ES2579778T3 - Dispositivo y método de comunicación - Google Patents

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ES2579778T3 ES07118434.5T ES07118434T ES2579778T3 ES 2579778 T3 ES2579778 T3 ES 2579778T3 ES 07118434 T ES07118434 T ES 07118434T ES 2579778 T3 ES2579778 T3 ES 2579778T3
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Bo Bernhardsson
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Abstract

Método, en un sistema basado en OFDM, para detectar un símbolo en un radio-canal que comprende los pasos de: recibir (100; 200; 300) una señal procedente del radio-canal; filtrar (110; 210; 310) la señal recibida a través de un primer filtro que es capaz de responder al símbolo, obteniendo así una primera señal; establecer una estimación del ruido de fondo (120; 220; 320) de la señal recibida; establecer una segunda señal (130; 230; 330) que es una representación de la proporción entre la primera señal y la estimación del ruido de fondo; detectar la presencia del símbolo (140; 240; 340) mediante la detección de un pico en la segunda señal; caracterizado porque el paso de establecer la estimación del ruido de fondo comprende excluir o suprimir un intervalo de tiempo que se espera contiene componentes multi-camino, correspondiendo el intervalo de tiempo al doble de la duración de un prefijo cíclico de un símbolo de Multiplexación por División Ortogonal de Frecuencia, OFDM.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y metodo de comunicacion Campo tecnico de la invencion
La presente invencion se refiere a metodos para detectar un s^bolo y a metodos para identificar una celda. La presente invencion se refiere asimismo a dispositivos de comunicacion que son capaces de detectar un sfmbolo e identificar una celda.
Antecedentes de la invencion
En la venidera evolucion de las normas de telefoma movil celular, tales como GSM y WCDMA, es probable que se den nuevas tecnicas de transmision tales como OFDM. Ademas, con el fin de tener una migracion suave desde los sistemas celulares existentes hacia el nuevo sistema de alta velocidad de alta capacidad en el radio-espectro existente, el nuevo sistema debe ser capaz de funcionar en un ancho de banda flexible y tambien en modo de duplexacion por division de frecuencia (FDD) y duplexacion por division de tiempo (TDD). Una propuesta para este tipo de nuevo sistema celular flexible es la Evolucion a Largo Plazo de 3G (3G LTE) que puede ser entendida como una evolucion de la norma 3G WCDMA. Este sistema utilizara OFDM a modo de tecnica de acceso multiple (denominada OFDMA) en el enlace descendente y sera capaz de funcionar en anchos de banda que abarcan desde 1,25 MHz a 20 MHz. Ademas, seran soportadas velocidades de transmision de datos de hasta 100 Mb/s o superiores para el mayor de los anchos de banda. Sin embargo, el uso de 3G LTE no se espera solo de los servicios de alta velocidad, sino tambien de los servicios de baja velocidad tales como voz. Ya que la 3G LTE esta disenada para datos en paquetes (TCP/IP), el VoIP (Voz sobre Protocolo de Internet) sera el servicio portador de voz.
Un aspecto importante de la LTE y de sistemas similares es la funcion de movilidad, por lo que los procedimientos de sincronizacion de sfmbolos y de busqueda de celda son de superior importancia con el fin de que un Equipo de Usuario (UE), tal como un telefono celular movil, detecte y sincronice con celdas adyacentes.
Un metodo conocido para detectar un sfmbolo en un canal de radio comprende los pasos de realizar un filtrado adaptado sobre una senal recibida utilizando el sfmbolo y determinando los picos en la senal filtrada.
El metodo es utilizado en un metodo conocido para identificar una celda por parte de un equipo de usuario. Es este caso el equipo de usuario esta recibiendo una senal desde un canal de sincronizacion. Se realiza un filtrado adaptado sobre la senal recibida utilizando el sfmbolo de sincronizacion y se determinan los picos y la temporizacion correspondiente de la senal filtrada. La informacion de la temporizacion determinada a partir del filtro adaptado es utilizada para etapas de busqueda de celda posteriores, es decir etapas que determinan la temporizacion de trama y la identidad de la celda.
Aunque el metodo conocido para detectar un sfmbolo en un radio-canal y el metodo para identificar una celda, y los dispositivos correspondientes, funcionan adecuadamente, al menos en algunos escenarios de funcionamiento, presentan cierto numero de desventajas.
Por ejemplo, en un escenario de duplexacion por division de tiempo, donde dos equipos de usuario estan situados ffsicamente cerca el uno del otro y uno de ellos se comunica con una estacion base y el otro esta realizando una busqueda inicial de celda (en primer lugar tratando de identificar un sfmbolo de sincronizacion). Este ultimo equipo de usuario no estara al corriente de la temporizacion y, cuando el primer equipo de usuario esta transmitiendo, la interferencia procedente del primer equipo de usuario, recibida en el receptor de este ultimo equipo de usuario, es mucho mayor que la senal de enlace descendente procedente de la estacion base.
El documento US 2003/117979 describe un procedimiento de busqueda de celda que utiliza unos factores de calidad de pico. Un factor de calidad de pico sugerido puede contener una representacion de magnitud de un pico, el cual puede ser un valor relativo a un ruido de fondo. Se elige como picos a un numero fijo, tal como cuatro, de los valores de correlacion con las mayores magnitudes, y el ruido de fondo se puede determinar promediando los valores de los puntos de datos que no son picos, es decir todos los valores, excepto aquellos escogidos como picos.
El documento US 2007/025429 describe un procesado de banda base en un terminal de WCDMA. En un modulo de busqueda de celda se obtiene una sincronizacion de ranura respecto a una senal de WCDMA en base a la correlacion con un PSCH (Canal Primario de Sincronizacion) de la senal de WCDMA. En un modulo de exploracion multi-camino se determina un ruido de fondo a partir de la senal de WCDMA dentro de una ventana de busqueda. Las ubicaciones dentro de la ventana de busqueda que no presentan caminos, representan el ruido de fondo para la ventana de busqueda. De ese modo, tambien en ese caso, se emplean todas las ubicaciones que no son consideradas como caminos para determinar el ruido de fondo.
Un inconveniente del metodo conocido (y de su dispositivo correspondiente) es que este tendra el efecto de una deteccion erronea de temporizacion y de adaptacion de sfmbolo. Tecnicas normalizadas de filtrado adaptado para deteccion de sfmbolo, tales como deteccion de sfmbolos de sincronizacion, en ciertos escenarios de funcionamiento ofreceran riesgo de muy mala eficiencia de deteccion. Esto aumentara considerablemente el tiempo inicial de
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sincronizacion y, en el caso de una identificacion de celda, las llamadas corren el riesgo de perderse durante el traspaso debido a la lenta identificacion de celdas realizada por el equipo de usuario que realiza la busqueda inicial de celda y que necesita hacer un traspaso a una celda nueva.
Es un objetivo de la presente invencion proporcionar un metodo para detectar un sfmbolo y un metodo para identificar una celda, y a sus dispositivos correspondientes, los cuales superan o alivian hasta cierto punto los inconvenientes citados anteriormente.
Compendio de la invencion
La presente invencion se define en las reivindicaciones anexas.
Una ventaja, con respecto a algunas realizaciones, es que el detector es muy robusto frente a escenarios de interferencia, especialmente los que pueden ocurrir en sistemas de duplexacion por division de tiempo.
Una ventaja adicional, con respecto a algunas realizaciones de la presente invencion, es que los tiempos de sincronizacion para el caso de duplexacion por division de tiempo son mejorados, y se pueden alcanzar tiempos de sincronizacion similares para el caso de duplexacion por division de frecuencia. Esto, a su vez, tiene la ventaja de que los dispositivos de comunicacion basados en la presente invencion identificaran mas rapidamente las celdas a las que se pueden conectar, lo que a su vez reduce las ocasiones de llamadas perdidas y mejora asimismo los tiempos de establecimiento de la conexion para los dispositivos.
Aun otra ventaja adicional, con respecto a algunas realizaciones de la presente invencion, es que permite que los dispositivos utilicen los mismos pasos para la identificacion de la celda independientemente de si funcionan en modo duplexacion por division de tiempo o en duplexacion por division de frecuencia.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 muestra un escenario de FDD con dos Equipos de Usuario;
la Figura 2 representa un diagrama temporal que muestra un escenario de FDD;
la Figura 3 muestra un escenario de TDD con dos Equipos de Usuario;
la Figura 4 muestra un diagrama temporal que muestra un escenario de TDD;
la Figura 5 representa un diagrama de flujo que muestra una realizacion de la presente
la Figura 6 representa un diagrama de flujo que muestra una realizacion de la presente
la Figura 7 representa un diagrama de flujo que muestra una realizacion de la presente
la Figura 8 representa un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de comunicacion de usuario segun una realizacion de la presente invencion; y,
la Figura 9 representa un diagrama de bloques que muestra una primera etapa de una Unidad de Busqueda de Celda de la presente invencion.
Descripcion detallada
A continuacion se describen unas realizaciones de la presente invencion, unicamente a tftulo de ejemplo. Debera notarse que los detalles mostrados en las figuras pueden no estar representados a escala. Al contrario, las dimensiones de los detalles de las ilustraciones estan escogidas de modo que mejoran la comprension de la presente invencion.
La descripcion que sigue esta basada en una deteccion de P-SCH en el sistema de 3GPP LTE, modo TDD, pero la invencion podna tambien ser implementada y utilizada en otros sistemas celulares basados en OFDM (por ejemplo Wimax).
El esquema de busqueda de celda actual propuesto para LTE es como sigue (se hace referencia al documento R1- 062990 de 3GPP (ETSI):
1. Detectar una temporizacion de celda nueva de 5 ms usando el Canal Primario de Sincronizacion (P-SCH).
2. Detectar la temporizacion de trama y el grupo de celdas usando el Canal Secundario de Sincronizacion (S-SCH).
3. Usar los sfmbolos de referencia para detectar la Identificacion de celda (ID de celda).
4. Leer el Canal de Radiodifusion (BCH) para recibir una informacion de sistema espedfica de celda.
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Sena una ventaja si la busqueda de celda, en relacion a los s^bolos del canal de sincronizacion (SCH) y a la informacion obtenida en cada paso, pudiera ser la misma funcionando tanto en Duplexacion por Division de Frecuencia (FDD) asf como en Duplexacion por Division de Tiempo (TDD).
Sin embargo, debido a que el escenario de interferencia es diferente en FDD y en TDD, las tecnicas de deteccion de P-SCH conocidas presentan algunos defectos en TDD.
En FDD el enlace ascendente y el enlace descendente utilizan diferentes frecuencias portadoras. La Figura 1 representa un escenario de FDD con dos Equipos de Usuario, A y B, situados ffsicamente cerca el uno del otro, y A se comunica con una Estacion Base BS. La Figura 2 representa un diagrama temporal que muestra el escenario de FDD. En ciertos instantes de tiempo, el Equipo de Usuario A recibio una informacion sobre el Enlace Descendente (DL) (portadora Fd) y transmitio una informacion sobre el Enlace Ascendente (UL) (portadora Fu). En la Figura 2, esto se representa mediante los bloques de tiempo en DL y UL marcados con “A”. El Equipo de Usuario B esta buscando a una celda a la que conectarse, es decir esta realizando una busqueda inicial de celda. El Equipo de Usuario B inicia una busqueda del P-SCH, transmitido en intervalos regulares. El P-SCH transmitido esta representado en la Figura 1 por CS y en la Figura 2 por los bloques de tiempo en DL marcados como “SCH”. Para LTE FDD en particular, el P-SCH es transmitido cada 5 ms. La busqueda del P-SCH se lleva a cabo tfpicamente aplicando un filtrado adaptado a la secuencia de P-SCH. Matematicamente, si yt representa el DL recibido, st es la secuencia de P-SCH de longitud N, la salida procedente de la deteccion de P-SCh se obtiene segun las ecuaciones 1:
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(ecuacion: 1)
imagen1
temporizaci6n(pico) = arg max Dt
(ecuacion: 2)
Los picos del filtrado adaptado, temporizacion(pico), indicados por tx en la Figura 2, son obtenidos en instantes de tiempo correspondientes a los instantes de tiempo en los que el P-SCH es transmitido y por tanto (para LTE: 5 ms) se determina la temporizacion como el instante de tiempo en el que de ha detectado el maximo de la salida del filtro adaptado (segun la ecuacion 2). La temporizacion de trama (para LTE: 10 ms) y otras informaciones de sistema son obtenidas en etapas de busqueda de celda posteriores.
En la Figura 3 se muestra un escenario de TDD similar. En la Figura 4 se representa un diagrama temporal correspondiente. En este caso, el Equipo de Usuario A transmite en intervalos regulares (intervalos, donde se permite la transmision de UL) sobre la misma portadora del DL (Fd). En la Figura 4 se representa la transmision por el Equipo de Usuario A mediante los bloques de tiempo en DL/UL marcados con “A, UL” y la transmision de la Estacion Base hacia el Equipo de Usuario A se representa mediante los bloques de tiempo en DL/UL marcados con “A, DL”. En la Figura 3 se representa el P-SCH transmitido mediante CS y en la Figura 4 mediante los bloques de tiempo en DL/UL marcados con “SCH”. Ahora, debido a que la distancia entre el Equipo de Usuario Ay el Equipo de Usuario B es mucho menor que la distancia entre B y la Estacion Base BS, la interferencia de UL procedente del Equipo de Usuario A, recibida en el receptor del Equipo de Usuario B (el cual en esta etapa, cuando realiza la busqueda inicial de celda no conoce la temporizacion de UL y DL) es mucho mayor que la senal de DL. Esto producira un efecto de un ruido de fondo muy superior al pico de correlacion de P-SCh, y por tanto se obtiene una deteccion erronea de la temporizacion (representada en la Figura 4 por tx durante la transmision del Equipo de Usuario A).
Consecuentemente, las tecnicas normalizadas de filtrado adaptado para la deteccion de P-SCH en un sistema de TDD ofreceran riesgo de muy mala eficiencia de deteccion, aumentando el tiempo inicial de sincronizacion considerablemente. Por tanto, existe la necesidad de tecnicas de deteccion de P-SCH robustas frente a tales escenarios de interferencia.
Segun la presente invencion, la deteccion de P-SCH se realiza sobre la proporcion entre la salida del filtro adaptado y una estimacion del ruido de fondo, por lo que se excluye o suprime un intervalo de tiempo que se espera que incluya unas componentes multi-camino. Utilizando esta tecnica, el pico maximo se define como un pico que es mucho mayor que las muestras vecinas, lo cual hace al detector mas robusto para el escenario de TDD descrito anteriormente. El detector de P-SCH determinado no necesita ninguna sintonizacion de umbrales y es muy robusto frente a escenarios de interferencia que pueden tener lugar en sistemas de TDD. La deteccion de P-SCH funciona bien incluso si el nivel de interferencia de (UL) es de 35-40 dB superior a la interferencia de DL.
En la figura 5 se representa un diagrama de flujo de una realizacion de la invencion. El Equipo de Usuario recibe la senal Yt (100) y realiza un filtrado adaptado para obtener Dt (110). El ruido de fondo en el instante t, Nt, es estimado como el promedio sobre un cierto numero de sfmbolos de la salida procedente del filtro adaptado, con la excepcion de algunas muestras cercanas al instante de tiempo t (120). La razon para excluir a algunas de las muestras es excluir posibles componentes multi-camino de la senal y asf medir esencialmente solo el ruido y no las componentes
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multi-camino. La deteccion se hace de ese modo muy robusta frente a escenarios de interferencia, especialmente aquellos que pueden tener lugar en sistemas de duplexacion por division de tiempo. Matematicamente, esto se puede escribir de acuerdo con la ecuacion 3:
imagen2
temporizacion(pico) = argmaxD, |eeuaci(in; 5)
Donde mi, m2 son las muestras (ruido) utilizadas para estimar el ruido de fondo, y 2n corresponde con el numero de muestras que se podna esperar que incluyen componentes multi-camino. El valor de n podna ser escogido tipicamente como n = Ncp, es decir como el numero que corresponde a la duracion del Prefijo Cfclico (CP). En un sfmbolo de OFDM, un prefijo ciclico es una repeticion del final del sfmbolo en el principio, con el fin de permitir que los caminos multiples se estabilicen antes de que los datos lleguen al receptor. Tfpicamente, el sistema utiliza un CP cuya duracion es superior a la dispersion del retardo de mayor duracion esperado del radio-canal, y debido a que - en esta etapa - el Equipo de Usuario no conoce donde esta el pico dentro del CP, se excluyen el doble de muestras CP para asegurar la no inclusion de las componentes multi-camino en la estimacion del ruido de fondo. La longitud de mi debena ser escogida de forma tal que, para una temporizacion de P-SCH correcta, la estimacion del ruido de fondo debena ser obtenida sobre muestras que pertenezcan a la transmision de DL. En LTE se transmite el SCH a la mitad de una subtrama de DL de 1 ms, por tanto mi puede ser escogido como el numero de muestras correspondientes a 0,5 ms, aproximadamente.
A continuacion, se obtiene (130) la nueva variable de decision Dt segun la ecuacion 4 y los picos de Dt, temporizacion(pico), son determinados segun la ecuacion 5, por lo que se obtiene (140) la temporizacion (5 ms).
En una realizacion alternativa de la invencion, representada en la Figura 6, el Equipo de Usuario recibe la senal Yt (200) y realiza un filtrado adaptado para obtener Dt (210). A continuacion, se estima el ruido de fondo en el instante t, Nt, a partir de la senal recibida Yt (comparado con el de la salida del filtro adaptado de la realizacion anterior). Por ejemplo, el ruido de fondo en el instante t puede ser estimado promediando el cuadrado de |Yt| sobre un numero de muestras. Las muestras cercanas al instante de tiempo t son excluidas al corresponder con el numero de muestras que se espera puedan incluir componentes multi-camino. A continuacion, se obtiene (230) la nueva variable de
decision Dt segun la ecuacion 4 y los picos de Dt, temporizacion(pico), son determinados segun la ecuacion 5, por lo que se obtiene (140) la temporizacion (5 ms).
En referencia a las realizaciones descritas anteriormente, cuando se realiza la estimacion del ruido de fondo, Nt, debena entenderse que en realizaciones alternativas se puede escoger la exclusion de un numero de muestras cualquiera. Adicionalmente, excluir la(s) muestra(s) no significa solo omitir al completo la(s) muestra(s), sino tambien otras formas (por ejemplo, otras formas de suprimir la senal(ruido) o reemplazarla por pseudo-ruido) para obtener el resultado de hacer que la senal de ruido estimada sea independiente o menos dependiente de componentes multi- camino.
La Figura 7 representa un diagrama de flujo que representa un metodo para identificar una celda, ID de celda, en un sistema de comunicaciones inalambrico. Los primeros cinco pasos del metodo corresponden a los primeros cinco pasos del metodo descrito anteriormente y explicado conjuntamente con la Figura 5. En consecuencia, el Equipo de Usuario recibe la senal Yt (300) y realiza un filtrado adaptado para obtener Dt (310). A continuacion, se estima el ruido de fondo en el instante t, Nt, como el promedio sobre un cierto numero de sfmbolos de la salida del filtro adaptado, exceptuando algunas muestras cercanas al instante de tiempo t (320). A continuacion, se obtiene (330) la
nueva variable de decision Dt segun la ecuacion 4 y los picos de Dt, temporizacion(pico), son determinados segun la ecuacion 5 por lo que se obtiene (340) la temporizacion (5 ms). Adicionalmente, el Equipo de Usuario recibe una senal procedente del canal secundario (350) de sincronizacion y a continuacion detecta la temporizacion de trama y el grupo de celdas a partir del canal secundario (360) de sincronizacion. Finalmente, se detecta (370) la Identificacion de Celda, por ejemplo realizando una correlacion sobre codigos de ID de celda que estuvieran disponibles.
En una realizacion alternativa, los cinco primeros pasos del metodo corresponden a los cinco primeros pasos del metodo descrito anteriormente y explicado conjuntamente con la Figura 6 en lugar de con la Figura 5, es decir, el ruido de fondo en el instante t, Nt, es estimado a partir de la senal recibida Yt (comparado con el de la salida del filtro adaptado de la realizacion anterior). Una ecuacion general correspondiente a la ecuacion 3 viene dada por la
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ecuacion 6:
imagen3
donde Xt representa la senal de entrada sobre la cual se basa la estimacion del ruido de fondo. En particular, en los ejemplos descritos anteriormente, Xt es o bien igual a Dt o bien a Yt.
En referencia a las realizaciones descritas anteriormente, el filtrado adaptado podna ser reemplazado por cualquier tipo de filtrado capaz de responder (es decir, que pueda distinguir o detectar) a la secuencia de sincronizacion o, mas en general, al sfmbolo que debe ser detectado.
La Figura 8 representa un diagrama de bloques de un Equipo de Usuario 700. El Equipo de Usuario comprende una antena 701 conectada a un receptor frontal (FeRX) 702. El receptor frontal esta conectado a un filtro analogico (AF) 703, que a su vez esta conectado a un conversor analogico-a-digital (ADC) 704. El ADC esta conectado al primer filtro digital (DF1) 705, que a su vez esta conectado a un segundo filtro digital (DF2) 708 y a un Transformador Rapido de Fourier (FFT) 706. El FFT esta conectado a un Detector 707 de Identificacion de Celda (Det. CID) y tambien a una Unidad 709 de Busqueda de Celda (CSU). El Detector de Identificacion de Celda y la Unidad de Busqueda de Celda estan conectados a una Unidad de Control (CU) 710. La Unidad de Busqueda de Celda esta provista de una senal de reloj Fs. En un ejemplo, Fs = 1,92 MHz.
En funcionamiento, en un sistema de LTE y utilizando el detector de P-SCH tal como se ha explicado anteriormente, el Equipo de Usuario estara realizando una busqueda inicial de celda. A partir de informaciones de capa superior (tales como banda de frecuencia usada, listas de historial, etc.), la Unidad 709 de Busqueda de Celda obtiene informacion sobre si el funcionamiento es en FDD o en TDD. Esta informacion de capa superior es proporcionada por la Unidad de Control 710, tal como se representa en la Figura 8 mediante la conexion “TDD/FDD”.
En el caso de FDD, la Unidad de Busqueda de Celda puede llevar a cabo la busqueda de celda segun el esquema de busqueda de celda propuesto actualmente para LTE tal como se ha explicado anteriormente. En ese caso, en funcionamiento, el segundo filtro digital (DF2) 708 recibe la senal Yt y realiza un filtrado adaptado mediante un Filtro Adaptado P-SCH para obtener Dt. Esto se realiza de acuerdo con la ecuacion 1 y la explicacion asociada, como se ha descrito anteriormente. La(s) secuencia(s) de P-SCH relevante(s) es(son) suministrada(s) a la Unidad 709 de Busqueda de Celda , mediante la Unidad de Control 710, tal como se representa en la Figura 8 mediante “P-SCH
sec.”. Dt es entregada al detector. Los picos de Dt, temporizacion(pico), son determinados segun la ecuacion 2 mediante el detector, por lo que se obtiene la temporizacion (5 ms), (posteriormente referida como td).
En el caso en el que la Unidad de Control proporciona informacion a la Unidad de Busqueda de Celda de que el funcionamiento es en TDD, o en el caso en el que la Unidad de Busqueda de Celda no diferencia entre funcionamiento en FDD y en TDD, el Equipo de Usuario sigue el siguiente esquema de busqueda de celda. Una senal de radio recibida por la antena 701 es entregada al receptor frontal (FeRX) 702, en el que es convertida en una senal en banda base. El ancho de banda de la senal es filtrada mediante el filtro analogico 703 (que tiene un ancho de banda de BW0) y es convertida, de analogica en digital, en una senal digital mediante el conversor analogico-a-digital (ADC) 704. A continuacion la senal es filtrada digitalmente mediante el primer filtro digital (DF1) 705 y entregada al FFT 706. La senal de salida procedente del ADC 704 tambien es entregada al segundo filtro digital (DF2) 708 (que tiene un ancho de banda de BW1), que filtra el ancho de banda del canal de sincronizacion. Se supone el uso de un ancho de banda BW1 de 1,25 MHz (es decir, el ancho de banda del canal de sincronizacion para LTE actualmente propuesto). La senal filtrada es entregada a la Unidad 709 de Busqueda de Celda (CSU), la cual realiza la deteccion de P-SCH y S-SCH de la busqueda de celda.
A continuacion, tambien se hace referencia a la Figura 9, en la que se representa un diagrama de bloques de una primera etapa 800 de la Unidad 709 de Busqueda de Celda. La primera etapa 800 comprende un Filtro Adaptado de P-SCH (P-ScH MF) 801 que esta conectado a un Estimador 802 de Ruido de Fondo (NFE), y a una Unidad de Calculo (CU) 803. El Estimador 802 de Ruido de Fondo esta conectado la la Unidad de Calculo 803. La Unidad de Calculo 803 esta conectada al Detector (DET) 804.
En funcionamiento, el segundo filtro digital (DF2) 708 recibe la senal Yt y realiza un filtrado adaptado mediante el Filtro Adaptado de P-SCH 801 para obtener Dt. La(s) secuencia(s) de P-SCH relevante(s) es(son) suministrada(s) a la Unidad 709 de Busqueda de Celda mediante la Unidad de Control 710, como se representa en la Figura 8 mediante “P-SCH sec.”. El ruido de fondo en el instante t, Nt, es estimado mediante el Estimador 802 de Ruido de Fondo, como el promedio sobre un cierto numero de sfmbolos de la salida procedente del filtro adaptado, con la excepcion de algunas muestras cercanas al instante de tiempo t (120). Esto se realiza de acuerdo con la ecuacion 3 y la explicacion asociada como se ha descrito anteriormente. Dt, tal cual es proporcionada por el Filtro Adaptado de P-SCH, 801, y Nt, tal cual es proporcionada por el Estimador 802 de Ruido de Fondo, son entregadas a la Unidad de
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Calculo 803. La Unidad de Calculo calcula la proporcion de acuerdo con ecuacion 4, obteniendo asi Dt, que a su
vez es entregada al Detector 804. Los picos de Dt, temporizacion(pico), son determinados segun la ecuacion 5 por el Detector 804, por lo que se obtiene la temporizacion (5 ms) td.
La Unidad 709 de Busqueda de Celda detecta a continuacion la temporizacion de trama y el grupo de celdas a partir del Canal Secundario de Sincronizacion (S-SCH). La(s) secuencia(s) de S-SCH relevante(s) es(son) suministrada(s) a la Unidad 709 de Busqueda de Celda , mediante la Unidad de Control 710, como se representa en la Figura 8 mediante “S-SCH sec.”. La informacion de la temporizacion, ti, es entregada desde la Unidad 709 de Busqueda de Celda al FFT 706. La informacion de la temporizacion, ti, es o bien identica a la temporizacion, td, determinada por el
Detector 804, o bien a una funcion de la misma. La salida del FFT, K*s, (simbolos de referencia) es entregada al Detector 707 de Identificacion de Celda. El Detector 707 de Identificacion de Celda detecta la ID de Celda en base a
los simbolos de referencia recibidos, K*s, y a la informacion de grupo de Celdas, representada como c-grp en la Figura 8, proporcionada por la Unidad 709 de Busqueda de Celda, y a los Codigos de Identificacion de Celda, representados como “CIC cds” en la Figura 8, proporcionados por la Unidad de Control 710.
Por ejemplo, cuando se determina la temporizacion, el grupo de celdas es detectado correlacionando todas las posibles firmas de grupo de celdas con la serial secundaria de sincronizacion (S-SCH). Adicionalmente, se puede determinar la ID de Celda dentro de los grupos de celdas mediante la correlacion de firmas de ID de celda posibles contenidas en los simbolos de referencia (es decir, OFDM piloto).
En una realizacion alternativa de la invencion, la Unidad 709 de Busqueda de Celda no diferencia entre funcionamiento en FDD o en TDD. En ese caso, se proporciona el mismo esquema de Busqueda de Celda para ambos casos de funcionamiento en FDD y en TDD. En tal realizacion alternativa, es posible que no exista la necesidad de que esta informacion sea proporcionada por la Unidad de Control hacia la Unidad de Busqueda de Celda (por lo que la conexion correspondiente entre ambas, para este proposito, puede ser omitida).
En una realizacion alternativa mas de la invencion, en lugar de utilizar la ecuacion 7: (comparese con la ecuacion 4 y la explicacion asociada tal como se ha descrito anteriormente)
imagen4
(ecuacion: 7)
para calcular la variable del detector, Dt, se puede emplear la ecuacion 8:
imagen5
(ecuacion: 8)
en la que f(.) es una funcion. Un ejemplo de este tipo de funcion es una funcion sumatoria Dt a lo largo del prefijo dclico, Ncp. La salida corresponde entonces a la suma de las potencias sobre los caminos multiples, lo cual puede mejorar la eficiencia de deteccion a traves de sumar la potencia de todas las senales.
Ha de entenderse que el “Equipo de Usuario” puede ser, por ejemplo, un telefono celular movil, un ordenador portatil preparado para conectarse a una red inalambrica o cualquier tipo de dispositivo inalambrico. En terminos generales, un Equipo de Usuario es referido como un dispositivo de comunicacion.

Claims (34)

  1. 5
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    15
    20
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    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Metodo, en un sistema basado en OFDM, para detectar un sfmbolo en un radio-canal que comprende los pasos de:
    recibir (100; 200; 300) una senal procedente del radio-canal;
    filtrar (110; 210; 310) la senal recibida a traves de un primer filtro que es capaz de responder al sfmbolo, obteniendo as^ una primera senal;
    establecer una estimacion del ruido de fondo (120; 220; 320) de la senal recibida;
    establecer una segunda senal (130; 230; 330) que es una representacion de la proporcion entre la primera senal y la estimacion del ruido de fondo;
    detectar la presencia del sfmbolo (140; 240; 340) mediante la deteccion de un pico en la segunda senal;
    caracterizado porque el paso de establecer la estimacion del ruido de fondo comprende excluir o suprimir un intervalo de tiempo que se espera contiene componentes multi-camino, correspondiendo el intervalo de tiempo al doble de la duracion de un prefijo dclico de un sfmbolo de Multiplexacion por Division Ortogonal de Frecuencia, OFDM.
  2. 2. Metodo para detectar un sfmbolo segun la reivindicacion 1, en el que el paso de establecer una estimacion del ruido de fondo comprende:
    basar la estimacion en una representacion digital de la senal recibida, y excluir o suprimir un numero de muestras que corresponden esencialmente al doble del numero de muestras que se espera incluyan componentes multi- camino.
  3. 3. Metodo para detectar un sfmbolo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el paso de establecer una estimacion del ruido de fondo comprende:
    basar la estimacion en la primera senal.
  4. 4. Metodo para detectar un sfmbolo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el paso de establecer una estimacion del ruido de fondo comprende:
    filtrar una representacion de la senal recibida a traves de un segundo filtro que responde a la potencia y/o amplitud de la senal.
  5. 5. Metodo para detectar un sfmbolo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la estimacion del ruido de fondo, Nt, es establecida mediante la formula:
    imagen1
    donde Xt es la senal sobre la que se basa la estimacion del ruido de fondo, m-i, m2, son las muestras usadas para estimar el ruido de fondo, y 2n son las muestras que se espera incluyan componentes multi-camino.
  6. 6. Metodo para detectar un sfmbolo segun la reivindicacion 5, en el que n es establecido en el numero de muestras que corresponden esencialmente a la duracion del prefijo dclico, Ncp.
  7. 7. Metodo para detectar un sfmbolo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera senal, Dt, es establecida mediante la formula:
    imagen2
    donde s t es la secuencia de sfmbolos de longitud N e yt representa la senal recibida.
  8. 8. Metodo para detectar un sfmbolo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas el paso de:
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    20
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    40
    detectar la temporizacion de la presencia del s^bolo detectado.
  9. 9. Metodo para detectar un sfmbolo segun la reivindicacion 8, en el que la temporizacion de la presencia del sfmbolo, temporizacion(pico), es establecida mediante la formula:
    temporizacion(pico) = argmaxD«
    donde Dt representa la segunda serial.
  10. 10. Metodo para detectar un sfmbolo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas los pasos de:
    determinar si el radio-canal esta funcionando en duplexacion por division de frecuencia, y, en caso afirmativo, detectar el sfmbolo mediante los pasos de:
    filtrar la senal recibida a traves del primer filtro, obteniendo asf una tercera senal; y, detectar la presencia del sfmbolo mediante la deteccion de un pico en la tercera senal.
  11. 11. Metodo, en un sistema basado en OFDM, para identificar una ID de celda en un sistema de comunicaciones inalambrico, que comprende los pasos de:
    recibir una senal procedente de un canal primario (300) de sincronizacion, obteniendo asf una primera senal recibida;
    filtrar (310) la primera senal recibida a traves de un primer filtro, que responde a un sfmbolo de sincronizacion, obteniendo asf una primera senal;
    establecer una segunda senal (320) que depende del ruido de fondo de la primera senal recibida, por lo que se excluye o suprime un intervalo de tiempo que se espera incluya componentes multi-camino;
    establecer una tercera senal (330) que es una representacion de la proporcion entre la primera senal y la segunda senal;
    detectar (340) la presencia y la temporizacion del sfmbolo mediante la deteccion de un pico en la tercera senal;
    recibir una senal procedente de un canal secundario (350) de sincronizacion, obteniendo asf una segunda senal recibida ;
    detectar la temporizacion de trama y el grupo de celdas (360) a partir de la segunda senal recibida; detectar el ID de celda (370) mediante la correlacion con codigos de ID de celda disponibles;
    caracterizado porque el intervalo de tiempo que se espera incluye componentes multi-camino corresponde al doble de la duracion de un prefijo ciclico de un sfmbolo de Multiplexacion por Division Ortogonal de Frecuencia OFDM.
  12. 12. Metodo para identificar una ID de celda segun la reivindicacion 11, en el que el paso de detectar la temporizacion de trama y el grupo de celdas a partir de la segunda senal recibida comprende el paso de:
    recuperar la temporizacion de trama y el grupo de celdas utilizando la temporizacion del sfmbolo detectado mediante un pico en la tercera senal.
  13. 13. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, en el que el paso de establecer una estimacion del ruido de fondo comprende:
    basar la estimacion en una representacion digital de la senal recibida, y excluir o suprimir un numero de muestras que corresponden esencialmente al doble del numero de muestras que se espera incluyan componentes multi- camino.
  14. 14. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el paso de establecer una estimacion del ruido de fondo comprende:
    basar la estimacion en la primera senal.
  15. 15. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que el paso de establecer una estimacion del ruido de fondo comprende:
    5
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    20
    25
    filtrar una representacion de la senal recibida a traves de un segundo filtro que responde a la potencia y/o amplitud de la senal.
  16. 16. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en el que la estimacion del ruido de fondo, Nt, es establecida mediante la formula:
    imagen3
    donde Xt es la senal en la que se basa la estimacion del ruido de fondo, ith, m2, son las muestras usadas para estimar el ruido de fondo, y 2n son las muestras que se espera incluyan componentes multi-camino.
  17. 17. Metodo para identificar una ID de celda segun la reivindicacion 16, en el que n es establecido en el numero de muestras que corresponden esencialmente a la duracion del prefijo dclico, Ncp.
  18. 18. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que la primera senal, Dt, es establecida mediante la formula:
    imagen4
    donde s t es la secuencia de sfmbolos de longitud N e yt representa la senal recibida.
  19. 19. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, que comprende ademas el paso de:
    detectar la temporizacion de la presencia del sfmbolo detectado.
  20. 20. Metodo para identificar una ID de celda segun la reivindicacion 19, en el que la temporizacion de la presencia del sfmbolo, temporizacion(pico), es establecida mediante la formula:
    temporizacion(pico) = argmaxDi
    donde Dt representa la segunda senal.
  21. 21. Metodo para identificar una ID de celda segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 20, que comprende ademas los pasos de:
    determinar si el radio-canal esta funcionando en duplexacion por division de frecuencia, y, en caso afirmativo, detectar la ID de celda mediante los pasos de:
    filtrar la senal recibida a traves del primer filtro, que responde a un sfmbolo de sincronizacion, obteniendo asf la cuarta senal; y,
    detectar la presencia y la temporizacion del sfmbolo mediante la deteccion de un pico en la cuarta senal; recibir una senal procedente de un canal secundario de sincronizacion, obteniendo asf una segunda senal recibida; detectar la temporizacion de trama y el grupo de celdas a partir de la segunda senal recibida; detectar el ID de celda mediante la correlacion con codigos de ID de celda disponibles.
  22. 22. Metodo para identificar una ID de celda segun la reivindicacion 21, en el que el paso de detectar la temporizacion de trama y el grupo de celdas a partir de la segunda senal recibida comprende el paso de:
    recuperar la temporizacion de trama y el grupo de celdas utilizando la temporizacion del sfmbolo detectado mediante un pico en la cuarta senal.
    5
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    35
  23. 23. Dispositivo de comunicacion, en un sistema (700) basado en OFDM, que es capaz de detectar un sfmbolo de un radio-canal, donde el dispositivo comprende:
    un receptor (702-705) para recibir una senal procedente del radio-canal;
    un primer filtro (801) conectado al receptor, siendo el primer filtro que capaz de responder al sfmbolo; un estimador (802) de ruido de fondo conectado al receptor o al primer filtro;
    una unidad de calculo (803) conectada al primer filtro y al estimador de ruido de fondo, estando la unidad de calculo dispuesta para calcular la proporcion entre las senales procedentes del primer filtro y del estimador de ruido de fondo;
    un detector (804) conectado a la unidad de calculo dispuesto para detectar un pico en la senal procedente de la unidad de calculo;
    caracterizado porque el estimador de ruido de fondo esta dispuesto para proporcionar una senal dependiente del ruido de fondo de la senal recibida, por lo que se excluye o suprime un intervalo de tiempo que se espera incluya componentes multi-camino, correspondiendo el intervalo de tiempo al doble de la duracion de un prefijo dclico de un sfmbolo de Multiplexacion por Division Ortogonal de Frecuencia, OFDM.
  24. 24. Dispositivo de comunicacion segun la reivindicacion 23, en el que el estimador de ruido de fondo esta dispuesto para excluir o suprimir un numero de muestras que corresponde esencialmente al doble del numero de muestras que se espera incluyan componentes multi-camino.
  25. 25. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 o 24, en el que el estimador de ruido de fondo comprende un segundo filtro que responde a la potencia y/o amplitud de la senal.
  26. 26. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, en el que el estimador de ruido de fondo esta dispuesto para calcular la estimacion del ruido de fondo, Nt, mediante la formula:
    imagen5
    donde Xt es la senal en la que se basa la estimacion del ruido de fondo, m-i, m2, son las muestras usadas para estimar el ruido de fondo, y 2n son las muestras que se espera incluyan componentes multi-camino.
  27. 27. Dispositivo de comunicacion segun la reivindicacion 26, en el que n es establecido en el numero de muestras que corresponden esencialmente a la duracion del prefijo dclico, Ncp.
  28. 28. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 a 27, en el que el primer filtro esta dispuesto para calcular una senal, Dt, mediante la formula:
    imagen6
    donde s t es la secuencia de sfmbolos de longitud N e yt representa la senal recibida.
  29. 29. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28 que comprende ademas: una unidad (709) de busqueda de celda para detectar la temporizacion de la presencia del sfmbolo detectado.
  30. 30. Dispositivo de comunicacion segun la reivindicacion 29, en el que la unidad de busqueda de celda esta dispuesta para calcular temporizacion(pico) mediante la formula:
    temporizacion(pico) = argmaxDt
    donde Dt representa la proporcion entre las senales procedentes del primer filtro y del estimador de ruido de fondo.
  31. 31. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 29 o 30, que comprende ademas un transformador rapido de Fourier, FFT, en el que el FFT esta conectado a la unidad de busqueda de celda y esta dispuesto para poder responder a la temporizacion de la presencia del sfmbolo detectado.
  32. 32. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 a 31, que comprende ademas:
    5 una unidad de control (710) dispuesta para determinar si el radio-canal esta funcionando en duplexacion por division de frecuencia o en duplexacion por division de tiempo.
  33. 33. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 a 32, que comprende ademas:
    un detector (707) de codigo de identificacion conectado a la unidad de busqueda de celda, al FFT y a la unidad de control, estando el detector de codigo de identificacion dispuesto para detectar la ID de Celda mediante la 10 correlacion con codigos de ID de celda disponibles.
  34. 34. Dispositivo de comunicacion segun cualquiera de las reivindicaciones 23 a 33, en el que el dispositivo es un telefono celular movil.
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