BRPI0707600A2 - mÉtodo e aparelho para a aquisiÇço inicial e busca de cÉlula para um sistema ofdma - Google Patents

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA A AQUISIÇçO INICIAL E BUSCA DE CÉLULA PARA UM SISTEMA OFDMA. É fornecido um método e aparelho para transmitir um sinal de acesso múltiplo no domínio da frequência ortogonal (OFDMA) que inclui um sinal de canal de sincronização transmitido dentro de uma parcela localizada de uma largura de banda do sinal OFDMA (818), o sinal de canal de sincronização tendo simetria de domínio de tempo predeterminada dentro da parcela localizada da largura de banda (816) e que inclui informação para fornecer pelo nenos parcialmente informação de identificação de célula (812) . O sinal de canal de sincronização permite uma aquisição inicial e método de busca de célula com baixa carga computacional que fornece detecção de tempo de símbolo OFDMA e detecção de erro de frequência (1112) e detecção de fronteira de quadro e detecção de informação especifica da célula (1114) em um sistema OFDMA que suporta múltiplas larguras de banda do sistema, tanto sistemas sincronizados como não-sincronizados, um índice de célula grande e uma estrutura de símbolo OFDMA com comprimento de prefixo cíclico tanto curto como longo.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA A AQUISIÇÃO INICIAL E BUSCA DECÉLULA PARA UM SISTEMA OFDMA

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção relaciona-se genericamente asistemas de comunicação sem fio e, mais particularmente,relaciona-se a um método e aparelho em um sistema de acessomúltiplo de divisão por freqüência ortogonal (OFDMA) para aaquisição de sinal inicial e busca de célula.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Em um sistema de comunicação sem fio que inclui umnúmero de estações base ou células, a tarefa inicial paraum dispositivo de comunicação sem fio é reconhecer eadquirir os sinais transmitidos das células. Outra tarefaprincipal é buscar as células para determinar qual célula éa melhor para com ela estabelecer comunicação. À medida quesistemas de sinalização cada vez mais complexos sãodesenvolvidos, essas tarefas importantes tornam-se maisdifíceis e mais consumidora de tempo. Recentemente, forampropostos sistemas de sinalização de acesso múltiplo dedivisão por freqüência ortogonal (OFDMA). Os sistemas OFDMAsão sistemas de largura de banda escalar projetados paratrabalhar em larguras de banda diferentes. Além disso, ossistemas OFDMA utilizam uma abordagem de modulação multi-portadora tendo, talvez, centenas de sub-portadoras dentrode uma faixa de freqüência estreita (por exemplo, de 5MHz). Embora a capacidade escalar dos sistemas OFDMAfacilite a introdução e a expansão desses sistemas, acomplexidade dos sistemas OFDMA precisa, apesar disso, darmargem para a aquisição de sinal pelos dispositivos decomunicação sem fio OFDMA de maneira oportuna para a rápidaativação e a transição sem percalços de uma célula paraoutra.

Assim, o que é necessário é um método e aparelho paraa aquisição de sinal inicial e busca de célula em umsistema OFDMA. Ademais, outras características e recursosdesejáveis da presente invenção tornar-se-ão aparentes dadescrição detalhada subseqüente da invenção e dasreivindicações apensas, tomadas em conjunto com os desenhosacompanhantes e este histórico da invenção.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

A presente invenção será doravante descrita emconjunto com as seguintes figuras de desenhos, em quenúmeros iguais denotam elementos iguais, e;

a Figura 1 é um diagrama de um sistema de comunicaçãosem fio de acordo com uma versão da presente invenção.

A Figura 2 é um diagrama de uma estrutura de quadrosde um sinal de acesso múltiplo no domínio da freqüênciaortogonal (OFDMA) de acordo com uma versão da presenteinvenção.

A Figura 3 é um diagrama de uma estrutura de quadro deum sinal OFDMA de acordo com uma versão alternativa dapresente invenção.

A Figura 4 é um diagrama da ocupação da largura debanda do canal de sinal de acordo com uma versão dapresente invenção.

A Figura 5 é um diagrama do mapeamento de bloco derecurso do canal de sincronização de acordo com uma versãoda presente invenção.

A Figura 6A é um diagrama da designação de seqüênciade canal de sincronização de acordo com uma versão dapresente invenção.

A Figura 6B é um diagrama da designação de seqüênciade canal de sincronização de acordo com uma versãoalternativa da presente invenção.

A Figura 6C é um diagrama da designação de seqüênciade canal de sincronização de acordo com ainda outra versãoalternativa da presente invenção.

A Figura 7 é um diagrama do mapeamento de sub-portadora do sinal de canal de sincronização de acordo coma versão da presente invenção.

A Figura 8 é um diagrama de blocos de uma estação basedo sistema de comunicação da Figura 1 de acordo com aversão da presente invenção.

A Figura 9 é um fluxograma da sinalização de canal desincronização da estação base da estação base da Figura 8de acordo com a versão da presente invenção.

A Figura 10 é um diagrama de blocos de um dispositivode comunicação sem fio do sistema de comunicação da Figura1 de acordo com a versão da presente invenção. E

A Figura 11 é um fluxograma da ativação inicial ebusca de célula do dispositivo de comunicação sem fio daFigura 10 de acordo com a versão da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

De acordo com uma versão da presente invenção, ummétodo em um sistema de comunicação sem fio inclui a etapade transmitir um sinal de acesso múltiplo no domínio dafreqüência ortogonal (OFDMA) que inclui um sinal de canalde sincronização transmitido dentro de uma parcelalocalizada de uma largura de banda do sinal OFDMA, o sinalde canal de sincronização tendo simetria no domínio detempo predeterminado dentro da parcela localizada dalargura de banda e incluindo informação para fornecer pelomenos informação parcial de identificação de célula. Alémdisso, um método em um sistema de comunicação sem fio deacordo com uma versão da presente invenção inclui a etapade transmitir um sinal OFDMA que inclui um sinal de canalde sincronização, o sinal do canal de sincronizaçãoincluindo uma pluralidade de elementos de seqüência desinal de canal de sincronização e o sinal OFDMA incluindouma pluralidade de sub-portadoras e uma pluralidade deperíodos de símbolo OFDMA, em que a pluralidade deelementos de seqüência de sinal de canal de sincronização édistribuída quer entre um ou em ambos da pluralidade desub-portadoras e uma pluralidade de intervalos de tempocomo a pluralidade de períodos de símbolos OFDMA.

Outrossim, de acordo com uma versão da presenteinvenção, o método para receber sinais OFDMA inclui asetapas de isolar uma parcela de uma largura de banda dossinais OFDMA que inclui um sinal de canal de sincronização,detectar a posição do canal de sincronização dentro daparcela de largura de banda dos sinais 0FDMA, e decodificaro sinal de canal de sincronização para dele derivar pelomenos informação parcial de identificação de célula.

Com referência à Figura 1, um sistema de comunicaçãosem fio de acesso múltiplo de divisão por freqüênciaortogonal (OFDMA) 100 de acordo com uma versão da presenteinvenção inclui uma pluralidade de estações base 110 e umdispositivo de comunicação sem fio 120. A pluralidade deestações base 110 comunica com o dispositivo de comunicaçãosem fio 120 através de sinais de freqüência de rádio OFDMA(RF) em uma pluralidade de sub-portadoras para acomunicação sem fio. Associado a cada uma da pluralidade deestações base 110 há uma área de cobertura 125 em que odispositivo de comunicação sem fio 120 pode receber sinaisOFDMA de e transmitir sinais para uma ou mais dapluralidade de estações base 110. 0 dispositivo decomunicação sem fio 120 receberá tipicamente sinalização eoutras mensagens de uma estação base dotada da potência desinal mais forte, ou de outra forma alguma característicade sinal preferida, tal que a estação base particular 110 é"o melhor servidor" para o dispositivo de comunicação semfio particular 120. A pluralidade de estações base 110 éacoplada a uma controladora do sistema de rede 13 0 para ocontrole centralizado do sistema de comunicação sem fioOFDMA.

0 sistema de comunicação sem fio OFDMA é um esquema demodulação muiti-portadora que foi proposto como a soluçãode geração seguinte para os atuais sistemas de comunicaçãosem fio de acesso múltiplo de divisão por código de área-larga (WCDMA) . OFDMA é um caso mais genérico de um sistemade multiplexação no domínio da freqüência ortogonal (OFDM)em que dados para usuários diferentes podem sertransmitidos simultaneamente em sub-portadoras diferentes.Os sistemas de comunicação sem fio OFDMA têm um grandenúmero de sub-portadoras, em que a sub-portadora ocupaapenas uma pequena fração da largura de banda do canalOFDMA (por exemplo, quinze quilohertz (kHz) por sub-portadora em uma largura de canal OFDMA de cinco megahertz(MHz)) . Assim, por exemplo, em uma faixa de cinco MHz,poderia haver aproximadamente trezentas sub-portadoras. 0projeto do sistema OFDMA fornece uma solução de largura debanda de sistemas múltiplos, altamente escalar pois, comoos sistemas OFDMA são projetados para trabalhar em largurasde banda diferentes, mais sub-portadoras podem seracrescentadas conforme necessário. Além disso, o projeto desistema OFDMA que está sendo contemplado para a evolução degeração seguinte do sistema WCDMA suporta tanto um sistemasincronizado e um sistema não-sincronizado e permite umgrande número de identificadores de estação base (índice decélula) e estruturas de símbolo OFDMA com comprimentos deprefixo cíclico tanto curtos quanto longos.

Um sistema OFDMA de acordo com a versão da presenteinvenção define um canal de sincronização que reduzsignificativamente o tempo necessário para o dispositivo decomunicação sem fio 120 sincronizar no sistema OFDMA aoadquirir o tempo do sistema OFDMA simultaneamente com aidentificação da estação base mais forte 110 ou "o melhorservidor" conforme descrito acima, para com ela estabelecercomunicação (isto é, a aquisição inicial e o tempo de buscade célula). 0 processo OFDMA de aquisição inicial e debusca de célula deve detectar um tempo de símbolo 0FDMA,uma fronteira de quadro e um erro de freqüência bem comodetectar informação específica de célula como aidentificação da estação base 110 e, se necessário, outrainformação específica da célula como a largura de banda dosistema, o número de antenas de transmissão na estação base110 ou o comprimento do prefixo cíclico. 0 sinal desincronização de acordo com a versão da presente invençãoinclui informação pelo menos parcial da célula (isto é,estação base). A informação de identificação de célula docanal de sincronização poderia ser informação deidentificação de célula que identifica um grupo de estaçõesbase individuais 110 (por exemplo, informação deidentificação de grupo de células) ou poderia informação5 inteira de identificação de célula que identifica umaestação base singular 110, e poderá ainda fornecerinformação de identificação de setor em versões em que asestações base 110 são posicionadas por padrões de coberturade antena e alocação de recurso em múltiplos setores.

Com referência à Figura 2, uma estrutura de quadroOFDMA exemplar representa um único quadro OFDMA 2 00 detempo de transmissão de dez milissegundos que compreendecento e quarenta símbolos OFDMA. A estrutura 200 incluivinte sub-quadros 210, 220, onde o primeiro sub-quadro 210é o canal de sincronização que ocupa um sub-quadro desímbolos OFDMA 210 em que os sete símbolos OFDMA 230 formamum sub-quadro de prefixo cíclico (CP) curto. Os dezenovesub-quadros restantes 240 podem ser quer um sub-quadro CPlongo tendo seis símbolos OFDMA 24 0 ou um sub-quadro CPcurto tendo sete símbolos OFDMA 230. Embora o exemplo daFigura 2 represente o canal de sincronização em um primeirosub-quadro 210 dotado de um prefixo cíclico curto, alocalização do canal de sincronização e o prefixo cíclicodo mesmo podem ser definidos de qualquer maneira oulocalização para acomodar o projeto do sistema OFDMA. Aolocalizar o canal de sincronização no primeiro sub-quadro230 (como está mostrado) ou o último sub-quadro de acordocom outra versão da presente invenção, a fronteira dequadro é definida pelo canal de sincronização.

Com referência à Figura 3, é representada a estruturade quadro OFDMA de acordo com uma versão alternativa dapresente invenção. De acordo com esta versão alternativa, ocanal de sincronização310 ao final de mais de um dos vintesub-quadros 320 para detectar o canal de sincronização 310independentemente do comprimento do CP. O canal desincronização 310 é transmitido a cada N sub-quadros 320para reduzir o tempo de aquisição inicial e de busca decélula e o tamanho de memória da aquisição inicial emsistemas OFDMA não-sincronizados, em que N é uma alíquotade vinte. Será reconhecido por aqueles habilitados natecnologia que os parâmetros de sistema dos sub-quadros, ocomprimento e número dos símbolos do quadro de sistemaOFDMA e outros parâmetros da estrutura de quadro poderãoser modificados de acordo com uma pluralidade de projetosde sistema, e a estrutura de quadro de um sistema OFDMA deacordo com a presente invenção não é limitada às versões daFigura 2 ou da Figura 3.

O canal de sincronização, de acordo com uma versão dapresente invenção, é transmitido dentro de uma parcelalocalizada da largura de banda do sinal OFDMA, por exemplo,a largura de 1,25 MHz central do sinal OFDMA,independentemente da largura de banda do sistema, com issoreduzindo o tempo de aquisição inicial e o tempo de buscaenquanto preserva a capacidade escalar do sistema decomunicação sem fio OFDMA. Com referência à Figura 4,blocos de recursos predeterminados 410 são bandas defreqüência predeterminadas. Embora seja reconhecido quequalquer banda de freqüência pode ser definida para osblocos de recursos, de acordo com uma versão da presenteinvenção, o tamanho do bloco de recurso (RB) é de 0,375 MHze o canal de sincronização 420 é geralmente definido comosendo de 1,5 MHz, assim ocupando quatro blocos de recurso410. Os símbolos de sub-portadora na largura de banda dosistema exceto pelos blocos centrais de recursos 410ocupados pelo canal de sincronização42 0 são utilizados poroutros canais. Em outra versão, a largura de banda do canalde sincronização está relacionada à largura de banda dosinal OFDMA. Alguns exemplos disso são as larguras de bandado sistema OFDMA 430, 440, 450, 460, 480.

Em um sistema OFDMA de vinte megahertz 43 0 (tendoquarenta e oito blocos de recursos 410) e um sistema OFDMA44 0 de dez megahertz (tendo vinte e quatro blocos derecursos 410), o canal de sincronização 420 utiliza os dozeblocos de recursos centrais 410. Em um sistema OFDMA 450 decinco megahertz (tendo doze blocos de recursos 410), ocanal de sincronização 420 utiliza todos os doze blocos derecursos 410. Em um sistema OFDMA 460 de 2,5 MHz (tendoseis blocos de recursos 410), o canal de sincronização 420utiliza apenas os quatro blocos de recursos centrais 410.Utilizando a simetria do canal de sincronização 420, oespectro 470 do canal de sincronização 420 abrange aparcela central dos quatro blocos de recursos 410 do canalde sincronização 420. As sub-portadoras não utilizadas emqualquer dos lados do espectro do canal de sincronização470 pode ser utilizada para bandas de guarda ou de dados(por exemplo, canais de baixa velocidade como asconfirmações de tráfego no enlace ascendente recebido, ououtros fluxos/canais de dados).

Em outra versão em que a largura de banda do canal desincronização está relacionada à largura de banda do sinalOFDMA, ο sinal do canal de sincronização poderá serrepetido na dimensão da freqüência para melhorar ainda maiso desempenho. Por exemplo, a informação de sinal do canalde sincronização poderá estar contida nos quatro blocos derecursos centrais. Então, cada conjunto adicional de quatroblocos de recursos que estão dentro da largura de banda docanal de sincronização poderá conter outra transmissão ourepetição do sinal do canal de sincronização contido nosquatro blocos de recursos centrais.

Além da informação parcial ou inteira de identificaçãode célula ou da repetição ou transmissão do sinal de canalde sincronização, para os sistemas OFDMA de cinco megahertzde largura de banda ou maiores, o canal de sincronização420 pode utilizar bandas de freqüência que não os quatroblocos de recursos centrais para aprimorar o desempenho dabusca da célula. Por exemplo, a totalidade ou uma parcelade informação especifica de célula adicional como ainformação de referência de freqüência, informação daantena de transmissão, informação do fluxo piloto ou ainformação do comprimento do prefixo cíclico (CP) poderiaser incluída na informação do canal de sincronização420.Além disso, o sistema OFDMA poderia ser projetado paratransmitir de modo redundante o canal de sincronização emduas ou mais de uma pluralidade de sub-portadoras a parcelade largura de banda poderiam ser incluídos na informação decanal de sincronização 420.Além disso, o sistema OFDMApoderia ser projetado para transmitir de modo redundante ocanal de sincronização em duas ou mais de uma pluralidadede sub-portadoras a parcela de largura de banda ocupadapelo canal de sincronização 420.Para o caso em que a largura de banda do sistema OFDMAé de 1,25 MHz, apenas três blocos de recursos 410 podem seracomodados e o canal de sincronização 420 utiliza todos ostrês blocos de recursos 410. Embora um número de variaçõesda largura de banda do sistema OFDMA foram mostradas,outras estruturas são possíveis em que o canal desincronização é transmitido em uma parcela localizada dalargura de banda do sistema OFDMA.

A Figura 5 representa a largura de banda do sinaldo sistema de comunicação OFDMA de cinco megahertz em que alargura de banda do canal de sincronização localizado 510está localizada nos 1,25 MHz centrais da largura de bandade cinco megahertz e dentro, mas menor que, a largura debanda abrangida por um número múltiplo de blocos derecursos 520. Neste caso, a largura de banda do canal desincronização 510 não abrange um múltiplo do tamanho dobloco de recurso 520. De acordo com a versão da presenteinvenção, um sinal de dados 530 é transmitidosimultaneamente com o canal de sincronização em uma parcelada largura de banda abrangida por um número inteiro deblocos de recursos 520 que não é utilizado pelo canal desincronização 510. Para a detecção aprimorada do sinal dedados 530, ele poderá ser separado do canal desincronização por larguras de banda em que nenhumainformação é transmitida, denominadas bandas de guarda 540.

O sinal de canal de sincronização é uma seqüênciadividida em elementos de seqüência do sinal do canal desincronização. Um exemplo de um tipo de seqüência preferidode acordo com a presente invenção é uma seqüênciaassemelhada a um pio generalizada (GCL) . Por exemplo, aseqüência GCL de comprimento-Ng de "índice" u, que édefinida como

sk = akb, k=0, . . . , Ng-1 (1)

em que b é um escalar completo de amplitude de unidade e<formula>formula see original document page 13</formula>, k=0,1,2, ... , Ng -1(qualquer inteiro qe 1≤u≤NG-1) e Ng é um número primo (isto é, NG=NGx1) éparticularmente adequado para uma seqüência dividida emelementos de seqüência de sinal de canal de sincronizaçãode acordo com a presente invenção. Quando Ng é um númeroprimo, a correlação cruzada entre quaisquer duas seqüênciasde "classe" distinta é ótima e haverá Ng-1 seqüênciassingulares no conjunto que podem ser utilizadas comoidentificadores de grupo singulares ou informação deidentificação de célula singular. A seqüência GCL pode serrepresentada mais simples e compactamente ao escolher b=1 eq=0.

Exemplos adicionais de tipos de seqüência que podemser utilizados para os elementos de seqüência do canal desincronização de acordo com a presente invenção poderãoincluir uma seqüência de ruído pseudo-aleatório (PN) ou umaseqüência binária de comprimento máximo. Quando forutilizada uma seqüência estruturada com opções limitadas decomprimento de seqüência (como o GCL ou binário decomprimento máximo), o número de elementos na seqüênciaoriginal poderá não casar com o tamanho do canal desincronização. Neste caso, a seqüência poderá sermodificada para caber dentro dos recursos disponíveis paraa seqüência de sinal de canal de sincronização (porexemplo, pelo truncamento ou extensão cíclica desta). Deacordo com outro aspecto da versão da presente invenção, osinal de sincronização inclui uma pluralidade de elementosde seqüência de sinal de canal de sincronização que estãodistribuídos pelas sub-portadoras de sinal OFDMA e/ouperíodos de símbolo OFDMA conforme determinado pelo projetode sistema OFDMA ou pelas condições de propagação do sinalem que se espera que o sistema opere.

A Figura 6, que compreende as Figuras 6a, 6B e 6C,representa estruturas de quadro para a designação deelemento de seqüência de canal de sincronização de acordocom a presente invenção em que os elementos de seqüência decanal de sincronização são distribuídos primeiro pelafreqüência (as sub-portadoras) e depois pelo tempo. Noentanto, a presente invenção não é limitada a este esquemade designação de elemento de seqüência de canal desincronização e poderá alternativamente distribuir oselementos de seqüência do canal de sincronização pelo tempoprimeiro e depois pela freqüência se, por exemplo, oprojeto de sistema permitir mudanças no tempo mais rápidasdo que na freqüência. Com referência à Figura 6A, o sinalde canal de sincronização é transmitido por um sub-quadro610 com uma estrutura de quadro de sete símbolos OFDMA, emque os elementos de seqüência do canal de sincronização sãotransmitidos em uma pluralidade de sub-portadoras emperíodos de símbolo OFDMA adjacentes ou próximos. Emboranão seja mostrado, em algumas versões símbolos piloto ououtros símbolos como símbolos de controle poderão ocuparparte ou a totalidade de um ou mais dos períodos de símboloOFDMA no sub-quadro 610, tal que o espaçamento no tempoentre alguns dos períodos de símbolo OFDMA próximos jámencionados poderão ser mais de um período de símboloOFDMA.

De acordo com a presente invenção, um primeiro períodode símbolo OFDMA 620 inclui uma seqüência GCL comum desímbolos de modulação ou zeros que formam trinta e oitoelementos de seqüência mapeados sobre trinta e oito sub-portadoras, a seqüência GCL no primeiro período de símboloOFDMA 620 sendo comum para todas as estações base 110 nosistema de comunicação sem fio OFDMA 100. Ao utilizar cadaoutra sub-portadora (por exemplo, as sub-portadoras denumeração par) para esta seqüência GCL comum 62 0, a formade onda pode ter uma simetria predeterminada no domínio dotempo. Esta seqüência GCL comum 620 poderá estar presenteem todas as transmissões do canal de sincronização e poderáestar localizada no primeiro período de símbolo OFDMA dosub-quadro 610, assim utilizada como um indicador dafronteira do quadro. Com referência à Figura 7, um exemplodo mapeamento de sub-portadora do sinal do canal desincronização no primeiro período de símbolo OFDMA 620 émostrado em que símbolos modulados são mapeados para cadaoutra sub-portadora (as trinta e oito sub-portadorasocupadas 702) com as sub-portadoras intervenientes 704tendo zeros ou conjuntos nulos a elas mapeados. Os símbolosde modulação são mapeados para sub-portadoras de numeraçãopar para criar ou definir a simetria da forma de onda nodomínio do tempo (isto é, a simetria predeterminada nodomínio do tempo da forma de onda do sinal do canal desincronização). Esta simetria característica pode serutilizada para a detecção grosseira do tempo do símboloOFDMA e detecção de erro na freqüência.

Com referência de volta à Figura 6A, os seis períodosde símbolo OFDMA subseqüentes 63 0 incluem a seqüência GCLsingular a um grupo de células ou estações base, ousingular para a célula ou estação base 110 (dependendo daversão) como uma pluralidade de elementos de seqüência docanal de sincronização mapeados sobre uma pluralidade desub-portadoras, cada período de símbolo OFDMA tendo todasas setenta e cinco sub-portadoras utilizadas para oselementos de seqüência de canal de sincronização GCL eenchendo os seis períodos de símbolo OFDMA 630 de modo"ziguezague". Por exemplo, a Figura 6A representa aseqüência GCL do sinal de canal de sincronização incluindo449 elementos de seqüência do canal de sincronização. Osegundo período de símbolo OFDMA 630 é preenchido comelementos de seqüência de sinal do canal de sincronização(fases) 0 a 74 ordenadas de cima para baixo. O terceiroperíodo de símbolo OFDMA 630 é preenchido com elementos deseqüência do sinal do canal de sincronização 75 a 149ordenados de cima para baixo, mas em uma versão alternativatambém poderia ser ordenado de baixo para cima. De maneirasimilar, os períodos de símbolo OFDMA restantes 630 sãopreenchidos com os elementos restantes da seqüência dosinal do canal de sincronização, com o sexto símbolo OFDMAsendo preenchido com elementos de seqüência do sinal docanal de sincronização (fases) 375 a 449 ordenados de baixopara cima. Em vez de preencher os períodos de símbolo OFDMAdo canal de sincronização de modo "ziguezague", os períodosde símbolo OFDMA 630 poderiam ser todos preenchidos de cimapara baixo ou vice-versa de acordo com o projeto de sistemaOFDMA, o tipo de seqüência e/ou o processamento necessáriopara combinar os elementos de seqüência do canal desincronização. Além disso, em vez de preencher o canal desincronização no modo de freqüência primeiro, os períodosde símbolo OFDMA 63 0 poderiam ser preenchidos no modo tempoprimeiro (por exemplo, da esquerda para a direita em cadasub-portadora, da direita para a esquerda em cada sub-portadora, ou da esquerda para a direita em algumas sub-portadoras e da direita para a esquerda em outras sub-portadoras). Ou, em vez dos métodos de preenchimentodescritos acima, qualquer padrão de preenchimentobidimensional arbitrário poderia ser utilizado.

Com referência à Figura 6B, um sinal de canal desincronização singular a uma célula ou estação base 110 ouum grupo de células (por exemplo, uma seqüência GCL comum amúltiplas células) também é transmitido por um sub-quadro610 com uma estrutura de quadro de sete símbolos OFDMA, emque os elementos de seqüência do canal de sincronização sãotransmitidos em uma pluralidade de sub-portadoras emperíodos de símbolo OFDMA adjacentes ou próximos. De acordocom esta versão da presente invenção, o primeiro período desímbolo OFDMA 620 inclui zeros mapeados sobre 37 sub-portadoras e elementos de uma seqüência GCL específica decélula ou específica de grupo e que forma trinta e oitoelementos de seqüência mapeados sobre trinta e oito sub-portadoras, para um ou um grupo das estações base 110 nosistema de comunicação sem fio OFDMA 100. Os seis períodosde símbolo OFDMA subseqüentes 63 0 incluem elementosadicionais da seqüência GCL específica de célula mapeadossobre uma pluralidade de sub-portadoras, cada período desímbolo OFDMA tendo todas as setenta e cinco sub-portadoras(fases), preenchendo os seis períodos de símbolo OFDMA 630no modo "ziguezague". A Figura 6B representa a seqüênciaGCL de sinal de canal de sincronização incluindo 487elementos de seqüência de canal de sincronização. 0 segundoperíodo de símbolo OFDMA 63 0 é preenchido com elementos deseqüência de sinal de canal de sincronização (fases) 38 a112 ordenados de baixo para cima. 0 terceiro período desímbolo OFDMA 63 0 é preenchido com elementos de seqüênciade sinal de canal de sincronização 113 a 187 ordenados decima para baixo. De maneira semelhante, os períodos desímbolo OFDMA restantes 63 0 são preenchidos com oselementos de seqüência de sinal de canal de sincronizaçãorestantes, com o sexto símbolo OFDMA sendo preenchido comelementos de seqüência de sinal de canal de sincronização(fases) 413 a 4 87, ordenados de cima para baixo.

Com referência à Figura 6C, é mostrada outra estruturaalternativa de uma designação de seqüência de canal desincronização. De acordo com a presente invenção, oselementos de seqüência de canal de sincronização poderãoser distribuídos pelos períodos de símbolo OFDMA(conformemostrado na Figura 6A) ou poderão ser distribuídos por maisde uma da pluralidade de sub-portadoras do sinal OFDMA, ouuma combinação de ambas as distribuições. Na versãoalternativa da Figura 6C, há dez períodos de símbolo decanal de sincronização na estrutura de quadro 64 0. Paraacomodar uma seqüência GCL comum mais longa (por exemplo,mais longa do que trinta e oito elementos de seqüência),uma primeira parcela 650 do canal de sincronização incluidois períodos de símbolo OFDMA 660, 670. 0 primeiro períodode símbolo OFDMA 660 poderá ser utilizado como um indicadorde fronteira de quadro. De acordo com a versão alternativada presente invenção, os elementos de seqüência do canal desincronização são mapeados para cada outro sub-quadro talque os primeiros canais de sincronização 650, que incluisetenta e cinco sub-portadoras, é mapeado para o primeiroperíodo de símbolo OFDMA 660 e o segundo período de símboloOFDMA 670. Cada um dos períodos de símbolo OFDMA 660, 670com a seqüência GCL comum inclui trinta e oito sub-portadoras, em que a utilização de sub-portadoras denúmeros pares mantém a simetria do domínio de tempopredeterminada do canal de sincronização como é mostrado naFigura 7 e discutido acima.

Condições de canal poderiam mudar durante um hiatoentre os sub-quadros. Para acomodar o processamentodiferencial dos elementos de seqüência do canal desincronização, o período de símbolo OFDMA subseqüente 670poderá repetir, como é mostrado na Figura 6C, o últimoelemento de seqüência (por exemplo, fase 37) do período desímbolo OFDMA anterior 620. Seguindo os primeiros canais desincronização 660, os segundos canais de sincronização 680incluem oito períodos de símbolo OFDMA tendo 592 elementosde seqüência de canal de sincronização mapeados parasetenta e cinco sub-portadoras para cada período de símboloOFDMA. Os oito períodos de símbolo OFDMA 68 0 para ossegundos canais de sincronização utilizam cada outro sub-quadro e são preenchidos de modo "ziguezague" (como estámostrado) ou em qualquer padrão de preenchimentobidimensional arbitrário conforme foi discutido acima,repetindo o último elemento de seqüência de um período desímbolo OFDMA como o primeiro elemento de seqüência doperíodo de símbolo OFDMA seguinte. Assim, o terceiroperíodo de símbolo OFDMA é preenchido com elementos deseqüência de sinal de canal de sincronização (fases) 0 a 74ordenados de cima para baixo. 0 quarto período de símboloOFDMA é preenchido com elementos de seqüência de sinal decanal de sincronização 74 a 14 8 ordenados de baixo paracima.

Dentro de cada elemento de seqüência de canal desincronização, elementos de seqüência GCL poderãopreferivelmente ser empregados tal que o processamentodiferencial dos elementos de seqüência GCL fornecerá adeterminação do índice de seqüência. Os elementos deseqüência GCL têm uma proporção de energia pico-a-média(PAPR) de 0 dB e ótimas propriedades de correlação cruzada.

Se uma seqüência GCL for aplicada no domínio da freqüênciaem todas as sub-portadoras, as propriedades ainda mantêmpara a forma de onda do domínio de tempo correspondentepois a transformada de Fourier de uma seqüência GCL tambémé uma seqüência GCL. Além disso, se a seqüência GCL forpassada através de um demodulador diferencial, a seqüênciade saída resultante é um exponencial complexo com umafreqüência que corresponde ao índice de seqüência original.

Assim, utilizando elementos de seqüência GCL, cada elementode seqüência de sinal de canal de sincronização terápropriedades de índice de seqüência para determinarinerentemente o índice de seqüência do mesmo. Como foimencionado anteriormente, outros tipos de seqüências tambémpoderiam ser utilizadas, mas é preferido que a seqüênciatenha propriedades que permitam a detecção do índice deseqüência com base na demodulação diferencial da seqüência.

Um exemplo de uma seqüência que não o GCL que tenha essaspropriedades é uma seqüência binária de comprimento máximo,pois a demodulação diferencial de uma seqüência binária decomprimento máximo produz uma versão deslocada ciclicamenteda mesma seqüência com um valor de deslocamentopredeterminado. Assim, com uma seqüência binária decomprimento máximo, cada ID de célula pode ser associado aum valor de deslocamento cíclico particular da seqüência, eo ID da célula pode ser recuperado com base noprocessamento diferencial.

Com referência à Figura 8, um diagrama de blocos daestação base OFDMA 110 inclui uma controladora de estaçãobase 810 acoplada â controladora de rede 13 0 e que controlaa operação da estação base 110. A controladora é acopladaao circuito receptor 812 e ao circuito transmissor 814, epoderá ainda incluir um comutador receptor/transmissor 816para controlar a transmissão e a recepção dos sinais OFDMApela antena 818 se a comunicação pela antena 818 foremduplexadas. Os sinais OFDMA recebidos pelo circuitoreceptor 812 são por ele demodulados e fornecidos àcontroladora 810 para a decodificação dos mesmos. Alémdisso, a controladora 810 fornece sinais para o circuitotransmissor 814 para modulação por ele e a transmissãodali. Embora uma única antena 818 seja mostrada, deve sercompreendido que as estações base 110 poderão ser, etipicamente o são, configuradas em setores e poderãoempregar múltiplas antenas para diversidade de recepção,e/ou aplicações de formação de feixe de transmissão,codificação de tempo no espaço, entrada múltipla saídamúltipla (MIMO), ou outros esquemas de sinalização de3 0 transmissão do projeto de sistema. Portanto, muitasconfigurações de antenas de transmissão e de recepção sãopossíveis em várias versões e a Figura 8 não pretende seruma representação esquemática completa dessas configuraçõesde antena mas em vez disso exemplificar componentes úteisno sentido de compreender as versões aqui reveladas. Comantenas múltiplas, é útil levar o número de antenas para osdispositivos de comunicação sem fio 120 para saber quantosfluxos pilotos devem ser procurados durante a aquisiçãoinicial e busca de célula. Assim, de acordo com uma versãoda presente invenção, a informação específica de célulaadicional que poderá ser transmitida como parte do sinal decanal de sincronização poderá incluir o número de antenasda estação base 110 ou informação do fluxo piloto. Acontroladora 810 é acoplada a um dispositivo dearmazenamento 820 que armazena informação para a operaçãoda estação base 110 como informação de identificação dacélula e outra informação específica da célula comoinformação de referência de freqüência, informação deantena de transmissão (como o número de antenas),informação de fluxo piloto e informação de comprimento doprefixo cíclico.

De acordo com a presente invenção, a controladora 810inclui um gerador de canal de sincronização 822 para gerarum sinal de canal de sincronização tendo simetria nodomínio do tempo dentro de uma parcela da largura de bandade sinal OFDMA e que compreende pelo menos informação deidentificação da célula, o gerador de canal desincronização 822 fornecendo o sinal de canal desincronização para o circuito transmissor 816 paratransmissão a partir dele. Às vezes o gerador de canal desincronização 822 gera um sinal de canal de sincronizaçãoque inclui pelo menos uma parcela de informação adicionalespecífica de célula. Um gerador de sinal de dados 824 geraum sinal de dados OFDMA para fornecer ao circuitotransmissor 816 para transmissão a partir dele e, de acordocom um aspecto da presente invenção em que a largura debanda é dividida em um conjunto de blocos de recurso, osinal de dados é transmitido simultaneamente com o sinal decanal de sincronização em uma parcela de uma largura debanda abrangida por um número inteiro de blocos de recursospredeterminados quando o sinal de canal de sincronizaçãoabranger uma largura de banda menor do que a largura debanda abrangida pelo número inteiro de blocos de recursospredeterminados. Dados poderiam ser voz ou transmissõesMBMS que são geradas por um dispositivo de comunicação semfio de chamada 120 ou por um provedor de conteúdo e poderáser multiplexado sobre as sub-portadoras e entrelaçado naestação base 110 ou a multiplexação poderá ser efetuadapela controladora da rede 130. 0 gerador de canal desincronização 822 define a simetria no domínio do tempo dosinal de canal de sincronização em uma versão ao mapearsinais de modulação e zeros sobre uma pluralidade de sub-portadoras do mesmo.

Com referência à Figura 9, a operação do gerador decanal de sincronização 822 de acordo com a versão dapresente invenção tem início pela recuperação de informação910 do dispositivo de armazenamento 820. Como um mínimo,esta informação inclui informação de identificação decélula que identifica singularmente a estação base 110 ouinformação de identificação de célula pelo menos parcial,como informação de identificação de célula de grupo.Informação específica de célula adicional, como foidiscutido acima, também poderia ser recuperada 910.

A seguir, o sinal de canal de sincronização é gerado912 ao codificar a informação de identificação de célula. 0sinal de canal de sincronização é analisado em umapluralidade de elementos de seqüência de canal desincronização 914. A simetria predeterminada no domínio dotempo do sinal do canal de sincronização é então definida916. De acordo com a presente invenção, a etapa 916 poderiaincluir fornecer um número par de sub-portadoras em umbloco de recurso e poderá incluir o mapeamento do sinal decanal de sincronização gerado como símbolos de modulação ezeros sobre uma pluralidade de sub-portadoras onde ossímbolos de modulação são mapeados para cada nes:Lma sub-portadora de pelo menos uma parcela das sub-portadorasutilizadas para o sinal de canal de sincronização, em que ηé um inteiro maior ou igual a dois.

Após a simetria no domínio do tempo ser definida 916,o sinal de canal de sincronização é fornecido 918 para ocircuito transmissor 816 para transmissão da estação base110. O sinal de canal de sincronização é transmitidoperiodicamente da estação base 110 para permitir aaquisição inicial e a busca da célula. Assim, o sinal decanal de sincronização poderá, além do que antecede, serfornecido ao circuito transmissor 819 de maneira redundantequer no tempo ou através das sub-portadoras para oaprimoramento da aquisição inicial e da busca de célula. Aredundância e o conteúdo do sinal de canal de sincronizaçãopode ser revista e/ou redefinida com base na largura debanda do sinal OFDMA (isto é, em resposta ao escalonamentoda largura de banda do sinal OFDMA).

Com referência à Figura 10, é mostrado um dispositivode comunicação sem fio 120 de acordo com a versão dapresente invenção. 0 dispositivo de comunicação sem fio 120inclui uma antena 1002 para receber e transmitir sinais defreqüência de rádio (RF) . Um comutador derecepção/transmissão 1004 acopla seletivamente a antena1002 ao circuito receptor 1006 e ao circuito transmissor1008 de maneira familiar àqueles habilitados na tecnologia.O circuito receptor 1006 demodula e decodifica os sinais RFpara derivar deles informação e é acoplado a umacontroladora 1010 para fornecer a ele a informaçãodecodificada para utilização por ele de acordo com a funçãodo dispositivo de comunicação sem fio 120. A controladora1010 também fornece informação para o circuito transmissor1008 para codificar e modular a informação em sinais RFpara transmissão pela antena 1002. Embora uma única antenaseja representada, aqueles habilitados na tecnologiareconhecerão que antenas de diversidade poderiam serutilizadas com receptores de diversidade para uma recepçãode sinal aprimorada.

A controladora 1010 é acoplada ao circuito deinterface do usuário 1012 que inclui, por exemplo, uma telapara apresentar a saída de vídeo ao usuário, um altofalante para fornecer saída de áudio ao usuário, ummicrofone para receber entrada de voz, e controles dousuário, como um teclado, para receber por ele entrada dousuário. A controladora 1010 é ainda acoplada a umdispositivo de memória não volátil 1014 para nela armazenarinformação e para recuperar e utilizar a informação dela.

De acordo com a versão da presente invenção, ocircuito receptor 1006 inclui um dispositivo de filtro desinal de canal de sincronização 1016 para isolar umaparcela da largura de banda do sinal OFDMA que inclui osinal de canal de sincronização. 0 dispositivo de filtro desinal de canal de sincronização 1016 poderia ser um filtrode passagem de banda ou qualquer outro dispositivo ouprocesso para filtrar o sinal OFDMA e isolar uma parcelalocalizada da largura de banda de sinal OFDMA. Por exemplo,uma transformada de Fourier rápida (FFT) poderia serutilizado para isolar a parcela localizada da largura debanda do sinal OFDMA durante o processamento em vez de umfiltro de hardware. Uma vez isolado, o sinal é fornecido àcontroladora para o processamento da aquisição inicial e dabusca de célula.

Com referência à Figura 11, o processo de aquisição desinal inicial e de busca de célula tem início pelo exame dosinal filtrado pelo filtro 1016 para determinar se háqualquer sinal 1110. Quando um sinal for detectado 1110, ométodo de aquisição inicial e de busca de célula é efetuadode acordo com a presente invenção. Primeiro, a simetriapredeterminada no domínio do tempo do sinal do canal desincronização é utilizada para efetuar a detecção grosseirado tempo do símbolo OFDMA e a detecção do recuo dafreqüência fracionaria 1112. Esta etapa 1112 poderia serefetuada por correlação diferencial do sinal de canal desincronização recebido sendo calculada no domínio do tempoou por cálculo de correlação com elementos de seqüência desinal de canal de sincronização conhecidos no domínio dotempo.

Seqüências generalizadas assemelhadas a pios (GCL) sãopreferivelmente adequadas ao processamento diferencial deacordo com a versão da presente invenção. No entanto, comofoi mencionado anteriormente, a presente invenção podeutilizar outros tipos de seqüências. As formas de onda nodomínio do tempo dos sinais OFDM modulados para GCL possuembaixo PAPR. Além disso, dada a utilização de índicesdiferentes das seqüências GCL, qualquer par de elementos deseqüência terá baixa correlação cruzada em todos os hiatosde tempo, que melhora a detecção do código e a estimação doCIR. Outrossim, seqüências GCL têm amplitude constante, e oponto Ng DFT das seqüências GCL também têm amplitudeconstante. As seqüências GCL de qualquer comprimento têmadicionalmente uma auto-correlação cíclica "ideal" (isto é,a correlação com a versão deslocada circularmente delaprópria é uma função delta). Ε, o valor absoluto da funçãode correlação cruzada cíclica entre quaisquer duasseqüências GCL é constante e igual a 1/-\JNg , quando |ui-M21 , Ui, e U2 são todos relativamente primos para Ng (umacondição que pode ser facilmente garantida se NG for umnúmero primo).

A correlação cruzada em todos os hiatosefetivamente atinge o valor de correlação cruzada mínimapara qualquer dois elementos da seqüência que tenham apropriedade de auto-correlação ideal (querendo dizer que omínimo teórico do valor máximo da correlação cruzada sobretodos os hiatos é atingida). 0 mínimo é atingido quando ascorrelações cruzadas em todos os hiatos são iguais aA propriedade de correlação cruzada permite que oimpacto de um sinal interferente seja espalhadoniveladamente no domínio do tempo após correlacionar osinal recebido com a seqüência desejada no domínio dotempo. Assim, o símbolo de busca de célula também pode serutilizado para efetuar ou auxiliar na estimação de canalcoerente no dispositivo sem fio mesmo antes dos símbolospilotos irradiados serem processados. Comparado com ospreâmbulos BPSK ou mesmo QPSK, as seqüências GCL devalorização complexa pode ser construída sistematicamentecom PAPR garantido bom e boa correlação.

O processamento diferencial dos elementos de seqüênciaGCL permite a busca de célula rápida em uma etapa paraelementos da seqüência GCL, etapa 1112. Para facilitar oprocessamento diferencial de acordo com a versão dapresente invenção, os elementos de seqüênciapreferivelmente foram gerados de acordo com uma metodologiade projeto para um comprimento de seqüência Np em que umnúmero primo Ng é o menor número primo maior que Np. 0inteiro "u" é o índice de seqüência. Os elementos deseqüência foram gerados de acordo com

Elementos de seqüência Ng-I são gerados tendo umacorrelação cruzada cíclica ótima entre qualquer par deles.

Os elementos de seqüência foram truncados para Np edistribuídos por Np sub-portadoras. Devido à sobre-amostragem introduzida na sinalização OFDMA com sub-portadoras nulas, e também a utilização de largura de bandalocalizada para o sinal de sincronização, o PAPR serádegradado para graus diferentes para "u" diferentes dovalor de 0 dB teórico (na taxa de amostragem de Nyquist).Se desejado, índices que têm o melhor PAPR entre candidatosNg-I podem ser escolhidos. As seqüências de busca de célulautilizadas por células diferentes são obtidas de diferentesíndices "u" desses elementos de seqüência GCL. O índice "u"também agira como um ID de célula.

A busca de célula 1112determina diretamente os índicesde seqüência "u" (e assim o mais forte ou o ID de célulacandidata ou o ID de grupo) do sinal recebido. Primeiro, otempo grosseiro do símbolo de busca de célula OFDMA édeterminado (por exemplo, utilizando a simetria no domíniodo tempo do símbolo de busca de célula) . Então, a partefracionária do recuo de freqüência é estimada e removida(por exemplo, com base na fase do pico de correlaçãodiferencial do meio-símbolo). Após essas etapas, um blocode N amostras no domínio do tempo recebidas que representamo símbolo de busca de célula recebido é transformado para odomínio da freqüência utilizando o processo FFT costumeiro.

Supondo que um recuo de freqüência inteira aindapoderá estar presente, as sub-portadoras ocupadas (par vsímpar) podem ser determinadas a seguir por várias técnicascomo o detector de energia máxima (por exemplo, energiatotal nas sub-portadoras pares do símbolo de busca decélula vs energia nas sub-portadoras ímpares). Os dados dodomínio da freqüência nas sub-portadoras ocupadas como Y(m)para m=l a Np (isto é, ignorar as sub-portadoras nãoutilizadas) é denotado em que Su (m) é a seqüência GCLmapeada sobre essas sub-portadoras.

A seguir, um vetor de valores "com base diferencial" écalculado com base nos pares de sub-portadoras ocupados.Esses valores, que são obtidos ao demodulardiferencialmente as sub-portadoras ocupadas do símbolorecebido, são convenientemente coletados dentro do formatode vetor (por exemplo, um vetor com base diferencial) parao processamento eficiente com base no FFT. 0 vetor com basediferencial é calculado como:

Z(m)=Y(m)*Y*(m+1),m=l, ...,Np-I (2)

em que "0" denota conjugação. Outras maneiras de obter ovetor "com base diferencial" poderão incluir, sem a eles selimitar:

Z (m) =Y (m) /Y (m+1) ,m=l, . . . ,Np-I (3)

ou

Z (m) =Y (m) /Y (m+1) /abs (Y(m) /Y (m+1) ) , m=l,..., Np-1 (4)

em que "abs()" denota o valor absoluto.

Supondo que há apenas uma estação base, e que ela estátransmitindo um símbolo de busca de célula com um índice deseqüência GCL de u, e que o canal não mudasignificativamente entre duas sub-portadoras ocupadasadjacentes, que é aproximadamente satisfeito desde que oespaçamento das sub-portadoras ocupadas não é grandedemais, ignorar a amplitude do canal e o recuo defreqüência, Y(m)*Y*(m+l) é aproximadamente igual a

Z{m) = y(w) *r(m +1) „ \ff(,mfSu {m)s: („ +1» = \H{mf cxp « = tf, -1 (5)

Assim, a informação de índice de seqüência u é portadano vetor com base diferencial. No caso multi-célula, aoprocessar o vetor com base diferencial e identificar umconjunto de componentes de freqüência proeminentes dovetor, podemos identificar o índice de célula mais forte etambém um ou mais índices de candidatos potenciais àtransferência. Para obter os componentes no domínio dafreqüência, uma ferramenta comumente utilizada é tomar umFFT ou IFFT (digamos o ponto T, T>=NP-1) em {z(m)} (etapa1114) para obter

<formula>formula see original document page 31</formula>

A posição de pico (digamos nraax) de {z(n)} dáinformação sobre o índice u da célula mais forte, isto é, omapeamento entre o componente de freqüência proeminenteidentificado em nmax para um índice de seqüência transmitidacorrespondente é determinado como

<formula>formula see original document page 31</formula>

Os valores picos também são estimativas grosseiras daenergia do canal nas sub-portadoras ocupadas. Assim, o IFFTdo sinal do canal de sincronização no domínio da freqüênciaé utilizado para detectar a fronteira do quadro edecodificar a informação de identificação da célula 1114.Assim, utilizando as propriedades do índice de seqüênciados elementos de seqüência do canal de sincronização,multiplicar um elemento de seqüência pelo conjugadocomplexo de um próximo elemento de seqüência derivará oíndice de seqüência u 1114. Assim, em uma única etapa, acontroladora 1010 pode efetuar a detecção do índice deseqüência GCL para extrair a informação específica decélula (por exemplo, u) do sinal do canal de sincronização.Quando o sinal de canal de sincronização é determinado comosendo, em algumas versões, o sinal de canal desincronização mais forte 1116, a comunicação OFDMA sem fioé estabelecida com a estação base 1118.Observe que para os fins de explanação, as equaçõesacima foram descritas para o caso dos elementos deseqüência GCL serem mapeados para diferentes sub-portadorasde um período de símbolo OFDMA. No entanto, o método dedetecção proposto também pode ser aplicado quando aseqüência for mapeada de outras maneiras, como o"ziguezague". Em geral, a etapa de demodulação diferencialpode ser efetuada sobre elementos de seqüência adjacentesmesmo se os elementos de seqüência adjacentes são mapeadospara diferentes períodos de símbolo OFDMA e/ou sub-portadoras diferentes. Além disso, o processamentodiferencial de múltiplas instâncias recebidas do canal desincronização pode ser combinado para ainda mais melhorar arobustez da detecção. Múltiplas instâncias recebidas docanal de sincronização poderão estar disponíveis devidoquer a diversidade de recepção com antenas múltiplas, ou desinais de sincronização recebidos subseqüentemente que são,por exemplo, transmitidos periodicamente pela estação base.

Conforme foi descrito para algumas versões dainvenção, a simetria no domínio do tempo do sinal desincronização pode ser fornecida pelo mapeamento dossímbolos de modulação ou elementos de seqüência para sub-portadoras de numeração par na largura de banda de canal desincronização localizado e zeros para outras sub-portadorasna largura de banda do canal de sincronização localizado.Outras versões da invenção poderão utilizar outros métodospara fornecer simetria no domínio do tempo. Um exemploinclui o mapeamento dos símbolos de modulação ou elementosde seqüência para cada Nesima sub-portadora na largura debanda do canal de sincronização localizado e zeros para asoutras sub-portadoras na largura de banda do canal desincronização localizado, em que N é um inteiro positivo, eem que a sub-portadora na largura de banda do canal desincronização localizado contendo a primeira de cada Nesimasub-portadora pode ser escolhido arbitrariamente. Umexemplo adicional é utilizar símbolos de modulação ouelementos de seqüência que são puramente reais (isto é, suaparte imaginária é zero) na largura de banda do canal desincronização localizado, pois a transformada de Fourier deum sinal real é simétrico na magnitude ao redor de suaparte central. Métodos de projeto de seqüência e/ou demapeamento e/ou de repetição de sinal que não aqueles dosexemplos fornecidos também podem ser utilizados parafornecer simetria predeterminada no domínio do tempo.

Assim, pode-se observar que a presente invençãofornece um método de aquisição inicial e de busca de célulacom baixa carga computacional e um pequeno número de etapasde processamento do receptor que apesar disso, fornece asquatro funções principais da aquisição inicial e da buscade célula (isto é, detecção do tempo do símbolo OFDMA,detecção do erro de freqüência, detecção da fronteira doquadro e detecção da informação específica da célula) em umsistema OFDMA que suporta múltiplas larguras de banda desistema, tanto sistemas sincronizados como não-sincronizados, um índice de célula grande e uma estruturade símbolo OFDMA com comprimento de prefixo cíclico tantocurto como longo. Embora pelo menos uma versão exemplartenha sido apresentada na descrição detalhada anterior dainvenção, deve ser apreciado que existe um vasto número devariações. Também deve ser apreciado que a versão exemplarou versões exemplares são apenas exemplos, e não pretendemlimitar o escopo, a aplicabilidade, ou a configuração dainvenção de forma alguma. Ao contrário, a descriçãodetalhada anterior fornecerá àqueles habilitados na tecnologia um mapa rodoviário conveniente para implementaruma versão exemplar da invenção, sendo compreendido quevárias mudanças poderão ser feitas na função e disposiçãodos elementos descritos em uma versão exemplar sem desviardo escopo da invenção conforme explicitado nasreivindicações apensas e seus equivalentes.

Claims (56)

1. Método em um sistema de comunicação sem fio, ométodo caracterizado por compreender a etapa de transmitirum sinal de acesso múltiplo no domínio da freqüênciaortogonal (OFDMA) que inclui um sinal de canal desincronização transmitido dentro de uma parcela localizadade uma largura de banda do sinal OFDMA, o sinal do canal desincronização tendo simetria predeterminada no domínio dotempo dentro da parcela localizada da largura de banda dosinal OFDMA e compreendendo primeira informação parafornecer pelo menos informação parcial de identificação decélula.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do canal de sincronizaçãocompreender ainda segunda informação que fornece pelo menosuma parcela adicional de informação específica de célula.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato da segunda informação fornecer ainformação adicional específica de célula incluindo um oumais de informação de referência de freqüência, informaçãode antena de transmissão, informação de fluxo piloto, einformação de comprimento do prefixo cíclico.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da parcela localizada da largura debanda estar dentro e ser menor que a largura de bandaabrangida por um número inteiro de blocos de recursopredeterminados, o método compreendendo ainda a transmissãode um sinal de dados simultaneamente com o sinal de canalde sincronização em que o sinal de dados é transmitido emuma parcela da largura de banda abrangida pelo númerointeiro de blocos de recurso predeterminados que não éutilizado para transmitir o sinal de canal desincronização.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da informação de identificação decélula compreender informação de identificação de grupo decélulas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da parcela localizada da largura debanda do sinal OFDMA compreender uma pluralidade de sub-portadoras e de pelo menos uma parcela do sinal do canal desincronização ser transmitida de modo redundante em duas oumais da pluralidade de sub-portadoras.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de pelo menos uma parcela do sinalde canal de sincronização ser transmitido de modoredundante simultaneamente em duas ou mais da pluralidadede sub-portadoras.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da informação pelo menos parcial deidentificação de célula ser recuperável pelo processamentodiferencial do sinal do canal de sincronização.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da parcela localizada da largura debanda do sinal OFDMA compreender uma pluralidade de sub-portadoras e do sinal do canal de sincronização compreendersímbolos de modulação e zeros mapeados sobre a pluralidadede sub-portadoras para definir a simetria no domínio dotempo deste.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato dos símbolos de modulação seremmapeados para cada nesima sub-portadora de pelo menos umaparcela da pluralidade de sub-portadoras, em que η é uminteiro maior ou igual a dois.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de pelo menos uma parcela do sinaldo canal de sincronização fornecer a simetria do domínio dotempo quando visualizado em isolamento de uma parcelarestante da largura de banda do sinal OFDMA.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de pelo menos uma parcela do sinaldo canal de sincronização compreender pelo menos umprimeiro símbolo do sinal do canal de sincronização.

13. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato do sinal do canal de sincronizaçãocompreender um ou mais elementos de seqüência individual, ede pelo menos uma parcela de uma ou ambas das primeira e dasegunda informações ser codificada em um ou mais elementosde seqüência individual.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato do sinal OFDMA compreender umapluralidade de sub-portadoras, e da pluralidade deelementos de seqüência do sinal do canal de sincronizaçãoser distribuída entre mais de uma da pluralidade de sub-portadoras.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato do sinal OFDMA compreender aindauma pluralidade de períodos de símbolo OFDMA e dapluralidade de elementos de seqüência do sinal do canal desincronização ser distribuída sobre mais de uma dapluralidade de sub-portadoras e mais de um da pluralidadede períodos de símbolo OFDMA.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de cada um da pluralidade deelementos de seqüência do sinal do canal de sincronizaçãoter propriedades de índice de seqüência a eles associadospara determinar de modo inerente o índice de seqüência emresposta às propriedades do índice de seqüência.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato do índice de seqüência serdeterminado pelo processamento diferencial dos elementos deseqüência do sinal do canal de sincronização.

18. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de pelo menos uma parcela de uma oude ambas das primeira e segunda informações ser codificadadentro de uma pluralidade de elementos individuais do um oumais elementos de seqüência individuais.

19. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de pelo menos uma parcela de uma oude ambas das primeira e segunda informações ser codificadadentro de uma combinação de uma pluralidade de elementos deseqüência de um ou mais elementos de seqüência individuais.

20. Estação base de acesso múltiplo no domínio dafreqüência ortogonal (OFDMA) caracterizada por compreender:um dispositivo de armazenamento para armazenarinformação de identificação de célula;um gerador de canal de sincronização acoplado ao meiode armazenamento e gerando um sinal de canal desincronização tendo simetria predeterminada no domínio dotempo dentro de uma parcela localizada de um sinal OFDMA ecompreendendo a informação de identificação da célula; ecircuito transmissor acoplado ao gerador de canal desincronização e transmitindo o sinal do canal desincronização dentro da parcela localizada da largura debanda do sinal OFDMA.

21. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-20, caracterizada pelo fato do dispositivo de armazenamentoarmazenar ainda informação adicional específica da célula,e do gerador do canal de sincronização gerar um sinal decanal de sincronização que compreende a informação deidentificação da célula e pelo menos uma parcela dainformação adicional específica da célula.

22. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-21, caracterizada pelo fato da informação adicionalespecífica da célula incluir uma ou mais de informação dereferência da freqüência, informação da antena detransmissão, informação do fluxo piloto, e informação docomprimento do prefixo cíclico.

23. Estação base 0FDMA, de acordo com a reivindicação-21, caracterizada pelo fato da primeira parcela da largurade banda estar dentro e ser menor que a largura de bandaabrangida por um número inteiro de blocos de recursopredeterminados, a estação base OFDMA compreendendo aindaum gerador de sinal de dados OFDMA acoplado ao dispositivode armazenamento e ao circuito transmissor e gerando umsinal de dados OFDMA, em que o circuito transmissortransmite o sinal de dados OFDMA em uma parcela da largurade banda abrangida pelo número inteiro de blocos derecursos predeterminados que não é utilizado paratransmitir o sinal de canal de sincronizaçãosimultaneamente com a transmissão do sinal do canal desincronização dentro da primeira parcela da largura debanda do sinal OFDMA.

24. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-20, caracterizada pelo fato da parcela localizada dalargura de banda do sinal OFDMA compreender uma pluralidadede sub-portadoras e do circuito transmissor transmitir demodo redundante pelo menos uma parcela do sinal do canal desincronização em duas ou mais da pluralidade de sub-portadoras.

25. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-24, caracterizada pelo fato do circuito transmissortransmitir de modo redundante simultaneamente pelo menosuma parcela do sinal do canal de sincronização em duas oumais da pluralidade de sub-portadoras.

26. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-20, caracterizada pelo fato do circuito transmissortransmitir o sinal OFDMA que inclui o sinal do canal desincronização transmitido na parcela localizada de umalargura de banda do sinal OFDMA e subseqüentementetransmite pelo menos uma parcela do sinal do canal desincronização.

27. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-20, caracterizada pelo fato da parcela localizada dalargura de banda do sinal OFDMA compreender uma pluralidadede sub-portadoras e do gerador de canal de sincronizaçãogerar o sinal do canal de sincronização que compreendesímbolos de modulação e zeros mapeados sobre a pluralidadede sub-portadoras para definir a simetria no domínio dotempo do sinal do canal de sincronização.

28. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-27, caracterizada pelo fato do gerador de canal desincronização gerar o sinal do canal de sincronização aomapear os símbolos de modulação para cada nesima sub-portadora de pelo menos uma parcela da pluralidade de sub-portadoras, em que η é um inteiro maior que ou igual adois.

29. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-27, caracterizada pelo fato de pelo menos um dos símbolosde modulação fornecer a simetria no domínio do tempo quandovisualizado em isolamento de uma parcela restante do sinalOFDMA.

30. Estação base OFDMA, de acordo com a reivindicação-20, caracterizada pelo fato de pelo menos uma parcela docanal de sincronização fornecer a simetria no domínio dotempo quando visualizado em isolamento de uma parcelarestante da largura de banda do sinal OFDMA.

31. Receptor de comunicação sem fio para recebersinais de acesso múltiplo no domínio da freqüênciaortogonal (OFDMA) caracterizado por compreender:circuito receptor para receber e demodular sinaisOFDMA, o circuito receptor compreendendo um filtro parafiltrar os sinais OFDMA para isolar uma parcela de umalargura de banda dos sinais OFDMA que inclui um sinal decanal de sincronização; euma controladora acoplada ao circuito receptor e quedetecta a posição do canal de sincronização dentro daparcela da largura de banda dos sinais OFDMA em resposta àsimetria predeterminada no domínio do tempo do canal desincronização, a controladora decodificando o sinal docanal de sincronização para dele derivar pelo menos ainformação parcial de identificação da célula.

32. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 31, caracterizado pelo fato de pelo menosinformação parcial de identificação da célula compreenderuma informação de identificação de célula de grupo.

33. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 31, caracterizado pelo fato da controladoradecodificar o sinal do canal de sincronização e delederivar pelo menos informação parcial de identificação dacélula e informação adicional específica da célula.

34. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 33, caracterizado pelo fato da controladoradecodificar o sinal de canal de sincronização e delederivar pelo menos a informação parcial de identificação dacélula e informação adicional específica da célula.

35. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 33, caracterizado pelo fato da parcela dalargura de banda estar dentro e ser menor do que a largurade banda abrangida por um número inteiro de blocos derecurso predeterminados, e em que o filtro filtra os sinaisOFDMA para isolar o sinal do canal de sincronização, e emque a controladora detecta e decodifica o sinal desincronização e também detecta e decodifica um sinal dedados OFDMA em uma parcela da largura de banda abrangidapelo número inteiro de blocos de recurso predeterminadosque não é utilizado para a transmissão do sinal do canal desincronização, o sinal de dados OFDMA recebidosimultaneamente com o sinal do canal de sincronizaçãodentro da largura de banda abrangida pelo número inteiro deblocos de recursos predeterminados.

36. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 31, caracterizado pelo fato da controladoradecodificar múltiplas ocorrências do sinal de sincronizaçãoe determinar o sinal de sincronização ao tirar a média dasmúltiplas ocorrências do sinal de sincronização.

37. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 36, caracterizado pelo fato dos sinais OFDMAserem recebidos em uma pluralidade de sub-portadoras e dacontroladora decodificar múltiplas ocorrências do sinal desincronização recebido em múltiplas da pluralidade de sub-portadoras .

38. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 36, caracterizado pelo fato da controladoradecodificar múltiplas ocorrências do sinal de sincronizaçãorecebido em múltiplas ocasiões.

39. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 31, caracterizado pelo fato da controladoradecodificar o sinal do canal de sincronização ao determinara simetria no domínio do tempo do mesmo em resposta àdetecção de um padrão predeterminado de uma pluralidade desinais de modulação mapeados sobre uma pluralidade de sub-portadoras com uma pluralidade de zeros.

40. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 39, caracterizado pelo fato da controladoradeterminar a simetria no domínio do tempo do sinal do canalde sincronização em resposta ao detectar um padrãopredeterminado de uma pluralidade de sinais de modulaçãomapeados sobre uma pluralidade de sub-portadoras com umapluralidade de zeros, em que os símbolos de modulação sãomapeados para cada nesima sub-portadora de pelo menos umaparcela da pluralidade de sub-portadoras, em que η é uminteiro maior ou igual a dois.

41. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 31, caracterizado pelo fato do sinal do canalde sincronização compreender uma pluralidade de elementosde seqüência do sinal do canal de sincronização; e dacontroladora decodificar o sinal do canal de sincronizaçãoem resposta à detecção e à decodificação da pluralidade deelementos de seqüência do sinal do canal de sincronizaçãodistribuídos por uma parcela dos sinais OFDMA.

42. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 41, caracterizado pelo fato dos sinais OFDMAcompreenderem uma pluralidade de sub-portadoras e umapluralidade de períodos de símbolo OFDMA e da controladoradecodificar o sinal do canal de sincronização em resposta àdetecção e à decodificação da pluralidade de elementos deseqüência do sinal do canal de sincronização distribuídospor uma parcela da pluralidade de sub-portadoras e/ou umaparcela da pluralidade de períodos de símbolo OFDMA.

43. Receptor de comunicação sem fio, de acordo com areivindicação 41, caracterizado pelo fato de cada um dapluralidade de elementos de seqüência do sinal do canal desincronização possuir propriedades de índice de seqüência aele associados para determinar de modo inerente o índice deseqüência em resposta as propriedades do índice deseqüência e da controladora decodificar o sinal do canal desincronização em resposta ao detectar a pluralidade deelementos de seqüência do sinal do canal de sincronizaçãoem resposta ao detectar a pluralidade de elementos deseqüência do sinal do canal de sincronização peloprocessamento diferencial da pluralidade dos elementos deseqüência do sinal do canal de sincronização em resposta àspropriedades do índice de seqüência a eles associados.

44. Método para receber sinais de acesso múltiplo nodomínio da freqüência ortogonal (OFDMA) caracterizado porcompreender as etapas de:isolar uma parcela de uma largura de banda dos sinaisOFDMA que inclui um sinal do canal de sincronização;detectar a posição do canal de sincronização dentro daparcela da largura de banda dos sinais OFDMA; edecodificar o sinal do canal de sincronização paradele derivar pelo menos a informação parcial deidentificação da célula.

45. Método, de acordo com a reivindicação 44,caracterizado pelo fato da etapa de detectar a posição dosinal do canal de sincronização compreender a etapa dedetectar a posição do sinal do canal de sincronizaçãodentro da parcela da largura de banda dos sinais OFDMA emresposta à simetria no domínio do tempo do sinal do canalde s incroni zação.

46. Método, de acordo com a reivindicação 44,caracterizado pelo fato da etapa de decodificar o sinal docanal de sincronização compreender a etapa de decodificar osinal do canal de sincronização e dele derivar pelo menos ainformação parcial de identificação da célula e ainformação específica de célula adicional.

47. Método, de acordo com a reivindicação 46,caracterizado pelo fato da informação específica de célulaadicional incluir uma ou mais de informação de referênciade freqüência, informação de antena de transmissão,informação de fluxo piloto, e informação de comprimento doprefixo cíclico.

48. Método, de acordo com a reivindicação 46,caracterizado pelo fato da primeira parcela da largura debanda estar dentro e ser menor do que a largura de bandaabrangida por um número inteiro de blocos de recursopredeterminados, e da etapa de isolar uma parcela dalargura de banda compreender a etapa de isolar o sinal docanal de sincronização, e o método ainda compreendendo asetapas de:detectar um sinal de dados OFDMA em uma parcela dalargura de banda abrangida pelo número inteiro de blocos derecurso predeterminados que não é utilizado para atransmissão do sinal do canal de sincronização, o sinal dedados OFDMA recebido simultaneamente com o sinal do canalde sincronização dentro da largura de banda abrangida pelonúmero inteiro de blocos de recurso predeterminados; edecodificar o sinal de dados OFDMA e dele derivardados.

49. Método, de acordo com a reivindicação 44,caracterizado pelo fato da etapa de decodificar o sinal docanal de sincronização compreender a etapa de decodificarmúltiplas ocorrências do sinal de sincronização, o métodocompreendendo ainda a etapa de determinar o sinal do canalde sincronização ao tirar a média das múltiplas ocorrênciasdo sinal do canal de sincronização.

50. Método, de acordo com a reivindicação 49,caracterizado pelo fato da etapa de isolar uma parcela dalargura de banda dos sinais OFDMA compreender a etapa deisolar uma pluralidade de sub-portadoras dos sinais OFDMA,e em que a etapa de decodificar múltiplas ocorrências dosinal do canal de sincronização compreender a etapa dedecodificar múltiplas ocorrências do sinal do canal desincronização recebidos em múltiplas da pluralidade de sub-portadoras.

51. Método, de acordo com a reivindicação 49,caracterizado pelo fato da etapa de decodificar múltiplasocorrências do sinal do canal de sincronização compreendera etapa de decodificar múltiplas ocorrências do sinal docanal de sincronização recebida em múltiplas ocasiões.

52. Método, de acordo com a reivindicação 44,caracterizado pelo fato da etapa de isolar uma primeiralargura de banda dos sinais OFDMA compreender a etapa deisolar uma pluralidade de sub-portadoras dos sinais OFDMA,e da etapa de detectar o sinal do canal de sincronizaçãocompreender a etapa de determinar a simetria no domínio dotempo do sinal do canal de sincronização em resposta aodetectar um padrão predeterminado de uma pluralidade desinais de modulação mapeados sobre a pluralidade de sub-portadoras com uma pluralidade de zeros.

53. Método, de acordo com a reivindicação 52,caracterizado pelo fato da etapa de determinar a simetriano domínio do tempo do sinal do canal de sincronizaçãocompreender a etapa de determinar a simetria no domínio dotempo do sinal do canal de sincronização em resposta aodetectar um padrão predeterminado de uma pluralidade desinais de modulação mapeados sobre uma pluralidade de sub-portadoras com uma pluralidade de zeros, em que os símbolosde modulação são mapeados para cada nesima sub-portadora depelo menos uma parcela da pluralidade de sub-portadoras, emque η é um inteiro maior ou igual a dois.

54. Método, de acordo com a reivindicação 44,caracterizado pelo fato do sinal do canal de sincronizaçãocompreender uma pluralidade de elementos de seqüencia dosinal do canal de sincronização, e da etapa de detectarcompreender a etapa de detectar a pluralidade de seqüênciasde sinal do canal de sincronização distribuída por pelomenos parte da parcela da largura de banda dos sinaisOFDMA; e da etapa de decodificar compreender a etapa dedecodificar o sinal do canal de sincronização em resposta adecodificar a pluralidade de elementos de seqüência dosinal do canal de sincronização distribuídos por umaparcela da largura de banda dos sinais OFDMA.

55. Método, de acordo com a reivindicação 54,caracterizado pelo fato dos sinais OFDMA compreenderem umapluralidade de sub-portadoras e uma pluralidade de períodosde símbolo OFDMA, e da etapa de detectar o sinal de canalde sincronização compreender a etapa de detectar apluralidade de elementos de seqüência do sinal do canal desincronização distribuídos por uma parcela da pluralidadede sub-portadoras e uma parcela da pluralidade de períodosde símbolo OFDMA.

56. Método, de acordo com a reivindicação 54,caracterizado pelo fato de cada um da pluralidade deelementos de seqüência do sinal do canal de sincronizaçãoter propriedades de índice de seqüência a ele associadospara determinar inerentemente o índice de seqüência emresposta às propriedades do índice de seqüência, e da etapade decodificar o sinal do canal de sincronizaçãocompreender a etapa de decodificar a pluralidade deelementos de seqüência do sinal do canal de sincronizaçãoem resposta às propriedades do índice de seqüência a eleassociados.