Un método de estimación (106) del error de frecuencia en un equipo de usuario,

UE, con respecto a una o más celdas en un sistema de comunicación en el que el UE está funcionando, el método que comprende el paso de: determinar (101) u obtener por el UE el valor de al menos un parámetro del grupo que consta de: el ancho de banda del sistema, BW, para el sistema de comunicación; el servicio que se está usando; la Relación Señal a Ruido, SNR, en una celda de servicio, SC, la SNR en una celda de estancia; el ensanchamiento Doppler; y si el sistema de comunicación es dúplex por división en frecuencia, FDD, o dúplex por división en el tiempo, TDD; y caracterizado por comprender además el paso de determinar (104) si estimar el error de frecuencia usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, en base al valor de al menos uno de los parámetros

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere a las redes de comunicaciones celulares. Más concretamente, y no por la vía de la limitación, la presente invención se dirige a un aparato y método adaptados a determinar cuál, de una pluralidad de algoritmos automáticos de corrección de frecuencia, usar durante la comunicación entre un 5 equipo de usuario (UE) y la celda.

En la evolución de los estándares de comunicaciones celulares móviles tales como el Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) y el Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA), nuevas técnicas de modulación tales como la Multiplexación Ortogonal por División en Frecuencia (OFDM) van a ser 10 probablemente implementadas. Para la transición de los sistemas de comunicaciones celulares existentes al nuevo sistema de alta capacidad, alta velocidad de transmisión de datos en el espectro de radio existente, se requiere un nuevo sistema capaz de funcionar en un ancho de banda (BW) flexible. Uno de tales sistemas celulares se conoce como Evolución a Largo Plazo del Proyecto de Cooperación de 3ª Generación 15 (3G) (3G LTE). 3G LTE es una evolución del estándar 3G WCDMA. 3G LTE usará probablemente OFDM y funcionará en BW que comprenden desde 1,25 MHz a 20 MHz.

Se anticipa que 3G LTE facilitará las velocidades de transmisión de datos de hasta 100 megabits por segundo (Mb/s), no obstante, los servicios de baja velocidad 20 de transmisión de datos, tales como la telefonía vocal, también se usarán en sistemas 3G LTE. Debido a que 3G LTE ha sido diseñado usando el protocolo de control de transmisión/protocolo de internet (TCP/IP), la voz sobre IP (VoIP) basada en paquetes será el servicio que transporte el habla. Una técnica de ahorro de potencia que se puede usar con VoIP, de una manera similar a la que se usa por los sistemas GSM, es 25 la recepción discontinua/transmisión discontinua (DRX/DTX). La DRX/DTX enciende y apaga el receptor y el transmisor entre los paquetes de datos. No obstante, para ser viable, el sistema, y en particular, el Equipo de Usuario (UE), que puede ser un terminal móvil, teléfono, estación móvil, ordenador portátil o similar, debe obtener y mantener resistentes la sincronización en el tiempo y la frecuencia. La WO 30 2005/029722 (PHILIPS) publicada el 31.03.2005 revela un método y aparato conocido para sincronización en el tiempo y la frecuencia. Sin sincronización resistente en el tiempo y la frecuencia, un oscilador local en el UE puede derivar entre los paquetes recibidos provocando paquetes de datos perdidos o defectuosos. De ahí, que lo que

se desea en un UE es un método y aparato adaptado para realizar corrección automática de frecuencia (AFC) resistente.

Los algoritmos de AFC se conocen en la técnica y se usan en sistemas GSM, WCDMA y OFDM tales como la Radiodifusión Digital de Vídeo – De Mano (DVB-H) y Red de Área Local Inalámbrica (WLAN). Convencionalmente, hay dos algoritmos de 5 AFC que se usan en OFDM. Ambos algoritmos asumen que la sincronización en el tiempo, es decir la temporización de los símbolos OFDM, se conoce. Hay varios métodos conocidos para obtener la sincronización en el tiempo y de ahí que estos no se describen en profundidad aquí dentro. Por ejemplo, en 3G LTE, la sincronización en el tiempo se puede obtener a partir del canal de sincronización (SCH). 10

El primero de los dos algoritmos se basa en usar el prefijo cíclico (CP) introducido en OFDM para hacer la OFDM resistente contra la dispersión en el tiempo. En este algoritmo, conocido como el algoritmo de correlación CP, el símbolo OFDM se correlaciona sobre el CP:

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donde x es la señal en el dominio del tiempo, x* es el complejo conjugado de la señal x, λ1 es una constante que determina sobre cuántas señales filtrar, Ncp es la longitud del CP (en muestras) y τs es la longitud del símbolo OFDM. Adicionalmente, n es el índice del símbolo OFDM, y de ahí la correlación CP se promedia sobre un 20 número de símbolos OFDM. Se puede obtener entonces una estimación del error de frecuencia a partir del ángulo de D (asumiendo que el canal de radio es constante en el símbolo OFDM entero):

El segundo algoritmo, conocido como el algoritmo de los símbolos piloto, se 25 basa en realizar el mismo tipo de correlación pero en el dominio de la frecuencia, a continuación de la Transformada Rápida de Fourier (FFT), usando símbolos piloto:

**(Ver fórmula)**

donde Xn,i es el símbolo piloto en la subportadora i en el tiempo n, X*n+k,i es el complejo conjugado del símbolo piloto en la subportadora i en el tiempo n+ k. k es el número de símbolos entre dos símbolos piloto en la portadora i, λ2 es una constante que determina sobre cuántos símbolos filtrar, y τn es el tiempo entre pilotos en la 5 misma subportadora. La ventaja de usar el algoritmo de correlación CP sobre el algoritmo de los símbolos piloto es que la correlación CP proporciona una mayor frecuencia de Nyquist, que hace el algoritmo de correlación CP más resistente contra el ensanchamiento Doppler. No obstante, si el error de frecuencia es pequeño, la rotación durante un símbolo OFDM también es pequeña haciendo la estimación más 10 sensible al ruido comparado con el algoritmo de los símbolos piloto. En cualquier caso, los problemas potenciales surgen usando cualquiera de estos algoritmos en un sistema 3G LTE. Para usar 3G LTE en el espectro WCDMA actual, un sistema 3G LTE debería ser capaz de funcionar en una reutilización de un uso como se hace en WCDMA. Esto implica que la SNR en el borde de la celda podría estar muy por debajo 15 de 0 dB. No obstante, 3G LTE no usa códigos de expansión y por ello tiene menos ganancia de procesamiento lo que provoca una menor capacidad para suprimir ruido. Esto afecta directamente a los algoritmos de sincronización en frecuencia, aumentando la necesidad de promediado de largo plazo (mayor que λ) para suprimir el ruido. Debido a que se requiere más tiempo para promediar para obtener una 20 estimación de frecuencia satisfactoria, el UE debe estar en modo de alerta más tiempo en los escenarios de VolP. Como resultado, los periodos DRX/DTX llegarán a ser mucho más cortos, aumentando el consumo actual del UE.

RESUMEN

Esta presente invención es un método adaptativo de estimación de frecuencia, 25 y el aparato que implementa el método, que adapta, de vez en cuando, entre el algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, dependiendo de los valores de varias variables, que incluyen el servicio (VoIP/velocidad de transmisión de datos alta), la relación señal a ruido (SNR), el ensanchamiento Doppler, el BW del

sistema, y si el sistema es dúplex por división en el tiempo (TDD) o dúplex por división en frecuencia (FDD). El método y el aparato también se adaptan a seleccionar ambos algoritmos.

Adicionalmente, dependiendo de los valores de tales variables, el UE determina, de acuerdo con la presente invención, si las estimaciones de frecuencia se 5 basan solamente en la celda de servicio/estancia (modo activo/inactivo) o si se deberían usar otras celdas detectadas (detectadas por el buscador de celdas, y usadas como candidatas potenciales de transferencia (HO)). Este típicamente es el caso en el borde de la celda donde la SNR se puede mejorar significativamente si se usa más de una celda (por ejemplo, usando el algoritmo de correlación CP) para la 10 corrección del error de frecuencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE VARIAS VISTAS DE LOS DIBUJOS

En la siguiente sección, la invención se describirá con referencia a las realizaciones ejemplares ilustradas en las figuras, en las que:

La FIG. 1 es un diagrama de flujo del método de la presente invención; y 15

La FIG. 2 es un diagrama de bloques de un aparato adaptado para implementar el método de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Un diagrama de flujo 100 del método de la presente invención se puede ver en la Figura 1. Como se ve allí dentro, en el paso 101, se envían o se calculan los valores 20 de varias variables por una unidad de control (CU) de un Equipo de Usuario (UE). Tales variables incluyen el servicio actual, tal como la VolP y el modo de baja potencia/alta velocidad de transmisión de datos, la recepción continua, el ensanchamiento Doppler, si hay un canal de línea de vista, como se determina en una unidad de estimador de canal, el BW del sistema, que es de 1,25 a 20 MHz en un 25 sistema 3G LTE,...

1. Un método de estimación (106) del error de frecuencia en un equipo de usuario, UE, con respecto a una o más celdas en un sistema de comunicación en el que el UE está funcionando, el método que comprende el paso de: 5

determinar (101) u obtener por el UE el valor de al menos un parámetro del grupo que consta de: el ancho de banda del sistema, BW, para el sistema de comunicación; el servicio que se está usando; la Relación Señal a Ruido, SNR, en una celda de servicio, SC, la SNR en una celda de estancia; el ensanchamiento Doppler; y si el sistema de comunicación es dúplex por división en frecuencia, FDD, o dúplex por 10 división en el tiempo, TDD; y

caracterizado por comprender además el paso de

determinar (104) si estimar el error de frecuencia usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, en base al valor 15 de al menos uno de los parámetros.

2. El método de la Reivindicación 1, que además comprende, en base al valor de uno o más de los parámetros, determinar (103) por el UE si basar la estimación del error de frecuencia en una SC o una celda de estancia solitaria, o basar la estimación 20 en una SC o una celda de estancia, y al menos otra celda que el UE ha detectado como una vecina

3. El método de la Reivindicación 1, que además comprende, en base al UE que determina que la SNR es alta, el UE que selecciona el algoritmo de correlación CP 25 para la estimación (106) del error de frecuencia, y el UE que basa la estimación del error de frecuencia en una SC o una celda de estancia solitaria.

4. El método de la Reivindicación 1, que además comprende, en base al UE que determina que el sistema de comunicación usa TDD, el UE que selecciona el 30 algoritmo de correlación CP para la estimación (106) del error de frecuencia y que basa la estimación en el error de frecuencia en una SC o una celda de estancia solitaria.

5. El método de la Reivindicación 1, que además comprende, en base al UE que determina que el sistema de comunicación usa FDD sincronizada, el UE que selecciona el algoritmo de correlación CP para la estimación (106) del error de frecuencia y que basa la estimación en el error de frecuencia en una SC o una celda de estancia solitaria. 5

6. El método de la Reivindicación 1, en donde determinar (104) si estimar el error de frecuencia usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, en base al valor de al menos uno de los parámetros 10 comprende que el UE seleccione el algoritmo de correlación CP en base al UE que determina un ensanchamiento Doppler elevado.

7. El método de la Reivindicación 1, en donde determinar (104) si estimar la frecuencia de error usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un 15 algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, en base al valor de al menos uno de los parámetros comprende que el UE seleccione el algoritmo de correlación CP en base al UE que determina que el BW es alto.

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8. El método de la Reivindicación 1, que además comprende, en base al UE que determina que la SNR es baja, que el UE base la estimación (106) del error de frecuencia en una SC o una celda de estancia, y una o más celdas vecinas, NB.

9. El método de la reivindicación 1, en donde determinar (104) por el UE si 25 estimar el error de frecuencia usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, comprende que el UE seleccione el algoritmo de los símbolos piloto en base al UE que detecta las velocidades de transmisión datos altas. 30

10. El método de la reivindicación 1, en donde determinar (104) por el UE si estimar el error de frecuencia en el UE usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de

correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, comprende que UE seleccione el algoritmo de los símbolos piloto en base al UE que detecta un BW estrecho.

11. Un aparato en un equipo de usuario, UE, para estimar (106) el error de frecuencia con respecto a una o más celdas en un sistema de comunicación en el que 5 el UE está funcionando, el aparato que comprende:

unos medios para determinar (101) u obtener por el UE el valor de al menos un parámetro del grupo que consta de: el ancho de banda del sistema, BW; el servicio que se está usando; la relación señal a ruido, SNR, en una celda de servicio, SC; la SNR en una celda de estancia; el ensanchamiento Doppler; y si el sistema de 10 comunicación es dúplex por división de frecuencia, FDD, o dúplex por división en el tiempo, TDD; y caracterizado por

basado en el valor de al menos uno de los parámetros, unos medios para estimar (106) el error de frecuencia usando un algoritmo de correlación de prefijo cíclico, CP, o un algoritmo de símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de 15 correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto, que incluye unos medios para determinar (104), en base al valor de al menos uno de los parámetros, si seleccionar el algoritmo de correlación CP, el algoritmo de los símbolos piloto, o una combinación del algoritmo de correlación CP y el algoritmo de los símbolos piloto.

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12. El aparato de la Reivindicación 11, en donde además, en base al valor de al menos uno de los parámetros, los medios para estimar (106) el error de frecuencia basan la estimación tanto en una SC o en una celda de estancia solitaria, o basan la estimación en una SC o una celda de estancia, como al menos otra celda que ha detectado el UE como una celda vecina, NB. 25

13. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, si la SNR es alta, los medios para estimar (106) el error de frecuencia seleccionan el algoritmo de correlación CP.

14. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, si el sistema de comunicación 30 usa TDD, los medios para estimar (106) el error de frecuencia seleccionan el algoritmo de correlación CP y basan la estimación en una SC o una celda de estancia solitaria.

15. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, si el sistema de comunicación usa FDD sincronizada, los medios para estimar (106) el error de frecuencia 35

seleccionan el algoritmo de correlación CP y basan la estimación en una SC o una celda de estancia solitaria.

16. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, en base al UE que determina un ensanchamiento Doppler elevado, los medios para estimar (106) el error de 5 frecuencia seleccionan el algoritmo de correlación CP.

17. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, en base al UE que determina que el BW es alto, los medios para estimar (106) el error de frecuencia seleccionan el algoritmo de correlación CP. 10

18. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, en base al UE que determina que la SNR es baja, los medios para estimar (106) el error de frecuencia basan la estimación en una SC o una celda de estancia, y al menos otra celda que el UE ha detectado como una celda vecina, NB. 15

19. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, en base al UE que detecta las velocidades de transmisión de datos altas, los medios para estimar (106) el error de frecuencia seleccionan el algoritmo de los símbolos piloto.

20

20. El aparato de la Reivindicación 11, en donde, en base al UE que detecta el BW estrecho, los medios para estimar (106) el error de frecuencia seleccionan el algoritmo de los símbolos piloto.