fio, terminal, estação móvelou alguma outra terminologia.

O terminal de acesso IlOa se comunicarátipicamente com a estação base, por exemplo, 120b, quefornece a maior intensidade de sinal em um receptor dentrodo terminal de acesso 110a. Um segundo terminal de acesso110b pode ser também configurado para comunicar-se com amesma estação base 120b. Entretanto, o segundo terminal deacesso 110b pode ficar distante da estação base 120b e podeestar na borda de uma área de cobertura servida pelaestação base 120b.

As uma ou mais estações base 120a-120b podem serconfiguradas para programar os recursos de canal utilizadosno enlace direto, no enlace reverso ou em ambos os enlaces.Cada estação base, 120a-120b, pode comunicar atribuições desub-portadoras, mensagens de confirmação, mensagens decontrole de potência de enlace reverso e outras mensagensde overhead utilizando o SSCH.

Cada uma das estações base 120a e 120b pode seracoplada a iam Controlador de Estação Base (BSC) 130, queroteia os sinais de comunicação para as e a partir dasestações base 120a e 120b apropriadas. O BSC 130 é acopladoa um Centro de Comutação Móvel (MSC) 140, que pode serconfigurado para operar como uma interface entre osterminais de acesso I10a-I10b e uma Rede de TelefoniaPública Comutada (PSTN) 150. Em outra modalidade, o sistema100 pode implementar um Nó Servidor de Pacotes de Dados(PDSN) no lugar ou além da PSTN 150. O PDSN pode operarpara fazer interface de uma rede comutada por pacotes, talcomo a rede 160, com a parte sem fio do sistema 100.

O MSC 140 pode ser também configurado como umainterface entre os terminais de acesso I10a-I10b e uma rede160. A rede 160 pode ser, por exemplo, uma Rede de ÁreaLocal (LAN) ou uma Rede de Área Estendida (WAN). Em umamodalidade, a rede 160 inclui a Internet. Portanto, o MCS140 é acoplado à PSTN 150 e à rede 160. O MSC 140 pode sertambém configuração para coordenar o handoff inter-sistemas15 com outros sistemas de comunicação (não mostrados).

O sistema de comunicação sem fio 100 pode serconfigurado como um sistema OFDMA com comunicações tanto noenlace direto quando no enlace reverso utilizandocomunicações OFDM. O termo enlace direto refere-sè aoenlace de comunicação a partir das estações base 120a ou120b para os terminais de acesso I10a-I10b, e o termoenlace reverso refere-se ao enlace de comunicação a partirdos terminais de acesso I10a-I10b para as estações base120a ou 120b. Tanto as estações base 120a e 120b quanto osterminais de acesso I10a-I10b podem alocar recursos paraestimação de canal e interferência.

As estações base, 120a e 120b, e o terminal deacesso 110 podem ser configurados para multidifundir(difusão) um sinal-piloto para fins de estimação de canal einterferência. O sinal-piloto pode incluir pilotos de bandalarga, tais como uma pluralidade de formas de onda CDMA ouuma coleção de pilotos de banda estreita que se estendempelo espectro total. Os pilotos de banda larga podem sertambém uma coleção de pilotos de banda estreita escalonadosem tempo e freqüência.

Em uma modalidade, o sinal-piloto pode incluirmúltiplos tons selecionados a partir do conjunto defreqüências OFDM. Por exemplo, o sinal-piloto pode serformado a partir de tons uniformemente afastados entre siselecionados a partir do conjunto de freqüências OFDM. Aconfiguração com afastamento uniforme pode ser referidacomo sinal-piloto escalonado.

O sistema de comunicação 100 pode incluir umconjunto de sub-portadoras, alternativamente referidas comotons que se estendem por uma largura de banda operacionaldo sistema OFDMA. Tipicamente, as sub-portadoras sãoigualmente afastadas entre si. O sistema de comunicação semfio 100 pode alocar uma ou mais sub-portadoras como bandasde proteção, e o sistema 100 pode não utilizar as sub-portadoras dentro das bandas de proteção para comunicaçõescom os terminais de acesso HOa-llOb.

Em uma modalidade, o sistema de comunicação semfio 100 pode incluir 2048 sub-portadoras que se estendempor uma banda de freqüência operacional de 20 MHz. Umabanda de proteção que tenha uma largura de bandasubstancialmente igual à largura de banda ocupada por umaou mais sub-portadoras pode ser alocada em cada extremidadeda banda operacional.

O sistema de comunicação sem fio 100 pode serconfigurado para Duplexação por Divisão de Freqüência (FDD)dos enlaces direto e reverso. Em uma modalidade de FDD, oenlace direto é deslocado em freqüência do enlace reverso.Portanto, as sub-portadoras de enlace direto são deslocadasem freqüência das sub-portadoras de enlace reverso.Tipicamente, o deslocamento de freqüência é fixo, de modoque os canais de enlace direto são separados das sub-portadoras de enlace reverso por um deslocamento defreqüência predeterminado. 0 enlace direto e o enlacereverso podem comunicar-se simultaneamente, ouconcomitantemente, utilizando FDD.

Em outra modalidade, o sistema de comunicação semfio 100 pode ser configurado para Duplexação por Divisão deTempo (TDD) dos enlaces direto e reverso. Em talmodalidade, o enlace direto e o enlace reverso podemcompartilhar as mesmas sub-portadoras, e o sistema decomunicação sem fio 100 pode alternar entre comunicações noenlace direto e reverso através de intervalos de tempopredeterminados. Na TDD, os canais de freqüência alocadossão idênticos entre o enlace direto e reverso, mas ostempos alocados para o enlaces direto e reverso sãodistintos. Uma estimativa de canal efetuada em um canal deenlace direto ou reverso é tipicamente precisa para o canalde enlace reverso ou direto complementar por causa dareciprocidade.

O sistema de comunicação sem fio 100 pode tambémimplementar um formato de entrelaçamento em um ou ambos osenlaces direto e reverso. O entrelaçamento é uma forma demultiplexação por divisão de tempo na qual a temporizaçãodo enlace de comunicação é ciclicamente atribuída a umdentre um número predeterminado de períodos deentrelaçamento. Um enlace de comunicação específico com umdos terminais de acesso, como, por exemplo, 110a, pode seratribuído a um dos períodos de entrelaçamento, e ascomunicações através do enlace de comunicação atribuídoespecífico ocorrem apenas durante o período deentrelaçamento atribuído. Por exemplo, o sistema decomunicação sem fio 100 pode implementar um período deentrelaçamento de seis. Cada período de entrelaçamento,identificado como 1-6, tem uma duração predeterminada. Cadaperíodo de entrelaçamento ocorre periodicamente com umperíodo de seis. Assim, um enlace de comunicação atribuídoa um período de entrelaçamento específico é ativo apenasuma vez a cada seis períodos.

As comunicações entrelaçados são particularmenteúteis em sistemas de comunicação sem fio 100 queimplementam uma arquitetura de solicitação de repetiçãoautomática, tal como um algoritmo de Solicitação deRepetição Automática (HARQ). O sistema de comunicação semfio 100 pode implementar uma arquitetura HARQ de modo aprocessar retransmissão de dados. Em tal sistema, umtransmissor pode enviar uma transmissão inicial a umaprimeira taxa de dados e pode retransmitir automaticamenteos dados se nenhuma mensagem de confirmação for recebida. Otransmissor pode enviar retransmissões subseqüentes a taxasde dados mais baixas. Esquemas de retransmissão deredundância incrementais HARQ podem aperfeiçoar odesempenho do sistema em termos de obtenção de ganho deencerramento antecipado e robustez.

O formato de entrelaçamento permite temposuficiente para processamento das mensagens ACK antes queocorra o período de entrelaçamento atribuído seguinte. Porexemplo, um terminal de acesso 110a pode receber dadostransmitidos e transmitir uma mensagem de confirmação, euma estação base 120b pode receber e processar uma mensagemde confirmação a tempo de impedir retransmissão no períodode entrelaçamento seguinte. Alternativamente, se a estaçãobase 120b falhar em receber a mensagem ACK, a estação base120b pode retransmitir os dados. no período deentrelaçamento seguinte atribuído ao terminal de acesso110a.

As estações base 120a-120b podem transmitir asmensagens SSCH em cada entrelaçamento, mas podem limitar asmensagens ocorrendo em cada entrelaçamento das mensagensdestinadas a terminais de acesso IlOa-IlOb atribuídos aesse entrelaçamento ativo específico. As estações base120a-120b podem limitar a quantidade de mensagens do SSCHque são necessárias programar em cada período deentrelaçamento.

O sistema de comunicação sem fio 100 podeimplementar um SSCH de Multiplexação por Divisão deFreqüência (FDM) no enlace direto para a comunicação demensagens de sinalização e realimentação. Cada estação base120a-120b pode alocar um número predeterminado de sub-portadoras para o SSCH. O sistema de comunicação sem fio100 pode ser configurado para alocar um overhead de largurade banda fixa para o SSCH. Cada estação base 120a-120b podealocar uma porcentagem predeterminada de suas sub-portadoras para o SSCH. Além disto, cada estação base 120aou 120b pode alocar um conjunto diferente de sub-portadoraspara o SSCH, ou o conjunto de sub-portadoras pode sobrepor-se à atribuição de sub-portadoras do SSCH de outra estaçãobase. Por exemplo, cada estação base 120a ou 120b pode serconfigurada para alocar aproximadamente 10% da largura debanda para o SSCH. Assim, em um sistema de comunicação semfio 100 que tem até 2000 sub-portadoras que podem seralocadas para o SSCH, cada estação base 120a ou 120b aloca200 sub-portadoras para o SSCH. Evidentemente, outrossistemas de comunicação sem fio 100 podem ser configuradoscom outros alvos de overhead de largura de banda. Porexemplo, o sistema de comunicação sem fio 100 pode ter umaalocação de largura de banda de SSCH alvo de 2%, 5%, 7%,15%, 20% ou algum outro número, com base na carga de canalproj etada.

Cada estação base, 120b, por exemplo, pode alocaruma pluralidade de nós a partir de uma árvore de canaispara o SSCH. A árvore de canais é um modelo de canal quepode incluir uma pluralidade de ramificações queeventualmente terminam em folhas ou nós base. Cada nó naárvore pode ser rotulado, e cada nó identifica qualquer nó e nó base sob ele. Uma folha ou nó base da árvore podecorresponder ao menor recurso atribuível, tal como umaúnica sub-portadora. Assim, a árvore de canais fornece ummapa lógico para atribuir e rastrear os recursos de sub-portadora disponíveis no sistema de comunicação sem fio 100.

A estação base 120b pode mapear os nós a partirda árvore de canais em sub-portadoras físicas utilizadasnos enlaces direto e reverso. Por exemplo, a estação base120b pode alocar um número predeterminado de recursos para o SSCH atribuindo um número correspondente de nós base apartir de uma árvore de canais ao SSCH. A estação base 120bpode mapear atribuição de nós lógicos em uma atribuição desub-portadoras físicas que é finalmente transmitida pelaestação base 120b.

Pode ser vantajoso utilizar a estrutura lógica deárvore de canais ou alguma outra estrutura lógica pararastrear os recursos atribuídos ao SSCH quando asatribuições de sub-portadoras físicas podem mudar. Porexemplo, as estações base 120a-120b podem implementar um algoritmo de salto em freqüência para o SSCH assim comopara outros canais, tais como canais de dados. As estaçõesbase 120a-120b podem implementar um esquema de salto emfreqüência pseudo-aleatório para cada sub-portadoraatribuída. As estações base 120a-120b podem utilizar o algoritmo de salto em freqüência para mapear os nós lógicosa partir da árvore de canais em atribuições de sub-portadoras físicas correspondentes.O algoritmo de salto em freqüência pode efetuarsaltos de freqüência com base em símbolos ou blocos. Saltosde freqüência à taxa de símbolos podem saltar em freqüênciaa cada sub-portadora individual distinta de qualquer outrasub-portadora, exceto que dois nós não são atribuídos àmesma sub-portadora física. No salto de blocos, um blococontíguo de sub-portadoras pode ser configurado para saltarem freqüência de uma maneira que mantenha a estrutura deblocos contíguos. Em termos da árvore de canais, um nó deramificação que seja mais elevado que um nó de folha podeser atribuído a um algoritmo de salto. Os nós base sob o nóde ramificação podem seguir o algoritmo de salto aplicadoao nó de ramificação.

As estações base 120a-120b podem efetuar salto emfreqüência com base periódica, tal como a cada quadro,múltiplos quadros ou algum outro número predeterminado desímbolos OFDM. Conforme utilizado aqui, um quadro refere-sea uma estrutura predeterminada de símbolos OFDM, que podeincluir um ou mais símbolos de preâmbulo e um ou maissímbolos de dados. 0 receptor pode ser configurado parautilizar o mesmo algoritmo de salto em freqüência paradeterminar quais sub-portadoras são atribuídas ao SSCH ou aum canal de dados correspondente.

As estações base 120a-120b podem modular cada umadas sub-portadoras atribuídas ao SSCH com as mensagensSSCH. As mensagens podem incluir mensagens de sinalização emensagens de realimentação. As mensagens de sinalizaçãopodem incluir mensagens de concessão de acesso, mensagensde atribuição de blocos de enlace direto e mensagens deatribuição de blocos de enlace reverso. As mensagens derealimentação podem incluir mensagens de confirmação (ACK)e mensagens de controle de potência de enlace reverso. Oscanais atuais utilizados em um SSCH podem ser todos oualguns dos descritos acima. Além disto, outros canais podemser incluídos no SSCH além ou em lugar de qualquer um doscanais acima.

A mensagem de concessão de acesso é utilizadapela estação base 120b para confirmar uma tentativa deacesso por um terminal de acesso 110a e atribuir umaIdentificação de Controle de Acesso ao Meio (MACID). Amensagem de concessão de acesso pode incluir também umaatribuição de canal de enlace reverso inicial. A seqüênciade símbolos de modulação que corresponde à concessão deacesso pode ser embaralhada de acordo com um índice dasondagem de acesso precedente transmitida pelo terminal deacesso 110a. Este embaralhamento habilita o terminal deacesso 110a a responder apenas aos blocos de concessão quecorrespondem à seqüência de sondagem que é transmitida.

A estação base 120b pode utilizar mensagens debloco de acesso de enlace reverso e direto para forneceratribuições de sub-portadoras de enlace direto ou reverso.As mensagens de atribuição podem incluir também outrosparâmetros, tais como o formato de modulação, formato decodificação e formato de pacote. A estação base tipicamentefornece uma atribuição de canal a um terminal de acesso110a específico e pode identificar o destinatário alvoutilizando uma MACID atribuída.

As estações base 120a-120b transmitem tipicamenteas mensagens ACK a terminais de acesso IlOa-IlObespecíficos em resposta ao recebimento bem sucedido de umatransmissão. Cada mensagem ACK pode ser tão simples quantouma mensagem de um bit que indica confirmação positiva ounegativa. Uma mensagem ACK pode ter um enlace com cada sub-portadora utilizando, por exemplo, nós relacionados em umaárvore de canais para esse terminal de acesso, ou pode terenlace com uma MACID específica. Além disto, as mensagensACK podem ser codificadas através de múltiplos pacotes parapropósitos de diversidade.

As estações base 120a-120b podem transmitirmensagens de controle de potência de enlace reverso paracontrolar a densidade de potência das transmissões deenlace reverso de cada um dos terminais de acesso IlOa-110b. A estação base 120a-120b pode transmitir a mensagemde controle de potência reversa para comandar o terminal deacesso IlOa-IlOb para aumentar ou diminuir sua densidade depotência.

As estações base 120a-120b podem ser configuradaspara unidifundir cada uma das mensagens SSCHindividualmente para terminais de acesso IlOa-IlObespecíficos. Na troca de mensagens de unidifusão, cadamensagem é modulada e tem sua potência controladaindependentemente de outras mensagens. Alternativamente,mensagens orientadas a um usuário específico podem sercombinadas e moduladas independentemente e ter sua potênciacontrolada..

Em outra modalidade, as estações base 120a-120bpodem ser configuradas para combinar as mensagens paramúltiplos terminais de acesso IlOa-IlOb e multidifundir amensagem combinada para os múltiplos terminais de acesso110a-110b. Na multidifusão, as mensagens para múltiplosterminais de acesso podem ser agrupadas em conjuntosjuntamente codificados e com potência controlada. Ocontrole de potência para as mensagens juntamentecodificadas precisa ter como alvo o terminal de acessotendo o pior enlace de comunicação. Assim, se as mensagenspara dois terminais de acesso IlOa-IlOb forem combinadas, aestação base 120b fixa o controle de potência da mensagemcombinada para assegurar que o terminal de acesso 110a como pior enlace receba a transmissão. Entretanto, o nível depotência necessário para assegurar que o pior enlace decomunicação seja satisfeito pode ser substancialmente maiorque o necessário para um terminal de acesso IlOb a umamaior proximidade em relação à estação base 120b. Portanto,em algumas modalidades, as mensagens SSCH podem serjuntamente codificadas e ter sua potência controlada paraos terminais de acesso que têm características de canalsubstancialmente semelhantes, como, por exemplo, SNRs,deslocamentos de potência, etc.

Em outra modalidade, as estações base 120a-120bpodem agrupar todas as informações das mensagens para todosos terminais de acesso IlOa-IlOb servidos por uma estaçãobase, a 120b, por exemplo, e difundir a mensagem combinadapara todos os terminais de acesso IlOa-IlOb. Na abordagemde difusão, todas as mensagens são juntamente codificadas emoduladas enquanto o controle de potência tem como alvo oterminal de acesso com a pior intensidade de sinal deenlace direto.

A sinalização de unidifusão pode ser vantajosanas situações em que multidifusão e difusão exigem umoverhead de potência substancial para atingir a borda dacélula por um número substancial de bits. Mensagens deunidifusão podem beneficiar-se do compartilhamento depotência entre terminais de acesso com diferentesintensidades de sinal de enlace direto através do controlede potência. A troca de mensagens de unidifusão também sebeneficia do fato de que muitos nós base de enlace reversopodem não ser atribuídos em qualquer dado ponto no tempo,de modo que nenhuma energia precisa ser gasta relatando umaACK para esses nós.

Do ponto de vista da lógica MAC, o projeto deunidifusão permite que o sistema de comunicação sem fio 100embaralhe mensagens ACK com a MACID alvo, impedindo que umterminal de acesso que pensa erroneamente que lhe sãoatribuídos os recursos relevantes destinados pela ACK (pormeio de erros de sinalização de atribuição, como umadesatribuição perdida) interprete falsamente a ACK que éatualmente destinada para outra MACID. Assim, tal terminalde acesso se recupera do estado de atribuição incorretoapós um único pacote, uma vez que a confirmação dessepacote não pode ser positiva, e o terminal de acesso faráexpirar a atribuição incorreta.

Do ponto de vista do desempenho do enlace, aprincipal vantagem dos métodos de difusão ou multidifusão éo ganho de codificação devido à codificação junta.Entretanto, o ganho de controle de potência ultrapassasubstancialmente o ganho de codificação para distribuiçõesgeométricas práticas. Além disto, a troca de mensagens deunidifusão pode apresentar taxas de erros mais elevadascomparadas com as das mensagens juntamente codificadas eprotegidas por CRC. Entretanto, taxas de erros praticamenteobteníveis de 0,01% a 0,1% são satisfatórias.

Pode ser vantajoso para as estações base 120a-120b efetuar multidifusão ou difusão de algumas mensagensenquanto efetuam unidifusão de outras. Por exemplo, umamensagem de atribuição pode ser configurada paraautomaticamente desatribuir recursos do terminal de acessoque está utilizando atualmente recursos correspondendo àssub-portadoras indicadas na mensagem de atribuição.Portanto, freqüentemente é efetuada multidifusão demensagens de atribuição uma vez que elas têm como alvotanto o destinatário pretendido da atribuição quantoquaisquer usuários atuais dos recursos especificados namensagem de atribuição.

A Figura 2 é um diagrama de blocos funcionaissimplificado de uma modalidade de um transmissor OFDMA 200,tal como o que pode ser incorporado dentro de uma estaçãobase do sistema de comunicação sem fio da Figura 1. Otransmissor 200 é configurado para transmitir um ou maissinais OFDMA a um ou mais terminais de acesso. Otransmissor 200 inclui um módulo SSCH 230 configurado paragerar e implementar um SSCH no enlace direto.

O transmissor 200 inclui um buffer de dados 210configurado para armazenar dados destinados a um ou maisterminais de acesso. 0 buffer de dados 210 pode serconfigurado, por exemplo, para guardar os dados destinadosa cada um dos terminais de acesso em uma área de coberturasuportada pela estação base correspondente.

Os dados podem ser, por exemplo, dados nãocodificados brutos ou dados codificados. Tipicamente, osdados armazenados no buffer de dados 210 não sãocodificados e são acoplados a um codificador 212, onde sãocodificados de acordo com a taxa de codificação desejada. Ocodificador 212 pode incluir codificação para detecção deerros e Correção Antecipada de Erros (FEC) . Os dados nobuffer de dados 210 podem ser codificados de acordo com umou mais algoritmos de codificação. Cada um dos algoritmosde codificação e das taxas de codificação resultantes podeser associado a um formato de dados especifico de umsistema de Solicitação de Repetição Automática Híbrida(HARQ) de múltiplos formatos. A codificação pode incluir,mas não está limitada a, codificação convolucional,codificação de blocos, intercalação, espalhamento deseqüência direta, codificação de redundância cíclica esemelhantes ou alguma outra codificação.

Os dados codificados a serem transmitidos sãoacoplados a um conversor serial-paralelo e mapeador desinais 214, que é configurado para converter um fluxo dedados seriais do codificador 212 em uma pluralidade defluxos de dados em paralelo. 0 mapeador de sinais 214 podedeterminar o número de sub-portadoras e a identidade dassub-portadoras para cada terminal de acesso com base naentrada fornecida por um programador (não mostrado). 0número de portadoras alocadas para qualquer terminal deacesso especifico pode ser um subconjunto de todas asportadoras disponíveis. Portanto, o mapeador de sinais 214mapeia dados destinados a um terminal de acesso especificonos fluxos de dados paralelos que correspondem àsportadoras de dados alocadas para esse terminal de acesso.

Um módulo SSCH 230 é configurado para gerar asmensagens SSCH, codificar as mensagens e fornecer asmensagens codificadas ao mapeador de sinais 214. O móduloSSCH pode também fornecer a identidade das sub-portadorasatribuídas ao SSCH. 0 módulo SSCH 230 pode incluir umprogramador 252 configurado para determinar e atribuir nósde uma árvore de canais ao SSCH. A saída do programador 252pode ser acoplada a um módulo de salto em freqüência 254. Omódulo de salto em freqüência 254 pode ser configurado paramapear os nós da árvore de canais atribuídos determinadospelo programador 252 nas atribuições de sub-portadorasfísicas. 0 módulo de salto em freqüência 254 podeimplementar um algoritmo de salto em freqüênciapredeterminado.

O mapeador de sinais 214 recebe os símbolos demensagem SSCH e atribuições de sub-portadoras, e mapeia ossímbolos SSCH nas sub-portadoras apropriadas. Em umamodalidade, o módulo SSCH 230 pode ser configurado paragerar um fluxo de mensagens serial, e o mapeador de sinais214 pode ser configurado para mapear as mensagens seriaisnas sub-portadoras atribuídas.

Em uma modalidade, o mapeador de sinais 214 podeser configurado para intercalar cada símbolo de modulaçãoda mensagem SSCH através de todas as sub-portadorasatribuídas. A intercalação dos símbolos de modulação para oSSCH fornece ao sinal SSCH freqüência máxima e diversidadede interferência.

A saída do conversor serial-paralelo/mapeador desinais 214 é acoplada a um módulo de pilotos 220, que éconfigurado para alocar uma parte predeterminada das sub-portadoras para um sinal-piloto. Em uma modalidade, osinal-piloto pode incluir uma pluralidade de sub-portadorasigualmente afastadas entre si que se estendemsubstancialmente por toda a banda operacional. O módulo depilotos 220 pode ser configurado para modular cada uma dasportadoras do sistema OFDMA com dados ou sinal-pilotocorrespondente.

Transmitir blocos de sinalização utilizando aeficiência espectral máxima possível é desejável parareduzir ao mínimo o overhead de largura de banda dasmensagens de sinalização. Entretanto, o lado negativo daalta eficiência espectral é a necessidade de uma maiorenergia por bit (Eb/N0) , que leva ao overhead de potência.Verificou-se que eficiências espectrais entre 0,5 bps/Hz e1 bps/Hz são um bom meio termo uma vez que permitem umbaixo overhead de largura de banda ao mesmo tempo obtendorequisitos mínimos (Eb/N0) . Entretanto, outras eficiênciasespectrais podem ser adequadas para alguns sistemas.

Em uma modalidade, os símbolos SSCH sãoutilizados para modular com BPSK as sub-portadorasatribuídas'. Em outra modalidade, os símbolos SSCH sãoutilizados para modular com QPSK as sub-portadorasatribuídas. Embora praticamente qualquer tipo de modulaçãopossa ser acomodado, pode ser vantajoso utilizar um formatode modulação que tenha uma constelação que pode serrepresentada por um phasor rotativo, uma vez que amagnitude não varia como uma função do símbolo. Isto podeser benéfico porque o SSCH pode ter então diferentesdeslocamentos, mas as mesmas referências de piloto, e serassim mais fácil de demodular.

A saída do módulo de pilotos 220 é acoplada a ummódulo de Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT)222. 0 módulo IFFT 222 é configurado para transformar asportadoras OFDMA em símbolos no domínio do tempocorrespondentes. Evidentemente, uma implementação deTransformada Rápida de Fourier (FFT) não é um requisito, euma Transformada Discreta de Fourier (DFT) ou algum outrotipo de transformada pode ser utilizado para gerar ossímbolos no domínio do tempo. A saída do módulo IFFT 222 éacoplada a um conversor paralelo-serial 224, que éconfigurado para converter os símbolos no domínio do tempoparalelos em um fluxo serial.

0 fluxo de símbolos OFDMA seriais é acoplado doconversor paralelo-serial 224 a um transceptor 240. Namodalidade mostrada na Figura 2, o transceptor 240 é umtransceptor de estação base configurado para transmitir ossinais de enlace direto e receber sinais de enlace reverso.

0 transceptor 240 inclui um módulo transmissor deenlace direto 244, que é configurado para converter o fluxode símbolos seriais em um sinal analógico a uma freqüênciaapropriada para difusão para terminais de acesso por meiode uma antena 24 6. 0 transceptor 240 pode incluir também ummódulo receptor de enlace reverso 242, que é acoplado àantena 24 6 e é configurado para receber os sinaistransmitidos por um ou mais terminais de acesso remotos.

0 módulo SSCH 230 é configurado para gerar asmensagens SSCH. Conforme descrito anteriormente, asmensagens SSCH podem incluir mensagens de sinalização.Adicionalmente, as mensagens SSCH podem incluir mensagensde realimentação, tais como mensagens ACK ou mensagens decontrole de potência. 0 módulo SSCH 230 é acoplado à saidado módulo receptor 242 e analisa os sinais recebidos, emparte para gerar as mensagens de sinalização erealimentação.

0 módulo SSCH 230 inclui um módulo de sinalização232, um módulo ACK 236 e um módulo de controle de potência238. O módulo de sinalização 232 pode ser configurado paragerar as mensagens de sinalização desejadas e codificá-lasde acordo a codificação desejada. Por exemplo, o módulo desinalização 232 pode analisar o sinal recebido para umasolicitação de acesso e pode gerar uma mensagem deconcessão de acesso orientada ao terminal de acessooriginador. 0 módulo de sinalização 232 pode também gerar ecodificar quaisquer mensagens de atribuição de blocos deenlace direto e enlace reverso.

De maneira semelhante, o módulo ACK 236 podegerar mensagens ACK orientadas aos terminais de acesso paraos quais uma transmissão foi recebida com sucesso. O móduloACL 236 pode ser configurado para gerar mensagens deunidifusão, multidifusão ou difusão, dependendo daconfiguração do sistema.

O módulo de controle de potência 238 pode serconfigurado para gerar quaisquer mensagens de controle depotência de enlace reverso com base em parte nos sinaisrecebidos. O módulo de controle de potência 238 pode sertambém configurado para gerar as mensagens de controle depotência desejadas.

0 módulo de controle de potência 238 pode sertambém configurado para gerar sinais de controle depotência que controlam a densidade de potência dasmensagens SSCH. O módulo SSCH 230 pode controlar a potênciade mensagens de unidifusão individuais com base nasnecessidades do terminal de acesso de destino.Adicionalmente, o módulo SSCH 230 pode ser configurado paracontrolar a potência das mensagens de multidifusão oudifusão com base na intensidade mais fraca de sinal deenlace direto relatada pelos terminais de acesso. O módulode controle de potência 238 pode ser configurado paraescalar os símbolos codificados a partir de cada um dosmódulos dentro do módulo SSCH 230. Em outra modalidade, omódulo de controle de potência 238 pode ser configuradopara fornecer sinais de controle ao módulo de pilotos 220para escalonar os símbolos SSCH desejados. O módulo decontrole de potência 238 permite assim que o módulo SSCH230 controle a potência de cada uma das mensagens SSCH deacordo com suas necessidades. Isto resulta em um overheadde potência reduzido para o SSCH.

A Figura 3 é um diagrama tempo-frequênciasimplificado 300 de uma modalidade de um canal desinalização compartilhado, tal como um canal gerado pelomódulo SSCH do transmissor da Figura 2. O diagrama tempo-freqüência 300 detalha a alocação de sub-portadoras de SSCHpara dois quadros sucessivos, 310 e 320. Os quadrossucessivos 310 e 320 podem representar os quadrossucessivos de um sistema FDM ou de um sistema TDM, emboraos quadros sucessivos em um sistema TDM possam ter um oumais quadros intervenientes alocados para transmissões determinal de acesso de enlace reverso (não mostradas).

O primeiro quadro 310 inclui três bandas defreqüência, 312a-312c, que podem representar três sub-portadoras separadas atribuídas ao SSCH no quadroespecífico. As três atribuições de sub-portadora 312a-312csão mostradas como mantidas por toda a duração do quadro310. Em algumas modalidades, as atribuições de sub-portadora podem alterar-se no decorrer do quadro 310. Onúmero de vezes em que as atribuições de sub-portadorapodem alterar-se no decorrer de um quadro 310 é definidopelo algoritmo de salto em freqüência e é tipicamente menorque o número de símbolos OFDM no quadro 310.

Na modalidade mostrada na Figura 3, a atribuiçãode sub-portadoras se altera na fronteira entre os quadros.O segundo quadro sucessivo 320 também inclui o mesmo númerode sub-portadoras atribuídas ao SSCH como no primeiroquadro 310. Em uma modalidade, o número de sub-portadorasatribuídas ao SSCH é predeterminado e fixo. Por exemplo, ooverhead de largura de banda do SSCH pode ser fixado emalgum nível predeterminado. Em outra modalidade, o númerode sub-portadoras atribuídas ao SSCH é variável e pode seratribuído por uma mensagem de controle do sistema.Tipicamente, o número de sub-portadoras atribuídas ao SSCHnão varia a uma taxa elevada.

As sub-portadoras mapeadas no SSCH pode serdeterminadas por um algoritmo de salto em freqüência quemapeia uma atribuição de nós lógicos em uma atribuição desub-portadoras físicas. Na modalidade mostrada na Figura 3,as três atribuições de sub-portadoras físicas 322a-322c sãodiferentes no segundo quadro sucessivo 320. Como antes, amodalidade mostra as atribuições de sub-portadoras comoestáveis por todo o comprimento do quadro 320.

A Figura 4 é um fluxograma simplificado de umamodalidade de um método 400 para gerar mensagens de canalde sinalização compartilhado. O transmissor tendo o móduloSSCH conforme mostrado na Figura 2 pode ser configuradopara realizar o método 400. O método 400 mostra a geraçãode um quadro de mensagens SSCH. O método 400 pode serrepetido para quadros adicionais.

O método 400 começa no bloco 410, onde o móduloSSCH gera mensagens de sinalização. 0 módulo SSCH podegerar mensagens de sinalização em resposta a solicitações.Por exemplo, o módulo SSCH pode gerar mensagens deconcessão de acesso em resposta a solicitações de acesso.De maneira semelhante, o módulo SSCH pode gerar mensagensde blocos de atribuição de enlace direto ou enlace reversoem resposta a uma solicitação de enlace ou a umasolicitação de transmissão de dados.

0 módulo SSCH prossegue até o bloco 412 ecodifica as mensagens de sinalização. 0 SSCH pode serconfigurado para gerar mensagens de unidifusão para tiposde mensagem específicos, como, por exemplo, concessões deacesso. O módulo SSCH pode ser configurado para identificaruma MACID de um terminal de acesso de destino quandoformata uma mensagem de unidifusão. O módulo SSCH podecodificar a mensagem e gerar um código de CRC e anexar oCRC à mensagem. Adicionalmente, o SSCH pode ser configuradopara combinar as mensagens para múltiplos terminais deacesso em uma única mensagem de multidifusão ou difusão ecodificar as mensagens combinadas. O SSCH pode, porexemplo, incluir uma MACID designada para mensagens dedifusão. 0 SSCH pode gerar uma CRC para a mensagemcombinada e anexar a CRC às mensagens codificadas.

O módulo SSCH pode prosseguir até o bloco 414para controlar em potência as mensagens de sinalização. Emuma modalidade, o SSCH pode ajustar ou de outra formaescalonar a amplitude das mensagens codificadas. Em outramodalidade, o módulo SSCH pode orientar um modulador paraque escalone a amplitude dos símbolos.

0 módulo SSCH em seguida realiza etapassemelhantes para a geração de ACK e mensagens derealimentação de controle de potência de enlace reverso. Nobloco 420, o módulo SSCH gera as mensagens ACK desejadascom base em transmissões de terminal de acesso recebidas.. Omódulo SSCH prossegue ate o bloco 422 e codifica asmensagens ACK, por exemplo, como mensagens de unidifusão. Omódulo SSCH prossegue até o bloco 424 e ajusta a potênciados símbolos ACK.

O módulo SSCH prossegue até o bloco 430 e geramensagens de controle de potência de enlace reverso combase, por exemplo, na potência do sinal recebido de cadatransmissão de terminal de acesso individual. O módulo SSCHprossegue até o bloco 432 e codifica as mensagens decontrole de potência, tipicamente como mensagens deunidifusão. O módulo SSCH prossegue até o bloco 434 eajusta a potência dos símbolos das mensagens de controle depotência de enlace reverso.

O SSCH prossegue até o bloco 440 e determinaquais nós de uma estrutura lógica, tal como uma árvore decanais, são atribuídos ao SSCH. O módulo SSCH prossegue atéo bloco 450 e mapeia a atribuição de sub-portadoras físicasnos nós atribuídos. O módulo SSCH pode utilizar umalgoritmo de salto em freqüência para mapear a atribuiçãode nós lógicos na atribuição de sub-portadoras. O algoritmode salto em freqüência pode ser tal que a mesma atribuiçãode nós produza diferentes atribuições de sub-portadorasfísicas para diferentes quadros. O salto em freqüência podeapresentar assim um nível de diversidade de freqüência,assim como algum nível de diversidade de interferência.

O SSCH prossegue até o bloco 460 e mapeia ossímbolos de mensagem nas sub-portadoras atribuídas. Omódulo SSCH pode ser configurado para intercalar ossímbolos de mensagem entre as sub-portadoras atribuídaspara introduzir diversidade no sinal.

Os símbolos modulam as sub-portadoras OFDM, e assub-portadoras moduladas são transformadas em símbolos OFDMque são transmitidas para os vários terminais de acesso. Omódulo SSCH permite que um canal FDM de largura de bandafixa seja utilizado em mensagens de sinalização erealimentação permitindo ao mesmo tempo flexibilidade naquantidade de overhead de potência que é dedicada ao canal.

A Figura 5 é um fluxograma simplificado de outramodalidade de um método 500 para gerar mensagens de canalde sinalização compartilhado. 0 método 500 pode serimplementado, por exemplo, pelo transmissor tendo o móduloSSCH mostrado na Figura 2.

O método 500 começa no bloco 510, onde otransmissor atribui uma largura de banda predeterminada aoSSCH. 0 transmissor pode atribuir um número de sub-portadoras de um conjunto de sub-portadoras OFDM que ésubstancialmente igual à largura de banda predeterminada.Por exemplo, o transmissor pode atribuir aproximadamente10% da largura de banda disponível ao SSCH.

O transmissor prossegue até o bloco 520 e atribuirecursos ao SSCH com base na largura de bandapredeterminada. Em uma modalidade, o transmissor pode serconfigurado para atribuir recursos com base em um modelo derecursos lógico, tal como uma árvore de canais. A árvore decanais pode ser organizada como um número de ramificações,que se dividem em nós até atingirem um nó basè finalalternativamente referido como um nó de folha. Otransmissor pode atribuir os recursos atribuindo um ou maisnós ao SSCH. Após atribuir os nós da árvore de canais, otransmissor pode mapear os nós lógicos nas sub-portadorasfísicas no sistema OFDM. O transmissor pode atribuir os nóscom base em um modelo lógico em um sistema no qual omapeamento físico pode mudar ao longo do tempo. Porexemplo, o transmissor pode implementar salto em freqüêncianas sub-portadoras do SSCH. 0 transmissor pode manter aatribuição inicial de nós lógicos e pode determinar omapeamento de sub-portadoras físicas com base em umalgoritmo de salto em freqüência predeterminado.

O transmissor prossegue até o bloco 530 e gera asmensagens que serão portadas através do SSCH. As mensagenspodem ser quase qualquer tipo de mensagem de sinalização ouoverhead. Por exemplo, as mensagens podem incluir mensagensde atribuição de canal orientadas a terminais de acesso,mensagens ACK e mensagens de controle de potência depotência de enlace reverso, assim como outros tipos demensagem de overhead. As mensagens podem ser dirigidas aterminais de acesso individuais ou podem ser orientadas amúltiplos terminais de acesso. Em uma modalidade, algumasou todas as mensagens podem ser mensagens de difusão quesão orientadas a todos os terminais de acesso dentro daárea de cobertura servida pelo SSCH.

Após gerar as mensagens, o transmissor prossegueaté o bloco 540 e codifica as mensagens. As mensagens podemser combinadas e juntamente codificadas, com uma única CRCgerada para a mensagem combinada. Em outra modalidade,algumas das mensagens podem ser mensagens de unidifusão,cada uma orientada a um único terminal de acesso, e amensagem pode incluir uma CRC com base no conteúdo damensagem de unidifusão. As mensagens SSCH podem incluir umacombinação de mensagens combinadas e de unidifusão. Otransmissor codifica as mensagens para gerar símbolos SSCH.Em uma modalidade, cada símbolo é configurado como umsímbolo de modulação para uma sub-portadora correspondente.

0 transmissor prossegue até o bloco 550 e ajustaa densidade de potência associada a cada mensagemcodificada. No caso de uma mensagem de unidifusão, otransmissor pode ajustar a densidade de potência damensagem com base na qualidade do enlace de comunicaçãoentre o transmissor e o terminal de acesso desejado. Nocaso de uma mensagem de multidifusão ou difusão, otransmissor pode ajustar a densidade de potência damensagem com base no pior enlace de comunicação, quecorresponde tipicamente a um terminal de acesso em umaborda da área de cobertura suportada pelo SSCH.

0 transmissor prossegue até o bloco 560 e modulaos recursos atribuídos com os símbolos de mensagem. Em umamodalidade, o transmissor intercala os símbolos de mensagematravés das sub-portadoras atribuídas mapeando os símbolosde uma mensagem em uma sub-portadora atribuída em umesquema de rodízio. O transmissor modula a sub-portadoracom o símbolo de mensagem.

Em uma modalidade, o transmissor pode modular assub-portadoras utilizando formatos de modulação distintoscom base na mensagem. Por exemplo, o transmissor podemodular mensagens de sinalização, tais como mensagens deatribuição de blocos de enlace direto e enlace reversoutilizando um primeiro formato de modulação e pode modularmensagens ACK ou alguma outra mensagem utilizando umsegundo formato de modulação. O transmissor podeimplementar diversos formatos de modulação, que incluem,mas não se limitam a, Chaveamento Liga-Desliga, Chaveamentopor Deslocamento de Fase Binária (BPSK), Chaveamento porDeslocamento de Fase pela Quadratura (QPSK) ou algum outroformato de modulação.

O transmissor prossegue até o bloco 570 etransforma as sub-portadoras em símbolos OFDM. Em umamodalidade, a modulação e a transformação das sub-portadoras podem ser efetuadas pelo mesmo módulo. Em outrasmodalidades, a modulação e a transformação são distintas. Otransmissor pode, por exemplo, implementar um módulo IFFT,que mapeia o conjunto total de sub-portadoras OFDM em umconjunto de tamanho equivalente de símbolos no domínio dotempo.

O transmissor prossegue até o bloco 580 etransmite os símbolos OFDM incluindo o SSCH. 0 transmissorpode, por exemplo, converter ascendentemente os símbolosOFDM em uma banda operacional predeterminada antes detransmitir os símbolos OFDM.

Foram descritos aqui métodos e equipamentos paragerar um canal de sinalização compartilhado (SSCH) para umsistema de comunicação sem fio OFDMA. 0 SSCH pode ser umcanal FDM ao qual é atribuído uma largura de bandapredeterminada. A largura de banda predeterminadaestabelece uma largura de banda utilizada pelo SSCH. Alargura de banda de overhead pode ser fixada fixando-se onúmero de sub-portadoras atribuídas ao SSCH.

Deve-se observar que o conceito de canais refere-se aqui a tipos de informações ou transmissão que podem sertransmitidos pelo ponto de acesso ou terminal de acesso.Ele não exige ou utiliza blocos fixos ou predeterminados desub-portadoras, períodos de tempo ou outros recursosdedicados a tais transmissões.

O overhead de potência utilizado pelo SSCH podeser variável. As mensagens dentro do SSCH podem ter suapotência controlada até um nível necessário para satisfazerum requisito de enlace. As mensagens do SSCH podem sermensagens de unidifusão e a potência das mensagens deunidifusão pode ser controlada até um nível ditado peloenlace de comunicação para o terminal de acesso desejado.Quando mensagens de multidifusão ou difusão são incluídas,o SSCH pode controlar a potência da mensagem combinada parasatisfazer o enlace de comunicação do pior casoexperimentado pelos terminais de acesso de destino. Aconfiguração do SSCH FDM permite uma flexibilidade maiornos recursos de potência que são necessários alocar parasuportar o canal.

Os vários blocos, módulos e circuitos lógicosilustrativos descritos em conexão com as modalidades aquireveladas podem ser implementados ou efetuados com umprocessador de uso geral, um processador de sinais digitais(DSP), um circuito integrado de aplicação especifica(ASIC) , um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA)ou outro dispositivo lógico programável, porta discreta oulógica de transistor, componentes de hardware discretos ouqualquer combinação deles projetada para executar asfunções aqui descritas- Um processador de uso geral podeser um microprocessador, mas alternativamente o processadorpode ser qualquer processador, controlador,microcontrolador ou máquina de estado convencional. Umprocessador pode ser também implementado como umacombinação de dispositivos de computação, como, porexemplo, uma combinação de DSP e microprocessador, umapluralidade de microprocessadores, um ou maismicroprocessadores em conjunto com um núcleo de DSP ouqualquer outra configuração tal qual.

As etapas de método, processo ou algoritmodescritas em conexão com as modalidades aqui reveladaspodem ser incorporadas diretamente em hardware, em ummódulo de software executado por um processador ou em umacombinação de ambos.

Um módulo de software pode residir em uma memóriade acesso aleatório (RAM), uma memória flash, uma memóriasomente leitura (ROM), uma ROM eletricamente programável(EPROM), uma ROM programável eletricamente apagável(EEPROM) , em registradores, disco rígido,, disco removível,CD-ROM ou qualquer outra forma de meio de armazenamentoconhecida na técnica. Um meio de armazenamento exemplar éacoplado ao processador de modo que o processador possa lerinformações a partir do, e gravar informações no, meio dearmazenamento. Alternativamente, o meio de armazenamentopode ser integrado ao processador. Adicionalmente, os vários métodos podem ser realizados na ordem mostrada nasmodalidades ou podem ser realizados utilizando-se uma ordemde etapas modificada. Adicionalmente, uma ou mais etapas deprocesso ou método podem ser omitidas, ou uma ou maisetapas de processo ou método podem ser acrescentadas aos métodos e processos. Uma etapa, bloco ou ação adicionalpode ser acrescentada no inicio, fim ou em elementosintervenientes existentes dos métodos e processos.

A descrição acima das modalidades reveladas éfornecida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica fabrique ou utilize a presente invenção. Diversasmodificações nestas modalidades serão prontamente evidentesaos versados na técnica, e os princípios genéricos aquidefinidos podem ser aplicados a outras modalidades sem quese abandone o espírito ou escopo da invenção. Assim, apresente invenção não pretende estar limitada àsmodalidades aqui mostradas, mas deve receber o mais amploescopo compatível com os princípios e aspectos inéditosaqui revelados.

Claims (32)

1. Método de gerar mensagens de canal desinalização em um sistema de comunicação sem fio incluindouma pluralidade de sub-portadoras se estendendo por pelomenos uma parte de uma banda de freqüência operacional, ométodo compreendendo:atribuir recursos correspondendo a uma largura debanda predeterminada alocada para um canal de sinalização;gerar pelo menos uma mensagem;codificar pelo menos uma mensagem para gerar pelomenos um símbolo de mensagem;controlar uma densidade de potência do pelo menosum símbolo de mensagem; emodular pelo menos uma parte dos recursosalocados para o canal de sinalização.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:transformar a pluralidade de sub-portadoras,incluindo pelo menos uma sub-portadora dentro da largura debanda predeterminada alocada ao canal de sinalização, paraum símbolo OFDM; etransmitir o símbolo OFDM através de um enlace decomunicação sem fio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual atribuir recursos compreende:determinar um número de sub-portadoras a partirda pluralidade de sub-portadoras correspondendo à largurade banda predeterminada; eatribuir um subconjunto da pluralidade de sub-portadoras igual ao número de sub-portadoras ao canal desinalização.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual atribuir recursos compreende:atribuir um conjunto de recursos lógicoscorrespondendo à largura de banda predeterminada ao canalde sinalização; emapear o conjunto de recursos lógicos em umsubconjunto correspondente da pluralidade de sub-portadoras.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, noqual mapear o conjunto de recursos lógicos compreendemapear o conjunto de recursos lógicos no subconjuntocorrespondente da pluralidade de sub-portadoras com base,em parte, em um algoritmo de salto em freqüência.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar pelomenos uma mensagem de concessão de acesso orientada a umterminal de acesso especifico.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, noqual a pelo menos uma mensagem de concessão de acessocompreende uma MACID correspondendo ao terminal de acessoespecifico.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar pelomenos uma mensagem de atribuição de blocos de enlaceorientada a uma pluralidade de terminais de acesso.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, noqual a pelo menos uma mensagem de atribuição de blocos deenlace compreende uma MACID de difusão.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar pelomenos uma mensagem de confirmação (ACK) em resposta a umatransmissão recebida proveniente de um terminal de acesso.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar pelomenos uma mensagem de controle de potência de enlacereverso orientada a um terminal de acesso especifico.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual codificar a pelo menos uma mensagem compreende:gerar um Código de Redundância Cíclica (CRC) quecorresponde a uma única mensagem; eanexar o CRC à única mensagem.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual codificar a pelo menos uma mensagem compreende:agregar múltiplas mensagens para gerar umamensagem combinada;codificar a mensagem combinada; eanexar a mensagem combinada com uma Verificaçãopor Redundância Cíclica (CRC) correspondendo à mensagemcombinada.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual modular pelo menos a parte dos recursos compreende:modular uma primeira sub-portadora alocada aocanal de sinalização com um primeiro símbolo de mensagem dopelo menos um símbolo de mensagem; emodular uma segunda sub-portadora alocada aocanal de sinalização com um segundo símbolo de mensagem apartir do pelo menos um símbolo de mensagem.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual modular pelo menos a parte dos recursos compreendeintercalar o pelo menos um símbolo de mensagem através depelo menos duas sub-portadoras alocadas para o canal desinalização.

16. Método de gerar mensagens de canal desinalização em um sistema de comunicação sem fio incluindouma pluralidade de sub-portadoras que se estendem por pelomenos uma parte de uma banda de freqüência operacional, ométodo compreendendo:gerar pelo menos uma mensagem;codificar a pelo menos uma mensagem para geraruma pluralidade de símbolos de mensagem;ajustar uma densidade de potência associada àpluralidade de símbolos de mensagem;determinar um subconjunto de sub-portadorasatribuídas a um canal de sinalização a partir dapluralidade de sub-portadoras; emodular cada uma dentre o subconjunto de sub-portadoras com pelo menos um símbolo da pluralidade desímbolos de mensagem.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar umamensagem de unidifusão orientada a um terminal de acessoespecífico.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar umamensagem de multidifusão orientada a um grupo especifico determinais de acesso.

19. Método, de acordo com a reivindicação 16, noqual gerar pelo menos uma mensagem compreende gerar umamensagem de difusão orientada a qualquer terminal de acessodentro de uma área de cobertura servida pelo. canal desinalização.

20. Método, de acordo com a reivindicação 16,compreendendo adicionalmente:transformar a pluralidade de sub-portadoras em umsímbolo OFDM; etransmitir o símbolo OFDM através de um canal semfio.

21. Equipamento configurado para gerar mensagensde canal de sinalização em um sistema de comunicação semfio incluindo uma pluralidade de sub-portadoras seestendendo por pelo menos uma parte de uma banda defreqüência operacional, o equipamento compreendendo:um programador configurado para atribuir umsubconjunto da pluralidade de sub-portadoras a um canal desinalização;um módulo de sinalização configurado para gerarpelo menos uma mensagem de sinalização;um módulo de controle de potência configuradopara ajustar uma densidade de potência da pelo menos umamensagem de sinalização; eum mapeador de sinais acoplado ao programador eao módulo de sinalização e configurado para mapear símbolosa partir da pelo menos uma mensagem de sinalização nosubconjunto da pluralidade de sub-portadoras.

22. Equipamento, de acordo com a reivindicação-21, no qual o programador é configurado para atribuir osubconjunto da pluralidade de sub-portadoras com base, emparte, em um algoritmo de salto em freqüência.

23. Equipamento, de acordo com a reivindicação-21, no qual o programador é configurado para atribuir umnúmero fixo de sub-portadoras a partir da pluralidade desub-portadoras.

24. Equipamento, de acordo com a reivindicação-21, no qual a pelo menos uma mensagem de sinalizaçãocompreende uma mensagem de sinalização de difusão orientadaa uma pluralidade de terminais de acesso.

25. Equipamento, de acordo com a reivindicação-21, no qual a pelo menos uma mensagem de sinalizaçãocompreende uma mensagem de sinalização de unidifusãoorientada a um terminal de acesso especifico identificadopor uma MACID correspondente.

26. Equipamento, de acordo com a reivindicação-21, no qual o módulo de controle de potência é configuradopara ajustar uma amplitude de cada símbolo a partir da pelomenos uma mensagem de sinalização.

27. Equipamento, de acordo com a reivindicação-21, compreendendo adicionalmente um módulo de TransformadaRápida Inversa de Fourier (IFFT) acoplado ao mapeador desinais e configurado para transformar a pluralidade de sub-portadoras em símbolos OFDM no domínio do tempo.

28. Equipamento configurado para gerar mensagensde canal de sinalização em um sistema de comunicação semfio incluindo uma pluralidade de sub-portadoras seestendendo por pelo menos uma parte de uma banda defreqüência operacional, o equipamento compreendendo:dispositivos para gerar pelo menos uma mensagem;dispositivos para codificar a pelo menos umamensagem para gerar uma pluralidade de símbolos demensagem;dispositivos para ajustar uma densidade depotência associada à pluralidade de símbolos de mensagem;dispositivos para determinar um subconjunto desub-portadoras atribuídas a um canal de sinalização apartir da pluralidade de sub-portadoras; edispositivos para modular cada uma dentre osubconjunto de sub-portadoras com pelo menos um símbolo apartir da pluralidade de símbolos de mensagem.

29. Equipamento, de acordo com a reivindicação-28, no qual os dispositivos para gerar a pelo menos umamensagem compreendem dispositivos para gerar uma mensagemde sinalização de difusão.

30. Equipamento, de acordo com a reivindicação-28, no qual os dispositivos para gerar a pelo menos umamensagem compreendem dispositivos para gerar uma mensagemde confirmação de unidifusão.

31. Equipamento, de acordo com a reivindicação-28, no qual os dispositivos para gerar a pelo menos umamensagem compreendem dispositivos para gerar uma mensagemde controle de potência de enlace reverso de unidifusão.

32. Equipamento, de acordo com a reivindicação-28, no qual os dispositivos para determinar o subconjuntode sub-portadoras atribuídas para o canal de sinalizaçãocompreendem dispositivos para determinar o subconjunto desub-portadoras com base, em parte, em um algoritmo de saltoem freqüência.