Sistema de transmisión/recepción, aparato de transmisión, y método de multiplexación de una señal piloto utilizada en ellos.

Un sistema de transmisión/recepción que comprende: una estación base y una pluralidad de estaciones móvilesque se comunican usando un sistema de transmisión de portadora única,

en el que cada una de la pluralidad deestaciones móviles comprende medios para transmitir como señal piloto una secuencia que es igual a una secuenciacon una relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que un valor predeterminado prefijado de entretodos los símbolos OFDM, en el que cada una de la pluralidad de estaciones móviles está adaptada paraseleccionar una fase de entre un conjunto limitado de fases, para transformar secuencias con una amplitudconstante que incluye la fase en un dominio en frecuencia de una señal en el dominio en frecuencia a una señal enun dominio en el tiempo, y está adaptada para seleccionar la secuencia, que sea igual a una secuencia con larelación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado, de las secuenciasdespués de la transformación y transmitirla como una señal piloto, caracterizado porque cada una de lasestaciones móviles está adaptada para la búsqueda de la secuencia realizando las siguientes etapas:

1) definir inicialmente un conjunto limitado de fases S, un conjunto vacío C, un conjunto vacío D, un númeroreal α≥ 1 y un número real 0 ≤ ß ≤ 1,

2) seleccionar un número de Np fases Φ (1), Φ (2),....Φ (Np) de entre el conjunto de fases S, siendo Npmenor o igual al número total N de subportadoras.

3) seleccionar una combinación [Φ (1), Φ (2),....Φ (Np)] de entre las Np fases que no pertenezcan al conjuntoD, y añadir la combinación seleccionada al conjunto D,

4) construir una secuencia de longitud N en la que la componente i-ésima es exp [jΦ(i)] y todas lascomponentes excepto la componente i-ésima son cero,

5) transformar el dominio en frecuencia de la secuencia construida en el dominio en el tiempo procesando la secuencia por medio de la Transformación Inversa de Fourier,

6) medir una función C-CDF (Φ) de la secuencia procesada por medio de la Transformación Inversa deFourier,

7) si el resultado de la medición satisface que C-CDF (Φ)< ß, añadir la secuencia que se obtiene por mediode la Transformación Inversa de Fourier al conjunto C,

8) si existe aún una combinación [Φ (1), Φ (2),...Φ (Np )] de las Np fases que no pertenecen al conjunto D,repetir las etapas desde la etapa 2, y si no, obtener finalmente una componente del conjunto C y dar salida ala misma como la secuencia.

Sistema de transmisión/recepción, aparato de transmisión, y método de multiplexación de una señal piloto utilizada en ellos.

Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema de transmisión/recepción, a un aparato de transmisión y a un método de multiplexación de una señal piloto que se utiliza en ellos y, más particularmente, a un método de multiplexación de una señal piloto que reduce la relación entre la potencia de pico y la potencia media en un sistema de transmisión de portadora única.

Antecedentes de la técnica Los sistemas Beyond 3G (Tercera Generación) emplean convencionalmente sistemas de transmisión de portadora única y sistemas OFDM (Multiplexación Ortogonal por División de Frecuencia) como candidatos para un sistema de acceso inalámbrico de enlace ascendente.

Sin embargo, el sistema de transmisión de portadora única predomina en lo que respecta a la relación entre la potencia de pico y la potencia media que muestra una diferencia entre la potencia de pico y la potencia media (por ejemplo, véase Documento No Patente 1) ) . Las razones se describen con detalle más adelante.

En el caso de transmitir señales con la misma potencia media, es más preferible la transmisión de una señal con una baja relación entre la potencia de pico y la potencia media por lo que respecta al consumo de energía de una estación móvil, como se muestra en la figura 1. La figura 1 muestra los márgenes de variación de la potencia media en función del tiempo en el caso de transmitir señales que tienen la misma potencia media.

Generalmente, muchos símbolos OFDM tienen una muy alta relación entre la potencia de pico y la potencia media. Sin embargo, también existen entre todos los símbolos OFDM, símbolos con una relativamente baja relación entre la potencia de pico y la potencia media. Por ello, el uso de dicho símbolo OFDM como señal piloto reduce la relación entre la potencia de pico y la potencia media con respecto a la señal piloto. Esto es debido a que una señal piloto se define de antemano, y se podrá usar como señal piloto un símbolo OFDM con una baja relación entre la potencia de pico y la potencia media.

Por otra parte, una señal de datos en el sistema OFDM se genera a partir de una secuencia aleatoria y, por consiguiente, no se puede resolver un problema relativo a una alta relación entre la potencia de pico y la potencia media como muestra la Figura 2.

Generalmente, como se muestra en la Figura 3, la relación entre la potencia de pico y la potencia media de una señal en el sistema de transmisión de portadora única es menor que la relación del sistema OFDM mostrado la Figura 2.

Debido a las razones anteriores, prevalece en el sistema Beyond 3G el sistema de transmisión de portadora única que tiene una baja relación entre la potencia de pico y la potencia media.

En el sistema de transmisión de portadora única mostrado en la Figura 4, el ancho de banda total del sistema (1, 25 a 20 Mhz) se divide en frecuencias para ser usado por una pluralidad de usuarios y cada usuario respectivo realiza la transmisión de datos por medio de una transmisión de portadora única.

La estimación del camino de propagación en un sistema de transmisión convencional de portadora única se realiza obteniendo la correlación sobre un eje de tiempos. Por ello, una secuencia PN (Pseudo Ruido) , que tiene una buena característica de auto correlación en un dominio en el tiempo o una secuencia de acuerdo con ella se transmite como una secuencia piloto para la estimación del camino de propagación.

Si se realiza una planificación a través de una pluralidad de bloques de frecuencias, es necesario transmitir la secuencia piloto incluso con un ancho de banda de transmisión diferente de aquel del canal de datos actual, como muestran las Figuras 5A y 5B. En este caso, se emplea una transmisión de multiportadora.

En un método de estimación del camino de propagación en el sistema de transmisión de portadora única convencional descrito anteriormente, la correlación se toma sobre el eje de tiempos, y el número de caminos que se pueden separar aumenta según aumentan los anchos de banda de la transmisión, de modo que sus características se deterioran significativamente bajo la fuerte influencia de la interferencia multicamino. A causa de esto, se propone un método de estimación en un dominio en frecuencia similar al sistema OFDM como un método de estimación del camino de propagación.

Sin embargo, la secuencia PN o una secuencia de acuerdo con ella se transmite como símbolo piloto en el sistema de transmisión de portadora única convencional. Dado que estas secuencias no tienen una amplitud constante en un dominio en frecuencia, surge un problema en el cual la precisión de la estimación del camino de propagación en el dominio en frecuencia varía en cada subportadora.

Se dispone de una más detallada descripción a este respecto. La componente de subportadora k ésima (k= 1, 2….K) de una secuencia piloto que se propaga en un canal de desvanecimiento selectivo en frecuencia para ser recibido se expresa por medio de la siguiente fórmula 1.

[Fórmula 1]

en donde k es el número de subportadoras de un ancho de banda para transmitir datos; R (k) es la componente k ésima de la subportadora de la secuencia piloto recibida; H (k) es la componente k ésima de la subportadora del camino de propagación; P (k) es la componente k ésima de la subportadora de una secuencia piloto transmitida; y N

(k) es la componente k ésima de la subportadora de ruido.

Además, se expresa por medio de la siguiente fórmula 2 un valor de estimación del canal de la respectiva subportadora en el dominio en frecuencia.

[Fórmula 2]

Generalmente, una amplitud en el dominio en frecuencia de la secuencia PN, o [P (k) ], tiene diferentes valores en cada número k de subportadora (k= 1, 2, …K) , es decir, no es constante en todas las subportadoras. Como resultado,

si la secuencia PN se usa como señal piloto, surge un problema en el cual, en el caso de una subportadora que tenga un relativamente pequeño [P (k) ], multiplicando una inversa de ella por una componente de ruido, acentúa el ruido y se deteriora significativamente la precisión de la estimación del canal de la subportadora.

Adicionalmente, si se realiza una planificación a través de una pluralidad de bloques de frecuencias, es necesario

transmitir una secuencia piloto simultáneamente a la pluralidad de bloques de frecuencias en los que ha sido posible realizar la planificación. En este caso, se emplea una transmisión de multiportadora, generando por ello un problema en el cual aumenta la relación entre la potencia de pico y la potencia media.

Aquí, se proporciona una explicación suplementaria acerca del incremento de la relación entre la potencia de pico y

la potencia media. Inicialmente, “una función complementaria de acumulación de probabilidad C-CDF (A) de una amplitud de series de tiempos de longitud N {d1, d2, ….dN}” se define por medio de la siguiente fórmula 3.

[Fórmula 3]

“Una relación entre la potencia de pico y la potencia media que aumenta” significa que elementos en los cuales su magnitud (aquí, el cuadrado de su amplitud) es mayor que los tiempos constantes del valor medio forman una gran 45 proporción de todos los elementos.

Cuando se usa la función complementaria de acumulación de probabilidad C-CDF (A) definida anteriormente, “una relación entre la potencia de pico y la potencia media que aumenta” también significa que el valor de la función complementaria de acumulación de probabilidad C-CDF (A) aumenta con respecto de una cierta constante A.

El Documento de No Patente 1: “Aspectos de la Capa Física para una UTRA Evolucionada” (3GPP TR 25.814 VO. 2, 1 (2005-08) (en particular, capítulo 9)

La patente XP11117263 describe unas secuencias de entrenamiento óptimo para la estimación de canal en sistemas de portadora única basados en prefijos cíclicos con Diversidad de transmisión.

La materia-objeto descrita más adelante en la descripción y que va más allá del alcance de las reivindicaciones tiene que ser considerada como ejemplos y no... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de transmisión/recepción que comprende: una estación base y una pluralidad de estaciones móviles que se comunican usando un sistema de transmisión de portadora única, en el que cada una de la pluralidad de estaciones móviles comprende medios para transmitir como señal piloto una secuencia que es igual a una secuencia con una relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que un valor predeterminado prefijado de entre todos los símbolos OFDM, en el que cada una de la pluralidad de estaciones móviles está adaptada para seleccionar una fase de entre un conjunto limitado de fases, para transformar secuencias con una amplitud constante que incluye la fase en un dominio en frecuencia de una señal en el dominio en frecuencia a una señal en un dominio en el tiempo, y está adaptada para seleccionar la secuencia, que sea igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado, de las secuencias después de la transformación y transmitirla como una señal piloto, caracterizado porque cada una de las estaciones móviles está adaptada para la búsqueda de la secuencia realizando las siguientes etapas:

1) definir inicialmente un conjunto limitado de fases S, un conjunto vacío C, un conjunto vacío D, un número real a º1 y un número real 0 º W º1, 2) seleccionar un número de Np fases c (1) , c (2) , ….c (Np) de entre el conjunto de fases S, siendo Np menor o igual al número total N de subportadoras. 3) seleccionar una combinación [c (1) , c (2) , ….c (Np) ] de entre las Np fases que no pertenezcan al conjunto D, y añadir la combinación seleccionada al conjunto D, 4) construir una secuencia de longitud N en la que la componente i-ésima es exp [jc (i) ] y todas las componentes excepto la componente i-ésima son cero, 5) transformar el dominio en frecuencia de la secuencia construida en el dominio en el tiempo procesando la secuencia por medio de la Transformación Inversa de Fourier, 6) medir una función C-CDF (a) de la secuencia procesada por medio de la Transformación Inversa de Fourier, 7) si el resultado de la medición satisface que C-CDF (a) < W, añadir la secuencia que se obtiene por medio de la Transformación Inversa de Fourier al conjunto C, 8) si existe aún una combinación [c (1) , c (2) , …c (Np ) ] de las Np fases que no pertenecen al conjunto D, repetir las etapas desde la etapa 2, y si no, obtener finalmente una componente del conjunto C y dar salida a la misma como la secuencia.

2. El sistema de transmisión/recepción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada una de la pluralidad de las estaciones móviles está adaptada para transmitir como señal piloto la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado con respecto a un bloque de frecuencias que tiene una posibilidad de ser planificado cuando se realiza la transmisión de datos, y que la estación base está adaptada para estimar un camino de propagación y la calidad del camino de propagación usando la señal piloto trasmitida cuando se realiza la recepción de datos.

3. El sistema de transmisión/recepción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en el caso en el que cada una de la pluralidad de estaciones móviles esté adaptada para asignar a un bloque de frecuencias variable, cada una de la pluralidad de las estaciones móviles está adaptada para establecer como señal piloto la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado de acuerdo con una pauta de asignación de los bloques de frecuencias.

4. El sistema de transmisión/recepción de acuerdo con la reivindicación 3, en el que cada una de la pluralidad de las estaciones móviles está asignada a un bloque contiguo de frecuencia.

5. El sistema de transmisión/recepción de acuerdo con la reivindicación 3, en el que cada una de la pluralidad de las estaciones móviles está asignada a un bloque discontinuo de frecuencia.

6. El sistema de transmisión/recepción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estación base está adaptada para enviar información a cada una de la pluralidad de estaciones móviles a través de un canal de control acerca de qué pauta piloto usar.

7. Un aparato de transmisión para comunicaciones que usa un sistema de transmisión de portadora única, que comprende medios para transmitir como una señal piloto una secuencia que es igual a una secuencia con una relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que un valor predeterminado prefijado de entre todos los símbolos OFDM, en el que el aparato está adaptado para seleccionar una fase de entre un conjunto limitado de fases, transforma secuencias con una amplitud constante incluyendo la fase en un dominio en frecuencia de una señal en el dominio en frecuencia en una señal en el dominio en el tiempo y está adaptado para seleccionar la secuencia que sea igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado de las secuencias después de la transformación y la transmite como señal piloto, caracterizado porque el aparato de transmisión porque está adaptado para la búsqueda de la secuencia por medio de la realización de las siguientes etapas:

1) definir inicialmente un conjunto limitado de fases S, un conjunto vacío C, un conjunto vacío D, un número real a º1 y un número real 0 º W º 1, 2) seleccionar un número de Np fases c (1) , c (2) , ….c (Np) de entre el conjunto de fases S, siendo Np menor o igual al número total N de subportadoras, 3) seleccionar una combinación [c (1) , c (2) , ….c (Np) ] de las Np fases que no pertenecen al conjunto D y añadir la combinación seleccionada al conjunto D, 4) construir una secuencia de longitud N en la que la componente i-ésima es exp [jc (i) ] y todas las componentes excepto la componente i-ésima son cero 5) transformar el dominio en frecuencia de la secuencia construida en dominio en el tiempo procesando la secuencia por medio de la Transformación Inversa de Fourier, 6) medir una función de acumulación de probabilidad C-CDF (a) de la secuencia procesada por medio de la Transformación Inversa de Fourier, 7) si el resultado de la medición satisface que C-CDF (a) <W, añadir la secuencia que se obtiene por medio de la Transformación Inversa de Fourier al conjunto C, 8) si existe aún una combinación [c (1) , c (2) , ….c (Np) ] de las Np fases que no pertenecen al conjunto D, repetir las etapas desde la etapa 2, y si no, obtener finalmente una componente del conjunto C y dar salida a la misma como La secuencia.

8. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el aparato está adaptado para transmitir como señal piloto la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado con respecto a un bloque de frecuencias que tiene una posibilidad de ser planificado cuando se realiza la transmisión de datos, y estimar un camino de propagación y la calidad del camino de propagación usando la señal piloto trasmitida cuando se realiza la recepción de datos.

9. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que, en el caso en el que se asignen bloques de frecuencias variable, el aparato está adaptado para establecer como señal piloto la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado de acuerdo con una pauta de asignación de los bloques de frecuencias.

10. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 9, en el que se le asigna al aparato un bloque contiguo de frecuencias.

11. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 9, en el que se asigna al aparato un bloque discontinuo de frecuencias.

12. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el aparato está adaptado para recibir información desde una estación base a través de un canal de control acerca de qué pauta piloto usar.

13. Un método de multiplexación de una señal piloto para un sistema de transmisión/recepción en el cual una pluralidad de estaciones móviles se comunican usando un sistema de portadora única, en el que cada una de la pluralidad de las estaciones móviles realiza una etapa de transmitir como señal piloto de una secuencia que es igual a una secuencia con una relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que un valor predeterminado prefijado de entre todos los símbolos OFDM, en el que cada una de la pluralidad de estaciones móviles está adaptada para seleccionar una fase de entre un conjunto limitado de fases, transformar secuencias con una amplitud constante incluyendo la fase en un dominio en frecuencia de una señal en el dominio en frecuencia en una señal en el dominio en el tiempo, y está adaptada para seleccionar la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado de las secuencias después de la transformación y la transmite como señal piloto, caracterizado porque la búsqueda de la secuencia se hace realizando las siguientes etapas:

1) definir inicialmente un conjunto limitado de fases S, un conjunto vacío C, un conjunto vacío D, un número real a º1 y un número real 0 º W º1, 2) seleccionar un número Np de fases c (1) , c (2) , ….c (Np) dentro del conjunto de fases S, siendo Np menor

o igual al número total N de subportadoras, 3) seleccionar una combinación [c (1) , c (2) , ….c (Np) ] de las Np fases que no pertenezcan al conjunto D, y añadir la combinación seleccionada al conjunto D, 4) construir una secuencia de longitud N en la que la componente i-ésima es exp [jc (i) y todas las componentes excepto la componente i-ésima son cero, 5) transformar el dominio en frecuencia de la secuencia construida en el dominio en el tiempo procesando la secuencia por medio de la Transformación Inversa de Fourier, 6) medir una función C-CDF (a) de la secuencia procesada por medio de la Transformación Inversa de Fourier, 7) si el resultado de la medición satisface que C-CDF (a) <W, añadir la secuencia que se obtiene por medio de la Transformación Inversa de Fourier al conjunto C,

8) si aún existe una combinación [c (1) , c (2) , ….c (Np) ] de las Np fases que no pertenece al conjunto D, repetir las etapas desde la etapa 2, y si no, obtener finalmente una componente del conjunto C y dar salida a la misma como la secuencia.

14. El método de multiplexación de la señal piloto de acuerdo con la reivindicación 13, en el que cada una de la pluralidad de las estaciones móviles trasmite como señal piloto la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado con respecto a un bloque de frecuencias que tiene una posibilidad de ser planificado cuando se realiza la transmisión de datos, y una estación base estima un camino de propagación y la calidad del camino propagación usando la señal piloto trasmitida cuando se realiza la recepción de datos.

15. El método de multiplexación de la señal piloto de acuerdo con la reivindicación 13, en el que, en el caso en que cada una de la pluralidad de las estaciones móviles se le asigne un bloque variable de frecuencias, cada una de la pluralidad de las estaciones móviles establece como señal piloto la secuencia que es igual a una secuencia con la relación entre la potencia de pico y la potencia media menor que el valor predeterminado de acuerdo con una pauta de asignación de los bloques de frecuencias.

16. El método de multiplexación de la señal piloto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que a cada una de la pluralidad de estaciones móviles se le asigna un bloque contiguo de frecuencias.

17. El método de multiplexación de la señal piloto de acuerdo con la reivindicación 15, en el que a cada una de la pluralidad de estaciones móviles se le asigna un bloque discontinuo de frecuencias.

18. El método de multiplexación de la señal piloto de acuerdo con la reivindicación 13, en el que una estación base envía la información a cada una de la pluralidad de estaciones móviles a través de un canal de control acerca de qué pauta piloto usar.