Aparato y método de transmisión y recepción de una señal de RACH en un sistema SC-FDMA.

Aparato para recibir una señal de canal de acceso aleatorio (RACH) que incluye por lo menos un preámbulo,

desde una estación móvil, en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia con una sola portadora (SC-FDMA), incluyendo el preámbulo una secuencia CAZAC, comprendiendo el aparato: un receptor para recibir una señal desde la estación móvil; una unidad de desasignación de correspondencias (1530) para extraer de la señal recibida una señal de RACH en el dominio de la frecuencia;

un diferenciador (1540) para generar una secuencia diferencial de la señal de RACH extraída en el dominio de la frecuencia;

un conversor (1550) para convertir la secuencia diferencial en una secuencia de detección en el dominio del tiempo; un comparador (1560) para comparar un valor máximo de la secuencia de detección con un umbral;

un determinador para determinar una secuencia CAZAC transmitida, basándose en una posición del valor máximo dentro de la secuencia de detección si el valor máximo supera el umbral;

un correlador para realizar una correlación de la secuencia CAZAC determinada y la secuencia diferencial con el fin de generar una secuencia de correlación;

y un dispositivo de cálculo de retardos de recepción (1570) para calcular un retardo de recepción basándose en la secuencia de correlación.

Aparato y método de transmisión y recepción de una señal de RACH en un sistema SC-FDMA.

Antecedentes

1. Campo

Las formas de realización de la presente invención se pueden referir a un aparato y un método de comunicaciones móviles. Más particularmente, las formas de realización de la presente invención se pueden referir a un aparato y a un método para recibir una señal de canal de acceso aleatorio (RACH) en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia con una sola portadora (SC-FDMA) .

2. Antecedentes

Un canal común se puede usar para solicitar sincronización de enlace ascendente y canales de tráfico de datos. Un canal común de este tipo se puede definir como un RACH. Una señal de RACH puede incluir una parte de preámbulo y una parte de mensaje. La estación base puede usar información de preámbulo de 1 bit recibida desde la estación móvil para determinar la presencia de un mensaje de RACH y para calcular desplazamientos de temporización (retardo de recepción) . En respuesta a la recepción del preámbulo desde la estación móvil, la estación base transmite un ACK (ACKnowledge (acuse de recibo) ) hacia la estación móvil. En respuesta a la recepción de un ACK desde la estación base, la estación móvil transmite el mensaje de RACH a la estación base. El mensaje de RACH puede incluir un mensaje en una capa superior, para que la estación móvil se conecte a la red. El mensaje puede incluir, por ejemplo, la identificación de la estación móvil, la finalidad de la conexión con la red, prioridades, etcétera. Si la estación móvil transmite el mensaje de RACH a la estación base después de un tiempo predeterminado o después de que la estación móvil reciba un ACK desde la estación base, entonces la estación base no puede obtener información relacionada con la estación móvil hasta que reciba el mensaje de RACH. Por lo tanto, la estación base tiene que predecir el comportamiento de la estación móvil en caso de que deba transmitir cualesquiera mensajes a la estación móvil antes de recibir el mensaje de RACH.

La señal de RACH se puede transmitir y recibir en un método de acceso múltiple por división de código (CDMA) para un sistema CDMA de banda ancha (WCDMA) , y en un método de acceso múltiple por división ortogonal de frecuencia (OFDMA) para una interoperabilidad a nivel mundial de un sistema de acceso por microondas (WiMax) . Estos dos métodos se describen brevemente a continuación.

La figura 1 ilustra una transmisión de una señal de RACH para un sistema CDMA de acuerdo con una disposición. A un RACH se le asigna un código puesto que, en el sistema CDMA, los canales se dividen por sus códigos exclusivos. Un preámbulo de la señal de RACH puede incluir el código asignado. A medida que aumenta el número de códigos para el preámbulo, se reduce la probabilidad de que las estaciones móviles entren en conflicto. Tal como se muestra en la figura 1, una estación móvil transmite un primer preámbulo 120 a una estación base. Si la estación móvil no recibe un ACK para el primer preámbulo 120 desde la estación base, entonces la estación móvil aumenta la potencia de transmisión en f con el fin de transmitir un segundo preámbulo 140. Si la estación móvil no recibe un ACK para el segundo preámbulo 140 desde la estación base, entonces la estación móvil aumenta la potencia de transmisión en f una vez más, con el fin de transmitir un tercer preámbulo 160. A un control de potencia de este tipo se le hace referencia como "incremento de potencia de los preámbulos". Esto es debido a que la señal de cada usuario puede crear ruido interferente con otros usuarios en el sistema CDMA, siendo necesaria así una comunicación con mínima potencia. La estación base realiza un filtrado adaptado deslizante de la señal recibida para determinar la presencia del preámbulo. La estación base determina que el preámbulo está presente y transmite un ACK a la estación móvil si un valor máximo de la secuencia filtrada adaptada deslizante supera un cierto umbral. En respuesta a la recepción de un ACK del preámbulo desde la estación base, la estación móvil transmite el mensaje de RACH 180 a la estación base.

La figura 2 ilustra un transmisor y un receptor de señales de RACH para un sistema OFDMA según una disposición de ejemplo. También se pueden usar otras disposiciones. Un transmisor puede incluir un codificador de datos 210 y una unidad de Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) 220, mientras que un receptor puede incluir una unidad de Transformada Rápida de Fourier (FFT) 240 y un decodificador de datos 250. Tal como se muestra en la figura 2, para detectar el preámbulo de RACH, la unidad de FFT 240 convierte en una secuencia en el dominio de la frecuencia una señal del dominio del tiempo recibida. Por consiguiente, puede que sea necesaria una temporización de referencia (con la cual se realiza la FFT) . Si el receptor realiza una FFT deslizante como un receptor CDMA (ya que la señal de RACH no está sincronizada con el receptor) , entonces la complejidad del cálculo puede resultar abrumadora. Para simplificar la configuración del receptor, el preámbulo de la señal de RACH puede incluir dos símbolos en el sistema OFDMA tal como se muestra en la figura 3.

La figura 3 ilustra una transmisión de una señal de RACH para un sistema OFDMA de acuerdo con una disposición de ejemplo. A un RACH se le asigna una sección definida por una duración de tiempo predeterminada y una banda de frecuencias predeterminada, puesto que, en el sistema OFDMA, los canales se dividen por secciones de

tiempo/frecuencia. Tal como se muestra en la figura 3, una señal de RACH incluye dos símbolos. Por lo tanto, por lo menos una sección incluye un símbolo completo, el cual incluye las partes de dos símbolos. Por consiguiente, el receptor puede realizar la FFT de la señal recibida para una sección, con el fin de detectar la señal de RACH sin realizar una agotadora FFT deslizante.

Un sistema SC-FDMA puede tener una estructura similar al sistema OFDMA. El sistema SC-FDMA puede ser diferente en la ejecución de la conversión al dominio de la frecuencia antes de una IFFT 320 para transmitir una señal sustancialmente en una única portadora. Los canales de enlace ascendente pueden requerir estar sincronizados dentro de un límite con el fin de evitar ruidos interferentes entre señales de bandas de frecuencia adyacentes, tanto en el sistema OFDMA como en el sistema SC-FDMA. No obstante, la duración de un símbolo en el sistema SC-FDMA puede ser relativamente corta. Por lo tanto, los problemas de interferencias para la detección de señales de RACH pueden resultar más serios.

Un documento titulado "Ranging improvement for 802.16e OFDMA PHY" de Z. Zhuang et al., IEEE 802.16 Grupo de Trabajo de Acceso Inalámbrico de Banda Ancha, fecha de presentación 25 de junio de 2004, trata sobre la recepción y detección de una secuencia GCL (Generalized Chirp Like (de Tipo Fluctuación Generalizada) ) en un sistema OFDM. Según este documento, la secuencia se detecta comparando el canal estimado en cuanto a picos con el suelo de ruido, sin ninguna diferenciación de la señal. El documento US 2005/226140 A1 da a conocer un mecanismo de detección similar.

Un artículo de Doo Hwan Lee: "OFDMA uplink ranging for IEEE 802.16e using modified generalized chirp-like polyphase sequences", ISBN: 0-7803-9179-9, describe la detección de secuencias GCL modificadas, por diferenciación.

La presente invención proporciona un aparato para recibir una señal de RACH de acuerdo con la reivindicación 1 y proporciona además un método para recibir una señal de este tipo, de acuerdo con la reivindicación 5. En las reivindicaciones secundarias dependientes se aportan formas de realización preferidas.

Breve descripción de los dibujos Se describirán detalladamente disposiciones y formas de realización en referencia a los siguientes dibujos, en los cuales los números de referencia iguales se refieren a elementos iguales, y en donde:

la figura 1 ilustra una transmisión de una señal de RACH para un sistema CDMA de acuerdo con una disposición de ejemplo;

la figura 2 ilustra un transmisor y un receptor de señales de RACH para un sistema OFDMA de acuerdo con una disposición de ejemplo;

la figura 3 ilustra una transmisión de una señal de RACH para un sistema OFDMA de acuerdo con una disposición de ejemplo;

la figura 4 ilustra un sistema SC-FDMA que puede usar una transmisión/recepción de señales de RACH de acuerdo con una disposición... [Seguir leyendo]

1. Aparato para recibir una señal de canal de acceso aleatorio (RACH) que incluye por lo menos un preámbulo, desde una estación móvil, en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia con una sola portadora (SC5 FDMA) , incluyendo el preámbulo una secuencia CAZAC, comprendiendo el aparato: un receptor para recibir una señal desde la estación móvil; una unidad de desasignación de correspondencias (1530) para extraer de la señal recibida una señal de RACH en el dominio de la frecuencia; un diferenciador (1540) para generar una secuencia diferencial de la señal de RACH extraída en el dominio de la frecuencia, ;

un conversor (1550) para convertir la secuencia diferencial en una secuencia de detección en el dominio del tiempo; un comparador (1560) para comparar un valor máximo de la secuencia de detección con un umbral; un determinador para determinar una secuencia CAZAC transmitida, basándose en una posición del valor máximo dentro de la secuencia de detección si el valor máximo supera el umbral; un correlador para realizar una correlación de la secuencia CAZAC determinada y la secuencia diferencial con el fin de generar una secuencia de correlación; y 25 un dispositivo de cálculo de retardos de recepción (1570) para calcular un retardo de recepción basándose en la secuencia de correlación.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el conversor (1550) realiza una Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) de la secuencia diferencial. 30

3. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un revisor de retardos de recepción para revisar el retardo de recepción calculado.

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que el revisor de retardos de recepción comprende:

un generador de secuencias de detección de retardos de recepción (1740) para convertir la señal de RACH extraída en un dominio del tiempo con el fin de generar una secuencia de detección de retardos de recepción, presentando la secuencia de detección de retardos de recepción un límite superior posterior al retardo de recepción calculado en un primer tiempo predeterminado, y presentando la secuencia de detección de retardos de recepción un límite inferior anterior al retardo de recepción calculado en un segundo tiempo predeterminado; y un ajustador para ajustar el retardo de recepción calculado, sobre la base de una posición de un valor máximo dentro de la secuencia de detección de retardos de recepción.

45 5. Método de recepción de una señal de canal de acceso aleatorio (RACH) que incluye por lo menos un preámbulo, desde una estación móvil, en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencia con una sola portadora (SC-FDMA) , incluyendo el preámbulo una secuencia CAZAC, comprendiendo el método las etapas siguientes:

recibir (S310) una señal desde la estación móvil; 50 extraer (S320) de la señal recibida una señal de RACH en el dominio de la frecuencia; generar (S330) una secuencia diferencial de la señal de RACH extraída en el dominio de la frecuencia; 55 convertir la secuencia diferencial en una secuencia de detección en el dominio del tiempo; comparar un valor máximo de la secuencia de detección con un umbral; determinar (S350) una secuencia CAZAC transmitida, basándose en una posición del valor máximo dentro de la 60 secuencia de detección si el valor máximo supera el umbral; realizar (S360) una correlación de la secuencia CAZAC determinada y de la secuencia diferencial con el fin de generar una secuencia de correlación; y 65 calcular (S370) un retardo de recepción a partir de la secuencia de correlación.

6. Método según la reivindicación 5, en el que la conversión de la secuencia diferencial en un dominio del tiempo para generar la secuencia de detección incluye realizar una Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) de la secuencia diferencial.

7. Método según la reivindicación 5, que comprende además revisar el retardo de recepción calculado.

8. Método según la reivindicación 7, en el que la revisión del retardo de recepción calculado comprende las etapas siguientes:

convertir la señal de RACH extraída en un dominio del tiempo con el fin de generar una secuencia de detección de retardos de recepción, presentando la secuencia de detección de retardos de recepción un límite superior posterior al retardo de recepción calculado en un primer tiempo predeterminado, y presentando la secuencia de detección de retardos de recepción un límite inferior anterior al retardo de recepción calculado en un segundo tiempo predeterminado; y ajustar el retardo de recepción calculado sobre la base de una posición de un valor máximo dentro de la secuencia de detección de retardos de recepción.