BRPI0710310A2 - transmissões repetitivas em técnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras - Google Patents
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Abstract
TRANSMISSõES REPETITIVAS EM TéCNICAS DE ACESSO SEM FIO BASEADAS EM MULTI-PORTADORAS. Transmissões repetitivas em técnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras podem ser alcançadas fornecendo-se múltiplos valores de retardo cíclico para uma pluralidade de portadoras, executando um procedimento de retardo cíclico usando múltiplos valores de retardo cíclico de acordo com o número de transmissão repetitiva de simbolos de dados a serem transmitidos a um receptor, e transmitindo os simbolos de dados de retardo cíclico ao receptor usando a pluralidade de portadoras.
Description
"TRANSMISSÕES REPETITIVAS EM TÉCNICAS DE ACESSO SEM FIOBASEADAS EM MULTI-PORTADORAS"
Campo da Invenção
Esta descrição refere-se a transmissões repetitivas em técnicas de acesso sem fiobaseadas em multi-portadoras.
Fundamentos da Invenção
Certas técnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras não suportam a-dequadamente um sistema de comunicação móvel com vários tipos de estruturas de antena.
Sumário da Invenção
Os presentes inventores reconheceram certos problemas relacionados a certastécnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras. Baseadas em tal reconhecimen-to, as seguintes características foram concebidas.
As características e aspectos da presente descrição foram propostas para aperfei-çoar certas técnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras fornecendo um es-quema de transmissão repetitiva que resulta em ganho de diversidade de freqüência adicio-nal obtido enquanto exigindo baixa complexidade. Tal esquema de transmissão repetitiva éaplicável sem considerar o número de antenas, e fornece desempenho aperfeiçoado em umambiente de canal tendo seleção de baixa freqüência.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 é um diagrama de bloco que mostra uma estrutura de um sistema deMultiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) tendo uma única antena trans-ceptora.
A Figura 2 é um diagrama de bloco que mostra uma estrutura de um sistema deMultiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) tendo múltiplas antenas trans-ceptoras.
A Figura 3 é um diagrama de bloco que mostra um exemplo de um esquemaHARQ.
A Figura 4 é um diagrama de bloco que mostra outro exemplo do esquema HARQ.
A Figura 5 é um diagrama de bloco que mostra um esquema se diversidade de re-tardo cíclico.
A Figura 6 é um desenho para descrever um método de re-transmissão para umesquema HARQ baseado em codificação espaço-tempo.
A Figura 7 é um diagrama de bloco que mostra alguns conceitos na aplicação dométodo de transmissão repetitiva de acordo com uma modalidade da presente descrição.
A Figura 8 é um diagrama de bloco que mostra o conceito de executar re-transmissões de acordo com a presente modalidade.
A Figura 9 é um diagrama de bloco que mostra um esquema para executar re-transmissões.
A Figura 10 é um diagrama de bloco que mostra os conceitos de executar re-transmissões através de múltiplas antenas de acordo com a presente modalidade.
A Figura 11 é um diagrama de bloco que mostra como o esquema de re- transmissão é executado através de múltiplas antenas.
A Figura 12 é um diagrama de bloco que mostra outro conceito de executar re-transmissões através de múltiplas antenas de acordo com a presente modalidade.
A Figura 13 é um diagrama de bloco que mostra um esquema de executar re-transmissões através de múltiplas antenas.
A Figura 14 é um diagrama de bloco que mostra outro conceito de executar re-transmissões através de múltiplas antenas de acordo com a presente modalidade.
A Figura 15 é um diagrama de bloco que mostra um esquema para executar re-transmissões através de múltiplas antenas.
A Figura 16 é um diagrama de bloco que indica os dados incluídos em uma únicaestrutura.
A Figura 17 é um diagrama de bloco que indica um método para gerar a estruturade dados da Figura 16.
A Figura 18 é um diagrama de bloco que mostra como implementar um método detransmissão de retardo cíclico através de rotação de freqüência (deslocamento circular).
A Figura 19 mostra as mudanças em componentes de sinal quando o retardo cíclicoé executado.
A Figura 20 mostra as mudanças em componentes de sinal quando 3 seqüênciasde fase respectivamente diferentes são multiplicadas a um sinal particular.
Descrição Detalhada da Invenção
Os esquemas de transmissão repetitiva são essenciais para aumentar a qualidadede sistemas de comunicação. Muitos esquemas empregam métodos para respectivamenteaumentar diversidade espacial, diversidade de tempo, e diversidade de freqüência. Entreesses, um dos mais importantes métodos para aumentar a qualidade do sistema é o es-quema HARQ.
O conceito básico do esquema HARQ é re-transmitir a mesma informação durantea re-transmissão, se essa é exigida devido a uma ocorrência de erro em um primeiro pacotetransmitido, tal que o ganho de diversidade de tempo é obtido enquanto energia de sinal éaumentada para corrigir erros ou tal que o ganho de codificação é aumentado transmitindoas novas partes da parte de paridade para corrigir erros de pacote.
Entretanto, apesar do uso de tal esquema HARQ, em certos sistemas OFDM em-pregando uma única antena transceptora, porque não há ganho de diversidade espacial,mesmo se a re-transmissão é executada durante um ambiente de baixa velocidade no qualo canal muda lentamente, o sinal de re-transmissão passando através de um canal similarnovamente, que resulta em uma alta probabilidade em que erros de pacote não são corrigi-dos se o canal não está bom. Essa mesma desvantagem é sofrida em um sistema de múlti-plas antenas transceptoras sem quaisquer esquemas de múltiplas antenas sendo aplicadosa ele.
Adicionalmente, quando usando o esquema HARQ baseado em codificação espa-ço-tempo, o ganho de diversidade espacial é obtido, mas porque o esquema da técnica re-lacionada foi designado com a hipótese de que o canal não muda durante re-transmissão,se a velocidade de movimento é alta, interferência inter-símbolo ocorre devido às mudançasno canal e a primeira transmissão deveria ser enviada em uma taxa de multiplexação espa-cial de 1 ou acima, que resulta no problema de não ser útil para um sistema de comunicaçãomóvel suportando vários tipos de estruturas de antenas .
A Figura 1 é um diagrama de bloco que mostra uma estrutura de um sistema deMultiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) tendo uma única antena trans-ceptora. A Figura 2 é um diagrama de bloco que mostra uma estrutura de um sistema deMultiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) tendo múltiplas antenas trans-ceptoras.
Os dados de usuário a serem transmitidos a um lado de recebimento ou bits de da-dos correspondentes para controlar dados são inseridos em um codificador de canal 101.Esse codificador de canal 101 anexa bits redundantes aos bits de dados de modo a reduziros efeitos com relação aos efeitos ou ruído vindo do canal. As saídas do codificador de ca-nal 101 são inseridas em um mapeador 102 e são convertidas em símbolos. Esses símbolossão então inseridos em um conversor serial/paralelo 103. O conversor serial/paralelo 103converte os dados seriais em dados paralelos. O conversor serial/paralelo 103 pode transmi-tir dados a um lado de recebimento usando uma pluralidade de sub-portadoras ortogonais.Se transmitindo via uma pluralidade de antenas como mostrado na Figura 1, a saída doconversor serial/paralelo 103 é inserida em um codificador de múltiplas antenas 104. O codi-ficador de antena multiplex 104 executa processamento de sina espaço-tempo para conver-ter símbolos de dados em sinais de espaço-tempo. Para o esquema de múltiplas antenas, aantena de transmissão é usada para transmitir tal sinal de espaço-tempo via canais, e a an-tena de recebimento é usada para receber tal sinal de espaço-tempo a partir dos canais. Odecodificador de múltiplas antenas 105 executa re-conversão dos sinais de espaço-temporecebidos em respectivos símbolos de dados.
Um sistema, que emprega uma ou mais antenas, insere o sinal recebido via múlti-plas sub-portadoras em um conversor paralelo/serial 106, que converte sinais paralelos emsinais seriais. A saída do conversor paralelo/serial 106 é inserida em um desmapeador 107,que converte os símbolos de dados em uma seqüência de bits. Para tal seqüência de bits, odecodificador de canal 108 executa decodificação de canal com relação a códigos de canalde modo a deduzir os dados.
Em um sistema como mostrado nas Figuras 1 e 2, certos esquemas de transmissãorepetitiva podem ser classificados da seguinte maneira.
Os esquemas de transmissão repetitivos aplicáveis a todos os sistemas nos quaisse o canal de retorno está disponível com uma ou múltiplas antenas transceptoras podemincluir esquemas de Solicitação de Repetição Automática (ARQ)1 esquemas ARQ Híbridos(HARQ), esquemas de codificação de repetição, etc.
O esquema ARQ emprega um método no qual o mesmo sinal é re-transmitidoquando um erro ocorre no pacote transmitido. O esquema HARQ emprega um método noqual o mesmo sinal ou um diferente tipo de sinal é re-transmitido quando um erro ocorre nopacote transmitido. O esquema de codificação de repetição emprega um método no qual omesmo sinal é repetido muitas vezes e transmitido via um único pacote, e tal esquema éusado para transmissão de sinais que exigem recepção precisa, tal como sinais de controle.
A seguir, os esquemas de transmissão repetitiva aplicáveis a somente sistemascom múltiplas antenas transceptoras serão explicados. Tais esquemas podem incluir umesquema de codificação espaço-tempo, um esquema de diversidade de retardo cíclico, umesquema HARQ baseado em codificação espaço-tempo, etc.
O esquema de codificação espaço-tempo emprega um método no qual o mesmosinal é transmitido via uma antena de transmissão diferente em um intervalo de tempo sub-seqüente. O esquema de diversidade de retardo cíclico emprega um método no qual omesmo sinal é transmitido usando diferentes retardos cíclicos e diferentes níveis de energiacom relação a cada antena. O esquema HARQ baseado em codificação espaço-tempo em-prega um método no qual a transmissão inicial é executada de acordo com um método demultiplexação espacial, enquanto re-transmissões são executadas em uma codificação es-paço-tempo se erros ocorrem.
Em sistemas de comunicação, esquemas de transmissão repetitivos têm se desen-volvido de várias formas de modo a aumentar a confiabilidade do ambiente de comunica-ções. Alguns esquemas de transmissão repetitivos descritos acima são métodos que sãoaplicáveis a sistemas de comunicação particulares tendo somente uma antena transceptoraou múltiplas antenas transceptoras. Tais esquemas de transmissão repetitiva operam daseguinte maneira.
O esquema ARQ é o método mais básico para corrigir erros quando um erro ocorreno pacote transmitido. Esse é um esquema para re-transmitir um pacote que é o mesmo dopacote transmitido, onde o lado de recebimento descarta o pacote errôneo e espera por umnovo pacote.
Q esquema HARQ é uma combinação do esquema ARQ com a codificação de ca-nal. O esquema HARQ pode ser geralmente classificado em dois tipos. O primeiro tipo é umesquema de combinação de ramificação como mostrado na Figura 3. Como mostrado naFigura 3, no HARQ do tipo combinação de ramificação, os pacotes codificados por canal sãotransmitidos e se a primeira transmissão falhou, o mesmo pacote é transmitido durante a re-transmissão. Esse é o mesmo do esquema ARQ, mas no esquema HARQ combinando ra-mificação, pacotes errôneos não são descartados, mas armazenados em um armazenadortemporário e depois combinados com um pacote re-transmitido para restauração de erro.Assim, erros são restaurados usando diversidade de tempo e aumentando energia de sinal.
A Figura 4 é um diagrama de bloco que mostra outro exemplo do esquema HARQtendo uma estrutura (formato) do tipo redundância de aumento. No esquema HARQ do tiporedundância de aumento, as re-transmissões não são executadas da mesma maneira datransmissão inicial, mas os efeitos de abaixar a taxa de codificação de canal enquanto corri-gindo erros de um pacote são alcançados re-transmitindo a parte de paridade adicional docódigo de canal.
O esquema de codificação de repetição emprega um método no qual uma baixa ta-xa de codificação de canal é simplesmente obtida formando um único pacote mediante arepetição dos blocos codificados por canal e transmitindo os mesmos.
O esquema de codificação espaço-tempo emprega um método no qual o ganho dediversidade espacial é obtido transmitindo sinais via uma antena de transmissão diferenteenviando continuamente o mesmo sinal em um ambiente de múltiplas antenas. A equaçãoabaixo é o código espaço-tempo mais básico e é tipicamente usada em um sistema tendoduas antenas de transmissão.
[Equação 1]
<formula>formula see original document page 6</formula>
Na equação acima, as linhas da matriz representam as antenas de transmissão en-quanto as colunas representam o tempo. Como mostrado na equação acima, o símbolo dedados S1 é transmitido via a primeira antena e então transmitido via a segunda antena naforma de um número complexo conjugado, e o símbolo de dados S2 é transmitido via a se-gunda antena e então transmitido via a primeira antena na forma de um número complexoconjugado de um código oposto de modo a manter a propriedade ortogonal entre símbolosde dados. Ao transmitir dessa maneira, cada símbolo de dados é transmitido através de to-das as antenas de transmissão sem qualquer interferência inter-símbolo, assim obtendoganho de diversidade completo.
A Figura 5 é um diagrama de bloco que mostra um esquema de diversidade de re-tardo cíclico. O esquema de diversidade de retardo cíclico é vantajoso porque quandotransmitindo símbolos OFDM em um sistema tendo múltiplas antenas de transmissão, àmedida que os sinais são transmitidos via todas as antenas com retardos e/ou magnitudesrespectivamente diferentes, o ganho de diversidade de freqüência pode ser obtido no ladode recebimento mediante a combinação de cada sinal retardado, e a complexidade do re-ceptor pode ser significativamente reduzida desde que os sinais são combinados e detecta-dos (extraídos) por cada antena de transmissão.
A seguir, o esquema HARQ baseado em codificação espaço-tempo descrito acimaserá explicado. A Figura 6 é um desenho para descrever um método de re-transmissão paraum esquema HARQ baseado em codificação espaço-tempo. A Figura 6 mostra um esquemade uma primeira transmissão e uma segunda transmissão mediante a recepção de seu sinalNACK (reconhecimento negativo).
Como na Figura 6, em um método de re-transmissão repetitiva de tempo usandocodificação espaço-tempo, o ganho de diversidade de espaço é adicionalmente adquiridoquando a re-transmissão, tal que a energia do sinal re-transmitido, é aumentada enquanto oganho de diversidade é também adicionalmente obtido.
As características e efeitos particulares da presente descrição serão especificadosem mais detalhes como explicado a seguir com relação a uma modalidade da presente des-crição.
A presente modalidade refere-se a um método de transmissão repetitiva. O métodode transmissão repetitiva refere-se a um esquema no qual dados particulares são transmiti-dos uma pluralidade de vezes. Quando os dados são transmitidos uma pluralidade de vezesde acordo com o método de transmissão repetitivo, os dados transmitidos podem ser osmesmos dados ou podem ser dados diferentes. Por exemplo, os mesmos dados podem sertransmitidos ao lado de recebimento por uma pluralidade de vezes. Também, uma pluralida-de de mesmos dados pode ser transmitida durante uma única particular unidade de tempo.Também, os dados particulares podem ser transmitidos em uma transmissão inicial, e osdados resultantes dos dados inicialmente transmitidos tendo passado por certo processa-mento de dados podem ser transmitidos durante uma segunda transmissão. Também, osdados particulares podem ser transmitidos em uma transmissão inicial, e uma parte dos da-dos inicialmente transmitidos pode ser transmitida na segunda transmissão.
Como um exemplo do método de transmissão repetitiva descrito acima, há um es-quema de re-transmissão. O esquema de re-transmissão refere-se a um método onde olado de transmissão re-transmite dados ao lado de recebimento, se o lado de recebimentonão foi capaz de normalmente reconstruir (decodificar) os dados recebidos. Ou seja, se atransmissão inicial falhou, uma re-transmissão é executada. Os dados sendo transmitidosatravés de tal re-transmissão podem ser os mesmos dados dos dados inicialmente transmi-tidos, ou podem ser dados resultantes dos dados inicialmente transmitidos passados porprocessamento particular de dados, ou podem ser uma parte dos dados inicialmente trans-mitidos.A Figura 7 é um diagrama de bloco que mostra alguns conceitos na aplicação dométodo de transmissão repetitiva de acordo com uma modalidade da presente descrição. AFigura 7 é usada para descrever os conceitos mais gerais da modalidade exemplificada.
O exemplo na Figura 7 mostra um esquema de transmissão repetitiva para sinaistendo retardo cíclico executado a esses no domínio do tempo com relação a símbolosOFDM. Esse retardo cíclico é conceitualmente o mesmo de um deslocamento cíclico, ondeuma amostra incluída em um símbolo OFDM é ciclicamente retardada por um número parti-cular de vezes. O símbolo OFDM refere-se a um conjunto de dados que foi processado u-sando operações de IFFT (Transformada de Fourier Rápida Inversa) ou IDFT (Transformadade Fourier Discreta Inversa), e tem a característica de ser tipicamente transmitido durante omesmo período de tempo. A amostra acima mencionada refere-se aos dados incluídos emcada símbolo OFDM, e corresponde a dados de usuário ou sinais de controle. A Figura 7mostra um exemplo onde um único símbolo OFDM inclui N amostras, e N pode ser equiva-lente ao número de sub-portadoras usadas para comunicação.
Na Figura 7, o símbolo OFDM refere-se a um símbolo OFDM que passou por ope-rações IFFT ou IDFT. Ou seja, o retardo cíclico da Figura 7 mostra um símbolo OFDM (ten-do passado por operações IFFT ou IDFT) sendo ciclicamente retardado por até uma amos-tra particular no domínio do tempo.
A Figura 7 mostra um exemplo de transmissão de um número N de fluxos de da-dos. Para cada fluxo de dados, um retardo cíclico com um valor de retardo respectivamentediferente é aplicado. Ou seja, um retardo de Ό' é aplicado a um primeiro fluxo de dados cor-respondente a dados 's', e uma energia de gO é fornecida. Também, um retardo de 'd1' éaplicado a um segundo fluxo de dados correspondente aos dados 's(di)', e uma energia deg1 é fornecida. Também, um retardo de 'dN' é aplicado a um N0 fluxo de dados correspon-dente a dados 's(dN)\ e uma energia de gN é fornecida. Tais primeiro ao N0 fluxo de dadospodem ser transmitidos via as antenas mediante a inserção de um prefixo cíclico (CP) que éigual a um certo número G de amostras.
No exemplo da Figura 7, um número N de retardos cíclicos respectivamente dife-rentes pode ser aplicado. Também, um número N de controles de energia respectivamentediferentes pode ser executado. Se as transmissões para um único usuário são problemáti-cas, vários retardos cíclicos ou vários controles de energia podem ser executados de acordocom o ambiente de canal de mudança. Também, se re-transmissões são problemáticas,vários retardos cíclicos ou vários controles de energia podem ser executados de acordo como número de ocorrências de re-transmissão. Também, se transmissões para múltiplos usuá-rios são problemáticas, vários retardos cíclicos ou vários controles de energia que são otimi-zados para cada usuário podem ser executados. Como descrito acima, é preferencial que osvalores de retardo cíclico ou de controle de energia são mudados de acordo com vários am-bientes de comunicação. De modo a ajustar os valores de retardo cíclico ou controle de e-nergia de uma maneira mais ativa, é mais preferencialmente que retorno de informação apartir do lado de recebimento seja usado. Ou seja, os valores d1 a dN ou os valores gO a gNpodem ser controlados usando informação de retorno a partir do lado de recebimento.
No exemplo da Figura 7, o número de antenas não é limitado, e vários esquemasde antena podem ser aplicáveis. Mais detalhes considerando tais métodos de aplicação sãodescritos abaixo.
No exemplo da Figura 7, os dados 's' até 's(d^N)' podem ser incluídos em uma únicaestrutura de dados ou em múltiplas estruturas de dados, e os métodos detalhados são entãoexplicados abaixo.
No exemplo da Figura 7, os dados 's' até 's(d^N)' podem ser sinais de re-transmissãode acordo com sinais ACK/NACK transmitidos a partir do lado de recebimento, e o métodode re-transmissão detalhada é, portanto, explicado abaixo.
O exemplo da Figura 7 pode ser resumido como segue. O conceito básico de ummétodo usando a diversidade de retardo cíclico para um sinal repetitivo de tempo que é pro-posto nessa modalidade exemplificada é mostrado na Figura 7. Ou seja, quando transmitin-do um sinal de transmissão repetitiva no tempo como na Figura 7, é preferencial que cadaum dos sinais repetidos tenha a mesma energia ou energias diferentes, enquanto tendo dife-rentes retardos cíclicos.
A seguir, o método de re-transmissão de acordo com a presente modalidade seráexplicado com relação às Figuras 8 e 9.
A Figura 8 é um diagrama de bloco que mostra o conceito de executar re-transmissões de acordo com a presente modalidade. A Figura 9 é um diagrama de blocoque mostra um esquema para executar re-transmissões.
Como mostrado nas Figuras 8 e 9, os dados 's' que não passaram por retardo cícli-co são transmitidos em uma primeira transmissão, enquanto os dados 's(d1)' que passarampor retardo cíclico atingindo d1 são transmitidos em uma primeira re-transmissão. Tal re-transmissão é preferencialmente executada quando um sinal NACK é recebido. Tal re-transmissão pode ser repetida N vezes, e se repetidas N vezes, é preferencialmente que oretardo cíclico seja executado de acordo com pelo menos N valores de retardo cíclico res-pectivamente diferentes. Pela Na re-transmissão, s(d^N) que passou por retardo cíclico atra-vés de dN é transmitido.
Para re-transmissão, é preferencial que o controle de energia seja executado. Talcontrole de energia é executado de acordo com g0 até gN da Figura 9.
A presente modalidade na qual a diversidade de retardo cíclico é usada para o sinalrepetitivo no tempo pode ser aplicada a qualquer esquema que executa transmissões repe-tidas de acordo com o tempo.Quando a presente modalidade é aplicada ao esquema HARQ ou ao esquema decódigo de repetição, o ganho de diversidade de freqüência pode ser aumentado quandocomparado aos métodos da técnica relacionada.
Também, durante re-transmissões, sem considerar se os mesmos canais ou dife-rentes canais são empregados, a seletividade de freqüência pode ser ajustada usando vá-rios valores de energia e valores de retardo, e assim, o ganho de diversidade de freqüênciade uma alta magnitude pode ser obtido em qualquer situação.
Como nas Figuras 8 e 9, se os sinais são re-transmitidos, o lado de recebimento re-conheceu cada sinal como um sinal de múltiplos caminhos, e a simples detecção desse épossível e porque a seletividade de freqüência pode ser aumentada, o desempenho do sis-tema total pode ser aperfeiçoado.
Como descrito acima, a presente modalidade suporta vários sistemas tendo váriosnúmeros de antenas transceptoras.
A seguir, o método de re-transmissão de acordo com a presente modalidade seráexplicado pelo exemplo de aplicação a um sistema de múltiplas antenas.
A Figura 10 é um diagrama de bloco que mostra os conceitos de executar re-transmissões através de múltiplas antenas de acordo com a presente modalidade. A Figura11 é um diagrama de bloco que mostra como o esquema de re-transmissão é executadoatravés de múltiplas antenas.
O exemplo da Figura 10 refere-se a executar re-transmissões através de antenasrespectivamente diferentes. Ou seja, a primeira transmissão é executada através de umaprimeira antena, a primeira re-transmissão é executada através de uma segunda antena, e asegunda re-transmissão é executada através de uma terceira antena. Também, a primeiratransmissão é para transmitir dados de transmissão 's' que não passaram por qualquer re-tardo cíclico, a primeira re-transmissão é para transmitir dados de transmissão S^1) quepassaram por um retardo cíclico de Cl1, e a segunda re-transmissão é para transmitir dadosde transmissão s(d2) que passaram por um retardo cíclico de d2.
O exemplo da Figura 11 mostra um exemplo que aplica o conceito da Figura 10.Como mostrado, a re-transmissão pode ser aplicada por um máximo de N vezes, e cada umdos dados re-transmitidos pode ser transmitidos através de antenas respectivamente dife-rentes. O exemplo da Figura 11 mostra quando um número N de antenas é usado com rela-ção a um número N de re-transmissões, mas o número total de antenas não é limitado a tal.Por exemplo, quando há 4 re-transmissões e 2 antenas de transmissão, um possível es-quema de transmissão seria que a 1a e a 3a re-transmissão atravessam a 1a antena, en-quanto a 2a e a 4a re-transmissões atravessam a 2a antena.
O exemplo da Figura 11 mostra quando certo controle de energia é executado paraos dados sendo re-transmitidos. Como descrito acima, o controle de energia ou retardo cícli-co pode ser baseado em informação sendo retornada a partir do lado de recebimento.
Quando o método de re-transmissão de 10 e 11 é empregado, canais respectiva-mente diferentes são estabelecidos por cada antena, e o ganho de diversidade de espaçobem como o ganho de diversidade de freqüência podem ser obtidos. As re-transmissõespodem também ser executadas de uma maneira além daquelas mostradas nas Figuras 10 e11.
Ou seja, entre os esquemas de múltiplas antenas, um esquema de multiplexaçãoespacial que aumenta a capacidade do sistema obtendo ganho de multiplexação espacialpode ser aplicado. Um exemplo desse esquema é mostrado nas Figuras 12 e 13.
A Figura 12 é um diagrama de bloco que mostra outro conceito de executar re-transmissões através de múltiplas antenas de acordo com a presente modalidade. A Figura13 é um diagrama de bloco que mostra um esquema de executar re-transmissão através demúltiplas antenas.
A Figura 12, diferente dos exemplos das Figuras 10 e 11, mostra um exemplo ondeas re-transmissões de dados são executadas em todas as múltiplas antenas. Na Figura 12,
S1, S2.....SM são sinais OFDM respectivamente diferentes. Por exemplo, os sinais S1 até
SM podem ser sinais OFDM independentes, ou podem ser sinais para M usuários respecti-vamente diferentes. No exemplo da Figura 12, a 1a antena até a Ma antena, cada umatransmite dados particulares. Por exemplo, a 1a antena é usada para re-transmissões rela-cionadas a S1, e a 2a antena é usada para re-transmissões relacionadas a S2, e a Ma ante-na é usada para re-transmissões relacionadas a SM.
Como mostrado na Figura 13, os dados S1 até SM que não passaram por qualquerretardo cíclico podem ser transmitidos em uma primeira transmissão de dados. Se uma pri-meira re-transmissão de dados é executada nestes, um retardo cíclico devido a um valor deretardo cíclico particular (d1) pode ser executado para cada um dos dados S1 até SM.
Como mostrado, quando a primeira transmissão ou uma re-transmissão dessa éexecutada, o controle de energia pode ser executado mediante a determinação dos valoresgO até Gm de acordo com a informação de controle tal como ambiente de canal e seu simi-lar. Também, quando executando a Na transmissão de dados, os dados tendo passado porum retardo cíclico por uma quantidade de dN como mostrado nos desenhos, podem sertransmitidos através das múltiplas antenas.
Se um esquema de rotação de antena baseada no tempo é aplicado ao esquemada Figura 12, os dados podem ser repetitivamente transmitidos como no método das Figu-ras 14 e 15.
A Figura 14 é um diagrama de bloco que mostra outro conceito de executar re-transmissões através de múltiplas antenas de acordo com a presente modalidade. A Figura15 é um diagrama de bloco que mostra um esquema para executar re-transmissões atravésde múltiplas antenas.
A Figura 14 mostra um exemplo no qual as re-transmissões de dados são executa-das em todas as múltiplas antenas. Na Figura 14, S1, S2.....SM são sinais OFDM respecti-vamente diferentes. Na Figura 14, se dados particulares S1 foram transmitidos através dequalquer uma dentre as múltiplas antenas, então, outros dados excluindo S1 são entãotransmitidos. Por exemplo, para a 1a antena, depois que S1 é transmitido, os dados S2 sãotransmitidos ao invés de S1, então os dados S3 e seus similares podem ser transmitidosentão. Também, como dados particulares são transmitidos por múltiplas antenas, os dadosS1 até SM são assim transmitidos ao lado de recebimento em uma hora particular.
Como mostrado na Figura 15, na primeira transmissão de dados, os dados S1 atéSM que não passaram por qualquer retardo cíclico podem ser transmitidos. Quando execu-tando uma primeira re-transmissão dessa, um retardo cíclico baseado em um valor de retar-do cíclico particular (d1) pode ser executado para cada dados S1 a SM. Aqui, a 1a antenaque transmitiu S1 então transmite SMid1) ao invés de S^d1) de modo a aplicar um esquemade rotação de antena. Também, a Ma antena que transmitiu SM então transmite SM-1(di) aoinvés de SM(d-i) de modo a aplicar um esquema de rotação de antena.
Como mostrado, na primeira transmissão ou na execução de sua re-transmissão re-lacionada, o controle de energia pode ser executado determinando-se o valor gO a Gm deacordo com a informação de controle, tal como o ambiente de canal, etc. Também, quandoexecutando a Na transmissão de dados, os dados tendo passado por retardo cíclico (poruma quantidade de dN como representado) podem ser transmitidos através de múltiplasantenas.
Como nas Figuras 14 e 15, se transmissões são executadas mediante a mudançada antena de transmissão de cada sinal de acordo com o tempo, o ganho de diversidadeespacial pode ser adicionalmente utilizado.
Como descrito acima, nos exemplos nas Figuras 12 e 14, retardos cíclicos respecti-vamente diferentes e controles de energia respectivamente diferentes podem ser executa-dos. Também, diferente do que é representado nas Figuras 12 e 14, somente os sinais ten-do ocorrências de erro poderiam ser re-transmitidos. Também, para re-transmissão, cadavalor de retardo cíclico e valor de energia podem ser recebidos a partir do receptor comoinformação de retorno, ou o transmissor pode aplicar valore apropriados então.
Um método aplicável ao esquema de diversidade de retardo cíclico que propõe co-dificação de repetição pode ser alcançado de acordo com os exemplos das Figuras 16 e 17.
A Figura 16 é um diagrama de bloco indicando os dados incluídos em uma únicaestrutura. A Figura 17 é um diagrama de bloco indicando um método para gerar a estruturade dados da Figura 16.
A codificação de repetição é um esquema que repete os mesmos dados e os incluiuem uma única estrutura. À medida que os mesmos dados são repetidos, o efeito de diminui-ção da taxa de codificação mediante a transmissão é criado e como um resultado, o efeitode executar transmissões de dados precisos é criado.
O método de codificação de repetição de acordo com a presente modalidade podegerar os dados mostrados na Figura 16. Ou seja, o bloco de dados incluindo valores quepassaram por retardos cíclicos respectivamente diferentes com relação aos mesmos dadosé gerado e transmitido ao lado de recebimento.
O exemplo da Figura 17 representa um método de gerar os dados da Figura 16. AFigura 17 mostra um exemplo no qual os dados S que não passaram por qualquer retardocíclico com relação aos mesmos dados S, dados Sid1) que passaram por retardo cíclico deacordo com um valor de retardo particular d-ι, e dados S(dN) que passaram por retardo cícli-co de acordo com um valor de retardo particular dN são incluídos em uma única estrutura.
De acordo com os exemplos das Figuras 16 e 17, os símbolos OFDM que passa-ram por retardos cíclicos de uma maneira seqüencial são transmitidos N vezes, que é o nú-mero de vezes de repetição. Mediante tal transmissão de codificação de repetição, o lado derecebimento pode obter energia de sinal bem como ganho de diversidade de freqüência adi-cional, e assim alto desempenho pode ser obtido.
Tal método de codificação de repetição pode ser executado no domínio do tempoou no domínio da freqüência. Os exemplos das Figuras 7 a 17 referem-se a executar retar-dos cíclicos mediantes amostras de ciclo no domínio do tempo, mas isso é meramente e-xemplificado, à medida que o mesmo efeito de executar retardo cíclico em amostras no do-mínio do tempo pode também ser obtido alocando-se a seqüência de fase no domínio dafreqüência. O método de retardo cíclico empregado no esquema de transmissão de sinal derepetição proposto nas presentes modalidades não pretende ser limitado a quaisquer méto-dos particulares, e assim os métodos para executar retardos cíclicos através de operaçõesno domínio da freqüência estão também no escopo da presente descrição.
Portanto, um método de transmitir sinais de uma maneira de retardo cíclico atravésde operações no domínio da freqüência será descrito.
A Figura 18 é um diagrama de bloco que mostra como implementar um método detransmissão de retardo cíclico através de rotação de freqüência (deslocamento circular).
Em um sistema multi-portadoras tal como OFDM, SC-FDMA, etc., uma operaçãoIFFT (ou uma operação IDFT equivalente) é executada de acordo com o número de sub-portadoras usadas para transmissão de dados. O método de transmissão de retardo cíclicopode ser alcançado por um esquema de executar deslocamento circular (um número parti-cular de vezes) nas amostras incluídas no símbolo OFDM no domínio do tempo depois quea operação IFFT é executada, ou por um esquema de aplicar componentes de fase particu-lares com relação a componentes de freqüência antes de executar a operação IFFT. Ouseja, antes da operação IFFT ser executada, o esquema de retardo cíclico pode ser imple-mentado através de deslocamento circular de freqüência.
Como mostrado na Figura 18, quando uma certa seqüência de fase é multiplicada aum sinal antes de executar a operação IFFT1 o mesmo efeito como um retardo cíclico nodomínio do tempo é gerado.
As Figuras 19 e 20 mostram as mudanças nos componentes de sinal quando o re-tardo cíclico é executado.
A Figura 19 mostra os componentes de sinal original antes que retardo cíclico é e-xecutado. Se o sinal original passa por retardo cíclico no domínio do tempo por uma quanti-dade igual a um certo valor de retardo cíclico Cl1, os componentes de sinal do sinal originalentão mudam para aqueles mostrados na Figura 20. Ou seja, mediante a execução de umaquantidade de retardo de tempo a d1, o mesmo efeito de executar rotação de fase (deslo-camento circular) devido a um certo Θ1 correspondente a d1 é gerado. Ou seja, a execuçãode um retardo de tempo de d1 no domínio do tempo e aplicando um certo componente acada sub-portadora no domínio da freqüência resulta nos mesmos efeitos.
Em resumo, o retardo cíclico pode ser executado multiplicando-se uma seqüênciade fase particular C1 ao sinal da Figura 19, e tal seqüência de fase C1 pode ser como mos-trado na seguinte equação 2.
[Equação 2]
<formula>formula see original document page 14</formula>
A Figura 21 mostra as mudanças nos componentes de sinal quando 3 seqüênciasde fase respectivamente diferentes são multiplicadas a um sinal particular.
A Figura 21 mostra o caso onde uma certa seqüência de fase C(1) é multiplicada aum sinal correspondente a um índice de freqüência de 1 a 5, uma certa seqüência de faseC(2) é multiplicada a um sinal correspondente a um índice de freqüência de 6 a 10, e umacerta seqüência de fase C(3) é multiplicada a um sinal correspondente a um índice de fre-qüência de 11 ou acima. O índice de freqüência 1 a 5 pode ser para um sinal de um usuárioparticular 1 (UE1), e um valor de fase particular Θ1 pode ser multiplicado para o usuário 1.Como representado, o valor que passou por retardo cíclico pode ter várias fases. Quandoum sinal que passou por retardo cíclico através de uma única antena ou múltiplas antenas étransmitido, a magnitude do sinal pode mudar de acordo com os valores de fase respecti-vamente diferentes. Em particular, quando o retardo cíclico é aplicado a um sinal que pas-sou por codificação de canal, uma vantagem que é obtida já que a seletividade no lado derecebimento é aperfeiçoada de acordo com mudanças na magnitude do sinal.
A presente modalidade fornece um método de transmissão de sinal repetitiva comdesempenho aperfeiçoado através de retardos cíclicos no domínio do tempo ou através derotações de fase (deslocamento circular) no domínio da freqüência.O método de transmissão repetitiva de sinal usando um esquema de retardo cíclicocomo proposto pela presente descrição aplica retardos cíclicos para transmitir um sinal parare-transmissão ou transmissão repetitiva. Conseqüentemente, o lado de recebimento detec-ta esses sinais transmitidos mediante a combinação desses, e o ganho de diversidade defreqüência é obtido aumentando-se a seletividade de freqüência.
A presente descrição é aplicável a qualquer sinal que é repetido no tempo, e em umsistema OFDM tendo múltiplas antenas transceptoras, ganho de diversidade espacial adi-cional pode ser obtidos executando-se transmissões de várias formas.
Como um resultado, o ganho de diversidade de freqüência adicional pode ser obti-do pelas características descritas aqui que exigem baixa complexidade.
Os conceitos da presente descrição podem ser relacionados a Diversidade deTransmissão de Deslocamento Cíclico (CSTD), que é uma adaptação da idéia de diversida-de de retardo para sistemas OFDM. Com CSTD, cada elemento de antena em um arranjode transmissão envia uma versão circularmente deslocada do mesmo símbolo no domíniodo tempo OFDM. Aqui, cada antena adiciona um prefixo cíclico depois de deslocar circular-mente o símbolo OFDM, e assim a proteção de difusão de retardo oferecida pelo prefixocíclico não é afetada pelo CSTD.
A presente descrição fornece um método para transmissão repetitiva usando umapluralidade de portadoras, o método compreendendo: preparar uma pluralidade de retardoscíclicos que podem ser aplicados a uma pluralidade de portadoras; executar retardos cícli-cos baseados no número de repetições para transmissão repetitiva de símbolos de dados aserem transmitidos a pelo menos um lado de recebimento; e transmitir os símbolos de da-dos passados por retardo cíclico usando a pluralidade de portadoras. A etapa de transmis-são pode compreender: transmitir repetitivamente os símbolos de dados passados por re-tardo cíclico de uma maneira seqüencial de acordo com uma recepção de um sinal de reco-nhecimento negativo a partir do lado de recebimento. A etapa de transmissão pode ser exe-cutada através de uma pluralidade de antenas. A etapa de transmissão pode ser executadaatravés de uma única antena. Um lado de transmissão dos símbolos de dados respectiva-mente transmitidos pela pluralidade de antenas pode ser fixado. Um lado de transmissãodos símbolos de dados respectivamente transmitidos pela pluralidade de antenas pode mu-dar de acordo com o número e repetições. A etapa de transmissão pode ser executada in-cluindo os símbolos de dados passados por retardo cíclico em uma única estrutura.
Também, a presente descrição fornece um método de transmissões repetitivas emtécnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras, o método compreendendo: for-necer múltiplos valores de retardo cíclico para uma pluralidade de portadoras; executar umprocedimento de retardo cíclico usando os múltiplos valores de retardo cíclico de acordocom o número de transmissão repetitiva de símbolos de dados a serem transmitidos a umreceptor; e transmitir os símbolos de dados passados por retardo cíclico ao receptor usandoa pluralidade de portadoras. A etapa de transmissão pode compreender: transmitir repetiti-vamente os dados passados por retardo cíclico de uma maneira seqüencial de acordo cominformação de retorno a partir do receptor. A etapa de transmissão pode ser executada viamúltiplas antenas. A etapa de transmissão pode ser executada via uma única antena. Ossímbolos de dados podem ser respectivamente transmitidos via as múltiplas antenas de umtransmissor que é estacionário. Os símbolos de dados podem ser respectivamente transmi-tidos via as múltiplas antenas de um transmissor que muda de acordo com o número derepetições. A etapa de transmissão pode ser executada mediante a inserção dos símbolosde dados passados por retardo cíclico em uma estrutura de dados.
Adicionalmente, a presente descrição fornece um aparelho para executar transmis-sões repetitivas em técnicas de acesso sem fio baseadas em multi-portadoras, o aparelhocompreendendo: um processador adaptado para fornecer múltiplos valores de retardo cícli-co para uma pluralidade de portadoras e executar um procedimento de retardo cíclico usan-do os múltiplos valores de retardo cíclico de acordo com o número de transmissão repetitivade símbolos de dados a serem transmitidos a um receptor; e um transmissor cooperandocom o processador e adaptado para transmitir os símbolos de dados passados por retardocíclico ao receptor usando a pluralidade de portadoras.
As características e aspectos descritos aqui se referem e podem ser implementa-dos por vários tipos de técnicas de comunicação (tal como, mas não limitadas a, técnicas deinterface por ar sem fio de banda larga, técnicas de Múltiplas Entradas Múltiplas Saídas(MIMO), então chamados sistemas 3,5G ou 4G projetados para fornecer taxas mais altas dedados e serviços de dados baseados em IP1 etc.) e/ou vários padrões de comunicação (talcomo, mas não limitados a, OFDM, OFDMA, 3GPP HSDPA, WCDMA, UMTS, IEEE802.11η, IEEE 802.16, etc.). Como tal, pelo menos algumas das características descritasaqui são aplicáveis a tais padrões que foram desenvolvidos ou que estão continuando a sedesenvolver.
Dever-se-ia entender que as modalidades exemplificadas descritas acima não es-tão limitadas a quaisquer dos detalhes da descrição anterior, a menos que de outra formaespecificado, mas de preferência deveriam ser construídos amplamente. Quaisquer mudan-ças e modificações estruturais e/ou funcionais que estão dentro das metas e limites das rei-vindicações ou equivalentes de tais metas e limites pretendem, portanto, ser abrangidas portais reivindicações.
Claims (15)
1. Método para transmissão repetitiva usando uma pluralidade de portadoras,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:preparar uma pluralidade de retardos cíclicos que podem ser aplicados a uma plu-ralidade de portadoras;executar retardos cíclicos baseados no número de repetições para transmissão re-petitiva de símbolos de dados a serem transmitidos a pelo menos um lado de recebimento; etransmitir os símbolos de dados passados por retardo cíclico usando a pluralidadede portadoras.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que aetapa de transmissão pode compreender:transmitir repetitivamente os símbolos de dados passados por retardo cíclico deuma maneira seqüencial de acordo com uma recepção de um sinal de reconhecimento ne-gativo a partir do lado de recebimento.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que aetapa de transmissão é executada através de uma pluralidade de antenas.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que aetapa de transmissão é executada através de uma única antena.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de queum lado de transmissão dos símbolos de dados respectivamente transmitidos pela plurali-dade de antenas é fixado.
6. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de queum lado de transmissão dos símbolos de dados respectivamente transmitidos pela plurali-dade de antenas muda de acordo com o número e repetições.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que aetapa de transmissão é executada incluindo os símbolos de dados passados por retardocíclico em uma única estrutura.
8. Método de transmissões repetitivas em técnicas de acesso sem fio baseadas emmulti-portadoras, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:fornecer múltiplos valores de retardo cíclico para uma pluralidade de portadoras;executar um procedimento de retardo cíclico usando os múltiplos valores de retardocíclico de acordo com o número de transmissão repetitiva de símbolos de dados a seremtransmitidos a um receptor; etransmitir os símbolos de dados passados por retardo cíclico ao receptor usando apluralidade de portadoras.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que aetapa de transmissão compreende:transmitir repetitivamente os símbolos de dados passados por retardo cíclico deuma maneira seqüencial de acordo com informação de retorno a partir do receptor.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de quea etapa de transmissão é executada via múltiplas antenas.
11. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de quea etapa de transmissão é executada via uma única antena.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de queos símbolos de dados são respectivamente transmitidos via as múltiplas antenas de umtransmissor que é estacionário.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de queos símbolos de dados são respectivamente transmitidos via as múltiplas antenas de umtransmissor que muda de acordo com o número de repetições.
14. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de quea etapa de transmissão é executada mediante a inserção dos símbolos de dados passadospor retardo cíclico em uma estrutura de dados.
15. Aparelho para executar transmissões repetitivas em técnicas de acesso sem fiobaseadas em multi-portadoras, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um processador adaptado para fornecer múltiplos valores de retardo cíclico parauma pluralidade de portadoras e para executar um procedimento de retardo cíclico usandoos múltiplos valores de retardo cíclico de acordo com o número de transmissão repetitiva desímbolos de dados a serem transmitidos a um receptor; eum transmissor cooperando com o processador e adaptado para transmitir os sím-bolos de dados passados por retardo cíclico ao receptor usando a pluralidade de portadoras.
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