TRANSMISIÓN DE SEÑAL PILOTO PARA UN SISTEMA DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS POR DIVISIÓN DE FRECUENCIAS ORTOGONALES.

Un aparato (710) de comunicación inalámbrica para una estación móvil (105,

508) capaz de transmitir una pluralidad de símbolos cada uno de los cuales se transmite usando una subportadora de frecuencias de un grupo de subportadoras de frecuencias contiguas que van desde una frecuencia mínima hasta una frecuencia máxima y durante un periodo de símbolos de un grupo de periodos de símbolos contiguos que van desde un primer periodo de símbolos hasta un último periodo de símbolos, el aparato de comunicación inalámbrica comprende: al menos una antena (724); una memoria (732) que almacena al menos un patrón de piloto selectivo para el tiempo diseñado para canales selectivos para el tiempo, dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se corresponden con una pluralidad de símbolos piloto situados en agrupaciones (324, 326, 328, 330; 422, 424, 426, 428) de símbolos piloto cada una de las cuales comprende una pluralidad de símbolos piloto contiguos (322) que abarcan múltiples subportadoras de frecuencias y un periodo de símbolos, en el que los símbolos piloto de una primera agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se sitúan muy cerca del primer periodo de símbolos y los símbolos piloto de una segunda agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se sitúan muy cerca del último periodo de símbolos, y al menos un patrón de piloto selectivo para la frecuencia diseñado para canales selectivos para la frecuencia, dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia se corresponden con otra pluralidad de símbolos piloto situados en agrupaciones (304, 306, 388, 310; 402, 404, 406, 488) de símbolos piloto cada una de las cuales comprende una pluralidad de símbolos piloto contiguos (302) que abarcan periodos de símbolos múltiples y una subportadora de frecuencias, en el que los símbolos piloto de una primera agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia se colocan muy cerca de la frecuencia mínima y los símbolos piloto de una segunda agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia se colocan muy cerca de la frecuencia máxima, y en el que en cada agrupación a un símbolo piloto se le asigna solamente la frecuencia máxima o a la frecuencia mínima como su subportadora de frecuencias de transmisión o el primer periodo de símbolos o el último periodo de símbolos como su periodo de símbolos de transmisión y un procesador (730) acoplado con la o las antenas y la memoria, el procesador selecciona un patrón de piloto del o de los patrones de piloto selectivos para el tiempo y el o los patrones de piloto selectivos para la frecuencia y en el que la memoria (732) almacena además una pluralidad de secuencias que son secuencias ortogonales o casi ortogonales entre sí de la pluralidad de secuencias y en el que el procesador controla la multiplicación de los símbolos piloto del patrón de piloto por algunas de las secuencias de la pluralidad de secuencias antes de la transmisión del patrón de piloto, de manera que un receptor de los símbolos piloto multiplicados en cada agrupación pueda recibir los símbolos piloto multiplicados de diferentes estaciones móviles en la misma agrupación, en donde las diferentes estaciones móviles usan dicho único patrón de piloto seleccionado

ANTECEDENTES

I. Campo 5

El presente documento se refiere en general a las comunicaciones inalámbricas y entre otras cosas a la transmisión de información de señales piloto en un sistema de comunicaciones inalámbricas por división de frecuencias ortogonales.

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II. Antecedentes

Un sistema de acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (OFDMA) utiliza multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM). La OFDM es una técnica de modulación de portadoras múltiples que divide el ancho de banda total del sistema en múltiples 15 (N) subportadoras de frecuencias ortogonales. Estas subportadoras pueden denominarse también tonos, bins y canales de frecuencia. Cada subportadora puede modularse con datos. Pueden enviarse hasta N símbolos de modulación sobre las N subportadoras totales en cada periodo de símbolos de OFDM. Estos símbolos de modulación se convierten en el dominio temporal con una transformación de Fourier rápida inversa de N puntos (IFFT) para generar un 20 símbolo transformado que contenga N trocitos o muestras del dominio temporal.

En un sistema de comunicación por salto de frecuencias, los datos se transmiten sobre subportadoras de diferentes frecuencias en diferentes intervalos de tiempo, que pueden denominarse “periodos de salto”. Estas subportadoras de frecuencias pueden ser 25 proporcionadas mediante multiplexación por división de frecuencias ortogonales, otras técnicas de modulación de portadoras múltiples o mediante algunas otras construcciones. Con el salto de frecuencias, la transmisión de datos salta de subportadora a subportadora de una forma pseudo aleatoria. Este salto suministra diversidad de frecuencias y permite que la transmisión de datos resista mejor los efectos perjudiciales de la trayectoria tales como la interferencia de 30 banda estrecha, las perturbaciones, el desvanecimiento, etc.

Un sistema de OFDMA puede dar soporte a múltiples estaciones móviles de forma simultánea. Para un sistema de OFDMA por salto de frecuencias, una transmisión de datos para una estación móvil dada puede enviarse sobre un canal de “tráfico” que esté asociado con una 35 secuencia de salto de frecuencia (FH) específica. Esta secuencia de FH indica la subportadora específica a utilizar para la transmisión de datos en cada periodo de salto. Pueden enviarse simultáneamente múltiples transmisiones de datos para múltiples estaciones móviles sobre múltiples canales de tráfico que estén asociados con diferentes secuencias de FH. Estas secuencias de FH pueden definirse para que sean ortogonales entre sí de forma que 5 solamente un canal de tráfico, y así solamente una transmisión de datos, utilice cada subportadora en cada periodo de salto. Usando secuencias de FH, las múltiples transmisiones de datos generalmente no se interfieren entre sí mientras disfrutan de las ventajas de la diversidad de frecuencias.

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Habitualmente se necesita una estimación exacta de un canal inalámbrico entre un transmisor y un receptor para recuperar los datos enviados a través del canal inalámbrico. La estimación de canal típicamente se realiza enviando un piloto desde el transmisor y midiendo el piloto en el receptor. La señal piloto está constituida por símbolos piloto que son conocidos a priori tanto por el transmisor como por el receptor. Así el receptor puede estimar la respuesta del canal 15 basándose en los símbolos recibidos y los símbolos conocidos.

Parte de cada transmisión desde cualquier estación móvil particular hacia la estación base, a menudo denominada transmisión de “enlace inverso”, durante un periodo de salto es asignada a transmitir símbolos piloto. Generalmente, el número de símbolos piloto determina la calidad 20 de la estimación de canal y por lo tanto el rendimiento de la tasa de errores de los paquetes. Sin embargo, el uso de símbolos piloto provoca una reducción en la tasa efectiva de transmisión de datos que puede conseguirse. Esto es, cuanto más ancho de banda se asigne a la información del piloto, menos ancho de banda queda disponible para la transmisión de datos. 25

Un tipo de sistema de AFDMA FH es un sistema de saltos bloqueados en el que se asignan múltiples estaciones móviles a un grupo contiguo de frecuencias y periodos de símbolos. En dicho sistema, es importante que la información del piloto pueda ser recibida con fiabilidad desde la estación móvil, mientras que al mismo tiempo se reduzca el ancho de banda que está 30 asignado a la información del piloto, ya que el bloque tiene una cantidad limitada de símbolos y tonos disponibles para ser utilizada tanto para el piloto como para la transmisión de datos.

Se debe prestar atención al documento WO 2005/015797, que presenta un aparato de comunicación por radio en el cual una parte de medición de la dispersión del retardo utiliza una 35 señal recibida para hacer un perfil del retardo y mide la dispersión del retado indicativa de la dispersión de las ondas retardadas. Una parte de estimación de la velocidad de movimiento estima, basándose en la variación de la energía eléctrica de la recepción del símbolo piloto, la velocidad del movimiento de un aparato de una estación móvil que ha trasmitido el símbolo piloto. Una parte de estimación de interferencia de otras células usa el símbolo piloto para 5 medir una interferencia de otra célula provocada por una señal transmitida desde una célula diferente de la célula a la cual pertenece el aparato local. Una parte de producción de información del patrón del piloto produce información del piloto seleccionando un patrón de piloto en el cual la ubicación del símbolo piloto en una trama es la más deseable, de acuerdo con la dispersión del retardo, la velocidad de movimiento y la interferencia de otras células. 10

Además, debe prestarse atención al documento US 2003/072254, que describe un aparato para reducir el número de símbolos piloto dentro de un sistema de comunicaciones de OFDM MIMO y para mejorar la estimación de canal dentro de dicho sistema. Para cada antena transmisora en un transmisor de OFDM, se codifican los símbolos piloto de forma que sean 15 únicos para la antena transmisora. Los símbolos piloto codificados se insertan entonces dentro de una trama para formar una retícula de diamante, utilizando las retículas de diamante para las diferentes antenas transmisoras usando las mismas frecuencias pero estando desplazadas entre sí por un único símbolo en el dominio temporal. En el receptor de OFDM, se estima el canal de respuesta para un símbolo central para cada diamante de la retícula de diamante 20 usando una interpolación bidimensional. Las respuestas de canal estimadas son suavizadas en el dominio de frecuencias. Entonces se estiman las respuestas de canal de los símbolos restantes mediante interpolación en el dominio de frecuencias.

Finalmente, se debe prestar atención AL documento de JI-WOONG Y COL., “Design of de 25 optimun pilot pattern for channel estimation in OSFM systems” GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE, 2004, GLOBECOM '04. IEEE DALLAS, TX USA 29 Nov. - 3 Dic., 2004, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, 29 de noviembre de 2004 (29-11-2004), pág. 3661 - 3665, XP010758420 ISBN: 0-7803-8794-5.

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RESUMEN

De acuerdo con la presente invención se suministran, un aparato de comunicación inalámbrica, como el que se pone de manifiesto en la reivindicación 1, y un procedimiento de transmisión de símbolos piloto, como el que se pone de manifiesto en la reivindicación 12. Se reivindican 35 realizaciones de la invención en las reivindicaciones adjuntas.

En una realización, se suministran patrones de símbolos piloto para los símbolos transmitidos desde una estación móvil o una estación base. El patrón permite la recepción y desmodulación mejoradas de los símbolos piloto transmitidos. 5

En realizaciones adicionales, se suministran esquemas para mejorar la capacidad para multiplexar símbolos piloto sin interferencias y / o polarizaciones procedentes de diferentes estaciones móviles en una estación base sobre las mismas frecuencias y en los mismos intervalos de tiempo en un sistema de OFDM. 10

En realizaciones...

1. Un aparato (710) de comunicación inalámbrica para una estación móvil (105, 508) capaz de transmitir una pluralidad de símbolos cada uno de los cuales se transmite usando una subportadora de frecuencias de un grupo de subportadoras de frecuencias contiguas que 5 van desde una frecuencia mínima hasta una frecuencia máxima y durante un periodo de símbolos de un grupo de periodos de símbolos contiguos que van desde un primer periodo de símbolos hasta un último periodo de símbolos, el aparato de comunicación inalámbrica comprende:

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al menos una antena (724);

una memoria (732) que almacena al menos un patrón de piloto selectivo para el tiempo diseñado para canales selectivos para el tiempo, dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se corresponden con una pluralidad de símbolos piloto situados en agrupaciones (324, 326, 328, 330; 422, 424, 426, 428) de símbolos piloto 15 cada una de las cuales comprende una pluralidad de símbolos piloto contiguos (322) que abarcan múltiples subportadoras de frecuencias y un periodo de símbolos,

en el que los símbolos piloto de una primera agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se sitúan muy cerca del 20 primer periodo de símbolos y los símbolos piloto de una segunda agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se sitúan muy cerca del último periodo de símbolos,

y al menos un patrón de piloto selectivo para la frecuencia diseñado para canales selectivos para la frecuencia, dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia 25 se corresponden con otra pluralidad de símbolos piloto situados en agrupaciones (304, 306, 388, 310; 402, 404, 406, 488) de símbolos piloto cada una de las cuales comprende una pluralidad de símbolos piloto contiguos (302) que abarcan periodos de símbolos múltiples y una subportadora de frecuencias,

en el que los símbolos piloto de una primera agrupación de las agrupaciones de símbolos 30 piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia se colocan muy cerca de la frecuencia mínima y los símbolos piloto de una segunda agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia se colocan muy cerca de la frecuencia máxima,

y en el que en cada agrupación a un símbolo piloto se le asigna solamente la frecuencia 35 máxima o a la frecuencia mínima como su subportadora de frecuencias de transmisión o el primer periodo de símbolos o el último periodo de símbolos como su periodo de símbolos de transmisión y

un procesador (730) acoplado con la o las antenas y la memoria, el procesador selecciona un patrón de piloto del o de los patrones de piloto selectivos para el tiempo y el o los 5 patrones de piloto selectivos para la frecuencia y

en el que la memoria (732) almacena además una pluralidad de secuencias que son secuencias ortogonales o casi ortogonales entre sí de la pluralidad de secuencias y en el que el procesador controla la multiplicación de los símbolos piloto del patrón de piloto por algunas de las secuencias de la pluralidad de secuencias antes de la transmisión del patrón 10 de piloto, de manera que un receptor de los símbolos piloto multiplicados en cada agrupación pueda recibir los símbolos piloto multiplicados de diferentes estaciones móviles en la misma agrupación, en donde las diferentes estaciones móviles usan dicho único patrón de piloto seleccionado.

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2. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en el que al menos un patrón de piloto selectivo para el tiempo comprende una pluralidad de patrones de piloto selectivos para el tiempo, el o los patrones de piloto selectivos para la frecuencia comprenden una pluralidad de patrones de piloto selectivos para la frecuencia y en el que el procesador (730) selecciona al menos uno de la pluralidad de patrones de piloto 20 selectivos para el tiempo y al menos uno de la pluralidad de patrones de piloto selectivos para la frecuencia.

3. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de patrones de piloto selectivos para la frecuencia comprenden agrupaciones de símbolos 25 piloto que son ortogonales entre sí.

4. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de patrones de piloto selectivos para el tiempo comprende agrupaciones de símbolos piloto que son ortogonales entre sí. 30

5. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en el que el procesador (730) selecciona la o las pluralidades de patrones piloto selectivos para el tiempo y la o las pluralidades de patrones piloto selectivos para la frecuencia basándose en un parámetro. 35

6. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 5, en el que el parámetro comprende un umbral predeterminado.

7. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 5, en el que el parámetro se actualiza dinámicamente en respuesta a una señal recibida en el aparato de 5 comunicación inalámbrica.

8. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 5, en el que el parámetro comprende una optimización predeterminada de la red en la cual opera el aparato de comunicación inalámbrica. 10

9. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en el que la memoria (732) almacena además otra pluralidad de secuencias y en el que el procesador selectivamente ordena la multiplicación de los símbolos piloto del patrón del piloto tanto con algunas de las secuencias de la pluralidad de secuencias como con algunas de la otra 15 pluralidad de secuencias antes de la transmisión del patrón del piloto.

10. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de patrones de piloto selectivos para las frecuencias comprende agrupaciones de símbolos piloto que son cuasi ortogonales entre sí. 20

11. El aparato (710) de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de patrones de piloto selectivos para el tiempo comprende agrupaciones de símbolos piloto que son cuasi octogonales entre si.

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12. Un procedimiento de transmisión de símbolos piloto en un sistema (600) de comunicaciones inalámbricas, en el que cada símbolo piloto de una pluralidad de símbolos se transmite utilizando una subportadora de frecuencias de un grupo de subportadoras de frecuencias continuas que oscilan desde una frecuencia mínima hasta una frecuencia máxima y durante un período de símbolos de un grupo de períodos de símbolos contiguos 30 que oscilan desde un primer período de símbolos hasta un último período de símbolos. El procedimiento comprende:

la obtención (900) de información relativa a las condiciones del canal de al menos un sector (514) de una estación base (500); 35

la determinación (902) basándose en la información de una selectividad del canal;

la configuración (904) de un patrón de símbolos piloto basándose en la selectividad del canal, donde el patrón de símbolos piloto se selecciona entre al menos un patrón de piloto selectivo para el tiempo diseñado para canales selectivos para el tiempo, correspondiéndose dicho patrón o patrones de piloto selectivos para el tiempo con una 5 pluralidad de símbolos piloto situados en agrupaciones (324, 326, 328, 330; 422, 424, 426, 428) de símbolos piloto cada una de las cuales comprende una pluralidad de símbolos piloto contiguos (322) que abarcan múltiples subportadoras de frecuencias y un período de símbolos,

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en el que los símbolos piloto de una primera agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se sitúan muy cerca del primer período de símbolos y los símbolos piloto de una segunda agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para el tiempo se sitúan muy cerca del último período de símbolos, 15

y al menos un patrón de piloto selectivo para la frecuencia diseñado para canales selectivos para la frecuencia, correspondiéndose dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia con otra pluralidad de símbolos piloto situados en agrupaciones (304, 306, 308, 310; 402, 404, 406, 408) de símbolos piloto cada una de las cuales comprende una pluralidad de símbolos piloto contiguos (302) que abarcan múltiples 20 períodos de símbolos y una subportadora de frecuencias,

en el que los símbolos piloto de una primera agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la frecuencia se sitúan muy cerca de la frecuencia mínima y los símbolos piloto de una segunda agrupación de las agrupaciones de símbolos piloto de dicho o dichos patrones de piloto selectivos para la 25 frecuencia se sitúan muy cerca de la frecuencia máxima,

y en el que cada agrupación se asigna solamente un símbolo piloto a la frecuencia máxima o la frecuencia mínima como su subportadora de frecuencias de transmisión o el primer período de símbolos o el último período de símbolos como su período de símbolos de transmisión; 30

transmitiendo información indicativa del patrón de símbolos piloto a una pluralidad de usuarios de forma que los usuarios transmitan símbolos piloto de acuerdo con el patrón al sector (514) de la estación base (500), donde antes de la transmisión de los símbolos piloto de acuerdo con el patrón, los símbolos piloto del patrón de piloto se multiplican con algunas de las secuencias de una pluralidad de secuencias que son ortogonales o cuasi 35 ortogonales con daca una de otras secuencias de la pluralidad de secuencias, de forma que un receptor de los símbolos piloto multiplicados en cada agrupación pueda recibir los símbolos piloto multiplicados de diferentes usuarios de forma que sean ortogonales o cuasi ortogonales con respecto a los símbolos piloto multiplicados de cada uno de los otros usuarios de la misma agrupación, donde los diferentes usuarios utilizan dicho patrón de 5 piloto seleccionado.

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que la configuración del patrón comprende la configuración de las posiciones de las agrupaciones de símbolos piloto.

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14. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que la determinación de la selectividad comprende la clasificación del canal como selectivo para la frecuencia o selectivo para el tiempo.

15. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que la determinación de la selectividad 15 comprende la determinación de la selectividad para la frecuencia y para el tiempo.

16. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que la configuración comprende la configuración de agrupaciones de símbolos piloto para ser optimizadas para condiciones tanto selectivas para la frecuencia como selectivas para el tiempo. 20

17. Un módulo para la transmisión de símbolos piloto en un sistema de comunicaciones inalámbricas, comprendiendo el módulo medios para efectuar los pasos de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16.

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18. Un sistema de procesamiento que comprende:

un puerto de entrada;

un puerto de salida; y

circuitería de procesamiento configurada para llevar a cabo los pasos de cualquiera de 30 las reivindicaciones 12 a 16.

19. Un medio legible por ordenador codificado con instrucciones para procesar una señal de comunicación, comprendiendo las instrucciones código para llevar a cabo los pasos de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16 35