ES2376606T3

ES2376606T3 - Métodos y disposiciones en un sistema de comunicaciones inal�?mbricas para producir una estructura de señal con prefijo c�?clico.

Info

Publication number: ES2376606T3
Application number: ES08767178T
Authority: ES
Inventors: Peter Larsson; Henrik Sahlin
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: PL2286562T3; US20110080967A1; WO2009151358A8; WO2009151358A1; ATE534223T1; CN102067540A; CN102067540B; JP5156128B2; US8576932B2; EP2286562B1; EP2286562A1; JP2011524142A

Abstract

Un metodo para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta inserción con prefijo cíclico, usando una secuencia de símbolos que comprende una serie de muestras para su transmisión por un canal de radio, dicho metodo comprendiendo la operación de transmitir (910) un primer símbolo de la secuencia precedidode un primer prefijo cíclico, y caracterizado por la operación de - transmitir (920) un segundo símbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cíclico, en el que el segundo símbolo comprende las muestras del primer símbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer símbolo y la primera muestra del segundo prefijo cíclico son cíclicamente consecutivas.

Description

Metodos y disposiciones en un sistema de comunicaciones inalambricas para producir una estructura de senal con prefijo cfclico

CAMPO TECNICO

5 La presente invenci6n se refiere al area de las comunicaciones inalambricas, y especialmente a la utilizaci6n de la inserci6n de prefijo cfclico para comunicaciones de radio de largo alcance o para comunicaciones de radio en un canal expandido de retardo elevado.

ANTECEDENTES

El Sistema Universal de Telecomunicaciones entre M6viles (UMTS, en sus siglas en ingles) es una de las

10 tecnologfas de comunicaciones entre m6viles de tercera generaci6n disenadas para suceder al GSM. La Evoluci6n a Largo Plazo (LTE, en sus siglas en ingles) de 3GPP es un proyecto dentro del Proyecto de Alianza de 3a Generaci6n (3GPP, en sus siglas en ingles) para mejorar el estandar de UMTS a fin de hacer frente a las necesidades futuras en terminos de mejora de servicios como velocidades de transmisi6n de datos mas elevadas, una mayor eficiencia, menores costos, etc. La Red Terrestre de Acceso a la Radio del UMTS (UTRAN, en sus siglas en ingles) es la red

15 de acceso a la radio de un sistema de UMTS y la UTRAN evolucionada (E-UTRAN) es la red de acceso a la radio de un sistema de LTE.Como esta ilustrado en la figura 8, una E-UTRAN comprende, tfpicamente, equipos de usuario (UE, en sus siglas en ingles) 850 conectados de forma inalambrica a una estaci6n de base de radio 800.

La Multiplexaci6n Ortogonal mediante Divisi6n de Frecuencia(OFDM, en sus siglas en ingles) ha sido adoptada como el esquema de transmisi6n para la interfaz de radio en la LTE de 3GPP y tambien se utiliza para varias 20 tecnologfas de acceso a la radio y estandares tales como la Difusi6n Digital de Video (DVB, en sus siglas en ingles), Difusi6n Digital de Audio (DAB, en sus siglas en ingles), IEEE 802.11alg (WLANlWi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX).Hiperlan 2 y varias Lfneas Digitales de Abonado (xDSL, en sus siglas en ingles). OFDM es un esquema de multiplexaci6n mediante divisi6n de la frecuencia utilizado como metodo de modulaci6n digital de portadoras multiples. Un gran numero de subportadoras ortogonales muy pr6ximas se utiliza para transportar datos. Los datos 25 estan divididos en varios flujos de datos paralelos o canales, uno para cada subportadora. Cada subportadora se modula con un esquema de modulaci6n convencional (tal como la modulaci6n de amplitud en cuadratura o modulaci6n por desplazamiento de fase) a una velocidad de transmisi6n de sfmbolos baja, manteniendo las velocidades de transmisi6n de datos totales similares a los esquemas de modulaci6n convencionales de una sola portadora en la misma anchura de banda. Para ser un poco mas especffico, una variante de OFDM, denominada 30 Acceso Multiple por Divisi6n Ortogonal de Frecuencia (OFDMA), se utiliza para LTE de 3GPP, y permite que usuarios diferentes sean multiplexados en diferentes conjuntos de sub-portadoras. El enlace ascendente en el LTE de 3GPP se basa en la Multiplexaci6n mediante Divisi6n de Frecuencia de Portadora Unica (SC-FDMA, en sus siglas en ingles), que tambien puede ser considerada como OFDM de expansi6n previa de DFT con prefijo cfclico (el uso del prefijo cfclico se describe a continuaci6n). Una subtrama del enlace ascendente del LTE esta ilustrada

35 esquematicamente en la figura 7b.

En la Multiplexaci6n mediante Divisi6n de Frecuencia (FDM) tradicional, diferentes usuarios estan asignados a diferentes frecuencias, o canales, para su transmisi6n. Para evitar interferencias entre estos canales, las frecuencias de FDM deben estar separadas, lo que conduce a una perdida del espectro de frecuencias. En OFDM, las frecuencias de las subportadoras son escogidas de tal manera que no interfieren unas con otras - son ortogonales. 40 Esto permite un "empaquetamiento" mas ajustado de las subportadoras y un aumento de la eficiencia espectral en comparaci6n con FDM. Para garantizar la condici6n ortogonal, las subportadoras deben tener un espaciado entre frecuencias o espaciado entre subportadoras comun, elegido con precisi6n, y esta separaci6n entre frecuencias es exactamente la inversa de la duraci6n del sfmbolo de OFDM. Debido a su estructura especffica, OFDM permite una ejecuci6n en la practica de baja complejidad para la modulaci6n y demodulaci6n, por medio de operaciones de

45 Transformada Discreta de Fourier (DFT, en sus siglas en ingles) para las que existen algoritmos de Transformada Rapida de Fourier (FFT, en sus siglas en ingles) eficientes computacionalmente.

Como los datos son divididos en varios flujos de datos paralelos o canales, uno para cada subportadora, la velocidad de transmisi6n de sfmbolos de cada subportadora es mucho menor que la velocidad de transmisi6n de sfmbolos total y por tanto se extiende la longitud de sfmbolos de la sub-portadora. Esto reduce la sensibilidad del sistema a la 50 interferencia entre sfmbolos (ISI, en sus siglas en ingles), debido a los efectos de trayectos multiples (es decir, diferentes versiones de la misma senal que recorren trayectos diferentes sobre la interfaz de radio y, por lo tanto, que llegan al receptor en diferentes puntos en el tiempo, dando como resultado una dispersi6n del retardo de la senal). La explicaci6n es que la ISI debida a los trayectos multiples depende de la relaci6n entre la dispersi6n del retardo de la senal y la longitud del sfmbolo, por lo que si aumenta la longitud del sfmbolo el sistema sera mas

55 robusto a los efectos de las trayectorias multiples.

Sin embargo, aunque el sistema sea mas robusto a los efectos de multiplestrayectorias, habra todavfa alguna ISI. Esta es la raz6n por la que se introduce un intervalo de guarda entre los sfmbolos, lo que permite que se fijen trayectos multiples antes de que los datos principales lleguen al receptor. Gracias a tal intervalo de guarda, no habra

ninguna ISI, siempre que la dispersi6n del retardo no exceda la duraci6n del intervalo de guarda. Un mecanismo utilizado comunmente en los diferentes sistemas de acceso a la radio, ilustrado en la figura 1, es insertar un prefijo cfclico (CP, en sus siglas en ingles) 102, en este intervalo de guarda en frente del sfmbolo 101. El CP es una copia de la ultima parte 103 del sfmbolo 101. Para evitar confusiones, el sfmbolo que comprende el CP se llamara "sfmbolo con CP" 100, para poder distinguirlo de un sfmbolo 101 que comprende s6lo la parte util. Tenga en cuenta que la inserci6n del CP se puede utilizar en sistemas de una sola portadora, asf como en sistemas de portadoras multiples.

La inserci6n del CP en OFDM implica que la convoluci6n lineal inherente en el canal de radio puede traducirse en una convoluci6n cfclica. Esta convoluci6n cfclica tiene la ventaja de traducirse en una multiplicaci6n acertada de elementos cuando se consideran transformaciones de DFT o de FFT. Por otra parte, esto reduce la interferencia entre canales entre las subportadoras.

En los diferentes sistemas y estandares, dos o mas alternativas de duraci6n de CP diferentes se han incorporado para atender las diferentes condiciones de propagaci6n. En LTE, por ejemplo, se ha especificado un CP corto para utilizarlo cuando la dispersi6n del retardo es pequena (lo que permite, por tanto, una cabecera pequena), asf como un CP largo cuando la dispersi6n del retardo es grande (de modo que se sacrifica en alguna medida el rendimiento).

En algunos casos, la dispersi6n del retardo de la senal, sin embargo, podrfa ser todavfa mayor que la duraci6n definidadel CP, que luego darfa como resultado problemas de ISI. Esto puede dar lugar, por ejemplo, a las situaciones ilustradas esquematicamente en las figuras 2a-d:

-: Figura 2a: celulas 200a muy grandes con trayectos multiples severos entre la estaci6n de base 201a y el UE 202a debido a las largas distancias.

-: Figura 2b: Redes de Frecuencia Unica (SFN, en sus siglas en ingles) 200b con multiples transmisores que envfan la misma senal desde estaciones de base muy distantes entre sf 201b y 203b a una UE 202b, como por ejemplo en sistemas de DVB y DAB.

-: Figura 2c: Estaciones repetidoras (RS, en sus siglas en ingles) sobre frecuencia 203c que inducen un retardo significativo de la senal enviada desde la estaci6n de base 201c al UE 202c.

-: Figura 2d: Sistemas de antenas distribuidas (DAS, en sus siglas en ingles) 205d en los que, desde un punto de vista de tratamiento de senales, es preferible que las senales procedentes de diferentes cabeceras de radio muy distantes entre sf, 201 y 203d, se superponen en el tiempo al ser recibidas por el UE 204d.

En sistemas con distancias muy grandes entre los transmisores y los receptores, como los sistemas celulares con tamanos grandes de celulas (figura 2a), otro problema es que tambien la potencia recibida se reduce bastante significativamente.

El documento EP 1 605 658 A (LUCENT TECHNOLOGIES INC [US]), 14 diciembre 2005 (2005-12-14) menciona (vease parrafo 0004) el hecho de que la dispersi6n del retardo del canal varfa en el tiempo de manera que algunas veces todo el periodo de guarda y algunas veces s6lo una parte, esta corrompido. D1 ilustra [vease parrafos 0006, 0042] combinar al menos una parte de las muestras de datos en el periodo de guarda con muestras de datos contenidos en el sfmbolo para su tratamiento posterior. El numero de muestras usadas en los periodos de guarda depende de la dispersi6n del retardo del canal.

El documento US 2004l2185522 A1 (SUNDSTROM KURT E [US] ET AL), 4 noviembre 2004 (2004-11-04) describe [vease parrafo 0002] que la longitud de la extensi6n cfclica puede ser asignada dinamicamente segun la dispersi6n del retardo experimentada en la actualidad; sin embargo, tambien describe que, bajo condiciones tfpicas, la dispersi6n del retardo actual es mucho menor que un valor predeterminado.

COMPENDIO

El objeto de la presente invenci6n es lograr metodos y disposiciones que evitan alguno de los inconvenientes anteriores y permiten el manejo de dispersiones muy grandes del retardo de la senal (que exceden la duraci6n del CP) para ciertos usuarios, mientras mantienen el manejo de dispersi6n "normal" del retardo de la senal para otros usuarios.

Esto se logra mediante una soluci6n basada en un procedimiento de diseno de secuencia de sfmbolos. La secuencia de sfmbolos se construye mediante un primer sfmbolo con CP y un segundo sfmbolo con CP. El segundo sfmbolo es una copia del primer sfmbolo con las muestras desplazadas de manera que hace que los dos sfmbolos con CP adyacentes emparejen en lo que respecta al orden de la muestra. La secuencia de sfmbolos tambien puede comprender un tercer sfmbolo con CP, en el que el tercer sfmbolo es una copia del segundo sfmbolo y con las muestras desplazadas en analogfa con el desplazamiento de sfmbolo descrito mas arriba. La secuencia puede continuar incluso con mas sfmbolos con CP dispuestos de la manera correspondiente. La secuencia de sfmbolos resultante aparecera, por lo tanto, como un sfmbolo continuo extendido gracias al desplazamiento cfclico preciso que empareja sfmbolos adyacentes, Esto permite que el receptor coloque su ventana de FFT en cualquier sitio durante el

sfmbolo extendido, por ejemplo, de una manera que permite el manejo de dispersiones del retardo de senal muy grandes.

Asf, segun un primer aspecto de la presente invenci6n, se proporciona un metodo para un sistema de comunicaciones inalambrico que soporta la inserci6ndeprefijo cfclico, usando una secuencia de sfmbolos que comprende varias muestras para su transmisi6n por un canal de radio. El metodo comprende la operaci6n de transmitir un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijo cfclico. Comprende ademas la operaci6n de transmitir un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico. Este segundosfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazado de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivascfclicamente.

Segun un segundo aspecto de la presente invenci6n, se proporciona un metodo para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta la inserci6n de prefijo cfclico, usando una secuencia de sfmbolos que comprende varias muestras para su transmisi6n por un canal de radio. El metodo comprende la operaci6n de recibir un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijo cfclico. Comprende ademas la operaci6n de recibir un segundo sfmbolo de la secuencia precedida por un segundo prefijo cfclico. El segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente. El metodo tambien comprende la operaci6n de colocar por lo menos una ventana de Transformada Rapida de Fourier (FFT) durante la secuencia de sfmbolos.

Segun un tercer aspecto de la presente invenci6n, se proporciona una unidad de transmisi6n para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta la inserci6n de prefijo cfclico, usando una secuencia de sfmbolos que comprende varias muestras para su transmisi6n por un canal de radio. La unidad comprende medios para transmitir un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijocfclico. Tambien comprende medios para transmitir un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico. El segundo sfmbolo comprende muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente.

Segun un cuarto aspecto de la presente invenci6n, se proporciona una unidad receptora para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta la inserci6n de un prefijo cfclico, que usa una secuencia de sfmbolos que comprende varias muestras para su transmisi6n por un canal de radio. La unidad comprende medios para recibir un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijo cfclico. Tambien comprende medios para recibir un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico. El segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente. La unidad comprende tambien medios para colocar por lo menos una ventana de Transformada Rapida de Fourier (FFT) durante la secuencia de sfmbolos.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invenci6n es que permiten el manejo de dispersiones de retardo de la senal muy grandes en cualquier sistema que usa la inserci6n de CP, es decir, dispersiones de retardo de la senal que exceden la duraci6n del CP.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 ilustra esquematicamente el uso de la inserci6n de CP segun la tecnica anterior.

La figura 2a-d ilustra esquematicamente algunos escenarios de ejemplo en los que pueden tener lugar dispersiones de retardo grandes.

La figura 3 ilustra esquematicamente el diseno de la secuencia de sfmbolos segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La figura 4 ilustra esquematicamente la colocaci6n de la ventana flexible de FFT segun las realizaciones de la presente invenci6n.

La figura 5 ilustra esquematicamente la colocaci6n de dos ventanas de FFT segun una realizaci6n de la presente invenci6n, dando mejoras de SNR de la senal mediante combinaci6n.

La figura 6 ilustra esquematicamente el sistema de ventanas en el dominio del tiempo segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La figura 7a ilustra esquematicamente la relaci6n de correspondencia de sfmbolos de OFDM segun la tecnica anterior y los sfmbolos extendidos segun una realizaci6n de la presente invenci6n en la estructura de trama del enlace descendente de LTE.

La figura 7b ilustra esquematicamente la relaci6n de correspondencia de sfmbolos en una subtrama del enlace ascendente de LTE segun la tecnica anterior.

La figura 7c ilustra esquematicamente la relaci6n de correspondencia de sfmbolos extendidos en una subtrama del enlace ascendente de LTE segun una realizaci6n de la presente invenci6n.

La figura 8 ilustra esquematicamente una parte de un sistema de comunicaciones inalambricas en la que puede ejecutarse en la practica la presente invenci6n y las unidades de transmisi6n y de recepci6n segun las realizaciones de la presente invenci6n.

Las figuras 9 y 10 son diagramas de flujo de los metodos segun las realizaciones de la presente invenci6n.

DESCRIPCION DETALLADA

En lo que sigue, la invenci6n se describira con mas detalle haciendo referencia a ciertas realizaciones y a los dibujos adjuntos. Para fines explicativos y no limitativos, se describen detalles especfficos, como escenarios particulares, tecnicas, etc., para proporcionar una comprensi6n profunda de la presente invenci6n. Sin embargo, sera evidente para un experto en la materia que la presente invenci6n puede ser llevada a la practica en otras realizaciones que se apartan de estos detalles especfficos.

Por otra parte, los expertos en la materia apreciaran que las funciones y los medios explicados a continuaci6n en este documento pueden ser ejecutados en la practica utilizando softtare que funciona en conjunto con un microprocesador programado o con un ordenador de prop6sito general, ylo usando un circuito integrado especffico para la aplicaci6n (ASIC, en sus siglas en ingles). Tambien se apreciara que, si bien la presente invenci6n se describe principalmente en forma de metodos y dispositivos, la invenci6n tambien puede ser realizada en un producto de programa para ordenador, asf como en un sistema que comprende un procesador de ordenador y una memoria acoplada al procesador, en el que la memoria esta codificada con uno o mas programas que pueden realizar las funciones descritas en este documento.

La presente invenci6n esta descrita en este documento por medio de referencia a escenarios ilustrativos particulares. En particular, la invenci6n esta descrita en un contexto general no limitativo en relaci6n con un sistema de LTE de 3GPP. Aunque habrfa que senalar que la invenci6n y sus realizaciones ilustrativas tambien pueden ser aplicadas a otros tipos de tecnologfas de acceso a la radio con caracterfsticas similares a LTE de 3GPP, en terminos de inserci6n de CP, por ejemplo, DAB, DVB, la familia de estandares de 802.11 y 802.16 o sistemas de una sola portadora que utilizan inserci6n de CP.

Hay varios escenarios, tales como los ilustrados en las figuras 2a-d, donde la dispersi6n de retardo para ciertos usuarios llega a ser mas grande que el CP que permite la tecnica anterior. La presente invenci6n hace posible manejar tales grandes dispersiones de retardo de senal para estos usuarios, usando una secuencia de sfmbolos especffica para la transmisi6n sobre los canales de radio delos enlaces ascendente y descendente, mientras se mantiene los sfmbolos "normales" con CP para el manejo de mas dispersi6n de retardo de senal limitado para la todos los demas usuarios.El principio del diseno de la secuencia de sfmbolos, segun una realizaci6n, esta ilustrado en la figura 3. En esta realizaci6n, la secuencia de sfmbolos comprende s6lo dos sfmbolos con CP, aunque pueden incluirsemas sfmbolos con CP en la secuencia, como se describe a continuaci6n. La secuencia de sfmbolos esta construida con un primer sfmbolo 303 con un primer CP 301 y un segundo sfmbolo 304 con un segundo 302 CP. El segundo signo 304 es una copia del primer sfmbolo 303 con las muestras de 306 desplazadas de manera que hace que se emparejen los dos sfmbolos adyacentes con CP. Dos sfmbolos se emparejaran cuando sus muestras o fndices de muestra sean cfclicamente consecutivos. Este emparejamiento se describe con mas detallemas abajo.

Cada sfmbolo comprende una secuencia de muestras s(n), donde n es el fndice 307 de la muestra de la secuencia y varfa de 1 a N. En la figura 3, la secuencia de muestras del primer sfmbolo 305, empieza con el fndice n = 1 y termina con el fndice n = N, {s(1), s(N-M),..., s(N)}. El primer CP 301 comprende las M ultimas muestras de esta secuencia, es decir, {s(N-M), s(N)}, que son replicadas de ese modo y adjuntadas enfrente del primer sfmbolo 303, como se ha descrito previamente haciendo referencia a la figura 1. La ultima muestra del primer sfmbolo 303 es, por lo tanto, s(N). La muestra cfclicamente consecutiva de s(N) es s(1), lo que significa que el segundo CP 302 debe consistir en las muestras {s(1),... , s(M)} con el fin de que los sfmbolos se emparejen.Esto significa, a su vez, que la secuencia de muestras del segundo sfmbolo 306 debe ser {s(M+1), s(N), s(1),..., s(M)}, si se tiene en cuenta c6mo se elije el CP.

Mientras el diseno de la secuencia de sfmbolos de la figura 3 empezaba con la creaci6n del primer sfmbolo 303 con CP 301 y ajustaba las muestras del segundo sfmbolo 304 y CP 302 basandose en este primer sfmbolo 303, tambien es posible, por ejemplo, comenzar con el segundo sfmbolo como el sfmbolo al cual el primer sfmbolo se ajusta cfclicamente.

Segun una realizaci6n de la presente invenci6n, la secuencia de sfmbolos puede comprender, tambien, un tercer sfmbolo con CP, en el que el tercer sfmbolo es una copia del segundo sfmbolo con las muestras desplazadas en analogfa con el desplazamiento hecho en el segundo sfmbolo. La secuencia puede continuar con aun mas sfmbolos con el CP dispuesto de la manera correspondiente.

La secuencia de sfmbolos 308 resultante aparecera, por lo tanto, como un sfmbolo continuo extendido gracias al desplazamiento cfclico preciso descrito mas arriba, que empareja sfmbolos adyacentes. En aras de la claridad y la simplificaci6n, la secuencia de sfmbolos de la presente invenci6n, disenada segun la descripci6n anterior, sera llamada sfmbolo extendido.

Tal sfmbolo extendido permite una mayor flexibilidad para el receptor cuando coloca la ventana de FFT, ya que la ventana de FFT se puede colocar en cualquier lugar durante este sfmbolo extendido. Dos ejemplos de colocaci6n de la FFT se ilustran en la figura 4. Una ventana de FFT 404 situada al final del sfmbolo extendido 400 (en este ejemplo comprende dos sfmbolos con CP), permitira una dispersi6n de retardo 403 que corresponde a la duraci6n de un sfmbolo con CP, mas un CP. El denominado CP efectivo es igual, por lo tanto, a un sfmbolo mas dos CP, que es la dispersi6n de retardo maxima que se puede manejar en este caso. Si el sfmbolo extendido comprende mas de dos sfmbolos con CP, el CP efectivo puede ser incluso mayor. La ventana de FFT, por lo tanto, puede estar situada donde se quiera durante el sfmbolo extendido, y no s6lo al final, como se muestra en la otra ventana de FFT 402 que esta situada en algun lugar en el centro del sfmbolo extendido. En la figura 4, la secuencia de muestras del primer sfmbolo se denota con s(n), donde n {1,., N}, por simplicidad y brevedad. En el segundo s fmbolo, la notaci6n s(n-M)N denota la secuencia de senales s(n) con M muestras rotadas cfclicamente de N muestras, segun el segundo sfmbolo de la figura 3. Esta denotaci6n tambien se utilizara en lasfigura 5 y 6.

Como se ha mencionado anteriormente, otro problema de los sistemas con distancias muy grandes entre transmisores y receptores, como los sistemas celulares con tamanos grandesde celulas, es que la potencia recibida se reducira, por lo general, bastante significativamente. Por lo tanto, es de interes proporcionar metodos y disposiciones que permiten un uso eficiente de la relaci6n entre la senal y el ruido (SNR) recibida, mientras al mismo tiempo permite una dispersi6n de retardo mayor. En una realizaci6n de la presente invenci6n, ilustrada esquematicamente en la figura 5, es posible obtener una duraci6n del CP efectivo 501 que corresponde con dos duraciones de CP tradicionales, mientras que utiliza la energfa disponible existente en el sfmbolo extendido 500 de forma 6ptima mediante la explotaci6n de dos ventanas de FFT 502, 503. En esta realizaci6n, el sfmbolo extendido 500 comprende dos sfmbolos con CP y las dos ventanas de FFT 502, 503, estan alineados en el final del sfmbolo extendido 500. Esto permite la combinaci6n coherente (Combinaci6n de Relaci6n Maxima) 506 de las dos senales extrafdas 504, 505. La combinaci6n coherente de dos senales proporciona una ganancia de 3 dB. Si se combinan K senales (lo cual es posible si el sfmbolo extendido comprende K sfmbolos con CP), y si la interferencia no es variante en el tiempo y el canal es estatico (ninguna variaci6n, o variaciones lentas, en el tiempo), la ganancia sera 10log(K) dB.

Si la interferencia varfa en el tiempo, se podrfan utilizar combinadores mas avanzados que la combinaci6n de relaci6n maxima, como el Mfnimo Error Cuadratico Medio (MMSE, en sus siglas en ingles) o Combinaci6n de Rechazo a la Interferencia (IRC, en sus siglas en ingles), para suprimir la posibilidad de interferencia. Tenga en cuenta que esta combinaci6n se puede hacer en el tiempo independientemente de las senales recibidas 504, 505.

Si no se mantiene ningun desplazamiento de frecuencia, las dos senales en el dominio del tiempo pueden combinarse directamente. Si existe un desplazamiento de frecuencia, un factor de compensaci6n de fase de exp(U2Tfff) (T es la separaci6n temporal del inicio de las ventanas y Lf es el desplazamiento de la frecuencia) tiene que ser multiplicado por la segunda senal antes de la adici6n.

Las dos ventanas de FFT no necesitan estar colocadas perfectamente alineadas, como se ilustra en la figura 5. En una realizaci6n alternativa, las ventanas de FFT se pueden solapar de alguna manera. Tambien podrfa haber algun espacio entre las dos ventanas de FFT.

En otra realizaci6n mas de la presente invenci6n, la SNR mejorada de la senal obtenida mediante la combinaci6n descrita mas arriba, se puede utilizar como base para la determinaci6n de un nivel de potencia recibida necesario. Cuando aumenta la SNR, se puede aceptaruna potencia recibida inferior. Esta determinaci6n del nivel de potencia puede ser utilizada, por lo tanto, para la regulaci6n de la potencia de la estaci6n de base de radio en el enlace descendente y del equipo de usuario en el enlace ascendente.

Otra realizaci6n de la presente invenci6n esta ilustrada esquematicamente en la figura 6. En la tecnica anterior, se pueden utilizar ventanas temporales para reducir la perdida espectral, y la ventana temporal 603 puede, por ejemplo, ser una ventana en coseno elevado o similar, que cubra la duraci6n de cada sfmbolo con el CP 602. En la presente invenci6n, el sistema de ventanas temporales 601 puede utilizarse para el mismo prop6sito. El aumento o la disminuci6n lineal de la potencia se realizan preferentemente, por tanto, al inicio y al final del sfmbolo extendido 600, y no al principio ni al final de cada sfmbolo con CP 602 del sfmbolo extendido 600. Esto evitara, por tanto, aumentar

o disminuir linealmente la potencia cuando no se necesita.

Ademas, el sfmbolo extendido segun la presente invenci6n es compatible con las interfaces, por ejemplo en LTE con su sfmbolo de OFDM tradicional. Esto significa que el sfmbolo extendido se puede utilizar para usuarios que experimentan dispersi6n de retardo severo, mientras el sfmbolo de OFDM tradicional puede ser utilizado para otros usuarios. Un ejemplo esta ilustrado esquematicamente en la figura 7a que muestra la relaci6n de correspondencia de los sfmbolos de OFDM en dos bloques de recursos de la estructura de trama del enlace descendente de LTE. Una subtrama 700 comprende en total 14 sfmbolos de OFDM con CP 701. En las subtramas, algunos de los sfmbolos se utilizan para los sfmbolos de referencia (Rs) 705. El sfmbolo extendido 702 de la presente invenci6n se puede utilizar, por ejemplo, en las subtramas de un bloque de recursos 704, mientras el sfmbolo de OFDM tradicional con CP 701 se puede utilizar en las subtramas de otro bloque de recursos 703 en la misma sub-trama del enlace descendente. Este es s6lo un ejemplo posible de c6mo podfa aparecer. En un sistema en el que la dispersi6n de retardo es tan grande que deben utilizarse tres sfmbolos de OFDM, la estructura de la trama, por supuesto, serfa

diferente. Otra opci6n es que la estaci6n de base de radio ajusta de manera adaptativa el numero de sfmbolos de OFDM con CP a usar, basandose en equipos de usuario previstos y condiciones de propagaci6n asociadas. Es decir, la estaci6n de base de radio puede optar por enviar un s6lo sfmbolo de OFDM con CP o un sfmbolo extendido segun la invenci6n.

Otro ejemplo de la compatibilidad con sfmbolos de OFDM tradicionales en LTE esta ilustrado esquematicamente en la figura 7b-c que muestra la relaci6n de correspondencia de los sfmbolos en una subtrama del enlace ascendente de LTE segun la tecnica anterior (figura 7b) y segun una realizaci6n de la presente invenci6n (figura 7c). La subtrama 706 tradicional del enlace ascendente de LTE comprende 14 sfmbolos de OFDM 707 con CP, de las cuales dos son sfmbolos de referencia (Rs) 708. En una realizaci6n de la invenci6n ilustrada en la figura 7c, cada sfmbolo extendido 709 comprende dos sfmbolos de OFDM con CP, lo que significa que una subtrama 710 del enlace ascendente de LTE, en este caso, lleva siete sfmbolos extendidos de los cuales dos son sfmbolos extendidos de referencia 711.

El uso de sfmbolos de OFDM extendidos segun la invenci6n tambien tiene que ser senalizado al UE. Esto se puede hacer de manera implfcita o explfcita. Con senalizaci6n implfcita, se quiere decir que la unidad receptora puede determinar, por ejemplo, a traves de una correlaci6n m6vil de dos longitudes de sfmbolos, que dos senales sucesivas estan basadas en la misma secuencia de muestras si el resultado de la correlaci6n supera un nivel de umbral. Despues de detectar tal formato de senal, el receptor puede, como se describe en la invenci6n, aplicar una sola ventana de FFT o multiples ventanas de FFT que se solapan parcialmente o que no se solapan despues de que la ISI haya disminuido. En el metodo de senalizaci6n explfcito, un mensaje que senaliza varios parametros, como la modulaci6n o el c6digo de correcci6n de errores enviados en el enlace descendente tambien lleva un mensaje de que se enviaran varios sfmbolos de OFDM. Para LTE, se podrfa, por ejemplo, senalar tal informaci6n en el Canal Ffsico de Control del Enlace Descendente (PDCCH, en sus siglas en ingles). No es necesaria ninguna senalizaci6n en el enlace ascendente ya que la estaci6n de base de radio sabra si se utiliza un sfmbolo extendido, de la misma manera que ya sabe, por ejemplo, la modulaci6n.

Ilustrado esquematicamente en la figura 8 y segun una realizaci6n, la unidad de transmisi6n 810 en la estaci6n de base de radio 800 comprende medios para transmitir 811 un primer sfmbolo de la secuencia de sfmbolos precedido por un primer CP y medios para transmitir 812 un segundo sfmbolo de la secuencia de sfmbolos precedido por un segundo CP, comprendiendo el segundo sfmbolo las muestras del primer sfmbolo desplazado de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo CP son cfclicamente consecutivas. Ademas de esto, la unidad de transmisi6n comprende medios para crear ventanas 813 de la secuencia de sfmbolos, si la creaci6n de ventanas temporales se utiliza para reducir la perdida espectral.

Tambien esta ilustrada en la figura 8 la unidad receptora del UE 850. Comprende medios para recibir 861 un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer CP, y un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo CP. El segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo CP son consecutivas cfclicamente. La unidad tambien comprende medios para colocar 862 por lo menos una ventana de FFT durante la secuencia de sfmbolos. Ademas, la unidad receptora comprende medios para combinar 863 la senal de las ventanas de FFT a una senal combinada con una SNR mejorada, si se han colocado dos ventanas de FFT. La unidad tambien comprende medios para determinar 864 el nivel de potencia recibida necesario sobre la SNR de la senal combinada, que puede ser utilizado para el control de la potencia.

Deberfa advertirse que es un escenario de enlace descendente que esta ilustrado en la figura 8. Sin embargo, la presente invenci6n es aplicable tanto al enlace ascendente como al descendente, lo que implica que una estaci6n de base de radio 800 comprendera normalmente tanto la unidad transmisora 810 como la unidad receptora 860, y lo mismo vale para un UE.

La figura 9 es un diagrama de flujo del metodo para la unidad transmisora, segun una realizaci6n de la presente invenci6n. Comprende las operaciones:

-: 910: Transmitir un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer CP.

-: 920: Transmitir un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo CP. El segundo sfmbolo

comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y

la primera muestra del segundo CP son consecutivas cfclicamente.

-: 930: Transmitir un tercer sfmbolo de la secuencia precedido por un tercer CP. El tercer sfmbolo comprende las

muestras del segundo sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del segundo sfmbolo y la primera

muestra del tercer CP son consecutivas cfclicamente.

-: 940: Transmitir un cuarto, quinto, sexto, etc. sfmbolo de la secuencia precedido de un CP en analogfa con la operaci6n anterior.

-: 950: Crear una ventana de la secuencia de sfmbolos, si se utiliza la creaci6n de ventanas temporales para reducir la secuencia espectral.

Por otra parte, la figura 10 es un diagrama de flujo del metodo de la unidad receptora, segun una realizaci6n de la presente invenci6n. Comprende las operaciones:

-: 1010: Recibir un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer CP.

-: 1020: Recibir un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo CP. El segundo sfmbolo 5 comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo CP son consecutivas cfclicamente.

-: 1025: Recibir un tercer sfmbolo de la secuencia precedido por un tercer CP. El tercer sfmbolo comprende las muestras del segundo sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del segundo sfmbolo y la primera muestra del tercer CP son cfclicamente consecutivas.

10 -1030: Colocar por lo menos una ventana de FFT durante la secuencia de sfmbolos.

-: 1040: Combinar las senales de las ventanas de FFT con una senal con SNR mejorada, si se ha colocado mas de una ventana de FFT.

-: 1050: Determinar el nivel de potencia recibida necesario, basandose en la SNR mejorada de la senal combinada, para poder utilizarlo para la regulaci6n de potencia.

15 Las realizaciones descritas y mencionadas mas arriba se dan s6lo como ejemplos y no deberfan ser limitativas de la presente invenci6n. Otras soluciones, usos, objetivos y funciones dentro del ambito de la invenci6n segun esta reivindicada en las reivindicaciones de la patente que se acompanan deberfan ser evidentes para el experto en la materia.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un metodo para un sistema de comunicaciones inalambricasque soporta inserci6ncon prefijo cfclico, usando una secuencia de sfmbolos que comprende una serie de muestras para su transmisi6n por un canal de radio, dicho metodo comprendiendo la operaci6n de transmitir (910) un primer sfmbolo de la secuencia precedidode un primer prefijo cfclico, y caracterizado por la operaci6n de

-transmitir (920) un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico, en el que el segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son cfclicamente consecutivas.
2.

El metodo segun la reivindicaci6n 1, comprendiendo la operaci6n adicional de transmitir (930) un tercer sfmbolo de la secuencia precedido por un tercer prefijo cfclico, en el que el tercer sfmbolo comprende las muestras del segundo sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del segundo sfmbolo y la primera muestra del tercer prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente.
3.

Un metodo para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta la inserci6n de prefijo cfclico, usando una secuencia de sfmbolos que comprende un numero de muestras para su transmisi6n por un canal de radio, comprendiendo dicho metodo la operaci6n de recibir (1010) un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijo cfclico, y caracterizado por las operaciones de

-

Recibir (1020) un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico, en el que el segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente, y

-

Colocar (1030) por lo menos una ventana de Transformada Rapida de Fourier, FFT, durante la secuencia de sfmbolos.
4.

El metodo segun la reivindicaci6n 3, comprendiendo una operaci6n adicional antes de la operaci6n de colocar por lo menos una ventana de FFT, que es la operaci6n de recibir (1025) un tercer sfmbolo de la secuencia precedido por un tercer prefijo cfclico, en el que el tercer sfmbolo comprende las muestras del segundo sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del segundo sfmbolo y la primera muestra del tercer prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente.
5.

Una unidad de transmisi6n (810) para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta la inserci6n de prefijos cfclicos, usando una secuencia de sfmbolos que comprende una serie de muestras para su transmisi6n por un canal de radio, dicha unidad comprendiendo medios para transmitir (811) un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijo cfclico, y caracterizado por

-medios para transmitir (812) un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico, en el que el segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente.
6.

La unidad de transmisi6n (810) segun la reivindicaci6n 5, comprendiendo medios para transmitir un tercer sfmbolo de la secuencia precedido por un tercer prefijo cfclico, en el que el tercer sfmbolo comprende las muestras del segundo sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del segundo sfmbolo y la primera muestra del tercer prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente.
7.

La unidad de transmisi6n (810) segun la reivindicaci6n 5 o la 6, en la que dicha unidad esta configurada para ser colocada en una estaci6n de base de radio (800).
8.

La unidad de transmisi6n (810) segun la reivindicaci6n 5 o la 6, en la que dicha unidad esta configurada para ser colocada en un equipo de usuario (850).
9.

Una unidad de recepci6n (860) para un sistema de comunicaciones inalambricas que soporta inserci6n de prefijos cfclicos, usando una secuencia de sfmbolos que comprende una serie de muestras para la transmisi6n sobre un canal de radio, dicha unidad comprendiendo medios para recibir (861) un primer sfmbolo de la secuencia precedido por un primer prefijo cfclico, y caracterizado por:

-

Medios para recibir (861) un segundo sfmbolo de la secuencia precedido por un segundo prefijo cfclico, en el que el segundo sfmbolo comprende las muestras del primer sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del primer sfmbolo y la primera muestra del segundo prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente, y

-

Medios para colocar (862) por lo menos una ventana de Transformada Rapida de Fourier, FFT, durante la secuencia de sfmbolos.
10.

La unidad de recepci6n (860) segun la reivindicaci6n 9, comprendiendo medios para recibir un tercer sfmbolo de la secuencia precedido por un tercer prefijo cfclico, en el que el tercer sfmbolo comprende las muestras del segundo

sfmbolo desplazadas de manera que la ultima muestra del segundo sfmbolo y la primera muestra del tercer prefijo cfclico son consecutivas cfclicamente.
11.

La unidad receptora (860) segun la reivindicaci6n 9 o la 10, en el que dicha unidad esta configurada para ser colocada en una estaci6n de base de radio (800).
12.

La unidad receptora (860) segun la reivindicaci6n 9 o la 10, en la que dicha unidad esta configurada para ser colocada en un equipo de usuario (850).