Método y sistema para sincronización en un sistema de comunicación.

Un método para la sincronización de enlace ascendente de un primer transceptor y de un segundo transceptor enun sistema de comunicación celular multi-usuario en donde los recursos de comunicación están divididos en canales decomunicación,

caracterizado por cuanto que el método comprende las etapas de:

la recepción, por el primer transceptor, de una señal que comprende una primera secuencia de signaturas transmitidadesde el segundo transceptor, en donde dicha primera secuencia de signaturas se selecciona a partir de un primerconjunto de secuencias de signaturas, siendo la primera secuencia de signaturas, al menos en parte, una secuencia apartir de un conjunto de secuencias de zonas de correlación cero y

en el primer transceptor, la correlación de la señal recibida con al menos una secuencia de signaturas desde un segundoconjunto de secuencias de signaturas para la estimación de la hora de llegada de dicha primera secuencia de signaturaspara sincronizar la transmisión entre el segundo transceptor y el primer transceptor.

Método y sistema para sincronización en un sistema de comunicación

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de radiocomunicaciones y en particular a un método para la sincronización de enlace ascendente de una estación base y de un terminal móvil en un sistema de comunicación celular multi-usuario.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la mayoría de los sistemas de comunicaciones móviles actuales, existen exigencias específicas respecto a la sincronización de una estación base y de un terminal móvil con el fin de garantizar una transmisión de datos correcta. Formas de realización, a modo de ejemplo, de dichos sistemas son el denominado Acceso a Radio Terrestre Universal (UTRA) y UTRA Evolucionado.

En el acceso UTRA Evolucionado, el Acceso Múltiple por División de Frecuencias de Portadora Única (SC-FDMA) puede utilizarse como un sistema de acceso múltiple para la comunicación de enlace ascendente. El sistema de transmisión de SC-FDMA es el así denominado Transformada de Fourier Discreta-spread Multiplexación de Dominios por Frecuencias Ortogonales (DFT-spread OFDM) que puede considerarse como OFDM con precodificación. Mientras que OFDM, que genera una señal multiportadora, tiene una alta relación de valor máximo a medio (PAPR) , la precodificación de DFT proporciona una señal de portadora única con más baja relación PAPR. La baja relación PAPR sirve para extender la cobertura y para reducir el consumo de energía en la batería en el móvil.

En DFT-spread OFDM, se utiliza un prefijo cíclico para conseguir la ecualización en el dominio de las frecuencias. Sin embargo, una exigencia para ecualización satisfactoria en DFT-spread OFDM, así como en OFDM, es que las señales transmitidas desde todos los terminales móviles en la célula estén sincronizadas de tal manera que la dispersión de retardo de la señal junto con la dispersión a la hora de llegada sea menor que la duración del prefijo cíclico. Por lo tanto, se requiere que cada terminal móvil transmisor esté sincronizado dentro de una fracción de la duración del prefijo cíclico antes de que pueda transmitir datos.

En el acceso UTRA Evolucionado, se realiza la sincronización tanto en enlace ascendente como en enlace descendente. En una etapa de la sincronización, sincronización de enlace descendente, el terminal móvil sincroniza (o bloquea) a la frecuencia portadora y la temporización de tramas de la estación base. Esta sincronización, sin embargo, no es suficiente para garantizar que la estación base pueda recibir adecuadamente las señales desde el terminal móvil, puesto que los terminales móviles pueden estar situados a diversas distancias en relación con la estación base. En consecuencia, se necesita una sincronización adicional, sincronización de enlace ascendente, puesto que la distancia entre una estación base y un terminal móvil y por lo tanto, el tiempo de ‘ida y vuelta’, no suele ser conocido.

En el acceso UTRA Evolucionado, un canal de acceso aleatorio (RACH) soporta la sincronización de enlace ascendente de los terminales móviles. El canal RACH en el acceso UTRA Evolucionado está basado en la contención, esto es, cualquier terminal móvil, dentro de la célula, puede transmitir el recurso asignado al canal RACH. En consecuencia, varios terminales móviles pueden intentar transmitir simultáneamente señales de sincronización y con el fin de reducir el riesgo de que la estación base deje de distinguir señales desde diferentes terminales móviles, se proporciona un conjunto de secuencias de signaturas, en donde cada terminal móvil selecciona, de forma aleatoria, una secuencia de signaturas.

En los accesos UTRA y UTRA Evolucionado, una secuencia pseudo-aleatoria binaria, generada por un registro de desplazamiento, se modula por secuencias de Hadamard de 16 bits para proporcionar estas secuencias de signaturas. Aún cuando estas secuencias de signaturas, en numerosas instancias operativas, proporcionen buenas propiedades de correlación, existe todavía una necesidad de capacidades de detección mejoradas para detectar una signatura específica en presencia de otra signatura simultánea, en particular a bajos valores de SIR.

La solicitud de patente WO 00/54424 A da a conocer la utilización de una o más secuencias complementarias, p.e., pares de secuencias de Golay, para proporcionar una sincronización exacta y eficiente entre radiotransceptores. Una propiedad fundamental de un par complementario de secuencias es que la suma de sus funciones de autocorrelación aperiódicas es igual a cero para todos los desplazamientos de tiempo no nulos.

La solicitud de patente US 2004/066802 A1 da a conocer un sistema y método de transceptores en un sistema de comunicación OFDM que permite la adquisición de sincronización de símbolos exacta y mejora el rendimiento para el desplazamiento de frecuencia y la estimación de canales. El método utiliza un símbolo OFDM que tiene un intervalo deguarda que incluye una secuencia de Palabra Única (UW) . La secuencia de Palabra Única insertada en un intervalo de guarda de un símbolo OFDM puede emplear una fila de datos pilotos que tiene una característica de Auto-Correlación de Amplitud Cero Constante (CAZAC) . La fila de datos de CAZAC, utilizada como una fila de datos pilotos, tiene una excelente característica de autocorrelación y una característica de correlación cruzada de casi ‘0’.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un método y un sistema para la sincronización de enlace ascendente en un sistema de comunicación celular multi-usuario, que tiene capacidades mejoradas para detectar una signatura única en presencia de varias otras signaturas simultáneas, en particular a bajos valores de SIR, en comparación con la técnica anterior conocida.

En conformidad con la presente invención, se da a conocer un método para la sincronización de enlace ascendente de un primer transceptor y de un segundo transceptor en un sistema de comunicación celular multi-usuario, en donde los recursos de comunicación están divididos en canales de comunicación. El método comprende las etapas de:

la recepción, por el primer transceptor, de una señal que comprende una primera secuencia de signatura transmitida desde el segundo transceptor, en donde dicha primera secuencia de signatura se selecciona a partir de un primer conjunto de secuencias de signaturas, siendo la primera secuencia de signatura, al menos en parte, una secuencia a partir de un conjunto de secuencias de zonas de correlación cero y

en el primer transceptor, la correlación de la señal recibida con al menos una secuencia de signatura a partir de un segundo conjunto de secuencias de signaturas para la estimación de la hora de llegada de dicha primera secuencia de signatura para sincronizar la transmisión entre el segundo transceptor y el primer transceptor.

Lo que antecede tiene la ventaja de que, aparte de mantener características favorables de las secuencias de signaturas de la técnica anterior, tales como las buenas propiedades de auto-correlación para permitir la estimación de temporización exacta, se consiguen buenas propiedades de correlación cruzada para permitir la estimación de temporización exacta de diferentes secuencias de signaturas simultáneas y parcialmente sincronizadas y una pequeña relación de potencia máxima a potencia media – una correlación cruzada de cero o prácticamente cero para la secuencia de signaturas síncronas y simultáneas, lo que mejora, en gran medida, la probabilidad de detección de una secuencia de signaturas particular, puesto que las secuencias son fáciles de distinguirse entre sí. Las capacidades de detección mejoradas tienen la ventaja adicional de que en situaciones con más de una secuencia de signaturas simultáneamente transmitidas, tiene que ocurrir menos retransmisiones debido a la falta de detecciones y, en consecuencia, los recursos del sistema se utilizan con más eficacia. Asimismo, se hace cada vez más importante obtener un acceso rápido a la red y ser capaces de transmitir, con rapidez, datos utilizando alta potencia. Las capacidades de detección mejoradas permiten una detección más rápida de un terminal móvil específico que desea transmitir datos, lo que facilita también la interoperabilidad con el protocolo de IP.

El uso de secuencias de signaturas según la presente invención, además de tener las ventajas de que aún cuando el nivel de la señal de una secuencia de signaturas sea fuerte mientras que el nivel de la señal de una secuencia de signaturas prácticamente simultánea es considerablemente más débil, p.e., debido a la distancia, efecto de sombra... [Seguir leyendo]

1. Un método para la sincronización de enlace ascendente de un primer transceptor y de un segundo transceptor en un sistema de comunicación celular multi-usuario en donde los recursos de comunicación están divididos en canales de 5 comunicación, caracterizado por cuanto que el método comprende las etapas de:

la recepción, por el primer transceptor, de una señal que comprende una primera secuencia de signaturas transmitida desde el segundo transceptor, en donde dicha primera secuencia de signaturas se selecciona a partir de un primer conjunto de secuencias de signaturas, siendo la primera secuencia de signaturas, al menos en parte, una secuencia a partir de un conjunto de secuencias de zonas de correlación cero y

en el primer transceptor, la correlación de la señal recibida con al menos una secuencia de signaturas desde un segundo conjunto de secuencias de signaturas para la estimación de la hora de llegada de dicha primera secuencia de signaturas para sincronizar la transmisión entre el segundo transceptor y el primer transceptor.

2. El método según la reivindicación 1, en donde la señal recibida está en correlación con al menos una secuencia de signaturas para un número predeterminado de retardos de la señal.

3. El método según la reivindicación 1 o 2, en donde la zona de correlación cero de dicha primera secuencia de

signaturas es de una longitud tal que corresponde prácticamente al retardo previsto máximo de una transmisión desde el segundo transceptor al primer transceptor.

4. El método según la reivindicación 2 o 3, en donde la magnitud de la célula se utiliza para determinar el retardo máximo en dicha fase de correlación y/o el retardo previsto máximo de una transmisión desde el segundo transceptor al 25 primer transceptor.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la etapa de correlación comprende las etapas siguientes:

la utilización de un conjunto de filtros adaptados, en el primer transceptor, para establecer la correlación de la señal recibida con al menos una secuencia de signaturas para un número predeterminado de retardos de la señal,

la detección de una salida máxima desde cada filtro adaptado y

la utilización de la salida máxima detectada desde cada filtro para la estimación de la hora de llegada de la primera secuencia de signaturas para sincronizar la transmisión entre el segundo transceptor y el primer transceptor.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la etapa de correlación comprende la correlación de la señal recibida con cada secuencia de signaturas en dicho segundo conjunto de secuencias de 40 signaturas para un número predeterminado de retardos de la señal recibida.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada secuencia de signaturas del primer conjunto de secuencias de signaturas se toma a partir de un conjunto de secuencias generalizadas de Chirp-Like obtenidas modulando una secuencia Zadoff-Chu con un conjunto ortogonal de secuencias complejas.

8. El método según la reivindicación 7, en donde el conjunto ortogonal de secuencias de modulación es el conjunto de filas y/o de columnas de una matriz de Transformada de Fourier Discreta o el conjunto ortogonal de secuencias de modulación es un conjunto de filas y/o columnas en una matriz de Hadamard. 50

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha primera secuencia de signaturas se selecciona de forma aleatoria, entre la secuencia de signaturas en dicho primer conjunto de secuencias de signaturas.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho primer conjunto de secuencias de

signaturas y dicho segundo conjunto de secuencias de signaturas constituyen el mismo conjunto de secuencias de signaturas.

11. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde una referencia que representa un conjunto particular de secuencias de signaturas se transmite al segundo transceptor y en donde se utiliza la referencia, 60 por el segundo transceptor, para recuperar el sistema de conjunto de secuencias de signaturas a utilizarse.

12. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha primera secuencia de signaturas constituye una secuencia truncada desde un conjunto de secuencias de zonas de correlación cero.

13. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la sincronización de enlace descendente se realiza entre dicho segundo transceptor y dicho primer transceptor antes de las etapas de sincronización de enlace ascendente.

14. Un sistema para sincronización de enlace ascendente de un primer transceptor y de un segundo transceptor en un sistema de comunicación celular multi-usuario, en donde los recursos de comunicación están divididos en canales de comunicación, caracterizado por cuanto que el sistema comprende:

medios para recibir una señal que comprende una primera secuencia de signaturas transmitida desde el segundo transceptor, en donde dicha primera secuencia de signaturas se selecciona desde un primer conjunto de secuencias de signaturas, estando la primera secuencia de signaturas dispuesta de modo que sea, al menos en parte, una secuencia desde un conjunto de secuencias de zonas de correlación cero y

medios para establecer la correlación de la señal recibida con al menos una secuencia de signaturas desde un segundo conjunto de secuencias de signaturas para la estimación de la hora de llegada de dicha primera secuencia de signaturas para sincronizar la transmisión entre el segundo transceptor y el primer transceptor.

15. Un transmisor para uso en un sistema de comunicación celular multi-usuario caracterizado por cuanto el transmisor comprende medios para transmitir una primera secuencia de signaturas a un receptor, en donde dicha primera secuencia de signaturas se selecciona desde un primer conjunto de secuencias de signaturas y en donde dicha primera secuencia de signaturas es, al menos en parte, una secuencia desde un conjunto de secuencias de zonas de correlación cero con el fin de permitir al receptor la estimación de la hora de llegada de dicha primera secuencia de signaturas mediante una correlación para sincronizar la transmisión entre el transmisor y el receptor.

16. Un sistema de comunicación celular multi-usuario que presenta recursos de comunicación para la comunicación entre al menos un primer transceptor y un segundo transceptor, caracterizado por cuanto que dicho sistema de comunicación comprende medios para realizar un método según se establece en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.

Figura 1

p (muestras) p (muestras)

WCDMA, truncadoGCL-DFTGCL-Hadamard WCDMA, truncadoGCL-DFTGCL-Hadamard

interferenciadores