PT2225907E

PT2225907E - Processos e dispositivos para comunicar num canal de rádio baseados na codificação conjunta de um formato de preâmbulo com configuração de acesso aleatório

Info

Publication number: PT2225907E
Application number: PT08794159T
Authority: PT
Inventors: Robert Baldemair; David Astely
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2012-01-12
Also published as: CA2994007C; TWI463902B; US11672023B2; AU2008336329B2; US20180049248A1; US20170367122A1; TW200935941A; WO2009075632A3; ES2373869T3; CN101919297B; US20220061102A1; CA3169500A1; US9769851B2; DK2225907T3; BRPI0820141B1; ATE528952T1; CA2707016C; WO2009075631A3; US10390371B2; CN101897231A

Description

ΡΕ2225907 1 DESCRIÇÃO "PROCESSOS E DISPOSITIVOS PARA COMUNICAR NUM CANAL DE RÁDIO BASEADOS NA CODIFICAÇÃO CONJUNTA DE UM FORMATO DE PREAMBULO COM CONFIGURAÇÃO DE ACESSO ALEATÓRIO"

Campo técnico A presente invenção refere-se a processos e dispositivos num sistema de telecomunicações, em particular, para transmitir/receber dados num canal de rádio.

Antecedentes

Nos sistemas rádio celulares modernos, uma rede de rádio possui um controlo rigoroso sobre o comportamento de um terminal. Os parâmetros de transmissão na ligação ascendente tal como a frequência, tempo e potência são regulados através da sinalização do controlo da ligação descendente de uma estação de base para o terminal.

Ao ligar ou após um longo período de espera, um equipamento de utilizador (UE) não se encontra sincronizado na ligação ascendente. 0 UE pode obter dos sinais da ligação (de controlo) descendente uma frequência de ligação ascendente e estimativa de potência. Contudo, é difícil de 2 ΡΕ2225907 efectuar uma estimativa de temporização dado que o atraso de propagação de ida e volta entre uma estação de base, eNodeB, e o UE é desconhecido. Deste modo, mesmo que a temporização de ligação ascendente do UE estej a sincronizada com a ligação descendente, pode chegar demasiado tarde no receptor eNodeB devido aos atrasos de propagação. Por isso, antes de iniciar o tráfego, o UE tem que executar um procedimento de acesso aleatório (Random Access - RA) à rede. Após o RA, o eNodeB pode fazer uma estimativa do desalinhamento da temporização da ligação ascendente do UE e enviar uma mensagem de correcção. Durante o RA, os parâmetros de ligação ascendente tal como a temporização e potência não são muito precisos. Isto representa um desafio adicional ao dimensionamento do procedimento RA.

Geralmente é proporcionado um canal físico de acesso aleatório (Physical Random Access Channel - PRACH) ao UE para solicitar acesso à rede. É utilizada uma rajada de acesso que contém um preâmbulo com uma sequência específica com boas propriedades de autocorrelação. 0 PRACH pode ser ortogonal aos canais de tráfego. Por exemplo, em GSM encontra-se definida uma fenda PRACH especial. Dado que vários UE' s podem solicitar simultaneamente acesso, podem ocorrer colisões entre os UE' s requerentes. Um esquema de resolução de contenção tem de ser implementado para separar as transmissões UE. 0 esquema RA inclui geralmente um mecanismo de redução aleatória de potência. A incerteza da temporização é influenciada pelo período de protecção 3 ΡΕ2225907 adicional na fenda do PRACH. A incerteza da potência é geralmente o menor dos problemas dado que o PRACH é ortogonal aos canais de tráfego.

Para distinguir entre os diferentes UEs em solicitação que executam RA, existem tipicamente muitos preâmbulos RA diferentes. Um UE que executa RA escolhe aleatoriamente um preâmbulo de uma unidade de memória e transmite o mesmo. 0 preâmbulo representa uma ID aleatória de UE que é utilizada por um eNodeB quando concede o acesso UE à rede através do eNodeB. 0 receptor eNodeB pode determinar tentativas RA realizadas com preâmbulos diferentes e enviar uma mensagem de resposta para cada UE utilizando as IDs do UE aleatórias correspondentes. Caso os UEs em solicitação utilizem simultaneamente o mesmo preâmbulo ocorre uma colisão e, provavelmente, as tentativas do RA não são bem-sucedidas dado que o eNodeB não pode distinguir entre os dois utilizadores com uma ID do UE aleatória diferente.

Em E-UTRAN, rede de acesso por rádio terrestre UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access NetWork) evoluída, encontram-se proporcionadas em cada célula 64 preâmbulos. Os preâmbulos atribuídos a células contíguas são tipicamente diferentes para garantir que um RA numa célula não desencadeia quaisquer eventos RA numa célula vizinha. A informação que tem que ser transmitida é, portanto, o conjunto de preâmbulos que podem ser utilizados para RA na célula actual. 4 ΡΕ2225907

Dado que a E-UTRAN é passível de operar sob condições de operação muito diferentes, de células femto e pico até macro, são colocados ao RA diferentes requisitos. Ao passo que a qualidade alcançável de sinal para o RA é um problema menor em células pequenas e mais desafiadora em células grandes. Para assegurar também que é recebida energia suficiente de preâmbulo RA, a E-UTRAN define diferentes formatos de preâmbulo. Apenas um tal formato de preâmbulo pode ser utilizado numa célula e também este parâmetro deve por isso ser transmitido. Para duplex por divisão de frequência, FDD (Frequency Division Duplex), encontram-se definidos quatro formatos de preâmbulo.

Ainda um outro parâmetro que é transmitido é a localização tempo-frequência exacta de um recurso RA, também denominado de fenda ou oportunidade. Um tal recurso de tempo RA fracciona sempre 1,08 MHz na frequência e ou 1, 2 ou 3 ms no tempo, dependendo do formato do preâmbulo. Para FDD, existem 16 configurações, definindo cada uma, uma configuração diferente de recurso de tempo RA.

Num sistema FDD, além da sinalização necessária para indicar os 64 preâmbulos que podem ser utilizados na célula actual, são necessários outros 6 bits para indicar o formato do preâmbulo (2 bits) e a configuração da subtrama RA (4 bits).

Em relação a, por exemplo, ao modo duplex por divisão de tempo E-UTRAN, TDD, o modo TDD tem algumas 5 ΡΕ2225907 particularidades relativamente ao modo FDD que torna uma simples reutilização impossível ou impraticável, incluindo, por ex. que TDD define no total 5 formatos de preâmbulo RA e não 4 que necessitam de 3 bits para sinalizar o formato. Este formato de preâmbulo adicional será a seguir denominado formato 4. O número crescente de formatos de preâmbulo requer neste caso uma capacidade de transmissão cada vez maior. "Proposta para preâmbulos RACH" 3GPP/TSGR1#6(99)893 de 3GPP (encontro no. 6 do Grupo de Trabalho 1, TSG-RAN, 13 a 16 de Julho de 1999) refere-se a preâmbulos RACH, formados com uma configuração ampliada de acesso aleatório obtida por codificação conjunta um formato de preâmbulo dado por uma "sequência de assinatura" com uma primeira configuração de acesso rápido dada por um "código de codificação de ligação ascendente" e um "código de codificação especifico de célula".

Sumário É um objectivo do presente pedido proporcionar uma sinalização de configuração de acesso aleatório eficiente entre uma estação de base e um equipamento de utilizador de uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS evoluída, E-UTRAN que opera em duplex de divisão de tempo TDD.

Isto é alcançado pelos processos e dispositivos 6 ΡΕ2225907 de acordo com as reivindicações 1, 5, 10 e 13.

Uma primeira forma de realização define um processo realizado por uma estação de base de acordo com a reivindicação 1. A configuração ampliada de acesso aleatório torna a sinalização mais eficiente sem a necessidade de mais capacidade de transmissão,

Uma segunda forma de realização define uma estação de base de acordo com a reivindicação 5.

Uma terceira forma de realização define um processo realizado por um equipamento de utilizador de acordo com a reivindicação 10.

Uma quarta forma de realização define um equipamento de utilizador de acordo com a reivindicação 13. e preparados para utilizar o formato do preâmbulo e a configuração de acesso aleatório quando se executa um processo de acesso aleatório.

Ao codificar em conjunto a configuração RA e formato do preâmbulo apenas as combinações razoáveis é que são codificadas, resultando em, por exemplo, a informação complementar da sinalização ficar reduzida. ΡΕ2225907 7

Breve descrição dos desenhos

As formas de realização serão agora descritas pormenorizadamente em relação aos desenhos anexos. As figuras representam:

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10 vista esquemática de um primeiro dispositivo de comunicações a comunicar com um segundo dispositivo de comunicações, diagrama de sinalização e processo combinados de um procedimento de acesso aleatório, quadro de configurações ampliadas de acesso aleatório fluxograma de um processo num segundo dispositivo de comunicações, vista esquemática de um segundo dispositivo de comunicações, fluxograma de um processo num primeiro dispositivo de comunicações, vista esquemática de um primeiro dispositivo de comunicações, vista esquemática de subtramas UL dentro da duração de um período RA, vista esquemática de exemplos de como as oportunidades RA são mapeadas para subtramas na ligação ascendente, e vista esquemática dos recursos mapeados quando se utiliza salto de frequência. ΡΕ2225907

Descrição pormenorizada das formas de realização

As formas de realização da presente solução serão descritas pormenorizadamente a seguir tomando como referência os desenhos anexos, nos quais as formas de realização da solução se encontram apresentadas. Esta solução pode, contudo, ser realizada em muitas formas diferentes sem fugir do escopo da invenção e não deverá ser construída limitada às formas de realização descritas na presente. De preferência, estas formas de realização são proporcionadas de modo a que esta descrição seja minuciosa e completa, e irão transmitir totalmente a solução aos técnicos. 0 escopo da invenção é definido pelas reivindicações anexas. Os números iguais referem-se a elementos iguais do princípio ao fim. A terminologia utilizada na presente é com o objectivo de descrever somente exemplos particulares e não pretende limitar a invenção. Tal como utilizado na presente, as formas singulares "um", "uma", "o", "a" pretendem incluir também as formas plurais, a não ser que o contexto indique claramente de outro modo. Será adicionalmente compreendido que os termos "compreende", "compreendendo", "inclui" e/ou "incluindo" quando utilizados na presente, especificam a presença de características mencionadas, a totalidade, passos, operações, elementos, e/ou componentes, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais de outras características, a totalidade, passos, operações, 9 ΡΕ2225907 elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. A não ser definido de outro modo, todos os termos (incluindo os termos técnicos e científicos) utilizados na presente têm o mesmo sentido tal como geralmente compreendido pelo técnico ao qual pertence esta invenção. Será adicionalmente compreendido que os termos utilizados na presente deverão ser interpretados como tendo um sentido que é consistente com o seu sentido no contexto desta especificação e a técnica relevante e não serão interpretados num sentido idealizado ou excessivamente formal a não ser expressamente definido assim na presente. A presente solução é descrita a seguir tomando como referência os diagramas em bloco e/ou ilustrações de fluxograma de processos, e/ou dispositivos de acordo com formas de realização da invenção. Compreende-se que vários blocos dos diagramas em bloco e/ou ilustrações de fluxograma, e combinações de blocos nos diagramas em bloco e/ou ilustrações de fluxograma, podem ser implementados por instruções de programa de computador. Estas instruções de programa de computador podem ser proporcionadas a um processador de um computador de uso geral, computador de uso especial, e/ou outros dispositivos de processamento de dados, programáveis, para produzir uma máquina, de modo que as instruções, que são executadas através do processador do computador e/ou outro dispositivo de processamento de dados programável, criam meios para implementar as funções/actos especificados nos diagramas em bloco e/ou bloco ou blocos 10 ΡΕ2225907 de fluxograma.

Estas instruções de programa de computador podem também ser armazenadas numa memória legível em computador que pode direccionar um computador ou outro dispositivo de processamento de dados programável para funcionar de um modo particular, de modo que as instruções armazenadas na memória legível em computador produzem um artigo de fabrico incluindo instruções que incrementam a função/acto especificado nos diagramas em bloco e/ou bloco ou blocos de fluxograma.

As instruções do programa de computador podem também ser carregadas num computador ou outro dispositivo de processamento de dados programável para fazer com que vários passos operacionais sejam executados no computador ou outro dispositivo programável para produzir um processo implementado em computador de modo que as instruções executadas no computador ou outro dispositivo programável proporcionam passos para implementar as funções/actos especificados nos diagramas em bloco e/ou bloco ou blocos de fluxograma.

Sendo assim, as características da presente invenção podem ser realizadas em hardware e/ou software (incluindo f irmware, software residente, microcódigo, etc.). Além disso, um suporte de armazenamento utilizável em computador ou legível em computador que apresenta um código de programa utilizável em computador ou legível em 11 ΡΕ2225907 computador realizado no suporte pode ser utilizado por ou em ligação com um sistema de execução de instruções. No contexto deste documento, um suporte utilizável em computador ou legível em computador pode ser qualquer suporte que pode conter, armazenar, comunicar, propagar, ou transportar o programa para utilização por, ou em ligação com o sistema de execução de instruções, aparelho, ou dispositivo. 0 suporte utilizável em computador ou legível em computador pode ser, por exemplo, mas não limitado a, um sistema electrónico, magnético, óptico, electromagnético, infravermelhos, ou semicondutor, aparelho, dispositivo, ou suporte de propagação. Exemplos mais específicos (uma lista não exaustiva) do suporte legível em computador incluiriam o seguinte: uma ligação eléctrica que apresenta um ou mais fios, uma disquete de computador portátil, uma memória de acesso aleatório (RAM) , uma memória somente de leitura (ROM), uma memória apagável somente de leitura programável (EPROM ou memória flash) , uma fibra óptica, uma memória portátil somente de leitura em disco compacto (CD-ROM) . Note que o suporte utilizável em computador ou legível em computador pode até ser papel ou outro suporte apropriado no qual o programa se encontra impresso, dado que o programa pode ser electronicamente capturado, através de, por exemplo, varrimento ótico do papel ou outro suporte, depois compilado, interpretado, ou processado de outro modo de um modo apropriado, se necessário, e depois armazenado numa memória de computador. 12 ΡΕ2225907

Tal como utilizado na presente, um dispositivo de comunicações pode ser um dispositivo de comunicações sem fios. No contexto da invenção, o dispositivo de comunicações sem fios pode por exemplo ser um nó numa rede tal como uma estação de base ou semelhante, um telefone móvel, um PDA (Assistente Digital Pessoal) ou qualquer outro tipo de computador portátil tal como computador de colo. A rede sem fios entre os dispositivos de comunicações pode ser qualquer rede tal como uma IEEE 8 02.11 tipo WLAN, uma WiMAX, uma HiperLAN, uma LAN Bluetooth, ou uma rede de comunicações móvel celular tal como uma rede GPRS, uma rede WCDMA de terceira geração, ou E-UTRAN. Dado o rápido desenvolvimento em comunicações, irão naturalmente também existir redes futuras de comunicações do tipo sem fios com as quais a presente invenção pode ser realizada, mas a concepção e função actual da rede não é a preocupação principal para a solução.

Na figura 1 encontra-se apresentada uma vista esquemática de um primeiro dispositivo de comunicações 10 que comunica com um segundo dispositivo de comunicações 20. A comunicação é executada através de uma primeira interface 31 tal como uma interface de ar ou semelhante. No exemplo ilustrado, o primeiro dispositivo de comunicações 10 é uma unidade portátil, tal como um telefone móvel, um PDA ou semelhante, sendo o segundo dispositivo de comunicações 20, 13 ΡΕ2225907 uma estação base, tal como um eNobeB, NodeB, RBS ou semelhante. 0 segundo dispositivo de comunicações estabelece e transmite configurações de acesso aleatório, RA, de modo a que o primeiro dispositivo de comunicações execute um processo de acesso aleatório. Os dados relacionados com o RA que compreendem o formato de preâmbulo, configurações de RA, tais como, comprimento da deslocação cíclica, subtramas para utilizar para acesso aleatório e semelhante. A presente invenção propõe uma codificação conjunta entre formatos de preâmbulo e configurações de RA. Dado que nem todas as configurações de RA são aplicáveis a todos os preâmbulos de RA, por exemplo, o formato de preâmbulo RA que exige uma duração de recursos RA de 3 ms não pode ser programado a cada 2a subtrama, ou seja a cada 2 ms, a codificação conjunta irá melhorar a sinalização.

Ao codificar em conjunto a configuração RA e formato do preâmbulo o número de combinações razoáveis pode ser reduzido permitindo a reutilização de sinalização FDD.

No modo FDD do E-UTRAN, encontram-se definidas 6 diferentes "densidades" de oportunidades de RA para acomodar as diferentes cargas esperadas em PRACH: 0,5, 1, 2, 3, 5 e 10 oportunidades de RA dentro de 10 ms independentemente da largura de banda do sistema. Como 14 ΡΕ2225907 ponto de partida faz sentido, portanto, assumir também essas densidades para TDD. No total, existem 5 formatos de preâmbulo para TDD e para cada formato de preâmbulo até 6 densidades resultando em 30 combinações diferentes. Além disso é desejável ter diferentes "versões" de cada combinação. Por exemplo, no caso com 1 oportunidade de RA por lOms e formato de preâmbulo 0 (preâmbulo básico) é desejável ter 3 padrões diferentes com a mesma densidade mas onde as oportunidades de RA se encontram atribuídas a diferentes subtramas. Isso permite que um eNodeB que serve várias células utilize diferentes padrões RA através de células servidas espalhando deste modo a carga de processamento no tempo.

Deste modo, três versões multiplicadas por cinco preâmbulos multiplicados por seis densidades resultam num total em noventa combinações que precisam de ser codificadas. No entanto, isto excede o número disponível de seis bits. Olhando pormenorizadamente para as diferentes combinações observa-se que nem todas as combinações na verdade fazem sentido:. Os formatos de preâmbulo 1 e 3 são projectados para células muito grandes onde a carga RA não é normalmente tão elevada. Provavelmente para estes formatos não é muito importante suportar as densidades mais elevadas. O formato de preâmbulo 3 requer além disso três subtramas o que o torna para a maioria das cisões DL/UL (LD/LA) comuns impossível de suportar três versões diferentes que não se sobrepõem no tempo. O número de densidades e versões pode deste modo ser reduzido a 3x4 = 15 ΡΕ2225907 12 para o formato 1 e 2x2 = 4 para o formato 3.

Um conjunto razoável de densidades suportadas para o formato 1 poderia ser 0,5, 1, 2 e 3 oportunidades de RA dentro de lOms. Para o formato 3 são suportadas somente densidades de 0,5 e 1 RA dentro de lOms. Isto resulta para o formato de 0 a 3 no total de 3x6 + 3x4 + 3x6 + 2x2 = 52 combinações para codificar.

Com seis bits podem ser codificadas 64 combinações deixando doze combinações para o formato 4. Este formato 4 é especial dado que é muito curto e só pode ocorrer num campo especial denominado fenda de tempo de piloto de ligação ascendente (Uplink Pilot Timeslot) UpPTS. Devido à sua curta duração o balanço de uma ligação deste preâmbulo é inferior em comparação com outros preâmbulos, sendo que por isso é importante ter diferentes oportunidades RA que não se sobreponham para criar fendas "sem interferência". É importante suportar três versões diferentes deixando espaço para quatro densidades para o formato de preâmbulo 4. No total existem 52 + 3x4 = 64 combinações. O quadro 1 resume essas atribuições para os diferentes preâmbulos. As configurações propostas são apenas exemplos, é naturalmente possível ter mais combinações para um formato de preâmbulo e menos para outro ou número de transacção das versões versus número de densidades. 16 ΡΕ2225907

Formato de Recursos RA por 10 ms No. versões preâmbulo 0 LO O 1, 2, 3, 5, 10 3 1 LO O 1, 2, 3 3 2 0,5, 1, 2, 3, 5, 10 3 3 LO O 1 2 4 WWW, XXX, yyy, zzz 3

Quadro 1: Exemplo de versão e densidade

Outra possibilidade é a de apoiar no geral no máximo cinco densidades e não seis quando se assume que a 6 a densidade (10 oportunidades de RA em 10 ms) é muito elevada. Utilizando os mesmos argumentos que acima, as densidades e número de versões indicadas no quadro 2 são obtidas para os diferentes formatos de preâmbulo. Aqui encontra-se reservada uma combinação para utilização futura. Além disso, este conjunto de combinações é apenas um exemplo podendo também ser realizadas aqui diferentes trocas entre formatos de preâmbulo e densidades versus versões.

Formato de Recursos RA por 10 ms No. versões preâmbulo 0 0,5, 1, 2, 3, 5 3 1 0,5, 1, 2, 3 3 2 0,5, 1, 2, 3, 5 3 17 ΡΕ2225907 3 0,5, 1 3 4 5 densidades diferentes 3

Quadro 2: Um outro exemplo de atribuição de versão e densidade para diferentes formatos de preâmbulo A seguir uma combinação de formato de preâmbulo, densidade, e versão é designada como configuração RA ampliada.

Mesmo que as explicações acima tenham sido realizadas no contexto de um sistema TDD as mesmas ideias são também aplicáveis a um sistema semiduplex FDD.

Na figura 2 é apresentado um diagrama esquemático combinado de sinalização e processo entre um primeiro dispositivo de comunicações 10 e um segundo dispositivo de comunicações 20. O primeiro dispositivo de comunicações 10 pode ser um equipamento de utilizador UE, tal como um telemóvel, um PDA, ou semelhante. O segundo dispositivo de comunicações 20 pode ser uma estação de base, tal como um RBS, NodeB, eNodeB, uma combinação de RBS e RNC, ou semelhante.

No passo S10, o segundo dispositivo de comunicações 20 codifica em conjunto um formato de preâmbulo com uma primeira configuração de acesso aleatório, formando uma configuração ampliada de acesso aleatório. 18 ΡΕ2225907

No passo S20, o segundo dispositivo de comunicações 20 transmite a configuração ampliada de acesso aleatório num canal de rádio, tal como um canal de difusão ou semelhante.

No passo S30, o primeiro dispositivo de comunicações 10 recebe a configuração ampliada de acesso aleatório no canal de difusão e processa a configuração ampliada de acesso aleatório, por exemplo, consultando o valor da configuração ampliada de acesso aleatório num quadro armazenado de configurações ampliadas de acesso aleatório. Neste caso, o primeiro dispositivo de comunicações 10 determina que configuração de formato de preâmbulo e de acesso aleatório utilizar quando se executa um processo de acesso aleatório.

No passo S40, o primeiro dispositivo de comunicações 10 transmite um pedido de acesso aleatório para ganhar acesso a uma rede, por exemplo, um canal físico PRACH de acesso aleatório utilizando o formato do preâmbulo e a configuração de acesso aleatório para o segundo dispositivo de comunicações 20.

No passo S50, o segundo dispositivo de comunicações 20 processa o pedido de acesso aleatório de modo a permitir ou recusar o acesso a uma rede. O segundo dispositivo de comunicações 20 pode do mesmo modo confirmar a recepção do pedido de acesso aleatório. 19 ΡΕ2225907

Deverá ser notado que o UE pode transmitir o pedido de acesso a um dispositivo de comunicações diferente, estação de base; este pode ser o caso durante, por exemplo, a transferência. Neste caso, onde o primeiro dispositivo de comunicações 10 realiza um procedimento de acesso aleatório com um dispositivo de comunicações diferente, o dispositivo de comunicações diferente processa o pedido de acesso aleatório.

Na figura 3, é proporcionada uma vista esquemática de um quadro que apresenta configurações ampliadas de acesso aleatório e o formato de preâmbulo correspondente, valor de densidade PRACH e índice da versão.

Numa primeira coluna é indicado o índice da configuração Cl PRACH. Cada índice de configuração PRACH, quer dizer, a configuração ampliada de acesso aleatório, corresponde a uma certa combinação de formato de preâmbulo, um valor de densidade PRACH e um índice da versão. O formato do preâmbulo encontra-se incluído numa segunda coluna C2, densidade por 10 ms numa terceira coluna C3, e a versão num quarta coluna C4.

Na figura 4 é apresentado um fluxograma esquemático de um processo num segundo dispositivo de comunicações.

No passo opcional S2, o segundo dispositivo de 20 ΡΕ2225907 comunicações determina uma primeira configuração de acesso aleatório e um formato de preâmbulo para utilizar numa célula do segundo dispositivo de comunicações. A determinação pode ser baseada no tamanho da célula e semelhante. Essas configurações de acesso aleatório podem ser também manualmente inseridas durante a instalação ou configuração.

No passo S4, o segundo dispositivo de comunicações codifica em conjunto o formato de preâmbulo determinado com a primeira configuração de acesso aleatório, formando uma configuração ampliada de acesso aleatório. A configuração ampliada de acesso aleatório pode, em algumas formas de realização, corresponder a uma combinação de um formato de preâmbulo, um valor de densidade de um canal físico de acesso aleatório e um índice de versão definido num quadro.

Dentro de uma trama de rádio temos várias oportunidades de RA de acordo com a densidade de RA. Cada oportunidade de RA consiste em várias subtramas, por exemplo, 1, 2 ou 3 subtramas, dependendo do formato do preâmbulo.

Uma versão pode ser definida por um conjunto de oportunidades de acesso aleatório pertencentes à célula do segundo dispositivo de comunicações. A configuração ampliada de acesso aleatório pode, 21 ΡΕ2225907 em algumas formas de realização, exigir um máximo de seis bits. 0 formato do preâmbulo pode ser um dos cinco formatos de preâmbulo.

No passo S6, o segundo dispositivo de comunicações transmite a configuração ampliada de acesso aleatório num canal de rádio na célula do segundo dispositivo de comunicações. 0 canal de rádio pode, em algumas formas de realização, ser um canal de difusão.

De modo a executar os passos do processo é proporcionado um segundo dispositivo de comunicações. 0 segundo dispositivo de comunicações 20 pode ser uma estação de base, tal como um RBS, NodeB, eNodeB, uma combinação de RBS e RNC, ou semelhante.

Na figura 5 é apresentada uma vista esquemática de um segundo dispositivo de comunicações 20. O segundo dispositivo de comunicações 20 compreende uma unidade de controlo CPU 201, tal como um microprocessador, vários processadores ou semelhantes, configurados para codificar em conjunto um formato de preâmbulo com uma primeira configuração de acesso aleatório, formando deste modo uma configuração ampliada de 22 ΡΕ2225907 acesso aleatório. A primeira configuração de acesso aleatório pode corresponder a uma combinação de um valor de densidade de um canal físico de acesso aleatório e um índice de versão. A unidade de controlo 201 pode adicionalmente criar um pacote de dados que inclui a configuração ampliada de acesso aleatório, por exemplo, um valor de seis bits.

Além disso, a unidade de controlo 201 pode, em algumas formas de realização, estar preparada para determinar os parâmetros relacionados com a célula, tais como, as primeiras configurações de acesso aleatório, o formato do preâmbulo e/ou semelhantes. A determinação pode ser realizada em tempo real com base na carga, dimensão de uma célula e/ou semelhante. Os valores do formato do preâmbulo, das configurações de acesso aleatório e semelhantes podem também ser inseridos manualmente. O segundo dispositivo de comunicações 20 compreende adicionalmente um sistema de transmissões 205 adaptado para transmitir o pacote de dados que compreende a configuração ampliada de acesso aleatório. O pacote de dados é transmitido através de um canal de rádio da célula do segundo dispositivo de comunicações 20. O canal de rádio pode ser, por exemplo, um canal de difusão. O segundo dispositivo de comunicações 20 pode compreender adicionalmente um sistema de recepção 203 adaptado para receber dados de diferentes dispositivos de 23 ΡΕ2225907 comunicações, por exemplo, um primeiro dispositivo de comunicações utilizando o formato do preâmbulo e a primeira configuração de acesso aleatório, por exemplo, um canal fisico de acesso aleatório.

No exemplo ilustrado, o segundo dispositivo de comunicações 20 compreende uma unidade de memória 207 preparada para ter a aplicação instalada na mesma que, quando executada na unidade de controlo, executa os passos do processo. Além disso, a unidade de memória 207 pode ter dados armazenados, tais como dados relacionados de acesso aleatório ou semelhantes, na mesma. Os dados podem compreender uma listagem de quadro de configurações ampliadas de acesso aleatório e o formato de preâmbulo correspondente, valor de densidade PRACH e índice da versão que podem ser utilizados quando se cria o pacote de dados. A unidade de memória 2 07 pode ser uma única unidade ou várias unidades de memória.

Além disso, o segundo dispositivo de comunicações 20 pode compreender uma interface 209 para comunicação com, por exemplo, uma rede à qual um primeiro dispositivo de comunicações solicita acesso.

Na figura 6 é apresentado um fluxograma esquemático de um processo num primeiro dispositivo de comunicações.

No passo R4, o primeiro dispositivo de 24 ΡΕ2225907 comunicações recebe dados contendo uma configuração ampliada de acesso aleatório através de um canal de rádio. 0 canal de rádio pode ser um canal de difusão ou semelhante.

No passo R6, o primeiro dispositivo de comunicações descodifica os dados recebidos, lendo a configuração ampliada de acesso aleatório como, por exemplo, um valor de um máximo de seis bits. 0 valor da configuração ampliada de acesso aleatório pode ser de um quadro gerar um formato de preâmbulo e uma configuração de acesso aleatório. Em algumas formas de realização, a configuração de acesso aleatório compreende uma combinação de uma densidade de um PRACH e um índice de versão. Tal como descrito acima, uma versão pode ser definida por um conjunto de oportunidades de acesso aleatório pertencentes a uma célula do segundo dispositivo de comunicações.

No passo opcional R8, o primeiro dispositivo de comunicações executa um processo de acesso aleatório utilizando o formato do preâmbulo e a primeira configuração de acesso aleatório. 0 processo de acesso aleatório pode ser executado para o segundo dispositivo de comunicações, estação de base, ou um dispositivo de comunicações diferente, tal como uma estação de base diferente. Este pode ser o caso quando é realizada uma transferência. 25 ΡΕ2225907

De modo a executar o processo de acesso aleatório é proporcionado um primeiro dispositivo de comunicações. 0 primeiro dispositivo de comunicações pode ser um equipamento de utilizador, tal como um telemóvel, um PDA, ou semelhante.

Na figura 7 é apresentada uma vista esquemática de um primeiro dispositivo de comunicações 10. 0 primeiro dispositivo de comunicações 10 compreende um sistema de recepção 103 adaptado para receber dados através de um canal de rádio, tal como um canal de difusão ou semelhante, de um segundo dispositivo de comunicações. Os dados compreendem uma configuração ampliada de acesso aleatório. 0 primeiro dispositivo de comunicações 10 compreende adicionalmente uma unidade de controlo 101 preparada para descodificar a configuração ampliada de acesso aleatório para obter um formato de preâmbulo e uma primeira configuração de acesso por rádio. A configuração ampliada de acesso aleatório pode ser um valor de um máximo de seis bits e comparando o valor da configuração ampliada de acesso aleatório com valores de indice num quadro podem ser recuperados um formato de preâmbulo, um valor de densidade de um PRACH e um indice de versão, mediante correspondência de valores A unidade de controlo 101 pode adicionalmente ser 26 ΡΕ2225907 preparada para executar um processo de acesso aleatório de modo a aceder a uma rede. No processo de acesso aleatório, a unidade de controlo 101 utiliza o formato do preâmbulo e a configuração de acesso aleatório e transmite o pedido de acesso utilizando um sistema de transmissão 105. O primeiro dispositivo de comunicações 10 pode adicionalmente conter um sistema de memória 107 que compreende uma única unidade ou várias unidades de memória. A aplicações preparadas para serem executadas na unidade de controlo podem ser armazenadas na memória, sendo que quando executadas na unidade de controlo fazem com que a unidade de controlo execute os passos do processo. Além disso, a unidade de memória 207 pode ter dados armazenados na mesma, tais como dados de configurações de RA, tais como, formato de preâmbulo, configurações de acesso aleatório e semelhantes. Os dados podem compreender uma listagem de quadro de configurações ampliadas de acesso aleatório e o formato de preâmbulo correspondente, valor de densidade PRACH e índice da versão que podem ser utilizados quando se cria o pacote de dados. A unidade de memória 207 pode ser uma única unidade ou várias unidades de memória.

Deverá ser mencionado que uma versão pode ser definida por um conjunto de oportunidades de acesso aleatório pertencentes à célula do segundo dispositivo de comunicações. A configuração ampliada de acesso aleatório pode 27 ΡΕ2225907 em algumas formas de realização, exigir um máximo de seis bits. 0 formato do preâmbulo pode ser um de cinco formatos de preâmbulo.

Deverá ser entendido que os sistemas de recepção e transmissão nos dispositivos de comunicação podem ser dispositivos separados ou dispostos como um dispositivo combinado, tal como uma unidade emissora-receptora ou semelhante.

Dependendo da atribuição de DL/UL (ligação descendente/ligação ascendente) as diferentes configurações de RA têm interpretações diferentes. De modo a reduzir a sinalização necessária é por isso proposto numerar as subtramas atribuídas a RA em termos de subtramas UL em vez de subtramas.

Uma possibilidade pode ser definir para cada configuração ampliada de RA e cada atribuição DL/UL possível um padrão que descreve as subtramas de UL (ligação ascendente) e região das frequências atribuídas ao RA. Adicionalmente à divisão DL/UL a largura de banda do sistema tem também um impacto uma vez que para larguras de banda menores do sistema, encontram-se disponíveis menos regiões de frequência do que para larguras de banda maiores. 28 ΡΕ2225907

Uma abordagem mais sistemática encontra-se descrita a seguir: Na figura 8 são apresentadas todas as subtramas UL dentro da duração de um período RA. As subtramas RA encontram-se assinaladas com 81 e as subtramas não RA encontram-se assinaladas com 83. 0 período RA é de 10 ms para densidades de RA maiores ou iguais a 1 por 10 ms e 20 ms para 0,5 oportunidades de RA por 10 ms. O número de subtramas UL dentro do período RA encontra-se assinalado com L. 0 número de subtramas atribuídas a cada recurso RA é Μ. N é, então, o número de recursos RA que podem ser colocados sem sobreposição em cada período de RA. A configuração ampliada RA considerada apresenta uma densidade de D, oportunidades RA dentro do período de RA. As lacunas Δ1 e Δ2 são os números das subtramas UL entre dois recursos RA consecutivos e o número de subtramas RA deixadas após a última subtrama RA, respectivamente. R indica o número de diferentes versões que existem da configuração ampliada RA indicada. iR'D) N -min(

M

L~N'M N A, ~L - N * Μ ~ (N “ t) - Δ, O número ti, k para ser o número de subtrama UL onde inicia a oportunidade de RA k da versão 1 da configuração ampliada RA dada. Aqui é assumido que a numeração das subtramas UL e versões começam com 0. Se um 29 ΡΕ2225907 número insuficiente de versões puder ser colocado não se sobrepondo num período RA a colocação começa a partir da subtrama UL 0 a uma outra frequência. Além disso, o número fi,k indica o índice lógico à frequência predefinida na qual a oportunidade k de RA da versão 1 se encontra localizada em (índice lógico já que as frequências predefinidos não têm de ser contíguas ou atribuídas às frequências monotónicas que aumentam/diminuem). Dado que no total só existem regiões Nra/bw de frequência RA predefinida, é necessária uma operação de módulo para limitar a banda de frequências atribuídas àquelas frequências pré-definidas. Para largura de banda menor de sistema podem não existir suficientes bandas Nra/bw de frequência e colocação de diferentes sobreposições de recursos RA. tkJ ~{k - D + / mod A”) · (Μ + Δ,) k-D+í

fkJ

N

mod N

HAtÕW A figura 9 mostra diferentes exemplos de configurações ampliadas RA e o seu mapeamento actual para subtramas UL.

Na figura de cima a oportunidade de RA 0 da versão 0 encontra-se atribuída em primeiro lugar, seguida pela oportunidade 0 das versões 1 e 2, ou seja, 1= 1 e 2. A oportunidade de RA 1 da versão 0 é depois atribuída ao longo do domínio do tempo, encontrando-se atribuídas a oportunidade de RA 1 das versões 1 e 2 numa frequência 30 ΡΕ2225907 diferente.

Na figura do meio, a oportunidade de RA 0, versão 0 é seguida pela oportunidade de RA 0 das versões 1. A oportunidade de RA 0 da versão 2 é depois multiplexada na frequência para as mesmas subtramas UL que a oportunidade de RA 0 da versão 0. Aqui uma oportunidade de RA consiste em 2 subtramas UL.

Na figura inferior, cada versão encontra-se atribuída a diferentes frequências. O modo mais simples para definir as zonas de frequência RA predefinidas é o de ampliar o conceito de FDD onde estas regiões são colocadas nas extremidades da banda do canal partilhado de ligação ascendente. Se vários recursos RA se encontrarem distribuídos ao longo do tempo dentro de um período RA (isto é N>1) a posição dessas zonas de frequência pode saltar de acordo com um padrão pré-definido de salto. No caso mais simples as únicas posições de salto permitidas encontram-se nos dois extremos da banda do canal partilhado de ligação ascendente. A figura 10 ilustra exemplos de qual seria o aspecto de um tal salto de frequência. Na figura 10 é apresentado como o índice lógico -LI-, também designado como fi,k na fórmula acima, é mapeado para frequências físicas. 31 ΡΕ2225907 0 modo descrito é um exemplo de como calcular o mapeamento exacto de subtramas UL para subtramas RA. 0 importante é 1) tentar espalhar as oportunidades no tempo e 2) (se não se encontrarem disponíveis subtramas UL suficientes para separar todas as oportunidades de uma versão no tempo) para colocar várias subtramas RA na(s) mesma(s) subtrama(s) UL a frequências diferentes.

Nos desenhos e especificações, foram descritas formas de realização exemplares da invenção. No entanto, podem ser realizadas muitas variações e modificações a essas formas de realização sem fugir substancialmente dos princípios da presente invenção. Sendo assim, apesar de serem empregues termos específicos, eles são utilizados somente num sentido genérico e descritivo, e não para efeitos limitativos, sendo o escopo da invenção definido pelas reivindicações anexas.

Lisboa, 30 de Dezembro de 2011

Claims

ΡΕ2225907 1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo realizado por uma estação de base (20) de uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS evoluído, E-UTRAN, operando em modo duplex por divisão de tempo, TDD, para transmissão de dados num canal de rádio, caracterizado pelos passos de: codificar em conjunto (S4) um formato de preâmbulo com uma primeira configuração de acesso aleatório, formando uma configuração ampliada de acesso aleatório, em que a primeira configuração de acesso aleatório compreende uma combinação de um valor de densidade de um canal físico de acesso aleatório e um índice de versão, onde os índices de versão são definidos por diferentes padrões com a mesma densidade onde as oportunidades de acesso aleatório se encontram atribuídas a diferentes subtramas e transmitir (S 6) a configuração ampliada de acesso aleatório no canal de rádio.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a configuração ampliada de acesso aleatório exige um máximo de seis bits.
3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 2, em que o canal de rádio compreende um canal de difusão. 2 ΡΕ2225907
4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, em que adicionalmente compreende o passo inicial de determinar (S2) a primeira confiquração de acesso aleatório e o formato do preâmbulo a utilizar numa célula da estação de base (20).
5. Estação de base (20) de uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS evoluído, E-UTRAN, preparada para operar em modo duplex por divisão de tempo, TDD, caracterizada por: uma unidade de controlo (201) preparada para codificar em conjunto um formato de preâmbulo com uma primeira configuração de acesso aleatório, formando deste modo uma configuração ampliada de acesso aleatório, em que a primeira configuração de acesso aleatório compreende uma combinação de um valor de densidade de um canal físico de acesso aleatório e um índice de versão, onde os índices de versão são definidos por diferentes padrões com a mesma densidade onde as oportunidades de acesso aleatório se encontram atribuídas a diferentes subtramas, e um sistema de transmissão (205) adaptado para transmitir a configuração ampliada de acesso aleatório num canal de rádio.
6. Estação de base (20) de acordo com a reivindicação 5, que compreende um sistema de recepção (203) adaptado para receber dados de acesso aleatório de um equipamento de utilizador (10), em que a unidade de 3 ΡΕ2225907 controlo (201) se encontra preparada para processar os dados de acesso aleatório.
7. Estação de base (20) de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 6, em que a configuração ampliada de acesso aleatório exige um máximo de seis bits.
8. Estação de base (20) de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 7, em que o canal de rádio compreende um canal de difusão.
9. Estação de base (20) de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 8, em que a unidade de controlo se encontrar adicionalmente preparada para determinar a primeira configuração de acesso aleatório e o formato do preâmbulo a utilizar numa célula da estação de base (20).
10. Processo realizado por um equipamento de utilizador (10) de uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS evoluído, E-UTRAN, operando em modo duplex por divisão de tempo, TDD, para executar um processo de acesso aleatório, caracterizado pelos passos de: receber (R4) dados que contêm uma configuração ampliada de acesso aleatório num canal de rádio, descodificar (R6) a configuração ampliada de acesso aleatório recuperando deste modo um formato de preâmbulo e uma primeira configuração de acesso aleatório, em que a primeira configuração de acesso aleatório compreende uma combinação de um valor de 4 ΡΕ2225907 densidade de um canal físico de acesso aleatório e um índice de versão, onde os índices de versão são definidos por diferentes padrões com a mesma densidade em que as oportunidades de acesso aleatório se encontram atribuídas a diferentes subtramas, e executar (R8) um processo de acesso aleatório utilizando o formato do preâmbulo e a primeira configuração de acesso aleatório.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, em que a configuração ampliada de acesso aleatório exige um máximo de seis bits.
12. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 10 a 11, em que os dados são recebidos num canal de difusão.
13. Equipamento de utilizador (10) de uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS evoluído, E-UTRAN, preparado para operar em modo duplex por divisão de tempo, TDD, caracterizado por: um sistema de recepção (103) adaptado para receber dados que contêm uma configuração ampliada de acesso aleatório num canal de rádio de uma estação de base (20) ; e uma unidade de controlo (101) preparada para descodificar a configuração ampliada de acesso aleatório para obter um formato de preâmbulo e uma primeira configuração de acesso aleatório, em que a 5 ΡΕ2225907 primeira configuração de acesso aleatório compreende uma combinação de um valor de densidade de um canal físico de acesso aleatório e um índice de versão, sendo que os índices de versão são definidos por diferentes padrões com a mesma densidade onde as oportunidades de acesso aleatório se encontram atribuídas a diferentes subtramas, e em que a unidade de controlo (101) se encontra adicionalmente preparada para utilizar o formato do preâmbulo e a configuração de acesso aleatório quando executa um processo de acesso aleatório.
14. Equipamento de utilizador (10) de acordo com a reivindicação 13, em que a configuração ampliada de acesso aleatório exige um máximo de seis bits.
15. Equipamento de utilizador (10) de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 14, que compreende adicionalmente um sistema de transmissão (105) adaptado para transmitir um pedido de acesso aleatório utilizando o formato do preâmbulo e a configuração de acesso aleatório.
16. Equipamento de utilizador (10) de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15, em que o sistema de recepção (103) se encontra adaptado para receber dados num canal de rádio que é um canal de difusão. Lisboa, 30 de Dezembro de 2011